(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器位置決め部を有する回転ホイールと、回転ホイールの上方に配置された昇降フレームと、昇降フレームに前記回転ホイールと軸線を一致させて回転自在に支持された回転プレートと、前記回転ホイールに位置決めされた各容器に対応して前記回転プレートに設けられた複数のガスノズルと、前記回転ホイールを回転させる駆動手段と、前記昇降フレームを昇降させる昇降手段と、前記回転ホイールと前記回転プレートとを連結して、前記回転ホイールの回転を前記回転プレートに伝達する連結バーとを備え、
前記昇降フレームの昇降手段を、回転ホイールと独立して配置するとともに、前記連結バーを前記回転ホイールまたは回転プレートに脱着可能とし、異なる容器の高さに応じて付け替えることにより、異なる容器の高さに応じて前記回転プレートの高さを変更することを特徴とするガス置換装置。
【請求項２】
前記ガスノズルを前記回転プレートに対して上下に移動可能にしたことを特徴とする請求項１に記載のガス置換装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の空気を不活性ガスに置換するガス置換装置に係り、特に、異なる高さの容器に兼用可能なガス置換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容器内に充填された液体が酸化することを防止するために、充填前の空容器や、充填後の容器のヘッドスペース内に不活性ガスを吹き込んで容器内の空気を置換することが広く行われている。このようなガス置換を行うガス置換装置として、充填機やキャッパ等に容器を供給する供給ホイールと一体的に回転するガスノズルによって、供給ホイールに保持されている容器内に不活性ガスを吹き込む構成のものが従来から用いられている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された発明に係るガス置換装置は、入口スターホイールに同心状に配設された軸部を中心として回転する基体と、この基体から側方に突出するパイプ状アームの先端部に設けたノズルと、前記基体にロータリジョイントを介して連結されたガス供給管と、このガス供給管に設けられた電磁開閉弁とを備えている。
【０００４】
この特許文献１に記載されたガス置換装置では、入口スターホイールによって移送される空容器に追従する速度で各アームが水平旋回移動し、ガス置換区域で開閉弁を開放することにより置換用ガスを容器内に吹き込むようになっている。
【０００５】
特許文献２には、外周部に複数のポケットが等間隔に設けられた供給側腕車と、この腕車の回転軸の上方に固定した回転支持板と、この回転支持版の外周部に沿い、かつ腕車の各ポケットの中心部上に位置する不活性ガスの吹き込みノズルとを備えたガス置換装置が記載されている。
【０００６】
このガス置換装置の不活性ガス吹き込みノズルは、カムに押圧されて下降し、前記供給側腕車のポケット内に導入された容器内に先端を挿入されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１６０７９９号公報（第２−３頁、図２）
【特許文献２】特開昭５０−１２４７８２号公報（第１−２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１および特許文献２に記載されたガス置換装置は、高さの異なる容器に対応するための構成については全く考慮されていない。特許文献２の装置は、ガスノズルを昇降させて容器内に挿入するようにしているが、この構造で高さの異なる容器に兼用しようとすると、ガスノズルの昇降ストロークを大きくする必要があり、回転ホイールが大型化するという問題がある。