(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製ボトルに殺菌媒体を接触させて殺菌を行う殺菌装置に設けられ、前記樹脂製ボトルを保持するグリッパにおいて、
樹脂製ボトルの外面に当接する少なくとも４個の容器保持部と、これら容器保持部を樹脂製ボトルから個々に離隔させる駆動手段とを設け、
前記樹脂製ボトルの殺菌処理中に、少なくとも２個以上の容器保持部によって樹脂製ボトルを保持しつつ、全ての保持部を順次樹脂製ボトルから離隔させることを特徴とするグリッパ。
【請求項２】
前記駆動手段は、複数の容器保持部の中央に設けられたカムと、各容器保持部に設けられ、前記カムに係合する係合部材と、前記カムと容器保持部とを相対的に回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のグリッパ。
【請求項３】
前記駆動手段は、複数の容器保持部の中央に設けられるととともに、外周に磁石が埋め込まれたマグネット部材と、前記容器保持部に設けられた磁石と、前記マグネット部材と容器保持部とを相対的に回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のグリッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製ボトルのネック部を保持して搬送するグリッパに係り、特に、保持している樹脂製ボトルに殺菌媒体を接触させて殺菌を行う殺菌装置に使用するのに適したグリッパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製ボトルのネック部を保持して搬送するグリッパは、従来から広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたグリッパ（特許文献１中ではクランプ２６と呼んでいる）は、垂直に延びる２つのアーム３６を含んでおり、これらアーム３６は、それぞれその下端に把握爪３８を支承している。これら二つの爪３８は相互に対面し、中空体１６（ＰＥＴボトル）を頸部で把握することができるようにした接触表面４０を有している。
【特許文献１】特許第３７８７３２８号公報（第３−４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記構成のグリッパを、電子線や過酸化水素ガス等の殺菌媒体により樹脂製ボトルの殺菌を行う殺菌装置に適用した場合には、樹脂製ボトルの外面のグリッパが直接接触している部分や、接触してはいないがグリッパの陰になっている部分に殺菌媒体が届かず、完全な殺菌が行えない等の問題が発生する。このように殺菌が不十分な部分については、殺菌を行うメイン殺菌室以外の殺菌装置において、別に殺菌を行う必要がある等の問題があった。
【０００４】
本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、殺菌する樹脂製ボトルの外面に、電子線や過酸化水素ガス等の殺菌媒体が接触しない部分を無くし、完全な殺菌を行うことを可能にしたグリッパを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、樹脂製ボトルに殺菌媒体を接触させて殺菌を行う殺菌装置に設けられ、前記樹脂製ボトルを保持するグリッパにおいて、樹脂製ボトルの外面に当接する少なくとも４個の容器保持部と、これら容器保持部を樹脂製ボトルから個々に離隔させる駆動手段とを設け、前記樹脂製ボトルの殺菌処理中に、少なくとも２個以上の容器保持部によって樹脂製ボトルを保持しつつ、全ての保持部を順次樹脂製ボトルから離隔させることを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記駆動手段は、複数の容器保持部の中央に設けられたカムと、各容器保持部に設けられ、前記カムに係合する係合部材と、前記カムと容器保持部とを相対的に回転させる回転手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記駆動手段は、複