特許 7316833 飲料充填装置及び飲料充填方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-20

(45)【発行日】2023-07-28

(54)【発明の名称】飲料充填装置及び飲料充填方法

(51)【国際特許分類】

   B67C 3/08 20060101AFI20230721BHJP

   B65B 3/04 20060101ALI20230721BHJP

【ＦＩ】

B67C3/08

B65B3/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019082751

(22)【出願日】2019-04-24

(65)【公開番号】P2020179873

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2021-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】小林 宜弘

(72)【発明者】

【氏名】石黒 達男

(72)【発明者】

【氏名】上田 敦士

(72)【発明者】

【氏名】安部 貞宏

(72)【発明者】

【氏名】林 柾行

【審査官】西塚 祐斗

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２７８４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９９５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５１０７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－１２６４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０２３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４０７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０３４８６２９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６７Ｃ ３／０８

Ｂ６５Ｂ ３／０４

Ｂ６７Ｃ ４３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性のある容器を密閉状態で収容するチャンバと、
密封状態の前記チャンバ内、及び、該チャンバ内の前記容器内を同時に減圧する真空排気部と、
前記チャンバ内の前記容器の口部に接触して該容器内に炭酸液を充填する接触位置と、前記チャンバ内で前記口部から離間して該口部を開放する退避位置との間で移動する充填ノズルと、
を備え、
前記真空排気部は、前記充填ノズルが前記退避位置にある時に、前記チャンバ内を減圧することで該チャンバ内と連通した前記容器内も同時に減圧し、
前記充填ノズルは、前記真空排気部が前記チャンバ内を減圧した後に前記退避位置から前記接触位置に移動して前記炭酸液を充填し、
前記充填ノズルによって前記容器内に前記炭酸液が充填された後に、該充填ノズルを介して前記容器内を加圧する第一加圧部と、
該第一加圧部が加圧をしている時に前記チャンバ内の圧力を加圧する第二加圧部と、
をさらに備え、
前記充填ノズルは、炭酸液を前記容器に充填後であって前記第一加圧部及び前記第二加圧部による加圧がされた後に、前記接触位置から前記退避位置に移動する飲料充填装置。

【請求項2】

前記第一加圧部及び前記第二加圧部による加圧がされて前記充填ノズルが前記退避位置に移動した後に、前記容器の前記口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドをさらに備える請求項１に記載の飲料充填装置。

【請求項3】

可撓性のある容器をチャンバ内に密封状態で収容するチャンバ密封工程と、
該チャンバ密封工程の後に、前記チャンバ内及び前記容器内を同時に減圧する真空排気工程と、
該真空排気工程の後に、充填ノズルを介して前記容器内に炭酸液を充填する充填工程と、
を含み、
前記真空排気工程では、前記チャンバ内を減圧することで該チャンバ内と連通する前記容器内も同時に減圧し、
前記充填工程では、前記充填ノズルが前記容器の口部から離間して該口部が開放された退避位置から、前記充填ノズルが前記容器の口部に接触する接触位置に移動した後に、前記充填ノズルを介して前記容器内に炭酸液を充填し、
前記充填工程の後に、前記容器内及び前記チャンバ内を加圧する加圧工程と、
該加圧工程の後に、前記充填ノズルを前記接触位置から前記退避位置に移動させるノズル退避工程と、
をさらに含む飲料充填方法。

【請求項4】

前記ノズル退避工程の後に、前記容器の口部にキャップを取り付けるキャッピング工程をさらに含む請求項３に記載の飲料充填方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飲料充填装置及び飲料充填方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭酸液を容器に充填する際には、充填時の発泡を抑制するために一旦容器内を加圧し不飽和状態で充填する。充填後に容器内の圧力を不用意に大気圧に戻してしまえば、充填された炭酸液が発泡する減圧発泡現象が起こる。この現象を抑えるためには、例えば充填流量を低く抑えたり、充填後から大気圧に戻す間の静置時間を長くする必要がある。そのため充填プロセス時間が長くなり、生産性が低下してしまう。特に、省エネのために炭酸液の液温が高い条件で充填をする場合には発泡量がより増加する。従って、充填流量をさらに下げたり静置時間をさらに延長しなければならない。

