JP3903328B2 - ロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置およびロータリバルブ洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリ式洗びん機に係り、特に、ロータリバルブの固定側部材（ディストリビュータ）と回転側部材（ロータ）とを圧接させるロータリバルブ押圧装置、およびロータリバルブの外面を洗浄するロータリバルブ洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロータリ式洗びん機は、中央の軸を中心に回転する回転体と、この回転体の外周部に円周方向等間隔で設けられ、コンベヤによって搬送されてきたびんを入口スターホイールから受取って把持し、回転搬送する間にこのびんを反転させる複数のボトルグリッパと、前記回転体の各ボトルグリッパに対応する位置にそれぞれ設けられ、ボトルグリッパによって倒立されたびん内に洗浄液を噴射してこのびんの内部を洗浄する内洗ノズルと、固定側から前記回転体の内洗ノズルに洗浄液を供給するロータリバルブ等を備えている。
【０００３】
従来のロータリバルブは、固定側のプレート（ディストリビュータ）と、回転体の下面に取付けられて一体的に回転し、その下方に配置されている前記固定側のプレート上を摺動する回転プレート（ロータ）とを備えている。回転プレート内には、前記各内洗ノズルに接続された配管に洗浄液を給送する吐出通路が形成され、一方、固定側のプレートには、ポンプから送り出されてきた洗浄液を分配供給する供給通路が形成されており、回転プレートの回転中の所定の区間において、回転プレートの吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続されると、洗浄液が前記配管を介して内洗ノズルに送られ、ボトルグリッパに把持されているびん内に噴射されてそのびんの洗浄を行なうようになっている。
【０００４】
前記構成に係るロータリ式洗びん機では、ポンプから送り出された洗浄液が固定側プレートの供給通路に常時供給され、回転プレートの回転中にこの供給通路に一致した吐出通路からノズルに洗浄液が供給されて、びんに対して噴射されるようになっているので、固定側プレートと回転プレートとの摺動面に強い液圧が作用して回転プレートを分離させようとしている。そこで、これら固定側プレートと回転プレートとが分離してその摺動面から洗浄液が洩れることがないように、エアシリンダ等の押圧手段によって固定側プレートを回転プレートに押し付けている（特開平６−２５４５１１号公報、特開平６−２５４５１２号公報、特願平８−２８７６０３号、特願平８−２８７６０４号、特願平９−１６８１５１号等）。
【０００５】
また、ロータリ式洗びん機は、洗びん機自体を常に清潔に保つ必要があり、従来はロータリバルブの外面を人手によって洗浄していたが、人手による洗浄では、効率が悪く時間が係り、しかも、固定側プレートの内周側は人手が届かず洗浄するのが困難であり、さらに、洗びん機の運転中には洗浄をすることができないという問題もあったため、ロータリバルブを自動的に洗浄することができるロータリバルブ洗浄装置が提案された（特願平８−２８７６０４号）。このロータリバルブ洗浄装置は、バリア用の洗浄水（前記固定側プレートに形成された供給通路を外部から遮断するために流通させる洗浄水）を噴射するノズルを、ロータリバルブの固定側のプレートと回転プレートの周辺に適宜配置し、ロータリ式洗びん機の運転中、ロータリバルブ内を循環したバリア用洗浄水を常時ロータリバルブに噴射するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロータリ式洗びん機では、固定側プレートを回転プレートに押し付けるためのエアシリンダ等の押圧手段が、固定側プレートの外部に配置されているため、衛生上好ましくないという問題があった。
【０００７】
また、従来のロータリバルブ洗浄装置では、生産運転中は常時洗浄水を流し続けているため、無駄であり、節水することが望まれる。しかも、前記出願（特願平８−２８７６０４号）に開示された発明の構成では、ロータリバルブの全体をくまなく洗浄することができず、特に、ノズルの取付け部は洗浄が不可能であった。
【０００８】
