JP5029853B2 - キャップ殺菌洗浄装置及び殺菌洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャップ殺菌洗浄装置、特にシュートに沿って配設された複数のノズルから殺菌洗浄液を連続噴射してキャップを殺菌洗浄するのと同時にキャップを搬送する推進力を得るシュート式キャップ殺菌洗浄装置において、推進ノズルの作動中にキャップの搬送が停止する場合であっても、シュート内のキャップの変形を好適に防止することが出来るシュート式キャップ殺菌洗浄装置に関する。

アセプティック充填システム等の無菌充填システムにおいては、清涼飲料などの内容物を充填したボトル（容器）に合成樹脂製キャップを装着する際、キャップをキャッパーへ供給する前に、キャップの殺菌及び洗浄を実施している。その場合のキャップ殺菌・洗浄方法として、キャップを自重によりシュートで搬送しながらキャップを殺菌・洗浄する方法及び装置（例えば、特許文献１を参照。）や、ターレットやドラム型のスターホイールで搬送しながらキャップを殺菌・洗浄する方法及び装置（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照。）が一般的に知られている。
シュート式の殺菌洗浄装置では、キャップ搬送シュートは、キャップが回転できるように、キャップを横倒しに支持するため、少なくとも上下左右に配置した複数の棒状ガイドにて搬送空間を作り、キャップはその搬送空間を通過して搬送される。シュートで搬送されるキャップは、搬送経路に沿って上下左右に適宜間隔で配置されたノズルから殺菌剤や無菌水をキャップ内外面に噴射され殺菌洗浄される。その場合、シュートに沿って配置されたノズルから噴射される殺菌洗浄液の噴流がキャップの搬送を妨げぬよう、ノズルは搬送方向に対し角度をつけて噴射することが多い。
ところで、本願出願人は、シュート式のキャップ殺菌洗浄装置において、キャップ搬送シュート内の合成樹脂製キャップに作用する積圧を緩和してキャップの変形を防止し、且つ上流側で噴射された温水や無菌水が下流側の温水や無菌水に及ぼす影響を少なくして効率よくキャップを殺菌・洗浄することが出来るように、殺菌洗浄に係るシュート搬送路を上り勾配で構成したシュート式のキャップ殺菌洗浄装置を考案し、それを特許出願した（特許文献４を参照。）。

特許第２９６９１２０号 特許第３７９１８６８号 特許第３９６９９９６号 特開２００９−１５４９５８号公報

ノズルから噴射される殺菌洗浄液によってキャップを殺菌洗浄するのと同時に、キャップを搬送する推進力を得る上記シュート式のキャップ殺菌洗浄装置は、ターレット等の動力を用いて搬送しながらキャップを殺菌洗浄する装置に比べて、メカニカルな動力を必要としないため、システムを安価に構築することができ、また、キャップの搬送路を縦方向（鉛直方向）に構築することが出来るためスペースを有効に利用することが出来る等の利点を有する。
しかし、殺菌剤は、通常、加温されているため、殺菌中のキャップは加熱されながらシュート内で積圧を受けて搬送される。シュートの下流には通過時間や処理速度をコントロールするための切り出し装置が設けられている。この切り出し装置が停止した場合、キャップは殺菌洗浄に係るシュート搬送路内に停滞しそこから出ることは出来なくなる。キャップの殺菌洗浄はなるべく継続して行いたいため、ノズルは連続噴射させておきたいが、キャップは加熱されながら前後のキャップから積圧を受けることになる。その結果、キャップスカート部が楕円状に変形するという問題がある。
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的はシュートに沿って配設された複数のノズルから殺菌洗浄液を連続噴射してキャップを殺菌洗浄するのと同時にキャップを搬送する推進力を得るシュート式キャップ殺菌洗浄装置において、推進ノズルの作動中にキャップの搬送が停止する場合であっても、シュート内のキャップの変形を好適に防止することが出来るシュート式キャップ殺菌洗浄装置を提供することである。

前記目的を達成するために本発明のキャップ殺菌洗浄装置は、
キャップの殺菌洗浄装置において、キャップ搬送路内にシュートと切り出し装置を備え、複数のキャップに殺菌洗浄液を該キャップの搬送方向側に向かって噴射吹き付ける推進ノズルと、該キャップの搬送方向逆側に向かって噴射吹き付ける逆推進ノズルとを備え、該切り出し装置停止の際に、該逆推進ノズルの噴射開始の指令を行う制御装置と、前記指令のための制御弁とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のキャップの殺菌洗浄方法は、シュートと、切り出し装置と、からなるキャップ搬送路内で、推進ノズルからキャップの搬送方向側に向かって噴射される殺菌洗浄液を吹き付けられる複数キャップが、前記切り出し装置の停止により、せき止められたまま前記殺菌洗浄液を吹き付けられる際に、
逆推進ノズルから前記キャップの搬送方向とは逆側に向かって該キャップに対し殺菌洗浄液を吹き付けることを特徴とする。

本発明のキャップ殺菌洗浄装置および殺菌洗浄方法は、切り出し装置停止の際に、推進ノズルからの殺菌洗浄液吹き付けによって、キャップに推進力による積圧が加わったとしても、逆推進ノズルからも殺菌洗浄液をキャップに吹き付けることにより、積圧を打ち消し又は弱めキャップの変形を好適に抑制することができる。

