JP4352564B2 - 回転式容器処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は回転式容器処理装置に係り、特に、回転ホイールのシャフトを回転自在に支持しているベアリングを、容易に交換することができる構造の回転式容器処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転式容器処理装置の一例としてロータリ式容器洗浄装置の構成について簡単に説明する。ロータリ式容器洗浄装置は、一般に、中央のメインシャフト上に連結されて一体的に回転する回転ホイールと、この回転ホイール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容器を入口スターホイールから受け取って把持し、回転搬送する間にこの容器を反転させる複数のボトルグリッパと、前記回転ホイール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容器内に洗浄液を噴射してこの容器の内部を洗浄する内洗ノズルと、固定側から前記回転ホイール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】
前記回転ホイールを回転させるメインシャフトは、従来は、ベース上に固定されたベアリングスタンドに複数のベアリングを保持させ、上方からこれらベアリング内に挿通することにより回転自在に支持されていた。
【０００４】
従来のロータリ式容器洗浄装置では、メインシャフトの上部に固定した大径の回転ホイールに、多数のグリッパや洗浄ノズル等を取り付けてあり、メインシャフトの回転を支持するベアリングにかかる負荷が非常に大きいため、通常は数年毎にベアリングを交換するメンテナンスを行う必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のロータリ式容器洗浄装置においてメインシャフトを支持するベアリングを交換する作業としては、先ず、回転ホイールの上部および下部の構造物を取り外した後、回転ホイールとメインシャフトをリフトアップし、ベアリングスタンドよりも上方へ持ち上げてメインシャフトを抜き出した後、ベアリングの交換を行い、その後、回転ホイールおよびメインシャフトをセットし、再び構造物の取付けを行うという作業が必要であった。このように大径の回転ホイールを持ち上げる作業は多大な労力を必要とし、また、回転ホイールおよびメインシャフトに取り付けられている部材の取り外しと、ベアリング交換後の取付け等に多くの人手と時間を必要とするという問題があった。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、回転ホイールやシャフトを持ち上げてベアリングから引き抜く必要のない、きわめて少ない労力でベアリングを交換することができる回転式容器処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転式容器処理装置は、上下に貫通する貫通穴が形成されたベースと、前記貫通穴の内径よりも小さい外径を有し、内周にベアリングを保持したハウジングと、このハウジングを前記ベースに対し着脱可能に連結する連結手段と、前記ハウジング内にベアリングを介して回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されて一体的に回転するホイールと、このホイールに設けられて供給された容器に対し所定の処理を行う容器処理手段とを備えており、前記ベース上にスタンドを固定し、内周にベアリングを保持した前記ハウジングをこのスタンド内に挿入して、前記連結手段によって着脱可能に連結し、前記連結手段によって、ハウジングとスタンドとの連結を解除することにより、ハウジングをベースの下方から抜き取り可能にしたものである。
【０００８】
【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回転式容器処理装置の縦断面図、図２は前記容器処理装置の上部に設けられたロータリバルブ部を拡大して示す縦断面図、図３は下部に設けられたシャフト支持部の構成を拡大して示す断面図である。
【０００９】
ベース２の中央部に形成された貫通穴２ａ内を上下に貫通してメインシャフト４が配置され、ベアリングハウジング１を構成するハウジング６に保持された上下のベアリング８Ａ，８Ｂによって回転自在に支持されている。このメインシャフト４の支持構造について詳細に説明する。前記貫通孔２ａの周囲の上方に、スタンド５がボルト７によって固定されている。このスタンド５は、中央の円筒状の部分５ａと、その下端の水平部５ｂと、円筒部５ａの上端と水平部５ｂの外周側端部との間を連結する傾斜壁５ｃとを有している。なお、このスタンド５は、溶接等によりベース２と一体的に構成されたものであっても良い。