【0003】

これに対して例えば特許文献１には、容器内を真空引きにした状態で飽和圧に加圧された炭酸液を充填し、圧力を維持したままで打栓を行う充填方法が開示されている。この方法では、容器内とタンクとに大気圧以上の差圧が生じるため、充填速度を増大させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１９９５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の方法ではガラス瓶等の真空耐圧性のある容器への充填のみに限定される。即ち、上記方法を用いて、例えばＰＥＴボトル等の可撓性のある柔らかい容器に充填しようとすれば、真空引時の容器内外の圧力差によって容器自体が変形してしまうという問題がある。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、炭酸液を容器に充填する際に該容器が変形してしまうことを抑制することができる飲料充填装置及び飲料充填方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の一態様に係る飲料充填装置は、可撓性のある容器を密閉状態で収容するチャンバと、密封状態の前記チャンバ内、及び、該チャンバ内の前記容器内を同時に減圧する真空排気部と、前記チャンバ内の前記容器の口部に接触して該容器内に炭酸液を充填する接触位置と、前記チャンバ内で前記口部から離間して該口部を開放する退避位置との間で移動する充填ノズルと、を備え、前記真空排気部は、前記充填ノズルが前記退避位置にある時に、前記チャンバ内を減圧することで該チャンバ内と連通した前記容器内も同時に減圧し、前記充填ノズルは、前記真空排気部が前記チャンバ内を減圧した後に前記退避位置から前記接触位置に移動して前記炭酸液を充填し、前記充填ノズルによって前記容器内に前記炭酸液が充填された後に、該充填ノズルを介して前記容器内を加圧する第一加圧部と、該第一加圧部が加圧をしている時に前記チャンバ内の圧力を加圧する第二加圧部と、をさらに備え、前記充填ノズルは、炭酸液を前記容器に充填後であって前記第一加圧部及び前記第二加圧部による加圧がされた後に、前記接触位置から前記退避位置に移動する。

【0008】

本発明の一態様に係る飲料充填方法では、可撓性のある容器をチャンバ内に密封状態で収容するチャンバ密封工程と、該チャンバ密封工程の後に、前記チャンバ内及び前記容器内を同時に減圧する真空排気工程と、該真空排気工程の後に、前記充填ノズルが前記容器の口部から離間して該口部が開放された退避位置から、前記充填ノズルが前記容器の口部に接触する接触位置に移動した後に、前記充填ノズルを介して前記容器内に炭酸液を充填する充填工程と、を含み、前記真空排気工程では、前記チャンバ内を減圧することで該チャンバ内と連通する前記容器内も同時に減圧し、前記充填工程では、前記充填ノズルが前記容器の口部から離間して該口部が開放された退避位置から、前記充填ノズルが前記容器の口部に接触する接触位置に移動した後に、前記充填ノズルを介して前記容器内に炭酸液を充填し、前記充填工程の後に、前記容器内及び前記チャンバ内を加圧する加圧工程と、該加圧工程の後に、前記充填ノズルを前記接触位置から前記退避位置に移動させるノズル退避工程と、をさらに含む。

【0009】

これにより、容器内に炭酸液を充填する前に、容器内と該容器が配置されたチャンバ内の双方を減圧することができる。これによって、容器内外の圧力差を低減することができるため、容器に対して外圧が作用することを抑制できる。

【0012】

これにより、充填ノズルが退避位置にある際にチャンバ内を減圧することで、該チャンバ内に連通する容器内も同時に減圧することができる。

【0015】

第一加圧部によって炭酸液が充填された容器内が加圧され、第二加圧部によってチャンバ内が加圧されることで、これら容器内及びチャンバ内の圧力を例えば炭酸液の飽和圧力にすることができる。これにより、その後に充填ノズルを退避させても、炭酸液の減圧発泡による容器からの噴きこぼれを抑えることができる。

【0016】

上記飲料充填装置では、前記第一加圧部及び前記第二加圧部による加圧がされて前記充填ノズルが退避位置に移動した状態で、前記容器の口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドをさらに備えてもよい。

