JPH04279494A - びん詰め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、逆圧びん詰め機に用いるびん詰
め装置の分野にかかるものである。さらに詳細には、本
発明はこのような機械に用いられる充填ヘッドのための
閉塞弁に関する。ことに、この閉塞弁は非接触型のもの
である。

【０００２】清涼飲料やその類似材料のような液体をび
んまたはその他の容器に充填するために逆圧びん詰め機
を用いることは周知である。このようなびん詰め機の構
造、ことに典型的に採用されている多充填ヘッドを有す
るこの種機械の構造は、本願出願人の米国特許第３，７
５７，８３５号明細書および同第４，６８８，６０８号
明細書のような公知文献に記載され周知である。本発明
は、閉塞弁組立体の構造および作動が異なるこの種びん
詰め機に関する。

【０００３】びん詰め機は典型的には、圧力ヘッドを上
部にそなえた清涼飲料または液体のリザーバを包含する
ものであることは周知である。このびん詰め機は、典型
的には、リザーバを中心として円周的に間隔を隔てて複
数の同形の充填ヘッドを有する。それぞれの充填ヘッド
は、びんの口部を受けてこれを密封する弾性密封部材を
有する。逆圧管がその一端部をびん内に、他端部を圧力
ヘッド内に延ばしている。この逆圧管は両端部にそれぞ
れ開口またはオリフィスを有し、これらの開口またはオ
リフィスはびん詰め機の作動中選択的に密封される。

【０００４】充填ヘッドのそれぞれは物理的運動および
または逆圧管の通路の開閉を制御するいくつかの弁系統
を有している。前述の米国特許第３，７５７，８３５号
明細書に記載されているように、びんが弾性密封部材で
受けられた時、逆圧管の頂部の弁はリザーバの上の圧力
ヘッドがびんの内部と連通するようになる。この結果生
ずるびん内の圧力は、逆圧管の底部に固定した液体弁組
立体を開放する。この液体弁は、逆圧管に固定したディ
スクから成り、このディスクは密封部材に隣接して維持
されている固定弁座とついたり離れたりするようにした
テーパ付の縁部を有する。

【０００５】閉塞弁はまた逆圧管を中心として保持され
ており、液体弁の開放時に清涼飲料の圧力によって開か
れこれを通って清涼飲料が流れる。びん内の清涼飲料が
逆圧管の端部の孔のレベルに到達すると、清涼飲料の流
れは止まり、逆圧管を通って逆圧のガスが逆流するのが
防止される。

【０００６】清涼飲料の流れが止まるや否や、閉塞弁は
ばねの作用で閉じられる。閉塞弁のテーパ付内面は液体
弁のディスクのテーパ付縁部の一部分と密封的に係合す
る。この閉成は閉塞弁と液体弁のディスクとの平行なテ
ーパの重なり合いによって達成される。この閉成は直ち
に清涼飲料がびん内に流入するのを防げて、びん内から
のガスの釈放を妨げる。この直後、従来のレバーアーム
の制御によって逆圧管を下方に動かし、流体弁のディス
クをその座に対して閉じ、びんを外して、キャップを嵌
め、ケースに入れることを可能とする。

【０００７】上述の従来技術は一般にびんおよびその他
の容器を充填するのには成功していたものの、その構造
および作動になお問題がある。ことにこのような充填ヘ
ッドに用いられる閉塞弁について問題が認められた。す
なわち、閉塞弁と液体弁のディスクとのテーパ面の重な
り合う係合関係のために、閉塞弁の密封部がはりつくこ
とが見出された。このようなはりつきは作動時間の遅れ
を生じ、このためびん詰め機の作動の効率を低下させる
。さらに、従来の閉塞弁はその開成中および閉成時に乱
流を生ずる。この乱流は、弁が開いた時および弁閉成が
急激になされた時に弁部材間に流路の制限が生ずること
に由来する。この乱流は炭酸水飲料に気泡を発生せしめ
る。これは最も好ましくないことである。

【０００８】上述のことから、本発明の第１の目的は、
接触密封部のない閉塞弁を有するびん詰め機用充填ヘッ
ドを提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、閉塞弁がはりつき
を起さないびん詰め機用充填ヘッドを提供することにあ
る。

