JP2003066198A - キャップ殺菌装置および殺菌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な内面形状を有するキャップを効率よく
殺菌する。 【解決手段】 電子線照射装置１０は，電子線をあらか
じめ定められた幅Ｎ１−Ｎ２および長さを有する放射範
囲に放射する。縦シュート９は，この放射範囲の長さ方
向に沿って設けられ，電子線の放射源側にキャップ５０
の開口部５０ａを向けるとともに，電子線が放射範囲の
幅方向Ｎ１−Ｎ２において，軸心Ｒと天井部５０ｂ内面
との交点から天井部５０ｂ内面の周縁を経由して円筒部
５０ｃの開口部５０ｃ側の端部までを含む範囲を照射す
るように，キャップ５０の軸心Ｒを放射面Ｍに対して斜
めに保ってキャップ５０を搬送する。キャップ５０は，
この放射範囲内を通過する間に，軸心Ｒを中心に少なく
とも１回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，ボトルの口を封冠
するキャップの殺菌装置および殺菌方法に関し，特に，
電子線または紫外線をキャップに照射して殺菌を行う殺
菌装置または殺菌方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料水や液体調味料等の充填物をボトル
に充填する充填工場では，ボトルに充填物を充填した
後，キャップにより，ボトルの口を封冠するが，この封
冠の前には，キャップの殺菌が行われる。

【０００３】キャップの内面に，ボトルと螺合するため
のねじ山，ねじ溝等が設けられている比較的複雑な形状
を有するプラスチック製キャップに対する殺菌は，従
来，キャップの開口部側から，紫外線殺菌ランプにより
紫外線を照射することにより行われている。このような
技術としては例えば，特開平１１−２６３３２２号公報
記載の「紫外線殺菌装置」がある。この装置は，シュー
ト棒で囲われた搬送シュートの中を所定の姿勢で搬送さ
れるキャップに対して，搬送方向に沿って複数列配置さ
れた紫外線殺菌ランプにより紫外線を照射することによ
り殺菌を行う。

【０００４】また近年，紫外線よりも殺菌力に勝る電子
線照射による殺菌装置が現れ始めており，このような技
術として，たとえば医療器具等の殺菌について特開２０
００−１３５２７４号公報記載の「医療機器の滅菌方法
およびその装置」がある。またキャップや飲料容器等に
ついての殺菌について特開平１１−２４８９００号公報
記載の「電子線照射方法およびその装置」が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし，このような従
来の公報に記載の装置では，搬送シュートを囲むシュー
ト棒が紫外線を遮るので，複雑な内面形状を有するキャ
ップ等の場合には，内面の殺菌が不十分になり易いとい
う問題がある。特に，紫外線を用いる殺菌では一般に殺
菌力が弱いので，十分な殺菌が行えないおそれが高くな
る。

【０００６】また，従来の電子線照射殺菌では，装置が
大形となって設置面積が大きくなるとともにコストが高
くなる。さらに，低エネルギーの電子線照射では複雑な
形状を有する被照射物に対しては，多方向から電子線を
照射する必要があるので，電子線照射装置または被照射
物の姿勢変更装置が複雑になるという欠点がある。

【０００７】本発明は，このような背景に基づいてなさ
れたものであり，その目的は，複雑な内面形状を有する
キャップを効率よく殺菌することにある。

【０００８】また，本発明の他の目的は，キャップの殺
菌に用いられるキャップ殺菌装置を簡略な構成にするこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に，本発明によるキャップ殺菌装置は，ボトルの口部が
挿入される開口部と，該開口部に対向した位置に設けら
れ，該ボトルの口部の先端と接触して該口部を封じるた
めの天井部と，該天井部の周縁から該開口部に向けて形
成され，該ボトルの口部に固定される側面部とを有する
キャップに，殺菌力を有する電子線または光線を照射し
て，該キャップを殺菌するキャップ殺菌装置であって，
前記電子線または光線をあらかじめ定められた幅および
長さを有する放射範囲に放射する放射手段と，前記放射
範囲の長さ方向に沿って設けられ，前記電子線または光
線の放射源側に前記キャップの開口部を向けるととも
に，前記電子線または光線が，前記放射範囲の幅方向に
おいて，前記軸心と前記天井部内面との交点から前記天
井部内面の周縁を経由して前記側面部の開口部側の端部
までを含む範囲を照射するように，前記キャップの軸心
を，前記放射範囲の長さ方向の放射面に対して斜めに保
って前記キャップを搬送する搬送手段と，前記キャップ
が前記放射範囲を通過する間に前記軸心を中心に少なく
とも１回転するように，前記キャップに回転を付与して
前記搬送手段に前記キャップを送出する送出手段と，を
備えている。

【００１０】本発明によると，殺菌対象となるキャップ
は，回転を付与されて，搬送手段に送出される。この回
転は，あらかじめ定められた幅および長さを有する，電
子線または光線が放射される放射範囲を通過する間に，
その軸心を中心に少なくとも１回転する回転数である。
搬送手段に送出されたキャップは，放射範囲の長さ方向
に沿って搬送される。この搬送中，キャップは，電子線
または光線の放射源側にその開口部を向けるとともに，
電子線または光線が，放射範囲の幅方向において，軸心
と天井部内面との交点から天井部内面の周縁を経由して
側面部の開口部側の端部までを含む範囲を照射するよう
に，その軸心を放射範囲の長さ方向の放射面に対して斜
めに保たれる。

