JPH07300196A - 充填バルブにおける充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液を容器内に充填する際に、充填液に接する
ことなく、充填入り味量を推定し、補完できる液充填方
法を提供する。 【構成】 容器Ｋ内に液充填を開始した後、容器への液
充填量が規定量に達する前に液流入バルブ１２３ａ，１
２４ａを閉じて、容器Ｋ内を含む充填バルブ１２０内に
密閉空間を作る。その後、制御装置からの指令により電
磁弁１４１ｄを作動して制御弁１４２を開き、前記密閉
空間と、一定圧力を有し、かつ既知体積の閉塞気体室１
４５とをつなぐ。そして充填バルブの密閉空間の圧力と
同気体の圧力とを一致させ、開通前の密閉空間圧力と、
同気体室の圧力及び体積と、開通後の圧力から、密閉空
間の気相部体積を求め、不足充填量を算出する。つづい
て液バルブ１２３ａ，１２４ａを開き不足分の液を容器
内に充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は決まった形態と決まった
容量を持つ容器に、充填液を規定量充填するための充填
バルブによる液充填方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より充填液を容器内に規定量充填す
るための充填バルブの機構には種々の形態のものがある
が、ここでは特公平３−５３１９５号公報において提案
された、充填中に容器内の入り味高さを電極接触を使っ
て検査することができる充填バルブについて説明する。
図６に示した例は、単室構造の背圧型びん充填機用充填
要素２０である。図示していない回転する充填機のこの
ような充填要素２０は、昇降可能な容器（びん）位置決
め部材２１を備え、かつ環状の液体室２２に装着されて
いる。この液体室２２はその下側に加圧（圧縮）ガス及
び戻りガスのための環状通路２３を備えている。この環
状通路２３は接続管２４によって、正圧の加圧ガスを充
填した液体室２２の上部に接続されている。充填要素２
０は充填要素本体２５を備え、この本体は充填要素ケー
シング２６と電気絶縁性の合成樹脂からなる下方部分２
７を備えている。充填要素ケーシング２６の内部には、
開放ばね２９の作用を受けている垂直な液体弁２８が設
けられている。電磁的な操作装置３１がタペット３０を
介して、弁座に支持される液体弁２８の弁体に作用して
いる。この操作装置３１が作用側に切換られると、液体
弁２８の弁体を開放ばね２９に逆らって弁座に押し付
け、それによって液体弁２８を閉鎖する。

【０００３】充填要素ケーシング２６の側方には、加圧
ガス用弁構造体３５が装着されている。この構造体３５
のケーシング３６内には、詳しく示していない接続通路
を備え制御円板の形をした弁板３７が、担体３８によっ
て回転可能に保持されている。この担体３８はケーシン
グ３６から突き出ているその自由端に、操作レバー３９
を備えている。この操作レバー３９は充填機の回転時
に、間隔を置いてしかも異なる面内で充填機の台に取付
けた制御要素６１、例えばカム又は制御カムと協働し、
それによって弁板３７をその時々の所望の運転位置に回
転させると共に、ばねが同弁板３７を基板４０に対して
気密に押し付けている。弁板３７寄りの基板４０の面に
は、環状通路２３から環状液体室２２の下部と充填要素
ケーシング２６を通過する加圧ガス及び戻りガス用通路
４１が開口している。更に平衡通路４２と加圧ガス及び
戻りガス用通路４３と排出通路４４が、弁板３７寄りの
基板４０の面に開口している。この平衡通路４２は液体
弁２８の下方で下方部分２７の液体導溝４７に通じてお
り、排出通路４４は、基板４０の中を外方へ案内されて
いる。

【０００４】更に液体弁２８を制御するために、開閉機
構４５が設けられている。この開閉機構は下方部分２７
の下面から下方部分２７内に形成されたソケット４６に
挿入され、このソケット４６内で固定保持されている。
このソケット４６は図６〜図９に詳細に示すように、液
体導溝４７内に突出している下方部分２７の突起４８の
肉厚部３３の中に形成され（図９）、そして充填要素の
縦軸線の方へ延びる円筒状袋孔４９を備えている。この
袋孔４９には、突起４８の肉厚部３３を担持するウエブ
５０の中を通って加圧ガス及び戻りガス通路４３が接続
している。更に下方部分２７の下面には、容器位置決め
部材２１のためのシール板３２が装着されている。この
シール板３２から突き出た肉厚部３３の端部には、袋孔
４９と同軸に設けた変向傘５１が形成されている（図
７）。この変向傘５１は液体導溝４７の容器側の端部を
形成し、かつ充填要素２０から液体導溝４７を通って下
方え流れる充填液体を、開閉機構４５から離して充填す
べきびんの中へ、好ましくはびんの内壁にあたるように
変向させる。開閉機構４５はその全長にわたって導電性
材料で形成され、かつ加圧ガス及び戻りガスを導くため
に中央孔５２を備えている。この中央孔は開閉機構４５
の容器側の端部から、袋孔４９内における加圧ガス及び
戻りガス用通路４３の開口と対向する小径部５３の底ま
で延びている。

