(57)【要約】【課題】排気流路のエアー逆流を防止するとともに、無菌チャンバから殺菌剤等が漏れる心配が無く、環境汚染の問題を引き起こす心配の無いロータリ式無菌充填装置を提供する。【解決手段】ロータリ式無菌充填装置は、容器移動経路をターンテーブル４１とともに取囲むように設けられている無菌チャンバ１２を備えている。ターンテーブル４１および無菌チャンバ１２の間に排気流路７１が形成されている。排気流路７１を被覆しかつ排気流路７１を挟んでターンテーブル４１および無菌チャンバ１２とそれぞれ相対させられるように流路制御部材８１が配置固定されている。ターンテーブル４１および流路制御部材８１間にシール間隙１０１、１０２が、無菌チャンバ１２および流路制御部材８１間に排気間隙９２がそれぞれ設けられている。排気間隙９２に回収パイプ１１２が連通させられている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブルと、ターンテーブルの周縁部に吐出口を下方に臨ませるように取付られている複数の充填ノズルと、ターンテーブルとともに回転し各充填ノズルに対応して充填時の容器を受け止めうるように設けられている容器受けと、容器移動経路をターンテーブルとともに取囲むように設けられている無菌チャンバとを備えており、ターンテーブルおよび無菌チャンバの間に排気流路が形成されているロータリ式無菌充填装置において、
排気流路を被覆しかつ排気流路を挟んでターンテーブルおよび無菌チャンバとそれぞれ相対させられるように流路制御部材が配置固定され、ターンテーブルおよび流路制御部材間にシール手段が設けられるとともに、無菌チャンバおよび流路制御部材間に排気手段が設けられ、排気手段に回収パイプが連通させられていることを特徴とするロータリ式無菌充填装置。
【請求項２】
シール手段が、ターンテーブルおよび流路制御部材間に形成されたシール間隙である請求項１に記載のロータリ式無菌充填装置。
【請求項３】
シール手段が、ターンテーブルおよび流路制御部材間に介在させられたシール部材である請求項１に記載のロータリ式無菌充填装置。
【請求項４】
排気手段が、無菌チャンバおよび流路制御部材間に形成された排気間隙である請求項１〜３のいずれか１つに記載のロータリ式無菌充填装置。
【請求項５】
排気流路が、ラビリンス状となされている請求項１〜４のいずれか１つに記載のロータリ式無菌充填装置。
【請求項６】
流路制御部材全体の少なくともシール間隙を挟んでターンテーブルと相対する部分に、保護部材が設けられている請求項２〜５のいずれか１つに記載のロータリ式無菌充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無菌下において、容器に飲料等を充填するために用いられるロータリ式無菌充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の充填装置としては、特開平３−２９７０３号公報に開示されているように、ターンテーブルと、ターンテーブルの周縁部に吐出口を下方に臨ませるように取付られている複数の充填ノズルと、ターンテーブルとともに回転し各充填ノズルに対応して充填時の容器を受け止めうるように設けられている容器受けと、容器移動経路をターンテーブルとともに取囲むように設けられている無菌チャンバとを備えており、ターンテーブルおよび無菌チャンバの間に排気流路が形成されており、排気流路が大気開放となされているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記充填装置では、定常充填時には無菌チャンバは無菌エアーで陽圧に保たれ、無菌エアーの一部は、常時、排気流路を通じて大気中に排出されるようになされている。
【０００４】
排気流路から排出されるエアーの流量・流速等は、排気流路の全周にわたって均一である保証は無い。これは、ターンテーブルおよび無菌チャンバの加工精度の面から、排気流路の大きさにばらつきが生じることに起因する。エアーの排出流れに上記した不均一が生じると、排気流路をエアーが逆流し、外気が雑菌とともに無菌チャンバ内に進入する恐れがある。そうすると、無菌チャンバの無菌性が損なわれる。また、ターンテーブルの回転にともない、排気流路付近に乱流が生じる恐れがあるが、これもまた、エアーが排気流路を逆流する要因ともなる。
【０００５】
