JP3916362B2 - ロータリー式容器洗浄設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の洗浄、容器への液の充填、容器のキャッピングを連続して行うロータリー式容器洗浄設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリー式充填設備は、入口スターホイールから順次供給される容器を旋回テーブルの外周部に一定間隔毎に配置された容器保持部に保持し、容器を１８０度反転した後、反転姿勢の容器内にノズルから洗浄液を噴射し、所定時間容器内面を洗浄液に浸し、さらに容器から洗浄液を排出した後、容器を正転させて出口スターホイールに排出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、容器への液充填速度の高速化が要請されており、これに伴って洗浄の高速化が必要となる。しかし、容器内に洗浄液・リンス液を浸す一定時間は必要不可欠であるため、高速化のためには、洗浄設備の周回経路を長く設計する必要があり、洗浄設備全体が大型化してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、高速洗浄が可能なロータリー式容器洗浄設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のロータリー式容器洗浄設備は、旋回テーブル (5A) の容器入口で正立姿勢の容器を１８０度反転して容器を受渡す入口側容器反転装置 (12A) と、旋回テーブル (5A 〜 5C) の外周部に一定間隔毎に配設されて前記入口側容器反転装置 (12A) から受渡された容器を反転姿勢で保持する容器保持部 (11) と、当該容器保持部 (11) に保持された容器内に洗浄液を噴射して洗浄する容器洗浄装置 (7)(8) と、旋回テーブル (5C) の容器出口で容器保持部 (11) から反転姿勢の容器を受け取って１８０度反転し正立姿勢にする出口側容器反転装置 (12B) とを具備したロータリー式容器洗浄設備において、前記入口側容器反転装置 (12A) および前記出口側容器反転装置 (12B) は、立設固定された主軸 (24) に回転自在に設けられた回転テーブル (25) と、当該回転テーブル (25) に容器を把持開放自在でかつ反転自在に設けられて開閉駆動手段 (28) および反転駆動手段 (29) を有する駆動ボックス (26) と、当該駆動ボックス (26) に所定ピッチで半径方向に突出された伝動筒 (32) を介して設けられた容器反転保持部 (31) とを有し、前記容器反転保持部 (31) は、伝動筒 (32) に支持された密閉状のギヤボックス (33) と、このギヤボックス (33) に容器を把持開放自在でかつ反転可自在に設けられた把持アーム (34) と、このギヤボックス (33) 内に設けられて把持アーム (34) を開閉し容器を把持可能なアーム開閉機構 (35) と、把持アーム (34) を介して容器を反転可能なアーム反転機構 (36) とを有し、前記開閉駆動手段 (28) により、伝動筒 (32) 内の中間外軸 (37) を介してアーム開閉機構 (35) を駆動し把持アーム (34) を開閉して容器を保持するとともに、前記反転駆動手段 (29) により、伝動筒内 (32) の中間内軸 (38) を介してアーム反転機構 (36) を駆動し把持アーム (34) に把持された容器を反転するように構成したものである。
【０００６】
上記構成によれば、容器入口で入口側容器反転装置により容器を反転して反転姿勢の容器を旋回テーブルの容器保持部に供給し、さらに容器出口で容器保持部から出口側容器反転装置に反転姿勢のまま容器を受け取り反転して正立姿勢にするので、容器保持部の周回経路で容器の反転に要する動作が不要となり、旋回経路上で容器入口から反転姿勢の容器に対してすぐに洗浄を開始できるとともに、容器出口の直前まで洗浄作業（液の排出、乾燥も含む）を行うことができる。したがって、旋回テーブルの周回経路を有効に利用して周回経路に多くの容器を保持して洗浄することができ、洗浄装置を大形化せずに高速充填に対応することができる。また容器入口から容器出口まで反転姿勢で容器が保持されるので、無菌充填に最適となる。
【０００７】
請求項２記載のロータリー式容器洗浄設備は、請求項１記載の構成において、開閉駆動手段 (28) は、主軸 (24) に固定されたカム板 (51) と、中間外軸 (37) に揺動アーム (52) を介して設けられて前記カム板 (51) に係合する開閉用カムホロワ (53) とにより、中間外軸 (37) を 所定角度回動させるように構成され、アーム開閉機構 (35) は、中間外軸 (37) に取り付けられたカム (54) と、当該カム (54) により出退される受動ピン (55) を介して把持アーム (34) を開閉するように構成され、反転駆動手段 (29) は、前記主軸 (24) に固定されたカム部材 (42) のカム溝 (43) に、反転用カムホロワ (46) を介して駆動されるラック (45) と、当該ラック (45) に噛み合うとともに中間内軸 (38) に取り付けられた反転用ピニオン (47) とにより、中間内軸 (38) を回転させるように構成され、アーム反転機構 (36) は、中間内軸 (38) に取り付けられた駆動ベベルギヤ (48) と、ギヤボックス (33) に水平軸 (49) を介して設けられて前記駆動ベベルギヤ (48) に噛み合う受動ベベルギヤ (50) とにより、把持アーム (34) に把持された容器を正立姿勢と反転姿勢の間で反転するように構成されたものである。
【０００８】
