(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部若しくは穴の内周面にネジ部が設けられ、且つ、上記凹部若しくは穴及び上記ネジ部が紫外線の照射により殺菌される殺菌対象物を所定の姿勢で搬送する搬送手段と、
上記殺菌対象物の搬送方向と略平行をなすように延在され且つ上記凹部若しくは穴及び上記ネジ部に向けて紫外線を放射する互いに略平行に設けられた三以上の紫外線放射部を有する二以上又は一の紫外線殺菌ランプと、を備え、
上記搬送手段は、上記殺菌対象物が搬送される方向に延在され且つ当該殺菌対象物を移動方向にガイドする複数のシュート棒を有し、
上記複数のシュート棒のうち、一部のシュート棒は、上記殺菌対象物の上記凹部若しくは穴又は上記ネジ部に照射される上記紫外線の一部を遮るように配置されており、
上記三以上の紫外線放射部を、隣合う紫外線放射部の中心から中心までのピッチを上記凹部又は穴の直径以下に設定すると共に、当該紫外線放射部の表面から上記殺菌対象物までの距離を当該凹部又は穴の直径以下に設定し、上記凹部若しくは穴又は上記ネジ部に上記紫外線が照射されるように配置した
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項２】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
三の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプは、一の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプと、二の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプとの組み合せからなる
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項３】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
上記一の紫外線殺菌ランプは、三以上の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプの単体からなる
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項４】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
四の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプは、二の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプの組み合せからなる
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項５】
請求項２、３又は４の何れか１記載の紫外線殺菌装置において、
上記紫外線放射部の外径は、２０ｍｍ以下５ｍｍ以上の範囲内にある
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項６】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
上記紫外線放射部間のピッチを３５ｍｍ以下にすると共に、上記殺菌対象物に最も近い紫外線放射部のランプ表面から当該殺菌対象物までの距離を３５ｍｍ以下にした
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項７】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
上記殺菌対象物は、食品が取り出される開口部を有する容器の上記開口部に、上記ネジ部によって着脱可能に取り付けられる蓋体である
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【請求項８】
請求項１記載の紫外線殺菌装置において、
上記二以上又は一の紫外線殺菌ランプを収納する開閉可能なケーシング本体と、当該ケーシング本体の開放時に上記紫外線殺菌ランプへの通電を遮断する電力遮断手段と、を設けた
ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然水やコーヒー飲料、果実飲料等の飲料用流体、醤油やソース等の流体調味料、粉体若しくは粒体からなる胡椒や砂糖等の固体調味料、或いは加工果実や加工野菜等の加工食品等の食品が充填されるプラスチック製ボトルやガラス瓶等の容器、或いはこの容器の開口部に取り付けられるプラスチック製キャップや金属製キャップ若しくはキャップ型栓等の蓋体の殺菌に使用して好適な紫外線殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、例えば、天然水や緑茶その他の飲料が充填されるプラスチック製ボトルや、このボトルの開口部である注ぎ口に取り付けられるプラスチック製キャップ等は、それらの内面を紫外線殺菌ランプから放射される紫外線により殺菌して使用するようにしている。
【０００３】
