JP2006240658A - Rotary filling apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary filling apparatus which certainly detects the volume of a liquid filled into a container at a low cost, and controls not only the filling volume of the liquid but also the temperature of the liquid. <P>SOLUTION: A drink filling machine 10 detects a level of filling the liquid into the container 100 without making contact with the container 100 so as to contribute to cleaning the environment for filling the liquid. A liquid volume detecting sensor 50 detects a filling level of the liquid by detecting infrared radiant energy to execute highly precise detection at a low cost. Controlling a liquid filling volume may be carried out in combination with timer control that allows liquid filling to continue for a preset time after the liquid volume detecting sensor 50 detects filling of the liquid up to a prescribed level. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、飲料水等の液体をＰＥＴボトルやガラス瓶、缶等の容器に充填する回転式充填装置に関する。   The present invention relates to a rotary filling device that fills a container such as a PET bottle, a glass bottle, or a can with a liquid such as drinking water.

飲料水等の液体をＰＥＴボトルやガラス瓶、ボトル缶等の容器に充填する装置として、回転式充填装置が用いられている。この回転式充填装置は、回転する円板の外周部に複数の充填バルブを備えており、円板がほぼ１回転する間に、充填バルブから容器内への充填を行う。   A rotary filling device is used as a device for filling a container such as a PET bottle, a glass bottle, or a bottle can with a liquid such as drinking water. This rotary filling device is provided with a plurality of filling valves on the outer peripheral portion of a rotating disk, and fills the container from the filling valve while the disk rotates almost once.

容器内に充填された液量を管理するため、容器内に充填された液量を検知する技術が種々提案されている。例えば、容器内にセンサ電極を挿入し、液体がセンサ電極に接触したことを検知することによって、容器内に所定量の液体が充填されたか否かを検出するものがある（例えば、特許文献１参照。）。   Various techniques for detecting the amount of liquid filled in a container have been proposed in order to manage the amount of liquid filled in the container. For example, there is one that detects whether or not a predetermined amount of liquid is filled in a container by inserting a sensor electrode into the container and detecting that the liquid has contacted the sensor electrode (for example, Patent Document 1). reference.).

しかし、近年、無菌充填方式等と称され、クリーンな環境下で液体を容器に充填することで、製品の安全性、品質等を担保する技術の採用が強く要求される傾向にある。このような要求に対し、飲料充填機の各部のサニタリー性を高めるための様々な工夫も行われている中で、センサ電極を液体に接触させることが歓迎されないのは、言うまでもなく明らかである。
そこで、容器への液体の充填量の検知を、非接触で行うことが要求される。 However, in recent years, there has been a tendency to strongly demand the adoption of a technique that ensures the safety, quality, and the like of products by filling a container with a liquid in a clean environment. Needless to say, it is obviously not welcomed to contact the sensor electrode with the liquid while various devices for improving the sanitary property of each part of the beverage filling machine have been made in response to such a demand.
Therefore, it is required to detect the filling amount of the liquid into the container in a non-contact manner.

これに対し、可視光や近赤外線光を用い、容器に充填された液体により透過光量が減衰することを利用し、非接触で充填量の検知を行うことも行われている。また、液体によって容器表面の温度が変化することを利用し、赤外放射エネルギを、赤外線カメラで撮影することによって、液体の充填量を検知する手法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。   On the other hand, it is also possible to detect the filling amount in a non-contact manner by using the attenuation of the transmitted light amount by the liquid filled in the container using visible light or near infrared light. In addition, a method for detecting the filling amount of the liquid by photographing the infrared radiant energy with an infrared camera using the change in the temperature of the container surface by the liquid has been proposed (see, for example, Patent Document 2). .)

特開２００３−１３０７１４号公報JP 2003-130714 A 特開２００１−１１６６１１号公報JP 2001-116611 A

しかしながら、可視光や近赤外線光を用いる場合、充填する容器や液体の色等に応じ、検出感度が低くなることがあり、特に容器が不透明な場合等には、液体の検知自体ができないこともある。
赤外放射エネルギを用いる場合には、このような問題を回避できるものの、この場合には、赤外線カメラは非常に高価であり、コストがかかる、という問題が生じる。 However, when visible light or near-infrared light is used, the detection sensitivity may be low depending on the container to be filled and the color of the liquid, etc. Especially when the container is opaque, the liquid itself may not be detected. is there.
In the case of using infrared radiant energy, such a problem can be avoided. However, in this case, there arises a problem that the infrared camera is very expensive and expensive.

また、他の問題として、充填する容器の種類が変更された場合等には、液体の充填量（レベル）も変わることがあるが、このような、いわゆる型替えを行う際には、容器に充填された液体を検知する機構についても位置を変更する必要が生じることがある。従来提案された技術においては、このような点について考慮されたものが見出せない、という問題もある。   As another problem, when the type of container to be filled is changed, the liquid filling amount (level) may also change. It may be necessary to change the position of the mechanism for detecting the filled liquid. In the conventionally proposed technology, there is also a problem that it is not possible to find one that considers such a point.

さらに、容器に充填された液体の検知の目的は、一つには、液体が所定量容器に確認されたか否かの確認という、検査的なものもあるが、他に、液体が所定レベルまで到達したことを検知し、これに基づいて容器への液体の充填停止タイミングを制御する、充填量制御というものがある。近年、キャップ付近にまで液体を充填するようなことも多く、そのような場合には、液面が所定レベルに達したか否か、検知するのが困難なこともある。   In addition, one of the purposes of detecting the liquid filled in the container is to check whether the liquid has been confirmed in the container in a predetermined amount. There is a so-called filling amount control that detects the arrival of the liquid and controls the liquid filling stop timing of the liquid based on this. In recent years, the liquid is often filled up to the vicinity of the cap, and in such a case, it may be difficult to detect whether or not the liquid level has reached a predetermined level.