【００１０】
このスタンド５の円筒部５ａの内側にハウジング６が挿通されている。このハウジング６は、下端部がベース２の貫通孔２ａの内部まで延びている。ハウジング６の外面の、前記ベース２よりも上方の位置にフランジ６ａが溶接により取り付けられて一体となっている。このフランジ６ａと前記スタンド５の水平部５ｂの内周端とが、取付けボルト９によって連結されている。従って、この取付けボルト９を外すことにより、ハウジング６をスタンド５の内部から簡単に抜き取ることができる。ハウジング６の内周側には、上下二つのベアリング８Ａ，８Ｂが装着されており、これら両ベアリング８Ａ，８Ｂの内周に前記メインシャフト４が挿入されて回転自在に支持されている。
【００１１】
前記メインシャフト４の上部に、ボルト１３（図示を省略）によって回転ホイール１０が固定されている。また、前記ハウジング６の下端部に保持されたベアリング８Ｂから下方に突出しているメインシャフト４の下部には、ボス１５を介して回転ギア１１が固定されており、図示しない駆動手段によってこの回転ギア１１が回転することにより、メインシャフト４および回転ホイール１０が一体的に回転する。前記ベース２の上方には、洗浄室１２が形成されており、前記回転ホイール１０はこの洗浄室１２内に収容されている。なお、図１には、洗浄室１２の底面１２ａだけを示してある。また、前記上部ベアリング８Ａの上方には、オイルシール１９が装着されており、このオイルシール１９によって、前記スタンド５の傾斜壁５ｃよりも下方の駆動部側と、上方の洗浄室１２の内部側との気密が保持されている。
【００１２】
前記支持構造では、メインシャフト４にかかる荷重は、ハウジング６とスタンド５とを連結するボルト９、および下方のベアリング８Ｂとその下方のリング部材１７を介して、前記回転ギア１１を取り付けたボス１５によって受けるようになっている。
【００１３】
前記回転ホイール１０の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のボトルグリッパ１４が設けられている。これら各ボトルグリッパ１４は、回転ホイール１０の外周縁部に垂直に固定された支柱１６上に支持されて、水平な支点を中心に半径方向外方側（図１の右側の状態）と内方側（図１の左側の状態）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容器１８を倒立させ、また正立状態に戻すことができる。これら各ボトルグリッパ１４が容器１８を把持して反転させた位置の下方には、洗浄液を噴射するノズル２０がそれぞれ配置されており、容器１８が反転されて倒立状態になると、ノズル２０の先端がその容器１８の口部に対向する。
【００１４】
回転ホイール１０の上面には、ノズル２０に供給する洗浄液の供給遮断を行なうロータリバルブ２２の回転側の部材を構成する環状の回転プレート（ロータ）２４が取付けられている。このロータ２４はピン２６によって前記回転ホイール１０の上面に固定されて一体的に回転する。ロータ２４の内部には、前記ボトルグリッパ１４の数と同数の吐出通路２８が放射状に形成されている。ロータ２４の内部に形成されている各吐出通路２８は、その洗浄液の入口側開口２８ａが、ロータ２４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２８ｂは、ロータ２４の外周面に等間隔で配置されている。これら各吐出通路２８の出口側開口２８ｂは、それぞれ供給ホース３０を介して、前記各ノズル２０に接続されている。
【００１５】
前記回転ホイール１０の中心部の上方には、固定板３２の先端に取付けられたトルクアーム３４と、このトルクアーム３４の下面に固定された円形プレート３６との間に頭部プレート３７が回転自在に支持されたセンターシャフト３８が、前記メインシャフト４と同一軸線上に配置されている。このセンターシャフト３８は円柱状部３８ａの下端にフランジ状の拡大部３８ｂが形成されており、このフランジ状の拡大部３８ｂが前記回転ホイール１０の上面にボルト３９によって固定されている。
【００１６】
