充填不良判断装置および充填装置
【課題】充填装置を停止させることなしに、容器の充填不良の判断を容易に行う。
【解決手段】充填不良判断装置（３１）が、複数の容器（４０）のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段（２５）を具備し、充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、充填速度で飲料が充填された容器を充填不良と判断する。また、充填後における樽容器の重量に基づいて樽容器の充填不良を判断してもよい。さらに、充填装置がそのような充填不良判断装置を含んでいても良い。
【解決手段】充填不良判断装置（３１）が、複数の容器（４０）のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段（２５）を具備し、充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、充填速度で飲料が充填された容器を充填不良と判断する。また、充填後における樽容器の重量に基づいて樽容器の充填不良を判断してもよい。さらに、充填装置がそのような充填不良判断装置を含んでいても良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料、例えばビールが充填された容器、例えばビール樽が充填不良か否かを判断する充填不良判断装置に関する。さらに、本発明は、そのような充填不良判断装置を備えていて、容器、例えばビール樽に飲料、例えばビールを充填する容器の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にビールは瓶容器または缶容器に充填された状態で販売される。そのような販売形態に加えて、ビールは、工場においてビール樽または専用タンクに充填され、次いで店舗においてビール樽に取付けられた専用のディスペンサを通じてジョッキまたはコップ等に注出された状態で販売される場合もある。
【０００３】
工場においては、充填装置によってビールがビール樽に充填される。充填装置は複数の充填部を備えており、それぞれの充填部はビールの流量を調整する流量制御弁と充填ヘッドとを主に含んでいる。
【０００４】
ビール樽にビールを充填する際には、プリストレスガス、例えば不活性ガスをビール樽内に予め充填してビール樽内部を所定の圧力に加圧している。プリストレスガスは、ビール内に溶存した炭酸ガスがビール充填時にビールから分離するのを防止すると共に、ビール充填時にビール自体が発泡するのを防止する役目を果たす。ビール充填時には、プリストレスガスは、ビール樽内部の圧力を一定に維持するように、ビールの充填重量に応じてビール樽から徐々に排出される。
【０００５】
ところが、充填部の流量制御弁が例えば全開状態になっている場合には、ビールの充填速度は極端に大きくなる。これにより、本来排出されるべきプリストレスガスがビールの流れに巻込まれて、ビール樽内部に比較的高圧で圧縮される場合がある。
【０００６】
このようなプリストレスガスが圧縮されているビール樽から専用のディスペンサを通じてビールが注出されるときには、ビールと一緒にプリストレスガスも注出されるようになる。従って、ビールの注出速度はかなり速くなり、通常よりも大径の泡が通常よりも多量に生じるようになる。すなわち、この場合には、きめ細かな泡をビール液面に形成することができず、消費者にとって好ましくない。
【０００７】
このようにプリストレスガスが圧縮されている充填不良のビール樽を形成した充填部は、同様な充填不良のビール樽を引続いて形成する可能性が高い。従って、特定の充填部において充填不良のビール樽が形成された場合には、当該充填部を停止させることが想定される。
【０００８】
例えば特許文献１には、商品を生産する包装機と、商品を計量する重量チェッカーと、包装後に商品の包材のシール状態を検査するシールチェッカーとを備えた包装計量検査システムが開示されている。そして、特許文献１に開示される包装計量検査システムにおいてシールチェッカーによる不合格の判定が連続する場合には、包装機による包装動作を停止するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２８９７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した充填不良が生じる度に充填装置全体の操業を停止し、複数の充填部のうちの充填不良を起こした充填部を特定したのでは生産性が低下するので現実的でない。
【００１０】
また、充填部によりビールが充填されたビール樽が充填不良であったか否かは、ビール樽が市場に出荷された後、飲食店などの店舗で専用ディスペンサを通じてビール樽からビールを実際に注出する際に判明することが多い。このため、店舗で充填不良が発見された場合には、既に多数の充填不良のビール樽が市場に出荷されている可能性が高い。また、充填不良の確認作業はビール工場内で行うことも可能であるが、煩雑である上に、確認のための時間が余分に掛かるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明者は上記課題を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、充填時におけるビールの充填速度を測定することにより、ビール樽におけるビールが充填不良であったか否かをビール樽を市場に出荷する前、即ち、ビールの充填時に容易かつ迅速に判断できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、容器、例えばビール樽の充填不良を容易かつ迅速に判断することのできる充填不良判断装置、およびそのような充填不良判断装置を備えた容器の充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を具備し、該充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断する充填不良判断装置が提供される。
【００１４】
すなわち１番目の発明においては、飲料の充填速度が比較的小さい場合には、プリストレスガスがビールに巻込まれることはなく、従って、プリストレスガスは容器内に残留しない。従って、飲料の充填速度が所定の値よりも大きいか否かを判断することにより、容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。なお、充填速度は、飲料充填時における最大値または平均値を採用してよい。
【００１５】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を具備し、該充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断する。
すなわち２番目の発明においては、プリストレスガスが容器内に圧縮されている充填不良のみならず、充填重量が所定量に満たない、充填重量不足の充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００１６】
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明における充填不良判断装置を備えた充填装置が提供される。
すなわち３番目の発明においては、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００１７】
４番目の発明によれば、３番目の発明において、さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち４番目の発明においては、充填不良の容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１８】
５番目の発明によれば、３番目または４番目の発明において、さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段を具備する。
すなわち５番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段から飲料が充填されないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。飲料充填停止手段は、例えば飲料充填手段に備えられた流量制御弁である。
【００１９】
６番目の発明によれば、３番目から５番目のいずれかの発明において、さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段を具備する。
すなわち６番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段に容器を供給しないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。容器供給停止手段は、例えば樽容器を両側から一時的に把持して当該飲料充填手段への供給をスキップさせる手段である。
