JP2001278390A - 液体充填装置および液体充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】故障に強く、かつ、充填条件に拘らず、容器内
に殆ど誤差なく略規定量の液体を充填できる液体充填装
置を提供する。 【解決手段】外側通気路（第２ベントライン）１７と内
側通気路（第１ベントライン）１６とを有する容器挿入
筒部（弁体）１３を、液体が充填される容器９の内部に
その開口部９ａを通して挿入し、かつ、容器９内の気密
を保持する。容器９の内圧を充填すべき液体７が貯蔵さ
れている貯液タンク２の上部に形成されている気層部８
の圧力と略同圧とする。容器９内の気体を内側通気路１
６を通して気層部８に送りつつ、内側通気路１６の下端
に液面が到達するまで両通路を通してタンク２内の液体
を供給して充填する。この後、容器２内の気体を外側通
気路１７を通して気層部８に送りつつ、規定の量に達す
るまで容器２内に液体を少量ずつ充填することを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、びんなど
の容器に液体を充填するための液体充填装置および液体
充填方法に関する。

【従来の技術】びんなどの容器に様々な種類の液体を充
填する装置として、例えば、複数本のびんに連続して略
一定量の液体を充填するロータリー式の液体充填装置が
ある。このロータリー式の液体充填装置として、例え
ば、特開平７−５２９９８号公報の発明が提案されてい
る。この公報に記載の充填装置１０１は、図７に示すよ
うに、充填する液体が所定の圧力下において、所定の液
面レベル１３４を保持されて溜められているとともに、
垂直回転軸１３３を回転中心として回転する供給容器１
０２と、この供給容器１０２の板底１０６の下側に一体
に設けられて、液体が充填される容器としての複数本の
びん１５０をその内部圧力をシールリング１３７を介し
て気密に保持する弁ブロック１３５とを有している。弁
ブロック１３５の内部には、供給容器１０２の内部と連
通して、びん１５０に液体を充填するための複数本の充
填ノズル１０３（その内の１本のみを図示する。）が上
下方向に延ばされて設けられている。また、この充填装
置１０１は、供給容器１０２の底板１０６およびカバー
１１４のそれぞれに上下方向に沿って同一軸線上に設け
られているカバー開口部１４０および底板開口部１０５
を通して、供給容器１０２を上下方向に貫通して、か
つ、上下方向に往復動自在に移動する弁体１０７を有し
ている。この弁体１０７は、その上端部が圧縮ばね１４
４を介して調節機構１１３に取り付けられている。弁体
１０７は、圧縮ばね１４４の弾性力により上方に向けて
付勢されているが、この充填装置１０１の非作動時にお
いては、制御装置１１２および調節機構１１３により、
その圧縮ばね１４４の弾性力を抑制されて下方に向けて
押し下げられている。制御装置１１２を介して調節機構
１１３を作動させて、弁体１０７を下方に向けて押し下
げている力を解放すると、弁体１０７は、圧縮ばね１４
４の弾性力により上昇する。弁体１０７は長尺の筒形状
に形成されており、その内部空間には、その長手方向に
沿って、供給容器１０２内の圧縮ガスをびん１５０内に
流入させるためのガス管１０９が一体に設けられてい
る。また、弁体１０７は、その下端部付近の径の大きさ
が各充填ノズル１０３の内径よりも僅かに小さい大きさ
に拡大されて形成されており、その拡径部分と充填ノズ
ル１０３の垂直内孔１０４とで液体の供給容器１０２内
からの流出を制御する液体弁１０８を構成している。制
御装置１１２を介して調節機構１１３を作動させて、弁
体１０７をその移動が止まるまで上昇させると、液体弁
１０８は開けられ、供給容器１０２内からびん１５０内
へ液体が流出する。また、制御装置１１２を介して調節
機構１１３を作動させて、弁体１０７をその移動が止ま
るまで押し下げると、液体弁１０８は閉じられ、供給容
器１０２内からびん１５０内への液体の流出は止められ
る。ガス管１０９は、弁体１０７の拡径部分に連続し
て、その上方に向けて延ばされて設けられている伸長部
１１５と一体に弁体１０７の上端部付近まで延ばされて
設けられている。この弁体１０７の上端部は、供給容器
１０２のカバー１１４の上側に取り付けられているとと
もに、供給容器１０２内の圧縮空気などを、弁体１０７
の上下動に応じてガス管１０９に流入させるか否かが切
り換えられる圧縮ガス配管１１７などが設けられている
制御ブロック１３９内に配置されている。これにより、
供給容器１０２内の圧縮空気などは、弁体１０７の上下
動に応じて、適宜、圧縮ガス配管１１７およびガス管１
０９を介してびん１５０内に送り込まれる。各びん１５
０内への液体の充填は、各びん１５０内の圧力を供給容
器１０２内の圧力と略同じ大きさに調節した後、制御装
置１１２を介して調節機構１１３を作動させ、弁体１０
７をその移動が止まるまで上昇させて液体弁１０８を開
け、供給容器１０２内から各びん１５０内へ液体を所定
量ずつ流出させることにより行われる。ガス管１０９の
内部には、その長手方向に沿って略全長にわたって、び
ん１５０内に充填された液体の液面レベルを検出する棒
形状に形成された電気式の充填レベルセンサ１１０が設
けられている。この充填レベルセンサ１１０は、実質的
にステンレス鋼の直線形状ワイヤから形成されていると
ともに、ガス管１０９の内部の所定の測定領域に配置さ
れている部分を除いて、すべて絶縁処理が施されてい
る。この充填レベルセンサ１１０は、その下端部がガス
管１０９の下端開口から外部に露出して配置されている
とともに、その上端部の絶縁処理が剥がされた部分はガ
ス管１０９の上端付近、すなわち、供給容器１０２の外
側においてたわみ接続導線１１１を介して制御装置１１
２に接続されている。充填レベルセンサ１１０は、制御
装置１１２を介して調節機構１１３を作動させ、弁体１
０７をその移動が止まるまで上昇させて液体弁１０８を
開けた状態において、びん１５０内に規定量の液体が充
填された状態の液面レベルを検出できる高さ位置に配置
されるように、そのガス管１０９の下端開口からの露出
部分の長さを設定されている。前述したびん１５０内へ
の液体の充填作業により、びん１５０内に規定量の液体
が充填されると、その液体の液面が充填レベルセンサ１
１０のガス管１０９の下端開口からの露出部分を含めた
ガス管１０９内の測定領域内に設定されている検出位置
に到達する。この状態は充填レベルセンサ１１０により
検出され、その検出信号を受け取った制御装置１１２
は、調節機構１１３を作動させ、弁体１０７をその移動
が止まるまで押し下げて液体弁１０８を閉じさせて、供
給容器１０２内から各びん１５０内への液体の流出を直
ちに止める。これにより、この充填装置１０１は、複数
本のびん１５０に一定量ずつ連続して液体を充填でき
る。また、びんなどの容器内に様々な種類の液体を略一
定量充填する液体定量充填機に用いられるノズルとし
て、例えば、実公平１−３０４００号公報の発明が提案
されている。この公報に開示の液体定量充填機における
レベル規制装置付ノズルは、容器内に液体を充填する際
に、その先端から容器内の液体に向けてエアーを吹き付
けるエアー通路、および容器内に液体が充填されるにつ
れて容器内の圧力が大きくなり、エアーが流れ難くなる
エアー流れ抵抗を検出するエアーセンサーなどを備えて
いる。このレベル規制装置付ノズルの先端部を容器の内
部に所定の位置まで挿入し、その先端開口から液体を容
器の内部に充填する。この充填作業を行っている間は、
液体を容器内に導入する内筒の内側に設けられているエ
アー通路の吹き出し側端部の先端開口から容器内の液体
に向けて、常に一定の圧力および流量でエアーが吹き付
けられるように設定されている。容器内に液体が充填さ
れるにしたがって、その液面のレベルが上昇し、容器内
の気層部が小さくなる。これにより、容器内の圧力が大
きくなり、エアー通路から容器内にエアーが流れ込み難
くなる。すなわち、エアー通路から容器内に流入するエ
アーの受ける抵抗、すなわち、エアー流れ抵抗が増大す
る。エアーセンサーはエアー通路の吹き出し側端部とは
反対側の端部に気密に接続されており、この充填作業
中、エアー流れ抵抗の変化を検出し続ける。容器内に液
体が充填されて、エアー通路の吹き出し側端部の先端開
口の高さに液体の液面レベルが到達すると、エアーが容
器内に流出できなくなり、そのエアー流れ抵抗が急激に
上昇する。エアーセンサーは、このエアー流れ抵抗の急