請求項３記載のロータリー式容器洗浄設備は、把持アーム (34) は、水平軸 (49) を介してギヤボックス (33) に回動自在に支持された反転アーム部 (61) と、この反転アーム部 (61) に支軸 (62) を介して開閉自在に支持された開閉アーム部 (63) と、アーム開閉機構 (35) の受動ピン (55) により出退されるとともに一対の開閉ロッド (66a) を有する開閉ブロック (66) と、開閉アーム部 (63) の基端部にそれぞれ形成されて前記開閉ロッド (66a) が係合する受動凹部 (63a) とを具備し、受動ピン (55) により開閉ブロック (66) を出退して開閉ロッド (66a) を押し引きし、受動凹部 (63a) を介して開閉アーム部 (63) を支軸 (62) を中心に開閉するように構成されたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るロータリー式容器充填設備の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００１０】
この充填設備は、清浄空気が上方から下方に流送されるアセプティック（無菌）充填室（クリーンルーム）に配設されるもので、図７，図８に示すように、容器Ｂの入口側から出口側に容器洗浄設備（容器洗浄部）１、容器Ｂへの液の充填を行う充填機２、容器Ｂをキャッピングするキャッピング装置３とが配置され、キャッピング装置３に並設してキャップ滅菌装置４が設けられている。
【００１１】
前記容器洗浄設備１は、たとえば中間送り装置である中間ホイール６を介して第１旋回テーブル（入口側の旋回テーブル）５Ａ，第２旋回テーブル５Ｂを直列に接続した薬液洗浄装置７と、１台の仕上げ旋回テーブル（出口側の旋回テーブル）５Ｃを配置した仕上げ洗浄装置８からなり、薬液洗浄装置７と仕上げ洗浄装置８のそれぞれの旋回テーブル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは接続送り装置である接続ホイール９を介してそれぞれ接続されている。そして、図示しない回転駆動装置により垂直軸心周りに回転駆動される各旋回テーブル５Ａ〜５Ｃには、それぞれ一定ピッチで容器保持部１１が配設され、この容器保持部１１で反転姿勢で保持された容器Ｂ内に洗浄液を噴射して容器Ｂを洗浄するように構成されている。
【００１２】
そして、第１旋回テーブル５Ａの容器入口には、容器Ｂを１８０度反転して反転姿勢の容器Ｂを容器保持部１１に供給する入口側容器反転装置１２Ａが配置され、また仕上げ旋回テーブル５Ｃの容器出口に、容器保持部１１から反転姿勢の容器Ｂを受け取って１８０度反転させ正立姿勢にする出口側容器反転装置１２Ｂが設けられている。
【００１３】
前記入口側と出口側の容器反転装置１２Ａ，１２Ｂは同一構造であるため、入口側容器反転装置（以下単に容器反転装置という）１２Ａのみを説明して出口側容器反転装置１２Ｂの説明は省略する。
【００１４】
容器反転装置１２Ａは、図１に示すように、基台２１に貫設されたボス部２２に、回転スリーブ２３を介して主軸２４が立設固定されている。前記主軸２４の上部には、回転スリーブ２３の上端部に連結された回転テーブル２５が配置され、この回転テーブル２５上に密閉状の駆動ボックス２６が配置されて主軸２４に軸受を介して回転自在に支持されている。また回転スリーブ２３の下端部には、図示しない駆動ギヤが噛合される受動ギヤ２７が取付けられており、図示しない回転駆動装置により、洗浄設備１の容器保持部１１と後述する容器反転保持部３１とが同期する周速度で回転駆動される。
【００１５】
前記回転テーブル２５には、前記旋回テーブル５Ａ〜５Ｃの容器保持部１１と同一のピッチで容器反転保持部３１が設けられている。この容器反転保持部３１は、前記駆動ボックス２６からそれぞれ半径方向に突出された伝動筒３２と、この伝動筒３２に設けられたギヤボックス３３と、ギヤボックス３３に容器Ｂを把持開放自在でかつ反転自在に設けられた把持アーム３４とを具備している。
【００１６】
図２〜図４に示すように、このギヤボックス３３には、把持アーム３４を開閉するアーム開閉機構３５と、把持アーム３４，３４を１８０゜回転して容器Ｂを反転するアーム反転機構３６とが内蔵されている。また駆動ボックス２６には、伝動筒３２内の中間外軸３７を介してアーム開閉機構３５を駆動しネック把持アーム３４により容器Ｂを保持する開閉駆動手段２８と、伝動筒３２内で中間外軸３７の中空部に同一軸心状に配置された中間内軸３８を介してアーム反転機構３６を駆動しネック把持アーム３４に把持された容器Ｂを反転する反転駆動手段２９とが内蔵されている。
【００１７】
図２，図３に示すように、駆動ボックス２６に設けられた反転駆動手段２９は、主軸２４に固定部材４１を介して固定されたカム部材４２に周方向に形成されたカム溝４３と、駆動ボックス２６内に昇降ガイド４４を介して昇降自在に配置された昇降ラック４５と、前記カム溝４３に移動自在に嵌合されて昇降ラック４５を昇降移動させる反転用カムホロワ４６と、前記中間内軸３８の内端部に取付けられて昇降ラック４５に噛み合う反転用ピニオン４７とで構成されている。
【００１８】
またギヤボックス３３に設けられたアーム反転機構３６は、中間内軸３８の外端部に取付けられた駆動ベベルギヤ４８と、把持アーム３４の基端部に（主軸に対する）接線方向の水平軸４９を介して固定されて駆動ベベルギヤ４８と噛合する受動ベベルギヤ５０とで構成されている。
【００１９】
したがって、回転テーブル２５の所定位置で、カム溝４３により反転用カムホロワ４６を介して昇降ラック４５を昇降移動させ、昇降ラック４５に噛合する反転用ピニオン４７を介して中間内軸３８を回転させる。そして駆動ベベルギヤ４８と受動ベベルギヤ５０により水平軸４９を中心に把持アーム３４を矢印Ｃ方向１８０°回転駆動して、把持アーム３４に把持された容器Ｂを図１左の正立姿勢から図１右の反転姿勢に、または逆に反転姿勢から正立姿勢に変更することができる。