また、これらの装置において、ガスノズルを昇降可能にして高さの異なる容器に対応することも考えられるが、ガスノズルと回転ホイールの駆動軸とが同心に配置されているので、昇降機構を配置する場合にその機構が複雑になってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、複数の容器位置決め部を有する回転ホイールと、回転ホイールの上方に配置された昇降フレームと、昇降フレームに前記回転ホイールと軸線を一致させて回転自在に支持された回転プレートと、前記回転ホイールに位置決めされた各容器に対応して前記回転プレートに設けられた複数のガスノズルと、前記回転ホイールを回転させる駆動手段と、前記昇降フレームを昇降させる昇降手段と、前記回転ホイールと前記回転プレートとを連結して、前記回転ホイールの回転を前記回転プレートに伝達する連結バーとを備え、前記昇降フレームの昇降手段を、回転ホイールと独立して配置するとともに、前記連結バーを前記回転ホイールまたは回転プレートに脱着可能とし、異なる容器の高さに応じて付け替えることにより、異なる容器の高さに応じて前記回転プレートの高さを変更することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載した発明は、前記ガスノズルを前記回転プレートに対して上下に移動可能にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガス置換装置は、ガスノズルが設けられている回転プレートを昇降させて高さを変更することにより、大型の容器から小型の容器に至るまで幅広く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】
【００１３】
容器を位置決めして回転搬送する回転ホイールと、この回転ホイールの上方に配置されて同期回転する回転プレートと、この回転プレートに設けられた複数のガスノズルとを備え、前記回転プレートを昇降手段によって昇降させることにより、高さの異なる容器に応じてガスノズルの高さを変更するという構成にしたことにより、高さの異なる各種サイズの容器に兼用するという目的を達成する。
【実施例１】
【００１４】
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ガス置換装置を備えた充填ラインの一部を示す平面図、図２は前記ガス置換装置の縦断面図、図３はその要部の拡大図である。このガス置換装置（全体として符号１出示す）は、容器供給コンベヤ２によって搬送されてきた容器４を、充填装置６に供給する回転式容器供給装置（供給スターホイール）８に一体として設けられている。
【００１５】
支持台１０上に直立して固定された支持筒１２内に、上下のベアリング１４を介して回転軸１６が回転自在に支持されている。この回転軸１６の上端に水平な回転ホイール１８が取り付けられている。この回転ホイール１８は、中間の筒体１８ａによって結合された上部ホイール１８ｂおよび下部ホイール１８ｃを有しており、これら両ホイール１８ｂ、１８ｃの外周部の上下同一位置に、複数（この実施例では４個所）の容器位置決め部２０が形成されている。中間筒体１８ａと上下のホイール１８ｂ、１８ｃから構成された回転ホイール１８は、前記回転軸１６に対し着脱可能になっており、回転ホイール脱着用クランプ２２を操作することにより、取り外して別の形状のものと交換することができる。この回転ホイール１８は、前記容器供給コンベヤ２によって搬送されてきた容器４を、各位置決め部２０に保持して回転搬送し、充填装置６内に供給する。回転ホイール１８によって回転搬送される容器４の外面は、回転ホイール１８の外側に配置された外周ガイド２４によって案内される。
【００１６】
前記回転軸１６の、支持台１０の下方へ突出している部分に、ギヤ２６が固定されており、図示しない駆動ギヤに噛み合って、この回転軸１６および回転軸１６に取り付けられた回転ホイール１８が回転駆動される。
【００１７】
前記支持台１０上には、前記回転軸１６に隣接して、直立したシャフト２８が固定されている。このシャフト２８の中間部と上端部にそれぞれ水平な支持プレート３０、３２が固定され、これら上下の支持プレート３０、３２間にボールねじ３４が回転自在に支持されている。このボールねじ３４に螺合されたナット３６に、水平な昇降フレーム３８が固定されている。この昇降フレーム３８は、前記シャフト２８の上部に摺動自在に嵌合されたスライダー４０が固定されており、ボールねじ３４の回転によって昇降する際に、前記シャフト２８によって回転が規制される。ボールねじ３４の上端には昇降用ハンドル４２が設けられており、この昇降用ハンドル４２の回転によって昇降フレーム３８を上昇または下降させる。これらボールねじ３４、ナット３６および昇降用ハンドル４２等によって、請求項に記載した昇降手段４５が構成されている。
【００１８】