激な上昇変化を検出し、その検出信号を受け取った電気
制御機構は、液体の充填作業を終了するように、このレ
ベル規制装置付ノズルを有する液体定量充填機の各動作
部を作動させる。これにより、１個の容器内への略一定
量の液体の充填作業を終了とする。以後は前述した充填
作業を所望する容器の個数分だけ繰り返し行えばよい。
以上説明した構成からなるレベル規制装置付ノズルを有
する液体定量充填機によれば、液体を充填する容器内へ
のレベル規制装置付ノズルの先端部の挿入の深さ、すな
わち、容器底部の内面からのエアー通路の吹き出し側端
部の先端開口の高さを、容器内に所望する一定量の液体
を充填した際に、その液面が到達する高さに予め設定し
ておくことにより、略規定量の液体を容器内に充填でき
る。

【発明が解決しようとする課題】前述した液体の容器内
への充填装置１０１は、容器内に充填する液体の量を、
その液体の液面レベルを充填レベルセンサ１１０を用い
て電気的に検出することにより測定し、その充填作業の
終盤において微調整しつつ充填する（この調整を入味調
整とも称する。）。ステンレス鋼の直線形状ワイヤによ
り形成されている充填レベルセンサ１１０は、その測定
領域に相当する部分を除いてすべて絶縁材により被覆さ
れているが、破びんなどにより絶縁材が損傷を受けてそ
の被覆が剥がされ、絶縁が維持できなくなるおそれがあ
る。充填レベルセンサ１１０の測定領域に相当する部分
以外の絶縁が維持できなくなると、充填レベルセンサ１
１０の測定精度が低下したり、あるいは充填レベルセン
サ１１０や制御装置１１２を含めた、この充填装置１０
１の電気系統がショートして、充填レベルセンサ１１０
の測定機能をはじめとして、充填装置１０１全体の諸機
能を損なうおそれがある。この場合、少なくとも充填レ
ベルセンサ１１０の交換が必要となるが、その交換作業
は極めて精密な作業を要求されるため、多大な修理時間
を要する。もちろん、充填装置１０１の電気系統がショ
ートした場合には、充填レベルセンサ１１０の交換作業
とは比較にならないくらい多くの修理時間が掛かる。ま
た、この電気式の充填レベルセンサ１１０では、これが
液体と接触することにより、液体が化学的変化や、ある
いは物理的変化などを起こすおそれがある。また、充填
する液体の種類によっては、引火、もしくは爆発などの
おそれがあり、例えば、油液類などは一般には不適当で
あり、充填する液体の種類が限定される。さらに、物質
の電気伝導率は、その温度によって左右されるため、充
填する液体の温度によってその液面レベルの検出精度が
変化し、一定の測定精度を保持することが困難である。
一般には、電気伝導率による各種測定作業は、特に高温
において不適である。また、レベル規制装置付ノズルを
有する液体定量充填機によれば、容器内への液体の充填
作業中においては、エアー通路から容器内に向けて常に
一定の圧力および流量のエアーが吹き出されるように設
定されている。炭酸ガス入りの清涼飲料、あるいはビー
ルやシャンパンなどの発泡酒のように、一定の体積の液
体中に溶け込む気体の量が大きい（溶存気体の量が大き
いとも称する。）液体を容器内に一定量充填する場合、
気が抜けて液体の味が損なわれないように、一般には、
液体を加圧しつつ容器内に一定量充填する。このため、
前述したエアー設定を伴うレベル規制装置付ノズルを有
する液体定量充填機を、溶存気体の量が大きい液体の加
圧を伴う定量詰め充填に用いると、液面レベル検出用の
エアーの分まで加圧されて液体の中に溶け込んでしま
い、予め設定されている規定量の液体を容器内に充填で
きなくなるおそれがある。ひいては、液体の味が損なわ
れて、商品価値がなくなるおそれがある。よって、この
レベル規制装置付ノズルを有する液体定量充填機は、加
圧を伴う液体などの定量詰め充填に使用するには適して
おらず、非加圧（無圧）の液体などの定量詰め充填にそ
の使用が殆ど限定される。よって、本発明が解決しよう
とする課題は、故障に強く、かつ、充填条件に拘らず、
容器内に殆ど誤差なく略一定量の液体を充填できる液体
充填装置および液体充填方法を得ることにある。

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る液体充填装置は、容器に充填する液体
を、所定の圧力下において液面の高さを一定に保持して
貯蔵する貯液タンクと、筒形状であって長手方向中間部
外面に開閉弁を有する弁体、および第１ベントラインを
有するとともに前記弁体内周面との間に第２ベントライ
ンを設けて前記弁体に内設されたベントチューブを夫々
備えて、前記貯液タンクを上下に移動自在に貫通して設
けられたバルブ本体と、前記貯液タンクと連通し、か
つ、前記バルブ本体が上下方向に移動自在に貫通する液
体通路、この液体通路の長手方向中間部に形成され、前
記開閉弁が接離する弁座、および前記液体通路と前記容
器内とを連通するとともに前記容器内の気密が保持され
るように前記容器の開口部を保持する容器保持手段を夫
々有して、前記貯液タンクの下側に取り付けられたバル
ブ下部本体と、前記第１ベントラインと前記貯液タンク
の内部上方に形成された気層部とを連通する第１気体通
路を開閉する第１ベント弁、および前記第２ベントライ
ンと前記気層部とを連通する第２気体通路を開閉する第
２ベント弁を夫々有して、前記貯液タンクの上側に取り
付けられたバルブ上部本体と、このバルブ上部本体に取
り付けられて前記バルブ本体を昇降駆動させるバルブ駆
動手段と、前記バルブ駆動手段を介して前記開閉弁の開
閉、前記第１ベント弁の開閉、および前記第２ベント弁
の開閉を組み合わせて行うことにより、前記液体を２段
階に分けて前記容器内に規定量充填させる制御手段と、
を具備することを特徴とするものである。前記発明装置
を実施するにあたり、前記制御装置は、前記第１ベント
弁および前記開閉弁を開いて、前記容器内に前記液体を
その液面の高さが規定の高さよりも低く設定された設定
高さに到達するまで充填する定位充填と、この後に前記
第２ベント弁を開いて、前記容器内に前記液体をその液
面の高さが前記規定の高さに到達するまで少量ずつ充填
する液面レベル補正充填とを行わせる構成とするとよ
い。同様に、前記発明装置を実施するにあたり、前記制
御装置は、前記制御手段は、前記開閉弁が開かれるに伴
いタイマカウントを開始し、前記液面の高さが前記容器
内に挿入された前記ベントチューブの下端開口に到達し
た際にタイムアップして、前記第２ベント弁を開かせる
第１充填タイマと、前記タイムアップと同時にタイマカ
ウントを開始し、前記液面の高さが前記規定の高さに到
達した際にタイムアップして前記開閉弁、前記第１ベン
ト弁、および前記第２ベント弁を夫々閉じさせる第２充
填タイマとを有する構成とするとよい。同様に、前記発
明装置を実施するにあたり、前記制御手段は、前記第２
ベントラインを介して前記容器内の圧力を検出する圧力
センサと、前記容器内に挿入された前記ベントチューブ
の下端開口に前記液面が到達した際の前記容器内の圧力
を前記圧力センサが検出するに伴って、タイマカウント
を開始して、前記液面の高さが規定の高さに達するよう
に前記液面レベル補正充填の充填時間を規定する充填レ
ベルタイマとを有する構成とするとよい。同様に、前記
発明装置を実施するにあたり、前記液体通路の前記開閉
弁と前記弁座とが接離する箇所に、サイフォン通路を形
成するとよい。同様に、前記発明装置を実施するにあた
り、前記弁体の下端部を前記ベントチューブの下端より
も下方に延ばして配置するとともに、前記弁体にその内
側と外側とを連通して上下方向に延びるスリット部を設
け、このスリット部の下端を前記ベントチューブの下端
よりも下方に設けるとよい。同様に、前記発明装置を実
施するにあたり、前記弁体の下端を前記ベントチューブ
の下端よりも上方に配置するとよい。又、前記課題を解
決するために、本発明に係る液体充填方法は、外側筒部
と内側筒部とからなる二重の筒形状に形成されて、か
つ、外側通気路と内側通気路とを有する容器挿入筒部
を、液体が充填される容器の内部にその開口部を通し
て、所定の位置まで挿入するとともに、前記容器内の気
密を保持するように前記開口部を閉じてから、前記容器
の内圧を前記液体が貯蔵されている貯液タンクの上部に
形成されている気層部の圧力と略同圧にした後、前記容
器内の気体を前記内側通気路を通して前記気層部に送り
つつ、前記内側筒部の下端と前記外側筒部の下端とのう
ち、より低い位置に配置されている方の下端に前記液体
の液面が到達するまで前記両通路のうちの少なくとも内
側通気路を通して前記容器内に前記液体を充填し、続け
