JP5066997B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄ノズルから容器に洗浄液を噴射して洗浄を行うロータリー式のリンサや洗びん機等の容器を洗浄する装置に係り、特に、洗浄ノズルの目詰まりを検出できる検出機能を備えた洗浄装置に関するものである。

ロータリー式のリンサや洗びん機等の容器を洗浄する装置として、回転体の外周寄りに円周方向等間隔で配置された複数のボトルグリッパを備え、外部から供給された容器を各グリッパで保持して反転させ、回転体の回転に伴って、各ボトルグリッパの下方にそれぞれ設けられている洗浄ノズルから洗浄液等の液体を噴射して容器内の洗浄を行うものが広く知られている。

前記のようなリンサ等の容器洗浄装置を長時間運転して洗浄を行うと、液中のゴミ等の異物がノズル内に蓄積されて洗浄液の通路を塞いでしまうおそれがある。このように洗浄ノズルが詰まってしまうと、全く洗浄液が噴射されず洗浄不能になったり、噴射される洗浄液の量が不足して洗浄が不十分になる等により洗浄不良が起こるおそれがあった。そこで、従来は、係員が目視によりノズルの目詰まりを検出して、ノズル洗浄等の処置を行うようにしていた。

しかしながら人手による検出では、検出ミスが起こるおそれが高く、また、ノズルの数が多い場合や高速運転を行う装置の場合には対応できないという問題があった。そこで、洗浄ノズルの目詰まりを自動的に検出する検出装置を備えた容器洗浄装置が、従来から各種提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。

前記特許文献１に記載されたノズルチェッカ（ノズルの目詰まりを検出する装置）は、間欠的に回転するタイプのロータリー式洗浄装置に設けられたもので、停止中にノズルのチェックを行うものであり、高速で連続的に運転するタイプのリンサ等には適用することができない。また、特許文献２に記載されたノズルチェッカは、光電スイッチ等のセンサを用いてノズルの異常を検出するものである。洗浄装置に光電スイッチを用いると、曇ったり濡れてしまうため信頼性が低いという欠点があった。そこで、本発明の出願人は、ノズルチェックの信頼性を向上させ、洗浄運転中にもノズルチェックを可能にし、しかも、高速運転にも対応することができる容器洗浄装置のノズルチェッカの発明について出願をした（特許文献３参照）。

特許文献３に記載された発明に係る容器洗浄装置のノズルチェッカは、容器を保持して反転させるボトルグリッパと、これら各ボトルグリッパに保持された容器に追従して移動しつつ液体を噴射して容器の洗浄を行うノズルとを備えた容器洗浄装置に設けられたもので、ノズルの移動経路の上方に配置されて上下に揺動可能なレバーと、このレバーの上昇端および下降端を規制するストッパと、レバーの上昇位置または下降位置を検出する検出手段とを備えており、かつ、前記レバーの、ノズル移動方向の幅と、回転体の円周方向に等間隔で設けられているノズルのピッチ（隣接する２本のノズル間の距離）とを一致させたものである。

前記発明の構成では、ノズルが正常である限りレバーは上方へ揺動されたままであり、ノズル一本毎に上下動する従来の構成と比較して信頼性が高く、高速運転にも対応可能であり、通常の洗浄運転中にノズルの目詰まりをチェックすることが可能である。また、レバーが下降するのは詰まったノズルがノズルチェッカの位置に到達したときだけなので、作動音の発生が少なく静かである等の優れた効果を奏することができる。
実公平２−３１１８９号公報 実用新案登録第２５１２０２４号公報 特許第３８７６４７６号公報（第４−５頁、図１）

前記特許文献３の構成では、ノズルの目詰まりを検出するためのレバー等の機構を、容器の洗浄を行う洗浄ゾーン内に設けることはできないので、洗浄ゾーンよりも上流側の容器の反転ゾーンに設けている。そのため、容器の洗浄以外の目的で洗浄水を噴射しているので、洗浄水を無駄に消費しているという問題があった。また、上下に揺動するレバーに洗浄水を噴射するので、揺動レバーに負荷がかかり耐久性に問題があった。