【００１１】これにより，キャップが１回転すると，そ
の内面（天井部の内面，側面部の内面）のすべてに電子
線または光線が照射され，内面のすべてを殺菌すること
ができる。また，キャップの天井部および側面部に対し
て，斜め方向から電子線または光線が照射されるととも
に，キャップが回転しながら電子線または光線が照射さ
れるので，複雑な内面形状を有するキャップであって
も，その内面の全域を，確実に，かつ，効率よく殺菌す
ることができる。

【００１２】さらに，搬送手段は，キャップを一定の傾
きをもって搬送するだけであるので，キャップの姿勢を
変更する変更装置等を設ける必要はなく，殺菌装置を簡
単な構成のものとすることができる。

【００１３】好ましくは，本発明によるキャップ殺菌装
置は，前記搬送手段を挟んで前記放射手段と対向する位
置に，前記放射手段により放射された前記電子線または
光線を前記搬送手段方向に反射する反射板をさらに備え
ている。これにより，キャップの外面等も殺菌すること
ができる。

【００１４】さらに好ましくは，前記搬送手段は，前記
キャップに前記電子線または光線が照射されない箇所が
生じない太さを有する，搬送方向に延設された複数の金
属線により構成された搬送シュートである。これによ
り，搬送手段を簡略なものとすることができ，その結
果，コストを低減することができる。また，電子線また
は光線をキャップに確実に照射することができる。

【００１５】本発明の一実施の形態においては，前記搬
送手段が，鉛直方向，または，鉛直方向に対して１０度
以内の角度を設けて配置される。また，他の実施の形態
では，前記搬送手段が，水平方向，または，水平方向に
対して，前記キャップと該搬送手段との摩擦による減速
が重力の分力によって相殺される角度で傾斜して配置さ
れる。これらにより，キャップは，加速度運動または等
速度運動をしながら，搬送される。

【００１６】さらに，本発明の一実態の形態では，前記
送出手段が，前記キャップの側面部外面に接触し，前記
キャップに所定の初速度および回転速度を与えるローラ
であり，あるいは，前記キャップに気体を吹き付けるこ
とより，前記キャップに所定の初速度および回転速度を
与えるものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に，本発明の複数の実施の形
態について説明するが，これらの実施の形態は，例であ
って，本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１８】１．第１の実施の形態 図１は，本発明の第１の実施の形態によるプラスチック
キャップ殺菌装置（以下，単に「キャップ殺菌装置」と
いう。）１００の正面図（一部断面図）であり，図２
は，キャップ殺菌装置１００の左側面図である。図３
は，図１のＡ部拡大断面図であり，図４は図２のＢ部拡
大断面図である。図５，図６，図７，および図８は，そ
れぞれ図３のＣ−Ｃ断面図，Ｄ−Ｄ断面図，Ｅ−Ｅ断面
図，およびＦ−Ｆ断面図である。

【００１９】このキャップ殺菌装置１００は，キャップ
セレクタ２１，該キャップ殺菌装置１００のフレーム
１，受入シュート２，屈曲ガイド部３，ソレノイド４，
キャップ取込ローラ５，サーボモータ６，８，回転付与
ローラ７，縦シュート９，電子線照射装置１０，反射板
１１，遮蔽ケース１２，出口屈曲ガイド部１３，および
送出シュート１４を備えている。

【００２０】このキャップ殺菌装置１００によって殺菌
されるプラスチックキャップ（以下，単に「キャップ」
という。）５０は，本実施の形態では，ペットボトル等
に取り付けられるほぼ円筒形のキャップであり，底面が
開口し，またその円筒面（側面）内部には，ボトルの口
部に設けられたねじ山およびねじ溝とそれぞれ螺合する
ためのねじ溝およびねじ山が形成されている。

【００２１】キャップセレクタ２１は，その内部にある
キャップ５０を１つずつ，キャップ５０の開口部５０ａ
が同じ向きとなるように整えて，受入シュート２１に送
出するものである。キャップ５０の向きは，その開口部
５０ａが図１の紙面の裏側に向く向きである。

【００２２】受入シュート２は，図示しないブラケット
を介してフレーム１に所定の傾斜角をもって支持され
る。受入シュート２の上端部はキャップセレクタ２１
に，その下端部は屈曲ガイド部３にそれぞれ接続されて
いる。そして，受入シュート２は，キャップセレクタ２
１から送られるキャップ５０を屈曲ガイド部３に搬送す
る。

【００２３】受入シュート２は，図５（図３のＣ−Ｃ断
面図）に示すように，上下それぞれ２本および左右それ
ぞれ２本の合計８本の金属線（例えばＳＵＳ）２ａによ
り構成される。これらの金属線２ａは，キャップセレク
タ２１から屈曲ガイド部３に延設される。そして，これ
ら延設された金属線２ａにより囲まれた空間により，キ
ャップ５０の通路が形成される。キャップセレクタ２１
と屈曲ガイド部３との間には，これらの金属線２ａを固
定支持する固定フレーム２ｃが数箇所に設けられてい
る。

【００２４】キャップ５０の通路の断面は，キャップ５
０が同じ姿勢を維持するとともに，滑らかに通過するよ
うに，キャップ５０の側面視外形とほぼ同じ大きさまた
は側面視外形よりも僅かに大きい程度に設定されてい
る。

