(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填バルブとびん口パッキンと容器台とを備え、容器台と充填バルブの相対的移動により、容器の口部をびん口パッキンにより密着させて充填を行う充填装置において、びん口パッキンを、フッ素樹脂シートもしくは超高分子ポリエチレンシートから成る剥離性の高い部材と硬度の高い弾性部材と硬度の低い弾性部材の順で構成するとともに、硬度の低い弾性部材を硬度の高い弾性部材より厚くして、容器の口部を前記剥離性の高い部材で密着させることを特徴とする充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器内に液体を充填する充填装置に関し、より詳しくは、容器口を密封して充填を行う際、容器口をシールするびん口パッキンの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
充填機は一般に、充填液を貯留して回転する充填液タンクと、この充填液タンクの底部外周よりに円周方向等間隔で設けられた充填バルブと、各充填バルブの下方にそれぞれ配置され、容器を載せて昇降する容器台とを備えており、上記充填バルブとして、充填液タンクに昇降自在に設けられ、上昇時に液バルブを開放して容器内に液体の充填を行う注液パイプと、この注液パイプと一体的に昇降し、容器の口部に密着されてその容器を密封するびん口パッキンと、上記容器内への液体の充填時に、容器内の空気を外部に排出する排気パイプとを備えたものが従来から知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成に係る充填機では、容器内に充填された液が排気パイプの排気口に達して排気パイプ内を上昇し、充填液タンク内の液面に一致すると充填が終了し、その状態で液バルブおよびエアバルブを閉じるようになっているため、充填時においては、容器口をびん口パッキンにより密封しなければならない。通常びん口パッキンはシリコンゴムなどの弾性部材で作成されているが、容器口部と密着すると、充填が終了して容器台が下降しても容器がびん口から離れない、いわゆる首吊りと呼ばれる現象が発生することがある。この現象はシリコンゴムと容器口との間の粘着力が原因だと考えられ、比較的粘度が高い充填液を広口容器や軽量容器に充填する場合に発生しやすくなる。これは、シリコンゴムと容器口との接触する単位面積当たりにかかる重量（容器重量＋充填重量）が少なくなるために発生するものと思われる。
【０００４】
また、首吊りの現象にはびん口パッキンにフッ素樹脂シートを貼付することで対策可能であるが、シリコンゴムの硬度が高いと広口容器に対してシールする際に、単位面積当たりにかかるバルブの押し付け力が弱くなるため、シリコンゴムの変形量が小さくなってシール不良を起こす場合があった。
【０００５】
上記問題に対しては、広口容器用に強いスプリングを採用すれば変形量も大きくなり、シール性も改善されるが、その都度バルブやスプリングを交換しなければならなくなる。そこで、シリコンゴムの硬度を低くして、変形しやすくさせることにより、シール性を向上させることも可能であるが、硬度の低いシリコンゴムにフッ素樹脂シートを貼付しても、シール時の変形量が大きいため、フッ素樹脂シートとシリコンゴムとの間にかかる負荷が大きくなり、フッ素樹脂シートが剥がれやすくなるといった問題が生じた。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術的事項に鑑みて開発されたものであり、フッ素樹脂シートとシリコンゴムとの取り付けを工夫することにより、首吊りの現象を生じさせない充填装置の提供を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、充填バルブとびん口パッキンと容器台とを備え、容器台と充填バルブの相対的移動により、容器の口部をびん口パッキンにより密着させて充填を行う充填装置において、びん口パッキンを、フッ素樹脂シートもしくは超高分子ポリエチレンシートから成る剥離性の高い部材と硬度の高い弾性部材と硬度の低い弾性部材の順で構成するとともに、硬度の低い弾性部材を硬度の高い弾性部材より厚くして、容器の口部を前記剥離性の高い部材で密着させるという技術手段を採用した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、びん口パッキンにより容器の口部を密着させて充填を行う充填装置に広く適用可能である。