本発明は、洗浄水を噴射する複数のノズルと、これら各ノズルに洗浄水を供給する複数の吐出通路が円周方向等間隔で形成された回転部材と、この回転部材の回転に伴って各吐出通路の洗浄水入口が連通遮断される円弧状の洗浄水供給通路が形成された固定部材と、前記洗浄水供給通路に洗浄水を送る供給配管とを備え、前記回転部材の回転に伴って、前記洗浄水供給通路が形成された区間を吐出通路が通過する間に、前記ノズルが洗浄水を噴射して容器の洗浄を行う洗浄装置において、前記洗浄水供給通路を少なくとも２つに区分し、これら各洗浄水供給通路に異なる供給配管から洗浄水を送り、前記洗浄水供給通路の長さＬの一つを以下の関係を有する構成とするとともに、該洗浄水供給通路の供給配管に洗浄水の流通状態を検出する検出手段を設けることにより、その供給配管から洗浄水が送られる洗浄水供給通路に連通しているノズルの目詰まりを検出することを特徴とするものである。Ｐ＋Ｄ＜Ｌ＜２Ｐ （Ｐは吐出通路のピッチ、Ｄは洗浄水入口の口径）

また、請求項２に記載の発明は、前記検出手段が流量計であることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、前記検出手段が圧力計であることを特徴とするものである。

本発明の洗浄装置は、回転部材に形成されてそれぞれノズルに接続されている各吐出通路が、固定部材に形成された円弧状の洗浄水供給通路に連通すると、供給配管から送られた洗浄液がノズルに送られて容器に噴射されるようになっており、前記洗浄水供給通路を複数設け、その一つに洗浄水を送る供給配管に流量計や圧力計等の検出手段を配置したので、洗浄区間内でノズルの目詰まりをチェックすることができ、洗浄水を無駄にすることなく、しかも、耐久性に影響することもない。

洗浄水を噴射する複数のノズルと、これら各ノズルに洗浄水を供給する吐出通路が円周方向等間隔で形成された回転部材およびこの回転部材の回転に伴って前記吐出通路が連通可能な円弧状の洗浄水供給通路が形成された固定部材から成るロータリーバルブと、円弧状の洗浄水供給通路に洗浄水を送る供給配管とを備えており、さらに、前記洗浄水供給通路を少なくとも２つ以上に分割して、その一つに洗浄水を送る供給配管に、流量計あるいは圧力計等の検出手段を配置するという構成により、ノズルの目詰まりによる流量の変動、吐出圧力の変動その他の正常に洗浄水が噴射されている状態との相違を検出して、洗浄水を無駄にすることなくノズルの目詰まりを検出するという目的を達成する。

図１は、本発明の一実施例に係るロータリー式洗浄装置の全体の構成を簡略化して示す平面図、図２は、このロータリー式洗浄装置の正面図の一部（右半分）、図３は固定バルブの下面側の形状および洗浄水の供給経路を示す接続図である。この実施例のロータリー式洗浄装置２は、回転体４の外周部に円周方向等間隔で設けられた複数のグリッパ６を備えており、容器搬送コンベヤ８によって連続的に搬送され、タイミングスクリュー１０によって所定の間隔にピッチ切りされた容器１４は、入口スターホイール１２を介してこの洗浄装置２に供給される。洗浄装置２内に供給された容器１４は、各グリッパ６に保持され回転体４の回転に伴って回転搬送される。

容器１４は、前記容器搬送コンベヤ８によって正立した状態、つまり、口部１４ａを上に向けた状態で搬送され、入口スターホイール１２によってそのままの姿勢で回転体４のグリッパ６に引き渡される（供給位置Ｅ）。グリッパ６は、開閉して容器１４の上部に形成されたフランジ部１４ｂの下側を把持する。グリッパ６に把持された容器１４は、回転体４の回転によって反転区間Ａを搬送される間に、後に説明する反転手段によってグリッパ６のグリップ部６ａが反転されることにより倒立状態にされる。

グリッパ６のグリップ部６ａが反転することにより倒立状態にされた容器１４の口部１４ａの下方には、それぞれ洗浄水を噴射する洗浄ノズル１６が配置されており、前記反転区間Ａに続く洗浄区間Ｂで、この洗浄ノズル１６から容器１４内に洗浄液が噴射されて容器１４が洗浄される。この洗浄ノズル１６には、外部の洗浄液タンク（図示せず）からロータリーバルブ１８および給液チューブ２０を介して洗浄水が送られるようになっており、前記洗浄区間Ｂ内を回転移動している間だけ、このロータリーバルブ１８によって洗浄水が供給される。

