(57)【要約】【課題】ガス入り飲料の充填を行う際に、簡単な動作でＰＥＴボトル４を傾けるとともに確実にＰＥＴボトル４内を密封する。【解決手段】回転体１０の外周部に円周方向等間隔で、内部に充填液通路２６を有する充填手段１２が設けられ、これら各充填手段の下部に、前記充填液通路を囲むびん口パッキン４６が取り付けられており、一方、各充填手段に対応して、昇降可能なネックグリッパ１４が設けられている。びん口パッキンはその下面４６ａが、回転体の中心側が高くなるように傾斜している。ネックグリッパは水平な軸６０を中心に回転可能であり、このネックグリッパにＰＥＴボトルを支持させて上昇させ、ＰＥＴボトルの口部４ｃをびん口パッキンの下面に押し付けることにより、ＰＥＴボトル内を密封するとともに、底部４ｄ側を回転体の中心を向けてＰＥＴボトルを傾斜させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に円周方向等間隔で設けられ、内部に充填液通路が形成された複数の充填手段と、これら各充填手段の下部に前記充填液通路を囲んで設けられ、容器の口部を密封可能なパッキンと、前記各充填手段の下方にそれぞれ対応して設けられた容器支持手段と、前記各充填手段と容器支持手段とを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、容器を回転搬送しつつ液体を充填するロータリー式充填装置において、
前記パッキンを、その下面が回転体の中心側が高くなるように傾斜させて取り付けるとともに、前記容器支持手段を水平軸を中心に回転可能に設置し、かつ、この容器支持手段を上方へ向けて付勢する付勢手段と、付勢された容器支持手段を水平位置で停止させるストッパとを設け、
前記昇降手段によって容器支持手段に支持されている容器の口部とパッキンとを当接させることにより、容器支持手段と容器とを、容器の底部が回転体の中心側を向くように傾斜させて充填を行うことを特徴とするロータリー式充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリー式充填装置に係り、特に、充填ノズルの先端を容器の口部の上方に位置させるとともに、充填液を容器の内壁に沿わせて充填を行うロータリー式充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズルの先端を容器の口部の上方に位置させて充填を行うロータリー式充填装置では、充填ノズルから吐出された充填液が、遠心力の影響を受けて回転体の半径方向外方側に振られてしまうので、充填開始時に容器内に吐出された充填液が、容器の底部の中央に当たらず、その周囲や底部と周壁との境の隅部に当たる場合がある。近年広く用いられているＰＥＴボトルは、底部の形状が様々のものがあり、例えばペタロイド容器のように底面に凹凸が形成されている容器の場合には、凹部に充填液が当たると泡立ちが多くなってしまうという問題があった。
【０００３】
先端を容器の口部の上方に位置させたノズルから容器内に吐出される充填液が容器の底部に直接当たって泡立つことを防止するために、充填時に容器を傾ける等によって充填液が容器の内壁に沿って流れるようにした充填装置が各種提案されている（特許文献１ないし特許文献３参照）。
【０００４】
前記特許文献１に記載された液体充填装置は、飲料水等の充填液が貯留されているフィラタンク１と、内部に充填液通路３３、３４が形成され、前記フィラタンク１内の充填液を容器（びん）９内に供給する充填バルブブロック２を備えている。前記充填液通路３３の下部には、びん９に供給される液体を傾斜した流れにするために傾斜充填液通路３５が形成されている。そして、液体充填作業時には、びん９は傾斜保持手段５０によって傾斜した状態で保持されるようになっている。
【０００５】
この発明の構成では、充填液通路の出口側（傾斜充填液通路３５）が傾斜しており、びん９をこの通路３５の傾きと平行になるように、傾斜保持手段５０によって傾斜した状態に保持し、びん口１２の上端縁部をシーリングガスケット１０に密接させることによりシールをして、充填を行うようになっている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された充填バルブは、液通路の下端に設けた液吐出口のノズルの円形断面の中心線を途中から垂直線に対して角度βだけ傾斜させ、先端周縁を水平な面上においた楕円形とするとともに、尖らせた形状としたものである。
【０００７】
この発明の構成では、ノズルを出る液の流れは、ノズルの下部の傾斜によって鉛直方向から角度βだけ傾斜した方向に曲げられ、容器の内側壁に衝突した後内壁を伝わって落下して底に達するか、容器の首部の内壁に衝突して、容器の内壁の局面を伝わって幅を広げながら底に達する経路をとる。
