JP4602149B2

JP4602149B2 - 空缶殺菌装置

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Publication number: JP4602149B2
Application number: JP2005121407A
Authority: JP
Inventors: 政勝小林; 和義江成
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-04-19
Also published as: JP2006298421A

Description

この発明は、無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの飲料等を充填、密封処理する無菌充填ラインにおける空缶を高速で殺菌処理する空缶殺菌装置に関する。

缶詰の製造方法においては、熱履歴を少なくして飲料本来の味や香りや色をできるだけ保つために、高温短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌済みの内容物を、無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に充填して、殺菌済みの缶蓋で密閉するようにした、いわゆる無菌充填法が従来から行われている。

そのような無菌充填法に用いられる空缶の殺菌方法として、缶外底面を下にした開口部が上向きの空缶を搬送して、空缶の外表面に薬液を噴霧した後、空缶の上方の開口から内面に薬液を噴霧し、その後、薬液を付着させた空缶をオーブン内に入れ熱風を吹き付けて、空缶に付着した薬液を加熱して分解・除去するというものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、薬液が空缶に安定して均一に噴霧されないと、殺菌不足あるいは薬液が残った不良品が発生し易いため、そのような問題を解決するために、低濃度の過酸化水素水に圧縮空気で圧力をかけて噴霧ノズルから霧状に噴出させて、適正量の薬液を空缶に噴霧するというものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１０−２１１９１２号公報特開２００２−２６２６号公報

しかしながら、特許文献１の空缶殺菌装置では、空缶の開口部を吸引パッドで吸着して搬送しながら、空缶の外面側に薬液を噴霧し、続いて、開口部を上向きの状態で空缶を搬送して空缶の内面に薬液を噴霧し、その後に空缶をオーブン内に通して、空缶に付着している薬液を加熱して除去するという方式を採用している。そのため、薬液が缶内面の底部に溜まり易く、空缶に付着した薬液及び缶内面の底部に溜まった薬液を加熱して分解・除去するために多くの熱エネルギーが必要となり経済的ではない。また、残液粒子が大きくなる場合があり、薬液を蒸発させる際に気化熱により内面被膜のダメージが発生し易いという問題がある。

ところで、缶体の殺菌を適正に行うには、以下の理由で噴霧ノズルからの薬液の噴霧量を一定量に保つことが非常に重要である。すなわち、薬液の噴霧量（付着量）にばらつきが生じて殺菌不足が生じると、細菌及び微生物等の繁殖により缶体の充填内容物が変敗してしまうこともある。一方、必要以上に余剰な薬液を噴霧してしまうと、乾燥時、缶体に付着した余剰な薬液が薬液痕として残り不良品が発生し易い。

このように、食品あるいは飲料等を缶体へ無菌充填を行う場合、薬液を対象缶体に安定して均一に噴霧することが、殺菌不足あるいは薬液残りの不良品が良品に混入してしまうという危険性を回避する上で、あるいは高品質を保つ上でも重要なことである。また、薬液の不均一な噴霧や薬液残り等による不適正な殺菌や、被膜ダメージによる不良品の発生が起こり難くく、かつ高速で殺菌処理できるものが求められている。

特許文献２の従来例では、空缶に適正量の薬液を噴霧（付着）することが可能であるとしても、流量センサ、圧力センサ、流量調整弁、記憶手段、及び流量制御手段等を用いて構成するため、装置が複雑化し、その分、コストがかかるという問題がある。

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決し、薬液が均一に噴霧でき、薬液の噴霧不良に起因する不良品の発生を防ぎ、その高速処理に有利であり、しかもその構成を低コスト（設備コスト、製品コストなど）で実現することができる空缶殺菌装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、高清浄度の雰囲気内で、空缶を殺菌し、無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの食品または飲料を充填し、殺菌した蓋で密封する無菌充填ラインにおける空缶殺菌装置において、缶外底面を上にし開口部を下向きにした処理前の空缶を整列して供給する空缶供給手段と、前記空缶供給手段の上方に離間して配置され、当該空缶供給手段により供給されてくる前記下向きの空缶を吸引方式の吸着パッドで一缶ずつ吸着して搬送する空缶搬送手段と、前記空缶搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の缶胴外周面に殺菌用の薬液を噴霧する缶胴外周面薬液噴霧手段と、前記空缶搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の缶内面に殺菌用の薬液を噴霧する缶内面薬液噴霧手段と、空缶搬送手段により搬送された前記各空缶を前記吸着パッドから受取り、当該空缶を下向きのままで加熱炉側に搬送するアプローチ搬送手段と、前記アプローチ搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の前記缶外底面に殺菌用の薬液を噴霧する缶外底面薬液噴霧手段と、前記吸着パッドの移動を、前記缶胴外周面薬液噴霧手段および前記缶内面薬液噴霧手段に対して上下方向および左右方向で規制するように、前記空缶の搬送方向に沿って前記空缶搬送手段に設けられた案内部材とを備えているとともに、前記空缶搬送手段は、少なくとも一対の無端チェーンと、その無端チェーンのリンクを連結している連結部材と、その連結部材に取り付けられた保持部材とを有し、前記吸着パッドは、前記保持部材に回転可能に取り付けられ、さらに前記連結部材に摺接するとともに前記吸着パッドに連通して前記吸着パッドの先端に吸引力を付与するバキュームチャンバーが設けられていることを特徴とする装置である。

さらに、請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸着パッドの吸着面に、その中心部を中心として前記空缶の複数サイズの接触径に対応する複数サイズの径の環状溝が形成されていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

そして、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記空缶搬送手段の前記吸着パッドが前記空缶を搬送する領域の下方の位置に、前記空缶搬送手段から落下した缶を前記薬液の噴霧エリア外に排出させる落下缶排出手段が設けられていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

そしてまた、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか一つに記載の発明において、前記吸着パッドが前記薬液の噴霧を受ける噴霧エリアから外れた位置に、移動中の前記吸着パッドとその周辺部の表面に付着している薬液を吹き飛ばして除去する空圧手段が設けられていることを特徴とする空缶殺菌装置である。

