JP4889000B2 - 殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトルの口を封冠するキャップの殺菌装置に関する。

飲料水や液体調味料等の充填物をボトルに充填する充填工場においては、ボトルに充填物を充填した後、キャップによりボトルの口を封冠するが、この封冠に先立ち、キャップの殺菌が行われる。

キャップの殺菌には、過酸化水素や紫外線照射が多く用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が注目され、鋭意開発が行われている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００２−１２８０３０号公報 特開２００３−６６１９８号公報

キャップを殺菌するには、ボトルと螺合するためのねじ山、ねじ溝等が設けられている比較的複雑な形状を有する内面を含む、キャップの全体に電子線を照射する必要がある。さらに、電子線照射量が、キャップの部位によって大きくばらつかないよう、なるべく均一に電子線を照射するのが好ましい。電子線の照射量が少ない部位においては十分な殺菌が行えず、また、特にプラスチック製のキャップの場合、過度な電子線の照射を行うと、キャップの変色や溶解といった不良にも繋がるからである。特許文献１、２に記載の技術においても、キャップを回転させながら電子線を照射することで、これらの課題を解決すべく工夫がなされているが、依然として、そこにはさらなる改善の余地がある。
例えば、キャップ、特にプラスチック製のキャップは小型軽量であるため、キャップを高速搬送しつつ確実に回転させるのは思いのほか難しく、均一な電子線照射を確実に行うのは困難である。そのために複雑な機構を採用したのでは、装置の高コスト化、大型化等を招いてしまう。
また、装置設計上の様々な理由から、キャップに対する電子線の照射を理想的な条件で行えないことがある。例えば、キャップを斜めに傾けた状態で搬送しなければならない場合である。このような場合、特許文献１、２の技術の如く、キャップを回転させながら電子線を照射しようとしてもキャップの回転が確実に行えないことがあり、それでは十分な殺菌が行えない。

また、キャップの外面については、内面側から照射した電子線の透過による殺菌を行っているが、電子線の加速エネルギー強度、電子線の照射方向に対するキャップの姿勢によっては、電子線の透過量が少なく、十分な殺菌が行えない場合がある。例えば、図１１に示すように、キャップ１の内面側、すなわち開口部２が形成されている側から電子線を照射した場合、キャップ１の外周面１ａにおいては、照射方向におけるキャップ１の見かけの厚さｔが大きく、電子線が十分に透過しない可能性がある。もちろん、この部分にあわせて電子線の照射量を決めても良いが、それでは、他の部位において電子線の照射量が過多になり、変色等のトラブルの要因となりかねない。

このように、電子線照射を用いたキャップの殺菌技術には、広く普及するまでには、依然として改善すべき課題が残っているのが現状である。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、キャップを回転させながらの搬送を確実に行い、電子線を均一に照射してキャップの殺菌を確実に行うことのできる殺菌装置を提供することを目的とする。

ところで、電子線照射装置は数千万円と非常に高価である。そこで、上記したような問題を解決するために、紫外線照射等を補助的に組み合わせて用いたのではさらなる高コスト化を招くため、本発明者らは、現在、ボトルの殺菌とキャップの殺菌を、１台の電子線照射装置で行う方向で開発を行っている。
１台の電子線照射装置でボトルの殺菌とキャップの殺菌を行う場合、電子線を分岐する必要がある。これには、ボトルに向けて照射される電子線の照射路の周囲に電磁石を配置し、電子線のパルスに同期させて、数パルスに１回、電磁石に電流を流し、これによって電子線を偏向させる。そして、偏向させた電子線を、キャップに照射し、殺菌を行うのである。
このとき、通常ボトルは立てた状態で搬送され、その状態で上方から電子線を照射して殺菌を行う。したがって、キャップに向けて照射される電子線は斜めに照射されることになる。
斜めに照射される電子線によってキャップを確実に殺菌しようとすると、電子線の照射方向に対し、キャップを正対させるのが好ましい。すると、キャップは斜めに傾いた状態で搬送されることになる。
このように、斜めに傾いた状態でキャップを搬送しようとすると、搬送しながらキャップを確実に回転させて電子線の照射を受けるのは、非常に困難となる。

