(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022011169
(43)【公開日】2022-01-17
(54)【発明の名称】充填装置
(51)【国際特許分類】
B67C 3/28 20060101AFI20220107BHJP
B65B 39/00 20060101ALI20220107BHJP
【FI】
B67C3/28
B65B39/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020112139
(22)【出願日】2020-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】宮本 康史
(72)【発明者】
【氏名】高島 和己
(72)【発明者】
【氏名】柏木 直也
(72)【発明者】
【氏名】中野 颯
【テーマコード(参考)】
3E055
3E079
【Fターム(参考)】
3E055AA01
3E055DA03
3E055EA10
3E055EB08
3E079AB01
3E079DD02
3E079DD32
(57)【要約】
【課題】充填バルブの液バルブを開放中に、液バルブの駆動源である電動駆動手段の電源が落ちた際に、液バルブを閉鎖させて充填液の垂れ流しを防止する。
【解決手段】液バルブ14は、昇降軸12の下端に設けた弁体22と、バルブ本体11の内周部に設けた弁座23とからなり、昇降軸12は電動シリンダ16によって昇降されるようになっている。昇降軸12の上部外周部にピストン15が連結されており、ピストン15の隣接上方位置に圧力室24が形成されている。
液バルブ14が開放されて充填液3を容器2内に充填中において、電動シリンダ16の電源が落ちた場合には、圧縮エア供給手段26から圧力室24内に圧縮エアが供給される。すると、ピストン15と昇降軸12が下降されて液バルブ14が強制的に閉鎖される(
図2(b)参照)。これにより、吐出口11Aから充填液3が垂れ流しになるのを防止できる。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器内に充填液を充填する複数の充填バルブを備え、
上記充填バルブは、下端に充填液の吐出口が形成された筒状のバルブ本体と、上記バルブ本体内に昇降可能に設けられた昇降軸と、該昇降軸とバルブ本体の内周部との間に形成された液通路と、上記昇降軸に設けられた弁体と上記バルブ本体の内周部に形成された弁座とからなり上記液通路を開閉させる液バルブと、上記昇降軸を昇降させる電動駆動手段とを備え、
上記電動駆動手段によって昇降軸を昇降させることで、上記液バルブによって液通路を開閉させるように構成された充填装置において、
上記昇降軸に設けられるとともに上記バルブ本体の内周部に気密を維持して昇降可能に設けられたピストンと、該ピストンの上方側となるバルブ本体の内部に形成された圧力室と、上記圧力室に圧縮エアを供給する圧縮エア供給手段と、上記電動駆動手段及び圧縮エア供給手段の作動を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記電動駆動手段に異常が発生した際に、上記圧縮エア供給手段から上記圧力室に圧縮エアを供給させることにより、上記ピストンを介して昇降軸を下降させて上記液バルブを強制的に閉鎖させることを特徴とする充填装置。
【請求項2】
上記制御装置は、上記液バルブが開放されて容器内に充填液を充填中に上記電動駆動手段の電源が落ちた際に、上記圧縮エア供給手段から圧力室に圧縮エアを供給させて液バルブを閉鎖させることを特徴とする請求項1に記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は充填装置に関し、より詳しくは、電動駆動手段によって充填バルブの液バルブを開閉させることで、容器内に充填液を充填する充填装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動駆動手段によって充填バルブの液バルブを開放させて容器内に充填液を充填するように構成された充填装置は知られている(例えば特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1に開示された充填バルブにおいては、電動駆動手段の電源が落ちた場合には、充填バルブの液バルブが開放されたままとなり、その場合には充填液が垂れ流しの状態となる。すると、充填バルブから流下した充填液によって充填バルブの周辺が汚染されるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、本発明は、容器内に充填液を充填する複数の充填バルブを備え、
上記充填バルブは、下端に充填液の吐出口が形成された筒状のバルブ本体と、上記バルブ本体内に昇降可能に設けられた昇降軸と、該昇降軸とバルブ本体の内周部との間に形成された液通路と、上記昇降軸に設けられた弁体と上記バルブ本体の内周部に形成された弁座とからなり上記液通路を開閉させる液バルブと、上記昇降軸を昇降させる電動駆動手段とを備え、