【００２０】
駆動ボックス２６内の開閉駆動手段２８は、主軸２４に固定部材４１を介して固定されたカム板５１と、前記中間外軸３７の内端部に揺動アーム５２を介して設けられてカム板５１に係合する開閉用カムホロワ５３で構成されている。また、ギヤボックス３３内のアーム開閉機構３５は、中間外軸３７の外端部に取付けられたリング状カム５４と、ギヤボックス３３の上部および下部にそれぞれ出退自在に貫設された受動ピン５５と、この受動ピン５５を後退方向に付勢する拘束用ばね５６とで構成されている。したがって、回転テーブル２５の所定位置で、カム板５１により開閉用カムホロワ５３および揺動アーム５２を介して中間外軸３７を所定角度回動させ、リング状カム５４の作用により受動ピン５５を出退することができる。
【００２１】
図３，図４に示すように、前記把持アーム３４は、ギヤボックス３３に回転接線方向に沿う水平軸４９を介して回動自在に支持された反転アーム部６１と、反転アーム部６１のブラケットにそれぞれテーブル半径方向の支軸６２，６２を介して開閉自在に支持された一対の開閉アーム部６３，６３とで構成されている。そして反転アーム部６１には、受動ピン５５により駆動される中間ピン６４が反転半径方向に出退自在に貫設され、この中間ピン６４は閉動用ばね６５により後退方向に付勢されている。また中間ピン６４の先端部には、一対の開閉ロッド６６ａを有する開閉ブロック６６が取付けられ、開閉アーム部６３の基端部に開閉ロッド６６ａがそれぞれ係合する受動凹部６３ａ，６３ａが形成されている。したがって、受動ピン５５により中間ピン６４が出退されることにより、開閉ブロック６６の開閉ロッド６６ａが押引きされ受動凹部６３ａを介して開閉アーム部６３を開閉することができ、上下に設けられた受動ピン５５により、容器Ｂの正立姿勢位置と反転姿勢位置で把持アーム３４を開閉することができる。なお、リング状カム５４は、この容器Ｂの反転移動時に把持アーム３４が開放されないように形成されている。
【００２２】
前記薬液洗浄装置７および仕上げ洗浄装置８において、第１，第２旋回テーブル５Ａ，５Ｂと仕上げ用の旋回テーブル５Ｃもほぼ同一構成であるため、薬液洗浄装置７の第１旋回テーブル５Ａを説明して、他は省略する。
【００２３】
図５，図６，図８に示すように、第１旋回テーブル（以下旋回テーブルという）５Ａの外周部に一定ピッチで配置された容器保持部１１に、反転姿勢の容器Ｂを着脱自在に保持する容器保持装置７０と、洗浄ノズル装置７１がそれぞれ配置されている。
【００２４】
容器保持装置７０は、旋回テーブル５Ａの天板５ａに形成された貫通孔にアーム支持筒７３を介して開放軸７２が回転自在に立設配置され、アーム支持筒７３の上端部にアーム支持台７４に設けられ、このアーム支持台７４に左右一対の保持アーム７５，７５がそれぞれ開閉自在に配置されている。これら保持アーム７５，７５は、図６に示すように、基端側に形成された貫通孔に支持ピン７７が回動自在に嵌合され、中間部に形成された円弧状ガイド穴にガイドピン７６がスライド自在に嵌合されて開閉動が案内されるとともに開閉動作限が規制され、支持ピン７７を中心に所定範囲で回動自在に配設されている。そして先端部内面に容器Ｂのネック部ｎを把持する把持凹部７８が形成されている。また、両保持アーム７５には、ガイドピン７６の配置位置の内面側に、開放軸７２の上部に楕円形または長円形に形成された開閉カム部（駆動部）７２ａを挟み込む追従部７５ａが形成され、さらに先端側で上面から突設された掛止ピン７９ａの間に、保持アーム７５をそれぞれ閉動方向に付勢して開閉カム部７２ａを追従部７５ａに押し付ける拘束兼用の閉動付勢ばね７９が連結されている。
【００２５】
また前記開放軸７２は、図５に示すように、旋回テーブル５Ａの貫通孔５ｂから垂下され、その下端部に開放レバー８１を介して開放カムホロワ８２が取付けられている。そしてこの開放カムホロワ８２は、容器出口の近傍から容器入口の近傍にわたって配設された開放カム体８３に当接し、開放レバー８１を介して開放軸７２を図６に示す矢印方向に所定角度開動させ、開閉カム部７２ａおよび追従部７５ａの作用により左右の保持アーム７５を仮想線で示す位置まで開いて容器Ｂのネック部ｎを開放することができる。
【００２６】
また洗浄ノズル装置７１は、旋回テーブル５Ａとその天板５ａにガイドスリーブ９１を介して昇降自在に配置された昇降ロッド９２と、この昇降ロッド９１の上端部に設けられたノズル本体９３と、昇降ロッド９２を介してノズル本体９３を昇降駆動する昇降カム機構９４とで構成されている。前記ノズル本体９３には、軸心位置の洗浄液ノズル９５と、この洗浄液ノズル９５に同一軸心状に外嵌された滅菌エアノズル９６とが上向きに設けられている。また昇降カム機構９４は、昇降ロッド９２の下端部に設けられた昇降ローラ９７が、固定側に配置されたカム部材８８のカム溝９９に移動自在に嵌合されて構成される。上記構成により、容器入口で反転状態の容器Ｂを容器保持装置７０に受け取った後、洗浄液ノズル９５と滅菌エアノズル９６とが容器Ｂの口部から挿入されて所定時間薬液およびエアが容器Ｂ内に噴射されて洗浄滅菌される。
【００２７】