【００２５】通路内に送出されたキャップ５０は，同じ
姿勢を保った状態で，重力に従って屈曲ガイド部３に向
かって搬送される。複数のキャップ５０が通路内に存在
する場合には，これらキャップ５０は，屈曲ガイド部３
を通過するまで，互いに接触した状態で一時的に貯留さ
れる。

【００２６】屈曲ガイド部３は，受入シュート２の下端
部と縦シュート９の上端部とを連結し，受入シュート２
から搬送されるキャップ５０を縦シュート９に案内する
ものである。

【００２７】屈曲ガイド部３の内部には，キャップ５０
が通過するための屈曲通路３ａが形成されている。屈曲
通路３ａは，正面視（図１）略「く」の字（平仮名）型
で，キャップ５０が滑らかに移動できるようにカーブし
ている。屈曲通路３ａの断面は，受入シュート２の通路
の断面とほぼ同じ形状（すなわちキャップ５０の側面視
外形とほぼ同じ形状またはこれより僅かに大きい形
状））に形成されている。また，屈曲通路３ａの上端部
（入口部）は，受入シュート２の下端部に，受入シュー
ト２の傾斜角とほぼ同じ傾斜角により接続されている。
その下端部（出口部）は，縦シュート９の上端部に，縦
シュート９の方向とほぼ同じ方向で接続されている。こ
の通路３ａによって，キャップ５０は，受入シュート２
から斜め方向に受け取られ，鉛直方向に向かってカーブ
して縦シュート９に送出される。

【００２８】通路３ａの上端部近傍には，電磁ソレノイ
ドにより構成されるソレノイドストッパ４が設けられて
いる。ソレノイドストッパ４は，待機時（非通電時）に
はプランジャ４ａを通路３ａ内に突出させ（図３の仮想
線参照），該プランジャ４ａによって，受入シュート２
からのキャップ５０を係止する。これにより，キャップ
５０が重力によって通路３ａ内を転がり落ちるのが防止
される。一方，ソレノイドストッパ４は，通電時にはプ
ランジャ４ａを引き込む。これにより，プランジャ４ａ
によるキャップ５０の係止が解除され，キャップ５０は
重力にしたがって通路３ａ内を進入する。

【００２９】通路３ａにおけるプランジャ４ａの下流側
には，キャップ取込ローラ（摩擦ローラ）５および回転
付与ローラ（摩擦ローラ）７が，キャップ５０の側面部
（円筒部）を挟持するように，対向して設けられてい
る。前者は通路３ａの内側（図３の右側）に，後者は通
路３ａの外側（図３の左側）に，それぞれ設けられてい
る。

【００３０】両ローラ５，７の幅は，キャップ５０の側
面部の高さ（開口部から天井部までの高さ）よりも小さ
く設定され，そのローラ面には，弾性を有する摩擦部材
（たとえばゴム（ウレタンゴム等），樹脂等）が取り付
けられている。両ローラ５，７のローラ面は，ともに通
路３ａ内に突出し，両ローラ面間の距離は，キャップ５
０の直径よりも僅かに小さく設定されている。したがっ
て，キャップ５０が両ローラ５，７間を通過する際に，
両ローラの摩擦部材はキャップ５０により押し込まれて
僅かに窪み，キャップ５０は両ローラ５，７に挟持され
て通過することとなる。

【００３１】両ローラ５，７は，サーボモータ６，８の
各回転軸にそれぞれ取り付けられ，両サーボモータ６，
８の回転に伴って回転する。

【００３２】屈曲通路３に進入したキャップ５０は，ま
ず，サーボモータ８により回転しているキャップ取込ロ
ーラ５のローラ面に接触し，ローラ面との摩擦により，
速度を制御される。このように，キャップ取込ローラ５
は，主としてキャップ５０の受入速度の制御に用いられ
る。したがって，受入速度が適切なものとなるように，
サーボモータ８の回転速度が調整される。

【００３３】その後，キャップ５０は，サーボモータ６
により回転している回転付与ローラ７のローラ面にも接
触し，両ローラ５，６の間を挟持されて通過する。

【００３４】回転付与ローラ７の回転方向および回転速
度は，キャップ取込ローラ５の軸心（中心軸）Ｒを中心
とした回転方向および回転速度と相俟って，キャップ５
０の通過速度，２つのキャップ５０間の間隔（ピッ
チ），およびキャップ５０の回転速度を決定する。この
ように，回転付与ローラ７は，主としてキャップ５０の
回転速度の制御に用いられる。

【００３５】キャップ５０の回転速度および通過速度
（初速度）は，後述する距離Ｌも考慮して，キャップ５
０が距離Ｌを通過する間に少なくとも１回転，好ましく
は数回転するように，両ローラ５，７により制御され
る。

【００３６】縦シュート９は，ほぼ鉛直方向，または，
鉛直方向に対して，図１において，屈曲ガイド部３を支
点に時計方向もしくは反時計方向に１０度以内の角度
（好ましくは５〜１０度）の傾斜を設けて配置される。
これにより，縦シュート９内において，キャップ５０は
重力により落下しながら，電子線を照射される。

【００３７】縦シュート９の上端部は屈曲ガイド部３
に，その下端部は出口屈曲ガイド部１３にそれぞれ接続
されている。図８（図３のＦ−Ｆ断面図）に示すよう
に，縦シュート９は，４方それぞれ２本の合計８本の金
属線（たとえばステンレス線）９ａにより構成される。
これらの金属線９ａは，屈曲ガイド部３から出口屈曲ガ
イド部１３に延設されている。これら延設された金属線
９ａにより囲まれた空間により，キャップ５０の通路が
形成されている。