そこで、第１の発明は前記課題を解決するためになされたもので、サニタリー性に優れ、かつ、固定側プレートを回転プレートに押し付ける押圧力を調整可能なロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、第２の発明は、ロータリバルブの全周を洗浄可能にするとともに、必要な場合にだけ洗浄水を供給するようにして節水を可能にしたロータリ式洗びん機のロータリバルブ洗浄装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置は、中心軸の外周に配置され、洗浄流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、中心軸の周囲に、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートとを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記洗浄流体を噴射してびんの洗浄を行なうロータリ式洗びん機に設けられたもので、前記中心軸の外周にピストンを固定するとともに、固定側プレートに、ピストンに対し昇降可能なシリンダを設け、ピストンによって区画されたシリンダ内の両室をそれぞれエア通路を介してエア供給手段に接続し、前記シリンダの一方の室内にエアを導入することにより、固定側プレートを回転プレートに押し付けるようにしたものである。
【００１１】
また、第２の発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ洗浄装置は、前記ロータリ式洗びん機に設けられたもので、固定側プレートの下方に、複数の洗浄穴を設けたリング状の洗浄パイプを配置し、この洗浄パイプに洗浄水を供給することにより回転プレートおよび固定側プレートを洗浄するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るロータリバルブ押圧装置を備えたロータリ式洗びん機の要部を拡大して示す縦断面図である。中央に配置された回転軸２の上部外周に回転ホイール４が固定されて一体的に回転する。この回転ホイール４の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のボトルグリッパ６（後に説明する洗浄滅菌時の構成を示す図２参照）が設けられている。これら各ボトルグリッパ６は、回転ホイール４の外周縁部に垂直に固定された支柱８上に支持されて、水平な支点を中心に半径方向外方側（図２の右側）と内方側とに反転できるようになっており、反転することにより把持しているびんを倒立させ、また正立状態に戻すことができる。
【００１３】
回転ホイール４の上面には、ノズル１０に供給する洗浄液の供給遮断を行なうロータリバルブ１２の回転側部材を構成する環状の回転プレート（ロータ）１４が取付けられており、前記回転ホイール４と一体的に回転する。ここで環状のロータ１４と回転ホイール（ロータ１４の支持体）４との連結部の構成について説明する。この実施の形態では、ロータ１４は樹脂製であり、後に説明する金属製のディストリビュータ１６に対して摺動回転する。ロータ１４の底面には、図１および図３に示すように、等間隔で放射状のキー溝１８が形成されている。一方、金属製の回転ホイール４の上面には、円周方向等間隔で突起（すべりキー）２０が固定され、前記各キー溝１８内にそれぞれ係合している。さらに、回転ホイール４のすべりキー２０が取付けられている位置よりも内周側に、ロータ１４の内径にほぼ一致する外径を有する環状の位置決め用ストッパ２２が設けられている。なお、前記キー溝１８は、ロータ１４の内周面と外周面を連通するものに限らず、半径方向に延びる長穴等であっても良い。但し、すべりキー２０が半径方向に相対移動できる長さが必要である。
【００１４】
ロータ１４の内部には、前記ボトルグリッパ６の数と同数の吐出通路２４が放射状に形成されている。ロータ１４の内部に形成されている各吐出通路２４は、その洗浄液の入口側開口２４ａが、ロータ１４の上面側の同一円周上に等間隔で並び、洗浄液の出口側開口２４ｂは、ロータ１４の外周面に等間隔で配置されている。これら各吐出通路２４の出口側開口２４ｂは、それぞれ供給ホース２６を介して、前記各ノズル１０に接続されている。
【００１５】
回転軸２の上端には、フレーム２８に固定された中心軸３０が嵌合しており、この中心軸３０の外周に、前記ロータ１４とともにロータリバルブ１２を構成する固定側プレート（ディストリビュータ）１６が取付けられている。このディストリビュータ１６の下面（ロータ１４との摺動面）に、円弧状の洗浄液供給用長穴（洗浄液供給通路）３２が形成されており、この円弧状の長穴３２は、ディストリビュータ１６の側面に開口する洗浄液取入口３４を介して外部に連通している。円弧状の長穴３２は、前記ロータ１４に形成されている多数の吐出通路２４の入口側開口２４ａが配置されている円と同一半径の円周上に位置しており、このディストリビュータ１６とロータ１４とを中心を一致させて重ね合せると、ロータ１４の摺動面の全周に亘って等間隔で開口している吐出通路２４の入口側開口２４ａの一部がこの円弧状の長穴３２に連通し、他の入口側開口２４ａは長穴３２の形成されていない平坦な部分（摺動面）によって閉塞される。従って、ロータ１４がディストリビュータ１６に対して回転すると、各吐出通路２４は順次円弧状長穴３２に接続され、その後順次遮断される。
