JPH11114029A

JPH11114029A - 液体充填装置

Info

Publication number: JPH11114029A
Application number: JP9293559A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Yamaura; 義人山浦; Sadami Fujii; 定美藤井
Original assignee: YAMAURA KK
Current assignee: YAMAURA KK
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来から製造されているボトルをそのまま使
うことが可能で、しかも過酸化水素のような化学的な方
法を用いず、作業中にボトルや充填液に菌が付着する原
因になる可能性のある装置部分は全て水蒸気による殺菌
ができる、ボトル用の液体充填装置を提供する。【解決手段】ボトルの外表面および内表面をボトル外
および内表面殺菌部２，３で紫外線法によって殺菌す
る。その後、充填部４により無菌的に液状体を充填す
る。次いで外部で無菌化処理されたシール材を無菌的に
装置に導入してシール部５でシールする。予め蒸気導入
口１７から入れた高温の蒸気で殺菌しておき、殺菌，充
填，シールの一連の作業は、ボトルの装置への出入口に
開口部（扉）をもつ圧力容器の中で行われる。圧力容器
内には空気導入口１８より無菌の空気を流し、圧力容器
内が圧力容器外の圧力より常に高い圧力に保持すること
により圧力容器外からの菌の侵入を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部で造られたボ
トルに無菌的に液状体（例えば、液状食品）を充填、シ
ールするための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からボトル用無菌充填装置と呼ばれ
ているものがあり、そのうち次の２つが主要な方式とな
っている。 (1)ボトルを成形する成形機構を充填装置の一部として
含み、成形後、継続してそれに充填をし、さらにシール
し、ボトルを装置外に出さない、いわゆるブローボトル
方式である。 (2)外部で造ったボトルは整列機を使って無菌充填装置
に送られる。無菌充填装置内では、ボトルの内外表面が
濃度も高く、温度も高い過酸化水素水の噴霧によって殺
菌される。その後ボトルは熱い空気により乾燥させら
れ、無菌空気の流れの中で充填され、過酸化水素水で殺
菌されたシール材を使ってシールされる。この方式はボ
トル供給方式と呼ばれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記各方式には以下に
示すような問題があった。まず、前者のブローボトル方
式では、成形するときの型をボトルの寸法，形状の変更
に伴って変えなければならず、飲料商品の多様化に対す
る自在性が制限される。また、成形されたボトルの偏肉
やピンホールの検査が不可能である。偏肉，ピンホール
は成形の工程で、ある程度は避けることができない。さ
らに装置が成形工程部分を含むため設備投資は高くな
る。

【０００４】一方、後者のボトル供給方式は過酸化水素
水がボトル表面に残留し、ボトルに充填する液に混入す
る危険性があり、人体に対して安全な方法とは言えな
い。また無菌空気の流れの中で充填，シールするとして
も、機構部分自体が殺菌されているわけではなく、機構
部分や装置内壁面から菌がボトルに入る危険性を持って
いる。

【０００５】本発明の目的は、従来から造られているボ
トルをそのまま使うことができ、しかも過酸化水素のよ
うな化学的な方法を用いず、装置のうち、作業中にボト
ルや充填液に菌が着く可能性のある部分は全て蒸気によ
る殺菌処理ができる、ボトル用液体充填装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による液体充填装置は、ボトルに殺菌処理を施
した後、ボトル内に液状体を充填しボトルの口部をシー
ルする液体充填装置において、ボトルを移動させるため
の搬送手段と、搬送されてくるボトルの外表面を紫外線
で殺菌するボトル外表面殺菌部と、ボトルの内表面を紫
外線で殺菌するボトル内部殺菌部と、ノズルを持ち、搬
送されてくるボトル内にノズルを挿入して無菌状態で液
状体を充填する液状体充填部と、搬送されてくるボトル
の口部にシール材を無菌状態で加熱溶着して封をするボ
トル用シール装置部とを圧力容器内に配置し、かつ、圧
力容器内に高温蒸気圧を供給する蒸気供給機構および無
菌の乾燥空気を送り込む空気導入機構を設け、ボトルを
圧力容器内に搬送する前に、前記圧力容器内に前記蒸気
圧を導入し、その後、無菌の乾燥空気を導入した状態で
圧力容器内にボトルを搬入し、圧力容器内でボトル内外
表面を殺菌し、無菌状態で液状体を充填，シールするよ
うに構成されている。

