JP5103317B2 - 缶洗浄装置及び缶の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、有底筒状の缶体を起立状態で洗浄する缶洗浄装置及びこの缶洗浄装置を用いた缶の洗浄方法に関する。

飲料等の容器として使用される缶の成形工程においては、例えば、絞り・しごき加工（ＤＩ加工）によって成形された缶体の表面を、外面塗装及び内面塗装に適した表面状態にするために前述の缶洗浄装置が用いられている。
この缶洗浄装置は、缶体を搬送するための搬送路と、各工程において水、洗浄液等の処理液を噴霧するための複数のスプレーを備えた洗浄部と、洗浄部によって洗浄された缶体を乾燥させる乾燥部と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。

この缶洗浄装置においては、例えば、水洗工程、脱脂工程、水洗工程、化成処理工程、水洗工程、純水工程、乾燥工程の順で、缶体の洗浄が行われる。
水洗工程、脱脂工程、水洗工程、化成処理工程、水洗工程、純水工程の各工程においては、搬送路上において、缶底部を上方に向けて起立させられた複数の缶体にその上下方向から洗浄液等の処理液を吹き付けることによって、缶体の表面洗浄等を行う。

このように、従来の缶洗浄装置においては、缶体に洗浄液や水等の処理液を吹き付けることから、各工程において処理液の圧力によって倒缶が発生していた。また、搬送路では、有底円筒状の缶体の充填量にバラツキが生じ、缶体同士の間隔が広くなることがあり、機械的な振動によっても倒缶が発生することがある。さらに、有底円筒状の缶体は、通常、その径方向よりも缶軸方向に長い形状であり、倒缶し易い形状である。

ここで、缶洗浄装置内において倒缶が発生すると、缶体の表面が十分洗浄されず、また、形成される表面被膜の厚さも十分に形成されないことから、缶体の表面に不具合が生じるという問題があった。
そのため、従来の缶洗浄装置においては、倒れた缶体（倒缶）が後工程に流出しないために、洗浄部と乾燥部との間に、吸引搬送機（いわゆるバキュームトランスファー）が配設されている。

この吸引搬送機は、起立した有底円筒状の缶体の上面（缶底部）を吸着して搬送するものである。よって、倒缶は、吸引搬送機に吸着されないことになり、搬送路から落下することによって排除され、乾燥部への流入が防止される。
特開２００３−７２９３０号公報

しかし、従来の缶洗浄装置においては、吸引搬送機によって倒缶を確実に排除できない場合があった。つまり、吸引搬送機が、起立した有底円筒状の缶体を吸引して搬送する際に、吸着された缶体と缶体との間に倒缶が挟まれた状態で搬送され、乾燥部へと倒缶が搬送される場合があった。
この場合、倒缶した缶体が十分に洗浄されないのみならず、倒缶の内部に処理液が残存しており、この処理液によって倒缶の周辺にある正常に起立した缶体を汚染してしまうという問題があった。

特に、脱脂液等の処理液に汚染された缶体が乾燥部にて乾燥されると、汚染された缶体が外観上では発見しにくくなるため、倒缶の周辺に存在する缶体も排除する必要があるが、吸引搬送機では倒缶しか排除することができず、汚染された缶体が後工程に流出してしまうおそれがあった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであって、倒れた缶体（倒缶）及びこの倒缶によって汚染された他の缶体を確実に排除して、後工程に流出することを防止することができる缶洗浄装置及びこの缶洗浄装置を用いた缶の洗浄方法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明に係る缶洗浄装置は、有底筒状をなす缶体をその缶軸方向を上下方向に向けて起立させた状態で搬送するとともに缶体の表面を洗浄する缶洗浄装置であって、前記缶体に処理液を供給して洗浄する洗浄部と、洗浄された缶体を乾燥させる乾燥部と、を有し、前記乾燥部の装入口に、倒缶を検知する第１倒缶検知部が配設されるとともに、前記乾燥部の排出口に、倒缶を検知する第２倒缶検知部が配設されており、前記排出口には、倒缶のみを排出する単缶排出機構と、倒缶及びその周辺の缶体を排出する複数缶排出機構と、が設けられており、前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合には、前記複数缶排出機構によって倒缶及びその周辺の缶体を排出し、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合には、前記単缶排出機構によって倒缶を排出するように指令を発信する倒缶排出判断部を備えていることを特徴としている。