本発明のキャップ殺菌洗浄装置を示す要部説明図である。 図１を上方から見た要部平面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明のノズルの噴射形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る逆推進ノズルの噴射形態を示す説明図である。 本発明の更に別の実施形態に係る逆推進ノズルの噴射形態を示す説明図である。 本発明の別の実施形態、および更に他の実施形態に係る図１のＢ−Ｂ断面図である。 キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理の本体部に係るフロー図である。 キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理の分岐部に係るフロー図である。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、本発明のキャップ殺菌洗浄装置１００を示す要部説明図である。また図２は、図１を上方から見た要部平面図である。
このキャップ殺菌洗浄装置１００は、噴射形態（後述の噴流中心、標的、交差角度θおよび拡がり角度φ等）の異なる推進ノズル２a,２b,２c,２dと、必要に応じてさらに逆推進ノズル２eを使用してキャップＣの殺菌洗浄を行う。
このキャップ殺菌洗浄装置１００は、シュート搬送路１に沿って配設された導管の外周面に設けられた複数の推進ノズルから噴射される殺菌洗浄液によってキャップＣを満遍なく殺菌洗浄することが出来ると共に、ターレット等の動力機構を必要とすることなく、その殺菌洗浄液の噴流の力を推進力としてキャップＣをシュート搬送路１内の所定方向に安定して搬送することが出来る。それに加え、本キャップ殺菌洗浄装置１００は、その推進力による影響を打ち消し又は弱める逆推進力を発生する逆推進ノズルを別途備えるため、推進ノズルから殺菌洗浄液をキャップＣに噴射したまま切り出し装置が停止し、その結果、切り出し装置間に複数のキャップＣがせき止められて停滞した場合に、逆推進ノズルから殺菌洗浄液をキャップＣに噴射することにより、キャップの殺菌洗浄を継続させたまま、複数のキャップ同士が互いに押し合う状態、いわゆる、キャップの押せ押せ状態を緩和しキャップの変形を好適に抑制することができる。また、更には、キャップ殺菌洗浄装置の初期起動時、または再起動時等の殺菌洗浄液の噴流や温度が安定しない場合にキャップの搬送を逆推進ノズルからの噴射を使って噴流が安定するまで停止し、不安定な噴流による不安定な殺菌洗浄を好適に防止することが出来る。

そのための構成として、本キャップ殺菌洗浄装置１００は、キャップＣの搬送路としてのシュート搬送路１と、殺菌洗浄液をキャップＣに噴射しキャップＣの内面または外面を殺菌洗浄するのと同時にその殺菌洗浄液の噴流の力によりキャップＣにシュート搬送路１に沿って所定の方向へ進む推進力を付与する上部推進ノズル２a、下部推進ノズル２b、右部推進ノズル２c（図２を参照。）及び左部推進ノズル２dと、これら『推進ノズル』に殺菌洗浄液を供給する導管としての上部推進用供給パイプ３a、下部推進用供給パイプ３b、右部推進用供給パイプ３c（図２を参照。）、左部推進用供給パイプ３dと、キャップＣの内面又は外面を殺菌洗浄するのと同時にその噴流の力によりキャップＣに上記搬送方向とは逆向きに進もうとする逆推進力を付与する逆推進ノズル２e（図２を参照。）と、その『逆推進ノズル』に殺菌洗浄液を供給する導管としての逆推進用供給パイプ３e（図２を参照。）と、キャップＣの殺菌洗浄が行われる殺菌洗浄ゾーン（シュート搬送路１の内で殺菌洗浄液を噴霧するための範囲で、以下、「殺菌洗浄シュート部」ともいう。）に所定の時間間隔でキャップＣを供給するイン側切り出し装置４と、イン側切り出し装置４と同期して殺菌洗浄シュート部から同一の時間間隔でキャップＣを取り出して下流に送り出すアウト側切り出し装置５と、シュート搬送路１を支持するシュート搬送路支持部材６と、雑菌、塵や埃の侵入を阻止すると共に殺菌洗浄液の飛散を防止するチャンバ７と、上記各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eの圧力（以下、「噴射圧力」という。）を計測する圧力センサ８a,８b,８c,８d,８e（図１において８aのみ図示）と、上記各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eに流入する殺菌洗浄液の流量を計測する流量センサ９a,９b,９c,９d,９e（図１において９aのみ図示）および温度センサ（図１において上部推進用供給パイプ３ａに接続されるもののみ図示）と、上記各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eに殺菌洗浄液を供給する殺菌洗浄液タンク１０及びポンプと、上記圧力センサ及び上記流量センサの計測信号に基いて上記『推進ノズル』および上記『逆推進ノズル』の噴射を、制御弁としての電磁弁によりＯＮ／ＯＦＦ制御するための制御装置としてのコントローラ１１とを主に具備して構成されている。ここで、電磁弁に加え、各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eへの途中に流量調整弁、または圧力調整弁を設けると各供給パイプについて流量を変更できるので好ましいが、比例制御弁を設けて、各供給パイプの流量を自動制御できるようにすると、より好ましい。その際、比例制御弁を上述の電磁弁の代わり制御弁として担わせてもよい。さらにまた、各推進ノズル，逆推進ノズルについても、必要に応じて流量調整，圧力調整できるように弁体を設けておくと好ましい。なお、殺菌洗浄液としては薬液、温水または無菌水を使用することが出来るが、本実施形態では例えば温度８５℃の無菌水（以下、「温水」という。）を使用することとする。また、コントローラ１１の動作については、図９−１０を参照しながら後述する。以下、各構成について説明する。

