JPH0752996A - 充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液の流下充填開始時点で空気導管内は空にな
っており充填時間を短縮することができる充填装置を提
供する。 【構成】 上部の液流入口３０ａがフィラボウル２０に
突出し下部に液導入管３１を形成したバルブ本体３０
と、上部にフィラボウル２０の液の上方にある孔４０ｂ
を有するとともにバルブ本体３０内を通る下端に液出口
弁４１及び空気入口４０ｄを有する空気導管４０と、空
気導管４０に外嵌し常時バルブ本体３０の弁座３０ｂに
保持されている液入口弁５０とを具えている。更にバル
ブ本体３０下部に外嵌されて常時下方に押され先端にセ
ンタリングカップ６０を保持した案内筒６１と、空気導
管４０を上限位置で止め所定距離下方に押すプッシャ７
０とを具えている。しかして空気導管４０が上限位置に
あるときは液入口弁５０及び液出口弁４１は共に閉じて
おり、空気導管４０が下降すると液出口弁４１が開き更
に下降すると液入口弁５０が開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に所定量の無炭
酸飲料を充填するのに好適な充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の充填装置を図５非充填時の縦断面
図，図６充填時の縦断面図について説明する。図におい
て、１はフィラボウル、２はフィラボウル１に固定され
たバルブ本体、３はバルブ本体２と一体をなし穴３ａ，
鍔３ｂを有する筒体、４はバルブ本体２と摺動可能な関
係にありＯリング５，液穴４ａを有する摺動バルブ、６
は口金７を有する案内スリーブで摺動バルブ４と一体を
なすと共にバルブ本体２と摺動可能な関係にある。８は
バルブ本体２，摺動バルブ４間に設けられたばね、９は
摺動バルブ４に保持される壜シール部材、１０は摺動バ
ルブ４，筒体３と摺動可能な関係にあり鍔部１０ａ，孔
１０ｂを有する空気導管、１１は筒体３の鍔３ｂ，空気
導管１０の鍔１０ａ間に設けられたばね、１２は筒体３
と一体をなすストッパ、１３はストッパ１２にねじ込ま
れた調整ボルト、１４はロックナットである。１５は壜
を示す。なお図６の２点鎖線は循環洗浄装置の概念を示
し、９０は洗浄用キャップ、９１は洗浄液タンク、９２
は洗浄液ポンプ、９３ａ〜９３ｃは配管、９４はバルブ
開閉機構である。

【０００３】上記構成において、図示しない壜昇降装置
により壜１５が上昇され、口金７により案内されながら
壜１５の口部がシール部材９に当たりシール部材９等を
持ち上げると、摺動バルブ４と空気導管１０が一体とな
って持ち上げられ空気導管１０が調整ボルト１３に当た
り、穴１０ｂはフィラボウル１の上部と連通し、空気導
管１０内に残留していた液は壜１５内へ流下する。引き
つづく壜１５の上昇により、空気導管１０の下端と摺動
バルブ４の下端が開口し、図６に示す状態となり、フィ
ラボウル１内の液が壜１５内に流下し壜１５内の空気は
空気導管１０，孔１０ｂを介してフィラボウル１内に戻
る。壜１５内液面の上昇により空気導管１０の下端に液
面が接すると、壜１５内の空気の排除は行われなくな
り、代りに液が空気導管１０内を上昇して、フィラボウ
ル１内の液面とほぼ同一高さにいたって、フィラボウル
１からの液の流下は止まる。次いで壜１５が下降され、
図５に示す状態に戻る。なお循環洗浄を行う場合は、配
管の付いた洗浄用キャップ９０を口金７に装着し、洗浄
液タンク９１，洗浄液ポンプ９２を経由してフィラボウ
ル１に戻る回路を作り、バルブ開閉機構９４によって摺
動バルブ４を開き、前記洗浄液ポンプ９２を回転させて
洗浄する。