請求項１の発明によれば、開口部を下向きにして吸着パッドにより吊り下げて搬送する空缶に対し、その内周面および外周面に薬液を吹き付け、これを加熱炉で加熱するにあたり、その吸着パッドが案内部材によって常時、ほぼ一定位置を通過することになる。すなわち、空缶と缶胴外周面薬液噴霧手段および缶内面薬液噴霧手段との相対位置が一定になるので、空缶に対して均一に、また適正量の薬液を付着させることができる。また、薬液の付着量が安定するから、薬液の過不足や不均一による殺菌不良を未然に防ぎ、かつ高速化を図ることができる。また、吸着パッドが保持部材および連結部材と共にバキュームチャンバーの設けられている箇所を通過すると、吸着パッドの先端に吸引力が付与されて空缶を吸着し、その状態で吸着パッドが鉛直軸で回転するので、空缶を缶胴外周面薬液噴霧手段および缶内面薬液噴霧手段に対して回転させて、表面全体に薬液を均一に付着させることができる。

さらに、請求項２の発明によれば、前記吸着パッドの吸着面に、前記空缶の複数サイズの接触径に対応する複数サイズの径の環状溝を形成したので、各吸着パッドへの各サイズの空缶の吸着性を高めることができ、搬送中の空缶の落下率を大きく低減することができる。

そして、請求項３の発明によれば、前記空缶搬送手段によって搬送している空缶が、何らかの原因で吸着パッドから外れて落下した場合、その落下缶は落下缶排出手段によって前記薬液の噴霧エリア外に排出されるので、落下缶に起因する薬液付着不良缶の発生などの不都合を未然に回避することができる。

またそして、請求項４の発明によれば、空缶を吸着している吸着パッドにも薬液が付着するが、吸着パッドが、空缶をアプローチ搬送手段に空缶を受け渡した後、再度、空缶を吸着する位置に戻るまでの間に、吸着パッドとその周辺部に付着している薬液が空圧手段によって吹き飛ばされて除去される。したがって、吸着パッドとその周辺部に付着していた薬液が、新たに吸着される空缶に転移したり、あるいはボタ落ちして他の搬送中の空缶や搬送手段の回りに薬液が付着してしまうなどの不都合を未然に回避することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の一実施の形態に係る空缶殺菌装置について説明する。図１は無菌状態の雰囲気内で、空缶を殺菌して殺菌済みの食品または飲料（以下、単に飲料という）を充填し、殺菌した蓋で密封する無菌充填ラインにおける空缶殺菌装置の概略構成を説明する説明図である。尚、無菌充填ラインとは、空缶の供給から詳しくは図示しない空缶の加熱炉へと向う間の生産ライン、及び加熱後の空缶に殺菌済み飲料を充填する生産ラインを総称したものであり、図１に示す空缶殺菌装置の各構成要素は、無菌充填ラインの前者の一部を構成する。

図１に示す空缶殺菌装置１は、空缶供給手段１１、空缶搬送手段２１、缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１（図４、図５参照）、缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２（図４、図５参照）、落下缶排出手段６５（図５参照）、空圧手段７１（図６参照）、アプローチ搬送手段８１、及び、缶外底面薬液噴霧手段ＳＰ３を備えて構成されている。

空缶供給手段１１は、例えば電動モータで回転する前後一対の回転ホイル（スプロケットホイルともいう）１２にベルトコンベア（以下、供給コンベアという）１３を掛け回して構成されている。供給コンベア１３は、図示の場合、反時計方向に回転して、上方の空缶搬送面１４が、缶外底面を上にし開口部を下向きにした空缶Ｅｃを整列して図示左方向に搬送する。

供給コンベア１３は、図示しない上下移動手段により空缶搬送面１４の高さ調節が可能である。空缶搬送面１４の高さは、空缶Ｅｃの高さサイズに応じて調節され、空缶Ｅｃの高さサイズより僅かに低く調節される。なお、上下の高さ調整は、空缶搬送手段２１を供給コンベア１３に対して上下移動させる構成でもよい。一方、供給コンベア１３の図示下方の戻り側の一部には、供給コンベア１３の弛みを防止する弛み防止ローラ１５が設けられている。

供給コンベア１３の下向きの各空缶Ｅｃの搬送方向の先端側には、例えば螺旋状の雌ねじ状の凹溝が形成されたタイミングスクリュー１６が配設されている。空缶搬送面１４上を搬送された各空缶Ｅｃは、タイミングスクリュー１６の回転に伴う雌ねじ状の凹溝に送られて搬送タイミングを調整される。

空缶搬送手段２１は、供給コンベア１３の搬送方向の先端側において、その上方に離間されて配置されており、例えば電動モータ２３の駆動とともに回転する図示左側の駆動スプロケットホイル２４と、図示右側の従動ホイル２５と、駆動スプロケットホイル２４及び従動ホイル２５の間にかけ回された無端状のチェーン２６と、チェーン２６に遊嵌された複数のチェーンローラ（図２参照）２７及びその軸３１と、各チェーンリンクプレート３３に対し後述する各部材を介し装着された複数の吸着パッド２８とを備えて構成されている。

すなわち、図１，２に示すように、空缶搬送手段２１は、チェーン２６に遊嵌された各チェーンローラ２７、チェーンローラ２７同士を連接するチェーンリンクプレート３３に対し個々に吸着パッド２８を備え、これにより複数の吸着パッド２８を搬送方向に無端状に縦列させ一定速度で移動させる構成となっている。

各吸着パッド２８は、駆動スプロケットホイル２４の回転に伴うチェーン２６の図示時計方向の回転に伴って回転する各チェーンローラ２７とともに、図示時計方向に回転移送されて、タイミングスクリュー１６から供給されてくる下向きの空缶Ｅｃの缶外底面を負圧（吸引力）の発生で吸着して保持し、図示左方向すなわち図示矢印Ａ方向の一直線上の方向に各下向きの各空缶Ｅｃを搬送する。各吸着パッド２８の矢印Ａ方向の一直線状の方向に並ぶ領域は、各下向きの空缶Ｅｃを一直線状の左方向に搬送する空缶搬送領域（この発明の搬送エリアに相当）Ｃｅを構成する。