一方、無菌チャンバの無菌性を維持するためには、定期的に、殺菌液・ガス等で無菌チャンバを殺菌する必要がある。上記充填装置では、殺菌液・ガス等も無菌エアーと同様に排気流路を通じて大気中に排出されてしまい、作業環境汚染の問題を引き起こす要因となっている。
【０００６】
この発明の目的は、排気流路のエアー逆流を防止することができ、作業環境汚染の問題を引き起こす心配の無いロータリ式無菌充填装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によるロータリ式無菌充填装置は、ターンテーブルと、ターンテーブルの周縁部に吐出口を下方に臨ませるように取付られている複数の充填ノズルと、ターンテーブルとともに回転し各充填ノズルに対応して充填時の容器を受け止めうるように設けられている容器受けと、容器移動経路をターンテーブルとともに取囲むように設けられている無菌チャンバとを備えており、ターンテーブルおよび無菌チャンバの間に排気流路が形成されているロータリ式無菌充填装置において、排気流路を被覆しかつ排気流路を挟んでターンテーブルおよび無菌チャンバとそれぞれ相対させられるように流路制御部材が配置固定され、ターンテーブルおよび流路制御部材間にシール手段が設けられるとともに、無菌チャンバおよび流路制御部材間に排気手段が設けられ、排気手段に回収パイプが連通させられていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によるロータリ式無菌充填装置では、排気流路を被覆しかつ排気流路を挟んでターンテーブルおよび無菌チャンバとそれぞれ相対させられるように流路制御部材が配置固定され、ターンテーブルおよび流路制御部材間にシール手段が設けられるとともに、無菌チャンバおよび流路制御部材間に排気手段が設けられ、排気手段に回収パイプが連通させられているから、外気が排気流路を逆流しようとしても、これを流路制御部材が効果的に防止する。さらに、無菌チャンバに殺菌液・ガス等が噴霧されると、噴霧された殺菌液・ガス等は、ターンテーブルおよび流路制御部材間からは排気されることなく、無菌チャンバおよび流路制御部材間から排気され、排気された殺菌液・ガス等は、回収パイプによって回収される。したがって、無菌チャンバに噴霧された殺菌液・ガス等によって作業環境が汚染される心配が無い。
【０００９】
さらに、シール手段が、ターンテーブルおよび流路制御部材間に形成されたシール間隙であると、簡単な構造でもって、シール機能を果たすことができる。
【００１０】
また、さらに、シール手段が、ターンテーブルおよび流路制御部材間に介在させられたシール部材であってもよい。
【００１１】
また、排気手段が、無菌チャンバおよび流路制御部材間に形成された排気間隙であると、簡単な構造でもって、排気機能を果たすことができる。
【００１２】
また、排気流路が、ラビリンス状となされていると、排気流路そのものに無接触シール機能を付与させられる。
【００１３】
また、流路制御部材全体の少なくともシール間隙を挟んでターンテーブルと相対する部分に、保護部材が設けられていると、仮に、ターンテーブルが流路制御部材に接触したとしても、トラブルを最小限にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１５】
充填装置は、骨組み構造の装置ボディ１１と、装置ボディ１１の下部に設けられている無菌チャンバ１２と、装置ボディ１１の頂部に支持されている充填液タンク１３とを有している。
【００１６】
無菌チャンバ１２は、平面視方形箱形状のもので、頂壁２１、側壁２２および底壁２３を有している。頂壁２１中央部には円形状開口２４が設けられている。開口２４の側方には無菌エアー供給パイプ２５が接続されている。底壁２３上には開口２４の中心と同心となるように軸受２６が設けられている。
【００１７】
軸受２６には垂直回転軸３１が支持されている。回転軸３１は、無菌チャンバ１２を縦断し、上端部は装置ボディ１１の頂部近くまで達している。回転軸３１の下方突出端部には、図示しない駆動歯車と噛合わされた従動歯車３２が固定されている。
【００１８】
開口２４を被覆するように回転軸３１の高さの中程に水平円板状ターンテーブル４１が固定されている。回転軸３１の上部には制御ボックス４２が固定されている。制御ボックス４２内には電気機器等４３が収容されている。回転軸３１の上端部にはロータリジョイント４４が搭載されている。ロータリジョイント４４の固定側は、接続パイプ４５を介して充填液タンク１３に接続されている。