【０００５】棒状の探針として形成された開閉機構４５
のソケット４６内における電気的な接続は、接点ピン
（接合部）５４によって行われる。この接点ピンは、加
圧ガス弁構造体３５の下方で電気絶縁性の下方部品２７
の中に水平に装着され、かつウエブ５０の中を通ってソ
ケット４６内へ案内されている。そして接点ピン５４は
軸方向に移動可能であり、かつその内側の端面がばね５
５によって環状溝５６の底の方へ押圧されている。この
環状溝５６は開閉機構４５の上端に形成されている。こ
の場合、接点ピン５４の端部は環状溝５６の肩５７に係
合し、それによって開閉機構４５をソケット４６内のそ
の挿入位置に固定保持している。接点ピン５４を開閉機
構４５から離れるよう環状溝５６又は肩５７の領域から
引込めるために、旋回レバー５９を備えた回転くさび５
８が外方へ突出た接点ピン５４の端部に装着されてい
る。この回転くさびは下方部分２７に取付けた対向回転
くさびの上で回転する（図７）。図７の状態において、
開閉機構４５をソケット４６ら引き抜くことができる。
小径部５３の上方で開閉機構４５の環状凹部内に設けた
シールリング３４は、接点ピン５４側空間と小径部５３
側空間の間をシールしている。

【０００６】この充填要素２０の場合には、開閉機構４
５と液体弁２８の電磁的な操作装置３１が、それらの間
に電気的な制御装置６０を配置して、電気回路によって
互いに接続されている。液体接触によって形成される電
気回路は、開閉機構４５とそれに接続されている接点ピ
ン５４から出発して導線ｂと、液体室２２と充填要素２
５のケーシング２６によって形成される。この導線ｂは
接点ピン５４に接続され、かつ中間に配置された制御装
置６０は液体弁２８用操作装置３１を制御するための電
気的な開閉手段を備え、そして図示しているように環状
液体室２２の上面或いは内周部に設置可能である（図
６）。

【０００７】次に充填過程について述べる。充填を開始
する前は、充填要素２０が図６に示した出発位置にあ
る。この場合、作用するように切換えられた電磁操作装
置３１が開放ばね２９に逆らって液体弁２８を閉じてい
る。更に通路４１，４２，４３，４４の接続は中立位置
にある弁板３７によって断たれている。びんを容器位置
決め部材２１に押し当てると共に、びんを上昇させ、容
器位置決め部材２１を回転する充填要素２０のシール板
３２に当て、開閉機構４５をびんの中に入れる。その後
操作レバー３９を機械台の制御要素６１に当てて滑らせ
ることにより弁板３７を旋回させ、この旋回動作により
弁板３７の接続通路が互いに接続され、環状通路２３か
ら通路４１，４３と開閉機構４５の中央孔５２を経て、
びんに予圧をかける。続いて圧着されたびんと液体室２
２との間の圧力がつりあい、その直後に電磁操作装置３
１が作用しないように切り換えられると、開放ばね２９
が液体弁２８を上方へ動かして弁を開くので、液体が液
体導溝４７を経てびんの中に流入する。弁板３７が旋回
位置に保持されている場合には、戻りガスがびんから中
央孔５２と接続状態の通路４１，４３を通って環状通路
２３及び液体室２２に戻る。