センターシャフト３８の円柱状部３８ａの外周に、前記ロータ２４とともにロータリバルブ２２を構成する固定側プレート（ステータ）４０が嵌合されている。前記円形プレート３６には複数のねじ穴３６ａが形成され、このねじ穴３６ａ内にそれぞれ円筒形のナット４２が螺合されている。一方、ステータ４０の上面には、前記円形プレート３６に螺合されているナット４２と対応する位置にそれぞれピン４４が直立して固定されており、これらピン４４がそれぞれ前記ナット４２内に挿入されている。そして、前記ナット４２の下端に形成されたフランジ４２ａの下面と、ピン４４に形成された鍔部４４ａの上面との間に、押圧手段としてのコイルスプリング４６が介装されている。
【００１７】
ステータ４０は、前記ピン４４を介して前記トルクアーム３４に連結されて回転が規制されるとともに、スプリング４６によって常時下方に付勢されている。前記円形プレート３６に螺合されているナット４２のねじ込み量を変更することによって、このスプリング４６のセット長さを調整して、ステータ４０および後に説明するディストリビュータをロータ２４に押し付ける力を調整することができる。
【００１８】
前記ステータ４０の下面に、円弧状の洗浄液供給用長穴（洗浄液供給通路）４８が開口している。この洗浄液供給用長穴４８は、ステータ４０の側面に開口する洗浄液取入口５０を介して外部に連通している。さらに、このステータ４０の下面すなわちこのステータ４０と前記ロータ２４との間には、樹脂製のディストリビュータ５２が配置されている。このディストリビュータ５２は、複数個所のロケーションピン５４によってステータ４０の下面に連結されており、回転方向の動きが規制されるとともに上下方向には相対移動できるようになっている。このディストリビュータ５２にも、前記ステータ４０の洗浄液供給用長穴４８と一致する位置に、上下に貫通する円弧状の洗浄液供給用長穴５６が形成されている。
【００１９】
ステータ４０の外周面には、複数のＬ字状のフック５８が下端の折り曲げ部５８ａを内方側に向けて取り付けられている。このＬ字状フック５８の下端の折り曲げ部５８ａの上面と前記ステータ４０の下面との間が、ディストリビュータ５２の厚さよりも大きく、しかも、後に説明するようにステータ４０を上昇させたときのステータ４０の下面とロータ２４の上面との距離よりも小さい間隔を有している。
【００２０】
ステータ４０およびディストリビュータ５２に設けられている円弧状の洗浄液供給用長穴４８，５６は、前記ロータ２４に形成されている多数の吐出通路２８の入口側開口２８ａ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、これらステータ４０およびディストリビュータ５２とロータ２４とを中心を一致させて重ね合せると、ロータ２４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２８の入口側開口２８ａの一部が、ディストリビュータの円弧状の洗浄液供給用長穴５６に連通し、他の入口側開口２８ａは円弧状長穴５６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２４がディストリビュータ５２に対して回転すると、各吐出通路２８は順次円弧状長穴５６に接続され、その後順次遮断される。
【００２１】
前記ステータ４０の側面に開口している洗浄液取入口５０は、供給配管を介して洗浄液タンクに接続されており、図示しないポンプから洗浄液タンクに送られた洗浄液が、この洗浄液取入口５０から前記円弧状の洗浄液供給用長穴４８およびディストリビュータ５２の円弧状の洗浄液供給用長穴５６を通ってロータ２４の各吐出通路２８に供給され、さらに、これら吐出通路２８の出口側開口２８ｂに接続された供給ホース３０を介して前記各ノズル２０に送られるようになっている。
【００２２】
前記センターシャフト３８の外周面とステータ４０の内周面との間には、円筒部６０ａと下端の大径部６０ｂとを有するプッシュプレート６０の円筒部６０ａが、スライドブッシュ６２を介して下方から挿入されている。また、プッシュプレート６０の大径部６０ｂの上面にスラストプレート６４が装着されて前記ステータ４０に対して摺動できるようになっている。なお、このプッシュプレート６０の大径部６０ｂの外面と前記センターシャフト３８の拡大部３８ｂに設けられた段部３８ｃとの間、および、プッシュプレート６０の円筒部６０ａの上端とセンターシャフト３８の円柱状部３８ａの外面との間にそれぞれブーツ６６，６８が装着されて、これら両者３８，６０が相対的に摺動する部分から発生する汚染が洗浄室１２内に放出されないようになっている。
【００２３】