【００３８】この通路の断面積は，屈曲通路３ａのそれ
とほぼ同じに設定されている。したがって，キャップ５
０は，その軸心Ｒを中心に回転しながら落下することは
できるが，それ以外の方向への回転，姿勢の変位等を行
うことはできないようになっている。キャップ５０は，
この通路内を，その開口部５０ａが図８の上方（図１の
紙面の裏側）に向いた状態で通過する。

【００３９】金属線９ａには，キャップ５０の接触に伴
う振動を抑制し，あるいは，キャップ５０の落下方向を
一定とするように，張力が与えられている。また，金属
線９ａの太さ（たとえば直径）は，後述するように，電
子線照射装置１０の電子線が金属線９ａに遮られること
により，キャップ５０に電子線の未照射箇所ができない
ような細さに設定されている。この太さは，電子線の回
折の度合い等を考慮して，実験，実際の運用等に基づき
決定され，たとえば０．６ｍｍ程度に設定される。

【００４０】キャップ５０は，キャップ取込ローラ５と
回転付与ローラ７の間を通過する際に，所定の回転速度
を伴う初期速度を与えられ，縦シュート９内を，重力に
従って速度を増加させながら金属線９ａに接触しながら
落下する。

【００４１】電子線照射装置１０は，本実施の形態で
は，低エネルギーのホーン型電子線照射装置により構成
される。この電子線照射装置１０は，図８に示すよう
に，キャップ５０の開口部５０ａ側からキャップ５０に
電子線を照射するように配置されている。

【００４２】電子線は，鉛直方向においては，区間Ｌ
（図１および図２参照）を，縦シュート９に沿って斜め
上方から斜め下方（およびその逆方向）に走査され，放
射される。また，電子線は，水平方向においては，図８
に示す走査面（鉛直面）Ｍを中心に，左右に所定の角度
の走査面（鉛直面）Ｎ１およびＮ２で囲まれた範囲内に
放射される。

【００４３】区間Ｌの長さは，前述したキャップ５０の
回転速度および通過速度を考慮して，キャップ５０が区
間Ｌを通過する間に少なくとも１回転，好ましくは数回
転する長さ（例えば６０ｃｍ程度）に設定される。

【００４４】走査面（中心面）Ｍは，図８に示すよう
に，キャップ５０の軸心Ｒに対して所定の角度θ（≠
０）を形成して，斜めになるように設定される。

【００４５】この所定の角度θは，天井部５０ｂの内面
と軸心Ｒとの交点の位置（すなわち天井部５０ｂの内面
の中心）から天井部５０ｂ内面の周縁を経由して円筒部
５０ｃの開口部５０ａ側の端部までを含む範囲が，電子
線照射範囲（走査面Ｎ１からＮ２までの範囲）内に収ま
る角度（たとえば３０度）に設定される。このようにキ
ャップ５０を所定の角度θ傾けることにより，キャップ
５０が少なくとも１回転すると，天井部５０ｂの内面お
よび円筒部５０の内面のすべてに電子線を照射すること
ができる。

【００４６】なお，中心面Ｍはキャップ５０の天井部５
０ｂの内面の周縁（すなわち天井部５０ｂと円筒面５０
ｃとの接続部）近傍を通るように設定されることが好ま
しい。

【００４７】反射板１１は，電子線照射装置１０から放
射された電子線を反射するものである。この反射板１１
は，縦シュート９（すなわちキャップ５０）を挟んで，
電子線照射装置１０と対向する位置に配置される。反射
板１１の鉛直方向の長さは，距離Ｌ以上に設定され，ま
た，その幅は，電子線照射範囲である走査面Ｎ１〜Ｎ２
を包含する幅に設定される。好ましくは，図８に示すよ
うに，照射板１１の面は照射面Ｍと垂直にされ，また，
幅方向の両端部は，電子線照射装置１０に向かって屈曲
し，照射範囲Ｎ１−Ｎ２を覆うように構成される。

【００４８】反射板１１をこのように構成することによ
り，反射板１１により反射された電子線により，キャッ
プ５０の天井部５０ｂの外面および円筒部５０ｂの外面
にも電子線が照射される。

【００４９】遮蔽ケース１２は，電子線照射装置１０に
より放射される電子線，および，反射板１２により反射
される電子線が外部に漏出しないように，電子線照射装
置１０，反射板１２，縦シュート９等を覆い，電子線を
遮蔽するものである。

【００５０】電子線の照射を受けながら縦シュート９を
落下したキャップ５０は，その後，出口屈曲ガイド部１
３を介して，送出シュートを通過し，キャッパ２２に送
られる。キャッパ２２では，ボトルにキャップ５０を封
冠する処理が行われる。

【００５１】なお，屈曲ガイド部３および出口屈曲ガイ
ド部１３は，遮蔽ケース１２と一体に形成され，漏出す
る電子線を少なくするために屈曲されている。

【００５２】次に，上記構成を有するキャップ殺菌装置
１００の作用を説明する。

【００５３】キャップセレクタ２１から受入シュート２
を介して屈曲ガイド部３に送られたキャップ５０は，ソ
レノイドストッパ４により停止される。ソレノイドスト
ッパ４が開くと，キャップ５０は屈曲通路３ａに進入
し，下部がキャップ取込ローラ５と接触して進行速度を
変じた後屈曲して下方に向かう。

