JPH09110094A

JPH09110094A - 無菌充填装置

Info

Publication number: JPH09110094A
Application number: JP29373495A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Nishino; 幸伸西納; Yoshio Nishida; 吉男西田; Kazuo Miyazaki; 一男宮崎
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd; Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Shibuya Corp
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JP3460415B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無菌充填装置内がロータリジョイント５２によ
って汚染されることを防止する。【解決手段】ベース２および支持台４上に、周壁８およ
び上壁１０を固定して密閉したチャンバー６を構成し、
その内部に、充填ノズル４４、給液管４６、びん台５０
等を備えた充填装置が収容されている。チャンバー６に
は無菌エア供給口１０ｂが接続されており、内部に無菌
のエアが吹込まれることにより陽圧の無菌領域が形成さ
れる。回転側の上記給液管４６は、ロータリジョイント
５２を介して、充填液タンクから充填液を供給する固定
配管５４に連結されており、この連結部がチャンバー６
の上壁１０に形成された円形開口部１０ｂを貫通してい
る。ロータリジョイント５２は上壁１０よりもやや上方
に配置されており、その底部プレート５２ａの外周と開
口部１０ａの内周とがダイアフラム１２によって接続さ
れてチャンバー６内が密封されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充填装置に係り、特
に、充填装置を無菌チャンバー内に収容し、無菌環境内
で容器内への充填を行なう無菌充填装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】充填装置は一般に、容器内に液体を充填
する充填ノズルと、この充填ノズルに液体を供給する給
液管と、充填液の通路を開閉する充填液バルブと、上記
容器を載せて充填ノズルと一体的に回転移動するびん台
と、これら充填ノズルおよびびん台等の充填部の外部に
固定配置された充填液タンクと、この充填液タンク内の
液体を上記給液管に送る固定配管と、この固定配管と上
記回転側の給液管との間を液密を保持して接続するロー
タリジョイント等を備えている。

【０００３】上記充填装置によって、飲料水等の液体を
容器内に充填する場合に、容器内に充填された液中に細
菌その他の異物が混入しないようにするために、近年で
は、上記充填ノズル等を含む充填装置全体を無菌チャン
バー内に配置して、無菌環境で容器内への充填を行なう
ようにした無菌充填装置が一般に用いられている（特開
平４−３１２２６号公報等参照）。

【０００４】上記公報に記載された従来の無菌充填装置
は、その公報中には明記されていないが、充填ノズル、
びん台、これら充填ノズルおよびびん台等が取付けられ
た回転体、この回転体を回転駆動する駆動部および制御
部、上記充填ノズルに充填液を供給する回転側の給液管
と外部に配置された固定側の配管との間を液密を保持し
て接続するロータリジョイント等を含めた充填装置全体
が、無菌チャンバー内に収容されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】充填ノズルに充填液を
供給する回転側の給液管と、外部の充填液タンクからこ
の給液管に充填液を送る固定側の配管との間を接続する
ロータリジョイントは、その内部に形成されている液通
路側の無菌性は良好に維持することができるが、このロ
ータリジョイントの外面側には、上記内部の液通路内に
外部から細菌や異物等が侵入しないように、回転側と固
定側との摺動部の外側に常時スチームを流通させておく
ためのスチーム給排用の回路や、潤滑用のグリースを補
充するグリース配管等が設けられており、外面側の無菌
性を維持することが困難である。そのため、上述した従
来の無菌充填装置のように、ロータリジョイント等を含
めた充填装置全体が、壁面によって囲まれた無菌チャン
バー内に収容されている場合には、外部からロータリジ
ョイントの外面側にスチームやグリースを供給するため
の配管等によって、無菌チャンバーの内部が汚染されて
しまうおそれがあった。

