JP2010501059A - ピボット軸受装置用シーリング構造 - Google Patents

Abstract

固定部分と回転部分を備えた回転装置及び回転分配器用のシーリング構造によって、長持ちし、確実な密閉機能を保証すると同時に、システム内の万一の漏れを早期に検知する解決策を実現することを課題とする。それは、固定部分（２，２２）と回転部分（３，２３）の間に、互いに間隔を開けた少なくとも二つのパッキン（５，６，４１，４２，４４，４６，５０，５２）を配備して、それらの間に、防護媒体を収容するための空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）を配置することによって達成される。

Description

本発明は、固定部分と回転部分を備えたピボット軸受装置及び回転分配器用のシーリング構造に関する。

そのようなピボット軸受装置は、例えば、飲料、医薬品等を容器に入れる機械、処理する機械及び充填する機械で用いられている。そのようなピボット軸受装置によって、そのような設備の回転部分を固定部分と回転可能な形で接続している。機械の構成に応じて、そのようなピボット軸受装置は様々な要件を満たすことが可能でなければならない。

重要な用途では、ピボット軸受装置は、機械の回転部分を軸支する役割だけでなく、更に、機械の回転部分に液状又はガス状の商品を送り込む役割も果たしている。そのために、例えば、配管を通して機械に持ち込まれた充填物を機械の回転可能な部分に誘導し、そこで多くの充填ステーションを用いて、設備を通過する容器に充填する所謂回転分配器が用いられている。

それに追加して、或いはそれに代わって、回転部分も存在する可能性が有る機械の領域を周囲環境から厳重に保護するための使用方式が有る。それは、そのような機械の部分を筐体で取り囲んで、その内部には、所定の通路を通ってしかアクセスできないようにすることによって実現されている。即ち、例えば、飲料の容器又は医薬品の容器を無菌状態で処理し、充填することを可能とするために、筐体の内部を、例えば、実質的に無菌状態に保つことができる。そのような用途では、回転接続部も、不必要な物質が筐体の内部に到達することができないように構成する必要が有る。

ピボット軸受装置用の従来のシーリングシステムは、多くの場合そのために必要なシーリングの気密性と長期耐久性の要件を満たしていない。更に、従来のシーリングシステムの保守と検査は、負担がかかり、複雑であり、シーリングが依然として十分に機能しているか否かを確認するためには、通常当該の接続部分を分解する必要が有る。更に、シーリングの機能不全は、一般的にクリーンルーム領域の汚染が既に大幅に進展しまっている場合に初めて検知することが可能であり、その結果場合によっては、そこで処理された容器の大部分がそのうち使えなくなってしまうこととなる。

本発明の課題は、長持ちして、確実なシーリング機能を保証すると同時に、システムでの万一の漏れを早期に検知するシーリング構造を提供することである。

本発明は、請求項１の特徴を有するシーリング構造によって本課題を達成している。

互いに間隔を開けた二つのパッキンを配備することによって、シーリングの安全性を容易に向上させている。パッキンの間に、防護媒体を収容するための空間を更に配置することによって、不必要な物質がシーリング構造の一方の側から他方の側に染み通ることを確実に防止することができる。そのような物質が、シーリング構造全体を染み通って行くためには、第一のシールリングを通過した後、同じく防護媒体を有する空間を通って行かねばならない。そのような防護媒体は、本発明の実施形態に応じて、様々な手法で通り抜けを防止している。一つの実施形態では、防護媒体は、例えば、シーリング構造と隣接した領域と比べて正圧を持つことができる。そのようにして、二つのパッキンの中の一つに漏れが生じた場合に、防護媒体がそのパッキンを押え込んでいるので、即ち、望ましくない物質がそのパッキンを通り抜けることができないので、望ましくない物質のシーリング構造自体の中への侵入を容易かつ確実に防止している。

別の実施形態では、防護媒体は、周囲環境よりも低い圧力を持つことも可能であるととともに、本発明の目的に適うこととして、一つ以上のアクセス通路を介して供給装置と接続することができる。汚染物質が一つのパッキンを通って当該の空間に到達した場合、汚染物質は供給装置に吸引される、即ち、シーリング構造を通過することはできない。

当該の空間又はそれと繋がった供給装置内に圧力監視部が配備されている場合、二つのパッキンの中の一つに漏れが生じた際に当該の防護媒体を有する空間内の圧力低下又は圧力上昇が起こって、それを測定することができるので、両方のケースにおいて、漏れを早期に検知することができる。