【００１９】
ターンテーブル４１の周縁部には複数の充填ノズル５１が等間隔で取付られている。充填ノズル５１は、下端に吐出口をもった垂直筒状ノズル本体６１を有している。ノズル本体６１は、ターンテーブル４１を貫通し、吐出口を無菌チャンバ１２内に臨ませている。吐出口の直下に位置するように各充填ノズル５１には容器受け６２がターンテーブル４１とともに回転するように備えられている。
【００２０】
各ノズル本体６１は、分岐パイプ６３を介してロータリジョイント４４の回転側に接続されている。分岐パイプ６３の途中には流量計６４が備えられている。ノズル本体６１の頂部に流体圧シリンダ６５が装備されている。流量計６４の信号に基づいて流体圧シリンダ６５が作動させられ、これにより、ノズル本体６１に内蔵した弁が吐出口を開閉するようになっている。
【００２１】
図２は、無菌チャンバ１２頂壁２１の開口２４周縁部およびターンテーブル４１の外周縁部付近を詳細に示すものである。
【００２２】
同開口２４周縁部およびターンテーブル４１外周縁部は、平面より見て、オーバーラップさせられている。同開口２４周縁部の上面と、ターンテーブル４１外周縁部の下面間には、排気流路７１が形成されている。排気流路７１をラビリンス通路とするように同開口２４周縁部の上面に円環状上向き外突条７２が設けられるとともに、ターンテーブル４１外周縁部の下面に円環状下向き内突条７３が設けられている。
【００２３】
ターンテーブル４１外周縁部上面と周面の交わる角の部分には、直交２面をもつ切欠７４が形成されている。
【００２４】
排気流路７１を外側から被覆するように水平円環板状流路制御部材８１が同開口２４周縁部の上面に固定されている。
【００２５】
流路制御部材８１下面の外周縁には下方突出状にスペーサ部９１が一体的に設けられている。このスペーサ部９１により、同開口２４周縁部上面と流路制御部材８１下面間に排気間隙９２が形成されている。
【００２６】
流路制御部材８１上面の内側寄りの部分には合成樹脂製水平円環板状保護部材９４が内周縁部を切欠７４内に進入させるように取付られている。保護部材９４は、潤滑性が良好で、耐熱性、耐薬品性等を併せ持っている。
【００２７】
切欠７４底面と保護部材９４下面間には第１シール間隙１０１が形成されるとともに、切欠７４側面と保護部材９４内周面間には、第２シール間隙１０２が形成されている。
【００２８】
排気流路７１に、排気間隙９２および第１シール間隙１０１はエア溜り１０３を介して連通させられている。第１シール間隙１０１および第２シール間隙１０２は、互いに連通させられかつ同じ大きさをもっている。排気流路７１の間隙Ｗ１よりも、排気間隙９２の間隙Ｗ２が若干大きい。排気間隙９２の間隙Ｗ２と比較して、両シール間隙１０１、１０２の間隙Ｗ３は相当小さい。
【００２９】
スペーサ部９１の内側には排気口１１１が形成されている。排気口１１１は、全てを図示しないが、流路制御部材８１を周方向に当分する４か所にある。各排気口１１１には回収パイプ１１２が接続されている。回収パイプ１１２は、ブロワ１１３に接続されている。
【００３０】
図３は、充填ノズル５１およびその周辺部を詳細に示すものである。
【００３１】
ターンテーブル４１にはノズル本体６１を挿通させたノズル孔１２１があけられている。
【００３２】
ノズル本体６１は、上部材１３１および下部材１３２を有している。上部材１３１外面下端には外向き上フランジ１４１が設けられている。下部材１３２外面上端には外向き下フランジ１４２が設けられている。上部材１３１には取付リング１５１がはめられている。取付リング１５１の内周面上端には、上フランジ１４１に上側から係合させられた内向きフランジ１６１が設けられている。
【００３３】
上下の外向きフランジ１４１、１４２を内向きフランジ１６１で押え付けた状態でボルト１６２が取付リング１５１を貫通してノズル孔１２１の周囲にねじ込まれることにより、ターンテーブル４１への充填ノズル５１の取付が果たされている。
【００３４】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、長さの異なる複数種類の下部材１３２、１３２′が用意されている。高さの異なる容器Ｃ、Ｃ′に対応して、下部材１３２、１３２′の種類が選択される。