各吸着パッド２８は、左右一対に配列された無端状のチェーン２６の内側に配設されたバキュームチャンバ２９との空間的な連通を介し吸引方式で、空缶Ｅｃの缶外底面を吸着する。空缶搬送領域Ｃｅを通過し終えた吸着パッド２８は、バキュームチャンバ２９との空間的な連通が遮断されて負圧の発生がなくなり、その結果、空缶Ｅｃの吸着を解除し空缶Ｅｃを離脱（自然落下）させる。詳しくは後述する。

図２は空缶搬送手段２１の各構成要素を説明する一部破断説明図である。以下、図２を参照して説明する。各チェーン２６は、左右一対に二つ設けられており、各々のチェーンローラ２７は、軸３１を中心として回転可能に装着されている。各チェーンローラ２７は、チェーン２６の回転軌跡に沿うガイドレール３２上を、チェーン２６の回転に引かれて転動する。

各チェーンローラ２７の内側には、所謂Ｌ字状のチェーンリンクプレート３３が装着されており、各チェーンリンクプレート３３の水平部分は、連結板３４を固定している。具体的には、各チェーンリンクプレート３３は、連結板３４と連結板３４上に固定される押え部３５との間に保持されて一定姿勢を保ち各チェーンローラ２７を強固に支持する。

連結板３４は、両端の底面側に一対のローラ装着部３６を備えており、各ローラ装着部３６の外側面及び外底面に、吸着パッド２８の移動精度を安定化する補助ローラ３７，３８が回転可能に装着されている。各ローラ装着部３６の外側面の補助ローラ３７は第２ガイドレール３９の上面に沿って縦方向に転動し、各ローラ装着部３６の外底面の補助ローラ３８は当該第２ガイドレール３９の内側面に沿って横方向に転動する。

第２ガイドレール３９は、ガイドレール３２の下方の固定部４１に固定されており、補助ローラ３７，３８を当接させることで連結板３４の移動精度を高精度に保ち、これにより連結板３４とともに移動する吸着パッド２８の移動精度を高精度に保つ。

連結板３４の中央には、例えば円形開口が形成されており、この円形開口内に対し吸着パッド２８の保持部材４２が垂直下方へ向けて固定されている。保持部材４２は、例えば円柱状に構成されており、連結板３４の底面に装着された支持盤４３により連結板３４に対する強固な固定が維持されている。

保持部材４２の下方の先端側の外周には、ベアリング４４を介し吸着パッド２８と共に回転するロータ部４５が回転自在に装着されている。ロータ部４５の先端側には吸着パッド２８の下方移動を規制する係止部４６が形成されており、係止部４６に対し吸着パッド２８がコイルバネ４７を介し上下方向に摺動自在に装着されている。これにより、タイミングスクリュー１６によって供給される空缶Ｅｃを上から押さえ込んで、確実に空缶Ｅｃを吸着パッド２８に吸着させることができる。吸着パッド２８は、コイルバネ４７の弾発力によってロータ部４５と一緒に鉛直軸で回転する。保持部材４２に対するロータ部４５の取り付けは、本例の場合、例えばロータ部４５の円周状の上端にベアリング４４のリング状の上端に係合するリング状係合部４５ａを装着することで可能となる。

上記空缶搬送領域Ｃｅ内における各チェーンローラ２７の回転軌跡（移送軌跡）の内側、すなわち一対のチェーン２６間の位置で若干上方側の位置には、上記空缶搬送領域Ｃｅ内の全長分の長さを有するバキュームチャンバ２９が配設されている。バキュームチャンバ２９の底面側には、その長手方向に沿って長手支持体２９ａが設けられており、長手支持体２９ａの底面側には、その長手方向に沿う外吸引ガイド４８、及び外吸引ガイド４８内に進入する内吸引ガイド（ロングパッド）４９が装着されている。内吸引ガイド４９の底面には、その長手方向に沿って二本の直線状のレール４９ａが構成されており、かつ内吸引ガイド４９は、バネ（図示せず）で下方へ付勢されている。連結板３４の上面には、内吸引ガイド４９の二本のレール４９ａを摺動自在に受け入れる二本の直線状の凹溝（ラビリンス）３４ａが形成されている。

バキュームチャンバ２９、長手支持体２９ａ、外吸引ガイド４８、及び、内吸引ガイド４９の各々の長手方向に沿う中央には、互いに空間的に連通する長手吸引開口５１が形成されている。保持部材４２の中心軸線に沿う縦の中央、及び吸着パッド２８の中央にも、長手吸引開口５１に空間的に連通可能である吸引孔５２が形成されている。上記空缶搬送領域Ｃｅ内を連結板３４とともに移送される保持部材４２、及び吸着パッド２８の各吸引孔５２は、上記空缶搬送領域Ｃｅ内を移送中の間、常にバキュームチャンバ２９側の長手吸引開口５１に空間的に連通する。

上記空缶搬送領域Ｃｅ内におけるバキュームチャンバ２９に図示しない吸引ブロアー等の駆動で負圧（例えば、５．３〜６．０ＫＰａ）が生じると、バキュームチャンバ２９側の各長手吸引開口５１から、各連結板３４の保持部材４２及び吸着パッド２８の各吸引孔５２にかけて負圧が発生する。吸着パッド２８は、吸引孔５２を介する負圧の発生で空缶Ｅｃの缶外底面を吸着する。

各連結板３４が吸着パッド２８とともに上記空缶搬送領域Ｃｅに進入する際は、バキュームチャンバ２９側の内吸引ガイド４９の二本のレール４９ａが各連結板３４の上面の二本の凹溝３４ａ内に進入し、かつ内吸引ガイド４９が下方の連結板３４へ付勢されるため、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１と各保持部材４２及び吸着パッド２８の各吸引孔５２との密着連通性が高まり、その結果、吸着パッド２８の吸着面に負圧を発生させる効率も高まる。

