(57)【要約】【課題】簡易な構成で、ボトルの形状（サイズを含む）の違いを吸収することができるボトルの洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄装置は、キャリアと、キャリアに保持された複数のボトルの内部空間に対し進退する複数のノズルとを備える。ノズルは、ボトルの内部空間内で洗浄水を噴出する。キャリアは、ボトルが口部を下方に向けて起立するように、口部を下方から支持する支持板と、支持板上で起立するボトルが転倒しないようにボトルの胴部を支持するフレームとを有する。支持板には、複数の開口が形成されており、フレームは、ボトルの口部が支持板の開口に対して位置合わせされるように、胴部を支持する。ノズルは、支持板の開口に対して位置合わせされており、キャリアに保持されたボトルの内部空間に対し開口及び口部を介して下方から進入する。【選択図】図７
2020032344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、
前記複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、
前記キャリアに保持された前記複数のボトルの内部空間に対し前記口部を介して進退し、前記内部空間内で前記洗浄水を噴出することにより、前記複数のボトルの内面を洗浄する複数のノズルと
を備え、
前記キャリアは、前記複数のボトルが前記口部を下方に向けて起立するように、前記口部を下方から支持する支持板と、前記支持板上で起立する前記複数のボトルが転倒しないように、前記複数のボトルの前記胴部を支持するフレームとを有し、
前記支持板には、複数の開口が形成されており、
前記フレームは、前記複数のボトルの前記口部が前記複数の開口に対して位置合わせされるように、前記胴部を支持し、
前記複数のノズルは、前記複数の開口に対して位置合わせされており、前記キャリアに保持された前記複数のボトルの前記内部空間に対し前記開口及び前記口部を介して下方から進入する、洗浄装置。
【請求項２】
前記複数の開口は、各々、周方向に沿って中心から外周までの距離が変化し、周方向に沿って当該距離が長い領域と短い領域とが交互に出現する形状を有する、
請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記複数の開口は、各々、略円形の中央領域と、前記中央領域から径方向に突出する複数の突出領域とを有する、
請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記複数のノズルは、各々、
噴出口が形成された先端部を有する筒状のノズル本体と、
前記先端部に取り付けられ、前記噴出口から噴出された前記洗浄水の水圧により、前記ノズル本体の長手方向に概ね平行な軸周りを回転駆動される複数枚の羽根を有する羽根車と
を有する、請求項１から３のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボトルを洗浄する洗浄装置に関し、特に、フラン瓶のような口部の形状（サイズを含む）の製造誤差が大きいボトルの洗浄に適した洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、壜を洗浄するための洗瓶機を開示している。この洗瓶機では、壜の内部にノズルが挿入され、この状態でノズルから洗浄水が噴射されることで、壜の内面が洗浄される。また、この洗瓶機では、壜の昇降機構を構成するレバー間の連結位置を変更することで、ノズルの昇降量を調整することができ、これにより、異なるサイズの壜を洗浄することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１３１５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、洗浄時に、ノズルを壜の内部に挿入するためには、壜の口部をノズルに対して位置合わせする必要がある。この点、特許文献１の洗瓶機では、壜のサイズに応じてノズルの昇降量が調整されるが、壜の口部がノズルに対して位置合わせされていなければ、結局、洗浄ができない。特許文献１の洗瓶機は、このような位置合わせの態様について何ら言及しておらず、この点、ボトルの形状（サイズを含む。以下、特に断らない限り、同様。）の違いを十分に吸収できていないと言える。
【０００５】
ボトルの形状の違いは、メーカー名及び型番で特定されるようなボトルの種類に依存するだけでなく、製造誤差によっても生じる。例えば、フラン瓶と呼ばれるボトルは、１つ１つ手作業で製造されており、特に口部の形状の製造誤差が大きい。そして、このように形状にばらつきのあるボトルについては、その形状を正確に予測できないため、ノズルに対する位置合わせを実現する機構の設計が難しい。また、製造誤差の小さい種類のボトルであれば、その形状を正確に予測して、同機構を比較的容易に設計できるかもしれないが、特定のボトルの形状に依存する機構になってしまうと、洗浄機に汎用性がなくなる。
【０００６】
勿論、ボトルの形状をカメラ等でセンシングし、センシングした形状に応じてボトルを支持するアーム等の支持機構の動作を精密に制御する等すれば、ボトルの形状の違いを吸収できるかもしれない。ただし、そのような機構は、言うまでもなく高コストである。よって、多様な形状のボトルに対し、その口部とノズルとの位置合わせを簡易な構成で実現することが望まれる。
【０００７】
