JP2011106593A - ロータリージョイントの軸受結露防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、ロータリージョイントの無給油軸受等の軸受が結露によって発錆しない軸受結露防止装置を提供する。
【解決手段】容器２に液体等を充填するロータリー式充填装置１等のロータリージョイント２０，４０において、該ロータリージョイント２０，４０の固定部に回転部を軸支する軸受に、前記回転部とともに回転する回転制御盤１５等へ供給するドライエアの一部を、その配管系統１６から分岐して供給するように配管系統を構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器に液体等を充填するロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、該ロータリージョイントの固定部に回転部を軸支する軸受に関する。

従来、ロータリー式充填装置等でのロータリージョイントの軸受については、製品飲料中にグリス等の潤滑油が混入するのを防止するとともに、メンテナンスを容易にするために無給油軸受が使用されており、その技術は公知となっている。（特許文献１）
また、回転する冷却シリンダ等の回転体にドライエアを供給して、回転体の結露防止を図った装置は公知となっている。（特許文献２）

実開昭６１−９４６８７号公報（第１図） 実開昭６３−１１２０３２号公報（第１図、第３図）

前記特許文献１によれば、ロータリージョイントの回転軸が、固定されたハウジングブロックに無給油軸受（本項では以下無給油軸受を軸受と称する）を介して軸支され、かつ、該軸受部が大気開放される構造としている。
しかしながら、前記特許文献１の技術では、ロータリージョイントを流れる流体の温度が、一例として、０℃から８０℃と温度差が大きいことにより、軸受部には外部との空気の往来が生じて、充填装置が設置されている充填室内部の湿度が一例として８０％と高いため、湿度が高い空気が軸受部に侵入して軸受が結露し、そのために軸受に錆が発生するという恐れがある。

また、前記特許文献２によれば、回転する冷却シリンダと該冷却シリンダを囲繞する固定のハウジングの間の空間に、冷却空気供給装置から前記ハウジングに接続された管路を経由してドライエアを供給し、冷却シリンダの結露防止をするとしている。
しかしながら、前記特許文献２の技術では、ドライエアは、スリットを有する固定のハウジング内に供給されるのみで、ロータリー式充填装置のロータリージョイントのような回転体のハウジング等にドライエアを供給する技術は開示されていない。

本発明は、ロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、ロータリージョイントの無給油軸受等の軸受が結露によって発錆しない軸受結露防止装置を提供することを目的としている。

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
（１） 第１の手段のロータリージョイントの軸受結露防止装置は、容器に液体等を充填
するロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、該ロータリージョイントの固定部に回転部を軸支する軸受に、前記回転部とともに回転する回転制御盤等へ供給するドライエアの一部を、その配管系統から分岐して供給するように配管系統を構成したことを特徴とする。
（２） 第２の手段のロータリージョイントの軸受結露防止装置は、前記第１の手段のロ
ータリージョイントの軸受結露防止装置において、前記ロータリージョイントの固定部或いは回転部の外径側或いは内径側に前記軸受部近辺で長手方向にスリット溝を設けて、前記軸受の一方の側面の空間に供給されたドライエアが他方の側面の空間にも流通されるように構成したことを特徴とする。

請求項１に係わる本発明は、容器に液体等を充填するロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、該ロータリージョイントの固定部に回転部を軸支する軸受にドライエアを供給するようにしたことにより、前記軸受がドライエアで陽圧状態となり湿度が高い空気が侵入しなくなり、結露防止ができて前記軸受に錆が発生しないという効果を有し、さらに、前記軸受に供給するドライエアを前記回転部とともに回転する回転制御盤等へ供給するドライエアの一部を、その配管系統から分岐して供給するように配管系統を構成したことにより、前記軸受へのドライエア供給配管装置のコストを抑制できるという効果を有する。
請求項２に係わる本発明は、請求項１に記載するロータリージョイントの軸受結露防止装置において、前記ロータリージョイントの固定部或いは回転部の外径側或いは内径側に前記軸受部近辺で長手方向にスリット溝を設けたことにより、前記軸受の一方の側面の空間に供給されたドライエアが他方の側面の空間にも流通されて、前記軸受の両側面にドライエアが供給されるという効果を有する。