数の容器保持部の中央に設けられるととともに、外周に磁石が埋め込まれたマグネット部材と、前記容器保持部に設けられた磁石と、前記マグネット部材と容器保持部とを相対的に回転させる回転手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のグリッパは、少なくとも４個以上の容器保持部を備え、最低２個の容器保持部によって樹脂製ボトルを確実に保持した状態で、各容器保持部を順番に樹脂製ボトルの表面から離すようにしたので、殺菌処理を行っている間、樹脂製ボトルの表面に、常に容器保持部が接触している部分がなくなり、樹脂製ボトルの表面全てに殺菌媒体を接触させることができ、確実に殺菌を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
このグリッパは、樹脂製ボトルに殺菌媒体を接触させて殺菌を行う殺菌装置に設けられて前記樹脂製ボトルを保持するものであり、樹脂製ボトルの表面に当接する少なくとも４個の容器保持部と、これら容器保持部をそれぞれ独立して樹脂製ボトルの表面から離すことができる駆動手段とを備えており、樹脂製ボトルの殺菌処理中は、少なくとも２個の容器保持部で樹脂製ボトルを保持した状態で、各容器保持部を順番に駆動手段によって樹脂製ボトルの外面から離すという構成にしたことにより、樹脂製ボトルの表面の全てに殺菌媒体を接触させて完全に殺菌を行うという目的を達成する。
【実施例１】
【００１０】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るグリッパの縦断面図、図２はこのグリッパを備えた電子線殺菌装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。この実施例に係るグリッパ２によって保持される容器４は、樹脂製ボトルであり、ネック部４ａ（傾斜した肩部４ｂよりも上方の小径の部分全体をネック部と呼ぶ）の下部寄りにフランジ４ｃが形成され、その上下に小径の円筒部４ｄ、４ｅが設けられている。
【００１１】
樹脂製ボトル４は、エア搬送コンベヤ６によって連続的に搬送され、インフィードスクリュー８によって所定の間隔に切り離されつつ導入チャンバー１０内に搬入される。導入チャンバー１０内には、容器保持手段（図示せず）が円周方向等間隔で設けられた供給ホイール１２が設置されており、前記インフィードスクリュー８によって所定の間隔にピッチ切りされた樹脂製ボトル４が、前記容器保持手段に一本ずつ引き渡されて回転搬送される。
【００１２】
導入チャンバー１０に続いて、樹脂製ボトル４を電子線の照射により殺菌する際に、電子線やＸ線（制動Ｘ線）が外部に漏れないように遮蔽する鉛製壁面から成る殺菌チャンバー１４が設置されている。この殺菌チャンバー１４の入口側には、円周方向等間隔でネックグリッパが設けられた入口ホイール１６が配置されており、前記導入チャンバー１０内の供給ホイール１２から樹脂製ボトル２を受け取って回転搬送する。前記エア搬送コンベヤ６から導入チャンバー１０内へ樹脂製ボトル４が搬入される部分のチャンバー壁面１０ａには、樹脂製ボトル４が通過可能な開口（図示せず）が形成され、また、導入チャンバー１０の供給ホイール１２から殺菌チャンバー１４内の入口ホイール１２への受け渡しを行う供給部の壁面１４ａには、樹脂製ボトル４の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。
【００１３】
殺菌チャンバー１４の正面側（図２の上方）に、電子線照射装置（全体の図示は省略して、電子線を照射する照射窓１８だけを示している）が設置されている。電子線照射装置は、周知のように、真空チャンバー内の真空中でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにしてから、照射窓１８に取り付けてあるＴｉ等の金属製の窓箔を通して大気中に取り出して、照射窓１８の開口範囲の前方の照射エリアＡ内に位置させた被照射物品（この実施例では樹脂製ボトル４）に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。