【０００８】液体がびんの充填レベルに合わせた開閉機
構４５の下端に達すると、液体接触が前記の電気回路を
形成する。これによって、電磁操作装置３１が作用する
ように切換えられ、開放ばね２９に逆らって液体弁２８
を閉鎖位置に戻す。続いて弁板３７を旋回させた後で、
圧力平衡及びそれに続いて圧力抜きが行われる。この場
合、圧力平衡のために弁板の接続通路が通路４３を平均
通路４２に接続し、びん内圧力を抜くために通路４２を
排出通路４４に接続する。この充填過程の後で、弁板３
７を中立の出発位置に旋回させて戻し、充填要素２０か
らびんを引き抜いて通常の如く充填機から運び出す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記の如く従来の容器
充填方法は、容器の入り味高さを電子端子が充填液に接
することにより電気的に測定する方法であるので、液接
触部の付近の電気絶縁を配慮しなければならず、構造複
雑、コスト高となる。また充填バルブの下部が容器内の
液に直接接触するため、液の泡立ちが生じると同時に泡
の上部に電気端子が接触して充填量に誤差が生ずる。液
の泡立ちが静まる時間を採ると充填能力が低下する。そ
こで本発明は液を容器内に充填する際に充填液に接する
ことなく充填入り味量を推定し補完できる新規な充填バ
ルブ装置を提案し、前記従来の問題を解決しようとする
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、充填
液を入れた貯液槽に固設され、同貯液槽より充填液の供
給を受け、下方に置かれた容器の開口部をシールした
後、充填液流入通路の液バルブを開いて容器に液を充填
した後、液バルブを閉鎖し、容器開口部のシールを放し
て容器への液充填を行う充填バルブによる充填方法にお
いて、液充填開始後、容器への充填量が規定量に達する
前に液流入通路を閉じて容器内を含む充填バルブ内に密
閉空間を作った後、この密閉空間と、別に設けられた一
定圧力を有し、かつ既知体積の閉塞気体室とをつなぎ、
同充填バルブの密閉空間の圧力と同気体室の圧力を一致
させ、開通前の密閉空間圧力と、同気体室の圧力及び体
積と、開通後の圧力とから密閉空間の気相部体積を求
め、不足充填量を算定し、つづいて液バルブを開いて不
足分の充填液を追加することにより、容器に規定量を充
填するもので、これを課題解決のための手段とするもの
である。

【００１１】また本発明は、充填液を入れた貯液槽に固
設され、同貯液槽より充填液の供給を受け、下方に置か
れた容器の開口部をシールした後充填液流入通路の液バ
ルブを開いて容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖
し、容器開口部のシールを放して容器への充填を完了す
る充填バルブによる充填方法において、充填開始後、容
器への液充填量が規定量に達する前に、液流入通路を閉
じて容器内を含む充填バルブ内に密閉空間を作った後、
この密閉空間を体積可変の気体室に接続し、同気体室の
体積可変前と後の圧力変化、及び気体室の体積の変化量
により、不足充填量を算定し、該液バルブを開いて容器
に充填液を追加することにより、容器に規定量を充填す
るもので、これを課題解決のための手段とするものであ
る。

【００１２】また本発明は、充填液を入れた貯液槽に固
設され、同貯液槽より充填液の供給を受け、下方に置か
れた容器の開口部をシールした後充填液流入通路の液バ
ルブを開いて容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖
し、容器開口部のシールを放して容器への充填を完了す
る充填バルブ装置において、同装置は既知体積の気体室
と、液バルブを閉じたとき容器内を含む充填バルブ内に
作られる密閉空間と、前記気体室と前記密閉空間とをつ
なぐ通路と、この通路に設けられた開閉制御弁と、液バ
ルブを開閉する制御アクチュエータと、前記密閉空間の
圧力を計測する圧力センサと、前記気体室の圧力を計測
する圧力センサとを備えてなるもので、これを課題解決
のための手段とするものである。

【００１３】また充填液を入れた貯液槽に固設され、同
貯液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の
開口部をシールした後、充填液流入通路の液バルブを開
いて容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開
口部のシールを放して容器への充填を完了する充填バル
ブ装置いおいて、既知体積の気体室と、同貯液槽の背圧
により高い圧力源と、同気体室と同高圧源とを通じる通
路と、この通路に設けられた開閉制御弁と、液流入通路
を閉じたとき容器内を含む充填バルブ内に作られる密閉
空間と同気体室とをつなぐ通路と、この通路に設けられ
た開閉制御弁と、液バルブを開閉する制御アクチュエー
タと、同密閉空間の圧力を計測する圧力センサと、同気
体室の圧力を計測する圧力センサとを備えてなるもの
で、これを課題解決のための手段とするものである。

【００１４】更に充填液を入れた貯液槽に固設され、同
貯液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の
開口部をシールした後、充填液流入通路の液バルブを開
いて容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開
口部のシールを放して容器への充填を完了する充填バル
ブ装置において、体積可変の気体室と、流入通路を閉じ
たとき容器内を含む充填バルブ内に作られる密閉空間
と、前記気体室と前記密閉室とをつなぐ通路と、この通
路に設けられた開閉制御弁と、液バルブを開閉する制御
アクチュエータと、同密閉空間の圧力を計測する圧力セ
ンサと、同気体室の体積を変化させる手段とを備えてな
るものでこれを課題解決のための手段とするものであ
る。