本発明は、簡易な構成で、ボトルの形状の違いを吸収することができるボトルの洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１観点に係る洗浄装置は、口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、キャリアに保持された複数のボトルの内部空間に対し口部を介して進退する複数のノズルとを備える。複数のノズルは、複数のボトルの内部空間内で洗浄水を噴出することにより、複数のボトルの内面を洗浄する。キャリアは、複数のボトルが口部を下方に向けて起立するように、口部を下方から支持する支持板と、支持板上で起立する複数のボトルが転倒しないように、複数のボトルの胴部を支持するフレームとを有する。支持板には、複数の開口が形成されており、フレームは、複数のボトルの口部が複数の開口に対して位置合わせされるように、胴部を支持する。複数のノズルは、複数の開口に対して位置合わせされており、キャリアに保持された複数のボトルの内部空間に対し開口及び口部を介して下方から進入する。
【０００９】
本発明の第２観点に係る洗浄装置は、第１観点に係る洗浄装置であって、複数の開口は、各々、周方向に沿って中心から外周までの距離が変化し、周方向に沿って当該距離が長い領域と短い領域とが交互に出現する形状を有する。
【００１０】
本発明の第３観点に係る洗浄装置は、第１観点又は第２観点に係る洗浄装置であって、複数の開口は、各々、略円形の中央領域と、中央領域から径方向に突出する複数の突出領域とを有する。
【００１１】
本発明の第４観点に係る洗浄装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る洗浄装置であって、複数のノズルは、各々、噴出口が形成された先端部を有する筒状のノズル本体と、先端部に取り付けられ、噴出口から噴出された洗浄水の水圧により、ノズル本体の長手方向に概ね平行な軸周りを回転駆動される複数枚の羽根を有する羽根車とを有する。
【００１２】
本発明の第５観点に係る洗浄装置は、口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、キャリアに保持された複数のボトルの内部空間に対し口部を介して進退する複数のノズルとを備える。複数のノズルは、複数のボトルの内部空間内で洗浄水を噴出することにより、複数のボトルの内面を洗浄する。複数のノズルは、各々、噴出口が形成された先端部を有する筒状のノズル本体と、先端部に取り付けられ、噴出口から噴出された洗浄水の水圧により、ノズル本体の長手方向に概ね平行な軸周りを回転駆動される複数枚の羽根を有する羽根車とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１観点によれば、ボトルの洗浄装置において、簡易な構成で、ボトルの形状の違いを吸収することができる。
【００１４】
本発明の第５観点によれば、ボトルの洗浄装置において、ノズルから洗浄水を様々な方向に噴出することができ、ボトルの内面の洗浄効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るボトルの洗浄装置の平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】洗浄装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】フラン瓶及び栓の側面図。
【図５】プラスチック容器及び蓋の側面図。
【図６】フラン瓶用のキャリアの平面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】プラスチック容器用のキャリアの平面図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】栓及び蓋用のキャリアの平面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。
【図１２】ノズルユニットの周辺の側方断面図。
【図１３】ノズルの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るボトルの洗浄装置について説明する。
【００１７】
＜１．ボトルの洗浄装置の全体構成＞
図１に、本実施形態に係るボトル１の洗浄装置２の平面図を示し、図２に、そのＩＩ−ＩＩ線断面図を示す。洗浄装置２は、多数のボトル１をまとめて同時に洗浄するための装置である。これらの図に示すように、洗浄装置２は、洗浄トレー３を有し、洗浄トレー３の上方に、多数のボトル１を保持したキャリア４が設置される（ただし、図１では、洗浄トレー３の上方のキャリア４が省略されている）。洗浄トレー３の上方の空間へのキャリア４の設置は、搬送機構８が同空間へキャリア４を搬入することにより行われ、また、同機構８により、同空間からキャリア４が搬出される。搬送機構８は、多数本のローラー８ａ，８ａ，・・・から構成され、これらのローラー８ａ，８ａ，・・・が回転駆動されることにより、ローラー８ａ，８ａ，・・・上に載置されたキャリア４が搬送される。
【００１８】
洗浄トレー３は、上部トレー３１と、上部トレー３１の下部に配置される下部トレー３２とを有する。上部トレー３１及び下部トレー３２は、図示されない開口部分を有し、互いに連通している。ボトル１の洗浄時には、水道７０並びに２本のタンク７５及び７６のいずれかから、ポンプ７７により洗浄水が下部トレー３２内に導入される。上部トレー３１内には、ノズルユニット５に含まれる多数のノズル５０が配置されている。ノズル５０は、ノズルユニット５に含まれる昇降機構５２により昇降し、ボトル１内に挿入される。ノズル５０は、ノズルユニット５に含まれるポンプ５３により下部トレー３２内に溜められている洗浄水を汲み上げ、上部トレー３１のさらに上方のキャリア４に保持されたボトル１に向けて、汲み上げた洗浄水を噴射する。これにより、ボトル１の主として内面が洗浄される。
【００１９】
