JPH07187291A - 充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液バルブの開放後直ちに充填が開始されるよう
にした充填装置の構造を簡単にする。 【構成】充填液タンク２の底面に充填ヘッド４が固定さ
れ、その下方に容器台６が配置されている。充填ヘッド
４は、給液管１５、排気管１６、びん口パッキン３６等
を備えており、このパッキン３６とともに給液管１５を
上昇させると液バルブ２６が開放されて充填が行なわれ
る。容器台６には、びん口パッキン３６を押上げるネッ
ク支持ガイド４８と、このガイド４８を上昇させるエア
シリンダ６０が設けられている。充填開始時にはガイド
４８を上昇させておく。すると、びん口パッキン３６は
容器１８の口部１８ａに密着せず上方へ押上げられる。
液バルブ２６が開放して液が流入すると、容器１８内の
エアは、びん口パッキン３６と容器１８との間の間隙か
ら大気中に排出される。その後、びん口１８ａをシール
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に液体を充填す
る充填装置に係り、特に、容器の口部をシールした状態
で、給液管から容器内に液体を充填しつつ、その容器内
のエアを排気パイプを介して充填タンク内へ排出するグ
ラビティ方式の充填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】グラビティ方式の充填装置は一般に、充
填液を貯留して回転する充填液タンクと、この充填液タ
ンクの底部外周寄りに円周方向等間隔で設けられた複数
の充填ヘッドと、これら各充填ヘッドの下方にそれぞれ
配置され、容器を載せて昇降する容器台とを備えてい
る。そして、上記各充填ヘッドの構成としては、充填液
タンクに昇降自在に設けられ、上昇時に液バルブを開放
して容器内に液体の充填を行う給液管と、この給液管に
取付けられて一体的に昇降し、容器の口部に密着されて
その容器内をシールするびん口パッキンと、上記容器内
への液体の充填時に、シールされている容器内の空気を
外部に排出する排気パイプとを備えたものが従来から知
られている。

【０００３】上記構成に係るグラビティ方式の充填装置
では、容器内に充填された液体の液面が次第に上昇して
排気パイプの排気口に達すると、この充填された液体が
排気パイプ内を上昇し、排気パイプ内における液面が充
填液タンク内の液面に一致すると充填が終了し、その状
態で液バルブおよびエアバルブを閉じるようになってい
るため、充填終了後に排気パイプ内に充填液が残留して
しまう。そのため、次回の充填時に液バルブとエアバル
ブを開放しても、排気パイプ内の排気通路が閉塞された
状態となり、その残留液が排出されて排気通路が本来の
機能を回復するまでは充填液の充填が行われず、また
は、充填が行われても、その流入速度が著しく遅くなる
という欠点を有していた。

【０００４】そこで、充填開始時に、排気パイプ内に残
留している液を排出し、または、完全に排出できなくと
も、排気パイプ内の残留液の安定した状態をくずすこと
により、充填中に容器内から排出されるエアの通路を確
保することができるように、排気パイプの上部に負圧を
生じさせる負圧発生室を設けた充填装置が既に提案され
ている（特公昭５８−５２９１４）。この負圧発生室
は、給液管の上端に固定したプランジャを排気パイプの
上端開口部内に摺動自在に密嵌した構成を有しており、
給液管とともにプランジャが上昇すると、排気パイプ内
の容積が増大して負圧が発生し、その後プランジャがさ
らに上昇すると、排気パイプの上部と充填液タンクの上
部空間内が連通して、排気パイプ内に残留していた充填
液が吸い上げられて充填液タンク内に排出されるように
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の構成に係る従来
の充填装置では、充填開始時に排気パイプ内のエア通路
を確保するための構成としてプランジャを用いているた
めに、構造的に複雑でありコスト高になるという欠点が
あった。しかも、このプランジャが接液部に設けられて
いるため、サニタリー面で好ましくないという問題があ
った。また、液の充填中に密封された容器内から排出さ
れるエアは、常に細い排気パイプ内を通過していくた
め、通路抵抗が大きく、充填時間が長くなってしまうと
いう問題もあった。