【００２０】
７番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器を充填不良であると判断する充填不良判断手段と、該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段とを具備する容器の充填装置が提供される。
【００２１】
すなわち７番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段から飲料が充填されないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。また、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。飲料充填停止手段は、例えば飲料充填手段に備えられた流量制御弁である。
【００２２】
８番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器が充填不良であると判断する充填不良判断手段と、該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段とを具備する容器の充填装置が提供される。
【００２３】
すなわち８番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段に容器を供給しないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。また、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。容器供給停止手段は、例えば搬送経路に沿って搬送される樽容器を搬送経路の両側から一時的に把持して当該飲料充填手段への供給をスキップさせる手段である。
【００２４】
９番目の発明によれば、７番目または８番目の発明において、前記充填不良判断手段は、前記複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を含んでおり、前記充填不良判断手段は、前記充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断するようにした。
すなわち９番目の発明においては、飲料の充填速度が比較的小さい場合には、プリストレスガスがビールに巻込まれることはなく、従って、プリストレスガスは容器内に残留しない。従って、飲料の充填速度が所定の値よりも大きいか否かを判断することにより、容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。なお、充填速度は、飲料充填時における最大値または平均値を採用してよい。
【００２５】
１０番目の発明によれば、７番目または８番目の発明において、前記充填不良判断手段は、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を含んでおり、前記充填不良判断手段は、前記充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断するようにした。
すなわち１０番目の発明においては、充填重量が所定量に満たない、充填重量不足の充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００２６】
１１番目の発明によれば、７番目から１０番目のいずれかの発明において、さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち１１番目の発明においては、充填不良の容器が市場に流通するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。なお、以下の説明においてはビール樽にビールを充填する場合について説明しているが、これらは一例にすぎず、容器に飲料を充填するあらゆる形態を含むことに留意されたい。
図１は本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。図１に示される充填装置１０は、複数の樽容器、例えばビール樽４０を矢印Ａ方向に順次搬送するコンベヤなどの搬送経路１１と、搬送経路１１に隣接して配置されていてビール樽４０を矢印Ｂ方向に順次搬送する環状の回転通路２０とを含んでいる。
【００２８】
回転通路２０には、ビールをビール樽４０に充填するために複数、例えば二十個の充填部Ｆが周方向に等間隔で設けられている。図１においては、回転通路２０上に位置するビール樽４０に対応した位置のそれぞれに、充填部Ｆが設けられているものとする。
【００２９】
図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。図２においては、ビール樽４０は口金を下方に向けた倒立状態で回転通路２０上に配置される。充填装置１０の上方には、伸縮自在なロッド５２を備えたエアシリンダ５１が設けられている。そして、ロッド５２の先端には略「＋」字形状のクランプハンド５３が取付けられている。エアシリンダ５１を作動してロッド５２を延ばすことによって、ビール樽４０はクランプハンド５３と回転通路２０との間に把持される。
【００３０】
充填部Ｆは、ビール樽４０の樽口（図示しない）に係合可能な充填ヘッド２３と、ビール用の貯留タンク（図示しない）から充填ヘッド２３まで延びる送液管２２とを含んでいる。ビール用の貯留タンク（図示しない）内のビールは、送液管２２および充填ヘッド２３を通じて樽口からビール樽４０内に充填される。
【００３１】
図示されるように、送液管２２には、送液管２２内を流れるビールの流量を測定する流量計２５が設けられている。さらに、ビールの流れに対して流量計２５の下流には、ビールの流量を制御する流量制御弁２６が設けられている。これら流量計２５および流量制御弁２６は後述する制御装置３０に接続されている。
【００３２】
さらに、図２においては、ビールの充填前にプリストレスガスをビール樽４０内に供給する供給管路５５と、ビール樽４０内のプリストレスガスを排出する排出管路５６とが示されている。プリストレスガスは、不活性ガス、例えば二酸化炭素または窒素であり、ビールの液中に溶存した炭酸ガスがビール樽４０への充填時に分離または発泡するのを防止する役目を果たす。なお、排出管路５６には、プリストレスガスの排出流量を制御する制御弁５７が設けられており、この制御弁５７も制御装置３０に接続されている。詳細には説明しないものの、ビール樽４０に供給されたプリストレスガスはビールの充填作用に応じて排出管路５６を通じて排出される。
【００３３】
再び図１を参照すると、搬送経路１１上に搬送されたビール樽４０は、搬送方向Ａに対して上流側のスターホイール１３およびガイド１４によって回転通路２０に搬送される。回転通路２０に搬送されたビール樽４０は回転通路２０によって矢印Ｂ方向に回転しつつ、一つの充填部Ｆによってビールが充填される。
【００３４】
言い換えれば、上流側スターホイール１３におけるビール樽投入位置から下流側スターホイール１５におけるビール樽排出位置まで回転通路２０が回転する間に、所定重量のビールがビール樽４０に充填される。ビールが充填されたビール樽４０は下流側のスターホイール１５およびガイド１６によって搬送経路１１に再び戻る。このような構成であるので、図１においてスターホイール１３、１５の間に位置している充填部Ｆａにはビール樽４０は配置されない。
【００３５】
充填装置１０においては、重量測定手段１７が下流側スターホイール１５の下流において搬送経路１１上に設けられている。重量測定手段１７は、ビールが充填された後におけるビール樽４０の総重量を測定する。
【００３６】
図示されるように、重量測定手段１７の下流においては分岐搬送通路１８が搬送経路１１から分岐している。分岐搬送通路１８は通常は動作しておらず、起動部１９が起動したときにのみ動作する。重量測定手段１７により測定されたビール樽４０の総重量が所定値Ｚ２を下回った場合には、起動部１９が起動して、そのビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に排出される。つまり、分岐搬送通路１８はそのようなビール樽４０を排出する排出手段としての役目を果たす。さらに、上流側スターホイール１３の上流には、後述する停止部材６０が設けられている。
【００３７】
重量測定手段１７、起動部１９および停止部材６０も制御装置３０に接続されている。ここで、制御装置３０はデジタルコンピュータであり、充填装置１０全体の制御を行うようになっている。
【００３８】
図１に示されるように制御装置３０は、或るビール樽４０に充填されるビールの充填速度に基づいて当該ビール樽４０が充填不良であるか否かを判定する充填速度式充填不良判断手段３１と、ビールの充填後におけるビール樽４０の重量に基づいて当該ビール樽４０が充填不良であるか否かを判定する重量式充填不良判断手段３２とを含んでいる。