詳細は後述するが、本実施形態では、ボトル１の洗浄は、３回の洗浄工程により実施される。１回目の洗浄工程（以下、第１洗浄工程という）では、第１タンク７５に溜められた洗浄水が使用され、２回目の洗浄工程（以下、第２洗浄工程という）では、第２タンク７６に溜められた洗浄水が使用される。３回目の洗浄工程（以下、第３洗浄工程という）では、洗浄水として水道７０から導入される新しい水が使用される。本実施形態では、同じ洗浄水が、これらの３回の洗浄工程で使用される。より具体的には、第３洗浄工程後、同工程で使用された洗浄水は、別のボトル１を洗浄する次回の第２洗浄工程で使用されるべく、第２タンク７６に導入される。同様に、第２洗浄工程後、同工程で使用された洗浄水は、別のボトル１を洗浄する次回の第１洗浄工程で使用されるべく、第１タンク７５に導入される。第１洗浄工程で使用された洗浄水は、これ以上使用されることなく、排水される。
【００２０】
これに限定されないが、本実施形態の洗浄水は、イオン交換水である。よって、水道７０からの水は、イオン交換装置７１に導入され、イオン交換水となる。また、本実施形態では、第３洗浄工程は、オゾン水により行われる。よって、イオン交換装置７１から出たイオン交換水は、オゾン水生成器７２に導入され、オゾンが溶存しているイオン交換水となる。
【００２１】
図３は、洗浄装置２の電気的構成を示すブロック図である。図３において、電気的な接続関係は、点線で示されている。洗浄装置２は、制御部９を有し、制御部９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性の記憶装置を有するコンピュータから構成されている。制御部９は、ＣＰＵによりＲＯＭ又は記憶装置内に記憶されているプログラムを実行することにより、洗浄装置２に含まれる各部の動作を制御し、ボトル１の洗浄を実施する。制御部９には、上述した搬送装置８、昇降機構５２、ポンプ５３及びポンプ７７に接続されるとともに、操作パネル８５及びセンサー８６にも接続されている。操作パネル８５及びセンサー８６は、図２には本来現れないが、参考としてその位置を点線で示している。また、図２には、本来現れない水道７０、イオン交換装置７１、オゾン水生成器７２、タンク７５及び７６等も点線で示されている。操作パネル８５は、使用者が洗浄の開始を指令したり、洗浄の態様を設定したりするために使用する入力及び表示装置である。操作パネル８５は、例えば、ボタンやモニター、ディスプレイ、タッチパネル等から構成される。センサー８６は、洗浄トレー３の上方の空間に導入されるキャリア４の種類を判別するためセンサーである。制御部９は、キャリア４の種類に応じて、これに保持されているボトル１の種類を判別し、判別されたボトル１の種類に応じて、洗浄の態様を制御する。
【００２２】
＜２．各部の構成＞
以下、ボトル１及び洗浄装置２の主要部について説明する。
【００２３】
＜２−１．ボトル＞
洗浄装置２は、キャリア４を変更することにより、多種多様なボトル１の洗浄が可能である。また、以上では、ボトル１の洗浄のみについて言及したが、洗浄装置２は、さらにボトル１の栓及び蓋も洗浄可能である。以下、ボトル１であるフラン瓶１ａ及びプラスチック容器１ｂ、並びにこれらの栓１５及び蓋２５について説明する。
【００２４】
図４に、フラン瓶１ａ及びその栓１５の側面図を示す。フラン瓶１ａは、一般に、水質試験に広く使用され、例えば、ＢＯＤ測定器具として使用される。フラン瓶１ａは、略円形の底部１０と、底部１０の外周縁から起立する略円筒状の胴部１１と、胴部１１の上部に連続し、徐々に縮径する略円錐台状の肩部１２と、肩部１２の上部に連続する略円筒状の首部１３と、首部１３の上部に連続するロート部１４とを有する。ロート部１４は、首部１３から拡径しており、フラン瓶１ａの口部を形成する（以下、口部にも、参照符号１４を付す）。また、フラン瓶１ａは、図４に示すとおり、ロート部１４の水平断面の最大直径が、胴部１１の水平断面の最大直径よりも大きいか、これと略同じである。そして、フラン瓶１ａのロート部１４を介して、首部１３内に略円柱状の栓１５が挿入される。ロート部１４は、栓１５が首部１３内に挿入された状態で、栓１５から間隔をあけて栓１５を囲む側壁を有し、栓１５の周囲に貯水部を形成する。この貯水部は、試液をフラン瓶１ａ内に充填し、栓１５で閉じた後、水を溜める空間となり、これにより、フラン瓶１ａ内の試液が水封される。本実施形態では、フラン瓶１ａはガラス製であり、栓１５もガラス製である。
【００２５】
図５に、プラスチック容器１ｂ及びその蓋２５の側面図を示す。プラスチック容器１ｂも、水質試験に使用することができ、例えば、試薬の保管に使用することができる。プラスチック容器１ｂは、略円形の底部２０と、底部２０の外周縁から起立する略円筒状の胴部２１と、胴部２１の上部に連続し、徐々に縮径する略円錐台状の肩部２２と、肩部２２の上部に連続する略円筒状の首部２３とを有する。プラスチック容器１ｂの口部である首部２３の外周面には、螺旋状のねじ山２３ａが形成されている（以下、口部にも、参照符号２３を付す）。蓋２５は、ねじ山２３ａに対応するねじ山２５ａ（図５の点線を参照）を内周面に有する円筒状であり、天面を有している。そして、これらのねじ山２３ａ及び２５ａどうしを螺号することにより、プラスチック容器１ｂが閉じられる。本実施形態では、プラスチック容器１ｂはその名のとおり、樹脂製であり、蓋２５も樹脂製である。
【００２６】
＜２−２．キャリア＞
次に、洗浄対象を保持するためのキャリア４について説明する。キャリア４は、洗浄対象に応じて複数種類用意される。以下、フラン瓶１ａ用のキャリア４ａ、プラスチック容器１ｂ用のキャリア４ｂ、並びに栓１５及び蓋２５用のキャリア４ｃについて順に説明する。
【００２７】