【０００７】前記ボトル外表面殺菌部は、前記圧力容器
外に設けた紫外線発光源と、前記圧力容器内に設けた導
光体とを有し、紫外線を外部から圧力容器内に導入する
ことができる。前記ボトル外表面殺菌部は、圧力容器内
に楕円または近似的に楕円断面形状を持つ光反射体を有
し、楕円または近似楕円の一方の焦点位置またはその近
似位置に前記導光体を配置し、他方の焦点位置またはそ
の近似位置に搬送されてくるボトルを位置づけ、紫外線
を照射するように構成することができる。前記ボトルを
前記光反射体の他方の焦点位置またはその近似位置に位
置づける手段は、吸引することにより吸着できる吸着ノ
ズルを圧力容器内に収容し、前記吸着ノズルを収容した
圧力容器内と外部とを遮蔽するため、内外を同時に加圧
できる隔膜を設けるとともに前記吸着ノズルを移動する
ための外部駆動部を有し、前記搬送手段で搬送され所定
位置に位置づけられるボトル内の底面位置に前記吸着ノ
ズルを接触させ、ボトルを吸着して前記他方の焦点位置
またはその近似位置に位置づけることができる。

【０００８】前記ボトル内表面殺菌部は、紫外線を導入
する導光体を圧力容器内に収容し、前記導光体を収容し
た圧力容器内と外部とを遮蔽するため、内外を同時に加
圧できる隔膜を設けるとともに前記導光体を移動するた
めの外部駆動部を有し、前記搬送手段で搬送され所定位
置に位置づけられるボトル内に前記導光体を挿入して紫
外線を照射することができる。前記液状体充填部は、液
状体を充填するノズルを前記圧力容器内に収容し、前記
ノズルを収容した圧力容器内と外部とを遮蔽するため、
内外を同時に加圧できる隔膜を設けるとともに前記ノズ
ルを移動するための外部駆動部を有し、前記搬送手段で
搬送され所定位置に位置づけられるボトル内に前記ノズ
ルを挿入して液状体を充填することができる。ボトル用
シール装置部は、加熱器を前記圧力容器内に収容し、前
記加熱器を収容した圧力容器内と外部とを遮蔽するた
め、内外を同時に加圧できる隔膜を設けるとともに前記
加熱器を移動するための外部駆動部を有し、さらにシー
ル材を前記ボトルの口部と加熱器の間に送出する巻出し
巻取り装置を有し、前記搬送手段で搬送され所定位置に
位置づけられるボトルの口部に前記加熱器を前記シール
材を介して接触させ、加熱溶着することができる。

【０００９】すなわち、本発明は、ボトルの外表面およ
び内表面を紫外線法によって殺菌し、その後無菌的に充
填し、次いで外部で無菌化処理されたシール材を無菌的
に装置に導入してシールするように構成されている。殺
菌，充填，シールの一連の作業は、ボトルの、装置への
出入口に開口部（扉）をもつ圧力容器の中で行われ、圧
力容器内には無菌の空気を流し、圧力容器内が圧力容器
外の圧力より常に高い圧力に保持されるようにして圧力
容器外からの菌の侵入を防止できる。

【００１０】圧力容器は密閉可能な扉を持ち、扉を閉じ
ることによって、内側が約２kg／cm²（約１２０℃）の
蒸気に耐えることができ、圧力容器内の全ての部分を蒸
気により殺菌することができる。殺菌，充填，シール，
ボトルの移送に関わる機構で圧力容器内に設けられてい
る部分は、蒸気の圧力と温度に耐えることのできる密閉
方式によって、外部とは圧力的に遮断されるが、機械的
には、殺菌，充填，シール，ボトルの移動に必要な機構
のうちの、圧力容器外に設けられている部分とは結合さ
せてあるので、圧力容器内を蒸気により無菌化した後
に、無菌空気を流しながら、ボトルを導入し，殺菌し，
充填し，シールし，外部に取り出すことができる。

【００１１】本発明においては、ボトルの殺菌，液体の
充填，シールのための各々の機構について、下記のよう
な特徴をもたせている。ボトルの殺菌には紫外線法を使
うが、一般的な紫外線ランプは、回りからの圧力に耐え
ることは不可能であり、またボトルの口に入る大きさに
することも難しい。また紫外線ランプが何らかの理由で
破壊された時、中の水銀が出てしまう欠点をもってい
る。このような欠点を回避するために、紫外線ランプに
よる直接の照射はせず、光を外部の圧力に耐えることの
できる石英棒で造った導光体に導入し、その導光体を圧
力容器内に入れ、導光体によってボトルの外表面、内表
面を間接照射するものである。紫外線ランプから導光体
への光の移動については、本件出願人が既に提案した容
器内部殺菌装置（特願平８−２０２９００）に詳述され
ている。

