JPH06321295A - フィリングチューブ上昇式フィラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】継続的に上昇する液面に対し、フィリングチュ
ーブ４０の先端が常に所定の範囲内にあるように、その
上昇を制御しながら充填を行なう。 【構成】このフィラは、充填液タンクとフィリングチュ
ーブ４０と充填液バルブ１８とを備えている。フィリン
グチューブ４０の注液口よりやや下方に液面検知用セン
サ４２が一体的に設けられている。液バルブ１８は充填
中は開放状態が維持されて連続的に充填を行なう。フィ
リングチューブ４０とセンサ４２は、このセンサ４２か
らの信号が入力される制御装置４４によって昇降が制御
される。充填により上昇する液面をセンサ４２が検知す
るとフィリングチューブ４０は制御装置４４のタイマに
よる設定時間上昇されて停止される。連続的に上昇する
液面に対し、フィリングチューブ４０を間欠的に上昇さ
せつつ充填を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に液体を充填す
るフィラ（充填機）に係り、特に、フィリングチューブ
（充填ノズル）を、液面の上昇に追従して上昇させるよ
うにしたフィリングチューブ上昇式フィラに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】フィラ（充填機）は一般に、充填する液
体を貯留する充填液タンクと、容器内に挿入されて上記
液体を充填する充填ノズルと、充填液タンクと充填ノズ
ルとの間に設けられてこれら両者間の通路を開閉する充
填液バルブとを備えている。このフィラによって容器内
に充填を行なう場合には、充填された液の液面高さを一
定にする、言い変えると、空寸（充填後に容器の上部に
残された空間）を均一にする必要がある。

【０００３】従って、フィラには、容器内に充填された
液の液面高さを一定にするための手段が設けられてい
る。例えば、容器の口部を壜口パッキンによってシール
して充填を行なうタイプのフィラの場合には、容器内へ
の液体の充填に伴なって、容器内のエアを排出しなけれ
ばならず、液体の充填を行なう充填ノズルの他にエアチ
ューブが設けられて、充填された液量に応じて容器内の
エアを排出するようになっている。このタイプのフィラ
では、充填された液が容器内を上昇してその液面がエア
チューブの下端の排気口に達すると、このエアチューブ
が閉塞されて排気が行なわれなくなるため、充填ノズル
からの液の流入が停止し、そこで充填が終了する。すな
わち、エアチューブの排気口の位置によって充填終了時
の液面高さ（空寸値）が決定する。

【０００４】一方、容器の口部をシールしないタイプの
フィラでは、液面の高さを検知するセンサを別に設け、
このセンサが、容器内への液体の充填の進行により次第
に上昇してきた液面を感知したときに、充填液バルブを
閉じて充填を終了するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者のような、容器の
口部をシールして充填を行なうタイプのフィラは、充填
ノズルとエアチューブの二重管構造になっているため構
造が複雑であり、コスト高であるという問題があった。
しかも、容器とバルブ側との接触が必要であるため衛生
上の面等で好ましくないという問題もあった。

【０００６】また、センサによって液面を検知するタイ
プのフィラでは、充填ノズルの先端を容器の上部に位置
するように挿入し、液バルブを開放して充填を行ない、
充填が進むにつれて上昇してきた液面を上記センサによ
って検出し、充填液量が所定量に達したことを確認して
液バルブを閉じ充填を終了している。このフィラによっ
て充填される液体が発泡しやすい液体である場合には、
充填ノズル下端の注液口を上記のように容器内の上部に
位置させた状態で充填を行なうと、容器内に流入する液
体が高い位置から落下するために容器内の空気と混合し
て発泡することがあり、センサがこの泡を液面と誤認し
て充填を終了してしまう場合があった。このような場合
には、充填完了時の液面が一定とならず規制液面に誤差
を生じるおそれがあった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、上昇する充填液面に対して、フィリング
チューブの先端が所定の範囲内に位置するように追従さ
せて上昇させることにより、正確に液面を制御すること
ができる、構成が極めて簡単で低コストなフィリングチ
ューブ上昇式フィラを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフィリング
チューブ上昇式フィラは、容器内に挿入されて液体を充
填するフィリングチューブと、このフィリングチューブ
の先端より下方に取付けられ、容器内に充填された液体
の液面を検出するセンサと、上記フィリングチューブお
よびセンサを昇降させる昇降手段と、フィリングチュー
ブと充填液タンクとの間に設けられた液バルブと、上記
センサからの信号が入力されてフィリングチューブの昇
降を制御する制御手段とを備えており、上記フィリング
チューブを容器の底部付近まで挿入し、上記液バルブを
開放して連続的に充填を行ない、センサが液面を検知し
た際に、上記制御手段によってフィリングチューブを所
定の高さ上昇させるようにしたものである。

