JP6856428B2 - 滴下装置 - Google Patents

Description

本発明は、充填システムにおいて製品液の充填後の容器のヘッドスペースに液体窒素を滴下するのに好適な滴下装置に関する。

飲料等の製品液を容器に充填した製品を製造する際に、製造液の種類によっては、搬送経路上で充填機により容器に製品液を充填した後に、容器内に液体窒素を滴下することにより容器内部のヘッドスペースを窒素に置換することがある。液体窒素を滴下するには、製品液が充填された容器の開口が滴下位置を通過する時にのみ、液体窒素を滴下するノズルを開けばよい。

この滴下方法において、特許文献１は、滴下量を連続的かつ高精度に調整可能な液体滴下装置を提案する。

特開２０１１−１１１１６１号公報

飲料を製造する場合には、複数の容器を搬送経路に沿って搬送しながら製品液を充填し、その後に液体窒素を滴下する。しかし、本発明者らの検討によると、例えば特許文献１にしたがって滴下する量を高精度に調整したとしても、それぞれの容器のヘッドスペースに実際に滴下された液体窒素の量にはばらつきがあった。つまり、それぞれの容器に対してノズルから吐出される液体窒素の量を等しくしても、容器のヘッドスペースを置換する液体窒素の量がばらつくことがある。

以上より、本発明は、それぞれの容器のヘッドスペースに実際に滴下された量を等しくできる滴下装置を提供することを目的とする。

本発明の滴下装置は、上流側から下流側に向けた搬送経路に沿って、製品液が充填された複数の容器を搬送する搬送部と、搬送経路上の滴下位置を順番に通過する容器のヘッドスペースに向けて置換流体を滴下する滴下部と、を備える。
本発明は、搬送部において、上流側から滴下位置に達するまでの容器の搬送速度をＶ１、滴下位置を容器が通過する間の容器の搬送速度をＶ２、滴下位置を通過してから下流側に向けた容器の搬送速度をＶ３とすると、それぞれの容器が滴下位置を通過する搬送速度Ｖ２が等しく、かつ、搬送速度Ｖ１及び搬送速度Ｖ３が搬送速度Ｖ２よりも速い、ことを特徴とする。

本発明の搬送部は、複数の容器のそれぞれの搬送速度を制御することができる。

本発明の滴下部は、容器が滴下位置を通過する間に置換流体を滴下することができる。

本発明は、搬送部が、滴下位置より上流側に設けられる、容器の搬送が停止される第一停止位置まで、所定数のグループの単位で複数の容器を搬送し、次いで、第一停止位置から滴下位置に向けて、搬送が停止されていたグループに属する容器を１つずつ順番に搬送速度Ｖ１で搬送し、滴下部が、１つずつ順番に搬送される容器が滴下位置を通過するたびに、置換流体を滴下することができる。

さらに本発明の搬送部は、滴下位置よりも下流側に設けられる、容器の搬送が停止される第二停止位置まで、滴下位置を通過した容器を順番に搬送速度Ｖ３で搬送することができる。

また本発明は、第一停止位置において、製品液を充填する充填部と、第二停止位置において、置換流体が滴下された容器の開口を閉じる打栓部と、を備えることができる。

本発明は、上流側から滴下位置に達するまで、複数の容器を一定の搬送速度Ｖ１で連続的に搬送し、滴下位置を容器が通過する間を搬送速度Ｖ２で搬送し、滴下位置を通過してから下流側に向けて、複数の容器を一定の搬送速度Ｖ３で連続的に搬送することができる。
さらに本発明は、一定の搬送速度Ｖ１で連続的に搬送される複数の容器に製品液を充填する充填部と、一定の搬送速度Ｖ３で連続的に搬送される複数の容器の開口を閉じる打栓部と、を備えることができる。

本発明によれば、搬送される複数の容器の搬送速度や位置を個別に調整することができるので、個々の容器のヘッドスペースに実際に滴下された量を等しくすることができる。

第１実施形態の充填システムの特徴部分を簡略化して示すものである。 第１実施形態の充填システムの動作を示す側面図であり、（ａ）〜（ｇ）は、経過時間に従っている。 第１実施形態の類似例の充填システムの動作を示す側面図であり、（ａ）〜（ｅ）は、経過時間に従っている。 工程ごとの搬送体の速度を示すグラフである。 複数の搬送体の速度を示すグラフである。 他の実施形態を示す平面図である。 さらに他の実施形態を示す平面図である。

