JP2000281189A - ガス詰め充填機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ガス詰め充填機は、ガスバルブ３５の下
流側でガス通路１４に接続された第１スニフト通路３６
と、この第１スニフト通路に設けられた第１スニフトバ
ルブ３７と、充填バルブ３のハウジング１０に設けられ
た第２スニフト通路３８と、この第２スニフト通路に設
けられた第２スニフトバルブ３９とを備えており、これ
ら第１スニフトバルブと第２スニフトバルブとは制御装
置２８によって第１スニフトバルブが先に開放されるよ
うになっている。。 【効果】 ガス通路内から吹き出す残留ガスによる発泡
を回避することができるので、従来に比較してスニフト
時間を短縮して処理能力を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス詰め充填機に関し、
より詳しくはスニフト時にガス通路から容器内に排出さ
れるガスによって起こる液の発泡を回避するガス詰め充
填機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス詰め充填機として、ガスと液
とを貯留する貯留タンクと、この貯留タンクに接続され
た充填バルブと、この充填バルブの下方に設けられて、
容器を載置する載置台と、液の充填量を検出する充填量
検出手段とを備え、上記充填バルブは、上記貯留タンク
に連通されてガスを供給するガス通路と、このガス通路
を開閉するガスバルブと、上記貯留タンクに連通されて
液を供給する液通路と、この液通路を開閉する液バルブ
とを備え、さらに上記充填量検出手段からの信号を入力
して容器内の充填量が所定量となったら上記液バルブを
閉じる制御装置とを備えたものは知られている。そして
従来一般に、この種のガス詰め充填機では、充填バルブ
の液通路を外部に連通させるスニフト通路を設け、具体
的には液バルブよりも下流側において液通路に連通する
スニフト通路を設けるとともに、該スニフト通路にこれ
を開閉するスニフトバルブを設けている（特開平８-２
９５３９６号公報）。すなわち、この種のガス詰め充填
機では高圧状態で充填を行なっているために、容器内の
圧力を一気に低下させると内容液が発泡してしまうこと
から、スニフトバルブにより容器内の圧力を徐々に下げ
て発泡を回避するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スニフト構成ではスニフトに時間を要することから充填
機の処理能力が損なわれていた。本発明はそのような事
情に鑑み、発泡に至る１次原因を解明し、かつその１次
原因を解消することで、従来に比較してスニフト時間を
短縮して処理能力に優れたガス詰め充填機を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明では、上
記ガス詰め充填機と同一の構成を有するガス詰め充填機
において、上記ガスバルブよりも下流側のガス通路に該
ガス通路を外部に連通させる第1スニフト通路を接続す
るとともに、該第1スニフト通路にこれを開閉する第1ス
ニフトバルブを設け、また上記制御装置により、上記容
器内の液面がガス通路の下端に到達する前に液バルブを
閉じて液の充填を停止させるように設定したものであ
る。

【０００５】

【作用】上述した構成によれば、ガス通路に設けた第１
スニフト通路を第１スニフトバルブにより外部に開放さ
せれば、該第１スニフト通路を介してガス通路内に残留
するガスおよび容器に残留するガスを放出することがで
きる。このとき、ガス通路の下端、すなわちガス通路の
開口部に対して液はそれよりも下方で充填を停止されて
いるので、ガス通路内に液を吸い込むことなく容器内に
残留するガスだけを外部に放出することできる。このと
き、ガス通路の開口部と液面との間に充分な空寸を設定
しておくのが望ましい。すなわち、充填バルブの液通路
にスニフト通路を設けていた従来では、液の発泡の原因
は容器内の圧力低下の進行と密接な関係があると考えら
れていたが、実際には圧力低下の進行による発泡よりも
先にガス通路内から容器内に排出されるガスが原因で発
泡に至ることが今回解明されたからである。したがっ
て、本発明のようにガス通路からガスを排出することに
よって発泡の１次原因を回避することができるので、従
来に比較してスニフトバルブの開口面積を大きく設定し
て処理能力を向上させることができる。

【０００６】

【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、１は本発明を適用した回転式ガス詰
め充填機であって、該回転式ガス詰め充填機１は回転自
在に設けた回転体２を備えており、この回転体２の円周
方向等間隔位置に充填液を充填するための充填バルブ３
と、各充填バルブ３の下方位置で容器４を載置するため
の載置台５が設けられている。図２に示すように、上記
各充填バルブ３は、上部板６に下方を向けて取付けら
れ、他方、載置台５は図示しない下部板に連結された昇
降機構のシリンダピストン７上端に上方を向けて取付け
られており、この昇降機構により昇降されるようになっ
ている。