【０００６】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、プランジャによる負圧発生機構を用いることな
く、排気パイプ内に残留していた充填液を、次の充填開
始時にすみやかに排出することにより充填開始のタイミ
ングを早くするとともに、容器内から排出されるエアの
排気抵抗を無くすことにより充填速度を速くして、充填
時間を短縮することができる充填装置を提供するもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る充填装置
は、充填液を貯留するタンクと、この充填液タンクの下
面に取付けられた充填ヘッドと、充填ヘッドの下方に配
置され、容器を載せて昇降する容器台とを備えており、
上記充填ヘッドが、充填液タンクの下面に昇降可能に支
持された給液管と、この給液管内に配置されて、充填液
タンク側に固定された排気パイプと、排気パイプに対す
る給液管の上昇によって開放され、下降によって閉鎖さ
れる液バルブおよびエアバルブと、容器の口部に密着し
て容器内をシールするびん口パッキンとから構成され、
びん口パッキンを上昇させることにより給液管を共に上
昇させて上記両バルブを開放させるようにしたものであ
って、さらに、容器台上に配設されてびん口パッキンを
押上げ可能な押上げ手段と、この押上げ手段を昇降させ
る昇降手段とを設け、容器台の上昇により充填を開始す
る際に、昇降手段によって押上げ手段を上昇させること
により、びん口パッキンを容器に密着しない位置まで押
上げ、充填開始後、押上げ手段を下降させることによ
り、びん口パッキンを容器の口部に密着させるようにし
たものである。

【０００８】

【作用】上記構成の充填装置では、容器を載せた容器台
が上昇して充填を開始する際には、びん口パッキンを押
上げる押上げ手段が昇降手段によって上昇されているの
で、びん口パッキンが容器の口部に密着しない高さまで
押上げられる。そのため充填開始時には容器内がシール
されていないため、給液管から液が流入するにつれて容
器内のエアは、容器の口部とびん口パッキンとの間隙か
ら大気中に排出されるので、両バルブの開放後直ちに充
填が開始される。しかも、細い排気パイプ内を通って排
出される場合のような通路抵抗がないので、充填速度が
高速化される。また、前回の充填後に排気パイプ内に残
留していた充填液も直ちに容器内に落下する。

【０００９】

【実施例】以下、図面に示す実施例により本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例に係る充填装置に設けら
れた複数の充填ヘッドの１つを示す縦断面図、図２およ
び図３は、本実施例に係る充填装置による充填時の作動
状態を説明する縦断面図である。この充填装置は、内部
に充填液を貯留し、図示しない駆動手段によって回転さ
れる充填液タンク２と、この充填液タンク２の底面外周
部寄りに、円周方向等間隔で取付けられた複数の充填ヘ
ッド（全体として符号４で示す）と、各充填ヘッド４の
下方の対応する位置にそれぞれ配置され、充填ヘッド４
とともに回転しつつカム等の昇降手段（図示せず）によ
って昇降される複数の容器台６（図２および図３参照）
とを備えている。

【００１０】各充填ヘッド４の構成について詳細に説明
する。充填液タンク２の底面の外周寄りに貫通孔２ａが
形成され、この貫通孔２ａの下面側に、環状の取付け部
材８を介して円筒状のボディ１０が固定されている。こ
の円筒状のボディ１０内に、注液パイプ１２が液密を保
持して嵌合され、上下に摺動可能に支持されている。こ
の注液パイプ１２の下端部には、注液パイプ１２よりも
やや小径のメインパイプ１４が固定されている。これら
注液パイプ１２とメインパイプ１４から成る給液管１５
の内部には排気パイプ１６が配置され、連結部材１９を
介して上記充填液タンク２の底面の取付け部材８に固定
されている。注液パイプ１２および排気パイプ１６の上
部は、充填液タンク２の液面よりも上方に延びてそのエ
ア室内に開放している。なお、注液パイプ１２の側壁に
は縦長の開口部１２ａが形成されており、この開口部１
２ａを介して充填液タンク２内の液を注液パイプ１２内
に導入できるようになっている。

