JP2007112468A - ボトル飲用水充填装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】飲用水を充填するボトル8を載置して回動によりボトル8の給水口8aの向きを変更可能なドラム3と、ドラム3の略上方に設置されボトル8に飲用水を注入する給水ノズル部17と、ボトル8にキャップを供給する配栓機23と、キャップをハンマ22によって打栓する打栓機20とを備え、ハンマ22は給水ノズル部17位置からずらして設けられ、打栓機20は飲用水注入後ドラム3を回動させて給水口8aの向きを給水ノズル部17位置からハンマ22位置に移動させた後に、ハンマ22を駆動するものである。
【選択図】図1
Description
後者の販売方法によれば飲用水を入れるボトル容器をリサイクル利用することが可能であったり、省スペースで販売することが可能であることから今後はこのような販売方法が定着するものと考えられる。
このようにボトル容器に消費者が自ら注入するタイプの自動販売機に関しては、これまで例えば特許文献1では、「ボトルの洗浄方法及び、これを利用した飲料水の自動販売機」として、ボトル投入部を備えて顧客が各自のボトルを持ち込んで飲料水を購入する自動販売機に関する発明が開示されている。
この発明では、ボトル投入部に投入されたボトルを飲料水を投入する前に反転装置によって反転させて注ぎ口部が下側になるように反転させて、下側に位置した注ぎ口を介して飲料水などをノズルから噴射してボトル内部を洗浄する技術が開示されている。
本発明によれば、簡単で衛生的にボトルを洗浄可能であると同時に、顧客がボトル洗浄を行う必要がなく手間なく安全に飲料水を購入可能である。
本発明によれば、ボトルのリサイクルが可能であり飲料メーカによるボトリングが不要となるので生産コストの削減が図れ、また、容器が不要となることから流通コストの低減も図ることが可能である。さらに、容器を廃棄物として処理する量も減り、再利用システムを構築することができる。
本発明は、茶飲料を製造しビンに充填して打栓、冷却、包装まで行なう製造工程が特許文献3の図1に開示されている。
また、特許文献2に開示された発明においては、段落0030に「必要に応じて容器20に蓋が装着される」とあるものの、具体的な閉栓の方法やそれを具体的に実施する装置などの開示が全くなく、従って実際に衛生的に閉栓を行なう手段が理解できないという課題があった。
特許文献3には、深層海洋水を用いた茶飲料を製造する際に、ビンに充填して脱気・殺菌を行ない打栓するとの記載はあるものの、特許文献2と同様に打栓の具体的な方法やその実施のための装置については開示がなく、実際に実施できないという課題があった。また、本発明は容器のリサイクルは特に考慮されておらず、ビンを容器として用いて製造ラインにのせて生産されるようなものでコンパクトな自動販売機としての打栓ではないとも考えられる。
上記構成のボトル飲用水充填装置において、回動可能なドラムはボトルの給水口に飲用水を注入する給水ノズル部と位置をずらした打栓機のハンマの位置の間でボトルの給水口位置を移動させるという作用を有する。
このように構成されるボトル飲用水充填装置は、請求項1に記載のボトル飲用水充填装置の作用に加えて、回動可能なドラムはさらに洗浄ノズル部の位置との間でもボトルの給水口位置を移動させるという作用を有する。
請求項3に記載される発明では、請求項2に記載のボトル飲用水充填装置の作用に加えて、ボトル口支持部は反転したボトルを支持し、ボトル保持部は反転する際にドラムから離れるボトルの底部と共にドラムから離れてボトル底部を保持する作用を有する。また、固定部はストロークを備えることでボトル保持部がドラムから離れる際にボトル底部に密着可能にガイドとして作用する。
この請求項4に記載される発明は、打栓機は打栓されたキャップが存在している場合あるいはキャップがないか適切に打栓されていない場合のいずれかの場合に信号を発するという作用を有する。
特に、請求項2に記載された発明では、ボトルを反転させてボトルの給水口に洗浄ノズル部から洗浄水を注入することで、ボトル内部を洗浄して洗浄水の排水も可能となる。また、下方に洗浄ノズル部を設けることで、給水ノズル部と打栓機のハンマとの物理的な干渉を回避しながら洗浄機能を付加させることができ、ドラムの周囲スペースのより効率的利用が可能である。
また、特に請求項3に記載された発明では、ボトルをボトル口支持部とボトル保持部で挟むようにして保持することで、洗浄ノズル部から注入される洗浄水がボトル底部に当って発生する上向きの力によるボトル振動を抑制することができる。