防護媒体としては、例えば、クリーンルーム自体を用いている場合、当該の空間に細菌が侵入して来た時に、即座に細菌を死滅させて、クリーンルーム内での生物学的に活性な物質の汚染が起こり得ないようにするために、その用途に応じた消毒作用を持つことができる液体又はガスが考えられる。

本発明による回転分配器では、個々の分配器の空間の間に、それぞれ本発明によるシーリング構造が配備される。分配器の空間は、通常ほぼリング形状であり、回転分配器の固定部分と回転部分の間に配置されており、固定部分には、液状又はガス状の物質をリング空間に誘導するための外側とのアクセス通路を備えている。更に、この空間は、回転部分に、回転部分の一つの自由端又は場合によっては二つの自由端との一つ以上のパイプ状接続部を備えている。即ち、固定部分内に誘導された物質は、リング空間を通して回転部分のアクセス通路に誘導して、そこから排出することができる。当然のことながら、それと逆方向の移送も行うことができる。多くの用途において、そのような回転分配器を用いて、多くの異なる素材を分配器の固定部分から回転部分に誘導している。そのために、複数のリング形状の空間は、軸方向に並んで配置されるとともに、それぞれ固定側と回転部分に一つ以上のポートを備えている。これらのポートは、スペースの理由から大抵スター状に分配器の周囲に配置されている。分配器の異なるリング空間を上下に密閉するために、それらの間には、それぞれ本発明による少なくとも一つのシーリング構造が配備されている。そのようにして、物質が一方の空間から他方の空間に到達して、その時々の物質の混合が起こることを確実に防止することが可能である。

一つの実施形態では、分配器の二つのリング空間の間に二つ以上のシーリング構造を配備して、それらの間にそれぞれ別の空き空間を配備することが可能であり、一つの実施形態では、その空き空間を同じく外側と接続することもできる。その場合、例えば、防護媒体又は防護媒体と隣接する分配器の空間内に有る物質との混合物が空き空間に侵入して、当該のアクセス通路を介して外側から検知することができるので、そのようにして、漏れを早期に検知することが可能である。

本発明の回転分配器の別の実施形態では、当該の防護媒体を有する空間の全て又は幾つかを上下に繋げることができる、即ち、防護媒体に対する共通の取入パイプと排出パイプに繋ぐことで、ポートの数を低減することができる。シーリング構造の異なる部分に異なる防護媒体を用いた場合でも、当該の空間の少なくとも幾つかを互いに繋げることができる。

本発明の前記の実施形態及び別の有利な実施形態は、従属請求項から明らかとなり、従って、従属請求項は、本明細書と関連するものである。

図面にもとづき、本発明を詳しく説明する。

本発明によるシーリング構造を備えた回転装置の側方断面図 図１の回転装置の別の断面に沿った部分拡大図 本発明の回転分配器の第一の断面に沿った断面図 図３の回転分配器の第二の断面に沿った断面図 図３の回転分配器の第三の断面に沿った断面図 本発明の別の独立した実施形態の図

共通的に符号１で表示したピボット軸受装置が図１に詳しく図示されている。その装置は、固定部分２と回転部分３を有する。ピボット軸受装置１は、例えば、無菌の充填設備における容器処理機械に対する保持機器の役割を果たす。回転部分３は、詳しく図示されていない駆動機器によって回転される。固定部分２と回転部分３の間には、図２に詳しく図示された本発明によるシーリング構造４が配置されている。

本発明によるシーリング構造４は、固定部分２と回転部分３の間に、シールリングの形で回転部分３上に載って密閉する第一のパッキン５と第二のパッキン６を有する。二つのパッキン５と６の間には、防護媒体を保有するリング形状の空間７が有る。この防護媒体は、取入パイプ８を介して空間７内に持ち込まれて、排出パイプ９を介して空間から排出され、そのため循環させることが可能となっている。取入パイプ８と排出パイプ９は、防護媒体、例えば、Ｈ₂ Ｏ₂ の１５％溶液を正圧を加えた状態で空間内に圧入させて、その圧力が維持されているかを監視する供給ユニットと繋がっている。二つのパッキンの中の一つ５又は６に漏れが生じた場合、圧力の低下が記録されて、それに対応する保守信号が発出される。

