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(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】P2023177945
(43)【公開日】2023-12-14
(54)【発明の名称】充填機
(51)【国際特許分類】
   B65B 3/32 20060101AFI20231207BHJP
   B65B 3/12 20060101ALI20231207BHJP
   B65B 37/06 20060101ALI20231207BHJP
【FI】
B65B3/32
B65B3/12
B65B37/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022090920
(22)【出願日】2022-06-03
(71)【出願人】
【識別番号】594069764
【氏名又は名称】三星工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001726
【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】宇賀田 優
(72)【発明者】
【氏名】勝島 博史
(72)【発明者】
【氏名】谷川 稀一
【テーマコード(参考)】
3E055
3E118
【Fターム(参考)】
3E055AA02
3E055BB04
3E055CA08
3E055DA07
3E055EA03
3E055EB05
3E055EB09
3E118AB15
3E118AB18
3E118BB02
3E118BB13
3E118BB16
3E118BB19
3E118DA02
3E118EA07
3E118FA04
3E118FA08
(57)【要約】      (修正有)
【課題】部品点数の増大、高コスト化、大幅なスペースを要するという課題を解決し、且つ、1つの装置で吸入及び吐出の同時実行と交互実行とを切換え可能な充填機を提供する。
【解決手段】流動性を有する粘稠物を容器に充填する充填機であって、第1ロータに貫入された駆動軸31と、第2ロータに貫入された従動軸32と、前記駆動軸31又は前記駆動軸31及び前記従動軸32に係合されたリンク機構40と、を備えており、前記リンク機構40は、揺動可能な第1リンクと、前記第1リンクに対して反転方向、且つ、同軸に揺動可能な第2リンクと、を有しており、前記駆動軸31は、前記第1リンクに対して係合されており、前記従動軸32は、前記駆動軸31に対して係合する第1態様と、前記第2リンクに対して係合する第2態様と、の間を切換えるように軸方向に往復動可能に構成されていることを特徴とする。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流動性を有する粘稠物を容器に充填する充填機であって、
第1ハウジングと、前記第1ハウジング内に回動可能に設けられて前記粘稠物の吸入又は吐出可能な第1ロータと、第2ハウジングと、前記第2ハウジング内に回動可能に設けられて前記粘稠物の吸入又は吐出可能な第2ロータと、前記第1ロータに貫入された駆動軸と、前記第2ロータに貫入された従動軸と、前記駆動軸又は前記駆動軸及び前記従動軸に係合されたリンク機構と、を備えており、
前記リンク機構は、揺動可能な第1リンクと、前記第1リンクに対して反転方向、且つ、同軸に揺動可能な第2リンクと、を有しており、
前記駆動軸は、前記第1リンクに対して係合されており、
前記従動軸は、前記駆動軸、前記第1リンク、又は前記駆動軸及び前記第1リンクに対して係合する第1態様と、前記第2リンクに対して係合する第2態様と、の間を切換えるように軸方向に往復動可能に構成されていること
を特徴とする充填機。
【請求項2】
前記駆動軸は、前記駆動軸の方向に第1凹部又は第1凸部を有しており、
前記従動軸は、前記第1凹部に係合可能な第2凸部、又は前記第1凸部が係合可能な第2凹部と、前記第2リンク又は前記第1リンク及び前記第2リンクに係合可能な連結部と、前記第1態様において前記第2リンクと前記従動軸とを非連結とする空転部と、を有していること
を特徴とする請求項1記載の充填機。
【請求項3】
前記駆動軸は、断面が多角形状に形成されており、
前記空転部は、断面が円形状に形成されていること
を特徴とする請求項1記載の充填機。
【請求項4】
前記第1ロータは、第1軸受を介して前記第1ハウジング内を回動駆動される構成であり、
前記第2ロータは、第2軸受を介して前記第2ハウジング内を回動駆動される構成であること
を特徴とする請求項1記載の充填機。
【請求項5】
前記従動軸は、エアシリンダによって前記第1態様と前記第2態様との間を直線往復駆動される構成であること
を特徴とする請求項1記載の充填機。
【請求項6】
前記第1ハウジングは、前記第1ロータ内へ前記粘稠物を通じる第1供給口と、前記第1ロータ内から第1シリンダ内へ前記粘稠物を通じ、前記第1シリンダ内から前記第1ロータ内へ前記粘稠物を通じる第1シリンダ口と、前記第1ロータ内から前記粘稠物を前記容器に充填する第1充填口と、を有しており、