この構成の缶洗浄装置によれば、乾燥部の装入口に第１倒缶検知部が配設され、乾燥部の排出口に第２倒缶検知部が配設されているので、乾燥部の上流側、すなわち、洗浄部において発生した倒缶と、乾燥部内で発生した倒缶とを区別して判定することができる。ここで、洗浄部において発生した倒缶には、内部に処理液等が残存していて倒缶の周辺の缶体を汚染するおそれがある。一方、乾燥部で発生した倒缶は、その周辺の缶体を汚染するおそれはない。

本発明に係る缶洗浄装置においては、前記排出口に、倒缶を排出する単缶排出機構と、倒缶及びその周辺の缶体を排出する複数缶排出機構と、が設けられているので、洗浄部で発生した倒缶を検知した場合には、倒缶及びその周辺の缶体を排出する複数缶排出機構によって缶体を排出することにより、倒缶及びこの倒缶によって汚染された缶体をすべて排除することができる。一方、乾燥部にて発生した倒缶を検知した場合には、単缶排出機構によって倒缶のみを排除することができる。これにより、倒缶及び汚染された缶体を確実に排除することができるとともに、汚染のおそれのない缶体を必要以上に排除する必要がなくなり、缶体の歩留まりを向上させることができる。

ここで、前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合には、前記複数缶排出機構によって倒缶及びその周辺の缶体を排出し、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合には、前記単缶排出機構によって倒缶を排出するように指令を発信する倒缶排出判断部を備えている構成を採用しているので、倒缶排出判断部からの指令に応じて、単缶排出機構と複数缶排出機構とを作動させることによって、前述のように、汚染された缶体を確実に排除するとともに、排除する缶体の数を少なく抑えることができる。

また、前記第１倒缶検知部及び前記第２倒缶検知部の少なくとも一方が、光エリアセンサであることが好ましい。
この場合、光エリアセンサによって搬送路上のすべての缶体を監視することが可能となり、倒缶を確実に検知することができる。

前記単数缶排出機構を、起立された前記缶体を吸着して搬送する吸引搬送機としてもよい。
この場合、乾燥部にて発生した倒缶は、吸引搬送機に吸着されないことになり、倒缶のみが排除されることになる。なお、この吸引搬送機を用いた場合、前述のように吸着された缶体と缶体との間に倒缶が挟まれた状態で搬送されて、後工程へ倒缶が移送される可能性があるが、たとえ倒缶が後工程に流出したとしても、この倒缶は乾燥部で発生したものであるため、他の正常な缶体を汚染するおそれはない。

また、本発明に係る缶の洗浄方法は、前述の缶洗浄装置を用いた缶の洗浄方法であって、前記乾燥部の装入口に配設された前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合には、前記複数缶排出機構によって倒缶及びその周辺の缶体を排出し、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合には、前記単缶排出機構によって倒缶を排出することを特徴としている。

この構成の缶の洗浄方法によれば、前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合、すなわち、洗浄部で発生した倒缶を検知した場合には、倒缶及びその周辺の缶体を排出する複数缶排出機構によって缶体を排出することにより、倒缶及びこの倒缶によって汚染された缶体をすべて排除することができる。一方、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合、すなわち、乾燥部にて発生した倒缶を検知した場合には、単缶排出機構によって倒缶のみを排除することができる。

本発明によれば、倒れた缶体（倒缶）及びこの倒缶によって汚染された他の缶体を確実に排除して、後工程に流出することを防止することができる缶洗浄装置及びこの缶洗浄装置を用いた缶の洗浄方法を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。本実施形態である缶洗浄装置を図１から図４に、洗浄される缶体の断面図を図５に示す。
本実施形態である缶洗浄装置１０は、有底円筒状をなす缶体５０の表面を洗浄して、後工程である印刷工程に適した表面状態とするものである。