シュート搬送路１は、例えば６本の棒状ガイドレールによって構成されキャップＣが内部を通過する搬送空間路である。シュート搬送路１の形状は、例えば図１のようにキャップＣを鉛直方向に下ろすための垂直部分→水平方向に移動させるための水平部分→垂直部分という、いわゆるクランク形状を成している。そして、各ガイドレール間には隙間が確保されているため、上記推進ノズルから噴射された殺菌洗浄液をキャップＣにあてることによってキャップＣに推進力を与え、搬送しながらその内面または外面を十分に殺菌洗浄することが出来る。また、ガイドレール間の隙間を通して切り出し装置４，５の搬送ターレットを入り込ませ、このターレットのポケットに搬送中のキャップＣを入れて切り分けることが可能となるため、切り出し装置４,５によって、上記殺菌洗浄シュート部（水平部分）におけるキャップＣの個数（処理数量）を所望の値（本実施形態においては３０個）に保ちながら、キャップＣの搬送時間（処理時間）を所望の値に保つことが可能となる。なお、本キャップ殺菌洗浄装置１００では、上記殺菌洗浄シュート部（水平部分）が一段であるが、切り出し装置を介し、或いは垂直部分を介して多段状に接続されていても良い。その際、次の水平部分は前の水平部分の下方に接続してもよいが、搬送駆動力のある切り出し装置を介してキャップを上方へ搬送できるように配置し、次の水平部分を前の水平部分の上方にくるように接続してもよい。また、上記の垂直部分及び水平部分は必要に応じて適宜傾けて勾配をつけてもよい。さらにまた、切り出し装置は、キャップを搬送するために駆動させる必要のない場合は、単なる開閉式の仕切り等でもよい。また、切り出し装置はシュート搬送路の水平部分のみの箇所、または、垂直部分のみの箇所に配設されていてもよい。

キャップＣの搬送力（推進力）は、シュート搬送路１の垂直部分においては、重力が主であるが、水平部分（殺菌洗浄シュート部）においては、上記各推進ノズル２a,２b,２c,２dから噴射される各殺菌洗浄液の噴流の力（ヘッド）が主な推進力となる。なお、シュート搬送路１内におけるキャップＣの搬送姿勢は、図のようにキャップＣの開口部が横に向いた、横倒しの姿勢だと、キャップＣを転がらせ搬送することにより推進力のロスを少なくすることも可能となるため好適である。

また、この図ではキャップＣが丁度、各ノズルから噴流が好適にあたるときの状態に並べられている。そして、シュート搬送路１の殺菌洗浄シュート部に沿って付された番号は、上記ノズル２a,２b,２c,２d,２eの噴流中心がターゲット（標的）にする殺菌洗浄シュート部中におけるキャップＣの（相対）位置を説明するための番号（No.）である。図では、例えば上部推進ノズル2aの噴流中心は、No.1，No.7,Ｎｏ．１３，・・・,No.25の各キャップＣをターゲットにしている。また、番号が増えるに従って、キャップＣはより上流側に位置していることを示す（従って、番号が減少するに従って、キャップＣはより下流側に位置していることを示す）。また、殺菌洗浄シュート部中におけるキャップＣの所望の数を３０個とした。従って、キャップＣには１から３０の番号が付されている。

詳細については後述するが、本キャップ殺菌洗浄装置１００は、通常は４種類の推進ノズル２a,２b,２c,２dを使用してキャップＣの内面および外面を殺菌洗浄している。本実施形態では、これらのノズルによって殺菌洗浄シュート部にある全てのキャップＣを満遍なく殺菌洗浄することが出来るように、各噴流中心が一つのキャップについて重複して向けられることなく、一つの推進ノズルについて単一のキャップＣに殺菌洗浄液が噴射されるように、各推進ノズルは供給パイプの外周面に設けられている。また、本実施形態では、殺菌洗浄シュート部において確保されるキャップＣの個数は３０個であり、これら３０個のキャップＣに対し各ノズルも上部推進ノズル２a：５個、下部推進ノズル２b：５個、右部推進ノズル２c：１５個、左部推進ノズル２d：５個の合計３０個の推進ノズルを使用してキャップＣを殺菌洗浄する。
なお、イン側切り出し装置４から切り出されるキャップＣがＮｏ．３０の位置に到達するための推進力として、図のように適宜推進ノズルを増設するのが好適であるが、他にもイン側切り出し装置の回転速度そのものの利用あるいは適宜調整（例えば間欠的に回転速度を速める調整）、または、シュートをアウト側に下るように勾配を付けるなどしてもよい。

各推進ノズル及び逆推進ノズルは、殺菌洗浄シュート部に対し平行に設けられた供給パイプの外周面に設けられ、その噴流中心がキャップＣの搬送方向に対し所定の交差角度θを成すように、或いは、所定の交差角度θに加えて、その噴流中心に対し所定の拡がり角度φを持った噴射形態で噴射するように配設されている。本実施形態では、上部推進ノズル２aおよび下部推進ノズル２bは、キャップ搬送方向に対し交差角度θ＝４５°及び拡がり角度φ＝１１０°を有するように配設されている。また、右部推進ノズル２cは、キャップ搬送方向に対し交差角度θ＝４５°及び拡がり角度φ＝１１０°を有するものと、交差角度θ＝７５°及び拡がり角度φ＝０°（；拡がりがほとんどなく、噴流中心に沿って直進状に噴射する形態）を有するものとが配設されている。また、左部推進ノズル２dは、キャップ搬送方向に対し交差角度θ＝４５°及び拡がり角度φ＝１１０°を有するように配設されている。また、逆推進ノズル２eは、キャップ搬送方向に対し交差角度θ＝１２０°及び拡がり角度φ＝０°を有するように配設されている。なお、ここで言う「交差角度θ」とは、図３に示すように、噴流中心とキャップ搬送方向（進行方向）との成す角を意味し、「拡がり角度φ」とは噴流を扇形で近似した時の中心角を意味するものとする。後述の表１，３，５中では、拡がり角度φ＝０°の直進状の噴射形態を「Ｓ」と表記し、拡がり角度φが０度ではない、扇状の噴射形態を「Ｆ」とした。

