(57)【要約】      （修正有）【課題】容器をネックリングを含む首部において把持することにより、ガス混入液体の容器内への無菌の充填を可能とした無菌充填装置及び無菌充填方法を提供する。【解決手段】樹脂製の容器８を首部にて把持して搬送しながら炭酸飲料等の液体を無菌充填する液体の無菌充填装置であって、液体を供給する液体通路１２と容器８の内部との間の通路を開閉し容器８の首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体１７の下面にリング状のシールパッキン２１が設けられた充填バルブ１１と、対をなすグリップ片４５ａ，４６ａを開閉することにより容器８の首部の全周を把持して上昇し充填バルブ１１のシールパッキン２１に当接するように構成されたグリッパ４０と、グリッパ４０を充填バルブ１１に対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段３５とを備えている。【選択図】図２
2007302325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
首部にネックリング及びキャップ締め用のねじを備えた樹脂製の容器を、前記首部にて把持して搬送しながら炭酸飲料等の液体を無菌充填するように構成された液体の無菌充填装置であって、前記液体を供給する液体通路と前記容器の内部との間の通路を開閉し前記容器の首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体の下面にリング状のシールパッキンが設けられた充填バルブと、対をなすグリップ片を開閉することにより前記容器の首部の全周を把持して上昇し前記充填バルブのシールパッキンに当接するように構成されたグリッパと、該グリッパを前記充填バルブに対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段とを備えたことを特徴とする液体の無菌充填装置。
【請求項２】
前記グリッパは、前記グリップ片の半円周づつが取付けられて互いに逆方向に同角度に回転可能な一対のグリップアームと、前記一対のグリップアーム端部のグリップ片の上側に設けられて前記グリップアームが閉のときリング状の突部を形成する半円周突起と、
前記グリップアームの片側に固設されたサブアームと、該サブアームの先端に取付けられたカムフォロワと、前記グリップアームの前記グリップ片とは反対側端部に設けられたばね受けの間に架設されて前記グリップ片が互いに前記容器を掴む方向に付勢された圧縮ばねとにより構成され、外部固定部材に取付けられたカム装置が前記サブアームのカムフォロワに係合したとき前記グリップ片が開いて前記容器の把持を解除し、前記カムフォロワがカム装置から離れたとき前記グリップ片が前記容器の首部の全周を把持するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体の無菌充填装置。
【請求項３】
前記グリッパは、グリッパ本体に固定された共通軸に回転可能に軸支され端部にそれぞれ前記半円形のグリップ片を備えた一対のグリップアームと、該一対のグリップアームのグリップ片とは反対側の端部に軸支されて内側端部が１個の共通のリンク軸に軸支された一対のリンクアームと、該リンク軸を支える軸孔を有して前記グリップ本体の一対のグリップアームの中心線上に設けられた水平貫通孔にガイドされて移動可能な移動軸と、該移動軸と前記グリップ本体との間に設置されて前記移動軸を反グリッパ片側へ押すように付勢された圧縮ばねとにより構成され、充填機に設けられたエアアクチュエータが制御盤からの制御信号により作動し、該エアアクチュエータの作動ロッドが前記移動軸を押すことにより、前記一対のリンクアームが前記グリップ片の方向に移動して前記一対のグリップアームのグリップ片が開いて前記容器を受け入れ、前記エアアクチュエータの空気圧が抜けて前記作動ロッドが戻されると前記移動軸が前記圧縮ばねのばね力により前記グリッパの後方に戻り、前記一対のリンクアームが後退して前記ばね力により前記グリップ片が前記容器を把持するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体の無菌充填装置。
【請求項４】
前記エアアクチュエータを片側押し型に構成するとともに前記グリッパ本体に直接取付け、該エアアクチュエータの作動ロッドと前記移動軸とを一体に形成し、前記エアアクチュエータの戻し用ばねを前記移動軸の戻しばねと兼用としたことを特徴とする請求項３に記載の液体の無菌充填装置。
【請求項５】
前記容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片は、その把持円周面に前記容器のネックリングを下方から支えるリング状面を有し、該リング状面に前記容器と前記グリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され、前記グリップ片の２分割の突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体の無菌充填装置。
【請求項６】
前記容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片は、その把持円周面に前記容器のネックリングが収まるリング状の溝を有し、該溝の下側上向き面に前記容器と前記グリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され、前記グリップ片の２分割突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体の無菌充填装置。
【請求項７】
殺菌媒体である水蒸気又は９０℃以上の熱水の供給源と、殺菌媒体通路を充填バルブの不活性ガス供給通路と切り換える切換弁とを備えたＳＩＰ（設置状態のまま殺菌できる殺菌処理手段）装置を設置し、該ＳＩＰ装置によるＳＩＰ処理のときには前記切換弁を切り換えて水蒸気又は熱水を前記充填バルブ内の不活性ガス通路に供給し、同不活性ガス通路、充填バルブの飲料出口ノズル、充填バルブとグリッパとのシール面、グリッパの容器とのシール面を殺菌するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体の無菌充填装置。
【請求項８】
前記液体通路に設けられて前記液体の供給量を計測する流量計を備え、該流量計は、サニテーションが容易で耐熱性の良い電磁式流量計として構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体の無菌充填装置。
【請求項９】
前記充填バルブは、シールパッキンを備えたテーパヘッドを有しエアシリンダにより駆動されて液体の通路を開閉する液バルブを備え、該液バルブと前記エアシリンダのロッドとの連結部と前記バルブ本体との間に可撓性を有するダイアフラムを挟設して前記エアシリンダの摺動部空間と液体通路とが遮断されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体の無菌充填装置。
【請求項１０】