本発明に係わる軸受結露防止装置を備えたロータリージョイントを下部に有るロータリー式（メカトロ）充填装置の正面図で、断面図としてある。 図１のＡ部詳細図で、下部ロータリージョイントを示す。 図１のＢ部詳細図で、上部ロータリージョイントを示す。 図２のＨ−Ｈ断面図で、拡大図としてある。

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態を図１、図２、図３および図４に基づいて説明する。
図１は、本発明に係わる軸受結露防止装置を備えたロータリージョイントを下部に有するロータリー式（メカトロ）充填装置の正面図で、断面図としてある。
図２は、図１のＡ部詳細図で、下部ロータリージョイントを示す。
図３は、図１のＢ部詳細図で、上部ロータリージョイントを示す。
図４は、図２のＨ−Ｈ断面図で、拡大図としてある。

図において、ロータリー式メカトロ充填装置（以下ロータリー式充填装置と称する）１は、脚１０に載置された架台９の上面に取り付けられた駆動装置４により駆動される歯車４ａの外歯と、該外歯とその内歯の噛合いにより軸受８に支持されて回転する旋回台７、該旋回台７の上面に設けられた支柱１１に載置されたフィラーボウル３、該フィラーボウル３の下面に円周等分に取り付けられて該フィラーボウル３内の液体１２ｆを容器２に充填する充填バルブ５、該充填バルブ５の下方で該充填バルブ５と対応した位置で前記旋回台７に設けられて図示しないエア経路の作動により容器２を上下動して充填バルブ５に適合させる容器台６、前記架台９にその固定部を取り付けられ、該固定部の周りにその回転部を設けられた下部ロータリージョイント２０、フィラーボウル取付台３ａの上面に取り付けられた回転制御盤１５、該回転制御盤１５の上面にその回転部を取り付けられ、該回転部の周りに図示しない固定支持部材に廻り止めされた固定部を有する上部ロータリージョイント４０等による構成となっている。

前記下部ロータリージョイント２０は、前記架台９の上面に取り付けられた固定軸２１、該固定軸２１に嵌合され、位置決めされた無給油軸受２３ａおよび無給油軸受２３ｂ（以下無給油軸受２３ａ、無給油軸受２３ｂを軸受２３ａ、軸受２３ｂと称する）に支持されて前記固定軸２１の外周面を気密に摺動して回転する外筒２２、該外筒２２の上面に液密、かつ、気密に取り付けられ、前記フィラーボウル取付台３ａとともに回転する回転体２２ａ、および、前記外筒２２の下面に取り付けられた回転体２２ｂ等によって構成されている。

なお、前記回転体２２ａは、該回転体２２ａに設けられた数か所の窪み２２ｇ１から図示しない締付け具により前記外筒２２に締め付けられて、回転体２２ａと外筒２２が一体となって回転するようになっているが、該締付けについての詳細な説明は省略する。
また、前記回転体２２ｂは、該回転体２２ｂに設けられた数か所の窪み２２ｇ２から図示しない締付け具により前記外筒２２に締め付けられて、回転体２２ｂと外筒２２が一体となって回転するようになっているが、該締付けについての詳細な説明は省略する。

前記固定軸２１には、前記充填する液体１２ｆを図示しない液タンクより矢印Ｄの方向へ供給する配管１２と連結された孔２６、前記フィラーボウル３内のエアを排気する配管１３と連結された孔２７、前記フィラーボウル３内の液体１２ｆの上部へ清浄エアを図示しない清浄エア源より矢印Ｅの方向から供給する配管１４と連結された孔２８が設けられている。

また、前記外筒２２には、前記孔２７からリング状のエア溝２７ｇを経由して前記フィラーボウル３内のエアを排気する配管１３ｂと連結された孔２７ａ、前記孔２８からリング状のエア溝２８ｇを経由して前記フィラーボウル３内の液体１２ｆの上部へ清浄エアを供給する配管１４ｂと連結された孔２８ａ、後述する軸受２３ａおよび軸受２３ｂの結露防止のための軸受結露防止装置１７を構成する配管１７ａと連結された孔１７ｂが設けられている。
前記回転体２２ａは、前記孔２６から供給される液体１２ｆを受ける液体受け２５ｒを経由して、液体１２ｆを前記フィラーボウル３へ供給する配管２５と連結した孔２５ａが設けられている。