【０００９】

【作用】上記フィリングチューブ上昇式フィラでは、液
バルブは開放した状態を保持して継続的に充填を行な
い、フィリングチューブは、センサが液面を検知したと
きに制御手段からの指令により所定高さ上昇された後停
止し、その上昇した位置でセンサが上昇してきた液面を
検知すると再度上昇される。このように間欠的な上昇を
行なうことにより、フィリングチューブは常に液面に対
し所定の範囲内の距離を隔てて、液面の上昇に追従して
上昇する。

【００１０】

【実施例】以下図面に示す実施例により本発明を説明す
る。図１は本発明の一実施例に係るフィリングチューブ
上昇式フィラの平面図、図２はこのフィリングチューブ
上昇式フィラの縦断面図であり、機台２上に直立して固
定された筒状の支柱４に回転体６が回転自在に支持され
ている。この回転体６は、一体的に連結された上中下３
枚の水平な回転板８，１０，１２と上記支柱４内に嵌合
して回転自在に支持された軸部６ａと、この軸部６ａ
の、支柱４よりも下方側に固定された大径ギア１４とを
備えており、この大径ギア１４がメインモータ１６の駆
動ギア１６ａに噛合って駆動力を伝達され、回転体６が
一体的に回転する。

【００１１】回転体６の上記上中下３枚の回転板８，１
０，１２の外周側には、円周方向等間隔で複数の充填液
バルブ１８が設けられている。これら３枚の回転板８，
１０，１２間に、２本ずつが１組となるガイドロッド２
０が垂直に固定され、各組のガイドロッド２０にそれぞ
れ充填液バルブ１８が昇降自在に支持されている。図３
に示すように、各組のガイドロッド２０間にはスクリュ
ー２２が配置され、上方の回転板８に回転自在に支持さ
れている。このスクリュー２２は、上方の回転板８の面
上に固定されたサーボモータ２４によって回転される。
スクリュー２２には、その両側のガイドロッド２０に昇
降可能であるとともに回転しないように支持されたナッ
ト２６が螺合しており、スクリュー２２の回転によって
このナット２６が昇降する。両ガイドロッド２０の、中
間の回転板１０よりも下方側には、スライドブロック２
８が昇降自在に支持され、連結筒３０を介して上記ナッ
ト２６に連結されて一体的に昇降するようになってい
る。

【００１２】スライドブロック２８上に、上記充填液バ
ルブ１８が取付けられている。この充填液バルブ１８
は、フレキシブルホース３２、分配配管３４、ロータリ
ジョイント３６、および上記支柱４と回転体６の軸心を
通ってこの回転体６の外方へ延びる供給配管３８等を介
して充填液タンク（図示せず）に接続され、一方、スラ
イドブロック２８に垂直方向に取付けられたフィリング
チューブ（充填ノズル）４０にも接続されており、これ
ら充填液タンクとフィリングチューブ４０との間の連通
遮断を行なう。また、このスライドブロック２８には、
フィリングチューブ４０に隣接して、容器５０内に充填
された液体の液面を検出するセンサ４２が設けられてい
る。液面検出用のセンサ４２は、その検出部がフィリン
グチューブ４０の注液口（下端の開口部）よりも僅かに
下方に位置するように配置されており、フィリングチュ
ーブ４０の下端に対し充填液の液面が所定の距離に達し
たときにその液面を検出する。このセンサ４２からの信
号は制御装置４４に入力されるようになっており、この
センサ４２からの入力信号によって制御装置４４が上記
サーボモータ２４の駆動を制御してフィリングチューブ
４０を上昇・停止させる。すなわち、センサ４２が上昇
してくる液面を検出すると、その信号が制御装置４４に
入力されて、上記サーボモータ２４を駆動してフィリン
グチューブ４０を上昇させ、上昇開始後所定時間経過し
たことを制御装置４４内のタイマによって計測すると、
このフィリングチューブ４０の上昇が停止される。な
お、上記液面検出用センサ４２は、容器５０内に充填さ
れる液体が導電性の液体の場合には、電極棒を用いるこ
とが好ましい。また、充填液が非導電性液の場合には、
電極棒に代えてエアセンサを用いれば良く、その他、液
種に応じて光センサ等の種々のセンサを用いることも可
能である。