【００１０】本発明の第３の目的は、閉塞弁によって清
涼飲料の流れに乱流が発生しないびん詰め機用充填ヘッ
ドを提供することにある。

【００１１】本発明の第４の目的は、閉塞弁による流れ
制御が、この閉じている弁によって提供される制限部に
おける清涼飲料の表面張力ないしは分子誘因によって達
成される。びん詰め機用の充填ヘッドを提供することに
ある。

【００１２】本発明の第５の目的は、閉塞弁が作動に信
頼性ありかつ耐久性ありながら、当業界の現状における
材料および技術で製作容易かつ保守容易であるびん詰め
機用の充填ヘッドを提供することにある。

【００１３】上述の目的および以下の記載から明らかと
なるその他の目的は、液体を受け入れる充填タンクと、
この充填タンクの基部部分内に設けられびんの口部を密
封的に取付ける密封部材と、第１の端部が前記充填タン
ク内に延び、第２の端部が前記びんの内部に延び、前記
第１および第２の端部に第１および第２の孔を有する逃
し管と、この逃し管を受け入れ前記充填タンクからの液
体を受けてこの液体を前記充填タンクから前記びんへ通
過させる導管の役割を果たすスリーブと、この液体の通
過を選択的に禁止したり可能としたりするよう前記スリ
ーブと前記びんとの間に介在し外側リング内に収容され
る内側リングを包含する閉塞弁とを包含し、前記外側リ
ングと前記内側リングとが、前記閉塞弁が開いている時
も閉じている時も互いに接触していないことを特徴とす
るびん詰め装置によって達成される。

【００１４】また本発明の他の目的は、液体を受け入れ
るタンクと、このタンクの基部部分内に設けられびんの
口部を受ける密封部材と、前記タンク内に設けられ一端
部が前記タンクから延び出し他端部が前記びん内へ延び
る管と、この管の両端部のそれぞれに形成した開口と、
前記管を収容し前記タンクから前記びんへ液体を通過さ
せる導管の役目を果すスリーブとを包含するびん詰め装
置において、前記管の上にこの管と同心に固定的に受け
られているディスクと、このディスクを受け入れて前記
管の上にこれと同心に受けられている円筒形の座とを包
含する閉塞弁を有することを特徴とするびん詰め装置に
よって達成される。

【００１５】以下、図面を参照して本発明の好適な実施
例について詳細に説明する。

【００１６】図面、特に図１において、本発明によるび
ん詰め装置が符号１０によって総括的に示されている。 本装置１０は、充填タンク１４の周囲に均一に間隔を置
いて配置された複数の充填ヘッド１２を包含する。しか
し、図１には、図面を簡単にするために１つの充填ヘッ
ド１２のみしか示していない。充填タンク１４の内部は
、実質的に、飲料１６または分与しようとする液体が、
その上方に保持したガス１８の圧力ヘッドでもって、詰
められている。種々の種類のガスが分与作用のために使
用されるけれども、清涼飲料の分与においては、おそら
く、二酸化炭素が駆動力としては最も適当であろう。

【００１７】スニフトブロック２０が、充填タンク１４
の底部または基部として設けられている。このスニフト
ブロック２０は、この分野で当業者によく知られている
ような方法で飲料１６を大気中に逃がすために充填ヘッ
ド１２の各々に関連するスニフト弁を包含する。このス
ニフト弁は本発明の要旨と直接関係がないので、その詳
細な説明は省略する。ゴムまたは他の適当な材料から成
る弾性シール２２は、充填ヘッド１２の各々に関連して
、スニフトブロック２０の孔２４によって受け入れられ
ている。図示するように、びん２８の口または縁２６は
、弾性シール２２と密封保持するようにもたらされ、こ
れにより分与作用が始められる。

【００１８】反対圧力チューブまたは逃し管３０は圧力
ヘッド１８からびん２８内に通過し、その端に圧力ヘッ
ド１８とびん２８の内部との間に制限した連通を提供す
るための開口を有する。端プラグ３２は、逃し管３０に
カラー３４およびＯリング３６の手段によって取り付け
られている。したがって、逃し管３０はこの端プラグ３
２の動きと共に動く。