【0017】

上記飲料充填方法では、前記ノズル退避工程の後に、前記容器の口部にキャップを取り付けるキャッピング工程をさらに含んでいてもよい。

【0018】

チャンバ内及び容器内が加圧された状態で該容器にキャップを取り付けることで、上記同様、容器からの噴きこぼれを抑えながら適切な取り付けを行うことができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の飲料充填装置及び飲料充填方法によれば、炭酸液を容器に充填する際に該容器が変形してしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法の容器供給工程を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る飲料充填装置の制御装置のハードウェア構成図である。

【図3】本発明の実施形態に係る飲料充填装置の制御装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係る飲料充填方法の手順を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のチャンバ密封工程を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法の真空排気工程を示す図である。

【図7】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法の充填工程を示す図である。

【図8】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法の加圧工程を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のノズル退避工程を示す図である。

【図10】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のヘッド降下工程を示す図である。

【図11】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のキャッピング工程を示す図である。

【図12】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のチャンバ圧力開放工程を示す図である。

【図13】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のヘッド上昇工程を示す図である。

【図14】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法のチャンバ密封解除工程を示す図である。

【図15】本発明の実施形態に係る飲料充填装置を示す模式図であって、飲料充填方法の容器排出工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係る飲料充填装置及び飲料充填方法について、図面を参照して詳細に説明する。
図１に示す本実施形態の飲料充填装置１は、例えばＰＥＴボトル等の可撓性を有する容器９０に炭酸液を充填した後に該容器９０に対してキャッピングを施す装置である。容器９０には口部９２を介して該容器９０の胴部９１内に炭酸液が充填される。そして、その後に容器９０の口部９２にキャップ９３が取り付けられる。

【0022】

図１に示すように、飲料充填装置１は、液タンク１０、液配管１１、液弁１２、第一加圧部２０、第二加圧部３０、充填ノズル４０、チャンバ６０、キャッピングヘッド５０、真空排気部７０、及び、圧力開放部８０を備えている。

【0023】

液タンク１０は、製品液である炭酸液を貯留するタンクである。液タンク１０は耐圧性のある構造をなしている。液タンク１０の内部では、下部に炭酸液の液相が貯留され、上部には炭酸液から蒸発した気相としての二酸化炭素が飽和圧力で存在している。

【0024】

液配管１１は、液タンク１０の炭酸液を外部に導くための配管である。液配管１１の上端は液タンク１０の下部に該液タンク１０内と連通状態で接続されている。液配管１１は液タンク１０の下部から下方に向かって延びている。これにより、液配管１１内には液タンク１０の炭酸液が自重によって導入される。液配管１１を介して容器９０内に炭酸液が供給される。

【0025】

液弁１２は、液配管１１の中途に設けられた開閉弁である。液弁１２が開状態とされることで、液配管１１内の炭酸液がさらに下方に向かって流通する。液弁１２が閉状態とされることで、液配管１１は閉塞される。

【0026】

第一加圧部２０は、炭酸液が充填された容器９０内を加圧可能に構成されている。第一加圧部２０は、第一ガス配管２１及び第一加圧ガス弁２２を有している。
第一ガス配管２１は、上端が液タンク１０の上部に連通状態で接続されている。これによって、第一ガス配管２１内には、液タンク１０内の気相分である飽和圧力の二酸化炭素が導入される。
第一加圧ガス弁２２は、第一ガス配管２１の中途に設けられた開閉弁である。第一加圧ガス弁２２が開状態とされることで、第一ガス配管２１内に二酸化炭素が流通する。第一加圧ガス弁２２が閉状態とされることで、第一ガス配管２１が閉塞される。

【0027】

第二加圧部３０は、チャンバ６０内を加圧可能に構成されている。第二加圧部３０は、第二ガス配管３１及び第二加圧ガス弁３２を有している。
第二ガス配管３１は、上端が液タンク１０の上部に連通状態で接続されている。これによって、第二ガス配管３１内に、第一ガス配管２１同様、液タンク１０内の気相分である飽和圧力の二酸化炭素が導入される。
第二加圧ガス弁３２は、第二ガス配管３１の中途に設けられた開閉弁である。第二加圧ガス弁３２が開状態とされることで、第二ガス配管３１内に二酸化炭素が流通する。第二加圧ガス弁３２が閉状態とされることで、第二ガス配管３１が閉塞される。

