JP4619246B2

JP4619246B2 - 空缶殺菌装置

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Publication number: JP4619246B2
Application number: JP2005269003A
Authority: JP
Inventors: 政勝小林; 裕一加藤
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-09-15
Also published as: JP2007076714A

Description

本発明は、殺菌済みの飲料などの内容物を充填、密封処理する無菌充填ラインにおいて、前記内容物を充填するのに先立って空缶を殺菌処理する空缶殺菌装置に関する。

缶詰を製造する場合、熱履歴を少なくして、飲料などの内容物の本来の味や香りあるいは色をできるだけ保つことが好ましい。そのために、従来、無菌充填法が知られており、この方法は、高温短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌済みの飲料を、ほぼ無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に充填し、さらに殺菌済みの缶蓋で密封する方法である。そのような無菌充填法に用いられる空缶の殺菌方法として、空缶の内外両面に殺菌液を噴霧し、その後、空缶をオーブン内に入れて熱風を吹き付けることにより加熱し、空缶に付着している殺菌液を加熱して分解・除去する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

また、殺菌液が空缶に安定して均一に噴霧されないと、殺菌不足による不良品や、殺菌液が残った不良品が発生し易くなる。そのような問題を回避するために、低濃度の過酸化水素水に圧縮空気で圧力をかけ、その状態で噴霧ノズルから霧状にして、空缶に向けて噴霧し、こうすることにより適正量の殺菌液を均一に空缶に付着させることが提案されている（例えば、特許文献２）。
特開平１０−２１１９１２号公報特開２００２−２６２６号公報

上述した従来の方法は、いずれも殺菌液を空缶に向けて噴霧するものであるが、殺菌液を均一に、ムラなく空缶に付着させるためには、噴霧ノズルが殺菌液を均一に噴霧すること、噴霧ノズルと空缶との相対位置が適正に維持されていること、殺菌液の濃度が均一であることなどの条件が成立する必要がある。言い換えれば、これらの条件が成立していない場合や一時的に成立しなかった場合には、その時点で殺菌処理された空缶が、殺菌不良缶となることがある。

上記の各特許文献には、このような殺菌不良缶の発生を想定した技術が記載されておらず、空缶の殺菌不良の検出や殺菌不良缶の発生に対処する新たな技術を開発する余地があった。

本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、殺菌液が缶胴全周にわたり均一に噴霧されているか否かを簡単な構成で検出できる機能を備えた空缶殺菌装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、空缶の缶底外面を吸着して強制的に回転させられる吸着パッドと、その吸着パッドを搬送経路に沿って移動させる空缶搬送手段とを備え、空缶を回転させながら移動させ、空缶に向けて噴霧ノズルから殺菌液を噴霧し、その後、空缶に熱風を吹き付け、空缶に付着した殺菌液を加熱、蒸発させる空缶殺菌装置において、前記吸着パッドと一体になって回転し、かつ前記吸着パッドの半回転に相当する部分にセンサ反応部を有する被検出部と、前記空缶の搬送方向に並んで配置され、前記被検出部を非接触で検出して、反応した状態または反応しない状態に応じた信号を出力する複数のセンサとを備え、前記センサは、前記吸着パッドが正常回転して半回転する間に移動する距離未満の間隔で３つ以上設けられるとともに、前記吸着パッドが半回転する間に移動する距離以上の範囲に亘り前記センサの全てが配列され、前記吸着パッドが前記センサの検出位置を通過するタイミングで判定タイミング信号を発生するタイミング発生部が、前記空缶搬送手段に連結されたエンコーダに電気的に接続されており、そのエンコーダの出力信号に基づいて前記空缶の移動に同期させて前記タイミング発生部から発生される判定タイミング信号に基づき、１缶毎の前記各センサの検出信号を読み取り、前記センサの検出信号から移動中の前記吸着パッドの回転状態の良否を判定する信号処理部を備えていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記被検出部は、光の透過する透光部と光を遮断する遮光部とを有しかつ前記吸着パッドの回転軸に取り付けられた半円形状の回転板によって構成され、前記センサは前記回転板に対向して配置され、かつ光に反応して信号を出す透過型センサによって構成され、前記信号処理部は、前記透過型センサの検出信号が全て遮光状態または透光状態のときに前記吸着パッドが回転不良であると判定するように構成されていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記センサは、殺菌液が噴霧される領域より搬送経路での下流側に設けられていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか一つの発明において、前記センサは、吸着パッドが駆動回転される領域から外れた搬送経路に沿って配置されていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