例えば、図１５に示すように、キャップ１は、ボトルの注ぎ口に嵌合される凹部１ａを紫外線殺菌ランプ２に向けた姿勢を保持して、この紫外線殺菌ランプ２の長手方向に沿って搬送される。この搬送時、紫外線殺菌ランプ２から放射される紫外線がキャップ１の凹部１ａ側に照射され、この紫外線により凹部１ａ側の端面及び凹部１ａ内面に付着している細菌等が殺菌され、これにより飲料が充填された後の衛生状態が維持されている。
【０００４】
このような殺菌処理に使用される紫外線の殺菌力は、紫外線殺菌ランプ２の出力の大小とこの紫外線殺菌ランプ２から殺菌対象物であるキャップ１までの距離とによって変化する。この紫外線強度（μｗ／ｃｍ2 ）に紫外線を照射した時間（ｓｅｃ）を掛けることにより紫外線照射量（μｗ・ｓｅｃ／ｃｍ2 ）が得られ、この紫外線照射量が紫外線殺菌の基礎として用いられる。
【０００５】
即ち、紫外線殺菌ランプ２の紫外線の出力が等しい場合には、紫外線殺菌ランプ２に近いほど紫外線による殺菌力は強く、この紫外線殺菌ランプ２から離れると、一定の距離まではその距離に比例して弱くなり、その距離を越えると距離の二乗に比例して弱くなる。また、紫外線殺菌ランプ２からの距離が等しい場合には、紫外線の出力が大きいほど殺菌力が強くなる。従って、キャップ１の殺菌力を紫外線の出力と照射距離とから考えると、消費電力の大きな紫外線殺菌ランプ２を用いて、その紫外線殺菌ランプ２の近くにキャップ１を通過させることが好ましく、これにより高い殺菌効果を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の紫外線殺菌装置において、消費電力の大きな紫外線殺菌ランプを使用すると、大出力の紫外線殺菌ランプは発熱量が大きいために、その発熱によって紫外線の放射が抑制されることになると共に、殺菌対象物であるキャップ等を加熱して熱影響を与えることになる。そのため、紫外線殺菌ランプの発熱を防ぐために強制冷却装置等の発熱抑制手段を設ける必要性があり、装置全体の構成が複雑になるばかりでなくランニングコストが高くなり、更に紫外線殺菌ランプ２の寿命が短くなって不経済であるという課題があった。
【０００７】
また、図１５に実線で示すように、発熱による影響を少なくするために紫外線殺菌ランプ２をキャップ１から遠ざけると、キャップ１に当たる紫外線の紫外線殺菌ランプにおける放射範囲が狭小になり、キャップ１の照射に使用される紫外線の割合（以下「照射効率」という。）が著しく低下することになる。
【０００８】
例えば、図１５において、キャップ１の外径Ｃを３０ｍｍ、このキャップ１の凹部１ａ側の端部に設けられ且つ開封時にミシン目状の破断部により破断されてボトル側に残される取付リング１ｂの外径ＣＡを３２ｍｍ、キャップ１の高さＨを２０ｍｍ、紫外線殺菌ランプ２の外径Ｄを４０ｍｍとして、この紫外線殺菌ランプ２をキャップ１に近い位置Ｓ１（離間距離Ｌ１＝１０ｍｍ）から遠い位置Ｓ２（離間距離Ｌ２＝４０ｍｍ）に移動すると、その放射範囲は放射角度φ＝５６°から放射角度θ＝３０°に変化する。
【０００９】
その結果、紫外線殺菌ランプ２の有効放射範囲（キャップ１の照射角度に対する紫外線の全放射角度３６０°）が３０°／３６０°となり、キャップ１の殺菌に供される紫外線の量が紫外線の全放射量に対して１／１２しか利用されていないことになる。しかも、キャップ１に照射される紫外線がビーム状に集中するため、キャップ１の凹部１ａ内において、取付リング１ｂやねじ部の内側に影となる部分が大きく現れ、この影部分３に存在する細菌等が紫外線による殺菌から除外されて取り残されることになるという課題もあった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、出力の比較的小さな紫外線殺菌ランプを使用してこの紫外線殺菌ランプから放射される紫外線を利用し、殺菌対象物の凹部又は穴或いはこれらの周縁部を効率良く殺菌できるようにすると共に、そのための構成が簡単であって取扱いの容易な紫外線殺菌装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題等を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１に係る発明は、凹部若しくは穴の内周面にネジ部が設けられ、且つ、凹部若しくは穴及びネジ部が紫外線の照射により殺菌される殺菌対象物を所定の姿勢で搬送する搬送手段と、殺菌対象物の搬送方向と略平行をなすように延在され且つ凹部若しくは穴及びネジ部に向けて紫外線を放射する互いに略平行に設けられた三以上の紫外線放射部を有する二以上又は一の紫外線殺菌ランプと、を備え、搬送手段は、殺菌対象物が搬送される方向に延在され且つ殺菌対象物を移動方向にガイドする複数のシュート棒を有し、複数のシュート棒のうち、一部のシュート棒は、殺菌対象物の凹部若しくは穴又はネジ部に照射される紫外線の一部を遮るように配置されており、三以上の紫外線放射部を、隣合う紫外線放射部の中心から中心までのピッチを凹部又は穴の直径以下に設定すると共に、紫外線放射部の表面から殺菌対象物までの距離を凹部又は穴の直径以下に設定し、凹部若しくは穴又はネジ部に紫外線が照射されるように配置したことを特徴としている。
【００１２】
本出願の請求項２に係る発明は、三の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプは、一の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプと、二の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプとの組み合せからなることを特徴としている。