首部にネックリング及びキャップ締め用のねじを備えたペットボトルを、前記首部にて把持して搬送しながら炭酸飲料を無菌充填する液体の無菌充填方法であって、前記炭酸飲料を供給する液体通路と前記ペットボトルの内部との間の通路を開閉し前記ペットボトルの首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体の下面にリング状のシールパッキンが設けられた充填バルブと、対をなすグリップ片を開閉することにより前記ペットボトルの首部の全周を把持して上昇し前記充填バルブのシールパッキンに当接するように構成されたグリッパと、該グリッパを前記充填バルブに対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段とを備えた液体の無菌充填装置を用い、
ＳＩＰ手段（設置状態のまま殺菌できる殺菌処理手段）により前記充填バルブの液ノズル、ガス通路、前記充填バルブと前記グリッパとのシール面、前記グリッパの前記ペットボトルとのシール面を殺菌処理し、前記グリッパで殺菌、洗浄処理済みの前記ペットボトルを把持し、前記ペットボトルを把持した前記グリッパをグリッパ昇降手段により上昇せしめて前記グリッパのリング状の凸面において前記充填バルブのシールパッキンに圧接し、無菌の不活性ガスにより前記ペットボトル内のエアを置き換えた後、前記ガス通路を開いて前記炭酸飲料が入った圧力タンク内と前記ペットボトル内とを同圧にし、前記充填バルブを開いて前記炭酸飲料を設定量充填し、前記充填バルブを閉じた後、前記シール空間内のガス圧を常圧にスニフトして充填を完了することにより、前記炭酸飲料が外気に触れないようにして前記ペットボトル内に無菌充填することを特徴とする液体の無菌充填方法。
【請求項１１】
前記ペットボトルへ炭酸飲料を充填する際の炭酸ガス圧力を該炭酸飲料から炭酸ガスが逃げない範囲の圧力を保持するように制御し、前記ペットボトル内のエアの置換及びスニフト時を含む前記炭酸飲料の充填時以外には前記炭酸ガス圧力を外気圧力より若干高目の圧力を保持するように制御し、さらに前記ペットボトルを把持したグリッパが前記充填バルブに当接している間は、圧力制御により前記グリッパと前記容器のシーリングから漏れるガス量を補充することを特徴とする請求項１０に記載の液体の無菌充填方法。
【請求項１２】
前記ペットボトルに炭酸飲料を充填するとき、前記充填装置の充填バルブ周辺、前記ペットボトルの搬送区間を無菌チャンバ内に収容することを特徴とする請求項１０に記載の液体の無菌充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、首部にネックリングとキャップ締め用のねじを備えたペットボトル等の樹脂製容器に炭酸飲料等の液体を充填する装置及び方法に関し、特に、洗浄殺菌済みの炭酸飲料等の液体が外気に触れないようにして当該樹脂製容器に充填する液体の無菌充填装置及び無菌充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペットボトルの加熱殺菌については、これに収容される飲料の味を劣化させるという理由で、常温以下の温度で無菌充填されるようになっている。上記飲料のうち炭酸飲料は細菌の増殖を抑える性質があるので、飲料充填装置の充填バルブや液配管、ガス配管等を確実に洗浄すれば、常温以下の充填処理で差し支えないとされている。
しかしながら、最近は飲料の種類が増加して、前述のように、細菌の増殖を抑える性質がある炭酸ガスの含有量が少量の炭酸ガス入り飲料が市場に現れており、これら少量の炭酸ガス入り飲料は炭酸飲料であっても、無菌充填の必要性が生じて来ている。
【０００３】
炭酸飲料の充填工程においては、容器内に外気に含まれる酸素が混入することを防止するため、炭酸飲料の充填前に該炭酸飲料が充填されるペットボトル等の樹脂製の容器のエアを追い出す容器内の真空引きを行って、その後に容器内を炭酸ガスに置換することが行われている。
剛性の大きい硝子びんであれば、上記のようなエア置き換えに真空引きを行う場合、大きなガス圧が掛かってもびんは殆ど変形することは無いが、ペットボトルのような、肉厚が薄く柔軟性の大きい容器では変形や膨張を起こすので、炭酸飲料の充填中に容器の外から液面センサで液レベルを見て充填量を判定することは困難である。
このため、飲料の充填容器がペットボトルの場合は、充填飲料の供給通路の決まった断面を通過する液の速度と液が流れる時間とから演算して充填バルブを開閉することにより、充填量を決定する方式が採用されている。
【０００４】
ペットボトルは、上記のように、真空引きの助けにより容器内のエアを炭酸ガスで置換することが困難であるので、先に不活性ガス（例えば窒素ガス、炭酸ガス）で容器内のエアを追い出し、その後、炭酸ガスで不活性ガスを置換することも、通常行われている。
また、ペットボトルを底面で支えた状態で炭酸飲料を充填する場合には、飲料に含まれている炭酸ガスの圧力により容器（ペットボトル）が変形して充填容量が変わるおそれもあり得る。
【０００５】
炭酸飲料のペットボトルへの充填方法及び充填装置として、特許文献１（特許第２８５６０５７号公報）の技術が提供されている。
特許文献１の特に図１に開示された技術においては、炭酸飲料用充填バルブの下端に釣鐘状のチャンバを形成し、ペットボトルを下底で支えるボトルリフトを上昇させ、当該ペットボトルの口は充填バルブに接触しない状態で、釣鐘状のチャンバの下面をペットボトルのネックリングに当接させて外気に対してシールし、当該ペットボトル内の圧力を炭酸飲料の背圧と同圧にした後、外部非接触の駆動で液バルブを開き、炭酸飲料を外部と非接触状態で充填するように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８５６０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された従来技術にあっては、ペットボトルへ炭酸飲料を充填するための充填バルブは、該充填バルブに吊り下げた釣鐘状のチャンバのリング状の下縁をペットボトルのネックリングに上から押し付けてガスシールをするように構成されているが、実際のペットボトルでは上部（首部に）にねじが設けられているため、ガスシールのための押し付けに使用できるネックリングの上面の有効面積が小さく、十分なガスシールが困難でネックリングの上面から飲料や容器内のガスが洩れるという事態が発生する可能性がある。
また、ペットボトルは肉厚が薄くて剛性が十分でなく、ペットボトルの形状によっては、ネックリングを押えるシール力によってペットボトルが変形して、該シール力に耐えることができないという問題も発生するおそれがある。
【０００８】
さらに、特許文献１の技術にあっては、上記容器（ペットボトル）内の空気を置き換えるための不活性ガス等用のガス配管が、外気に開放されたヘッドタンク内に連通しているため、飲料が外気中の浮遊菌に汚染されるおそれがある。
また、特許文献１の技術にあっては、ネックリングを押えるシール力でペットボトルが変形することがあり、これによって該ペットボトルの内容積が変化し、容器の外から液面を検知する光学式液面センサでは充填容量の検出精度が不正確となる。