【０００８】
また、特許文献３には、ネックグリッパによって保持した容器を充填開始直後だけ傾斜させて、ノズルから吐出された充填液を容器の内周面に当てるようにした構成が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１０００９６号公報（第３−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００６−１６０３４０号公報（第５−７頁、図５）
【特許文献３】ＤＥ １０ ２００４ ０４２ ５１６Ａ１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
引用文献１に記載された発明の構成では、充填液通路の出口側（傾斜充填液通路３５）が傾斜し、充填時にはびん９をこの傾斜と平行に傾斜させて、シーリングガスケット１０によってシールした状態で充填を行うので、充填液をびん９の内壁に沿わせて充填を行うことができる。しかしながら、この発明では、固設された軸３２を中心に揺動可能なネックサポート２９にびん９を把持させ、エアシリンダ１１の作動によってネックサポート２９を揺動させて、びん口１２を充填バルブブロック２のシーリングガスケット１０に密接させるようにしているが、この構成では、ネックサポート２９を揺動させるエアシリンダ１１を特別に配置する必要があり、多数のネックサポート２９を備える大型のロータリー式充填装置の場合では、多くのエアシリンダ１１が必要となり、コスト高となる問題があった。
【００１０】
また、特許文献２の構成のように、ノズルの下端の液吐出口を変形させて、充填液の吐出する方向を変える場合には、容器の口部をシールせずに充填を行うノンシール充填の場合のように容器の口部と液吐出口が離れていると、容器外に充填液が飛び散る恐れがあるという問題があり、容器の口部をシールせずに充填を行うことは不可能である。
【００１１】
さらに、特許文献３のように、ネックグリッパによって保持した容器の下部側を、押圧部材によって側方から押圧して傾斜させる構成では、容器の口部をびん口パッキンによって密封することは不可能なので、容器の口部をシールして行うシール充填に兼用することはできないという問題があった。
【００１２】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、シール充填を行う場合に、確実に容器の口部をシールすることができ、しかも、容器を傾斜させて充填液を容器の内壁に沿わせて充填を行うので、充填時の泡立ちを防止することが可能であり、また、簡単な動作で、容器の口部をシールして行うシール充填とシールせずに充填を行うノンシール充填の切換を行うことが可能であり、シール充填とノンシール充填に兼用可能な充填装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、回転体に円周方向等間隔で設けられ、内部に充填液通路が形成された複数の充填手段と、これら各充填手段の下部に前記充填液通路を囲んで設けられ、容器の口部を密封可能なパッキンと、前記各充填手段の下方にそれぞれ対応して設けられた容器支持手段と、前記各充填手段と容器支持手段とを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、容器を回転搬送しつつ液体を充填するロータリー式充填装置において、前記パッキンを、その下面が回転体の中心側が高くなるように傾斜させて取り付けるとともに、前記容器支持手段を水平軸を中心に回転可能に設置し、かつ、この容器支持手段を上方へ向けて付勢する付勢手段と、付勢された容器支持手段を水平位置で停止させるストッパとを設け、前記昇降手段によって容器支持手段に支持されている容器の口部とパッキンとを当接させることにより、容器支持手段と容器とを、容器の底部が回転体の中心側を向くように傾斜させて充填を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のロータリー式充填装置では、シール充填を行う際には、充填手段と容器支持手段とを相対的に昇降させるだけで容器を傾斜させるとともに、その口部をパッキンによって密封することができるので、傾斜させた容器の内面に沿って液体を充填することにより充填時の泡立ちを防止することが可能であり、また、ノンシール充填を行う際には、昇降手段によって充填手段と容器支持手段とを相対的に昇降させて離隔させれば、容器の口部がびん口パッキンから離れるとともに、充填液の吐出通路の下方に直立した状態の容器の口部を位置させることができ、簡単な動作でシール充填とノンシール充填を兼用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