【０００７】上記各充填バルブ３は、図３に示すよう
に、上部板６に連結した概略筒状のハウジング１０と、
このハウジング１０の段付孔１０Ａ内に昇降自在に設け
られ、後に詳述するシリンダ機構１１により昇降される
中空の液バルブ１２と、この液バルブ１２の外周とハウ
ジング１０の内周との間に形成された液通路１３と、こ
の液バルブ１２の軸部に形成されてガス通路１４の一部
を構成する貫通孔１２ａとを備えている。そして、上記
ハウジング１０の段付孔１０Ａの段部を弁座１５とする
とともに、上記液バルブ１２の下端にリング状の弾性素
材からなる弁体１６を取付け、該弁体１６を上記弁座１
５に接離させることにより、液通路１３を開閉すること
ができるようにしている。

【０００８】上記シリンダ機構１１は、ハウジング１０
の上端に連結された概略筒状のシリンダハウジング２０
と、このシリンダハウジング２０の軸部に形成した段付
孔２０Ａと、この段付孔２０Ａ内の中間の中径部２０ａ
と下方の小径部内２０ｂに気密を保持して摺動自在に嵌
合されたピストン２１とを備えており、上記小径部２０
ｂを貫通して下方に伸びるピストン２１の下端に上記液
バルブ１２を連結している。また上記ピストン２１の小
径な上端は、シリンダハウジング２０の上端を封鎖する
蓋部材２２を気密を保持して摺動自在に貫通させて上方
に突出させている。そして上記ピストン２１の中間部外
周に設けられて、該ピストン２１とシリンダハウジング
２０の中径部２０ａとをシールするシール部材２３と上
記蓋部材２２の内周面に設けられて、該蓋部材２２とピ
ストン２１とをシールするシール部材２４との間に密閉
した空間を形成し、この空間を第１圧力室２５とすると
ともに、該第１圧力室２５を図示しない切換弁を介して
圧力流体供給源に連通させている。また上記シール部材
２３とシリンダハウジング２０の小径部２０ｂに設けら
れて、該小径部２０ｂとピストン２１とをシールするシ
ール部材２６との間に密閉された空間を形成し、この空
間を第２圧力室２７とするとともに、該第２圧力室２７
を図示しない切換弁を開して上記圧力流体供給源に連通
させている。これにより上方の第１圧力室２５を圧力流
体供給源に連通させ、下方の第２圧力室２７を大気に連
通させた場合には、ピストン２１および液バルブ１２は
下降するので、弁体１６が弁座１５に着座して液通路１
３を閉鎖するようになる。他方、上方の第１圧力室２５
を大気に連通させ、下方の第２圧力室２７を圧力流体供
給源に連通させた場合には、ピストン２１および液バル
ブ１２は上昇するので、弁体１６が弁座１５から離座し
て液通路１３を開放するようになる。なお、上記切換弁
は後に詳述する制御装置２８により切換制御されるよう
になっている。

【０００９】上記ハウジング１０と液バルブ１２との間
に形成した液通路１３は、ハウジング１０に接続したパ
イプ３０を介してリング状の貯留タンク３１に連通させ
てあり、このパイプ３０は実質的に液通路１３の一部を
構成している。また上記液バルブ１２とピストン２１と
の間にベローズ３２の内周面を液密を保持して挟持させ
るとともに、このベローズ３２の外周部をハウジング１
０とシリンダハウジング２０との間で液密を保持して挟
持させており、このベローズ３２も液通路１３の一部を
構成するものである。そして上記パイプ３０には、充填
液の流量を測定する充填量検出手段としての流量計３３
が設けられており、この流量計３３で検出された検出値
を上記制御装置２８に入力するようになっている。なお
充填量検出手段は上記流量計に限定されるものではな
く、容器内に充填される充填液の液面を検出するレベル
センサ等であってもよい。