【０００９】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ペットボトル等の樹脂製の容器に炭酸飲料等の液体の充填時に、容器をネックリングを含む首部において把持することにより、容器の内容積が変化するのを回避して、容器の充填されるガス混入液体が外部空気に触れるのを回避することにより、ガス混入液体の容器内への無菌の充填を可能とした無菌充填装置及び無菌充填方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明における請求項１の発明は、首部にネックリング及びキャップ締め用のねじを備えた樹脂製の容器を、前記首部にて把持して搬送しながら炭酸飲料等の液体を無菌充填するように構成された液体の無菌充填装置であって、前記液体を供給する液体通路と前記容器の内部との間の通路を開閉し前記容器の首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体の下面にリング状のシールパッキンが設けられた充填バルブと、対をなすグリップ片を開閉することにより前記容器の首部の全周を把持して上昇し前記充填バルブのシールパッキンに当接するように構成されたグリッパと、該グリッパを前記充填バルブに対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段とを備えている。
【００１１】
前記グリッパは、具体的には請求項２〜６のように構成するのが好ましい。
すなわち、請求項２の発明において、前記グリッパは、前記グリップ片の半円周づつが取付けられて互いに逆方向に同角度に回転可能な一対のグリップアームと、前記一対のグリップアーム端部のグリップ片の上側に設けられて前記グリップアームが閉のときリング状の突部を形成する半円周突起と、前記グリップアームの片側に固設されたサブアームと、該サブアームの先端に取付けられたカムフォロワと、前記グリップアームの前記グリップ片とは反対側端部に設けられたばね受けの間に架設されて前記グリップ片が互いに前記容器を掴む方向に付勢された圧縮ばねとにより構成され、外部固定部材に取付けられたカム装置が前記サブアームのカムフォロワに係合したとき前記グリップ片が開いて前記容器の把持を解除し、前記カムフォロワがカム装置から離れたとき前記グリップ片が前記容器の首部の全周を把持するように構成されている。
【００１２】
また、請求項３の発明において、前記グリッパは、グリッパ本体に固定された共通軸に回転可能に軸支され端部にそれぞれ前記半円形のグリップ片を備えた一対のグリップアームと、該一対のグリップアームのグリップ片とは反対側の端部に軸支されて内側端部が１個の共通のリンク軸に軸支された一対のリンクアームと、該リンク軸を支える軸孔を有して前記グリップ本体の一対のグリップアームの中心線上に設けられた水平貫通孔にガイドされて移動可能な移動軸と、該移動軸と前記グリップ本体との間に設置されて前記移動軸を反グリッパ片側へ押すように付勢された圧縮ばねとにより構成され、充填機に設けられたエアアクチュエータが制御盤からの制御信号により作動し、該エアアクチュエータの作動ロッドが前記移動軸を押すことにより、前記一対のリンクアームが前記グリップ片の方向に移動して前記一対のグリップアームのグリップ片が開いて前記容器を受け入れ、前記エアアクチュエータの空気圧が抜けて前記作動ロッドが戻されると前記移動軸が前記圧縮ばねのばね力により前記グリッパの後方に戻り、前記一対のリンクアームが後退して前記ばね力により前記グリップ片が前記容器を把持するように構成されている。
【００１３】
さらに、請求項４の発明において、前記エアアクチュエータを片側押し型に構成するとともに前記グリッパ本体に直接取付け、該エアアクチュエータの作動ロッドと前記移動軸とを一体に形成し、前記エアアクチュエータの戻し用ばねを前記移動軸の戻しばねと兼用としている。
【００１４】
また、請求項５の発明において、前記容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片は、その把持円周面に前記容器のネックリングを下方から支えるリング状面を有し、該リング状面に前記容器と前記グリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され、前記グリップ片の２分割の突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられて構成されている。
【００１５】
そして、請求項６の発明において、前記容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片は、その把持円周面に前記容器のネックリングが収まるリング状の溝を有し、該溝の下側上向き面に前記容器と前記グリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され、前記グリップ片の２分割突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられて構成されている。
【００１６】
請求項７の発明において、殺菌媒体である水蒸気又は９０℃以上の熱水の供給源と、殺菌媒体通路を充填バルブの不活性ガス供給通路と切り換える切換弁とを備えたＳＩＰ（設置状態のまま殺菌できる殺菌処理手段）装置を設置し、該ＳＩＰ装置によるＳＩＰ処理のときには前記切換弁を切り換えて水蒸気又は熱水を前記充填バルブ内の不活性ガス通路に供給し、同不活性ガス通路、充填バルブの飲料出口ノズル、充填バルブとグリッパとのシール面、グリッパの容器とのシール面を殺菌するように構成されている。
【００１７】
また、請求項８の発明において、前記液体通路に設けられて前記液体の供給量を計測する流量計を備え、該流量計は、サニテーションが容易で耐熱性の良い電磁式流量計として構成されている。
【００１８】
さらに、請求項９の発明において、前記充填バルブは、シールパッキンを備えたテーパヘッドを有しエアシリンダにより駆動されて液体の通路を開閉する液バルブを備え、該液バルブと前記エアシリンダのロッドとの連結部と前記バルブ本体との間に可撓性を有するダイアフラムを挟設して前記エアシリンダの摺動部空間と液体通路とが遮断されている。
【００１９】
請求項１〜９の発明において、具体的には、前記樹脂製の容器がペットボトルで構成され、該容器に充填される液体を炭酸飲料で構成するのが好ましいが、本発明は、首部にネックリング及びキャップ締め用のねじを備えた樹脂製の容器に液体を無菌充填する装置に広く適用することが可能である。
【００２０】
請求項１０〜１２の発明は、前記液体の無菌充填装置を使用する方法である。すなわち、請求項１０の発明は、首部にネックリング及びキャップ締め用のねじを備えたペットボトルを、前記首部にて把持して搬送しながら炭酸飲料を無菌充填する液体の無菌充填方法であって、前記炭酸飲料を供給する液体通路と前記ペットボトルの内部との間の通路を開閉し前記ペットボトルの首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体の下面にリング状のシールパッキンが設けられた充填バルブと、対をなすグリップ片を開閉することにより前記ペットボトルの首部の全周を把持して上昇し前記充填バルブのシールパッキンに当接するように構成されたグリッパと、該グリッパを前記充填バルブに対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段とを備えた液体の無菌充填装置を用い、
ＳＩＰ手段（設置状態のまま殺菌できる殺菌処理手段）により前記充填バルブの液ノズル、ガス通路、前記充填バルブと前記グリッパとのシール面、前記グリッパの前記ペットボトルとのシール面を殺菌処理し、前記グリッパで殺菌、洗浄処理済みの前記ペットボトルを把持し、前記ペットボトルを把持した前記グリッパをグリッパ昇降手段により上昇せしめて前記グリッパのリング状の凸面において前記充填バルブのシールパッキンに圧接し、無菌の不活性ガスにより前記ペットボトル内のエアを置き換えた後、前記ガス通路を開いて前記炭酸飲料が入った圧力タンク内と前記ペットボトル内とを同圧にし、前記充填バルブを開いて前記炭酸飲料を設定量充填し、前記充填バルブを閉じた後、前記シール空間内のガス圧を常圧にスニフトして充填を完了することにより、前記炭酸飲料が外気に触れないようにして前記ペットボトル内に無菌充填している。