前記第2ハウジングは、前記第2ロータ内へ前記粘稠物を通じる第2供給口と、前記第2ロータ内から第2シリンダ内へ前記粘稠物を通じ、前記第2シリンダ内から前記第2ロータ内へ前記粘稠物を通じる第2シリンダ口と、前記第2ロータ内から前記粘稠物を前記容器に充填する第2充填口と、を有しており、
前記第1ロータは、第1連通範囲において前記第1供給口と前記第1シリンダ口とを連通させる第1流路と、第2連通範囲において前記第1シリンダ口と前記第1充填口とを連通させる第2流路と、を有しており、
前記第2ロータは、前記第1連通範囲又は前記第2連通範囲において前記第2供給口と前記第2シリンダ口とを連通させる第3流路と、前記第2連通範囲又は前記第1連通範囲において前記第2シリンダ口と前記第2充填口とを連通させる第4流路と、を有しており、
前記第1シリンダ内を第1リニアモータによって第1ピストンが直線往復駆動される構成であり、
前記第2シリンダ内を第2リニアモータによって第2ピストンが直線往復駆動される構成であること
を特徴とする請求項1記載の充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流動性を有する粘稠物を容器に充填する充填機に関する。
【背景技術】
【0002】
弁体に設けられた流路を介して、貯留部内の流動性を有する粘稠物(以下、単に「粘稠物」と称する場合がある)を容器等へ吐出する充填機が知られている。当該充填機は、ピストンの後退によってシリンダ内へ粘稠物を吸入して、弁体の移動(回動移動や直動移動)によって流路を切換えて、シリンダ内の粘稠物をピストンの前進によって吐出する構成である。特許文献1(特開2000-159202号公報)では、流路は弁体に穿設された凹部として構成されている。また、特許文献2(特開2008-110803号公報)では、弁体は三方弁として構成されている。なお、本願における粘稠物は、カレールウやマヨネーズといった食品のみならず、歯磨き粉や液体糊といった製品も含むものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000-159202号公報
【特許文献2】特開2008-110803号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
粘稠物の容器への充填の実際態様としては、粘稠物の充填箇所が1つではない場合がある。すなわち、充填箇所が複数ある容器や複数の容器に対して、効率よく粘稠物を充填するというニーズがあった。このニーズに対して、一例として、特許文献1、2に開示されているような充填機を複数台設ける構成は種々提案されているが、これに伴って、部品点数の増大、高コスト化、大幅なスペースを要するといった課題を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
発明者らは、粘稠物を通じる流路を有する弁体(以下、単に「ロータ」と称する場合がある)を複数(一例として、2つ)設けて、且つ単一のシャフトによって、複数の当該ロータを回転させて、粘稠物の吸入及び吐出を同時又は交互に行える充填機の構成に想到した。
【0006】
一方で、充填速度、充填量、粘稠物の粘度、容器の態様といった事情を考慮して、粘稠物の充填は適宜設定されることが好ましい。一例として、粘稠物の粘度が比較的高く、吐出口から粘稠物が液滴として垂れず、且つ複数の容器に粘稠物を充填する場合には、吐出口での粘稠物の拭取りの必要がないため、複数のロータにおいて粘稠物の吸入及び吐出を交互に行うことが好ましい。
【0007】
また、別の例として、粘稠物の粘度が比較的低く、吐出口から粘稠物が液滴として垂れることがあり、且つ単一の容器の複数箇所に粘稠物を充填する場合には、吐出口での粘稠物の拭取り工数を考慮しなければならない。したがって、複数のロータにおいて粘稠物の吸入及吐出を同時に行うことが好ましい。なお、粘稠物の吸入時には吐出がなされないので、充填口の拭取りがなされる。
【0008】
充填機(すなわち、ロータ)を複数台設けた場合に生じる部品点数の増大、高コスト化、大幅なスペースを要するという課題に加えて、上述したように、1つの充填機で粘稠物の吸入及び吐出の同時実行と交互実行とを切換え可能な構成が望まれていた。
【0009】
そこで、本発明は複合的な上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、ロータを複数台設けた場合において、部品点数の増大、高コスト化、大幅なスペースを要するという課題を解決し、且つ、吸入及び吐出の同時実行と交互実行とを切換え可能な充填機を実現することを目的とする。
【0010】