【００１５】

【作用】充填バルブの下方に置かれた容器の開口部をシ
ールした後、液バルブを開いて容器に液を充填する。容
器の液充填量が規定量に達しない内に、一旦、液流入通
路を閉じて容器内を含む充填バルブ内に密閉空間を作
り、この密閉空間と、一定圧力（例えば充填液が炭酸ガ
ス飲料のような大気圧より高いカウンタ圧力を持った液
の場合であれば大気圧、常圧充填の酒等の場合であれば
加圧空気源の圧力）を有した既知体形の閉鎖気体室とを
つなぐ通路を開くことにより、前記充填バルブの密閉空
間の圧力と前記気体室の圧力とを瞬間的に一致させる。
この時制御装置により、同密閉空間の圧力及び同気体室
の圧力を圧力センサで計測した開通前の密閉空間圧力
と、前記気体室の圧力及び体積と、開通後の圧力とから
密閉空間の気相部体積を求め、充填液の不足充填量を算
定し、前記液バルブ及びガス流出通路を開き、前記不足
量に対応する充填液を追加し規定の充填量とする。規定
量の液を充填後、液バルブを閉鎖し、容器開口部のシー
ルを放して容器への充填を完了する。前記気体室内の圧
力を前記の測定前の条件に戻して置く。以上の充填バル
ブにおける、容器開口部のシール、液バルブの機械的な
作動は制御装置より指令されて電磁弁によって切り換え
られる空気圧アクチュエータにより、また液及びガス通
路は、全て制御装置より指令されて電磁弁によって切り
換えられる空気圧作動の制御弁により開閉される。

【００１６】またエアシリンダによって体積が変化する
気体室を設けたものでは、容器内に充填液が限定量に達
する前に、液バルブを閉じて液流入通路を閉じ容器内を
含む充填バルブ内に密閉空間を作った後、この密閉空間
の一部をなす体積可変の気体室を含めた密閉空間の圧力
値を計る。次に体積可変の気体室の体積を変えたときの
圧力値を計り、２つの圧力値と可変した体積により、密
閉空間の体積を算出し、それより容器に対する不足充填
量を算定し、同液バルブを開いて容器に充填液を追加す
ることにより容器に規定量を充填した後、容器開口部の
シールを放して容器への充填を完了する。

【００１７】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１は炭酸ガス入り飲料を広口容器（例えば、缶）
Ｋに充填するロータリー式充填機に取付けた第１実施例
としての充填バルブ１２０の側面断面図である。図にお
いて容器Ｋは、図示略の普遍的な容器割り出し供給手段
により、充填バルブ１２０の容器台１１９に供給され
る。ロータリー充填機は容器Ｋを載せて回動しながら充
填作業を行い、約３／４回転している間に飲料の充填を
完了し、図示略の普遍的な容器排出手段により充填機よ
り排出される。

【００１８】１２１は炭酸ガス背圧を持つ飲料を容れた
貯液槽、１２２は同貯液槽１２１を密閉する蓋、１２４
は貯液槽１２１に固設されたバルブ本体である。バルブ
本体１２４は飲料の流入通路と飲料貯室を持ち、同飲料
貯室下部には液バルブ軸１２３のバルブ部１２３ａと共
に液バルブを構成するバルブ座１２４ａが設けてある。
またバルブ本体１２４の下部にはピストン１２４ｂが形
成され、容器押え１３５のシリンダ軸受１３５ａとで空
気圧シリンダが構成されており、バルブ本体１２４に、
この空気圧シリンダの作動用圧縮空気供給孔１２４ｄが
設けられている。またバルブ本体１２４の上部にバルブ
本体軸筒１２５が挿入固定されている。バルブ本体軸筒
１２５は筒部内側にガス通路となる溝が設けてあり、ま
た上部に空気圧アクチュエータ１２７を支えるアームを
一体に備えている。液バルブ軸１２３は、バルブ本体軸
筒１２５の筒部貫通孔に昇降自由に支えられていて、中
心軸にガス通路１２３ｂを有し、このガス通路１２３ｂ
は、バルブ本体軸筒１２５の筒部内側の溝に開口してい
る。また液バルブ軸１２３の下端１２３ｃは、飲料が容
器内壁にそって筒状に流下するように円錐形状となって
いる。バルブ本体軸筒１２５の筒部内側の溝の上下には
ガスをシールするシールリングが設けてある。なお、バ
ルブ本体１２４には、バルブ本体軸筒１２５の筒部内側
の溝と通じるガス通路１２６が、また下部には容器Ｋの
ヘッドスペースのガスをバルブ本体１２４の外へ導くガ
ス通路１２４ｃが設けてある。液バルブ軸１２３の上部
は空気圧アクチュエータ１２７の作動軸と結合されてい
る。また１２８は液バルブ軸１２３を上方向に押し上げ
るように付勢された圧縮ばねであり、１２９は液バルブ
軸１２３に固設され圧縮ばね１２８の付勢力を支えるば
ね受けである。容器押え１３５の下部に容器Ｋをシール
するパッキン１３６が嵌め込んでである。１３１はバル
ブ本体１２４に取付けてあるボルト１３２を介して、容
器押え１３５を上方向に押し上げるように付勢された圧
縮ばねであり、１３３は容器押え１３５が下方に押し出
されたときの下限を決める間隔筒である。

