(57)【要約】【課題】容器を公転させながら容器に液体を充填する充填機において、容器の公転による液面の傾斜に起因する充填量のばらつきをより確実に低減する。【解決手段】充填機は、充填すべき液体を貯留するフィラーボウルと、フィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部１０とを備え、複数の充填部１０及び複数の容器１を公転軌道Ｒに沿って公転させながら複数の容器１に液体を充填する。各充填部１０は、液体の充填時に容器１の開放端に密着して容器１の上部を密閉する密閉筒１０１と、密閉筒１０１の内側に配置されたベントチューブ１２０と、ベントチューブ１２０を保持するホルダー１０４とを有する。ベントチューブ１２０は、その側面に形成された開口部１２１を有する。ホルダー１０４は、ベントチューブ２０の中心から見た開口部１２１の方向が公転軌道Ｒを基準とする所定方向に一致するように開口部１２１の方向を規制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填すべき液体を貯留するフィラーボウルと、前記フィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部とを備え、前記複数の充填部及び複数の容器を公転軌道に沿って公転させながら前記複数の容器に液体を充填する充填機であって、
前記の各充填部は、
液体の充填時に前記容器の開放端に密着して前記容器の上部を密閉する密閉筒と、
前記密閉筒の内側に配置されたベントチューブと、
前記ベントチューブを保持するホルダーとを有し、
前記ベントチューブは、その側面に形成された開口部を有し、
前記ホルダーは、前記ベントチューブの中心から見た前記開口部の方向が前記公転軌道を基準とする所定方向に一致するように、前記開口部の方向を規制する、
ことを特徴とする充填機。
【請求項２】
前記開口部は、前記ベントチューブの前記側面の互いに対向する位置にそれぞれ形成された２つの孔部を含むことを特徴とする請求項１に記載の充填機。
【請求項３】
前記ホルダーは、前記２つの孔部の方向が前記公転軌道の接線に沿った方向にほぼ一致するように前記２つの孔部の方向を規制することを特徴とする請求項２に記載の充填機。
【請求項４】
前記ホルダーは、前記２つの孔部のうち一方の孔部が前記公転軌道の内側にあり、かつ、当該一方の孔部の方向と前記公転の方向とがなす角度が０度以上４５度以下の範囲内となるように前記２つの孔部の方向を規制することを特徴とする請求項２に記載の充填機。
【請求項５】
前記ベントチューブは、方向規制面を有し、
前記ホルダーは、ガイド面を有し、前記方向規制面と前記ガイド面との接触によって前記開口部の方向を規制することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の充填機。
【請求項６】
充填すべき液体を貯留するフィラーボウルと、前記フィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部とを備え、前記複数の充填部及び複数の容器を公転軌道に沿って公転させながら前記複数の容器に液体を充填する充填機に組み込まれて使用されるベントチューブであって、
当該ベントチューブの側面に形成された開口部と、
前記側面に形成された方向規制面とを有し、
当該ベントチューブを保持するように前記充填部に設けられたホルダーのガイド面と前記方向規制面との接触によって、当該ベントチューブの中心から見た前記開口部の方向が前記公転軌道を基準とする所定方向に一致するように、前記開口部の方向が規制される、
ことを特徴とするベントチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の充填部を公転軌道に沿って公転させながら複数の容器に液体を充填する充填機及びそれに組み込まれるベントチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビール缶等の容器にビール等の液体を充填するために充填機が使用される。充填機には種々の形式があるが、その１つの形式は、液体を貯留するフィラーボウルと、そのフィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部とを備えている。そして、各充填部は、容器の開放端に密着して該容器の上部を密閉する密閉筒（チューリップ）、密閉筒の内側に配置されたベントチューブ、そのベントチューブが接続されたフィリングバルブアッセンブリ等を有する。
【０００３】