尚、空缶搬送領域Ｃｅ内においては、各々の連結板３４の移送方向の前後の側面が互いに密接するという構成も、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１に余分な隙間を生じさせず、その結果、内吸引ガイド４９の長手吸引開口５１と搬送中の各保持部材４２の吸引孔５２との密着連通性をより高めて、搬送中の各吸着パッド２８の吸引効率をより向上させる。

各連結板３４が保持部材４２及び吸着パッド２８とともに上記空缶搬送領域Ｃｅを通り抜けた場合は、保持部材４２の吸引孔５２がバキュームチャンバ２９の長手吸引開口５１との空間的な連通がなくなり、あるいは遮断され外気に通じる。その結果、吸着パッド２８からの負圧の発生がなくなり、吸着パッド２８から空缶Ｅｃが離脱（自然落下）する。

ところで、吸着パッド２８の吸着面は例えば樹脂製であり、当該吸着面には、前記吸引孔５２の中心軸線を中心として空缶の複数サイズの缶外底面のリム部（この発明の接触径に相当）に係合する複数サイズの径の環状溝を形成することで、当該いずれかの環状溝で所定サイズの空缶Ｅｃの缶外底面の吸着性を個々に高めてもよい。環状溝の形成は、回転しながら搬送される空缶Ｅｃに薬液が噴霧されるときに、噴霧圧や空缶の遠心力で空缶Ｅｃが吸着パッド２８の吸着面の回転中心からずれたり、離脱し落下するのを防止するのに有効である。

各環状溝の深さは、例えば０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ程度が好ましい。環状溝の深さが０．８ｍｍよりも浅いと、空缶Ｅｃの位置決め効果が少なく、吸引力を高めても落下缶が発生する場合がある。環状溝の深さを１．０ｍｍよりも深くすると、この環状溝に入り込んだ薬液を除去し難くなり、環状溝に残った薬液により続いて供給される空缶Ｅｃにコントロールされない薬液が付着して不良缶が発生し易くなるので好ましくない。

尚、吸着パッド２８の吸引性を維持し、空缶Ｅｃがずれたりすることが防止できるものであれば、吸着パッド２８の材質や環状溝は特定されない。しかし、ソフトな材質にし過ぎると耐久性が低下したり、位置が安定しにくくなるので好ましくない。

一方、吸着パッド２８とロータ部４５とは各保持部材４２に回転自在に保持され、ロータ部４５の外周には、回転付与手段５３の一構成要素であるロープ５４が接触されている。各ロータ部４５は、例えばロープ５４の相対的に逆方向へ向かう移送の接触により回転力を得て回転し、吸着パッド２８で吸着している空缶Ｅｃを同時に回転させる。

回転付与手段５３は、図３に示すように、空缶搬送手段２１の所定のフレームの所定位置に取付けた各プーリ５５，５６，５７，５８，５９，６０にロープ５４を掛け回して構成されている。各プーリ５５，５６，５７，５８，５９，６０は、各々同一の高さ位置で水平方向の回りに回転することが好ましい。このうち複数のプーリ５８は、上記空缶搬送領域Ｃｅ内の領域位置において各保持部材４２の移送軌跡に直交する方向に板バネ（図示せず）で付勢されており、上記空缶搬送領域Ｃｅ内でロープ５４を各ロータ部４５に押し付ける作用がある。他のプーリ５５，５６，６０は、上記空缶搬送領域Ｃｅ内に順次進入する各ロータ部４５及び吸着パッド２８の移送を遮らぬよう上記空缶搬送領域Ｃｅ外の位置にある。

例えばプーリ５５または６０は、電動モータの駆動により能動的に回転して、ロープ５４を各吸着パッド２８の搬送方向とは例えば逆の方向に走行させる。複数のプーリ５８からの付勢力を伴うロープ５４の走行は、上記空缶搬送領域Ｃｅ内を搬送中の各ロータ部４５を吸着パッド２８と共に回転させる。

プーリ５６，５７間に掛けられる部分のロープ５４には、一方の一端にコイルバネＳの収縮力を受けて例えば中間位置を支点にロープ５４の方向に回動可能である付勢アーム６１の他方の先端に対し装着したプーリ６２が押し付けられている。ロープ５４は、プーリ６２が環状のロープ５４の内側に向けて押し付けられていることにより常時一定の張力が付与されており、これによりロープ５４の弛みの発生が防止されている。

図３に示す構成は、二つの回転付与手段５３を左右対称に設けるとともに、各回転付与手段５３の外側に上述の空缶搬送手段２１を備えるという、所謂二列の空缶搬送手段２１を備えた場合を例示している。双方の空缶搬送手段２１の各吸着パッド２８による空缶Ｅｃの搬送方向は、双方ともに平行をなす同一の方向であり、双方の各吸着パッド２８の移送速度も双方ともに同一である。そして、双方の空缶搬送手段２１を背中合わせに配置し、双方の空缶搬送手段２１毎の駆動スプロケットホイル２４を一定速度で回転させる電動モータ２３を兼用させることにより、駆動制御の合理化、省スペース化を達成することができる。

一方、図１に示すように、空缶搬送手段２１の上記空缶搬送領域Ｃｅの例えば上流側には、各吸着パッド２８が搬送する下向きの各空缶Ｅｃの缶胴外周面に殺菌用の薬液（例えば過酸化水素水５重量％の水溶液、以下同様）を噴霧する缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１が配設されている。缶胴外周面薬液噴霧手段ＳＰ１は、薬液を適宜の噴霧圧（例えば２００ＫＰａ〜４００ＫＰａ）で側方に噴霧する複数の横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１を搬送中の一部空缶Ｅｃの例えば中心高さ位置に位置合わせして備えた構成である。