【００５４】続いて，キャップ５０は，キャップ取込ロ
ーラ５と回転付与ローラ７とにより挟持され，所定の落
下初速度および回転速度を与えられ，一定の間隔（ピッ
チ）で順次縦シュート９に送出される。

【００５５】キャップ５０は，縦シュート９内を，軸心
Ｒをほぼ水平の一定方向に維持した状態で，軸心Ｒを中
心に回転しながら落下する。この時，キャップ５０は，
重力により加速される一方，金属線９ａに接触すること
により，僅かに減速される。

【００５６】キャップ５０は，縦シュート９の区間Ｌを
通過する間に，少なくとも１回転，好ましくは複数回転
する。なお，この回転が，キャップ５０と金属線９ａと
の接触による減速で阻害されないように，ローラ５，７
によりキャップ５０に付与される回転速度が決定される
とともに，四方を取り囲む金属線９ａの一方にのみキャ
ップ５０が接触する等の工夫がなされる。

【００５７】電子線は，キャップ５０の開口部５０ａ側
から照射される。照射面Ｍは天井部５０ｂの内面周縁部
近傍を通り，かつ，照射範囲はＮ１−Ｎ２内であるの
で，キャップ５０が軸心Ｒを中心に少なくとも１回転す
ることによって，キャップ５０の内面（天井部５０ｂの
内面および円筒部５０ｃの内面）の全て，および，円筒
部５０ｃの外面に，電子線が照射される。また，反射板
１１により反射された電子線によって，キャップ５０の
天井部５０ｂの外面の全て，および，円筒部５０ｃの外
面にも，電子線が照射される。これにより，キャップ５
０の内面および外面の全域に電子線が照射され，殺菌が
行われる。

【００５８】また，キャップ５０の内面，特に円筒部５
０ｃの内面に，ねじ山やねじ溝等の凹凸が設けられてい
ても，電子線が軸心Ｒに対して斜め方向から照射される
とともに，キャップ５０が回転することによって，電子
線を全面に照射することができる。

【００５９】なお，電子線照射装置１０から照射される
電子線の一部は，金属線９ａにより遮られるが，金属線
９ａは前述した太さに設定されているので，金属線９ａ
によって，電子線が照射されない箇所がキャップ５０に
生じることはない。

【００６０】キャップ５０は，縦シュート５０において
電子線の照射を受けた後，出口屈曲ガイド部１３および
送出シュート１４を通過してキャッパ２２に送出され
る。

【００６１】２．第２の実施の形態 図９は，本発明の第２の実施の形態によるキャップ殺菌
装置２００を示す斜視図である。図１０は同側面図（一
部断面図），図１１は同平面図（一部断面図）である。
また，図１２は図１０のＧ部拡大図であり，図１３は屈
曲部２６の拡大断面図（側面図）である。なお，屈曲部
２６は，後述するようにカーブしているが，図１３は，
このカーブを平面的に図示している。

【００６２】キャップ殺菌装置２００は，充填室内に設
けられている。このキャップ殺菌装置２００は，図示し
ないキャップ供給機からキャップ５０を供給するエアコ
ンベア２３，キャップセレクタ２４，受入シュート２
５，屈曲ガイド部２６，ソレノイドストッパ２７，初速
付与ローラ２８，サーボモータ２９，横シュート３０，
出口屈曲ガイド３１，電子線照射装置３２，電子線の反
射板３３，遮蔽ケース３４，および送出シュート３５を
備えている。

【００６３】未殺菌のキャップ５０は，まず充填室外の
キャップ供給機（図示略）からエアコンベア２３によっ
てキャップセレクタ２４に空送される。キャップセレク
タ２４は，前述した第１の実施の形態におけるキャップ
セレクタ２１と同様のものであり，キャップ５０を，軸
心Ｒをほぼ水平の一定方向にした同じ姿勢（開口部５０
ａが図１０における紙面の表側，図１１における下側の
向き）で受入シュート２５に供給するものである。

【００６４】受入シュート２５は，第１の実施の形態の
受入シュート２と同様（図５参照）のものであり，屈曲
ガイド部２６に設けられたソレノイドストッパ２７によ
って係止された１または２以上のキャップ５０を一時的
に貯留する。

【００６５】屈曲ガイド部２６は，屈曲ガイド部３と同
様に，キャップ５０が通過するための屈曲通路２６ａが
形成されている。屈曲通路２６ａは，受入シュート２５
と，受入シュート２５に対して平面視略垂直に設けられ
た横シュート３０とを接続するものである。このため，
屈曲通路２６ａは，平面視において，角度９０度で，か
つ，キャップ５０が滑らかに移動できるように曲線を描
いてカーブしている。

【００６６】屈曲通路２６ａの断面は，受入シュート２
５の通路の断面とほぼ同じ形状に形成されている。

【００６７】屈曲通路２６ａは，図１３に示すように，
通路２６ａ１，２６ａ２，および２６ａ３とから構成さ
れる。通路２６ａ１は，受入シュート２５の接続部に設
けられ，受入シュート２５と同じ方向で，かつ，同じ傾
斜を有する。通路２６ａ３は，横シュート３０の接続部
に設けられ，横シュート３０と同じ方向で，かつ，水平
に形成されるとともに，断面の中心線が電子線照射装置
３２の照射面Ｍ（本実施の形態ではほぼ水平面）に対し
て傾くように形成される。図１２は，横シュート３０の
断面図であるが，通路２６ａ３の断面も，横シュート３
０の断面と同じ傾きを有する。通路２６ａ２は，通路２
６ａ１と２６ａ３とを接続するものであり，水平傾角お
よび断面形の傾斜を，通路２６ａ１のものから通路２６
ａ３のものに次第に変化させながら平面視９０度に滑ら
かにカーブしている。