図６に、フラン瓶１ａ用のキャリア４ａの平面図を示し、図７に、そのＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を示す。図７には、参考のため、キャリア４ａに保持された状態のフラン瓶１ａが図視されている。キャリア４ａは、多数のフラン瓶１ａを所定の位置に保持するための器具である。これらの図に示すように、キャリア４ａは、略直方体状のケーシング１４０と、ケーシング１４０に対し、その略矩形状の上部開口を開閉自在に覆うように取り付けられる蓋１４１とを有する。なお、図６では、蓋１４１が省略されている。これに限定されないが、ケーシング１４０は、例えば、ステンレス等の金属や硬質の樹脂等から構成され、蓋１４１は、好ましくは、透明又は半透明に構成され、例えば、硬質の樹脂やガラス等から構成される。
【００２８】
ケーシング１４０の底板は、多数のフラン瓶１ａが口部１４を下方に向けて起立するように、口部１４を下方から支持する支持板１４２として機能する。また、キャリア４ａは、ケーシング１４０の内部の所定の高さ位置に固定されるフレーム１５０を有する。フレーム１５０は、縦及び横方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配列される直線状の棒部材１５１から構成され、全体として網状に形成されており、格子状に配列される略正方形状の多数の開口１５０ａを形成する。これに限定されないが、フレーム１５０は、例えば、ステンレス等の金属や硬質の樹脂等から構成される。
【００２９】
支持板１４２には、縦及び横方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配列される複数の開口１４２ａが形成されている。図６に示すように、平面視において、フレーム１５０の複数の開口１５０ａと、支持板１４２の複数の開口１４２ａとは、互いに位置合わせされており、各開口１５０ａの中心に、これに対応する開口１４２ａの中心が概ね重ねられる。フレーム１５０の各開口１５０ａには、洗浄対象となるフラン瓶１ａが口部１４を下方に向けて挿入される。これにより、フレーム１５０は、多数のフラン瓶１ａの胴部１１を支持し、このとき、多数のフラン瓶１ａの口部１４が、それぞれに対応するフレーム１５０の開口１５０ａに対して位置合わせされる。フレーム１５０は、支持板１４２上で起立するフラン瓶１ａが転倒しないように、その胴部１１を支持する役割を担う。
【００３０】
なお、フラン瓶１ａの種類にもよるが、フレーム１５０の開口１５０ａの一辺の長さは、フラン瓶１ａの胴部１１の外径よりも、大きい。すなわち、フラン瓶１ａの種類（メーカーや型番、容量）によって、胴部１１のサイズが異なるが、比較的大きいものでも通り抜けることができるように、開口１５０ａのサイズ、すなわち、棒部材１５１の配列間隔が決められている。よって、比較的小さいサイズのフラン瓶１ａの洗浄時には、フレーム１５０は、フラン瓶１ａの胴部１１の外周面から間隔をあけて胴部１１を囲むような態様で、胴部１１を支持する。そのため、小さいサイズのフラン瓶１ａは、多少傾くことはあり得るが、最終的には、フレーム１５０により、転倒が防止される。
【００３１】
また、フラン瓶１ａの口部１４の形状（サイズを含む。以下、「形状」というとき、特に断らない限り、同様。）も、フラン瓶１ａの種類によって異なる。さらに、フラン瓶１ａは、多くの場合、１つ１つ手作業で製造されており、特に口部１４の形状の製造誤差が大きい。この点、支持板１４２の開口１４２ａは、フラン瓶１ａの口部１４の形状の以上のようなバラつきを考慮した上で、口部１４が開口１４２ａを介して支持板１４２の下方に脱落しない形状に形成されている。
【００３２】
以上により、多様な形状を有するフラン瓶１ａに対し、その口部１４の開口１４２ａに対する位置合わせが、ひいては、開口１４２ａに対して後述するとおり位置合わせされているノズル５０との位置合わせが、簡易な構成で実現される。つまり、洗浄装置２は、簡易な構成で、フラン瓶１ａの形状の違い（瓶の種類及び製造誤差によるバラつきによる違いを含む）を吸収することができる。
【００３３】
ところで、支持板１４２の開口１４２ａのサイズが小さいほど、フラン瓶１ａの口部１４は下方へ脱落し難くなり、このような開口１４２ａを有するキャリア４ａは、様々なサイズのフラン瓶１ａを洗浄の対象とすることができる。一方で、開口１４２ａのサイズが小さいほど、サイズの大きい口部１４（ひいては、通常、フラン瓶１ａにおける口部１４以外の本体のサイズも大きい）内へノズル５０を介して導入できる洗浄水の流量が少なくなり、洗浄効率が低下し得る。ノズル５０からフラン瓶１ａの内部空間へ導入された洗浄水を、同空間からの排出するための流路が狭くなるからである。
【００３４】
この点、本実施形態では、支持板１４２の開口１４２ａは、各々、略円形の中央領域Ｓ１１と、中央領域Ｓ１１から径方向に突出する複数の突出領域Ｓ１２とを有する。突出領域Ｓ１２は、周方向に沿って等間隔に配置される。また、突出領域Ｓ１２は、各々、略半円状であり、径方向外方に向かって凸状に配置される。以上により、開口１４２ａは、各々、周方向に沿って中心から外周までの距離が変化し、周方向に沿って当該距離が長い領域（突出領域Ｓ１２に対応する部分）と短い領域（突出領域Ｓ１２に対応しない部分）とが交互に出現する形状を有する。この構成によれば、サイズの小さい口部１４が開口１４２ａを介して下方へ脱落するのを抑制するとともに、突出領域Ｓ１２が洗浄水の排出のための流路となり、サイズの大きい口部１４に対する洗浄水の流量を維持することができる。
【００３５】
次に、プラスチック容器１ｂ用のキャリア４ｂについて説明する。図８に、キャリア４ｂの平面図を示し、図９に、そのＩＸ−ＩＸ断面図を示す。図９には、参考のため、キャリア４ｂに保持された状態のプラスチック容器１ｂが図視されている。キャリア４ｂは、多数のプラスチック容器１ｂを所定の位置に保持するための器具である。これらの図に示すように、キャリア４ｂは、略直方体状の台座２４０を有する。これに限定されないが、台座２４０は、例えば、ステンレス等の金属や硬質の樹脂等から構成される。