請求項１の発明によれば、空缶は、吸着パッドによって吸着されて強制的に回転されつつ搬送経路に沿って搬送される。その過程で、センサが吸着パッドのその半回転に相当する部分に設けられている被検出部を検出している状態と検出していない状態とが生じる。そのセンサは、正常に回転しつつ搬送される空缶の移動距離未満の間隔で３つ以上設けられ、かつ吸着パットが半回転する間に移動する距離以上の範囲に亘って全てのセンサが配列されている。さらに、吸着パッドがセンサの検出位置を通過するタイミングで判定タイミング信号を発生するタイミング発生部が、空缶搬送手段に連結されたエンコーダに電気的に接続されており、そのエンコーダの出力信号に基づいて空缶の移動に同期させてタイミング発生部から発生される判定タイミング信号に基づき、１缶毎の各センサの検出信号を読み取り、センサの検出信号から移動中の吸着パッドの回転状態の良否を判定する信号処理部を備えていることを特徴とする空缶殺菌装置である。したがって、吸着パッドと共に空缶が正常に回転していれば、各センサから得られる信号が全て同一になることはないので、それらの出力信号によって、吸着パッドおよびこれに吸着された空缶の回転状態が判定される。すなわち、殺菌液の付着の良否が判定される。その場合、吸着パッドの搬送のがたつきや機械的な振動で上下左右にずれる不安定な移動であっても、吸着パッドの回転状態を確実に検出することができ、したがって空缶の高速搬送、高速殺菌に有利になる。さらに、吸着パッドが正常に回転しているときには、センサの全てがオフ状態またはオン状態になることはなく、異常がある吸着パッド（回転不良ヘッド）を確実に検出できる。

請求項２の発明によれば、透過光の有無によって光学的に空缶を吸着している吸着パッドの回転状態を検出することができるため誤動作することが殆どない。

請求項３および４の発明によれば、前記センサが、殺菌液が噴霧される領域の搬送経路での下流側に設けられていることにより、殺菌液が前記センサの検出ヘッドに付着して感度を低下させたりすることを防止することができる。また、吸着パッドヘの駆動力が伝達されない領域では、吸着パッドの回転が減衰するため、その減衰度合いに正常の場合と異常がある場合とでより明確な差がでてくるため、更に精度良く吸着パッドの回転の適否を検出することができる。その結果、殺菌不良缶の発生を的確に検知できる。

先ず、本発明を適用することのできる空缶殺菌装置の一例を説明する。図１に示す空缶殺菌装置１は、空缶供給手段１１、空缶搬送手段２１、缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１、缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２、アプローチ搬送手段８１、及び、缶底外面薬液噴霧手段ＳＰ３を備えて構成されている。

空缶供給手段１１は、例えば電動モータで回転する前後一対の回転ホイール（スプロケットホイールともいう）１２にベルトコンベア（以下、供給コンベアという）１３を巻き掛けて構成されている。供給コンベア１３は、図示の場合、反時計方向に回転して、上方の空缶搬送面１４が、缶底外面を上にし開口部を下向きにした空缶Ｅｃを整列して図示左方向に搬送する。

供給コンベア１３は、図示しない上下移動手段により空缶搬送面１４の高さ調節が可能である。空缶搬送面１４の高さは、空缶Ｅｃの高さサイズに応じて調節される。なお、上下の高さ調整は、空缶搬送手段２１を供給コンベア１３に対して上下移動させる構成でもよい。一方、供給コンベア１３の図示下方の戻り側の一部には、供給コンベア１３の弛みを防止する弛み防止ローラ１５が設けられている。

供給コンベア１３の下向きの各空缶Ｅｃの搬送方向の先端側には、例えば螺旋状の雌ねじ状の凹溝が形成されたタイミングスクリュー１６が配設されている。空缶搬送面１４上を搬送された各空缶Ｅｃは、タイミングスクリュー１６の回転に伴う雌ねじ状の凹溝に送られて搬送タイミングを調整される。

空缶搬送手段２１は、図１，２に示すように、供給コンベア１３の搬送方向の先端側において、その上方に離間されて配置されており、例えば電動モータ２３の駆動とともに回転する図示左側の駆動スプロケットホイール２４と、図示右側の従動ホイール２５と、駆動スプロケットホイール２４及び従動ホイール２５の間に巻き掛けられた無端状のチェーン２６と、チェーン２６に遊嵌された複数のチェーンローラ２７及びその軸３１と、各チェーンリンクプレート３３に対し後述する各部材を介して装着された複数の吸着パッド２８とを備えて構成されている。

すなわち、空缶搬送手段２１は、チェーン２６に遊嵌された各チェーンローラ２７、チェーンローラ２７同士を連接するチェーンリンクプレート３３に対し個々に吸着パッド２８を備え、これにより複数の吸着パッド２８を搬送方向に無端状に縦列させ一定速度で移動させる構成となっている。

各吸着パッド２８は、駆動スプロケットホイール２４の回転に伴うチェーン２６の図示時計方向の回転に伴って回転する各チェーンローラ２７とともに、図示左方向に回転移送されて、タイミングスクリュー１６から供給されてくる下向きの空缶Ｅｃの缶底外面を負圧（吸引力）の発生で吸着して保持し、図示左方向すなわち図示矢印Ａ方向の一直線上の方向に各下向きの各空缶Ｅｃを搬送する。各吸着パッド２８の矢印Ａ方向の一直線状の方向に並ぶ領域は、各下向きの空缶Ｅｃを左方向に搬送する空缶搬送領域（この発明の搬送エリアに相当）Ｃｅを構成する。