各横吹きノズルＰｎ１は、図４に示すように、斜め前方の位置から、若干後方の位置に順次搬送されてくる各空缶Ｅｃの方向へ向けて薬液を噴霧するように設置角度を設定することも重要である。すなわち、各横吹きノズルＰｎ１は、斜め方向からの連続噴霧となり搬送中の空缶Ｅｃの回転方向と同一方向、時には逆方向に薬液を噴霧でき空缶Ｅｃに対する薬液の噴霧時間をより長く確保することができるため薬液の細粒化が図れ均一な薬液噴霧を行うことができる。また、後述する缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２の薬液の噴霧パターン（薬液の噴霧エリア）と干渉するのも防止することができる。更に、薬液が空缶Ｅｃの間を通り抜けてしまうロスがなくなり効率的な薬液噴霧が行える。

空缶搬送手段２１の上記空缶搬送領域Ｃｅの例えば複数の横吹きノズルＰｎ１の下流側には、各吸着パッド２８が搬送する下向きの各空缶Ｅｃの缶内面に殺菌用の薬液を噴霧する缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２が配設されている。缶内面薬液噴霧手段ＳＰ２は、薬液を適宜の噴霧エアで上方に噴霧する複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２を搬送中の空缶Ｅｃに対して、上吹きノズルＰｎ２の真上を通過する位置に合わせ間欠噴霧が行われるように構成されている。このようなタイミングを合わせて間欠噴霧することにより気流の巻き込みを防ぎ、薬液を缶内底面まで均一に噴霧することが可能となる。（連続噴霧する横吹きノズルと大きく異なる点である。）

尚、複数の横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１と複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２の設置位置は、上述の場合と逆の設置関係にしてもよい。この場合、各横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧方向は、空缶搬送領域Ｃｅの下流側へ向けて、各上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリアと干渉させないようにする必要がある。

図４及び図５にも示すように、各横吹きノズルＰｎ１、及び各上吹きノズルＰｎ２は、吸着パッド２８から不慮に落下した落下缶を前記薬液の噴霧エリア外に排出させる落下缶排出手段６５の一部を構成する落下缶収容体６６に対し装着されている。

落下缶排出手段６５は、図４及び図５に示すように、複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２の直下位置に配設する落下缶収容体６６と、複数の保護バー６７とを備えて構成されている。各保護バー６７は、各上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリアに対応する位置の落下缶収容体６６の内側の開口縁に装着されている。

各保護バー６７は、落下缶収容体６６の内側の開口縁から下方に傾斜し、上吹きノズルＰｎ２先端付近の位置で一部水平となり、その先が下方に傾斜するという所謂Ｓ字的形状を有する。各保護バー６７は、特に、一部水平の部分が各上吹きノズルＰｎ２からの薬液の噴霧を遮らぬように、各上吹きノズルＰｎ２の真上の位置を避ける位置に空缶搬送領域Ｃｅに沿って適宜間隔に並べて配設されている。各保護バー６７は、各上吹きノズルＰｎ２を避けて空缶搬送領域Ｃｅの下方を横断する構成である。

各保護バー６７の一部水平の部分は、各上吹きノズルＰｎ２先端の高さ位置付近に位置する。このため、各保護バー６７は、各上吹きノズルＰｎ２から噴霧される薬液の噴霧エリアを遮らず、その結果、空缶Ｅｃの缶内面への薬液の噴霧効率を最大限に活かすものである。不慮の落下缶は、真下の保護バー６７上に落下して、保護バー６７に沿って下方に転がり、落下缶収容体６６内に排出（収容）される。

尚、上記空缶搬送領域Ｃｅにおける横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧エリアを通過する吸着パッド２８から落下する落下缶を排出（収容）する場合は、その落下缶は他に悪影響を及ぼすことはなく、したがって保護バー６７を使用せずに、そのまま直下位置にある落下缶収容体６６内等に排出すればよい。この場合、落下缶収容体６６は、少なくとも、各上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリア分の底面積分、及び各横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧エリア分の底面積分を含む底面積の大きさに構成するという態様もあるが、双方を別々に分けた二つの落下缶収容体を用いる等してもよいことは勿論である。

図１に示すように、空缶搬送手段２１における空缶搬送領域Ｃｅに対向する上側の各吸着パッド２８の戻り水平移送領域Ｃｈの一部（特許請求の範囲に記載の搬送エリア外に相当）には、空圧手段７１が配設されている。

空圧手段７１は、図６に示すように、エアジェット７２と、吸引ダクト７７とを備えて構成されている。エアジェット７２は、例えば空気のコンプレッサーの駆動により供給される高圧エア（例えば、４００ＫＰａ以上）を溜めるエアダクト７４、及び、エアダクト７４から高圧エアの供給を受けるとともに高圧エアを噴出するジェットノズル７５を各々起立支持体７３に対し上下移動可能に装着して構成されている。ジェットノズル７５は、起立支持体７３に交差する横支持体７６を介して戻り水平移送領域Ｃｈに直交する方向に前後移動することも可能である。

吸引ダクト７７は、戻り水平移送領域Ｃｈを移送される各吸着パッド２８を空間的に挟むようにして、エアジェット７２の対向側に配設されている。ジェットノズル７５からの高圧エアは、戻り水平移送領域Ｃｈを移送された吸着パッド２８及びその周辺部（ロータ部４５を含む）に付着した薬液を吹き飛ばして除去する。吸引ダクト７７は、除去後の高圧エアを吸引して図示しない排出部に排出する。

尚、図６に示す吸着パッド２８及びロータ部４５等を移送する各チェーンローラ２７は、戻り水平移送領域Ｃｈに配設され、もしくは図示しない案内ガイド上を無端状のチェーン（図１参照）２６に引かれて転動する。

アプローチ搬送手段８１は、図１に示すように、例えば電動モータの（図示せず）駆動で回転する前後一対の回転ホイル８２にベルトコンベア（以下、アプローチコンベアという）８３を掛け回して構成されている。アプローチコンベア８３は、図示上流側の一部が、上記空缶搬送領域Ｃｅの下流側の一部分の真下の位置において、空缶搬送領域Ｃｅを搬送される空缶Ｅｃから適宜下方に離間する位置に配設されている。アプローチコンベア８３は、図示の場合、反時計方向に回転して、上記空缶搬送領域Ｃｅから離脱した缶外底面を上にした下向きの各空缶Ｅｃを、上方の空缶搬送面８４上で受け止め、当該下向きの各空缶Ｅｃを整列させて図示左方向の図示しない加熱炉（加熱オーブン）側に向けて搬送させる。