【００１１】この排気パイプ１６と、上記注液パイプ１
２およびメインパイプ１４から成る給液管１５との間に
は空間が形成されており、この空間が、充填液タンク２
内の液を容器１８内に充填する充填液通路２０を構成し
ている。また、排気パイプ１６内が、充填時に容器１８
内のエアを上記充填液タンク２の上部のエア室内に排出
する排気通路２２を構成している。排気パイプ１６の下
端部には、この排気パイプ１６よりも大径のノズル２４
が取付けられており、上記注液パイプ１２の下端に取付
けられたメインパイプ１４内に嵌合して相対的に摺動で
きるようになっている。このノズル２４には、注液口２
４ａと排気口（図示せず）とが形成されており、注液口
２４ａは上記充填液通路２０に、排気口は上記排気通路
２２にそれぞれ連通している。排気パイプ１６に固定さ
れたノズル２４に形成されている注液口２４ａおよび排
気口と、その外側を上下に摺動するメインパイプ１４と
により、注液口２４ａを開閉する液バルブ２６および排
気口を開閉するエアバルブ２８が構成されている。従っ
て、環状の取付け部材８を介して充填液タンク２側に固
定されている排気パイプ１６およびノズル２４に対し
て、注液パイプ１２およびメインパイプ１４が上昇した
ときに、液バルブ２６およびエアバルブ２８が開放さ
れ、注液パイプ１２およびメインパイプ１４が下降した
ときにこれら両バルブ２６，２８が閉塞される。

【００１２】上記注液パイプ１２とメインパイプ１４と
の連結部の外周側には、複数のリング部材を組合せてな
る筒状部材３０が固定され、これら注液パイプ１２およ
びメインパイプ１４と一体的に昇降するようになってい
る。この筒状部材３０の上面に形成された段部はばね座
になっており、このばね座と、上記円筒状のボディ１０
の外面に形成された段部（ばね座）との間に配設された
第１のスプリング３２によって、筒状部材３０が常時下
方へ付勢されており、注液パイプ１２とメインパイプ１
４がノズル２４に対して下降して上記液バルブ２６およ
びエアバルブ２８を閉塞している。

【００１３】注液パイプ１２の下端に固定されたメイン
パイプ１４の外周には、後に説明する容器台６によって
上昇されてくる容器１８の口部１８ａを案内するガイド
コーン３４が、このメインパイプ１４に対して昇降可能
に嵌合されている。このガイドコーン３４の内周側の上
部には、容器１８の口部１８ａに密着して容器１８内を
シールするびん口パッキン３６が取付けられている。上
記筒状部材３０の下面とこのガイドコーン３４の上面と
の間には第２のスプリング３８が配置され、ガイドコー
ン３４を上記筒状部材３０に対して常時下方へ付勢して
いる。なお、このガイドコーン３４は、図示しないスト
ッパによって非作動時には図１に示す位置に停止するよ
うになっており、下方から押し上げる力が作用すると、
先ず第２のスプリング３８を撓めて上昇し、上方の筒状
部材３０に当接すると、さらに、上方の第１のスプリン
グ３２を撓めてこの筒状部材３０も共に押し上げること
により、上記注液パイプ１２およびメインパイプ１４を
上昇させて、液バルブ２６とエアバルブ２８とを開放す
る。なお、この実施例では、第２のスプリング３８によ
ってびん口パッキン３６を常時下方へ付勢しているが、
びん口パッキンの自重によって容器をシールするように
しても良い。