各吸着パッド２８は、左右一対に配列された無端状のチェーン２６の内側に配設されたバキュームチャンバ２９との空間的な連通を介した吸引方式で、空缶Ｅｃの缶底外面を吸着する。空缶搬送領域Ｃｅを通過し終えた吸着パッド２８は、バキュームチャンバ２９との空間的な連通が遮断されて負圧の発生がなくなり、その結果、空缶Ｅｃの吸着を解除し空缶Ｅｃを離脱（自然落下）させる。

図２は空缶搬送手段２１の各構成要素を説明する一部破断説明図である。以下、図２を参照して説明する。各チェーン２６は、左右一対に二つ設けられており、各々のチェーンローラ２７は、軸３１を中心として回転可能に装着されている。各チェーンローラ２７は、チェーン２６の回転軌跡に沿うガイドレール３２上を、チェーン２６の回転に引かれて転動する。

各チェーンローラ２７の内側には、所謂Ｌ字状のチェーンリンクプレート３３が装着されており、各チェーンリンクプレート３３の水平部分は、連結板３４を固定している。具体的には、各チェーンリンクプレート３３は、連結板３４と連結板３４上に固定される押え部３５との間に保持されて一定姿勢を保ち各チェーンローラ２７を強固に支持する。

連結板３４は、両端の底面側に一対のローラ装着部３６を備えており、各ローラ装着部３６の外側面及び外底面に、吸着パッド２８の移動精度を安定化する補助ローラ３７，３８が回転可能に装着されている。各ローラ装着部３６の外側面の補助ローラ３７は第２ガイドレール３９の上面に沿って転動し、各ローラ装着部３６の外底面の補助ローラ３８は当該第２ガイドレール３９の内側面に沿って転動する。

第２ガイドレール３９は、ガイドレール３２の下方の固定部４１に固定されており、補助ローラ３７，３８を当接させることで連結板３４の縦方向と横方向との移動を高精度に保ち、これにより連結板３４とともに移動する吸着パッド２８の移動精度を高める。

連結板３４の中央には、例えば円形開口が形成されており、この円形開口内に対し吸着パッド２８の保持部材４２が垂直下方へ向けて固定されている。保持部材４２は、例えば円柱状に構成されており、連結板３４の底面に装着された支持盤４３により連結板３４に対する強固な固定が維持されている。

保持部材４２の下方の先端側の外周には、ベアリング４４を介し吸着パッド２８と共に回転する中空軸部４５が回転自在に装着されている。中空軸部４５の先端側には吸着パッド２８の下方移動を規制する係止部４６が形成されており、係止部４６に対し吸着パッド２８がコイルバネ４７を介し上下方向に摺動自在に装着されている。これにより、タイミングスクリュー１６によって供給される空缶Ｅｃを上から押さえ込んで、確実に空缶Ｅｃを吸着パッド２８に吸着させることができる。吸着パッド２８は、コイルバネ４７の弾発力によって中空軸部４５と一緒に鉛直軸で回転する。保持部材４２に対する中空軸部４５の取り付けは、本例の場合、例えば中空軸部４５の円周状の上端にベアリング４４のリング状の上端に係合するリング状係合部４５ａを装着することで可能となる。

上記空缶搬送領域Ｃｅ内における各チェーンローラ２７の回転軌跡（移送軌跡）の内側、すなわち一対のチェーン２６間の位置で若干上方側の位置には、上記空缶搬送領域Ｃｅ内の全長分の長さを有するバキュームチャンバ２９が配設されている。バキュームチャンバ２９の底面側には、その長手方向に沿って長手支持体２９ａが設けられており、長手支持体２９ａの底面側には、その長手方向に沿う外吸引ガイド４８、及び外吸引ガイド４８内に進入する内吸引ガイド（ロングパッド）４９が装着されている。内吸引ガイド４９の底面には、その長手方向に沿って二本の直線状のレール４９ａが構成されており、かつ内吸引ガイド４９は、バネ（図示せず）で下方へ付勢されている。連結板３４の上面には、内吸引ガイド４９の二本のレール４９ａを摺動自在に受け入れる二本の直線状の凹溝（ラビリンス）３４ａが形成されている。

バキュームチャンバ２９、長手支持体２９ａ、外吸引ガイド４８、及び、内吸引ガイド４９の各々の長手方向に沿う中央には、互いに空間的に連通する長手吸引開口５１が形成されている。保持部材４２の中心軸線に沿う縦の中央、及び吸着パッド２８の中央にも、長手吸引開口５１に空間的に連通可能である吸引孔５２が形成されている。上記空缶搬送領域Ｃｅ内を連結板３４とともに移送される保持部材４２、及び吸着パッド２８の各吸引孔５２は、上記空缶搬送領域Ｃｅ内を移送中の間、常にバキュームチャンバ２９側の長手吸引開口５１に空間的に連通する。

上記空缶搬送領域Ｃｅ内におけるバキュームチャンバ２９に図示しない吸引ブロアー等の駆動で負圧（例えば、５．３〜６．０ＫＰａ）が生じると、バキュームチャンバ２９側の各長手吸引開口５１から、各連結板３４の保持部材４２及び吸着パッド２８の各吸引孔５２にかけて負圧が発生する。吸着パッド２８は、吸引孔５２を介する負圧の発生で空缶Ｅｃの缶底外面を吸着する。