尚、アプローチコンベア８３も、図示しない上下移動手段を備えることで、空缶搬送面８４の高さを調節することが可能となるようにしてもよい。また、空缶Ｅｃを吸着搬送することが搬送の安定性、高速化の点で好ましい。

アプローチコンベア８３の各空缶Ｅｃを搬送する各空缶の搬送ライン上の所定位置には、搬送中の下向きの各空缶Ｅｃの缶外底面に向けて下方に殺菌用の薬液を噴霧する缶外底面薬液噴霧手段ＳＰ３が配設されている。缶外底面薬液噴霧手段ＳＰ３は、薬液を適宜の高圧エアで下方に噴霧する複数の下吹きノズル（下吹きノズル群）Ｐｎ３を搬送中の一部空缶Ｅｃの真上位置に位置合わせして備えた構成である。

次に、本実施の形態の空缶殺菌装置１の動作について説明する。本例の無菌充填ライン（飲料缶詰製造ライン）では、供給コンベア１３により供給されてくる各下向きの空缶Ｅｃの上方を移動する各吸着パッド２８で順次吸着保持して空缶搬送領域Ｃｅの下流側へ順次に連続して搬送し、当該空缶Ｅｃへの薬液の噴霧を、１．空缶外面（缶外側面）、２．空缶内面（缶内面）、３．缶外底面の順に行ってゆく。

すなわち、図１に示すように、まず、各空缶Ｅｃは、空缶供給口（図示せず）を通して缶外底面を上にし開口部を下向きにした状態で供給コンベア１３上を縦列状態に移送される。当該各空缶Ｅｃは、スクリューコンベア１６の螺旋状の凹溝の回転により等間隔に整列された状態で更に進む。

一方、図２に示すように、左右一対のチェーン２６に対し、連結板３４、及び保持部材４２等を介して装備された外方に向く各吸着パッド２８は、電動モータ２３の駆動に伴う駆動スプロケットホイル２４及び従動ホイル２５の回転とともに回転する無端状のチェーン２６に引かれる各一対のチェーンローラ２７のガイドレール３２上の転動とともに回転移送されており、各吸着パッド２８は、順次に空缶搬送領域Ｃｅ内に進入する。

空缶搬送領域Ｃｅ内に進入する各吸着パッド２８は、バキュームチャンバ２９の長手吸引開口５１に対し保持部材４２及び吸着パッド２８の通気孔５２が密着連通する。その結果、各吸着パッド２８は、順次、バキュームチャンバ２９内の負圧とともに、次々に保持部材４２及び吸着パッド２８の通気孔５２を介してその吸着面に負圧を生じさせる。

このとき、スクリューコンベア１６の回転とともに等間隔に整列された各空缶Ｅｃは、空缶搬送領域Ｃｅに続けて進入してくる各吸着パッド２８の移送に同期されており、スクリューコンベア１６の先端側に進む空缶Ｅｃが、順次に続けて、各吸着パッド２８の負圧に吸引されて、各吸着パッド２８の吸着面に缶外底面を吸着させ保持されるとともに、各吸着パッド２８の回転に伴って回転しながら、各吸着パッド２８の水平移送に伴って空缶搬送領域Ｃｅの下流側へと搬送される。

吸着時の空缶Ｅｃは、その中心軸線が、空缶搬送領域Ｃｅ内を移送する吸着パッド２８の中心軸線と同一の一直線上にある。このため、吸着時には当該空缶Ｅｃの缶外底面のリム部が吸着パッド２８の吸着面に予め形成された同一サイズの環状溝に係合し、その係合で、当該空缶Ｅｃは吸着パッド２８の吸着面に対し高い吸着性をもって中心軸線上に吸着保持されている。各空缶Ｅｃの高い吸着性により、空缶搬送領域Ｃｅを水平移送中の吸着パッド２８から空缶Ｅｃが不慮に落下する確率は極めて低い。

空缶搬送領域Ｃｅを各吸着パッド２８とともに搬送される下向きの各空缶Ｅｃは、次に横吹きノズルＰｎ１から噴霧される薬液の噴霧エリア内に順次に進入し、かつ各空缶Ｅｃは、横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧エリア内を約２〜３回転しながら順次に通過する。その結果、各空缶Ｅｃは、順次にその空缶外面（缶外側面）の全面に亘り適正量の薬液が付着されてゆく。各空缶Ｅｃの缶外側面は横吹ノズルＰｎ１に対して一様に垂直にあるか、あるいは曲面を含めても傾斜しているが、回転しているため、しかも斜め前方から薬液は缶外側面に拡散して噴霧されるため均一に分散付着する。しかも、その分散付着は、各空缶Ｅｃが空缶搬送領域Ｃｅ内を搬送中に連続して行われる。

空缶搬送領域Ｃｅを各吸着パッド２８とともにさらに搬送を続ける下向きの各空缶Ｅｃは、次に上吹きノズルＰｎ２から上方に間欠的に噴霧される薬液の噴霧エリア内に順次に進入し、かつ各空缶Ｅｃは、上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリア内を適宜回転しながら順次に通過する。その結果、各空缶Ｅｃは、順次にその空缶内面（缶内面：缶内側面、缶内底面）の全面に亘りタイミングよく適正量の薬液が分散付着されてゆく。

各吸着パッド２８が空缶搬送領域Ｃｅを通り抜けると、順次に、各吸着パッド２８の保持部材４２の通気孔５２がバキュームチャンバ２９の長手吸引開口５１外に移行して外気に開放される結果、順次に、各吸着パッド２８の負圧が消滅して、各吸着パッド２８の吸着面から各空缶Ｅｃの缶外底面が離脱する。その離脱した各空缶Ｅｃは、アプローチコンベア８３上に垂直姿勢を保って受け渡され、下向きの一定姿勢のまま、図示左方向の加熱炉（図示せず）の方向に向かって搬送されてゆく。各吸着パッド２８の吸着面への空缶Ｅｃの着座位置は高精度であり、かつ吸着面は高精度に水平状態を維持しており、したがって吸着面から離脱する各空缶Ｅｃはきちんと姿勢を保って縦列された状態で受け渡される。このため、離脱した空缶Ｅｃが、アプローチコンベア８３上で転倒する確率は極めて低い。しかも、搬送中の空缶Ｅｃの下方開口端からアプローチコンベア８３の空缶搬送面８４までの離間間隔も必要以上に大きくはなく、この点も空缶Ｅｃの転倒する確率を極めて低くする要因となっている。なお、アプローチコンベア８３には、転倒缶防止のためバキューム手段、マグネット手段を併用してもよい。