前記軸受２３ａは、図示のように、前記固定軸２１の肩部と固定具２４ａ、および、外筒２２の肩部と回転体２２ａの下面によって固定され、軸受２３ｂは、図示のように、前記固定軸２１の肩部と固定具２４ｂ、および、外筒２２の肩部と回転体２２ｂの上面によって固定されている。
また、前記軸受２３ａおよび軸受２３ｂの図示の上下方向にはそれぞれ空間３２、空間３２ａ、および、空間３２ｂ、空間３２ｃが設けられており、前記孔１７ｂは空間３２ａおよび空間３２ｂに連結されている。

また、前記固定軸２１の外径側の軸受２３ａ部には、スリット溝２９ａが設けられており、前記空間３２ａと空間３２が通じるようになっている。同様に、前記固定軸２１の外径側の軸受２３ｂ部には、スリット溝２９ｂが設けられており、前記空間３２ｂと空間３２ｃが通じるようになっている。
なお、ここでは、スリット溝２９ａおよびスリット溝２９ｂを固定軸２１の外径側に設けた場合を示したが、外筒２２の内径側に設けることとしてもよい。
さらに、前記空間３２は前記回転体２２ａに設けられた小孔２２ｈ１によって前記窪み２２ｇ１を経由して大気に通じることができるとともに、前記空間３２ｃは前記回転体２２ｂと前記固定軸２１との小隙間２２ｈ２によって大気に通じることができるようになっている。

前記上部ロータリージョイント４０は、前記回転制御盤１５の上面に取り付けられた回転軸４１が、無給油軸受４３ａおよび無給油軸受４３ｂ（以下無給油軸受４３ａ、無給油軸受４３ｂを軸受４３ａ、軸受４３ｂと称する）を介して、図示しない廻り止めにより回転しないようになっている外筒４２の内周と気密に摺動して回転するようになっている。
前記軸受４３ａは、図示のように、回転軸４１の肩部と固定具４４ａ、および、外筒４２の段差部により固定され、前記軸受４３ｂは、回転軸４１の肩部と固定具４４ｂ、および、外筒４２の段差部と外筒４２の上面に取り付けられた架台４８の段差部により固定されている。

前記架台４８には、支柱４９ａが設けられており、電気絶縁材料から成る支持台４９が、前記支柱４９ａと固定具４９ｂによって固定されている。
支持台４９には、図示しない固定の電源部からの電気ケーブル５０と接続された端子台４６を外周側に有する外スリップリング４５が取り付けられており、該外スリップリング４５の内周に前記回転軸４１の外周側に電気絶縁状態で取り付けられた内スリップリング４５ａが摺動して回転するようになっており、前記外スリップリング４５と前記内スリップリング４５ａの回転摺動により固定部から回転部に電気が受け渡されるようになっている。

また、前記内スリップリング４５ａは回転軸４１の肩部と締付け具５１によって、固定されており、該締付け具５１には、内スリップリング４５ａからの電流を電気ケーブル５０ａに伝達する図示しない端子が電気絶縁状態で設けられており、該電気ケーブル５０ａが回転軸４１の上部に設けられた孔４１ｈから回転軸４１の孔４１ｃ内を通って回転制御盤１５内の図示しない端子箱に接続されている。
なお、前記回転軸４１の上面には蓋５４が取り付けられ、前記外スリップリング４５、内スリップリング４５ａ等は、前記架台４８に取り付けられたカバー５５で覆われている。

前記外筒４２には、制御用エアを図示しない制御エア源より矢印Ｇの方向へ供給する配管５３ｃと連結された孔５３ｂおよびリング状のエア溝５３ｇ、図示しないエア源より矢印Ｆの方向へエアが供給され、レギュレータ１６ｒ、ミストセパレータ１６ｓ、エアドライヤ１６ｋを経てドライエアとして供給する配管１６と連結された孔１６ａおよびリング状のエア溝１６ｇが設けられている。