【００１４】
殺菌チャンバー１４の中央部には、前記電子線照射装置の照射窓１８の前方に樹脂製ボトル４を搬送するロータリ式の容器搬送装置２０が設置されている。この容器搬送装置２０に、図１に示すグリッパ２が円周方向等間隔で設けられており、前記入口ホイール１６から受け取った樹脂製ボトル４を回転搬送しつつ、照射窓１８の前方の照射エリアＡ内を移動させることにより、この樹脂製ボトル４の外面に電子線を照射させて殺菌を行う。
【００１５】
殺菌チャンバー１４の出口側には、円周方向等間隔でネックグリッパが設けられた出口ホイール２２が配置されており、容器搬送装置２０によって搬送される間に殺菌された樹脂製ボトル４を、前記グリッパ２から受け取って回転搬送する。殺菌チャンバー１４の出口側に連続して中間チャンバー２４が配置されており、出口ホイール２２のネックグリッパによって保持されて回転搬送されてきた樹脂製ボトル４は、中間チャンバー２４内の中間ホイール２６に円周方向等間隔で設けられた容器保持手段（図示せず）に受け渡されて次の工程に送られる。殺菌チャンバー１４の出口ホイール２２から中間チャンバー２４の中間ホイール２６への受け渡し部の壁面１４ｂには、樹脂製ボトル４の受け渡しが可能な開口（図示せず）が形成されている。
【００１６】
次に、前記容器搬送装置２０に設けられているグリッパ２の構成について、図１等により説明する。容器搬送装置２０の回転体２８を構成する上下の円板２８Ａ、２８Ｂにそれぞれ円孔２８Ａａ、２８Ｂａが形成され、これら上下の円孔２８Ａａ、２８Ｂａ内に配置されたボールベアリング３０、３２を介して、回転筒体３４が回転自在に支持されている。この回転筒体３４の内部を貫通して、垂直なロッド３６が挿通されている。この垂直ロッド３６の上端は、上方の円板２８Ａ上に固定された支柱３８に、ブラケット４０を介して連結されている。垂直ロッド３６の前記回転筒体３４よりも下方へ突出している下端部に、円形カム（開閉用カム）４２（後に説明する図３参照）が取り付けられている。この開閉用カム４２は、前述のように垂直ロッド３６を介して回転体２８の上方の円板２８Ａに固定されており、回転体２８と一体的に回転し、相対回転はしないようになっている。
【００１７】
回転筒体３４の下端部に連結用環状体４４を介して、水平な取付プレート４６が固定されている。この水平な取付プレート４６に、円周方向等間隔で、つまり９０度おきに４本の容器保持部４８が鉛直方向を向けて取り付けられている（図３参照）。これら容器保持部４８はバネ体であり、自らのバネ性によって前記開閉用カム４２の外周カム面に弾接している。各容器保持部４８の開閉用カム４２に弾接している部分に、リング状の係合部材（カムフォロア）５０が嵌着されており、後に説明するように容器保持部４８が回転すると、これらリング状係合部材５０が開閉用カム４２のカム面上を移動する。前記４本の容器保持部４８は、下端部４８ａが内方へ向けて折り曲げられており、これら折り曲げられた爪状の部分が樹脂製ボトル４のフランジ４ｃの下面側の円筒部４ｅに当接することにより樹脂製ボトル４を保持するようになっている。
【００１８】
前記入口ホイール１６は、図４に示すように開閉式のネックグリッパ５２を備えており、一対のグリップ部材５２Ａ、５２Ｂの一方（図４の右側）を回動させることにより樹脂製ボトル４のネック部４ａ（この実施例ではネック部４ａのうちフランジ４ｃよりも上方側の円筒部４ｄ）を把持するようになっている。このように一方のグリップ部材５２Ｂを開閉する際に干渉を避けるため、４本の容器保持部４８のうちの１箇所（図１中に符号４８Ａで示す容器保持部）が外方側へ大きく膨らんだ形状をしている。入口ホイール１６のネックグリッパ５２から容器搬送装置２０のグリッパ２に受け渡しを行う際には、ネックグリッパ５２によって樹脂製ボトル４を把持した状態で、受け渡し部Ｂ（図２参照）付近で、４本の容器保持部４８間に押し込むことにより、容器保持部４８を外方へ押し開いてその中央部に挿入する。その後、容器保持部４８が自らの弾性によって復帰して、樹脂製ボトル４のフランジ４ｃの下面側の円筒部４ｅに弾接して樹脂製ボトル４を保持する。その後、入口ホイール１６のネックグリッパ５２の可動側のグリップ部材５２Ｂを回動させて、樹脂製ボトル４を離し、４本の容器保持部５２に完全に引き渡す。なお、出口ホイール２２も容器搬送装置２０のグリッパ２から樹脂製ボトル４を受け取るネックグリッパを備えているが、このネックグリッパは、入口ホイール１６と同様の構成のもの（図４参照）を用いても良く、また、別の構成のものであっても良い。