昇降フレーム３８の下面側に、前記回転軸１６と軸線を一致させて固定筒４４が取り付けられている。この固定筒４４の下部外周に、回転プレート４６が回転自在に支持されている。この回転プレート４６に、円周方向等間隔で４個所のガスノズル４８が設けられている。各ガスノズル４８は、前記回転ホイール１８の外周に形成されている４個所の位置決め部２０にそれぞれ対応しており、各ノズル１８の先端（ガス吹き出し口４８ａ）が、各位置決め部２０に位置決めされた容器４の中心に一致するようになっている。
【００１９】
前記固定筒４４の内部はガス通路５０になっており、その固定筒４４の下端部寄りに円周の一部を切り欠いた開口部４４ａが形成されている（図３および図４参照）。この固定筒４４に形成された開口部４４ａに、前記回転プレート４６に取り付けられているガスノズル４８の基部側が、回転プレート４６に形成された吐出口４６ａを介して連通すると、ガスノズル４８の前記吹き出し口４８ａからガスが吹き出される。固定筒４４の内部のガス通路５０には、前記支持台１０に直立して配置された直立部５２ａおよび昇降フレーム３８上に固定された水平部５２ｂからなるガス供給配管５２を介して窒素ガス等の不活性ガスが供給される。なお、ガス供給配管５２の直立部５２ａには、コイル状の部分５２ａａが形成されており、昇降フレーム３８の昇降を介してガスノズル４８を昇降させる際に伸縮して対応できるようになっている。
【００２０】
ガスノズル４８の回転プレート４６上に取り付けられた部分がフレキシブルチューブ５４によって構成されており、この部分を支点にして先端部側（吹き出し口４８ａ側）が上下に揺動できるようになっている。このガスノズル４８の上方には、ガスノズル固定部材５６が取り付けられ、その上部にピン５７が固定されている。このピン５７に案内部材５８が嵌合し、スプリング５９によって上方へ付勢されている。案内部材５８の上端が、ガスノズル４８の先端側を上下に揺動させるためのカムレール６０に係合している。カムレール６０は、図１に示す形状をしており、このカム形状が固定筒４４の軸心を中心とする円形よりも外方に広がった部分では、案内部材５８の上部が外方へ振られてガスノズル４８の吹き出し口４８ａが下方へ揺動する（図３の左側に示す状態）。
【００２１】
容器４の位置決めを行う回転ホイール１８と、その上方に配置されてガスノズル４８が取り付けられている回転プレート４６との間は、複数本（この実施例では２本）の連結バー６２によって連結されており、下方の回転軸１６の回転によって回転駆動される回転ホイール１８の回転を、これら連結バー６２を介して上方の回転プレート４６に伝達し、ガスノズル４８を、回転ホイール１８の位置決め部２０に位置決めされている容器４と一体的に回転させる。これら連結バー６２は、下端部が回転ホイール１８の内部寄りに形成された孔内に挿入され、上端部は、回転プレート４６の外周寄りに連結プレート脱着用プランジャー６４によって結合されている。従って、この脱着用プランジャー６４を操作することによって連結バー６２を取り外し、長さの異なる別の連結バー６２に交換することができる。
【００２２】
なお、図２中に示す容器４が乗っている台は、充填装置６のびん台６６であり、このびん台６６上の容器４に上方の充填ノズル６８から液体が充填される。
【００２３】
前記構成に係るガス置換装置１の作動について説明する。例えば、１８００ｍｌ入りの容器４（この容器を符号４Ａで示す）に液体を充填する場合には、図１に示すように、１８００ｍｌ容器４Ａの外径とほぼ一致する内径を有する円弧状の位置決め部２０が形成された回転ホイール１８をセットし、図２に示すような長い連結バー６２によって、下方の回転ホイール１８と上方の回転プレート４６とを連結しておく。
【００２４】
供給コンベヤ２によって前後に密着した状態で連続的に搬送されてきた容器４Ａは、回転ホイール１８の位置決め部２０によって一本ずつ切り離され、各位置決め部２０に順次保持されて回転搬送される。容器４Ａを位置決め保持している回転ホイール１８の上方には、連結バー６２によって連結された回転ホイール４６が一体として回転しており、各容器４Ａの口部４Ａａの上方に、それぞれガスノズル４８の吹き出し口４８ａが位置している。回転ホイール１８の位置決め部２０によって容器供給コンベヤ２から取り出された容器４Ａが、外周ガイド２４に沿って回転移動を始めると、その容器４Ａの上方に位置しているガスノズル４８の案内部材５８に係合しているカムレール６０が半径方向外方へ移動する形状（図１参照）をしているため、案内部材５８が外方へ傾斜するとともにガスノズル４８が下方へ向けて揺動する。すると、ガスノズル４８のガス吹き出し口４８ａが容器４Ａの口部４Ａａ内に挿入される。続いて、ガスノズル４８の内部端が、回転プレート４６の吐出口４６ａを介して、ガス通路５０の形成されている固定筒４４の開口部４４ａに連通し、ガス供給配管５２および固定筒４４内のガス通路５０を介して送られてきた窒素ガス等の不活性ガスが、ガスノズル４８の吹き出し口４８ａから容器４Ａ内に吹き込まれてガス置換が行われる。