アプローチコンベア８３上に移行し縦列して搬送される下向きの各空缶Ｅｃは、次に下吹きノズルＰｎ３から下方に噴霧される薬液の噴霧エリア内に順次に進入し、その結果、各空缶Ｅｃは、順次にその缶外底面の全面に亘り適正量の薬液が付着されてゆく。下吹きノズルＰｎ３の下向きの薬液の噴霧エリアを通過する各空缶Ｅｃは、アプローチコンベア８３とともに、さらに下流側の加熱炉（加熱オーブン）に向けて搬送される。

加熱炉に到達した各空缶Ｅｃは、加熱炉内の高温（例えば２５０℃程度）の熱風で加熱されて、その内外の表面（空缶外面（缶外側面）、空缶内面（缶内面）、缶外底面）に付着した薬液が完全蒸発させられる。これにより各空缶Ｅｃの殺菌処理が完了する。

加熱炉から搬出された殺菌済み空缶Ｅｃは、クリーンエアによりその周辺の空気が清浄化された後、無菌水の噴霧を受けて内容物としての飲料等の充填温度付近にまで冷却される。冷却後の殺菌済み空缶Ｅｃは、適宜のタイミングで缶外底面を下にする上向きの状態に姿勢を変えられて、無菌雰囲気（例えば空気清浄度がクラス１００以下）のクリーンブース内の飲料充填機（フィラー：図示せず）に供給される。上向きの各空缶Ｅｃは、飲料殺菌装置で高温短時間に加熱殺菌されて充填温度まで冷却された殺菌済み飲料が、殺菌された供給管を通して、飲料充填機（図示せず）から充填される。飲料充填後の缶Ｅｃは、無菌雰囲気（例えば空気清浄度がクラス１００以下）のクリーンブース内で、蓋巻締機（図示せず）により殺菌済みの缶蓋が巻締められて密封された後、飲料缶詰の殺菌済み製品として、コンベア（図示せず）でクリーンルーム外の所定の場所に搬出される。

一方、空缶搬送領域Ｃｅを通り抜けた各吸着パッド（ロータ部４５等を含む）２８は、無端状のチェーン２６に引かれて回転移送を続け、図１に示す戻り水平移送領域Ｃｈに到達してくる。そして、各吸着パッド２８及びロータ部４５等は、戻り水平移送領域Ｃｈ内の移送途中で、空圧手段７１のジェットノズル７５からの高圧エアが吹き付けられて吸着パッド２８及びその回りに付着した薬液が除去され、その後、再び、チェーン２６の継続回転に伴う回転移送で空缶搬送領域Ｃｅ内に進入する。以下、上述の動作（殺菌処理）サイクルを繰り返す。

空缶搬送領域Ｃｅの全長分に亘る長寸のバキュームチャンバ２９を構成したことで、各吸着パッド２８は、空缶搬送領域Ｃｅを水平移送の間、常時、バキュームチャンバ２９の全長分の長手吸引開口５１を通して負圧を発生し続け、空缶Ｅｃの缶外底面を吸着保持し続けることができる。各吸着パッド２８は、無端状のチェーン２６の回転とともに回転移送を続け、巡回を繰り返すため、結果的に大量の空缶を搬送することが容易である。

バキュームチャンバ２９の下面の内吸引ガイド（ロングパッド）４９は、バネ（図示せず）の付勢力で移動中の連結板３４に摺接するため、内吸引ガイド４９と連結板３４との摺接面で搬送上のガタを吸収する。このため、吸着パッド２８の吸引力が低下することを防止することができ、しかもより滑らかに空缶Ｅｃを搬送することができる。更には、吸引効率が向上することで、クリーンルーム内の外気圧に対する圧力バランスを維持させ、クリーンルーム空調機の外気導入エアー量をより少なくすることができるという効果もある。

供給コンベア１３が供給する各空缶Ｅｃは、タイミングスクリュー１６で送りタイミングが調整されて、空缶搬送領域Ｃｅに巡回する各吸着パッド２８の移送に同期されながら進むため、各吸着パッド２８で各空缶Ｅｃを吸着保持する際は、移送中の各吸着パッド２８の中心軸線に各空缶Ｅｃの中心軸線を正確に一致させる位置合わせを行うことができる。

各空缶Ｅｃの正確な位置合わせで、しかも確実に、吸着パッド２８の缶サイズに適合する環状溝に各空缶Ｅｃの缶外底面のリム部を係合させ、その係合で、各空缶Ｅｃの吸着保持の効率をより高めることが可能となる。その結果、搬送中の各空缶Ｅｃが落下する確率を大きく低減することができる。

各吸着パッド２８は、空缶Ｅｃの缶外底面を吸着保持して、下向きの空缶Ｅｃを回転させながら搬送するため、空缶搬送領域Ｃｅを搬送中の各下向きの空缶Ｅｃに薬液を噴霧する際は、予め薬液の噴霧量が適正量に調整されていることとも相俟って、各空缶Ｅｃに適正量の薬液を付着させることができる。すなわち、各空缶Ｅｃは、下向きであってかつ噴霧中に適宜数回転しているため、搬送中に受ける気流に影響されることなく噴霧された薬液を分散付着させて、薬液噴霧の適量化を簡単な構成手段で容易に実現させる。空缶搬送領域Ｃｅの下流側へのさらに続く搬送中にも、各空缶Ｅｃは回転を継続するため、この間に薬液付着量の適正化や均一化はさらに向上する。