【００１９】
水平な取付プレート４６を介して４本の容器保持部４８が取り付けられている回転筒体３４の上端に、ピニオンギヤ５４が固定されている。一方、回転体２８の上方の円板２８Ａ上に固定されている直立した支点ピン５６に、セクタギヤ５８の中間部が回転自在に支持されており、このセクタギヤ５８に前記ピニオンギヤ５４が噛み合っている（図１および図５参照）。セクタギヤ５８の後端部に上下方向のピン６０が挿通され、このピン６０と前記上部回転円板２８Ａ上に固定された支柱６２との間に引っ張りバネ６４が装着されて、前記セクタギヤ５８を一方向（図５の反時計回り方向）に回転させるように引き付けている。セクタギヤ５８の後端部に挿通された上下方向ピン６０の上端にカムフォロア６６が取り付けられており、このカムフォロア６６が、回転円板２８Ａの上方側に、固定配置された円形カム（回転用カム）６８に係合している。容器搬送装置２０の回転体２８が回転すると、前記カムフォロア６６が回転用カム６８の外周カム面に沿って移動し、そのカム形状に応じてセクタギヤ５８が回動することにより、ピニオンギヤ５４および回転筒体３４が回転し、前記４本の容器保持部４８が取り付けられている水平な取付プレート４６が回転する。
【００２０】
水平な取付プレート４６が回転すると、４本の容器保持部４８にそれぞれ取り付けられているカムフォロア５０が、開閉用カム４２の外周カム面に沿って移動する。開閉用カム４２は、図３に示すように、円形の一部に突出した大径部４２ａが形成されており、カムフォロア５０がこの大径部４２ａに係合すると、その容器保持部４８が外方へ押し出されて、その容器保持部４８の下端部に設けられた爪部４８ａが樹脂製ボトル４の外面から外れる。樹脂製ボトル４を保持するために、常時３本の容器保持部４８が樹脂製ボトル４の外面に係合している必要があり、前記開閉用カム４２の大径部４２ａは同時に２本の容器保持部４８を押し出さないサイズに形成されている。なお、この実施例では、グリッパ２は、４本の容器保持部４８とこれら容器保持部４８を開閉動作させる駆動手段とを備えている。この駆動手段は、開閉用カム４２と、各容器保持部４８に設けられた係合部材（カムフォロア）５０および回転手段を有しているまた、回転手段は、回転筒体３４の上端に固定したピニオンギヤ５４と、このピニオンギヤ５４に噛み合うセクタギヤ５８と、回転用カム６８等を備えている。
【００２１】
前記構成のグリッパ２を備えた電子線殺菌装置の作動について説明する。エア搬送コンベヤ６によって連続的に搬送されてきた樹脂製ボトル４は、インフィードスクリュー８によって所定間隔にピッチ切りされつつ導入チャンバー１０内に搬入され、この導入チャンバー１０内に設置されている供給ホイール１２の各容器保持手段（図示せず）に引き渡される。これら樹脂製ボトル４は、供給ホイール１２の回転によって回転搬送され、殺菌チャンバー１４内の入口ホイール１６に引き渡される。入口ホイール１６には、円周方向等間隔で開閉式のネックグリッパ５２が設けられており、殺菌チャンバー１４の壁面１４ａに形成された開口部（図示せず）を介して、供給ホイール１２の容器保持手段と入口ホイール１６のネックグリッパ５２との間で樹脂製ボトル４の受け渡しが行われる。
【００２２】
入口ホイール１６のネックグリッパ５２によって把持された樹脂製ボトル４は、回転搬送されて容器搬送装置２０との受け渡し部Ｂに到達すると、容器搬送装置２０の回転体２８の回転に伴ってこの受け渡し部Ｂに移動してきたグリッパ４に受け渡される。グリッパ４の４本の容器保持部４８はバネ性を有しており、樹脂製ボトル４のフランジ４ｃよりも下方側の円筒部４ｅが押し付けられることにより、下端に形成された爪部４８ａが拡開して樹脂製ボトル４のネック部４ａが４本の容器保持部４８の中間に押し込まれる。押し広げられた容器保持部４８は、自らの反発力によって元の状態に復帰し、樹脂製ボトル４のフランジ４ｃの下方の円筒部４ｅに当接して樹脂製ボトル４を保持する。樹脂製ボトル４がグリッパ２の４本の容器保持部４８によって保持された後、入口ホイール１６のネックグリッパ５２の一方のグリップ部材５２Ｂが開いて樹脂製ボトル４を離す。
