JP4759974B2 - 容器処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体、液体等の流体を容器に噴射して殺菌や洗浄等の処理を行う容器処理装置に係り、特に、ノズルからの流体の噴射状態を検出する装置を備えた容器処理装置に関するものである。

例えば、無菌充填装置で充填を行う場合には、容器を充填装置に供給する前に、殺菌装置において、噴射ノズルから過酸化水素水等の殺菌液をガス状にして容器に噴射することによりこの容器を殺菌するようにしている。過酸化水素ガスを容器に噴射する際には、噴射量が多すぎても少なすぎても正常な殺菌が行えないので、噴射ノズルからの噴射量を検出してその量が適正か否か判断することが従来から行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

前記特許文献１に記載された発明（過酸化水素水ノズルの噴霧量測定装置）は、過酸化水素水タンクと噴霧ノズルを接続した搬送パイプに流量計が設けられ、さらに、搬送パイプの流量計よりも下流に絞りが設けられ、搬送パイプの絞りより上流側を加圧する加圧手段を備えている。

また、特許文献２に記載された発明（液体スプレー装置のスプレー不良検出装置）は、空気供給管を備えた液体スプレー装置におけるスプレーノズルへの液体供給管路に圧力センサを取付け、さらに、ノズルから噴霧される液体の噴霧状態をモニタするために光電管を利用したスプレーモニタ装置を設けている。
特許第３１８２６５８号公報（第２頁、図１） 特許第２７６９８１７号公報（第２頁、図１）

前記特許文献１に記載された装置のように流量計によってノズルの噴霧量を検出するようにしたものや、特許文献２に記載された装置のように圧力センサによって検出する構成のものでは、流量計や圧力センサを各ノズルごとに対応して設ける必要があり、ノズルの数が多い装置の場合には、設置する計器の数が多くなりコスト高であるという問題があった。また、光電管を用いた装置の場合も、前記と同様にノズルの数と同じ数の光電管が必要でコスト高であり、さらに、水滴などが付着しやすい環境では、誤動作を起こす危険性があるという問題があった。

本発明は、回転体の外周に円周方向等間隔で設けられ、容器に対して流体を噴射する複数のノズルと、これら各ノズルに対応して設けられ、流体が噴射される容器を支持する容器支持手段とを備え、前記ノズルから容器に流体を噴射することにより所定の処理を行う容器処理装置において、前記ノズルの移動経路内の容器が存在しない位置に配置され、ノズルから噴射される流体を受ける検出プレートと、この検出プレートに連結され、ノズルから噴射される流体の力を検出するロードセルと、このロードセルを覆うカバーと、このカバー内に冷却用のエアを供給するエア供給手段と、前記ロードセルによる検出値と予め記憶した基準値とを比較する比較手段とを設け、前記検出値と基準値とを比較することにより、ノズルからの流体の噴射量が適正か否か判定することを特徴とするものである。

本発明の容器処理装置は、噴射ノズルの回転経路の一個所に検出手段を設けるだけで、すべての噴射ノズルからの流体の噴射量が適正か否か判断することができるので、大幅にコストダウンを図ることができる。しかも、周囲の環境によって誤動作を起こすおそれもない。

検出プレートを、ノズル移動経路内の容器が存在しない位置に配置するとともに、ノズルから噴射された流体がこの検出プレートに作用する力を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出した値と予め記憶している基準値とを比較手段によって比較するという構成により、ノズルからの流体の噴射状態が適正か否か判断するという目的を、低コストな構造で実現した。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る容器処理装置を備えた容器処理ラインの要部を簡略化して示す平面図であり、この容器処理装置２によって処理される容器（図示せず）は、搬送コンベヤ４によって上流側から連続的に搬送され、インフィードスクリュー６で所定間隔にピッチ切りされて供給スターホイール８に引き渡される。供給スターホイール８に保持された容器は、回転搬送されて容器処理装置２内に供給される。