【０００４】しかしながら、このような装置には次の問
題点がある。 (1) 壜１５が上昇し壜口がシール部材９でシールされ更
に所定ストローク上昇した後に、空気導管１０内に残留
していた液を壜１５内に落下させるようにしているた
め、充填開始までの時間が長くなると共に、液の落下時
には壜１５は密閉されているので壜１５内の空気圧が上
昇し、落下時間が長くなって充填能力が低下する。特に
容量の小さい壜１５の場合に低下が著しくなる。また液
の粘性の差によって落下時間が変化する。 (2) 装置の循環洗浄時（又はフィラボウル内の液の排出
時）には液通路の弁を開く必要があるので、壜１５に代
って摺動バルブ４を持ち上げる装置が必要となる。また
循環洗浄を行うためには洗浄液を循環させる管が付いた
洗浄用キャップ９０を手動又は自動で口金７に装着する
必要があり作業性が悪く、一般に装置下部を気密にする
ためにキャップは大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、空気導管内に入った液
は充填工程後期に壜内に吸い戻されるとともに充填工程
初期にフィラボウル内に吹き出され、液の流下充填開始
時点で空気導管内は空になっており充填時間を短縮する
ことができ、また洗浄用の開弁機構を備える必要がなく
簡潔な構造となる充填装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、フ
ィラボウルに固定され上部は同フィラボウルに突出して
液を常時内部に流入させるための液流入孔を有し下部は
小径の液導入管を一体に形成しているバルブ本体と、上
記バルブ本体の天板を摺動自在に貫通し上部は上記フィ
ラボウル内の液の上方で開口する孔を有するとともに下
部は上記バルブ本体の中を通って下端に液出口弁及び空
気入口を有しかつ上記バルブ本体との間に介装されたば
ねによって常時上方に押されている空気導管と、上記空
気導管にシール部材を介して気密にかつ摺動自在に外嵌
装するとともに上記バルブ本体の内径より小さい外径を
有し同バルブ本体との間に介装したばねによって上方に
押され常時はシール部材を介して同バルブ本体の内面に
設けられた弁座に気密に保持されている液入口弁と、上
記空気導管が隙間をあけて挿通できる孔及び壜口を気密
にシールするためのシール部材を有するセンタリングカ
ップと、下部に上記センタリングカップを気密に嵌着し
て保持し上部はシール部材を介して気密かつ摺動自在に
上記バルブ本体に外嵌装しかつ同バルブ本体との間に介
装されたばねによって下方に押され常時は上部内面に設
けた段部がバルブ本体の段部と係合する定位置に下降し
ている案内筒と、上記空気導管を上限位置で止めまた所
定距離下方に押すプッシャとを具えたことと、更に上記
に加え、バルブ本体の大径部の下面から入り同バルブ本
体の部材の中を通ってそのフランジ部の部材の中に設け
外部から操作できる開閉弁を経てフィラボウルの底板の
部材に入り、更に同フィラボウルの部材の中を通って中
心寄りの位置に設けた継手から外に出る洗浄液通路を具
えたこととを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明充填装置においては、壜が上昇して壜口
がセンタリングカップのシール部材に当接すると、壜内
部及び案内筒の内部は気密に閉ざされる。壜が更に上昇
すると案内筒も上昇し案内筒内部の容積は縮小し、従っ
て連通している壜内部と共に空気圧が上昇する。ここで
プッシャが作動しロッドが空気導管を下方に押下げ、空
気導管の下端に固設された液出口弁が直ちに開き液出口
と空気入口が壜内と連通する。壜内の圧縮空気は空気導
管を通って、もし空気導管に液が残っている場合はこの
液と共にフィラボウルの空気相に勢いよく排出される。
次いで空気導管が更に下降すると上部の液入口弁が開き
フィラボウル内の液が重力によって壜内に流下し、壜内
の空気は空気導管を通ってフィラボウルの空気相に排出
される。壜内の液面が上昇してバルブ本体の下端の液出
口に達すると液は空気導管に入って上昇しフィラボウル
内の液面に達して止まる。次いで空気導管を上昇させ液
入口弁を閉じて壜を下降させる。案内筒内部の容積が拡
大するので壜内の圧力が下がり空気導管内の液は吸引さ
れて壜内に流下する。次いで空気導管を更に上昇して液
出口弁を閉じ、壜は下降を続けてセンタリングカップか
ら離れ最初の状態に戻る。なお循環洗浄を行う時はセン
タリングカップに洗浄用キャップを装着し、プッシャで
空気導管を下げて液入口弁及び液出口弁を開けば循環洗
浄回路が完成するので、洗浄液通路の出口の継手からフ
ィラボウルに戻る回路に設けられた洗浄液ポンプを回転
させれば洗浄が行われる。