本発明に係る充填機は、流動性を有する粘稠物を容器に充填する充填機であって、第1ハウジングと、前記第1ハウジング内に回動可能に設けられて前記粘稠物の吸入又は吐出可能な第1ロータと、第2ハウジングと、前記第2ハウジング内に回動可能に設けられて前記粘稠物の吸入又は吐出可能な第2ロータと、前記第1ロータに貫入された駆動軸と、前記第2ロータに貫入された従動軸と、前記駆動軸又は前記駆動軸及び前記従動軸に係合されたリンク機構と、を備えており、前記リンク機構は、揺動可能な第1リンクと、前記第1リンクに対して反転方向、且つ、同軸に揺動可能な第2リンクと、を有しており、前記駆動軸は、前記第1リンクに対して係合されており、前記従動軸は、前記駆動軸、前記第1リンク、又は前記駆動軸及び前記第1リンクに対して係合する第1態様と、前記第2リンクに対して係合する第2態様と、の間を切換えるように軸方向に往復動可能に構成されていることを要件とする。これによれば、第1ロータからの粘稠物の吐出と、第2ロータからの粘稠物の吐出と、を同時又は交互に行うことができる。また、駆動軸及び従動軸に対して、回動駆動部が1つ(共通)であるため、充填機の部品点数を減らし、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。
【0011】
また、前記駆動軸は、前記駆動軸の方向に第1凹部又は第1凸部を有しており、前記従動軸は、前記第1凹部に係合可能な第2凸部、又は前記第1凸部が係合可能な第2凹部と、前記第2リンク又は前記第1リンク及び前記第2リンクに係合可能な連結部と、前記第1態様において前記第2リンクと前記従動軸とを非連結とする空転部と、を有していることが好ましい。
【0012】
また、前記駆動軸は、断面が多角形状に形成されており、前記空転部は、断面が円形状に形成されていることが好ましい。
【0013】
また、前記第1ロータは、第1軸受を介して前記第1ハウジング内を回動駆動される構成であり、前記第2ロータは、第2軸受を介して前記第2ハウジング内を回動駆動される構成であることが好ましい。
【0014】
また、前記従動軸は、エアシリンダによって前記第1態様と前記第2態様との間を直線往復駆動される構成であることが好ましい。
【0015】
また、前記第1ハウジングは、前記第1ロータ内へ前記粘稠物を通じる第1供給口と、前記第1ロータ内から第1シリンダ内へ前記粘稠物を通じ、前記第1シリンダ内から前記第1ロータ内へ前記粘稠物を通じる第1シリンダ口と、前記第1ロータ内から前記粘稠物を前記容器に充填する第1充填口と、を有しており、前記第2ハウジングは、前記第2ロータ内へ前記粘稠物を通じる第2供給口と、前記第2ロータ内から第2シリンダ内へ前記粘稠物を通じ、前記第2シリンダ内から前記第2ロータ内へ前記粘稠物を通じる第2シリンダ口と、前記第2ロータ内から前記粘稠物を前記容器に充填する第2充填口と、を有しており、前記第1ロータは、第1連通範囲において前記第1供給口と前記第1シリンダ口とを連通させる第1流路と、第2連通範囲において前記第1シリンダ口と前記第1充填口とを連通させる第2流路と、を有しており、前記第2ロータは、前記第1連通範囲又は前記第2連通範囲において前記第2供給口と前記第2シリンダ口とを連通させる第3流路と、前記第2連通範囲又は前記第1連通範囲において前記第2シリンダ口と前記第2充填口とを連通させる第4流路と、を有しており、前記第1シリンダ内を第1リニアモータによって第1ピストンが直線往復駆動される構成であり、前記第2シリンダ内を第2リニアモータによって第2ピストンが直線往復駆動される構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る充填機において、駆動軸、従動軸及びリンク機構を備えることによって、1つの充填機で粘稠物の吸入及び吐出の同時実行又は交互実行を切換えることができ、粘稠物の充填速度、充填量、粘度、容器の態様といったニーズに合った粘稠物の充填が可能となる。また、1つの回動駆動部によって、軸(駆動軸及び従動軸)を回動駆動することによって、部品点数を削減し、低コスト化及び省スペース化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の実施形態に係る充填機の上部斜視図である。
図2図1のD部拡大図である。
図3図2におけるIII―III線断面図である。
図4図2におけるIV-IV線断面図である。
図5図5Aは、本発明の実施形態に係る駆動軸及び従動軸の分解斜視図であり、図5Bは、別の方向からの駆動軸及び従動軸の分解斜視図である。
図6図6Aは、本発明の実施形態に係るリンク機構の斜視図であり、図6Bは、別の方向からのリンク機構の斜視図である。
図7】第1ロータと第2ロータとの回動を同期させた場合の各部の正面断面視の動作説明図である。
図8】第1ロータと第2ロータとの回動を反転させた場合の各部の正面断面視の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
(充填機の全体構造)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、本発明の実施形態に係る充填機100の上部斜視図である。図2は、図1の充填機100のD部拡大図である。図3は、図2のIII-III線断面図である。すなわち、本実施形態に係る第1本体部10及び第2本体部20の断面図である。図4は、図2のIV-IV線断面