請求項4に記載された発明では、キャップの打栓の適正を判断することが可能である。
図1は本発明の実施の形態に係るボトル飲用水充填装置の内部構造図である。
図1において、ボトル飲用水充填装置1は枠体2の略中央部に組まれたドラム3を備えており、このドラム3はその両側に側板4a,4b、下面に底板5と後方に背板6を有して、モータ15によって回動軸16を回動中心に回動させることができる。
底板5の上には2本のガイド部9a,9bの間で所望のストロークを備えた固定部11がボトル保持部10を上下方向に移動可能に固定している。
背板6の上部にはU字状のボトル口支持部7が備えられており、ボトル保持部10に載置されたボトル8のボトル口8aがU字の内側に導入されている。
ドラム3の上部には貯留タンク19から供給される飲用水を給水ライン18を介してボトル8に注入するための給水ノズル17が設けられている。この給水ノズル17に並ぶようにしながら位置をずらして設けられる打栓機20があり、この打栓機20はハンマ22をシリンダー21によって駆動するように構成されている。ハンマ22の位置は、ドラム3が回動軸16を中心に回動する際に、載置されるボトル8のボトル口8aが描く軌道上に略一致するようになっている。
また、キャップ供給部23を備えており、キャップはキャップ補充部12から供給され下り坂に形成されたキャップ供給部23内を重力で滑動し、ハンマ22によって打栓される前にボトル口8a近傍に導かれるようになっている。
ドラム3の下方には排水ロート25を備えた排水容器24が設けられており、排水容器24の内部には本図では図示されない洗浄ノズルが設けられている。排水ロート25は、この洗浄ノズルから注水される洗浄水を反転されたボトル8のボトル口8aから排水する際に受けるためのものである。従って、給水ノズル17や打栓機20のハンマ22と同様にドラム3が回動した際にボトル8のボトル口8aが描く軌道上に概ね乗る位置に存在している。
図1に示されたキャップ補充部12は、ボトル飲用水充填装置1の筐体50上に形成されており、このキャップ補充部12から打栓用のキャップを充填するのである。
ボトル飲用水充填装置1を駆動させるためには、ボトル装填扉52を開けてボトル8を内部に装填し、電源スイッチ58を入れ通電させた後にスタートボタン57を押す。
洗浄や注水などの一連の作業が実施されるが、何らかの不具合などが生じた場合には非常停止ボタン56を押して装置の動作を停止させる。また、液晶タッチパネル55では、例えば運転状況表示モードと運転設定モードを設けておき、例えば運転状況表示モードでは図4を参照しながら後述する洗浄工程、殺菌工程、すすぎ工程、給水工程、打栓工程など各工程を表示しておき、実行中の工程を液晶の反転表示などを利用して明示したり、運転設定モードではタッチボタンなどを描いておいて各工程における洗浄時間や殺菌時間、あるいはすすぎ流量などを設定することができる。
また、ボトル飲用水充填装置1には飲用水供給口62と排水ドレン61が設けられており、それぞれ飲用水の貯留タンクや排水設備に接続されている。
なお、本実施の形態においては洗浄ノズルが排水容器24内に設けられているとしたが、排水容器24としてタンク状の容器を必ずしも設置する必要はなく図3に示されるように受皿のような構成としてその受皿から排水ラインに接続させたり、あるいは排水ロート25から直接排水ライン43に接続させるようにしてもよい。また、図1,2には示されていないが、ボトル飲用水充填装置1の内部雰囲気を吸引してHEPAフィルタなどの吸着性の高いフィルタを採用した空気清浄装置を設けて不純物やゴミなどが誤ってボトル内に封入されないようにするとよい。さらに紫外線ランプなどをボトル飲用水充填装置1内部に設置してボトル8がドラム3に載置されてから一定時間、あるいは給水が完了するまでの時間など所望の時間内で照射することで殺菌を行なうとなおよい。
給水ライン18から分岐される洗浄ライン30には、さらに分岐するキャップ洗浄ライン34が設置されており、キャップ洗浄弁35を開閉しながら給水ポンプ29の吐出圧によってキャップ洗浄ノズル36から注水して打栓前のキャップを洗浄することができる。
分岐後の洗浄ライン33には、洗浄ポンプ31と洗浄弁32が設けられており、さらに殺菌液タンク39から殺菌液ポンプ44及び殺菌液弁38を介して殺菌液を注入する殺菌液ライン37と洗浄液タンク42から洗浄液ポンプ45及び洗浄液弁41を介して洗浄液を注入する洗浄液ライン40が接続されている。