【0028】

充填ノズル４０は、容器９０の口部９２を介して該容器９０内に炭酸液を導入可能に構成されている。充填ノズル４０の基端には、液配管１１の下端、及び、第一ガス配管２１の下端が連通状態で接続されている。これによって、充填ノズル４０には、液タンク１０からの炭酸液及び飽和状態の二酸化炭素がそれぞれ導入可能とされている。充填ノズル４０の先端は、該充填ノズル４０の内部と容器９０内とが連通状態となるように容器９０の口部９２に対して気密・液密に接触する構成とされている。

【0029】

充填ノズル４０が口部９２に接触する接触位置に位置することで、該充填ノズル４０を介して容器９０内に炭酸液又は二酸化炭素が供給される。該充填ノズル４０が、容器９０の口部９２から離間した退避位置に位置することで、口部９２は開放状態とされる。即ち、充填ノズル４０は、接触位置と退避位置との間で往復移動可能に構成されている。

【0030】

チャンバ６０は、炭酸液の充填位置に移動してきた容器９０を密閉状態で収容可能な構成とされている。本実施形態のチャンバ６０は、上部チャンバ６１及び下部チャンバ６２を有している。
上部チャンバ６１は、下端が開放されて上端が閉塞された有底筒状をなしている。上部チャンバ６１は、充填位置の容器９０を上方から覆う位置に固定されている。上部チャンバ６１の上端には、第二ガス配管３１の下端が連通状態で接続されている。

【0031】

下部チャンバ６２は、上端が開放されて下端が閉塞された有底筒状をなしている。下部チャンバ６２は上部チャンバ６１の下方に位置しており、上下方向に移動可能に構成されている。即ち、下部チャンバ６２は、上部チャンバ６１から下方に離間してチャンバ６０内を開放する下位置と、上部チャンバ６１の下端に上端が接触してチャンバ６０内に密閉空間を形成する下位置との間で往復移動可能とされている。

【0032】

キャッピングヘッド５０は、容器９０の口部９２にキャップ９３を取り付けるための機構である。キャッピングヘッド５０は、下端に保持したキャップ９３を、下方に対向する容器９０の口部９２に対して取り付け可能に構成されている。キャッピングヘッド５０は、上部チャンバ６１の上端を貫通するように配置されており、固定状態の上部チャンバ６１に対して上下方向に相対移動可能に配置されている。即ち、キャッピングヘッド５０は、上部チャンバ６１に対して相対的に上方に位置する上位置と、上部チャンバ６１に対して相対的に下方に位置してキャップ９３を容器９０の口部９２に取り付け可能な下位置との間で往復移動可能とされている。

【0033】

真空排気部７０は、密閉状態のチャンバ６０内の空間である密閉空間を大気圧よりも低い圧力まで減圧可能に構成されている。チャンバ６０内の気圧は、真空排気部７０によって例えば５～５０ｋＰａ（ａｂｓ）程度の真空圧まで減圧される。

【0034】

真空排気部７０は、減圧用配管７１、真空ポンプ７２及び真空排気弁７３を有する。
減圧用配管７１は、一端がチャンバ６０内に連通状態で接続されている。本実施形態では、減圧用配管７１の一端は、固定状態の上部チャンバ６１に接続されている。
真空ポンプ７２は、飲料充填装置１の稼働に伴って駆動されることで減圧用配管７１の一端から他端に向かって気体を排出する。これにより、チャンバ６０側に負圧を生成する。

【0035】

真空排気弁７３は、減圧用配管７１の中途であって真空ポンプ７２よりもチャンバ６０側の部分に設けられている。真空ポンプ７２の駆動中において真空排気弁７３を開状態とすることで、チャンバ６０内の気圧が減圧される。真空排気弁７３を閉状態とすることで減圧用配管７１が閉塞され、チャンバ６０内の圧力が維持される。