図である。すなわち、第1本体部10、第2本体部20、回動駆動部30、駆動軸31、従動軸32、エアシリンダ34を含む断面図である。図5Aは、本発明の実施形態に係る駆動軸31及び従動軸32の分解斜視図であり、図5Bは、別の方向からの駆動軸31及び従動軸32の分解斜視図である。図6Aは、本発明の実施形態に係るリンク機構40の斜視図であり、図6Bは、別の方向からのリンク機構40の斜視図である。なお、各実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【0019】
本実施形態に係る充填機100は、図1図4に示すように、2つの本体部10、20と、回動駆動部30と、駆動軸31と、従動軸32と、スライド駆動部34と、リンク機構40と、を備える構成である。なお、第1本体部10は、第1貯留部11と、第1ハウジング12と、第1ロータ13と、第1シリンダ14と、第1ロッド15と、第1ピストン16と、第1往復駆動部17と、を備える構成である。また、第2本体部20は、第2貯留部21と、第2ハウジング22と、第2ロータ23と、第2シリンダ24と、第2ロッド25と、第2ピストン26と、第2往復駆動部27と、を備える構成である。駆動軸31が回動駆動部30によって、間欠的に回動駆動されることによって、第1ロータ13及び第2ロータ23も間欠的に回動駆動される。そして、各ハウジング12、22内の流路が切換わり、各シリンダ14、24への粘稠物の吸入及び各シリンダ14、24からの粘稠物の吐出を行うことができる。なお、後述するように、スライド駆動部34によって、従動軸32がスライド駆動されて、リンク機構40に対する係合状態(すなわち、第1態様と第2態様)が切換わることで、第1ロータ13と第2ロータ23とにおける粘稠物の吸入及び吐出が同期又は反転される構成である。
【0020】
一方、充填対象の粘稠物は、固形化前のカレールウやマヨネーズ、ケチャップ等の食品に加えて、歯磨き粉や液体糊といった流動性を有する粘稠物である(一例として、粘度は、好適には、100~100000mPa・s程度であり、さらに好適には、100~10000mPa・s程度)。なお、水溶性の有無については限定されるものではない。
【0021】
(第1本体部)
また、本実施形態に係る第1ハウジング12は、図3に示すように、後述する第1ロータ13が内挿される断面円形状の第1空間12aを有する筐体であり、上面に第1供給口12b、側面に第1シリンダ口12c、下面に第1充填口12dが穿設されている構成である。第1供給口12bは、後述する第1貯留部11と連通し、第1シリンダ口12cは、後述する第1シリンダ14と連通し、第1充填口12dは、外部と連通している構成である。第1供給口12bから吸入された粘稠物は、最終的に、第1充填口12dから容器に対して充填される構成である。第1供給口12bと、第1シリンダ口12cと、第1充填口12dと、は一例として、断面円形状に形成されているが、当該形状に限られず、矩形形状等であってもよい。また、第1ハウジング12は、筐体61に固定された複数の支持シャフト62(一例として、4つの支持シャフト62)によって支持されている。第1ハウジング12は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて形成されている。
【0022】
次に、本実施形態に係る第1ロータ13は、図3に示すように、第1ハウジング12の第1空間12aに内挿されており、後述する駆動軸31によって、第1連通範囲と、非連通範囲と、第2連通範囲と、の間を間欠的に往復回動駆動される構成である。また、第1ロータ13は、第1流路13aと第2流路13bとが設けられており、それぞれ第1ロータ13の外周側において開口する形状に形成されている。第1ロータ13は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて形成されている。粘稠物の吸入及び吐出の作動原理の詳細については後述する。
【0023】
また、第1流路13aは、一例として、第1ロータ13の断面円の所定の弦に沿って、切削加工(エンドミル加工)等によって切削された領域である。当該弦に沿った斜面を有することによって、第1供給口12bから第1シリンダ口12cへ粘稠物をスムーズに吸入することができる。
【0024】
また、第2流路13bは、一例として、第1ロータ13の所定の2箇所から切削加工(ドリル加工)等によって穿設された領域である。第1シリンダ14から第2流路13bを介して、第1充填口12dに粘稠物が吐出されるため、第2流路13bの各開口は、第1シリンダ14及び第1充填口12dの断面形状と同程度の形状である。
【0025】
