JP2015081134A

JP2015081134A - 充填装置

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Publication number: JP2015081134A
Application number: JP2013220754A
Authority: JP
Inventors: 坂井　繁; Shigeru Sakai; 繁坂井; 慎治山本; Shinji Yamamoto
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-04-27
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: JP6288415B2

Abstract

【課題】装置構造の簡素化および低コスト化を図りつつ、容器に充填される固形物および内容液の量の割合を容易かつ確実に均一化する充填装置を提供すること。
【解決手段】固形物含有内容液ＳＬを容器に充填する充填装置１００であって、固形物含有内容液ＳＬを貯留する充填タンク１１０と、充填タンク１１０に固形物含有内容液ＳＬを供給する供給部１３０と、充填タンク１１０に接続された充填ノズル１２０とを備え、充填タンク１１０内には、固形物含有内容液ＳＬを固形物Ｓと内容液Ｌとに分離する分離手段１４０が設置されている充填装置１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、固形物含有内容液を容器に充填する充填装置に関し、特に、タピオカや砂嚢等の固形物を含有する飲料を容器に充填する飲料用の充填装置に関する。

従来、タピオカや砂嚢等の固形物を含有する内容液を容器に充填する充填装置として、原材料の調合を行う撹拌機付きの調合タンクと、調合タンクの下流に設置され固形物含有内容液に加熱殺菌を施す加熱殺菌装置と、加熱殺菌装置の下流に設置され固形物含有内容液を撹拌する撹拌機と、撹拌機の下流に設置され容器に固形物含有内容液を充填する充填機とを備える充填装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。

この特許文献１に記載される技術のように、固形物を含有する内容液の充填する際には、容器に充填される固形物および内容液の量の割合を均一化するために、殺菌時や充填時等において固形物含有内容液を撹拌し、内容液内で固形物を均一に分散させることが一般に行われる。

特許第３８４７９００号公報

ところが、従来技術では、固形物含有内容液を撹拌する撹拌機を設ける必要があるとともに、固形物含有内容液の充填時に固形物含有内容液の撹拌を行う場合には充填口の詰まりが生じ易くなることから、詰まりを防止する為の手段を設ける必要があるため、充填装置が複雑化および高コスト化するという問題があった。

また、固形物や内容液の種類等によっては、撹拌によって内容液内で固形物を均一に分散させること自体が難しく、容器に充填される固形物および内容液の量の割合にムラが生じ易いという問題もある。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、装置構造の簡素化および低コスト化を図りつつ、容器に充填される固形物および内容液の量の割合を容易かつ確実に均一化する充填装置を提供することを目的とする。

本発明は、固形物含有内容液を容器に充填する充填装置であって、固形物含有内容液を貯留する充填タンクと、前記充填タンクに固形物含有内容液を供給する供給部と、前記充填タンクに接続された充填ノズルとを備え、前記充填タンク内には、前記固形物含有内容液を固形物と内容液とに分離する分離手段が設置されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、充填タンク内に固形物含有内容液を固形物と内容液とに分離する分離手段を設置することにより、充填タンク内において内容液から固形物が分離され、内容液から分離した状態で固形物の量を調整し、殺菌時や充填時等における固形物含有内容液の撹拌が不要となり、簡素な構造で、容器に充填される固形物および内容液の量の割合を、容易かつ確実に均一化することが可能となる。

本請求項２に係る構成によれば、内容液透過部を有するホッパーを充填タンク内に設置することにより、ホッパー内に固形物を貯留しつつホッパー外に内容液を排出することが可能であるため、固形物および内容液の分離と固形物の貯留とを簡素な構造で行うことができる。
本請求項３に係る構成によれば、ホッパーの固形物用出口を開閉する第１の開閉バルブを設けるとともに、ホッパー内の固体物用貯留部を開閉可能に上下に仕切るシャッターを設けることにより、第１の開閉バルブを閉塞した状態でシャッターを開放することで、第１の開閉バルブとシャッターとの間の領域に固形物を貯めた後、シャッターを閉塞するとともに第１の開閉バルブを開放することで、ホッパーの固形物用出口から一定量の固形物を確実に排出することができる。
本請求項４に係る構成によれば、第１の開閉バルブが上下方向に進退可能に設けられていることにより、第１の開閉バルブによってホッパーの固形物用出口側を閉塞する際の第１の開閉バルブの上下方向の位置を調節することで、第１の開閉バルブとシャッターとの間隔を調整することが可能であるため、ホッパーの固形物用出口から排出される固形物の量を簡単に調整することができる。
本請求項５に係る構成によれば、貯留部の出口側に設けられた第２の開閉バルブの開閉を調整することにより、容器に充填される固形物含有内容液の量を容易に定量化することができる。
本請求項６に係る構成によれば、ホッパー内に貯留された固形物を流動化させる流動化手段を設けることにより、ホッパー内で固形物同士が一体化して固形物の流動性が低くなることを回避できる。