また、前記回転軸４１には、前記制御用エアを前記リング状のエア溝５３ｇから回転制御盤１５内の配管５３へ供給する孔５３ａが設けられているとともに、前記ドライエアを前記リング状のエア溝１６ｇから回転制御盤１５内の配管１６ｃへ供給する孔１６ｂが設けられており、前記配管１６ｃから前記回転制御盤１５内の矢印Ｐ方向に吹き出されたドライエアは前記回転制御盤１５内を微陽圧で冷却するようになっている。

ここで、前記軸受結露防止装置１７は、前記配管１６ｃから分岐された配管１７ａ、該配管１７ａの２分岐から前記孔１７ｂを経由して、前記空間３２ａおよび前記空間３２ｂへ前記ドライエアを供給するようになっており、さらに、前記空間３２ａから前記スリット溝２９ａを経て前記空間３２へ、および、前記空間３２ｂから前記スリット溝２９ｂを経て前記空間３２ｃへドライエアが流通するように構成されている。

次に、本実施の形態に係わる軸受結露防止装置１７の作用を説明する。
図示しないエア源より矢印Ｆの方向へ供給されるエアは、配管１６の経路に設けられたレギュレータ１６ｒ、ミストセパレータ１６ｓ、エアドライヤ１６ｋを経てドライエアとなり、孔１６ａ、リング状のエア溝１６ｇ、孔１６ｂ、配管１６ｃ、配管１６ｃから分岐した配管１７ａ、孔１７ｂを経由して、空間３２ａおよび空間３２ｂに供給され、さらに、スリット溝２９ａおよびスリット溝２９ｂを経由して空間３２および空間３２ｃに流通されて、それぞれ軸受２３ａおよび軸受２３ｂを微陽圧でドライな雰囲気にする。

これにより、軸受２３ａおよび軸受２３ｂは、湿度が高い充填室の空気に曝されることがなくなり、発錆を防止することができる。
なお、前記ドライエアは、前記回転制御盤１５内を冷却するドライエア源から分岐されたものを利用しており、配管設備コストを抑制したものとすることができる。

なお、空間３２および空間３２ｃに供給された微陽圧のドライエアは、小孔２２ｈ１および小隙間２２ｈ２を通じて外部に開放されるが、空間３２および空間３２ｃに供給されたドライエアが微陽圧になっているため、外部の湿度が高い空気が侵入することはない。

１ ロータリー式（メカトロ）充填装置
１５ 回転制御盤
１６、１６ｃ 配管
１６ａ、１６ｂ 孔
１６ｇ リング状溝
１６ｋ エアドライヤ
１６ｒ レギュレータ
１６ｓ ミストセパレータ
１７ 軸受結露防止装置
１７ａ 配管
１７ｂ 孔
２０ 下部ロータリージョイント
２１ 固定軸
２２ （回転する）外筒
２２ａ、２２ｂ 回転体
２２ｈ１ 小孔
２２ｈ２ 小隙間
２３ａ、２３ｂ （無給油）軸受
２９ａ、２９ｂ スリット溝
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 空間
４０ 上部ロータリージョイント
４１ （回転する）回転軸
４２ （固定の）外筒
４３ａ、４３ｂ （無給油）軸受

Claims (2)

1. 容器に液体等を充填するロータリー式充填装置等のロータリージョイントにおいて、該ロータリージョイントの固定部に回転部を軸支する軸受に、前記回転部とともに回転する回転制御盤等へ供給するドライエアの一部を、その配管系統から分岐して供給するように配管系統を構成したことを特徴とするロータリージョイントの軸受結露防止装置。
2. 請求項１に記載するロータリージョイントの軸受結露防止装置において、前記ロータリージョイントの固定部或いは回転部の外径側或いは内径側に前記軸受部近辺で長手方向にスリット溝を設けて、前記軸受の一方の側面の空間に供給されたドライエアが他方の側面の空間にも流通されるように構成したことを特徴とするロータリージョイントの軸受結露防止装置。

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