この容器処理装置２には、回転体１０の外周部に円周方向等間隔で複数の噴射ノズル１２（図２参照）が設けられている。これら各噴射ノズル１２には、図示しない過酸化水素供給源から過酸化水素が供給されるようになっており、この過酸化水素がガス状になって噴射ノズル１２から噴射される。

各噴射ノズル１２の下方にはそれぞれ、前記供給スターホイール８から受け取った容器を支持して回転搬送する容器支持手段１４が設けられている。この実施例では、容器支持手段１４として、ＰＥＴボトル等の容器の首部に形成されたフランジの下面側を支持し、吊り下げた状態で搬送するネックグリッパが設けられている。前記噴射ノズル１２と、容器を支持したネックグリッパ１４とが上下の位置を一致させた状態で一体的に回転し、回転搬送されている容器内に噴射ノズル１２から過酸化水素ガス等の殺菌剤が噴射されて殺菌が行われる。殺菌が終了した容器は、前記ネックグリッパ１４から排出スターホイール１６に引き渡されて排出コンベヤ１８上に排出され、この排出コンベヤ１８によって次の工程に送られる。

前記供給スターホイール８から容器処理装置２の回転体１０に容器が供給される位置Ａと、回転体１０から排出スターホイール１６に容器が引き渡されて排出される位置Ｂとの間、つまり、過酸化水素ガスを噴射する噴射ノズル１２の下方に容器が存在しない区間（Ｂ〜Ａ）に、ノズル１２からの流体の噴射状態を検出する検出装置２０が設けられている（図２および図３参照）。この実施例では、噴射ノズル１２からの過酸化水素ガスの噴射状態を、検出手段としてのロードセル２２によって検出するようになっている。前記容器処理装置２の回転体１０の外側に設置されたスタンド２４上にカバー２６が固定され、このカバー２６の内部にロードセル２２が収容されている。

このロードセル２２は、カバー２６の前面プレート２８に取付けられ、前面プレート２８の中央に形成された開口２８ａから検出ロッド３０を突出させている。この検出ロッド３０の先端に、取付部材３２を介して水平な検出プレート３４が取り付けられている。ロードセル２２の検出ロッド３０は、外周に筒状の封止部材（ナット）３６が嵌合され、その先端部が前記前面プレート２８の開口２８ａに挿入されて、前記カバー２６の内部と外部側とを遮断している。また、検出ロッド３０の、封止部材３６と前記取付部材３２の間の部分にじゃばら３８が装着されてこの部分を覆っている。

検出プレート３４は、噴射ノズル１２が回転移動する移動経路の下方に位置しており、その移動経路上の幅Ｌ（図３参照）が、回転体３０に円周方向等間隔で設けられている噴射ノズル１２のピッチ、つまり隣接する２本の噴射ノズル１２の中心間の距離と等しくなっている。従って、一本の噴射ノズル１２の後方側がこの検出プレート３４上を完全に通過する前に、次の噴射ノズル１２の前方側がこの検出プレート３４上にかかるようになっている。このような構成としたことにより、常に噴射ノズル１２一本分の過酸化水素ガスがこの検出プレート３４上に噴射される。検出プレート３４の幅が噴射ノズル１２のピッチよりも小さいと、ノズル１２とノズル１２との間は検出プレート３４に荷重がかからず、荷重を受けているとき（流体が噴射されているとき）と荷重を受けていないときとの差が大きいため、検出プレート３４が振動して検出できない可能性があるので、検出プレート３４の幅Ｌを前記のように設定している。