そこでなされた本発明の殺菌装置は、電子線を磁力により偏向させることで、第一の方向と第二の方向に電子線の照射方向を分岐するとともに、第一の方向および第二の方向のそれぞれにおいて電子線を所定範囲内でスキャンさせて照射する電子線照射部と、第一の方向にて電子線が照射される範囲内を通過するようにボトルを搬送するボトル搬送部と、第二の方向にて電子線が照射される範囲内を通過するようにボトルのキャップを回転させながら搬送するキャップ搬送部と、を備える。そして、キャップ搬送部は、キャップを強制的に移動させるキャップ移動部材と、静止状態に設けられ、キャップ移動部材によって移動させられるキャップに接触してキャップの移動方向をガイドするガイド部材と、を備える。このようにして、キャップはキャップ移動部材によって強制的に移動されつつガイド部材に接触し、その速度差によって生じる摩擦力により確実に回転しながら搬送されることになる。これにより、キャップが斜めの状態のまま搬送されている場合等であっても、電子線照射部から照射される電子線がキャップの全体に均一に照射される。
さらに、本発明は、スクリュー部材の溝の側方に位置する突条の幅が、スクリュー部材に対するキャップの供給位置からキャップの搬送方向下流側に行くに従い漸次拡大され、スクリュー部材がキャップの重心に対してガイド部材とは反対側にオフセットして設けられることで、キャップの底面がガイド部材とスクリュー部材とによって支持されていることを特徴とする。これにより、スクリュー部材で搬送される前後のキャップの間隔を広げることができ、キャップへの電子線の照射を、より均一に行える。

キャップ移動部材として、キャップ搬送部における搬送方向に直交する断面内で傾斜し、循環駆動される無端状の搬送ベルトが設けられるとともに、ガイド部材は、搬送ベルトの搬送面上に、搬送方向に延びるように設けられ、キャップは、その底面が搬送ベルトに接触し、側面がガイド部材に接触した状態で搬送されるものとすることができる。これにより、底面に接触する搬送ベルトによってキャップが搬送されつつ、側面が静止状態のガイド部材に接触し、キャップが回転する。このとき、搬送ベルトが傾斜しているので、キャップはその自重によりガイド部材に接触し、キャップが確実に回転する。

キャップ移動部材として、外周面にらせん状の溝を有し、その軸線周りに回転駆動されるスクリュー部材を設けるとともに、ガイド部材をスクリュー部材と略平行に設け、キャップを、スクリュー部材の溝とガイド部材に挟まれた状態で搬送することによっても、キャップを確実に回転させつつ搬送することができる。
このとき、スクリュー部材は、搬送するキャップの側方に設けるようにしても良い。また、スクリュー部材をキャップの下方に配置し、ガイド部材をキャップの側方に位置するよう設けても良い。これにより、キャップ移動部材の幅をコンパクトなものとすることができる。

上記したようなキャップ搬送部は、キャップを複数列に並べて搬送するため、複数組を並設するようにしても良い。このとき、前記の搬送ベルトとガイド部材からキャップ移動部材を構成する場合、これらを複数組設けるようにしても良いが、一本の搬送ベルト上に複数本のガイド部材を並設しても良い。

キャップ搬送部の周囲には、電子線照射部から照射される電子線を反射させてキャップに照射するための反射部材を設けるのも好ましい。これにより、キャップへのより均一な電子線照射が行える。
この場合、反射部材は、キャップ搬送部で搬送されるキャップの両側に設けるのが好ましいが、電子線照射部から照射される電子線の、キャップの中心軸に対する照射角度またはオフセット寸法に応じ、少なくとも一方の側の反射部材をキャップの中心軸に対し傾斜して設けることもできる。

本発明によれば、キャップを回転させながらの搬送を確実に行い、電子線を均一に照射してキャップの殺菌を確実に行うことが可能となる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるボトル・キャップ用の殺菌装置１０Ａの概略構成を説明するための図である。
この図１に示す殺菌装置１０Ａは、ボトル１００に飲料を充填する充填装置の前段側に設けられるものである。この殺菌装置１０Ａは、ボトル１００を搬送するボトル搬送機構２０と、キャップ２００を搬送するキャップ搬送機構３０と、電子線を照射して殺菌を行う電子線照射部４０Ａとを備えて構成されている。

