JP2546254B2 - ガス詰め充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、充填液を容器内に充填するガス詰め充填装
置に関し、より詳しくは、容器内を真空状態にするプリ
エバケーションバルブを備えるガス詰め充填装置に関す
る。

「従来の技術」 従来、容器内に充填される充填液の種類によっては容
器内に空気を残留させることが望ましくないものがあ
り、そのような充填液を容器内に充填する場合には、充
填液を充填する前に容器内の空気を排出して容器内を一
旦真空状態とし、その後に充填液を充填している。

この種のガス詰め充填装置は、通常、回転体の外周部
等間隔位置に設けられ、その回転体の回転に伴なって移
動される複数個の充填機構と、 各充填機構毎に設けられ、容器内の空気を排出するプ
リエバケーション通路を開閉するプリエバケーションバ
ルブと、容器内に不活性ガスを供給するガス通路を開閉
するガスバルブと、容器内に充填液を供給する充填液通
路を開閉する液バルブと、 上記充填機構の移動軌跡に近接した位置にそれぞれ設
けられ、隣接した複数の充填機構のプリエバケーション
バルブに係合してそれらを同時に開放させるプリエバケ
ーションカムと、このプリエバケーションカムの下流側
に配置され、上記ガスバルブおよび液バルブを開放させ
るバルブ開放手段と、このバルブ開放手段の下流側に配
置され、上記ガスバルブおよび液バルブを閉鎖させるバ
ルブ閉鎖手段とを備ており、上記充填機構によって容器
内に充填液を充填する前にプリエバケーションバルブを
開放させ、これにより容器内の空気を吸引排出して容器
内を真空状態とするようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、ガス詰め充填装置の運転開始時にはプリエ
バケーションバルブに連通した負圧源が所要の真空圧と
なっていることが必要であるが、従来のガス詰め充填装
置においては上記カムを所要位置に配設固定していたの
で、ガス詰め充填装置の運転停止状態においても複数個
のプリエバケーションバルブがプリエバケーションカム
に係合することとなっていた。

そして、上記充填機構に容器が供給されていない状態
でプリエバケーションバルブがプリエバケーションカム
によって開放されると、負圧源が常時大気に連通するこ
ととなるので真空圧の低下を招き、したがって運転開始
時には、容器内に所定量以上の空気が混入した不良製品
が製造されることとなる。またそのような不良製品は、
運転終了時にも、また連続して供給されるべき容器が欠
けた場合にも発生していた。

そして上記不良製品は、充填液の充填後に正常な製品
ラインから排除されるが、容器内に充填された充填液が
無駄になっていた。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、上述したガス詰め充
填装置において、上記バルブ開放手段を上記ガスバルブ
および液バルブを開放させる開放作動位置と、それらを
開放させない非作動位置とに移動可能に設け、上記プリ
エバケーション通路内の真空圧が所定値以下となったこ
とを検出して、又は上記真空圧が所定値以下となるよう
な予め定めた状態を検出して、上記バルブ開放手段を非
作動位置に移動させるようにしたものである。

「作用」 そのような構成によれば、真空圧が所定値以下となっ
た際、又は真空圧が所定値以下となると予想される際に
は、換言すれば、容器内に所定量以上の空気が混入した
不良製品が製造される危険性が高い場合には、上記バル
ブ開放手段が非作動位置に移動されるので、容器内に充
填液が充填されることを防止できる。したがって不良製
品は発生するとしても、その中に充填液は充填されてい
ないので、充填液の無駄を省略することができる。

「実施例」 以下図示実施例について本発明を説明すると、第２図
において、図示しない鉛直方向の回転軸を中心として回
転駆動される回転体１はその上方に充填液タンク２を備
えており、このタンク２内にガス入の充填液3aを貯溜す
るとともに、その上部空間に圧力ガス3bを導入してい
る。上記タンク２の外周底部等間隔位置には複数個の充
填機構４を取付けてあり、また各充填機構４の下部にそ
れぞれ図示しない昇降テーブルを昇降自在に設けてい
る。

上記各充填機構４は、軸部に形成した充填液通路５
と、この充填液通路５内に貫通させて配設したベントチ
ューブ６とを備えており、このベントチューブ６の軸部
をガス通路７としている。上記ベントチューブ６の外周
には充填液通路５を開閉する液バルブ８を設けてあり、
この液バルブ８をばね９の弾撥力に抗して下方に移動さ
せて、通常は上記充填液通路５を閉鎖している。また、
上記ベントチューブ６の下方外周には、充填液通路５か
ら容器10内に充填される充填液3aをその容器10の内周面
に沿って円滑に流入させる円錐状のスプレッダ11を取付
けている。