上記電動駆動手段によって昇降軸を昇降させることで、上記液バルブによって液通路を開閉させるように構成された充填装置において、
上記昇降軸に設けられるとともに上記バルブ本体の内周部に気密を維持して昇降可能に設けられたピストンと、該ピストンの上方側となるバルブ本体の内部に形成された圧力室と、上記圧力室に圧縮エアを供給する圧縮エア供給手段と、上記電動駆動手段及び圧縮エア供給手段の作動を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記電動駆動手段に異常が発生した際に、上記圧縮エア供給手段から上記圧力室に圧縮エアを供給させることにより、上記ピストンを介して昇降軸を下降させて上記液バルブを強制的に閉鎖させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0006】
このような構成によれば、液バルブが開放中に電動駆動手段の電源が落ちる等の異常が生じた場合には、圧縮エア供給手段によって圧力室に圧縮エアが供給されることでピストン及び昇降軸が下降されて、液バルブが強制的に閉鎖される。そのため、電導駆動手段の電源が落ちた場合であっても、吐出口から充填液が垂れ流しになるのを防止できるので、充填装置が充填バルブから流下した充填液で汚れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図2】
図1の要部の縦断面図であり、
図2(a)は充填バルブの液バルブが開放されて容器内に充填液を充填中の状態を示しており、
図2(b)は充填バルブの電動シリンダの電源が落ちた際に、圧力室に圧縮エアが供給されることで液バルブが閉鎖された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、
図1ないし
図2において、1は容器2内に充填液3を充填する回転式の充填装置であり、この充填装置1は、回転体4の外周部に等ピッチで複数の充填バルブ6を備えている。
回転体4が矢印方向に回転中において、供給位置Aにおいて供給ホイール7から充填バルブ6の下方側に順次、空の容器2が供給されるようになっている。各容器2は充填装置1が備える図示しないグリッパによって把持されるとともに、回転体4の回転に伴って搬送されつつ、充填バルブ6によって所定量の充填液3が充填される。そして、充填バルブ6によって充填液3が充填された各容器2は、グリッパによる把持状態を解放されるとともに、排出位置Bにおいて排出ホイール8によって充填装置1の回転体4から排出されて図示しないキャッピング装置へ受け渡されるようになっている。
【0009】
図2に示すように、本実施例の充填バルブ6は、下端が吐出口11Aとなった円筒状のバルブ本体11と、バルブ本体11内に昇降自在に設けられた細長い円柱状の昇降軸12と、この昇降軸12の外周部とバルブ本体11の内周部との間に形成された液通路13と、バルブ本体11内の下方側に設けられて液通路13を開閉させる液バルブ14と、昇降軸12の上部外周に嵌着された段付のピストン15と、昇降軸12及びピストン15を昇降させる電動シリンダ16を備えている。
バルブ本体11は、回転体4の外周部に所定高さで鉛直方向となるように連結されており、したがって、吐出口11Aは、容器2に充填液3を充填するための所定高さで下方に向けられている。
バルブ本体11の内周部の上方側に、小径のガイド孔11Bが形成されており、このガイド孔11Bに昇降軸12の上方側の外周部を摺動自在に貫通させている。昇降軸12は、ガイド孔11Bに案内されてバルブ本体11内で昇降されるようになっている。
昇降軸12の上端部は、電動駆動手段としての電動シリンダ16に接続されており、電動シリンダ16の作動は、制御装置18によって制御されるようになっている。電動シリンダ16によって昇降軸12を昇降させることで、液バルブ14を開閉させるようになっている。
ガイド孔11Bよりも下方側となるバルブ本体11の内周部と、それに対向する昇降軸12の外周部との隙間が液通路13として構成されている。
ガイド孔11Bの隣接下方側となるバルブ本体11の内周部と、それに対向する昇降軸12の段部とにわたってベローズ19が取り付けられている。昇降軸12が昇降される際には、ベローズ19が伸縮されるようになっている。
【0010】
ベローズ19を設けた位置となるバルブ本体11の液通路13には、充填液供給管21の一端が接続されており、充填液供給管21の図示しない他端は充填液の供給源に接続されている。回転体4が回転される充填作業中においては、充填液の供給源から充填液供給管21を介して液通路13に充填液3が供給されて、液通路13内が充填液3で満たされるようになっている。
昇降軸12の下端外周部に弁体22が装着されており、この弁体22と対向するバルブ本体11の内周部が円錐状の弁座23となっている。弁体22と弁座23とによって液バルブ14が構成されており、電動シリンダ16によって昇降軸12が
