JP2003237937A

JP2003237937A - びん用反転装置、搬送装置および洗浄装置

Info

Publication number: JP2003237937A
Application number: JP2002034056A
Authority: JP
Inventors: Shogo Yamaguchi; 昇吾山口; Sukehiro Mizuno; 資広水野; Yasushi Oyama; 泰史大山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、簡潔な構造を有するび
ん反転装置、及び前記びん反転装置を含むびん搬送装置
及びびん洗浄装置を提供する。【解決手段】びん１を把持する反転グリッパユニット
２０を、アーム２２を介してピニオンギア２２ａに接続
する。ピニオンギア２２ａと噛み合わされるラックギア
２３は、支持具２１を介して回転円盤１２ａに固定す
る。また、ラックギア２３は、スライド溝２１ｂによっ
て、支持具２１内をスライド可能に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転式容器洗浄装
置に関する。本発明は、特に、びんをグリッパによって
把持しながらびんを正立または倒立の状態で保持すると
ともに、びんを倒立状態に保持しながらびんの内部及び
外壁を洗浄する回転式容器洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、清涼飲料や医薬、あるいは化
粧品など、さまざまな商品がびんに詰められて流通して
いる。これらの商品は、特に衛生に配慮しながら中身を
充填する必要がある。衛生を配慮するためには、容器で
あるびんに中身を充填するに先立って、回転式びん洗浄
装置によってびん内部の洗浄を行うのが一般的である。
また、特に必要がある場合はびんの外側の洗浄も行われ
ている。具体的には、殺菌剤等を含む洗浄液でびんを洗
浄し、その後、無菌水でびんをすすいで洗浄液をすすぎ
落とす。殺菌剤として代表的なものは過酢酸である。ま
た、洗浄装置自体を無菌室内に設置することも、通常実
施されている。

【０００３】また、特に衛生を保つ必要がある場合に
は、びんはワンウェイ方式のものが採用される。ワンウ
ェイ方式のびんとして代表的なものは、ポリエチレンテ
レフタレート製またはポリエチレン製などの樹脂製び
ん、あるいは近年多用されているアルミ製のボトル缶な
どがある。また、ガラス製のびんをワンウェイ方式で使
用する場合もある。なお、ワンウェイ方式のびんとは、
用済み後に再資源化または廃却を行う前提で設計された
びんである。

【０００４】ところで、一般に洗浄前のびんは主にベル
トコンベアで運搬される都合上、正立状態で洗浄装置に
搬入されるものである。また、びんを洗浄する洗浄工程
のあとには、びんに中身を充填する充填工程が続く。こ
こで、びんの中身は重力の方向に沿って充填することと
なるので、充填工程においてもびんは正立状態にある。

【０００５】しかし、びんの内部及び外部を洗浄する場
合は、前記した洗浄液や無菌水を排出する操作が必要と
なる。洗浄液や無菌水を排出するためには、びんを倒立
に保持して重力を利用するのが確実である。そこで、び
んの洗浄装置は、正立状態で搬入されたびんを倒立状態
に切り替える機能、及び、倒立状態にあるびんを搬出す
る前に正立状態に戻す機能を備えているのが通常であ
る。このような洗浄装置は、びんを半回転させて正立ま
たは倒立に切り替えることから、特に回転式びん洗浄装
置と呼ばれている。また、この装置は洗い落とし操作及
びすすぎ落とし操作を行うことから、これらの操作に相
当する英語であるリンス（ｒｉｎｓｅ）を語源として、
リンサとも呼ばれている。

【０００６】図９は、前記した回転式びん洗浄装置の一
例であって、びんの運ばれる軌道の概略を示す平面図で
ある。図９では、リンサを３台使用している。うち、上
流側すなわち図面で左側の２台を殺菌に用いるリンサ
（以下、殺菌用リンサと呼ぶ）、右側の１台をすすぎに
用いるリンサ（以下、すすぎ用リンサと呼ぶ）として、
それぞれ使用している。

【０００７】びん１は、ベルトコンベア５１によって正
立の状態で図面の左側から連続的に供給される。次い
で、びん１はベルトコンベア５１からタイミングスクリ
ュ５２に引き渡される。タイミングスクリュ５２は、び
んの外径とほぼ等しい幅の溝をらせん状に有する。ま
た、タイミングスクリュ５２は図示しない駆動手段によ
って回転され、前記した溝によってびん１が軌道上を案
内される。さらに、前記した溝と溝との間隔は、図面上
の左側では狭く、右側では広くなっている。なお、前記
した右側の溝と溝との間隔は、後述の殺菌用リンサ等の
外周に設けられた把持手段の間隔と一致するように設計
される。また、タイミングスクリュ５２からびん１の列
をはさんで図面の上方には図示しない直線状の押さえ板
が設置されて、びん１の列を押さえている。

【０００８】ついで、びん１はタイミングスクリュ５２
から供給スターホイール５３に引き渡される。供給スタ
ーホイール５３は、その接線がタイミングスクリュ５２
に一致するように配置されている。供給スターホイール
５３の円周部には、びんを把持するための図示しない半
円切り欠きが複数設置されている。前記した半円切り欠
き相互の間隔は、前記のタイミングスクリュ５２の溝と
溝との間隔と一致するように設計されているので、びん
の受け取りが円滑に行われる。また、びん１は、供給ス
ターホイール５３の回転に伴って、反時計回りの円軌道
を進む。また、供給スターホイール５３の円周からびん
１の軌道をはさんで外側には図示しない円弧状の押さえ
板が設置され、びん１を押さえている。