【００２３】
入口ホイール１６のネックグリッパ５２から離れて容器搬送装置２０のグリッパ２に保持された樹脂製ボトル４は、回転体２８の回転に伴って回転搬送されて、電子線照射装置（図示せず）に設けられた照射窓１８の前方の電子線照射エリアＡに到達する。このエリアＡでは、樹脂製ボトル４の全周に電子線が照射されるように、樹脂製ボトル４を保持している容器保持部４８を回転させる。容器保持部４８が取り付けられている回転筒体３４の上端に固定されたピニオンギヤ５４にセクタギヤ５８が噛み合っており、このセクタギヤ５８の後端に取り付けたカムフォロア６６が、引っ張りバネ６４によって外部に固定された回転用カム６８に弾接され、カム面上を回転移動する。この回転用カム６８のカム形状に応じてセクタギヤ５８が回動し、ピニオンギヤ５４、回転筒体３４および４本の容器保持部４８を回転させる。電子線照射エリアＡ内で樹脂製ボトル４を１８０度回転させることにより、樹脂製ボトルの全周に電子線を照射させることができるが、それ以上の角度回転させるようにしても良い。また、１８０度以下でも、電子線が背後に回り込むので樹脂製ボトル４の全面を殺菌することは可能である。
【００２４】
前述のように、４本の容器保持部４８によって保持している樹脂製ボトル４を回転させることにより、樹脂製ボトル４のほぼ全面に電子線を照射して殺菌することができるが、４本の容器保持部４８が当接している部分は、保持したままの状態では電子線が当たらないので、４本の容器保持部４８を１本ずつ順番に樹脂製ボトル４の外面から離すようにしている。前記回転筒体３４の中心部を貫通している垂直ロッド３６の下端に開閉用カム４２が固定され、この開閉用カム４２の外面に、各容器保持部４８の上下の中間付近に取り付けたカムフォロア５０が容器保持部４８自身の弾性によって圧接されており、４本の容器保持部４８が開閉用カム４２の周囲を回転すると、カムの形状に応じて容器保持部４８が開閉動作を行う。この実施例では、開閉用カム４２が、図３に示す形状をしており、１箇所の大径部分４２ａに係合した容器保持部４８が外方へ押し出されて樹脂製ボトル４の外面から離れる。一方、その他の３本の容器保持部４８は、開閉用カム４２の同一半径部上に接しており、下端の爪部４８ａが樹脂製ボトル４のフランジ４ｃよりも下方の円筒部４ｅに当接してこの樹脂製ボトル４を保持している。４本の容器保持部４８の回転に伴って、そのカムフォロア５０が順次開閉用カム４２の大径部４２ａ上を通過し、容器保持部４８が外方に押し広げられて樹脂製ボトル４の外面から離れる。このように電子線照射エリアＡ内で、４本の容器保持部４８が少なくとも一回は、樹脂製ボトル４の外面から離れるようにしたので、樹脂製ボトル４の全面に電子線が当たらない部分がなくなり、全面を完全に殺菌することができる。なお、この実施例では、容器保持部４８を回転させているので、樹脂製ボトル４を回転させることができ、樹脂製ボトル４の全周を殺菌することが可能であるが、容器保持部４８を回転させず、開閉用カム４２を回転させるようにすることもできる。
【００２５】
なお、この実施例では、容器保持部４８の数を４本としたが、５本以上とすることもでき、５本以上の容器保持部４８を有していれば、３本で樹脂製ボトル４を保持し、その他の２本以上を同時に樹脂製ボトル４の外面から離すこともできる。また、４本以上の容器保持部４８で同時に樹脂製ボトルを保持して、１本ずつ順に離すようにしても良いことはいうまでもない。また、この実施例では、殺菌媒体として電子線を用いたが、電子線に限らず、過酸化水素ガス等その他の殺菌媒体を用いた場合も同様の作用効果を奏することができる。
【実施例２】
【００２６】