【００１９】ガス通路１２６は、気体通路に連結され、
この気体通路は３分岐されて、１つは制御弁１４２を通
って貯液槽１２１に通じ、もう１つはオリフィス１４３
と制御弁１４２を経て大気圧につながり、３つ目の通路
はオリフィス１４４と制御弁１４２を経て気体室１４５
に入り、再び制御弁１４２を通って大気圧につながって
いる。この気体室１４５は飲料充填過程において、バル
ブ部１２３ａとバルブ座１２４ａとによって構成される
液バルブを閉じ、ガス流出通路１２６と連結された制御
弁１４２を閉じているとき、液バルブ軸１２３の中心孔
１２３ｂとつながった容器Ｋ内を含む充填バルブ１２０
内に作られる密閉空間の容積を計測することによって、
容器内の飲料入り味を算定するための空室であり、予め
決められた容積に作られ、容器内の飲料入り味の算定時
には、容器のカウンタ圧力と異なった一定圧力に設定し
て置く。ガス通路１２４ｃは制御弁１４２を経て大気に
通じている。１５１は充填する飲料のカウンタ圧力を検
出する圧力センサ、１５２は気体室１４５内の圧力を検
出する圧力センサである。１４０は制御装置で、同制御
装置１４０はその中に設定されたプログラムに従い電磁
弁１４１ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇを励起して開閉さ
せ、圧縮空気を送停させて空気圧アクチュエータ１２
７、５個の空気圧制御弁１４２、容器押え１３５を作動
する。１５３は容器Ｋの有無と位置を確認する容器セン
サである。容器を確認した容器センサ１５３は、制御装
置１４０に信号を送り、充填プログラムを起動させる役
割をもっている。

【００２０】次に前記のように構成された充填バルブの
作動を説明する。容器Ｋが充填バルブ１２０の容器台１
１９の正しい位置に置かれていることを、容器センサ１
５３が確認し、その信号を制御装置１４０に送り、同制
御装置１４０はその信号を合図に、プログラムに従って
充填を開始する。 （１）容器口押えとシール：充填の開始時には、電磁弁
１４１ａ開で空気圧アクチュエータ１２７が作動し、液
バルブ軸１２３が押し下げられ液バルブは閉、制御弁１
４２は全て閉となっている。この状態から、先ず電磁弁
１４１ｇが閉の状態から開き、圧縮空気が通路１２４ｄ
から入って容器押え１３５が押し下げられ、容器Ｋを押
えると同時に容器の開口部をシールする。 （２）容器加圧：電磁弁１４１ｂが開き、容器Ｋと貯液
槽１２１とが通となり、容器にカウンタ圧力がかかる。