ボトル搬送機構２０の構成について本発明で何らの限定を行う意図はないが、例えば無端状の搬送ベルト２１を循環駆動させながら、搬送ベルト２１上にボトル１００を一定間隔ごとに割り出していくことにより、搬送ベルト２１上にボトル１００を所定間隔で配列した状態で搬送ベルト２１が連続する方向に搬送していく構成のもの等が採用できる。ボトル搬送機構２０については、これ以外にもいかなる構成のものを採用しても良い。なお、搬送ベルト２１上で、ボトル１００はその中心軸線を略鉛直方向に合致させて保持されるようになっている。

キャップ搬送機構３０については、後に詳述するが、ボトル搬送機構２０と略並行な方向にキャップ２００を搬送するものとする。

本実施の形態の電子線照射部４０Ａでは、電子線発生源４１と、偏向用磁石（第一の磁石）４２と、スキャン用磁石４３と、ホーン４４と、コントローラ４５とを備える。
図２に示すように電子線発生源４１では、ビーム状の電子線を発生し、これを、ボトル搬送機構２０によって搬送されるボトル１００に照射する。本実施の形態において、図３に示すように、電子線発生源４１では、例えば６０Ｈｚといった低周波のパルス電流Ｉ１により電子線を発生するようになっている。この、電子線発生源４１を駆動するためのパルス電流Ｉ１は、コントローラ４５によってその発生が制御される。このような電子線発生源４１としては、いわゆる電子銃を用いることができる。

ここで、以下の説明において、説明の理解を助けるため、ボトル搬送機構２０、キャップ搬送機構３０におけるボトル１００、キャップ２００の搬送方向をＸ軸、Ｘ軸に直交し、電子線発生源４１における電子線の照射方向をＺ軸、これらＸ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸と定める。

さて、偏向用磁石４２、スキャン用磁石４３は、それぞれは、印加される電流に応じて発生する磁界が変化するものである。
偏向用磁石４２は、電子線発生源４１から照射される電子線を囲むように設けられ、発生する磁界によって電子線をＸ軸回りに所定角度偏向させるよう配置されている。この偏向用磁石４２には、コントローラ４５の制御により、電子線発生源４１で電子線を発生するパルス電流Ｉ１に同期させたタイミングで所定強度の電流Ｉ２が印加される。このとき、電子線発生源４１で電子線を発生するパルス電流Ｉ１の数パルスに１回、所定強度の電流Ｉ２が印加され、これによって偏向用磁石４２で発生した磁界により、電子線を偏向させるのである。
本実施の形態においては、電流Ｉ２を印加せず、偏向用磁石４２で磁界を発生しない状態では、電子線がそのまま直進してボトル搬送機構２０上のボトル１００に照射され、数パルスに１回、電流Ｉ２を印加して偏向用磁石４２で磁界を発生したときには、電子線が偏向してキャップ搬送機構３０上のキャップ２００に照射されるようになっている。

スキャン用磁石４３は、偏向用磁石４２の直下に配置され、偏向用磁石４２で偏向を行っていないときの電子線の進路と、偏向を行っているときの電子線の進路の双方を囲むように設けられている。
スキャン用磁石４３には、コントローラ４５の制御により、電子線発生源４１で電子線を発生するパルス電流Ｉ１の１パルスごとに、一定の変化幅で強度が連続的に変化する電流Ｉ３が印加される。このように、スキャン用磁石４３に印加される電流Ｉ３が一定時間（パルス電流Ｉ１の１パルスに相当した時間）内に変化すると、スキャン用磁石４３で発生する磁界強度が変化する。これによって、電子線の偏向量、すなわち電子線の偏向角度が連続的に変化し、電子線が一定範囲（一定角度）内をスキャンするのである。スキャン用磁石４３は、このときの電子線のスキャン方向がＸ軸方向に合致するように配置される。
なお、電流Ｉ３の変化幅、変化開始時、変化終了時の電流強度については何ら限定する意図は無いが、電子線は当初Ｚ軸方向に照射されるため、この照射方向を基準として、両側に等しい角度だけスキャンが行われるよう、変化開始時の磁界強度と、変化終了時の磁界強度を、正負で絶対値が等しくなるように調整するのが好ましい。
前記したように、このような電流Ｉ３によって行われる電子線のスキャンは、電子線発生源４１で電子線を発生するパルス電流Ｉ１の１パルスごとに行われる。つまり、ボトル搬送機構２０上のボトル１００に向けて電子線を照射しているときはもちろん、前記の偏向用磁石４２で数パルスに１回、キャップ搬送機構３０上のキャップ２００に向けて電子線を偏向させて照射しているときにも、電子線の一定幅でのスキャンが行われるようになっている。