このようなシーリングによって、望ましくない物質、例えば、潤滑剤が軸受１０から回転部分３の領域に侵入することを効果的に防止している。即ち、回転部分を無菌の周囲環境内に配置し、そのようにして、細菌等がシーリング構造４を通って設備の回転部分に侵入すること、或いは汚染することを防止することができる。実際に、二つのパッキンの中の一つ５又は６に漏れが生じた場合には、詳しく述べた通り、殺菌作用を有する、圧力を加えられた状態で空間７内に有る防護媒体によって、細菌が一方では圧力を加えられた防護媒体によってシーリング構造を通過することができず、他方では媒体と接触して直ちに死滅するので、少なくとも細菌による汚染が防止されている。

本発明による回転分配器２０は、図３〜５に詳しく図示されている。それは、例えば、詳しく図示されていない飲料容器充填設備で使用される。この場合、そのような分配器は、同じく固定部分２２と回転部分２３を有する。それは、一方では充填設備の回転するベースプレート２１を支持する役割を果たし、他方では液状又はガス状の物質を設備の固定領域から回転部分に誘導する役割を果たしている。

即ち、充填すべき商品は、第一のポート２４を通して、固定部分２２内と、それに対応する回転分配器２０の回転部分２３の位置とに配置されたほぼリング形状のリング空間２５に誘導される。分配器の回転部分２３の中には、リング形状の空間２５と回転部分２３の中空の中心部分２６の間に複数の接続部が設けられており、そのためリング空間２５内に有る充填物が、回転部分２３の内部を通って、詳しく図示されていない回転する充填ステーションに更に誘導することが可能となっている。

同様の手法で、別のポート２７を通して、無菌の空気が、同じく固定部分とそれに対応する回転部分内に配置されたリング空間２８に誘導される。回転部分２３の中には、一方ではリング空間２８と繋がり、他方では回転部分２３の上方領域のポート３０と繋がるパイプ形状の貫通路２９が設けられている。このようにして、設備の固定部分から回転部分に無菌の空気も誘導することができる。それと同様に、詳しく図示されていないポートを用いて、別の液体をリング空間３１を通して運び込んでいる。ポート３２と３３を通して、別の液体、例えば、洗浄用の泡又は洗浄用の溶液をリング空間３４と接続パイプ３５に誘導している。

ここで、特に、二つのリング空間の間に、それぞれ本発明によるシーリング構造が用いられている。

リング空間２５とリング空間２８の間には、第一のパッキン４１と第二のパッキン４２が配置されており、それらの間には、リング形状の空間４３が有る。そのリング形状の空間４３内には、Ｈ₂ Ｏ₂ の１５％溶液から成る防護媒体が有る。パッキン４１と４２は、それぞれ隣接するリング空間に対して主要な密閉作用を発揮し、そのようにして二つのリング空間の内容物が混ざるのを防止するように構成されている。同じ手法で、リング空間２８とリング空間３１の間のシーリング構造４０も構成されている。

空間３１と３４の間のシーリングの安全性を高めるために、ここでは、本発明によるシーリング構造が二重で実現されている。即ち、先ずは空間３１の方向に対して密閉する二つのパッキン４４が配備されており、それらの間には、防護媒体を有する空間４５が配備されている。リング空間３４には、その空間の方向に対して密閉する二つのパッキン４６が配置されており、それらの間には、同じく防護媒体を有する空間４７が配備されている。これら二つの二重シーリング構造の間には、アクセス通路４９を通してアクセス可能な空き空間４８が有る。これは、パッキンの中の一つが機能しなくなった場合に、先ずは防護媒体の一部が空き空間４８の内部に到達して、アクセス通路４９を通って外側に排出されるので、安全性を高める役割を果たしている。そのようにして、シーリング構造の機能不全を早期に検知することが可能である、即ち、特に、リング空間３１と３４の内容物が上下に混ざることが可能となる前に検知することができる。

リング空間３４を上方に対して密閉するために、三つのパッキン５０が配備されており、それらの間には、防護媒体を有する二つの空間５１が配置されている。それと同様に、本構造の下側には、三つのパッキン５２が配置されており、それらの間で、同じく防護媒体を有する二つの空間５３を取り囲んでおり、そのため空間２５も確実に密閉されている。