【０００８】

【実施例】本発明充填装置の一実施例を図面について説
明すると、図１は本充填装置の非充填時の縦断面図、図
２は同上の充填時の縦断面図、図３はプッシャ部変形例
の縦断面図、図４は循環洗浄時の説明図である。図１に
おいて、２０はフィラボウルで下方にあって壜を載置し
て回転する図示省略の円板と共に回転し、かつフィラボ
ウル昇降機構によって全体が上下動して前記円板との距
離が調整できるようになっている。３０はフィラボウル
２０の底板に環状に多数が固定されていて内部が液通路
となる筒形のバルブ本体の一つで、上部はフィラボウル
２０の中に突出して同部に液流入口３０ａを、その下側
内面に弁座３０ｂを、更にその下側内面にばね座３０ｃ
を有し、下部は細くなって液導入管３１を一体に形成し
ている。４０は空気導管で、バルブ本体３０の中を貫通
して、上方はバルブ本体３０と同心に下方は細くなって
偏心して通っており、同心部に一体に形成されたばね座
４０ａとバルブ本体３０との間に介装されたばね４３に
よって常時上方に押されていて、上端が後述のプッシャ
７０のロッド７１の下端に当接して止まっている。また
同空気導管４０の同心部の上部にはフィラボウル２０内
の空気相に開口する孔４０ｂが設けられ、バルブ本体３
０の天板を貫通する部分は摺動自在となっており、その
下部は段部４０ｃを経てやや外径が小さくなって偏心部
に続き、下端には液出口弁４１が一体に形成されてい
る。同液出口弁４１はシール部材４２を備えていて常時
は液導入管３１の内面と係合してその内外を気密に閉じ
ている。５０はバルブ本体３０の内径より小さい外径を
有する液入口弁で、空気導管４０に摺動自在にかつシー
ル部材５１によって気密に外嵌装されており、バルブ本
体３０のばね座３０ｃとの間に介装されたばね５２によ
って上方に押され、シール部材５３を介して常時はバル
ブ本体３０の弁座３０ｂに当接して気密に液通路を閉じ
ている。

【０００９】６０は壜１５を案内するセンタリングカッ
プで、中心部に液導入管３１の外径より大きい内径の孔
６０ａと、下部内側に壜１５の口と当接するシール部材
６３と、外周部に洗浄用キャップ取付用ピン６０ｂとを
有し、案内筒６１に気密に嵌着されている。同案内筒６
１はシール部材３０ｄによってバルブ本体３０の外周面
に摺動自在にかつ気密に外嵌装されていて、内部は空気
室６１ａを形成しており、バルブ本体３０との間に介装
されたばね６２によって常時下方に押され、上部のスト
ッパ部がバルブ本体３０の段部に係合して止まる定位置
に下降している。６４はフィラボウル２０内の液の排出
時や循環洗浄時に用いるセンタリングカップ６０の昇降
機構で、カム６５によって壜とは関係なく昇降させるこ
とができる。７０は空気導管４０を押下げるためのプッ
シャで図ではエアシリンダを用いた例を示してある。７
１はエアシリンダのロッドで下端を空気導管４０の上端
に当接しており、７２はシリンダの空気弁を切替えるレ
バーである。８０は図４に示す循環洗浄回路の一部で、
８０ａはバルブ本体３０の中に、８０ｂはフィラボウル
２０の底板の中にそれぞれ設けられた洗浄液通路、８１
は押ボタン式の開閉弁、８２は出口の継手である。