回転体に円周方向等間隔で複数の充填手段を設け、これら各充填手段の内部に形成されている充填液通路の下部を囲んで、びん口パッキンを、その下面側が回転体の中心側が高くなるように傾斜させて取り付け、この充填手段によって液体が充填される容器を支持する容器支持手段を、水平な回転軸を中心に上下に回転可能に構成するとともに、容器支持手段を上方へ付勢する付勢手段と水平位置で停止させるストッパとを設け、充填手段と容器支持手段とを相対的に昇降させて容器の口部をびん口パッキンに押し付けて充填を行うという構成により、ガス詰め充填時に、容器を傾斜させて充填液の泡立ちを防止するとともに、単純な昇降動作により容器の口部を密封することを可能にするという目的を達成する。
【実施例１】
【００１６】
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ロータリー式充填装置の全体の配置を簡略化して示す平面図であり、図２はこのロータリー式充填装置に設けられた充填手段の１つを示す縦断面図である。この実施例に係るロータリー式充填装置２は、上流側に図示しないリンサが設置されており、このリンサにおいて洗浄された容器４が、中間ホイール６を介してこの充填装置２の供給ホイール８に引き渡され、この供給ホイール８から充填装置２内に供給される。なお、この実施例で使用される容器４はＰＥＴボトルであり、ネック部４ａにフランジ４ｂが形成され、このフランジ４ｂの上部側または下部側を、容器支持手段によって把持または支持されてネック搬送される。
【００１７】
ロータリー式充填装置２には、回転体１０の外周部に円周方向等間隔で複数の充填手段１２が設けられており（図１では図示を省略）、また、各充填手段１２に対応して、その下方にそれぞれ容器支持手段（ネックグリッパ）１４が配置されている。これらネックグリッパ１４に支持されたＰＥＴボトル４は、充填手段１２によって液体の充填が行われた後、受け渡しホイール１６にによって取り出され、次のキャッパ１８に送られてキャッピングが行われ、その後、排出ホイール２０によって搬送コンベヤ２２上に排出されて次の工程に送られる。
【００１８】
次に、充填手段１２の構成について、図２により説明する。この充填手段１２のバルブハウジング２４は、内部に充填液通路２６が形成されており、充填液タンク（図示せず）から給液管２８を介して送られた充填液が、この充填液通路２６を通ってＰＥＴボトル４内に充填される。なお、この実施例に係るロータリー式充填装置２は、炭酸ガス等のガス入り飲料の充填を行うガス詰め充填と、ガスを含まない無ガス飲料の充填を行うノンガス充填に兼用可能であり、ガス詰め充填を行う場合には、充填液タンク内にガス入り飲料が貯留され、そのヘッドスペース（上部の空間）には加圧ガスが導入される。一方、ノンガス充填を行う場合には、ガスを含まない液体を貯留した充填液タンクの上部が大気に開放される。
【００１９】
前記バルブハウジング２４内に、充填液通路２６を開閉する液バルブ３０が設けられている。この液バルブ３０は、充填液通路２６内に昇降可能に挿通されたロッド３２の下端に形成されている弁体３４と、前記充填液通路２６の下端部内面に設けられた弁座３６とによって構成されている。この弁体３４が弁座３６に着座する部分の外周面には、シール部材３８が嵌着されて液密を保持するようになっている。弁体３４が形成されているロッド３２は、バルブハウジング２４の上部に設けられた液バルブ開閉用のエアシリンダ（図示せず）によって昇降する。
【００２０】
充填液タンクから前記充填液通路２６に充填液を供給する給液管２８には流量計４０が設けられており、この流量計４０が、所定量の充填液の通過を計測するとその検出信号を制御装置（図示せず）に送り、この制御装置からの指令により前記液バルブ開閉用エアシリンダを作動させて、ロッド３２および弁体３４を下降させ、液バルブ３０を閉じて充填が終了する。
【００２１】
前記バルブハウジング２４の下部は拡大されたブロック状（以下、ブロック部４２と呼ぶ）になっており、このブロック部４２内の上部に、弁座３６と弁体３４とからなる前記液バルブ３０が配置されている。ブロック部４２の前記液バルブ３０よりも下方の充填液の吐出通路４４の周囲に、環状のびん口パッキン４６が取り付けられている。このびん口パッキン４６は、下面４６ａ（ＰＥＴボトル４の口部４ｃに密着する面）が傾斜しており、前記回転体１０の中心部側が半径方向外方側よりも高くなっている（図１の右側に回転体１０の中心が位置している）。このびん口パッキン４６の下方側は前記ＰＥＴボトル４の口部４ｃが挿入できるように、口部４ｃの外径よりもやや大径の空間になっている。
【００２２】