図２に示したように、ホーン４４は、上記のように、偏向用磁石４２による偏向、スキャン用磁石４３によるスキャンを行っているときの電子線の照射範囲を取り囲むように設けられる。したがって、Ｘ軸方向からホーン４４を側面視すると、ホーン４４は、ボトル搬送機構２０に向けて略鉛直下方に延びる第一ホーン部４４ａと、第一ホーン部４４ａから分岐するように形成されて、キャップ搬送機構３０に向けて斜め下方に延びる第二ホーン部４４ｂとを有し、第一ホーン部４４ａ、第二ホーン部４４ｂのそれぞれは、図１に示したように、Ｙ軸方向から見たときに、偏向用磁石４２およびスキャン用磁石４３から下方に行くに従いその幅が漸次広がるテーパ形状をなしている。

さて、キャップ搬送機構３０であるが、図２に示すように、上記のごとく斜め下方に延びたホーン４４の第二ホーン部４４ｂの先端部に対向するよう、水平面に対して傾斜して設けられる。これは、第二ホーン部４４ｂを通って、一定の振れ幅でスキャンしながら照射される電子線が、キャップ２００の底部２００ａに対し、略直交する方向から照射されるようにするためである。もちろん、電子線がキャップ２００の底部２００ａに対し斜めに照射される構成とすることもできるが、できるだけ構成を簡易なものとするのが好ましい。

このようなキャップ搬送機構３０としては、以下のような基本構成を有するものが採用できる。
まず、キャップ２００を単列で搬送しながら電子線を照射するのであれば、図４に示すように、キャップ搬送機構３０Ａとして、無端状の搬送コンベア（キャップ移動部材、搬送ベルト）３１を循環駆動させ、この搬送コンベア３１の上面に沿って、その搬送方向に延びるガイド部材３２を設けるのが好ましい。搬送コンベア３１は、その上面が照射される電子線に略直交するように設ける。つまり、水平面に対し、傾斜して設けられる。
ガイド部材３２は、搬送コンベア３１の可動部分（コンベア面）と直接接触しないよう、図示しない支持部材等によって支持されて設けられている。

そして、搬送コンベア３１における搬送方向上流側において、ガイド部材３２の近傍には、搬送コンベア３１上にキャップ２００を割り出す割り出し部材３３が設けられ、図示しないモータ等によって回転駆動されるようになっている。割り出し部材３３は、円板状で、その板面が、搬送コンベア３１の表面に略平行となり、搬送コンベア３１上のキャップ２００よりも低くなるように設けられており、その外周部には、キャップ２００を保持する凹部３３ａが周方向に多数並んで形成されている。この割り出し部材３３は、搬送コンベア３１の傾斜方向において、ガイド部材３２よりも上方に位置するよう設けられている。
この割り出し部材３３は、回転させながら、搬送コンベア３１上の傾斜方向上方側となる位置にて、図示しないキャップ供給機構により、各凹部３３ａにキャップ２００を保持させる。この状態で、キャップ２００の自重により、キャップ２００は凹部３３ａに嵌まり込み、凹部３３ａによって保持される。割り出し部材３３が回転すると、凹部３３ａに保持されたキャップ２００は周方向に搬送されていく。そして、キャップ２００が、傾斜方向の下側、つまりガイド部材３２に対向した部分に到達すると、キャップ２００の自重によって落下し、ガイド部材３２に当たり、これによってキャップ２００は、底部２００ａが搬送コンベア３１によって支持され、側面２００ｂがガイド部材３２によって保持された状態となる。このため、ガイド部材３２は、キャップ２００の側面２００ｂに合わせた角度で設けるのが好ましい。
搬送コンベア３１が循環駆動されていると、コンベア表面とキャップ２００の底部２００ａとの間の摩擦力により、キャップ２００は搬送コンベア３１によって搬送されていく。このとき、キャップ２００は、搬送コンベア３１が傾斜しているためにキャップ２００の自重がガイド部材３２に作用するため、これによって側面２００ｂがガイド部材３２から摩擦力を受ける。その結果、キャップ２００は、回転しながらガイド部材３２に沿って搬送されていくことになる。
このキャップ２００の回転を、より確実なものとするには、ガイド部材３２との間の摩擦力を高いものにするのが好ましく、このためには、ガイド部材３２の表面に、キャップ２００の表面に形成されているスプライン状の凹凸（ギザギザ）に対応した凹凸を形成するのが好ましい。また、ガイド部材３２の表面を、摩擦係数の高い材料で形成するようにしても良いが、異物が発生しないように考慮する必要がある。