この他、容器に対する液体の充填量だけでなく、液体の温度を管理することが要求されるケースもあり、このような場合には、液体の充填量を検知するセンサの他に液体の温度を検出するセンサ等が必要となり、装置が複雑になり、装置コストの上昇、信頼性の低下を招きやすい、等の問題が生じることもある。   In addition, there are cases where it is required to control not only the amount of liquid filling the container but also the temperature of the liquid. In such a case, the temperature of the liquid is controlled in addition to the sensor for detecting the amount of liquid filling. A sensor or the like for detection is required, and the apparatus becomes complicated, which may cause problems such as an increase in apparatus cost and a decrease in reliability.

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、容器に充填される液体の量を低コストで確実に検知することができる回転式充填装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、液体の充填量だけでなく、液体の温度についても管理することのできる回転式充填装置を提供することにある。 The present invention has been made based on such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a rotary filling device that can reliably detect the amount of liquid filled in a container at low cost.
Another object of the present invention is to provide a rotary filling apparatus capable of managing not only the liquid filling amount but also the liquid temperature.

かかる目的のもと、本発明の回転式充填装置は、円板の外周に複数の充填バルブを備え、円板の回転中に、充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ充填バルブから液体を注入する回転式充填装置であり、複数の充填バルブのそれぞれに対応する位置に設けられ、容器内に注入された液体のレベルを非接触で検出するセンサと、センサでの検出結果に基づき、充填バルブを制御して容器内への液体の注入を停止させるコントローラと、を備えることを特徴とする。このように、複数の充填バルブのそれぞれに対応して、非接触式のセンサを設けることで、安価なセンサを採用すれば、赤外線カメラ等を用いる場合に比較して、低コストで液体の充填量を検出できる。
このようなセンサとしては、光学式センサ等を用いることもできるが、液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、容器内の液体のレベルを検出するものを用いるのが好ましい。液体や容器の色、充填時に発生した泡等に関わらず、確実な検出が行えるからである。
赤外放射エネルギを検出するセンサを用いる場合、このセンサでは、センサにおける赤外放射エネルギの検出位置を目視で確認できるよう、センサにおける赤外放射エネルギの検出位置に可視光を照射する可視光照射部をさらに備えるのが好ましい。これにより、センサの位置調整等が容易に行える。 For this purpose, the rotary filling device of the present invention comprises a plurality of filling valves on the outer periphery of the disk, and the filling valve is inserted into a container in which an opening is assigned to the filling valve during the rotation of the disk. A rotary filling device for injecting liquid, provided at a position corresponding to each of a plurality of filling valves, based on a sensor for detecting the level of the liquid injected into the container in a non-contact manner and a detection result of the sensor And a controller for controlling the filling valve to stop the injection of the liquid into the container. In this way, by providing a non-contact type sensor corresponding to each of the plurality of filling valves, if an inexpensive sensor is adopted, liquid filling can be performed at a lower cost than when using an infrared camera or the like. The amount can be detected.
An optical sensor or the like can be used as such a sensor, but it is preferable to use a sensor that detects the level of the liquid in the container based on the infrared radiation energy radiated from the container into which the liquid is injected. . This is because reliable detection can be performed regardless of the color of the liquid or the container, bubbles generated during filling, or the like.
When using a sensor that detects infrared radiant energy, this sensor irradiates visible light at the infrared radiant energy detection position of the sensor so that the infrared radiant energy detection position of the sensor can be visually confirmed. It is preferable to further comprise a part. Thereby, the position adjustment of a sensor etc. can be performed easily.

このような回転式充填装置は、所定以上のクリーン度の環境下で、常温以下の温度の液体を充填バルブから注入する、いわゆる無菌充填装置に適用することが可能である。もちろん、液体を高温のまま充填する、いわゆるホット充填方式の回転式充填装置に本発明を適用することも可能であるが、その場合、以下に示すような構成を適用するのが好ましい。
すなわち、ホット充填方式の回転式充填装置の場合、センサでは、容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、容器内の液体の温度を検出するようにし、コントローラは、検出された容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定するようにするのである。
ホット充填方式の場合、回転式充填装置は、液体の注入が完了した容器を上下に反転させ、容器内の液体により容器のキャップ内面を殺菌する転倒殺菌機を後段にさらに備える。そこで、コントローラでは、検出された容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であると判定されたものを転倒殺菌機で殺菌するようにできる。これにより、充填量制御だけでなく、転倒殺菌の可否の判定・制御までを、一種類のセンサで行うことができる。 Such a rotary filling device can be applied to a so-called aseptic filling device in which a liquid having a temperature of room temperature or lower is injected from a filling valve in an environment having a cleanness of a predetermined level or more. Of course, it is possible to apply the present invention to a so-called hot filling type rotary filling apparatus that fills a liquid at a high temperature. In that case, it is preferable to apply the following configuration.
That is, in the case of a hot filling type rotary filling device, the sensor detects the temperature of the liquid in the container based on the infrared radiation energy radiated from the container, and the controller detects the liquid in the detected container. It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
In the case of the hot filling method, the rotary filling device further includes an overturn sterilizer that inverts the container in which the liquid has been injected upside down and sterilizes the inner surface of the cap of the container with the liquid in the container. Therefore, the controller can sterilize the detected liquid in the container that has been determined to be equal to or higher than a predetermined temperature with the overturning sterilizer. Thus, not only the filling amount control but also the determination / control of whether or not to allow overturning sterilization can be performed with one type of sensor.