【００３５】
充填ノズル５１の着脱は、取付リング１５１の着脱によって行われるが、この着脱作業は、無菌チャンバ１２の外から行えるから、充填ノズル５１の着脱による無菌チャンバ１２の汚染は、最小限で済まされる。
【００３６】
図４は、高さの異なる複数種類の容器Ｃ、Ｃ′に対応するための他の例を示すものである。ノズル孔１２１の周縁部には摺動案内筒１７１が取付られている。
【００３７】
ノズル本体６１の側方に、これと平行に垂直ねじ棒１８１が設けられている。ねじ棒１８１の側方に位置して、ターンテーブル４１上にはモータ１８２が下向きに装備されている。ねじ棒１８１には雌ねじ部材１８３がねじはめられている。ノズル本体６１と雌ねじ部材１８３には水平連結バー１８４が渡し止められている。モータ１８２の出力軸には駆動スプロケット１８５が固定されている。ねじ棒１８１の下端部には従動スプロケット１８６が固定されている。駆動スプロケット１８５および従動スプロケット１８６にチェーン１８７が巻掛られている。
【００３８】
モータ１８２の作動により、ねじ棒１８１を正逆回転させると、雌ねじ部材１８３とともにノズル本体６１が昇降させられる。
【００３９】
再び図２を参照ながら、無菌チャンバ１２の排気・シール作用を説明する。無菌チャンバ１２内は無菌エアーによって陽圧に保たれている。ブロワ１１３の吸引により、排気間隙９２には負圧が作用させられる。
【００４０】
無菌チャンバ１２内の無菌エアーは、排気流路７１に流入し、通過する。通過した無菌エアーは、排気間隙９２に流入し、これを通過した後、排気口１１１を介して回収パイプ１１２に流入する。
【００４１】
排気間隙９２内が負圧になっているため、第１および第２シール間隙１０１、１０２を通じて排気間隙９２に大気が流入する。流入した大気は、排気間隙９２内を通過する無菌エアーと合流し、無菌エアーとともに回収される。
【００４２】
洗浄・殺菌時には、無菌エアーに代えて、通常のエアー、加熱エアー等を用い、これを殺菌剤とともに無菌チャンバ１２に供給する。殺菌剤として、刺激臭のあるオキソニア等を用いても、これは全て回収されるため、大気中に飛散する心配が無い。
【００４３】
図５は、シール間隙による非接触シール方式に代えて、接触シール方式の例を示すものである。
【００４４】
ターンテーブル４１の外周縁部下面および流路制御部材８１の内縁部上面は、平面から見て、オーバーラップさせられるように相対させられている。また、流路制御部材８１には保護部材９４は取付られていない。ターンテーブル４１外周縁部下面と周面の交わる角の部分には切欠２０１が形成され、これに、弾性材製シールリング２０２が挿入されている。シールリング２０２は、先端を流路制御部材８１内縁部上面に摺接させた舌状部２０３を有している。
【００４５】
上記において、充填ノズル５１は、充填量を流量計６４で測定するタイプのものであったが、これにかえて、充填量をロードセルで測定するタイプのもの、充填液を一定量ずつノズル本体６１に送り込む定量ピストン方式のものを採用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、排気流路のエアー逆流を防止することができ、無菌チャンバから殺菌剤等が漏れる心配が無く、作業環境汚染の問題を引き起こす心配の無いロータリ式無菌充填装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による充填装置の垂直断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図である。
【図３】高さの異なる容器に対応するための充填ノズルの説明図である。
【図４】同じく、高さの異なる容器に対応するための他の充填ノズルの説明図である。
【図５】同充填装置のシール手段の変形例を示す図２相当の断面図である。
【符号の説明】
１２　無菌チャンバ
４１　ターンテーブル
５１　充填ノズル
６２　容器受け
７１　排気流路
８１　流路制御部材
９２　排気間隙
１０１、１０２　シール間隙
１１２　回収パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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