【００１２】液体の充填は、ボトル内に挿入されるノズ
ルの内外が圧力容器内で蒸気殺菌できるようにしてい
る。液体を充填するための装置は、液体を無菌的にノズ
ルまで移動させなければならないが、その方法の一つ
は、本件出願人が既に提案している液体充填装置（特願
平９−２０７２９３）に詳述されているものであり、無
菌の液状を液室に吸引し、それを排出するときに液室に
上下運動によりその一部が入るピストンロッドを殺菌し
ておくことにより無菌の液状を無菌のまま送り出す機構
である。シールは加熱法を使い、加熱ブロックへの電気
導線は、圧力容器内では露出しないようにしてある。シ
ール材は圧力容器の外で紫外線法により殺菌され、圧力
容器内に導入される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳しく説明する。図１は、本発明による液体
充填装置の実施の形態を示す概略図で、各作業用の機構
を共通の圧力容器に収納した状態を示している。圧力容
器１にボトル外表面殺菌部２，ボトル内部殺菌部３，液
体充填部４およびシール部５を作業順に圧力容器１の入
口側６から出口側７に向かって配列している。未処理ボ
トル８の殺菌から、液体の充填，ボトル入口へのシー
ル，シールしたボトル（以後、処理済みボトルと呼ぶ）
９の排出までが同一容器１の中で実施される。

【００１４】未処理ボトル８は入口ベルトコンベア１０
によって圧力容器１の入口側６に搬送され、圧力容器１
内に設けられた内部コンベア１１上に移される。そし
て、ボトル外表面の殺菌，ボトル内部の殺菌，液体充
填，およびシールの作業が行われ、圧力容器１の出口側
７で出口コンベア１２に移され、次工程に進む。ボトル
外表面殺菌部２，ボトル内部殺菌部３，充填部４および
シール部５は等間隔に配置されており、未処理ボトル８
は、ボトル外表面殺菌部２の下に搬送され外表面殺菌さ
れた後、ボトル内部殺菌部３の下に搬送されボトル内殺
菌される。このとき、次のボトルがボトル外表面殺菌部
２の下まで搬送されており、同時に外表面殺菌される。
このようにして、一定の時間間隔を置いて順次新しいボ
トルが、圧力容器１内に搬送され処理され出口コンベア
１２に移される。

【００１５】図２は、図１の圧力容器内に設けられたボ
トル移送機構を示す構成図である。本移送機構はランダ
ムライン用のタイミングスクリューシステムによって構
成されており、入口コンベア１０によって圧力容器内に
不規則に入ってくる未処理ボトル８を一定間隔に整列さ
せて移送する。タイミングスクリューシステムは食品機
械等で広く使われているもので、一般化された技術であ
り、タイミングスクリュー１３およびガイドレール１４
からなり、これに内部コンベア１１が組み合わされて構
成されている。タイミングスクリュー１３は内部コンベ
ア１１と同期して駆動される。入口コンベア１０で搬送
されてきた未処理ボトル８は、内部コンベア１１に乗り
移りガイドレール１４に側面を案内されてさらに搬送さ
れる。タイミングスクリュー１３の端部まで移動する
と、タイミングスクリュー１３のポケット部１３ａにボ
トルが嵌合してタイミングスクリュー１３の所定のピッ
チ間隔でボトルが搬送される。

【００１６】殺菌，充填，およびシールすべき位置にあ
る各ボトルに対する各作業は同時に行われ、作業時は内
部コンベア１１およびタイミングスクリュー１３は共に
停止する。各作業が終了すると、内部コンベア１１およ
びタイミングスクリュウー１３が再び駆動されて、各ボ
トルを次作業の位置まで移送する。内部コンベア１１お
よびタイミングスクリュー１３はそれぞれ圧力容器１の
外に配置された図示しない電動機によって駆動される。

【００１７】図３は、図１に示す装置の作業前の蒸気殺
菌時の状態を示す構成図である。圧力容器１は図３に示
すように入口扉１５，出口扉１６，蒸気導入口１７，空
気導入口１８，ドレン弁１９および通気弁２０を持って
いる。入口コンベア１０と出口コンベア１２は、図１に
示す作業状態においては、内部コンベア１１の端部に接
近させ、内部コンベア１１との間でボトルの取り入れ、
取り出しをするためのものである。本装置は、充填作業
に入る前に、およそ１２０℃の水蒸気によって、圧力容
器１の内部が殺菌される。

【００１８】水蒸気殺菌は、ボトルが入っていない状態
で、入口コンベア１０と出口コンベア１２を圧力容器１
から離し、入口扉１５と出口扉１６を閉じて、蒸気導入
口１７から水蒸気を入れて一定時間保持することにより
行う。その後、空気導入口１８から無菌の乾燥空気を導
入しながら、入口扉１５と出口扉１６を開いて内部を乾
燥するとともに冷却する。冷却後、無菌の乾燥空気を導
入し、入口扉１５と出口扉１６から空気を出しながら作
業する。この状態において、圧力容器１の中の圧力が、
外の圧力よりいくぶん高い状態を保持できるように導入
空気の圧力および流量を決めておく。