このようなキャップ搬送機構３０Ａにより、ガイド部材３２に沿って回転しながら搬送されるキャップ２００に対し、電子線照射部４０Ａで、電子線を照射することで、キャップ２００の殺菌を行うのである。キャップ搬送機構３０Ａでは、キャップ２００を回転させながら搬送するため、その搬送方向に沿ってスキャンされる電子線が、一定のスキャン領域内でキャップ２００に照射されることで、キャップ２００の全体に均一に電子線を照射して殺菌を行うことができる。
キャップ搬送機構３０Ａは、傾斜した搬送コンベア３１にガイド部材３２を設けることで、キャップ２００の自重を利用してキャップ２００をガイド部材３２に押し付け、これによって小型軽量なキャップ２００であっても確実に回転させるようになっている。このように、搬送コンベア３１にガイド部材３２を設けるのみという非常に簡素な構成で、キャップ２００を確実に回転させることができるため、低コストで確実な殺菌効果を得ることができる。しかも、電子線照射部４０Ａにおいて電子線を分岐させることによって、キャップ２００に対して傾斜して照射される電子線に対し、搬送コンベア３１を傾斜させることでキャップ２００を電子線に対して正対させているが、この、搬送コンベア３１の傾斜を利用してキャップ２００の確実な回転を得ている。通常、搬送コンベア３１の傾斜は、キャップ２００の回転にとって障害となる要因であるが、上記構成ではこれを逆に利用し、キャップ２００の確実な回転を実現しているのである。

なお、上記したようなキャップ搬送機構３０Ａは、電子線照射部４０Ａにおける電子線のスキャン方向と、キャップ搬送機構３０Ａにおけるキャップ２００の搬送方向を合致させず、電子線照射部４０Ａでスキャンされる電子線に対し、キャップ搬送機構３０Ａで搬送されるキャップ２００が斜めに横切るような構成とすることも可能である。

図５に示すキャップ搬送機構３０Ｂは、キャップ２００を２列に並べて搬送するためのものである。このキャップ搬送機構３０Ｂは、二本のスクリュー部材（キャップ移動部材）５１Ａ、５１Ｂが間隔を隔てて互いに平行に配置され、これらの間にスライド板５２とガイド部材５３とが設けられた構成となっている。
二本のスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂは、キャップ２００の径に対応した幅の溝５１ｃが螺旋状に形成されたもので、一方のスクリュー部材５１Ａと他方のスクリュー部材５１Ｂは、溝５１ｃの巻き方向が互いに異なるように形成され、図示しないモータ等で互いに異なる方向に回転駆動されるようになっている。

スライド板５２は、キャップ２００の底部２００ａを受けるためのもので、スライド板５２でキャップ２００の底部２００ａを支持した状態で、各列のキャップ２００の側面２００ｂがスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂの溝５１ｃに接触するようになっている。このスライド板５２は、図５においては一枚物となっているが、キャップ２００を安定して支持できるのであれば、ガイド部材５３を挟んでその両側にそれぞれ別個の物を設けるようにしても良いし、複数本の線状（棒状）のもので構成するようにしても良い。

ガイド部材５３は、スライド板５２上に支持された２列のキャップ２００の間を仕切るもので、このガイド部材５３とスクリュー部材５１Ａまたは５１Ｂにキャップ２００が挟み込まれるようになっている。
このようなキャップ搬送機構３０Ｂでは、スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂを回転駆動させることで、キャップ２００をスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂが連続する方向に搬送していくようになっている。このとき、キャップ２００の側面２００ｂは、一方の側でスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂによって搬送方向に押されつつ、他方の側では、静止しているガイド部材５３との間で摩擦力が生じ、これによってキャップ２００が確実に回転しながら搬送されるようになっている。この場合も、ガイド部材３２と同様、ガイド部材５３に凹凸等を形成するのが好ましい。