上記構成において、搬入コンベヤ装置などにより搬入された容器Ｂに、容器反転装置１２Ａの容器反転保持部３１が接近され、開閉駆動手段２８の作用によりアーム開閉機構３５を介して容器反転保持部３１の把持アーム３４が閉動されて容器Ｂのネック部が把持されて容器反転装置１２Ａに受け渡される。そして回転テーブル２５が回転移動中に、反転駆動手段２９の作用によりアーム反転機構３６を介して把持アームが水平軸４９を中心に１８０°旋回されて容器Ｂが反転される。この反転状態で容器Ｂが薬液洗浄装置７の第１旋回テーブル５Ａ容器入口に搬送され、容器保持部１１の容器保持装置７０にネック部が把持されるとともに、開閉駆動手段２８の作用により把持アーム３４が閉動されて容器Ｂが入口側容器反転装置１２Ａから薬液洗浄装置７に供給される。この後、反転姿勢の容器Ｂは、第１旋回テーブル５Ａの容器保持部１１から中間ホイール６を介して第２旋回テーブル５Ｂに移送されて洗浄され、さらに複数の中間ホイール６を介して仕上げ洗浄装置８の旋回テーブル５Ｃに搬送されて仕上げ洗浄される。さらに、仕上げ旋回テーブル５Ｃの容器出口で出口側容器反転装置１２Ｂに容器Ｂを排出し、出口側容器反転装置１２Ｂにより反転姿勢の容器Ｂが正立姿勢に復帰される。そして接続ホイール９から充填機２に送られて容器Ｂ内に液が充填され、さらにキャッピング装置３に送られてキャップ（蓋）が装着される。
【００２８】
上記実施の形態によれば、容器入口で容器反転装置１２Ａにより反転された容器Ｂを薬液洗浄装置７の容器保持部１１に受け取るので、受取り直後から洗浄作業を開始することができ、また容器出口でも容器Ｂを反転姿勢のまま排出するので、排出直前まで洗浄作業を実施することができる。したがって、一定時間洗浄液に浸すことが要求される洗浄作業において、占有床面積をさほど大きくすることなく、旋回テーブル５Ａ〜５Ｃ上の周回経路を最大限利用して、周回経路で多くの容器Ｂを洗浄しつつ旋回移動させ、洗浄作業時間を十分に確保することができるので、容器Ｂの洗浄充填作業の高速化に対応することができる。また、第１旋回テーブル５Ａの入口から仕上げ用旋回テーブル５Ｃの出口まで、容器Ｂが反転状態で保持されるため、上方から下方に流れるクリーンルーム内の清浄空気に同伴された汚染物が容器Ｂの口部から容器内に流入するのが未然に防止され、効果的に無菌洗浄を実施することができる。
【００２９】
また洗浄装置７，８の旋回テーブル５Ａ〜５Ｃに、容器Ｂの反転機構が不要となる分、容器保持部１１を簡易化することができ、クリーンルームにおけるアセプティック充填に適した構造、すなわち駆動部材や駆動部分を露出させない構造についての設計の自由度が大きくなる。
【００３０】
さらに、反転装置１２Ａ，１２Ｂでは、駆動ボックスから突出した伝動筒にギヤボックスを介して把持アームを設け、駆動ボックス内の開閉駆動手段および反転駆動手段を設け、ギヤボックスに伝動筒内の中間軸を介して駆動されるアーム開閉機構およびアーム反転機構を設けたので、全体をコンパクトに構成でき、クリーンルーム内での無菌充填設備に最適な構造とすることができる。
【００３１】
なお、容器洗浄設備１において、入口側と出口側容器反転装置１２Ａ，１２Ｂの間に、複数（図では３つ）の旋回テーブル５Ａ〜５Ｃを配置したが、１つであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、洗浄部の入口から出口まで容器を反転姿勢のまま保持して洗浄と旋回テーブル間での受渡しをおこなうので、容器内への汚染物の浸入を防止することができ、また旋回テーブルの周回経路における洗浄区間を十分に確保することができ、高速洗浄に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る容器洗浄設備の容器反転装置の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】 同容器反転装置の要部拡大図である。
【図３】 図２に示すＩ−Ｉ断面図である。
【図４】 同容器反転装置の把持アームを示す部分拡大図である。
【図５】 同容器洗浄装置の容器保持部を示す拡大断面図である。
【図６】 図５に示すII−II断面図である。
【図７】 同容器洗浄設備の有する充填設備の概略平面図である。
【図８】 同容器洗浄設備を示す概略側面断面図である。
【符号の説明】
Ｂ 容器
ｎ ネック部
１ 容器洗浄設備
２ 充填機
５Ａ〜５Ｃ 旋回テーブル
７ 薬液洗浄装置
８ 仕上げ洗浄装置
１１ 容器保持部
１２Ａ，１２Ｂ 容器反転装置
２６ 駆動ボックス
２８ 開閉駆動手段
２９ 反転駆動手段
３１ 容器反転保持部
３２ 伝動筒
３３ ギヤボックス
３４ 把持アーム
３５ アーム開閉機構
３６ アーム反転機構
７０ 容器保持装置
７１ 洗浄ノズル装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の洗浄、容器への液の充填、容器のキャッピングを連続して行うロータリー式容器洗浄設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリー式充填設備は、入口スターホイールから順次供給される容器を旋回テーブルの外周部に一定間隔毎に配置された容器保持部に保持し、容器を１８０度反転した後、反転姿勢の容器内にノズルから洗浄液を噴射し、所定時間容器内面を洗浄液に浸し、さらに容器から洗浄液を排出した後、容器を正転させて出口スターホイールに排出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、容器への液充填速度の高速化が要請されており、これに伴って洗浄の高速化が必要となる。