各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eは、殺菌洗浄シュート部に沿って設けられ、その外周面に配設された各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eに殺菌洗浄液（本実施形態では、温水）を同時に供給する。また、温水は、上流の殺菌洗浄液タンク１０からポンプを介して圧送されて来る。各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eからの噴流が安定するように、各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eの各噴射圧力は、公知の圧力調整機構（例えば、圧力調整弁またはリリーフ弁等であって、この実施形態においては各電磁弁から各供給パイプ入口の間にそれぞれ設けられた図示しない圧力調整弁）によって各々に適した一定圧（例えば、０.１〜０.３[MPa]）に保持されている。なお、本実施形態では、各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eは、管形状であるが、その外周面に各ノズル２a,２b,２c,２d,２eを殺菌洗浄シュート部に沿って設けることができ、且つ圧力調整機構を設けることが出来るのであれば、その形状は問わない。また、供給パイプの代わりに推進ノズル，逆推進ノズルを、各々のノズル開閉ＯＮ／ＯＦＦのための電磁弁から枝分かれ的に配管接続してもよい。

切り出し装置４,５は、搬送ターレットとしてホイール外周部にキャップＣが入り込むポケットを有し、本実施形態では切り出し装置４及び５が互いに同期して所定の時間間隔（処理時間）で殺菌洗浄シュート部にキャップＣを送り入れるのと同時に殺菌洗浄が完了した同数のキャップＣを殺菌洗浄シュート部から下流へ送り出している。従って、切り出し装置４,５によって、殺菌洗浄シュート部において確保されるキャップＣの個数（処理数量）は通常一定に保たれている。また、切り出し装置４,５は、キャップＣの殺菌洗浄シュート部における単位時間当たりの処理数量を一定に保って、殺菌洗浄時間（処理時間）を一定に保っている。例えば本実施形態において、殺菌洗浄シュート部におけるキャップＣの貯留個数が３０個であるが、キャップＣの処理数量（；アウト側切り出し装置の送り出し速度）が１分間に６００個（＝600CPM）の場合は、その殺菌洗浄時間は、３０個÷（６００（個／分）÷６０秒）＝３秒、すなわち、キャップＣは、Ｎｏ．３０に達するまでの時間を除くと、その内面および外面を８５℃の温水で３秒間満遍なく殺菌洗浄されることになる。

また、圧力センサ８a,８b,８c,８d,８eおよび流量センサ９a,９b,９c,９d,９eは、圧力、あるいは流量のうち、少なくとも一方の値が所定の値（範囲）に達しているかを確認することによって、上記推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eが、作動しているか或いは停止しているかを判断するために使用される。（その詳細は図９−１０を使って後述する。）

殺菌洗浄液タンク１０には、例えば予め８５℃に昇温された温水が貯蔵され、殺菌洗浄液タンク１０と各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eとの間を遮断する各電磁弁を開（オン）とすることにより、温水がポンプによって各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eに圧送され各ノズル２a,２b,２c,２d,２eから温水がキャップＣに対し各噴射形態で噴射可能となる。また、温水は、常温の無菌水をボイラー等の加熱手段を介して得るように構成することも可能である。

コントローラ１１は、切り出し装置４,５の各ターレットの角度情報（例えば公知のロータリエンコーダの信号）収集や動作制御を行ったり、圧力センサ８a,８b,８c,８d,８e及び流量センサ９a,９b,９c,９d,９eの各センサ情報に基いて上記各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eの噴射を制御する。また、各ノズルの噴射の開始／停止は、例えば殺菌洗浄液タンク１０の下流の電磁弁を開（オン）／閉（オフ）することにより行われる。

図４は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、上記『推進ノズル』および『逆推進ノズル』のキャップＣに対する相対位置関係を示す説明図である。本実施形態では、上部推進ノズル２aおよび下部推進ノズル２bがキャップＣの胴部外周面（外面）を殺菌洗浄し、左部推進ノズル２dがキャップＣの頂部外面を殺菌洗浄し、右部推進ノズル２cおよび逆推進ノズル２eはキャップＣの内周面（内面）を殺菌洗浄する。なお、図示の都合上、各ノズルの各噴流中心が同一のキャップＣに衝突しているように表されているが、以下の表１，３，５に示すように、『推進ノズル』に属する各ノズルの各噴流中心は同一のキャップに衝突させないのが好ましい。本実施形態では『推進ノズル』に属する各ノズル２a,２b,２c,２dは、重複することなく１対１の形態で互いに異なるキャップＣに温水を噴射するように殺菌洗浄シュート部に沿って配設されている。一方、キャップＣの内で逆推進ノズル２eの噴流を受ける（浴びる）キャップＣ（例えば、表１のNo.7,No.13,No.19,No.25の各キャップＣ）だけは、例えば後述の一時停止処理の際、『推進ノズル』と『逆推進ノズル』の２つの噴流を同時に受けることになる。