【0036】

圧力開放部８０は、チャンバ６０内の圧力を大気圧まで戻すことが可能なように構成されている。圧力開放部８０は、開放用配管８１及び開放弁８２を有している。
開放用配管８１の一端は、チャンバ６０内に連通状態で接続されている。本実施形態では、開放用配管８１の一端は、固定状態の上部チャンバ６１に接続されている。
開放弁８２は、開放用配管８１の中途に設けられた開閉弁である。開放弁８２が開状態とされることで、チャンバ６０内の圧力が開放されて大気圧となる。開放弁８２が閉状態とされることでチャンバ６０内の圧力が維持される。

【0037】

ここで本実施形態の飲料充填装置１は、下部チャンバ６２、充填ノズル４０、キャッピングヘッド５０、真空排気弁７３、液弁１２、第一加圧ガス弁２２、第二加圧ガス弁３２、及び、開放弁８２を駆動制御するための制御装置１００（図２参照）をさらに備えている。
制御装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４、信号受信モジュール１０５等を備えたコンピュータである。

【0038】

制御装置１００のＣＰＵ１０１は作業者の操作に基づいて、ＨＤＤ１０４等で記憶する解析プログラムを実行する。ＣＰＵ１０１が解析プログラムを実行することにより、制御装置１００には、図３に示すように、下部チャンバ駆動部１１１、充填ノズル駆動部１１２、キャッピングヘッド駆動部１１３、真空排気弁駆動部１１４、液弁駆動部１１５、第一加圧ガス弁駆動部１１６、第二加圧ガス弁駆動部１１７、及び、開放弁駆動部１１８の各機能部が備わる。

【0039】

下部チャンバ駆動部１１１は、下部チャンバ６２の駆動制御を行う。即ち、下部チャンバ駆動部１１１は、プログラムに従って下部チャンバ６２のアクチュエータを制御することで、該下部チャンバ６２を下位置と上位置との間で往復移動させる。

【0040】

充填ノズル駆動部１１２は、充填ノズル４０の駆動制御を行う。即ち、充填ノズル駆動部１１２は、プログラムに従って充填ノズル４０のアクチュエータを制御することで、該充填ノズル４０を接触位置と退避位置との間で往復移動させる。

【0041】

キャッピングヘッド駆動部１１３は、キャッピングヘッド５０の駆動制御を行う。即ち、キャッピングヘッド駆動部１１３は、プログラムに従ってキャッピングヘッド５０のアクチュエータを制御することで、該キャッピングヘッド５０を上位置と下位置との間で往復移動させる。さらにキャッピングヘッド駆動部１１３は、キャッピングヘッド５０が下位置に位置する際に、キャッピングヘッド５０のキャップ９３取付用の駆動機構を制御することで、キャップ９３を容器９０の口部９２に取り付ける動作を行わせる。

【0042】

真空排気弁駆動部１１４は、プログラムに応じて真空排気弁７３の開閉動作を行う。
液弁駆動部１１５は、プログラムに応じて液弁１２の開閉動作を行う。
第一加圧ガス弁駆動部１１６は、プログラムに応じて第一加圧ガス弁２２の開閉動作を行う。
第二加圧ガス弁駆動部１１７は、プログラムに応じて第二加圧ガス弁３２の開閉動作を行う。
開放弁駆動部１１８は、プログラムに応じて開放弁８２の開閉動作を行う。

【0043】

次に図４に示す本実施形態フローチャートを用いて、本実施形態の飲料充填装置１を用いた飲料充填方法について順を追って説明する。飲料充填方法は、容器供給工程Ｓ１、チャンバ密封工程Ｓ２、真空排気工程Ｓ３、充填工程Ｓ４、加圧工程Ｓ５、ノズル退避工程Ｓ６、ヘッド降下工程Ｓ７、キャッピング工程Ｓ８、チャンバ圧力開放工程Ｓ９、ヘッド上昇工程Ｓ１０、チャンバ密封解除工程Ｓ１１、容器排出工程Ｓ１２を順に行うことで完了する。