横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１は、斜め前方から、搬送中の空缶Ｅｃに薬液を連続噴霧する位置に配設されているため、搬送中の各空缶Ｅｃに対する薬液の噴霧時間をより長く確保することができるとともに、空缶Ｅｃと空缶Ｅｃとの間から薬液が通り抜けるのを防ぎ、薬液の付着効率を向上させることができる。しかも、横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧エリアが上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２の薬液の噴霧エリアと干渉するのを防止することができる。その結果、空缶Ｅｃに薬液を均一に噴霧することができ、薬液の噴霧不良に起因する不良品の発生を防止することができ、しかも、空缶Ｅｃの搬送速度の上昇とともに高速の殺菌処理が可能である。

尚、本実施の形態では、複数の横吹きノズル（横吹きノズル群）Ｐｎ１と複数の上吹きノズル（上吹きノズル群）Ｐｎ２の設置位置は、図１に示す場合と逆の設置関係にしてもよい。その場合、各横吹きノズルＰｎ１の薬液の噴霧方向は、空缶搬送領域Ｃｅの下流側へ向けて、各上吹きノズルＰｎ２の薬液の噴霧エリアと干渉させないようにする必要がある。

また、本実施の形態では、図１等に示すように、円筒形の空缶を対象として殺菌処理を施す場合を例示しているが、円筒形缶の他、ボトル型缶等のリシール缶への適用も可能である。この場合、キャップを締めるネジ部が下向きに搬送される関係上、例えば当該ネジ部の開口が胴部の径よりも小さく転倒し易いボトル型缶の場合は、供給コンベア１３及びアプローチコンベア８３に、当該ネジ部の口部を逆さにしても転倒しないように所定の搬送用受け具を取り付けて間欠移動を行わせ、缶内面に薬液噴霧ノズルを挿入させて缶内面に薬液を噴霧する構成にすればよい。

本発明の一実施の形態に係る空缶殺菌装置の全体構成の概略を説明する説明図である。上記空缶殺菌装置の空缶搬送手段の要部構成を示す一部破断側面図である。上記空缶殺菌装置の回転付与手段の構成を説明する上面視説明図である。上記空缶殺菌装置の落下缶排出手段の構成を説明する上面視説明図である。上記落下缶排出手段の一要素を構成する保護バーの構成を説明する側面視説明図である。上記空缶殺菌装置の空圧手段の構成を説明する側面視説明図である。

符号の説明

１…空缶殺菌装置、Ｅｃ…空缶、Ｃｅ…空缶搬送領域、ＳＰ１…缶胴外周面薬液噴霧手段、Ｐｎ１…横吹きノズル、ＳＰ２…缶内面薬液噴霧手段、Ｐｎ２…上吹きノズル、ＳＰ３…缶外底面薬液噴霧手段、Ｐｎ３…下吹きノズル、Ｃｈ…戻り水平移送領域、１１…空缶供給手段、１３…供給コンベア、２１…空缶搬送手段、２３…電動モータ、２６…チェーン、２７…チェーンローラ、２８…吸着パッド、２９…バキュームチャンバ、３２…ガイドレール、３３…チェーンリンクプレート、３４…連結板、３７，３８…補助ローラ、３９…第２ガイドレール、４２…保持部材、４５…ロータ部、４６…係止部、４８…外吸引ガイド、４９…内吸引ガイド、４９ａ…レール、５３…回転付与手段、５４…ロープ、６５…落下缶排出手段、６７…保護バー、７１…空圧手段、７２…エアジェット、７５…ジェットノズル、８１…アプローチ搬送手段、８２…回転ホイル、８３…アプローチコンベア。

Claims

高清浄度の雰囲気内で空缶を殺菌し、無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの食品または飲料を充填し、殺菌した蓋で密封する無菌充填ラインにおける空缶殺菌装置において、
缶外底面を上にし開口部を下向きにした処理前の空缶を整列して供給する空缶供給手段と、
前記空缶供給手段の上方に離間して配置され、当該空缶供給手段により供給されてくる前記下向きの空缶を吸引方式の吸着パッドで一缶ずつ吸着して搬送する空缶搬送手段と、
前記空缶搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の缶胴外周面に殺菌用の薬液を噴霧する缶胴外周面薬液噴霧手段と、
前記空缶搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の缶内面に殺菌用の薬液を噴霧する缶内面薬液噴霧手段と、
空缶搬送手段により搬送された前記各空缶を前記吸着パッドから受取り、当該空缶を下向きのままで加熱炉側に搬送するアプローチ搬送手段と、
前記アプローチ搬送手段により搬送中の前記下向きの各空缶の前記缶外底面に殺菌用の薬液を噴霧する缶外底面薬液噴霧手段と、
前記吸着パッドの移動を、前記缶胴外周面薬液噴霧手段および前記缶内面薬液噴霧手段に対して上下方向および左右方向で規制するように、前記空缶の搬送方向に沿って前記空缶搬送手段に設けられた案内部材とを備えているとともに、
前記空缶搬送手段は、少なくとも一対の無端チェーンと、その無端チェーンのリンクを連結している連結部材と、その連結部材に取り付けられた保持部材とを有し、
前記吸着パッドは、前記保持部材に回転可能に取り付けられ、
さらに前記連結部材に摺接するとともに前記吸着パッドに連通して前記吸着パッドの先端に吸引力を付与するバキュームチャンバーが設けられている
ことを特徴とする空缶殺菌装置。
前記吸着パッドの吸着面に、その中心部を中心として前記空缶の複数サイズの接触径に対応する複数サイズの径の環状溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空缶殺菌装置。
前記空缶搬送手段の前記吸着パッドが前記空缶を搬送する領域の下方の位置に、前記空缶搬送手段から落下した缶を前記薬液の噴霧エリア外に排出させる落下缶排出手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空缶殺菌装置。
前記吸着パッドが前記薬液の噴霧を受ける噴霧エリアから外れた位置に、移動中の前記吸着パッドとその周辺部の表面に付着している薬液を吹き飛ばして除去する空圧手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の空缶殺菌装置。