図2(a)に示す上昇端に上昇されて弁体22が弁座23から離座すると、液バルブ14が開放される。すると、該液バルブ14と吐出口11Aを介して液通路13内の充填液3が容器2内に充填されるようになっている(
図2(a)の状態)。
他方、電動シリンダ16によって昇降軸12が下降されて弁体22が弁座23に着座すると、液バルブ14が閉鎖されるので吐出口11Aからの充填液3の流下が阻止されるようになっている(
図2(b)と同じ状態)。
【0011】
次に、昇降軸12を昇降させる電動シリンダ16について説明する。電動シリンダ16は制御装置18によって作動を制御されるようになっており、この電動シリンダ16自体の構成は従来すでに公知である。
具体的には、電動シリンダ16は正逆に回転されるサーボモータと、このサーボモータの駆動軸のネジ部と螺合されて昇降可能なナット部材を備えており、そのナット部材に昇降軸12の上端部が連結されている。サーボモータの回転位置や回転速度を制御装置18によって制御することで、上記昇降軸12の昇降位置や昇降速度を制御できるようになっている。サーボモータの電源が入っていない場合は、サーボモータの回転軸がある程度自由に回転可能となっている。
サーボモータには、ロータリーエンコーダが接続されており、サーボモータに電圧が印加されて回転される際には、ロータリーエンコーダから発信された信号が制御装置18に送信される。それによって、制御装置18はサーボモータの回転位置と回転速度を認識できるようになっている。また、サーボモータに電圧を印加している作動中において、ウォータハンマなどによりサーボモータが過負荷となった場合等には、制御装置18は、当該電動シリンダ6のサーボモータに異常が発生したことを認識できるようになっている。
電動シリンダ16のサーボモータが制御装置18によって正転されることで、昇降軸12が下降されると液バルブ14が閉鎖される一方、その閉鎖状態から電動シリンダ16のサーボモータが制御装置18によって逆転されて昇降軸12が上昇端に位置すると、液バルブ14が開放されるようになっている(
図2(a)参照)。
【0012】
しかして、本実施例は、電動シリンダ16によって昇降軸12を上昇させて液バルブ14を開放し、容器2内に充填液3を充填中において、電動シリンダ16の電源が落ちるなどの異常が発生した際に、ピストン15を介して昇降軸12を下降させることで液バルブ14を強制的に閉鎖させることが特徴となっている。
上記ガイド孔11Bの上方側となるバルブ本体11の内周部は、順次、上方側の内径を大きくした段付ガイド孔11Cとなっている。
ピストン15は、上方側の大径部15Aと下方側の小径部15Bとからなり、ピストン15の大径部15Aを段付ガイド孔11Cの上方側の大径孔に、ピストン15の小径部15Bを段付ガイド孔11Cの下方側の小径孔にそれぞれ摺動自在に嵌合させている。
ピストン15は、昇降軸12の上方側の外周部に嵌着されており、昇降軸12とともに電動シリンダ16によって昇降されるようになっている。
ピストン15の隣接下方側となるバルブ本体11の段付ガイド孔11Cの内部空間は、バルブ本体11に形成されたエア抜き孔11Eを介して常時大気に解放させている。それによって、バルブ本体11内でピストン15や昇降軸12が支障なく昇降できるようになっている。
ピストン15の隣接上方側となるバルブ本体11の内周部と昇降軸12の外周部との間の空間は、圧力室24として構成されており、この圧力室24は、バルブ本体11のエア通路11Dと、それに接続された導管25を介して圧縮エア供給手段26に接続されている。圧縮エア供給手段26の作動は、制御装置18によって制御されるようになっている。
回転体4が回転されて充填バルブ6による容器2内への充填液3の充填中においては、制御装置18が圧縮エア供給手段26を作動させているので、圧縮エア供給手段26から導管25を介して圧縮エアを圧力室24に向けて供給可能となっている。
導管25の途中には電磁弁28が設けられており、この電磁弁28の作動は制御装置18によって制御されるようになっている。この電磁弁28は、内蔵されたばねによって弁体が流体通路を開放する方向に付勢されているが、回転体4が回転される充填作業中においては、制御装置18によって電磁弁28に通電されて、その弁体がばねに抗して流体通路を閉鎖している。このように電磁弁28が閉鎖されているので、電動シリンダ16等に異常が生じていない正常な状態では、圧縮エア供給手段26から供給されている圧縮エアは、閉鎖状態の電磁弁28によって圧力室24への供給が阻止されている。
これに対して、充填作業中に何らかの原因で充填装置1全体の電源が落ちた場合、つまり、充填バルブ6の電動シリンダ16への電力の供給が停止された場合には、上記電磁弁28への電力の供給も停止されるので、電磁弁28の弁体がばねの弾発力によって開放位置まで移動されて流体通路が開放される。そのため、開放された電磁弁28と導管25を介して圧縮空気供給手段26から圧縮エアが圧力室24に導入されるようになっている。それにより、ピストン15、昇降軸12が下降されるので、弁体22が弁座23に強制的に着座して液バルブ14が閉鎖されるようになっている。つまり、充填装置1に設けられた全ての充填バルブ6の液バルブ14が強制的に閉鎖されるようになっている。