【０００６】また、上記ロータリジョイントや駆動部等
のような汚染物質を放出するおそれのある部分を無菌チ
ャンバー内に収容したことが原因で無菌チャンバー内が
汚染されてしまうことを防止し、あるいは、その他の問
題点を解決するために、充填ノズルおよびびん台等から
成る充填部だけを密閉した室内に収容するようにした無
菌充填装置も既に知られている（特開平３−２９７０３
号公報）。この公報に記載された無菌充填装置は、「回
転テーブルと一体に内周壁と上壁とを設けた回転壁と、
固定壁とで充填部を区画し、上記上壁に充填部を通じる
充填ノズルを設けるとともに、回転壁に充填部を無菌エ
アで局所的に陽圧にするためのエア吹出し口を配置し
た」ものである。このように、充填部を回転壁と固定壁
とで区画し、この充填部内にエア吹出し口から無菌エア
を吹込むとともに微小間隙から少しずつ放出することに
より陽圧を維持して無菌ゾーンを形成するという構成で
は、シール性が悪いため、高度な無菌環境レベルを維持
することが困難であるという問題があった。

【０００７】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、充填装置の回転側の部分を無菌チャンバー内に収
容し、この回転側と外部に配置されている固定配管とを
接続するロータリジョイントは無菌チャンバーの外部に
配置することにより、ロータリジョイントから生ずる汚
染物質等によって無菌チャンバー内が汚染されることを
防止するようにした無菌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】本発明に係る無菌充填装
置は、無菌チャンバー内に回転可能に収容された回転体
と、この回転体に支持され、給液管を介して供給される
充填液を、下方のびん台上の容器内に充填する充填ノズ
ルと、無菌チャンバーの外部から上記回転体に充填液を
供給する固定配管と、この固定配管の端部と回転側の上
記給液管とを液密を保持して接続するロータリジョイン
トとを備えており、さらに、上記ロータリジョイントを
無菌チャンバーの外部上方に配置するとともに、このロ
ータリジョイントの外周面と無菌チャンバーの外壁に形
成された開口部との間をダイアフラムによって接続し、
無菌チャンバー内の気密を保持するようにしたものであ
る。

【０００９】本発明に係る無菌充填装置では、ロータリ
ジョイントを無菌チャンバーの外部に配置するようにし
ており、このロータリジョイントの外部に設けられてい
るスチーム供給用の配管や潤滑用のグリースを供給する
配管等のように、無菌チャンバー内を汚染する原因とな
る部分が無菌チャンバーの内部に収容されていないの
で、無菌チャンバー内を高度な無菌環境に維持すること
ができる。しかも、上記ロータリジョイントの外面側
と、充填装置の回転部を収容している無菌チャンバーの
壁面との間をダイアフラムによって接続し密閉している
ので、無菌チャンバー内の無菌領域が汚染されることを
確実に防止するためにチャンバー内を陽圧にした場合に
も、無菌チャンバーの外壁とロータリジョイントとの間
のシール性を維持しつつ、内部の圧力による無菌チャン
バーの形状の変動を許容することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例により本発明を
説明する。図１は本発明の一実施例に係る無菌充填装置
の縦断面図であり、ベース２の外周側の面上に、環状の
支持台４が固定され、この支持台４の上方に、無菌チャ
ンバー（全体として符号６で示す）を構成する周壁８お
よび上壁１０が取付けられている。上記ベース２および
環状支持台４と、その上方の周壁８および上壁１０とに
より、外部から完全に遮断された密閉室が構成されてい
る。この実施例では、周壁８の下端部８ａが、内向きの
フランジ状に形成されて支持台４の側面に固定されてお
り、この周壁下端部８ａと支持台４の上端部外面とによ
り環状の溝１１が形成されている。この環状溝１１は、
充填装置の内部を洗浄する際の洗浄水受けとなる。な
お、無菌チャンバー６の上壁１０の中央部には、円形の
開口部１０ａが形成されているが、この開口部１０ａ
は、後に説明するようにダイアフラム１２によって密封
されている。この密閉された無菌チャンバー６内には、
上壁１０に接続された無菌エア供給口１０ｂから、図示
しない濾過装置を介して得られた無菌エアが吹込まれる
ようになっており、この無菌エアによって内部が無菌状
態に維持される。そして、その無菌チャンバー６の内部
に充填装置が収容されている。

