JP2000355397A

JP2000355397A - 充填装置

Info

Publication number: JP2000355397A
Application number: JP11168106A
Authority: JP
Inventors: Masaoki Taho; 正興田甫
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ホット充填において、容器１４内に充填される
充填液の液温を正確に管理する。【解決手段】充填液を供給する供給手段８からの液は、
加熱手段１０によって加熱されて充填液タンク４内に供
給される。充填液タンク４の下面外周寄りには、円周方
向等間隔で複数の充填ノズル１２が設けられている。こ
れら各充填ノズル１２の下方には、それぞれびん台１６
が設けられている。各びん台１６上に供給された容器１
４に、容器１４の口部１４ａの上方に離れて位置してい
る充填ノズル１２の下端１２ａの開口部から充填液タン
ク４内の液が流下して充填される。この流下する充填液
１８の液温を温度センサ２０によって測定する。測定さ
れた液温は、制御装置２２の比較部２６に入力され、記
憶部２４に記憶されている基準温度と比較されて、この
基準温度よりも低いと判断されたときには、判定部２８
からの信号により充填液タンク４に供給される充填液を
加熱手段により加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は充填装置に係り、特
に、容器内に充填する充填液の温度を管理しつつ充填を
行う充填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料水等の製造ラインでは、高度の品質
管理が要求されており、充填される液体および容器、キ
ャップ等を完全に殺菌しなければならない。そこで加熱
した高温の液体を容器内に充填するホット充填が広く行
われている。ホット充填は、充填液タンク内の充填液の
温度を例えば８０℃〜８５℃の範囲に維持するように温
度管理を行い、この充填液を充填ノズルを介して容器内
に充填してキャッピングを行った後、この容器を転倒さ
せることにより高温の充填液をキャップの内面や容器の
上部内面に所定時間接触させてこれらの部分の殺菌を行
うようになっている。

【０００３】前記のように充填液タンク内の液体の温度
を８０℃〜８５℃に維持するように管理していても、実
際に充填ノズルから吐出されて容器内に充填される液体
の温度が充填作業の条件等により変動してしまう場合が
ある。このように容器内に充填される液体の温度が変動
して前記設定温度の範囲を下回ると、容器やキャップの
内面の殺菌が不完全になってしまう。そこで、従来は、
３０分おきあるいは１時間おき等定期的に、充填および
キャッピングが終了してキャッパから排出された容器を
人手によりサンプリングして充填された液体の温度を測
定し、測定液温が設定された基準温度以下であった場合
には殺菌が不十分であるものとしてその生産ロットの製
品全部を処分していた。

【０００４】充填液の温度が前記基準温度を下回らない
ように充填液タンク内の液温をさらに高温にして充填す
ることも可能であるが、最近飲料水等の充填容器として
広く用いられているペットボトルは、耐熱性が低く、上
限８７℃までの液温の充填液しか充填することができな
い。そのため充填容器がペットボトルの場合には、充填
液の温度を十分に高くして充填することは不可能であ
り、前記基準の温度を下回りやすいという問題があっ
た。

【０００５】前述のようにホット充填において加熱殺菌
が不十分になることを防止するために、液体充填後の容
器の温度を測定し、この測定温度に応じて充填液タンク
内の液温を制御するようにした「液体充填装置」がすで
に知られている（特開平７−１３４７８８号公報）。こ
の公報に記載された構成では、充填液タンク（フィラボ
ウル）内の高温の液体を充填ノズルを介して容器（缶）
内に充填した後、コンベヤによって搬送中に赤外線温度
センサによって容器表面の温度を測定するようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
従来の「液体充填装置」の構成のように充填終了後コン
ベヤによって搬送中に容器表面の温度を測定するもので
は、運転速度の変動による容器温度の変化や外気温の影
響等のため、充填時の液温を正確に測定することはでき
ないので、正確な温度管理は不可能であった。また、充
填終了後一定時間経過した後に温度の測定を行うので、
不具合があった場合の対応が遅くなるという問題があっ
た。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、容器内に充填される直前の充填液の温度を測
定することにより、正確な温度管理が可能な充填装置を
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る充填装
置は、充填液を貯留する充填液タンクと、この充填液タ
ンク内の液を容器内に充填する充填ノズルと、充填ノズ
ルから容器内へ流下する充填液の温度を測定する非接触
式の温度測定手段と、この温度測定手段が測定した充填
液の温度と予め設定され記憶されている基準温度とを比
較して、測定温度が前記基準温度に合致するか否かを判
断する制御手段とを備え、充填液の測定温度が設定した
基準温度以下のときに、その液が充填された容器を不良
と判定するようにしたものである。