〔第１実施形態〕
以下、添付図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態は、本発明の滴下装置を充填システム１に適用したものである。

第１実施形態に係る充填システム１は、図１に示すように、容器６０を搬送する搬送部としてリニア搬送機１０と、搬送される容器６０に飲料等の製品液Ｌを充填する充填部２０と、製品液Ｌを充填した容器６０に気化してヘッドスペース内の空気を追い出す置換流体である液体窒素Ｎを滴下する滴下部３０と、液体窒素Ｎを滴下した容器６０に蓋をする打栓部４０と、を備える。充填システム１は、リニア搬送機１０、充填部２０、滴下部３０及び打栓部４０の動作を制御する制御部５０を備える。

充填システム１は、所定数のグループの単位で搬送される複数の容器６０のそれぞれに、滴下部３０から滴下される液体窒素Ｎの量を等しくできる。ここでいう滴下される量とは、容器６０に向けて充填ノズル２１から吐出された量ではなく、容器６０のヘッドスペースに実際に滴下された量をいう。

充填システム１は、製品液Ｌを充填するときと容器６０密閉するときには、容器６０を停止するが、液体窒素Ｎを滴下するときは、容器６０を搬送しながら行う。充填システム１は、滴下部３０から液体窒素Ｎが滴下される過程において、それぞれの容器６０の搬送速度を等しくする。

以下、充填システム１の各要素について説明した後に、容器６０のヘッドスペースに液体窒素Ｎを滴下する手順について説明する。

なお、本実施形態において、図１に示すように、容器６０が搬送される方向を基準にして上流側α、下流側βが定義されるものとする。

また、本実施形態について、グループとして３つの容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの単位で搬送される例を説明するが、本発明はこれに限定されず、グループを構成する容器６０の数は任意に設定できる。

［リニア搬送機１０］
リニア搬送機１０は、容器６０を、上流側αから下流側βに向けて搬送する。

リニア搬送機１０は、図１に示すように、１つの容器６０をそれぞれが載せる複数の搬送体１１と、これらの搬送体１１が所定の経路で走行するようガイドするガイドレール１３と、を備えている。搬送体１１には永久磁石１２が設けられるとともに、ガイドレール１３に沿って電磁コイル１４が設けられることにより、リニア搬送機１０はリニアモータを備える。

リニア搬送機１０は、制御部５０の指示により、それぞれの搬送体１１の位置と搬送速度が独立して制御される。したがって、リニア搬送機１０は、それぞれの搬送体１１に載せられた容器６０の位置と搬送速度を任意に変えることができる。

リニア搬送機１０は、上流側αから順に、搬送経路上に充填位置１６、滴下位置１７及び密閉位置１８を備える。

充填位置１６は、容器６０に飲料等の製品液Ｌを充填する際に、容器６０が停止する第一停止位置である。

本実施形態では、図２（ａ）に示すように、３つの容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに製品液Ｌを充填する工程を同時に行うため、下流側から順に３つの充填位置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが隣接して設けられている。これらの充填位置１６に停止する容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、互いに均等な間隔が維持される。

充填位置１６より上流側αにおいて、容器６０を載せた複数の搬送体１１は、均等な間隔を保ちつつ移動及び停止を繰り返す。ただし、製品液Ｌを充填する容器６０を載せる搬送体１１は、充填位置１６に達すると停止する。

なお、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを区別する必要がない場合は、容器６０と表現することがある。充填位置１６、密閉位置１８においても同様である。

滴下位置１７は、容器６０に液体窒素Ｎが滴下される第二停止位置である。

液体窒素Ｎは、容器６０がこの滴下位置１７を通過する過程で滴下される。滴下位置１７は、図１に示すように、搬送されてきた容器６０が滴下を開始する滴下開始位置Ｓから滴下が終了する滴下終了位置Ｅを含んでいる。滴下開始位置Ｓと滴下終了位置Ｅは、容器６０のヘッドスペースに滴下される量、容器６０の搬送速度などに応じて任意に設定することができる。

充填位置１６Ａ〜１６Ｃで停止している容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、下流側から順に、１つずつ滴下位置１７まで搬送される。例えば、先行する容器６０Ａが、滴下位置１７において液体窒素Ｎの滴下が終了して滴下位置１７から下流側βの密閉位置１８に向けて移動すると、後続の容器６０Ｂが滴下位置１７まで搬送される。