また、第1ロータ13には、第1シャッター部13cが連結されている。第1シャッター部13cは、第1ハウジング12の内周形状に沿った円弧面形状に形成されており、後述する第1連通範囲において、第1供給口12bと連通する貫通孔(不図示)を有している。当該貫通孔は、供給口12bが断面円形状の場合には、同様の円形状である。第1シャッター部13cを設けることによって、第1連通範囲外にある時には、第1供給口12bから第1流路13aに粘稠物を供給するのを防止することができ、正確な量の粘稠物の吸入をすることができる。
【0026】
なお、第1ロータ13は、第1軸受18を介して、第1ハウジング12内を回動駆動される構成としてもよい。第1軸受18は、一例として、ころがり軸受であるが、すべり軸受としてもよい。第1軸受18を設けることによって、第1ハウジング12と第1ロータ13との摺接により破片等が生じて、粘稠物に混入するのを防止することができる。
【0027】
次に、本実施形態に係る第1貯留部11は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて、ホッパー形状に形成されており、内部に空間が設けられたジャケット部(不図示)を有する構成であり、第1供給口12bに粘稠物を供給することができる。また、ジャケット部を有することによって、ジャケット部に温水を通して、粘稠物を加温し、粘稠物の温度調整をすることができる。これによれば、粘稠物の温度(密度)変化を防止することができ、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出が可能となる。
【0028】
次に、本実施形態に係る第1シリンダ14は、図3に示すように、第1シリンダ口12cと連通し、一例として断面円形状の筒状に形成されている。後述する第1往復駆動部17によって、第1ロッド15及び第1ピストン16が直線往復動されて、第1シリンダ14内への粘稠物の吸入と、第1シリンダ14内の粘稠物の吐出と、をすることができる。
【0029】
(第1往復駆動部)
次に、本実施形態に係る第1往復駆動部17は、一例として、第1リニアモータ17によって第1ロッド15を直線往復動させる構成である。第1リニアモータ17は、一例として、図示しない永久磁石と、コイルと、を組み合わせることによって構成された公知のリニアモータである。リニアモータは、エアシリンダやボールねじの場合に比べて応答性が良く、1μmオーダーでの制御をすることができる構成であるため、粘稠物が温度(密度)変化した場合でも、ストローク量を調整することによって、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出をすることができる。
【0030】
なお、第1往復駆動部17は、制御部70によって制御される構成であり、タッチパネルでの操作によって、ストローク量の調整をすることが可能である。これによれば、粘稠物が温度(密度)変化した場合においても、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出をすることができる。なお、制御部70は、CPU及びメモリから構成されており、予め設定された動作プログラム及び操作部から入力される設定信号に基づいて動作する。
【0031】
(第2本体部)
続いて、本実施形態に係る第2本体部20について説明する。本実施形態に係る第2ハウジング22は、図3に示すように、後述する第2ロータ23が内挿される断面円形状の第2空間22aを有する筐体であり、上面に第2供給口22b、側面に第2シリンダ口22c、下面に第2充填口22dが穿設されている構成である。第2供給口22bは、後述する第2貯留部21と連通し、第2シリンダ口22cは、後述する第2シリンダ24と連通し、第2充填口22dは、外部と連通している構成である。第2供給口22bから吸入された粘稠物は、最終的に、第2充填口22dから容器に対して充填される構成である。第2供給口22bと、第2シリンダ口22cと、第2充填口22dと、は一例として、断面円形状に形成されているが、当該形状に限られず、矩形形状等であってもよい。また、第2ハウジング22は、筐体61に固定された複数の支持シャフト62によって支持されている。すなわち、第1ハウジング12と第2ハウジング22とは、共通の支持シャフト62によって、筐体61に支持されている。第2ハウジング22は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて形成されている。
【0032】
次に、本実施形態に係る第2ロータ23は、図3に示すように、第2ハウジング22の第2空間22aに内挿されており、後述する従動軸32によって、第1連通範囲と、非連通範囲と、第2連通範囲と、の間を間欠的に往復回動駆動される構成である。また、第2ロータ23は、第3流路23aと第4流路23bとが設けられており、それぞれ第2ロータ23の外周側において開口する形状に形成されている。第2ロータ23は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて形成されている。
【0033】
また、第3流路23aは、一例として、第2ロータ23の断面円の所定の弦に沿って、切削加工(エンドミル加工)等によって切削された領域である。当該弦に沿った斜面を有することによって、第2供給口22bから第2シリンダ口22cへ粘稠物をスムーズに吸入することができる。
