JP4501281B2

JP4501281B2 - 兼用型充填装置

Info

Publication number: JP4501281B2
Application number: JP2001020094A
Authority: JP
Inventors: 健一塚野; 勝則谷川; 政彰枝
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2002225988A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、容器内を密封した状態で液体の充填を行う充填装置に係り、特に、トップオープン缶のように大きい開口を有する肩部のない容器（以下、第１種容器と呼ぶ）と、ＰＥＴボトルやリシール缶やボトル缶等のキャップで再封できる缶あるいはびん等のような肩部を有するボトル型の容器（以下、第２種容器と呼ぶ）とに兼用可能な兼用型充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
充填装置は一般に、バルブボディの内部に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブとを有する充填バルブを備えており、前記液バルブを開放して充填液通路から容器内に充填液を注入するようになっている。この充填装置によって、容器内に炭酸ガス入り飲料を充填する場合には、容器の上端開口部を密閉する必要があるため、例えば、前記充填バルブに円筒状の昇降部材を設け、さらに、この昇降部材に、容器の上端開口部を案内するセンタリングガイドと、その上端開口部を密封するパッキンとを取付け、このパッキンを容器の上端開口部全周に圧着させ容器内を密封した状態にして、前記炭酸ガス飲料を充填するようにしている。
【０００３】
肩部のないトップオープン缶等の第１種容器と、肩部を有するボトル型の第２種容器とは、口部（上端開口部）の口径が異なっているので、前記のような炭酸ガス入り飲料等を充填する充填装置をこれら両タイプの容器に兼用するためには、容器内を密封するためのパッキンおよびセンタリングガイドと、これらパッキンおよびセンタリングガイドが取り付けられている円筒状の昇降部材とを交換しなければならない。
【０００４】
容器の開口部を密封するパッキンとセンタリングガイドが取り付けられた円筒状の昇降部材を交換可能にした充填装置は従来から知られている（実開昭６３−６４６９８号公報）。
【０００５】
前記公報（実開昭６３−６４６９８号公報）に記載された充填装置では、円筒状の昇降部材（この公報ではシール部材保持具）の下端にパッキン（この公報ではシール部材）を保持するセンタリングガイドを取付け、これらを一体的に交換するようになっている。前記シール部材保持具は上端が、気密を保持してバルブ本体に固定された保持筒内に収容され、パッキン筺に保有されたパッキンによって外面側の気密が保持されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載された充填装置の構成では、昇降部材（シール部材保持具）およびパッキン（シール部材）を交換する際には、パッキン筺を取り外さなければならず作業に手間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、昇降部材およびパッキンを簡単な操作で交換することができ、かつ、確実に容器内を密封することができる兼用型充填装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る兼用型充填装置は、バルブボディ内に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、液バルブの内部に形成された排気通路と、前記バルブボディの外周に昇降かつ着脱可能に嵌装した筒状の昇降部材と、この昇降部材に取付けられ、液体が充填される容器の上端開口部に当接するパッキンとを有する充填バルブを備えており、肩部を有しない第１種容器に充填をする際には、バルブボディの外周面を気密にシールするシール部材を取り付けた昇降部材を装着して、容器の開口部に当接した前記パッキンとこのシール部材とにより容器内を密封し、肩部を有する第２種容器に充填する際には、前記バルブボディに当接可能なパッキンを取り付けた昇降部材を装着