【００２１】
また、請求項１１の発明において、前記ペットボトルへ炭酸飲料を充填する際の炭酸ガス圧力を該炭酸飲料から炭酸ガスが逃げない範囲の圧力を保持するように制御し、前記ペットボトル内のエアの置換及びスニフト時を含む前記炭酸飲料の充填時以外には前記炭酸ガス圧力を外気圧力より若干高目の圧力を保持するように制御し、さらに前記ペットボトルを把持したグリッパが前記充填バルブに当接している間は、圧力制御により前記グリッパと前記容器のシーリングから漏れるガス量を補充している。
【００２２】
さらに、請求項１２の発明において、前記ペットボトルに前記炭酸飲料を充填するとき、前記充填装置の充填バルブ周辺、前記ペットボトルの搬送区間を無菌チャンバ内に収容している。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、炭酸飲料等の液体を供給する液体通路とペットボトル等の容器の内部との間の通路を開閉し前記容器の首部が臨む下側円筒部を形成するバルブ本体の下面にリング状のシールパッキンが設けられた充填バルブと、対をなすグリップ片を開閉することにより前記容器の首部の全周を把持して上昇し前記充填バルブのシールパッキンに当接するように構成されたグリッパと、該グリッパを前記充填バルブに対して相対移動することにより昇降させるグリッパ昇降手段とを備えたので、ペットボトル等の容器の首部のネックリングの全周を把持して充填バルブに係合する２つ割りのグリッパを設けたことにより、ペットボトル等の軟質な容器であっても、該容器をネックリングを含む首部において把持することにより該容器の内容積が変化するのを回避するとともに、充填バルブとグリッパ、グリッパと容器との当接する面を確実に流体シールして炭酸飲料等の液体の充填処理中に容器内を周辺の空気と遮断して確実な無菌充填を実現できる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、前記グリッパが、ペットボトル等の容器を把持するとき、一対のグリップアームを互いに逆方向同角度に回転可能にし、片側のグリップアームに固設されたサブアームの先端に取付けられたカムフォロワが外部固定のカムに係合し、グリップアームを開閉し、グリップアームのグリップ片がペットボトルの首部の全周を包囲して確実に容器を把持することができる。
【００２５】
さらに、請求項３の発明によれば、グリップアームの開閉がリンク機構により行われ、該リンク機構の端部をグリップ方向に押せばグリップアームが開いてボトルを取り込むことができる。したがって、グリップの駆動のために外部固定部材に取付ける作動カムを設ける必要がなくなり、タイミングスイッチにより駆動することができて、構造及び調整が簡単になる。
ここで、請求項４の発明のように構成すれば、前記グリッパのエアアクチュエータを当該グリッパと一体化することによって構造がより一層簡単化されるとともに、装置コストを低減させることができる。
【００２６】
そして、請求項５の発明によれば、前記グリッパのグリップアームの半円周グリップ片に、把持円周面に容器のネックリングを下方から支えるリング状面を有して該リング状面に容器とグリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され、グリップ片の２分割の突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられているので、ペットボトル等の容器を把持するグリッパの半円周グリップ片の把持円周面に接合したシールパッキンにより、グリッパとペットボトル等の容器のネックリングとの間のガスシールを確実に行うことができる。
【００２７】
また、請求項６の発明によれば、ペットボトル等の容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片は、把持円周面に前記容器のネックリングが収まるリング状の溝を有し該溝の下側上向き面に容器とグリップ片とをシールする一対の半円のシールパッキンが接合され前記グリップ片の２分割突き合わせ部にもシール用パッキンが設けられているので、ペットボトル等の容器を把持するグリッパのグリップアームの半円周グリップ片の把持円周面に形成され前記容器のネックリングが収まるリング状の溝の溝面に接合したシールパッキンにより、グリッパと容器のネックリングとの間のガスシールを確実に行うことができる。
【００２８】
さらに、請求項７の発明によれば、水蒸気又は９０℃以上の熱水等からなる殺菌媒体の供給源と、殺菌媒体通路と充填バルブの不活性ガス供給通路と切り換える切換弁とを備えたＳＩＰ（設置状態のまま殺菌できる殺菌処理手段）装置を設置し、該ＳＩＰ装置によるＳＩＰ処理のときには前記切換弁を切り換えて前記殺菌媒体を充填バルブ内の不活性ガス通路に供給して、同不活性ガス通路、充填バルブの飲料出口ノズル、充填バルブとグリッパとのシール面、グリッパの容器とのシール面を殺菌しているので、無菌充填装置をＳＩＰ可能に構成できる。
【００２９】
また、請求項８の発明によれば、炭酸飲料等の液体通路に設けられて液体の供給量を計測する流量計は、サニテーションが容易で耐熱性の良い電磁式流量計として構成されているので、ＳＩＰ作業を容易に行うことができる。
【００３０】
そして、請求項９の発明によれば、充填バルブがシールパッキンを備えたテーパヘッドを有しエアシリンダにより駆動されて液体の通路を開閉する液バルブを備えており、該液バルブとエアシリンダのロッドとの連結部と該充填バルブのバルブ本体との間に可撓性を有するダイアフラムを挟設して前記エアシリンダの摺動部空間と液体通路とが遮断されているので、充填バルブ内に異物が侵入するのを回避できるとともに、ＳＩＰを容易に行うことができる。
【００３１】
一方、請求項１０の発明によれば、ＳＩＰ手段により充填バルブの液ノズル、ガス通路、前記充填バルブとグリッパとのシール面、グリッパのペットボトルとのシール面を殺菌処理し、グリッパで殺菌、洗浄処理済みのペットボトルを把持し、該ペットボトルを把持したグリッパをグリッパ昇降手段により上昇せしめてグリッパのリング状の凸面において充填バルブのシールパッキンに圧接し、無菌の不活性ガスによりペットボトル内のエアを置き換えた後、ガス通路を開いて炭酸飲料が入った圧力タンク内とペットボトル内とを同圧にし、充填バルブを開いて炭酸飲料を設定量充填し、充填バルブを閉じた後、シール空間内のガス圧を常圧にスニフトして充填を完了することにより炭酸飲料が外気に触れないようにしてペットボトル内に無菌充填するので、対になったグリップアームを開閉することによりペットボトルの首部のネックリングの全周を包囲した状態で把持して搬送し炭酸ガス飲料を充填する際に、グリッパを充填バルブの下側に押し当てて充填バルブとグリッパ、グリッパとペットボトルをガスシール及び液シールするようにしており、また炭酸飲料の充填量を液通路に設置された流量計により計量して決定されることから、ペットボトル内の液面高さを測る必要が無くなり、炭酸ガス通路も直接外気と触れないようにでき、飲料の常温、低温充填でも外気中の浮遊菌に触れることなく無菌充填が可能となる。
【００３２】