密閉位置１８は、容器６０に蓋をして密閉する際に、容器６０が停止される位置である。滴下を終えて滴下位置１７から搬送される容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは密閉位置１８において停止され、密閉される。容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、滴下位置１７で滴下を終えるとそれぞれが順番に密閉位置１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃまで搬送される。充填位置１６と同様に、下流側から順に３つの密閉位置１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが隣接しており、図２（ｇ）に示すように、密閉位置１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにおいて、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは均等な間隔で停止される。

［充填部２０］
充填部２０は、リニア搬送機１０により搬送されてきた容器６０に、後述する充填ノズル２１から製品液の充填を行なう。

充填部２０は、図１に示すように、容器６０の開口部６２に向けて製品液Ｌを吐出する充填ノズル２１と、充填ノズル２１に供給する製品液を蓄える供給タンク２２と、供給タンク２２からそれぞれの充填ノズル２１に製品液を供給する供給管２３と、を備えている。

充填ノズル２１は、充填位置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応して３つの充填ノズル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが設けられている。この充填ノズル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、グループで搬送される容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの前後の間隔と同じ間隔で配列され、かつ、容器６０の搬送経路の上方に配置されている。後述する蓋チャック４１も同様である。

充填ノズル２１は、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが充填位置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに達する前には、制御部５０からの指示により閉が選択され、製品液Ｌの吐出を停止している。容器６０が充填位置１６に達すると、制御部５０からの指示により開が選択され、充填ノズル２１から製品液Ｌの吐出が行われる。

それぞれの充填ノズル２１又は供給管２３には図示を省略する開閉弁が設けられている。開閉弁は制御部５０からの指示により開又は閉が選択され、開のときにそれぞれの充填ノズル２１から製品液が吐出される。

［滴下部３０］
滴下部３０は、製品液が充填された容器６０のヘッドスペースに、液体窒素Ｎを滴下して、ヘッドスペース内の空気を窒素に置換する。

滴下部３０は、図１に示すように、１つの供給ノズル３１と、供給ノズル３１に供給する液体窒素Ｎを蓄える供給源３２と、供給源３２から供給ノズル３１に液体窒素Ｎを供給する供給管３３と、を備えている。

供給ノズル３１又は供給管３３には図示を省略する開閉弁が設けられている。開閉弁は制御部５０からの指示により開又は閉が選択され、開のときに供給ノズル３１から液体窒素Ｎが滴下される。

滴下部３０は、容器６０が滴下位置１７の滴下開始位置Ｓに達すると、制御部５０からの指示により、それまで閉じていたのを開いて供給ノズル３１から液体窒素Ｎの滴下を開始する。そして、滴下部３０は、容器６０が滴下終了位置Ｅを通過すると、制御部５０からの指示により、それまで開いていた開閉弁を閉じて、供給ノズル３１から液体窒素Ｎの滴下を終了する。つまり、滴下部３０は、容器６０が滴下開始位置Ｓに達してから滴下終了位置Ｅを通過するまでの間に、搬送される容器６０への液体窒素Ｎの滴下を継続する。

［打栓部４０］
打栓部４０は、滴下部３０により液体窒素Ｎが滴下された容器６０に蓋６１をして密閉する。

打栓部４０は、図１に示すように、容器６０の開口部６２に取り付ける蓋６１を把持する３つの蓋チャック４１と、蓋チャック４１を昇降可能に支持する支持シャフト４２と、蓋チャック４１を昇降させる駆動源４３と、を備える。

打栓部４０は、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが密閉位置１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに達すると、上方に配置されている蓋チャック４１を容器６０の開口部６２まで下降させて、開口部６２に蓋６１を取り付ける。

［充填システム１の動作］
次に、充填システム１の動作について、図２〜図５を参照して説明する。

この動作は、容器６０に製品液Ｌを充填する充填工程と、容器６０を充填位置１６から滴下位置１７に移動させる第一搬送工程と、液体窒素Ｎを容器６０のヘッドスペースに滴下する滴下工程と、容器６０を滴下位置１７から密閉位置１８に移動させる第二搬送工程と、容器６０に蓋６１を取り付けて密閉する密閉工程と、を有する。