【００１０】このような装置の作用を説明する。図１に
おいて、図示省略の壜昇降装置により壜１５が上昇する
と、壜口はセンタリングカップ６０の下端の円錐面で案
内されてシール部材６３に当接して壜内部と外気とを遮
断し、更に壜１５が上昇するとセンタリングカップ６０
はばね６２の押圧力に抗して上昇し、壜口は液導入管３
１の下端より高い位置に上昇する。この過程で空気室６
１ａの容積は縮小するのでこの室と連通する壜内と共に
空気圧が上昇する。次いでプッシャ７０が作動してロッ
ド７１が空気導管４０を押し下げ、液出口弁４１が液導
入管３１から下方に離れ液出口３１ａ及び空気入口４０
ｄが同時に壜１５内と連通する。壜１５内の高い圧力の
空気は、もし空気導管４０内に液が残っていればこの液
を勢いよくフィラボウル２０の中に吹き出す。更に空気
導管４０が下降すると段部４０ｃが液入口弁５０に当接
してこれを押し下げ液通路を開く。液導入管３１下端の
液出口３１ａは既に開いているのでフィラボウル２０内
の液は重力によって液流入口３０ａから入って壜１５内
に流下し、壜１５内の空気は液と入れ替わって空気入口
４０ｄから空気導管４０に入って孔４０ｂからフィラボ
ウル２０の空気相に排出される。

【００１１】この状態を図２に示してある。壜１５内の
液面が液導入管３１の下面に達すると液は空気導管４０
内に入って上昇しフィラボウル２０内の液面に達して止
まる。次いでプッシャ７０のロッド７１を上昇させる
と、空気導管４０がばね４３に押されて一緒に上昇し、
液入口弁５０が閉じてフィラボウル２０からの液の流入
が止まる。次いで壜１５を下降させると案内筒６１内部
の空気室６１ａの容積が拡大し壜１５内の圧力が下がり
空気導管４０内の液は吸引されて壜１５内に流下する。
次いで空気導管４０を更に上昇させ液出口弁４１を閉じ
る。壜１５は下降を続けてセンタリングカップ６０から
離れて最初の状態に戻る。本例ではプッシャ７０をフィ
ラボウル２０の天板に取付けたが、図３に示す通り、フ
ィラボウル２０の側板に取付け、ロッド７１ａでばね座
４０ａを上下することも可能であり、それにより本充填
装置の高さを低くすることができることはいうまでもな
い。なお充填液面は壜１５が上昇したときの壜口上端と
液導入管下端との距離によって決まるので、フィラボウ
ル２０を図示省略の昇降機構で上下させれば全数の充填
バルブを一挙に調整することができる。

【００１２】次に循環洗浄時の作用を図４を参照して説
明する。洗浄液通路の継手８２を洗浄液タンク９１，洗
浄液ポンプ９２を経てフィラボウル２０に戻る液回路に
予め接続しておく。センタリングカップ６０の下部に同
カップに設けてあるピン６０ｂを用いて洗浄用キャップ
９５を気密に取付け、プッシャ７０を下降させて液入口
弁５０及び液出口弁４１を開けば循環洗浄回路ができる
ので、開閉弁８１を開き洗浄液ポンプ９２を始動すれば
よい。

【００１３】かくしてこの装置によれば、空気導管４０
内に入った液は充填工程の後期に壜１５の下降によって
作られる負圧によって壜１５内に吸い戻され、もし液が
空気導管４０内に残っても充填工程の初期に壜１５の上
昇によって作られる圧縮空気でフィラボウル２０内に勢
いよく吹き出されるので、重力による流下充填が開始さ
れる最初の時点で空気導管４０内は空になっていて抵抗
がなく、充填時間を短縮することができる。また循環洗
浄用の洗浄液通路８０ａ，８０ｂが装置構造部材に内蔵
されていて、洗浄用キャップ９５に配管を接続する必要
がなく、液通路を閉じている弁５０，４１は充填時に用
いるプッシャ７０で開弁できるので洗浄用の開弁機構を
備える必要がなく、簡潔な構造となる。更に充填液面高
（入味）の調整にスペーサ等の取替え作業が不要で、フ
ィラボウル２０の上下位置を昇降装置で調整して簡単に
行うことができる。