【００１１】ベース２上の、上記環状支持台４よりも内
側には、円筒形の支柱１４が固定され、この円筒形の支
柱１４の上部外周側に回転体１６が回転自在に支持され
ている。この回転体１６は、最も下方に配置されて支柱
１４上を回転する回転円板１８と、この回転円板１８の
上方に、複数本の支持ロッド２０を介して固定されたほ
ぼ水平な回転テーブル２２と、この水平な回転テーブル
２２の内周端に、直立して取付けられた円筒状のカバー
部２４と、このカバー部２４の上端を覆う蓋部２６と、
上記回転テーブル２２の外周端に、下方に向けて取付け
られたスカート部２８とから構成されている。これら回
転体１６の内部に、図示しない駆動制御機器が配置され
ている。

【００１２】上記環状支持台４の上面には、ウオーター
シール用の殺菌水を貯留する環状の貯液溝３２が設けら
れており、上記回転テーブル２２の外周端に設けられて
いるスカート部２８の下端が、この貯液溝３２内に挿入
されている。これらスカート部２８と貯液溝３２とによ
ってウオーターシール部が構成されており、上記回転体
１６が回転する際に、このウオーターシール作用によっ
て回転体１６の内部と外部との気密が保持される。従っ
て、上記無菌チャンバー６を構成する周壁８と上壁１
０、環状支持台４の上部および回転体１６の外面によっ
て内外を囲まれた空間３０が、無菌チャンバー６の外部
および回転体１６の内部の双方から遮断された密閉空間
３０になっている。

【００１３】上記回転体１６の中段に配置された回転テ
ーブル２２と下方の回転円板１８の外周寄りには、円周
方向等間隔で、複数の垂直なロッド３４が昇降可能に支
持されている。これら各ロッド３４の下端には、それぞ
れカムフォロア３６が取付けられており、これらカムフ
ォロア３６が上記ベース２上に固定された環状カム３８
に係合し、回転体１６（回転円板１８および回転テーブ
ル２２）の回転に伴なってこれら各ロッド３４が順次昇
降するようになっている。なお、これら昇降ロッド３４
と回転テーブル２２との摺動部には、ベローズ４０が装
着されて回転体１６の内部と外部との気密を保持してい
る。

【００１４】各昇降ロッド３４の上端には、容器４２内
に液体を充填する充填ノズル４４が取付けられている。
この充填ノズル４４は、上記回転体１６の上部に設けら
れた蓋部２６内に形成されている中央の軸方向通路２６
ａおよび放射状の水平通路２６ｂ、これら水平通路２６
ｂにそれぞれ接続された給液管４６、この給液管４６と
充填ノズル４４との間に設けられて両者４４，４６間の
連通遮断を行なう充填液バルブ４８等を介して、容器４
２内に充填する液体が供給される。各充填ノズル４４の
下方には、上記回転テーブル２２の外周側に設けられて
いるスカート部２８の側面に取付けられたびん台５０が
それぞれ配置されている。各充填ノズル４４は、上記環
状カム３８によって昇降されるロッド３４が下降した際
に、これらびん台５０上の容器４２に向かって下降して
先端部（下端部）が容器４２内に挿入される。その後、
上記充填液バルブ４８が開放することによって、上記蓋
部２６内の通路２６ａ，２６ｂおよび給液管４６等を介
して供給された液体を容器４２内に充填する。