して、このパッキンを容器の開口部とバルブボディとに当接させて容器内を密封するようにしたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の兼用型充填装置は、前記液バルブを開閉させる駆動手段と、液バルブを流れる充填量を検出する流量計を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る充填装置では、肩部のない第１種容器用のパッキンが取り付けられた昇降部材と、肩部を有するボトル型の第２種容器用のパッキンが取り付けられた昇降部材とを簡単に交換することができ、しかも、容器内を確実に密封して充填を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る兼用型充填装置に設けられた充填バルブ（全体として符号１で示す）を示す縦断面図であり、図１は、肩部のないトップオープン型の缶等の第１種容器Ａ用の容器口パッキンユニット２Ａを装着した場合、図２は、肩部Ｂｂを有するボトル型の第２種容器Ｂ用の容器口パッキンユニット２Ｂを装着した場合をそれぞれ示す。
【００１２】
この実施の形態に係る兼用型充填装置の充填バルブ１は、回転体５８（後に説明する図３参照）の外周寄りに円周方向等間隔で複数設けられており、各充填バルブ１は、バルブボディ４の内部に充填液通路６が形成され、図示しない充填液タンクから給液管８を介して供給される充填液が、この充填液通路６を通って前記第１種容器Ａまたは第２種容器Ｂ内に注入されるようになっている。また、前記給液管８には、容器Ａ、Ｂ内に充填される液量を計測する流量計１０が設けられている。
【００１３】
前記バルブボディ４内に形成された充填液通路６の内部に液バルブ１２が上下動可能に設けられており、この液バルブ１２が上昇すると前記充填液通路６が開放して容器Ａ、Ｂ内への液体の充填が行われ、液バルブ１２が下降して充填液通路６の下部内面に形成された弁座１４に着座すると、充填液通路６が閉塞されて充填が停止する。
【００１４】
前記液バルブ１２は、バルブボディ４の上部内に設けられた液バルブ作動用シリンダ（駆動手段）１６によって作動される。この液バルブ作動用シリンダ１６は、バルブボディ４の上部に形成された空間内に、ピストン１８がＯリング２０を介して上下に摺動可能に嵌合しており、このピストン１８によって前記上部空間内を上下二つの圧力室２２、２４に区画している。両圧力室２２、２４は、それぞれエア導入口２６、２８を介して図示しないエア供給源に接続されており、いずれか一方の圧力室２２、２４にエアを導入することによりピストン１８が上下動する。このピストン１８は前記液バルブ１２に連結されており、ピストン１８が上下動することにより液バルブ１２が昇降して充填液通路６を開閉する。なお、３０は、摺動部を有する液バルブ作動用シリンダ１６側と充填液通路６側とを遮断するダイアフラムである。
【００１５】
前記液バルブ１２の内部を貫通して排気通路１３が形成されており、この排気通路１３の下端部内にベントチューブ１５Ａ（図１参照）または１５Ｂ（図２参照）が挿入されている。ベントチューブ１５Ａ、１５Ｂの下端部外周面には、充填する際に充填液通路６を流下してきた液体を拡散させて容器Ａ、Ｂの内面に沿わせるようにしたスプレッダ１５Ａａ、１５Ｂａが設けられている。これらベントチューブ１５Ａ、１５Ｂは、着脱可能になっており、容器Ａ、Ｂの形状に応じて取り外して交換する。
【００１６】
バルブボディ４の下部には、前記容器口パッキンユニット２Ａ、２Ｂが摺動自在に嵌合する大径部４ａと、この大径部４ａの下方に連続する小径部４ｂとが形成されている。さらに、小径部４ｂの下端には、肩部Ｂｂを有するボトル型の第２種容器Ｂ用のパッキン３２（図２参照）の上面が圧着されるストッパ部４ｃが設けられている。
【００１７】
バルブボディ４の下部に形成された前記大径部４ａの外周に容器口パッキンユニット２Ａまたは２Ｂが昇降可能に嵌装される。図１に示す容器口パッキンユニット２Ａは、トップオープン缶等の第１種容器Ａに用いるもので、全体がほぼ同径の円筒状をした昇降部材３４Ａを有している。この昇降部材３４Ａの内周面のバルブボディ４への摺動部にはシール部材３６が嵌着されて、バルブボディ４との間の気密を保持している。
【００１８】