【００３９】
さらに、制御装置３０は、複数の充填部Ｆのそれぞれにおいて充填不良を生じさせた回数をカウントするカウンタ３３と、各種所定値、各種測定値および後述する動作プログラム１００などを記憶した記憶部３４とを含んでいる。図示されるように、充填速度式充填不良判断手段３１、重量式充填不良判断手段３２、カウンタ３３および記憶部３４は双方向性バス３５により互いに接続されている。
【００４０】
図３は本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。以下、図３を参照しつつ、本発明に基づく充填装置の動作について説明する。この動作プログラム１００は充填装置１０の通常動作時に複数の充填部Ｆのそれぞれについて実施される。なお、以下の説明においては、複数の充填部Ｆを充填部Ｆｉ（ｉ＝１〜２０）と呼ぶ。
【００４１】
動作プログラム１００のステップ１０１においては、ビール樽４０が供給される充填部Ｆｉの現在のカウンタ値Ｎｉを取得する。例えば充填部Ｆｉのうちの或る充填部Ｆ５にビール樽４０が供給される場合には、充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５を取得する。図４に示されるように、カウンタ値Ｎｉは複数の充填部Ｆｉのそれぞれに対してマップの形でカウンタ３３においてカウントされている。従って、この場合には、マップ内の現在のカウンタ値Ｎ５を単に取得すればよい。
【００４２】
次いで、ステップ１０２においては、空のビール樽４０が上流側スターホイール１３およびガイド１４によって搬送経路１１から回転通路２０まで移動され、充填部Ｆ５によって前述したように把持される。そして、空のビール樽４０は回転通路２０と共に回転しつつ、供給管路５５を通じて所定量のプリストレスガスがビール樽４０内に充填される。次いで、プリストレスガスが排出管路５６を通じて排出されつつ、充填部Ｆ５の充填ヘッド２３によって当該ビール樽４０へのビールの充填が開始される。
【００４３】
図５は、充填時間とビールの流速（充填速度）に関する信号指令値との関係を示す図である。図５においては、横軸はビールの充填時間を示しており、縦軸は制御装置３０から発信されたビールの流速に関する信号を示している。この図面に示されるビールの流速に関する信号指令値に基づいて、ビールの流速は流量制御弁２６によって実際に制御される。
【００４４】
図５に示されるように、ビールの流速は時間Ｔ０から時間Ｔ１にかけて流速ＱＡから最大流速ＱＢまで徐々に増大する。ビールの流速を徐々に増大させる理由は、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止するためである。次いで、ビールの流速が最大流速ＱＢに到達すると、時間Ｔ１から時間Ｔ２までビールを最大流速ＱＢで充填し続ける。その後、時間Ｔ２になると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を瞬時に遮断するようにしている。
【００４５】
図３を再び参照すると、ステップ１０３においては、時間Ｔ１以降における最大流速ＱＢの信号指令値に対応する実際の充填速度Ｖを流量計２５によって測定する。具体的には、流量計２５から制御装置３０に送信される流量データと予め設定されたスキャンタイムとに基づいて、実際のビールの充填速度Ｖが算出される。
【００４６】
ステップ１０４において所定の充填重量のビールの充填が終了すると、当該ビール樽４０が下流側スターホイール１５付近まで移動する。次いで、当該ビール樽４０は下流側スターホイール１５およびガイド１６によって回転通路２０から搬送経路１１まで再び戻される。その後、ステップ１０５においては、重量測定手段１７によって、ビールを充填した後におけるビール樽４０の総重量Ｚが測定される。これら充填速度Ｖおよび総重量Ｚは記憶部３４内に一時的に記憶される。
【００４７】
次いで、ステップ１０６においては、充填速度式充填不良判断手段３１によって充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいか否かが判定される。所定値Ｖ０はプリストレスガスをビールの流れに巻込むことなしにビールを充填することのできる速度上限値であり、実験等により予め求められる。所定値Ｖ０は、例えば図５に示される最大流速ＱＢ（指令値）の約２倍〜約３倍の大きさである。
【００４８】
ステップ１０６において充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいと判定された場合には、ビールの充填時にプリストレスガスがビールの流れに巻込まれ、比較的高圧で圧縮されたプリストレスガスがビール樽内部に残留していると判断できる。前述したように、そのようなビール樽４０においては、ビールの注出時にビールと共にプリストレスガスが注出され、従って、ビールの液面に大径の泡が多量に生じる可能性が高い。そのようなビール樽４０ではビールを良好に注出できない。従って、実際に充填されたビールの充填重量に関係なく、そのようなビール樽４０を充填不良であると判断する。
【００４９】
それゆえ、充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいと判定された場合には、ステップ１０８ａにおいて、起動部１９によって分岐搬送通路１８を起動させる。これにより、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に移送され、充填装置１０から排出されるようになる。次いで、ステップ１０９ａにおいて、当該ビール樽４０に対応する充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５に「１」を加算する（Ｎ５←Ｎ５＋１）。
【００５０】
一方、ステップ１０６において充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きくないと判定された場合には、ステップ１０７に進む。ステップ１０７においては、重量式充填不良判断手段３２によって、ビール充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚが所定値Ｚ２よりも小さいか否かが判定される。所定値Ｚ２は、統計等により予め決定された空ビール樽重量の最大値に充填重量を加算した値である。
【００５１】
ステップ１０７においてビール樽４０の総重量Ｚが所定値Ｚ２よりも小さい場合には、当該ビール樽４０の充填重量が所定の充填重量に満たないので当該ビール樽４０は充填不良であると判断できる。その原因は、例えば充填部Ｆ５における流量制御弁２６が何らかの事情により所望の開度よりも閉鎖方向に維持されていたこと等が挙げられる。
【００５２】
このような充填不足のビール樽４０を出荷することはできないので、ステップ１０８ｂに進んで、当該ビール樽４０を前述したように充填装置１０から排出する。これにより、残留プリストレスガスに基づいて注出不良とならない場合であっても、充填不足のビール樽４０が重量が市場に出荷されるのを防止することが可能である。さらに、ステップ１０９ｂにおいては、当該ビール樽４０にビールを充填した充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５に「１」を前述したようにさらに加算する（Ｎ５←Ｎ５＋１）。
【００５３】
その後、ステップ１１０において、充填部Ｆ５の最新のカウンタ値Ｎ５を読込み、カウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上であるか否かを判定する。所定値Ｎ０は１以上の整数である。ステップ１１０においてカウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上でないと判定された場合には、処理を終了する。
【００５４】
所定値Ｎ０は、充填装置１０の生産性と充填不良ビール樽の発生率とのトレードオフである。つまり、所定値Ｎ０が比較的大きい場合には充填装置１０の生産性は高まるが充填不良ビール樽の発生率も増加する。反対に、所定値Ｎ０が比較的小さい場合には充填不良ビール樽の発生率は低下するが、充填装置１０の生産性も低くなる。所定値Ｎ０は、このような関係に基づいて操作者により適宜決定される。
【００５５】
ステップ１１０においてカウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上である場合、つまり、充填部Ｆ５により充填されたビール樽４０が充填不良と判断された回数が比較的多い場合には、ステップ１１１に進む。ステップ１１１においては、制御装置３０によって流量制御弁２６を閉鎖し、貯留タンク（図示しない）からのビールが当該充填部Ｆ５に供給されないようにする。すなわち、流量制御弁２６は特定の充填部Ｆｉ、例えば充填部Ｆ５においてビール（飲料）の充填を停止させる飲料充填停止手段としての役目を果たす。
【００５６】