容器の形状に関しても限定されず、広口の容器は勿論、細口の容器にも適用可能である。また、剥離性の高い部材としては、フッ素樹脂を材質としたシート状の部材や超高分子ポリエチレン樹脂を材質としたシート状の部材等が考えられ、弾性部材としては、シリコンゴムやフッ素ゴムやアクリロニトリル・ブタジェン共重合ゴムやエチレンプロピレンゴム等が考えられる。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。
図１は、本発明に係る充填装置の充填バルブ１を示す断面図、図２は、びん口パッキンを示す断面図である。
【００１０】
充填液タンク２はその内部に充填液が貯留され、図示しない垂直軸線の周りを回転するようになっており、下面外周側には、円周方向等間隔で複数の充填バルブ１が設けられている。なお、図１は充填バルブ１の一つを示す。充填液タンク２の下面には、筒状のハウジング３が固定されており、このハウジング内に昇降スリーブ４が摺動可能に嵌合されている。これらハウジング３および昇降スリーブ４の軸心部には、エアパイプ５が間隔を隔てて配置され、図示しないブラケットを介して充填液タンク２の底面に固定されている。なお、昇降スリーブ４はスプリング６により下方へ付勢されている。
【００１１】
昇降スリーブ４の下面には、下方に向けて外側筒体（注液パイプ）７が固定されている。また、外側筒体７の下端位置を調節する空寸アジャスタ８と内部に容器９の口部に圧接される環状のびん口パッキン１０を支持したパッキンホルダ１１が外側筒体７の外周を包むように昇降スリーブ４の下面に固定されている。これら昇降スリーブ４、空寸アジャスタ８、びん口パッキン１０および外側筒体７は、図示しない容器台によって上昇される容器９の口部によってびん口パッキン１０が押し上げられることにより一体的に上昇する。
【００１２】
一方、上記エアパイプ５の下部外周には、内側筒体１２が固定されている。この内側筒体１２の外径は、外側筒体７の内径にほぼ一致しており、外側筒体７は、内側筒体１２の外面に摺接して昇降する。内側筒体１２の内面とエアパイプ５の外面との間の空間は上記昇降スリーブ４内に連通しており、上記ハウジング３、昇降スリーブ４、外側筒体７および内側筒体１２の内面とエアパイプ５の外面との間の空間などによって充填液通路１３が構成されている。また、エアパイプ５の内部が排気通路５ａになっている。内側筒体１２には、この内側筒体１２の内面とエアパイプ５との間の空間を外部に連通する注液口１２ａおよびエアパイプ５内を外部に連通する排気口１２ｂが形成されており、外側筒体７が上昇すると、これら注液口１２ａおよび排気口１２ｂが開放されて容器９内への充填およびエアの排出が行われる。また、外側筒体７が下降すると、注液口１２ａと排気口１２ｂとが閉鎖されるようになっている。
【００１３】
次に、本発明の特徴であるびん口パッキン１０の構成について図２に基づいて説明する。
びん口パッキン１０は、その下方から剥離性の高い材質であるフッ素樹脂シート（例えば、デュポン社の商品名テフロン）１０ａと、硬質シリコンゴム１０ｂと、軟質シリコンゴム１０ｃをそれぞれ溶着させた３層構造とし、硬質シリコンゴム１０ｂと軟質シリコンゴム１０ｃの厚さは硬質シリコンゴム１０ｂの方を軟質シリコンゴム１０ｃより薄くしている。これらの取り付けは具体的には、所定の型にフッ素樹脂シート１０ａを位置させ、その上方から溶融した硬質シリコンゴム１０ｂを流し込むことによりフッ素樹脂シート４と硬質シリコンゴム１０ｂを溶着させる。そして、所定時間経過してそれらが固まった後、硬質シリコンゴム１０ｂの上方から溶融した軟質シリコンゴム１０ｃを流し込み硬質シリコンゴム１０ｂと軟質シリコンゴム１０ｃとを溶着させる。
【００１４】