液体の充填時は、ベントチューブから容器内のガスが排出されながら密閉筒を通してフィラーボウル内の液体が容器内に注入される。この注入は、ベントチューブを通して容器内のガスが抜けなくなるまで、すなわち、容器内に注入された液体の液面がベントチューブの開口部を塞ぐまで続く。よって、容器への液体の充填量（入味）は、ベントチューブの開口部の高さで決定される。
【０００４】
ベントチューブには、その下端に開口部を有するものと、その側面に開口部を有するものとがある。後者は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたベントチューブは、上部ベントチューブ部材と下部ベントチューブ部材とを結合して構成される。下部ベントチューブ部材には、約１２０度の角度間隔で３つの窓部が形成されている。また、下部ベントチューブ部材は、挿入部を有し、その挿入部に係合突起が形成されている。上部ベントチューブ部材は、被挿入部を有し、その被挿入部に係合溝部が形成されている。
【０００５】
上部ベントチューブ部材と下部ベントチューブ部材との結合において、下部ベントチューブ部材の挿入部が上部ベントチューブ部材の被挿入部に挿入される。この際に挿入部の係合突起が被挿入部の係合溝部によってガイドされる。下部ベントチューブ部材の挿入部が上部ベントチューブ部材の被挿入部に挿入された後に、下部ベントチューブ部材を適切な回転角（１８０度）だけ回転させ、スナップリング受溝にスナップリングを取り付けることによって上部ベントチューブ部材と下部ベントチューブ部材との結合作業が完了する。
【特許文献１】実公平６−４３０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の充填部を備え、複数の充填部及び複数の容器を公転軌道に沿って公転させながら複数の容器に液体を充填する充填機においては、容器に充填された液体の液面が遠心力によって傾斜する。したがって、複数の充填部においてベントチューブの中心から見た開口部（窓部）の方向（例えば、公転軌道又は半径方向を基準とする方向）が異なると、複数の容器において充填量（入味）に差（ばらつき）が生じうる。
【０００７】
特許文献１には、下部ベントチューブ部材の挿入部が上部ベントチューブ部材の被挿入部に挿入された後に、下部ベントチューブ部材を適切な回転角（１８０度）だけ回転させ、下部ベントチューブ部材に設けられた位置合せ溝と上部ベントチューブ部材に設けられた位置合せ溝とを一致させることが開示されている（第４頁左欄第１行〜第３行）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１において、下部ベントチューブ部材に設けられた位置合せ溝と上部ベントチューブ部材に設けられた位置合せ溝とは、互いに係合するようには構成されておらず、位置合せ用の指標に過ぎない。
【０００９】
したがって、作業者の注意不足によって、上部ベントチューブ部材に対する下部ベントチューブの回転角度が不均一な状態になりうる。また、上部ベントチューブ部材への下部ベントチューブ部材の取り付け後に下部ベントチューブ部材が回転する可能性もある（第７ページ第３２行〜第３９行）。
【００１０】
なお、特許文献１には、遠心力によって容器内の液体の液面が傾斜することや、それに起因して複数の容器において充填量（入味）に差（ばらつき）が生じうることについて、開示も示唆もされていない。
【００１１】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、容器の公転による液面の傾斜に起因する充填量のばらつきをより確実に低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面は、充填すべき液体を貯留するフィラーボウルと、前記フィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部とを備え、前記複数の充填部及び複数の容器を公転軌道に沿って公転させながら前記複数の容器に液体を充填する充填機に係り、前記の各充填部が、液体の充填時に前記容器の開放端に密着して前記容器の上部を密閉する密閉筒と、前記密閉筒の内側に配置されたベントチューブと、前記ベントチューブを保持するホルダーとを有し、前記ベントチューブが、その側面に形成された開口部を有し、前記ホルダーが、前記ベントチューブの中心から見た前記開口部の方向が前記公転軌道を基準とする所定方向に一致するように、前記開口部の方向を規制する。