て前記容器内の気体を前記外側通気路を通して前記気層
部に送りつつ、規定の量に達するまで前記外側通路を通
して前記容器内に前記液体を少量ずつ充填することを特
徴とするものである。

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
に係る液体充填装置１を、図１〜図３に基づいて説明す
る。液体充填装置１は、図１に示すように、容器９に充
填する液体７を貯蔵する貯液タンク２と、この貯液タン
ク２を上下に移動自在に貫通して設けられたバルブ本体
１０と、貯液タンク２の下側に取り付けられて液体７を
容器９の内部に導入するバルブ下部本体１２と、貯液タ
ンク２の上側に取り付けられて、バルブ本体１０ととも
に貯液タンク２の内部上方に形成された気層部８と容器
９の内部とを連通するバルブ上部本体１１と、バルブ本
体１０を昇降駆動させるバルブ駆動手段２１と、このバ
ルブ駆動手段２１などの制御を行う制御手段としての制
御装置３５とを有している。貯液タンクとしてのフィラ
ーボウル２は、図示しない液体供給装置に接続されてお
り、フィラーボウル２の内部には、容器９に充填する液
体７がその液面７ａの高さを一定に保持されて貯蔵され
ている。また、フィラーボウル２は、図示しない加圧装
置に接続されており、フィラーボウル２の内部上方に
は、加圧装置から送り込まれる加圧ガスが充満している
気層部８が形成されている。フィラーボウル２の内部に
は、気層部８の圧力を所定の大きさに保持するように加
圧装置から加圧ガスが送り込まれる。これにより、フィ
ラーボウ２内の液体７は、所定の圧力下において、その
液面７ａの高さを一定に保持されてフィラーボウ２内に
貯蔵されている。フィラーボウル２の底部２ａには、後
述するバルブ下部本体１２がフィラーボウル２の内部と
外部とを連通して取り付けられるとともに、フィラーボ
ウル２内の液体７がフィラーボウル２の外部へ流出する
液体通路３９となる貫通孔が設けられている。フィラー
ボウル２の上部には、その開口を閉じるようにフィラー
ボウル上蓋３が取り付けられる。このフィラーボウル上
蓋３にも、このフィラーボウル上蓋３をフィラーボウル
２の上部に取り付けた際に、フィラーボウル２の底部２
ａに設けられた貫通孔と上下方向に沿って同一軸線上に
位置するように貫通孔が設けられている。後述するバル
ブ本体１０は、フィラーボウル２の底部２ａに設けられ
た貫通孔と、フィラーボウル上蓋３に設けられた貫通孔
とに通されて、フィラーボウル２を上下方向に移動自在
に貫通している。バルブ本体１０は、外側筒部と内側筒
部とからなる二重かつ長尺の筒形状に形成されている。
外側筒部としての弁体１３には、その長手方向中間部外
面に、後述する弁座１２ｆとともに前述した液体通路３
９を開閉する充填バルブ部４０を構成する開閉弁１３ｄ
が凸設されている。この開閉弁１３ｄの下部にはバルブ
パッキング１８が取り付けられており、液体通路３９を
閉じた際に、充填バルブ部４０を気密に保持できる。ま
た、弁体１３の長手方向中間部外面の開閉弁１３ｄより
下側には、液体通路３９を通って上方から流れ落ちる液
体７を容器９の内壁面に沿って流すためのスプレッダ１
９が凸設されている。バルブ本体１０を上昇させ、充填
バルブ４０を開くと、フィラーボウル２内の液体７は、
図１中実線矢印で示すように、液体通路３９に流れ込
み、開閉弁１３ｄと弁座１２ｆとが形成する充填バルブ
４０を通り、バルブ下部本体１２と弁体１３との隙間を
経て容器３内に入る。スプレッダ１９は略円錐形状に形
成されており、充填作業時においては、容器９の開口部
９ａから容器９内に挿入され、開口部９ａよりも低い位
置に配置されている。スプレッダ１９の上方から流れ落
ちてくる液体７は、スプレッダ１９の上面に当たること
によって、バルブ本体１０の略径方向、すなわち、容器
９の略径方向に向けて放射状に拡散される。スプレッダ
１９の外周縁と容器９の内壁面との間隔はわずかな大き
さに設定されているので、スプレッダ１９によって拡散
された液体７は、容器９の内壁面を伝わって流れ落ちる
ようにして容器９内に充填される。また、弁体１３の長
手方向中間部外面の開閉弁１３ｄより上側には、図１お
よび図２に示すように、複数枚のガイド板１３ｃが一体
に凸設されている。本実施形態の弁体１３においては、
４枚のガイド板１３ｃが設けられている。これら４枚の
ガイド板１３ｃが、後述するバルブ下部本体１２の液体
案内筒部１２ｈの内周面と上下方向に摺動自在に当接し
合っていることにより、弁体１３はその昇降移動の際に
その軸心がぶれるおそれが殆どない。したがって、弁体
１３、ひいてはバルブ本体１０は上下方向に円滑に往復
移動できる。また、４枚のガイド板１３ｃの各上端と、
液体案内筒部１２ｈの上部折り返し部分の下側面とが互
いに当接し合うことにより、バルブ本体１０は、その上
下方向に沿った往復移動の上限を規定される。内側筒部
としてのベントチューブ１５は、弁体１３の内部空間に
おいて互いにわずかな隙間を設けて挿入されている。ベ
ントチューブ１５は、弁体上端部１５ａにおいて弁体１
３に嵌合されおり、後述するバルブ駆動手段２１が有し
ているばね受け１４に対して、弁体１３とともに一体と
なって締め付け固定されている。ベントチューブ１５に
は、その軸線に沿って、かつ、その略全長にわたって内
側通気路としての第１ベントライン１６が形成されてい
る。後述する充填作業時において、容器９の内部は、こ
の第１ベントライン１６などを介してフィラーボウル２
内の気層部８と連通される。容器９内の気体は、容器９
内に液体７が充填されるにしたがって、第１ベントライ
ン１６などを通って気層部８に送られる。これにより、
容器９内に液体７を円滑に充填できる。弁体１３の内周
面とベントチューブ１５との間には、第１ベントライン
１６と同様に、弁体１３およびベントチューブ１５の軸
芯に沿って、かつ、弁体１３の略全長にわたって外側通
気路としての第２ベントライン１７が形成されている。
後述する充填作業時において、容器９の内部は、この第
２ベントライン１７などを介してフィラーボウル２内の
気層部８と連通される。容器９内の気体は、容器９内に
液体７が充填されるにしたがって、第２ベントライン１
７などを通って気層部８に送られる。これにより、容器
９内に液体７を円滑に充填できる。この第２ベントライ
ン１７を通過する単位時間あたりの気体の流量は、第１
ベントライン１６を通過する単位時間あたりの気体の流
量よりも小さく設置されている。これにより、第２ベン
トライン１７内に気体を通過させつつ、容器９内に微少
量ずつ液体７を充填できる。バルブ本体１０の容器９内
に挿入される部分である容器挿入筒部１３ｋは、図１お
よび図３に示すように、弁体下端１３ｆがベントチュー
ブ下端１５ｄよりも下側に位置するように設定されてい
る。それとともに、弁体１３には、スプレッダ１９の下
側において、その長手方向に沿って弁体１３の内側と外
側とを貫通するスリット部１３ｇが設けられている。こ
のスリット部１３ｇの下端１３ｚは、弁体１３の内側に
配置されているベントチューブ１５の下端１５ｄよりも
下側に位置するように設定されている。これにより、充
填作業時において、液体７の液面７ａが弁体下端１３ｆ
に到達してその開口が塞がれても、弁体１３の外側に存
在している気体は、スリット部１３ｇを通って、ベント
チューブ１５の下端開口であるベントホール１５ｃから
第１ベントライン１６に入ることができる。よって、図
１中ｈ１で示されている高さまで、容器９内に液体７を
円滑に充填できる。また、液体７の液面７ａがベントチ
ューブ下端１５ｄに到達して、ベントチューブ１５の下
端開口であるベントホール１５ｃが塞がれても、弁体１
３の外側に存在している気体は、スリット部１３ｇを通
って、第２ベントライン１７に入ることができる。よっ
て、図１中ｈ２で示されている高さ、すなわち、充填す
べき規定量の液体７を容器９内に充填した際に、その液
面７ａが到達する高さまで、容器９内に液体７を円滑に
充填できる。また、弁体下端１３ｆを、図３に示すよう
に、弁体１３の長手方向に対して斜めに傾けて形成する
ことにより、充填作業時における容器９の交換の際の液
切り（一般には水切りと総称する。）を良くできるの
で、液垂れを抑制できる。液体充填装置１のバルブ下部
本体１２は、その上側取り付け面１２ａにおいてフィラ
ーボウル２の下側面に、その下方から気密に取り付けら
れている。このバルブ下部本体１２の上側取り付け面１
２ａには、バルブ下部本体１２をフィラーボウル２に取