各連結板３４が吸着パッド２８とともに上記空缶搬送領域Ｃｅに進入する際は、バキュームチャンバ２９側の内吸引ガイド４９の二本のレール４９ａが各連結板３４の上面の二本の凹溝３４ａ内に進入し、かつ内吸引ガイド４９が下方の連結板３４へ付勢されるため、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１と各保持部材４２及び吸着パッド２８の各吸引孔５２との密着連通性が高まり、その結果、吸着パッド２８の吸着面に効率良く負圧を発生させる。

尚、空缶搬送領域Ｃｅ内においては、各々の連結板３４の移送方向の前後の側面が互いに密接するという構成も、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１に余分な隙間を生じさせず、その結果、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１と搬送中の各保持部材４２の吸引孔５２との密着連通性をより高めて、搬送中の各吸着パッド２８の吸引効率をより向上させる。

各連結板３４が保持部材４２及び吸着パッド２８とともに上記空缶搬送領域Ｃｅを通り抜けた場合は、保持部材４２の吸引孔５２がバキュームチャンバ２９の長手吸引開口５１との連通がなくなり、あるいは遮断されて、吸着パッド２８の吸引力がなくなり、吸着パッド２８から空缶Ｅｃが離れる。

一方、吸着パッド２８と中空軸部４５とは各保持部材４２に回転自在に保持され、中空軸部４５の外周には、回転付与手段の一構成要素であるロープ５４が接触されている。各中空軸部４５は、例えばロープ５４との相対的な移動に伴い回転力を得て回転し、吸着パッド２８で吸着している空缶Ｅｃを同時に回転させる。

また、図１に示すように、空缶搬送手段２１の上記空缶搬送領域Ｃｅの例えば上流側には、各吸着パッド２８が搬送する各空缶Ｅｃの缶胴外周面に殺菌用の薬液（例えば過酸化水素水５重量％の殺菌液、以下同様）を噴霧する缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１が配設されている。缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１は、薬液を適宜の噴霧圧（例えば２００ＫＰａ〜４００ＫＰａ）で側方に噴霧する複数の横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１を搬送中の一部空缶Ｅｃの例えば中心高さ位置に位置合わせして備えた構成である。

各横吹きノズルＰｎ１は、斜め前方の位置から、若干後方の位置に順次搬送されてくる各空缶Ｅｃの方向へ向けて薬液を噴霧するように設置角度を設定することも重要である。すなわち、各横吹きノズルＰｎ１は、斜め方向からの連続噴霧となり搬送中の空缶Ｅｃの回転方向と同一方向、時には逆方向に薬液を噴霧でき空缶Ｅｃに対する薬液の噴霧時間をより長く確保することができるため薬液の細粒化が図れ均一な薬液噴霧を行うことができる。また、後述する缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２の薬液の噴霧パターン（薬液の噴霧エリア）と干渉するのも防止することができる。更に、薬液が空缶Ｅｃの間を通り抜けてしまうロスがなくなり効率的な薬液噴霧が行える。

空缶搬送手段２１の上記空缶搬送領域Ｃｅの例えば複数の横吹きノズルＰｎ１の下流側には、各吸着パッド２８が搬送する下向きの各空缶Ｅｃの缶内面に殺菌用の薬液を噴霧する缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２が配設されている。缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２は、薬液を適宜の噴霧エアで上方に噴霧する複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２を搬送中の空缶Ｅｃに対して、上吹きノズルＰｎ２の真上を通過する位置に合わせ間欠噴霧が行われるように構成されている。このようなタイミングを合わせて間欠噴霧することにより気流の巻き込みを防ぎ、薬液を缶内底面まで均一に噴霧することが可能となる。

尚、複数の横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１と複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２の設置位置は、上述の場合と逆の設置関係にしてもよい。この場合、各横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧方向は、空缶搬送領域Ｃｅの下流側へ向けて、各上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリアと干渉させないようにする必要がある。

アプローチ搬送手段８１は、図１に示すように、例えば電動モータの（図示せず）駆動で回転する前後一対の回転ホイール８２にベルトコンベア（以下、アプローチコンベアという）８３を巻き掛けて構成されている。アプローチコンベア８３は、図示上流側の一部が、上記空缶搬送領域Ｃｅの下流側の一部分の真下の位置において、空缶搬送領域Ｃｅを搬送される空缶Ｅｃから適宜下方に離間する位置に配設されている。アプローチコンベア８３は、図示の場合、反時計方向に回転して、上記空缶搬送領域Ｃｅから離脱した缶底外面を上にした状態で各空缶Ｅｃを、上方の空缶搬送面８４上で受け止め、当該各空缶Ｅｃを整列させて図示左方向の図示しない加熱炉（加熱オーブン）側に向けて搬送させる。

尚、アプローチコンベア８３も、図示しない上下移動手段を備えることで、空缶搬送面８４の高さを調節することが可能となるようにしてもよい。また、空缶Ｅｃを吸着搬送することが搬送の安定性、高速化の点で好ましい。