【００３６】
台座２４０の天板は、多数のプラスチック容器１ｂが口部２３を下方に向けて起立するように、口部２３を支持する支持板２４２として機能する。支持板２４２には、縦及び横方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配列される複数の開口２４２ａが形成されている。開口２４２ａは、各々、プラスチック容器１ｂの胴部２１の水平断面の外径よりも小さく、口部２３の外径よりも僅かに大きい外径を有する円形状である。そして、各開口２４２ａには、洗浄対象となるプラスチック容器１ｂの口部２３が挿入される。このとき、プラスチック容器１ｂの口部２３は、支持板２４２から下方に突出し、それぞれに対応する開口２４２ａに対して位置合わせされるように、支持板２４２が、プラスチック容器１ｂの肩部２２を支持する。
【００３７】
ところで、ここでのプラスチック容器１ｂは、フラン瓶１ａのように手作業ではなく、機械的に量産される容器であり、フラン瓶１ａと比べて、形状に関する製造誤差が小さい。従って、プラスチック容器１ｂの口部２３の形状に併せて、開口２４２ａのサイズを決定することができ、支持板２４２のみで、支持板２４２上でプラスチック容器１ｂが転倒しないように、プラスチック容器１ｂを支持することができる。
【００３８】
なお、フラン瓶１ａの場合、口部１４の直径が胴部１１の直径よりも大きいか、略同じであるため、プラスチック容器１ｂのように、口部１４のみを開口１４２ａ内に挿入し、肩部１２を支持板１４２に引っ掛けて支持することができない。よって、フラン瓶１ａを保持するためには、プラスチック容器１ｂ用のキャリア４ｂのように単なる円形の開口２４２ａではなく、上記したような形状の開口１４２ａが好ましく、口部１４を支持板１４２上に起立させる構成が適切である。
【００３９】
最後に、栓１５及び蓋２５用のキャリア４ｃについて説明する。図１０に、キャリア４ｃの平面図を示し、図１１に、そのＸＩ−ＸＩ断面図を示す。キャリア４ｃは、多数の栓１５及び蓋２５を保持するための器具である。これらの図に示すように、キャリア４ｃは、略直方体状のケーシング３４０と、ケーシング３４０に対しその略矩形状の上部開口を開閉自在に覆うように取り付けられる蓋３４１とを有する。なお、図１０では、蓋３４１が省略されている。これに限定されないが、ケーシング３４０は、例えば、ステンレス等の金属や硬質の樹脂等から構成され、蓋３４１は、好ましくは、透明又は半透明に構成され、例えば、硬質の樹脂やガラス等から構成される。
【００４０】
また、キャリア４ｃは、ケーシング３４０の内部の所定の高さ位置に固定される網板３５０を有する。網板３５０は、縦及び横方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配列される直線状の棒部材３５１から構成され、格子状に配列される略正方形状の多数の開口３５０ａを形成する。これに限定されないが、網板３５０は、例えば、ステンレス等の金属や硬質の樹脂等から構成される。栓１５及び蓋２５は、この網板３５０上に、互いに重ならないようにランダムに配置される。そして、網板３５０の下方に位置するノズル５０から噴射される洗浄水により洗浄される。
【００４１】
＜２−３．ノズル＞
次に、ノズルユニット５について説明する。図１２は、ノズルユニット５の周辺の側方断面図である。ノズルユニット５に含まれる多数のノズル５０は、それぞれ上部トレー３１の底面３１ａ上に配列されているノズル５０の支持部５１に支持される。よって、ノズル５０も、上部トレー３１の底面３１ａに、縦及び横方向にそれぞれ所定の間隔をあけて配列される。ノズル５０は、各々、筒状のノズル本体５４を有する。支持部５１は、各々、筒状であり、その内部にノズル本体５４が挿入される。
【００４２】
下部トレー３２内には、上部トレー３１の底面３１ａを挟んで支持部５１の反対側に、昇降機構５２及びポンプ５３が配置されている。昇降機構５２は、制御部９により制御され、ノズル５０を昇降させる。なお、このように、物体を上下に昇降させる昇降機構５２の構成としては、適宜設計可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。ポンプ５３は、ポンプ７７により下部トレー３２内へ汲み上げられた洗浄水をノズル５０内に送り、ノズル本体５４の先端部に形成された噴出口５０ａ（図１３参照）から上方に向かって噴射する。
【００４３】
ノズル５０は、各々、ノズル本体５４の先端部に取り付けられた羽根車５５を有する。羽根車５５は、ノズル本体５４の長手方向の軸に概ね平行な軸周りに所定の間隔で配置されている複数枚の羽根５６を有する。これらの羽根５６は、噴出口５０ａから噴出された洗浄水の水圧により、以上の軸周りを回転駆動される。羽根車５５とノズル本体５４とは、概ね同軸である。
【００４４】
ボトル１の洗浄時に、キャリア４ａ，４ｂが洗浄トレー３の上方の空間に設置されたとき、複数のノズル５０が、それぞれキャリア４ａ，４ｂの複数の開口１４２ａ，２４２ａに対して位置合わせされる。なお、このとき、開口１４２ａ，２４２ａと、ノズル５０との間に搬送機構８に含まれるローラー８ａ，８ａ，・・が入り込まないように、ローラー８ａ，８ａ，・・の位置が調整されている。ノズル５０は、昇降機構５２に制御されて、キャリア４ａ，４に保持されたボトル１ａ，１ｂの内部空間に対し、開口１４２ａ，２４２ａ及びボトル１ａ，１ｂの口部１４，２３を介して進退する。そして、ノズル５０は、ボトル１ａ，１ｂの内部空間内に進入した状態で、同空間内で洗浄水を噴出することにより、ボトル１ａ，１ｂの内面を洗浄する。このとき、ノズル５０は、洗浄水を噴出しながら、ボトル１ａ，１ｂの内部空間内において上下方向の移動を繰り返す。
【００４５】