バルブハウジング２４のブロック部４２内には、前記液バルブ３０よりも下方側の充填液吐出通路４４に開口する２本の気体通路４２ａ、４２ｂが設けられている。第１の気体通路４２ａにはカウンター通路５０が接続されている。このカウンター通路５０は、開閉弁５４を介して充填液タンクのヘッドスペース（貯留された充填液の上部空間）に連通している。カウンター通路５０は、充填を開始する前に、密封したＰＥＴボトル４内にカウンターガスを導入してＰＥＴボトル４内を加圧し、一方、液体を充填している間はＰＥＴボトル４内に導入されたカウンターガスを排出する排気通路として機能する。また、第２の気体通路４２ｂにはスニフト通路５２が接続されている。このスニフト通路５２は、開閉弁５６を介してスニフトチャンバー（図示せず）に連通している。スニフト通路５２は、充填終了後に、ＰＥＴボトル４のヘッドスペース内に密封された圧力を放出するために開放される。これらカウンター通路５０およびスニフト通路５２は、前記ブロック部４２内に形成された気体通路４２ａ、４２ｂを介して、前記吐出通路４４の液バルブ３０よりも下方側に開口している。
【００２３】
ＰＥＴボトル４を支持するネックグリッパ１４は、鉛直方向を向けて配置されている各バルブハウジング２４の半径方向内方側にそれぞれ平行に配置（つまり、鉛直方向を向けて配置）された昇降部材５８に取り付けられている。昇降部材５８は、所定の間隔で配置された平行な２枚のプレート５８ａ、５８ａ（図３参照）からなっており、これら両プレート５８ａ、５８ａの下端に、前記充填手段１２の充填液吐出通路４４の下方側を向けてネックグリッパ１４が取り付けられている。ネックグリッパ１４は、昇降部材５８の両プレート５８ａ、５８ａを貫通する水平な回転軸６０に嵌合しており、回転軸６０の周囲に装着されたスプリング６２によって常時上方へ向けて（図１の時計回り方向へ向けて）付勢されている。この回転軸６０は、前記バルブハウジング２４の軸心と回転体１０の中心とを結ぶ線に対して直交する方向を向いている。ネックグリッパ１４の上面に、前記昇降部材５８の両プレート５８ａ、５８ａの間隔よりも長いストッパ６４が水平に固定されている。前記スプリング６２によって先端側を上方へ向けて付勢されたネックグリッパ１４は、このストッパ６４が昇降部材５８の両プレート５８ａ、５８ａに当たることによって、ほぼ水平な位置で停止するようになっている。なお、図１中に示すボルト６６は、昇降部材５８と回転軸６０との回り止めを行うものである。
【００２４】
このネックグリッパ１４は、通常の状態では前記ストッパ６４によって水平位置で停止しており、上面側から所定以上の荷重がかかると、下方へ向けて回転する。この実施例では、昇降部材５８が下降した状態（図２に示す位置）で、ネックグリッパ１４がＰＥＴボトル４を支持したときに、支持されているＰＥＴボトル４の口部４ｃの上端面と、バルブハウジング２４の下端面との間に間隙が形成されており、ＰＥＴボトル４は直立した状態で保持される。一方、ネックグリッパ１４がＰＥＴボトル４を支持した状態で、昇降部材５８が上昇したときには、ＰＥＴボトル４の口部４ｃの上端面を、前記バルブハウジング２４のブロック部４２内に設けられているびん口パッキン４６の下面４６ａに押し付けることにより、ネックグリッパ１４が下方へ向けて傾斜するとともに、ＰＥＴボトル４を、その底部４ｄが回転体１０の内方側を向くように傾斜させるようになっている（後に説明する図４参照）。なお、ネックグリッパ１４を付勢するスプリング６２は、ネックグリッパ１４が支持しているＰＥＴボトル４内に所定量の液体が充填された際に、ネックグリッパ１４が水平状態を維持することができるばね力を有している。
【００２５】
以上の構成に係るロータリー式充填装置２の作動について説明する。この実施例に係る充填装置２で液体が充填される容器４はＰＥＴボトルであり、ネック部４ａに形成されたフランジ４ｂの上方または下方を支持されて搬送される。上流側のリンサ（図示せず）で内面側と外面側が洗浄されたＰＥＴボトル４は、中間ホイール６から供給ホイール８に受け渡され、この供給ホイール８を介してロータリー式充填装置２内に供給される。
【００２６】
先ず、ガスを含まない液体の充填を行うノンガス充填の場合について説明する。ロータリー式充填装置２の回転体１０の外周には、円周方向等間隔で複数の充填手段１２が設けられ、これら各充填手段１２の下方に、それぞれ対応してネックグリッパ１４が配置されており、前記供給ホイール８から供給されたＰＥＴボトル４は、１本ずつネックグリッパ１４に引き渡される。ネックグリッパ１４が取り付けられている昇降部材５８は、ＰＥＴボトル４を受け取る時点では下降した位置にあり、ネックグリッパ１４は水平な状態で、ＰＥＴボトル４を直立した姿勢で支持する。ノンガス充填の場合には、昇降部材５８が下降した位置のまま充填を行う。この状態では、ＰＥＴボトル４の口部４ｃの上端面と上方のバルブハウジング２４の下面との間に間隙が形成されており、ＰＥＴボトル４内が開放した状態で充填が行われる。