【００１９】図４，図５および図６はボトル外表面殺菌
部２の構成および動作を説明するための図である。ボト
ル外表面殺菌部２は、内部コンベア１１上の処理中ボト
ル（圧力容器１内のボトルを指す）２１の内底に吸着し
て持ち上げるための吸着ノズル２２を先端に設けた真空
導管（Ａ）２３，真空導管（Ａ）２３に接続された真空
導管（Ｂ）２４，真空ポンプ２５ならびに真空導管
（Ｂ）２４と真空ポンプ１５の間を接続するフレキシブ
ルホース３４を有している。フレキシブルホース３４に
は通気弁４２およびストップ弁４３が設けられている。
真空導管（Ａ）２３の周りにはジャバラ２６を設けてあ
り、その下端側にジャバラ下フランジ２７が、上端には
ジャバラ上フランジ２８がそれぞれ固定されている。ジ
ャバラ２６は囲い２９に収納されている。ジャバラ下フ
ランジ２７は開口部３０を有し、囲い２９の下端（開口
されている）に固定されている。囲い２９の上端は真空
導管（Ｂ）２４が上下動できる貫通孔を有し、軸シール
３１により真空導管（Ｂ）２４と囲い２９との間の流体
の流通を防止している。

【００２０】囲い２９には、囲い２９とジャバラ２６に
よって形成された空間に圧力を導入したり、空間の圧力
変化を防止したりするための通気をする通気孔３２を備
えている。通気孔３２は、圧力容器１を水蒸気によって
殺菌するときはジャバラ２６の内側が水蒸気の圧力にな
ることから、ジャバラ２６の外側に水蒸気圧力に対応し
た圧力を導入し、ジャバラ２６の内側と外側の圧力差に
よる破壊を防止するためのものである。また、殺菌作業
中はジャバラ２６の伸縮によるジャバラ２６の外側の圧
力変化を防止するための通気に使われる。真空導管
（Ｂ）２４の上端は、空気圧，油圧，電気などで駆動さ
れる上下動用シリンダ３３の一端に固定されている。

【００２１】囲い２９は、圧力容器１の天井板の上に設
けた立上り部３５のフランジ３５ａ部分に、パッキン３
６を挟んでネジ止めによって固定されている。吸着ノズ
ル２２が、ボトルの外表面を殺菌する前は、内部コンベ
ア１１に搭載され停止する処理中ボトル２１の口の近く
に位置するように、上下動シリンダ３３の動作範囲は設
定されている。導光体３７は真空導管（Ａ）２３と平行
に配置されている。導光体３７はランプハウス３８内で
発光された紫外線ランプからの紫外線を圧力容器１内に
導くためのもので、石英棒の外表面に特殊な加工を施し
たものである。石英棒の外表面全体から紫外線が放射さ
れる。導光体３７は囲い２９とは気密性を持たせて固定
してあり、水蒸気殺菌時の蒸気の漏れを防止している。

【００２２】立上り部３５の内側には、真空導管（Ａ）
２３と導光体３７を囲むように反射板３９が配置されて
いる。反射板３９の断面は、一方の焦点位置には真空導
管（Ａ）２３が、他方の焦点位置には導光体３７が位置
づけられる。反射板３９の内側表面には、紫外線を反射
させる材料、またはそのような材料（たとえば純粋なア
ルミニウム）が付着させられている。反射板３９にはガ
ラス板を用い、外側に反射材料を付着させたものを使用
しても良い。反射板３９の高さは、導光体３７の長さ
と、ボトルの高さとほぼ同じである。ボトル底用導光体
４０と反射板４１は、反射板３９の下端から離れた位置
であって、ボトルの内部コンベア１１上での移動の妨げ
にならず、しかもボトルが反射板３９の内部に入ってい
るときに、ボトルの底に紫外線を照射できる位置に設け
られている（図６参照）。ボトル底用導光体４０への紫
外線の導入方法および反射板４１の材料等は導光体３
７，反射板３９の場合と同じであり、図面上では省略し
てある。なお、ボトル底用導光体４０は棒状に限定され
るものではなく、球状等であっても良い。