上記ベントチューブ６の上端にはガス通路７を開閉す
るガスバルブ12を設けてあり、このガスバルブ12はアー
ム13を介してカムレバー14に連動し、そのカムレバー14
の作動により通常はガス通路７を閉じている。このガス
バルブ12には逆止弁15を設けてあり、この逆止弁15はガ
ス通路７からタンク２への圧力ガス3bの流通を許容し、
その逆の流れを阻止するようになっている。

上記充填液通路５には液バルブ８よりも下流側位置に
プリエバケーション通路20の一端を開口させてあり、そ
の他端は通常このプリエバケーション通路20を閉鎖する
プリエバケーションバルブ21を介して負圧室22に連通
し、この負圧室22は図示しない負圧源に連通している。

上記プリエバケーション通路20にはプリエバケーショ
ンバルブ21を設けた位置よりも充填液通路５側に、ガス
通路23を介して図示しない圧縮空気の供給源に連通させ
たトッピング通路24を接続している。このトッピング通
路24は通常はトッピングバルブ25によって遮断されてお
り、このトッピングバルブ25を開放させた際には上記ガ
ス通路23、トッピング通路24およびプリエバケーション
通路20を介して、タンク２内の圧力ガス3bよりも高圧の
圧力ガスを容器10内に供給できるようにしている。

また、上記プリエバケーション通路20を開口させた充
填液通路５には、大気に連通させたスニフト通路26を開
口させてあり、このスニフト通路26の途中に通常はこれ
を遮断するスニフトバルブ27を設けている。

さらに、上記充填機構４の下方側に図示しないガイド
ロッドに昇降自在に取付けた支持部材28を配設し、この
支持部材28に、上述した昇降テーブルによって上昇され
る容器10の口部を密封するびん口パッキン29とその容器
10のセンタリングを行なうガイドコーン30を取付けてい
る。

またガス詰め充填装置は、第１図に示すように、供給
側スターホイル31と排出側スターホイル32とを備えお
り、さらにこの排出側スターホイル32にクラウナ又はキ
ャッパ33を接続するとともに、このキャッパ33に排出側
スターホイル34を設けている。

そして、コンベヤ35からタイミングスクリュウ36を介
して供給される空の容器10を上記供給側スターホイル31
を介して上記昇降テーブル上に供給する一方、充填の完
了した容器10は上記昇降テーブル上から排出側スターホ
イル32を介して排出すると同時にこれを上記キャッパ33
に供給するようにしている。

さらに上記キャッパ33でキャッピングが施された容器
10は、排出側スターホイル34を介してコンベヤ37上に排
出し、後に詳述するように充填液の充填されていない不
良容器は、容器内の液面高さを検出するレベルチェッカ
を有するリジェクタ38によって上記コンベヤ37上から外
部に排出できるようにしている。

然してガス詰め充填装置には、上記供給側スターホイ
ル31から排出側スターホイル32へかけて充填機構４の時
計回りの移動方向の順に、供給側スターホイル31から供
給された容器10を上昇させて密封するＡ区間、容器10内
を真空状態とするＢ区間、容器10内に圧力ガス3bを供給
するとともに充填液3aを充填するＣ区間、容器10内に充
填した充填液3aの液面高さを一定に揃えるＤ区間、容器
10内の圧力ガスを排出するＥ区間、および容器10を降下
させるＦ区間をそれぞれ形成している。

そして上記Ｂ区間には、本実施例においては３つの第
１プリエバケーションカム40、第２プリエバケーション
カム41および第３プリエバケーションカム42からなるカ
ム機構43を配設してあり、各プリエバケーションカム40
〜42のそれぞれを上記プリエバケーションバルブ21と係
合する想像線で示した開放作動位置と、係合しない実線
で示した非作動位置とに渡って進退動できるようにして
いる。

上記各プリエバケーションカム40〜42にはそれぞれソ
レノイド44を連結してあり、各ソレノイド44は容器10の
有無を検出するセンサ45に接続した図示しない制御装置
によって制御され、励磁された際に各プリエバケーショ
ンカム40〜42を前方に押し出して、上記プリエバケーシ
ョンバルブ21と係合する想像線で示した開放作動位置ま
で移動させることができるようにしている。