【０００９】また、第２の発明に係る充填装置は、充填
液を貯留する充填液タンクと、この充填液タンク内の液
を容器内に充填する充填ノズルと、充填ノズルから容器
内へ流下する充填液の温度を測定する非接触式の温度測
定手段と、この温度測定手段が測定した充填液の温度と
予め設定され記憶されている基準温度とを比較して、測
定温度が前記基準温度に合致するか否かを判断する制御
手段と、前記充填液タンクに充填液を供給する充填液供
給手段と、この充填液供給手段によって供給される充填
液を加熱する加熱手段とを備え、温度測定手段によって
測定された充填液の測定温度が設定した基準温度以下の
ときに、加熱手段により充填液を加熱するようにしたも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係
る充填装置の全体の構成を簡略化して示す図であり、中
心に配置された回転軸２の上部に充填液タンク４が設置
され、その下方には回転テーブル６が設けられて一体的
に回転する。充填液タンク４には、このタンク４に充填
液を供給する充填液供給手段８と、この充填液供給手段
８から供給される充填液を加熱する加熱手段１０とが接
続されており、予め設定された温度に加熱された充填液
が供給され、内部に貯留される。

【００１１】前記充填液タンク４の下面外周寄りには、
円周方向等間隔で複数の充填ノズル１２が設けられてい
る。そして、前記回転テーブル６上には、容器１４を載
せて搬送するびん台１６がこれら各充填ノズル１２の下
方にそれぞれ対応して設けられている。充填装置は一般
に、容器１４を載せたびん台１６または充填ノズル１２
を昇降させて、充填ノズル１２の先端を容器１４内に挿
入し充填を行う構成のものと、容器１４の上方に位置す
る充填ノズル１２から充填液（充填ノズル１２から流下
している状態の充填液を符号１８で示す）を流下させて
容器１４内に充填する構成のものとがあり、この実施の
形態では、容器１４の口部１４ａの上方に離れて位置し
ているノズル先端１２ａから充填液１８を流下させて容
器１４内に充填するようになっている。

【００１２】充填液タンク４の外周面には、各充填ノズ
ル１２にそれぞれ対応して温度センサ２０が取り付けら
れている。これら温度センサ２０は、非接触式であり、
びん台１６上に供給された容器１４の口部１４ａと前記
充填ノズル１２の先端部１２ａとの間に向けられて、充
填ノズル１２から容器１４内に流下する充填液１８の温
度を直接計測するようになっている。

【００１３】この充填装置には、充填液タンク４内に貯
留されている充填液の温度を所定の温度に制御する制御
装置２２が設けられている。この制御装置２２は、予め
設定された充填液の基準温度を記憶する記憶部２４と、
前記温度センサ２０が測定した充填液１８の温度と、記
憶部２４に記憶されている基準温度とを比較する比較部
２６と、前記測定された液温が記憶部２４に記憶されて
いる基準温度と一致するか否か、あるいは、測定液温が
基準温度範囲内に収まっているか否かを判定する判定部
２８とを備えている。

【００１４】前記構成に係る充填装置の作動について説
明する。充填液タンク４内には、充填液供給手段８から
供給された液が、加熱手段１０によって予め設定された
温度に加熱されて貯留される。

【００１５】図示しないコンベヤによって搬送されてき
た容器１４は、スターホイール等を介してこの充填装置
内に搬入され、各びん台１６上に供給される。各びん台
１６の上方にはそれぞれ充填ノズル１２が設けられてお
り、びん台１６上に容器１４が供給されると、充填ノズ
ル１２の先端（下端）１２ａの開口部と容器１４の口部
１４ａとが一定の間隔を隔てて上下に対向する。この状
態で充填バルブ（図示せず）を開放して充填液タンク４
内の充填液を充填ノズル１２から容器１４内に流下させ
て充填する。