【0013】
以上の構成において、充填装置1の各充填バルブ6に異常が生じていない場合における充填バルブ6による容器2への充填液3の充填作業は、次のようにして行われる。
回転体4の回転にともなって、液バルブ14が閉鎖された状態の充填バルブ6が供給位置Aに位置すると、空の容器2が充填バルブ6の下方に供給されて、該容器2は図示しないグリッパによって保持される。その後、回転体4の回転に伴って制御装置18によって充填バルブ6の電動シリンダ16が逆転されるので、昇降軸12が上昇端まで上昇されて液バルブ14が開放される(
図1、
図2(a)参照)。また、圧縮エア供給手段26からは圧力室24に向けて圧縮エアが供給されているが、制御装置18によって電磁弁28が閉鎖されているので、圧力室24に圧縮エアが導入されることはない。
そのため、開放された液バルブ14及び吐出口11Aを介して液通路13内の充填液3が容器2内に充填される。
そして、液バルブ14が開放されて所定量の充填液3が容器2内に充填されると、制御装置18によって電動シリンダ16が正転されるので、昇降軸12及びピストン15が下降されて液バルブ14が閉鎖されることで、容器2内への充填液3の充填が終了する。
このようにして、充填装置1が備える各充填バルブ6によって充填液3の充填が終了した容器2はグリッパによる保持を解放されてから排出ホイール8によって回転体4から排出される。
以上の作動は、充填バルブ6の電動シリンダ16に異常が生じていない場合の説明であるが、
図2(a)に示すように、充填バルブ6の液バルブ14を開放させて容器2内に充填液3を充填中において、充填装置1全体の電源が落ちた場合には、導管25に設けた電磁弁28への電力の供給も停止される。そのため、電磁弁28は、それに内蔵された上記ばねの弾発力によって開放されるので、該開放された電磁弁28及び導管25を介して圧力室24に圧縮エアが供給される。すると、圧力室24内に供給された圧縮エアによってピストン15と昇降軸12が一体となって下方に押し下げられるので、弁体22が弁座23に強制的に着座する。
つまり、充填装置1が備える全ての充填バルブ6の液バルブ14が強制的に閉鎖されるので、吐出口11Aから充填液3が流下するのが防止されるようになっている。
さらに、上記充填液の充填中において、個別の充填バルブ6の電動シリンダ16(サーボモータ)に何らかの異常が生じた場合には、制御装置18は、当該充填バルブ6の電動シリンダ16に異常が生じたことを認識する。すると、制御装置18は、それに接続された導管25に設けた電磁弁28の弁体の位置を強制的に切り替えて開放させる。したがって、その開放された電磁弁28に対応する充填バルブ6の圧力室24に導管25と開放状態の電磁弁28を介して圧縮エアが供給されるので、ピストン15、昇降軸12が下降されて弁体22弁座23に着座して、液バルブ14が強制的に閉鎖されるようになっている。
【0014】
以上のように、本実施例の充填装置1は、充填バルブ6の液バルブ14を開放中において、電動シリンダ16の電源が落ちた場合には、圧縮エア供給手段26から圧力室24に圧縮エアを供給することで、ピストン15及び昇降軸12が下降されて、液バルブ14が強制的に閉鎖される。つまり、充填装置1が備える全ての充填バルブ6の液バルブ14を強制的に閉鎖することができる。
また、充填作業中において、個別の充填バルブ6の電動シリンダ16に異常が生じた場合には、当該充填バルブ6の液バルブ14を強制的に閉鎖することができる。
そのため、充填装置1全体の電源が落ちた場合や個別の充填バルブ6に異常が生じた場合であっても、充填液3が吐出口11Aから垂れ流しになるのを防止することができ、充填装置1が充填バルブ6から流下した充填液で汚れるのを防止することができる。
【0015】
なお、上記実施例は、充填バルブ6の液バルブ14を開放させて容器2に充填液3を充填中に電動シリンダ16の電源が落ちた場合について説明しているが、充填バルブ6内を洗浄するために液バルブ14を開放させて液通路13内に洗浄液を流通させている際に、電動シリンダ16の電源が落ちた場合においても、制御装置18が圧縮エア供給手段26を作動させて液バルブ14を強制的に閉鎖させることができる。その場合には、不必要に洗浄液が吐出口11Aから流下するのを防止することができる。
また、上記電動シリンダ16のサーボモータの異常としては、該サーボモータに過負荷が掛かった場合のサーボモータの停止や、サーボモータの回転異常が生じた場合が考えられる。
【符号の説明】
【0016】
1…充填装置 2…容器
3…充填液 6…充填バルブ
11…バルブ本体 11A…吐出口
12…昇降軸 13…液通路
14…液バルブ 15…ピストン
16…電動シリンダ(電動駆動手段) 18…制御装置
24…圧力室 26…圧縮エア供給手段