これにより、充填装置１０が引続いて動作している場合であっても、充填部Ｆ５が他のビール樽４０にビールを充填することはない。従って、当該充填部Ｆ５によって他のビール樽４０が連続して充填不良となることを回避できる。それゆえ、本発明においては、充填不良が発生した場合であっても、充填装置１０全体を停止させる必要はない。
【００５７】
さらに、ステップ１１２においては、制御装置３０によって停止部材６０が所定のタイミングで起動され、それにより、当該充填部Ｆ５に空のビール樽４０が新たに供給されないようにする。図６（ａ）および図６（ｂ）は停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す部分拡大図である。これら図面においては、停止部材６０は、搬送経路１１の一側に配置された一対の連接棒６２Ａと、搬送経路１１の他側において連接棒６２Ａに対面するように配置された他の一対の連接棒６２Ｂとを含んでいる。
【００５８】
図示されるように、一対の連接棒６２Ａは所定の角度をなして互いに結合されており、一対の連接棒６２Ａの角部は回動可能な回動軸部６３Ａとして形成されている。同様に、一対の連接棒６２Ｂの角部も回動可能な回動軸部６３Ｂとして形成されている。図６（ａ）から分かるように、停止部材６０の回動軸部６３Ａ、６３Ｂは搬送経路１１から離間して配置されている。
【００５９】
図６（ｂ）に示されるように停止部材６０が起動されると、各対の連接棒６２Ａ、６２Ｂは、回動軸部６３Ａ、６３Ｂ回りに互いに反対方向に回動される。これにより、各対の連接棒６２Ａ、６２Ｂの一端６１Ａ、６１Ｂが、搬送経路１１の長手方向中心線付近まで進出する。従って、搬送経路１１上に搬送されるビール樽４０は連接棒６２Ａ、６２Ｂの一端６１Ａ、６１Ｂにより一時的に停止する。それゆえ、停止されたビール樽４０は当該充填部Ｆ５まで供給されない。そして、回転通路２０がさらに回転すると、停止部材６０は元位置まで戻ってビール樽４０を解放し、ビール樽４０が隣の充填部Ｆ６に供給される。つまり、停止部材６０は問題のある充填部Ｆ５にビール樽４０を供給するのをスキップできる。
【００６０】
このような場合には、当該充填部Ｆ５が他のビール樽４０にビールを充填することを確実に防止できる。従って、他のビール樽４０が連続して充填不良となることを確実に回避できる。特に、このような停止部材６０の使用は、流量制御弁２６が例えば固着したためにビールの充填を停止できない場合、つまりステップ１１１のような処理を行えない場合に特に有利である。
【００６１】
このように本発明においては、充填速度式充填不良判断手段３１および／または重量式充填不良判断手段３２によってビール樽４０が充填不良であるか否かを容易に判断することが可能となる。さらに、特定の充填部Ｆｉによって充填不良のビール樽４０が生じた場合であっても、流量制御弁２６および／または停止部材６０を用いることにより充填不良のビール樽４０が連続して発生することが回避される。
【００６２】
図面を参照して説明した実施形態においては流量計２５が流量制御弁２６よりも上流に配置されているが、流量計２５が流量制御弁２６よりも下流、例えば充填ヘッド２３の内部に設けられていてもよい。この場合には、ビールの充填速度を直接的に測定するので、ビール樽４０の充填不良をより厳密に判断できるのが分かるであろう。
【００６３】
当然のことながら、ステップ１０６、１０７のいずれか一方およびステップ１１１、１１２のいずれか一方を省略するようにしてもよい。また、ステップ１０６において充填段階における充填速度Ｖの平均値を他の所定値と比較するようにしてもよい。
【００６４】
また、図示しない実施形態においては、図３のステップ１０４におけるビールの充填が終了する前に、ステップ１０６における充填速度Ｖと所定値Ｖ０との判定を行うようにしてもよい。これにより、ビールの充填作業の途中で充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも判定された場合には、充填作業を強制停止させ、ビールが無駄になる量を少なくすることができる。
【００６５】
さらに、図示しない実施形態においては、ステップ１０６において充填速度Ｖの代わりに充填時間を用いることにより充填時間が所定値よりも短い場合に充填不良を判断してもよい。同様にステップ１０７において総重量Ｚの代わりに充填時間を用いることにより充填時間が他の所定値よりも長い場合に充填不良を判断してもよい。このような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。
【図３】本発明に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図４】複数の充填部とカウンタ値とのマップを示す図である。
【図５】充填時間とビールの流速に関する信号指令値との関係を示す図である。
【図６】（ａ）停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す第一の部分拡大図である。（ｂ）停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す第二の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 充填装置
１１ 搬送経路
１３、１５ スターホイール
１４、１６ ガイド
１７ 重量測定手段（充填後樽容器重量測定手段）
１８ 分岐搬送通路（排出手段）
１９ 起動部
２０ 回転通路
２２ 送液管
２３ 充填ヘッド
２５ 流量計
２６ 流量制御弁（飲料充填停止手段）
３０ 制御装置
３１ 充填速度式充填不良判断手段（充填不良判断装置）
３２ 重量式充填不良判断手段（充填不良判断装置）
３３ カウンタ
３４ 記憶部
４０ ビール樽
６０ 停止部材（樽容器供給停止手段）
６１Ａ、６１Ｂ 端部
６２Ａ、６２Ｂ 連接棒
６３Ａ、６３Ｂ 回動軸部
Ｆ、Ｆｉ 充填部
Ｖ 充填速度
Ｖ０ 充填速度の所定値
Ｚ 充填後ビール樽総重量
Ｚ２ 充填後ビール樽総重量の所定値
Ｎｉ カウンタ値
Ｎ０ カウンタ値の所定値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料、例えばビールが充填された容器、例えばビール樽が充填不良か否かを判断する充填不良判断装置に関する。さらに、本発明は、そのような充填不良判断装置を備えていて、容器、例えばビール樽に飲料、例えばビールを充填する容器の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にビールは瓶容器または缶容器に充填された状態で販売される。そのような販売形態に加えて、ビールは、工場においてビール樽または専用タンクに充填され、次いで店舗においてビール樽に取付けられた専用のディスペンサを通じてジョッキまたはコップ等に注出された状態で販売される場合もある。
【０００３】
工場においては、充填装置によってビールがビール樽に充填される。充填装置は複数の充填部を備えており、それぞれの充填部はビールの流量を調整する流量制御弁と充填ヘッドとを主に含んでいる。
【０００４】
ビール樽にビールを充填する際には、プリストレスガス、例えば不活性ガスをビール樽内に予め充填してビール樽内部を所定の圧力に加圧している。プリストレスガスは、ビール内に溶存した炭酸ガスがビール充填時にビールから分離するのを防止すると共に、ビール充填時にビール自体が発泡するのを防止する役目を果たす。ビール充填時には、プリストレスガスは、ビール樽内部の圧力を一定に維持するように、ビールの充填重量に応じてビール樽から徐々に排出される。
【０００５】
ところが、充填部の流量制御弁が例えば全開状態になっている場合には、ビールの充填速度は極端に大きくなる。これにより、本来排出されるべきプリストレスガスがビールの流れに巻込まれて、ビール樽内部に比較的高圧で圧縮される場合がある。
【０００６】
このようなプリストレスガスが圧縮されているビール樽から専用のディスペンサを通じてビールが注出されるときには、ビールと一緒にプリストレスガスも注出されるようになる。従って、ビールの注出速度はかなり速くなり、通常よりも大径の泡が通常よりも多量に生じるようになる。すなわち、この場合には、きめ細かな泡をビール液面に形成することができず、消費者にとって好ましくない。
【０００７】
このようにプリストレスガスが圧縮されている充填不良のビール樽を形成した充填部は、同様な充填不良のビール樽を引続いて形成する可能性が高い。従って、特定の充填部において充填不良のビール樽が形成された場合には、当該充填部を停止させることが想定される。
【０００８】
例えば特許文献１には、商品を生産する包装機と、商品を計量する重量チェッカーと、包装後に商品の包材のシール状態を検査するシールチェッカーとを備えた包装計量検査システムが開示されている。そして、特許文献１に開示される包装計量検査システムにおいてシールチェッカーによる不合格の判定が連続する場合には、包装機による包装動作を停止するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２８９７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した充填不良が生じる度に充填装置全体の操業を停止し、複数の充填部のうちの充填不良を起こした充填部を特定したのでは生産性が低下するので現実的でない。