充填工程が、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを１つのグループとして同時に行われるのに対して、滴下工程は容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれに行われる。本実施形態における特徴的な動作、つまり容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを同じ搬送速度で滴下位置１７を通過させる動作は、第一搬送工程、滴下工程及び第二搬送工程を通じて行われる。

［充填工程］
充填工程において、３つの容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに同時に製品液Ｌが充填される。
充填工程においては、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、充填位置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに停止する（図２（ａ）、図５（ａ））。制御部５０はノズル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが開くように指示する。充填部２０のノズル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから所定時間だけ製品液Ｌが吐出され、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの中に製品液Ｌが充填される。

容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃに製品液Ｌが充填されると、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ内の製品液Ｌよりも上方にヘッドスペースが存在する。

［第一搬送工程］
第一搬送工程において、製品液Ｌが充填された容器６０は、充填位置１６から滴下位置１７まで搬送速度Ｖ１で搬送される。

図２（ｂ）に示すように、充填位置１６Ａに停止していた容器６０Ａが、滴下位置１７まで搬送される。一方、容器６０Ｂ，６０Ｃについては、未だ充填位置１６Ｂ，１６Ｃに留まっている（図２（ｂ）、図５（ｂ））。

［滴下工程］
滴下工程において、滴下位置１７に到達した容器６０に液体窒素Ｎが滴下される。

図２（ｃ）に示すように、容器６０Ａが滴下位置１７に達すると、制御部５０が供給ノズル３１を開くように指示をする。滴下部３０の供給ノズル３１から吐出される液体窒素Ｎが所定時間だけ容器６０Ａの中に滴下される。

滴下された液体窒素Ｎは、気化してヘッドスペース内の空気を追い出す。これにより、製品液Ｌに空気中の酸素が取り込まれて製品液Ｌの品質が低下するのを回避できる。

一方、容器６０Ｂは、容器６０Ａに液体窒素Ｎが滴下されるのに伴って、容器６０Ａと同様に、滴下位置１７に搬送されるが、容器６０Ｃは、未だ充填位置１６Ｃに留まっている（図２（ｃ）、図５（ｃ））。

滴下工程において、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれは、滴下位置１７を通過する搬送速度Ｖ２が等しい。これは、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれを載せて搬送する搬送体１１が、搬送速度や位置を個別に調整できるリニア搬送機１０を用いているためである。

［第二搬送工程］
第二搬送工程において、液体窒素Ｎが滴下された容器６０（６０Ａ）が滴下位置１７から密閉位置１８まで搬送速度Ｖ３で搬送される。

一方、容器６０Ｂには、滴下位置１７において容器６０Ａと同様に液体窒素Ｎが滴下され、これに伴って容器６０Ｃは、容器６０Ａと同様に滴下位置１７まで搬送される（図２（ｄ） 図５（ｄ））。

先行する全ての容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが離れた充填位置１６には、後続の３つの新たな容器６０が搬送される（図２（ｅ））。

［密閉工程］
密閉工程において、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれの開口部６２に蓋６１を取り付けて密閉する。

密閉工程は、３つの全ての容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを密閉位置１８までそれぞれ搬送し、密閉位置１８に停止した容器６０から順次行われる。つまり、密閉位置１８Ａに先に到着した先頭の容器６０Ａは、容器６０Ｂが密閉位置１８Ｂに到着するのを待つことなく、開口部６２に、蓋６１が取り付けられる（図２（ｅ）、図５（ｅ））。

容器６０Ｂも、容器６０Ａに続いて密閉位置１８Ｂに移動し（図２（ｅ）、図５（ｅ））、容器６０Ｃが密閉位置１８Ｃに到着するのを待つことなく、開口部６２に、蓋６１が取り付けられる（図２（ｆ）、図５（ｆ））。

そして、容器６０Ｃも、液体窒素Ｎの滴下を終えてから（図２（ｅ）、図５（ｅ））、密閉位置１８Ｃに搬送される（図２（ｆ）、図５（ｆ））と、容器６０Ａ，６０Ｂと同様に、開口部６２に、蓋６１が取り付けられる（図２（ｇ）、図５（ｇ））。
密閉工程が密閉位置１８に停止した容器６０から順次行われることにより、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃで液体窒素Ｎが滴下されてから蓋６１が取り付けられるまでの時間を略均等にすることができる。これにより、容器６０のヘッドスペースの内部で気化した液体窒素Ｎが開口部６２から漏れる量を略均等にすることができる。