上記したような本発明の回転式充填装置では、コントローラにおいて、センサにて容器内の所定レベルまで液体が注入されたことを検知した後、予め定められた所定時間だけ、容器内への液体を続行し、所定時間が経過した時点で、容器内への液体の注入を停止させるよう、制御することもできる。これにより、液面が所定レベルに達したか否かの検出が困難な場合にも、液体を所定レベルまで充填することが可能となる。   In the rotary filling apparatus of the present invention as described above, after the controller detects that the liquid has been injected to a predetermined level in the container, the liquid is supplied into the container for a predetermined time. It can also be controlled to stop the injection of liquid into the container when a predetermined time has passed. As a result, even when it is difficult to detect whether or not the liquid level has reached a predetermined level, the liquid can be filled to the predetermined level.

また、複数の充填バルブのそれぞれに対応する位置に設けられた複数のセンサを、リング状の支持部材に設け、この支持部材を、円板に対して昇降可能に設けるようにしてもよい。これにより、複数のセンサの位置検出レベルを同時に変更することができ、型替えに容易に対応できる。もちろん、リング状の支持部材に限らず、支持部材を複数設け、それぞれの支持部材に複数のセンサを取り付け、これら複数の支持部材を昇降可能に設けるようにしても、同様の効果が得られる。
さらに、センサは、充填バルブに対し、円板の内周側に設けるのが好ましい。これにより、回転式充填装置の外周側に位置する搬送スターホイール等、他の装置にセンサが干渉するのを回避できる。 Further, a plurality of sensors provided at positions corresponding to the plurality of filling valves may be provided on a ring-shaped support member, and the support member may be provided so as to be movable up and down with respect to the disk. Thereby, the position detection level of a some sensor can be changed simultaneously, and it can respond to a type change easily. Of course, the present invention is not limited to the ring-shaped support member, and a similar effect can be obtained by providing a plurality of support members, attaching a plurality of sensors to each support member, and providing the plurality of support members so as to be movable up and down.
Further, the sensor is preferably provided on the inner peripheral side of the disc with respect to the filling valve. Thereby, it can avoid that a sensor interferes with other apparatuses, such as a conveyance star wheel located in the perimeter side of a rotary filling device.

本発明は、円板の外周に複数の充填バルブを備え、円板の回転中に、充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ充填バルブから液体を注入する回転式充填装置であって、液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、容器内の液体のレベルおよび容器内の液体の温度を検出するセンサと、センサでの検出結果に基づき、充填バルブを制御して容器内への液体の注入を停止させる充填制御部と、検出された容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定する液温判定部と、を備えることを特徴とする回転式充填装置とすることもできる。   The present invention is a rotary filling device that includes a plurality of filling valves on the outer periphery of a disk and injects liquid from the filling valve into a container in which an opening is assigned to the filling valve during rotation of the disk. A sensor that detects the level of the liquid in the container and the temperature of the liquid in the container based on the infrared radiant energy radiated from the container into which the liquid is injected, and the filling valve is controlled based on the detection result of the sensor. A filling control unit for stopping the injection of the liquid into the container, and a liquid temperature determining unit for determining whether or not the detected temperature of the liquid in the container is equal to or higher than a predetermined temperature. It can also be a rotary filling device characterized.

本発明によれば、非接触で容器への液体の充填レベルを検出することができ、液体充填環境のクリーン化に寄与するとともに、液体充填制御を高精度に行うことができる。また、センサで、赤外放射エネルギを検出して液体の充填レベルを検出するようにすれば、容器や液体の色、充填時に発生した泡等に関わらず、高精度な検出が行える。しかも、赤外線カメラではなく、放射温度センサをセンサとして採用し、複数の充填装置のそれぞれに対応してセンサを設けることで、その装置コストを大幅に低コストなものとすることができる。
また、本発明によれば、液体の充填量だけでなく、液体の温度についても検知することで、転倒殺菌の可否を判定することも可能となる。この場合、センサは、液量検知と、液体の温度検知の２つの機能を兼ねるものとなるので、コスト低減効果は一層顕著なものとなる。 According to the present invention, it is possible to detect the level of liquid filling the container in a non-contact manner, contributing to the cleanness of the liquid filling environment, and performing liquid filling control with high accuracy. If the sensor detects infrared radiant energy to detect the filling level of the liquid, high-accuracy detection can be performed regardless of the color of the container or liquid, bubbles generated during filling, and the like. In addition, by adopting a radiation temperature sensor as a sensor instead of an infrared camera and providing a sensor corresponding to each of the plurality of filling devices, the cost of the device can be greatly reduced.
In addition, according to the present invention, it is possible to determine whether or not the sterilization is possible by detecting not only the liquid filling amount but also the liquid temperature. In this case, since the sensor serves as both functions of the liquid amount detection and the liquid temperature detection, the cost reduction effect becomes more remarkable.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本実施の形態における飲料充填機１０の全体構成を説明するための図である。図１に示す、第一実施形態における飲料充填機１０は、主に無菌充填方式に適用されるものである。
図１に示すように、飲料充填機１０は、容器をすすぐすすぎリンサ２０、容器に液体を充填するフィラ（回転式充填装置）３０、液体が充填された容器にキャップを装着するキャッパ４０を主に備えている。
これらすすぎリンサ２０、フィラ３０、キャッパ４０間には、搬送スターホイール４５等が設けられ、これによって、容器の受け渡し等が行われるようになっている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of a beverage filling machine 10 according to the present embodiment. The beverage filling machine 10 in the first embodiment shown in FIG. 1 is mainly applied to an aseptic filling method.
As shown in FIG. 1, the beverage filling machine 10 mainly includes a rinser 20 for rinsing a container, a filler (rotary filling device) 30 for filling the container with a liquid, and a capper 40 for attaching a cap to the container filled with the liquid. In preparation.
A transport star wheel 45 or the like is provided between the rinse rinser 20, the filler 30, and the capper 40, so that containers are delivered and the like.