【００１４】上記各充填ヘッド４の下方には、それぞれ
容器台６が配置されている。この容器台６の構成につい
て上記図２、図３および容器台６の斜視図である図４、
容器台６の正面図である図５により詳細に説明する。容
器台６は、図示しない昇降ロッド上に固定されて昇降す
る水平なびん台プレート４０と、このびん台プレート４
０の端部に直立して固定された一対の支柱４２，４４
と、これら支柱４２，４４の中間部に取付けられた胴部
支持ガイド４６と、支柱４２，４４の上端部に昇降可能
に支持されたネック支持ガイド４８等を備えている。中
間部の胴部支持ガイド４６は、その前面（容器１８側）
に、びん台プレート４０上に載せられる容器１８の胴径
よりもやや大きい内径を有する円弧状の切欠き４６ａが
形成されており、びん台プレート４０上に載せられた容
器１８の胴部を保持してセンタリングを行なう。

【００１５】また、支柱４２，４４の上端には、それぞ
れガイドロッド５０，５２が直立して固定されており、
上記ネック支持ガイド４８は、このガイドロッド５０，
５２に摺動自在に嵌合したガイドスリーブ５４，５６間
に取付けられて、これらガイドスリーブ５４，５６と一
体的に昇降する。このネック支持ガイド４８は、容器１
８の首部の径よりもやや大きい内径を有する円弧状の切
欠き４８ａが形成されており、びん台プレート４０上に
載せられた容器１８の首部を支持するようになってい
る。このネック支持ガイド４８の円弧状の切欠き４８ａ
の両側の部分４８ｂは、上記充填ヘッド４に設けられて
いるガイドコーン３４の下端面に係合してこれを押し上
げる押上げ部を構成している。上記両支柱４２，４４
の、胴部支持ガイド４６とネック支持ガイド４８の中間
に、水平な取付けプレート５８が固定され、この取付け
プレート５８上にエアシリンダ６０が配置されている。
このエアシリンダ６０の作動ロッド６０ａは、上記ネッ
ク支持ガイド４８の下面側に連結されており、このエア
シリンダ６０の作動によってネック支持ガイド４８が昇
降される。

【００１６】次に、上記構成に係る充填装置の作動につ
いて図６を参照して説明する。図示しないボトルコンベ
アによって連続的に搬送されてきた容器１８は、供給ス
ターホイール６２によって、本実施例に係る充填装置
（全体として符号６４で示す）内に供給される。充填装
置６４内には、多数の容器台６が等間隔で配設されてお
り、Ａ位置において各容器台６上に容器１８が載せられ
る。びん台プレート４０上に容器１８を載せた容器台６
は、図６の矢印Ｒ方向へ回転しつつＢ位置から上昇を開
始し、Ｃ位置で上昇端に達する。従来の充填装置では、
容器台の上昇によって上昇された容器の口部がびん口パ
ッキンに密着しそのままびん口パッキンを押し上げるこ
とにより、注液管およびメインパイプを上昇させて、液
バルブとエアバルブを開放して充填を開始するが、本実
施例装置では、容器台６を上昇させて充填を開始する際
には、エアシリンダ６０を作動させてネック支持ガイド
４８を上昇させておき、このネック支持ガイド４８の切
欠き４８ａの両側に設けられた押上げ部４８ｂをガイド
コーン３４の下面に係合させてガイドコーン３４を押上
げるようになっている。

【００１７】ガイドコーン３４がメインパイプ１４の周
囲に沿って押上げられると、その上端部が上方の筒状部
材３０の下端面に当接し、この筒状部材３０も共に押し
上げる。筒状部材３０は、注液パイプ１２とメインパイ
プ１４の外周に固定されているので、筒状部材３０の上
昇によってこれら注液パイプ１２とメインパイプ１４が
一体的に上昇し、メインパイプ１４とその内部の排気パ
イプ１６に取付けられているノズル２４との間に構成さ
れた液バルブ２６およびエアバルブ２８が開放し、充填
が開始する。エアシリンダ６０の作動によって押上げら
れるネック支持ガイド４８の上昇量は、ガイドコーン３
４の内部に設けられたびん口パッキン３６が容器台６上
の容器１８の口部１８ａに当接しない高さまで上昇する
ように設定されている（図２参照）。従って、液バルブ
２６およびエアバルブ２８の開放によって充填が開始す
る時点では、びん口パッキン３６は容器１８の口部１８
ａよりも上方に位置している（図２の状態）ので、この
容器１８内はシールされていない。