ここで、図５に示すように、第一搬送工程における搬送速度Ｖ１、滴下工程における搬送速度Ｖ２及び第二搬送工程における搬送速度Ｖ３は、搬送速度Ｖ１及び搬送速度Ｖ３が搬送速度Ｖ２よりも速い。また、滴下工程において、それぞれの容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが滴下位置１７を通過する搬送速度Ｖ２が一定でかつ等しい。

［充填システム１の効果］
以下、充填システム１が奏する効果について説明する。

充填システム１は、グループを構成する複数、ここでは３つの容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを、搬送速度や位置を個別に調整できるリニア搬送機１０の搬送体１１で搬送する。しかも、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、それぞれが等しい搬送速度Ｖ２で滴下開始位置Ｓから滴下終了位置Ｅまでを通過する。したがって充填システム１によれば、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれのヘッドスペースに実際に滴下された液体窒素Ｎの量を等しくできる。

以上に対し、図５に示すように、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを充填工程の後、密閉工程までコンベアで搬送すれば、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが滴下位置１７を通過する際の搬送速度が、それぞれ異なる。つまり、移動が先行する容器６０Ａは、密閉位置１８に移動を開始して速度が上昇中に滴下位置１７を通過する。次の容器６０Ｂは、充填位置１６と密閉位置１８の間の最高搬送速度で滴下位置１７を通過する。最後尾の容器６０Ｃは減速中に滴下位置１７を通過する。このように滴下位置１７を通過するときのそれぞれの速度が異なるために、同じ量の液体窒素Ｎが滴下されても、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのそれぞれのヘッドスペースに実際に滴下される液体窒素Ｎの量にばらつきが生じる。

また、充填システム１は、滴下工程に達するまでの第一移動行程及び滴下工程を終えた後の第二移動行程おける搬送体１１の搬送速度Ｖ１，Ｖ３を、滴下工程における搬送速度Ｖ２よりも速くするので、生産時間の短縮に寄与する。

〔第１実施形態の変形例〕
次に、第１実施形態の変形例について、図３を参照して説明する。図３において、第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態は、第一搬送工程において、容器６０が充填位置１６から滴下位置１７に直接移動され、第二搬送工程において、容器６０が滴下位置１７から密閉位置１８に直接移動されていたが、本発明はこれに限定されない。

つまり、図３（ａ）に示すように、本発明は、リニア搬送機１０が、充填工程を行った容器６０を充填位置１６から移動させて滴下工程まで待機させる第一待機位置１５と、滴下工程を行った容器６０を滴下位置１７から移動させて密閉工程まで待機させる第二待機位置１９と、を備えることができる。

第一待機位置１５は、充填位置１６と滴下位置１７の間に、備えられている。
第一待機位置１５の数は、図３（ｂ）に示すように、グループの一番下流側の容器６０が滴下位置１７に到達したときに、残りの容器６０が待機できる数だけ設けられる。つまり、容器６０Ａ〜６０Ｃを１つのグループとして充填工程を行っている場合は、２つの第一待機位置１５Ａ，１５Ｂが設けられる。

リニア搬送機１０が第一待機位置１５を備えることにより、先行するグループについて充填工程を終えた後に、すぐに後続のグループを充填位置１６に搬送することができる。
これにより、図３（ａ）に示す充填工程で、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、充填工程を終えた容器６０Ｂ，６０Ｃが充填位置１６に停止している時間を後続のグループの充填工程に用いることができる。つまり、第１実施形態と同じ生産時間で充填工程の時間を長く確保することができる。このため、製品液Ｌが炭酸飲料水の場合のように、充填を、時間をかけて穏やかに行いたい場合に、生産時間が長くなるのを防止できる。

第二待機位置１９は、滴下位置１７と密閉位置１８の間に、備えられている。
第二待機位置１９には、図３（ｃ）に示すように、滴下工程を経た容器６０が、順次搬送される。第二待機位置１９の数は、図３（ｄ）に示すように、グループの一番下流側βの容器６０が滴下位置１７に到達したときに、残りの容器６０が待機できる数だけ設けられる。つまり、容器６０Ａ〜６０Ｃを１つのグループとして充填工程を行っている場合は、２つの待機位置１９Ａ，１９Ｂが設けられる。