【0034】
また、第4流路23bは、一例として、第2ロータ23の所定の2箇所から切削加工(ドリル加工)等によって穿設された領域である。第2シリンダ24から第4流路23bを介して、第2充填口22dに粘稠物が吐出されるため、第4流路23bの各開口は、第2シリンダ24及び第2充填口22dの断面形状と同程度の形状である。
【0035】
また、第2ロータ23は、第2シャッター部23cが連結されている。第2シャッター部23cは、第2ハウジング22の内周形状に沿った円弧面形状に形成されており、後述する第1連通範囲又は第2連通範囲において、第2供給口22bと連通する貫通孔(不図示)を有している。当該貫通孔は、第2供給口22bが断面円形状の場合には、同様の円形状である。第2シャッター部23cを設けることによって、第1連通範囲外又は第2連通範囲外にある時には、第2供給口22bから第3流路23aに粘稠物を供給するのを防止することができ、正確な量の粘稠物の吸入をすることができる。
【0036】
なお、第2ロータ23は、第2軸受28を介して、第2ハウジング22内を回動駆動される構成としてもよい。第2軸受28は、一例として、ころがり軸受であるが、すべり軸受としてもよい。第2軸受28を設けることによって、第2ハウジング22と第2ロータ23との摺接により破片等が生じて、粘稠物に混入するのを防止することができる。
【0037】
次に、本実施形態に係る第2貯留部21は、一例として、金属材料(ステンレス合金等)を用いて、ホッパー形状に形成されており、内部に空間が設けられたジャケット部(不図示)を有する構成であり、第2供給口22bに粘稠物を供給することができる。また、ジャケット部を有することによって、ジャケット部に温水を通して、粘稠物を加温し、粘稠物の温度調整をすることができる。これによれば、粘稠物の温度(密度)変化を防止することができ、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出が可能となる。
【0038】
次に、本実施形態に係る第2シリンダ24は、図3に示すように、第2シリンダ口22cと連通し、一例として断面円形状の筒状に形成されている。後述する第2往復駆動部27によって、第2ロッド25及び第2ピストン26が直線往復動されて、第2シリンダ24内への粘稠物の吸入と、第2シリンダ24内の粘稠物の吐出と、をすることができる。
【0039】
(第2往復駆動部)
次に、本実施形態に係る第2往復駆動部27は、一例として、第2リニアモータ27によって第2ロッド25を直線往復動させる構成である。第2リニアモータ27を採用することによって、粘稠物が温度(密度)変化した場合でも、ストローク量を調整することによって、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出をすることができる。
【0040】
なお、第2往復駆動部27は、制御部70によって制御される構成である、タッチパネルでの操作によって、ストローク量の調整をすることが可能である。これによれば、粘稠物が温度(密度)変化した場合においても、正確な量の粘稠物の吸入及び吐出をすることができる。
【0041】
(駆動軸及び従動軸)
次に、本実施形態に係る駆動軸31について説明する。駆動軸31は、図5に示すように、一例として、断面多角形状(本実施形態においては、断面六角形状)に形成されており、先端部には、後述するピン33が挿入される第1ピン孔31a(第1凹部の一例)が形成されている。駆動軸31は、第1ロータ13に貫入(一例として、嵌入)されており、さらに、後述するリンク機構40の第1リンク42にも挿入(一例として、嵌入)されている。回動駆動部30によって駆動軸31が間欠的に往復回動駆動されて、第1ロータ13又は第1ロータ13及び第2ロータ23も往復回動駆動される構成である。なお、駆動軸31は、金属材料(一例として、炭素鋼やステンレス合金等)によって形成されている。また、回動駆動部30は、制御部70によって制御される構成である。
【0042】
次に、本実施形態に係る従動軸32について説明する。従動軸32は、図5に示すように、一例として、断面多角形状(本実施形態においては、断面六角形状)に形成されており、先端部の第2ピン孔32aには、第2凸部の一例として、ピン33が嵌入されている。駆動軸31と従動軸32とは、同一の断面形状である。従動軸32は、第2ロータ23に貫入(一例として、嵌入)されている。また、従動軸32は、後述する第2リンク50の第2連結部50aに第3連結部32bが係合(一例として、第2連結部50aに第3連結部32bが嵌入)されている第1態様、又は駆動軸31と従動軸32とが係合(すなわち、駆動軸31の第1ピン孔31aにピン33が挿入)されている第2態様のいずれかの状態にある。第2態様の場合には、第2リンク50(第2連結部50a)と空転部32cとが軸方向に同位置にある。空転部32cは、一例として、断面円形状に形成されており、第2リンク50と従動軸32とは、非連結(非接触)となり、係合していない状態となる。なお、従動軸32は、金属材料(一例として、炭素鋼やステンレス合金等)によって形成される。駆動軸31と従動軸32とをピン33によって係合させることによって、駆動軸31から従動軸32への回動を確実に伝達することができる。