【００１６】各充填ノズル１２に対応して設けられてい
る温度センサ２０は、充填ノズル１２の先端１２ａの開
口部と容器１４の口部１４ａとの間に向けられて、充填
ノズル１２から流下する充填液１８の温度を常時測定し
ており、測定した液温を制御装置２２の比較部２６に出
力する。比較部２６では、この測定液温を、予め設定し
記憶部２４に記憶してある基準温度（例えば、８０℃〜
８５℃）と比較する。

【００１７】測定した充填液１８の液温が前記基準の液
温の範囲内であるときには、判定部２８が適正な温度で
あると判断して充填液タンク４に供給する液温を維持す
る。また、測定した液温が基準液温よりも低いときに
は、判定部２８が温度が不適切であると判断して、加熱
手段１０に対し、充填液供給手段８から供給される充填
液をさらに高い温度に加熱するように指令を出し、充填
液タンク４内に貯留されている充填液の温度を前記基準
温度まで上昇させる。一方、充填された液の温度が前記
基準温度以下であると判断された容器１４は、容器１４
の内面およびキャップの内面の殺菌が不十分なおそれが
あるので、この充填装置から排出された後の工程におい
て排除される。このように本実施の形態に係る充填装置
は、充填ノズル１２から容器１４内に充填される瞬間の
液温を測定しているので、製品の管理基準データとの比
較が正確に行われる。また、充填液の液温をリアルタイ
ムで測定しているので、不具合が発生した場合にも直ち
に対応することができる。

【００１８】なお、この実施の形態では、各充填ノズル
１２に対応してそれぞれ温度センサ２０を設けている
が、必ずしも各充填ノズル１２に対応して設けたものに
限定されるものではなく、複数の充填ノズル１２おきに
温度センサ２０を設けるようにしても良い。但し、この
場合には、測定された温度が設定した基準温度の範囲か
ら外れていた場合には、充填される液の温度を測定され
たその容器１４だけでなく、温度センサ２０が設けられ
ていない前後に連続する充填ノズル１２によって充填さ
れた容器１４も不良品として取り除く必要がある。例え
ば、二本おきの充填ノズル１２に温度センサ２０を設け
た場合には、ある温度センサ１２が測定した温度が基準
の範囲内でなかった時には、その充填ノズル１２の上流
側に位置している温度センサ２０が設けられていない二
本の充填ノズル１２と、下流側の温度センサ２０が設け
られていない二本の充填ノズル１２によって液が充填さ
れた容器１４も排除する必要がある。

【００１９】図２は第２の実施の形態に係る充填装置の
要部を示す図であり、この実施の形態では、充填液タン
ク４、充填ノズル１２、回転テーブル６上のびん台１６
および温度センサ２０等の構成は前記第１の実施の形態
と同一であり、また、比較部２６、記憶部２４および判
定部２８を備えた制御装置２２の機能も同様であるの
で、これらの部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。この実施の形態では、温度センサ２０によって
測定された充填液１８の液温が記憶部２４に記憶されて
いる基準温度よりも低いと判断された場合には、表示部
３０に出力してその容器１４のナンバーを表示させ、こ
の表示に従って該当容器１４を不良品として排除する。

【００２０】図３は第３の実施の形態に係る充填装置を
示すもので、前記各実施の形態と同様の部分には同一の
符号を付してその説明を省略する。この実施の形態で
は、充填液タンク１０４が、びん台１６を有する回転テ
ーブル６や充填ノズル１２等を備えた回転体１４０と別
に設置されており、充填液タンク１０４内に貯留されて
いる充填液は、回転体１４０の上部中央に設けられた分
配部１４２を介して各充填ノズル１２に送られる。ま
た、この充填液タンク１０４には、第１の実施の形態と
同様に、充填液供給手段８から加熱手段１０を介して所
定の温度に加熱された充填液が供給される。

【００２１】温度センサ１２０は、回転体１４０の外部
に一個所だけ設けられており、回転体１４０の回転によ
りこの温度センサ１２０の前に移動してきた充填ノズル
１２から流下して容器１４内に充填される充填液１８の
温度を計測する。