【００１９】標準的な方法によれば、逃し管３０は、ス
リーブ３８内に受け入れられる。そして、スリーブ３８
は、この分野で知られている方法で飲料または液体１６
が充填タンク１６からびん２８へ通過するのを許す複数
のスリットまたは開口４０をその壁に有している。カラ
ー４２は、スニフトブロック２０に適当なＯリングシー
ル４４または同種の部材によって固定されている。この
カラー４２は、また、スリーブ３８をしっかりと受け入
れて係合し、これを通してスリーブ３８とカラー４２と
は単一片として形成されている。

【００２０】ガイドブロック４６は、逃し管３０にロッ
クピン４８または他の適当な手段によって取り付けられ
ている。孔５０が、カラー４２に設けられて、ガイドブ
ロック３６を受ける。ガイドブロック４６が孔５０のよ
うに円筒形でなく、それ故孔５０と適合せず、しかしス
リーブ３８の内部とカラー４２の内部との間にそれを通
しての飲料の通路のための通路区域を提供することは、
利益あるものである。一対の耳５２は、孔５０の基部で
カラー４２に当接し、孔５０内のガイドブロック４６の
移動を制限する。換言すれば、ガイドブロック４６およ
びそれ故逃し管３０の最大上向き移動は、カラー４２の
内方縁に当接する一対の耳５２の係合により、制限され
る。

【００２１】ばね５４は、図示するように、カラー４２
の頂部面と端プラグ３２の底部面との間に介装されてい
る。自然状態では多少弱いこのばね５４は、この分野の
当業者によく知られているように、逃し管３０を上向き
に付勢する。勿論、ばね５４の付勢の下での逃し管３０
の最大移動は、上述したように、一対の耳５２によって
制限される。

【００２２】カラー５６は、逃し管３０の低端の近くで
この逃し管３０により受け入れられて固定されている。 図面から認められるように、逃し管３０は２つの部品か
ら成る構成として示されており、また、カラー５６は逃
し管３０の上部分と下部分との間の相互接続点で係合さ
れている。勿論、この分野の当業者によって認められる
ように、逃し管３０は実際上、所望するならば、単一の
管であってもよい。いずれの場合においても、環状シー
ルリング５８は、カラー５６のまわりの環状溝内に受け
入れられる。この分野の当業者に知られているように、
環状シールリング５８の角度の付いたまたはテーパをし
た底部面は、スニフトブロック２０の孔２４の頂部に設
けた弁座６０に係合するようにされている。環状リング
５８と弁座６０との間の密封係合は、典型的に、びん詰
め装置の弁レバーアームの制御の下で行われ、充填タン
ク１４と孔２４に連通する外部との間に確実な密封を作
るように環状リング５８は弁座６０に係合される。

【００２３】この分野ですでに知られているように、閉
塞弁６２は、大略、ドーム状の形のハウジングの形で設
けられている。この閉塞弁６２はこの弁を通過する複数
の開口６４を有し、これら開口６４は飲料用通路を提供
する。ばね６６は、カラー５６と閉塞弁６２との間に介
装されて、これらを離すように付勢し、その結果閉塞弁
６２の低部の周囲部に位置した弁座６８は、環状シール
リング５８と並ぶ状態に維持される。

【００２４】図２に示すように、開口６４を有するドー
ム状の形の閉塞弁６２は、その低部の周囲部に設けた弁
座６８を備えている。弁座６８の内側周囲区域７０は、
自然状態では円形とされる。本発明の好適な実施例によ
れば、この区域７０は、実際上、円筒形であり、この円
筒形は弁６２のハウジングの軸線と同一であり、したが
って逃し管３０の軸線とも同一である軸線を有する。図
示するように、孔７２が標準的な方法にしたがって逃し
管７０を受け入れるように設けられている。

【００２５】次に、図３に示されるように、環状シール
リング５８には、この環状シールリング５８が逃し管３
０の軸線と同一である軸線を有するようにして、逃し管
３０を受け入れる孔７４が設けられている。シールリン
グ５８には、また、このリング５８と逃し管３０とに同
軸である外側円筒形表面７６が設けられている。最後に
、角度を付けたまたはテーパをした底部面７８が、弁座
６０と密封係合するために設けられている。この底部面
７８のテーパは、リング５８の平らな底部面から、上向
きに３０−４０°、好適には３５°の角度とされる。 同様に、図２を参照して見られるように、下向きにテー
パした面８０は、円筒形表面７０に対して下向きに延び
、この表面７０との間に４０−５０°、好適には４２°
の角度を作る。