無菌充填方式の場合、このような飲料充填機１０は、その全体が所定以上のクリーン度に維持されたクリーンルーム内に設置されるとともに、すすぎリンサ２０に供給される容器、キャッパ４０に供給されるキャップ、フィラ３０に供給される液体等は、各種殺菌機にて事前に殺菌されるようになっている。   In the case of the aseptic filling method, such a beverage filling machine 10 is installed in a clean room where the whole is maintained at a cleanness of a predetermined level or more, and is supplied to a container and a capper 40 supplied to the rinse rinser 20. The liquid supplied to the cap and filler 30 is sterilized in advance by various sterilizers.

図２に示すように、フィラ３０は、図示しない駆動モータによって一方向に回転駆動される回転テーブル３１を備えている。回転テーブル３１には、その外周に円周方向に沿って多数の充填バルブ３２が備えられている。各充填バルブ３２では、容器１００を保持した状態で、容器１００内に液体を充填できるようになっている。充填バルブ３２に対しては、回転テーブル３１の上方に配置されたタンク３３から、液体供給管３４を介して液体が供給される。各充填バルブ３２は、図示しないコントローラによりその作動が制御され、液体の供給開始・供給停止が行われるようになっている。   As shown in FIG. 2, the filler 30 includes a rotary table 31 that is rotationally driven in one direction by a drive motor (not shown). The rotary table 31 is provided with a large number of filling valves 32 on the outer periphery thereof along the circumferential direction. Each filling valve 32 can fill the container 100 with a liquid while the container 100 is held. Liquid is supplied to the filling valve 32 from a tank 33 disposed above the rotary table 31 through a liquid supply pipe 34. The operation of each filling valve 32 is controlled by a controller (not shown) to start and stop supplying liquid.

このようなフィラ３０において、回転テーブル３１は回転し、所定の位置にて、すすぎリンサ２０側から供給された容器１００が充填バルブ３２に保持され、容器１００の開口部が充填バルブ３２のノズルにあてがわれる。容器１００を保持した充填バルブ３２は、回転テーブル３１がほぼ１回転する間に、タンク３３から供給された液体を容器１００に充填し、所定の位置にて、液体が充填された容器１００を解放する。充填バルブ３２から解放された容器１００は、後工程のキャッパ４０側に送り出され、キャップが装着される。   In such a filler 30, the rotary table 31 rotates, and at a predetermined position, the container 100 supplied from the rinse rinser 20 side is held by the filling valve 32, and the opening of the container 100 serves as the nozzle of the filling valve 32. Assigned. The filling valve 32 that holds the container 100 fills the container 100 with the liquid supplied from the tank 33 while the rotary table 31 rotates almost once, and releases the container 100 filled with the liquid at a predetermined position. To do. The container 100 released from the filling valve 32 is sent to the capper 40 side in the subsequent process, and a cap is attached.

さて、フィラ３０においては、容器１００に充填された液の量（レベル）を検知するため液量検知センサ５０が設けられている。この液量検知センサ５０は、非接触で容器１００に充填された液量を検知する。
非接触式の液量検知センサ５０としては、可視光や近赤外光等を発し、容器１００に照射する光源と、光源から容器１００に照射された光の反射光、透過光を受光する受光素子とを備えた光学式センサを用いることもできるが、可視光や近赤外線光を用いる場合、容器１００の色は充填する液体の色等に応じ、検出感度が低くなることがある。このため、液量検知センサ５０として、赤外放射エネルギを検出する、サーモパイル、焦電型素子等の放射温度センサを用いるのが好ましい。 In the filler 30, a liquid amount detection sensor 50 is provided for detecting the amount (level) of the liquid filled in the container 100. The liquid amount detection sensor 50 detects the amount of liquid filled in the container 100 in a non-contact manner.
The non-contact type liquid amount detection sensor 50 emits visible light, near-infrared light, and the like, and receives a light source that irradiates the container 100 and a reflected light and a transmitted light of the light emitted from the light source to the container 100 Although an optical sensor provided with an element can be used, when visible light or near infrared light is used, the detection sensitivity of the color of the container 100 may be lowered depending on the color of the liquid to be filled. For this reason, it is preferable to use a radiation temperature sensor such as a thermopile or a pyroelectric element that detects infrared radiation energy as the liquid amount detection sensor 50.

液量検知センサ５０は、回転テーブル３１に、充填バルブ３２と同数が設けられている。個々の液量検知センサ５０は、各充填バルブ３２に対応した位置に配置され、回転テーブル３１に取り付けられている。
ここで、これら複数の液量検知センサ５０は、回転テーブル３１の下方に設けられたリング状の支持部材５１に取り付けられている。支持部材５１は、回転テーブル３１に取り付けられた充填バルブ３２の内周側に設けられており、これによって各液量検知センサ５０は、充填バルブ３２の内周側から、検知を行うようになっている。
支持部材５１は、ボールネジ、シリンダ等の昇降機構５２により、回転テーブル３１に対し、上下動可能に設けられている。これによって、液量検知センサ５０は、充填バルブ３２に保持される容器１００に対し、その上下方向のレベルを変更できるようになっている。 The same number of liquid amount detection sensors 50 as the filling valves 32 are provided on the rotary table 31. Each liquid amount detection sensor 50 is disposed at a position corresponding to each filling valve 32 and attached to the turntable 31.
Here, the plurality of liquid amount detection sensors 50 are attached to a ring-shaped support member 51 provided below the rotary table 31. The support member 51 is provided on the inner peripheral side of the filling valve 32 attached to the rotary table 31, whereby each liquid amount detection sensor 50 detects from the inner peripheral side of the filling valve 32. ing.
The support member 51 is provided so as to move up and down with respect to the rotary table 31 by a lifting mechanism 52 such as a ball screw or a cylinder. Thereby, the liquid amount detection sensor 50 can change the vertical level of the container 100 held by the filling valve 32.