前記メインシャフト４と、このメインシャフト４の上端に固定されている回転ホイール１０の中心部には、上下に貫通する貫通穴４ａ，１０ａが形成されており、これら貫通穴４ａ，１０ａ内にスライドシャフト７０が昇降可能に挿通されている。このスライドシャフト７０の下端は、メインシャフト４の貫通穴４ａから下方へ突出しており、この突出部７０ａが、下方に設けられた押上げ装置（押圧解除手段）７２の昇降プレート７４上にベアリング７６を介して回転可能に支持されている。この昇降プレート７４は複数のエアシリンダ７８のピストンロッド７８ａの上端に連結されており、これらエアシリンダ７８を作動させることによって、昇降プレート７４の昇降を介してスライドシャフト７０を昇降させることができる。
【００２４】
スライドシャフト７０の上端には、大径の頭部７０ｂが形成され、回転ホイール１０の中央部に設けられた凹部１０ｂの底面に係合するようになっている。このスライドシャフト７０の頭部７０ｂの上面と前記センターシャフト３８の下面との間には、スライドシャフト７０がセンターシャフト３８に干渉せずに昇降できる間隙が設けられている。
【００２５】
前記センターシャフト３８は、円柱状部３８ａの下端にフランジ状拡大部３８ｂが形成されており、このフランジ状拡大部３８ｂの基部（中心部寄りの部分）に、この拡大部３８ｂを上下に貫通するとともに、円柱状部３８ａの外面にも切り込んだ挿入孔８２が円周方向等間隔で３個所形成されている。これら各挿入孔８２内には、それぞれプッシュロッド８４が挿入されている。各プッシュロッド８４は、一対の半円形のピン８４ａ，８４ｂを上下にずらして向かい合わせた形状をしており、上方に延びる側のピン８４ａを内周側、つまり円柱状部３８ａ側に、そして、下方に延びる側のピン８４ｂを外周側、つまり拡大部３８ｂ側に向けて挿入している。
【００２６】
前記プッシュプレート６０の内面の下端部にも、円周方向等間隔で３個所の半円形凹部６０ｃが形成されており、この凹部６０ｃ内に、プッシュロッド８４の下方に延びるピン８４ｂの上端が挿入されている（図２参照）。また、これら三本のプッシュロッド８４の上方に延びるピン８４ａの下端面が、前記スライドシャフト７０の頭部７０ｂの上面に載るとともに、下方に延びるピン８４ｂの下端部がこの頭部７０ｂの外周側に位置している。
【００２７】
以上の構成に係るロータリ式容器洗浄装置（回転式容器処理装置）の作用について説明する。容器１８の洗浄を行う通常の生産運転時には、図示しない駆動手段によって回転ギア１１を回転させることにより、メインシャフト４およびこれと一体の回転ホイール１０を回転させる。
【００２８】
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容器１８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容器洗浄装置内に順次搬入される。容器洗浄装置内に搬入された容器１８は、回転ホイール１０の外周部に取付けられているグリッパ１４によって一本ずつ把持される。回転ホイール１０の回転に伴って移動している間にグリッパ１４が回転ホイール１０の半径方向内方側に反転して、保持されている容器１８は倒立状態になる。倒立状態になった容器１８の口部に、前記内洗ノズル２０が向かい合うようになっている（図１の左側参照）。
【００２９】
ディストリビュータ５２の摺動面には、円弧状の洗浄液供給用長穴５６が開口して、ステータ４０の円弧状長穴４８を介して常時洗浄液が供給されており、ロータ２４の回転に伴って、吐出通路２８の入口側開口２８ａがディストリビュータ５２の円弧状長穴５６に接続されると、洗浄液は、ロータ２４の吐出通路２８および供給ホース３０を介して前記内洗ノズル２０に送られ、倒立している容器１８内に噴射されて容器１８の内部の洗浄が行なわれる。
【００３０】
ロータ２４の内部に形成された吐出通路２８の入口側開口２８ａが、ディストリビュータ５２の円弧状長穴５６内を移動している間は、ノズル２０に洗浄液が送られ容器１８の内部に噴射されて洗浄を行なう。その後、ロータ２４の回転によって吐出通路２８の入口側開口２８ａがディストリビュータ５２の円弧状長穴５６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１４は、所定の回転範囲に亘って容器１８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１４は再び反転して容器１８を正立状態に戻した後、出口スターホイール等によってこのロータリ式容器洗浄装置外に排出する。
【００３１】
前述のように回転ホイール１０は大径であり、しかも多数のグリッパ１４やノズル２０等の部材が取り付けられているので、この回転ホイール１０と一体回転するメインシャフト４を支持しているベアリング８Ａ，８Ｂには、非常に大きい負荷がかかっている。そのため通常は、数年ごとにこれらベアリングを交換する必要がある。このようなベアリングの交換の際に、従来は、回転ホイールとメインシャフトをリフトアップして、メインシャフトの下端部をベアリングハウジング内の上部のベアリングよりも上方まで抜き出して、ベアリングの交換を行っていた。