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記開口部は、前記ベントチューブの前記側面の互いに対向する位置にそれぞれ形成された２つの孔部を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記ホルダーは、前記２つの孔部の方向が前記公転軌道の接線に沿った方向にほぼ一致するように前記２つの孔部の方向を規制することが好ましい。或いは、前記ホルダーは、前記２つの孔部のうち一方の孔部が前記公転軌道の内側にあり、かつ、当該一方の孔部の方向と前記公転の方向とがなす角度が０度以上４５度以下の範囲内となるように前記２つの孔部の方向を規制することが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記ベントチューブは、方向規制面を有し、前記ホルダーは、ガイド面を有し、前記方向規制面と前記ガイド面との接触によって前記開口部の方向を規制することが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の側面は、充填すべき液体を貯留するフィラーボウルと、前記フィラーボウルの下部に設けられた複数の充填部とを備え、前記複数の充填部及び複数の容器を公転軌道に沿って公転させながら前記複数の容器に液体を充填する充填機に組み込まれて使用されるベントチューブに係り、当該ベントチューブの側面に形成された開口部と、前記側面に形成された方向規制面とを有し、当該ベントチューブを保持するように前記充填部に設けられたホルダーのガイド面と前記方向規制面との接触によって、当該ベントチューブの中心から見た前記開口部の方向が前記公転軌道を基準とする所定方向に一致するように、前記開口部の方向が規制される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば、容器の公転による液面の傾斜に起因する充填量のばらつきをより確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１９】
本発明に係る充填機は、缶、瓶、プラスチックボトル等の容器に液体、例えば、ビールや清涼飲料等の飲料、薬品等を充填するために好適である。
【００２０】
図１は、本発明の好適な実施の形態としての充填機５０の概略構成を示す側面図である。この実施の形態の充填機５０は、缶容器１にビール等の液体を充填するように構成されている。充填機５０は、支持体３０と、その上に対面するように配置されたフィラーボウル２０とを備えている。
【００２１】
支持体３０は、不図示の第１搬送系から連続的に送られてくる容器１を公転軌道に沿って公転させた後に連続的に不図示の第２搬送系に送り出す。フィラーボウル２０の下部には、複数（例えば、１２０個）の充填部１０が円周に沿って設けられている。複数の充填部１０は、容器１の公転軌道と同一の公転軌道に沿って公転する。支持体３０と複数の充填部１０とは、各充填部１０の直下に容器１が位置するように同期して公転する。
【００２２】
このような充填機５０では、支持体３０上に円周に沿うように配列された容器１に対して並行して液体が充填される。すなわち、第１搬送系から連続的に送られてくる容器１は、支持体３０上で公転しながら、その上方で公転する充填部１０によって液体が充填され、その後、第２搬送系に送り出される。
【００２３】
フィラーボウル２０は、容器１に充填すべき液体を一旦貯留するタンクであり、フィラーボウル２０に貯留された液体は、その下部に設けられた各充填部１０を通して容器１に注入される。
【００２４】
図２は、各充填部１０の概略構成を示す図である。容器１は、支持体３０に設けられた容器ホルダー３２によって保持されて公転軌道Ｒに沿って公転する。充填部１０は、容器１に液体を充填する際に下降して容器１の開放端（開放部）に密着して容器１の上部を密閉する密閉筒（チューリップ）１０１を備えている。密閉筒１０１は、容器の密閉を確実にするためにシール部材１０２を有し、このシール部材１０２が容器１の上端面に押し付けられる。
【００２５】
密閉筒１０１の内側には、ベントチューブ（ガス抜き管）１２０が配置されている。ベントチューブ１２０は、フィリングバルブアッセンブリ１０３（下端の中継管のみ図示されている）に結合されており、また、ベントチューブホルダー１０４によって支持されている。ベントチューブ１２０の側面には、開口部１２１が形成されている。
【００２６】