空間４３，４５及び５３は、それぞれ回転部分２３内のパイプ５４を介して互いに繋がっており、ポート５５，５６を介して外側からアクセス可能である。これらのポートを通して、防護媒体を空間４３，４５及び５３内に取り入れるとともに、そこから取り去ることが可能である。そこを通して、圧力の制御と監視も可能であり、そのため、例えば、これらの空間内の正圧の生成、維持及び監視が可能であり、そのようにして、シーリングの安全性を一層向上させると同時に、漏れが生じた場合の検知を圧力の低下によって簡単に行うことができる。空間４７と５１は、ポート５８と５９を通してアクセス可能な別のパイプ５７を介して互いに繋がっている。即ち、場合によっては、異なる圧力の代替の防護媒体を使用することによって、空間４３を密閉することができる。

当然のことながら、本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の技術思想を逸脱すること無く、多くの観点から変更することができる。特に、空間とのポートの形式及び実現形態と、本発明によるシーリング構造を用いて密閉すべき回転分配器又はその他の回転接続装置の全般的な構造とは、広い範囲で変更することができる。サイズ及び使用する材料も広い範囲で変更することができる。

更に、本発明の独立した改善構成の範囲内では、取付け後の構成において互いに動けないように接続された少なくとも二つの部材を密閉して接続するためのシーリング構造を構成し、これらの部材の中の少なくとも一つは液体用のパイプを有するものと規定する。

更に、液体用パイプ又は少なくとも二つの部材の接続箇所を周囲環境に対して密閉するための少なくとも一つのシーリング部材を配置して、そのシーリング部材によって規定される内部空間の外に、流出する媒体又は防護媒体を収容するための空間７，４３，４５，４７，５１，５３を配置するものと規定する。既に前述した通り、そのような構成によって、空間７，４３，４５，４７，５１，５３の制御によるシーリング部材の機能を確実かつ容易に実現することができる。

１ ピボット軸受装置
２ 固定部分
３ 回転部分
４ シーリング構造
５ 第一のパッキン
６ 第二のパッキン
７ 空間
８ 取入パイプ
９ 排出パイプ
１０ 軸受
２０ 回転分配器
２１ フロントパネル
２２ 固定部分
２３ 回転部分
２４ ポート
２５ リング空間
２６ 中心部分
２７ ポート
２８ リング空間
２９ 貫通路
３０ ポート
３１ リング空間
３２ ポート
３３ ポート
３４ リング空間
３５ 接続パイプ
４０ シーリング構造
４１ パッキン
４２ パッキン
４３ 空間
４４ パッキン
４５ 空間
４６ パッキン
４７ 空間
４８ 空き空間
４９ パッキン
５０ パッキン
５１ 空間
５２ パッキン
５３ 空間
５４ パイプ
５５ ポート
５６ ポート
５７ パイプ
５８ ポート
５９ ポート

Claims (12)

1. 固定部分と回転部分を備えたピボット軸受装置用のシーリング構造において、
   固定部分（２，２２）と回転部分（３，２３）の間に、互いに間隔を開けた少なくとも二つのパッキン（５，６，４１，４２，４４，４６，５０，５２）が配備されており、それらの間に、防護媒体を収容するための空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が配置されていることを特徴とするシーリング構造。
2. 当該の空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が、ほぼリング形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシーリング構造。
3. 当該の空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が、少なくとも一つの外部からの取入パイプ（８，５５，５６，５８，５９）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシーリング構造。
4. 当該の空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が、防護媒体を循環させるように構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
5. 複数のシーリング構造（４０）が配備されている場合に、少なくとも二つの空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が、防護媒体を通すための接続部を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
6. 当該の空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が、圧力監視部及び／又は充填状態監視部を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
7. 複数のシーリング構造（４０）が配備されている場合に、それらの間に空き空間（４８）が設けられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
8. 当該の防護媒体が、液状及び／又はガス状であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
9. 当該の防護媒体が、消毒剤の溶液として配備されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載のシーリング構造。
10. 請求項１に記載のシーリング構造を少なくとも一つ備えた回転分配器。
11. 当該の配備された二つのリング空間（２５，２８，３１，３４）の間に、それぞれ一つのシーリング構造（４０）が配設されていることを特徴とする請求項１０に記載の回転分配器。
12. 取付け後の構成において互いに動けないように接続された少なくとも二つの部材を密閉して接続するためのシーリング構造であって、これらの部材の中の少なくとも一つは液体用パイプを有し、その液体用パイプを周囲環境に対して密閉するためのシーリング部材が少なくとも一つ配備されているシーリング構造において、
    シーリング部材によって規定される内部空間の外側に、流出する媒体又は防護媒体を収容するための空間（７，４３，４５，４７，５１，５３）が配置されていることを特徴とするシーリング構造。

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