しかし、容器内に洗浄液・リンス液を浸す一定時間は必要不可欠であるため、高速化のためには、洗浄設備の周回経路を長く設計する必要があり、洗浄設備全体が大型化してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、高速洗浄が可能なロータリー式容器洗浄設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のロータリー式容器洗浄設備は、旋回テーブル (5A) の容器入口で正立姿勢の容器を１８０度反転して容器を受渡す入口側容器反転装置 (12A) と、旋回テーブル (5A 〜 5C) の外周部に一定間隔毎に配設されて前記入口側容器反転装置 (12A) から受渡された容器を反転姿勢で保持する容器保持部 (11) と、当該容器保持部 (11) に保持された容器内に洗浄液を噴射して洗浄する容器洗浄装置 (7)(8) と、旋回テーブル (5C) の容器出口で容器保持部 (11) から反転姿勢の容器を受け取って１８０度反転し正立姿勢にする出口側容器反転装置 (12B) とを具備したロータリー式容器洗浄設備において、前記入口側容器反転装置 (12A) および前記出口側容器反転装置 (12B) は、立設固定された主軸 (24) に回転自在に設けられた回転テーブル (25) と、当該回転テーブル (25) に容器を把持開放自在でかつ反転自在に設けられて開閉駆動手段 (28) および反転駆動手段 (29) を有する駆動ボックス (26) と、当該駆動ボックス (26) に所定ピッチで半径方向に突出された伝動筒 (32) を介して設けられた容器反転保持部 (31) とを有し、前記容器反転保持部 (31) は、伝動筒 (32) に支持された密閉状のギヤボックス (33) と、このギヤボックス (33) に容器を把持開放自在でかつ反転可自在に設けられた把持アーム (34) と、このギヤボックス (33) 内に設けられて把持アーム (34) を開閉し容器を把持可能なアーム開閉機構 (35) と、把持アーム (34) を介して容器を反転可能なアーム反転機構 (36) とを有し、前記開閉駆動手段 (28) により、伝動筒 (32) 内の中間外軸 (37) を介してアーム開閉機構 (35) を駆動し把持アーム (34) を開閉して容器を保持するとともに、前記反転駆動手段 (29) により、伝動筒内 (32) の中間内軸 (38) を介してアーム反転機構 (36) を駆動し把持アーム (34) に把持された容器を反転するように構成したものである。
【０００６】
上記構成によれば、容器入口で入口側容器反転装置により容器を反転して反転姿勢の容器を旋回テーブルの容器保持部に供給し、さらに容器出口で容器保持部から出口側容器反転装置に反転姿勢のまま容器を受け取り反転して正立姿勢にするので、容器保持部の周回経路で容器の反転に要する動作が不要となり、旋回経路上で容器入口から反転姿勢の容器に対してすぐに洗浄を開始できるとともに、容器出口の直前まで洗浄作業（液の排出、乾燥も含む）を行うことができる。したがって、旋回テーブルの周回経路を有効に利用して周回経路に多くの容器を保持して洗浄することができ、洗浄装置を大形化せずに高速充填に対応することができる。また容器入口から容器出口まで反転姿勢で容器が保持されるので、無菌充填に最適となる。
【０００７】
請求項２記載のロータリー式容器洗浄設備は、請求項１記載の構成において、開閉駆動手段 (28) は、主軸 (24) に固定されたカム板 (51) と、中間外軸 (37) に揺動アーム (52) を介して設けられて前記カム板 (51) に係合する開閉用カムホロワ (53) とにより、中間外軸 (37) を 所定角度回動させるように構成され、アーム開閉機構 (35) は、中間外軸 (37) に取り付けられたカム (54) と、当該カム (54) により出退される受動ピン (55) を介して把持アーム (34) を開閉するように構成され、反転駆動手段 (29) は、前記主軸 (24) に固定されたカム部材 (42) のカム溝 (43) に、反転用カムホロワ (46) を介して駆動されるラック (45) と、当該ラック (45) に噛み合うとともに中間内軸 (38) に取り付けられた反転用ピニオン (47) とにより、中間内軸 (38) を回転させるように構成され、アーム反転機構 (36) は、中間内軸 (38) に取り付けられた駆動ベベルギヤ (48) と、ギヤボックス (33) に水平軸 (49) を介して設けられて前記駆動ベベルギヤ (48) に噛み合う受動ベベルギヤ (50) とにより、把持アーム (34) に把持された容器を正立姿勢と反転姿勢の間で反転するように構成されたものである。
【０００８】
請求項３記載のロータリー式容器洗浄設備は、把持アーム (34) は、水平軸 (49) を介してギヤボックス (33) に回動自在に支持された反転アーム部 (61) と、この反転アーム部 (61) に支軸 (62) を介して開閉自在に支持された開閉アーム部 (63) と、アーム開閉機構 (35) の受動ピン (55) により出退されるとともに一対の開閉ロッド (66a) を有する開閉ブロック (66) と、開閉アーム部 (63) の基端部にそれぞれ形成されて前記開閉ロッド (66a) が係合する受動凹部 (63a) とを具備し、受動ピン (55) により開閉ブロック (66) を出退して開閉ロッド (66a) を押し引きし、受動凹部 (63a) を介して開閉アーム部 (63) を支軸 (62) を中心に開閉するように構成されたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るロータリー式容器充填設備の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００１０】
この充填設備は、清浄空気が上方から下方に流送されるアセプティック（無菌）充填室（クリーンルーム）に配設されるもので、図７，図８に示すように、容器Ｂの入口側から出口側に容器洗浄設備（容器洗浄部）１、容器Ｂへの液の充填を行う充填機２、容器Ｂをキャッピングするキャッピング装置３とが配置され、キャッピング装置３に並設してキャップ滅菌装置４が設けられている。
【００１１】