【0044】

まず容器供給工程Ｓ１を実行する（ステップＳ１）。容器供給工程Ｓ１では、図１に示すように飲料充填装置１内に容器９０を供給する。ここで、飲料充填装置１は、容器９０が導入される前の初期状態として各駆動機器は以下の状態にある。即ち、下部チャンバ６２は下位置にあり、充填ノズル４０は退避位置にあり、キャッピングヘッド５０は上位置にある。そして、真空排気弁７３は閉状態にあり、液弁１２は閉状態にあり、第一加圧ガス弁２２は閉状態にあり、第二加圧ガス弁３２は閉状態にある。

【0045】

容器供給工程Ｓ１では、このような初期状態の下、互いに上下に離間した上部チャンバ６１と下部チャンバ６２との間に、容器移動装置（図示省略）によって容器９０が口部９２を上方に向けた状態で導入される。同時に、キャッピングヘッド５０の下端には、容器９０の口部９２に後工程で取り付けられるキャップ９３が導入される。

【0046】

容器供給工程Ｓ１の後にチャンバ密封工程Ｓ２を実行する（ステップＳ２）。チャンバ密封工程Ｓ２では、図５に示すように、下部チャンバ駆動部１１１が下部チャンバ６２を駆動させることで、該下部チャンバ６２が下位置から上位置に変位する。これによって、上部チャンバ６１の下端縁と下部チャンバ６２の上端縁が密着することで、これら上部チャンバ６１及び下部チャンバ６２からなるチャンバ６０内に密閉空間が形成される。当該密閉空間内に容器供給工程Ｓ１で供給された容器９０が位置している。

【0047】

チャンバ密封工程Ｓ２の後に真空排気工程Ｓ３を実行する（ステップＳ３）。真空排気工程Ｓ３では、図６に示すように真空排気弁駆動部１１４によって真空排気弁７３が閉状態から開状態に遷移する。これにより、真空ポンプ７２による負圧がチャンバ６０内に及び、該チャンバ６０内は大気よりも減圧された状態となる。また、本実施形態では、この際に充填ノズル４０が退避位置にあるため、容器９０は口部９２を介してチャンバ６０内と連通している。したがって、チャンバ６０内が減圧されることで、同時に容器９０内も減圧されていく。これによって、チャンバ６０内及び容器９０内は、真空ポンプ７２の容量に応じた真空状態となる。

【0048】

真空排気工程Ｓ３の後に充填工程Ｓ４を実行する（ステップＳ４）。充填工程Ｓ４では、図７に示すように、充填ノズル４０が退避位置から接触位置に変位する。これにより、充填ノズル４０の先端は容器９０の口部９２に接触して該容器９０内と連通した状態となる。同時に充填工程Ｓ４では、液弁駆動部１１５によって液弁１２が閉状態から開状態に遷移する。これによって、液タンク１０内の炭酸液がその自重、及び、液タンク１０と容器９０内の圧力差によって容器９０内に速やかに供給される。この際、炭酸液は容器９０内の低圧により一旦ガス化するが、その後、液タンク１０の自重による供給圧によって再び液化する。

【0049】

ここで本実施形態では、充填工程Ｓ４を行う際に容器９０内及びチャンバ６０内がともに真空圧に減圧されている。そのため、容器９０の内外に圧力差が生じることはない。仮に、容器９０内に炭酸液を導入すべく該容器９０内のみを減圧して真空圧とした場合、容器９０内の圧力に比べて容器９０外の圧力が大きな状態となる。このように容器９０の外圧が大きい場合には、該容器９０が変形してしまう場合がある。
これに対して本実施形態では、炭酸液を容器９０内に充填するに際して容器９０内外の圧力差が低減されており、好ましくは該圧力差がないため、容器９０に外圧が生じることはない。

【0050】

なお、充填工程Ｓ４では、上記ととともに、真空排気弁駆動部１１４によって真空排気弁７３が開状態から閉状態に遷移し、さらに、開放弁駆動部１１８によって開放弁８２が閉状態から開状態に遷移する。これにより、チャンバ６０内の圧力は大気圧となる。このように、充填工程Ｓ４では、容器９０内が真空圧から供給圧に遷移し、チャンバ６０内が真空圧から大気圧に遷移する。この状態では容器９０内の内圧が外圧よりも高い状態にある。

