JP4959810B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器に液状製品を充填する充填装置に関する。

複数の充填ヘッドを支持しつつ回転するカルーセル（carousel）を備えた圧力充填装置が知られている。

充填ヘッドは、温度の低い、すなわち周囲温度の液状製品を供給するようになっている。

圧力充填装置の第１のタイプは、タンクと、カルーセルに取り付けられた充填ヘッドと、充填ヘッドに対して容器を接離させる駆動装置とを備えている。

第２のタイプの圧力充填装置は、タンクと、カルーセルに取り付けられて容器を支持する支持装置と、カルーセルに取り付けられた本体を有する充填ヘッドと、容器に対し接離する密封要素を有する注入管とを備えている。密封要素は、容器の首部を囲んでいる口部に密封要素が接触して容器に液状製品が注入される作動位置と、充填された容器が支持装置から取り除かれて次に充填される容器を支持装置上に配置するように、密封要素が口部から離れた休止位置と、の間で移動自在となっている。

上述した充填装置の欠点は、注入管がかなり複雑であり、とりわけ、密封要素を作動位置から休止位置へとあるいはそれとは反対に動かすために作動流体が供給される空気圧式駆動手段を設けなければならないことにある。

液状製品に圧力を負荷することなく、この液状製品を容器に供給する充填装置もまた知られている。

そのような充填装置は、その温度が８５℃である熱い液状製品を供給するようになっている。

これらの充填装置は、タンクを支持するカルーセルと、支持装置に支持されている容器に対して接離自在な充填ヘッドとを備えている。

例えば樹脂により製作されたフレキシブルパイプがタンクと充填ヘッドとの間に介在されて、充填ヘッドの動きを妨げないようになっている。

液状製品の温度が高いことにより、フレキシブルパイプの湾曲部分において細菌が発生することを防止している。

したがって、低い温度、すなわち周囲温度の液状製品を供給する圧力充填装置にフレキシブルパイプを用いることはできない。低い温度では、フレキシブルパイプが湾曲している部分において細菌が発生することを防止できないからである。

本発明の目的は、知られた充填装置を改善することにある。

本発明の他の目的は、移動自在な充填ヘッドを備え、製造が簡単な充填装置を得ることにある。

さらに本発明の目的は、加圧された液状製品を低い温度において極めて衛生的な状態で供給する充填装置を得ることにある。

本発明の第１の態様においては、容器に充填するための装置であって、供給する液状製品のタンクと、容器に対して接離自在に設けられ、液状製品を容器に供給するための充填ヘッドと、タンクと充填ヘッドとの間に介在され、充填ヘッドに液状製品を供給するための連結手段とを備え、この連結手段が少なくとも玉形継手構造を有していることを特徴とする容器充填装置が提供される。

本発明のこの態様により、その製造が極めて簡単な充填装置を得ることができる。いくつかの従来技術の装置のように、密封要素だけではなく、充填ヘッドの全体が移動するからである。充填ヘッドの密封要素を移動させるために、充填ヘッドの注入管まで作動流体を供給する複雑な供給装置を有する空気圧式駆動手段はもはや必要ではない。

また、本発明のこの態様の充填装置は極めて衛生的である。玉継手構造には、その内部に細菌が発生し得る湾曲部分が設けられていないからである。したがって、本発明のこの態様の充填装置は、加圧された液状製品を低い温度で供給するために用いることができる。

本発明の第２の態様においては、球形本体を有する第１の管状要素と、球形キャビティを有する第２の管状要素とを備え、球形本体と球形キャビティが相互に係合する領域において第１の管状要素および第２の管状要素の内側に配設された管状の密封要素をさらに備えることを特徴とする玉継手構造が提供される。

本発明のこの態様により、管状の密封要素により、球形本体と球形キャビティが相互に係合する領域において液状製品が漏出することを防止する玉継手構造を得ることができる。

本発明のこの態様の玉継手構造は、充填装置に取り付けることができる。この充填装置は、低い温度においても、極めて衛生的に作動することができる。細菌が発生し得る実質的に湾曲した部分が設けられないからである。