【０００９】また、殺菌用リンサ６７が、やはり供給ス
ターホイール５３と接線を共有するようにして設けられ
ている。また、殺菌用リンサ６７の円周部にも、供給ス
ターホイール５３と等しい間隔で把持手段が設けられて
おり、やはり円滑にびん１を受け取る構造となってい
る。区間５４ａは、供給スターホイール５３と殺菌用リ
ンサ６７とが重複する受け渡し区間である。びん１は、
図示しない駆動手段で回転される殺菌用リンサ６７によ
って、時計回りの円軌道を進む。ここで、区間５４ｂは
びんの倒立化区間であり、図示しない反転装置が作用し
て、正立状態であったびん１を倒立状態に切り替える。
びん１は、区間５４ｂを通過し終わってから区間５４ｃ
にさしかかるまでは倒立状態に保持されながら円軌道を
進む。

【００１０】びん１が倒立状態に保持される間、前記円
軌道の鉛直下方に設置されたノズルによって、殺菌液が
鉛直上方に噴射されて、びん１は内部及び外壁を殺菌さ
れる。ここで、ノズルをなるべく密集して設けると、び
ん１を効率的に洗浄することができる。殺菌液の噴射が
終わると、使用済みの殺菌液は重力によって下に落ち
る。

【００１１】ところで、後述の転送スターホイール５５
は、前述の供給スターホイール５３と同様に、びん１を
正立状態で搬送する構造である。そのため、区間５４ｃ
はびん１の正立化区間であって、前述の倒立化区間５４
ｂとは逆の操作、すなわち倒立状態のびん１を正立状態
に切り替える操作が行われる。区間５４ｄは、殺菌用リ
ンサ６７と後述の転送スターホイール５５とが重複する
受け渡し区間である。

【００１２】転送スターホイール５５は、殺菌用リンサ
６７と接線を共有するように設置されており、受け渡し
区間５４ｄによって、正立状態のびん１を受け渡され
る。びん１は転送スターホイール５５の回転に伴って、
反時計回りの円軌道を進む。また、転送スターホイール
５５は、別の接線を転送スクリュコンベア５６と共有し
ている。そのため、びん１は転送スクリュコンベア５６
に案内されて図面上で右側へ直線状の軌道を進む。

【００１３】以降、びん１は、転送スクリュコンベア５
６から、転送スターホイール５７、殺菌用リンサ６８、
転送スターホイール５９、転送スクリュコンベア６０、
転送スターホイール６１、すすぎ用リンサ６９、転送ス
ターホイール６４を経て、排出スクリュコンベア６５に
いたるまでの受け渡しは前述と同様であるので、詳細な
説明を省略する。なお、すすぎ用リンサ６９では、殺菌
用リンサ６７及び殺菌用リンサ６８で殺菌液を噴射して
いたところに代えて、無菌水を噴射する構成となってい
るほかは同様の構成を有している。

【００１４】しかし、前記した回転式びん洗浄装置は、
殺菌用リンサ６７において、受け渡し区間５４ａ、倒立
化区間５４ｂ、正立化区間５４ｃ及び受け渡し区間５４
ｄの各区間を必要とする。つまり、それらの区間では殺
菌を行えず、殺菌処理能力に注目すれば無駄な区間とな
る。すなわち、無駄な区間がある分は、殺菌用リンサ６
７を大きく設計することにより、不利を補う必要があ
る。このことは、殺菌用リンサ６８及びすすぎ用リンサ
６９であっても同様となる。このように設計すること
は、各リンサの回転テーブルが大きくなるので洗浄装置
そのものが大型化して設置スペースが大きくなって不利
であること、また、回転テーブルの慣性モーメントが増
大して電動機などの駆動手段として大型のものを必要と
したり、あるいは駆動用のエネルギーを多く消費するな
どの不利が生ずる。

【００１５】前記した無駄な区間を少なくするための装
置と方法の一例が、特開２００１−２４０１８９号公報
に開示されている。これは、次のような手順で操作が行
われる。すなわち、（１）最初に供給スターホイールに
おいてびんを正立状態から倒立状態に切り替える。
（２）びんは最初のリンサである殺菌用リンサに倒立状
態で渡す。（３）各リンサ相互間においてびんは倒立状
態のまま受け渡す。（４）最後のリンサであるすすぎ用
リンサから排出スターホイールにもびんを倒立状態のま
ま受け渡す。（５）最後に排出スターホイールにおいて
びんを倒立状態から正立状態に戻す。

【００１６】前記した公報の技術は、びん反転装置の回
転テーブルに、びん反転保持部を所定ピッチで配設し、
これらびん反転保持部に、旋回テーブルに設けられた密
閉状駆動ボックスから伝動筒を介して支持された密閉状
のギアボックスと、これらギアボックスにびんを把持し
てびんを反転可能な把持アームとをそれぞれ設け、前記
ギアボックス内に設けられた開閉駆動手段により、伝動
筒内の中間軸を介してアーム開閉機構を駆動し把持アー
ムでびんを保持するとともに、ギアボックス内に設けら
れた反転駆動手段により、伝動筒内の中間軸を介してア
ーム反転機構を駆動し把持アームに把持されたびんを反
転するように構成したことを特徴とする回転式びん洗浄
装置である。