前記容器洗浄設備１は、たとえば中間送り装置である中間ホイール６を介して第１旋回テーブル（入口側の旋回テーブル）５Ａ，第２旋回テーブル５Ｂを直列に接続した薬液洗浄装置７と、１台の仕上げ旋回テーブル（出口側の旋回テーブル）５Ｃを配置した仕上げ洗浄装置８からなり、薬液洗浄装置７と仕上げ洗浄装置８のそれぞれの旋回テーブル５Ａ，５Ｂ，５Ｃは接続送り装置である接続ホイール９を介してそれぞれ接続されている。そして、図示しない回転駆動装置により垂直軸心周りに回転駆動される各旋回テーブル５Ａ〜５Ｃには、それぞれ一定ピッチで容器保持部１１が配設され、この容器保持部１１で反転姿勢で保持された容器Ｂ内に洗浄液を噴射して容器Ｂを洗浄するように構成されている。
【００１２】
そして、第１旋回テーブル５Ａの容器入口には、容器Ｂを１８０度反転して反転姿勢の容器Ｂを容器保持部１１に供給する入口側容器反転装置１２Ａが配置され、また仕上げ旋回テーブル５Ｃの容器出口に、容器保持部１１から反転姿勢の容器Ｂを受け取って１８０度反転させ正立姿勢にする出口側容器反転装置１２Ｂが設けられている。
【００１３】
前記入口側と出口側の容器反転装置１２Ａ，１２Ｂは同一構造であるため、入口側容器反転装置（以下単に容器反転装置という）１２Ａのみを説明して出口側容器反転装置１２Ｂの説明は省略する。
【００１４】
容器反転装置１２Ａは、図１に示すように、基台２１に貫設されたボス部２２に、回転スリーブ２３を介して主軸２４が立設固定されている。前記主軸２４の上部には、回転スリーブ２３の上端部に連結された回転テーブル２５が配置され、この回転テーブル２５上に密閉状の駆動ボックス２６が配置されて主軸２４に軸受を介して回転自在に支持されている。また回転スリーブ２３の下端部には、図示しない駆動ギヤが噛合される受動ギヤ２７が取付けられており、図示しない回転駆動装置により、洗浄設備１の容器保持部１１と後述する容器反転保持部３１とが同期する周速度で回転駆動される。
【００１５】
前記回転テーブル２５には、前記旋回テーブル５Ａ〜５Ｃの容器保持部１１と同一のピッチで容器反転保持部３１が設けられている。この容器反転保持部３１は、前記駆動ボックス２６からそれぞれ半径方向に突出された伝動筒３２と、この伝動筒３２に設けられたギヤボックス３３と、ギヤボックス３３に容器Ｂを把持開放自在でかつ反転自在に設けられた把持アーム３４とを具備している。
【００１６】
図２〜図４に示すように、このギヤボックス３３には、把持アーム３４を開閉するアーム開閉機構３５と、把持アーム３４，３４を１８０゜回転して容器Ｂを反転するアーム反転機構３６とが内蔵されている。また駆動ボックス２６には、伝動筒３２内の中間外軸３７を介してアーム開閉機構３５を駆動しネック把持アーム３４により容器Ｂを保持する開閉駆動手段２８と、伝動筒３２内で中間外軸３７の中空部に同一軸心状に配置された中間内軸３８を介してアーム反転機構３６を駆動しネック把持アーム３４に把持された容器Ｂを反転する反転駆動手段２９とが内蔵されている。
【００１７】
図２，図３に示すように、駆動ボックス２６に設けられた反転駆動手段２９は、主軸２４に固定部材４１を介して固定されたカム部材４２に周方向に形成されたカム溝４３と、駆動ボックス２６内に昇降ガイド４４を介して昇降自在に配置された昇降ラック４５と、前記カム溝４３に移動自在に嵌合されて昇降ラック４５を昇降移動させる反転用カムホロワ４６と、前記中間内軸３８の内端部に取付けられて昇降ラック４５に噛み合う反転用ピニオン４７とで構成されている。
【００１８】
またギヤボックス３３に設けられたアーム反転機構３６は、中間内軸３８の外端部に取付けられた駆動ベベルギヤ４８と、把持アーム３４の基端部に（主軸に対する）接線方向の水平軸４９を介して固定されて駆動ベベルギヤ４８と噛合する受動ベベルギヤ５０とで構成されている。
【００１９】
したがって、回転テーブル２５の所定位置で、カム溝４３により反転用カムホロワ４６を介して昇降ラック４５を昇降移動させ、昇降ラック４５に噛合する反転用ピニオン４７を介して中間内軸３８を回転させる。そして駆動ベベルギヤ４８と受動ベベルギヤ５０により水平軸４９を中心に把持アーム３４を矢印Ｃ方向１８０°回転駆動して、把持アーム３４に把持された容器Ｂを図１左の正立姿勢から図１右の反転姿勢に、または逆に反転姿勢から正立姿勢に変更することができる。
【００２０】
駆動ボックス２６内の開閉駆動手段２８は、主軸２４に固定部材４１を介して固定されたカム板５１と、前記中間外軸３７の内端部に揺動アーム５２を介して設けられてカム板５１に係合する開閉用カムホロワ５３で構成されている。また、ギヤボックス３３内のアーム開閉機構３５は、中間外軸３７の外端部に取付けられたリング状カム５４と、ギヤボックス３３の上部および下部にそれぞれ出退自在に貫設された受動ピン５５と、この受動ピン５５を後退方向に付勢する拘束用ばね５６とで構成されている。したがって、回転テーブル２５の所定位置で、カム板５１により開閉用カムホロワ５３および揺動アーム５２を介して中間外軸３７を所定角度回動させ、リング状カム５４の作用により受動ピン５５を出退することができる。
【００２１】
図３，図４に示すように、前記把持アーム３４は、ギヤボックス３３に回転接線方向に沿う水平軸４９を介して回動自在に支持された反転アーム部６１と、反転アーム部６１のブラケットにそれぞれテーブル半径方向の支軸６２，６２を介して開閉自在に支持された一対の開閉アーム部６３，６３とで構成されている。そして反転アーム部６１には、受動ピン５５により駆動される中間ピン６４が反転半径方向に出退自在に貫設され、この中間ピン６４は閉動用ばね６５により後退方向に付勢されている。また中間ピン６４の先端部には、一対の開閉ロッド６６ａを有する開閉ブロック６６が取付けられ、開閉アーム部６３の基端部に開閉ロッド６６ａがそれぞれ係合する受動凹部６３ａ，６３ａが形成されている。したがって、受動ピン５５により中間ピン６４が出退されることにより、開閉ブロック６６の開閉ロッド６６ａが押引きされ受動凹部６３ａを介して開閉アーム部６３を開閉することができ、上下に設けられた受動ピン５５により、容器Ｂの正立姿勢位置と反転姿勢位置で把持アーム３４を開閉することができる。なお、リング状カム５４は、この容器Ｂの反転移動時に把持アーム３４が開放されないように形成されている。