り付けた際に、前述したフィラーボウル上蓋３に設けら
れている貫通孔と同一軸線上に位置するように、略円筒
形状に形成されている液体案内筒部１２ｈが設けられて
いる。この液体案内筒部１２ｈの外径の大きさは、バル
ブ下部本体１２をフィラーボウル２に取り付けた際に、
液体案内筒部１２ｈの外周面とフィラーボウル底部２ａ
に設けられている貫通孔の内周面との間から、フィラー
ボウル２内の液体７が漏れ出さないように、それらが互
いに当接し合う部分の気密を保持できる大きさに形成さ
れている。この液体案内筒部１２ｈがフィラーボウル底
部２ａに設けられている貫通孔に挿入されることによっ
て、フィラーボウル２内の液体通路３９は液体案内筒部
１２ｈとバルブ本体１０との間に設定される。また、こ
の液体案内筒部１２ｈの内側下部には、バルブ本体１０
が下降して充填バルブ４０が閉じられた際に、前述した
開閉弁１３ｄのバルブパッキング１８と互いに気密を保
持して接触し合うように、上方から下方に向けて、液体
案内筒部１２ｈの径を小さくするようなテーパー形状に
形成された弁座１２ｆが設けられている。また、バルブ
下部本体１２の内部には、充填作業を開始する際に、容
器９内から気体を抜いて真空に引いたり、あるいは充填
作業を終了する際において、容器９内に充満した気体を
少量ずつ大気中に放出するためのガス通路１２ｃが設け
られている。このガス通路１２ｃの一端部は液体通路３
９に連通しているとともに、他端部は２股に分岐され
て、それぞれバルブ下部本体１２の側部に取り付けられ
ているスニフト開閉弁２６と、エバキュエーション切り
換え弁２７とに連通されている。充填作業を終了する際
において、容器９内に充満した気体を少量ずつ大気中に
放出するためのスニフト開閉弁２６は、バルブ下部本体
１２の内部に設けられているバルブ下部本体内スニフト
ガス通路１２ｄに連通されている。このバルブ下部本体
内スニフトガス通路１２ｄは、そのスニフト開閉弁２６
が取り付けられている側とは反対側端部に取り付けられ
て、容器９内に充満した気体（スニフトガス）の流れ出
る速度を減速させるためのチョーク３１を介して、バル
ブ下部本体１２の外部に設けられているスニフトガス通
路５に連通されている。充填作業を終了する際に、スニ
フト開閉弁２６を開けることにより、充填作業により容
器９内に充満した気体は、スニフトガス通路５を経て大
気中に放出される。充填作業を開始する際に、容器９内
から気体を抜いて真空に引くためのエバキュエーション
切り換え弁２７は、バルブ下部本体内スニフトガス通路
１２ｄと同様に、バルブ下部本体１２の内部に設けられ
ているエバキュエーション通路１２ｅに連通されてい
る。このエバキュエーション通路１２ｅは、スニフトガ
ス通路５と同様に、バルブ下部本体１２の外部に設けら
れている真空通路６に連通されている。この真空通路６
は、図示しないバキュームポンプなどに結合配管されて
いる。充填作業を開始する際に、エバキュエーション切
り換え弁２７を開けるとともに、バキュームポンプを作
動させることにより、容器９内に残っている気体は、容
器９内に液体７を充填する前に、真空通路６を経て予め
大気中に放出される。スニフトガス通路５および真空通
路６は、バルブ下部本体１２の外部に設置されている通
路フレーム４内に配管されて設けられている。この液体
充填装置１をロータリー式液体充填機に適した構成とす
る場合には、通路フレーム４は、その図示しない回転フ
レーム部として、円環形状に形成される。バルブ下部本
体１２の下方には、この液体充填装置１に容器９を取り
付けたり、あるいは取り外したりするための、図示しな
い昇降移動可能な容器脱着台が備えられている。この容
器脱着台は、図示しない容器搬送装置により液体通路３
９の略真下に容器９が配置された際に、容器９をその下
方から支持しつつ上昇させる。容器脱着台が上昇する
と、容器９の開口部９ａは、バルブ下部本体１２の下方
に配置されている容器９の開口部９ａのシール手段およ
び芯出し手段としての容器保持手段としてのセンタリン
グカップ２８に捕えられる。引き続き容器脱着台が押し
上げられて容器９が上昇すると、その開口部９ａがセン
タリングカップ２８の内側にテーパ形状に形成されてい
るガイド面にガイドされてセンタリングカップ２８内上
部に嵌まり込む。それとともに、容器９の開口部９ａの
上面は、センタリングカップ２８内上部に設けられてい
るシールパッキング２９の下面に当接する。容器脱着台
がさらに押し上げられると、容器９の開口部９ａの上面
とシールパッキング２９の下面とがさらに強く当接し合
うとともに、シールパッキング２９の上面もバルブ下部
本体１２の下面に強く当接する。すなわち、容器脱着台
の押し上げ力によって、シールパッキング２９はその上
下両方向から強く挟み込まれ、この状態において、バル
ブ下部本体１２の下面と容器９の内部とは互いに気密を
保持されるようにシールされる。センタリングカップ２
８が所定の位置に配置されるようにガイドするセンタリ
ングカップガイド手段３０は、その一部分を図１に示す
ように、バルブ下部本体１２の下方において、センタリ
ングカップ２８の側方に併設され、センタリングカップ
２８の水平方向の移動を規制するとともに、センタリン
グカップ２８の鉛直方向の円滑な移動を補助する。液体
充填装置１を使用しない際のセンタリングカップ２８の
待機位置、すなわち、センタリングカップ２８の自由位
置は、図１に示されている位置よりもわずかに下方であ
り、図示しないばねのばね力などにより、その自由位置
が保持される。液体充填装置１のバルブ上部本体１１
は、フィラーボウル２の上蓋３に、その貫通孔を気密に
塞ぐように取り付けられる。このバルブ上部本体１１
は、これがフィラーボウル上蓋３に取り付けられた際
に、フィラーボウル上蓋３およびフィラーボウル２の底
部２ａに設けられている各貫通孔、ならびにバルブ下部
本体１２に設けられている液体案内筒部１２ｈなどと同
一軸線上に位置するように、バルブ上部本体１１の内部
を上下方向に延びてこれを貫通する円筒形状に形成され
ている貫通孔を有している。この貫通孔の内径の大きさ
は、この貫通孔にバルブ本体１０が嵌め込まれた際に、
バルブ本体１０内の気密を保持できるとともに、バルブ
本体１０が昇降自在に移動できる大きさに形成されてい
る。バルブ本体１０は、弁体上端部１５ａがバルブ上部
本体１１を貫通するようにバルブ上部本体１１に嵌合し
て支持される。バルブ本体１０は、前述した４枚のガイ
ド板１３ｃと液体案内筒部１２ｈとの当接とともに、弁
体上端部１５ａをバルブ上部本体１１の貫通孔に嵌合さ
れることにより、その軸芯が殆どぶれることなく昇降移
動できる。また、バルブ上部本体１１の内部には、充填
作業中において、容器９内の気体をフィラーボウル２内
の気層部８に送り込むための共通気体通路１１ｆが設け
られている。この共通気体通路１１ｆの一端部は気層部
８に連通しているとともに、他端部は２股に分岐され
て、それぞれバルブ上部本体１１の側部に取り付けられ
ている第１ベント弁２４と、第２ベント弁２５とに連通
されている。第１ベント弁２４は、充填作業中におい
て、図１中ｈ１の高さまで容器９内に液体７を充填する
定位充填を行う際に、容器９内の気体を第１ベントライ
ン１６を通過させて気層部８に送り込むためのものであ
る。第１ベント弁２４は、バルブ上部本体１１の内部に
設けられている第１気体通路１１ｅに連通されている。
この第１気体通路１１ｅは、バルブ上部本体１１の内部
において、その貫通孔の上端部をわずかに拡径するよう
に円筒形状に形成されて設けられている第１ベントライ
ン接続気体通路１１ｄに連通されている。この第１ベン
トライン接続気体通路１１ｄは、弁体１３およびベント
チューブ１５の上端部において、その径方向に沿って貫
通して形成されているとともに、第１ベントライン１６
の上端付近に連通されている第１ベントライン上部通路
１５ｂに連通されている。以上説明した第１ベントライ
ン１６および第１ベント弁２４などの配管構成により、
容器９の内部は、フィラーボウル２内の気層部８に連通
される。充填作業中において、図１中ｈ１の高さまで容
器９内に液体７を充填する定位充填を行う際に、第１ベ
ント弁２４を開けることにより、容器９内の気体は第１
ベントライン１６を通過して気層部８に送り込まれる。
第２ベント弁２５は、充填作業中において、図１中ｈ２
の高さまで容器９内に液体７を充填する液面レベル補正
充填を行う際に、容器９内の気体を第２ベントライン１
７を通過させて気層部８に送り込むためのものである。