【００１８】容器１８内がシールされない状態で液バル
ブ２６およびエアバルブ２８が開放すると、充填液タン
ク２から、注液パイプ１２の側壁に形成された縦長の開
口部１２ａを通って充填液通路２０内に流入した液が容
器１８内に充填される。この充填につれて容器１８内か
ら排出されるエアは、本実施例では、びん口パッキン３
６と容器１８の口部１８ａとの間が開放しているので、
排気パイプ１６内を通って排出される必要がなく、びん
口パッキン３６と容器１８の口部１８ａとの間の間隙か
ら直接外部へ放出される。従って、排気パイプ１６内が
充填液によって閉塞されていても、すみやかに充填が開
始される。また、容器１８内が大気に開放されているた
め、前回の充填により排気パイプ１６内に残留していた
充填液も、直ちに容器１８内に落下する。しかも、容器
１８内をシールしない状態で充填をしている間は、容器
１８内から排出されるエアの排気抵抗がないため、排出
するエアをすべて排気パイプ１６内を通過させる場合よ
りもはるかに充填速度が速くなる。

【００１９】排気パイプ１６内に残留していた充填液が
容器１８内に落下した後に、エアシリンダ６０によって
ネック支持ガイド４８を下降させる（図６のＤ位置）。
ネック支持ガイド４８の下降によって、ガイドコーン３
４を押上げる力が除かれると、上記第１のスプリング３
２によって筒状部材３０およびガイドコーン３４が下方
へ押し下げられ、ガイドコーン３４内のびん口パッキン
３６が容器１８の口部１８ａに圧接されて容器１８内が
シールされる（図３の状態）。その後は、充填液通路２
０から容器１８内に液が充填されるにつれて、容器１８
内のエアは、ノズル２４の排気口から排気パイプ１６内
を通って充填液タンク２内の液面の上部のエア室内に排
出される。

【００２０】そして、容器１８内に充填された液の液面
が上昇して、ノズル２４の排気口の高さに達すると、液
は排気パイプ１６内に入って上昇し充填液タンク２内の
液面の高さに一致すると、容器１８内への液の流入が停
止して充填が終了する（図６の位置Ｅ）。その後、容器
台６を下降させると、容器１８の口部１８ａによって押
上げられていたガイドコーン３４および筒状部材３０
が、第２のスプリング３８および第１のスプリング３２
によって下降されて図１の状態にもどる。筒状部材３０
の下降によって、これと一体の注液パイプ１２およびメ
インパイプ１４が下降して液バルブ２６およびエアバル
ブ２８が閉じられる（図６の位置Ｆ〜Ｇ）。容器１８内
への液の充填の完了後、図６の位置Ｈにおいて、容器１
８を排出スターホイール６６によってボトルコンベア上
に排出して次の工程に送る。上記充填装置６４の構成で
は、何らかの異常により本機が停止した場合には、エア
シリンダへ６０のエアの供給は停止されるようになって
おり、容器１８をシールしないまま充填が行なわれて液
が溢れてしまう等のおそれはない。また、容器台６上に
容器１８が供給されなかった場合には、図示しないセン
サによって感知してエアシリンダ６０へのエアの供給を
遮断し、ネック支持ガイド４８を上昇させないようにな
っており、この場合には、両バルブ２６，２８が開か
ず、いわゆるノーボトル・ノーフィルを達成することが
できる。