【００１３】上記各フィリングチューブ４０の下方に
は、これらフィリングチューブ４０と上下の位置を対応
させてそれぞれ容器台４６が設けられている。これら容
器台４６は、回転体６の下側の回転板１２の下方に延び
る筒体１２ａの外面に取付けられており、回転体６の回
転に伴って、フィリングチューブ４０および充填液バル
ブ１８と上下の位置を一致させて一体的に回転する。各
容器台４６上には、コンベア４８によって連続的に搬送
されてきた容器５０が、供給スターホイール５２を介し
て供給されるようになっている（図１参照）。回転体６
の回転中に、各充填液バルブ１８およびフィリングチュ
ーブ４０が下降して、フィリングチューブ４０の先端が
容器５０内に挿入されて充填が行なわれ、充填が完了し
た後、容器台４６上の容器５０は排出スターホイール５
４を介して上記コンベア４８上に排出される。なお、供
給スターホイール５２および排出スターホイール５４
は、それぞれの下方に取付けられたギア５６（図２参
照）が上記回転体６の大径ギア１４に噛合ってメインモ
ータ１６からの回転力を伝達され、回転体６と同期して
回転するようになっている。

【００１４】上記構成に係るフィリングチューブ上昇式
フィラの作動について図１、図４および図５により説明
する。先ず、図示しない容器検知手段によって各容器台
４６上に容器５０が供給されたことを確認する。容器５
０が供給されたことが確認された場合に以下の充填動作
が行なわれる。供給スターホイール５２を介して容器台
４６上に容器５０が引き渡される位置Ａ（図１参照）に
おいて、制御装置４４からの指令によりサーボモータ２
４が作動されてフィリングチューブ４０が降下を開始す
る（図４のａ）。フィリングチューブ４０は下降して次
第に容器５０内に挿入される（図４のｂ〜ｄ）。図１の
位置Ｂにおいてフィリングチューブ４０の降下が完了し
て停止される（図４のｅ）。この時、フィリングチュー
ブ４０の先端は、容器５０の底部近くまで下降してい
る。このフィリングチューブ４０が最も下降した停止位
置（図１のＢ，図４のｅ）に到達すると同時に、制御装
置４４によって充填液バルブ１８が開放されて充填がス
タートする。充填液バルブは容器５０内に所定の液量が
充填されて充填が終了するまで、開放された状態に保持
されて継続的に充填をおこなう。

【００１５】容器５０内に液が充填され、その液面が上
昇してフィリングチューブ４０の下端の注液口よりも下
方に位置している液面検知用センサ４２に達する。この
センサ４２が液面を検出すると、センサ４２からの信号
が入力された制御装置４４からの指令によりサーボモー
タ２４が作動されてフィリングチューブ４０が上昇す
る。このフィリングチューブ４０の上昇は以下のように
行なわれる。すなわち、サーボモータ２４の作動によっ
てスクリュー２２が回転すると、このスクリュー２２に
螺合しているナット２６が２本のガイドロッド２０に案
内されて上昇する。このナット２６には連結筒３０を介
してスライドブロック２８が連結されており、ナット２
６と一体的に上昇し、上記フィリングチューブ４０およ
び液面検知用センサ４２もナット２６とともに上昇す
る。このフィリングチューブ４０の上昇は、制御装置４
４のタイマによって所定時間経過後に停止されるように
なっており、継続的に上昇を続ける液面よりも所定の高
さだけ上方に達して停止する（図４のｆ）。

【００１６】フィリングチューブ４０が上昇しその後停
止している間にも、充填液バルブ１８は開放状態を維持
しているので、充填は継続的に行なわれて液面は上昇を
しており、この上昇した液面がフィリングチューブ４０
とともに停止しているセンサ４２に到達すると（図４の
ｇ）、再び、フィリングチューブ４０およびセンサ４２
４は上昇され、センサ４２が液面から離れた上方の位置
で停止される（図４のｈ）。このように、充填が行なわ
れて継続的に上昇する液面に対し、フィリングチューブ
４０は、センサ４２が液面を検知する毎に間欠的に上昇
し、液面に対し常に所定の範囲内の距離を保持して追従
上昇する（図４のｉ〜ｓ）。