【００２５】
回転ホイール１８の位置決め部２０に保持されて回転搬送されている容器４Ａが充填装置６に接近すると、カムレール６０が半径方向内方側に後退してガスノズル４８が上方へ揺動し、吹き出し口４８ａが容器４Ａ内から抜け出す。その後、容器４Ａは充填装置６に引き渡されて液体等の内容物が充填される。このようにガスノズル４８を上下に揺動可能な構成とし、容器４Ａを供給コンベヤ２から回転ホイール１８に引き渡す際と、回転ホイール１８から充填装置６内に容器４Ａを引き渡す際には、ガスノズル４８を上方へ揺動させて吹き出し口４８ａを容器４Ａの口部４Ａａの上方へ位置させておくので、ガスノズル４８が容器４Ａに干渉するおそれが無く、また、容器４Ａ内にガスを吹き込む間は、ガスノズル４８の吹き出し口４８ａを容器４Ａの口部４Ａａ内に挿入した状態でガス置換を行うので、大気中に放出されるガスの量が少なく、効率的にガス置換が行うことができる。
【００２６】
前記構成の容器供給装置（供給スターホイール）８から充填装置６内に供給する容器４が、例えば、１８０ｍｌ入りのカップ状容器４（図５中に符号４Ｂで示す）の場合には、１８００ｍｌ容器４Ａと比較して外径が小さく、しかも大幅に高さが低いので、回転ホイール１８と連結バー６２を交換して調節する。この場合には、先ず、連結バー脱着用プランジャー６４を操作して連結バー６２との係合をはずし、また、回転ホイール脱着用クランプ２２を回転させて、連結バー６２および回転ホイール１８を取り外す。続いて、昇降用ハンドル４２を回転して昇降フレーム３８を下降させる。昇降フレーム３８には、ボールねじ３４に螺合したナット３６が固定されるとともに、直立したシャフト２８に摺動自在に嵌合したスライダ４０が固定されており、このシャフト２８に回転を規制されて下降する。
【００２７】
昇降フレーム３８およびこの昇降フレーム３８に取り付けられている回転プレート４６を所定の高さ（前記１８０ｍｌ入りのカップ状容器４Ｂに対応した高さ）まで下降させた後、カップ状容器４Ｂ用の回転ホイール１８（図５中に符号１８Ｂで示す）および連結バー６２（図５中に符号６２Ｂで示す）を取り付ける（図５参照）。このようにガスノズル４８が取り付けられている回転プレート４６を昇降させる昇降手段４５（図２および図３参照）の昇降軸（ボールねじ３４）が、充填装置６等への容器供給装置８の回転ホイール１８と別に設けられているので、簡単な構造でガスノズル４８を昇降させることができ、サイズの異なる容器４に兼用することが容易である。なお、前記実施例では、長さの異なる複数種類の連結バー６２を用意しておき、容器４の高さに応じて交換するようにしていたが、必ずしも交換する形式に限るものではなく、長さ調整可能な連結バーを使用し、容器の高さに応じてその長さを調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ガス置換装置の全体の構成を示す平面図である。（実施例１）
【図２】前記ガス置換装置の縦断面図である。
【図３】図２の要部の拡大図である。
【図４】前記ガス置換装置の横断面図である。
【図５】前記ガス置換装置を異なる高さの容器に適用するために高さを変更した状態を示す要部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
４    容器
１８    回転ホイール
２０    容器位置決め部
３４    昇降軸
４５    昇降手段
４６    回転プレート
４８    ガスノズル
６２    連結バー
【図１】
0004701866.tif 000002
【図２】
0004701866.tif 000003
【図３】
0004701866.tif 000004
【図４】
0004701866.tif 000005
【図５】
0004701866.tif 000006