【００１０】次に上記ピストン２１の軸部には、液バル
ブ１２の貫通孔１２ａに連通する同径の貫通孔２１ａが
形成されるとともに、該ピストン２１の上端にはその一
端が貯留タンク３１に接続されるパイプ３４の他端が接
続されており、該パイプ３４、ピストン２１の貫通孔２
１ａおよび液バルブ１２の貫通孔１２ａとで貯留タンク
３１内上部の炭酸ガスを供給するガス通路１４を構成し
ている。上記パイプ３４は、フレキシブルホースで構成
されており、これにより昇降するピストン２１に合わせ
て動くことができるようになっている。図２に示すよう
に、上記パイプ３４の途中には上記制御装置２８によっ
て切換制御されるガスバルブ３５が設けられており、該
ガスバルブ３５を開放した際にはガス通路１４を介して
貯留タンク３１内の炭酸ガスを容器４内に供給するとと
もに、ガスバルブ３５を閉鎖した際には該ガスバルブ３
５の手前側で炭酸ガスを遮断するようになっている。ま
た上記ガスバルブ３５の下流側には、充填が終了した後
に加圧状態にある容器４内の炭酸ガスを大気に逃がすた
めの第１スニフト通路３６と、この第１スニフト通路３
６に設けられて、上記制御装置２８により開閉される第
１スニフトバルブ３７が設けられており、該第１スニフ
トバルブ３７をカウンタープレッシャー時および充填時
には閉鎖し、スニフト時には開放させるようになってい
る。さらに上記ハウジング１０の下方位置には、弁座１
５よりも下流側で液通路１３に連通されて容器４内の炭
酸ガスを大気に逃がす第２スニフト通路３８と、この第
２スニフト通路３８に設けられて、上記制御装置２８に
よって開閉される第２スニフトバルブ３９が設けられて
おり、第２スニフトバルブ３９をカウンタープレッシャ
時および充填時には閉鎖し、スニフト時には開放させる
ようになっている。

【００１１】上記制御装置２８には、図示しないが載置
台５を昇降させる昇降機構の高さ位置を検出する昇降位
置検出器と、回転体２の回転位置を検出するロータリエ
ンコーダとからそれぞれ検出値を入力されるようになっ
ており、該制御装置２８は、容器４の供給位置Ａにおい
て昇降位置検出器で載置台５が所定の上昇位置よりも上
昇したときには容器４無しと判定してその後のカウンタ
ープレッシャおよび充填を回避するようになっている。
他方制御装置２８は、供給位置Ａにおいて存在を確認し
ていた容器４が充填開始位置Ｃ以降に存在が確認されな
くなったとき、より具体的には充填開始位置Ｃ以降に載
置台５の高さが所定位置よりも上昇した際には容器４が
破損したと判定して図示しない水噴射手段を作動させて
載置台５上から容器の破片を除去するようになってい
る。

【００１２】次に上記ハウジング１０には、容器４の口
部を保持して、該口部を充填バルブ３の直下位置に案内
するガイドコーン４４が昇降可能に設けられている。上
記ガイドコーン４４は、ハウジング１０の外側に摺動自
在に設けられて、鉛直方向に昇降する昇降ロッド４５
と、この昇降ロッド４５の下端に設けられて、容器４の
口部を保持する環状のガイド部４６と、昇降ロッド４５
の下端に設けられて、回転体２の同心上に設けた円弧状
のカム部材４７に係合するカムフォロワ４８とを備えて
おり、該カムフォロワ４８がカム部材４７に係合してい
るときにはガイド部４６を上昇位置に位置させることが
できるようになっている。ところで上記載置台５には、
容器４の首部に係合するネックガイド４９が設けられて
おり、このネックガイド４９によって供給スターホイー
ル５５から供給される容器４の暫定的な位置決めを行な
うとともに、充填時には首部を下から支持するようにな
っている。