表１は、本発明に係る上記各推進ノズル及び逆推進ノズルの各キャップにおける噴射形態を示す。
本実施形態では、上部推進ノズル２aは、No.1,No.7,No.13,No.19,No.25の各キャップＣを標的（ターゲット）にして交差角度θ＝４５°且つ拡がり角度φ＝１１０°の扇状形態で噴射する。また、下部推進ノズル２bは、No.3,No.9,No.15,No.21,No.27の各キャップＣをターゲットにして交差角度θ＝４５°且つ拡がり角度φ＝１１０°の扇状形態で噴射する。また、左部推進ノズル２dは、No.5,No.11,No.17,No.23,No.29の各キャップＣをターゲットにして交差角度θ＝４５°且つ拡がり角度φ＝１１０°の扇状形態で噴射する。一方、右部推進ノズル２cは、No.2,No.4,No.6,No.8,No.10,No.12,No.14,No16,No,18,No.20,No.22,No.24,No.26,No.28,No.30の各キャップＣをターゲットに噴射するが、No.2,No.8,No.14,No.20,No.26の各キャップＣに対しては、交差角度θ＝７５°且つ拡がり角度φ＝０°の直進状形態で噴射する。また、逆推進ノズル２eは、上記右部推進ノズル２ｃのターゲットとなるキャップのうちの拡がり角度φ＝０°のノズルのターゲットとなるキャップのうち、No.8,No.14,No.20,No.26をそれぞれ『基準キャップ』とした場合、基準キャップに対し、それぞれ１個下流側のキャップＣに交差角度θ＝１２０°，拡がり角度φ＝０°の直進状形態で噴射する。（Ｎｏ．２も基準キャップとし、Ｎｏ．１のキャップにも逆推進ノズル２ｅの噴流があたるようにしてもよいが、本実施形態ではアウト側切り出し装置５の近傍のキャップについては積圧緩和への貢献度が少ないことから割愛した。）また、上記交差角度θおよび拡がり角度φは一例であり、殺菌洗浄条件等により変わり、一般に交差角度：０＜θ＜１８０°、拡がり角度：０≦φ≦１２０°の設定範囲に持つ。そして特に、推進ノズルとしては交差角度が０＜θ＜９０°（キャップの搬送方向側）であるが、好ましくは１０°≦θ≦８０°、更には３０°≦θ≦５０°がより好ましい。また、逆推進ノズルとしては、交差角度が９０°＜θ＜１８０°（キャップの搬送方向と逆側）であるが、１０５°≦θ≦１５０°が好ましく、θ＜１０５°の場合、充分な逆推進力を得にくく、θ＞１５０°では、逆推進ノズルの配設が困難となる。より充分な逆推進力を得、かつ、逆推進ノズルの配設の自由度を増すためには、１１５°≦θ≦１４０°がより好ましい。また、パイプ３ａ〜３ｅに接続されている、ノズル２ａ〜２ｅの各ノズルの交差角度θは、推進ノズル，逆推進ノズルとして所定の役割（本実施形態においては２ａ〜２ｄは推進ノズルで０°＜θ＜９０°、２ｅは逆推進ノズルで９０°＜θ＜１８０°）を果たす範囲であれば一定の角度に設定せず、適宜変更することも可能である。例えば、キャップの位置に応じて交差角度θがリニアに変形するように、例えば、下流に行くに従い交差角度θが増大または減少するように設定することも可能である。なお、逆推進ノズル２ｅは、図１のようにキャップが並んでいるときにキャップ内面の上流側の側壁に噴流があたるよう指向させておけば、より強い逆推進力が与えられる。
なお、上記の推進ノズル，逆推進ノズルに加え、さらにどちらにも属さないθ＝９０°の殺菌洗浄液噴射ノズルを備えていてもよい。

まとめると、上部推進ノズル２aは、上記扇状形態（F)で、キャップのＮｏ．が６ｎ−５（nは１から５の整数）のキャップの胴部外面を標的とし、下部推進ノズル２bは、上記扇状形態で、キャップのＮｏ．が６ｎ−３（nは１から５の整数）のキャップ胴部外面を標的とし、右部推進ノズル２cは、キャップのＮｏ．が６ｎ−４（ｎは１から５の整数）については上記直進状形態（S1)でキャップ内面を噴射し、キャップのＮｏ．＝６ｎ−２およびキャップのＮｏ．が６ｎ（ｎは１から５の整数）については上記扇状形態（F）でキャップ内面を噴射する。
左部推進ノズル２dは、上記扇状形態（F）で、キャップＮｏ．６ｎ−１（nは１から５の整数）のキャップの頂部外面を標的とし、逆推進ノズル2eは、上記直進状形態（S2)で、キャップのＮｏ．が６ｎ＋２のキャップを『基準キャップ』とした場合、基準キャップの下流側の隣のキャップのＮｏ．が６ｎ＋１（nは１から４の整数）のキャップ内面を標的とする。

表２は、従来技術と本発明の各殺菌洗浄シュート部において、キャップＣを所定の３０個貯留させ、切り出し装置４，５を停止させたまま殺菌洗浄液をキャップＣに噴射させたときの各キャップＣの楕円量の最大値を示したものである。楕円量とは、図５のＮｏ．９のキャップに示した、キャップスカート外径の最大値とキャップスカート外径の最小値との差を示す量で、この楕円量をもってキャップの変形量と定義した。また、楕円量が小さいほど殺菌洗浄シュート部の押せ押せ状態は緩和されていることを示す。表２(a)には、比較例として、逆推進ノズル２eを設けない場合、すなわち上記表１における逆推進ノズル２eのない、推進ノズルのみを備えた殺菌洗浄シュート部における各キャップの楕円量の最大値を示し、表２(b)に、本発明に係る上記各推進ノズル及び逆推進ノズルを備えた殺菌洗浄シュート部におけるキャップの楕円量の最大値を示した。また、逆推進ノズル２eは、図５に詳しく示すように、右部推進ノズル２cがターゲットにするキャップＣ（図５においては基準キャップＮｏ．８）に対して、その一つ下流のキャップＣの内面をターゲットに温水を噴射可能とするように配設し、他の基準キャップＮｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２６の一つ下流側の、Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１９，Ｎｏ．２５のキャップＣの内面にも同様に温水が吹き付けられるよう、逆推進ノズル２ｅをそれぞれ配設した。また、殺菌洗浄シュート部における停止時間（噴射時間）は、『停止２０秒』、『停止６０秒』、『停止１８０秒』とした。