【００１７】ところが、前記公報の回転式びん洗浄装置
は、駆動ボックスやギアボックスなどの構造が複雑で部
品点数が多い。そのため、製造工数が増えたり、定期的
または不定期的な保守点検が行いにくい不利がある。ま
た、前記した回転式びん洗浄装置は、各ギアボックスの
内外を軸類が貫通する構造になっている。そのため、ギ
アボックス内の潤滑油等が汚染物として漏れ出し、衛生
に保つべき殺菌区域やすすぎ区域を汚染するおそれもあ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡潔な構造
でびんの倒立化及び正立化並びに受け渡しができるびん
用反転装置を提供することを目的とする。また、本発明
は、簡潔な構造で倒立状態のびんの受け渡し及び洗浄が
できるびん用搬送装置および洗浄装置を提供することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、一組のピニオ
ンギアとラックギアとを備え、ピニオンギアにアームの
一端を固定し、アームの他端にびん保持手段を固定する
ことを特徴とするびん用反転装置を提供する。また、本
発明は、一以上の回転テーブルの円周付近にびん用反転
装置を一以上有するびん用搬送装置及び洗浄装置を提供
する。

【００２０】本発明は、びんの口を把持する把持手段
と、前記把持手段に一端を接続したアームと、前記アー
ムの他端に接続したピニオンギアと、前記ピニオンギア
に噛み合わされたラックギアと、前記ラックギアを操作
する操作手段とを含み、前記アームを水平な回転軸を中
心として垂直面内で実質的に１８０度回転可能に設けて
なるびん用反転装置を提供する。

【００２１】これにより、複雑かつ複数のギアボックス
を廃し、代わりに簡素なピニオンギアとラックギアとの
組み合わせによってびんを正立または倒立に反転可能に
構成したびん用反転装置を提供することができる。

【００２２】また、本発明は、回転可能に設けられた略
円形の回転テーブルと、前記回転テーブルの円周部付近
に一以上設けられた前記びん用反転装置を設けられたび
ん用搬送装置を提供する。これによれば、びんの姿勢を
正立または倒立に簡単に切り替えることができる。

【００２３】また、本発明によれば、前記びんが倒立状
態にあるときのびんの中心軸は、前記びんが正立状態に
あるときの中心軸に対して、前記回転テーブルの回転軸
により近い位置にあるようにすることができる。これに
よれば、びんが倒立状態にあるときに進行する円軌道
を、びんが正立状態にあるときに進行する円軌道よりも
内側に位置させることができる。また、びんの搬送間隔
角度は一定であることから、円軌道を内側に位置させる
ことによって搬送間隔距離を短縮させることができる。

【００２４】またさらに、本発明は、液体及び液体の一
方または両方を噴射可能に設けられた一以上の噴射手段
を前記びん用搬送装置の下方に含んでなるびん用洗浄装
置を提供する。このようなびん用洗浄装置によれば、び
んの内部及び外部を液体流または気液混相流で洗浄可能
かつ使用済みの液体を重力で排出することができる。ま
た重力による液体の排出を、気体の噴射で補助すること
もできる。

【００２５】また、本発明は、前記回転テーブルの数が
２以上であり、回転テーブル相互は直接に接続されてな
るびん用洗浄装置を提供する。このようなびん用洗浄装
置によれば、びんを倒立状態のまま回転テーブル間を受
け渡すことが可能となるので、回転テーブルの数に係わ
らず、びんの倒立化操作と正立化操作とが一回ですむこ
ととなる。また、びんが倒立の状態で搬送される区間を
長く確保できるので、噴射手段を多数配設するに適し、
より高い洗浄効果を得ることができる。

【００２６】また、前記回転テーブルの数が２以上であ
ってよく、回転テーブルは相互に転送手段を介して間接
的に接続することができ、前記転送手段は回転可能に設
けられた略円形の回転テーブルであってよく、前記転送
手段の円周部には前記把持手段を一以上備えることがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明によるびん用反転
保持装置、びん用搬送装置及びびん用洗浄装置の実施例
を図面によって詳細に説明する。

【００２８】（平面図を用いたびんの軌道及び洗浄に関
する説明）図１は、本発明によるびん搬送装置及びびん
洗浄装置であって、びん１の運ばれる軌道の概略を示す
平面図である。図１はリンサを２台使用し、びんの軌道
を基準にして上流側にあるリンサを殺菌用リンサ１０と
し、同じく後流側にあるリンサをすすぎ用リンサ１１と
して組み合わせている。洗浄前のびん１は、図１に図示
しないベルトコンベア２及びタイミングスクリュ３を使
用して、供給びん反転装置１２に供給される。また、び
ん１は引き続き殺菌用リンサ１０に受け渡される。ここ
までの過程を、拡大して示したのが図２である。

【００２９】図２において、ベルトコンベア２及びタイ
ミングスクリュ３の作用は従来例である図９と同様であ
るので、詳細な説明は省略する。なお、びん１はベルト
コンベア２に沿って、図面上で上から下へ直線軌道を進
む。