【００２７】
ノンガス充填の場合には、カウンタ通路５０およびスニフト通路５２に設けられている開閉バルブ５４、５６は常時閉鎖した状態にしておく。ネックグリッパ１４にＰＥＴボトル４が供給され、このＰＥＴボトル４と上方の充填手段１２とが上下の位置が一致した状態で回転し、回転体１０の回転によるＰＥＴボトル４の搬送経路の所定位置で、図示しない液バルブ開閉用のエアシリンダを作動させて前記ロッド３２を上昇させ、液バルブ３０を開放する。充填液タンクから給液管２８を介してこのバルブハウジング２４内の充填液通路２６に供給されてきた充填液が、液バルブ３０およびその下方の吐出通路４４を通過してＰＥＴボトル４内に充填される（図１に示す状態）。前記給液管２８を通過する充填液は、流量計４０によって計測されており、所定の液量が測定されると液バルブ３０が閉鎖される。
【００２８】
ガス詰め充填を行う場合には、前記供給ホイール８からネックグリッパ１４にＰＥＴボトル４が受け渡されると、図示しないエアシリンダ等の昇降手段によって昇降部材５８を上昇させる。ネックグリッパ１４およびＰＥＴボトル４が上昇して、ＰＥＴボトル４の口部４ｃの上端面が、上方のバルブハウジング２４の下部のブロック部４２内に設けられているびん口パッキン４６に押し付けられる。びん口パッキン４６は、その下面４６ａが、鉛直方向を向いている充填液通路２６に対して、回転体１０の中心側が高くなるように傾斜しており、しかも、ネックグリッパ１４は水平な回転軸６０を中心に上下に回転できるようになっており、このネックグリッパ１４が下方へ向けて回転しながら、ＰＥＴボトル４の口部４ｃをびん口パッキン４６の下面４６ａに押し付けることによって、ＰＥＴボトル４は、その底部４ｄが回転体１０の中心方向を向くように傾斜される（図４に示す状態になる）。この実施例では、昇降部材５８を上昇させることにより、ＰＥＴボトル４の口部４ｃの上端面をびん口パッキン４６の下面４６ａに押し付けて、ネックグリッパ１４を下方側へ向けて回転させることで、びん口パッキン１４とＰＥＴボトル４の口部４ｃとを密着させるようにしているので、ＰＥＴボトル４の口部４ｃがびん口パッキン４６の下面に倣って確実に密着する。
【００２９】
ネックグリッパ１４に支持されているＰＥＴボトル４の口部４ｃを、前記のようにびん口パッキン４６に押し付けることによりＰＥＴボトル４の内部をシールした後、カウンタ通路５０の開閉バルブ５４とスニフト通路５２の開閉バルブ５６を開放し、ＰＥＴボトル４内に加圧したカウンタガスを導入するとともに、ＰＥＴボトル４内のエアをスニフト通路５２から排出する。所定時間経過した後、スニフト通路５２の開閉バルブ５６を閉じるとともに、液バルブ３０を開放して充填を開始する。ＰＥＴボトル４内に液体が充填されるとともに、このＰＥＴボトル４内に導入されていた加圧ガスはカウンタ通路５０から排出される。給液管２８に設けられている流量計４０により所定量の液体が充填されたことを計測すると、図示しない制御装置からの指令により、液バルブ３０を閉鎖して充填を終了する。その後、スニフト通路５２を所定時間開放して、ＰＥＴボトル４のヘッドスペース内の加圧ガスを排出した後、ネックグリッパ１４を下降させる。液体が充填されたＰＥＴボトル４は直立状態に戻って搬送され、回転体１０の回転に伴って排出位置に到達すると、受け渡しホイール１６のグリッパに引き渡され、次のキャッパ１８に送られる。このキャッパ１８でキャッピングが行われたＰＥＴボトル４は、排出ホイール２０を介して搬送コンベヤ２２に排出され、次の工程に送られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ロータリー式充填装置の全体の配置を示す平面図である。（実施例１）
【図２】前記ロータリー式充填装置に設けられた充填手段およびネックグリッパのノンガス充填を行っている状態を示す縦断面図である。
【図３】前記ネックグリッパの正面図である。
【図４】ガス詰め充填を行っている状態の充填手段およびネックグリッパの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２    ロータリー式充填装置
４    容器（ＰＥＴボトル）
４ｃ  容器の口部
４ｄ  容器の底部
１０    回転体
１２    充填手段
１４    容器支持手段（ネックグリッパ）
２６    充填液通路
４６    パッキン
６０    水平軸（水平な回転軸）
６２    付勢手段（スプリング）
６４    ストッパ
【図１】
2008265851.tif 000003
【図２】
2008265851.tif 000004
【図３】
2008265851.tif 000005
【図４】
2008265851.tif 000006