【００３２】
それに対し、この実施の形態では、ベアリング８Ａ，８Ｂを保持しているハウジング６を、ベース２の下方から抜き取ることができるようになっている。ベアリング８Ａ，８Ｂの交換作業は、先ず、押し上げ装置７２やメインシャフト４の下端に取り付けられているボス１５および回転ギア１１等を取り外し、次に、回転ホイール１１の下面側に複数個のジャッキ（図示せず）を設置して回転ホイール１０を支える。その後、ハウジング６をスタンド５に固定しているボルト９を外して、ハウジング６をベース２の下面側から抜き取る。そして、ベアリング８Ａ，８Ｂを交換した後、ハウジング６をスタンド５の下方から挿入して固定し、さらに、メインシャフト４の下方の回転ギア１１や押し上げ装置７２を取り付ける。このように回転ホイール１０およびメインシャフト４をリフトアップして抜き取ることなくベアリング８Ａ，８Ｂを交換することができるので、ベアリング交換の作業負担をきわめて軽くすることができる。
【００３３】
なお、前記実施の形態では、ロータリ式容器洗浄装置について説明したが、容器洗浄装置に限るものではなく、例えば、供給側スターホイールや排出側スターホイール等にも適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の回転式容器処理装置は、上下に貫通する貫通穴が形成されたベースと、前記貫通穴の内径よりも小さい外径を有し、内周にベアリングを保持するハウジングと、このハウジングを前記ベースに対し着脱可能に連結する連結手段と、前記ハウジング内にベアリングを介して回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されて一体的に回転するホイールと、このホイールに設けられ、供給された容器に対し所定の処理を行う容器処理手段とを備え、前記ベース上にスタンドを固定し、内周にベアリングを保持した前記ハウジングをこのスタンド内に挿入して、前記連結手段によって着脱可能に連結し、前記連結手段によって、ハウジングとスタンドとの連結を解除することにより、ハウジングをベースの下方から抜き取り可能にしたので、連結手段による連結を解除することにより、ベアリングを保持しているハウジングをベースの下面側から抜き取ることができる。従って、大径で多数の部品が取り付けられた重量物である回転ホイールを持ち上げて、ベアリング内から抜き取る必要がなくなるので、ベアリングの交換作業をきわめて短時間で、しかも、少ない労力で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転式容器処理装置（ロータリ式容器洗浄装置）の全体の構成を示す縦断面図である。
【図２】前記ロータリ式容器洗浄装置のロータリバルブ部を示す拡大断面図である。
【図３】前記ロータリ式容器洗浄装置のメインシャフト支持部の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
２ ベース
２ａ ベースの貫通穴
４ シャフト（メインシャフト）
５ スタンド
６ ハウジング
８Ａ ベアリング
８Ｂ ベアリング
９ 連結手段（ボルト）
１０ 回転ホイール
１４ 容器処理手段（ボトルグリッパ）
２０ 容器処理手段（ノズル）

Claims (2)

1. 上下に貫通する貫通穴が形成されたベースと、前記貫通穴の内径よりも小さい外径を有し、内周にベアリングを保持するハウジングと、このハウジングを前記ベースに対し着脱可能に連結する連結手段と、前記ハウジング内にベアリングを介して回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに固定されて一体的に回転するホイールと、このホイールに設けられ、供給された容器に対し所定の処理を行う容器処理手段とを備え、
   前記ベース上にスタンドを固定し、内周にベアリングを保持した前記ハウジングをこのスタンド内に挿入して、前記連結手段によって着脱可能に連結し、前記連結手段によって、ハウジングとスタンドとの連結を解除することにより、ハウジングをベースの下方から抜き取り可能にしたことを特徴とする回転式容器処理装置。
2. 前記容器処理手段が容器の洗浄を行う容器洗浄手段であることを特徴とする請求項１に記載の回転式容器処理装置。

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