図１３は、ノズル５０の平面図である。同図では、参考のため、羽根５６により隠れている噴出口５０ａの位置が図視されている。ノズル本体５４の先端部には、多数の噴出口５０ａが上方に向かって開口している。そして、噴出口５０ａから洗浄水が上方に向かって噴出しているとき、羽根車５５により、ボトル１内で洗浄水が様々な方向に飛散する。具体的には、噴出方向（上方向）に対して、羽根５６が噴出口５０ａに重ならないときには、洗浄水は、上方に遮るものがなく、略上方向に飛び出す。一方で、噴出方向（上方向）に対して、羽根５６が噴出口５０ａに重なったときには、洗浄水は、羽根５６に当たって略水平方向に飛び出す。そして、洗浄中、羽根車５５が回転しているために、洗浄水の上方向の吹き出しと、横方向の吹き出しとが繰り返される。これにより、ボトル１内で洗浄水が様々な方向に飛散し、ボトル１の内面の洗浄が助長される。
【００４６】
なお、ノズル本体５４及び羽根車５５の材質は、特に限定されないが、ステンレス等の金属や、硬質の樹脂等から構成される。
【００４７】
＜３．洗浄動作の流れ＞
以上の洗浄装置２による洗浄動作の流れについて説明する。ここでは、フラン瓶１ａ、プラスチック容器１ｂ、並びに栓１５及び蓋２５を順に洗浄する場合を例に説明する。
【００４８】
この場合、使用者は、キャリア４ａに多数のフラン瓶１ａをセットする。具体的には、ケーシング１４０の蓋１４１を操作して、ケーシング１４０の上部開口を開く。そして、フレーム１５０の各開口１５０ａに、フラン瓶１ａをその口部１４を下に向けて差し込み、その後、蓋１４１を閉じる。これにより、支持板１４２上に多数のフラン瓶１ａが逆立ちした状態で配列され、口部１４がそれぞれ支持板１４２の開口１４２ａに位置合わせされる。このとき、図６に点線で示すように、典型的には、口部１４は、平面視において、開口１４２ａの中央領域Ｓ１１を完全に覆い、突出領域Ｓ１２が部分的に、口部１４からはみ出す。
【００４９】
また、使用者は、キャリア４ｂにプラスチック容器１ｂをセットする。具体的には、台座２４０の各開口２４２ａに、プラスチック容器１ｂの口部２３を差し込む。これにより、台座２４０上に多数のプラスチック容器１ｂの主として胴部２１が逆立ちした状態で配列され、口部２３がそれぞれ台座２４０の開口２４２ａに位置合わせされる。
【００５０】
さらに、使用者は、キャリア４ｃに栓１５及び蓋２５をセットする。具体的には、ケーシング３４０の蓋３４１を操作して、ケーシング３４０の上部開口を開く。そして、網板３５０上に、互いに重ならないように栓１５及び蓋２５をランダムに配置し、特にこのとき、蓋２５は天面が上を向くように配置する。その後、ケーシング３４０の蓋３４１を閉じる。
【００５１】
続いて、搬送装置８の洗浄トレー３よりも上流側に、キャリア４ａ〜４ｃを配置する。このとき、先に洗浄したい洗浄対象を保持するキャリア４が、より下流側（洗浄トレー３側）に来るようにセットする。そして、操作パネル８５を操作して、洗浄の開始を指示する。
【００５２】
制御部９は、操作パネル８５を介して洗浄の開始の指示を受け取ると、搬送機構８を駆動し、キャリア４ａ〜４ｃを下流側に搬送する。１つ目のキャリア４ａが洗浄トレー３の上方の空間へ導入されると、制御部９は、搬送機構８を停止させる。ここで、キャリア４ａ〜４ｃには、同空間内へ搬送される過程でセンサー８６の正面を通過する部位に、それぞれの種別を示す構造４０ａ〜４０ｃ（図６、図８及び図１０参照）が設けられている。センサー８６は、これらの構造４０ａ〜４０ｃを検出し、検出した情報を制御部９に送信する。制御部９は、この情報に基づいて、キャリア４ａ〜４ｃの種別、ひいては、これに保持されている洗浄対象を判別する。なお、構造４０ａ〜４０ｃと、キャリア４の種類と、キャリア４に保持される洗浄対象とを対応付ける情報は、予め記憶装置又はＲＯＭ内に格納されており、洗浄対象の判別時にこの情報が参照される。本実施形態では、センサー８６は、図１に示すとおり、洗浄トレー３のすぐ上流側に配置されているが、これに限らず、例えば、洗浄トレー３の上方に配置されていてもよい。この場合、洗浄装置２内にこれから導入されるキャリア４ではなく、現在導入されているキャリア４の種別を判別することができる。センサー８６は、例えば、光電センサーにより構成することができる。また、構造４０ａ〜４０ｃに代えて、キャリア４ａ〜４ｃにその種別を示す情報を含むバーコードやＲＦタグ等を取り付けておくこともでき、この場合、センサー８６は、これを読み取り可能なカメラやＲＦＩＤリーダー等として構成することができる。
【００５３】
洗浄トレー３の上方の空間にキャリア４ａが導入されると、制御部９は、洗浄を開始する。このとき、制御部９は、センサー８６からの情報に基づき、洗浄トレー３の上方の空間に特定の種類の洗浄対象、すなわち、特定の種類のフラン瓶１ａがセットされていることを認識する。続いて、制御部９は、こうして認識されたフラン瓶１ａの種類に応じて、洗浄の態様を制御する。
【００５４】
洗浄の態様をより具体的に説明する。まず、制御部９は、第１洗浄工程を実施するべく、ポンプ７７を駆動して第１タンク７５から下部トレー３２内に洗浄水を汲み上げる。続いて、制御部９は、昇降機構５２を駆動して、ノズル５０を上昇させる。ノズル５０は、フラン瓶１ａの内部空間内に進入するが、その底部１０に衝突しないように、その上昇量が制御される。制御部９は、ノズル５０がフラン瓶１ａの内部空間内にあるときに、ポンプ５３を駆動し、下部トレー３２内の洗浄水を汲み上げて、ノズル５０の噴出口５０ａを介して吐出する。このとき、既に述べたように、羽根車５５が吐出された洗浄水の水圧により回転することにより、羽根５６の作用により、フラン瓶１ａの内部空間内で洗浄水が上方及び側方に飛散する。上方に噴き上げられた洗浄水は、フラン瓶１ａの主として底部１０の中央近傍に衝突し、底部１０で跳ね返ったり、底部１０を伝う等して胴部１１まで流れ、底部１０及び胴部１１の内面を洗浄する。また、側方に噴き出した洗浄水は、主として胴部１１に衝突し、胴部１１で跳ね返ったり、胴部１１を洗浄しながら胴部１１を伝って落下する。噴射された洗浄水は、最終的には全て重力によって落下し、支持板１４２の開口１４２ａを介して上部トレー３１に集められ、さらに下部トレー３２へと導かれる。そして、第１洗浄工程中、洗浄水が再度ポンプ５３により汲み上げられ、ノズル５０から噴射される。