洗浄区間Ｂの次に水切り区間Ｃが設けられており、この水切り区間Ｃでは、グリッパ６に保持された容器１４が倒立状態のまま搬送されて、前記洗浄区間Ｂで内部に吹き込まれた洗浄液を排出する。水切り区間Ｃを通過すると、容器１４を把持したグリッパ６のグリップ部６ａを再度反転させて容器１４を正立状態に戻す再反転区間Ｄがあり、容器１４は正立状態に戻された後、排出位置Ｆで、出口スターホイール２２によって取り出され前記容器搬送コンベヤ８上に排出される。

回転体４の外周部に設けられているグリッパ６は、前記グリップ部６ａが直立した支持体２４上に水平ピン２６を介して回転可能に取り付けられており、回転体４の中心Ｏを通る放射方向の線上を、半径方向の外方側と内方側とに回転できるようになっており、それぞれの方向で水平状態で停止する。

回転体４の周囲には、グリッパ６の姿勢を制御するとともに、このグリッパ６を反転および再反転させる反転手段としてのガイドレール２８が配置されている。このガイドレール２８は、回転体４の外周側に直立して設置された複数の支柱３０に固定されている。一方、前記各グリッパ６には、前記ガイドレール２８に係合する係合部３２が設けられており、回転体４の回転に伴って、この係合部３２がガイドレール２８の経路に沿って移動することにより、回転移動するグリッパ６が案内されるとともに、前記グリップ部６ａが反転区間Ａで反転され、また、再反転区間Ｄで再度反転される。

前記ロータリーバルブ１８の構成について、図２および図３により簡単に説明する。ロータリーバルブ１８は、上方側の固定バルブ（固定部材）３４と、前記回転体４の上面に連結され、固定バルブ３４の下面側を摺動する回転バルブ（回転部材）３６とから構成されている。回転バルブ３６の内部には、前記グリッパ６と同数すなわち、洗浄ノズル１６の数と同数の吐出通路３７が等間隔で放射方向に形成されている。各吐出通路３７は、その洗浄水の入口３７ａが、回転バルブ３６の上面側（固定バルブ３４との摺動面側）の同一円周上に等間隔で並び、洗浄水の出口３７ｂは、回転バルブ３６の外周面に等間隔で開口している。これら各吐出通路３７の出口側の開口３７ｂに、前記給液チューブ２０が接続されている。

前記固定バルブ３４には、回転バルブ３６との摺動面である下面側に開口する円弧状の洗浄水供給通路３８、４０が形成されている。この実施例では、洗浄水供給通路３８、４０が２つに区分されており、上流側の第１洗浄水供給通路３８が洗浄区間Ｂの全域に近い長さを有し、下流側の第２洗浄水供給通路４０は短くなっている。これら２つの洗浄水供給通路３８、４０は近接して配置されており、前記回転バルブ３６の吐出通路３７と第１洗浄水供給通路３８との連通が終了すると、直ちに第２洗浄水供給通路４０との連通が開始するようになっている。これら２つの洗浄水供給通路３８、４０が配置されている円弧は、前記回転バルブ３６の吐出通路３７の洗浄水入口３７ａが配置されている円周と同一の円周上に位置している。

この実施例では、前記第２洗浄水供給通路４０の長さＬと、前記回転バルブ３６内に形成された吐出通路３７の洗浄水入口３７ａのピッチＰ（隣接する２つの洗浄水入口３７ａのセンター間の距離）と、これら洗浄水入口３７ａの口径Ｄとの関係は、
Ｐ＋Ｄ＜Ｌ＜２Ｐ ……（１）
となっており、第２洗浄水供給通路４０内には、常に１本もしくは２本の吐出通路３７の洗浄水入口３７ａが位置するようになっている。各洗浄ノズル１６に対応する吐出通路３７の回転位置は、この洗浄装置２の回転部分に配置されたエンコーダによって検出されている。なお、第２洗浄水供給通路４０の長さＬは、前記（１）式に示す関係に限定されるものではなく、これよりも長くても良く、また短くても良い。但し、あまり長いと、後に説明する検出手段によって、流量の変動や圧力の変動が検出しにくくなるので短い方が好ましい。