【００３０】αは、供給びん反転装置１２がタイミング
スクリュ３からびん１を受け取る準備を行う受け取り準
備区間である。供給びん反転装置１２には、その円周上
に等間隔で把持手段である反転グリッパユニット２０が
多数（図面では１８個）設けられている。反転グリッパ
ユニット２０は、びん１を、円周付近に把持するもので
ある。他のグリッパユニットも、いずれもびん１を円周
付近に把持することは同様であり、その都度の説明は省
略する。反転グリッパユニット２０がびん１を把持する
機構については図６、図７及び図８によって後述する。
なお、この例では、びん１の把持される位置はびん１の
口部に限定されるため、以降はその旨の記載を省略す
る。

【００３１】図面上９時の方向に設けられている反転グ
リッパユニット２０は、正立状態にあってタイミングス
クリュ３の溝にはまっているびん１に一端を接触し、別
途説明する把持手段によってびん１を受け取る。びん１
は、軌道Ｐ１に沿って反時計回りに進行する。βは、び
ん１を正立状態のまま短い区間移送する移送区間であ
り、この区間にて反転グリッパユニット２０が反転し、
びん１を把持する。γは、正立状態のびんを倒立状態に
切り替える倒立化区間である。なお、びん１と反転グリ
ッパユニット２０との関係については、図３を参照して
後述するとおりである。

【００３２】図面上においては、正立状態にあるびん１
を二重丸で描いて口部が見える様子を模し、倒立状態に
あるびん１は一重丸で描いて底部が見える様子を模して
いる。区間γでさまざまな形に描かれているびん１は、
びん１が正立状態から倒立状態に切り替わる様子を模し
たものである。

【００３３】びん１は、正立状態にあっては軌道Ｐ１を
進むが、倒立状態に切り替わると後述する反転機構によ
ってその進路を変更され、軌道Ｐ１よりも内側に位置す
る軌道Ｐ２を進行するようになる。図面上、区間γで軌
道Ｐ１と軌道Ｐ２の間を連絡している二点鎖線は、反転
グリッパユニット２０のびん把持中心軌道がＰ１からＰ
２へ変更される様子を簡略に示すためのものである。

【００３４】びん１が図面上２時の方向に達すると、こ
の付近で供給びん反転装置１２と接線を共有する殺菌用
リンサ１０の軌道と重なり、びん１は供給びん反転装置
１２側に設けられた反転グリッパユニット２０と、殺菌
用リンサ１０側に設けられた把持手段であるグリッパユ
ニット２７の両方によって把持されることとなる。

【００３５】ここでは、図示しないカム機構によって反
転グリッパユニット２０がびん１を解放する方向に作動
し、やはり図示しない別のカム機構によってグリッパユ
ニット２７がびん１を把持する方向に作動し、倒立状態
のびん１が受け渡される。ここで、各回転円盤１２ａ、
１０ａ上における反転グリッパユニット２０同士の設置
間隔とグリッパユニット２７同士との設置間隔とは、等
しく設計されている。

【００３６】なお、これ以降、びん１がすすぎ用リンサ
１１に至るまでの区間において、びん１は倒立姿勢のま
ま進行する。そのため、グリッパユニット２７に反転機
構は必要なく、びん１を把持する機構を備えていればよ
い。

【００３７】びん１を解放した反転グリッパユニット２
０は、図面上２時の方向から１０時の方向までそのまま
進む。ついで、図面上１０時の方向から９時の方向に至
る間に後述する反転機構によって水平な回転軸を中心と
して実質的に１８０度だけ反転し、正立状態のびん１を
把持するための姿勢を整える。

【００３８】殺菌用リンサ１０から見ると、図面上７時
の方向から８時の方向の間で倒立状態のびん１を受け取
って、以降は時計回りの円軌道に沿ってびん１が進行す
る。

【００３９】図１に戻り、今度はびん１の洗浄について
説明する。殺菌用リンサ１０において、びん１の進行す
る軌道に沿った略鉛直下方の位置には、図示しない鉛直
上向きに開口した噴射手段であるノズルが多数配設され
ている。前記ノズルからは殺菌液を噴射して、びん１の
内部を殺菌する。また、前記殺菌液の噴射角度を適切に
設定することにより、びん１の外壁も同時に殺菌するこ
とができる。図１では、殺菌用リンサ１０の８時ないし
９時の方向から始まり、３時ないし４時の方向までの区
間において殺菌液を噴射することができる。また、殺菌
液を噴射しない区間を設けることによって、使用済み殺
菌液を重力によって排出する区間として利用することが
できる。

【００４０】ここで、殺菌液を噴射することのできる区
間は、各リンサ及びホイールの大きさや位置関係を適切
に設計することによって、長く確保することができる。
具体的には、供給びん反転装置１２及び転送手段である
転送スターホイール１４及び排出びん排出装置１３をそ
れぞれ小さく設計することが有効である。また、供給び
ん反転装置１２と転送スターホイール１４との距離、及
び、転送スターホイール１４と排出びん反転装置１３と
の距離を短く設計することも有効である。また、転送ス
ターホイール１４を用いずに、殺菌用リンサ１０とすす
ぎ用リンサ１１を、接線を共有するように設けて、びん
１を直接受け渡すようにすることも有効である。