本発明は、非限定的な実施例としてのいくつかの実施形態が図示されている添付の図面を参照することにより、より良く理解されかつ実施される。

作動状態にある充填装置の縦断面図。 更なる作動状態にある充填装置を示す図１と同様な断面図。 本発明の玉継手構造の縦断面図。

図１および図２を参照すると、複数の支持装置３を有する回転カルーセル（carousel）２を備えた充填装置１が示されており、各支持装置３は、充填される容器４を支持するように構成されている。

支持装置３は、カルーセル２に取り付けられ、容器４の口部８を含む首部５を部分的に囲む曲線状の支持要素を有している。

この支持装置３は、無菌チャンバ６内に配置されている。

充填装置１は、複数の充填ヘッド７をさらに備え、各充填ヘッド７は対応する支持装置３の上方に配置されている。

充填ヘッド７は無菌チャンバ６の内部において、充填ヘッド７が容器４の口部８から離れて充填された容器を支持装置３から取り除くとともに充填される空の容器を支持装置３上に配置することができる図１に示した休止位置Ａと、液状製品２０を容器４に注入するために充填ヘッド７が口部８に接触している図２に示した作動位置Ｂとの間で移動自在になっている。

また、この充填装置１は、カルーセル２上に配置された、例えば環状のタンク９を有しており、各充填ヘッド７は連結手段１０によってこのタンク９に連結されている。

さらに、この充填装置１は、タンク９および／または充填ヘッド７内の液状製品２０を加圧するための、図示しない加圧手段を有している。

具体的には、この充填装置は、最大５バールの圧力で液状製品を供給する定圧充填装置とすることができる。

連結手段１０により、充填ヘッド７がタンク９に対して休止位置Ａから作動位置Ｂへとあるいはその逆に移動できるようになっている。連結手段１０は、曲線状の第１のパイプ１１と、直線状の第２のパイプ１２と、玉継手構造４０とを有している。

玉継手構造４０は、第１のパイプ１１の第１の端部１４とタンク９との間に画成された第１の玉継手１３と、第２のパイプ１２の第１の端部１６と充填ヘッド７との間に画成された第２の玉継手１５と、第１のパイプ１１の第２の端部１８と第２のパイプ１２の更なる第２の端部１９との間に画成された第３の玉継手１７とを有している。

充填ヘッド７は、タンク９から液状製品２０を受け入れるとともに容器４に対して液状製品２０を供給する注入チャンバ２２を含む本体２１を有している。

本体２１は、カルーセル２に設けられているチャンバ２４内に受容された付属体の形態の駆動要素２３をさらに有している。

チャンバ２４は、図示されないパイプによって作動流体の供給源に連結されている。

このチャンバ２４および駆動要素２３は、協働して流体シリンダを画成している。

充填ヘッド７は、注入チャンバ２２に部分的に受容され、容器４に液状製品２０を充填するときに容器４からガス状流体を取り出す取出管路２５をさらに有している。

この取出管路２５は、充填ヘッド７が作動状態Ｂにあるときに口部８の内部に受容される取出端部２６を有している。

さらに充填ヘッド７は、管状の形態の閉鎖要素２８を含む弁２７を有している。この閉鎖要素２８は、注入チャンバ２２と取出管路２５との間に介在されている。

弁２７は、閉鎖要素２８および取出管路２５の両方が取り付けられた更なる本体３０を有している。

弁２７は、閉鎖要素２８が本体２１に当接して注入チャンバ２２の注入開口２９を閉じる図１に示されている閉鎖位置Ｘと、閉鎖要素２８が本体２１から離間して液状製品２０が注入開口２９を通って流れることができる図３に示されている開放位置Ｙとの間で移動自在になっている。

更なる本体３０は、上述した駆動要素２３を構成する付属体に設けられた更なるチャンバ３２に受容されている、付属体の形態の更なる駆動要素３１を有している。

この更なるチャンバ３２は、パイプ３３によって作動流体の供給源に連結されている。

この更なるチャンバ３２および更なる駆動要素３１は、協働して流体シリンダを画成している。

使用の際には、チャンバ２４に作動流体が満たされると駆動要素２３を構成している付属体がチャンバ２４の内部で摺動するので、充填ヘッド７は、カルーセル２と本体２１との間に介在されている弾性要素３４の作用に抗しつつ休止位置Ａから作動位置Ｂへと移動する。