【００２２】
前記薬液洗浄装置７および仕上げ洗浄装置８において、第１，第２旋回テーブル５Ａ，５Ｂと仕上げ用の旋回テーブル５Ｃもほぼ同一構成であるため、薬液洗浄装置７の第１旋回テーブル５Ａを説明して、他は省略する。
【００２３】
図５，図６，図８に示すように、第１旋回テーブル（以下旋回テーブルという）５Ａの外周部に一定ピッチで配置された容器保持部１１に、反転姿勢の容器Ｂを着脱自在に保持する容器保持装置７０と、洗浄ノズル装置７１がそれぞれ配置されている。
【００２４】
容器保持装置７０は、旋回テーブル５Ａの天板５ａに形成された貫通孔にアーム支持筒７３を介して開放軸７２が回転自在に立設配置され、アーム支持筒７３の上端部にアーム支持台７４に設けられ、このアーム支持台７４に左右一対の保持アーム７５，７５がそれぞれ開閉自在に配置されている。これら保持アーム７５，７５は、図６に示すように、基端側に形成された貫通孔に支持ピン７７が回動自在に嵌合され、中間部に形成された円弧状ガイド穴にガイドピン７６がスライド自在に嵌合されて開閉動が案内されるとともに開閉動作限が規制され、支持ピン７７を中心に所定範囲で回動自在に配設されている。そして先端部内面に容器Ｂのネック部ｎを把持する把持凹部７８が形成されている。また、両保持アーム７５には、ガイドピン７６の配置位置の内面側に、開放軸７２の上部に楕円形または長円形に形成された開閉カム部（駆動部）７２ａを挟み込む追従部７５ａが形成され、さらに先端側で上面から突設された掛止ピン７９ａの間に、保持アーム７５をそれぞれ閉動方向に付勢して開閉カム部７２ａを追従部７５ａに押し付ける拘束兼用の閉動付勢ばね７９が連結されている。
【００２５】
また前記開放軸７２は、図５に示すように、旋回テーブル５Ａの貫通孔５ｂから垂下され、その下端部に開放レバー８１を介して開放カムホロワ８２が取付けられている。そしてこの開放カムホロワ８２は、容器出口の近傍から容器入口の近傍にわたって配設された開放カム体８３に当接し、開放レバー８１を介して開放軸７２を図６に示す矢印方向に所定角度開動させ、開閉カム部７２ａおよび追従部７５ａの作用により左右の保持アーム７５を仮想線で示す位置まで開いて容器Ｂのネック部ｎを開放することができる。
【００２６】
また洗浄ノズル装置７１は、旋回テーブル５Ａとその天板５ａにガイドスリーブ９１を介して昇降自在に配置された昇降ロッド９２と、この昇降ロッド９１の上端部に設けられたノズル本体９３と、昇降ロッド９２を介してノズル本体９３を昇降駆動する昇降カム機構９４とで構成されている。前記ノズル本体９３には、軸心位置の洗浄液ノズル９５と、この洗浄液ノズル９５に同一軸心状に外嵌された滅菌エアノズル９６とが上向きに設けられている。また昇降カム機構９４は、昇降ロッド９２の下端部に設けられた昇降ローラ９７が、固定側に配置されたカム部材８８のカム溝９９に移動自在に嵌合されて構成される。上記構成により、容器入口で反転状態の容器Ｂを容器保持装置７０に受け取った後、洗浄液ノズル９５と滅菌エアノズル９６とが容器Ｂの口部から挿入されて所定時間薬液およびエアが容器Ｂ内に噴射されて洗浄滅菌される。
【００２７】
上記構成において、搬入コンベヤ装置などにより搬入された容器Ｂに、容器反転装置１２Ａの容器反転保持部３１が接近され、開閉駆動手段２８の作用によりアーム開閉機構３５を介して容器反転保持部３１の把持アーム３４が閉動されて容器Ｂのネック部が把持されて容器反転装置１２Ａに受け渡される。そして回転テーブル２５が回転移動中に、反転駆動手段２９の作用によりアーム反転機構３６を介して把持アームが水平軸４９を中心に１８０°旋回されて容器Ｂが反転される。この反転状態で容器Ｂが薬液洗浄装置７の第１旋回テーブル５Ａ容器入口に搬送され、容器保持部１１の容器保持装置７０にネック部が把持されるとともに、開閉駆動手段２８の作用により把持アーム３４が閉動されて容器Ｂが入口側容器反転装置１２Ａから薬液洗浄装置７に供給される。この後、反転姿勢の容器Ｂは、第１旋回テーブル５Ａの容器保持部１１から中間ホイール６を介して第２旋回テーブル５Ｂに移送されて洗浄され、さらに複数の中間ホイール６を介して仕上げ洗浄装置８の旋回テーブル５Ｃに搬送されて仕上げ洗浄される。さらに、仕上げ旋回テーブル５Ｃの容器出口で出口側容器反転装置１２Ｂに容器Ｂを排出し、出口側容器反転装置１２Ｂにより反転姿勢の容器Ｂが正立姿勢に復帰される。そして接続ホイール９から充填機２に送られて容器Ｂ内に液が充填され、さらにキャッピング装置３に送られてキャップ（蓋）が装着される。
【００２８】
上記実施の形態によれば、容器入口で容器反転装置１２Ａにより反転された容器Ｂを薬液洗浄装置７の容器保持部１１に受け取るので、受取り直後から洗浄作業を開始することができ、また容器出口でも容器Ｂを反転姿勢のまま排出するので、排出直前まで洗浄作業を実施することができる。したがって、一定時間洗浄液に浸すことが要求される洗浄作業において、占有床面積をさほど大きくすることなく、旋回テーブル５Ａ〜５Ｃ上の周回経路を最大限利用して、周回経路で多くの容器Ｂを洗浄しつつ旋回移動させ、洗浄作業時間を十分に確保することができるので、容器Ｂの洗浄充填作業の高速化に対応することができる。また、第１旋回テーブル５Ａの入口から仕上げ用旋回テーブル５Ｃの出口まで、容器Ｂが反転状態で保持されるため、上方から下方に流れるクリーンルーム内の清浄空気に同伴された汚染物が容器Ｂの口部から容器内に流入するのが未然に防止され、効果的に無菌洗浄を実施することができる。