図３に示すように、液量検知センサ５０は、位置合わせ用の可視光を照射する可視光照射部５３を備えている。可視光照射部５３は、ＬＥＤ、レーザダイオード（ＬＤ）等の発光体５３ａと、発光体５３ａで発した可視光Ｂを、液量検知センサ５０における検知方向に合致させるためのハーフミラー、レンズ等の光学系５３ｂとから構成され、液量検知センサ５０における検知方向の中心軸位置に、発光体５３ａで発光した可視光Ｂを照射できるようになっている。このような可視光照射部５３で可視光Ｂを発生することにより、液量検知センサ５０での検出位置の調整等を、目視により容易に行うことができるようになっている。   As shown in FIG. 3, the liquid amount detection sensor 50 includes a visible light irradiation unit 53 that irradiates visible light for alignment. The visible light irradiation unit 53 includes a light emitting body 53a such as an LED or a laser diode (LD), and a visible light B emitted from the light emitting body 53a, a half mirror, a lens, or the like for matching the detection direction of the liquid amount detection sensor 50. The visible light B emitted by the light emitter 53a can be irradiated to the central axis position in the detection direction of the liquid amount detection sensor 50. By generating visible light B in such a visible light irradiation unit 53, adjustment of the detection position by the liquid amount detection sensor 50 and the like can be easily performed visually.

さて、このような液量検知センサ５０では、この液量検知センサ５０に対向した充填バルブ３２に保持された容器１００に、充填バルブ３２によって充填された液体が、所定レベルまで充填されたか否かを検出する。例えば赤外放射エネルギを検出する液量検知センサ５０の場合であれば、容器１００の所定位置に向けて液量検知センサ５０はセットされ、この状態で、容器１００の表面から発せられる赤外放射エネルギを検出している。容器１００に液体が充填されると、液体の温度によって容器１００の表面も変化する。一般に、液体の充填時、無菌充填方式の場合、液体は５℃以下、ホット充填方式の場合概ね８０℃以上であり、常温（概ね２０℃前後）とは１５℃以上の隔たりがある。したがって、容器１００の所定位置において赤外放射エネルギを液量検知センサ５０で検出していると、図４に示すように、液体が、その位置まで充填されたときに、センサ出力（検出される赤外放射エネルギ）が大きく変化することが検出できる。
飲料充填機１０のコントローラ（図示無し）では、赤外放射エネルギの変化量が、予め定めたしきい値よりも大きくなった時点で、液体が容器１００に所定レベルまで充填されたと判定し、充填バルブ３２を閉じ、容器１００への液体の充填を停止させる。
このようにして、液量検知センサ５０で、容器１００への液体の充填量を制御することができる。 In such a liquid amount detection sensor 50, whether or not the liquid filled by the filling valve 32 is filled to a predetermined level in the container 100 held by the filling valve 32 facing the liquid amount detection sensor 50 is determined. Is detected. For example, in the case of the liquid amount detection sensor 50 that detects infrared radiation energy, the liquid amount detection sensor 50 is set toward a predetermined position of the container 100, and in this state, infrared radiation emitted from the surface of the container 100. Energy is detected. When the container 100 is filled with a liquid, the surface of the container 100 also changes depending on the temperature of the liquid. Generally, at the time of liquid filling, the liquid is 5 ° C. or less in the case of the aseptic filling method, and is generally 80 ° C. or more in the case of the hot filling method, and there is a difference of 15 ° C. or more from the normal temperature (about 20 ° C. or so). Therefore, if the infrared radiation energy is detected at the predetermined position of the container 100 by the liquid amount detection sensor 50, as shown in FIG. 4, when the liquid is filled up to that position, the sensor output (detected). It can be detected that the infrared radiation energy) changes greatly.
The controller (not shown) of the beverage filling machine 10 determines that the liquid has been filled into the container 100 to a predetermined level when the amount of change in the infrared radiant energy is greater than a predetermined threshold value, and filling The valve 32 is closed and the filling of the liquid into the container 100 is stopped.
In this manner, the liquid amount detection sensor 50 can control the filling amount of the liquid into the container 100.

このとき、飲料充填機１０のコントローラ（図示無し）では、液量検知センサ５０で液体が容器１００に所定レベルまで充填されたと判定した後も、予め設定した所定時間だけ、液体の充填を続行させるタイマー制御を行うこともできる。このようにすれば、例えば、容器１００の口部近傍にまで液体を充填するとき等、そのレベルが、飲料充填機１０の他の部分と干渉して液量検知センサ５０での検知が行えないような位置となる場合であっても、充填液量の確実な制御が可能となる。   At this time, after the controller (not shown) of the beverage filling machine 10 determines that the liquid has been filled in the container 100 to a predetermined level by the liquid amount detection sensor 50, the filling of the liquid is continued for a predetermined time set in advance. Timer control can also be performed. In this way, for example, when the liquid is filled to the vicinity of the mouth of the container 100, the level interferes with the other part of the beverage filling machine 10, and the detection by the liquid amount detection sensor 50 cannot be performed. Even in such a position, it is possible to reliably control the amount of the filling liquid.

上述したようにして、飲料充填機１０では、非接触で容器１００への液体の充填レベルを検出することができ、液体充填環境のクリーン化に寄与するとともに、液体充填制御を高精度に行うことができる。また、液量検知センサ５０で、赤外放射エネルギを検出することで液体の充填レベルを検出するので、容器１００や液体の色、充填時に発生した泡等に関わらず、高精度な検出が行える。しかも、赤外線カメラではなく、サーモパイル、焦電型素子等の放射温度センサを液量検知センサ５０として採用することで、その装置コストを大幅に低コストなものとすることができる。
また、液体の充填量の制御は、液量検知センサ５０で液体が所定のレベルまで充填されたことを検出した後、予め設定した所定時間だけ充填を継続するタイマー制御を組み合わせることもできる。このようにすれば、液量検知センサ５０の設置位置等の自由度が高まり、上記高精度な液体充填量制御を、より広い範囲に適用できる。 As described above, the beverage filling machine 10 can detect the filling level of the liquid in the container 100 in a non-contact manner, contributes to the cleaning of the liquid filling environment, and performs the liquid filling control with high accuracy. Can do. In addition, since the liquid filling level is detected by detecting the infrared radiation energy by the liquid amount detection sensor 50, high-accuracy detection can be performed regardless of the color of the container 100, the liquid, bubbles generated at the time of filling, or the like. . In addition, by employing a radiation temperature sensor such as a thermopile or a pyroelectric element as the liquid amount detection sensor 50 instead of the infrared camera, the cost of the apparatus can be greatly reduced.
Further, the control of the filling amount of the liquid can be combined with a timer control that continues the filling for a predetermined time after the liquid amount detecting sensor 50 detects that the liquid is filled to a predetermined level. In this way, the degree of freedom such as the installation position of the liquid amount detection sensor 50 is increased, and the above-described highly accurate liquid filling amount control can be applied to a wider range.