キャップ搬送機構３０Ｂでキャップ２００を２列に搬送するには、それぞれの列にキャップ２００を別々に供給することもできるが、その前段側に、図５に示すような整列ガイド５４を設けるのが好ましい。この整列ガイド５４は、一列に整列して供給されるキャップ２００を２列にするためのもので、その一方の側でキャップ２００の直径より僅かに広い間隔を有し、他方の側でスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂに近づくにつれ、その間隔が漸次広がるテーパ形状をなしている。
そして、整列ガイド５４よりも上流側（スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂから離れる側）におけるキャップ２００の搬送速度が、キャップ搬送機構３０Ｂにおける各列の搬送速度よりも速くなるように、スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂを回転駆動させることで、整列ガイド５４の上流側と下流側の速度差によって整列ガイド５４内のキャップ２００がスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂ側のキャップ２００から抵抗力を受け、これによってテーパ状の整列ガイド５４内で２列に分岐するようになっている。
当然のことながら、整列ガイド５４と、スクリュー部材５１Ａ、５４Ｂの上流側の受け渡し部分においては、キャップ２００が滑らかにスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂ側に受け渡されるよう、ガイド部材５３の上流端の位置を適宜設定したり、ガイド部材５３の上流端の形状をテーパ形状としたり、他のガイドを適宜設けたりするのが好ましい。

上記キャップ搬送機構３０Ｂによって回転しながら搬送されるキャップ２００に対し、電子線照射部４０Ａで、電子線を照射することで、キャップ２００の殺菌を行うことができる。このとき、スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂによってキャップ２００を確実に回転させることができるので、キャップ２００の全体に均一に電子線を照射して殺菌を行うことができる。

このとき、スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂで搬送するキャップ２００は、互いに前後するキャップ２００が接触しないよう、間隔を隔てるのが、電子線を確実にキャップ２００の全体に照射するという観点で好ましい。そこで、本実施形態では、図６に示すように、スクリュー部材５１Ａ、５１Ｂの溝５１ｃの両側の突条部５１ｄの幅ｗ１を大きくすることを必須とする。図５に示すような整列ガイド５４を用いる場合、整列ガイド５４に近い上流側では突条部５１ｄの幅ｗ２はなるべく小さくするのが好ましいので、この場合、突条部５１ｄを、搬送方向上流側の幅ｗ２から下流側の幅ｗ１へと漸次拡大するのが好ましい。

なお、このようなキャップ搬送機構３０Ｂは、斜めに照射される電子線にキャップ２００が正対するように傾けて設置することもできるが、この場合、傾斜方向下側の列では、キャップ２００の自重がスクリュー部材５１Ａに作用するのに対し、傾斜方向上側の列では、キャップ２００の自重がガイド部材５３に作用し、これによってキャップ２００の回転速度（回転の確実性）に２列の間で差が生じてしまう可能性がある。そこで、キャップ搬送機構３０Ｂを採用する場合、これを水平に設置するのが好ましい。

これに対し、図７に示すようなキャップ搬送機構３０Ｃを用いることもできる。
図７に示すキャップ搬送機構３０Ｃは、キャップ搬送機構３０Ｂと同様、２本のスクリュー部材（キャップ移動部材）６１Ａ、６１Ｂを用いてキャップ２００を搬送する。２本のスクリュー部材６１Ａ、６１Ｂは、キャップ２００の底部２００ａに接触するよう設けられ、２列のキャップ２００の両側と、２列のキャップ２００の間には、ガイド部材６２、６３、６４が設けられる。

両側に位置するガイド部材６２、６４は、断面略Ｌ字状とし、その下端部６２ａ、６４ａは、内側に突出するように形成し、キャップ２００の底部２００ａを支持する構成とするのが好ましい。
そして、本実施形態では、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂは、キャップ２００の重心位置２００ｇに対し、ガイド部材６２、６４とは反対側にオフセットして設けられるようになっている。これによりキャップ２００は、その底部２００ａが、ガイド部材６２、６４およびスクリュー部材６１Ａ、６１Ｂによって支持されるようになっていることを必須とする。
そして、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂは、その回転方向が、上面側でキャップ２００をガイド部材６２、６４に押し付ける方向に設定される。

このような構成のキャップ搬送機構３０Ｃでは、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂが図示しないモータ等で回転駆動されることで、ガイド部材６２、６４との間で摩擦力が生じ、キャップ２００が回転しつつ搬送されるようになっている。