充填ヘッド７が休止位置Ａから作動位置Ｂへと移動する間、弁２７は閉鎖位置Ｘに維持される。

続いて、充填ヘッド７が作動位置Ｂにあるときに、更なるチャンバ３２に作動流体が満たされると、更なる駆動要素３１が更なるチャンバ３２の内部で摺動するので、充填ヘッド７は本体２１と更なる本体３０との間に介在されている更なる弾性要素３５の作用に抗しつつ閉鎖位置Ｘから開放位置Ｙへと移動する。

玉継手構造４０は、第１のねじ部４２を含む第１の管状部材４１と、第２のねじ部４４を含む管状の付属体４３とを有している。第１のねじ部４２は第２のねじ部４４に螺合して、第１の管状部材４１が管状の付属体４３に連結されている。

玉継手構造４０は、内部に管状の付属体４３の縁部４７を受容する溝４６が設けられた球形本体４５をさらに有しており、この球形本体４５は管状の付属体４３に堅固に連結されている。

第１の管状部材４１、管状の付属体４３、および球形本体４５は、協働して第１の管状部分７０を画成している。

玉継手構造４０は、取付構造体４９によって相互に連結された第２の管状部材４８と中間要素５０を備えている。

取付構造体４９は、第２の管状部材４８のねじ山５２上に螺着されたリングナット５１を有している。第２の管状部材４８、リングナット５１、および中間要素５０は、互いに協働して第２の管状部分８０を形成している。

中間要素５０は球形キャビティ部分５３を有し、リングナット５１は更なる球形キャビティ部分５４を有しており、これらの球形キャビティ部分５３と更なる球形キャビティ部分５４は協働して、球形本体４５と形態的に連結されるように構成された球形キャビティ５５を画成している。

玉継手構造４０は、中央部分５７と、第１の管状部材４１と管状の付属体４３との間に画成された座５９内に受容された端部５８と、第２の管状部材４８と中間要素５０との間に画成された更なる座６１内に受容された更なる端部６０とを含む管状の密封要素５６をさらに有している。

管状の密封要素５６は、樹脂、例えばシリコーンゴムのようなエラストマー材から製作することができる。

端部５８は、第１の管状部材４１の対応する更なる傾斜面６３に連結された傾斜面６２を有している。

端部５８は、管状の付属体４３の当接面６５と係合する環状要素６４を有している。

更なる端部６０は、中間要素５０の対応する環状溝６７内に受容される環状凸部６６を有している。

管状の密封要素５６は、球形本体４５と球形キャビティ５５とが相互に係合する領域Ｋにおいて液状製品２０の漏出を防止している。

Claims (27)