【００１５】上記回転体１６の上部の蓋部２６内に形成
されている中央の軸方向通路２６ａは、上方に配置され
たロータリジョイント５２を介して、外部の固定側の配
管５４に接続されている。この固定配管５４は、図示し
ない充填液タンクに接続されて上記蓋部２６内の通路２
６ａ，２６ｂおよび給液管４６に充填液を供給する。こ
のロータリジョイント５２として、例えば、特願平６−
８０８６２号に記載された構成のものを用いることがで
きる。ここで、ロータリジョイント５２の一例について
図２により簡単に説明する。底部プレート５２ａ上に固
定側のハウジング５２ｂが固定され、この固定ハウジン
グ５２ｂ内に回転側の液供給管５２ｃが間隙を隔てて挿
入されている。この回転側の液供給管５２ｃは、上記固
定ハウジング５２ｂとの間に配置されたボールベアリン
グ５２ｄによって回転自在に支持されるとともに、メカ
ニカルシール５２ｅによって液密を保持して回転できる
ようになっている。固定ハウジング５２ｂと回転側の液
供給管５２ｃとの間の空間には、蒸気供給管５２ｆおよ
び蒸気排出管５２ｇが接続されており、上記メカニカル
シール５２ｅの外側に常時スチームを流通させることに
より液供給管５２ａ内の液通路に汚染物質が侵入しない
ようになっている。また、上記ボールベアリング５２ｄ
には、グリース供給管５２ｈを介して潤滑用のグリース
が供給されている。

【００１６】無菌チャンバー６の上壁１０の中央には、
上述のように円形の開口部１０ａが形成されており、ロ
ータリジョイント５２と上記回転体１６の上部（蓋部２
６）との連結部がこの円形の開口部１０ａ内を貫通して
いる。そして、図２に示すように、ロータリジョイント
５２の底部プレート５２ａが無菌チャンバー６の上壁１
０とほほ同じ高さになるように配置され、ロータリジョ
イント５２の底部プレート５２ａの外周と、上壁１０の
円形開口部１０ａの内周との間が、上記ダイアフラム１
２によって接続されている。なお、ロータリジョイント
５２の構成は上記のものに限定されるものでないことは
いうまでもない。

【００１７】上記構成に係る無菌充填装置の作動につい
て説明する。充填運転時には、無菌チャンバー６の上壁
１０に設けられた無菌エア供給口１０ｂから、濾過装置
（図示せず）を介して得られた無菌エアをこの無菌チャ
ンバー６内に吹込むことにより、無菌チャンバー６と回
転体１６との間の空間３０内を陽圧の無菌状態に維持し
ておく。この状態で回転体１６を回転させる。外部の固
定配管５４から、ロータリジョイント５２、無菌チャン
バー６の内部に配置された回転体１６の上部の蓋部２６
内に形成されている通路２６ａ，２６ｂおよび給液管４
６を介して、充填液タンク（図示せず）から充填液バル
ブ４８に充填液が送られている。回転体１６の回転に伴
なって、びん台５０上に供給された容器４２に向かって
充填ノズル４４が下降し、容器４２内に挿入される。次
に、充填液バルブ４８が開放して充填が行なわれる。容
器４２内への充填が終了すると、充填液バルブ４８が閉
じるとともに、昇降ロッド３４によって充填ノズル４４
が上昇され、その後、びん台５０上の容器４２が無菌チ
ャンバー６外に排出される。