【００１０】
また、充填部によりビールが充填されたビール樽が充填不良であったか否かは、ビール樽が市場に出荷された後、飲食店などの店舗で専用ディスペンサを通じてビール樽からビールを実際に注出する際に判明することが多い。このため、店舗で充填不良が発見された場合には、既に多数の充填不良のビール樽が市場に出荷されている可能性が高い。また、充填不良の確認作業はビール工場内で行うことも可能であるが、煩雑である上に、確認のための時間が余分に掛かるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明者は上記課題を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、充填時におけるビールの充填速度を測定することにより、ビール樽におけるビールが充填不良であったか否かをビール樽を市場に出荷する前、即ち、ビールの充填時に容易かつ迅速に判断できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、容器、例えばビール樽の充填不良を容易かつ迅速に判断することのできる充填不良判断装置、およびそのような充填不良判断装置を備えた容器の充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を具備し、該充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断する充填不良判断装置が提供される。
【００１４】
すなわち１番目の発明においては、飲料の充填速度が比較的小さい場合には、プリストレスガスがビールに巻込まれることはなく、従って、プリストレスガスは容器内に残留しない。従って、飲料の充填速度が所定の値よりも大きいか否かを判断することにより、容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。なお、充填速度は、飲料充填時における最大値または平均値を採用してよい。
【００１５】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を具備し、該充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断する。
すなわち２番目の発明においては、プリストレスガスが容器内に圧縮されている充填不良のみならず、充填重量が所定量に満たない、充填重量不足の充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００１６】
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明における充填不良判断装置を備えた充填装置が提供される。
すなわち３番目の発明においては、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００１７】
４番目の発明によれば、３番目の発明において、さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち４番目の発明においては、充填不良の容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１８】
５番目の発明によれば、３番目または４番目の発明において、さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段を具備する。
すなわち５番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段から飲料が充填されないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。飲料充填停止手段は、例えば飲料充填手段に備えられた流量制御弁である。
【００１９】
６番目の発明によれば、３番目から５番目のいずれかの発明において、さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段を具備する。
すなわち６番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段に容器を供給しないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。容器供給停止手段は、例えば樽容器を両側から一時的に把持して当該飲料充填手段への供給をスキップさせる手段である。
【００２０】
７番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器を充填不良であると判断する充填不良判断手段と、該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段とを具備する容器の充填装置が提供される。
【００２１】
すなわち７番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段から飲料が充填されないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。また、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。飲料充填停止手段は、例えば飲料充填手段に備えられた流量制御弁である。
【００２２】
８番目の発明によれば、複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器が充填不良であると判断する充填不良判断手段と、該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段とを具備する容器の充填装置が提供される。
【００２３】
すなわち８番目の発明においては、充填不良の容器が発生するのを防止するために、単に当該一つの飲料充填手段に容器を供給しないようにしている。従って、充填装置全体を停止させる必要性を排除できる。また、市場に出荷する前、即ち、飲料の充填時に容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。容器供給停止手段は、例えば搬送経路に沿って搬送される樽容器を搬送経路の両側から一時的に把持して当該飲料充填手段への供給をスキップさせる手段である。
【００２４】
９番目の発明によれば、７番目または８番目の発明において、前記充填不良判断手段は、前記複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を含んでおり、前記充填不良判断手段は、前記充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断するようにした。
すなわち９番目の発明においては、飲料の充填速度が比較的小さい場合には、プリストレスガスがビールに巻込まれることはなく、従って、プリストレスガスは容器内に残留しない。従って、飲料の充填速度が所定の値よりも大きいか否かを判断することにより、容器が充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。なお、充填速度は、飲料充填時における最大値または平均値を採用してよい。
【００２５】
１０番目の発明によれば、７番目または８番目の発明において、前記充填不良判断手段は、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を含んでおり、前記充填不良判断手段は、前記充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断するようにした。
すなわち１０番目の発明においては、充填重量が所定量に満たない、充填重量不足の充填不良であったか否かを判断し、充填不良容器を容易に発見することができる。
【００２６】
１１番目の発明によれば、７番目から１０番目のいずれかの発明において、さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち１１番目の発明においては、充填不良の容器が市場に流通するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。なお、以下の説明においてはビール樽にビールを充填する場合について説明しているが、これらは一例にすぎず、容器に飲料を充填するあらゆる形態を含むことに留意されたい。