洗浄ライン33の端部には洗浄ノズル26がボトル8内での洗浄効果を向上させるべく上下動可能に設けられている。この洗浄ノズル26から放出される洗浄水等は排水容器24から排水ライン43を経由してボトル飲用水充填装置1外へ排出される。
図4において、まずボトルをその給水口を上向きにしてドラム内に装填し、ステップS1で装置の電源を投入する。
ステップS2では、まずドラムが180度回動してボトルを反転させ給水口を下向きにする(ステップS21)。この状態を示すのが図5(c)である。図5(c)中符号Cで示される方が、図5(a)において符号Aで示される方向を真上とした場合にAから180度の方向、すなわち真下となる。 図5(c)の他、図5(a),(b)における符号4a、4bは、図1に示される側板を模式的に示すものであり、従って図5(a)〜(c)は図1を側面の方から見た図であることが理解される。本実施の形態においてはドラムの回動はボトル飲用水充填装置の正面から奥側あるいは手前側に動作されるものであるが、特にこの方向に限定するものではなく、ボトル飲用水充填装置の正面から左右に回動するものであってもよい。
洗浄が終了すると次はステップS23のボトル殺菌工程となる。ボトル洗浄は、同様に図3に示されるとおり殺菌液弁38を開き殺菌液タンク39に貯留された殺菌英気を殺菌液ポンプ44によって吐出させて、殺菌液ライン37から洗浄ライン33及び洗浄ノズル26を経由させて行なう。殺菌液も洗浄液と同様に排水ロート25及び排水ライン43を介してボトル飲用水充填装置の外に排出される。
洗浄液は、ボトル内に存在する可能性のあるゴミなどの混入物や細菌などを洗い流すために注入するものであり、殺菌液はボトル内に存在する可能性のある細菌で前段階の洗浄液で洗い流せなかったものを死滅させるために注入するものである。これらの注入量は、洗浄ポンプ31によって吐出される流量に伴って殺菌液ポンプ44や洗浄液ポンプ45の駆動を制御することで、洗浄液及び殺菌液の濃度が一定になるように調整されている。
洗浄・殺菌が終了するとステップS24のボトルすすぎ工程となる。この工程は、ボトル内に残留する殺菌液が完全に洗い流されるようにすすぐものである。ステップS2における工程が終了すると、飲用水の注入の準備が終了することになる。
ステップS32でボトル口8aと打栓機のハンマ22端部までの距離を測定する。具体的にはキャップを装填しない状態で、打栓機を駆動してハンマ22をボトル口8aまで降ろし、駆動前のハンマ22の端部からボトル口8aまで降りた際のハンマ22の端部までの距離を打栓機のエンコーダ(図示せず)で測定するものである。駆動前のハンマ22の端部位置は、予め定めておき、この地点をエンコーダの初期値として、ハンマ22を駆動させてその端部がボトル口8aまで到達した際のエンコーダの読み値との差分が、すなわち駆動前のハンマ22の端部とボトル口8aまでの距離となる。
なお、このときハンマ22の端部にはキャップ受け13が設けられているが、このキャップ受け13はボトル口8aとは干渉しないためハンマ22本体の端部がボトル口8aに当接するまで駆動されるので、ハンマ22の端部とはハンマ22本体の端部を意味するものである。また、駆動前のハンマ22の位置は任意に定めてよく、打栓機や装置全体の寸法などを考慮しながら適宜設定してよい。
ステップS4ではさらにドラムを回動させてボトル口を真上方向まで戻す(ステップS41)。この状態が図5(a)に示される状態である。
次に、飲用水をボトル内へ注入する(ステップS42)。飲用水の注入については図3を参照しながら説明したが、貯留タンク19から給水ポンプ29を駆動させて飲用水を給水ライン18から給水ノズル17を介して供給するのである。
打栓をする際には、ステップS6を開始して打栓と同時にステップS61でキャップと打栓機のハンマ22の端部間の距離を打栓機のエンコーダで測定する。具体的には、駆動前のハンマ22の端部からキャップを介してボトル口8aまで降りた際のハンマ22の端部までの距離を打栓機のエンコーダ(図示せず)で測定するものである。今回は、ハンマ22はキャップがあるのでその上面で止まり、結局駆動前のハンマ22の端部から駆動後のハンマ22の端部までの距離は、駆動前のハンマ22の端部からキャップ上面まので距離となる。
従って、このステップS61で測定された距離とステップS32で測定された距離の差は、キャップの厚みに相当するため、キャップの厚みのばらつきを考慮して予めキャップ厚みデータとして記録しておき、これと測定された距離の差を比較すれば、キャップが適切に打栓されているか否かの判定を行なうことが可能である。このステップがステップS62である。