【0043】
なお、駆動軸31の第1ピン孔31aに第1凸部の一例として、ピン33が嵌入されている構成としてもよい。駆動軸31に嵌入されたピン33は、第2ピン孔32a(第2凹部の一例)に挿入される構成である。また、駆動軸31がピン33及び第1ピン孔31aを有する代わりに、軸方向(すなわち、従動軸32方向)に向けて、第1凸部(不図示。一例として、断面多角形状(六角形状))を有する構成としてもよい。この場合、従動軸32は、第2ピン孔32aを有さず、第1凸部が挿入(一例として、嵌入)される第2凹部(不図示。一例として、断面多角形状(六角形状))を有する構成である。さらに、この逆の構成としてもよい。すなわち、従動軸32がピン33及び第2ピン孔32aを有する代わりに軸方向(すなわち、駆動軸31方向)に向けて、第2凸部(不図示。一例として、断面多角形状(六角形状))を有する構成としてもよい。この場合、駆動軸31は、第1ピン孔31aを有さず、第2凸部が挿入(一例として、嵌入)される第1凹部(不図示。一例として、断面多角形状(六角形状))を有する構成である。駆動軸31が第1凸部を有し、且つ従動軸32が第2凹部を有する構成、又は駆動軸31が第1凹部を有し、且つ従動軸32が第2凸部を有する構成により、ピン33を設けなくても、駆動軸31と従動軸32とを係合させることができる。
【0044】
また、スライド駆動部34は、一例として、公知のエアシリンダ34を有する構成である。駆動部34aによって、ピストン34bが直線往復駆動されることによって、従動軸32も直線往復駆動される構成である。これにより、従動軸32と駆動軸31又はリンク機構40との係合状態(すなわち、第1態様と第2態様)を切換えることができる。エアシリンダ34は、制御部70によって制御される構成である。なお、スライド駆動部(エアシリンダ)34を設けずに、手動によって従動軸32の第1態様と第2態様とを切換える構成としてもよい。
【0045】
(リンク機構)
次に、本実施形態に係るリンク機構40について説明する。リンク機構40は、図6に示すように、本体部41と、第1リンク42と、第2リンク50と、第3リンク43と、第4リンク44と、第1固定部45と、第5リンク46と、第6リンク47と、第2固定部48と、第7リンク49と、を備える構成である。また、本体部41は、複数の支持シャフト62によって支持されており、第1ロータ13と第2ロータ23との間に設けられている。駆動軸31の先端部(駆動軸31の従動軸32側)と第1リンク42の第1連結部42aとが係合(一例として、駆動軸31の先端部が第1連結部42aに嵌入)しており、駆動軸31が回動駆動されることによって、第1リンク42も揺動駆動される。次に、第1リンク42にピンによって連結された第3リンク43が揺動駆動される。次に、第3リンク43にピンによって連結された第4リンク44が、本体部41に固定された第1固定部45とのピンによる連結部を揺動中心として、揺動駆動される。次に、第4リンク44にピンによって連結された第5リンク46が揺動駆動される。なお、第5リンク46は、リング形状である。次に、第5リンク46にピンによって連結された第6リンク47が、本体部41に固定された第2固定部48とのピンによる連結部を揺動中心として、揺動駆動される。次に、第6リンク47にピンによって連結された第7リンク49が揺動駆動される。そして、第7リンク49にピンによって連結された第2リンク50が揺動駆動される構成である。すなわち、駆動軸31が回動駆動されることによって、駆動軸31と同方向に第1リンク42は揺動駆動されて、駆動軸31と反転方向(逆方向)に第2リンク50が揺動駆動される構成である。なお、第1リンク42と第2リンク50とは、同一の軸心を中心として揺動駆動される構成である。また、リンク機構40は、金属材料(一例として、炭素鋼やステンレス合金等)によって形成されている。リンク機構40によって、駆動軸31と従動軸32との同期又は反転を行うことができる。
【0046】
なお、上記した第1態様において、従動軸32は、駆動軸31のみと係合していてもよい。また、従動軸32は、駆動軸31及び第1リンク42と係合していてもよい。この場合、一例として、従動軸32も第1リンク42(第1連結部42a)に嵌入される構成である。さらに、従動軸32は、第1リンク42のみと係合していてもよい。この場合も、一例として、従動軸32が第1リンク42(第1連結部42a)に嵌入される構成である。
【0047】
(粘稠物の充填の作動原理)