前記実施例では、グリッパ２の４本の容器保持部４８を個々に開閉動作させる駆動手段として開閉用カム４２を用いたが、カム以外の構成によって容器保持部４８を樹脂製ボトル４から離隔するように動作させることもできる。図６は磁石を用いて前記容器保持部４８を開閉動作させるようにした構成の一例を示すもので、第１実施例の開閉用カム４２が設けられている位置に、リング状のマグネット部材１４２を配置する。このマグネット部材１４２には、一部１４２ａにＮ極が設けられ、その他の部分１４２ｂはＳ極になっている。この実施例では、容器保持部４８が４箇所に設けられているので、Ｎ極１４２ａは、同時に２本の容器保持部４８を離隔させないように９０度未満の範囲に設けられている。一方、４本の容器保持部４８には、前記リング状のマグネット部材１４２と対向する部分に、Ｎ極の磁石４８ａが取り付けられている。
【００２７】
この実施例の構成では、マグネット部材１４２の周囲を容器保持部４８が回転移動すると、マグネット部材１４２のＮ極の部分１４２ａを通過する容器保持部４８の磁石４８ａが、マグネット部材１４２と極性が一致するので反発して樹脂製ボトル４の外面から離れる。容器保持部４８がＳ極の部分１４２ｂを通過している間は、容器保持部４８の磁石４８ａが吸引されて樹脂製ボトル４の外面に当接してこの樹脂製ボトル４を保持する。また、図６に示す実施例では、リング状のマグネット部材１４２のＮ極１４２ａ以外の部分にＳ極１４２ｂを配置したが、Ｎ極の部分にだけ磁石を配置し、Ｓ極は配置しないようにすることもできる。この場合には、リング状マグネット部材の磁石が配置されていない部分は、容器保持部を吸引する磁力がないので、スプリング等によって容器保持部を常時閉方向に付勢しておく必要がある。
【実施例３】
【００２８】
前記実施例では、４本の容器保持部４８を、開閉用カム４２によって一本ずつ順次樹脂製ボトル４から離し、常に３本の容器保持部４８によって樹脂製ボトル４を保持するようにしているが、例えば、図７に示すように、各容器保持部２４８が幅広の容器当接部２４８ａを有する構成にすれば、２本の容器保持部２４８で樹脂製ボトル４を保持し、同時に２本の容器保持部２４８を離すことも可能である。この場合には、図８に示すように、開閉用カム２４２の対称な位置に２箇所の突出した大径部２４２ａを形成し、各容器保持部２４８のカムフォロア２５０がこれら大径部２４２ａ上を移動しているときに、対向する２つの容器保持部２４８がほとんど同時に樹脂製ボトル４から離れるようにすることにより、対向する２つの容器保持部２４８を１組として、１組ずつ順次樹脂製ボトル４から離れることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】グリッパの縦断面図である。（実施例１）
【図２】グリッパを備えた容器搬送装置を用いた電子線殺菌装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。
【図３】開閉用カムの平面図である。
【図４】入口ホイールおよび出口ホイールに設けられたネックグリッパの平面図である。
【図５】グリッパを回転させる回転手段のピニオンギヤおよびセクタギヤを示す平面図である。
【図６】容器保持部を開閉動作させるマグネット部材を示す平面図である。（実施例２）
【図７】容器保持部によって樹脂製ボトルを保持した状態を示す平面図である。（実施例３）
【図８】開閉用カムの平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    グリッパ
４    樹脂製ボトル
４２    開閉用カム（駆動手段）
４８    容器保持部
４８ａ  容器保持部の磁石
５０    係合部材（駆動手段）
５４    ピニオンギヤ（回転手段）
５６    セクタギヤ（回転手段）
６６    カムフォロア（回転手段）
６８    回転用カム（回転手段）
１４２    マグネット部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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