また、請求項１１の発明によれば、ペットボトルへ炭酸飲料を充填時の炭酸ガス圧力を炭酸ガスが逃げない範囲の圧力を保持するように制御し、ペットボトル内のエアの置換及びスニフト時を含む炭酸飲料の充填時以外には炭酸ガス圧力を外気圧力より若干高目の圧力を保持するように制御し、前記ペットボトルを把持したグリッパが前記充填バルブに当接している間は圧力制御により前記グリッパと前記容器のシーリングから漏れるガス量を補充するので、流体シールの間からのガス漏れに対して炭酸ガスを補給して充填バルブ内、各ガス通路内のガス圧の低下を防止することにより、ペットボトル内に外気が侵入するのを抑制できる。
【００３３】
さらに、請求項１２の発明によれば、前記ペットボトルに前記炭酸飲料を充填する際に炭酸飲料充填装置の充填バルブ周辺、前記ペットボトルの搬送区間を無菌チャンバ内に収容するので、周辺空気からの汚染が断たれて、より完全な無菌充填が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る炭酸飲料の無菌充填装置の平面図である。図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図４は上記第１の実施形態に係るペットボトルグリッパの平面図、図５は図４のＣ−Ｃ線断面図、図６は上記第１の実施形態に係るグリッパの開閉動作を示す平面図である。
図７は本発明の各実施形態に係る炭酸飲料の無菌充填の飲料液及び炭酸ガスの配管系統図、図８の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図７の部分図で示す炭酸飲料充填工程図である。図９は本発明の各実施形態に係る図７の配管系統図においてＳＩＰを実施するときの各開閉弁の作動状態図である。
【００３６】
図１及び図２によって本発明の第１実施形態に係る炭酸飲料用無菌充填装置を説明する。
図において、空のペットボトル８は、前工程で殺菌洗浄されて供給コンベア２に載せられ、充填装置の無菌室４内に１列に密着した状態で搬入されるようになっている。無菌室４には、外側隔壁７と内側隔壁１６とによって囲まれたＺ部分（図１の２本線ハッチングされた部分）において、常時無菌の加圧エアが送り込まれている。
上記供給コンベア２上において、空のペットボトル８は、割り出しスクリュー３で一定ピッチに割り出され、その一定ピッチと同じ容器ポケットピッチを有し、図１の矢印Ｄ方向に回転する転送ホイール５に渡されるようになっている。
ペットボトル８は、転送ホイール５から、複数の充填バルブ１１とグリッパ４０とが同じ容器ピッチにて設置された充填機１０の該グリッパ４０に受け渡される。そして、充填機１０が図１の矢印Ｅ方向に水平回転する際に、炭酸ガス入り飲料をペットボトル８内に無菌充填し、飲料の充填を完了した飲料入りペットボトル８ｂ（図１参照）が送出コンベア６により、次の工程の図示しないキャッピング装置に送られることになる。
なお、図１及び図２において、１２は飲料通路、１３はガス入り飲料タンク、１４は回転中心軸、７２は飲料液用のロータリジョイント、１３ａは当該ロータリジョイント７２からガス入り飲料タンク１３へ飲料液を配送する液通路である。
【００３７】
次に、図２及び図１に基づき、上記充填バルブ１１とその周辺の構成について説明する。
７ａは外側隔壁７の天上板、７ｂは水封装置であり、該水封装置７ｂは天上板７ａと内側隔壁１６との間に設けられている。１６ａは内側隔壁１６の天井板、２０はガス入り飲料タンク１３の天井板を示している。
充填バルブ１１のバルブ本体１７には、炭酸飲料を供給する飲料通路１２と、炭酸ガス、窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス通路３３ａ、炭酸ガスを供給するガス通路３３ｂと、炭酸飲料充填のとき、ペットボトル８内から追い出されたエアや該エアに置き換えられた炭酸ガスを排出するガスリターン通路３３ｃがそれぞれ連結されている。
また、バルブ本体１７の下側円筒部１７ｂの下面にはリング状のシールパッキン２１が装填されており、飲料通路１２には炭酸飲料の供給量を計測する流量計２６と、液量を大小の２段階に調整できる流量切換弁２７とが設けられている。流量計２６としては、サニテーションが容易であって、耐熱性が良い電磁式流量計が好適である。
【００３８】
上記充填バルブ１１のバルブ本体１７の上には上部支持台２３が取付けられ、その上にはエアシリンダ２２が取付けられており、該エアシリンダ２２の駆動ロッド２２ａの先端にダイアフラム１５を挟んで液バルブ１８が固定されている。上部支持台２３の駆動ロッド２２ａが移動する空間と前記バルブ本体１７の液充填通路１７ａとは、ダイアフラム１５で遮断されている。これにより、前記駆動ロッド２２ａの摺動部が飲料液に曝されることはなくなる。また、ダイアフラム１５の上側に位置する上部支持台２３の室内は、連結管２８を介して前記ガス入り飲料タンク１３と通じて同圧にされ、ダイアフラム１５に圧力が掛からないようになっている。
図２において、１１５は操作弁であり、操作弁１１５は、後述するＳＩＰ時には閉じられるようになっている。液バルブ１８は、電磁弁２４における作動エアの切換えにより配管２９ａ，２９ｂを介して作動するエアシリンダ２２により駆動され、液充填通路１７ａを開閉するようになっている。そして、液バルブ１８のテーパー部にはシールパッキン１９が設けられている。
また、液バルブ１８は、図３に示すように、円周方向に間隔を置いて複数の突起ガイド１８ａが設けられ、該突起ガイド１８ａの間の溝１８ｂは液の通路となっている。
【００３９】
本実施形態の充填装置は回転制御盤３０を備えており、充填バルブ１１を開いてペットボトル８に飲料を充填する際において、流量計２６の流量検出制御信号Ｘ１は回転制御盤３０に送られて、飲料通路１２を通過する飲料の流速を検出し、回転制御盤３０に内蔵されている図示しないタイマにより流量を算定する。そして、回転制御盤３０は、この流量が設定流量値に達したとき、流量切換弁２７を制御する電磁弁２５に制御信号を送って、作動エアにより流量切換弁２７内の液通路を小流量に切換えて流量を絞ることにより、上記設定充填量に達したとき、充填バルブ１１の液バルブ１８を閉側に作動して飲料の充填を止めるようにしている。
このため、回転制御盤３０にはる制御装置５０が接続されており、その詳細な作動は後述する。また、図２において、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は回転制御盤３０への入力制御信号を示し、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は回転制御盤３０からの出力制御信号を示している。
【００４０】
上記バルブ本体１７に連結するガス通路３３ａ，３３ｂ、ガスリターン通路３３ｃは、複数の充填バルブ１１毎に設けられた複数のガス通路ブロック３１に結合され、これら複数のガス通路ブロック３１は、１つのリング状ガス通路ブロック３２に固定されている。
リング状ガス通路ブロック３２にはリング状の低圧の窒素ガス、又は、炭酸ガスを供給するガス通路３２ａと同ガスの供給源へ通じる出入り口、充填時のカウンタ圧用炭酸ガスを供給するガス通路３２ｂと、同ガスの供給源からの入口、ガスリターン通路３２ｃと排出口とが設けられている。リング状ガス通路ブロック３２は、支持ブラケット３９を介して内側隔壁１６に固定されている。
【００４１】