【００４１】転送スターホイール１４は、供給びん反転
装置１２からびんの反転機構を省略したものであり、そ
の余の構成及び作用はほぼ同等であるので、詳細な説明
を割愛する。なお、本発明の転送スターホイール１４は
びんを倒立状態で口部を把持する点において、図９に示
す従来の転送スターホイール５５等がびんを正立状態で
底部を保持する構成とは異なる。

【００４２】すすぎ用リンサ１１は、殺菌用リンサ１０
で殺菌液を噴射していたところを無菌水を噴射する構成
に置き換えたものであり、その余の構成及び作用はほぼ
同等であるので、詳細な説明を割愛する。

【００４３】排出びん反転装置１３は、供給びん反転装
置１２とは逆の作用、すなわち倒立状態にあるびん１を
正立状態に戻すものであり、その余の構成及び作用はほ
ぼ同等であるので、詳細な説明を割愛する。

【００４４】転送手段である転送スターホイール１５
は、必要に応じてびん１の進行方向を変更するために設
けられるものである。転送スターホイール１５は、びん
１を正立状態で保持するものである。びん１を保持する
ためには、図９に示す従来の出口スターホイール６４と
同等の構成を用いることができる。

【００４５】転送スターホイール１５の３時の方向に
は、接線方向に図示しないベルトコンベアが設置され、
びん１を図面上の下方へと排出する。排出されたびんは
次の工程、すなわち中身をびん１に充填する工程に受け
渡される。

【００４６】なお、必要に応じて殺菌用リンサ１０及び
すすぎ用リンサ１１の一方または両方を複数設ける形態
を採用してもよい。各リンサを設ける数は、使用する殺
菌液の種類や濃度、必要な洗浄強度、許容される残存殺
菌液の濃度などの設計条件を考慮して決定されるもので
ある。

【００４７】また、図１に示した構成のほかに、殺菌用
リンサ１０とすすぎ用リンサ１１は、異なる大きさを有
する実施形態も採用できる。

【００４８】（断面図を用いたびん軌道の説明）図３
は、本発明のびん用反転保持装置及びびん用搬送装置の
一部の断面を模式的に示す図である。図３では、供給び
ん反転装置１２及び殺菌用リンサ１０及び転送スターホ
イール１４の各々の回転中心軸が同一鉛直面上にあるも
のとして描き、説明の便宜を図っている。びん１を受け
渡す作用や構成については図１の平面図によって説明し
たので、詳細を割愛する。なお、各々の回転中心軸は、
すべて鉛直方向に統一されており、回転円盤１２ａ及び
回転円盤１０ａ及び回転円盤１４ａはすべて水平面内に
おいて回転する構成となっている。なかでも、回転円盤
１０ａ及び回転円盤１４ａは、ともにびん１を倒立状態
で搬送するので、同一平面内において回転する構成とな
っている。

【００４９】図３の（ａ）部には、多数ある反転グリッ
パユニット２０のうち、２個のみを示している。反転グ
リッパユニット２０は、回転円盤１２ａの外周部に設け
られている。

【００５０】供給びん反転装置１２の構成要素である回
転円盤１２ａは、モータ５によって回転駆動されてい
る。同様に、殺菌用リンサ１０の構成要素である回転円
盤１０ａは、モータ６によって回転駆動されている。同
様に、転送スターホイール１４の構成要素である回転円
盤１４ａは、モータ７によって回転駆動されている。こ
れら３個のモータは、図示しないコントローラによって
円周上の線速度を同一に制御しながら運転すると、さら
に好ましい。また、モータを１個のみとして、従来の歯
車やベルトを用いて回転トルクを各々の回転円盤に分割
して伝える実施の形態を採用することもできる。

【００５１】びん１の進行する軌道の半径は、正立状態
にある場合がｒ１であり、倒立状態にある場合がｒ２で
ある。破線で示した部分は、反転グリッパユニット２０
が、びん１を倒立状態で把持している状態を示す仮想線
である。反転グリッパユニット２０の詳細については、
図４によって説明する。

【００５２】図４は、反転グリッパユニット２０の主要
部分を示す側面図である。回転円盤１２ａの端部には、
支持具２１が取り付けられている。支持具２１の下方に
は補助グリッパユニット２６が接続され、ネックグリッ
パ３０がびん１を把持する際にその把持動作の補助をす
るようになっている。補助グリッパユニット２６を開閉
してびんを把持または解放する動力を伝えるために、カ
ム７１が設けられており、このカム７１を受けるために
ローラ７６が補助グリッパユニット２６の開閉動作機構
に接続している。

【００５３】また、支持具２１の内部には仮想線で示す
スライド溝２１ｂが設けられ、スライド溝２１ｂに沿っ
て仮想線で示すラックギア２３がスライド可能に設けら
れている。さらに、支持具２１には軸受２１ａなる孔が
明けられている。軸受２１ａには回転軸２２ｂが貫通し
ている。ピニオンギア２２ａはラックギア２３と噛み合
う一方、回転軸２２ｂ及び軸受２１ａによって回転軸の
移動を規制されて自転のみが可能となるよう設置されて
いる。回転軸２２ｂには、アーム２２の一端が接続され
ている。アーム２２の他端には、ネックグリッパ３０が
接続されている。ネックグリッパ３０を作動させるため
に、ネックグリッパ３０に接続されたローラ３４と、ロ
ーラ３４に接触されてネックグリッパ３０を開閉するカ
ム２５とが備えられて、図７のように、ネックホルダ３
１を開閉する。なお、ローラ３４に接触するタイミング
はカム２５の形状によって決められる。なお、カム２５
は、図示しない外部固定部材に固定されている。