【００２６】本発明によれば、その利益を得るために、
環状シールリング５８がその中に閉塞弁６２の弁座６８
の円筒形表面７０を係合することなしに受け入れること
が望ましい。この目的のために、内側の円筒形壁７０を
横切って測定して、シールリング５８の外径が弁座６８
の内径よりも小さいことが要求される。好適には、この
リング５８と弁座６８との間の直径の差は、０．７６２
〜１．２７ｃｍ（０．３０〜０．５０インチ）とされる
。本発明の好適な実施例において、円筒形表面７０の直
径は２．２１〜２．２４ｃｍ（０．８７０〜０．８８２
インチ）、またシールリング５８の外径は２．１３〜２
．１５ｃｍ（０．８４０〜０．８４５インチ）とされる
。

【００２７】更に、願わくば、シール５８の外周近傍の
円筒壁７０の壁高より実質的に高い壁高を有しているこ
とである。本発明の好適な実施例では、壁７０は０．２
〜０．５ｍｍ（０．００８〜０．０２０インチ）程度、
好ましくは０．２５〜０．３８ｍｍ（０．０１０〜０．
０１５インチ）の高さを有し、高さ７６は１．６０〜１
．６５ｍｍ（０．０６３〜０．０６５インチ）程度の高
さを有している。もちろん、ここに与えた壁高の測定は
シール５８及び閉塞弁６２の軸の方向で取っている。

【００２８】図１を更に参照すると、充填ヘッド１２の
夫々はまた、逃し管３０の頂端部にチャージング弁８２
を含んでいるのが見られる。バネ８４がチャージング弁
８２を開方向に押圧するよう管３０に周設され、圧力ヘ
ッド１８のガスが管３０の内部を通ってびん２８の内部
へ通じさせている。当業者には周知のとおり、充填装置
のレバーアームと係合されたキャップ８６を備え、チャ
ージング弁８２を閉じたり管３０を降下させて弁座６０
に対し環状リング５８をシールする。管３０の底端部に
は１以上の開口８８を備え、このようなオリフィスは分
与サイクルの終わりにびん２８内の充填飲料のレベル９
０に相当する管３０内レベルに位置されている。また、
このような構造および動作は当業者には周知である。

【００２９】続けて図１を参照すると、本発明の動作の
理解を得ることができる。弾性シール２２と係合状態に
置かれたびん２８を使い、充填装置のレバーアームはキ
ャップ８６を外す。同時に、ばね５４はガイドブロック
４６の耳部５２がカラー４２に突き当るまで端プラグ３
２を押圧し、管３０を上昇させる。同時に、ばね８４は
チャージング弁８２を開けるよう押圧し、炭酸ガス圧力
ヘッド１８を管３０を通して連通させ、びん２８の内部
を加圧する。圧力ヘッド１８とびん２８の内部との間の
この圧力の均衡化は上述のようにシール５８の座６０か
らの離脱および管３０の持ち上げを与える。

【００３０】飲料１６はリザーバからスロット４０を通
り、閉塞弁６２を越えて流れ始めると、閉塞弁６２は管
３０に基づいて降下させられ、ばね６６を圧縮し、そし
て円筒壁７０を円筒壁７６の下に位置させる。したがっ
て、飲料の流路は閉塞弁６２の頂部テーパ表面８０と環
状リング５８の底部テーパ表面７８との間に与えられる
。スニフトブロック２０の頂部に底部を付けている閉塞
弁６２により、流れはいくらか薄層状であり、従来経験
した乱流はない。表面８０は飲料をテーパ表面７８に対
して内側へ、そして下へ差し向ける。一般に下向きにあ
りかつ厳密に同じような角度のテーパ表面によって、乱
流は再び最小化される。