キャップＣが推進ノズルから温水をあてられながら殺菌洗浄シュート部を移動している時に、何らかの原因でアウト側切り出し装置５が停止した場合、殺菌洗浄シュート部にある３０個のキャップＣは、アウト側切り出し装置５に移動を拘束された状態で上記推進ノズル２a,２b,２c,２dによる推進力を受け続け押せ押せ状態になる（イン側切り出し装置４が動き続けている場合はその駆動力の影響も受けることになるが、説明を簡略にするため、以下、イン側切り出し装置４もアウト側切り出し装置５の停止と同時に停止するものとして説明を続ける。）。この場合、各キャップＣは、自身より右側（上流側）にある全てのキャップＣの推進力の総和を右隣（；上流側の隣）のキャップＣから受けるのと同時に、作用・反作用の原理により、その上流側の全てのキャップＣからの推進力の総和と、自身が推進ノズルからの温水噴射により推進力を与えられているときは更にその推進力とを加えた値にほぼ等しい力を自身の左側（下流側の隣）のキャップＣから受けることになる。つまり、各キャップＣは、高温状態で上流側と下流側の両隣のキャップから圧縮荷重を受け続ける状態に置かれることになる。この圧縮荷重（以下、「キャップの積圧」ともいう。）は、上流から下流に行くに従い大きくなり、アウト側切り出し装置４のターレットのポケットの影響を除外すれば、No.1のキャップＣで最も大きくなる。そこで、本キャップ殺菌洗浄装置１００では、切り出し装置４,５が停止した場合に、逆推進ノズル２eから上記噴射形態で温水を噴射し、この温水の噴流による逆推進力によって上記推進力による影響を打ち消し或いは弱めキャップの積圧を緩和するようになる。なお、前述のように逆推進ノズル２ｅは複数箇所に点在させると、逆推進ノズル２ｅ一つあたりの噴射の勢いを落としてキャップ一個あたりに加える逆推進力を小さくしてキャップの積圧を効果的に緩和することができるので好ましい。

表２(a)から、推進ノズルのみの従来のキャップ殺菌洗浄装置では、殺菌洗浄シュート部における停止時間が長い程、下流のキャップは積圧を長く受け、キャップの変形量が大きくなる。これに対し、本発明のキャップ殺菌洗浄装置１００では、キャップの積圧が好適に弱められる結果、表２(b)に示すように、停止時間が増加するとキャップの変形量は若干増えるものの、停止時間についてのキャップ変形量の差は従来のキャップ殺菌洗浄装置に比べすこぶる小さくなっていることが分かる。
因みに、『停止２０秒』における楕円量の最大値は従来技術では１.４mmであるのに対し、本発明では０.９mmであり、『停止６０秒』における楕円量の最大値は従来技術では１.８mmであるのに対し、本発明では０.９mmであり、『停止１８０秒』における楕円量の最大値は従来技術では２.３mmであるのに対し、本発明では１.１mmであった。

図６は、別の実施形態に係る逆推進ノズルの噴射形態を示す説明図である。
逆推進ノズル２eの噴射形態については、右部推進ノズル２cがターゲットにするキャップＣ（図６においては基準キャップＮｏ．８）に対して、その一つ上流のキャップＣの胴部外面上側をターゲットに殺菌洗浄液を交差角度θ＝１２０°且つ拡がり角度φ＝０°の直進状で噴射可能するように配設する（他の逆推進ノズル２ｅについても、基準キャップＮｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２６を基準として同様に配置する。）。なお、この場合の各キャップ位置と各噴射ノズルの関係を表３に示す。推進ノズル２a,２b,２c,２dの各噴射形態は表１と同じである。また、図１の矢視Ｂ−ＢにおけるキャップＣと噴射位置の関係は前の実施形態とほぼ同様で図８に示す通りとする。（逆推進ノズルの噴流がキャップＣの胴部外面上側にあたりやすくなるよう、逆推進用供給パイプ３ｅ及び逆推進ノズル２ｅをより上方に移設した。）

表４は、表３の噴射形態における、貯留したキャップ３０個についてのキャップの楕円量の最大値を示したものである。この噴射形態での停止時間２０秒、６０秒、１８０秒における各キャップ楕円量の最大値はそれぞれ１.０[mm]、１.２[mm]、１.４[mm]であった。

図７は、更に別の実施形態に係る逆推進ノズルの噴射形態を示す説明図である。
逆推進ノズル２eの噴射形態については、右部推進ノズル２cがターゲットにするキャップＣ（図７においては基準キャップＮｏ．８）に対して、同一キャップＣの胴部外面上側をターゲットに殺菌洗浄液を交差角度θ＝１２０°および拡がり角度φ＝０°の直進状で噴射するように配設する（他の逆推進ノズル２ｅについても、基準キャップＮｏ．１４，Ｎｏ．２０，Ｎｏ．２６を基準として同様に配置する。）。なお、この場合の各キャップ位置と各噴射ノズルの関係を表５に示す。推進ノズル２a,２b,２c,２dの各噴射形態は表１と同じである。また、図１の矢視Ｂ−ＢにおけるキャップＣと噴射位置の関係は図８に示す通りとする。

表６は、表５の噴射形態におけるキャップ３０個についてのキャップの楕円量の最大値を示したものである。この噴射形態での停止時間２０秒、６０秒、１８０秒における各キャップ楕円量の最大値はそれぞれ１.４[mm]、１.４[mm]、１.４[mm]であった。

以上の結果から、表１，表３，表５に係るノズルの噴射形態において、表１に係るノズルの噴射形態が、キャップ変形量が最も小さいという結果が得られた。逆推進ノズルはキャップの内面側に向けて噴射すると逆推進力を得るのに効果的と思われ、また、拡がり角度φ＝０°の直進状に噴射させると逆推進力を得るのに効果的と思われる。さらには、推進ノズルによる推進力が高いキャップ（上述の実施形態ではキャップ内面側に向けて温水を噴射させる推進ノズル２ｃのうち、拡がり角度φ＝０°の推進ノズル２ｃから噴流を受けるキャップ）の１つ下流側に隣のキャップ（特に基準キャップの１つ下流側に隣のキャップ）に対して逆推進ノズルから温水を噴射させると、楕円量抑制により効果的と思われる。