【0051】

充填工程Ｓ４の後に加圧工程Ｓ５を実行する（ステップＳ５）。加圧工程Ｓ５では、図８に示すように、液弁駆動部１１５によって液弁１２が開状態から閉状態に遷移し、開放弁駆動部１１８によって開放弁８２が開状態から閉状態に遷移する。その上で、第一加圧ガス弁駆動部１１６によって第一加圧ガス弁２２が閉状態から開状態に遷移し、第一加圧ガス管及び充填ノズル４０を介して容器９０内に飽和状態の二酸化炭素が導入される。これと同時に、第二加圧ガス弁駆動部１１７によって第二加圧ガス弁３２が閉状態から開状態に遷移し、第二加圧ガス管を介してチャンバ６０内に飽和状態の二酸化炭素が導入される。これによって、チャンバ６０内及び容器９０内は、いずれも二酸化炭素の飽和圧力まで加圧される。

【0052】

加圧工程Ｓ５の後に、ノズル退避工程Ｓ６を実行する（ステップＳ６）。ノズル退避工程Ｓ６では、図９に示すように、第一加圧ガス弁駆動部１１６によって第一加圧ガス弁２２が開状態から閉状態に遷移し、さらに、充填ノズル駆動部１１２によって充填ノズル４０が接触位置から退避位置に変位する。これにより、容器９０内は口部９２を介してチャンバ６０内に連通した状態となる。ここで、前述の加圧工程Ｓ５によってチャンバ６０内及び容器９０内の圧力はともに二酸化炭素の飽和圧力とされている。そのため、チャンバ６０内と容器９０内とで圧力差がないため、充填ノズル４０を退避位置に移動させた際に容器９０内に充填した炭酸液が減圧発泡してしまうことはない。

【0053】

ノズル退避工程Ｓ６の後にヘッド降下工程Ｓ７を実行する（ステップＳ７）。ヘッド降下工程Ｓ７では、図１０に示すように、キャッピングヘッド駆動部１１３によってキャッピングヘッド５０が上位置から下位置に向かって移動する。同時に、第二加圧ガス弁駆動部１１７によって第二加圧ガス弁３２が開状態から閉状態に遷移する。

【0054】

ヘッド降下工程Ｓ７の後にキャッピング工程Ｓ８を実行する（ステップＳ８）。キャッピング工程Ｓ８では、図１１に示すように、キャッピングヘッド駆動部１１３によってキャッピングヘッド５０の下端に保持されたキャップ９３が容器９０の口部９２に取り付けられる。これにより、容器９０内は密閉された状態となる。

【0055】

キャッピング工程Ｓ８の後に、チャンバ圧力開放工程Ｓ９を実行する（ステップＳ９）。チャンバ圧力開放工程Ｓ９では、図１２に示すように、開放弁駆動部１１８によって開放弁８２が閉状態から開状態に遷移する。これにより、チャンバ６０内の圧力が大気圧に遷移する。

【0056】

チャンバ圧力開放工程Ｓ９の後に、ヘッド上昇工程Ｓ１０を実行する（ステップＳ１０）。ヘッド上昇工程Ｓ１０では、図１３に示すように、キャッピングヘッド駆動部１１３によってキャッピングヘッド５０が下位置から上位置に変位する。

【0057】

ヘッド上昇工程Ｓ１０の後に、チャンバ密封解除工程Ｓ１１を実行する（ステップＳ１１）。チャンバ密封解除工程Ｓ１１では、図１４に示すように、下部チャンバ駆動部１１１によって、下部チャンバ６２が上位置から下位置に変位する。これにより、下部チャンバ６２が上部チャンバ６１から離間して、チャンバ６０内が開放される。合わせてチャンバ６０内部にあった容器９０を取り出し可能な状態となる。