1. 容器（４）に充填するための装置であって、
   供給される液状製品（２０）のための少なくとも１つのタンク（９）と、
   前記容器（４）に対して接離自在に設けられ、前記液状製品（２０）を前記容器（４）に供給するための１つの充填ヘッド（７）と、
   前記タンク（９）と前記充填ヘッド（７）との間に介在され、前記充填ヘッド（７）に前記液状製品（２０）を供給するための連結手段（１０）と、を備え、
   前記連結手段（１０）が、玉継手構造（４０）を有していることを特徴とする装置。
2. 前記連結手段（１０）は、第１のパイプ（１１）と、第２のパイプ（１２）とを有しており、
   前記玉継手構造（４０）は、前記第１のパイプ（１１）の第１の端部（１４）と前記タンク（９）との間に画成された第１の玉継手（１３）と、前記第２のパイプ（１２）の更なる第１の端部（１６）と前記充填ヘッド（７）との間に画成された第２の玉継手（１５）と、前記第１のパイプ（１１）の第２の端部（１８）と前記第２のパイプ（１２）の更なる第２の端部（１９）との間に画成された第３の玉継手（１７）とを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のパイプ（１１）が曲線状のパイプであり、前記第２のパイプ（１２）が直線状のパイプであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記玉継手構造（４０）は、球形本体（４５）を有する第１の管状部分（７０）と、球形キャビティ（５５）を有する第２の管状部分（８０）と、を備え、
   管状の密封要素（５６）が、前記球形本体（４５）および前記球形キャビティ（５５）が相互に係合する領域（Ｋ）において前記第１の管状部分（７０）および前記第２の管状部分（８０）の内側に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. 前記管状の密封要素（５６）が樹脂から製作されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記管状の密封要素（５６）がエラストマー材から製作されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記第１の管状部分（７０）は、相互に連結された第１の管状部材（４１）と、管状の付属体（４３）とを有しており、
   前記球形本体（４５）が前記管状の付属体（４３）に結合されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記第１の管状部材（４１）は、第１のねじ部（４２）を有しており、
   前記管状の付属体（４３）は、前記第１のねじ部（４２）と螺合する第２のねじ部（４４）を有していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記球形本体（４５）の内部に、前記管状の付属体（４３）の縁部（４７）を受容する溝（４６）が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 前記第２の管状部分（８０）は、相互に連結可能な第２の管状部材（４８）および取付構造体（４９）と、前記第２の管状部材（４８）と前記取付構造体（４９）との間に介在された中間要素（５０）と、を有していることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の装置。
11. 前記取付構造体（４９）は、前記第２の管状部材（４８）のねじ部（５２）に螺着されるリングナット（５１）を有していることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記取付構造体（４９）および前記中間要素（５０）が前記球形キャビティ（５５）を画成していることを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
13. 前記球形キャビティ（５５）は、前記中間要素（５０）に含まれている第１の球形キャビティ部分（５３）と、前記取付構造体（４９）に含まれている更なる球形キャビティ部分（５４）とによって画成されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記管状の密封要素（５６）は、中央部分（５７）と、前記第１の管状部分（７０）の座（５９）に受容された端部（５８）と、前記第２の管状部分（８０）の更なる座（６１）に受容された更なる端部（６０）とを有していることを特徴とする請求項４乃至１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記座（５９）は、前記第１の管状部材（４１）と前記管状の付属体（４３）の間に画成されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに従属している請求項１４、あるいは請求項７乃至９のいずれかに従属している請求項１０乃至１３のいずれかに記載の装置。
16. 前記端部（５８）は、前記第１の管状部材（４１）の対応する更なる傾斜面（６３）と連結された傾斜面（６２）を有していることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記端部（５８）は、前記管状の付属体（４３）の当接面（６５）と係合する環状要素（６４）をさらに有していることを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置。
18. 前記更なる座（６１）は、前記第２の管状部材（４８）と前記中間要素（５０）の間に画成されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに従属している請求項１４乃至１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記更なる端部（６０）は、前記中間要素（５０）の対応する環状溝（６７）に受容される環状凸部（６６）を有していることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記充填ヘッド（７）は、前記タンク（９）から前記液状製品（２０）を受け取るとともに前記容器（４）に対して前記液状製品（２０）を供給する注入チャンバ（２２）と、チャンバ（２４）内で摺動自在な駆動要素（２３）とを有しており、
    前記チャンバ（２４）が作動流体の供給源に連結されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記チャンバ（２４）は、前記タンク（９）および前記充填ヘッド（７）を支持するカルーセル（２）に設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記チャンバ（２４）が前記カルーセル（２）に取り付けられていることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記チャンバ（２４）および前記駆動要素（２３）は、協働して、前記注入チャンバ（２２）が前記容器（４）の口部（８）から離間する休止位置（Ａ）と、前記注入チャンバ（２２）が前記口部（８）と係合する作動位置（Ｂ）との間で前記注入チャンバ（２２）を移動させる流体シリンダ手段を画成していることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載の装置。
24. 前記充填ヘッド（７）は、閉鎖要素（２８）を含む弁手段（２７）をさらに有していることを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれかに記載の装置。
25. 前記弁手段（２７）は、前記閉鎖要素（２８）が前記注入チャンバ（２２）の注入開口（２９）を閉じる閉鎖位置（Ｘ）と前記閉鎖要素（２８）が前記注入開口（２９）から離間する開放位置（Ｙ）との間で前記閉鎖要素（２８）を移動させる更なる流体シリンダ手段を有していることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記更なる流体シリンダ手段は、前記閉鎖要素（２８）に連結されるとともに更なるチャンバ（３２）内で摺動自在な更なる駆動要素（３１）を有しており、
    前記更なるチャンバ（３２）が作動流体の供給源に連結されていることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
27. 前記更なるチャンバ（３２）が前記駆動要素（２３）に設けられていることを特徴とする請求項２６に記載の装置。

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