このステップS62には記載していないが、キャップ厚みのデータと測定された距離の差を比較して、予め定めた範囲内に含まれる場合あるいは逆にその範囲に含まれないと判断される場合に、打栓機は信号を発し、警報装置あるいは確認装置がその信号を受信して音声、光、文字表示などによってその打栓作業の適否を飲用水の充填作業を実施している作業者に報知するようにしておくとよい。
打栓が適切に終了していることを確認した後に、ステップS7で電源を切りボトルを取り出す。
なお、本実施の形態においてはボトル口8aが真上に向いた状態で給水ノズル17から給水を行い、略15度傾けた状態で打栓機のハンマ22で打栓作業などを実施しているが、これらの位置・角度は逆であってもよいし、ボトル口8aの回動軌道上に存在し、かつボトル8から給水された飲用水が漏れないような位置・角度でありさえすればよく特に限定するものではない。
また、打栓の適否の確認は必ずしも必要というわけでもなく、ボトル飲用水充填装置のコストなどと照らして省略してもよい。その際には、図4に示されるステップS3及びステップS6は省略する。
図7(a)において、ボトル8はドラム3の底板5上に設けられたボトル保持部10の上面に載置されている。ボトル保持部10は固定部11の長さ方向に移動が可能であり底板5に固定されているわけではない。ボトル口支持部7は、図7(b)に示されるようにU字状に形成され、ボトル8の肩の部分に余裕を持ちながらボトル口8aをU字内側に導いている。
図7(a),(b)に示される状態からドラムを回動させてボトル8を反転させると、図7(c)に示されるようにボトル保持部10は自重によって下方へ下がるがボトル8も自重によって下がるため、ボトル8はボトル口支持部7とボトル保持部10によって挟まれるようにして保持される。ボトル8の肩の部分はボトル口支持部7に当接してボトル保持部10と底板5の間に隙間が生じている。
この状態において前述のとおりボトルの洗浄、殺菌、すすぎを実行すると洗浄ノズルから吐出される洗浄液、殺菌液の吐出圧によってボトル8が押し上げられることがなく、振動などもしないため安定して洗浄、殺菌などの工程を実行することが可能である。
さらに、洗浄、殺菌、注水、打栓などの一連の作業をドラムを回動させてボトル口の位置をずらしながらそれぞれの作業に必要な機器を別個独立に操作することで作業を効率的かつ高速に実行することができる。
さらに、公共機関や病院などの医療機関において飲用水を容器詰めする際に利用することもできる。
Claims (4)
- 飲用水を充填するボトルを載置して回動により前記ボトルの給水口の向きを変更可能なドラムと、このドラムの略上方に設置され前記ボトルの給水口に飲用水を注入する給水ノズル部と、前記ボトルの給水口近傍にキャップを供給する配栓機と、前記供給されたキャップをハンマによって打栓する打栓機とを備え、前記打栓機のハンマは前記給水ノズル部位置からずらして設けられ、前記打栓機は飲用水注入後前記ドラムを回動させて前記ボトルの給水口の向きを給水ノズル部位置から前記打栓機のハンマ位置に移動させた後に、前記ハンマを駆動することを特徴とするボトル飲用水充填装置。
- 前記ドラムの略下方に設置され前記ボトルの給水口に洗浄水を注入する洗浄ノズル部と、前記洗浄水を排水する配管を備え、前記洗浄ノズル部は洗浄水注入前に前記ドラムを回動させて前記ボトルの給水口の向きを前記洗浄ノズル位置に移動させて、その後に洗浄水を注入することを特徴とする請求項1記載のボトル飲用水充填装置。
- 前記ドラムは、回動によって前記ボトルが下方を向いた際に前記給水口を支持するボトル口支持部と前記ボトルの底部を保持するボトル保持部を有し、前記保持部は前記ドラムの底部に所望のストロークを備えて前記ボトル保持部を固定する固定部を有することを特徴とする請求項2に記載のボトル飲用水充填装置。
- 前記打栓機は、予め定めた位置と前記ボトルの給水口又は前記キャップ上面との間の距離を測定する測定部を備え、ハンマによってキャップを打栓する前に前記予め定めた位置と前記ボトルの給水口との間の第1の距離を測定し、ハンマによって前記キャップを打栓した後に前記予め定めた位置と前記キャップ上面との間の第2の距離を測定して前記第1の距離と第2の距離の差を演算し、この差が、キャップ厚みを想定して予め定められた規定範囲内に収まっている場合あるいは収まっていない場合の少なくともいずれかの場合に信号を発することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のボトル飲用水充填装置。
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