【００２９】
また洗浄装置７，８の旋回テーブル５Ａ〜５Ｃに、容器Ｂの反転機構が不要となる分、容器保持部１１を簡易化することができ、クリーンルームにおけるアセプティック充填に適した構造、すなわち駆動部材や駆動部分を露出させない構造についての設計の自由度が大きくなる。
【００３０】
さらに、反転装置１２Ａ，１２Ｂでは、駆動ボックスから突出した伝動筒にギヤボックスを介して把持アームを設け、駆動ボックス内の開閉駆動手段および反転駆動手段を設け、ギヤボックスに伝動筒内の中間軸を介して駆動されるアーム開閉機構およびアーム反転機構を設けたので、全体をコンパクトに構成でき、クリーンルーム内での無菌充填設備に最適な構造とすることができる。
【００３１】
なお、容器洗浄設備１において、入口側と出口側容器反転装置１２Ａ，１２Ｂの間に、複数（図では３つ）の旋回テーブル５Ａ〜５Ｃを配置したが、１つであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、洗浄部の入口から出口まで容器を反転姿勢のまま保持して洗浄と旋回テーブル間での受渡しをおこなうので、容器内への汚染物の浸入を防止することができ、また旋回テーブルの周回経路における洗浄区間を十分に確保することができ、高速洗浄に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る容器洗浄設備の容器反転装置の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】 同容器反転装置の要部拡大図である。
【図３】 図２に示すＩ−Ｉ断面図である。
【図４】 同容器反転装置の把持アームを示す部分拡大図である。
【図５】 同容器洗浄装置の容器保持部を示す拡大断面図である。
【図６】 図５に示すII−II断面図である。
【図７】 同容器洗浄設備の有する充填設備の概略平面図である。
【図８】 同容器洗浄設備を示す概略側面断面図である。
【符号の説明】
Ｂ 容器
ｎ ネック部
１ 容器洗浄設備
２ 充填機
５Ａ〜５Ｃ 旋回テーブル
７ 薬液洗浄装置
８ 仕上げ洗浄装置
１１ 容器保持部
１２Ａ，１２Ｂ 容器反転装置
２６ 駆動ボックス
２８ 開閉駆動手段
２９ 反転駆動手段
３１ 容器反転保持部
３２ 伝動筒
３３ ギヤボックス
３４ 把持アーム
３５ アーム開閉機構
３６ アーム反転機構
７０ 容器保持装置
７１ 洗浄ノズル装置
Claims (3)
- 旋回テーブルの容器入口で正立姿勢の容器を１８０度反転して容器を受渡す入口側容器反転装置と、旋回テーブルの外周部に一定間隔毎に配設されて前記入口側容器反転装置から受渡された容器を反転姿勢で保持する容器保持部と、当該容器保持部に保持された容器内に洗浄液を噴射して洗浄する容器洗浄装置と、旋回テーブルの容器出口で容器保持部から反転姿勢の容器を受け取って１８０度反転し正立姿勢にする出口側容器反転装置とを具備したロータリー式容器洗浄設備において、
前記入口側容器反転装置および前記出口側容器反転装置は、立設固定された主軸に回転自在に設けられた回転テーブルと、当該回転テーブルに設けられて開閉駆動手段および反転駆動手段を有する駆動ボックスと、当該駆動ボックスに所定ピッチで半径方向に突出された伝動筒を介して設けられた容器反転保持部とを有し、
前記容器反転保持部は、伝動筒に支持された密閉状のギヤボックスと、このギヤボックスに容器を把持開放自在でかつ反転自在に設けられた把持アームと、このギヤボックス内に設けられて把持アームを開閉し容器を把持可能なアーム開閉機構と、把持アームを介して容器を反転可能なアーム反転機構とを有し、
前記開閉駆動手段により、伝動筒内の中間外軸を介してアーム開閉機構を駆動し把持アームを開閉して容器を保持するとともに、前記反転駆動手段により、伝動筒内の中間内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容器を反転するように構成した
ことを特徴とするロータリー式容器洗浄設備。 - 開閉駆動手段は、主軸に固定されたカム板と、中間外軸に揺動アームを介して設けられて前記カム板に係合する開閉用カムホロワとにより、中間外軸を所定角度回動させるように構成され、
アーム開閉機構は、中間外軸に取り付けられたカムと、当該カムにより出退される受動ピンを介して把持アームを開閉するように構成され、
反転駆動手段は、前記主軸に固定されたカム部材のカム溝に、反転用カムホロワを介して駆動されるラックと、当該ラックに噛み合うとともに中間内軸に取り付けられた反転用ピニオンとにより、中間内軸を回転させるように構成され、
アーム反転機構は、中間内軸に取り付けられた駆動ベベルギヤと、ギヤボックスに水平軸を介して設けられて前記駆動ベベルギヤに噛み合う受動ベベルギヤとにより、把持アームに把持された容器を正立姿勢と反転姿勢の間で反転するように構成された
ことを特徴とする請求項１記載のロータリー式容器洗浄設備。 - 把持アームは、水平軸を介してギヤボックスに回動自在に支持された反転アーム部と、この反転アーム部に支軸を介して開閉自在に支持された開閉アーム部と、アーム開閉機構の受動ピンにより出退されるとともに一対の開閉ロッドを有する開閉ブロックと、開閉アーム部の基端部にそれぞれ形成されて前記開閉ロッドが係合する受動凹部を具備し、
受動ピンにより開閉ブロックを出退して開閉ロッドを押し引きし、受動凹部を介して開閉アーム部を支軸を中心に開閉するように構成された
ことを特徴とする請求項２記載のロータリー式容器洗浄設備。
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