【００２１】（３）飲料第１充填：電磁弁１４１ｂを閉
じ、電磁弁１４１ａを閉じると空気圧アクチュエータ１
２７が押力を失い、この結果、圧縮ばね１２８の付勢力
で液バルブ軸１２３が引き上げられて、液バルブは開
き、同時に電磁弁１４１ｃを開いてガス通路を通とする
ことにより、飲料が容器Ｋ内のガスと置き換わり飲料の
充填が開始される。このとき電磁弁１４１ｃの配管に取
付けられているオリフィス１４３により、通過ガス量を
制限され、飲料の流下速度が調整される。容器Ｋの充填
量が規定量に達しない内に、一旦、電磁弁１４１ａを開
いて空気圧アクチュエータ１２７を作動し、液バルブを
閉じて液流入を止め、電磁弁１４１ｃを閉じてガス流出
通路の制御弁１４２を閉じて充填を一時停止する。 （４）容器ヘッドスペース計測：液バルブを閉じ、ガス
流出通路の制御弁１４２を閉じることにより、ガス流出
通路、液流入通路とを含む容器Ｋの上側に、貯液槽１２
１と同じカウンタ圧力の密閉空間ができる。この密閉空
間と、予め大気圧に調整した一定体積の気体室１４５と
をつなぐ通路を、電磁弁１４１ｄの作動で制御弁１４２
を開くことにより通とし、容器Ｋ上側の密閉空間の圧力
と気体室１４５の圧力とを瞬間的に一致させ、制御装置
１４０において、両側空間が通となる前に密閉空間圧力
（圧力センサ１５１で計測）と、気体室１４５の圧力
（圧力センサ１５２で計測）及び体積と、両側空間が通
となった後の圧力（圧力センサ１５１で計測）とから密
閉空間の体積を求め、ガス流出通路、液流入通路の体積
を差し引いて、充填液の不足充填量を算定する。気体室
１４５の前の制御弁１４２を閉じ、気体室１４５後の制
御弁を短時間開いて閉じ、気体室１４５の圧力を大気圧
に保持して置く。

【００２２】（５）容器再加圧：電磁弁１４１ｂを開い
て容器Ｋと貯液槽１２１とを通とし、再度容器にカウン
タ圧力をかけ短時間保持する。 （６）補正充填：電磁弁１４１ｂを閉じてカウンタガス
通路を閉じ、電磁弁１４１ａを閉にして液バルブ軸１２
３を引き上げて液バルブを開き、同時に電磁弁１４１ｃ
を開いてガス通路を通とし、不足充填量と液バルブの流
速から計算した時間だけ保持し、容器Ｋ内に飲料の不足
分を充填する。 （７）減圧：電磁弁１４１ｃにより制御弁１４２を開
き、容器Ｋのカウンタガスを大気に解放し、適時におい
て制御弁１４２を閉じる。 （８）容器解放：電磁弁１４１ｇを閉じて通路１２４ｄ
の圧力を下げると、圧縮ばね１３３の付勢力により容器
押え１３５が上昇し、容器Ｋは解放される。

【００２３】図３に前記のガス流出通路、液流入通路と
を含む容器Ｋの上側の密閉空間を簡単化した空間（体積
＝Ｖ₁ 、カウンタ圧力＝Ｐ₁ ）に置き換えて示し、気体
室１４５との通路を開く前後の圧力と体積の関係を表し
てみると、気体室１４５の体積をＶ₂ 、始めのセット圧
力をＰ₂ とし、両者を通じる通路を開いたときの圧力を
Ｐ₃ とすれば、温度変化も少なければ、

【数１】 Ｖ₁ ＝（Ｐ₂ −Ｐ₃ ）／ （Ｐ₃ −Ｐ₁ ）×Ｖ₂ となる。この式はＰ₁ がＰ₂ より大きくても、また逆に
小さくても成り立つ。

【００２４】次に本発明の第２実施例を図２について説
明すると、図２はカウンタ圧力が大気圧に近い低圧の飲
料を、広口容器（例えば、缶）Ｋに充填するロータリー
式充填機に取付けた充填バルブ１５０の側面断面図を示
している。第２実施例の構造は、第１実施例のそれと殆
ど同じであるので、異なった部分だけ取上げて説明す
る。この充填バルブ１５０は前記したように、飲料カウ
ンタ圧力が低いので、充填の途中で容器上部のヘッドス
ペースのカウンタ圧力に対する気体室１４５の圧力を高
く設定したものである。従って図２においては、圧力値
の安定した高圧ガス源１４７が付加されている。また容
器上部のヘッドスペースと気体室１４５を連結する通路
を開くとガスは第１実施例の場合と逆方向に流れるが、
両者の空間の圧力変化から容器上部のヘッドスペースの
容積を測定する算出方法は変わらない。