そして、各プリエバケーションカム40〜42の円周方向
長さは、相互に隣接した複数個の、例えば３つのプリエ
バケーションバルブ21が１つのプリエバケーションカム
に同時に係合できる長さとなっており、全プリエバケー
ションカム40〜42の合計円周方向長さは、ガス詰め充填
装置の運転速度が最高速となった場合であっても、容器
10内を充分に真空状態とすることができる時間だけプリ
エバケーションバルブ21とプリエバケーションカム40〜
42との係合を維持できる長さに設定している。

また、上記３つのプリエバケーションカム40〜42の下
流側となる上記Ｃ区間の入口部分には、上記カムレバー
14に係合してこれを作動させ、それによって上記ガスバ
ルブ12および液バルブ８を開放させるバルブ開放手段46
を配設するとともに、そのＣ区間の出口部分には、上記
カムレバー14を作動させてガスバルブ12および液バルブ
８を閉鎖させるバルブ閉鎖手段47を設けている。

上記バルブ開放手段46は、上記カムレバー14に係合可
能なカム部材から構成され、ソレノイド48によって上記
カムレバー14に係合してガスバルブ12および液バルブ８
を開放させる開放作動位置と、それらを開放させない非
作動位置とに移動可能に設けてあり、かつ上記ソレノイ
ド48も上述した制御装置によって制御されるようになっ
ている。そしてこのバルブ開放手段46に対し、上記バル
ブ閉鎖手段47は所定位置に配設固定している。

さらに、上記Ｄ区間にはトッピングバルブ25に係合し
てこれを開放する固定カム49を、またＥ区間にはスニフ
トバルブ27に係合してこれを開放する固定カム50をそれ
ぞれ配設している。

以上の構成において、ガス詰め充填装置の運転開始寸
前の状態では、上記ガスバルブ12と液バルブ８はアーム
13により降下されてガス通路７と充填液通路５をそれぞ
れ閉鎖し、またカム機構43の各プリエバケーションカム
40〜42およびバルブ開放手段46は、第１図の実線で示す
ようにそれぞれ非作動位置に位置している。

そして、上記プリエバケーションカム40〜42が非作動
位置に位置することによって、全てのプリエバケーショ
ンバルブ21はそれぞれプリエバケーション通路20を閉鎖
しており、したがってプリエバケーション通路20内の真
空圧は所要の大きさの真空圧に維持されている。

この状態からガス詰め充填装置の運転を開始すると、
コンベヤ35上の容器10がタイミングスクリュウ36および
供給側スターホイル31を介して図示しない昇降テーブル
上に供給され、その容器10が上記Ａ区間において昇降テ
ーブルにより上昇されると、ガイドコーン30によってセ
ンタリングされつつびん口パッキン29に圧着され、これ
により容器10内が密封されると同時にベントチューブ６
の下端部が相対的に容器10内に挿入される。

図示しない制御装置は、容器10が供給されたことをセ
ンサ45で検出すると、ガス詰め充填装置の運転速度から
その先頭の容器10が上記Ａ区間からＢ区間に移行して第
１プリエバケーションカム40に近接するタイミングを検
出し、その容器10が第１プリエバケーションカム40に近
接するとソレノイド44を励磁して第１プリエバケーショ
ンカム40を前進させる。

これによりプリエバケーションバルブ21がその第１プ
リエバケーションカム40に係合して開放されるので、容
器10内の空気は充填液通路５とプリエバケーション通路
20および負圧室22を介して図示しない負圧源に吸引排出
される。先頭の容器10がひき続き第２プリエバケーショ
ンカム41、第３プリエバケーションカム42に順次近接す
るとそのつど制御装置はソレノイド44を励磁して第２プ
リエバケーションカム41、第３プリエバケーションカム
42をその順に前進させ、プリエバケーションバルブ21に
係合させるようになる。

しかるに、前述したように、上記各プリエバケーショ
ンカム40〜42の円周方向長さをそれぞれ隣接した３つの
プリエバケーションバルブ21が同時に係合できる長さに
設定しているので、先頭の容器10が各プリエバケーショ
ンカム40〜42に係合した際には、それよりも前の容器の
供給されていない２つのプリエバケーションバルブ21も
各プリエバケーションカム40〜42に係合して大気に開放
されるようになるので、プリエバケーション通路20内の
真空圧が小さくなり、容器10内の空気を充分に排出でき
ない虞がある。