しかも、複数の充填バルブ３２のそれぞれに対応するように設けられた液量検知センサ５０は、リング状の支持部材５１に支持され、この支持部材５１は昇降機構５２により上下動が可能になっている。これによって、容器１００の種類等に応じ、液量検知センサ５０で液体の充填レベル検出を行う高さを変更する際に、全ての液量検知センサ５０を一括して移動させることができ、段替え作業を容易に行うことが可能となる。
また、液量検知センサ５０に、可視光Ｂを発する可視光照射部５３を備えるようにすれば、液量検知センサ５０での検出位置の位置調整等を、目視により容易に行うことが可能となる。 In addition, the liquid amount detection sensor 50 provided to correspond to each of the plurality of filling valves 32 is supported by a ring-shaped support member 51, and the support member 51 can be moved up and down by an elevating mechanism 52. Yes. Accordingly, when the height at which the liquid level detection sensor 50 detects the liquid filling level is changed according to the type of the container 100 or the like, all the liquid level detection sensors 50 can be moved collectively. Replacement work can be easily performed.
Further, if the liquid amount detection sensor 50 is provided with a visible light irradiation unit 53 that emits visible light B, the position adjustment of the detection position in the liquid amount detection sensor 50 can be easily performed visually. Become.

上記したような第一実施形態における構成は、無菌充填方式に限らず、通常の、いわゆるホット充填方式等においても同様に適用することが可能である。   The configuration in the first embodiment as described above is not limited to the aseptic filling method but can be similarly applied to a normal so-called hot filling method.

［第二実施形態］
次に、本発明を、ホット充填方式の飲料充填機６０に適用する場合の例を示す。なお、以下に説明する第二実施形態において、上記第一実施形態と共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、飲料充填機６０は、容器１００をすすぐすすぎリンサ２０、容器１００に液体を充填するフィラ３０、液体が充填された容器１００にキャップを装着するキャッパ４０、転倒殺菌機７０を主に備えている。すすぎリンサ２０、フィラ３０、キャッパ４０間には、搬送スターホイール４５等が設けられ、これによって、容器１００の受け渡し等が行われるようになっている。 [Second Embodiment]
Next, an example in which the present invention is applied to a hot filling beverage filling machine 60 will be described. In addition, in 2nd embodiment demonstrated below, about the structure which is common in said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5, the beverage filling machine 60 includes a rinser 20 that rinses the container 100, a filler 30 that fills the container 100 with a liquid, a capper 40 that mounts a cap on the container 100 filled with the liquid, and a tipping sterilizer 70. It is mainly equipped with. A transfer star wheel 45 or the like is provided between the rinse rinser 20, the filler 30, and the capper 40, whereby the container 100 is delivered and the like.

この飲料充填機６０では、フィラ３０にて、所定以上の温度の液体を容器１００に充填する。転倒殺菌機７０にて、容器１００に装着されたキャップの内面を、高温の液体で殺菌するためである。
図６に示すように、転倒殺菌機７０は、フィラ３０で液体が充填され、キャッパ４０でキャップが装着された容器１００を受け取り、これを搬送する過程で、容器１００の上下を反転させる。これにより、容器１００内の液体がキャップの裏側に接触し、殺菌が行われるようになっている。 In the beverage filling machine 60, the container 100 is filled with a liquid having a predetermined temperature or higher by the filler 30. This is because the inner surface of the cap mounted on the container 100 is sterilized with a high-temperature liquid in the overturning sterilizer 70.
As shown in FIG. 6, the overturning sterilizer 70 receives the container 100 filled with the liquid with the filler 30 and attached with the cap with the capper 40, and inverts the container 100 upside down in the process of transporting it. Thereby, the liquid in the container 100 contacts the back side of the cap, and sterilization is performed.

このような飲料充填機６０においては、フィラ３０は、基本的に、上記第一実施形態と共通の構成を有する。
すなわち、図２に示したように、フィラ３０には、容器１００に充填された液の量（レベル）を検知するため液量検知センサ５０が、回転テーブル３１に、充填バルブ３２と同数が設けられている。
本実施形態の飲料充填機６０においては、液量検知センサ５０は、赤外放射エネルギを検出する、サーモパイル、焦電型素子等の放射温度センサによって構成されている。
これらの液量検知センサ５０は、回転テーブル３１に、昇降機構５２を備えた支持部材５１を介して取り付けられており、これによって、液量検知センサ５０は、充填バルブ３２に保持される容器１００に対し、その上下方向のレベルを変更できるようになっている。
また、この液量検知センサ５０は、位置合わせ用の可視光照射部５３を備えることもできる。 In such a beverage filling machine 60, the filler 30 basically has the same configuration as that of the first embodiment.
That is, as shown in FIG. 2, the filler 30 has a liquid amount detection sensor 50 for detecting the amount (level) of the liquid filled in the container 100, and the rotary table 31 has the same number as the filling valve 32. It has been.
In the beverage filling machine 60 of the present embodiment, the liquid amount detection sensor 50 is configured by a radiation temperature sensor such as a thermopile or a pyroelectric element that detects infrared radiation energy.
These liquid amount detection sensors 50 are attached to the rotary table 31 via a support member 51 provided with an elevating mechanism 52, whereby the liquid amount detection sensor 50 is stored in the container 100 held by the filling valve 32. On the other hand, the level in the vertical direction can be changed.
The liquid amount detection sensor 50 can also include a visible light irradiation unit 53 for alignment.