【００３１】従来技術によって理解されるように、上述
の流れは、開口８８がレベル９０に達する飲料１６によ
ってシールされる時まで、圧力ヘッド１８まで開口８８
を通って排気されているガスと共に、びん２８に入り続
ける。この時点で、円筒表面７６がこれらの共通軸に直
角な同じ分配共通平面を持つ円筒表面７０の内側で受け
られるまで、周知のように、ばね６６が閉塞弁６２を押
し上げることで、飲料の流れは中止する。この時、ボア
２４からびん２８へ飲料の更なる流れを防止しかつびん
２８からボア２４を介して上方への更なるガスの抜けを
防止するシールが発生される。続いて、充填装置のレバ
ーアームはキャップ８６に当ってチューブ３０を押下す
ると、シールリング５８のテーパ表面７８はボア２４の
座６０に当たる。この時、びん２８は取り出され、キャ
ップが嵌められ、ケースに入れられる。そして、改めて
このプロセスが開始することになる。

【００３２】座６８より小径でそれと同軸であるシール
５８は座６８と接触することなくこの座６８の中に受け
られようとしていることは容易に理解されよう。閉塞弁
６２による流れの終りは要素５８、６８間の接近した公
差クリアランスにおける分子相互作用により、またそこ
における表面張力により達成される。要素５８、６８は
相互接触せず、または極小の接触があるだけなので、２
つの要素はその開口が次の分与サイクルで所望される時
共に詰まることはほとんどない。加えて、要素５８、６
８の配置は分与サイクル時に飲料の乱流のない流れを与
え、一方、非接触弁座配置は弁の動乱のない閉止を与え
る。乱流がないことは清涼飲料を分与するときに経験さ
れる気泡の量を減少させ、より正確でかつ高速な充填を
与えるのである。

【００３３】ここに示した改良型閉塞弁は加圧および非
加圧タンクおよび容器と共に同様に使用できることは当
業者には理解されよう。一方加圧タンクは炭酸飲料等に
最も適され、非炭酸飲料および液体は重力下の大気圧で
分与することができる。上述の加圧系において、充填装
置のレバーアームはタンクとびんとの間の圧力の均衡に
基づくばね力によって行われる弁動作を開始する。本発
明による非加圧系では、弁は充填装置のレバーアームに
よって積極的にかつ直接に作動される。

【００３４】このように、本発明の目的は上述した構成
によって満たされることがわかる。規則に従って、本発
明の唯一最良の形態の実施例を提示し詳述したが、本発
明はこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による閉塞弁を示した充填装置の１つの
充填ヘッドの部分断面図である。

【図２】本発明による閉塞弁の断面図である。

【図３】図２の弁と作用係合するようにされた本発明の
流体充填弁のディスクの断面図である。

【符号の説明】

１０　　　　びん詰め装置 １２　　　　充填ヘッド １４　　　　充填タンク １６　　　　飲料 １８　　　　圧力ヘッド ２０　　　　スニフトブロック ２２　　　　弾性シール ２４　　　　孔 ２６　　　　びんの口または縁 ２８　　　　びん ３０　　　　逃し管 ３２　　　　端プラグ ３４　　　　カラー ３６　　　　Ｏリング ３８　　　　スリーブ ４０　　　　開口 ４２　　　　カラー ４４　　　　Ｏリングシール ４６　　　　ガイドブロック ４８　　　　ロックピン ５０　　　　孔 ５２　　　　耳 ５４　　　　ばね ５６　　　　カラー ５８　　　　シールリング ６０　　　　弁座 ６２　　　　閉塞弁 ６４　　　　開口 ６６　　　　ばね ６８　　　　弁座 ７０　　　　内側周囲区域 ７２　　　　孔 ７４　　　　孔 ７６　　　　外側円筒表面 ７８　　　　底部面 ８０　　　　テーパ面 ８２　　　　チャジング弁 ８４　　　　ばね ８６　　　　キャップ ８８　　　　開口 ９０　　　　レベル