昇降部材３４Ａの下端には、容器Ａのセンタリングを行うセンタリングガイド３８が固定されている。このセンタリングガイド３８は、内周面が上方に向かって次第に小径となっており、容器口パッキンユニット２Ａの下降（または容器Ａの上昇）によって、容器Ａが昇降部材３４Ａ内に嵌入する際に、その容器Ａのセンタリングを行う。さらに、このセンタリングガイド３８の上部内周側に、容器口（容器Ａの上端開口部）Ａａに密着してこの容器Ａ内を密封するパッキン（容器口パッキン）４０が取付けられている。このパッキン４０が装着されている昇降部材３４Ａの下端部内周面は、前記バルブボディ４の小径部４ｂの外径よりも大径になっており、昇降部材３４Ａの昇降時に、バルブボディ４の小径部４ｂが通過できるようになっている。
【００１９】
前記センタリングガイド３８およびパッキン４０が取り付けられている昇降部材３４Ａは、昇降手段（この実施の形態ではエアシリンダ４２）によって昇降される。前記バルブボディ４の側面に円筒状のガイド筒４４が固定され、このガイド筒４４内に昇降ロッド４６が昇降自在に支持されている。この昇降ロッド４６の下端には、連結部材４８を介して前記容器口パッキンユニット２Ａの昇降部材３４Ａが着脱可能に取り付けられている。この実施の形態では、連結部材４８の環状部４８ａ内に昇降部材３４Ａの上端部が螺合されて取り付けられている。一方、昇降ロッド４６の上端は、前記エアシリンダ４２のピストンロッド４２ａに連結されており、エアシリンダ４２の作動により昇降ロッド４６を介して前記昇降部材３４Ａが昇降する。なお、容器口パッキンユニット２Ａ、２Ｂの取付けは、ねじによるものに限らず、クランプ等その他の方式により取り付けることもできる。
【００２０】
昇降ロッド４６の下端に取り付けられた連結部材４８には、カムフォロア５０が固定されており、このカムフォロア５０が図示しないカムに係合することによって、この連結部材４８に螺合されている容器口パッキンユニット２Ａまたは２Ｂを昇降させることができる。
【００２１】
また、図２に示す容器口パッキンユニット２Ｂは、ボトル型の第２種容器Ｂに用いるもので、前記バルブボディ４の大径部４ａの外周に嵌合して摺動する大径円筒部３４Ｂａと、テーパ部を介してその下方に設けられた小径円筒部３４Ｂｂとを有する昇降部材３４Ｂを備えている。この昇降部材３４Ｂの下端部内周面には、エアリフタ５６付きの容器プレート５４（図３参照）によって上昇する容器Ｂの口部Ｂａを案内するセンタリングガイド５２が形成されている。また、昇降部材３４Ｂの小径円筒部３４Ｂｂの上部内面には、容器口（容器の上端開口部）Ｂａおよび前記バルブボディ４のストッパ部４ｃの両者に密着してこの容器Ｂ内を密封するパッキン（容器口パッキン）３２が取付けられている。
【００２２】
前記容器プレート５４は各充填バルブ１の下方にそれぞれ設けられており、これら各容器プレート５４について図３により説明する。これら容器プレート５４はそれぞれエアリフタ５６により昇降される。各容器プレート５４を昇降させるエアリフタ５６は、前記回転体５８の外周部に形成された貫通孔５８ａ内に昇降可能に支持されたシリンダ６０と、回転体５８の下部側に直立して固定されたロッド６２とを備えており、このロッド６２の外周に、シール部材６４を介して前記シリンダ６０が気密を保持して嵌合している。シリンダ６０の内部上方にエア圧力室６６が形成されており、この圧力室６６内に、前記ロッド６２に形成されたエア通路６２ａを介してエアが供給または排出される。これらシリンダ６０の上端に前記容器プレート５４が取り付けられており、エア圧力室６６内にエアを導入すると、シリンダ６０および容器プレート５４が上昇し、エアを排出するとシリンダ６０および容器プレート５４が下降する。
【００２３】
前記回転体５８に設けられたエアリフタ５６の回転経路の内周側に環状の昇降カム６８が配置されており、前記シリンダ６０内の圧力室６６にエアを導入すると、シリンダ６０が上昇し、その外面に固定されたカムフォロア７０が昇降カム６８の下面側に形成されたカム面６８ａに押し付けられる（図３（ａ）参照）。そして、回転体５８の回転に伴い、カムフォロア７０が前記昇降カム６８のカム面６８ａに沿って移動することにより、その形状に応じてシリンダ６０および容器プレート５４が昇降する。また、シリンダ６０内にエアを導入しないときには、シリンダ６０および容器プレート５４が最も低い位置まで下降し、カムフォロア７０は昇降カム６８のカム面６８ａに接触しないようになっている（図３（ｂ）参照）。