【００５４】固定部材８０に固定されたカム２４によっ
てローラ２３ａが案内されることによりラックギア２３
も半径方向に動かされ、ピニオンギア２２ａは１８０度
回転される。びん１が正立の状態から、ピニオンギア２
２ａが時計回りにほぼ２直角だけ回転されると、びん１
は二点鎖線にて示される倒立の状態となる。びん１が倒
立状態になると、殺菌液ないし無菌水の噴射及び排出に
適した姿勢となる。ここで、図面上ではびん１が正確に
１８０度回転した様子を描いているが、殺菌水ないし無
菌水の噴射及び排出に支障がない範囲であれば、正確に
１８０度である必要はなく、若干の誤差を含んでいても
よい。なお、前記した若干の誤差とは場合によって異な
るが、例えばプラスマイナス０．５度ないし１．０度く
らいである。殺菌液ないし無菌水を噴射するノズルの位
置がびんの回転軌道から離れている場合や、びん１の口
の内径が小さい場合、また、びん１が高さ方向に深い形
状である場合はびん１の内部に十分に殺菌液ないし無菌
水が行き渡りにくくなるので、許容される誤差は少なく
なる。図中、仮想線で示したスライド溝２１ｂ、ラック
ギア２３等については、図５を用いて詳細に説明する。

【００５５】図５は、本発明のびん反転保持装置を構成
するラックギア２３、ピニオンギア２２ａ、スライド溝
２１ｂ等を、便宜上分解して描いた斜視図である。図中
に付した構成要素の符号及び作用は図４に説明したの
で、割愛する。なお、図５においては、アーム２２を省
略している。図５には、前述した反転機構が示される。
すなわち、回転軸２２ｂを通る鉛直線と、びん１が正立
状態で進行するときのびん中心を通る鉛直線との距離が
ｓであり、びん１が倒立状態で進行するときのびん中心
を通る鉛直線との距離もｓである。よって、びんが正立
状態で進行するときの円軌道の半径ｒ１と、びんが倒立
状態で進行するときの円軌道の半径ｒ２と、前記距離ｓ
との間には、次式の関係が成り立つ。ｒ２＝ｒ１−２×ｓ ……（１）また、Ｐ２＝Ｐ１×（ｒ２／ｒ１） ……（２）ｓの値は、アーム２２やグリッパユニットの構造を変更
することで、ある程度任意に設定できる。また、ｓの値
を変更することによってびん１の搬送間隔長さを変更す
ることができる。さらに、びん１の搬送間隔長さを変更
する必要がない場合には、ｓがゼロとなるような設計を
行うことも可能である。

【００５６】（グリッパの作用）次に、本発明でびん１
を倒立状態のまま保持するために用いられるグリッパの
構成及び作用を、図６、図７及び図８を用いて説明す
る。図６は、グリッパ２個がびん１を把持している様子
を示す断面図であり、図７は、図６に対応する平面図で
ある。また、図８はグリッパ１個を示す斜視図である。
図８に示すグリッパは、ネックグリッパ３０である。た
だし、補助グリッパユニット２６、グリッパユニット２
７、グリッパユニット２８も構成はほぼ同様である。ま
た、図６、図７及び図８は、いずれも締結ボルト類は図
示を省略している。

【００５７】ネックグリッパ３０と、グリッパユニット
２７はほぼ同様の構成なので、図６及び図７で左側に位
置しているグリッパ、すなわちネックグリッパ３０につ
いて説明する。

【００５８】図６及び図７において、ネックホルダ３１
及びネックホルダ３１’は、２個で対となり、開閉する
ように動作する。ネックホルダ３１及びネックホルダ３
１’の先端すなわち図面上で右側には、びん１の口を把
持する把持部３１ａが設けられている。また、ネックホ
ルダ３１の中央部には、凹部３１ｂが設けられている。
凹部３１ｂと噛み合う位置には対応する凸部３１ｂ’が
設けられている。また、ネックホルダ３１の後端すなわ
ち図面上で左側にはばね受け３１ｃが設けられている。
ばね受け３１ｃは、圧縮ばね３２を支持する部材であ
る。図面に示す圧縮ばね３２は、従来のコイルばねであ
るが、他のばね、たとえば板ばねによっても同様の作用
を発揮するように組み込むことができる。また、アーム
３３があり、その一端はネックホルダ３１’に固定され
た構造となっている。さらに、アーム３３の他端には、
回転自在に固設されたローラ３４が設けられている。ま
た、ネックホルダ３１及びネックホルダ３１’にまたが
る上部位置に、かつスペーサ３９を介して所定の間隔を
隔てて主取付板３５が設けられている。また、同様に、
ネックホルダ３１及びネックホルダ３１’にまたがる下
部位置には副取付板３６が設けられている。また、主取
り付け板３５と副取り付け板３６には２個の孔が明けら
れて、この孔をピン３７が貫通している。なお、ネック
ホルダ３１及びネックホルダ３１’にも１個ずつの孔が
明けられて、ピン３７が貫通していることは言うまでも
ない。