リニア搬送機１０が第二待機位置１９を備えることにより、充填工程を終えた容器６０を、密閉位置１８に到達させずに待機させることができる。
これにより、図３（ｅ）に示す密閉工程で、図２（ｅ）及び（ｆ）に示すように、滴下工程を終えた容器６０Ａ，６０Ｂが密閉位置１８に停止している時間を、先行のグループの密閉工程に用いることができる。つまり、第１実施形態と同じ生産時間で密閉工程の時間を長く確保することができる。このため、密閉工程に比較的時間を要する場合に、生産時間が長くなるのを防止できる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について、図６を参照して説明する。
第２実施形態は、第１実施形態が容器６０を直線状の搬送経路をグループの単位で搬送するのとは異なり、容器６０を円弧状の搬送経路で連続的に搬送する。

第２実施形態の充填システム２は、図６に示すように、容器６０の搬送経路の上流側αで、上流側スターホイール９１から連続的に容器６０を受け取り、搬送経路の下流側βで、下流側スターホイール９２に容器６０を受け渡す。

充填システム２は、リニア搬送機７０が円形をなすガイドレール１３を備えており、容器６０の搬送経路が円弧状になっている。

［充填システム２の動作］
次に、充填システム２の動作について説明する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

上流側スターホイール９１から連続的に容器６０が搬送される。
充填工程により、第１実施形態と同様に、充填位置１６で容器６０に製品液Ｌが充填される。しかし、第１実施形態で容器６０が停止して充填工程が行われるのと異なり、容器６０が移動しながら充填工程が行われる。密閉工程も同様である。充填位置１６と密閉位置１８での容器６０の搬送速度は等しい。

第一移行工程により、第１実施形態と同様に、製品液Ｌが充填された容器６０を滴下位置１７まで搬送する。容器６０は、充填位置１６から加速して、充填位置１６よりも速い搬送速度Ｖ１で滴下位置１７に向かって搬送される。その後、容器６０は充填位置１６よりも遅い搬送速度Ｖ２にまで減速して滴下位置１７に達する。搬送速度Ｖ２は、第１実施形態と異なり、後続の容器６０が充填位置１６での搬送速度で移動しているので、この後続の容器６０と当たらないように調整される。

滴下工程により、滴下位置１７に到達した容器６０は、滴下開始位置Ｓから滴下終了位置Ｅまで円弧状に搬送される間に、供給ノズル３１を介して液体窒素Ｎの滴下が行われる。

第二移行工程により、第１実施形態と同様に液体窒素Ｎが滴下された容器６０を滴下位置１７から密閉位置１８に搬送する。第二移行工程も第一移行工程と同様に、滴下位置１７から密閉位置１８への搬送速度Ｖ３は、密閉位置１８内での容器６０の搬送速度Ｖ２よりも速くなっている。

［充填システム２の効果］
充填システム２は、以下の効果を奏する。

充填工程、密閉工程において、容器６０が搬送される場合においても、これらの搬送速度よりも第一移行工程、第二移行工程における搬送速度Ｖ１，Ｖ３を速くすることで、滴下工程を行う時間を確保できる。

また、搬送経路が円弧状でも、滴下位置１７を通過する搬送体１１の位置と搬送速度を調整することで、各容器６０に滴下した量がばらつくのを防止できる。
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。

第３実施形態の充填システム３は、第１実施形態がリニア搬送機１０により容器６０を搬送するのに対し、コンベア９３を用いて容器６０を搬送するものである。さらに、充填システム３は、容器６０を連続的に搬送するものである。

充填システム３は、上流側αから下流側βに複数の容器６０を連続的に搬送するコンベア９３と、コンベア９３で搬送される容器６０の搬送速度を調整するリニア調整機９４を有する。コンベア９３は、充填位置１６及び密閉位置１８での容器６０の搬送を、第２実施形態よりも高速の搬送速度Ｖ４で行う。

リニア調整機９４は、リニア搬送機１０と同様に、搬送体１１がリニアモータにより独立して移動と停止が行われる。ただし、リニア搬送機１０と異なり、搬送体１１は、容器６０を保持する保持器９５を有している。