アプローチコンベア８３の各空缶Ｅｃを搬送する各空缶の搬送ライン上の所定位置には、搬送中の下向きの各空缶Ｅｃの缶底外面に向けて下方に殺菌用の薬液を噴霧する缶底外面薬液噴霧手段ＳＰ３が配設されている。缶底外面薬液噴霧手段ＳＰ３は、薬液を適宜の高圧エアで下方に噴霧する複数の下吹きノズル（下吹きノズル群）Ｐｎ３を搬送中の一部空缶Ｅｃの真上位置に位置合わせして備えた構成であり、缶の回転とは直接的に影響されることはない。

なお、前記下吹きノズル群Ｐｎ３以降の構成について簡単に説明すると、内外面に殺菌液が噴霧された空缶Ｅｃはアプローチコンベヤ８３によって加熱オーブン（図示せず）に送られ、高温（２５０℃程度）の熱風で加熱して、付着した殺菌液を加熱・蒸発させて空缶Ｅｃの殺菌処理を完了させるようになっている。そして、加熱オーブンから搬出した殺菌済みの空缶Ｅｃを搬送しながら、クリーンエアーによりその周辺の空気を清浄化した後、殺菌済み空缶Ｅｃに無菌水を噴霧することで、加熱されている空缶Ｅｃが内容物の充填温度付近にまで冷却される。

そのように内容物の充填温度付近にまで冷却された殺菌済みの空缶Ｅｃを、ほぼ無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１００）のクリーンブース内に設置された飲料充填機（フィラー）（それぞれ図示せず）に供給し、一方、飲料殺菌装置（図示せず）で高温短時間に加熱殺菌されてから充填温度まで冷却された殺菌済み飲料を、予め殺菌された供給管を通して飲料充填機に供給して、飲料充填機で各空缶Ｅｃに飲料が充填される。

そして、飲料が充填された缶を、ほぼ無菌雰囲気のクリーンブース内で蓋巻締機（図示せず）において、殺菌済みの缶蓋（図示せず）を、飲料充填済みの缶に載置して巻締め密封した後、飲料缶詰の殺菌済み製品としてシュートでクリーンブースからクリーンルームへ搬出した後、クリーンルームの外の所定場所までコンベヤ（図示せず）により搬出する。

上述した空缶殺菌装置１では、吸着パッド２８によって吸着されて吊り下げられた空缶Ｅｃが、吸着パッド２８と共に回転することにより吸着パッド２８で覆われている部分以外の内外面の全体に均等に薬液が付着させられる。したがって、確実な殺菌を行うためには空缶Ｅｃが少なくとも薬液の外面噴霧領域で確実に回転していることが必要であり、そうでなければ殺菌不良缶となる。この発明に係る装置は、そのような回転不良による殺菌不良缶を検出するように構成されている。すなわち、この発明の装置は、不良缶検出手段９０を備えており、その設置位置は、図１に示すように、前述した空缶搬送手段２１による空缶Ｅｃの搬送方向で、強制スピン領域Ａｓｐより下流側の位置である。ここで、強制スピン領域Ａｓｐとは、前記吸着パッド２８が前記ロープ５４に接触させられて強制的に回転させられる領域であり、図１に示す例では、前記空缶搬送領域Ｃｅの導入側端部（タイミングスクリュー１６側の先端部）からほぼ中間部までの領域（缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２が配設された後の位置）である。

不良缶検出手段９０の具体的な構成について説明すると、この具体例における不良缶検出手段９０は前記吸着パッド２８の回転を非接触で検出するように構成されており、そのためのセンサとしては、光や磁気に反応して信号を出力するものが使用される。そのセンサが反応する被検出部が吸着パッド２８（特にその中空軸部４５）に設けられている。この被検出部は、吸着パッド２８の回転方向に非連続であり、例えば、周囲に透光部と遮光部をもって構成されたり、あるいは、反射面を有する小片または金属片などが周囲の一部に設けて構成され、センサと対向して配置されている。これは、吸着パッド２８が回転することにより、ＯＮ・ＯＦＦ信号を得るためである。そして、そのセンサからの出力信号に基づいて信号処理部によって吸着パッド２８の回転の状態、すなわち殺菌不良缶の判定を行うように構成されている。

図２および図３には、ファイバーセンサや光電型センサなどの透過型センサ９２を使用した例を示してあり、吸着パッド２８の中空軸部５４には、例えば、その透過型センサ９２における光の通る部分に回転板９３が取り付けられている。この回転板９３は、透過型センサ９２における光を遮る遮光部とその光を透過させる透光部とを交互に等間隔で備えており、具体的には、図３に示すように、半円形状の板体によって構成されている。なお、これ以外に、透明板の一部を不透過材で覆った構造、一定間隔で貫通部を形成した構造などのステンレス板や合成樹脂板などを採用することができる。

前述したように各吸着パッド２８は、チェーン２６によって直線的に搬送されつつ、ロープ５４に接触することにより回転させられるから、固定設置されている単一の透過型センサ９２では吸着パッド２８の回転状態を確実に検出することが困難である。そこで、透過型センサ９２は、空缶Ｅｃの搬送方向に沿って、複数配置されている。一例として、透過型センサ９２は、正常状態で回転する吸着パッドが半回転する間に移動する距離未満の間隔で３つ以上設けられるとともに、半回転する間に移動する距離以上の範囲に亘り全てのセンサが配列されていることが重要である。図に示す例では、４つの透過型センサ９２が配置されている。図３では、これらの透過型センサ９２にＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の符号を付してある。

