(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流下させる回転筒状体と、該回転筒状体を軸支しその外周にシール部と摺動部を介して周接する筒状固定部を備えたロータリージョイントにおいて、該回転筒状体と筒状固定部との接続部の外周には、無菌媒体供給口と、該無菌媒体排出口を備えたジョイントケーシングが形成されており、かつ、該シール部が油分を用いないセラミックからなるメカニカルシールであり、該摺動部がオイルレスメタルで構成されていることを特徴とするロータリージョイント。
【請求項２】
前記ジョイントケーシングが、少なくとも回転筒状体と筒状固定部の接続部の外周を含む部分に形成されており、その内部には、下端部の供給口から供給された無菌媒体が該供給口と対向する側の上端部の排出口から排出されるための空間が形成されている請求項１記載のロータリージョイント。
【請求項３】
前記摺動部が、縦方向および横方向のそれぞれに少なくとも２か所形成されている請求項１または２記載のロータリージョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にアセプティック、すなわち、無菌充填系において、飲料水、ジュース、ウーロン茶、ミルクコーヒーなどの各種飲料が充填される系において、液体を給送するためのロータリージョイントに関するものであり、より詳しくは、回転体と固定部の摺動部に従来用いられていたグリスやオイル等の油分を用いずに、装置のメンテナンスを不要にしそれによって、作業能率を図ると共に、メンテナンス時の不意の油分の漏洩による装置の汚染を防止したロータリージョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
従来より、無菌充填系における一連の工程は、容器の洗浄殺菌・仕上げリンサー・内容物充填・閉蓋の工程に沿って行われることが知られている。これらの工程は、通常、クラス１０，０００に保たれたクリーンルーム内に区画されたブース内において行われ、このブースはクラス１００に保たれている。
【０００３】
これらの工程の内、殺菌洗浄工程における無菌水の給送、および内容物充填工程における充填液の給送は、装置が回転しながら液体が給送されるシステムが採用されており、その回転に対応しながら液体を給送できるロータリージョイントが用いられる。
【０００４】
例えば、本願出願人が提案した特開平４−４６２９０号公報に開示されたロータリージョイントは、固定部分と回転部分との接続部分の密封度を高め、外部からの菌の侵入を防止するために、該接続部の外周に無菌媒体を流して菌バリヤー層を形成させるためのジョイントケーシングを形成したロータリージョイントが示されている。このロータリージョイントにおいては、固定側シール部材と回転側シール部材の摺動面を硬度の異なる材質で構成することによって摺接部のシール性を向上させ、軸受の両端側に設けられたスペーサがオイルシールとして働き、軸受部の潤滑油が外部に漏れないようにシールすることが特徴である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このロータリージョイントにおいては、軸受部の潤滑油を用いているために、一定期間の運転後に装置を停止して、軸受部の潤滑油を補充したり交換したりというメンテナンスが必要になり、このような装置を、前述したようなクラス１００に保たれたクリーンルーム内のブースにおいて操業する無菌充填系において行うことは、メンテナンスに伴う装置の停止、ならびに、そのメンテナンスによって不意の装置の汚染が予想される。
【０００６】
更に、このロータリージョイントにおいては、軸受部に潤滑油を用いるために、菌バリヤー層を形成させる無菌媒体室は、耐酸性や耐アルカリ性などの耐薬品性に優れているとは言えず、例えば、ロータリージョイントの稼働に先立って装置内の殺菌を行うための過酢酸などの殺菌液を流通させることはできず、蒸気や無菌水などを流通させることしかできない。したがって、このロータリージョイントでは、好適な殺菌液である過酢酸を用いて作動前の装置内の殺菌を行うことはできない。
【０００７】
そこで、本発明者は、上記ロータリージョイントを無菌充填系での使用に適したものにするための構造について研究を行った結果、ロータリージョイントのシール部を油分を一切用いないメカニカルシールとし、更に摺動部をオイルレスメタルを用いた摺動材で構成することにより、前述した無菌充填系に適したロータリージョイントに想到し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、中間でのメンテナンスを不要とし、装置の汚染を招くことのない、しかも、無菌媒体室には、装置稼働前に装置内の殺菌を完全に行い、かつ、引き続いて蒸気や無菌水を供給しながら連続的に無菌充填運転を続行できるロータリージョイントを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであって、装置内のシール部や摺動部にグリースやオイルなどの油分を一切用いない点に重要な特徴がある。
すなわち、本発明によれば、流体を流下させる回転筒状体と、該回転筒状体を軸支しその外周にシー部と摺動部を介して周接する筒状固定部を備えたロータリージョイントにおいて、該回転筒状体と筒状固定部との接続部の外周には、無菌媒体供給口と、該無菌媒体排出口を備えたジョイントケーシングが形成されており、かつ、該シール部が油分を用いないセラミックからなるメカニカルシールであり、該摺動部がオイルレスメタルで構成されていることを特徴とするロータリージョイントが提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、前記ジョイントケーシングが、少なくとも回転筒状体と筒状固定部の接続部の外周を含む部分に形成されており、その内部には、下端部の供給口から供給された無菌媒体が該供給口と対向する側の上端部の排出口から排出されるための空間が形成されている上記ロータリージョイントが提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、前記摺動部が、縦方向および横方向のそれぞれに少なくとも２か所形成され、摺動部材としてオイルレスメタルが用いられる上記ロータリージョイントが提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明のロータリージョイントの好適な構造の一例を示す側断面図である。