【００１３】以上の構成において、図示しない洗浄装置
からコンベア５６上に供給された容器は、このコンベア
５６の下流側に設けたタイミングスクリュウ５７により
所定の間隔に分離された後、供給スターホイール５５を
介してガス詰め充填機１の各載置台５上に順次供給され
るようになっている。容器４を載置した載置台５とこの
上方に位置する充填バルブ３とは回転体２の回転に伴っ
て同期して時計方向に回転されるようになっており、該
載置台５および充填バルブ３が拘束位置Ｂに位置する
と、それまでカム部材４７に係合して上方位置に位置し
ていたガイドコーン４４が降下してガイド部４６が容器
４の口部に嵌合される。このようにガイド部４６が容器
４の口部に嵌合されたら、昇降機構が作動されて載置台
５を上昇させるようになっており、これにより容器４は
ガイド部４６、昇降ロッド４５およびカムフォロワ４７
を押上げながらテーパ状の内周面を有するガイド部４６
により充填バルブの真下にセンタリングされる。そして
上記昇降機構は、ガイドコーン４４を充填バルブ３のハ
ウジング１０下端に液密を保持することができる力で圧
接させて上昇位置で停止する。この状態では、ガイド部
４６材の内側に設けたシール部材５０によりハウジング
１０の下端と容器４の口部との間がシールされており、
それにより容器４内は完全に密閉される一方、液バルブ
１２の先端、すなわちガス通路１４の先端が容器４内に
挿入される。そして、この状態からさらに回転体２が回
転されて容器４を供給された載置台５および充填バルブ
３がカウンタープレッシャー開始位置Ｃに位置したこと
がロータリエンコーダから入力されると、制御装置２８
はそれまで閉鎖していたガスバルブ３５を開放させて容
器４内に炭酸ガスを供給する。このとき、上記制御装置
２８は同時に第２スニフトバルブ３９を開放させて容器
４内のエアを追出すことで完全に容器４内を炭酸ガスに
置き換えるようになっている。なお、充填液によっては
必ずしも完全に炭酸ガスに置き換える必要はなく、空気
が存在していても問題のない充填液については第２スニ
フトバルブ３９を開放させる必要はない。そして回転体
２がさらに回転されて載置台５および充填バルブ３が充
填開始位置Ｄに位置すると、制御装置２８は、ガスバル
ブ３５と第２スニフトバルブ３９とを閉鎖して置換を停
止し、他方シリンダ機構１１の第１圧力室２５を大気に
開放させるともに第２圧力室２７に圧力流体を供給して
ピストン２１および液バルブ１２を上昇させる。これに
より液バルブ１２の弁体１６がハウジング１０の弁座１
５から離座するので、該弁体１６と弁座１５との間を介
して充填液が下方に流れ落ちるようになる。このとき、
充填液は液バルブ１２の外周面を伝わりながら流れ落ち
るが、やがて充填液は充填バルブ３の下端に設けたテー
パ状のスプレッダによって３６０度周囲に拡散されるこ
とで容器４の内周面を伝って充填されるようになってい
る。このように充填開始位置Ｄにおいて充填が開始され
た容器４は、その後充填終了位置Ｅに位置するまでに充
填が完了するようになっており、この間制御装置２８は
各流量計３３から入力される流量をそれぞれ連続して監
視して所定の供給量に達したものについては、シリンダ
機構１１の第２圧力室２７の圧力流体を逃がすとともに
第１圧力室２５に圧力流体を供給してピストン２１およ
び液バルブ１２を下降させる。これにより、液バルブ１
２の弁体１６がハウジング１０の弁座１５に着座して液
通路１３を閉鎖するので、充填液の充填は終了される。
この際、充填液は予めガス通路１４の下端、すなわち開
口部よりも下方で停止されており、本実施例では図３に
示すようにガス通路１４の下端と充填液との間に充分な
空寸を設定しており、これによりガス通路１４の開口部
から吸い出される炭酸ガスの影響をより小さくしてい
る。そして、充填が終了してスニフト開始位置Ｆに充填
バルブ３および載置台５が位置すると、制御装置２８は
第１スニフトバルブ３７を先に開放させてから第２スニ
フトバルブ３９をこれよりも後に開放させて容器４内の
圧力を低下させ、この状態でスニフト終了位置Ｇに位置
したら両スニフトバルブ３７、３９を閉鎖してスニフト
を停止させる。その後、載値台５および充填バルブ３が
移動して降下位置Ｈに位置したら、制御装置２８は昇降
機構を作動させて載置台５および容器４を下降させ、他
方ガイドコーン４４はカム部材４７に係合されて上昇さ
れるようになっており、これにより容器４は下流側の排
出位置Ｉにおいて排出スターホイール５８を介して排出
されるようになっている。