【００６８】通路２６ａ１の上部には，ソレノイドスト
ッパ２７が設けられている。ソレノイドストッパ２７
は，第１の実施の形態のソレノイドストッパ４と同じ構
造のもので，プランジャ２７ａ（図１３参照）を屈曲通
路２６ａ内に突出／引込可能に構成されている。

【００６９】通路２６ａ３の上部には，第１の実施の形
態の回転付与ローラ７と同様の構造を有する初速付与ロ
ーラ２８が，そのローラ面を通路２６ａ３内に突出させ
た状態で設けられている。この初速付与ローラ２８は，
屈曲ガイド部２６の側壁に固設されたサーボモータ２９
の出力軸に取り付けられ，サーボモータ２９により回転
駆動される。

【００７０】初速付与ローラ２８のローラ面の下端と通
路２６ａ３の底壁面との間の距離はキャップ５０の直径
より僅かに小さくなっている。このため，キャップ５０
が通過する際に，初速付与ローラ２８のローラ面に設け
られた弾性部材が僅かに凹み，キャップ５０は，初速付
与ローラ２８と通路２６ａ３との間に挟持される。これ
により，キャップ５０には，初速付与ローラ２８の回転
による回転速度および初速度を与えられ，横シュート３
０に放出される。

【００７１】サーボモータ２９による初速付与ローラ２
８の回転速度は，横シュート３０において，キャップ５
０が，電子線照射装置３２により電子線を照射される区
間Ｌ（図示略）を通過する間に，少なくとも１回転，好
ましくは数回転する速度に設定する。この回転速度の具
体的な値は，電子線照射が行われる距離を考慮して，実
験，実際の運用等に基づいて定められる。

【００７２】横シュート３０は，第１の実施の形態の縦
シュート９と同様に，張力を与えられた８本の金属線３
０ａで形成された通路を有する。図１２に示すように，
横シュート３０の通路の断面は，その中心線（キャップ
５０の軸心でもある。）が，電子線照射装置３２の照射
面Ｍに対して角度θ（θ≠０，例えばθ＝３０度）を形
成するように傾いている。なお，キャップ５０は，横シ
ュート３０において，滑りのない回転状態となり，摩擦
によるキャップ５０の減速は比較的小さい。

【００７３】電子線照射装置３２は，電子線照射装置１
０と同じものであり，図１２に示すように，走査面Ｍを
中心に，走査面Ｎ１〜Ｎ２の範囲内で，かつ，放射区間
Ｌにおいて，電子線を放射する。走査面Ｍは，本実施の
形態では，ほぼ水平に，かつ，第１の実施の形態と同様
に，キャップ５０の天井部５０ｂの周縁部近傍を通過す
るように設定されている。この照射面Ｍとキャップ５０
の軸心とは，前述したように，角度θを形成している。

【００７４】反射板３３は，反射板１１と同様に構成さ
れ，電子線照射装置３２から放射された電子線を反射す
るものである。この反射板３３は，横シュート３０（す
なわちキャップ５０）を挟んで，電子線照射装置３２と
対向する位置に配置される。

【００７５】出口屈曲ガイド３１は，屈曲ガイド部２６
と同様に平面視９０度の角度で緩やかにカーブして，そ
の断面が横シュート３０と同じ断面積を有する屈曲通路
３１ａを備えている。この屈曲通路３１ａは，水平に形
成された後，９０度曲がって下方に傾斜して送出シュー
ト３５に接続されている。送出シュート３５は，第１の
実施の形態における送出シュート１４を同じ構成を有す
る。

【００７６】第２の実施の形態による電子線照射装置の
作用について説明する。

【００７７】ソレノイドストッパ２７に通電してプラン
ジャ２７ａを引き上げると，キャップ５０は重力によっ
て屈曲通路２６ａ１および２６ａ２を通過し，９０度方
向を変えて，屈曲通路２６ａ３に進入する。

【００７８】屈曲通路２６ａ３において，該通路２６ａ
３の形状によって，キャップ５０は，その５０ａを電子
線照射装置３２側に向けるとともに，その軸心Ｒを走査
面Ｍに対して角度θを形成するように，姿勢を変位させ
る。そして，キャップ５０は，初速付与ローラ２８によ
り，所定の初速度と回転速度とを付与されて，横シュー
ト３０に送出される。

【００７９】キャップ５０は，横シュート３０の区間Ｌ
を通過する間に少なくとも１回転しながら，電子線照射
装置３２および反射板３３により電子線を照射される。
第１の実施の形態と同様に，キャップ５０の軸線と走査
面Ｍとの間に角度θが設けられ，かつ，キャップ５０は
区間Ｌを通過する間に少なくとも１回転するので，キャ
ップ５０の表面の全域に電子線を照射することができ，
これにより，キャップ５０の全面を殺菌することができ
る。

【００８０】キャップ５０は，横シュート３０を通過し
た後，出口屈曲ガイド３１を経て送出シュート３５に入
り，重力によってキャッパ２２に供給される。

【００８１】３．第３の実施の形態 第２の実施の形態における屈曲ガイド部２６（図１３参
照）を図１４に示すように構成することができる。

【００８２】通路２６ａ１の上部には，第２の実施の形
態（図１３参照）と同様に，ソレノイドストッパ２７が
設けられている。一方，通路２６ａ３の上部には，初速
付与ローラ２８およびサーボモータ２９の代わりに，プ
ッシャノズル３６が形成されている。