以上、本実施形態に係る充填機100の構成について説明した。次に、充填機100を用いた粘稠物の充填の作動原理について説明する。図7図8は、駆動軸31及び従動軸32の各位相における各ロータ13、23、各軸31、32、及びリンク機構40の正面断面視の動作説明図である。駆動軸31は、一例として、切換え角度0°を含む第1連通範囲と、30°を含む非連通範囲と、切換え角度55°を含む第2連通範囲との間を、0°、30°、55°、30°、次いで、0°、…、というように間欠的に往復回動駆動される。切換え角度は、これらに限定されるものではない。後述するように、第1連通範囲と、非連通範囲と、第2連通範囲と、において、各流路13a、13b、23a、23b、各供給口12b、22b、各シリンダ口12c、22c、及び各充填口12d、22dの連通・非連通の関係が切換わる構成となっている。また、スライド駆動部34又は手動によって、従動軸32と駆動軸31との係合又は従動軸32と第2リンク50との係合が切換わる構成となっている。以下、従動軸32と駆動軸31とが係合している(すなわち、駆動軸31と従動軸32との揺動が同期されている)場合について説明する。
【0048】
第1連通範囲において、第1本体部10では、第1供給口12bと、第1流路13aと、第1シリンダ口12cと、が連通する。この時、第2本体部20では、第2供給口22bと、第3流路23aと、第2シリンダ口22cと、が連通する。各往復駆動部17、27によって、各ロッド15、25が後退されることによって、各貯留部11、21から各シリンダ14、24内へ粘稠物を吸入することができる。
【0049】
次に、回動駆動部30によって、駆動軸31が回動駆動されて、第1本体部10は、非連通範囲に切換わる。従動軸32は、駆動軸31に従動しているため、第2本体部20も非連通範囲に切換わる。この時、各本体部10、20では、粘稠物の吸入及び吐出が行われない。すなわち、各ロッド15、25は静止したままである。なお、各シャッター部13c、23cによって、各供給口12b、22bは塞がれた状態である。
【0050】
次に、回動駆動部30によって、駆動軸31が回動駆動されて、第1本体部10では、第2連通範囲に切換わる。この時、第1本体部10では、第1シリンダ口12cと、第2流路13bと、第1充填口12dと、が連通する。第2本体部20では、第2シリンダ口22cと、第4流路23bと、第2充填口22dと、が連通する。各往復駆動部17、27によって、各ロッド15、25が前進されることによって、各シリンダ口12c、22cに一時的に貯留された粘稠物が、各充填口12d、22dから吐出される。これによって、容器へ粘稠物を充填することができる。
【0051】
次に、従動軸32と第2リンク50とが係合した場合について説明する。この場合、図8に示すように、第1本体部10において、第1供給口12bと、第1流路13aと、第1シリンダ口12cと、が連通している時に、第2本体部20において、第2シリンダ口22cと、第4流路23bと、第2充填口22dと、が連通する。また、第1本体部10において、第1シリンダ口12cと、第2流路13bと、第1充填口12dと、が連通している時に、第2本体部20において、第2供給口22bと、第3流路23aと、第2シリンダ口22cと、が連通する。もちろん、各往復駆動部17、27の往復駆動は逆向きになる。すなわち、各ロッド15、25の前進・後退は逆向きとなる。これにより、第1本体部10と第2本体部20とから、粘稠物を交互に吸入及び吐出することができる。
【0052】
以上、説明した通り、本発明によれば、部品点数の削減、低コスト化及び省スペース化を実現して、且つ、粘稠物の充填速度、充填量、粘度、容器の態様といった事情を考慮して、1つの充填機100において各ロータ13、23からの粘稠物の吸入及び吐出の同時実行又は交互実行を切換えることができる。
【0053】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。一例として、各本体部10、20をそれぞれ2つ以上設けた充填機100としてもよい。これによれば、粘稠部の充填箇所を3つ以上備える容器に対する粘稠物の充填においても、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【符号の説明】
【0054】
10 第1本体部
11 第1貯留部
12 第1ハウジング
12b 第1供給口
12c 第1シリンダ口
12d 第1充填口
13 第1ロータ
13a 第1流路
13b 第2流路
14 第1シリンダ
15 第1ロッド
16 第1ピストン
17 第1往復駆動部
20 第2本体部
21 第2貯留部
22 第2ハウジング
22b 第2供給口
22c 第2シリンダ口
22d 第2充填口
23 第2ロータ
23a 第3流路
23b 第4流路
24 第2シリンダ
25 第2ロッド
26 第2ピストン
27 第2往復駆動部
30 回動駆動部
31 駆動軸
32 従動軸
32b 第3連結部
32c 空転部
40 リンク機構
42 第1リンク
42a 第1連結部
50 第2リンク
50a 第2連結部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8