【００２５】充填工程については、第１実施例の充填作
用の内、（４）の容器ヘッドスペース計測の項だけ若干
異なるので、この部分のみを説明する。 容器ヘッドスペース計測：液バルブを閉じ、ガス流出通
路を閉じることによりガス流出通路、液流入通路とを含
む容器Ｋの上側に、貯液槽１２１と同じカウタン圧力の
密閉空間ができる。この密閉空間と、予め高圧ガス源１
４７からの高圧ガスによって高圧に調整した一定体積の
気体室１４５とをつなぐ通路を、電磁弁１４１ｄの作動
で制御弁１４２を開くことにより通とし、容器Ｋ上側の
密閉空間の圧力と気体室１４５の圧力とを瞬間的に一致
させ、制御装置１４０において、両側空間が通となる前
の密閉空間圧力（圧力センサ１５１で計測）と、気体室
１４５の圧力（圧力センサ１５２で計測）及び体積、両
側空間が通となった後の圧力（圧力センサ１５１で計
測）とから密閉空間の体積を求め、ガス流出通路、液流
入通路の体積を差し引いて、充填液の不足充填量を算定
する。その後、気体室１４５の前の制御弁１４２を閉
じ、気体室１４５後の制御弁を短時間開いて閉じ、気体
室１４５の圧力を高圧に保持して置く。

【００２６】次に本発明の第３実施例を図４，図５によ
り説明すると、本実施例は、実施例１（図１）の気体室
１４５及び圧力センサ１５２及び電磁弁１４１ｄ，ｆと
接続する制御弁１４２の代わりに電磁弁１４１ｈと接続
するエアシリンダ１７１及び同エアシリンダ１７１によ
って体積が変化する気体室１７０を付け代えた点で第１
実施例と相違している。従ってこの実施例では、ガス流
出通路、液流入通路とを含む容器Ｋの上側を含む密閉空
間と気体室１４５をつなぎ、その圧力変化により、容器
Ｋの上部の空間の体積を出し、容器Ｋの不足充填液量を
算出するのではなく、ガス流出通路、液流入通路とを含
む容器Ｋの上側を含む密閉空間に接続した気体室１７０
の体積をエアシリンダ１７１により変化させ、体積の変
化量と圧力変化量により、容器Ｋの不足充填量を算出す
るようにしている。

【００２７】このため、特に実施例１との充填工程での
相違点について以下説明する。 容器ヘッドスペース計測：液バルブを閉じ、ガス流出通
路を閉じることによりガス流出通路、液流入通路とを含
む容器Ｋの上側に、貯液槽１２１と同じカウンタ圧力の
密閉空間ができる。この密閉空間と接続している気体室
１７０の体積を電磁弁１４１ｈの作動でエアシリンダ１
７１によりピストン１７２を移動して一定量増加させる
ことにより、容器Ｋ上側の密閉空間の圧力と気体室１７
１の圧力とを瞬間的に一致させ、制御装置１４０におい
て、両側空間が通となる前の密閉空間圧力（圧力センサ
１５１で計測）と、両側空間が通となった後の圧力（圧
力センサ１５１で計測）とから密閉空間の体積を求め、
ガス流出通路、液流入通路の体積を差し引いて、充填液
の不足充填量を算定する。そして次の容器Ｋがくるまで
にピストン１７２を戻しておく。

【００２８】図５に前記のガス流出通路、液流入通路と
を含む容器Ｋの上側の密閉空間を簡単化した空間（体積
＝Ｖ₁ 、カウンタ圧＝Ｐ₁ ）に置き換えて示し、気体室
１７０の体積増加した前と後との圧力と体積の関係を表
してみると、気体室１７０のピストン１７２の移動によ
り増えた体積をＶ₆ 、圧力をＰ₆ とすれば、温度変化が
少なければ、

【数２】Ｖ₁ ＝Ｐ₆ ／（Ｐ₁ −Ｐ₆ ）×Ｖ₆ となり、この式はＰ₁ がＰ₆ より大きくても、また逆に
小さくてもなり立つ。本実施例ではピストン１７２によ
り気体室１７０の体積を増すようにしたが、減すように
してもよいのはもちろんである。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、充填液に接することなく充填入り味量を推定し補完
することができるので、電気を使う入り味高さ測定のよ
うに、液接触部の付近の構造に電気絶縁体を配慮する必
要なく、構造簡単でコストも安価である。また充填バル
ブの下部が容器内の液に直接接触しないため、液の泡立
ちが減少することと同時にこの充填量測定方法は気体空
間の測定であり、泡立ちは全く測定に影響しないので充
填量の精度が向上し、充填能力の向上を図ることができ
る等の優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る充填バルブの系統図
である。

【図２】本発明の第２実施例に係る充填バルブの系統図
である。

【図３】２室のガス圧力平衡説明図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る充填バルブの系統図
である。