【００８３】このプッシャノズル３６は，屈曲ガイド部
２６の上部において，キャップ５０の搬送方向上流側か
ら下流側に向けて，斜め上方から斜め下方の方向に形成
されている。プッシャノズル３６の吹出口（下端部）
は，通路２６ａ３の上部において，斜め上方から斜め下
方に，かつ，搬送方向下流側の方向に向いている。ま
た，プッシャノズル３６の上端部は，図示しない開閉弁
を介して配管３７に接続されている。配管３７には，ク
リーンエア供給源（図示略）からクリーンエアが供給さ
れる。

【００８４】これにより，プッシャノズル３６には，ク
リーンエアが供給され，供給されたクリーンエアは，吹
出口から通路２６ａ３内に，キャップ５０の搬送方向下
流側に向けて噴射されるようになっている。キャップ５
０は，噴射されたクリーンエアによって，第２の実施の
形態と同様の初速度および回転速度を付与されて，横シ
ュート３０に送出される。クリーンエアの噴射速度は，
この初速度および回転速度をキャップ５０に付与できる
ように調整される。

【００８５】このような第３の実施の形態による屈曲ガ
イド部２６により，キャップ５０は，以下のように，横
シュート３０に送出され，電子線の照射を受ける。

【００８６】すなわち，屈曲通路２６ａ３に進入したキ
ャップ５０は，プッシャノズル３６の吹出口から噴射さ
れたクリーンエアにより，所定の初速度および回転速度
を付与されて，横シュート３０に送出される。そして，
横シュート３０の区間Ｌを通過する間に少なくとも１回
転しながら，電子線を照射される。この第３の実施の形
態によって，キャップ５０の全面に電子線を照射でき，
殺菌することができる。

【００８７】なお，プッシュノズル３６から噴出したク
リーンエアは，膨張して屈曲通路３１ａから排出され，
キャップ５０を横シュート３０に押し出すように働き，
摩擦によるキャップ５０の減速は第２実施形態の場合よ
り少ない。

【００８８】４．第４の実施の形態 屈曲ガイド部２６のさらに他の構成として，図１５に示
す構成がある。第２および第３の実施の形態と同様に，
通路２６ａ１の上部には，ソレノイドストッパ２７が設
けられている。また，通路２６ａ３の上部には，初速付
与ローラ２８（図示略）またはプッシャノズル３６（図
示略）が設けられる。

【００８９】横シュート３０は，電子線照射装置３２の
遮蔽ケース３４とともに水平面に対して所定の角度（水
平傾角）δ（≠０）の勾配を有し，搬送方向上流側から
下流側に向けて下降している。この水平傾角δは，遮蔽
ケース３４の載置台の一方の高さを調節できるねじを備
えた脚（図示略）によって微調整可能となっている。通
路２６ａ３は，遮蔽ケース３４とともに傾斜するので，
通路２６ａ２は，傾斜する通路２６ａ２’となる。

【００９０】水平傾角δは，キャップ５０と横シュート
３０との間の動摩擦角より僅かに大きな角度に調整され
る。

【００９１】このような第４の実施の形態による屈曲ガ
イド部２６により，キャップ５０は，以下のように，横
シュート３０に送出され，電子線の照射を受ける。

【００９２】すなわち，キャップ５０は，その天井部を
電子線照射装置３２から遠ざかる方向で，かつ，斜め下
方に向けた姿勢で通路２６ａ３に入り，初速付与ローラ
２８またはプッシュノズル３６によって所定の初速度お
よび回転速度を付与されて，横シュート３０内に送出さ
れる。

【００９３】横シュート３０において，キャップ５０が
横シュート３０から受ける摩擦力は勾配によって生ずる
重力の傾斜方向の分力で補償される。したがって，キャ
ップ５０が横シュート３０を移動する速度は初速度とほ
ぼ同じに保たれ，キャップ５０は等速度運動をする。そ
して，キャップ５０は，前述した第２および第３の実施
の形態と同様に，電子線照射を受けて，殺菌される。

【００９４】なお，これまで述べた第１〜第４の実施の
形態では，電子線照射装置により照射される電子線によ
り殺菌を行っているが，これらの実施の形態における電
子線照射装置を紫外線照射装置に置き換え，紫外線を照
射して，殺菌を行うこともできる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によると，一方向にのみ走査する
照射装置を用い，照射域でのプラスチックキャップの搬
送は細い金属線で形成したシュート内を回転させながら
垂直方向に自由落下させるか，或いは水平方向又は傾斜
した方向に転動させて行い，プラスチックキャップへの
照射方向の変化をプラスチックキャップを回転させて行
う。したがって， （１）電子線または紫外線の妨害物が無いので殺菌性能
が向上する。

【００９６】（２）コンベアを用いないので装置の構造
が簡潔となり，小形に纏まるのでコストの低減ができる
とともに生産ライン中の設置が容易となる。

【００９７】（３）電子線遮蔽構造も含めた電子線照射
装置の仕様が簡単になりコスト低減ができる。

【００９８】（４）洗浄等の衛生環境の維持が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるプラスチック
キャップ殺菌装置の正面図（一部断面図）である。