前記ロードセル２２が収容されているカバー２６は、上下左右および前後の６面を有し、しかも、前面プレート２８の開口２８ａ内も封止されているので、このカバー２８内は密封された状態になっている。このカバー２８の背面側には、図示しないエア供給源に接続されたエア供給配管４０の供給口４０ａが設けられるとともに、下面側にエア排出配管４２の排出口４２ａが設けられており、供給口４０ａからカバー２６内の密封された空間にエアを供給し、排出口４２ａから排出するすることによって、カバー２６内にエアの流れを生じさせている。噴射ノズル１２から過酸化水素ガスを噴射する領域は高温になるため、ロードセル２２を冷却する目的でカバー２６内にエアを流している。

検出プレート３４は、その上方を通過する噴射ノズル１２から噴射された過酸化水素ガスを受け、この検出プレート３４に連結されたロードセル２２が、その過酸化水素ガスから受ける力を重量として検出し、その検出信号を制御装置４４（図１および図４参照）に送る。この制御装置４４は、噴射ノズル１２から噴射される過酸化水素ガスの適正量を予め記憶する記憶部４６を有しており、比較手段としての比較判定部４８で、この記憶部４６が記憶している適正値とロードセル２２から送られた検出値とを比較し、検出値が適正であるか否かを判定する。なお、前記回転体１０にはエンコーダ５０が接続されており、このエンコーダ５０からのパルス信号が前記制御装置４４に送られてカウントされることにより、各噴射ノズル１２の位置を確認している。また、比較判定部４８による判定結果は表示部５２に表示される。

前記構成に係る容器処理装置２の作動について説明する。搬送コンベヤ４によって搬送されてきた容器は、インフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されて供給スターホイール８に引き渡される。供給スターホイール８は、容器を保持して回転搬送し、容器処理装置２の回転体１０内に供給する（回転体１０への容器供給位置を図１に符号Ａで示す）。容器処理装置２の回転体１０には、所定間隔でネックグリッパ（容器支持手段）１４が設けられており、供給スターホイール８から供給された容器を支持して回転搬送する。各ネックグリッパ１４に支持されている容器の上方にそれぞれ噴射ノズル１２が設けられており、回転搬送する間にこの噴射ノズル１２から容器内に過酸化水素ガスが吹き込まれて殺菌される。殺菌された容器は、容器排出位置Ｂで、ネックグリッパ１４から排出スターホイール１６に引き渡されて排出コンベヤ１８上に排出される。

容器排出位置Ｂから次の容器が供給される位置Ａまでの間は、噴射ノズル１２の下方に配置されているネックグリッパ１４が容器を持たずに空の状態で移動している。この区間（Ｂ〜Ａ）に検出手段（ロードセル）２２を備えた検出装置２０が配置されている。回転移動してきた噴射ノズル１２は、検出装置２０の検出プレート３４上に過酸化水素ガスを噴射する。検出プレート３４が受けた過酸化水素ガスの重量をロードセル２２が検出し、制御装置４４の比較判定部４８に送る。制御装置４４の記憶部４６には、予め適正な値の過酸化水素ガスの噴射量が記憶されており、比較判定部４８では、前記ロードセル２２が検出した検出値と記憶されている適正値と比較する。検出値が適正値を中心とする所定の範囲内に収まっている場合には、前記噴射ノズル１２が過酸化水素ガスを正常に噴射していると判断する。また、検出値が適正値から所定以上外れている場合には、充分な滅菌を行うことができないので、この噴射ノズル１２は異常であると判定する。この実施例では、噴射ノズル１２からの流体の噴射量の良否を判定する検出装置２０を一個所に設けるだけで、噴射ノズル１２が正常か否かを判定できるので、装置が低コストであり、しかも、構造が簡素化する。

図５は、第２の実施例に係る容器処理装置に設けられた検出装置１２０を示す図である。前記第１実施例では、噴射ノズル１２が噴射する流体を検出プレート３４が受けて、その重量をロードセル２２により検出するようにしているが、この実施例では、検出プレート１３４が噴射ノズル１２からの流体の噴射を受けて、その圧力により変位した際の変位量を検出して、噴射が正常に行われているか否かを判断するものである。なお、第２実施例については、容器処理装置の全体の構成は前記第１実施例と同様であり、同一の部分については同一の符号により説明する。