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を受け入れる充填タンクと、この充填
   タンクの基部部分内に設けられびんの口部を密封的に取
   付ける密封部材と、第１の端部が前記充填タンク内に延
   び、第２の端部が前記びんの内部に延び、前記第１およ
   び第２の端部に第１および第２の孔を有する逃し管と、
   この逃し管を受け入れ前記充填タンクからの液体を受け
   てこの液体を前記充填タンクから前記びんへ通過させる
   導管の役割を果たすスリーブと、この液体の通過を選択
   的に禁止したり可能としたりするよう前記スリーブと前
   記びんとの間に介在し外側リング内に収容される内側リ
   ングを包含する閉塞弁とを包含し、前記外側リングと前
   記内側リングとが、前記閉塞弁が開いている時も閉じて
   いる時も互いに接触していないことを特徴とするびん詰
   め装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のびん詰め装置において、前
   記内側リングおよび前記外側リングが互いに無関係に共
   通軸線に沿って軸線方向に動けるようにしたことを特徴
   とするびん詰め装置。
3. 【請求項３】請求項２記載のびん詰め装置において、前
   記内側リングが円筒形の外壁面を有し、前記外側リング
   が円筒形の内壁面を有し、これら円筒形の内外壁面がひ
   とつの共通軸線を共有していることを特徴とするびん詰
   め装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のびん詰め装置において、前
   記内側リングが前記円筒形の外壁面の底縁部から前記共
   通軸線に向けて内方へ角度を付けた下面を有し、前記外
   側リングが前記内壁面の頂縁部から前記共通軸線から離
   れて外方へ角度を付けた上面を有することを特徴とする
   びん詰め装置。
5. 【請求項５】請求項４記載のびん詰め装置において、前
   記内外壁面のそれぞれが前記共通軸線に対して異なった
   角度を形成していることを特徴とするびん詰め装置。
6. 【請求項６】請求項４記載のびん詰め装置において、前
   記円筒形の内外壁面間の直径差が０．７６ないし１．２
   ７ｍｍ（０．０３０インチないし０．０５０インチ）の
   範囲であることを特徴とするびん詰め装置。
7. 【請求項７】請求項４記載のびん詰め装置において、前
   記円筒形の外壁が前記円筒形の内壁の高さよりも高い高
   さを有することを特徴とするびん詰め装置。
8. 【請求項８】請求項７記載のびん詰め装置において、前
   記円筒形の内壁が０．２ないし０．５ｍｍ（０．００８
   インチないし０．０２０インチ）の高さを有することを
   特徴とするびん詰め装置。
9. 【請求項９】請求項４記載のびん詰め装置において、前
   記内側リングが前記逃し管に固定されており、前記外側
   リングが前記逃し管上に滑動的に受けられていることを
   特徴とするびん詰め装置。
10. 【請求項１０】液体を受け入れるタンクと、このタンク
    の基部部分内に設けられびんの口部を受ける密封部材と
    、前記タンク内に設けられ一端部が前記タンクから延び
    出し他端部が前記びん内へ延びる管と、この管の両端部
    のそれぞれに形成した開口と、前記管を収容し前記タン
    クから前記びんへ液体を通過させる導管の役目を果すス
    リーブとを包含するびん詰め装置において、前記管の上
    にこの管と同心に固定的に受けられているディスクと、
    このディスクを受け入れて前記管の上にこれと同心に受
    けられている円筒形の座とを包含する閉塞弁を有するこ
    とを特徴とするびん詰め装置。
11. 【請求項１１】請求項１０記載のびん詰め装置において
    、前記ディスクが円筒形の外面を有し、この円筒形の外
    面が前記円筒形の座の直径よりも小さい直径を有するこ
    とを特徴とするびん詰め装置。
12. 【請求項１２】請求項１１記載のびん詰め装置において
    、前記円筒形の座が前記管上を軸線方向に動けることを
    特徴とするびん詰め装置。
13. 【請求項１３】請求項１２記載のびん詰め装置において
    、前記円筒形の座が前記円筒形の外面の高さよりも低い
    高さを有することを特徴とするびん詰め装置。
14. 【請求項１４】請求項１３記載のびん詰め装置において
    、前記閉塞弁がさらに、前記管の共通軸線から離れて前
    記円筒形の座の頂縁部から上方に角度をつけた第１の面
    と、前記共通軸線に向って前記ディスクの円筒形の外面
    の底縁部から下方に角度を付けた第２の面とを包含する
    ことを特徴とするびん詰め装置。
15. 【請求項１５】請求項１４記載のびん詰め装置において
    、前記ディスクと前記円筒形の座との間に介装したばね
    を包含することを特徴とするびん詰め装置。