【００１４】
本発明のロータリージョイントは、大まかにいって装置中央の内側に配置された回転筒状体１と、該回転筒状体を取り囲むように構成された筒状固定部２から構成されている。回転筒状体１と筒状固定部２は、シール部１４と摺動部１１ａ，１１ｂを介して摺接されると共に、回転筒状体１と筒状固定部２の接続部２５ａ，２５ｂを含む部分の外周には、無菌媒体供給口２１と、これを排出する排出口２２を備えた無菌媒体流動部２３を有するジョイントケーシング２６が形成されている。
【００１５】
ジョイントケーシング２６内の回転筒状体１と、筒状固定部２に形成されたセラミックからなるメカニカルシール１４は、双方が平滑な鏡面に仕上げられた接続（摺接）部２５ａ，２５ｂを有し、１４ａと１４ｆのユニットは筒状固定部側に固着され、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅのユニットは回転筒状体側に固着されている。
【００１６】
したがって、１４ａ−１４ｂの接続（摺接）部２５ａ、および１４ｅ−１４ｆの接続（摺接）部２５ｂがそれぞれ摺接する構造になっており、１４ｂ，１４ｅのユニットは、それに隣接して設けられているユニット１４ｃ，１４ｄの内部に付設されたスプリング１２によって常に１４ｂ，１４ｅをそれぞれ摺接方向へ付勢されており、２５ａ，２５ｂ部のシール性を一層優れたものにし、稼働に伴う充填液体の圧力による摺接する接続部分からの充填液体の漏れを有効に防止する。メカニカルシールはセラミックによって構成されているために、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性などに優れており、この無菌媒体流動部２３内には、装置の稼働に先立って系内を無菌状態にするための過酢酸水溶液などの殺菌剤を供給することができる。
【００１７】
メカニカルシール内には、ＥＰＤＭ系ラバーやカルレッツ（商品名）などの素材を用いたＯリング１３を付設することが好ましい。このＯリングは、耐酸性や耐熱性に優れているために、殺菌液などによって侵されるようなことはない。
【００１８】
ジョイントケーシング２６に形成される無菌媒体供給口２１は、図１に示すように、該ショートケーシングの下端部に開口しており、その排出口は、該供給口と対向する側の上端部に開口されている。供給口と排出口の位置関係をこのようにすることによって、供給口から供給される無菌媒体は、無菌媒体流動部２３内をくまなく流動してから排出口から排出される。
【００１９】
供給口からは装置内を無菌状態に保持するための無菌媒体を供給する。無菌媒体としては、無菌水や蒸気が用いられるが、装置の稼働に先立って系内を無菌状態にするために、過酢酸水溶液などの殺菌剤を供給することが好ましい。
本発明においては、装置が稼働中、前記無菌媒体流動部には絶え間なく無菌水などの無菌媒体が供給され続けており、これによって、回転筒状体内を流体が流れて、系内が負圧になっても、外部の菌が流体中に侵入することはない。
【００２０】
稼働に先立って系内を殺菌剤で無菌化した時は、次いで、無菌水や蒸気で系内をパージングして、殺菌液を完全に排出した後に、装置の稼働が開始される。かかる操作を効率的に行うためにも、ジョイントケーシング内に形成される供給口２１と排出口２２の位置関係は上記のように形成されていルことが好ましい。
【００２１】
本発明のロータリージョイントには、稼働の安定性を図るために、回転筒状体１と筒状固定部２の摺接は、ラジアル（横方向）だけでなく、部分的にスラスト（縦方向）の摺接部も形成されていることが好ましい。この摺動部は、回転筒状体１と筒状固定部の横方向の摺接部１１ａと縦方向の摺接部１１ｂに、それぞれ少なくとも２個づつの摺動材が形成されていることにより、一方の摺動材が摩耗などにより機能が低下しても、他の摺動材がそれを補完し、全体として正常なロータリージョイントとしての働きをすることができる。
【００２２】
本発明においては、この摺動材として、ルーロンなどの商品名で知られているプラスチック製のノンオイル摺動材を用いる。この摺動材は、オイルレスメタルと呼ばれることもある。
回転筒状体を構成する部材同士、あるいは、筒状固定部を構成する部材同士のの接合は、それぞれネジ１５，２４によって固着されていれば良い。
【００２３】
以上説明したように、本発明のロータリージョイントは、摺動部やシール部に油分を用いないことが重要な特徴であり、これによって、油分を補充したり取り替えたりのメンテナンスが不要になるため、操業の効率化が図れると共に、装置内に人間が入る必要がないために、クリーンルーム内で行われる無菌充填系の装置として適しており、無菌充填系における洗浄や内容物充填工程に好適に利用することができるが、無菌充填系以外にも採用できることは言うまでもない。
【００２４】
一方、従来のロータリージョイントのように、装置内に油分を用いていれば、定期的なメンテナンスが必要になり、この場合は、装置の上方に配置されているロータリージョイントのメンテナンスには、作業の停止による非効率性ばかりでなく、作業の困難さが災いして不意に油分が漏洩して装置を汚染するなどの虞れがある。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、定期的なメンテナンスを必要としないロータリージョイントが提供され、作業の効率化ばかりでなく、メンテナンスに伴う装置の汚染の問題もなく、クリーンルーム内での稼働が行われる無菌充填系に極めて適した装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロータリージョイントの一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１      回転筒状体
２      筒状固定部
１１ａ  ラジアル方向オイルレスメタル
１１ｂ  スラスト方向オイルレスメタル
１２    スプリング
１３    Ｏリング
１４    メカニカルシール
１４ａ〜  メカニカルシールユニット
１４ｆ    メカニカルシールユニット
１５    ネジ
２１    無菌媒体供給口
２２    無菌媒体排出口
２３    無菌媒体流動部
２４    ネジ
２５ａ  回転筒状体と筒状固定部の接続（摺接）部
２５ｂ  回転筒状体と筒状固定部の接続（摺接）部
２６    ジョイントケーシング
【図１】
0003574887.tif 000002