第２ベント弁２５は、バルブ上部本体１１の内部に設け
られている第２気体通路１１ｈに連通されている。この
第２気体通路１１ｈは、バルブ上部本体１１の内部にお
いて、前述した第１ベントライン接続気体通路１１ｄと
同様に、その貫通孔の上端部をわずかに拡径するように
円筒形状に形成されて設けられている第２ベントライン
接続気体通路１１ｇに連通されている。この第２ベント
ライン接続気体通路１１ｇは、前述した第１ベントライ
ン接続気体通路１１ｄの下側に設けられている。また、
この第２ベントライン接続気体通路１１ｇは、弁体１３
およびベントチューブ１５の上端部において、その径方
向に沿って貫通して形成されているとともに、第２ベン
トライン１７の上端付近に連通されている第２ベントラ
イン上部通路１３ｂに連通されている。以上説明した第
２ベントライン１７および第２ベント弁２５などの配管
構成により、容器９の内部は、フィラーボウル２内の気
層部８に連通される。充填作業中において、図１中ｈ２
の高さまで容器９内に液体７を充填する液面レベル補正
充填を行う際に、第２ベント弁２５を開けることによ
り、容器９内の気体は第２ベントライン１７を通過して
気層部８に送り込まれる。なお、以上説明した第１ベン
ト弁２４、第２ベント弁２５、スニフト開閉弁２６、お
よびエバキュエーション切り換え弁２７はいずれも、エ
ア作動開閉の切り換え弁である。第１ベント弁２４、第
２ベント弁２５、スニフト開閉弁２６、およびエバキュ
エーション切り換え弁２７はいずれも、図示しないコン
プレッサなどに接続されているエア切り換え電磁弁３６
ｂ〜３６ｅに接続されており、後述する制御装置３５を
介して、それらの作動あるいは非作動、すなわち、それ
らの開閉動作を行うことができる。また、バルブ上部本
体１１の上側には、支柱２２を介して、バルブ本体１０
を昇降駆動させるバルブ駆動手段としてのエアシリンダ
２１が取り付けられている。このエアシリンダ２１が有
しているピストンロッド２１ａの下端には、ばね受け１
４が設けられている。このばね受け１４の下面には、前
述したようにバルブ本体１０が締め付け固定されてい
る。それとともに、ばね受け１４とバルブ上部本体１１
との間には、圧縮ばね２３が間装されており、バルブ本
体１０を上方に押し上げる向きに付勢している。すなわ
ち、バルブ本体１０は充填バルブ４０を開く向きに付勢
されている。このエアシリンダ２１も第１ベント弁２
４、第２ベント弁２５、スニフト開閉弁２６、およびエ
バキュエーション切り換え弁２７と同様に、コンプレッ
サなどに接続されているエア切り換え電磁弁３６ａに接
続されており、制御装置３５を介して、その作動あるい
は非作動を行うことができる。エアシリンダ２１を作動
させて、ピストンロッド２１ａを突出させることによ
り、バルブ本体１０は下方に向けて押し下げられ、充填
バルブ４０を閉じることができる。エア切り換え電磁弁
３６ａ〜３６ｅに接続されている制御装置３５は、前述
したように、第１ベント弁２４、第２ベント弁２５、ス
ニフト開閉弁２６、エバキュエーション切り換え弁２
７、およびエアシリンダ２１の作動を制御するものであ
る。制御装置３５からの指示信号がエア切り換え電磁弁
３６に伝達されることによって、コンプレッサからの作
動エアの送り先がエア切り換え電磁弁３６を介して切り
換えられる。これにより、第１ベント弁２４、第２ベン
ト弁２５、スニトフ開閉弁２６、エバキュエーション切
り換え弁２７、およびエアシリンダ２１がそれぞれ独立
に作動できる。また、この制御装置３５は、第１ベント
弁２４を開閉する時間を設定する第１充填タイマ３７、
および第２ベント弁２５を開閉する時間を設定する第２
充填タイマ３８を有している。これら第１充填タイマ３
７および第２充填タイマ３８をそれぞれ独立に限時時間
を設定することにより、定位充填および液面レベル補正
充填の制御を適正に行うことができる。以上説明した構
成からなる本実施形態の液体充填装置１によれば、電気
回路が液体７に接触する部分がないので、電気系統がシ
ョートするおそれが殆どなく、故障し難い。よって、安
全かつ安定した状態で、この液体充填装置１を使い易
い。また、容器９内への液体７の充填量を電気を用いて
測定しないので、液体７の特性によってその使用の制限
を受けたり、あるいは液体７を変質させるおそれが殆ど
ない。また、容器９内に気体を送り込まないので、加圧
を伴う液体などの定量詰め充填、および非加圧（無圧）
の液体などの定量詰め充填のいずれにも適用できる。さ
らに、第１充填タイマ３７および第２充填タイマ３８の
それぞれの作動時間を細かく設定することにより、所定
の量の液体を殆ど誤差なく容器９内に充填できる。次
に、前述した第１実施形態の液体充填装置１を用いた液
体充填方法について説明する。この液体充填方法は、液
体７を充填する容器９の内部にその開口部９ａを通し
て、外側筒部としての弁体１３と、内側筒部としてのベ
ントチューブ１５とからなる二重の筒形状に形成され
て、かつ、外側通気路としての第２ベントライン１７
と、内側通気路としての第１ベントライン１６とからな
る二重の通気路を有する容器挿入筒部１３ｋを所定の位
置まで挿入するとともに、容器内９の気密を保持するよ
うに開口部９ａを閉じ、容器９の内圧を液体７が貯蔵さ
れている貯液タンクとしてのフィラーボウル２の上部に
形成されている気層部８の圧力と略同圧にした後、容器
９内の気体を第１ベントライン１６を通して気層部８に
送りつつ、ベントチューブ１５の下端１５ｄ、もしくは
弁体１３の下端１３ｆのうち、より低い位置に配置され
ている方の下端に液体７の液面７ａが到達するまで弁体
１３と容器９の内壁との隙間を通して容器９内に液体７
を充填し、続けて容器９内の気体を第２ベントライン１
７を通して気層部８に送りつつ、規定の量に達するまで
弁体１３と容器９の内壁との隙間を通して液面７ａの高
さを調整しつつ容器９内に液体７を微少量ずつ充填する
ものである。以下、この液体充填方法を、液体充填装置
１の各作動工程にしたがって、順を追って説明する。な
お、以下の液体充填装置１の各作動工程の説明におい
て、この液体充填装置１は、液体としての炭酸ガス飲料
７を充填するロータリー式充填機に適用した構成とし、
この炭酸ガス飲料７を充填する容器は外から透視可能な
透明びん９とする。 （第１工程） 透明びん９の供給：容器搬送装置により
液体通路３９の略真下に容器９が配置する。この状態に
おいて容器脱着台を上昇させて透明びん９を上昇させ
る。透明びん９の開口部９ａはセンタリングカップ２８
によって芯出しされるとともに、シールパッキング２９
によって気密にシールされる。この状態において、エア
シリンダ２１のピストンロッド２１ａおよびバルブ本体
１０は最下点まで下降した状態（図１中二点鎖線で示す
位置。）であり、開閉弁１３ｄと弁座１２ｆとからなる
液体通路３９の充填バルブ４０は閉じられている。ま
た、第１ベント弁２４および第２ベント弁２５もともに
閉じられている。 （第２工程） 透明びん９内の空気吸い出し：第１ベン
ト弁２４および第２ベント弁２５、ならびに充填バルブ
４０を閉じたまま、エア切り換え電磁弁３６ｅを作動さ
せてエバキュエーション弁２７を開くとともに、バキュ
ームポンプを作動させる。透明びん９の内部は、ガス通
路１２ｃ、エバキュエーション弁２７、エバキュエーシ
ョン通路１２ｅを経て真空通路６に連通されているの
で、透明びん９内の空気は外部に吸い出される。透明び
ん９内の真空度が所定の値に達したことを図示しない圧
力センサなどで検出した後、エア切り換え電磁弁３６ｅ
を切り換えてエバキュエーション弁２７を閉じる。な
お、溶存酸素が問題のない液など、液種によってはこの
第２工程である空気吸い出し工程を省いてもよい。 （第３工程） 透明びん３内にカウンタガス導入：第２
ベント弁２５および充填バルブ４０を閉じたまま、エア
切り換え電磁弁３６ｂを作動させて第１ベント弁２４を
開く。これにより、加圧ガスが充満するフィラーボウル
２の気層部８（ヘッドスペースとも称する。）と透明び
ん９の内部とは、第１ベントライン１６、第１ベントラ
イン上部通路１５ｂ、第１ベントライン接続気体通路１
１ｄ、第１気体通路１１ｅ、第１ベント弁２４、および
共通気体通路１１ｆを介して連通される。この状態にお
いて、透明びん９の内部には、フィラーボウル２の気層
部８に充満している加圧ガスがカウンタガスとして導入
される。透明びん９内の圧力の大きさが、真空に近い状
態からフィラーボウル２の気層部８内の圧力と同程度の
大きさになると、気層部８内から透明びん９内へのカウ