【００２３】ボトルの外表面を殺菌する時は、上下動シ
リンダ３３を下降させ、吸着ノズル２２をボトルの内底
面に接触させ、真空ポンプ２５を運転し、真空導管
（Ａ）２３，真空導管（Ｂ）２４を介して排気すること
により、ボトルを吸着する。そして、図６に示すように
ボトルを反射板３９内まで上昇させる。導光体３７から
放射される紫外線は、反射板３９で反射し、もう一つの
焦点に配置されたボトルの外表面を照射する。ボトルの
底は、上述したようにボトル底用導光体４０によって紫
外線が照射される。殺菌に必要な時間照射した後、上下
動シリンダ３３は下降し、ボトルは内部コンベア１１上
に接地させられる。そして通気弁４２が開となり、真空
導管（Ａ）２３，真空導管（Ｂ）２４内は開放され、ボ
トルは吸着ノズル２２から解放される。上下動シリンダ
３３は元の位置に上昇し、外面殺菌処理を終了したボト
ルが次のボトル内部殺菌部に移動する準備が完了する。
真空ポンプ２５の近くに設けられたストップ弁４３は、
圧力容器１内が水蒸気殺菌される時には閉じられる。

【００２４】図７は図１に示す装置のボトル内部殺菌部
の詳細を示す概略断面図である。この例は、吸着ノズル
の系統の代わりにジャバラの中心に導光体８４が配置さ
れ、導光体８４の上部にランプハウス８５を設けられて
いる。囲い８８の内側に反射板が配置されず、ボトルが
内部コンベア１１に搭載されたまま殺菌されることを除
けば、図４に示すボトル外表面殺菌部２と略同様の構成
となっている。上下動シリンダ８０，ジャバラ上フラン
ジ８１，ジャバラ下フランジ８２，開口部８３，軸シー
ル８６，通気孔８７，囲い８８，ジャバラ８９およびパ
ッキン９０は図４の上下動シリンダ３３，ジャバラ上フ
ランジ２８，ジャバラ下フランジ２７，開口部３０，軸
シール３１，通気孔３２，囲い２９，ジャバラ２６およ
びパッキン３６とそれぞれ対応し、同じ機能を果たすも
のである。

【００２５】導光体８４は、内部コンベア１１に搭載さ
れた処理中ボトル２１の上端より、いくぶん高い位置に
その先端が保持されている。処理中ボトル２１が真下に
搬送され停止すると、導光体８４は、上下動シリンダ８
０によってランプハウス８５とともに下降させられ、導
光体８４は処理中ボトル２１に挿通させられる。導光体
８４の表面からはランプハウス８５より導入された紫外
線が放射され、処理中ボトル２１の内側表面が照射され
る。適正時間照射された後、導光体８４は元の位置に引
き上げられ、処理中ボトル２１が次の液体の充填作業に
向けて移動する準備が完了する。

【００２６】図８は、図１に示す装置の液状体充填部の
詳細を示す概略断面図である。図７に示すボトル内部殺
菌部３と、導光体８４が先端に充填ノズル４４を持つ充
填管４５に、ランプハウス８５が上部に計量・制御装置
４６をもつテレスコープ型液体導入部４７に代えられて
いる以外は同様な構成になっている。上下動シリンダ９
１，ジャバラ上フランジ９９，ジャバラ下フランジ９
２，開口部９３，軸シール９４，通気孔９５，囲い９
７，ジャバラ９６およびパッキン９８は図７の上下動シ
リンダ８０，ジャバラ上フランジ８１，ジャバラ下フラ
ンジ８２，開口部８３，軸シール８６，通気孔８７，囲
い８８，ジャバラ８９およびパッキン９０とそれぞれ対
応し、同じ機能を果たすものである。

【００２７】内部コンベア１１に搭載された処理中ボト
ル２１が搬送され真下に停止すると、充填ノズル４４
は、上下動シリンダ９１によって処理中ボトル２１の内
部に挿通され、液体が充填されボトル内の液面の上昇に
したがって引き上げられる。この動作は液体の泡立ちを
防止するために有効である。テレスコープ型液体導入部
４７は、図示しない固定手段によって位置が固定されて
いる計量・制御装置４６，該装置に結合された固定管４
８および固定管２８を滑動できるように収納した可動管
４９から構成されている。

【００２８】固定管４８と可動管４９の間には液体の漏
れを防止するための軸シール５０が設けられている。上
下動シリンダ９１の上端と可動管４９の上部は固定され
ており、上下動シリンダ９１の動きにしたがって可動管
４９は充填ノズル４４と共に上下動する。図示しない液
体タンクからの液体は、計量・制御装置４６によって流
速，充填量が制御され、固定管４８，可動管４９を通っ
て充填ノズル４４から処理中ボトル２１に充填される。
計量・制御装置４６は無菌的なものでなければならな
い。例えば、特願平９−２０７２７３の液体充填装置で
も提案したように、無菌の液体を液室に吸引し、それを
排出する場合に液室に上下運動によりその一部が入るピ
ストンロッドを殺菌しておくことにより、無菌の液体を
無菌のまま送り出す機構を使うことができる。充填が完
了すると、充填ノズル４４は、処理中ボトル２１から上
に引き上げられ、処理中ボトル２１が次工程に入るため
に移動する準備が完了する。