上記ガス通路ブロック３１には、３個の電磁弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃが取付けられている。これら電磁弁のうち、電磁弁３４ａは、ガス通路３３ａによりバルブ本体１７の液充填通路１７ａに通じ、ガス入り飲料の炭酸ガスの圧力より低圧の窒素ガス、又は、炭酸ガスをペットボトル８に導入せしめるものである。また、電磁弁３４ｂは、ガス通路３３ｂによりバルブ本体１７の液充填通路１７ａに通じ、ペットボトル８に充填前にカウンタガスを送り込むものである。電磁弁３４ｃは窒素ガス、又は、炭酸ガスを排出するガスリターン通路３３ｃに連結されている。
【００４２】
上記グリッパ４０は、ペットボトル８のネックリング８ａの全周を包囲してグリップし、グリッパリフト（昇降手段）３５により寸法ｈだけ上昇してバルブ本体１７の下側のシールパッキン２１に当接するようになっている。前記バルブ本体１７は飲料通路１２の連結部１２ａを介して回転する内側隔壁１６に取付けられ、グリッパリフト３５も同様に内側隔壁１６に繋がる回転体に取付けられている。３７はグリッパリフト３５のリフトロッドであり、該リフトロッド３７は常時図示しないエアアクチュエータによって押し上げられている。
また、３８はリフトロッド３７を案内するガイドである。図７に示すように、リフトロッド３７にはカムフォロワ１１６が取付けられ、該カムフォロワ１１６は外部の固定部材に取付けられたカム１１７により下降し、グリッパ４０を充填バルブ１１から離すようになっている。なお、図７において、６８はガス用のロータリジョイントを示している。
【００４３】
次に、上記グリッパ４０の構成について説明する。
図４及び図５に示すように、グリッパ４０は、先端に半円周のグリップ片４５ａ，４６ａを形成し、互いに逆方向同角度に回転可能で開閉することができる対になったグリップアーム（駆動側）４５とグリップアーム（従動側）４６とを有し、グリップ片４５ａとグリップ片４６ａとはグリップアーム４５，４６が閉のとき、ペットボトル８のネックリング８ａを下から支えるように段付きの内筒を形成し、内筒の段部４５ｃ，４６ｃには半円周のシールパッキン６２，６２が貼り付けられている。
また、グリップ片４５ａ，４６ａの突き合わせ部にもサイドシールパッキン６１，６１が貼り付けられている。そして、グリップ片４５ａ及びグリップ片４６ａの上面には、グリップアーム４５，４６が閉のとき、リング状の突部を形成するように半円周の突起４５ｂ，４６ｂが設けられている。
【００４４】
上記グリップアーム４５には、グリップアーム回転軸４８がキー５１により回転を拘束して固設され、該グリップアーム回転軸４８はグリッパ上板５２とグリッパ下板５３に回転可能に軸支されている。また、グリップアーム回転軸４８のグリッパ下板５３から突き出した軸部にはサブアーム５４が固定されている。したがって、サブアーム５４の回転はそのままグリップアーム４５の回転となる。さらに、グリップアーム４６は、グリッパ上板５２とグリッパ下板５３に支えられたグリップアーム回転軸４９に回転可能に軸支されている。
【００４５】
グリップアーム４５とグリップアーム４６との向かい合った中央部には円弧歯車４５ｄ，４６ｄが形成されており、これら円弧歯車の円弧と同じ半径を有するローラ４７が当該円弧歯車４５ｄ，４６ｄと同時に係合し、軸方向はグリッパ上板５２及びグリッパ下板５３に拘束され、グリップアーム４５とグリップアーム４６とが互いに逆方向に同角度回転すべく作動するようになっている。
サブアーム５４の先端にはカムフォロワ５５が取付けられているとともに、両方のグリップアーム４５，４６のグリップ片４５ａ，４６ａと反対の端に設けられたばね受け５９，５９の間にはグリップ片４５ａ，４６ａが互いにペットボトル８を掴む方向に付勢した圧縮ばね５８が介装されている。
また、グリッパ４０のグリッパ下板５３は、ブラケット３６を介してリフトロッド３７（図２及び図３参照）に一体に固定されている。また、ストッパボルト５６が、グリッパ上板５２とグリッパ下板５３との間にスペーサ５７を介して締め付けられていて、グリップアーム４５，４６の開きを制限するようになっている。
【００４６】
上記グリッパ４０がペットボトル８をグリップする際には、図６に示すように、ペットボトル８が転送ホイール５（図１参照）に把持され、図１及び図６における矢印Ｄ方向に回動して来たとき、充填機１０の回転体に取付けられた複数のグリッパ４０は、転送ホイール５の回転と反対の図６における矢印Ｅ方向に転送ホイール５の角速度と同じ角速度で回動し、外部固定部材に取付けられたカム４１がサブアーム５４のカムフォロワ５５に係合し、図６のグリッパ４０Ａの位置の手前で開き、グリッパ４０Ｂの位置でペットボトル８を取り込み、グリッパ４０Ｃの位置で閉じてペットボトル８の首部の全周を包囲し、ネックリング８ａ（図２及び図５参照）を支えてグリッパ４０Ｄの位置以降に移動するようになっている。
【００４７】
次に、上記充填バルブ１１の作用を図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の炭酸飲料充填工程図を用いて説明する。
後述するＳＩＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｐｌａｃｅ：設置状態のまま殺菌洗浄できる処理手段）により充填バルブ１１への飲料通路１２、バルブ本体１７の液充填通路１７ａ、ガス通路３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、充填バルブ１１とグリッパ４０とのシール面、グリッパ４０のペットボトル８とのシール面を無菌処理し、グリッパ４０で殺菌、洗浄処理済みのペットボトル８を把持し、該ペットボトル８を把持したグリッパ４０をグリッパリフト３５により上昇せしめて当該グリッパ４０のリング状の突起４５ｂ，４６ｂにおいてバルブ本体１７のシールパッキン２１に圧接させた状態から充填工程が始まる。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、電磁弁３４ａを開いて無菌の不活性ガス（窒素ガス、又は、炭酸ガス）をペットボトル８内に送り込み、同時に電磁弁３４ｃを開いてペットボトル８内のエアを電磁弁３４ｃからリターン配管３３ｃ（図２参照）に排出してペットボトル８内を不活性ガスに置き換える。
次いで、図８（ｂ）に示すように、電磁弁３４ａを閉じる一方、電磁弁３４ｂを開き、炭酸ガス通路３３ｂ（図２参照）を開いて炭酸飲料が入ったガス入り飲料タンク１３（図２参照）内とペットボトル８内を同圧にし、次に、図８（ｃ）に示すように、エアシリンダ２２（図２参照）の作動により充填バルブ１１の液バルブ１８を引き上げて液充填通路１７ａを開き、ペットボトル８内に炭酸飲料を充填する。
【００４９】
ペットボトル８内への炭酸飲料充填量を流量計２６で検出し、この充填量検出制御信号は前記回転制御盤３０に送られ、該回転制御盤３０において飲料通路１２を通過する飲料の流速を検出し、回転制御盤３０のタイマによって流量を算定する。
そして、例えば大流量で以ってペットボトル８に約８０％充填したとき、回転制御盤３０により電磁弁２５に制御信号を送って流量切換弁２７内の液通路を切換えて、小流量に絞って流速を下げ、ペットボトル８の設定充填量に達したとき、エアシリンダ２２（図２参照）により液バルブ１８を閉側に作動せしめて飲料の充填を止めるように作動することにより、ペットボトル８の飲料充填量の精度を高く保持する。
上記のようにして充填バルブ１１を閉じた後、図８（ｄ）に示すように、電磁弁３４ｂを閉じる一方、電磁弁３４ｃを開き、シール空間（下側円筒部１７ｂ内、ペットボトル８内）のガス圧を常圧にスニフトして充填を完了する。このように作動させることにより、炭酸飲料が外気に触れないようにして、ペットボトル８内に無菌充填することができる。