【００２４】
この充填装置によってボトル型の第２種容器Ｂに液体の充填を行う場合には、エアリフタ５６の圧力室６６にエアを導入して容器プレート５４を常に上方へ付勢しておき、昇降カム６８によってカムフォロア７０を強制的に下降させることにより容器プレート５４を昇降させる。また、トップオープン缶等の第１種容器Ａに充填を行う場合には、前記容器プレート５４を昇降させるエアリフタ５６の圧力室６６にエアを供給せず、シリンダ６０のカムフォロア７０が昇降カム６８に当たらない位置まで下降させておく（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
前記構成の充填バルブ１を備えた兼用型充填装置の作動について説明する。先ず、図１により肩部のないトップオープン缶等の第１種容器Ａに充填する場合について説明する。第１種容器Ａに充填を行う場合には、円筒状の昇降部材３４Ａを有する容器口パッキンユニット２Ａを連結部材４８に取り付ける。また、容器プレート５４のエアリフタ５６にエアを供給せず、容器プレート５４を下降した状態にしておく。そして、この実施の形態では、エアシリンダ４２にエアを導入して容器口パッキンユニット２Ａを常時下降させた状態にしておき、前記容器プレート５４に容器Ａを供給する際および排出する際に、図示しないカムによりカムフォロア５０を押し上げて容器口パッキンユニット２Ａを上昇させるようになっている。
【００２６】
前記のように容器口パッキンユニット２Ａをカムによって押し上げた状態の時に容器プレート５４上に第１種容器Ａを供給する。その後、カムにより上昇される区間を通過すると、エアシリンダ４２の押圧力によって容器口パッキンユニット２Ａが下降し、パッキン４０が容器Ａの上端開口部Ａａに圧着される。このパッキン４０と、昇降部材３４Ａの内面に嵌着されてバルブボディ４との間の気密を保持するシール部材３６とによって、容器Ａ内が密封される。
【００２７】
次に、液バルブ作動用シリンダ１６の下方圧力室２４にエアを導入して液バルブ１２を上昇させる。充填液タンク（図示せず）から給液管８を介して供給された液体が、流量計１０によって計量され、充填液通路６を通って流下する。液バルブ１２と弁座１４との間を通過した液体は、ベントチューブ１５Ａのスプレッダ１５Ａａによって外方へ広がり、容器Ａの内面に沿って流入して充填される。液体が容器Ａ内に充填されるとともに、密封された容器Ａ内に残留しているエアは、排気通路１３から排出される。流量計１０の検出値が所定量に達すると、液バルブ作動用シリンダ１６の上方の圧力室２２にエアを導入して液バルブ１２を下降させて充填液通路６を閉じ、充填を終了する。
【００２８】
一方、肩部Ｂｂを有するボトル型の第２種容器Ｂに充填を行う場合には、前記第１種容器Ａ用の容器口パッキンユニット２Ａを連結部材４８から取り外し、別の第２種容器Ｂ用の容器口パッキンユニット２Ｂを取り付ける。第１種容器Ａから第２種容器Ｂへの切換えは、パッキン４０が取り付けられている昇降部材３４Ａを連結部材４８から外し、他の昇降部材３４Ｂをバルブボディ４の大径部４ａに嵌合させて連結部材４８に連結するだけなので、極めて簡単な操作でしかも短時間で切り換えることができる。また、その逆の切り換えも極めて簡単に行うことができる。さらに、液バルブ１２に取り付けられている第１種容器Ａ用のベントチューブ１５Ａを外して、第２種容器Ｂ用のベントチューブ１５Ｂに交換する。
【００２９】
第２種容器Ｂに充填を行う場合には、エアシリンダ４２により昇降ロッド４６を上昇させ、容器口パッキンユニット２Ｂの昇降部材３４Ｂの下部内面に取り付けられているパッキン３２の上面を、バルブボディ４の下端のストッパ４ｃに当接させておく。
【００３０】
第２種容器Ｂは、前述のようにベントチューブ１５Ｂを容器Ｂ内に挿入して充填を行うため、前記容器プレート５４をエアリフタ５６によって昇降させて充填を行うようになっており、容器プレート５４の下降位置で容器Ｂを供給し、その後、容器プレート５４を上昇させる。容器プレート５４の上昇によって容器Ｂが上昇し、その口部Ｂａがセンタリングガイド５２に案内され上方のパッキン３２の下面に圧接されるとともに、このパッキン３２の上面はバルブボディ４のストッパ４ｃに圧接されることにより、容器Ｂ内が密封される。前記のように、バルブボディ４の下部に小径部４ｂを形成し、その小径部４ｂの下端面にストッパ４ｃを設けたので、一つのパッキン３２で、容器Ｂ側とバルブボディ４側の両方を同時に密封することができる。