【００２９】図９は、図１に示す装置のシール部の詳細
を示す概略断面図である。液体を充填した処理中ボトル
２１の口がシール材によって封止される。ボトルに液状
体充填後、ボトルの口部へのシールは、次のように行わ
れる。ボトルとの相性が良く、熱によってボトルの口部
（口とその周りの肉の部分）に固着する材料、またはそ
のような材料と、強度の高い材料を重ねた構造のシート
５２をシール材として用いる。シート５２はボトルの口
部をシールするために必要な形の分離用の切り込み（図
示してない）を設けてある。シート５２は巻出しローラ
６０から巻出し側遊び車６２を介して加熱ヒータ５１と
処理中ボトル２１の上端の間を通り、さらに巻取り側遊
び車６３を介して巻取りローラ６１に巻き取られるよう
に掛け渡されている。

【００３０】シート５２は、固着できる面をボトル側に
向け、内部コンベア１１に搭載されている処理中ボトル
２１の上端から少し離れた位置を走行し、処理中ボトル
２１の口部と切り込み部分が合致した位置で走行を停止
する。シート５２を挟んでボトルの口部に対向して配置
されている加熱ヒータ５１は上下動シリンダ１０１で下
降させられ図１０に示すようにシート５２をボトルの口
部５３に押し付けシート５２と口部５３を同時に加熱し
て固着する。固着後、加熱ヒータ５１が引き上げられ
と、シート５２の切り込み部分は処理中ボトル２１に残
り、他の部分は処理中ボトル２１から離れる。

【００３１】加熱ヒータ５１は一般的に熱伝導性の高い
材料でブロックを作り、その中に電熱線を組み込んだ構
造である。加熱ヒータ５１は、電線等を収納した加熱ヒ
ータ軸部（Ａ）５４と、その上に加熱ヒータ軸部（Ｂ）
５５を有している。加熱ヒータ軸部（Ａ）５４は、図４
に示す真空導管（Ａ）２３と同様にジャバラ１０５の内
側にあり、ジャバラ１０５は囲い１０７に収納されてい
る。囲い１０７，ジャバラ１０５，通気孔１０６等の役
目は、ボトル外表面殺菌部の場合と同様である。加熱ヒ
ータ軸部（Ｂ）５５は囲い１０７の上部を貫通して外に
出ており、その上端は上下動シリンダ１０１の上端に固
定されている。加熱ヒータ５１内の電熱線は、２つの加
熱ヒータ軸部５４，５５を通した電線（図示せず）を介
してヒータ電源５６に接続されている。

【００３２】加熱ヒータ５１が下降する時、処理中ボト
ル２１の首部はチャック５７で保持される。これは加熱
ヒータ５１で押される力で、処理中ボトル２１が変形す
るのを防止するためである。チャック５７は、加熱ヒー
タ５１に取り付けられた可動腕５８と、囲い１０７に取
り付けられた固定腕５９の相対運動によって動作するよ
うにしてある。シール作業が終了して加熱ヒータ５１が
引き上げられれば、チャック５７は開き、処理中ボトル
２１は内部コンベア１１によって移動できるようになっ
ている。なお、加熱ヒータ５１にシート切り離し用の刃
物を設ければ、シートに切り込み部を設ける必要はな
い。

【００３３】シート５２は巻出し巻取り装置によって処
理中ボトル２１上を走行する。巻出し巻取り装置は、最
初にシートを巻いて置く巻出しローラ６０，シールに使
われた後の残った部分を巻取るための巻取りローラ６
１，巻出し側遊び車６２，巻取り側遊び車６３から構成
されている。巻出しローラ６０と巻取りローラ６１は、
圧力容器１の外側に設置され、２つの遊び車６２と６３
は圧力容器１の内部に設置されている。遊び車６２，６
３を含めたシール部５の全てはシール機構台６４に直接
に、または間接的に固定されている。シール機構台６４
はヒンジ６５によって圧力容器１に回転可能に保持され
ている。ヒンジ６５を中心にして圧力容器１の上部に被
せて固定される。シート５２をローラに取り付ける作業
は、シール機構台６４を開いた状態で行なう。シート５
２は、シール機構台６４に設けたスリット６６を通り、
巻出し側遊び車６２で回転誘導され、加熱ヒータ５１の
下を通過し、さらに巻取り側遊び車６３で回転誘導さ
れ、スリット６７を通って巻取りローラ６１に巻き取ら
れる。スリット６６と６７の上にはシャッタ６８と６９
が設けられている。シャッタ６８と６９は、図示しない
アクチュエータによって駆動される。圧力容器１内を水
蒸気殺菌する時にシート５２を挟んだ状態で閉じ、水蒸
気が圧力容器１の外に出るのを防止する。水蒸気殺菌の
場合は、シール機構台６４はネジまたは、その他の手段
で圧力容器１に固定される。