２本の洗浄水供給通路３８、４０は、図示を省略するが、それぞれ固定バルブ３４の外周面に開口する洗浄水供給孔が設けられており、これら各供給孔に、洗浄水供給手段４２から洗浄水が送られる供給配管４４が接続されている。この実施例では、給液配管４４が２本に分岐され、一方の分岐管（以下第１分岐管４４Ａと呼ぶ）が第１洗浄水供給通路３８に、他方の分岐管（以下第２分岐管４４Ｂと呼ぶ）が第２洗浄水供給通路４０にそれぞれ接続されている。第１分岐管４４Ａには開閉バルブ４６が設けられ、第２分岐管４４Ｂには、開閉バルブ４８と洗浄ノズル１６の目詰まりを検出する検出手段としての流量計５０が設けられている。前記回転バルブ３６が回転して、吐出通路３７の洗浄水入口３７ａがこれら各洗浄水供給通路３８、４０に連通すると、洗浄水供給手段４２から送られてきた洗浄水が、この固定バルブ３４の洗浄水供給通路３８、４０から回転バルブ３６の吐出通路３７に送られ、さらに、給液チューブ２０を介して洗浄ノズル１６に供給されて容器１４に向けて噴射される。なお、この実施例では、ノズル詰まりの検出手段として流量計５０を設置したが、流量計に限るものではなく、圧力計を用いることも可能である。

以上の構成に係る洗浄装置２の作動について説明する。容器搬送コンベヤ８によって連続的に搬送されてきた容器１４は、タイミングスクリュー１０によって所定間隔に切り離された後、入口スターホイール１２を介してロータリー式の洗浄装置２内に供給される。洗浄装置２の回転体４の外周部には、円周方向等間隔で複数のボトルグリッパ６が設けられており、入口スターホイール１２から供給された容器１４は各ボトルグリッパ６に１本ずつ受け渡されて保持され、回転体４の回転に伴って回転搬送される。洗浄装置２への供給位置Ｅ（図１参照）では、ボトルグリッパ１４が容器１４のネック部に形成されたフランジ部１４ｂの下側を保持して正立した状態で保持する。

各ボトルグリッパ６に設けられた係合部３２が、回転体４の外周部に設置された反転用のガイドレール２８に係合しており、このガイドレール２８の移動経路に応じてボトルグリッパ６がその姿勢を変化させる。前述のように、供給位置Ｅではネックグリッパ６が容器１４を正立した状態で保持し、その後、反転区間Ａを移動する間に、ネックグリッパ６は回転体２の半径方向内方側に１８０度回転し、保持していた容器１４を倒立状態にする。

倒立状態になった容器１４の口部１４ａの下方には、洗浄水を噴射する洗浄ノズル１６が上向きに配置されており、これら口部１４ａと洗浄ノズル１６とが互いに向かい合った状態のまま回転搬送される。各洗浄ノズル１６は、給液チューブ２０を介して回転バルブ３６内に形成された吐出通路３７に接続されているが、反転区間Ａには、固定バルブ３４の洗浄水供給通路３８、４０が形成されていないので、前記回転バルブ３６の吐出通路３７は閉鎖されており洗浄水は吐出されない。

反転区間Ａから次の洗浄区間Ｂに入ると、この区間Ｂには第１洗浄水供給通路３８が形成されており、前記回転バルブ３６内に形成された吐出通路３７の洗浄水入口３７ａがこの第１洗浄水供給通路３８に連通して、洗浄水供給手段４２から給液配管４４の第１分岐管４４Ａを通って第１洗浄水供給通路３８に送られている洗浄水が、回転バルブ３６の吐出通路３７、給液チューブ２０を介して洗浄ノズル１６に送られて容器１４内に噴射される。この洗浄ノズル１６に対応する回転バルブ３６の吐出通路３７が第１洗浄水供給通路３８内を移動している間は、継続して洗浄水が噴射される。前記洗浄ノズル１６に対応する吐出通路３７が第１洗浄水供給通路３８の終端部を通過すると、吐出通路３７への連通が一旦遮断され洗浄水の噴射が停止する。