図１は本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。図１に示される充填装置１０は、複数の樽容器、例えばビール樽４０を矢印Ａ方向に順次搬送するコンベヤなどの搬送経路１１と、搬送経路１１に隣接して配置されていてビール樽４０を矢印Ｂ方向に順次搬送する環状の回転通路２０とを含んでいる。
【００２８】
回転通路２０には、ビールをビール樽４０に充填するために複数、例えば二十個の充填部Ｆが周方向に等間隔で設けられている。図１においては、回転通路２０上に位置するビール樽４０に対応した位置のそれぞれに、充填部Ｆが設けられているものとする。
【００２９】
図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。図２においては、ビール樽４０は口金を下方に向けた倒立状態で回転通路２０上に配置される。充填装置１０の上方には、伸縮自在なロッド５２を備えたエアシリンダ５１が設けられている。そして、ロッド５２の先端には略「＋」字形状のクランプハンド５３が取付けられている。エアシリンダ５１を作動してロッド５２を延ばすことによって、ビール樽４０はクランプハンド５３と回転通路２０との間に把持される。
【００３０】
充填部Ｆは、ビール樽４０の樽口（図示しない）に係合可能な充填ヘッド２３と、ビール用の貯留タンク（図示しない）から充填ヘッド２３まで延びる送液管２２とを含んでいる。ビール用の貯留タンク（図示しない）内のビールは、送液管２２および充填ヘッド２３を通じて樽口からビール樽４０内に充填される。
【００３１】
図示されるように、送液管２２には、送液管２２内を流れるビールの流量を測定する流量計２５が設けられている。さらに、ビールの流れに対して流量計２５の下流には、ビールの流量を制御する流量制御弁２６が設けられている。これら流量計２５および流量制御弁２６は後述する制御装置３０に接続されている。
【００３２】
さらに、図２においては、ビールの充填前にプリストレスガスをビール樽４０内に供給する供給管路５５と、ビール樽４０内のプリストレスガスを排出する排出管路５６とが示されている。プリストレスガスは、不活性ガス、例えば二酸化炭素または窒素であり、ビールの液中に溶存した炭酸ガスがビール樽４０への充填時に分離または発泡するのを防止する役目を果たす。なお、排出管路５６には、プリストレスガスの排出流量を制御する制御弁５７が設けられており、この制御弁５７も制御装置３０に接続されている。詳細には説明しないものの、ビール樽４０に供給されたプリストレスガスはビールの充填作用に応じて排出管路５６を通じて排出される。
【００３３】
再び図１を参照すると、搬送経路１１上に搬送されたビール樽４０は、搬送方向Ａに対して上流側のスターホイール１３およびガイド１４によって回転通路２０に搬送される。回転通路２０に搬送されたビール樽４０は回転通路２０によって矢印Ｂ方向に回転しつつ、一つの充填部Ｆによってビールが充填される。
【００３４】
言い換えれば、上流側スターホイール１３におけるビール樽投入位置から下流側スターホイール１５におけるビール樽排出位置まで回転通路２０が回転する間に、所定重量のビールがビール樽４０に充填される。ビールが充填されたビール樽４０は下流側のスターホイール１５およびガイド１６によって搬送経路１１に再び戻る。このような構成であるので、図１においてスターホイール１３、１５の間に位置している充填部Ｆａにはビール樽４０は配置されない。
【００３５】
充填装置１０においては、重量測定手段１７が下流側スターホイール１５の下流において搬送経路１１上に設けられている。重量測定手段１７は、ビールが充填された後におけるビール樽４０の総重量を測定する。
【００３６】
図示されるように、重量測定手段１７の下流においては分岐搬送通路１８が搬送経路１１から分岐している。分岐搬送通路１８は通常は動作しておらず、起動部１９が起動したときにのみ動作する。重量測定手段１７により測定されたビール樽４０の総重量が所定値Ｚ２を下回った場合には、起動部１９が起動して、そのビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に排出される。つまり、分岐搬送通路１８はそのようなビール樽４０を排出する排出手段としての役目を果たす。さらに、上流側スターホイール１３の上流には、後述する停止部材６０が設けられている。
【００３７】
重量測定手段１７、起動部１９および停止部材６０も制御装置３０に接続されている。ここで、制御装置３０はデジタルコンピュータであり、充填装置１０全体の制御を行うようになっている。
【００３８】
図１に示されるように制御装置３０は、或るビール樽４０に充填されるビールの充填速度に基づいて当該ビール樽４０が充填不良であるか否かを判定する充填速度式充填不良判断手段３１と、ビールの充填後におけるビール樽４０の重量に基づいて当該ビール樽４０が充填不良であるか否かを判定する重量式充填不良判断手段３２とを含んでいる。
【００３９】
さらに、制御装置３０は、複数の充填部Ｆのそれぞれにおいて充填不良を生じさせた回数をカウントするカウンタ３３と、各種所定値、各種測定値および後述する動作プログラム１００などを記憶した記憶部３４とを含んでいる。図示されるように、充填速度式充填不良判断手段３１、重量式充填不良判断手段３２、カウンタ３３および記憶部３４は双方向性バス３５により互いに接続されている。
【００４０】
図３は本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。以下、図３を参照しつつ、本発明に基づく充填装置の動作について説明する。この動作プログラム１００は充填装置１０の通常動作時に複数の充填部Ｆのそれぞれについて実施される。なお、以下の説明においては、複数の充填部Ｆを充填部Ｆｉ（ｉ＝１〜２０）と呼ぶ。
【００４１】
動作プログラム１００のステップ１０１においては、ビール樽４０が供給される充填部Ｆｉの現在のカウンタ値Ｎｉを取得する。例えば充填部Ｆｉのうちの或る充填部Ｆ５にビール樽４０が供給される場合には、充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５を取得する。図４に示されるように、カウンタ値Ｎｉは複数の充填部Ｆｉのそれぞれに対してマップの形でカウンタ３３においてカウントされている。従って、この場合には、マップ内の現在のカウンタ値Ｎ５を単に取得すればよい。
【００４２】
次いで、ステップ１０２においては、空のビール樽４０が上流側スターホイール１３およびガイド１４によって搬送経路１１から回転通路２０まで移動され、充填部Ｆ５によって前述したように把持される。そして、空のビール樽４０は回転通路２０と共に回転しつつ、供給管路５５を通じて所定量のプリストレスガスがビール樽４０内に充填される。次いで、プリストレスガスが排出管路５６を通じて排出されつつ、充填部Ｆ５の充填ヘッド２３によって当該ビール樽４０へのビールの充填が開始される。
【００４３】
図５は、充填時間とビールの流速（充填速度）に関する信号指令値との関係を示す図である。図５においては、横軸はビールの充填時間を示しており、縦軸は制御装置３０から発信されたビールの流速に関する信号を示している。この図面に示されるビールの流速に関する信号指令値に基づいて、ビールの流速は流量制御弁２６によって実際に制御される。
【００４４】
図５に示されるように、ビールの流速は時間Ｔ０から時間Ｔ１にかけて流速ＱＡから最大流速ＱＢまで徐々に増大する。ビールの流速を徐々に増大させる理由は、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止するためである。次いで、ビールの流速が最大流速ＱＢに到達すると、時間Ｔ１から時間Ｔ２までビールを最大流速ＱＢで充填し続ける。その後、時間Ｔ２になると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を瞬時に遮断するようにしている。
【００４５】
図３を再び参照すると、ステップ１０３においては、時間Ｔ１以降における最大流速ＱＢの信号指令値に対応する実際の充填速度Ｖを流量計２５によって測定する。具体的には、流量計２５から制御装置３０に送信される流量データと予め設定されたスキャンタイムとに基づいて、実際のビールの充填速度Ｖが算出される。
【００４６】
ステップ１０４において所定の充填重量のビールの充填が終了すると、当該ビール樽４０が下流側スターホイール１５付近まで移動する。次いで、当該ビール樽４０は下流側スターホイール１５およびガイド１６によって回転通路２０から搬送経路１１まで再び戻される。その後、ステップ１０５においては、重量測定手段１７によって、ビールを充填した後におけるビール樽４０の総重量Ｚが測定される。これら充填速度Ｖおよび総重量Ｚは記憶部３４内に一時的に記憶される。
【００４７】
次いで、ステップ１０６においては、充填速度式充填不良判断手段３１によって充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいか否かが判定される。所定値Ｖ０はプリストレスガスをビールの流れに巻込むことなしにビールを充填することのできる速度上限値であり、実験等により予め求められる。所定値Ｖ０は、例えば図５に示される最大流速ＱＢ（指令値）の約２倍〜約３倍の大きさである。