【００３４】シート５２は、スリット６６に入る前に紫
外線ランプ７０によって両面が殺菌される。作業中はス
リット６６，６７からは、圧力容器１の内側から無菌空
気が吹き出しているため、紫外線ランプ７０での殺菌後
に、菌が着くことはない。シール作業を終了したボトル
は、内部コンベア１１によって出口コンベア１２の端部
にまで移送され、出口コンベア１２に引き渡される。

【００３５】なお、殺菌から充填部，シール部の全てに
使われているジャバラ２６，８９，９６，１０５は一つ
の実施の形態であるが、このような機能を有するものと
して、一般に隔膜と呼ばれる機構を持ち、水蒸気や空気
に対して通気性がなく、水蒸気の温度に耐えることが可
能であり、大きな伸縮性を持っていればジャバラ以外の
ものも良い。作業時において加わる多少の圧力差（内側
が高圧）に耐えるものであれば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明による液体
充填装置は、ボトルの外表面の殺菌，ボトルの内表面の
殺菌，液体の充填およびボトル口部のシールの一連の作
業を、内部を水蒸気殺菌可能な圧力容器の中で行なうこ
とができるようにしたもので、圧力容器内に設置される
全ての機構部分を作業前に殺菌することができる。した
がってこれら機構部分や圧力容器の内壁に付着してい
る、または圧力容器内に浮遊している生きた菌が液体に
混入されることはない。

【００３７】ボトル外表面の殺菌とボトル内表面の殺菌
には化学的な危険のない紫外線を用い、ボトルへの紫外
線の照射は耐圧性の無いランプを直接使わず、導光体に
よる照射方法を用いることによって水蒸気殺菌を可能に
している。殺菌，充填およびシールの全ての機構部分に
おいて、圧力容器外からの上下動駆動部（外部駆動手
段）は隔膜によって圧力容器の内側と外側を仕切り、隔
膜の内外に圧力を加えることができるように構成するこ
とにより隔膜の破壊を防止するとともに弱い力で伸縮で
きる。

【００３８】ボトル外表面の殺菌，ボトル内表面の殺
菌，液体の充填およびボトル口部のシールのための各々
の機構は、独立した機能をもち、個別に専用の圧力容器
と組み合わせることが可能であり、多様なシステム構築
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体充填装置の実施の形態を示す
概略図で、各作業用の機構を共通の圧力容器に収納した
状態を示している。