【００１６】
前記ディストリビュータ１６の側面に開口している洗浄液取入口３４は、供給配管３６を介して洗浄液タンク３８に接続されており、図示しないポンプからこのタンク３８に送られた洗浄液が、この洗浄液取入口３４から前記円弧状の長穴３２を通ってロータ１４の各吐出通路２４に供給され、さらに、これら吐出通路２４の出口側開口２４ｂに接続された供給ホース２６を介して各ノズル１０に送られる。
【００１７】
ディストリビュータ１６の内部には環状の空間（シリンダ部３９）が形成され、この空間３９内にピストン４０が収容されて、空間３９内を上方の圧力室４２と下方の圧力室４４とに区画している。ピストン４０は、前記固定された中心軸３０の外周に固定され、一方、ディストリビュータ１６は、この固定軸３０の外周面に沿って昇降できるようになっている。前記ピストン４２の上下の室４２，４４内はそれぞれエア通路４６，４８および切換弁５０を介してエア供給源５２に接続されており、上下いずれか一方の室４２，４４内にエアを導入することにより、ディストリビュータ１６を昇降させることができるようになっている。このディストリビュータ１６内に組み込まれたエアシリンダ５３が、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧装置を構成している。
【００１８】
ディストリビュータ１６の上部には、複数本の垂直なガイドロッド５４が固定されており、これらガイドロッド５４が前記フレーム２８の穴内に摺動自在に支持されて、ディストリビュータ１６の昇降を案内するようになっている。なお、ピストン４０の下側の圧力室４４にエアを供給するエア通路４８には、レギュレータ５６および遮断弁５８が設けられており、この圧力室４４に導入するエア圧を調整することができる。
【００１９】
さらに、この実施の形態に係るロータリ式洗びん機には、内部の流体通路やノズル１０等の洗浄殺菌を行なう洗浄殺菌流体の回収用流路が設けられている。図２に示すように、回転ホイール４上のノズル１０の近くに流体排出通路６０が設けられ、リターン配管６２を介して回転軸２の内部の回収通路６４に接続されている。そして、このロータリ式洗びん機の内部通路の洗浄殺菌を行なう際には、ノズル１０の先端にノズルキャップ６６を装着するようになっており、この状態でノズル１０から殺菌液またはスチーム等の殺菌用の流体を噴射すると、この流体は、ノズル１０の外面とキャップ６６の内面との間の間隙を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２を経て回転軸２内の回収通路６４を通り回収されるようになっている。
【００２０】
以上の構成に係るロータリ式洗びん機の作動について説明する。通常の洗びん作業を行なう生産運転時には、ディストリビュータ１６内に嵌合されたピストン４０の下側の圧力室４４内にエアを導入してディストリビュータ１６を下降させ、所定の圧力（すなわちディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内に導入された洗浄液の圧力によってディストリビュータ１６とロータ１４とが分離して液洩れが発生することを防止できる圧力）でロータ１４に圧接させておく。この状態で、回転軸２に固定された回転ホイール４およびロータ１４を図示しない駆動手段によって回転させる。
【００２１】
搬送コンベヤ（図示せず）によって正立した状態で連続的に搬送されてきた多数のびんは、スターホイール等の供給手段によってこのロータリ式洗びん機内に順次搬入される。ロータリ式洗びん機内に搬入されたびんは、回転ホイール４の外周部に取付けられているグリッパ６によって一本ずつ把持される。回転ホイール４の回転に伴って移動している間にグリッパ６が回転ホイール４の半径方向内方側に反転して、保持されているびんは倒立状態になる。倒立状態になったびんの口部に、前記内洗ノズル１０が向かい合うようになっている。
【００２２】
ディストリビュータ１６の摺動面には、円弧状の長穴３２が形成されて、常時洗浄液が供給されており、ロータ１４の回転に伴って、吐出通路２４の入口側開口２４ａがディストリビュータ１６の円弧状長穴３２に接続されると、洗浄液は、ロータ１４の吐出通路２４および供給ホース２６を介して前記内洗ノズル１０に送られ、倒立しているびん内に噴射されてびんの内部の洗浄を行なう。
【００２３】
ロータ１４の内部に形成された吐出通路２４の入口側開口２４ａが、ディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内を移動している間は、ノズル１０に洗浄液が送られびんの内部に噴射されて洗浄を行なう。その後、ロータ１４の回転によって吐出通路２４の入口側開口２４ａが円弧状の長穴３２を通過すると、前記洗浄液を供給する一連の通路が遮断されて洗浄が終了する。以後、ボトルグリッパ６は、所定の回転範囲に亘ってびんを倒立状態のまま保持して搬送し水切りを行なう。その後、ボトルグリッパ６は再び反転されてびんを正立状態に戻した後、出口スターホイール等によって洗びん機外に排出する。