保持器９５は、ガイドレール１３の外側を向くように、搬送体１１に固定されている。保持器９５は、容器６０を内側に保持するようＵ字型の形状をなしている。

コンベア９３は、上流側αから順に、充填位置１６、滴下位置１７、密閉位置１８を備える。充填位置１６と滴下位置１７の間に、容器６０を保持する保持位置Ｈ１を備える。そして、滴下位置１７と密閉位置１８の間に、容器６０の保持を解除する解除位置Ｈ２を備える。
容器６０は、滴下位置１７まで搬送されるまでの間に、保持位置Ｈ１で保持器９５に保持されて、個々の容器６０の搬送速度及び位置が調整される。そして、容器６０は、滴下位置１７から密閉位置１８まで搬送されるまでの間に、解除位置Ｈ２で保持器９５による保持が解除される。

［充填システム３の動作］
次に、充填システム３の動作について説明する。以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

複数の容器６０が、コンベア９３の上を上流側αから下流側βに連続的に搬送される。
コンベア９３の上流側αに設けられた充填位置１６で、第１実施形態と同様に、容器６０に製品液Ｌが充填される。しかし、第１実施形態で容器６０が停止して製品液Ｌが充填されるのと異なり、第３実施形態は、容器６０を搬送しながら製品液Ｌが充填される。密閉工程も同様である。充填位置１６と密閉位置１８での容器６０の搬送速度は等しい。

製品液Ｌの充填を終えると、第１実施形態と同様に、容器６０は滴下位置１７まで搬送される。充填位置１６から滴下位置１７まで搬送される容器６０の搬送速度や位置は、保持位置Ｈ１で容器６０が保持器９５に保持されるまでの間には、調整することができない。つまり、容器６０が保持器９５に保持されるまで、充填位置１６における容器６０の搬送速度Ｖ４と、搬送速度Ｖ１が同じになる。ところが、容器６０が保持器９５に保持されると、それぞれの容器６０の搬送速度Ｖ１や位置を調整できる。
そして、滴下開始位置Ｓに達する際に、容器６０の搬送速度Ｖ１を遅くする。

滴下位置１７に到達した容器６０は、滴下開始位置Ｓから滴下終了位置Ｅまで搬送される間に、供給ノズル３１から液体窒素Ｎが滴下される。液体窒素Ｎが滴下されるときの容器６０の搬送速度Ｖ２は、充填位置における搬送速度よりも遅い。搬送速度Ｖ２は、後続の容器６０が充填位置１６での搬送速度と等しい搬送速度Ｖ４（Ｖ１）で移動しているので、後続の容器６０と当たらないように調整される。

液体窒素Ｎの滴下を終えると、容器６０は滴下位置１７から密閉位置１８まで搬送される。滴下位置１７から密閉位置１８への容器６０の搬送速度Ｖ３は、容器６０の保持器９５による保持が解除されるまで、密閉位置１８での容器６０の搬送速度Ｖ２よりも速く、搬送速度Ｖ４よりも速い。これにより、容器６０は、密閉位置１８に到達するまでに前後の間隔が均等になる。

［充填システム３の効果］
充填システム３は、以下の効果を奏する。
充填システム３は、搬送速度や位置を個別に調整される保持器９５に容器６０を保持させることにより、容器６０が高速の搬送速度Ｖ４で連続搬送される場合においても、搬送速度Ｖ４よりも搬送速度Ｖ２を遅くして、滴下工程のための時間を確保できる。そのため、それぞれの容器のヘッドスペースに滴下された量を容易に等しくできる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。

例えば、第１実施形態では、図４（ａ）に示すように、滴下位置１７において、容器６０を一定の搬送速度で搬送する例を示したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図４（ｂ）に示すように、滴下位置１７において、容器６０が滴下開始位置Ｓに達してから滴下終了位置Ｅを通過するまでの搬送速度Ｖ２を変えてもよい。
また、図４（ｃ）に示すように、本発明は、滴下位置１７で容器６０を停止させてもよい。

さらに、本発明は、滴下部３０の供給ノズル３１を搬送経路に沿って往復移動可能にしてもよい。例えば、供給ノズル３１を容器６０の搬送速度と同じ速度で同期して移動させることで、容器６０と供給ノズル３１の相対速度を０にすることができる。これによっても、それぞれの容器６０のヘッドスペースに等しい量の液体窒素Ｎを滴下できる。