【００５５】
また、制御部９は、第１洗浄工程中、ノズル５０から洗浄水を噴出させながら、ノズル５０をフラン瓶１ａの内部空間に対し上下方向に移動させる。これにより、ノズル５０の内面に隈なく洗浄水を当て、洗浄効果を高めることができる。このとき、洗浄効果をさらに高める観点からは、ノズル５０を繰り返し往復動させることが好ましい。ノズル５０の上下方向の移動範囲の下端は、ノズル本体５４の先端部がフラン瓶１ａの口部１４のやや下方にくる高さ位置とすることができる。この場合、フラン瓶１ａの口部１４を効果的に洗浄することができる。制御部９は、以上の洗浄を所定時間継続した後、ポンプ５３を停止し、ノズル５０を下降させ、洗浄トレー３内の洗浄水を排出する。
【００５６】
第１洗浄工程の後、制御部９は、第２及び第３洗浄工程を順次実施する。第２及び第３洗浄工程は、上述したように、使用する洗浄水の供給元、及び洗浄後の排出先が異なる点以外は、第１洗浄工程と同様に実施される。第３洗浄工程までが完了すると、フラン瓶１ａの洗浄が完了する。
【００５７】
続いて、制御部９は、次の洗浄対象、すなわち、プラスチック容器１ｂを洗浄するべく、搬送機構８を駆動し、キャリア４ａ〜４ｃを下流側に搬送する。これにより、１つ目のキャリア４ａが、搬送機構８の洗浄トレー３よりも下流側に送られ、２つ目のキャリア４ｂが、洗浄トレー３の上方の空間へ導入される。その後、制御部９は、搬送機構８を停止させる。
【００５８】
洗浄装置２内にキャリア４ｂが導入されると、制御部９は、洗浄を開始する。このとき、制御部９は、センサー８６からの情報に基づき、洗浄装置２内に特定の種類の洗浄対象、すなわち、特定の種類のプラスチック容器１ｂがセットされていることを認識する。続いて、制御部９は、こうして認識されたプラスチック容器１ｂの種類に応じて、洗浄の態様を制御し、プラスチック容器１ｂに対し、フラン瓶１ａと同様に、第１〜第３洗浄工程を実施する。ただし、フラン瓶１ａ及びプラスチック容器１ｂに対するノズル５０の上昇量は、異なる。また、その他の洗浄の態様を決定する制御パラメータ、例えば、ノズル５０の上下方向の移動速度や、洗浄時間等は、フラン瓶１ａの洗浄時から適宜変更することができる。
【００５９】
続いて、制御部９は、次の洗浄対象、すなわち、栓１５及び蓋２５を洗浄するべく、搬送機構８を駆動し、キャリア４ａ〜４ｃを下流側に搬送する。これにより、２つ目のキャリア４ｂが、搬送機構８の洗浄トレー３よりも下流側に送られ、３つ目のキャリア４ｂが、洗浄トレー３の上方の空間へ導入される。その後、制御部９は、搬送機構８を停止させる。
【００６０】
洗浄装置２内にキャリア４ｃが導入されると、制御部９は、洗浄を開始する。このとき、制御部９は、センサー８６からの情報に基づき、洗浄装置２内に特定の洗浄対象、すなわち、栓１５及び蓋２５がセットされていることを認識する。続いて、制御部９は、こうして認識された洗浄対象の種類に応じて、洗浄の態様を制御する。
【００６１】
具体的には、栓１５及び蓋２５に対し、第１洗浄工程を実施するべく、ポンプ７７を駆動して第１タンク７５から下部トレー３２内に洗浄水を汲み上げる。続いて、制御部９は、昇降機構５２を駆動して、ノズル５０を上昇させる。ノズル５０は、その先端部が網板３５０のやや下方にくるように、その上昇量が制御される。制御部９は、この状態でポンプ５３を駆動し、下部トレー３２内の洗浄水を汲み上げて、ノズル５０の噴出口５０ａを介して吐出する。このとき、既に述べたように、羽根車５５の作用により、栓１５及び蓋２５の下方で洗浄水が様々な方向に飛散し、栓１５及び蓋２５を洗浄する。噴射された洗浄水は、最終的には全て重力によって落下し、上部トレー３１に集められ、さらに下部トレー３２へと導かれる。そして、第１洗浄工程中、洗浄水が再度ポンプ５３により汲み上げられ、ノズル５０から噴射される。なお、制御部９は、栓１５及び蓋の洗浄時においても、ノズル５０から洗浄水を噴出させながら、ノズル５０を網板３５０の下方で上下方向に移動させてもよい。制御部９は、以上の洗浄を所定時間継続した後、ポンプ５３を停止し、ノズル５０を下降させ、洗浄トレー３内の洗浄水を排出する。
【００６２】
制御部９は、栓１５及び蓋２５に対し、第１洗浄工程の後、第２及び第３洗浄工程も順次実施する。第２及び第３洗浄工程は、上述したように、使用する洗浄水の供給元、及び洗浄後の排出先が異なる点以外は、栓１５及び蓋２５に対する第１洗浄工程と同様に実施される。第３洗浄工程までが完了すると、栓１５及び蓋２５の洗浄が完了する。
【００６３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
【００６４】
＜４−１＞
上記実施形態では、キャリア４ａの使用時の洗浄対象は、フラン瓶１ａであったが、その他の形状の容器も、同様にキャリア４ａの使用時の洗浄対象とすることができる。すなわち、その口部が、支持板１４２の開口１４２ａを介して支持板１４２の下方に脱落しない形状であり、かつ、その胴部が、フレーム１５０の開口１５０ａを通り抜けることができる形状のボトル１であれば、どのようなボトル１であっても、フラン瓶１ａと同様に、キャリア４ａに保持させることができる。よって、１つのキャリア４ａで、多様な種類のボトル１に対し、その口部１４とノズル５０との位置合わせを行うことができる。すなわち、キャリア４ａは、ボトル１の製造誤差のみでなく、ボトル１の種類の違いも吸収することができる。