液体の充填時は、フィラーボウル２０から供給される液体が矢印Ａに示すように密閉筒１０１を通して容器１内に注入される。この際、容器１内のガスは、ベントチューブ１２０の開口部１２１及び内部の流路１２２を通してフィリングバルブアッセンブリ１０３に向けて排出される。液体の充填は、液面がベントチューブ１２０の開口部１２１の上端に至った時点で終了する。すなわち、液面がベントチューブ１２０の開口部１２１の上端に至ると、容器１内のガスがベントチューブ１２０を通して排出されなくなり、これにより液体の充填が終了する。したがって、開口部１２１の上端によって容器１への液体の充填量（入味）が定まる。
【００２７】
ところで、容器１内に充填された液体の液面は、公転軌道Ｒに沿った容器１の公転によって、公転軌道Ｒの外側が高く公転軌道Ｒの内側が低い状態で傾斜する。したがって、ベントチューブ１２０の中心から見た開口部１２１の方向（以下、開口部の方向ともいう）と公転軌道Ｒ（より厳密には、その接線方向）との間の角度が複数の充填部１０において一致していない場合には、複数の充填部１０における液体の充填量にばらつきが生じうる。
【００２８】
図４及び図５において、ベントチューブ１２０'の開口部１２１'の方向が互いに異なる２つの例が示されている。図４に示す例では、開口部１２１'が公転軌道Ｒの外側方向Ｅに向いている。図５に示す例では、開口部１２１'が公転軌道Ｒの内側方向Ｄに向いている。図４に示す例において充填が終了する液面ＬＳ１の高さが図５に示す例において充填が終了する液面ＬＳ２よりも低いことが分かる。
【００２９】
そこで、この実施形態では、全ての充填部１０において、ベントチューブ１２０の中心から見た開口部１２１の方向が公転軌道Ｒを基準とする所定方向（例えば、公転軌道Ｒの接線に沿った方向）にほぼ一致するように、ホルダー１０４によって開口部１２１の方向を規制する。
【００３０】
ここで、開口部１２１は、例えば図３に示すように、ベントチューブ１２０の側面の互いに対向する位置にそれぞれ形成された２つの孔部１２１ａ、１２１ｂを含むことが好ましい。このように対向する位置に孔部１２１ａ、１２１ｂを設けることによって、ビール等のような発泡性の飲料の充填時に、液面上に生じる泡によって開口部が塞がれて充填が誤って終了することが低減されうる。これは、一方の孔部から侵入した泡が液体の揺動によって他方の孔部から押し出され易いからである。また、このような液体の揺動による泡の押し出しは、２つの孔部が対向して配置されている構成において最も顕著に起こると考えられる。
【００３１】
ベントチューブ１２０の中心から見た孔部１２１ａの方向は、公転軌道Ｒの接線に沿った方向のプラス方向Ｆにほぼ一致し、ベントチューブ１２０の中心から見た孔部１２１ｂの方向は、公転軌道Ｒの接線に沿った方向のマイナス方向Ｇにほぼ一致することが好ましい。なお、プラス方向及びマイナス方向とは、両者が反対方向であることを表現するための便宜上のものである。
【００３２】
このように対向する２つの孔部１２１ａ、１２１ｂの方向を公転軌道Ｒの接線に沿った方向にほぼ一致させることにより、容器１に充填される液体Ｌの液面の傾斜やその傾斜方向における液面の揺れに関わらず、液体Ｌによって２つの孔部１２１ａ、１２１ｂをほぼ同時に塞ぐことができる。これにより、充填量（入味）をより安定させることができる。
【００３３】
図９は、同一形状の２つの孔部１２１ａ、１２１ｂの方向と公転軌道Ｒとがなす角度（°）と充填量（ｇ）との関係を試験によって求めた結果である。角度（°）は、公転方向ＤＲと孔部１２１ａ（又は１２１ｂ）とがなす角度であり、マイナス（−）は、孔部１２１ａ（又は１２１ｂ）が公転軌道Ｒの内側にあることを示し、プラス（＋）は、孔部１２１ａ（又は１２１ｂ）が公転軌道Ｒの外側にあることを示す。２つの孔部１２１ａ、１２１ｂは、対向する位置に配置されているので、角度が−９０度である場合と＋９０度である場合とは等価である。図９における試験結果の数値の単位はｇ（グラム）である。例えば、角度が−９０度におけるサンプル１の試験結果は、３６９．６ｇである。この結果より、角度が０度以上−４５度以下の範囲内である場合に、充填量（入味）の標準偏差が０．７０ｇ以下となり、良好な結果が得られることが分かる。すなわち、２つの孔部１２１ａ、１２１ｂのうちの一方の孔部が公転軌道Ｒの内側にあり、かつ、当該一方の孔部の方向と公転方向ＤＲとがなす角度が０度以上４５度以下の範囲内である場合に比較的良好な結果が得られることが分かる。また、２つの孔部１２１ａ、１２１ｂの方向が公転軌道Ｒの接線に沿った方向にほぼ一致する場合、すなわち、角度が０度である場合に、充填量（入味）の標準偏差が０．６０ｇとなり、最も良好な結果が得られることが分かる。
【００３４】
以下では、ベントチューブ１２０の開口部１２１の方向が公転軌道Ｒを基準とする所定方向（例えば、公転軌道Ｒの接線に沿った方向）にほぼ一致するように、ホルダー１０４によって開口部１２１の方向を規制するための構成を説明する。