ンタガスの流入は停止する。なお、炭酸ガスを含有しな
い飲料７の充填作業においては、フィラーボウル２を加
圧しない場合も考えられるが、このときも第３工程によ
りエア切り換え電磁弁３６を作動させて第１ベント弁２
４を開く必要がある。 （第４工程） 第１充填：エア切り換え電磁弁３６ａを
作動させて、図１中実線で示すように、エアシリンダ２
１のピストンロッド２１ａを下方に向けて付勢するエア
圧力を解除して、圧縮ばね２３の力によりバルブ本体１
０を上昇させる。これにより、開閉弁１３ｄが弁座１２
ｆから離れ、液体通路３９の充填バルブ４０は開かれ
る。同時に第１充填タイマ３７のカウントを開始させ
る。フィラーボウル２内の炭酸ガス飲料７は、充填バル
ブ４０を通り、スプレッダ１９によって透明びん９の内
壁に沿って流下させられ、透明びん９内に充填される。
炭酸ガス飲料７の流入は、透明びん９内のカウンタガス
が、ベントホール１５ｃを経て第１ベントライン１６を
通り、フィラーボウル２の気層部８内に還流することに
より継続される。この充填作業中において、充填バルブ
４０からスプレッダ１９までの液体通路３９は炭酸ガス
飲料７で満たされている。透明びん９内の液面７ａが上
昇し、ベントホール１５ｃに到達すると、透明びん９内
のカウンタガスの逃げ場がなくなり、炭酸ガス飲料７も
流入は略停止し、液面７ａは図１中ｈ１で示す位置で停
止する。この状態を継続しておくと、透明びん９内のカ
ウンタガスがスプレッダ１９の下方からスプレッダ１９
の上方に抜け出して、スプレッダ１９の上方に貯溜した
炭酸ガス飲料７がスプレッダ１９の下方に落ちてくる現
象（以下、この現象をガブ落ちと称する。）が起きる。
この場合、第１充填タイマ３７のタイムアップ設定値
を、液面７ａがベントホール１５ｃに到達し、かつ、炭
酸ガス飲料７がガブ落ちする前のタイミングに予め設定
しておくことにより、ガブ落ち前に次の第２充填工程に
移ることができる。 （第５工程） 第２充填：第１充填タイマ３７のタイム
アップと同時に、第２ベント弁２５を開いて第２充填タ
イマ３８のカウントを開始させる。このとき、透明びん
９内のカウンタガスは、スリット部１３ｇ、第２ベント
ライン１７、第２ベントライン上部通路１３ｂ、第２ベ
ントライン接続気体通路１１ｇ、第２気体通路１１ｈ、
第２ベント弁２５、および共通気体通路１１ｆを通り、
フィラーボウル１内に抜け出ることができる。これによ
り、炭酸ガス飲料７の充填が再開される。第２充填タイ
マ３８がタイムアップすると、エアシリンダ２１のピス
トンロッド２１ａを下降させて、充填バルブ４０を閉じ
させる。この操作により、炭酸ガス飲料７の透明びん９
内への流入は停止するとともに、充填バルブ４０とスプ
レッダ１９との間の炭酸ガス飲料７は透明びん９内に落
下し、液面７ａは図１中ｈ２に示されている規定の高さ
に到達する。第２充填タイマ３８のカウント設定値を変
更し、第２充填中に流入する炭酸ガス飲料７の液量を調
整することにより、充填液面レベルｈ２の高さ位置を容
易に調整できる。なお、第２充填を行う前に、炭酸ガス
飲料７が第１ベントライン１６内に上昇している場合に
は、透明びん９内への充填量は第１ベントライン１６に
上昇している炭酸ガス飲料７の量分だけ増加するが、そ
の量はわずかなので誤差の範囲内である。 （第６工程） 減圧：第２充填が終了した後、第１ベン
ト弁２４および第２ベント弁２５を閉じた後、スニフト
開閉弁２６を開いてスニフトガス通路１２ｄを透明びん
９内と連通させる。すると、透明びん９内のカウンタガ
スはチョーク３１で絞られてその流出速度を減速させら
れつつ、ガス通路１２ｃ、スニフト開閉弁２６、バルブ
下部本体内スニフトガス通路１２ｄ、およびスニフトガ
ス通路５を経て大気中へ放出され、透明びん９内の圧力
は大気圧に戻される。なお、フィラーボウル２内を加圧
しない場合においては、この減圧工程は不要である。 （第７工程） 透明びん９の取り外し：透明びん９内の
減圧を終了し、透明びん９内圧力が大気圧に戻った後、
容器脱着台を下降させて、弁体１３およびベントチュー
ブ１５の下端部から構成される容器挿入筒部１３ｋを透
明びん９内からその開口部９ａを通して抜き出すことに
より、液体充填作業の一連の工程が完了する。次に、本
発明の第２の実施の形態に係る液体充填装置５１を、図
４に基づいて説明する。この第２実施形態の液体充填装
置５１は、弁体５２およびベントチューブ５３の形状が
前述した第１実施形態の弁体１３およびベントチューブ
１５の形状と異なっているだけで、その他の構成、作
用、および効果は第１実施形態と同じである。よって、
その異なっている部分について説明し、その他の説明は
省略する。また、図面についても、本実施形態の弁体５
２およびベントチューブ５３の特徴をよく理解すること
のできる図面のみを示し、この図４において、前述の第
１実施形態と同一部分には同一符号を付してある。本実
施形態の液体充填装置５１においては、図４に示すよう
に、弁体５２のスプレッダ１９より下側の長さを第１実
施形態よりも短くして、その下端５２ｆをベントチュー
ブ５３の下端５３ｄよりも高い位置に設定した。また、
前記第１実施形態の弁体１３に設けられていたスリット
部１３ｇを廃止した。この第２実施形態の液体充填装置
５１は、以上説明した点以外は、第１実施形態の液体充
填装置１と同じであるので、この第２実施形態の液体充
填装置５１を用いることにより、本発明が解決しようと
する課題を解決できるのは勿論であるが、前記構成の弁
体５２およびベントチューブ５３などを備えた第２実施
形態は、以下の点で優れている。弁体５２のスプレッダ
１９より下側の長さを第１実施形態よりも短くできると
ともに、スリット部１３ｇを設ける加工作業を施す必要
がないので、バルブ本体１０を簡単に制作できる。ま
た、この第２実施形態の液体充填装置５１を用いた液体
充填作業は、前述した第１実施形態の液体充填作業と略
同じであるので、その説明を省略する。次に、本発明の
第３の実施の形態に係る液体充填装置６１を、図４に基
づいて説明する。この第３実施形態の液体充填装置６１
は、液体通路の開閉弁１３ｄと弁座１２ｆとが接離する
箇所に、サイフォン通路６２を形成しただけで、その他
の構成、作用、および効果は第１実施形態と同じであ
る。よって、その異なっている部分について説明し、そ
の他の説明は省略する。また、図面についても、本実施
形態の液体通路の特徴をよく理解することのできる図面
のみを示し、この図５において、前述の第１実施形態と
同一部分には同一符号を付してある。本実施形態の液体
充填装置６１においては、図５に示すように、液体通路
の開閉弁１３ｄと弁座１２ｆとが接離する箇所、すなわ
ち、充填バルブ４０に液止め機構としてのサイフォン通
路６２を形成した。この第３実施形態の液体充填装置６
１は、以上説明した点以外は、第１実施形態の液体充填
装置１と同じであるので、この第３実施形態の液体充填
装置６１を用いることにより、本発明が解決しようとす
る課題を解決できるのは勿論であるが、前記構成のサイ
フォン通路６２などを備えた第３実施形態は、以下の点
で優れている。充填作業中にガブ落ちが発生しても、ス
プレッダ１９からサイフォン通路６２にかけての液体通
路に残っている炭酸ガス飲料７が透明びん９内に落ちて
くるだけで、サイフォン通路６２より上側の液体通路３
９に残っている炭酸ガス飲料７は透明びん９内に落ちて
こない。よって、充填作業中にガブ落ちが発生すること
による炭酸ガス飲料の充填量のばらつきをより抑制でき
る。また、第１充填タイマ３７のタイムアップ設定値
は、第１実施形態のように、ガブ落ち前のタイミングを
予め見計らって設定する必要はなく、液面７ａがベント
ホール１５ｃに到達した直後のタイミングに設定すれば
よい。これにより、第１充填タイマ３７のタイム設定を
透明びん９の外側から肉眼で確認しつつ行うことができ
るので、その設定作業を簡略化できる。また、この第３
実施形態の液体充填装置６１を用いた液体充填作業は、
前述した第１実施形態の液体充填作業と略同じであるの
で、その説明を省略する。次に、本発明の第４の実施の
形態に係る液体充填装置７１を、図６に基づいて説明す
る。この第４実施形態の液体充填装置７１において、そ
の制御手段としての制御装置３５は、第１実施形態で用
いた第１充填タイマ３７に替わる圧力センサ７２と、第
１実施形態で用いた第２充填タイマ３８に替わる充填レ
ベルタイマ７３とを有して形成されている。圧力センサ
７２は制御装置３５の本体部から離れて第２ベントライ
ン上部通路１３ｂに取り付けられ、第２ベントラインを