【0058】

チャンバ密封解除工程Ｓ１１の後に容器排出工程Ｓ１２を実行する（ステップＳ１２）。容器排出工程Ｓ１２では、図１５に示すように、容器９０移動装置（図示省略）によって容器９０がチャンバ６０から排出される即ち、飲料充填装置１によって炭酸液が導入されてキャップ９３が取り付けられた容器９０は、飲料充填装置１から排出された後、次工程に移送される。
以上により、飲料充填方法が完了する。

【0059】

以上のように本実施形態の飲料充填装置１及び飲料充填方法によれば、容器９０内に炭酸液を充填する前に、容器９０内と該容器９０が配置されたチャンバ６０内の双方を減圧することができる。これによって、容器９０内外の圧力差を低減することができるため、容器９０に対して外圧が作用することを抑制できる。

【0060】

また、本実施形態では、充填ノズル４０を退避位置に位置させて容器９０のノズルをチャンバ６０内に連通させた上でチャンバ６０内を減圧する構成のため、チャンバ６０内及び容器９０内の双方を効率良くかつ均等に減圧することができる。また、チャンバ６０内と容器９０内とを別々の機構によって別途減圧する構成に比べて装置の簡易化を図ることができる。

【0061】

さらに、第一加圧部２０によって炭酸液が充填された容器９０内が加圧され、第二加圧部３０によってチャンバ６０内が加圧されることで、これら容器９０内及びチャンバ６０内の圧力を炭酸液の飽和圧力にすることができる。これにより、その後に充填ノズル４０を退避させても、炭酸液の減圧発泡による容器９０からの噴きこぼれを抑えることができる。

【0062】

そして、チャンバ６０内及び容器９０内が加圧された状態で該容器９０の口部９２にキャップ９３を取り付けることで、容器９０からの噴きこぼれを抑えながら適切なキャップ９３取り付けを行うことができる。

【0063】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0064】

例えば、実施形態では、第一加圧部２０、第二加圧部３０の圧力源を液タンク１０の気相分である飽和状態の二酸化炭素とする例を説明した。これに代えて第一加圧部２０、第二加圧部３０の圧力源を液タンク１０とは別途設置されたタンク内の圧力としてもよい。

【0065】

また、実施形態では、充填ノズル４０を退避位置に位置させた状態でチャンバ６０内を減圧して、該チャンバ６０内及び容器９０内の双方を同時に減圧する構成を説明した。これに代えて、例えば充填ノズル４０を接触位置に位置させた上で充填ノズル４０を介して容器９０内を減圧する一方、チャンバ６０内を別途減圧する構成であってもよい。これによっても、容器９０への炭酸水の充填時における容器９０の変形を抑制することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ 飲料充填装置
１０ 液タンク
１１ 液配管
１２ 液弁
２０ 第一加圧部
２１ 第一ガス配管
２２ 第一加圧ガス弁
３０ 第二加圧部
３１ 第二ガス配管
３２ 第二加圧ガス弁
４０ 充填ノズル
６０ チャンバ
６１ 上部チャンバ
６２ 下部チャンバ
５０ キャッピングヘッド
７０ 真空排気部
７１ 減圧用配管
７２ 真空ポンプ
７３ 真空排気弁
８０ 圧力開放部
８１ 開放用配管
８２ 開放弁
９０ 容器
９１ 胴部
９２ 口部
９３ キャップ
１００ 制御装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＨＤＤ
１０５ 信号受信モジュール
１１１ 下部チャンバ駆動部
１１２ 充填ノズル駆動部
１１３ キャッピングヘッド駆動部
１１４ 真空排気弁駆動部
１１５ 液弁駆動部
１１６ 第一加圧ガス弁駆動部
１１７ 第二加圧ガス弁駆動部
１１８ 開放弁駆動部
Ｓ１ 容器供給工程
Ｓ２ チャンバ密封工程
Ｓ３ 真空排気工程
Ｓ４ 充填工程
Ｓ５ 加圧工程
Ｓ６ ノズル退避工程
Ｓ７ ヘッド降下工程
Ｓ８ キャッピング工程
Ｓ９ チャンバ圧力開放工程
Ｓ１０ ヘッド上昇工程
Ｓ１１ チャンバ密封解除工程
Ｓ１２ 容器排出工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】