このため、上記制御装置は、ガス詰め充填装置の運転
開始時には、先頭の容器10を含めて内部の空気が充分に
排出されていない虞のある所定本数の容器10が上記バル
ブ開放手段46の前方を通過する際にもそのバルブ開放手
段46を非作動位置に保持しておき、したがって各カムレ
バー14はそのバルブ開放手段46に係合することがないの
で、この後のガスバルブ12および液バルブ８の開放動作
が行なわれずに充填液の充填が防止される。

上記各プリエバケーションカム40〜42に対して、それ
ぞれ連続した３本の容器10が供給されれば、各プリエバ
ケーションカム40〜42によって同時に開放されるプリエ
バケーション通路20は全て容器10内に連通するので、上
記プリエバケーション通路20内の真空圧は所定値以上に
維持されるようになる。

したがって上記制御装置は、先頭の容器を含めて所定
本数の容器10が上記バルブ開放手段46の前方を通過した
ら、ソレノイド48を励磁してバルブ開放手段46を非作動
位置から開放作動位置に移動させ、それ以後の各カムレ
バー14を順次バルブ開放手段46に係合させる。

上記カムレバー14がバルブ開放手段46に係合されて作
動されると、アーム13が上昇されてガスバルブ12が開放
され、タンク２内の圧力ガス3bがガス通路７を介して容
器10内に流入される。そして容器10内に圧力ガス3bが導
入されてその内部の圧力とタンク２内の圧力との差が小
さくなると、ばね９の弾撥力によりベントチューブ６が
上昇されて液バルブ８が開放され、これによりタンク２
内の充填液3aは充填液通路５内を流下し、下方のスプレ
ッダ11で容器10の内周面に向けて案内されながら容器10
内に充填される。

容器10内に充填された充填液3aがベントチューブ６の
開口すなわちガス通路７の下端を閉鎖すると、容器10内
の圧力ガスが外部に逃げられなくなるので、充填液通路
５から容器10内への充填液3aの充填が終了する。この時
点では、容器10内の充填液3aはベントチューブ６の下端
よりも上方まで充填されており、またこの状態となる
と、上記カムレバー14がバルブ閉鎖手段47に係合して元
の位置に復帰され、アーム13が下降されてガスバルブ12
と液バルブ８とを閉鎖する。

次に容器10がＤ区間に移動すると、トッピングバルブ
25が固定カム49によって開放されるので、ガス通路23内
の圧力ガスがトッピング通路24、プリエバケーション通
路20および充填液通路５を介して容器10内の上部空間に
供給される。この圧力ガスの圧力はタンク２内の圧力ガ
ス3bの圧力よりも高いので、ベントチューブ６の下端開
口を越えてその上方位置まで充填されていた充填液3aは
圧力ガスの圧力によりベントチューブ６の下端開口から
ガス通路７内に押出され、ガスバルブ12に設けた逆止弁
15を開放してタンク２内に排出され、これにより容器10
内の充填液3aの液面高さが一定に揃えられる。

さらに容器10がＥ区間に移動してスニフトバルブ27が
固定カム50により開放されると、容器10内の上部空間に
残留したガスが充填液通路５とスニフト通路26とを介し
て徐々に外部に流出し、容器10内の上部空間のガスの圧
力が低下する。そして容器10がＦ区間に移動すると、昇
降テーブルの下降にもとなって元の高さ位置まで降下さ
れ、さらに排出側スターホイル32によって昇降テーブル
上からキャッパ33内に供給される。

この後、キャッパ33によってキャッピングが施された
容器10は、排出側スターホイル34を介してコンベヤ37上
に排出される。そして、充填液が充填されていない先頭
の容器10から所定本数の容器は、リジェクタ38のレベル
チェッカによって検出され、そのリジェクタ38によって
上記コンベヤ37上から外部に排出される。

次に、ガス詰め充填装置の運転終了時においては、最
後の容器よりも後方の容器の供給されていない２つのプ
リエバケーションバルブ21が各プリエバケーションカム
40〜42に係合して大気に開放されるようになる。したが
ってこの場合には、上記制御装置は最後の容器を含めた
所定本数の容器10が上記バルブ開放手段46の前方を通過
する際に、そのバルブ開放手段46を上記開放作動位置か
ら非作動位置に移動させるようになる。