【００１８】回転体１６が回転している充填運転中は、
上述のように、蒸気供給管５２ｆを介して、ロータリジ
ョイント５２の摺動部（メカニカルシール５２ｅ）の外
面側に、外部の汚染物質が内部の液通路内に侵入しない
ようにスチームが送られており、また、グリース供給管
５２ｈを介して、ボールベアリング５２ｄに潤滑用のグ
リースが補給されているので、このような部分からも汚
染物質が発生するおそれがある。しかしながら、上記構
成に係る無菌充填装置では、周壁８および上壁１０等か
ら成る無菌チャンバー６の外部に、この無菌チャンバー
６内の汚染源となりやすいロータリジョイント５２を配
置するとともに、無菌チャンバー６内には、上壁１０に
接続された無菌エア供給口１０ｂから、濾過装置（図示
せず）を介して得られた無菌エアを吹込むようになって
おり、無菌チャンバー６の内部が無菌状態で、かつ、陽
圧に維持されている。従って、従来の充填装置と同様
に、この無菌チャンバー６を構成する周壁８および上壁
１０の外部側から、細菌その他の汚染物質が侵入して内
部を汚染することを確実に防止できるとともに、ロータ
リジョイント５２から発生する汚染物質によって無菌チ
ャンバー６内が汚染されることも防止することができ
る。しかも、無菌チャンバー６の上壁１０とロータリジ
ョイント５２との間はダイアフラム１２によって接続さ
れているので、無菌チャンバー６内の圧力や温度の変化
によって無菌チャンバー６の形状が大きく変動する場合
にも、ロータリジョイント５２と無菌チャンバー６とが
互いに拘束することなく、相対移動を許容することがで
きる。また、構造の複雑なロータリジョイント５２が無
菌チャンバー６の外部に配置されているので、メンテナ
ンスが容易である。

【００１９】さらに、上記回転体１６は、外周側のスカ
ート部２８と環状の貯液溝３２との間がウオーターシー
ルされ、また、昇降ロッド３４と回転テーブル２２との
間の摺動部にはベローズ４０が装着されており、回転体
１６の内部側と外部側との間の気密が保持されている。
従って、回転体１６の内部に配置された駆動制御機器等
から発生する汚染物質が洩れ出して、無菌チャンバー６
内を汚染することも確実に防止することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、無菌
チャンバー内に収容された回転体と、この回転体に支持
され、給液管を介して供給される充填液を容器内に充填
する充填ノズルと、無菌チャンバーの外部から上記回転
体に充填液を供給する固定配管と、この固定配管と回転
側の上記給液管とを液密を保持して接続するロータリジ
ョイントとを備えた無菌充填装置において、上記ロータ
リジョイントを無菌チャンバーの外部上方に配置すると
ともに、このロータリジョイントの外周面と無菌チャン
バーの外壁に形成された開口部との間をダイアフラムに
よって気密を保持して接続したことにより、ロータリジ
ョイントから発生する汚染物質により充填装置内部が汚
染されることを防止することができる。しかも、ロータ
リジョイントが外部に配置されているため、メンテナン
スが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る無菌充填装置の縦断面
図である。

【図２】上記無菌充填装置のロータリジョイントと無菌
チャンバーとの接続部を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

６無菌チャンバー１０無菌チャンバーの外壁（上壁）１０ａ外壁の開口部１０ｂエア供給手段（無菌エア供給口）１２ダイアフラム１６回転体２８シール手段（回転体のスカート部）３２シール手段（貯液溝）４０シール手段（ベローズ）４２容器４４充填ノズル４６給液管５２ロータリジョイント５４固定配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎一男東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無菌チャンバー内に収容された回転体
と、この回転体に支持され、給液管を介して供給される
充填液を容器内に充填する充填ノズルと、無菌チャンバ
ーの外部から回転体に充填液を供給する固定配管と、こ
の固定配管の端部と回転側の上記給液管とを液密を保持
して接続するロータリジョイントとを備えた無菌充填装
置において、上記ロータリジョイントを無菌チャンバー
の外部上方に配置するとともに、このロータリジョイン
トの外周面と無菌チャンバーの外壁に形成された開口部
との間をダイアフラムによって気密を保持して接続した
ことを特徴とする無菌充填装置。
【請求項２】無菌チャンバーに無菌エアを吹込むエア
吹込み手段を設け、無菌チャンバー内を陽圧の無菌状態
に保持することを特徴とする請求項１に記載の無菌充填
装置。
【請求項３】無菌チャンバー内に配置された回転体の
内外の気密を保持するシール手段を設け、この回転体と
上記無菌チャンバーとの間に形成される密閉空間内に無
菌エアを吹込むことにより、この空間内を陽圧の無菌状
態に保持することを特徴とする請求項２に記載の無菌充
填装置。