【図２】図１の一部を断面図とした左側面図である。

【図３】図１のＡ部拡大断面図である。

【図４】図２のＢ部の拡大図断面である。

【図５】図３のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図３のＤ−Ｄ断面図である。

【図７】図３のＥ−Ｅ断面図である。

【図８】図３のＦ−Ｆ断面図である。

【図９】本発明の第２〜第４の実施形態によるキャップ
殺菌装置の充填室内の配置を示す斜視図である。

【図１０】図９の平面図（一部断面図）である。

【図１１】図９の平面図（一部断面図）である。

【図１２】図１０のＧ部拡大図である。

【図１３】第２の実施の形態によるキャップ殺菌装置の
屈曲ガイド部の展開断面図である。

【図１４】第３の実施の形態によるキャップ殺菌装置の
屈曲ガイド部の展開断面図である。

【図１５】第４の実施の形態によるキャップ殺菌装置の
屈曲ガイド部の展開断面図である。

【符号の説明】

２ 受入シュート ３ 屈曲ガイド部 ３ａ 屈曲通路 ４ ソレノイドストッパ ５ キャップ取込ローラ ６ サーボモータ（キャップ取込ローラ用） ７ 回転付与ローラ ８ サーボモータ（回転付与ローラ用） ９ 縦シュート １０，３２ 電子線照射装置 ２５ 受入シュート ２６ 屈曲ガイド部 ２７ ソレノイドストッパ ２８ 初速付与ローラ ２９ サーボモータ ３０ 横シュート １１，３３ 反射板 ３６ プッシュノズル ５０ プラスチックキャップ ５０ａ 開口部 ５０ｂ 天井部 ５０ｃ 円筒部（側面部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 正志 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボトルの口部が挿入される開口部と，該
   開口部に対向した位置に設けられ，該ボトルの口部の先
   端と接触して該口部を封じるための天井部と，該天井部
   の周縁から該開口部に向けて形成され，該ボトルの口部
   に固定される側面部とを有するキャップに，殺菌力を有
   する電子線または光線を照射して，該キャップを殺菌す
   るキャップ殺菌装置であって，前記電子線または光線を
   あらかじめ定められた幅および長さを有する放射範囲に
   放射する放射手段と，前記放射範囲の長さ方向に沿って
   設けられ，前記電子線または光線の放射源側に前記キャ
   ップの開口部を向けるとともに，前記電子線または光線
   が，前記放射範囲の幅方向において，前記軸心と前記天
   井部内面との交点から前記天井部内面の周縁を経由して
   前記側面部の開口部側の端部までを含む範囲を照射する
   ように，前記キャップの軸心を，前記放射範囲の長さ方
   向の放射面に対して斜めに保って前記キャップを搬送す
   る搬送手段と，前記キャップが前記放射範囲を通過する
   間に前記軸心を中心に少なくとも１回転するように，前
   記キャップに回転を付与して前記搬送手段に前記キャッ
   プを送出する送出手段と，を備えているキャップ殺菌装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において，前記搬送手段を挟ん
   で前記放射手段と対向する位置に，前記放射手段により
   放射された前記電子線または光線を前記搬送手段方向に
   反射する反射板をさらに備えているキャップ殺菌装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において，前記搬送手
   段は，前記キャップに前記電子線または光線が照射され
   ない箇所が生じない太さを有する，搬送方向に延設され
   た複数の金属線により構成された搬送シュートである，
   キャップ殺菌装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項におい
   て，前記搬送手段が，鉛直方向，または，鉛直方向に対
   して１０度以内の角度を設けて配置される，キャップ殺
   菌装置。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれか１項におい
   て，前記搬送手段が，水平方向，または，水平方向に対
   して，前記キャップと該搬送手段との摩擦による減速が
   重力の分力によって相殺される角度で傾斜して配置され
   る，キャップ殺菌装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項におい
   て，前記送出手段が，前記キャップの側面部外面に接触
   し，前記キャップに所定の初速度および回転速度を与え
   るローラである，キャップ殺菌装置。
7. 【請求項７】 請求項１から５のいずれか１項におい
   て，前記送出手段が，前記キャップに気体を吹き付ける
   ことより，前記キャップに所定の初速度および回転速度
   を与えるものである，キャップ殺菌装置。
8. 【請求項８】 ボトルの口部が挿入される開口部と，該
   開口部に対向した位置に設けられ，該ボトルの口部の先
   端と接触して該口部を封じるための天井部と，該天井部
   の周縁から該開口部に向けて形成され，該ボトルの口部
   に固定される側面部とを有するキャップに，殺菌力を有
   する電子線または光線を照射して，該キャップを殺菌す
   るキャップ殺菌方法であって，あらかじめ定められた幅
   および長さを有する，前記電子線または光線が放射され
   る放射範囲を前記キャップが通過する間に，該キャップ
   がその軸心を中心に少なくとも１回転するように回転を
   付与して該キャップを送出し，前記放射範囲の長さ方向
   に沿って前記送出したキャップを搬送し，かつ，前記電
   子線または光線の放射源側に前記キャップの開口部を向
   けるとともに，前記電子線または光線が，前記放射範囲
   の幅方向において，前記軸心と前記天井部内面との交点
   から前記天井部内面の周縁を経由して前記側面部の開口
   部側の端部までを含む範囲を照射するように，前記キャ
   ップの軸心を，前記放射範囲の長さ方向の放射面に対し
   て斜めに保って前記キャップを搬送する，キャップ殺菌
   方法。