【００４８】
ステップ１０６において充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいと判定された場合には、ビールの充填時にプリストレスガスがビールの流れに巻込まれ、比較的高圧で圧縮されたプリストレスガスがビール樽内部に残留していると判断できる。前述したように、そのようなビール樽４０においては、ビールの注出時にビールと共にプリストレスガスが注出され、従って、ビールの液面に大径の泡が多量に生じる可能性が高い。そのようなビール樽４０ではビールを良好に注出できない。従って、実際に充填されたビールの充填重量に関係なく、そのようなビール樽４０を充填不良であると判断する。
【００４９】
それゆえ、充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きいと判定された場合には、ステップ１０８ａにおいて、起動部１９によって分岐搬送通路１８を起動させる。これにより、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に移送され、充填装置１０から排出されるようになる。次いで、ステップ１０９ａにおいて、当該ビール樽４０に対応する充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５に「１」を加算する（Ｎ５←Ｎ５＋１）。
【００５０】
一方、ステップ１０６において充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも大きくないと判定された場合には、ステップ１０７に進む。ステップ１０７においては、重量式充填不良判断手段３２によって、ビール充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚが所定値Ｚ２よりも小さいか否かが判定される。所定値Ｚ２は、統計等により予め決定された空ビール樽重量の最大値に充填重量を加算した値である。
【００５１】
ステップ１０７においてビール樽４０の総重量Ｚが所定値Ｚ２よりも小さい場合には、当該ビール樽４０の充填重量が所定の充填重量に満たないので当該ビール樽４０は充填不良であると判断できる。その原因は、例えば充填部Ｆ５における流量制御弁２６が何らかの事情により所望の開度よりも閉鎖方向に維持されていたこと等が挙げられる。
【００５２】
このような充填不足のビール樽４０を出荷することはできないので、ステップ１０８ｂに進んで、当該ビール樽４０を前述したように充填装置１０から排出する。これにより、残留プリストレスガスに基づいて注出不良とならない場合であっても、充填不足のビール樽４０が重量が市場に出荷されるのを防止することが可能である。さらに、ステップ１０９ｂにおいては、当該ビール樽４０にビールを充填した充填部Ｆ５のカウンタ値Ｎ５に「１」を前述したようにさらに加算する（Ｎ５←Ｎ５＋１）。
【００５３】
その後、ステップ１１０において、充填部Ｆ５の最新のカウンタ値Ｎ５を読込み、カウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上であるか否かを判定する。所定値Ｎ０は１以上の整数である。ステップ１１０においてカウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上でないと判定された場合には、処理を終了する。
【００５４】
所定値Ｎ０は、充填装置１０の生産性と充填不良ビール樽の発生率とのトレードオフである。つまり、所定値Ｎ０が比較的大きい場合には充填装置１０の生産性は高まるが充填不良ビール樽の発生率も増加する。反対に、所定値Ｎ０が比較的小さい場合には充填不良ビール樽の発生率は低下するが、充填装置１０の生産性も低くなる。所定値Ｎ０は、このような関係に基づいて操作者により適宜決定される。
【００５５】
ステップ１１０においてカウンタ値Ｎ５が所定値Ｎ０以上である場合、つまり、充填部Ｆ５により充填されたビール樽４０が充填不良と判断された回数が比較的多い場合には、ステップ１１１に進む。ステップ１１１においては、制御装置３０によって流量制御弁２６を閉鎖し、貯留タンク（図示しない）からのビールが当該充填部Ｆ５に供給されないようにする。すなわち、流量制御弁２６は特定の充填部Ｆｉ、例えば充填部Ｆ５においてビール（飲料）の充填を停止させる飲料充填停止手段としての役目を果たす。
【００５６】
これにより、充填装置１０が引続いて動作している場合であっても、充填部Ｆ５が他のビール樽４０にビールを充填することはない。従って、当該充填部Ｆ５によって他のビール樽４０が連続して充填不良となることを回避できる。それゆえ、本発明においては、充填不良が発生した場合であっても、充填装置１０全体を停止させる必要はない。
【００５７】
さらに、ステップ１１２においては、制御装置３０によって停止部材６０が所定のタイミングで起動され、それにより、当該充填部Ｆ５に空のビール樽４０が新たに供給されないようにする。図６（ａ）および図６（ｂ）は停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す部分拡大図である。これら図面においては、停止部材６０は、搬送経路１１の一側に配置された一対の連接棒６２Ａと、搬送経路１１の他側において連接棒６２Ａに対面するように配置された他の一対の連接棒６２Ｂとを含んでいる。
【００５８】
図示されるように、一対の連接棒６２Ａは所定の角度をなして互いに結合されており、一対の連接棒６２Ａの角部は回動可能な回動軸部６３Ａとして形成されている。同様に、一対の連接棒６２Ｂの角部も回動可能な回動軸部６３Ｂとして形成されている。図６（ａ）から分かるように、停止部材６０の回動軸部６３Ａ、６３Ｂは搬送経路１１から離間して配置されている。
【００５９】
図６（ｂ）に示されるように停止部材６０が起動されると、各対の連接棒６２Ａ、６２Ｂは、回動軸部６３Ａ、６３Ｂ回りに互いに反対方向に回動される。これにより、各対の連接棒６２Ａ、６２Ｂの一端６１Ａ、６１Ｂが、搬送経路１１の長手方向中心線付近まで進出する。従って、搬送経路１１上に搬送されるビール樽４０は連接棒６２Ａ、６２Ｂの一端６１Ａ、６１Ｂにより一時的に停止する。それゆえ、停止されたビール樽４０は当該充填部Ｆ５まで供給されない。そして、回転通路２０がさらに回転すると、停止部材６０は元位置まで戻ってビール樽４０を解放し、ビール樽４０が隣の充填部Ｆ６に供給される。つまり、停止部材６０は問題のある充填部Ｆ５にビール樽４０を供給するのをスキップできる。
【００６０】
このような場合には、当該充填部Ｆ５が他のビール樽４０にビールを充填することを確実に防止できる。従って、他のビール樽４０が連続して充填不良となることを確実に回避できる。特に、このような停止部材６０の使用は、流量制御弁２６が例えば固着したためにビールの充填を停止できない場合、つまりステップ１１１のような処理を行えない場合に特に有利である。
【００６１】
このように本発明においては、充填速度式充填不良判断手段３１および／または重量式充填不良判断手段３２によってビール樽４０が充填不良であるか否かを容易に判断することが可能となる。さらに、特定の充填部Ｆｉによって充填不良のビール樽４０が生じた場合であっても、流量制御弁２６および／または停止部材６０を用いることにより充填不良のビール樽４０が連続して発生することが回避される。
【００６２】
図面を参照して説明した実施形態においては流量計２５が流量制御弁２６よりも上流に配置されているが、流量計２５が流量制御弁２６よりも下流、例えば充填ヘッド２３の内部に設けられていてもよい。この場合には、ビールの充填速度を直接的に測定するので、ビール樽４０の充填不良をより厳密に判断できるのが分かるであろう。
【００６３】
当然のことながら、ステップ１０６、１０７のいずれか一方およびステップ１１１、１１２のいずれか一方を省略するようにしてもよい。また、ステップ１０６において充填段階における充填速度Ｖの平均値を他の所定値と比較するようにしてもよい。
【００６４】
また、図示しない実施形態においては、図３のステップ１０４におけるビールの充填が終了する前に、ステップ１０６における充填速度Ｖと所定値Ｖ０との判定を行うようにしてもよい。これにより、ビールの充填作業の途中で充填速度Ｖが所定値Ｖ０よりも判定された場合には、充填作業を強制停止させ、ビールが無駄になる量を少なくすることができる。
【００６５】
さらに、図示しない実施形態においては、ステップ１０６において充填速度Ｖの代わりに充填時間を用いることにより充填時間が所定値よりも短い場合に充填不良を判断してもよい。同様にステップ１０７において総重量Ｚの代わりに充填時間を用いることにより充填時間が他の所定値よりも長い場合に充填不良を判断してもよい。このような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。