【００２４】
この実施の形態に係るロータリ式洗びん機は、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧手段としてのエアシリンダ５３をディストリビュータ１６の内部に組み込んでいるので、極めてサニタリー性が優れている。また、ディストリビュータ１６内の下側の圧力室４４に、レギュレータ５６によって調整したエア圧を導入することができるので、ディストリビュータ１６をロータ１４に対して押付ける力を自由に変更することができ、液洩れを確実に防止するとともに、異常摩耗が起こることを防止することができる。
【００２５】
また、前記ロータ１４は、支持体である回転ホイール４に対し、半径方向の溝１８とすべりキー２０とによって連結されているので、高温の洗浄液を使用したために樹脂製のロータ１４が膨張した場合でも、全周がほぼ均一に半径方向外方側へ向けて膨張する。従って、ロータ１４の吐出通路２４の入口側開口２４ａが形成されている摺動面が変形することがないので、液洩れが生じたり、異常摩耗を起こすことがない。また、前記入口側開口２４ａが完全に閉塞されてしまうこともない。
【００２６】
前記ロータリ式洗びん機の生産運転前または後に、内部の洗浄殺菌をする場合には、図２に示すように、ノズル１０の上端の噴射口にノズルキャップ６６を被せ、前記生産運転時と同様の経路で洗浄殺菌用の流体を送る。上方のタンク３８から供給配管３６を経てディストリビュータ１６の円弧状の長穴（供給通路）３２に送られた洗浄殺菌用流体は、ロータ１４の回転に伴って連通された吐出通路２４に入り、供給ホース２６からノズル１０に供給される。ノズル１０から噴射された洗浄殺菌用流体は、ノズル１０の外面とノズルキャップ６６の内面との間を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２から回収通路６４を通って回収される。
【００２７】
前記洗浄殺菌用流体として、例えば、高温のスチームを通してスチーム滅菌を行なう場合には、前記高温の洗浄液を用いた場合と同様に、樹脂製のロータ１４が加熱されて膨張するが、内周側は位置決め用ストッパ２２によって規制され、上方側はディストリビュータ１６によって拘束されているので、キー２０とキー溝１８との案内により、半径方向の外方へ向けて均一に膨張する。
【００２８】
前記構成のロータリ式洗びん機に、ロータリバルブ１２の洗浄を行なうロータリバルブ洗浄装置を設けることもできる。このような洗浄装置の一例について、図４および図５により説明する。このロータリ式洗びん機は、図５に示す洗浄パイプ６８の構成を除いて前記実施の形態と同一の構成であるので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。洗浄パイプ６８は、リング状のパイプであり、全面に多数の洗浄液を噴射する穴７０が開けられている。このリング状の洗浄パイプ６８には、洗浄殺菌液を供給する導入管７２が連結され、ディストリビュータ１６の下面側に所定の間隔を隔てて取付けられている。
【００２９】
従来のロータリ式洗びん機のロータリバルブ洗浄装置（特願平８−２８７６０４号）の構成では、洗浄ノズルをロータリバルブの付近に適宜配置して洗浄殺菌液をロータリバルブに散布して洗浄を行なうようにしているので、ロータリバルブを構成しているディストリビュータおよびロータの全体を万遍なく洗浄することが困難であったが、前記リング状の洗浄パイプ６８を用いた構成では、多数の洗浄穴７０から洗浄滅菌液を散布するので、ロータリバルブ１２（ロータ１４とディストリビュータ１６）の内面側をもれなく洗浄することができる。
【００３０】
また、従来の構成では、バリア用の洗浄水（摩耗粉等の異物が混入することを防止するための洗浄水）を利用しているため、ロータリ式洗びん機の運転中は常時洗浄水を噴射することになり無駄であったが、図４に示す構成では、必要なときに必要なだけ洗浄殺菌水を供給すれば良く、節水でき経済的である。
【００３１】
さらに、この実施の形態では、ディストリビュータ１６の内部にシリンダ５３が組み込まれており、ピストン４０の上方の圧力室４２にエアを導入すると、ディストリビュータ１６を上昇させることができる。このようにディストリビュータ１６を上昇させて、ロータ１４とディストリビュータ１６とを分離することにより、両者１４，１６の摺動面を洗浄殺菌することができる。特にこの実施例では、洗浄パイプ６８がディストリビュータ１６の下面側に取付けられているので、ディストリビュータ１６を上昇させると洗浄パイプ６８がともに上昇し（図４の左側参照）、ディストリビュータ１６とロータ１４との間の空間に位置するため、ロータリバルブ１２を極めて効果的に洗浄することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、第１の発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置では、固定側プレートを回転プレートに押し付ける押圧手段としてのエアシリンダを固定側プレートの内部に組み込んでいるので、極めてサニタリー性が優れている。