【図２】図１の圧力容器内に設けられたボトル移送機構
を示す構成図である。

【図３】図１に示す装置の作業前の状態を示す構成図で
ある。

【図４】図１に示す装置のボトル外表面殺菌部の詳細を
示す概略断面図である。

【図５】図４に示すボトル外表面殺菌部の一部分を示
し、図６のＡ−Ａ断面図である。

【図６】図４に示すボトル外表面殺菌部の一部分を示
し、ボトルが移動した状態を示す部分図である。

【図７】図１に示す装置のボトル内部殺菌部の詳細を示
す概略断面図である。

【図８】図１に示す装置の充填部の詳細を示す概略断面
図である。

【図９】図１に示す装置のシール部の詳細を示す概略断
面図である。

【図１０】図９に示すシール部の一部分を示し、構成機
器の図９とは異なる状態を示す部分図である。

【符号の説明】

１…圧力容器２…ボトル外表面殺菌部３…ボトル内部殺菌部４…充填部５…シール部６…入口側７…出口側８…未処理ボトル９…処理済みボトル１０…入口コンベア１１…内部コンベア１２…出口コンベア１３…タイミングスクリュー１４…ガイドレール１５…入口扉１６…出口扉１７…蒸気導入口１８…空気導入口１９…ドレン弁２０…通気弁２１…処理中ボトル２２…吸着ノズル２３…真空導管（Ａ）２４…真空導管（Ｂ）２５…真空ポンプ２６，８９，９６，１０５…ジャバラ２７，８２，９２，１０４…ジャバラ下フランジ２８，８１，９９…ジャバラ上フランジ２９，８８，９７，１０７…囲い３０，８３，９３，１０３…開口部３１，５０，８６，９４，１０２…軸シール３２，８７，９５，１０６…通気孔３３，８０，９１，１０１…上下動シリンダ３４…フレキシブルホース３５…立上り部３６，９０，９８…パッキン３７，８４…導光体３８，８５…ランプハウス３９…反射板４０…ボトル底用導光体４１…反射板４２…通気弁４３…ストップ弁４４…充填ノズル４５…充填管４６…計量・制御装置４７…テレスコープ型液体導入部４８…固定管４９…可動管５１…加熱ヒータ５２…シート５３…ボトル口部５４…加熱ヒータ軸部（Ａ）５５…加熱ヒータ軸部（Ｂ）５６…ヒータ電源５７…チャック５８…可動腕５９…固定腕６０…巻出しローラ６１…巻取りローラ６２…巻出し側遊び車６３…巻取り側遊び車６４…シール機構台６５…ヒンジ６６，６７…スリット６８，６９…シャッタ７０…紫外線ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボトルに殺菌処理を施した後、ボトル内
に液状体を充填しボトルの口部をシールする液体充填装
置において、ボトルを移動させるための搬送手段と、搬送されてくるボトルの外表面を紫外線で殺菌するボト
ル外表面殺菌部と、ボトルの内表面を紫外線で殺菌するボトル内部殺菌部
と、ノズルを持ち、搬送されてくるボトル内にノズルを挿入
して無菌状態で液状体を充填する液状体充填部と、搬送されてくるボトルの口部にシール材を無菌状態で加
熱溶着して封をするボトル用シール装置部とを圧力容器
内に配置し、かつ、圧力容器内に高温蒸気圧を供給する蒸気供給機構
および無菌の乾燥空気を送り込む空気導入機構を設け、ボトルを圧力容器内に搬送する前に、前記圧力容器内に
前記蒸気圧を導入し、その後、無菌の乾燥空気を導入し
た状態で圧力容器内にボトルを搬入し、圧力容器内でボ
トル内外表面を殺菌し、無菌状態で液状体を充填，シー
ルすることを特徴とする液体充填装置。
【請求項２】前記ボトル外表面殺菌部は、前記圧力容
器外に設けた紫外線発光源と、前記圧力容器内に設けた
導光体とを有し、紫外線を外部から圧力容器内に導入することを特徴とす
る請求項１記載の液体充填装置。
【請求項３】前記ボトル外表面殺菌部は、圧力容器内
に楕円または近似的に楕円断面形状を持つ光反射体を有
し、楕円または近似楕円の一方の焦点位置，またはその近似
位置に前記導光体を配置し、他方の焦点位置またはその
近似位置に搬送されてくるボトルを位置づけ、紫外線を
照射するように構成したことを特徴とする請求項２記載
の液体充填装置。
【請求項４】前記ボトルを前記光反射体の他方の焦点
位置またはその近似位置に位置づける手段は、吸引する
ことにより吸着できる吸着ノズルを圧力容器内に収容
し、前記吸着ノズルを収容した圧力容器内と外部とを遮
蔽するため、内外を同時に加圧できる隔膜を設けるとと
もに前記吸着ノズルを移動するための外部駆動部を有
し、前記搬送手段で搬送され所定位置に位置づけられるボト
ル内の底面位置に前記吸着ノズルを接触させ、ボトルを
吸着して前記他方の焦点位置またはその近似位置に位置
づけることを特徴とする請求項３記載の液体充填装置。
【請求項５】前記ボトル内表面殺菌部は、紫外線を導
入する導光体を圧力容器内に収容し、前記導光体を収容
した圧力容器内と外部とを遮蔽するため、内外を同時に
加圧できる隔膜を設けるとともに前記導光体を移動する
ための外部駆動部を有し、前記搬送手段で搬送され所定位置に位置づけられるボト
ル内に前記導光体を挿入して紫外線を照射することを特
徴とする請求項１記載の液体充填装置。
【請求項６】前記液状体充填部は、液状体を充填する
ノズルを前記圧力容器内に収容し、前記ノズルを収容し
た圧力容器内と外部とを遮蔽するため、内外を同時に加
圧できる隔膜を設けるとともに前記ノズルを移動するた
めの外部駆動部を有し、前記搬送手段で搬送され所定位置に位置づけられるボト
ル内に前記ノズルを挿入して液状体を充填することを特
徴とする請求項１記載の液体充填装置。
【請求項７】ボトル用シール装置部は、加熱器を前記
圧力容器内に収容し、前記加熱器を収容した圧力容器内
と外部とを遮蔽するため、内外を同時に加圧できる隔膜
を設けるとともに前記加熱器を移動するための外部駆動
部を有し、さらにシール材を前記ボトルの口部と加熱器の間に送出
する巻出し巻取り装置を有し、前記搬送手段で搬送され所定位置に位置づけられるボト
ルの口部に前記加熱器を前記シール材を介して接触さ
せ、加熱溶着することを特徴とする請求項１記載の液体
充填装置。