図９−１０は、本発明のノズル噴射制御の例として、キャップ洗浄装置の定常運転状態から一時停止を経て運転を再開する場合のコントローラ１１の推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eに係る指令制御を主に示す、「キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理」のフロー図である。
説明にあたって、先ず、前述の図１〜５，及び表１の実施形態を採ったキャップ殺菌洗浄装置１００が正常に定常運転されている状態以降から始める。すなわち、切り出し装置４,５は運転状態にあり、各推進ノズル２a,２b,２c,２dから温水がキャップＣの内面または外面に向けて噴射され、キャップＣは所定の方向へ搬送されている。なお、逆推進ノズル２eは停止状態にある。

まず、図示しないメイン処理から、図９の「キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理」が繰り返し呼び出される。ステップＳ１では、オペレータのボタンなどによる指令入力操作や警報などによる一時停止信号を受信したか否かを判定する。一時停止信号を受信したと判定した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２へ進む。受信していない場合（Ｎｏ）は、何も追加処理を行わないままこの「キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理」を終了してメイン処理に戻る。

ステップＳ２では、切り出し装置４,５を停止して、逆推進ノズル２eから温水を噴射する。殺菌洗浄液タンク１０と逆推進用供給パイプ３eとの間を遮断する電磁弁をオン（開）とするよう指令を発することにより、電磁弁が開き、温水が逆推進用供給パイプ３eに供給され、逆推進ノズル２eから温水がキャップＣの内面に向けて噴射される。この時、キャップＣは、各推進ノズル２a,２b,２c,２d又は逆推進ノズル２eから温水を受け続け搬送停止している状態である。
また、長時間の停止していないか監視するためのタイマーを、この時にリセットしてからスタートさせると好ましい。

ステップＳ３では、キャップ洗浄装置１００の再スタート許可信号の受け付けを行い、オペレータのボタン操作などによる再スタート許可指令や警報解除による再スタート許可による信号入力を受け付ける。

続いてステップＳ４では再スタート許可信号を受信した否かを判定する。受信している場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１１へ進む。受信していない場合（Ｎｏ）は、再スタート許可信号を受信するまでこの判定処理を繰り返すが、そのままかなり長時間に渡る停止に移行した際の無駄なエネルギー消費の抑制やキャップの異常変形防止のため、図１０のステップＳ５からステップＳ１１に示すように、一旦推進ノズル及び逆推進ノズルを停止するための処理を加えると好ましい。

ステップＳ５（図１０）ではエネルギー浪費抑制やキャップ異常変形防止などの観点から設定された許容される設定時間を超過したかどうかの判定をステップ２で前述のタイマーの値により行う。超過していない場合はステップＳ３（図９）の再スタート許可信号入力受付処理に戻り、超過した場合はステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eの温水噴射停止の処理として、殺菌洗浄液タンク１０と各供給パイプ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅとの間に接続されている各電磁弁をオフ（閉）にする。

続くステップＳ７およびステップＳ８では、前述のステップＳ３およびステップＳ４に似た再スタート許可信号の入力受付と受信判定を行う。

ステップＳ８では、再スタート許可信号を受信していない場合、直ちにステップＳ７に戻る。

続いてステップＳ９では、キャップ洗浄装置復帰運転に備え、各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eから温水を噴射する。殺菌洗浄液タンク１０と各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eとの間を遮断する電磁弁をオン（開）とすることにより、温水が各供給パイプ３a,３b,３c,３d,３eに供給され、各推進ノズル２a,２b,２c,２d及び逆推進ノズル２eから温水がキャップＣの内面または外面に向けて同時に噴射される。なお、逆推進ノズル２eからも温水が噴射されるようにするのは、各ノズルの噴流が安定し、温水の温度も所定の温度に達し安定するまでの間は、切り出し装置４，５を停止させたままキャップＣの搬送を停止するためである。各ノズルの起動時においては各供給パイプ内の噴射圧が急激に立ち上がり、また、温水温度もパイプ等が冷めているため、各ノズルから噴射される噴流は不安定で、温水温度も低い状態にある。このような状態で切り出し装置４,５の運転が再開した場合、キャップＣは搬送されながら不安定な状態で殺菌洗浄されることになり、その結果キャップＣの内面および外面を好適条件で満遍なく殺菌洗浄することが出来ない場合が起こりうる。従って、推進ノズル２a,２b,２c,２dの起動時においては逆推進ノズル２eを同時に作動させてキャップＣの押せ押せ状態を抑制したまま、各ノズルから噴射される噴流が安定するまでは、キャップＣの搬送を停止するよう、以下のステップＳ１０，ステップＳ１１の処理を行う。

ステップＳ１０では、殺菌洗浄媒体（本実施形態においては温水）の温度，流量，圧力の測定情報を温度センサ，流量センサ，圧力センサから取得し、ステップＳ１１にて、殺菌洗浄媒体のこれらの情報が所定の条件を満たしているか、判定を行う。満たしている場合（ＹＥＳ）はステップＳ１２（図９）にすすみ、満たしていない場合は、ステップＳ１０に戻り、所定の条件を満たすまで測定情報取得を繰り返す。なお、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行する前に、殺菌シュート部にある３０個のキャップの殺菌洗浄を確実に保証するため、タイマーにより所定の時間、ステップＳ１２に移らないようにホールド制御をいれておくと好ましい。

再び図９に戻り、ステップＳ１２では、キャップの搬送再開に向け、殺菌洗浄液タンク１０と逆推進用供給パイプ３eとの間を遮断する電磁弁をオフ（閉）とし、逆推進ノズル２eからの温水噴射の停止処理を行う。