この実施例でも、前記実施例と同様に、容器処理装置２の回転体１０からの容器排出位置Ｂと、供給スターホイール８から回転体１０への容器供給位置Ａとの間の、回転体１０の外周側に検出装置１２０が設けられている。この検出装置１２０は、基台１６０上に複数本のロッド１６２が直立して設けられ、これらロッド１６２に、検出プレート１３４の下面に固定されたガイド筒１６４が昇降可能に嵌合して、検出プレート１３４の昇降を案内するようになっている。基台１６０の上面と検出プレート１３４の下面との間には、前記ロッド１６２とガイド筒１６４を囲んでスプリング１６６が介装されて、前記検出プレート１３４を上方へ付勢している。スプリング１６６に付勢された検出プレート１３４の上昇限は、前記基台１６０に固定されたストッパ１６８によって規制されている。この検出プレート１３４の、噴射ノズル１２の移動方向の幅は、前記実施例と同様に噴射ノズル１２のピッチと一致している。

前記基台１６０の側面には、ポテンショメーター１７０が取り付けられて、前記検出プレート１３４の下面に連結されている。検出プレート１３４に噴射ノズル１２から過酸化水素ガス等の流体が噴射されると、この過酸化水素ガスの圧力により、検出プレート３４が前記スプリング１６６の付勢力に抗して下降する。この検出プレート１３４が下降した際の下降量をポテンショメータ１７０によって検出するようになっている。このポテンショメーター１７０の検出した検出信号は、制御装置４４の比較判定部４８に送られて、予め記憶部４６に記憶されている基準値と比較されて噴射ノズル１２からの流体の噴射量が適正か否か判断される。この実施例でも前記第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。

なお、前記各実施例では、容器処理装置としての容器殺菌装置に適用した場合について説明したが、容器殺菌装置に限るものではなく、例えば、容器に洗浄水を噴射するリンサ等にも適用可能である。このリンサが、容器を反転して倒立状態で洗浄水をノズルから噴射した後、正立状態に戻して排出する構成の場合には、ノズルに対応する位置に容器が存在しない反転区間もしくは正転区間に検出装置を配置するようにしても良い。

容器処理装置を備えた容器処理ラインの要部を簡略化して示す平面図である。（実施例１） 前記容器処理装置に設けられた制御装置の構成を示す図である。 前記容器処理装置に設けられた検出装置の縦断面図である。 前記検出装置を上方から見た図である。 容器処理装置に設けられた他の検出装置を示す側面図である。（実施例２）

符号の説明

１０ 回転体
１２ ノズル
１４ 容器支持手段（ネックグリッパ）
２２ 検出手段（ロードセル）
３４ 検出プレート
４８ 比較手段（比較判定部）

Claims (3)

1. 回転体の外周に円周方向等間隔で設けられ、容器に対して流体を噴射する複数のノズルと、これら各ノズルに対応して設けられ、流体が噴射される容器を支持する容器支持手段とを備え、前記ノズルから容器に流体を噴射することにより所定の処理を行う容器処理装置において、
   前記ノズルの移動経路内の容器が存在しない位置に配置され、ノズルから噴射される流体を受ける検出プレートと、この検出プレートに連結され、ノズルから噴射される流体の力を検出するロードセルと、このロードセルを覆うカバーと、このカバー内に冷却用のエアを供給するエア供給手段と、前記ロードセルによる検出値と予め記憶した基準値とを比較する比較手段とを設け、前記検出値と基準値とを比較することにより、ノズルからの流体の噴射量が適正か否か判定することを特徴とする容器処理装置。
2. 前記検出プレートのノズル移動方向の幅を、ノズルのピッチと同一寸法としたことを特徴とする請求項１に記載の容器処理装置。
3. 前記流体が殺菌用ガスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の容器処理装置。

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