介してこれに連通する容器９内の圧力を検出する。充填
レベルタイマ７３は制御装置３５の本体部に直接取付け
られている。その他の構成、作用、および効果は第１実
施形態と同じである。よって、その異なっている部分に
ついて説明し、その他の説明は省略する。また、図面に
ついても、本実施形態の圧力センサ７２および充填レベ
ルタイマ７３の特徴をよく理解することのできる図面の
みを示し、この図６において、前述の第１実施形態と同
一部分には同一符号を付してある。本実施形態の液体充
填装置７１においては、図６に示すように、第２ベント
ライン上部通路１３ｂおよび第２ベントライン接続気体
通路１１ｇに連通する貫通孔をバルブ上部本体１１内に
設けて、そのバルブ上部本体１１の外部と連通する側の
端部に透明びん９内の圧力を検出するガス圧センサ７２
を取り付けた。それとともに、第１充填タイマ３７およ
び第２充填タイマ３８に代わって第１ベント弁２４およ
び第２ベント弁２５の開閉作動のタイミングを設定する
充填レベルタイマ７３を制御装置３５に取り付けた。こ
の第４実施形態の液体充填装置７１は、以上説明した点
以外は、第１実施形態の液体充填装置１と同じであるの
で、この第４実施形態の液体充填装置７１を用いること
により、本発明が解決しようとする課題を解決できるの
は勿論であるが、前記構成のガス圧センサ７２および充
填レベルタイマ７３などを備えた第４実施形態は、以下
の点で優れている。透明びん９内の圧力を検出するガス
圧センサ７２、および第１ベント弁２４および第２ベン
ト弁２５の開閉作動のタイミングを設定する充填レベル
タイマ７３を備えた液体充填装置７１によれば、透明び
ん９内の圧力変化を直接検出することにより、定位充填
と液面レベル補正充填の切り換えを行うことができるの
で、透明びん９内に充填する炭酸ガス飲料７の充填量を
さらに精度よく設定できる。したがって、透明びん９内
に充填する炭酸ガス飲料７の充填量のばらつきをさらに
よく抑制できる。また、タイマを１個で済ますことがで
きるので、制御系を単純に構成でき、故障を抑制でき
る。また、この第４実施形態の液体充填装置７１を用い
た液体充填作業は、前述した第１実施形態の液体充填作
業と工程の一部分が異なっているだけで、その他は略同
じなので、その異なっている工程の一部分だけを説明
し、その他の説明を省略する。 第１充填（定位充填）：エア切り換え電磁弁３６ａを作
動させて、図１中実線で示すように、エアシリンダ２１
のピストンロッド２１ａを下方に向けて付勢するエア圧
力を解除して、圧縮ばね２３の力によりバルブ本体１０
を上昇させる。これにより、開閉弁１３ｄが弁座１２ｆ
から離れ、液体通路３９の充填バルブ４０は開かれる。
同時に充填レベルタイマ７３のカウントを開始させる。
フィラーボウル２内の炭酸ガス飲料７は、充填バルブ４
０を通り、スプレッダ１９によって透明びん９の内壁に
沿って流下させられ、透明びん９内に充填される。炭酸
ガス飲料７の流入は、透明びん９内のカウンタガスが、
ベントホール１５ｃを経て第１ベントライン１６を通
り、フィラーボウル２の気層部８内に還流することによ
り継続される。この充填作業中において、充填バルブ４
０からスプレッダ１９までの液体通路３９は炭酸ガス飲
料７で満たされている。透明びん９内の液面７ａが上昇
し、ベントホール１５ｃに到達すると、透明びん９内の
カウンタガスの逃げ場がなくなり、炭酸ガス飲料７も流
入は略停止し、液面７ａは図１中ｈ１で示す位置で停止
する。ガス圧センサ７２はこの時点の透明びん９内の圧
力を検出し、これを制御装置３５に出力信号Ｌとして送
る。 第２充填（液面レベル補正充填）：圧力センサ７２から
送られてくる出力信号Ｌを受けた制御装置３５は、エア
切り換え電磁弁３６ｃを作動させて第２ベント弁２５を
開かせる。これにより、透明びん９内のカウンタガス
は、スリット部１３ｇ、第２ベントライン１７、第２ベ
ントライン上部通路１３ｂ、第２ベントライン接続気体
通路１１ｇ、第２気体通路１１ｈ、第２ベント弁２５、
および共通気体通路１１ｆを通り、フィラーボウル１内
に抜け出ることができる。また、制御装置３５は、第２
ベント弁２５を開かせると同時に、充填レベルタイマ７
３のカウントを開始させる。第１充填タイマ３７のタイ
ムアップと同時に、第２ベント弁２５を開いて第２充填
タイマ３８のカウントを開始させる。このとき、これに
より、炭酸ガス飲料７の充填が再開される。第２充填タ
イマ３８がタイムアップすると、エアシリンダ２１のピ
ストンロッド２１ａを下降させて、充填バルブ４０を閉
じさせる。この操作により、炭酸ガス飲料７の透明びん
９内への流入は停止するとともに、充填バルブ４０とス
プレッダ１９との間の炭酸ガス飲料７は透明びん９内に
落下し、液面７ａは図１中ｈ２に示されている規定の高
さに到達する。第２充填タイマ３８のカウント設定値を
変更し、第２充填中に流入する炭酸ガス飲料７の液量を
調整することにより、充填液面レベルｈ２の高さ位置を
容易に調整できる。なお、第２充填を行う前に、炭酸ガ
ス飲料７が第１ベントライン１６内に上昇している場合
には、透明びん９内への充填量は第１ベントライン１６
に上昇している炭酸ガス飲料７の量分だけ増加するが、
その量はわずかなので誤差の範囲内である。なお、本発
明に係る液体充填装置および液体充填方法は、前述した
第１〜第４の実施の形態には制約されない。

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、充填す
べき液体を蓄えた貯液タンクの気層部に、バルブ本体の
第１、第２のベントラインを介して容器内の気体を回収
しつつ、前記液体を供給して容器内に充填する際に、容
器とは無関係な位置に設けられる制御手段により、２段
階に分けて液体を供給、例えば、請求項２の発明のよう
に第１ベント弁および開閉弁を開いて、容器内に液体を
その液面の高さが規定の高さよりも低く設定された設定
高さに到達するまで充填する定位充填と、この後に第２
ベント弁を開いて、容器内に液体をその液面の高さが規
定の高さに到達するまで少量ずつ充填する液面レベル補
正充填とを行なって、充填を行わせる構成である。その
ため、従来のように容器内に充填される液体に接触して
液面検知を行う充填レベルセンサを要することがなく、
又、レベル規制装置付きのノズルを使用していないか
ら、充填する液体の種類を原因とする故障に強く、か
つ、充填する液体の特性、及び充填する液体の加圧、或
は被加圧等の充填条件に拘らず、容器内に略規定量の液
体を充填できる液体充填装置を提供できる。請求項３の
発明によれば、制御装置による２段階の充填量の制御
を、第１、第２の充填タイマで行うから、前記２段階の
充填時間の制御が簡単であり、それにより、故障に強
く、かつ、充填条件に拘らず、容器内に略規定量の液体
を充填できる液体充填装置を提供できる。請求項４の発
明によれば、制御装置による２段階の充填量の制御を、
第２ベントラインの圧力を検出する圧力センサと一つの
充填レベルタイマで行うから、前記２段階の充填時間の
制御が簡単であり、それにより、故障に強く、かつ、充
填条件に拘らず、容器内に略規定量の液体を充填できる
液体充填装置を提供できる。請求項５の発明によれば、
開閉弁と弁座とが接離する箇所にサイフォン通路を形成
したから、容器内への定位充填が完了した時点で、第２
ベントライン内の液体が不用意に容器内に流れ落ちるこ
とを防止し、それにより、より正確に略規定量の液体充
填を行わせることができる液体充填装置を提供できる。
請求項６の発明によれば、弁体とその内側に配置された
ベントチューブとの間に液体の残留を防止するためのス
リット部を弁体に設けて、容器内への定位充填が完了し
た時点で、第２ベントライン内の液体が不用意に容器内
に流れ落ちることを防止できるから、より正確に略規定
量の液体充填を行わせることができる液体充填装置を提
供できる。請求項７の発明によれば、弁体の下端とベン
トチューブの下端との高さ関係により、容器内への定位
充填が完了した時点で、弁体とその内側に配置されたベ
ントチューブとの間からの液体の流出を防止できるか
ら、第２ベントライン内の液体が不用意に容器内に流れ
落ちることを防止し、それにより、より正確に略規定量
の液体充填を行わせることができる液体充填装置を提供
できる。請求項８の発明によれば、外側筒部と内側筒部
とからなる二重の筒形状に形成されて、かつ、外側通気
路と内側通気路とを有する容器挿入筒部を、液体が充填
される容器の内部にその開口部を通して、所定の位置ま