【００３３】
また、第２の発明に係るロータリ式洗びん機のロータリバルブ洗浄装置では、前記第１の発明の構成に加えて、固定側プレートの下方に、複数の洗浄穴を設けたリング状の洗浄パイプを配置し、この洗浄パイプに洗浄水を供給することにより回転プレートおよび固定側プレートを洗浄するようにしたので、ロータリバルブの内面側をくまなく洗浄することができる。また、必要なときにだけ洗浄液を供給すれば良いので、洗浄水を無駄にすることなく節水を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るロータリバルブ押圧装置を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【図２】前記ロータリ式洗びん機の洗浄殺菌時の状態を示す縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るロータリバルブ洗浄装置を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【図５】前記ロータリバルブ洗浄装置の洗浄パイプを示す斜視図である。
【符号の説明】
１４ 回転プレート
１６ 固定側プレート（ディストリビュータ）
２４ 吐出通路
３０ 中心軸
３２ 供給通路（円弧状の長穴）
３４ 洗浄流体取入口
４０ ピストン
４２ シリンダ内の室
４４ シリンダ内の室
４６ エア通路
４８ エア通路
５２ エア供給手段
５３ エアシリンダ
６８ 洗浄パイプ
７０ 洗浄穴

Claims (4)

1. 中心軸の外周に配置され、洗浄流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、中心軸の周囲に、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートとを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記洗浄流体を噴射してびんの洗浄を行なうロータリ式洗びん機において、
   前記中心軸の外周にピストンを固定するとともに、固定側プレートに、ピストンに対し昇降可能なシリンダを設け、ピストンによって区画されたシリンダ内の両室をそれぞれエア通路を介してエア供給手段に接続し、前記シリンダの一方の室内にエアを導入することにより、固定側プレートを回転プレートに押し付けることを特徴とするロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置。
2. 前記シリンダ内の一方の室に導入されるエア圧を調整して回転プレートへの押付力を可変にしたことを特徴とする請求項１に記載のロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置。
3. 前記固定側プレートの下方に回転プレートが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリ式洗びん機のロータリバルブ押圧装置。
4. 中心軸の外周に配置され、洗浄流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、中心軸の周囲に、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートとを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記洗浄流体を噴射してびんの洗浄を行なうロータリ式洗びん機において、
   前記中心軸の外周にピストンを固定するとともに、固定側プレートに、ピストンに対し昇降可能なシリンダを設け、ピストンによって区画されたシリンダ内の両室をそれぞれエア通路を介してエア供給手段に接続し、前記シリンダの一方の室内にエアを導入することにより、固定側プレートを回転プレートに押し付けるとともに、前記固定側プレートの下方に、複数の洗浄穴を設けたリング状の洗浄パイプを配置し、この洗浄パイプに洗浄水を供給することにより回転プレートおよび固定側プレートを洗浄することを特徴とするロータリ式洗びん機のロータリバルブ洗浄装置。

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