まず、この缶洗浄装置１０によって洗浄される缶体５０について説明する。
缶体５０は、図５に示すように、有底円筒状をなしており、缶軸Ｏを中心とする円筒状をなす胴部５１と、胴部５１の缶軸Ｏ方向一端側（図５において下側）に向けて開口した開口部５２と、胴部５１の缶軸Ｏ方向他端側（図５において上側）に設けられた缶底部５３と、を有している。
缶底部５３には、缶軸Ｏ方向一端側に向けて凹んだドーム部５４と、このドーム部５４の外周縁部から缶軸Ｏ方向他端側に向けて突出した環状凸部５５と、が設けられている。

この缶体５０は、例えばアルミニウムの板材を円板状に打ち抜き、この円板に対して絞り・しごき加工（ＤＩ加工）を施すことによって成形される。このため、ＤＩ加工によって成形された状態では缶体５０の表面に潤滑油等が付着しており、これらの潤滑油等を除去するために、本実施形態である缶洗浄装置１０が利用される。

本実施形態である缶洗浄装置１０は、図１に示すように、缶体５０を搬送する第１搬送路１１、第２搬送路１２と、これら第１搬送路１１、第２搬送路１２の間に配設された第１吸引搬送機１３と、第２搬送路１２の下流側（図１において右側）に配設された第２吸引搬送機１４と、を備えている。

第１搬送路１１、第２搬送路１２は、その両端部に配置されたスプロケット１１Ａ、１２Ａと、このスプロケット１１Ａ、１２Ａに掛架されたコンベア部１１Ｂ、１２Ｂと、を備えている。ここで、コンベア部１１Ｂ、１２Ｂは、複数の貫通孔を備えたネット状とされており、液体が流通可能な構成とされている。
缶体５０は、コンベア部１１Ｂ、１２Ｂに開口部５２が接地され、缶底部５３が上方を向くように起立した状態で、第１搬送路１１、第２搬送路１２によって搬送される。

第１搬送路１１には、１次洗浄部２１、２次洗浄部２２、脱脂処理部２３、１次リンス部２４、化成処理部２５、２次リンス部２６、が設けられている。第２搬送路１２には、純水洗浄部２７、乾燥部３０、が設けられている。ここで、１次洗浄部２１、２次洗浄部２２、脱脂処理部２３、１次リンス部２４、化成処理部２５、２次リンス部２６及び純水洗浄部２７が、本実施形態における洗浄部２０とされている。

１次洗浄部２１は、缶底部５３を上方に向けて起立された缶体５０の上下方向から洗浄液を噴出するノズル部２１Ａと、洗浄に使用された廃液を受けるタンク部２１Ｂとを有しており、前工程であるＤＩ加工で付着した潤滑油等を除去するものである。
２次洗浄部２２は、洗浄液を噴出するノズル部２２Ａと、廃液を受けるタンク部２２Ｂと、缶体５０を上方から押さえ付けるホールドダウンベルト２２Ｃと、を備えており、１次洗浄部２１で落とし切れなかった油分を除去するものである。

脱脂処理部２３は、缶体５０の上下方向から脱脂処理液を噴出するノズル部２３Ａと、使用された廃液を受けるタンク部２３Ｂと、缶体５０を上方から押さえ付けるホールドダウンベルト２３Ｃと、を備えており、缶体５０の表面に付着した油分を完全に除去するとともに、缶体５０の表面に下地処理を施すものである。
１次リンス部２４は、缶体５０の上下方向から洗浄液を噴出するノズル部２４Ａと、廃液を受けるタンク部２４Ｂと、を備えており、脱脂処理部２３によって付着した脱脂処理液を除去するものである。なお、１次リンス部２４においては、上下のノズル部２４Ａが搬送方向に複数組（図１においては２組）配設されている。