【００３５】
図６は、本発明の好適な実施形態のベントチューブ１２０の構成を示す図である。図７は、ベントチューブ１２０及びベントチューブホルダー１０４の構成を示す図である。図８は、ベントチューブ１２０の断面図である。ベントチューブ１２０の開口部１２１は、図３を参照して説明したように、互いに対向する位置にそれぞれ形成された２つの孔部１２１ａ、１２１ｂを含むことが好ましい。
【００３６】
ベントチューブ１２０は、方向規制面１２４ａ、１２４ｂを有する。図６〜図８に示す例では、ベントチューブ１２０は、２つの互いに平行な方向規制面１２４ａ、１２４ｂを有する。ベントチューブ１２０は、鍔部１２５を有することが好ましく、方向規制面１２４ａ、１２４ｂは、鍔部１２５の下に配置されることが好ましい。ベントチューブホルダー１０４は、ガイド面１０４ａ、１０４ｂをそれぞれ有する保持部１０４ｃ、１０４ｄを備えている。
【００３７】
ベントチューブ１２０を充填部１０に装着する際は、まず、フィリングバルブアッセンブリ１０３の中継管（図２において、"１０３"が付された部品）にベントチューブ１２０の上端を挿入する。その後に、図７に示すように、ベントチューブホルダー１０４のガイド面１０４ａ、１０４ｂにベントチューブ１２０の方向規制面１２４ａ、１２４ｂを沿わせながら、ガイド面１０４ａ、１０４ｂの間にベントチューブ１２０を挿入する。方向規制面１２４ａ、１２４ｂとガイド面１０４ａ、１０４ｂとの接触によって開口部１２１（孔部１２１ａ、１２１ｂ）の方向が規制される。また、鍔部１２５がベントチューブホルダー１２０の保持部１０４ｃ、１０４ｄに載ることによって、ベントチューブ１２０が下方から支持される。
【００３８】
前述のように、２つの孔部１２１ａ、１２１ｂの方向を公転軌道Ｒの接線に沿った方向にほぼ一致させるように方向規制面１２４ａ、１２４ｂ及び／又はガイド面１０４ｃ、１０４ｂを形成することにより、容器１に充填される液体Ｌの液面の傾斜やその傾斜方向における液面の揺れに関わらず、液体Ｌによって２つの孔部１２１ａ、１２１ｂをほぼ同時に塞ぐことができる。また、２つの孔部１２１ａ、１２１ｂのうちの一方の孔部が公転軌道Ｒの内側にあり、かつ、当該一方の孔部の方向と公転方向ＤＲとがなす角度が０度以上４５度以下の範囲内になるように方向規制面１２４ａ、１２４ｂ及び／又はガイド面１０４ｃ、１０４ｂを形成した場合にも比較的良好な結果が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の好適な実施の形態としての充填機の概略構成を示す側面図である。
【図２】各充填部の概略構成を示す図である。
【図３】ベントチューブの開口部（孔部）の構成例を示す図である。
【図４】ベントチューブの開口部の方向による充填量のばらつきを説明する図である。
【図５】ベントチューブの開口部の方向による充填量のばらつきを説明する図である。
【図６】本発明の好適な実施形態のベントチューブの構成を示す図である。
【図７】本発明の好適な実施形態のベントチューブ及びベントチューブホルダーの構成を示す図である。
【図８】本発明の好適な実施形態のベントチューブの断面図である。
【図９】同一形状の２つの孔部の方向と公転軌道とがなす角度（°）と充填量（ｇ）との関係を試験によって求めた結果である。
【符号の説明】
【００４０】
１  容器
１０  充填部
２０  フィラーボウル
３０  支持体
５０  充填機
１０１  密閉筒（チューリップ）
１０２  シール部材
１０３  フィリングバルブアッセンブ
１０４  ベントチューブホルダー
１０４ａ、１０４ｂ  ガイド面
１０４ｃ、１０４ｄ  保持部
１２０  ベントチューブ
１２１  開口部
１２１ａ、１２１ｂ  孔部（開口部）
１２２  流路
１２４ａ、１２４ｂ  方向規制面
１２５  鍔部
Ｄ  公転軌道の内側方向
Ｅ  公転軌道の外側方向
Ｆ、Ｇ  公転軌道の接線に沿った方向
Ｒ  公転軌道
Ｌ  液体
ＤＲ  公転方向
【図１】
2008120444.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008120444.tif 000008
【図７】
2008120444.tif 000009
【図８】
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【図９】
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