【００５９】このように構成されたネックグリッパ３０
は、２本のピン３７を通る線を中心として、圧縮ばね３
２の作用によって、洗濯バサミ状に開閉することができ
る。圧縮ばね３２は平常時は伸びており、外力がかかっ
たときに縮ませる目的で設置されるものである。そのた
め、ネックグリッパ３０は平常時は閉じる方向、すなわ
ちびん１を把持する方向に機能する。互いに噛み合う凸
部３１ｂ’と凹部３１ｂは、ネックグリッパ３０の開閉
を円滑にするべく形成されているものである。

【００６０】びんを把持する把持部３１ａには、その高
さ方向の中央付近にスリット３１ｄが形成されている。
スリット３１ｄは、びん１のフランジ１ａが入り込める
ようにするための加工である。スリット３１ｄの下部
は、長いネックストッパ３１ｅとなっている。逆に、ス
リット３１ｄの上部は、短いネックストッパ３１ｆとな
っている。

【００６１】長いネックストッパ３１ｅの先端すなわち
図８で左下方向は円弧状の凹部３１ｇを形成している。
凹部３１ｇの円弧は１３５度程度であるので、対となる
２個の凹部３１ｇの円弧の角度は計２７０度程度であ
る。この程度の角度を確保することにより、びん１の落
下を防ぐことができる。好ましい角度は、円周長に対し
て７５％程度である。また、スリット３１ｄの角には面
取３１ｈが施されており、びん１のフランジ１ａが円滑
に滑り込みやすいように配慮されている。

【００６２】短いネックストッパ３１ｆの先端にも円弧
状の凹部が設けられている。ただし、こちらの円弧の角
度は４０度程度であるので、対となる２個の凹部の円弧
の角度は計８０度程度である。この程度の角度を確保す
ることにより、長いネックストッパ３１ｅ側に設けられ
た凹部と組み合わせ、びん１の上下動を防ぐことができ
る。

【００６３】このようにして、１個のネックグリッパ３
０によって、１個のびん１の落下と上下動とを同時に防
ぎながら把持することができる。

【００６４】ところで、びん１を例えば殺菌用リンサ１
０から転送スターホイール１４に受け渡す際には、１本
のびん１が、殺菌用リンサ側に設けられたグリッパユニ
ット２７と、転送スターホイール１４側に設けられたグ
リッパユニット２８との、２個のグリッパユニットによ
って両側から同時に把持される状況が発生する。このと
き、グリッパユニット２７とグリッパユニット２８が相
互に干渉しないよう、両者は互いに上下を逆にして対向
させている。すなわち、長いネックストッパと短いネッ
クストッパ、短いネックストッパと長いネックストッパ
が、それぞれ対向するように配置している。また、長い
ネックストッパ側に設けられた凹部３１ｇが２個で成す
円弧の角度と、短いネックストッパ側に設けられた凹部
が２個で成す円弧の角度の合計が、３６０度以下となる
ように設計されている。上述した実施例では、前者が２
７０度であり、後者が８０度であるので、合計が３５０
度となって、３６０度を下回るので干渉は防がれる。な
お、前記した合計の角度が３６０度を大きく下回ると、
びん１を把持する能力が下がる傾向となる。そのため、
例えば洗浄装置において、殺菌液や無菌水を強い圧力で
噴射するなどによって、グリッパユニットに機械的な負
担が特に強くかかる場合は、前記した合計の角度をなる
べく３６０度に近づくように設計することが好ましい。

【００６５】なお、ネックグリッパ３０は、水平方向に
開閉する二つのネックホルダ、すなわちネックホルダ３
１とネックホルダ３１’ではさむ方式で、平常時は圧縮
ばね３２によって閉じる方向に付勢されていることは上
述したとおりである。ただし、びん１を受け渡すときに
はネックホルダ３０を開く必要がある。ネックホルダ３
０を開くための手段としては、装置の固定部材側にカム
７２が設けられており、このカム７２がネックホルダ側
に設けられたローラ３４に作用して、ネックホルダを必
要なときだけ開くことができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によって得られる効果は次の通り
である。

【００６７】本発明によれば、びんを反転させるための
要素部品や構造が簡素であることから、製造や保守・点
検を容易にすることができる。特に、駆動部品や作動部
要素が少ないので、駆動に要する動力も少なくてすむ。
また、本発明によれば、回転式びん洗浄装置で、複数の
リンサを組み合わせる場合であっても、びんの倒立化に
かかる機構と正立化にかかる機構とが一つずつですむ構
成となるので、部品点数が少なくなって、製造コストを
低減できる。また、洗浄に利用できる有効な時間を長く
確保できるので、リンサを小さく設計できて、製造コス
トを低減し、かつ装置の設置スペースを削減することが
できる。また、本発明によれば、びんの倒立化している
あいだの搬送間隔距離を短くできるので、後続の中味充
填装置等におけるびん配列間隔に拘束されずに洗浄液を
噴射するノズルの間隔を短くできて、装置の設置スペー
スを削減することができる。また、本発明によれば、複
数のリンサを組み合わせて、リンサ相互間を転送スター
ホイールで接続する場合に、転送スターホイール部でび
んを倒立状態に保持したまま搬送することとなるので、
この搬送区間を殺菌液や無菌水の排出工程として有効に
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
の進行する軌道を平面的に示す流れ図である。

【図２】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
の受け入れから倒立化を経て殺菌用リンサに引き渡すま
でを上から見た平面図である。