化成処理部２５は、缶体５０の上下方向から化成処理液を噴出するノズル部２５Ａと、使用された廃液を受けるタンク部２５Ｂと、を備えており、後工程である印刷工程で用いられるインキとの密着性を向上させるための化成皮膜を、缶体５０の表面に形成するものである。
２次リンス部２６は、缶体５０の上下方向から洗浄液を噴出するノズル部２６Ａと、廃液を受けるタンク部２６Ｂと、を備えており、化成処理部によって付着した化成処理液を除去するものである。なお、２次リンス部２６においては、上下のノズル部２６Ａが搬送方向に複数組（図１においては２組）配設されている。

第２搬送路１２に設けられた純水洗浄部２７は、缶底部５３を上方に向けて起立された缶体５０の上下方向から純水を噴出するノズル部２７Ａと、廃液を受けるタンク部２７Ｂと、を備えており、缶体５０に付着した不純物等を除去するものである。
乾燥部３０は、第２搬送路１２の下流端に設けられており、純水洗浄部２７で洗浄された缶体５０を乾燥させるものである。

また、洗浄部２０及び乾燥部３０が設けられた第１搬送路１１、第２搬送路１２には、上方から缶体５０をコンベア部１１Ｂ、１２Ｂに押し付けるためのエア供給部１７が搬送方向に複数設けられており、本実施形態では、第１搬送路１１に７つ、第２搬送路１２に１つ設けられている。

第１吸引搬送機１３、第２吸引搬送機１４は、下方側を向く吸着面１３Ａ、１４Ａを備えており、この吸着面１３Ａ、１４Ａから吸気することによって、吸着面１３Ａ、１４Ａに缶体５０を吸着させる構成とされている。詳述すると、吸着面１３Ａ、１４Ａに缶底部５３の環状凸部５５が当接され、環状凸部５５の径方向内方に位置するドーム部５４の空気が吸気されることによってドーム部５４内が陰圧となり、缶体５０が吸着されるのである。よって、倒れた缶体５０（倒缶）は吸着面１３Ａ、１４Ａに吸着されることがなく、通常、第１吸引搬送機１３、第２吸引搬送機１４の下方へと落下して排除される。

次に、乾燥部３０について図２及び図３を用いて説明する。この乾燥部３０の装入口３１には、倒れた缶体５０（倒缶）を検知する第１倒缶検知部４１が配設され、乾燥部３０の排出口３２に第２倒缶検知部４２が配設されている。本実施形態では、これら第１倒缶検知部４１及び第２倒缶検知部４２は、図３に示すように、コンベア部１２Ｂの幅方向に延在する光エリアセンサとされている。
第１倒缶検知部４１及び第２倒缶検知部４２は、図４に示すように、赤外光を第２搬送路１２上の缶体５０に向けて発振する投光機４３と、缶体５０で反射した赤外光を検出する受光機４４と、を有しており、倒缶が発生した場合には、投光機４３から発振された赤外光が受光機４４で検出されるように、投光機４３と受光機４４の位置、角度が調整されている。

そして、乾燥部３０の排出口３２には、第２搬送路１２の下流側に接続された搬出コンベア３３が設けられ、この搬出コンベア３３の上方に第２吸引搬送機１４が配設されている。ここで、搬出コンベア３３は、その両端にスプロケット３３Ａを有しており、図２に示すように、第２搬送路１２側のスプロケット３３Ａを中心として揺動可能な構成とされている。
ここで、本実施形態においては、第２吸引搬送機１４が倒缶のみを排出する単缶排出機構とされ、搬出コンベア３３が倒缶及びその周辺の缶体５０を排出する複数缶排出機構とされている。

すなわち、第２吸引搬送機１４においては、倒缶した缶体５０は吸着面１４Ａに吸着されることがなく、第２吸引搬送機１４の下方へと落下して排除されることになり、倒缶のみが排除されることになる。一方、搬出コンベア３３においては、第２搬送路１２側のスプロケット３３Ａを中心として下方側に揺動させることによって乾燥部３０から排出された缶体５０が全て搬出コンベア３３の下方へと排除されることになる。