【００６５】
＜４−２＞
キャリア４の種類に応じて変更される洗浄時の制御パラメータは、ノズル５０の上昇量等、上述したものに限られない。例えば、上昇させるノズル５０を決定することができる。具体的には、洗浄対象となるボトル１のサイズが上述したものよりも大きい場合を考える。この場合、キャリア４に保持できるボトル１の数が少なくなる。この場合、洗浄時、ボトル１が存在しない場所の下方に存在するノズル５０については、昇降させたり、洗浄水を噴出させたりすることなく、ボトル１が存在する場所の下方に存在するノズル５０のみを昇降させ、洗浄水を噴出させるように制御することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ボトル
１ａ  フラン瓶
１１  胴部
１４  口部（ロート部）
２  洗浄装置
４、４ａ  キャリア
１４２  支持板
１４２ａ  開口
Ｓ１１  中央領域
Ｓ１２  突出領域
１５０  フレーム
５０  ノズル
５０ａ  噴出口
５４  ノズル本体
５５  羽根車
５６  羽
【図１】
2020032344.tif 000003
【図２】
2020032344.tif 000004
【図３】
2020032344.tif 000005
【図４】
2020032344.tif 000006
【図５】
2020032344.tif 000007
【図６】
2020032344.tif 000008
【図７】
2020032344.tif 000009
【図８】
2020032344.tif 000010
【図９】
2020032344.tif 000011
【図１０】
2020032344.tif 000012
【図１１】
2020032344.tif 000013
【図１２】
2020032344.tif 000014
【図１３】
2020032344.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月7日(2020.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、
前記複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、
前記キャリアに保持された前記複数のボトルの内部空間に対し前記口部を介して進退し、前記内部空間内で前記洗浄水を噴出することにより、前記複数のボトルの内面を洗浄する複数のノズルと
を備え、
前記キャリアは、前記複数のボトルが前記口部を下方に向けて起立するように、前記口部を下方から支持する支持板と、前記支持板上で起立する前記複数のボトルが転倒しないように、前記複数のボトルの前記胴部を支持するフレームとを有し、
前記支持板には、複数の開口が形成されており、
前記フレームは、前記複数のボトルの前記口部が前記複数の開口に対して位置合わせされるように、前記胴部を支持し、
前記複数のノズルは、前記複数の開口に対して位置合わせされており、前記キャリアに保持された前記複数のボトルの前記内部空間に対し前記開口及び前記口部を介して下方から進入し、
前記複数の開口は、各々、周方向に沿って中心から外周までの距離が変化し、周方向に沿って当該距離が長い領域と短い領域とが交互に出現する形状を有する、
洗浄装置。
【請求項２】
口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、
前記複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、
前記キャリアに保持された前記複数のボトルの内部空間に対し前記口部を介して進退し、前記内部空間内で前記洗浄水を噴出することにより、前記複数のボトルの内面を洗浄する複数のノズルと
を備え、
前記キャリアは、前記複数のボトルが前記口部を下方に向けて起立するように、前記口部を下方から支持する支持板と、前記支持板上で起立する前記複数のボトルが転倒しないように、前記複数のボトルの前記胴部を支持するフレームとを有し、
前記支持板には、複数の開口が形成されており、
前記フレームは、前記複数のボトルの前記口部が前記複数の開口に対して位置合わせされるように、前記胴部を支持し、
前記複数のノズルは、前記複数の開口に対して位置合わせされており、前記キャリアに保持された前記複数のボトルの前記内部空間に対し前記開口及び前記口部を介して下方から進入し、
前記複数の開口は、各々、略円形の中央領域と、前記中央領域から径方向に突出する複数の突出領域とを有する、
洗浄装置。
【請求項３】
口部及び胴部を各々が有する複数のボトルを洗浄するための洗浄装置であって、
前記複数のボトルを所定の位置に保持するためのキャリアと、
前記キャリアに保持された前記複数のボトルの内部空間に対し前記口部を介して進退し、前記内部空間内で前記洗浄水を噴出することにより、前記複数のボトルの内面を洗浄する複数のノズルと
を備え、
前記キャリアは、前記複数のボトルが前記口部を下方に向けて起立するように、前記口部を下方から支持する支持板と、前記支持板上で起立する前記複数のボトルが転倒しないように、前記複数のボトルの前記胴部を支持するフレームとを有し、
前記支持板には、複数の開口が形成されており、
前記フレームは、前記複数のボトルの前記口部が前記複数の開口に対して位置合わせされるように、前記胴部を支持し、
前記複数のノズルは、前記複数の開口に対して位置合わせされており、前記キャリアに保持された前記複数のボトルの前記内部空間に対し前記開口及び前記口部を介して下方から進入し、
前記複数のノズルは、各々、
噴出口が形成された先端部を有する筒状のノズル本体と、
前記先端部に取り付けられ、前記噴出口から噴出された前記洗浄水の水圧により、前記ノズル本体の長手方向に概ね平行な軸周りを回転駆動される複数枚の羽根を有する羽根車と
を有する、
洗浄装置。