【図５】２室のガス圧力平衡説明図である。

【図６】従来の充填要素の軸方向断面図である。

【図７】図６の電気的な接続部の詳細を示す断面図であ
る。

【図８】図７の接続部の他の状態を示す断面図である。

【図９】図７中のＡ−Ｂ線に沿った水平断面図である。

【符号の説明】

１２０ 充填バルブ １２１ 貯液槽 １２３ 液バルブ軸 １２４ バルブ本体 １２５ バルブ本体軸筒 １３５ 容器押さえ １４０ 制御装置 １４２ 制御弁 １４５ 気体室 １５０ 充填バルブ Ｋ 容器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填液を入れた貯液槽に固設され、同貯
   液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の開
   口部をシールした後、充填液流入通路の液バルブを開い
   て容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開口
   部のシールを放して容器への液充填を行う充填バルブに
   よる充填方法において、液充填開始後、容器への充填量
   が規定量に達する前に液流入通路を閉じて容器内を含む
   充填バルブ内に密閉空間を作った後、この密閉空間と、
   別に設けられた一定圧力を有し、かつ既知体積の閉塞気
   体室とをつなぎ、同充填バルブの密閉空間の圧力と同気
   体室の圧力を一致させ、開通前の密閉空間圧力と、同気
   体室の圧力及び体積と、開通後の圧力とから密閉空間の
   気相部体積を求め、不足充填量を算定し、つづいて液バ
   ルブを開いて不足分の充填液を追加することにより、容
   器に規定量を充填することを特徴とする充填バルブにお
   ける充填方法。
2. 【請求項２】 充填液を入れた貯液槽に固設され、同貯
   液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の開
   口部をシールした後充填液流入通路の液バルブを開いて
   容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開口部
   のシールを放して容器への充填を完了する充填バルブに
   よる充填方法において、充填開始後、容器への液充填量
   が規定量に達する前に、液流入通路を閉じて容器内を含
   む充填バルブ内に密閉空間を作った後、この密閉空間を
   体積可変の気体室に接続し、同気体室の体積可変前と後
   の圧力変化、及び気体室の体積の変化量により、不足充
   填量を算定し、該液バルブを開いて容器に充填液を追加
   することにより、容器に規定量を充填することを特徴と
   する充填バルブにおける充填方法。
3. 【請求項３】 充填液を入れた貯液槽に固設され、同貯
   液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の開
   口部をシールした後充填液流入通路の液バルブを開いて
   容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開口部
   のシールを放して容器への充填を完了する充填バルブ装
   置において、同装置は既知体積の気体室と、液バルブを
   閉じたとき容器内を含む充填バルブ内に作られる密閉空
   間と、前記気体室と前記密閉空間とをつなぐ通路と、こ
   の通路に設けられた開閉制御弁と、液バルブを開閉する
   制御アクチュエータと、前記密閉空間の圧力を計測する
   圧力センサと、前記気体室の圧力を計測する圧力センサ
   とを備えてなることを特徴とする充填バルブにおける充
   填装置。
4. 【請求項４】 充填液を入れた貯液槽に固設され、同貯
   液槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の開
   口部をシールした後、充填液流入通路の液バルブを開い
   て容器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開口
   部のシールを放して容器への充填を完了する充填バルブ
   装置いおいて、既知体積の気体室と、同貯液槽の背圧に
   より高い圧力源と、同気体室と同高圧源とを通じる通路
   と、この通路に設けられた開閉制御弁と、液流入通路を
   閉じたとき容器内を含む充填バルブ内に作られる密閉空
   間と同気体室とをつなぐ通路と、この通路に設けられた
   開閉制御弁と、液バルブを開閉する制御アクチュエータ
   と、同密閉空間の圧力を計測する圧力センサと、同気体
   室の圧力を計測する圧力センサとを備えてなることを特
   徴とする充填バルブにおける充填装置。
5. 【請求項５】 充填液を入れた貯液槽に固設され、貯液
   槽より充填液の供給を受け、下方に置かれた容器の開口
   部をシールした後充填液流入通路の液バルブを開いて容
   器に液を充填した後、液バルブを閉鎖し、容器開口部の
   シールを放して容器への充填を完了する充填バルブ装置
   いおいて、体積可変の気体室と、液流入通路を閉じたと
   き容器内を含む充填バルブ内に作られる密閉空間と、前
   記気体室と前記密閉室とをつなぐ通路と、この通路に設
   けられた開閉制御弁と、液バルブを開閉する制御アクチ
   ュエータと、同密閉空間の圧力を計測する圧力センサ
   と、同気体室の体積を変化させる手段とを備えてなるこ
   とを特徴とする充填バルブにおける充填装置。