これらの透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４は、信号処理部９４に接続され、その検出信号を信号処理部９４に入力するようになっている。また、これら４つの透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４は、一つの空缶Ｅｃ（吸着パッド２８）についての回転状態を検出するためのものであるから、空缶Ｅｃ（吸着パッド２８）の直線移動に同期して、それぞれの検出信号を読み込む必要がある。そのためにタイミング信号を発生するタイミング発生部９５が設けられ、各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の検出信号に基づく判定タイミングを指示するタイミング信号が、タイミング発生部９５から信号処理部９４に入力されている。なお、タイミング信号の基礎となる動作タイミングは、チェーン２６の走行速度であり、したがって前述した空缶搬送手段２１に連結されているエンコーダ９６がタイミング発生部９５に電気的に接続され、エンコーダ９６の出力する信号がタイミング発生部９５に入力されている。

また、信号処理部９４にはその処理結果を表示する表示部９７が接続されており、回転不良ヘッド（回転不良な吸着パッド２８）の番号や回転不良検出データなどを表示するようになっている。

つぎに、上記の殺菌不良缶検出装置の作用を説明する。図４は検出信号の読み込みおよびそれに基づく殺菌不良の判定のためのフローチャートであって、初期設定として、センサの数を決定し、各センサの判定タイミングを設定する。判定タイミングは、前記信号処理部９４がセンサの出力信号を読み込むタイミングであって、吸着パッド２８が前記各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の検出位置を通過するタイミングをエンコーダ９６から取り込み、各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の検出信号が得られるように判定タイミングが設定される。

なお、各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の正面位置を通過するのを目視で確認し、そのタイミングを判定タイミングとして決定するようにしてもよい。以下に信号処理部の動作を説明する。

図４に示すフローチャートは、所定の短時間（例えば、数十ミリ秒）毎に繰り返し実行され、スタートした後、先ず、ステップＳ１で、第１の透過型センサＰＨ１の判定タイミングとなっているか否か、すなわちその判定タイミングがＯＮであるか否かが判断される。このステップＳ１の判断は、判定タイミングがＯＮになるまで繰り返し実行される。なお、第１の透過型センサＰＨ１は、空缶Ｅｃの搬送方向に沿って配列された透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４のうち、最も上流側に位置する透過型センサ９２である。

第１の透過型センサＰＨ１についての判定タイミングがＯＮのときには、ステップＳ２で、第１の透過型センサＰＨ１から回転板９３に照射された光の検出信号が入光（ＯＮ）か、遮光（ＯＦＦ）かが判定される。このステップＳ２で検出信号が入光（ＯＮ）状態と判定されれば、ステップＳ３に進んで、第２の透過型センサＰＨ２についての判定タイミングがＯＮであるか否かが判断され、このステップＳ３でＯＦＦの場合には、判定タイミングがＯＮになるまでステップＳ３の判断が繰り返し実行される。一方、ステップＳ２において、検出信号が遮光（ＯＦＦ）状態と判定された場合には、ステップＳ４に進んで、第２の透過型センサＰＨ２についての判定タイミングがＯＮであるか否かが判断され、その判断結果がＯＦＦの場合には、判定タイミングがＯＮになるまでステップＳ４の判断が繰り返し実行される。

上記のステップＳ３で透過型センサＰＨ２についての判定タイミングがＯＮの場合には、ステップＳ５に進んで、透過型センサＰＨ２から回転板９３に照射された光の検出信号が入光（ＯＮ）か遮光（ＯＦＦ）かの判定が行われる。このステップＳ５で、検出信号が入光（ＯＮ）状態と判定された場合には、ステップＳ６に進んで、第３の透過型センサＰＨ３についての判定タイミングがＯＮか否かが判定され、その判断結果がＯＦＦの場合には、判定タイミングがＯＮになるまでステップＳ６の判断が繰り返し実行される。一方、ステップＳ５で検出信号が遮光（ＯＦＦ）状態と判定された場合には、回転板９３が、第１の透過型センサＰＨ１では透光させ、第２の透過型センサＰＨ２では遮光するから、その回転板９３の位置が、第１の透過型センサＰＨ１から第２の透過型センサＰＨ２まで移動する間に変化したことになり、その結果、空缶Ｅｃが回転板９３および吸着パッド２８と共に正常に回転していると判定されるので、一旦、リターンする。