次に、本実施形態である缶洗浄装置１０を用いた缶の洗浄方法について説明する。
第１搬送路１１の上流側（図１において左側）から、ＤＩ加工によって成形されて表面に潤滑油等が付着した缶体５０が装入される。缶体５０は、その缶底部５３が上方を向くように起立した状態で搬送され、１次洗浄部２１、２次洗浄部２２、脱脂処理部２３、１次リンス部２４、化成処理部２５、２次リンス部２６で洗浄、表面処理され、第１吸引搬送機１３によって、第２搬送路１２へと移送される。
このとき、第１搬送路１１内で発生した倒缶は、第１吸引搬送機１３に吸引されず、通常、第２搬送路１２には移送されない。しかしながら、稀に、起立して吸引された缶体５０と缶体５０との間に倒缶が挟まれ、第２搬送路１２に流出することがある。

第２搬送路１２に移送された缶体５０は、純水洗浄部２７において最終洗浄され、乾燥部３０において乾燥され、搬出コンベア３３上に移送され、第２吸引搬送機１４によって、後工程へと移送される。
ここで、乾燥部３０の装入口３１に配設された第１倒缶検知部４１によって倒缶が検知されず、乾燥部３０の排出口３２に配設された第２倒缶検知部４２によってのみ倒缶が検知された場合には、乾燥部３０の内部で倒缶が発生したと判断される。そこで、搬出コンベア３３は所定位置のままとし、第２吸引搬送機１４（単缶排出機構）によって倒缶のみが排除される。

一方、乾燥部３０の装入口３１に配設された第１倒缶検知部４１によって倒缶が検知されると、この倒缶は、洗浄部２０（１次洗浄部２１、２次洗浄部２２、脱脂処理部２３、１次リンス部２４、化成処理部２５、２次リンス部２６及び純水洗浄部２７）で発生したものであると判断される。この倒缶の内部には、処理液等が溜まっていて倒缶の周辺の缶体を汚染しているおそれがある。そこで、第１倒缶検知部４１によって倒缶が検知された場合には、その移送時間を考慮するとともに第２倒缶検知部４２で当該倒缶を検知することによって、倒缶の位置を算出し、搬出コンベア３３（複数缶排出機構）を下方に揺動させ、乾燥部３０から排出される缶体５０の全てを排除する。そして、倒缶による汚染の影響がなくなった時点で、搬出コンベア３３が所定位置に戻る。

このような構成とされた本実施形態である缶洗浄装置１０及び缶の洗浄方法によれば、乾燥部３０の装入口３１に第１倒缶検知部４１が配設され、乾燥部３０の排出口３２に第２倒缶検知部４２が配設されているので、洗浄部２０において発生した倒缶と、乾燥部３０の内部で発生した倒缶とを区別して検知することができる。

ここで、前述のように洗浄部２０において発生した倒缶には、処理液等が残存していて倒缶の周辺の缶体５０を汚染するおそれがあるので、搬出コンベア３３（複数缶排出機構）を下方に揺動させることで乾燥部３０から排出される缶体５０の全てを排除することが可能となる。これにより、汚染された缶体５０が後工程に流出することがなくなる。
一方、乾燥部３０で発生した倒缶は、その周辺の缶体５０を汚染するおそれはないため、第２吸引搬送機１４（単缶排出機構）によって倒缶のみが排除される。これにより、汚染のおそれのない缶体５０を必要以上に排除する必要がなくなり、缶体５０の歩留まりを向上させることができる。なお、第２吸引搬送機１４によって、起立して吸引された缶体５０と缶体５０との間に倒缶が挟まれた状態で搬送され、後工程へ倒缶が移送されたとしても、この倒缶は乾燥部３０で発生したものであるため、他の正常な缶体５０を汚染するおそれがない。

また、本実施形態では、第１倒缶検知部４１及び第２倒缶検知部４２が、第２搬送路１２の幅方向に延在する光エリアセンサであるので、光エリアセンサの下を通過する第２搬送路１２上の缶体５０をすべて監視することが可能となり、倒缶を確実に検知することができる。さらに、本実施形態では、第１倒缶検知部４１及び第２倒缶検知部４２が、赤外光を発振する投光機４３と缶体５０で反射された赤外光を検出する受光機４４と、を有しており、倒缶が発生した場合には、投光機４３から発振された赤外光が受光機４４で検出されるように、投光機４３と受光機４４の位置、角度が調整されているので、倒缶を、正確にかつ迅速に検知することができる。