本発明の第１実施形態に係る充填装置を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第１工程を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第２工程を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第３工程を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第４工程を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第５工程を示す説明図。第１実施形態に係る充填装置を用いた充填方法の第６工程を示す説明図。本発明の第２実施形態に係る充填装置を示す説明図。本発明の第２実施形態に係る充填装置の変形例を示す説明図。

以下に、本発明の第１実施形態に係る充填装置１００について、図１〜図７に基づいて説明する。

まず、充填装置１００は、タピオカや砂嚢等の固形物Ｓを含有する飲料（内容液Ｌ）を容器（図示しない）に充填するものであり、図１に示すように、固形物含有内容液ＳＬを貯留する充填タンク１１０と、充填タンク１１０に接続され固形物含有内容液ＳＬを容器に充填する充填ノズル１２０と、調合および殺菌処理済みの固形物含有内容液ＳＬを充填タンク１１０に供給する供給部１３０と、充填タンク１１０内に設置されたホッパー１４０と、ホッパー１４０の固形物用出口側に設けられた第１の開閉バルブ１５０と、ホッパー１４０内の固体物用貯留部を開閉可能に上下に仕切るシャッター１６０と、充填ノズル１２０の上流側に設けられた第２の開閉バルブ１７０とを備えている。

以下に、充填装置１００の各構成要素について、主に図１に基づいて説明する。

まず、ホッパー１４０は、供給部１３０から固形物含有内容液ＳＬの供給を受ける供給部１３０の下方位置に配置され、その外部に内容液Ｌを排出しつつ、その内部に固形物Ｓを貯留するものである。具体的には、ホッパー１４０は、ステンレス等から成るメッシュ材から構成され、その全面に固形物Ｓを通さない大きさの貫通部（図示しない）が複数形成されている。なお、本実施形態では、ホッパー１４０の全面が内容液Ｌを通過させる内容液透過部（図示しない）として機能するが、この内容液透過部をホッパー１４０の下部領域等の一部領域のみに設けてもよい。

また、第１の開閉バルブ１５０は、エアシリンダー等の第１の駆動源１５１によって上下方向に進退可能に駆動され、ホッパー１４０の固形物用出口側を開閉するものである。

また、シャッター１６０は、モータ（図示しない）等によって上下軸を中心として回転駆動され、第１の開閉バルブ１５０の上方において、ホッパー１４０内の固体物用貯留部を開閉可能に上下に仕切るものである。

また、第２の開閉バルブ１７０は、エアシリンダー等の第２の駆動源１７１によって水平方向に進退可能に駆動され、充填ノズル１２０の上流側を開閉するものである。そして、この第２の開閉バルブ１７０の閉塞時における第２の開閉バルブ１７０の上流側の空間が、ホッパー１４０の固形物用出口から排出された固形物Ｓと充填タンク１１０内におけるホッパー１４０の外側領域から流入した内容液Ｌとを貯留する貯留部１１１として機能する。

つぎに、充填装置１００を用いた容器の充填方法を図２〜図７に基づいて説明する。

まず、図２には、第１の開閉バルブ１５０および第２の開閉バルブ１７０を閉塞し、シャッター１６０によってホッパー１４０内の固体物用貯留部を上下に仕切った状態で、ホッパー１４０内に固形物含有内容液ＳＬを供給した際の様子を示している。この図２に示す状態では、ホッパー１４０内のシャッター１６０よりも上側の領域に、固形物Ｓが（厳密には少量の内容液Ｌと共に）貯留され、充填タンク１１０内におけるホッパー１４０の外側領域に、内容液Ｌが貯留される。

次に、図３に示すように、シャッター１６０を回転させることで、シャッター１６０を開放位置に移動させる。これにより、シャッター１６０による仕切りが外れ、固形物Ｓが第１の開閉バルブ１５０上に落下する。

次に、図４に示すように、シャッター１６０を回転させることで、シャッター１６０を閉塞位置に移動させる。

次に、図５に示すように、第１の開閉バルブ１５０を開放すると、第１の開閉バルブ１５０およびシャッター１６０の間の領域によって定量化された固形物Ｓが貯留部１１１に入り込む。