【００３１】
容器Ｂ内を密封した後、前記第１種容器Ａの場合と同様にして充填を行う。充填中の流量を流量計１０により測定し、所定量の充填が行われた後、液バルブ１２を閉じて充填を終了する。
【００３２】
なお、前記実施の形態では、第２種容器Ｂに充填を行う際には、容器口パッキンユニット２Ｂを上昇させて、パッキン３２をバルブボディ４のストッパ４ｃに当接させた状態のまま充填を行うようにしたが、必ずしも容器口パッキンユニット２Ｂを常に上昇させておく場合に限らず、自由に昇降できる状態にして自重で下降させておくようにしても良い。この場合には、容器プレート５４の上昇によって上昇してきた容器Ｂの口部Ｂａによってパッキン３２を押し上げ、このパッキン３２の上面をバルブボディ４のストッパ４ｃに圧接させることにより容器Ｂ内を密封する。また、前記実施の形態に係る充填装置は、炭酸飲料の充填に限るものではなく、容器内を密封した状態で充填を行う液体に適用できることはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バルブボディ内に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、液バルブの内部に形成された排気通路と、前記バルブボディの外周に昇降かつ着脱可能に嵌装した筒状の昇降部材と、この昇降部材に取付けられ、液体が充填される容器の上端開口部に当接するパッキンとを有する充填バルブを備えた充填装置において、肩部を有しない第１種容器に充填をする際には、バルブボディの外周面を気密にシールするシール部材を取り付けた昇降部材を装着して、容器の開口部に当接した前記パッキンとこのシール部材とにより容器内を密封し、肩部を有する第２種容器に充填する際には、前記バルブボディに当接可能なパッキンを取り付けた昇降部材を装着して、このパッキンを容器の開口部とバルブボディとに当接させて容器内を密封するようにしたので、パッキンが取り付けられている昇降部材を簡単な作業で交換することができ、かつ、確実に容器内を密封して充填を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る兼用型充填装置を、肩部のないトップオープン缶等の第１種容器に適用した場合の充填バルブを示す縦断面図である。
【図２】前記兼用型充填装置を、肩部のあるボトル型の第２種容器に適用した場合の充填バルブを示す縦断面図である。
【図３】容器プレートの作動を説明する図であり、（ａ）は第２種容器に適用した場合、（ｂ）は第１種容器に適用した場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
Ａ第１種容器
Ａａ第１種容器の開口部
Ｂ第２種容器
Ｂａ第２種容器の開口部
Ｂｂ第２種容器の肩部
１充填バルブ
４バルブボディ
６充填液通路
１０流量計
１２液バルブ
１３排気通路
１６駆動手段
３２第２種容器用のパッキン
３４Ａ第１種容器用の昇降部材
３４Ｂ第２種容器用の昇降部材
３６シール部材
４０第１種容器用のパッキン

Claims

バルブボディ内に形成された充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、液バルブの内部に形成された排気通路と、前記バルブボディの外周に昇降かつ着脱可能に嵌装した筒状の昇降部材と、この昇降部材に取付けられ、液体が充填される容器の上端開口部に当接するパッキンとを有する充填バルブを備えた充填装置において、
肩部を有しない第１種容器に充填をする際には、バルブボディの外周面を気密にシールするシール部材を取り付けた昇降部材を装着して、容器の開口部に当接した前記パッキンとこのシール部材とにより容器内を密封し、肩部を有する第２種容器に充填する際には、前記バルブボディに当接可能なパッキンを取り付けた昇降部材を装着して、このパッキンを容器の開口部とバルブボディとに当接させて容器内を密封することを特徴とする兼用型充填装置。
前記液バルブを開閉させる駆動手段と、液バルブを流れる充填量を検出する流量計を設けたことを特徴とする請求項１に記載の兼用型充填装置。