【００２２】この実施の形態では、制御装置２２が、前
記実施の形態と同様の記憶部２４、比較部２６および判
定部２８を備え、さらに、回転位置認識部１４４が設け
られており、エンコーダ１４６の検出信号がこの回転位
置認識部１４４に入力され、どの充填ノズル１２から吐
出された充填液であるかを認識する。制御装置２２の判
定部２８では、この回転位置認識部１４４の認識した充
填ノズル１２について、温度センサ１２０が測定し比較
部２６に入力された温度が適正であるか否かを判断す
る。容器１４内に充填された充填液１８の温度が設定さ
れた基準温度の範囲内であるときには、加熱手段１０に
よる加熱状態を維持し、測定された充填液１８の温度が
基準温度を下回ったときには、充填液供給手段８から充
填液タンク１０４に供給する充填液を加熱手段１０によ
ってさらに加熱して温度を上昇させるとともに、その計
測された充填液１８が充填された容器１４を後の工程で
排除する。

【００２３】また、温度センサ１２０の測定した温度
は、前述のように比較部２６に送られるとともに、温度
記録計１４８にも送られて全てのデータが記録される。
このように全ての充填液１８の温度を記録することによ
り、充填作業時間における充填液温度の推移を正確に把
握することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、充填
液を貯留する充填液タンクと、この充填液タンク内の液
を容器内に充填する充填ノズルと、充填ノズルから容器
内へ流下する充填液の温度を測定する非接触式の温度測
定手段と、この温度測定手段が測定した充填液の温度と
予め設定され記憶されている基準温度とを比較して、測
定温度が前記基準温度に合致するか否かを判断する制御
手段とを備え、充填液の測定温度が設定した基準温度以
下のときに、その液が充填された容器を不良と判定する
ようにしたので、容器内に充填される直前の充填液温度
を測定して、製品の管理基準となる設定温度データと正
確に比較することができる。また、容器内へ流れ込む充
填液の温度を直接測定しているので、リアルタイムの測
定が可能であり、不具合が発生した場合でもすぐに対応
することができる

【００２５】また、第２の発明に係る充填装置では、前
記充填液タンク、充填ノズル、温度測定手段および制御
手段に加えて、充填液タンクに充填液を供給する充填液
供給手段と、この充填液供給手段によって供給される充
填液を加熱する加熱手段とを設けたことにより、温度測
定手段によって測定した温度をフィードバックして適正
な充填液の温度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る充填装置の全
体の構成を簡略化して示す図である。

【図２】本発明の第二の実施の形態に係る充填装置の全
体の構成を簡略化して示す図である。

【図３】本発明の第三の実施の形態に係る充填装置の全
体の構成を簡略化して示す図である。

【符号の説明】

４充填液タンク８充填液供給手段１０加熱手段１２充填ノズル１４容器１８流下する充填液２０温度測定手段（温度センサ）２２制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充填液を貯留する充填液タンクと、この
充填液タンク内の液を容器内に充填する充填ノズルと、
充填ノズルから容器内へ流下する充填液の温度を測定す
る非接触式の温度測定手段と、この温度測定手段が測定
した充填液の温度と予め設定され記憶されている基準温
度とを比較して、測定温度が前記基準温度に合致するか
否かを判断する制御手段とを備え、充填液の測定温度が
設定した基準温度以下のときに、その液が充填された容
器を不良と判定することを特徴とする充填装置。
【請求項２】充填液を貯留する充填液タンクと、この
充填液タンク内の液を容器内に充填する充填ノズルと、
充填ノズルから容器内へ流下する充填液の温度を測定す
る非接触式の温度測定手段と、この温度測定手段が測定
した充填液の温度と予め設定され記憶されている基準温
度とを比較して、測定温度が前記基準温度に合致するか
否かを判断する制御手段と、前記充填液タンクに充填液
を供給する充填液供給手段と、この充填液供給手段によ
って供給される充填液を加熱する加熱手段とを備え、温
度測定手段によって測定された充填液の測定温度が設定
した基準温度以下のときに、加熱手段により充填液を加
熱することを特徴とする充填装置。