さて、このような液量検知センサ５０では、この液量検知センサ５０に対向した充填バルブ３２に保持された容器１００に、充填バルブ３２によって充填された液体が、所定レベルまで充填されたか否かを、容器１００から放射される赤外放射エネルギを検出することで検知する。そして、飲料充填機６０のコントローラ（図示無し）では、充填制御部として機能し、赤外放射エネルギの変化量が、予め定めたしきい値よりも大きくなった時点で、液体が容器１００に所定レベルまで充填されたと判定し、充填バルブ３２を閉じ、容器１００への液体の充填を停止させるようになっている。
この場合も、飲料充填機６０のコントローラ（図示無し）では、液量検知センサ５０で液体が容器１００に所定レベルまで充填されたと判定した後も、予め設定した所定時間だけ、液体の充填を続行させるタイマー制御を行うこともできる。 In such a liquid amount detection sensor 50, whether or not the liquid filled by the filling valve 32 is filled to a predetermined level in the container 100 held by the filling valve 32 facing the liquid amount detection sensor 50 is determined. Is detected by detecting the infrared radiation energy radiated from the container 100. The controller (not shown) of the beverage filling machine 60 functions as a filling control unit, and when the amount of change in infrared radiant energy becomes larger than a predetermined threshold value, the liquid is predetermined in the container 100. It is determined that the liquid has been filled to the level, the filling valve 32 is closed, and the filling of the liquid into the container 100 is stopped.
Also in this case, after the controller (not shown) of the beverage filling machine 60 determines that the liquid has been filled into the container 100 to the predetermined level by the liquid amount detection sensor 50, the filling of the liquid is continued for a predetermined time set in advance. Timer control can be performed.

本実施形態の飲料充填機６０においては、液量検知センサ５０では、容器１００から放射される赤外放射エネルギに基づき、容器１００内の液体の温度を検出する。その検出タイミングは、特に限定する意図はないが、例えば、液体が容器１００の所定レベルまで充填されたと判定されたタイミングとすることができる。
そして、飲料充填機６０のコントローラ（図示無し）では、液温判定部として機能し、容器１００内の液体の温度が、予め定めた所定以上の温度であるか否かを判定し、所定以上の温度であるときには、正常であるとして、後工程のキャッパ４０に向けて容器１００を搬送する。一方、容器１００内の液体の温度が、予め定めた所定以上の温度では無かった場合は、この容器１００を、不良品として適宜タイミングで排出するように制御する。これは、容器１００内の温度が規定値よりも低いと、後工程の転倒殺菌機７０にて容器１００を反転して容器１００内の液体をキャップの内面に接触させても、所定の殺菌効果が得られず、品質を保証できないからである。 In the beverage filling machine 60 of this embodiment, the liquid amount detection sensor 50 detects the temperature of the liquid in the container 100 based on the infrared radiation energy radiated from the container 100. The detection timing is not particularly limited, but may be, for example, a timing when it is determined that the liquid is filled to a predetermined level in the container 100.
And in the controller (not shown) of the drink filling machine 60, it functions as a liquid temperature determination part, determines whether the temperature of the liquid in the container 100 is a predetermined or higher temperature, and the predetermined or higher temperature. When it is temperature, the container 100 is transported toward the capper 40 in the subsequent process, assuming that the temperature is normal. On the other hand, when the temperature of the liquid in the container 100 is not higher than a predetermined temperature, the container 100 is controlled to be discharged as a defective product at an appropriate timing. This is because if the temperature in the container 100 is lower than the specified value, the predetermined sterilizing effect can be obtained even if the container 100 is inverted by the overturning sterilizer 70 in the subsequent process and the liquid in the container 100 is brought into contact with the inner surface of the cap. This is because the quality cannot be guaranteed.

このような飲料充填機６０においても、上記第一実施形態の飲料充填機１０と同様の効果を得ることができ、さらに加えて、液量検知センサ５０で、容器１００内の液体の温度を検知することで、転倒殺菌機７０で所定の殺菌を行えるか否かを判定することも可能となる。しかも、このように、液量検知センサ５０は、液量検知と、液体の温度検知の２つの機能を兼ねるものとなるので、コスト低減効果は一層顕著なものとなる。   In such a beverage filling machine 60, the same effect as the beverage filling machine 10 of the first embodiment can be obtained. In addition, the liquid level detection sensor 50 detects the temperature of the liquid in the container 100. By doing so, it is possible to determine whether or not predetermined sterilization can be performed by the overturning sterilizer 70. In addition, as described above, the liquid amount detection sensor 50 has two functions of the liquid amount detection and the liquid temperature detection, so that the cost reduction effect becomes more remarkable.

なお、上記実施の形態において、飲料充填機１０、６０について説明したが、装置各部の詳細な構成については、上記実施形態に示したものに限らず、適宜他の構成を採用することが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。 In addition, in the said embodiment, although the drink filling machines 10 and 60 were demonstrated, about the detailed structure of each part of an apparatus, it is not restricted to what was shown in the said embodiment, It is possible to employ | adopt another structure suitably. is there.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.

第一実施形態における充填装置の全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the filling apparatus in 1st embodiment. フィラに備えたセンサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sensor with which the filler was equipped. センサに備えた可視光照射部を示す図である。It is a figure which shows the visible light irradiation part with which the sensor was equipped. センサ出力の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a sensor output. 第二実施形態における充填装置の全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the filling apparatus in 2nd embodiment. 転倒殺菌機を示す図である。It is a figure which shows a fall sterilizer.