また、上記のステップＳ６で、第３の透過型センサＰＨ３についての判定タイミングがＯＮの場合には、ステップＳ７に進んで、その透過型センサＰＨ３から回転板９３に照射された光の検出信号が入光（ＯＮ）か遮光（ＯＦＦ）かの判定が行われる。このステップＳ７で、検出信号が入光（ＯＮ）状態と判定された場合には、ステップＳ８に進んで、第４の透過型センサＰＨ４についての判定タイミングがＯＮであるか否かが判断され、この判断結果がＯＦＦの場合には、判定タイミングがＯＮになるまでこのステップＳ８の判断が繰り返し実行される。一方、ステップＳ７で検出信号が遮光（ＯＦＦ）状態と判定された場合には、回転板９３が、第１の透過型センサＰＨ１および第２の透過型センサＰＨ２では透光させ、第３の透過型センサＰＨ３では遮光するから、回転板９３の位置が、第１の透過型センサＰＨ１から第３の透過型センサＰＨ３まで移動する間に変化したことになり、その結果、空缶Ｅｃが回転板９３および吸着パッド２８と共に正常に回転していると判定されるので、一旦、リターンする。

同様に、ステップＳ９で、第４の透過型センサＰＨ４での検出信号が入光（ＯＮ）か遮光（ＯＦＦ）かが判定される。このステップＳ９で、検出信号が入光（ＯＮ）状態と判定された場合には、ステップＳ１０に進んで、前記表示部９７に殺菌不良缶として回転不良ヘッド番号（吸着パッド２８の番号）と回転不良検出データが表示される。一方、ステップＳ９で検出信号が遮光（ＯＦＦ）状態と判定された場合には、回転板９３が、第１の透過型センサＰＨ１〜第３の透過型センサＰＨ３では透光させ、第４の透過型センサＰＨ４では遮光するから、回転板９３の位置が、第１の透過型センサＰＨ１ないし第４の透過型センサＰＨ４まで移動する間に変化したことになり、その結果、空缶Ｅｃが回転板９３および吸着パッド２８と共に正常に回転していると判定されるので、一旦、リターンする。

すなわち、四つの全ての透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４でＯＮ信号が出力された場合には、回転板９３における遮光部の位置が、不良缶検出手段９０を設けてある領域で変化しないことになり、その結果、空缶Ｅｃが正常に回転していないために、殺菌液の付着が不均一であると判断され、殺菌不良缶の判定を行う。

前述のステップＳ２において、検出信号が遮光（ＯＦＦ）状態と判定された場合には、前述のステップＳ４で、第２の透過型センサＰＨ２の判定タイミングがＯＮか否かが判断され、その判断結果がＯＦＦの場合には、その判定タイミングがＯＮになるまでステップＳ４の判断が繰り返し実行される。以下同様に、各センサの判定がＯＮ・ＯＦＦ逆になるのを除いて、ステップＳ１１，１２では、前述のステップＳ５，６に相当する動作、ステップＳ１３，１４では、前述のステップＳ７，８に相当する動作、ステップＳ１５では、前述のステップＳ９に相当する動作がそれぞれ実行される。

そして、ステップＳ２、ステップＳ１１、ステップＳ１３、ステップＳ１５のいずれにおいてもＯＦＦの判定がなされた場合、すなわち、四つの全ての透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４でＯＦＦ信号が出力された場合には、回転板９３における透光部の位置が、不良缶検出手段９０を設けてある領域で変化しないことになり、その結果、空缶Ｅｃの向きが変わらないために、殺菌液の付着が不均一であると判断され、殺菌不良缶の判定を行う。これとは反対にいずれかの透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４でＯＮ信号が出力され、かつ他の透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４でＯＦＦ信号が出力された場合には、回転板９３が吸着パッド２８と共に回転していることになり、したがって空缶Ｅｃが回転して殺菌液が均一に付着しているものと判断して、不良の判定を成立させず、図４のフローチャートでは一旦リターンする。

図５は、いずれか一つの吸着パッド２８と共に回転する回転板９３の正常な回転パターン（回転板９３の位置を移動方向に対して模式的にＯＮとＯＦＦの矩形波で表現した図）を、透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４のＯＮ・ＯＦＦとの関係で示す図であり、ＯＮの回転状態は、透過型センサ９２が透光部（半回転）に位置している状態を示し、ＯＦＦの回転状態は、透過型センサ９２が遮光部（半回転）に位置している状態を示している。そして、図５の横軸が空缶Ｅｃの移動方向（搬送方向）を示し、図５の右方向に移動している場合を示す。

吸着パッド２８が正常に回転していれば、これと一体の回転板９３が、透過型センサ９２における光を交互に遮光および透光させるから、回転パターンは、図５に示す波形（矩形波形）で示される。そして、上述した具体例では、この波形信号の１ピッチ程度の範囲Ｌ内に４つの透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４が等間隔に配置され、その結果、各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４同士の間隔が、波形信号の半ピッチ未満となっている。そして、吸着パッド２８が正常に回転していて、例えば図５に示すように、第１の透過型センサＰＨ１が遮光されてＯＦＦとなっていれば、第２および第３の透過型センサＰＨ２，ＰＨ３が入光状態であってＯＮとなり、さらに第４の透過型センサＰＨ４では遮光されてＯＦＦとなる。これに対して、吸着パッド２８が回転しないか、あるいは回転が緩慢な場合は、回転板９３の透過型センサ９２に対する相対的に位相が移動の過程で変化しないかあるいは波形信号の１ピッチが長くなるため、全ての透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４がＯＮもしくはＯＦＦになる。したがって、各透過型センサＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４の検出信号を空缶Ｅｃの搬送のタイミングに合わせて読み込むことにより、その検出信号のＯＮ・ＯＦＦの状態に基づいて、吸着パッド２８すなわち空缶Ｅｃの回転の状態を検出し、殺菌の良否を判定することができる。なお、等間隔の不連続部を有する被検出部（回転板）の不連続部を本例では半回転に相当する長さとしているが、これより細かく設定することもでき、その不連続の状態に対応させてセンサの間隔と設置範囲は適宜決定される。