【図３】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
の受け渡しを断面的に示す模式図である。

【図４】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
の姿勢を変更する様子を示す断面図である。

【図５】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
の姿勢を変更するための主要部分を拡大して示す斜視図
である。

【図６】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
が二つのグリッパユニットによって両側から把持される
様子を示す断面図である。

【図７】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
が二つのグリッパユニットによって両側から把持される
様子を示す平面図である。

【図８】本発明にかかるびん用洗浄装置において、びん
を把持するためのグリッパユニットを示す斜視図であ
る。

【図９】従来のびん用洗浄装置において、びんの進行す
る軌道を平面的に示す流れ図である。

【符号の説明】１びん１ａフランジ２ベルトコンベア３タイミングスクリュ５モータ６モータ７モータ１０殺菌用リンサ１０ａ回転円盤１１すすぎ用リンサ１２供給びん反転装置１２ａ回転円盤１３排出びん反転装置１４転送スターホイール１４ａ回転円盤１５転送スターホイール２０反転グリッパユニット２１支持具２１ａ軸受２１ｂスライド溝２２アーム２２ａピニオンギア２２ｂ回転軸２３ラックギア２３ａローラ２４カム２５カム２６補助グリッパユニット２７グリッパユニット２８グリッパユニット３０ネックグリッパ３１ネックホルダ３１ａ把持部３１ｂ凹部３１ｃばね受け３１ｄスリット３１ｅ長いネックストッパ３１ｆ短いネックストッパ３１ｇ凹部３１ｈ面取３１’ ネックホルダ３１ｂ’ 凸部３２圧縮ばね３３アーム３４ローラ３５主取付板３６副取付板３７ピン３９スペーサ７１カム７２カム７３カム７４カム７５カム７６ローラ８０固定部材Ｐ１正立びんの進行する軌道Ｐ２倒立びんの進行する軌道 α 受け取り準備区間 β 移送区間 γ 倒立化区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ０８Ｂ 9/093 Ｂ０８Ｂ 9/093 (72)発明者大山泰史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産業機器事業部内Ｆターム(参考） 3B116 AA23 AB05 AB27 AB44 BB24 3F044 AA07 AB13 AB23 BA03 BB02 CC01 CC12 3F072 AA08 GE02 GF03 HA05 JA03 KC01 KC06 KC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】びんの口を把持する把持手段と、前記把
持手段に一端を接続したアームと、前記アームの他端に
固定したピニオンギアと、前記ピニオンギアに噛み合わ
されたラックギアと、前記ラックギアを操作する操作手
段とを含み、前記アームは水平な回転軸を中心として鉛
直面内で実質的に１８０度にわたって回転可能であって
前記びんの姿勢を正立状態または倒立状態に切り替え可
能に設けられてなることを特徴とするびん用反転装置。
【請求項２】回転可能に設けられた略円形の回転テー
ブルと、前記回転テーブルの円周部付近に一以上設けら
れた請求項１に記載のびん用反転装置とを含んでなるこ
とを特徴とするびん用搬送装置。
【請求項３】前記びんが倒立状態にあるときのびん中
心軸は、前記びんが正立状態にあるときのびん中心軸に
対して、前記回転テーブルの回転軸により近い位置にあ
ることを特徴とする請求項２に記載のびん用搬送装置。
【請求項４】前記把持手段がびんを把持するびん把持
部は、前記アームの下限位置に於いて、回転テーブルの
内側に向いていることを特徴とする請求項２または３に
記載のびん用搬送装置。
【請求項５】さらに加えて、前記把持手段から見てび
んを挟んで向こう側に第二の把持手段を含み、前記第二
の把持手段がびんを把持する第二のびん把持部は、回転
テーブルの外側に向いていることを特徴とする請求項４
に記載のびん用搬送装置。
【請求項６】前記把持手段及び前記第二の把持手段の
一方または両方は、びんの口を挟んで開閉可能に設けら
れた一対二個のネックホルダと、前記ネックホルダがび
んの口を把持するびん把持部を閉じる方向に付勢する圧
縮ばねとを含み、前記びん把持部は第一のネックストッ
パ一対二個と第二のネックストッパ一対二個とを含み、
前記第一のネックストッパと前記第二のネックストッパ
との長さが異なり、前記第一のネックストッパと前記第
二のネックストッパの間にはびんのフランジを嵌め入れ
可能なスリットが形成されていることを特徴とする請求
項５に記載のびん用搬送装置。
【請求項７】請求項２ないし６のいずれか一に記載の
びん用搬送装置と、前記びんが倒立状態にあるときの高
さ方向の軸かつ前記びんの下方に位置して液体及び気体
の一方または両方を上方に噴射可能に設けられた一以上
の噴射手段とを含んでなることを特徴とするびん用洗浄
装置。
【請求項８】前記回転テーブルの数が二以上であり、
回転テーブル相互は接線を共有して直接に接続されてな
ることを特徴とする請求項７に記載のびん用洗浄装置。
【請求項９】前記回転テーブルの数が二以上であり、
回転テーブル相互は転送手段を介して間接的に接続され
ており、前記転送手段は回転可能に設けられた略円形の
回転テーブルであり、かつ、前記転送手段の円周部には
前記把持手段を一以上備えてなることを特徴とする請求
項７に記載のびん用洗浄装置。