で挿入するとともに、前記容器内の気密を保持するよう
に前記開口部を閉じてから、前記容器の内圧を前記液体
が貯蔵されている貯液タンクの上部に形成されている気
層部の圧力と略同圧にした後、前記容器内の気体を前記
内側通気路を通して前記気層部に送りつつ、前記内側筒
部の下端と前記外側筒部の下端とのうち、より低い位置
に配置されている方の下端に前記液体の液面が到達する
まで前記両通路のうちの少なくとも内側通気路を通して
前記容器内に前記液体を充填し、続けて前記容器内の気
体を前記外側通気路を通して前記気層部に送りつつ、規
定の量に達するまで前記外側通路を通して前記容器内に
前記液体を少量ずつ充填する。そのため、従来のように
容器内に充填される液体に接触して液面検知を行う充填
レベルセンサを要することがなく、また、レベル規制装
置付きのノズルを使用することもないから、充填する液
体の種類を原因とする故障に強く、かつ、充填する液体
の特性、及び充填する液体の加圧、或は被加圧等の充填
条件に拘らず、容器内に略規定量の液体を充填できる液
体充填方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液体充填装置
を示す縦断面図。

【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１に示す液体充填装置が有している弁体およ
びベントチューブの下端部を示す側面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る液体充填装が
有している弁体およびベントチューブの下端部を示す側
面図。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る液体充填装置
を示す縦断面図。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る液体充填装置
を示す縦断面図。

【図７】従来の技術に係る液体の容器への充填装置の一
部を示す縦断面図。

【符号の説明】

１，５１，６１，７１…液体充填装置 ２…フィラーボウル（貯液タンク） ３…フィラーボウル上蓋 ７…液体 ７ａ…液面 ８…気層部 ９…びん（容器） １０…バルブ本体 １１…バルブ上部本体 １１ｅ…第１気体通路 １１ｈ…第２気体通路 １２…バルブ下部本体 １２ｆ…弁座 １３，４３，５２…弁体 １３ｄ…開閉弁 １３ｆ，４３ｆ…弁体下端 １３ｇ…スリット部 １３ｋ…容器挿入筒部 １５，５３…ベントチューブ １５ｃ…ベントホール １５ｄ…ベントチューブ下端 １６…第１ベントライン １７…第２ベントライン ２１…エアシリンダ（バルブ駆動手段） ２４…第１ベント弁 ２５…第２ベント弁 ２８…センタリングカップ（容器保持手段） ３５…制御装置 ３７…第１充填タイマ ３８…第２充填タイマ ３９…液体通路 ４０…充填バルブ ６２…サイフォン通路 ７２…ガス圧センサ（圧力検出手段） ７３…充填レベルタイマ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器に充填する液体を、所定の圧力下に
   おいて液面の高さを一定に保持して貯蔵する貯液タンク
   と、 筒形状であって長手方向中間部外面に開閉弁を有する弁
   体、および第１ベントラインを有するとともに前記弁体
   内周面との間に第２ベントラインを設けて前記弁体に内
   設されたベントチューブを夫々備えて、前記貯液タンク
   を上下に移動自在に貫通して設けられたバルブ本体と、 前記貯液タンクと連通し、かつ、前記バルブ本体が上下
   方向に移動自在に貫通する液体通路、この液体通路の長
   手方向中間部に形成され、前記開閉弁が接離する弁座、
   および前記液体通路と前記容器内とを連通するとともに
   前記容器内の気密が保持されるように前記容器の開口部
   を保持する容器保持手段を夫々有して、前記貯液タンク
   の下側に取り付けられたバルブ下部本体と、 前記第１ベントラインと前記貯液タンクの内部上方に形
   成された気層部とを連通する第１気体通路を開閉する第
   １ベント弁、および前記第２ベントラインと前記気層部
   とを連通する第２気体通路を開閉する第２ベント弁を夫
   々有して、前記貯液タンクの上側に取り付けられたバル
   ブ上部本体と、 このバルブ上部本体に取り付けられて前記バルブ本体を
   昇降駆動させるバルブ駆動手段と、 前記バルブ駆動手段を介して前記開閉弁の開閉、前記第
   １ベント弁の開閉、および前記第２ベント弁の開閉を組
   み合わせて行うことにより、前記液体を２段階に分けて
   前記容器内に規定量充填させる制御手段と、を具備する
   ことを特徴とする液体充填装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記第１ベント弁およ
   び前記開閉弁を開いて、前記容器内に前記液体をその液
   面の高さが規定の高さよりも低く設定された設定高さに
   到達するまで充填する定位充填と、この後に前記第２ベ
   ント弁を開いて、前記容器内に前記液体をその液面の高
   さが前記規定の高さに到達するまで少量ずつ充填する液
   面レベル補正充填とを行わせることを特徴とする請求項
   １に記載の液体充填装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記開閉弁が開かれる
   に伴いタイマカウントを開始し、前記液面の高さが前記
   容器内に挿入された前記ベントチューブの下端開口に到
   達した際にタイムアップして、前記第２ベント弁を開か
   せる第１充填タイマと、前記タイムアップと同時にタイ
   マカウントを開始し、前記液面の高さが前記規定の高さ
   に到達した際にタイムアップして前記開閉弁、前記第１
   ベント弁、および前記第２ベント弁を夫々閉じさせる第
   ２充填タイマとを有することを特徴とする請求項２に記
   載の液体充填装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記第２ベントライン
   を介して前記容器内の圧力を検出する圧力センサと、前
   記容器内に挿入された前記ベントチューブの下端開口に
   前記液面が到達した際の前記容器内の圧力を前記圧力セ
   ンサが検出するに伴って、タイマカウントを開始して、
   前記液面の高さが規定の高さに達するように前記液面レ
   ベル補正充填の充填時間を規定する充填レベルタイマと
   を有することを特徴とする請求項２に記載の液体充填装
   置。
5. 【請求項５】 前記液体通路の前記開閉弁と前記弁座と
   が接離する箇所に、サイフォン通路を形成したことを特
   徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の液
   体充填装置。
6. 【請求項６】 前記弁体の下端部を前記ベントチューブ
   の下端よりも下方に延ばして配置するとともに、前記弁
   体にその内側と外側とを連通して上下方向に延びるスリ
   ット部を設け、このスリット部の下端を前記ベントチュ
   ーブの下端よりも下方に設けたことを特徴とする請求項
   １〜５のうちのいずれか１項に記載の液体充填装置。
7. 【請求項７】 前記弁体の下端を前記ベントチューブの
   下端よりも上方に配置したことを特徴とする請求項１〜
   ６のうちのいずれか１項に記載の液体充填装置。
8. 【請求項８】 外側筒部と内側筒部とからなる二重の筒
   形状に形成されて、かつ、外側通気路と内側通気路とを
   有する容器挿入筒部を、液体が充填される容器の内部に
   その開口部を通して、所定の位置まで挿入するととも
   に、前記容器内の気密を保持するように前記開口部を閉
   じてから、前記容器の内圧を前記液体が貯蔵されている
   貯液タンクの上部に形成されている気層部の圧力と略同
   圧にした後、前記容器内の気体を前記内側通気路を通し
   て前記気層部に送りつつ、前記内側筒部の下端と前記外
   側筒部の下端とのうち、より低い位置に配置されている
   方の下端に前記液体の液面が到達するまで前記両通路の
   うちの少なくとも内側通気路を通して前記容器内に前記
   液体を充填し、続けて前記容器内の気体を前記外側通気
   路を通して前記気層部に送りつつ、規定の量に達するま
   で前記外側通路を通して前記容器内に前記液体を少量ず
   つ充填することを特徴とする液体充填方法。