【００１７】上述のように、継続的に上昇する液面に対
して、フィリングチューブ４０および液面検知用センサ
４２が間欠的に上昇・停止を繰り返して次第に上昇し、
センサ４２が、予め設定された所定の液面高さ（設定さ
れた空寸位置）に達したときに停止される（図１のＣ，
図４のｔ）。最終的な液面を決定する高さに、フィリン
グチューブ４０およびセンサ４２が停止している間に充
填が進んで液面が上昇し、センサ４２に達して液面が感
知されると、制御装置４４によって充填液バルブ１８が
閉じられて充填が終了する（図１のＤ，図４のｕ）。空
寸決定位置で閉じられた充填バルブ１８は、次回の充填
迄そのままの状態に保持される。また、フィリングチュ
ーブ４０および液面検知用センサ４２は、充填が終了し
た上記地点（図１のＤの位置）から、容器５０を排出す
るために最終的に上昇されて、容器５０内から抜き取ら
れる（図４のｖ，ｗ）。フィリングチューブ４０および
センサ４２が上昇して抜き取られている間に、容器５０
は排出スターホイール５４によってコンベア４８上に排
出され、図１のＥ地点で、フィリングチューブ４０およ
びセンサ４２の上昇が完了する。フィリングチューブ４
０およびセンサ４２は、そのまま図１のＡ地点まで上昇
位置を保って回転され、Ａ地点から再び次の容器５０に
向って下降して上記動作を反復する。

【００１８】このようにフィリングチューブ４０の先端
を容器５０の底部近くまで挿入し、充填液バルブ１８を
開放状態に保持して充填を行ない、継続的に上昇を続け
る液面を液面検知用センサ４２によって検出して、フィ
リングチューブ４０を間欠的に上昇させることにより、
フィリングチューブ４０の先端を液面の上方の所定の範
囲内の高さに維持しつつ充填を行なうので、簡単な構成
の充填液バルブ１８およびフィリングチューブ４０を用
いて、容器５０内の規定の空寸位置まで泡立てることな
く充填を行なうことができる。しかも、フィリングチュ
ーブ４０およびセンサ４２の最終停止位置は制御装置４
４によって任意に設定することができるので、充填液面
の高さの変更・調整も容易に行なうことができる。ま
た、容器の横断面の形状が上下方向で変化しているも
の、例えば、テーパ状のビンや中央部がくぼんだビン等
の変形容器では、単位時間当りの充填量を一定にして充
填をしていくと液面の上昇速度が変化するが、この液面
上昇速度の変化にも正確にフィリングチューブ４０を追
従上昇させることができる。

【００１９】また、供給スターホイール５２から容器台
４６上に容器５０が供給される引渡し地点（図１のＡ）
付近に設けられた容器検出手段が容器５０を検知しなか
った場合には、その容器台４６に対応するフィリングチ
ューブ４０は降下されず、上昇端位置に保持されたまま
回転移動され、一方充填液バルブ１８も閉状態を保持さ
れる、いわゆるノーボトル・ノーフィル機構を有してい
る。また、本機が停止した場合にはただちにフィリング
チューブ４０を停止し、充填液バルブ１８を閉にするこ
とはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、フィ
リングチューブを容器の底部付近まで挿入し、液バルブ
を開放状態に保持して継続的に充填を行ない、センサが
液面を検知した際に制御手段によってフィリングチュー
ブを所定高さ上昇させ、その後、上昇を続ける液面を再
びセンサが検知したときに、フィリングチューブを再度
上昇させる。このように充填を継続して行なうととも
に、フィリングチューブの上昇を間欠的に行なわせるこ
とにより、フィリングチューブの先端を液面に対し常に
所定範囲内の距離を隔てた状態で上昇させることができ
るので、簡単な構造でしかも低コストなフィラによっ
て、充填終了時の液面の高さを正確に制御することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフィリングチューブ上
昇式フィラの概略を示す平面図である。

【図２】上記フィリングチューブ上昇式フィラの縦断面
図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】上記フィラによる充填工程を順次示す作動説明
図である。

【図５】上記フィラによる充填工程を順次説明する流れ
図である。

【符号の説明】

１８ 液バルブ（充填液バルブ） ２４ 昇降手段（サーボモータ） ４０ フィリングチューブ ４２ センサ（液面検知用センサ） ４４ 制御手段（制御装置） ５０ 容器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に挿入されて液体を充填するフィ
   リングチューブと、このフィリングチューブの先端より
   下方に取付けられ、容器内に充填された液体の液面を検
   出するセンサと、上記フィリングチューブおよびセンサ
   を昇降させる昇降手段と、フィリングチューブと充填液
   タンクとの間に設けられた液バルブと、上記センサから
   の信号が入力されてフィリングチューブの昇降を制御す
   る制御手段とを備え、上記フィリングチューブを容器の
   底部付近まで挿入し、上記液バルブを開放して連続的に
   充填を行ない、センサが液面を検知した際に、上記制御
   手段によってフィリングチューブを所定の高さ上昇させ
   ることを特徴とするフィリングチューブ上昇式フィラ。