また、硬質シリコンゴム１０ｂと軟質シリコンゴム１０ｃの厚さは硬質シリコンゴム１０ｂの方を軟質シリコンゴム１０ｃより薄くした方が、変形しやすく効果的である。
【００１５】
びん口パッキン１０の具体的な一実施例としては、フッ素樹脂シート１０ａの厚みは０．２ｍｍ、硬質シリコンゴム１０ｂの硬度が７０度で厚みは３．０ｍｍ、軟質シリコンゴム１０ｃは硬度が４０度で厚みは１４．０ｍｍの条件のものが挙げられる。
【００１６】
上記構成に係る充填バルブ１を備えた充填装置では、容器台の上昇によって上昇された容器９がびん口パッキン１０に当ってこのびん口パッキン１０を押し上げると、びん口パッキン１０に固定され上方の昇降スリーブ４および下方の外側筒体７が一体的に上昇する。エアパイプ５に固定されている内側筒体１２に対して、外側筒体７が相対的に上昇すると、内側筒体１２に形成された注液口１２ａおよび排気口１２ｂが開放され、充填液タンク２内の液が、ハウジング３、昇降スリーブ４および内側筒体１２内の充填液通路１３を通って容器９内に流入し、容器９内のエアは、排気口１２ｂから、エアパイプ５内の排気通路５ａを通って充填液タンク２内に排出される。容器９内に充填された液が内側筒体１２の排気口１２ｂの高さに達すると、そのままエアパイプ５内を上昇して充填液タンク２内の液面高さに一致すると充填が終了する。その後、容器９が容器台によって下降されると、昇降スリーブ４、びん口パッキン１０および外側筒体７は一体的に下降して、外側筒体１２の注液口１２ａおよび排気口１２ｂを閉鎖する。
【００１７】
しかして、本発明に係る充填装置のびん口パッキン１０は、その下方からフッ素樹脂シート１０ａ、硬質シリコンゴム１０ｂ、軟質シリコンゴム１０ｃの３層構造とし、さらに、軟質シリコンゴム１０ｃを硬質シリコンゴム１０ｂより厚く構成しているので、容器９が広口容器であっても、びん口パッキン１０の当接時において軟質シリコンゴム１０ｃの変形量が大きく確実に容器９の口部をシールできる。また、フッ素樹脂シート１０ａを硬質シリコンゴム１０ｂに溶着しているので、フッ素樹脂シート１０ａと硬質シリコンゴム１０ｂとの間の変形量は少なくてすむので、そこにかかる負荷が小さくフッ素樹脂シート１０ａが剥がれにくくなる。したがって、充填する液体の粘性が高くてもフッ素樹脂シート１０ａにより容器９の口部がびん口パッキン１０に密着して容器台が下降しても容器９がびん口パッキン１０から離れないという現象を防止できるものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成を採用した結果、次のような効果を得ることができる。
（１）硬度の低いシリコンゴムに硬度の高いシリコンゴムを介してフッ素樹脂を溶着しているので、フッ素樹脂が剥がれにくい。
（２）硬度の高いシリコンゴムを薄く配置しているので、シール時の変形量も大きくなり、広口容器をシールする場合でも安定したシールが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の充填装置の充填バルブを示す断面図である。
【図２】  本発明のびん口パッキンを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・充填バルブ                      ２・・・・充填液タンク
３・・・・ハウジング                      ４・・・・昇降スリーブ
５・・・・エアパイプ                    ５ａ・・・・排気通路
６・・・・スプリング                      ７・・・・注液パイプ
８・・・・空寸アジャスタ                  ９・・・・容器
１０・・・・びん口パッキン              １０ａ・・・・フッ素樹脂シート
１０ｂ・・・・硬質シリコンゴム            １０ｃ・・・・軟質シリコンゴム
１１・・・・パッキンボルダ                １２・・・・内側筒体
１２ａ・・・・注液口                      １２ｂ・・・・排気口
１３・・・・充填液通路
【図１】
0003910405.tif 000002
【図２】
0003910405.tif 000003