【００１４】ところで従来では、本発明の第２スニフト
通路３８および第２スニフトバルブ３９が設けられてい
る位置に同様にスニフト通路およびこれを開閉するスニ
フトバルブを設け、このスニフトバルブを開放させるこ
とで加圧状態にある充填後の容器内の圧力を徐々に低下
させるようにしていた。しかしながら、この構成では、
ガス通路内に残留する炭酸ガスが容器内に排出されて液
面に衝撃を与えてしまうことになるが、このことについ
ては全く考慮されていなかった。その結果、従来では単
にスニフト通路の径を小さく形成することで静かに炭酸
ガスを放出させるようにしていたため、スニフトに時間
がかかっていた。このような従来に対して本発明では、
充填が終了すると、制御装置２８は先ず第１スニフトバ
ルブ３７を開放させ、その後に第２スニフトバルブ３９
を開放させるようになっており、これによりガス通路１
４内に残留する炭酸ガスを第１スニフト通路３６を介し
て大気に放出し、他方容器４内の炭酸ガスを第２スニフ
ト通路３８を介して大気に放出している。このとき、第
１スニフトバルブ３７を第２スニフトバルブ３９よりも
先に開放させるのは、ガス通路１４内の炭酸ガスが容器
４内に排出されるのを防止するためであり、このように
ガス通路１４から容器４内に排出される炭酸ガスを防止
することで従来よりも圧力の低下ペースを速く設定して
も問題なく発泡を回避することができるのである。すな
わち、従来ではガス通路１４内に残留するガスについて
は全く考慮されておらず、充填液が発泡するのは容器４
内の圧力低下の進行が速すぎるために起こるものと考え
られていたが、実際には上述したようにガス通路１４内
から容器４内に排出される炭酸ガスが１次原因であり容
器４内の圧力低下の進行による発泡はこれよりも後の段
階で起こるのである。したがって、本実施例のように１
次原因であるガス通路１４から容器４内に排出される炭
酸ガスを防止すれば、２次原因である圧力低下の進行に
よる発泡限界まで圧力低下の進行を速くすることができ
るので、スニフト時間が短縮して処理能力を向上させる
ことができる。

【００１５】なお、上記実施例では第１スニフトバルブ
３７を第２スニフトバルブ３９よりも先に開放させてい
たがこれに限定されるものではなく、第１スニフトバル
ブ３７の開口面積を第２スニフトバルブ３９の開口面積
よりも大きく設定すれば両バルブを同時に開放させるよ
うにしてもよい。また必ずしもハウジング１０の位置に
第２スニフトバルブ３９を設ける必要はなく、ガス通路
１４の先端開口と充填液の液面との間に充分な空寸を設
定することが可能であれば、第２スニフトバルブ３９を
省略して第１スニフトバルブ３７だけでも従来に比較し
てスニフト時間を短縮することができる。さらに上記実
施例では、ガス通路１４内に残留するガスが容器４内に
吹き出さないようにしていたが、充填液によっては多少
の残留ガスが容器４内に吹き出してもよいが、その際に
は充分にガスの吹き出しの勢いを弱くしておかなければ
ならない。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較してスニフト時間を短縮して処理能力を向上させる
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略平面図。

【図２】充填バルブ３および貯留タンク３１を示す断面
図。

【図３】液バルブ１２の要部を示す拡大断面図。

【符号の説明】

１…ガス詰め充填器 ３…充填バルブ ５…載置台 １３…液通路 １４…ガス通路 ２８…制御装置 ３１…貯留タンク ３３…流量計 ３６…第１スニフト通路 ３７…第１スニフ
トバルブ ３８…第２スニフト通路 ３９…第２スニフ
トバルブ

フロントページの続き (72)発明者 北山 太郎 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷工 業株式会社内 (72)発明者 塚野 健一 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3E079 AA01 BB02 CC01 CD21 DD02 DE12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスと液とを貯留する貯留タンクと、こ
   の貯留タンクに接続された充填バルブと、この充填バル
   ブの下方に設けられて、容器を載置する載置台と、液の
   充填量を検出する充填量検出手段とを備え、 上記充填バルブは、上記貯留タンクに連通されてガスを
   供給するガス通路と、このガス通路を開閉するガスバル
   ブと、上記貯留タンクに連通されて液を供給する液通路
   と、この液通路を開閉する液バルブとを備え、 さらに上記充填量検出手段からの信号を入力して容器内
   の充填量が所定量となったら上記液バルブを閉じる制御
   装置とを備えたガス詰め充填機において、 上記ガスバルブよりも下流側のガス通路に該ガス通路を
   外部に連通させる第1スニフト通路を接続するととも
   に、該第1スニフト通路にこれを開閉する第1スニフトバ
   ルブを設け、また上記制御装置により、上記容器内の液
   面がガス通路の下端に到達する前に液バルブを閉じて液
   の充填を停止させるように設定したことを特徴とするガ
   ス詰め充填機。
2. 【請求項２】 上記充填バルブに容器内を外部に連通さ
   せる第２スニフト通路を設けるとともに、該第２スニフ
   ト通路にこれを開閉する第２スニフトバルブを設け、上
   記第１スニフトバルブを第２スニフトバルブと同時かそ
   れよりも早く開放させるようにしたことを特徴とする請
   求項１に記載のガス詰め充填機。
3. 【請求項３】 上記第２スニフトバルブの開口面積を第
   １スニフトバルブの開口面積よりも大きく設定したこと
   を特徴とする請求項２に記載のガス詰め充填機。