【図３】本発明に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図４】複数の充填部とカウンタ値とのマップを示す図である。
【図５】充填時間とビールの流速に関する信号指令値との関係を示す図である。
【図６】（ａ）停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す第一の部分拡大図である。（ｂ）停止部材を説明するために充填装置の一部を拡大して示す第二の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 充填装置
１１ 搬送経路
１３、１５ スターホイール
１４、１６ ガイド
１７ 重量測定手段（充填後樽容器重量測定手段）
１８ 分岐搬送通路（排出手段）
１９ 起動部
２０ 回転通路
２２ 送液管
２３ 充填ヘッド
２５ 流量計
２６ 流量制御弁（飲料充填停止手段）
３０ 制御装置
３１ 充填速度式充填不良判断手段（充填不良判断装置）
３２ 重量式充填不良判断手段（充填不良判断装置）
３３ カウンタ
３４ 記憶部
４０ ビール樽
６０ 停止部材（樽容器供給停止手段）
６１Ａ、６１Ｂ 端部
６２Ａ、６２Ｂ 連接棒
６３Ａ、６３Ｂ 回動軸部
Ｆ、Ｆｉ 充填部
Ｖ 充填速度
Ｖ０ 充填速度の所定値
Ｚ 充填後ビール樽総重量
Ｚ２ 充填後ビール樽総重量の所定値
Ｎｉ カウンタ値
Ｎ０ カウンタ値の所定値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を具備し、
該充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断する充填不良判断装置。
【請求項２】
さらに、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を具備し、
該充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断する請求項１に記載の充填不良判断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の充填不良判断装置を備えた充填装置。
【請求項４】
さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段を具備する請求項３または４に記載の充填装置。
【請求項６】
さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段を具備する請求項３から５のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項７】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、
該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器を充填不良であると判断する充填不良判断手段と、
該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段とを具備する容器の充填装置。
【請求項８】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、
該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器が充填不良であると判断する充填不良判断手段と、
該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段とを具備する容器の充填装置。
【請求項９】
前記充填不良判断手段は、前記複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を含んでおり、
前記充填不良判断手段は、前記充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断するようにした請求項７または８に記載の充填装置。
【請求項１０】
前記充填不良判断手段は、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を含んでおり、
前記充填不良判断手段は、前記充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断するようにした請求項７または８に記載の充填装置。
【請求項１１】
さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する請求項７から１０のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項１】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を具備し、
該充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断する充填不良判断装置。
【請求項２】
さらに、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を具備し、
該充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断する請求項１に記載の充填不良判断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の充填不良判断装置を備えた充填装置。
【請求項４】
さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段を具備する請求項３または４に記載の充填装置。
【請求項６】
さらに、前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段を具備する請求項３から５のいずれか一項に記載の充填装置。
【請求項７】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、
該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器を充填不良であると判断する充填不良判断手段と、
該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段による飲料の充填を停止させる飲料充填停止手段とを具備する容器の充填装置。
【請求項８】
複数の容器のそれぞれに所定の充填重量の飲料を充填する複数の飲料充填手段と、
該複数の飲料充填手段によって飲料が充填された前記容器が充填不良であると判断する充填不良判断手段と、
該充填不良判断手段によって前記充填不良であると判断された回数が所定の回数以上である場合には、前記充填不良であると判断された前記容器に対応する前記飲料充填手段に新たな容器を供給するのを停止する容器供給停止手段とを具備する容器の充填装置。
【請求項９】
前記充填不良判断手段は、前記複数の飲料充填手段により前記飲料を前記容器に充填する際のそれぞれの充填速度を測定する充填速度測定手段を含んでおり、
前記充填不良判断手段は、前記充填速度測定手段により測定された充填速度が所定の値よりも大きい場合には、前記充填速度で飲料が充填された前記容器を充填不良と判断するようにした請求項７または８に記載の充填装置。
【請求項１０】
前記充填不良判断手段は、前記飲料充填手段のそれぞれによって飲料が充填された後の前記容器のそれぞれの重量を測定する充填後容器重量測定手段を含んでおり、
前記充填不良判断手段は、前記充填後容器重量測定手段によって測定された前記容器の重量が所定の充填後容器基準重量よりも小さい場合には前記容器を充填不良と判断するようにした請求項７または８に記載の充填装置。
【請求項１１】
さらに、前記充填不良であると判断された前記容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する請求項７から１０のいずれか一項に記載の充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−６２９９２（Ｐ２００８−６２９９２Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４５４４８（Ｐ２００６−２４５４４８）
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００１９０４）サントリー株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１１日（２００６．９．１１）
【出願人】（０００００１９０４）サントリー株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
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