符号の説明Explanation of symbols

１０、６０…飲料充填機、３０…フィラ（回転式充填装置）、３１…回転テーブル、３２…充填バルブ、５０…液量検知センサ、５１…支持部材、５２…昇降機構、５３…可視光照射部、７０…転倒殺菌機、１００…容器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 60 ... Beverage filling machine, 30 ... Filler (rotary filling apparatus), 31 ... Rotary table, 32 ... Filling valve, 50 ... Liquid quantity detection sensor, 51 ... Support member, 52 ... Lifting mechanism, 53 ... Visible light irradiation 70, tip sterilizer, 100 ... container

Claims (10)

円板の外周に複数の充填バルブを備え、前記円板の回転中に、前記充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ前記充填バルブから液体を注入する回転式充填装置であって、
複数の前記充填バルブのそれぞれに対応する位置に設けられ、前記容器内に注入された液体のレベルを非接触で検出するセンサと、
前記センサでの検出結果に基づき、前記充填バルブを制御して前記容器内への液体の注入を停止させるコントローラと、
を備えることを特徴とする回転式充填装置。 A rotary filling device comprising a plurality of filling valves on the outer periphery of a disc, and injecting liquid from the filling valve into a container in which an opening is assigned to the filling valve during rotation of the disc,
A sensor that is provided at a position corresponding to each of the plurality of filling valves, and detects a level of the liquid injected into the container in a non-contact manner;
A controller that controls the filling valve based on the detection result of the sensor to stop the injection of the liquid into the container;
A rotary filling device. 前記センサは、液体が注入される前記容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、前記容器内の液体のレベルを検出することを特徴とする請求項１に記載の回転式充填装置。   The rotary filling device according to claim 1, wherein the sensor detects a level of the liquid in the container based on infrared radiant energy radiated from the container into which the liquid is injected. 前記センサは、前記センサにおける赤外放射エネルギの検出位置に可視光を照射する可視光照射部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の回転式充填装置。   The rotary filling device according to claim 2, wherein the sensor further includes a visible light irradiation unit that irradiates visible light to a detection position of infrared radiant energy in the sensor. 所定以上のクリーン度の環境下で、常温以下の温度の液体を前記充填バルブから注入することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転式充填装置。   The rotary filling device according to any one of claims 1 to 3, wherein a liquid having a temperature equal to or lower than room temperature is injected from the filling valve in an environment having a cleanliness level equal to or higher than a predetermined level. 前記センサは、前記容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、前記容器内の液体の温度を検出し、
前記コントローラは、検出された前記容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項２または３に記載の回転式充填装置。 The sensor detects the temperature of the liquid in the container based on infrared radiant energy radiated from the container,
The rotary filling device according to claim 2 or 3, wherein the controller determines whether or not the detected temperature of the liquid in the container is equal to or higher than a predetermined temperature. 液体の注入が完了した前記容器を上下に反転させ、前記容器内の液体により前記容器のキャップ内面を殺菌する転倒殺菌機を後段にさらに備え、
前記コントローラは、検出された前記容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるものを前記転倒殺菌機で殺菌することを特徴とする請求項５に記載の回転式充填装置。 The container that has been injected with the liquid is turned upside down, and further equipped with a tipping sterilizer that sterilizes the inner surface of the cap of the container with the liquid in the container.
6. The rotary filling apparatus according to claim 5, wherein the controller sterilizes the detected temperature of the liquid in the container that is equal to or higher than a predetermined temperature by the overturning sterilizer. 前記コントローラは、前記センサにて前記容器内の所定レベルまで液体が注入されたことを検知した後、予め定められた所定時間だけ、前記容器内への液体を続行し、前記所定時間が経過した時点で、前記容器内への液体の注入を停止させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の回転式充填装置。   After the controller detects that the liquid has been injected to a predetermined level in the container, the controller continues the liquid into the container for a predetermined time, and the predetermined time has elapsed. The rotary filling device according to any one of claims 1 to 6, wherein injection of the liquid into the container is stopped at a point in time. 複数の前記充填バルブのそれぞれに対応する位置に設けられた複数の前記センサは、リング状の支持部材に設けられ、
前記支持部材は、前記円板に対して昇降可能に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の回転式充填装置。 The plurality of sensors provided at positions corresponding to each of the plurality of filling valves are provided on a ring-shaped support member,
The rotary filling device according to claim 1, wherein the support member is provided so as to be movable up and down with respect to the disk. 前記センサは、前記充填バルブに対し、前記円板の内周側に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の回転式充填装置。   The rotary filling device according to any one of claims 1 to 8, wherein the sensor is provided on an inner peripheral side of the disc with respect to the filling valve. 円板の外周に複数の充填バルブを備え、前記円板の回転中に、前記充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ前記充填バルブから液体を注入する回転式充填装置であって、
液体が注入される前記容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、前記容器内の液体のレベルおよび前記容器内の液体の温度を検出するセンサと、
前記センサでの検出結果に基づき、前記充填バルブを制御して前記容器内への液体の注入を停止させる充填制御部と、
検出された前記容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定する液温判定部と、
を備えることを特徴とする回転式充填装置。 A rotary filling device comprising a plurality of filling valves on the outer periphery of a disc, and injecting liquid from the filling valve into a container in which an opening is assigned to the filling valve during rotation of the disc,
A sensor for detecting the level of the liquid in the container and the temperature of the liquid in the container based on infrared radiant energy emitted from the container into which the liquid is injected;
Based on the detection result of the sensor, a filling control unit for controlling the filling valve to stop the liquid injection into the container;
A liquid temperature determination unit that determines whether the detected temperature of the liquid in the container is equal to or higher than a predetermined temperature;
A rotary filling device.
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