次に、図６に示すように、第２の開閉バルブ１７０を開放すると、貯留部１１１に貯留された固形物Ｓおよび内容液Ｌが充填ノズル１２０から排出される。
ここで、第１の開閉バルブ１５０の開放時、すなわち、第１の開閉バルブ１５０が下方に移動した状態では、第１の開閉バルブ１５０の上面１５０ａは、貯留部１１１の下面１１１ａと面一になるように構成され、また、第１の開閉バルブ１５０の上面１５０ａおよび貯留部１１１の下面１１１ａは、水平面に対して傾斜している。これにより、第２の開閉バルブ１７０の開放時には、貯留部１１１に貯留された固形物Ｓおよび内容液Ｌは、充填ノズル１２０側に向けて円滑に誘導される。

次に、図７に示すように、第２の開閉バルブ１７０の開閉はタイマー制御されており、第２の開閉バルブ１７０を開放してから一定時間後に、第２の開閉バルブ１７０が閉塞される。これにより、容器に充填される固形物含有内容液ＳＬの量が定量化される。

次に、本発明の第２実施形態に係る充填装置１００について、図８および図９に基づいて説明する。本実施形態では、流動化シャフト１８０、１８０'以外の構成については、前述した第１実施形態と全く同じである。そのため、流動化シャフト１８０、１８０'以外の構成については、その説明を省略する。

第２実施形態に係る充填装置１００では、図８に示すように、ホッパー１４０内に貯留された固形物Ｓを流動化させる流動化手段として、上下方向に移動可能に設けられた流動化シャフト１８０が設けられている。この流動化シャフト１８０によってホッパー１４０内に貯留された固形物Ｓを動かすことにより、ホッパー１４０内で固形物Ｓ同士が一体化して固形物Ｓの流動性が低くなることを回避できる。

なお、流動化手段の具体的構成については上記に限定されず、例えば、図９に示すように、流動化手段として、スパイラル状の羽根を有し上下軸を中心として回転駆動される流動化シャフト１８０'を設けてもよい。

なお、上述した実施形態においては、容器に充填される内容液が飲料であるものとして説明したが、内容液の種類は飲料に限定されない。また、上述した実施形態においては、充填タンク内において固形物含有内容液を固形物と内容液とに分離する分離手段が、メッシュ状のホッパーから構成されているものとして説明した。しかしながら、分離手段の具体的構成はこれに限定されず、例えば、ホッパーとは別に設けられたメッシュ部材を分離手段として用いてもよい。また、充填タンク内を与圧する与圧手段を設けてもよい。また、上述した実施形態では、１つの充填タンクに対して１つの分離手段（ホッパー）および１つの充填ノズルが設置されているが、１つの充填タンクに対して複数の分離手段（ホッパー）および複数の充填ノズルを設置してもよい。また、上述した実施形態では、充填ノズルから排出される固形物の量を定量化する固形物定量化手段として、第１の開閉バルブおよびシャッターを用いているが、固形物定量化手段の具体的態様については、これに限定されない。

１００・・・充填装置
１１０・・・充填タンク
１１１・・・貯留部
１２０・・・充填ノズル
１３０・・・供給部
１４０・・・ホッパー（分離手段）
１５０・・・第１の開閉バルブ（固形物定量化手段）
１５１・・・第１の駆動源
１６０・・・シャッター（固形物定量化手段）
１７０・・・第２の開閉バルブ
１７１・・・第２の駆動源
１８０、１８０' ・・・流動化シャフト（流動化手段）
Ｓ・・・固形物
Ｌ・・・内容液
ＳＬ・・・固形物含有内容液

Claims

固形物含有内容液を容器に充填する充填装置であって、
固形物含有内容液を貯留する充填タンクと、前記充填タンクに固形物含有内容液を供給する供給部と、前記充填タンクに接続された充填ノズルとを備え、
前記充填タンク内には、前記固形物含有内容液を固形物と内容液とに分離する分離手段が設置されていることを特徴とする充填装置。
前記充填タンク内には、前記固形物が通過不能な複数の貫通部を有する内容液透過部が設けられたホッパーが設置され、
前記ホッパーが、前記分離手段として機能することを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
前記充填ノズルから排出される固形物の量を定量化する固形物定量化手段を備え、
前記固形物定量化手段は、前記ホッパーの固形物用出口を開閉する第１の開閉バルブと、前記ホッパー内の固体物用貯留部を開閉可能に上下に仕切るシャッターとから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の充填装置。
前記第１の開閉バルブは、上下方向に進退可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の充填装置。
前記ホッパーから排出される固形物および前記充填タンク内における前記ホッパーの外側領域から流入する内容液を貯留する貯留部と、前記貯留部の出口を開閉する第２の開閉バルブとを備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の充填装置。
前記ホッパー内に貯留された固形物を流動化させる流動化手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の充填装置。