前記洗浄ノズル１６に対応する回転バルブ３６の吐出通路３７が第２洗浄水供給通路４０に連通すると、今度は洗浄水供給手段４２から給液配管４４の第２分岐管４４Ｂを通って第２洗浄水供給通路４０に供給された洗浄水が、洗浄ノズル１６に送られて容器１４内に噴射される。この第２洗浄水供給通路４０に洗浄水を送る第２分岐管４４Ｂには、流量計５０が設けられており、洗浄ノズル１６に送られる洗浄水の流量を計測している。この実施例では、前記第２洗浄水供給通路４０の長さＬは、前述のように、回転バルブ３６内に形成された吐出通路３７の洗浄水入口３７ａのピッチＰとこの洗浄水入口３７ａの口径Ｄを加えた長さよりも長く、また、前記ピッチＰの２倍よりも短くなっているので（Ｐ＋Ｄ＜Ｌ＜２Ｐ）、前記第２洗浄水供給通路４０に、前記吐出通路３７の洗浄水入口３７ａが１本連通している場合と、２本連通している場合が交互に現れる。第２分岐管４４Ｂに設けられて洗浄水の流量を測定している流量計５０は、洗浄ノズル１６が正常な場合には、２本分の流量と１本分の流量とを交互に計測する。洗浄ノズル１６に詰まりがある場合には、流量計５０の計測した流量値が正常値よりも低くなるので、それを計測することにより詰まった洗浄ノズル１６を特定することができる。この第２洗浄水供給通路４０では、この供給通路４０を通って洗浄ノズル１６に送られる洗浄水の流量を計測して、洗浄ノズル１６の詰まりを検出するようにしているが、この洗浄水供給通路４０から洗浄ノズル１６に送られた洗浄水も、容器１４に噴射されて洗浄を行っており、従来のように洗浄水を無駄に使用することがない。

洗浄区間Ｂおよび水切り区間Ｃにおいて洗浄と水切りが行われた容器１４は、再反転区間Ｄにおいて正立状態に戻された後、排出位置Ｆで出口スターホイール２２に受け渡され、前記容器搬送コンベヤ８上に排出されて次の工程に送られる。

なお、検出手段として前記流量計５０に代えて圧力計を用いることもできる。第２分岐管４４Ｂに圧力計を設けた構成では、洗浄ノズル１６が正常な場合には、洗浄ノズル２本分の低い圧力と、１本分の高い圧力とが交互に測定される。また、洗浄ノズル１６が詰まっている場合には、圧力が前記正常な場合の値よりも高くなるので、これを検出して詰まっている洗浄ノズル１６を判別する。

ロータリー式洗浄装置の全体の構成を簡略化して示す平面図（実施例１） 前記洗浄装置の右半分を示す正面図である。 固定バルブの下面側の形状および洗浄水の供給経路を示す接続図である。

符号の説明

１６ ノズル
３４ 固定部材（固定バルブ）
３６ 回転部材（回転バルブ）
３７ 吐出通路
３８ 洗浄水供給通路（第１洗浄水供給通路）
４０ 洗浄水供給通路（第２洗浄水供給通路）
４４Ａ 供給配管（第１分岐管）
４４Ｂ 供給配管（第２分岐管）
５０ 検出手段（流量計）

Claims (3)

1. 洗浄水を噴射する複数のノズルと、これら各ノズルに洗浄水を供給する複数の吐出通路が円周方向等間隔で形成された回転部材と、この回転部材の回転に伴って各吐出通路の洗浄水入口が連通遮断される円弧状の洗浄水供給通路が形成された固定部材と、前記洗浄水供給通路に洗浄水を送る供給配管とを備え、前記回転部材の回転に伴って、前記洗浄水供給通路が形成された区間を吐出通路が通過する間に、前記ノズルが洗浄水を噴射して容器の洗浄を行う洗浄装置において、
   前記洗浄水供給通路を少なくとも２つに区分し、これら各洗浄水供給通路に異なる供給配管から洗浄水を送り、前記洗浄水供給通路の長さＬの一つを以下の関係を有する構成とするとともに、該洗浄水供給通路の供給配管に洗浄水の流通状態を検出する検出手段を設けることにより、その供給配管から洗浄水が送られる洗浄水供給通路に連通しているノズルの目詰まりを検出することを特徴とする洗浄装置。
   Ｐ＋Ｄ＜Ｌ＜２Ｐ （Ｐは吐出通路のピッチ、Ｄは洗浄水入口の口径）
2. 前記検出手段が流量計であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記検出手段が圧力計であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。

Images