【００１４】

【発明の効果】要するに本発明によれば、フィラボウル
に固定され上部は同フィラボウルに突出して液を常時内
部に流入させるための液流入孔を有し下部は小径の液導
入管を一体に形成しているバルブ本体と、上記バルブ本
体の天板を摺動自在に貫通し上部は上記フィラボウル内
の液の上方で開口する孔を有するとともに下部は上記バ
ルブ本体の中を通って下端に液出口弁及び空気入口を有
しかつ上記バルブ本体との間に介装されたばねによって
常時上方に押されている空気導管と、上記空気導管にシ
ール部材を介して気密にかつ摺動自在に外嵌装するとと
もに上記バルブ本体の内径より小さい外径を有し同バル
ブ本体との間に介装したばねによって上方に押され常時
はシール部材を介して同バルブ本体の内面に設けられた
弁座に気密に保持されている液入口弁と、上記空気導管
が隙間をあけて挿通できる孔及び壜口を気密にシールす
るためのシール部材を有するセンタリングカップと、下
部に上記センタリングカップを気密に嵌着して保持し上
部はシール部材を介して気密かつ摺動自在に上記バルブ
本体に外嵌装しかつ同バルブ本体との間に介装されたば
ねによって下方に押され常時は上部内面に設けた段部が
バルブ本体の段部と係合する定位置に下降している案内
筒と、上記空気導管を上限位置で止めまた所定距離下方
に押すプッシャとを具えたことと、更に上記に加え、バ
ルブ本体の大径部の下面から入り同バルブ本体の部材の
中を通ってそのフランジ部の部材の中に設け外部から操
作できる開閉弁を経てフィラボウルの底板の部材に入
り、更に同フィラボウルの部材の中を通って中心寄りの
位置に設けた継手から外に出る洗浄液通路を具えたこと
とにより、空気導管内に入った液は充填工程後期に壜内
に吸い戻されるとともに充填工程初期にフィラボウル内
に吹き出され、液の流下充填開始時点で空気導管内は空
になっており充填時間を短縮することができ、また洗浄
用の開弁機構を備える必要がなく簡潔な構造となる充填
装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明充填装置の一実施例の非充填時の縦断面
図である。

【図２】同上の充填時の縦断面図である。

【図３】プッシャ部変形例の縦断面図である。

【図４】循環洗浄時の説明図である。

【図５】従来の充填装置の非充填時の縦断面図である。

【図６】同上の充填時の縦断面図である。

【符号の説明】

15 壜 20 フィラボウル 30 バルブ本体 30ａ 液流入口 30ｂ 弁座 30ｃ ばね座 30ｄ シール部材 31 液導入管 40 空気導管 40ａ ばね座 40ｂ 孔 40ｄ 空気入口 41 液出口弁 42 シール部材 43 ばね 50 液入口弁 51 シール部材 52 ばね 53 シール部材 60 センタリングカップ 60ａ 孔 61 案内筒 61ａ 空気室 63 シール部材 70 プッシャ 71 ロッド 80ａ, 80ｂ 洗浄液通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィラボウルに固定され上部は同フィラ
   ボウルに突出して液を常時内部に流入させるための液流
   入孔を有し下部は小径の液導入管を一体に形成している
   バルブ本体と、上記バルブ本体の天板を摺動自在に貫通
   し上部は上記フィラボウル内の液の上方で開口する孔を
   有するとともに下部は上記バルブ本体の中を通って下端
   に液出口弁及び空気入口を有しかつ上記バルブ本体との
   間に介装されたばねによって常時上方に押されている空
   気導管と、上記空気導管にシール部材を介して気密にか
   つ摺動自在に外嵌装するとともに上記バルブ本体の内径
   より小さい外径を有し同バルブ本体との間に介装したば
   ねによって上方に押され常時はシール部材を介して同バ
   ルブ本体の内面に設けられた弁座に気密に保持されてい
   る液入口弁と、上記空気導管が隙間をあけて挿通できる
   孔及び壜口を気密にシールするためのシール部材を有す
   るセンタリングカップと、下部に上記センタリングカッ
   プを気密に嵌着して保持し上部はシール部材を介して気
   密かつ摺動自在に上記バルブ本体に外嵌装しかつ同バル
   ブ本体との間に介装されたばねによって下方に押され常
   時は上部内面に設けた段部がバルブ本体の段部と係合す
   る定位置に下降している案内筒と、上記空気導管を上限
   位置で止めまた所定距離下方に押すプッシャとを具えた
   ことを特徴とする充填装置。
2. 【請求項２】 バルブ本体の大径部の下面から入り同バ
   ルブ本体の部材の中を通ってそのフランジ部の部材の中
   に設け外部から操作できる開閉弁を経てフィラボウルの
   底板の部材に入り、更に同フィラボウルの部材の中を通
   って中心寄りの位置に設けた継手から外に出る洗浄液通
   路を具えたことを特徴とする請求項１記載の充填装置。