なお、前記信号処理部９４は、複数の透過型センサ９２の検出信号が全て遮光（ＯＦＦ）または入光（ＯＮ）の状態のときに前記吸着パッド２８が回転不良と判定する構成とされているが、回転板９３もしくは吸着パッド２８の回転状態をＯＮ／ＯＦＦで検出できるものであれば、これに限定されず、回転板９３や吸着パッド２８からの回転状態を反射型センサや磁気センサを用いて、電気的に検出するものでもよい。

また、上記の殺菌不良缶の検出フローは、隣り合う吸着パッド２８（回転ヘッド）の間隔内に全てのセンサが配列されている場合に適用されたものであるが、センサ設置範囲が隣り合う吸着パッド２８の間隔を超えた場合には、例えば、透過型センサＰＨ４についての判定タイミングの前に透過型センサＰＨ１についての判定タイミングが入るため、偶数ヘッド毎、奇数ヘッド毎のフローで並列処理するようにすれば良い。

また、上記の具体例では、円筒形の空缶Ｅｃを対象とした例を説明したが、この発明は、円筒形缶の他にボトル型缶などのリシール缶に適用することも可能である。その場合、ネジ部を形成した口頸部を下向きにして搬送される関係上、ネジ部の開口が胴部の径よりも小さく転倒し易いボトル型缶には、口部を上向きにして転倒しないように供給、搬送させ、缶内面と缶底外面の殺菌液を入替えて殺菌液を付着させる構造にすればよい。

本発明の一実施形態に係る空缶殺菌装置の全体構成の概略を説明する説明図である。空缶をその搬送中に回転させる回転移動手段と回転検出部との主要部分を示す断面図である。殺菌不良缶の検出システムの一例を示すブロック図を示す。殺菌不良缶を検出するためのフローチャートを示す図である。移動しながら正常回転する回転板の回転パターンと、各透過型センサとの配置関係を示す図である。

符号の説明

１…空缶殺菌装置、１１…空缶供給手段、２１…空缶搬送手段、ＳＰ１…缶胴外周面薬液噴霧手段、ＳＰ２…缶内面薬液噴霧手段、Ｅｃ…空缶、２６…チェーン、２８…吸着パッド、Ｐｎ１…横吹きノズル（横吹きノズル群）、Ｐｎ２…上吹きノズル（上吹きノズル群）、９０…不良缶検出手段、９２，ＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３，ＰＨ４…透過型センサ、９３…回転板、９４…信号処理部、９５…タイミング発生部、９７…表示部。

Claims

空缶の缶底外面を吸着して強制的に回転させられる吸着パッドと、その吸着パッドを搬送経路に沿って移動させる空缶搬送手段とを備え、空缶を回転させながら移動させ、空缶に向けて噴霧ノズルから殺菌液を噴霧し、その後、空缶に熱風を吹き付け、空缶に付着した殺菌液を加熱、蒸発させる空缶殺菌装置において、
前記吸着パッドと一体になって回転し、かつ前記吸着パッドの半回転に相当する部分にセンサ反応部を有する被検出部と、
前記空缶の搬送方向に並んで配置され、前記被検出部を非接触で検出して、反応した状態または反応しない状態に応じた信号を出力する複数のセンサとを備え、
前記センサは、前記吸着パッドが正常回転して半回転する間に移動する距離未満の間隔で３つ以上設けられるとともに、前記吸着パッドが半回転する間に移動する距離以上の範囲に亘り前記センサの全てが配列され、
前記吸着パッドが前記センサの検出位置を通過するタイミングで判定タイミング信号を発生するタイミング発生部が、前記空缶搬送手段に連結されたエンコーダに電気的に接続されており、
そのエンコーダの出力信号に基づいて前記空缶の移動に同期させて前記タイミング発生部から発生される判定タイミング信号に基づき、１缶毎の前記各センサの検出信号を読み取り、前記センサの検出信号から移動中の前記吸着パッドの回転状態の良否を判定する信号処理部を備えている
ことを特徴とする空缶殺菌装置。
前記被検出部は、光の透過する透光部と光を遮断する遮光部とを有しかつ前記吸着パッドの回転軸に取り付けられた半円形状の回転板によって構成され、前記センサは前記回転板に対向して配置され、かつ光に感応して信号を出する透過型センサによって構成され、
前記信号処理部は、前記透過型センサの検出信号が全て遮光状態または透光状態のときに前記吸着パッドが回転不良であると判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空缶殺菌装置。
前記センサは、殺菌液が噴霧される領域より搬送経路での下流側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空缶殺菌装置。
前記センサは、吸着パッドが駆動回転される領域から外れた搬送経路に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の空缶殺菌装置。