【００２１】なお、上記実施例では、充填開始時に、エ
アシリンダ６０によってネック支持ガイド４８を上昇さ
せておくことによりガイドコーン３４を上昇させ、びん
口パッキン３６が容器１８の口部１８ａに密着しないよ
うにしておくことにより、前回の充填によって排気パイ
プ１６内に残留していた充填液を容器１８内に落下させ
て充填がスムーズに行なわれるようになった後に、すぐ
にガイドコーン３４を下降させて容器１８内をシールす
るようにしている。しかしながら、グラビティ方式の充
填装置では、充填の終了する時点で容器１８の口部１８
ａにびん口パッキン３６を密着させておけば、液面を所
定の高さに設定することができるので、充填の終了間際
までガイドコーン３４を上昇させて容器１８内をシール
しない状態にしておいても良い。この場合には、排出さ
れるエアの排気抵抗が充填継続中ほとんどないので、よ
り高速な充填を行なうことができる。また、上記充填装
置６４を洗浄する場合には、ネック支持ガイド４８を上
昇させてバルブを開放することができるので、洗浄装置
として利用することもできる。

【００２２】また、上記実施例では、ネック支持ガイド
４８をびん口パッキンの押上げ手段として利用したが、
ネック支持ガイドは容器台上に固定しておき、これと別
個にびん口パッキン押上げレバーを設けて、エアシリン
ダによって昇降させるようにしても良い。なお、びん口
パッキン押上げ手段を昇降させる昇降手段は、エアシリ
ンダに限らず、その他の手段を用いることもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、充
填液タンクの下面に昇降可能に支持された給液管と、こ
の給液管内に配置されて、充填液タンク側に固定された
排気パイプと、排気パイプに対する給液管の上昇によっ
て開放され、下降によって閉鎖される液バルブおよびエ
アバルブと、容器の口部に密着して容器内をシールする
びん口パッキンとから構成された充填ヘッドによって充
填を行なう充填装置に、びん口パッキンを上昇させる押
上げ手段と、この押上げ手段を昇降させる昇降手段とを
設け、液バルブおよびエアバルブを開放して充填を行な
う時点では、上記押上げ手段によってびん口パッキンを
容器の口部に密着しない高さまで上昇させておくことに
より、従来の装置に比べて極めて簡単な構造により、直
ちに充填を開始させることが可能な充填装置を得ること
ができ、また、サニタリー上の問題も除くことができ
る。しかも、充填時に容器内から排出されるエアの排出
抵抗をなくして充填速度を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る充填装置の要部の縦断
面図である。

【図２】上記充填装置の作動状態（充填開始時のびん口
をシールしない状態）を示す縦断面図である。

【図３】上記充填装置の作動状態（びん口をシールした
充填状態）を示す縦断面図である。

【図４】容器台の斜視図である。

【図５】容器台の正面図である。

【図６】上記充填装置によって充填を行なう過程を説明
する概略平面図である。

【符号の説明】

２ 充填液タンク ４ 充填ヘッド ６ 容器台 １５ 給液管 １６ 排気パイプ １８ 容器 １８ａ 容器の口部 ２６ 液バルブ ２８ エアバルブ ３６ びん口パッキン ４８ びん口パッキンの押上げ手段（ネック支持ガイ
ド） ６０ 昇降手段（エアシリンダ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填液を貯留するタンクと、この充填液
   タンクの下面に取付けられた充填ヘッドと、充填ヘッド
   の下方に配置され、容器を載せて昇降する容器台とを備
   え、上記充填ヘッドが、充填液タンクの下面に昇降可能
   に支持された給液管と、この給液管内に配置されて、充
   填液タンク側に固定された排気パイプと、排気パイプに
   対する給液管の上昇によって開放され、下降によって閉
   鎖される液バルブおよびエアバルブと、容器の口部に密
   着して容器内をシールするびん口パッキンとから構成さ
   れ、びん口パッキンを上昇させることにより給液管を共
   に上昇させて上記両バルブを開放させる充填装置におい
   て、容器台上に配設されてびん口パッキンを押上げ可能
   な押上げ手段と、この押上げ手段を昇降させる昇降手段
   とを設け、容器台の上昇により充填を開始する際に、昇
   降手段によって押上げ手段を上昇させることにより、び
   ん口パッキンを容器に密着しない位置まで押上げ、充填
   開始後、押上げ手段を下降させることにより、びん口パ
   ッキンを容器の口部に密着させることを特徴とする充填
   装置。