ステップＳ１３では、逆推進ノズル２eに関する流量、および圧力情報を、逆推進用供給パイプ３eに設けられた図示しない流量センサ９eの計測信号、および、圧力センサ８eの計測信号から取得し、続くステップＳ１４でこれらの情報から逆推進ノズル２ｅが停止したか否かの判定を行う。逆推進ノズル２eが停止状態にある場合、逆推進用供給パイプ３e内で温水は流れていないので、流量センサ９eの指示値はゼロを示すが、測定誤差によりゼロになりにくい場合もある。また、圧力センサ８eの指示値は絶対圧の測定ではチャンバ７の内圧とほぼ同じ圧力を表す値か、ノズルの抵抗により僅かにチャンバ内圧より高い値を示す。そこで、実験などによって、ノズル停止判定のために圧力および流量のうちの少なくとも一方について設定した設定値（もしくは閾値）を、圧力センサ、流量センサの指示値が満たしているかどうかで逆推進ノズル２ｅの噴射停止を判定すると好ましい。

逆推進ノズル２eは停止したと判定される場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５へ進み、切り出し装置４,５の運転を再開する。そして、「キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理」を終了してメイン処理へ戻る。逆推進ノズル２eは停止していないと判定される場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１３に戻り、逆推進ノズル２eが停止するまでこの情報取得，判定を繰り返す。
なお、この「キャップ殺菌洗浄装置の一時停止処理」は、上述のようにメイン処理などの他の処理からのサブルーチン（関数）として処理してもよいし、メイン処理や他の処理内に埋め込む形で繰り返し実行処理してもよい。
なお、逆推進ノズル２eの別の制御方法として、例えば定常運転時や図９のステップＳ１２のように、推進ノズルが噴射中に逆推進ノズル２eに噴射停止の指令が与えられた時に、逆推進ノズル２eの噴射を止めるのではなく、殺菌洗浄液タンク１０と逆推進用供給パイプ３eとの間に設けられた流量調整弁（図示せず）や圧力調整弁（図示せず）の開度を絞ってキャップの搬送が十分可能な程度にまで逆推進ノズル２eからの殺菌洗浄液の噴流を弱め、或いは逆推進ノズル２eの噴射形態を直進状形態から扇状形態に切り換えて、キャップの搬送が十分可能な程度にまで逆推進ノズル２eからの殺菌洗浄液の噴流を弱めるように制御し、他方、切り出し装置４,５が停止中に逆推進ノズル２eに噴射開始の指令が与えられたとき（例えば図９のステップＳ２や、図１０のステップＳ９）には上記流量調整弁や圧力調整弁の開度を拡げて、キャップの積圧を効果的に抑制できる程度にまで逆推進ノズル２eからの噴流に勢いを付け、或いは逆推進ノズル２eの噴射形態を扇状形態から直進状形態に切り換えて、キャップの積圧を効果的に抑制できる程度にまで逆推進ノズル２eからの噴流に勢いを付けるように制御してもよい。但し、この制御の際でも、例えば図１０のステップＳ６のように推進ノズル，逆推進ノズル２eの双方に停止指令が与えられる際は、逆推進ノズル２eの噴射も止めるよう電磁弁を制御するのが望ましい。

以上より、本発明のキャップ殺菌洗浄装置１００によれば、シュート搬送路１に沿って配設された複数の推進ノズル２a,２b,２c,２dから殺菌洗浄液を連続噴射してキャップＣの内面および外面を満遍なく殺菌洗浄することが出来ると同時に、メカニカルな動力機構を備えなくともキャップを搬送する推進力を得ることが可能となり、キャップの送り機構としての切り出し装置４,５が停止する場合であっても、推進ノズル２a,２b,２c,２dから殺菌洗浄液を連続噴射させたまま、逆推進ノズル２ｅからさらに殺菌洗浄液を噴射させることにより、殺菌洗浄を継続させたままシュート搬送路１内のキャップＣの変形を好適に防止することが出来るようになる。

本発明のキャップ殺菌洗浄装置は、合成樹脂製キャップ又はメタルキャップ等の殺菌洗浄装置に好適に適用することが可能である。

１ シュート搬送路
２a,２b,２c,２d 推進ノズル
２e 逆推進ノズル
３a,３b,３c,３d 推進用供給パイプ
３e 逆推進用供給パイプ
４ イン側切り出し装置
５ アウト側切り出し装置
６ シュート搬送路支持部材
７ チャンバ
８a,８b,８c,８d,８e 圧力センサ
９a,９b,９c,９d,９e 流量センサ
１０ 殺菌洗浄液タンク
１１ コントローラ
１００ キャップ殺菌洗浄装置

Claims (5)

1. キャップの殺菌洗浄装置において、キャップ搬送路内にシュートと切り出し装置を備え、複数のキャップに殺菌洗浄液を該キャップの搬送方向側に向かって噴射吹き付ける推進ノズルと、該キャップの搬送方向逆側に向かって噴射吹き付ける逆推進ノズルとを備え、該切り出し装置停止の際に、該逆推進ノズルの噴射開始の指令を行う制御装置と、前記指令のための制御弁とを備えたことを特徴とする、キャップの殺菌洗浄装置。
2. 前記逆推進ノズルが、前記キャップの内面側に向かって殺菌洗浄液を吹き付けるよう配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のキャップの殺菌洗浄装置。
3. 前記逆推進ノズルの前記キャップの搬送方向に対する交差角θが１０５°≦θ≦１５０°であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のキャップの殺菌洗浄装置。
4. 前記逆推進ノズルが複数設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のキャップの殺菌洗浄装置。
5. シュートと、切り出し装置と、からなるキャップ搬送路内で、推進ノズルからキャップの搬送方向側に向かって噴射される殺菌洗浄液を吹き付けられる複数キャップが、前記切り出し装置の停止により、せき止められたまま前記殺菌洗浄液を吹き付けられる際に、
   逆推進ノズルから前記キャップの搬送方向とは逆側に向かって該キャップに対し殺菌洗浄液を吹き付けることを特徴とする、キャップの殺菌洗浄方法。

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