さらに、本実施形態においては、第１搬送路１１と第２搬送路１２との間に、第１吸引搬送機１３を設けて、第２搬送路１２に純水洗浄部２７と乾燥部３０とを配設したので、第１搬送路１１で発生した倒缶がこの第１吸引搬送機１３によって一定の確率で排除されることになる。よって、第２搬送路１２側に、汚染の影響が大きな脱脂処理液や化成処理液等が混入することが抑えられ、第２搬送路１２の汚染を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、洗浄部の構成や、第１搬送路、第２搬送路の構成は、本実施形態に限定されることはなく、洗浄する缶体に応じて適宜設定することができる。

また、第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合に複数缶排出機構によって倒缶を排出し、第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合に単缶排出機構によって倒缶を排出するように指令を発信する倒缶排出判断部を備えていてもよい。例えば、第１倒缶検知部で倒缶が検知されたら、パトライトや警報等の信号を発信し、作業者に複数缶排出機構を操作するように指示するものでもよいし、この信号に応じて自動制御によって複数缶排出機構を作動させてもよい。

さらに、単缶排出機構として吸引搬送機（第２吸引搬送機）を適用したものとして説明したが、これに限定されることはなく、倒缶のみを排出する機構であればよい。
また、複数缶排出機構として、揺動可能な搬出コンベアを適用したものとして説明したが、これに限定されることはなく、昇降可能な搬出コンベアであってもよいし、一定量の缶体を搬送路から押し出すものであってもよい。

本発明の実施形態である缶洗浄装置の概略図である。 図１に示す缶洗浄装置の乾燥部近辺の拡大説明図である。 図２の上面図である。 第１倒缶検知部及び第２倒缶検知部の説明図である。 本発明の実施形態である缶洗浄装置で洗浄される缶体の断面図である。

符号の説明

１４ 第２吸引搬送機（単缶排出機構）
２０ 洗浄部
３０ 乾燥部
３１ 装入口
３２ 排出口
３３ 搬出コンベア（複数缶排出機構）
４１ 第１倒缶検知部
４２ 第２倒缶検知部
５０ 缶体

Claims (4)

1. 有底筒状をなす缶体をその缶軸方向を上下方向に向けて起立させた状態で搬送するとともに缶体の表面を洗浄する缶洗浄装置であって、
   前記缶体に処理液を供給して洗浄する洗浄部と、洗浄された缶体を乾燥させる乾燥部と、を有し、
   前記乾燥部の装入口に、倒缶を検知する第１倒缶検知部が配設されるとともに、前記乾燥部の排出口に、倒缶を検知する第２倒缶検知部が配設されており、
   前記排出口には、倒缶のみを排出する単缶排出機構と、倒缶及びその周辺の缶体を排出する複数缶排出機構と、が設けられており、
   前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合には、前記複数缶排出機構によって倒缶及びその周辺の缶体を排出し、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合には、前記単缶排出機構によって倒缶を排出するように指令を発信する倒缶排出判断部を備えていることを特徴とする缶洗浄装置。
2. 前記第１倒缶検知部及び前記第２倒缶検知部の少なくとも一方は、光エリアセンサであることを特徴とする請求項１に記載の缶洗浄装置。
3. 前記単数缶排出機構が、起立された前記缶体を吸着して搬送する吸引搬送機であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の缶洗浄装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された缶洗浄装置を用いた缶の洗浄方法であって、
   前記乾燥部の装入口に配設された前記第１倒缶検知部で倒缶が検知された場合には、前記複数缶排出機構によって倒缶及びその周辺の缶体を排出し、前記第２倒缶検知部でのみ倒缶が検知された場合には、前記単缶排出機構によって倒缶を排出することを特徴とする缶の洗浄方法。

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