この場合、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂがキャップ２００の下側に位置している。図５に示したキャップ搬送機構３０Ｂでは、キャップ２００の側方に位置しているため、電子線の照射が妨げられてしまう可能性がある。これに対し、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂがキャップ２００の下側に位置したキャップ搬送機構３０Ｃでは、そのような問題を回避できる。

また、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂがキャップ２００の下側に設けられているために、両側にスクリュー部材５１Ａ、５１Ｂが設けられたキャップ搬送機構３０Ｂに比較すると、キャップ搬送機構３０Ｃの幅を小さくすることができる。これにより、ホーン４４の第一ホーン部４４ａにキャップ搬送機構３０Ｃを近接させて配置することができ、これによって第二ホーン部４４ｂの傾斜角度を小さくすることができる。その結果、ホーン４４をコンパクトにして、省スペース化、ホーン４４の製作費用の低減といった効果を得ることができる。さらに、偏向用磁石４２における電子線の偏向角度も小さくて済むため、偏向用磁石４２を励磁させるための電流も少なくて済み、この点でも効率化が図れる。

このキャップ搬送機構３０Ｃの場合も、キャップ２００を２列に整列させるには、上記のような整列ガイド５４を用いることができ、また、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂの突条部６１ｄの幅についても、電子線照射部４０Ａで電子線が照射される領域で広げるようにしても良い。

なお、このようなキャップ搬送機構３０Ｃは、水平に設置しても良いし、斜めに照射される電子線にキャップ２００が正対するように傾けて設置しても良い。斜めにキャップ搬送機構３０Ｃを設置する場合は、図４に示したキャップ搬送機構３０Ａと同様、傾いたキャップ２００の自重が傾斜方向下側のガイド部材６２、６３に作用し、これによってガイド部材６２、６３との間で効率よく摩擦力を発生することもできる。この場合、スクリュー部材６１Ａ、６１Ｂは同方向に回転駆動するようにしても良い。

ところで、図８に示すように、上記キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃのように、２列、あるいはそれ以上の多数列にキャップ２００を並べて搬送する場合、電子線照射部４０Ａで照射される電子線は、そのスキャン中心ラインＣが、各列のキャップ２００の中心からずれることになる。
その場合、電子線のスキャン中心ラインＣに近い側と遠い側とで、キャップ２００に対する電子線の照射量が異なり、特に電子線のスキャン中心ラインＣから遠い側において、キャップ２００の底部２００ａと側面２００ｂの突き合わせ部分近傍において、電子線の照射量が少なくなってしまう。いくらキャップ２００を回転させながら電子線を照射するとはいえ、このような電子線の照射は、なるべく均一であるのが好ましい。
そこで、図８に示すように、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの両側に、反射部材７０を設けるのが好ましい。これら反射部材７０で、電子線照射部４０Ａから照射される電子線が反射することで、キャップ２００の底部２００ａと側面２００ｂの突き合わせ部分をはじめ、電子線のスキャン中心ラインＣから遠い側のキャップ２００の側面２００ｂに電子線を確実に照射することができ、より均一な照射が行える。

なお、反射部材７０は、図８に示したように、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの両側に、互いに平行に配置することができるが、これに限るものではない。
キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃを、斜めに照射される電子線にキャップ２００が正対するように設ける構成では、図８に示した構成が好ましいが、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃを水平に設けた場合をはじめ、電子線がキャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃに対して斜めに照射される場合、図９に示すように、電子線の傾斜に対応して、反射部材７１、７２の少なくとも一方を、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの搬送面に対して傾斜して設けるのが有効である。これにより、電子線が遮られるのを回避することができる。

このように、反射部材７１、７２の少なくとも一方を、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの搬送面に対して傾斜して設ける構成は、図１０（ａ）に示すように、電子線照射部４０Ａにおける電子線のスキャン方向Ｓと、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃにおけるキャップ２００の搬送方向が交差し、スキャンされる電子線をキャップ２００が斜めに横切るような構成の場合にも有効である。その場合、図１０（ａ）中、例えば斜線で示したような場所によっては、図１０（ｂ）に示すように、電子線のスキャン中心ラインＣが、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの幅方向の中心から大きく側方にオフセットする。
このような場所において、反射部材７１、７２の一方を、キャップ搬送機構３０Ｂ、３０Ｃの搬送面に対して傾斜して設けることで、これにより、電子線が遮られるのを回避することができる。