【００５０】
図７において、ペットボトル８に炭酸飲料を充填するとき、回転制御盤３０に接続された制御装置５０によりダイアフラム弁７７を開いて、炭酸ガス（又はＮ２ガス）を配管７４及び電磁弁３４ｂを介して充填バルブ１１へ供給する。この配管７４で送られる炭酸ガス圧力Ｐ１を炭酸ガス入り飲料中の炭酸ガス背圧と同一圧力に設定し、制御装置５０において、圧力計７５からの炭酸ガス圧力検出値が圧力Ｐ１を保持するように、ダイアフラム圧力調整弁７６の開度を制御する。
また、ペットボトル８内のエアの置換時には、制御装置５０によりダイアフラム弁７７を閉じ、ダイアフラム弁８８を開いて、上記圧力Ｐ１より低く外気圧より若干高目の圧力Ｐ２を設定して炭酸ガス（またはN2ガス）を配管８６を介して充填バルブ１１へ供給し、圧力計６４からの配管８６内の圧力検出値が設定圧力Ｐ２を保持するようにダイアフラム圧力調整弁８７の開度を制御する。
上記いずれの圧力制御の場合も、ペットボトル８を把持したグリッパ４０が充填バルブ１１に当接している間に、当該グリッパ４０とペットボトル８とのシーリングから漏れるガスを前記のような圧力制御により補充するようにする。
このように、シールの間隙からのガス漏れを補足して充填バルブ１１内や、各ガス通路内のガス圧の低下を防止することにより、外気が侵入することを抑えることができる。
【００５１】
次に、図９及び図７を参照して炭酸飲料の無菌充填装置のＳＩＰについて説明する。
上記制御装置５０の指令により、先ず、ダイアフラム弁７９を閉じて飲料の供給を停止し、ダイアフラム弁７７，８８を閉じて炭酸ガスの供給を止める。そして、制御装置５０の指令によりダイアフラム弁１２６を開き、充填バルブ１１の液バルブ１８を開いて、飲料液をガス入り飲料タンク１３、飲料通路１２，８２、及び充填バルブ１１から排出する。
飲料液の排出完了後、制御装置５０の指令によりダイアフラム弁１２６を閉じ、全ての充填バルブ１１の液出口、ガス出口をＳＩＰ用蓋１１０で塞ぎ、ダイアフラム弁８１を開いて、殺菌媒体であるスチーム又は９０℃以上の熱水を液配管に通し、ガス入り飲料タンク１３、飲料通路１２，８２、及び充填バルブ１１へ送る。なお、図９において、１１２はＳＩＰ用蓋１１０を上昇させるためのリフトである。
【００５２】
次いで、制御装置５０の指令により回転制御盤３０を介して電磁弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃを開き、ダイアフラム弁７８，８９を開いてスチームを送り、各ガス通路から電磁弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃのガス通路を通して全てのガス通路、充填バルブ１１とグリッパ４０とのシール面を殺菌洗浄する。
殺菌洗浄した後の排水及びスチームの残りとコンデンスした水はリターン配管から、あるいは、ダイアフラム弁１２６を開き、充填バルブ１１の下面に被せたＳＩＰ用蓋１１０を取り去ることで排出される。
図７〜図９において、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４は制御装置５０からの出力制御信号を示している。また、図３〜図９において、図１及び図２と同一の部材は同一の符号で示している。
【００５３】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態はグリッパのグリップ片の形状に関するものであり、図１０は本発明の第２の実施形態に係る図であり、第１の実施形態の図５に対応する部分側面図である。
第２の実施形態に係るグリッパ６０は、第１の実施形態のグリッパ４０と比べて、ペットボトル８のネックリング８ａを支える部分の形状が、該ネックリング８ａが収まるリング状の溝になっている点であり（第１の実施形態のグリッパ４０ではネックリング８ａを支える段の上側は開放された内円筒をなしている）、この点以外は全て第１の実施形態のグリッパ４０と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
上記グリッパ６０は、ペットボトル８を把持するグリップアーム１４５（グリップアーム１４５と対をなすグリップアームはグリップアーム１４６）の半円周のグリップ片１４５ａ，１４６ａは、その把持円周面にペットボトル８のネックリング８ａが収まるリング状の溝１４５ｃ，１４６ｃを有し、該溝１４５ｃ，１４６ｃの下側上向き面にペットボトル８のネックリング８ａとグリップ片１４５ａ，１４６ａとをシールする一対の半円のシールパッキン６２，６２が接合されている。
また、上記グリップ片１４５ａの２分割突き合わせ部にもシール用パッキン６１，６１が設けられている。グリップ片１４５ａ，１４６ａの上面には、グリップアーム１４５，１４６が閉のときリング状の凸部を形成するように、半円周の突起１４５ｂ，１４６ｂが設けられている。
【００５５】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態は、ペットボトル８のグリッパの構成と作用に関するものであり、前記第１の実施形態の充填バルブ用のグリッパ４０とは、グリップアームの開閉機構が異なるものである。
図１１は本発明の第３の実施形態に係るペットボトルグリッパの平面図であり、（Ａ）はグリッパの閉じ状態、（Ｂ）はグリッパの開き状態を示している。図１２は図１１（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図、図１３は図１１（Ａ），（Ｂ）におけるグリッパの側面図、図１４は図１１（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
この第３の実施形態において、グリッパ７０と該グリッパ７０の駆動機構以外は全て上記第１の実施形態の炭酸無菌充填装置を適用できるので重畳を避け、説明を省略する。
【００５６】
図１１〜図１４において、この第３の実施形態に係るグリッパ７０は、グリッパ本体９１と該グリッパ本体９１に固定された本体上板９２とで、グリッパ本体９１の固定構造を構成している。
９５は共通軸であり、該共通軸９５はグリッパ本体９１と本体上板９２との間に固定され、共通軸９５にはそれぞれ半円形のグリップ片９３ａ，９４ａを備えた一対のグリップアーム９３，９４が回転可能に軸支されている。このグリップ片９３ａ，９４ａの形状は、第１の実施形態のグリップ片４５ａ，４６ａ、又は第２の実施形態のグリップ片１４５ａ，１４６ａと同様の形状に形成されており、ペットボトル８をグリップしたとき、充填バルブ１１のシールパッキン２１に当接する半円周の突起９３ｃ，９４ｃも、第１の実施形態の半円周突起４５ｂ，４６ｂ、又は第２の実施形態の半円周突起１４５ｂ，１４６ｂと同様の形状を有している。
【００５７】
図１４に示すように、両グリップアーム９３，９４のグリップ片９３ａ，９４ａと反対側のグリップアーム端部９３ｂ，９４ｂに軸孔が設けられ、この軸孔を通してリンクピン９８，９８が軸支され、前記両グリップアーム端部９３ｂ，９４ｂを挟んだ両側に、リンクアーム９６，９７がそれぞれリンクピン９８，９８に軸支されている。
【００５８】
上記グリッパ本体９１に設けられたブロック９１ｃ，９１ｄには、該グリッパ本体９１の中心線上に水平貫通孔９１ｂ，９１ａが明けられ、この水平貫通孔９１ｂ，９１ａに移動軸１０１が軸方向に移動可能に挿入されている。