そして最後の容器が第１プリエバケーションカム40を
通過したら、上記制御装置はソレノイド44を消勢してそ
の第１プリエバケーションカム40を開放作動位置から非
作動位置に復帰させ、同様に最後の容器が他の各プリエ
バケーションカム41、42を通過する度に順次ソレノイド
44を消勢して各プリエバケーションカム41、42を非作動
位置に復帰させるようになる。

さらにまた、上記ガス詰め充填装置の運転中に、バル
ブ開放手段46を開放作動位置から非作動位置に移動させ
る状態として、連続して供給される容器10の間の容器が
例えば１本欠けた状態が挙げられる。この場合には、欠
けた容器の前後の容器に対して真空圧の低下が発生する
恐れがあるので、欠けた容器の前後の所定本数の容器に
対して上記バルブ開放手段46を非作動位置に移動保持さ
せるようにすればよい。

なお、上記実施例では真空圧が所定値以下となるよう
な状態、すなわち運転開始時や運転終了時等を予め設定
し、その際にバルブ開放手段46を非作動位置に移動させ
るようにしているが、実際にプリエバケーション通路20
内の真空圧を検出し、その値が所定値以下となったらバ
ルブ開放手段46を非作動位置に移動させるようにするこ
とも可能である。

また、プリエバケーションカム40〜42を単一物から構
成してそれを固定位置に設けてもよく、また第１図の想
像線で示すように、リジェクタ38′を排出側スターホイ
ル32の途中に設け、上記制御装置によりそのリジェクタ
38′を作動させて充填液の充填されていない空の容器を
外部に排出するようにしてもよい。この場合にはレベル
チェッカを省略でき、また空の容器にキャッピングが施
されるのも防止できる。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、真空圧が所定値以下
となって不良容器が発生したとしても、その不良容器内
に充填液が充填されることを防止できるので、充填液の
無駄を省略す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】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はガス
詰め充填装置の要部の断面図である。 １……回転体、3a……充填液 3b……圧力ガス、４……充填機構 ５……充填液通路、７……ガス通路 ８……液バルブ、10……容器 12……ガスバルブ、14……カムレバー 20……プリエバケーション通路 21……プリエバケーションバルブ 40、41、42……プリエバケーションカム 45……センサ 46……バルブ開放手段 47……バルブ閉鎖手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体の外周部等間隔位置に設けられ、そ
   の回転体の回転に伴なって移動される複数個の充填機構
   と、 各充填機構毎に設けられ、容器内の空気を排出するプリ
   エバケーション通路を開閉するプリエバケーションバル
   ブと、容器内に不活性ガスを供給するガス通路を開閉す
   るガスバルブと、容器内に充填液を供給する充填液通路
   を開閉する液バルブと、 上記充填機構の移動軌跡に近接した位置にそれぞれ設け
   られ、隣接した複数の充填機構のプリエバケーションバ
   ルブに係合してそれらを同時に開放させるプリエバケー
   ションカムと、このプリエバケーションカムの下流側に
   配置され、上記ガスバルブおよび液バルブを開放させる
   バルブ開放手段と、このバルブ開放手段の下流側に配置
   され、上記ガスバルブおよび液バルブを閉鎖させるバル
   ブ閉鎖手段とを備えたガス詰め充填装置において、 上記バルブ開放手段を上記ガスバルブおよび液バルブを
   開放させる開放作動位置と、それらを開放させない非作
   動位置とに移動可能に設け、上記プリエバケーション通
   路内の真空圧が所定値以下となったことを検出して、又
   は上記真空圧が所定値以下となるような予め定めた状態
   を検出して、上記バルブ開放手段を非作動位置に移動さ
   せることを特徴とするガス詰め充填装置。
2. 【請求項２】上記予め定めた状態が、運転開始時と運転
   終了時であって、それぞれ最初の又は最後の所定本数の
   容器に対して、上記バルブ開放手段を非作動位置に移動
   保持させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のガス詰め充填装置。
3. 【請求項３】上記予め定めた状態が、連続して供給され
   るべき容器が欠けた状態であって、その供給されるべき
   容器の前後の所定本数の容器に対して、上記バルブ開放
   手段を非作動位置に移動保持させることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載のガス詰め充填装置。