なお、上記実施の形態では、殺菌装置１０Ａの各部の構成について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態における殺菌装置の構成を示す図である。 本実施形態における電子線照射部の構成を示す図である。 図２に示した電子線照射部における制御電流の例を示す図である。 キャップ搬送機構の一例を示す図である。 キャップ搬送機構の他の一例を示す図である。 突条部の幅を広げたスクリュー部材を示す図である。 キャップ搬送機構のさらに他の一例を示す図である。 反射部材の一例を示す図である。 反射部材の他の一例を示す図である。 反射部材のさらに他の一例を示す図である。 従来の電子線によるキャップ殺菌の問題点を示す図である。

１０Ａ…殺菌装置、２０…ボトル搬送機構、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…キャップ搬送機構、３１…搬送コンベア（キャップ移動部材、搬送ベルト）、３２…ガイド部材、４０Ａ…電子線照射部、４１…電子線発生源、４２…偏向用磁石（第一の磁石）、４３…スキャン用磁石、４４…ホーン、４５…コントローラ、５１Ａ、５１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ…スクリュー部材（キャップ移動部材）、５３…ガイド部材、５１ｃ…溝、５１ｄ、６１ｄ…突条部、６２、６３、６４…ガイド部材、７０、７１…反射部材、１００…ボトル、１００ｂ…底部、２００…キャップ、２００ａ…底部、２００ｂ…側面

Claims (7)

1. 電子線を磁力により偏向させることで、第一の方向と第二の方向に前記電子線の照射方向を分岐するとともに、前記第一の方向および前記第二の方向のそれぞれにおいて前記電子線を所定範囲内でスキャンさせて照射する電子線照射部と、
   前記第一の方向にて前記電子線が照射される範囲内を通過するようにボトルを搬送するボトル搬送部と、
   前記第二の方向にて前記電子線が照射される範囲内を通過するように前記ボトルのキャップを回転させながら搬送するキャップ搬送部と、を備え、
   前記キャップ搬送部は、前記キャップを強制的に移動させるキャップ移動部材と、
   静止状態に設けられ、前記キャップ移動部材によって移動させられる前記キャップに接触して前記キャップの移動方向をガイドするガイド部材と、を備え、
   前記スクリュー部材の前記溝の側方に位置する突条の幅が、前記スクリュー部材に対する前記キャップの供給位置から前記キャップの搬送方向下流側に行くに従い漸次拡大され、
   前記スクリュー部材が前記キャップの重心に対して前記ガイド部材とは反対側にオフセットして設けられることで、前記キャップの底面が前記ガイド部材と前記スクリュー部材とによって支持されていることを特徴とする殺菌装置。
2. 前記キャップ移動部材として、前記キャップ搬送部における搬送方向に直交する断面内で傾斜し、循環駆動される無端状の搬送ベルトが設けられるとともに、前記ガイド部材は、前記搬送ベルトの搬送面上に、前記搬送方向に延びるように設けられ、
   前記キャップは、その底面が前記搬送ベルトに接触し、側面が前記ガイド部材に接触した状態で搬送されることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記キャップ移動部材として、外周面にらせん状の溝を有し、その軸線周りに回転駆動されるスクリュー部材が設けられるとともに、前記ガイド部材が前記スクリュー部材と略平行に設けられ、
   前記キャップは、前記スクリュー部材の前記溝と前記ガイド部材に挟まれた状態で搬送されることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
4. 前記スクリュー部材は前記キャップの下方に配置され、前記ガイド部材は前記キャップの側方に位置するよう設けられることを特徴とする請求項３に記載の殺菌装置。
5. 前記キャップ搬送部は、前記キャップを複数列に並べて搬送するため、複数組が並設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
6. 前記キャップ搬送部の周囲に、前記電子線照射部から照射される前記電子線を反射させて前記キャップに照射するための反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の殺菌装置。
7. 前記反射部材は、前記キャップ搬送部で搬送される前記キャップの両側に設けられ、前記電子線照射部から照射される前記電子線の、前記キャップの中心軸に対する照射角度またはオフセット寸法に応じ、少なくとも一方の側の前記反射部材を前記キャップの中心軸に対し傾斜して設けることを特徴とする請求項６に記載の殺菌装置。

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