図１４に示すように、当該移動軸１０１の端部１０１ａに明けられた軸孔には１個の共通のリンク軸９９が軸支され、該リンク軸９９の移動軸１０１を挟んだ上下両側にリンクアーム９６，９７の内側端部が軸支されている。移動軸１０１とグリップ本体９１の中側のブロック９１ｄとの間には、移動軸１０１を反グリップ片側へ押すように付勢された圧縮ばね１０２が設置されている。
【００５９】
上記回転制御盤３０からの制御信号により、充填機１０の回転する内側隔壁１６（図１参照）に取付けられたエアアクチュエータ８０が作動すると、該エアアクチュエータ８０のロッド８０ａが移動軸１０１を押し、該移動軸１０１が図１１（Ａ）及び（Ｂ）間に示す変位Sだけ移動する。これにより、移動軸１０１に連結されたリンク軸９９も同じ距離Sだけ移動し、一対のリンクアーム９６，９７がグリップ片９３ａ，９４ａの方向に移動して、一対のグリップ片９３ａ，９４ａを開き、ペットボトル８を受け入れる。
エアアクチュエータ８０の空気圧が抜けると、移動軸１０１が前記圧縮ばね１０２のばね力によりグリッパ７０の後方に戻り、一対のリンクアーム９６，９７が後退して圧縮ばね１０２の力がリンクアーム９６，９７に作用して、図１２及び図１３に示すようにグリップ片９３ａ，９４ａがペットボトル８を把持する。そして、圧縮ばね１０２のばね力がグリップ片９３ａ，９４ａのグリップ力に変換され、該グリップ片９３ａ，９４ａによりペットボトル８が確実に把持されることになる。
【００６０】
以上のように、この第３の実施形態においては、エアアクチュエータ８０により移動軸１０１を押せば、図１１（B）のようにグリップ片９３ａ，９４ａが開いてボトルを取り込むことが可能となるから、グリップ片９３ａ，９４ａの駆動のために外部固定部材に取付ける作動カムを設ける必要がなく、回転制御盤３０にロータリースイッチ、あるいはタイミングスイッチを備えることにより駆動することができる。したがって、構成や調整が簡単になり、グリップ片９３ａ，９４ａを開閉するタイミングの調整も容易となる。
【００６１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態は、第３の実施形態におけるグリッパ７０駆動用のエアアクチュエータ８０をグリッパ本体に直接取付けて構成を簡単化したグリッパ９０を構成したものである。
図１５は第４の実施形態を示すグリッパの側面図（一部断面図）であり、図１５において、移動軸１０４とこの移動軸１０４を駆動するエアシリンダ以外の、グリップアーム９３，９４、グリップ片９３ａ，９４ａ、リンクピン９８，９８、リンクアーム９６，９７の構成は上記第３の実施形態のグリッパ７０と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１５において、９０はグリッパであり、該グリッパ９０のグリッパ本体１０３には、片側押し型のエアシリンダ１０７が直接取付けられている。エアシリンダ１０７内には、ピストン１０８と該ピストン１０８に固設されたロッド１０４ｂが移動可能に設置されている。ロッド１０４ｂは移動軸１０４と一体に形成されているとともに、エアシリンダ１０７の中心線１０７ａを移動軸１０４の中心線１０４ａと一致させている。
上記移動軸１０４は、ブロック１０３ａに明けた貫通孔内を摺動可能に案内されるようになっている。１０９は戻しばねであり、この戻しばね１０９のばね力は、リンクアーム９６，９７を介してグリップ片９３ａ，９４ａのグリップ力に変換されることになる。移動軸１０４に固定されたフランジ１０５とシリンダカバー１１４との間にはベローズ１０６が取付けられ、該ベローズ１０６によってロッド１０４ｂの摺動部の露出をカバーしている。
この第４の実施形態では、グリッパ９０駆動用のエアアクチュエータ１０７をグリッパ本体１０３に直接取付けて構成を簡単化したので、装置コストを低減できる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る炭酸飲料の無菌充填装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】前記第１の実施形態に係るペットボトルグリッパを示す平面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】上記第１の実施形態に係るグリッパの開閉動作を示す平面図である。
【図７】本発明の各実施形態に係る炭酸飲料の無菌充填の飲料液及び炭酸ガスの配管系統図である。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図７の部分図で示す炭酸飲料充填工程図    である。
【図９】本発明の各実施形態に係る図７の配管系統図において、ＳＩＰを実施すると    きの各開閉弁の作動状態図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る図５に対応する部分側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るペットボトルグリッパの平面図であって、（Ａ）はグリッパの閉じ状態、（Ｂ）はグリッパの開き状態を示している。
【図１２】図１１（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１３】図１１（Ａ），（Ｂ）におけるグリッパの側面図である。
【図１４】図１１（Ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るペットボトルグリッパを示す側面図（一部断面図）である。
【符号の説明】
【００６５】
２  供給コンベア
４  無菌室
７  外側隔壁
８  ペットボトル
１０  充填機
１１  充填バルブ
１２  飲料通路
１３  ガス入り飲料タンク
１５  ダイアフラム
１６  内側隔壁
１７  バルブ本体
１８  液バルブ
２１  シールパッキン
２６  流量計
２７  流量切換弁
３０  回転制御盤
３１  ガス通路ブロック
３２  ガス通路ブロック（リング状）
３５  グリッパリフト
４０，６０，７０，９０  グリッパ
４１  グリッパ開閉カム
４５  グリップアーム（駆動側）
４６  グリップアーム（従動側）
４５ａ，４６ａ  グリップ片
４５ｂ，４６ｂ  半円周突起
４７  ローラ
４８，４９  グリップアーム回転軸
５０  制御装置
５２  グリッパ上板
５３  グリッパ下板
５４  サブアーム
５５  カムフォロワ
５８  圧縮ばね
６１  サイドシールパッキン
６２  シールパッキン
６８  ロータリジョイント（ガス）
７２  ロータリジョイント（液）
７７，７８，７９，８１，８８，８９  ダイアフラム弁
７６，８７  ダイアフラム調整弁
８０  エアアクチュエータ
９１，１０３  グリッパ本体
９２  本体上板
９３  グリップアーム
９３ａ，９４ｂ  グリップ片
９４  グリップアーム
９５  共通軸
９６，９７  リンクアーム
９８  リンクピン
９９  リンク軸
１０１，１０４  移動軸
１０２  圧縮ばね
１０６  ベローズ
１０７  エアシリンダ
１０８  ピストン
１１０  ＳＩＰ用蓋
１０９  戻しばね
１４５，１４６  グリップアーム
１４５ａ，１４６ａ  グリップ片
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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