また、第１実施形態では、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、充填工程を終えた容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、容器６０Ａから順次、充填位置１６から滴下位置１７に向けて移動しているが、容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃが同時に充填位置１６から滴下位置１７に向けて移動してもよい。この場合は、先行する容器６０Ａが搬送速度Ｖ１から搬送速度Ｖ２にまで減速したときに、後続の容器６０Ｂ，６０Ｃも搬送速度Ｖ１から搬送速度Ｖ２にまで減速するように調整される。これにより、先行して液体窒素Ｎの滴下が行われている容器６０に、後続の容器６０が衝突するのを防ぐことができる。

１ 充填システム
１０ リニア搬送機
１１ 搬送体
１２ 永久磁石
１３ ガイドレール
１４ 電磁コイル
１５ 第一待機位置
１６ 充填位置
１７ 滴下位置
１８ 密閉位置
１９ 第二待機位置
２０ 充填部
２１ 充填ノズル
２２ 供給タンク
２３ 供給管
３０ 滴下部
３１ 供給ノズル
３２ 供給源
３３ 供給管
４０ 打栓部
４１ 蓋チャック
４２ 支持シャフト
４３ 駆動源
５０ 制御部
６０ 容器
６１ 蓋
６２ 開口部
７０ リニア搬送機
９１ 上流側スターホイール
９２ 下流側スターホイール
９３ コンベア
９４ リニア調整機
９５ 保持器
Ｌ 製品液
Ｎ 液体窒素
α 上流側
β 下流側
Ｓ 滴下開始位置
Ｅ 滴下終了位置
Ｈ１ 把持位置
Ｈ２ 解除位置

Claims (8)

1. 上流側から下流側に向けた搬送経路に沿って、製品液が充填された複数の容器を搬送する搬送部と、
   前記搬送経路上の滴下位置を順番に通過する前記容器のヘッドスペースに向けて置換流体を滴下する滴下部と、を備え、
   前記搬送部において、
   上流側から前記滴下位置に達するまでの前記容器の搬送速度をＶ１、
   前記滴下位置を前記容器が通過する間の前記容器の搬送速度をＶ２、
   前記滴下位置を通過してから下流側に向けた前記容器の搬送速度をＶ３とすると、
   それぞれの前記容器が前記滴下位置を通過する搬送速度Ｖ２が等しく、かつ、
   前記搬送速度Ｖ１及び前記搬送速度Ｖ３が前記搬送速度Ｖ２よりも速い、
   ことを特徴とする滴下装置。
2. 前記搬送部は、
   複数の前記容器のそれぞれの前記搬送速度を制御する、
   請求項１に記載の滴下装置。
3. 前記滴下部は、
   前記容器が前記滴下位置を通過する間に前記置換流体を滴下する、
   請求項１又は請求項２に記載の滴下装置。
4. 前記搬送部は、
   前記滴下位置より上流側に設けられる、前記容器の搬送が停止される第一停止位置まで、所定数のグループの単位で複数の前記容器を搬送し、次いで、
   前記第一停止位置から前記滴下位置に向けて、搬送が停止されていた前記グループに属する前記容器を１つずつ順番に前記搬送速度Ｖ１で搬送し、
   前記滴下部は、
   １つずつ順番に搬送される前記容器が前記滴下位置を通過するたびに、前記置換流体を滴下する、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の滴下装置。
5. 前記搬送部は、
   前記滴下位置よりも下流側に設けられる、前記容器の搬送が停止される第二停止位置まで、前記滴下位置を通過した前記容器を順番に前記搬送速度Ｖ３で搬送する、
   請求項４に記載の滴下装置。
6. 前記第一停止位置において、前記製品液を充填する充填部と、
   前記第二停止位置において、前記置換流体が滴下された前記容器の開口を閉じる打栓部と、を備える、請求項５に記載の滴下装置。
7. 上流側から前記滴下位置に達するまで、複数の前記容器を一定の前記搬送速度Ｖ１で連続的に搬送し、
   前記滴下位置を前記容器が通過する間を前記搬送速度Ｖ２で搬送し、
   前記滴下位置を通過してから下流側に向けて、複数の前記容器を一定の前記搬送速度Ｖ３で連続的に搬送する、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の滴下装置。
8. 一定の前記搬送速度Ｖ１で連続的に搬送される複数の前記容器に前記製品液を充填する充填部と、
   一定の前記搬送速度Ｖ３で連続的に搬送される複数の前記容器の開口を閉じる打栓部と、
   を備える請求項７に記載の滴下装置。

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