また、本出願の請求項３に係る発明は、一の紫外線殺菌ランプは、三以上の紫外線放射部を有する一の紫外線殺菌ランプの単体からなることを特徴としている。
更に、本出願の請求項４に係る発明は、四の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプは、二の紫外線放射部を有する二の紫外線殺菌ランプの組み合せからなることを特徴としている。
【００１４】
更に、本出願の請求項５に係る発明は、紫外線放射部の外径は、２０ｍｍ以下５ｍｍ以上の範囲内にあることを特徴としている。
【００１５】
そして、本出願の請求項６に係る発明は、紫外線放射部間のピッチを３５ｍｍ以下にすると共に、殺菌対象物に最も近い紫外線放射部のランプ表面から殺菌対象物までの距離を３５ｍｍ以下にしたことを特徴としている。
【００１６】
本出願の請求項７に係る発明は、殺菌対象物は、食品が取り出される開口部を有する容器の開口部に、ネジ部によって着脱可能に取り付けられる蓋体であることを特徴としている。
【００１７】
また、本出願の請求項８に係る発明は、二以上又は一の紫外線殺菌ランプを収納する開閉可能なケーシング本体と、このケーシング本体の開放時に紫外線殺菌ランプへの通電を遮断する電力遮断手段と、を設けたことを特徴としている。
【００１８】
本出願は、上述のように構成したことにより、請求項１の発明では、搬送手段で搬送されてきた殺菌対象物の凹部若しくは穴及びその内周面に設けたネジ部に対して、二以上又は一の紫外線殺菌ランプの三以上の紫外線放射部から紫外線が放射されると共に、隣合う紫外線放射部の中心から中心までのピッチが凹部又は穴の直径と等しいか又はそれ以下に設定すると共に、紫外線放射部の表面から殺菌対象物までの距離を凹部又は穴の大きさ以下に設定し、その凹部若しくは穴又はネジ部に紫外線が照射されるように配置する構成としたため、紫外線殺菌ランプの発熱を極力抑えて殺菌対象物に対して熱影響を与えることがなく、出力の比較的小さな紫外線殺菌ランプで効率良く殺菌対象物の凹部若しくは穴又はその内周面のネジ部或いは筒状部の外周面のネジ部の紫外線殺菌を行うことができる。
【００１９】
請求項２〜４の発明では、直線状又は曲線状に延在された一の紫外線放射部を有する紫外線ランプを３個以上平行に配置し、若しくは三以上の紫外線放射部を有する紫外線ランプを１個配置し、又は一の紫外線放射部を有する紫外線ランプと二以上の紫外線放射部を有する紫外線ランプを組み合せて２個又は３個以上平行に配置することにより、比較的小出力でありながら効率よく紫外線殺菌処理を行うことができる光源が得られる。
【００２１】
更に、請求項５の発明では、紫外線放射部の外径を２０ｍｍ以下５ｍｍ以上の範囲内に設定することにより、紫外線殺菌ランプを殺菌対象物に可及的に近づけることができ、小出力であって発熱量が少ない理想的な光源が得られる。
【００２２】
そして、請求項６の発明では、紫外線放射部間のピッチを３５ｍｍ以下としてランプ表面から殺菌対象物までの距離を３５ｍｍ以下に設定することにより、比較的小出力でありながら効率よく紫外線殺菌処理を行うことができる。
【００２３】
請求項７の発明では、殺菌対象物である蓋体の凹部若しくは穴又はその内周面に設けたネジ部を紫外線によって効率良く殺菌処理することができる。
【００２４】
また、請求項８の発明では、紫外線殺菌ランプの点灯異常或いは容器や蓋体の詰まり等による搬送異常等を解消するためにケーシング本体を開放すると、電力遮断手段の働きで紫外線殺菌ランプへの通電が遮断されて消灯するため、その後のランプ交換作業や蓋体等の詰まり等の解消作業を安全に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の紫外線殺菌装置の第１の実施の例を示すもので、図４のＸ−Ｘ線部分の拡大断面図、図２は本発明の紫外線殺菌装置の第２の実施の例を示すもので、図４のＸ−Ｘ線部分に相当する部分の拡大断面図、図３は図１に示す紫外線殺菌装置の全体構成を示す平面図、図４は図１に示す紫外線殺菌装置の全体構成を示す側面図、図５は本発明に係る搬送手段の要部を示す斜視図である。更に、図６Ａ，Ｂは紫外線照射強度の実験例を示す説明図、図７は図６に基づく実験例におけるランプ本数と紫外線受光量との関係を示すグラフである。
【００２６】
図８は本発明に係る紫外線殺菌ランプの第１の例と殺菌対象物の第１の例との関係を断面して示す説明図、図９は図８の紫外線殺菌ランプの全体構成を示す平面図である。図１０は本発明に係る紫外線殺菌ランプの第２の例と殺菌対象物の第１の例との関係を断面して示す説明図、図１１は図１０の紫外線殺菌ランプの全体構成を示す平面図、図１２は図１１の紫外線殺菌ランプの配置の変形例を示す平面図である。更に、図１３は本発明に係る紫外線殺菌ランプと殺菌対象物の第２の例との関係を断面して示す説明図、図１４は本発明に係る紫外線殺菌装置の全体構成を示す外観斜視図である。
【００２７】
図１〜図５に示す本発明の第１の実施の例に係る紫外線殺菌装置１０は、蓋体の一具体例を示すプラスチック製キャップ３２を殺菌対象物としたもので、天然水、清涼飲料、果実飲料等の飲料が充填されるプラスチック製ボトルの開口部である注ぎ口に取り付けられるキャップ３２に紫外線を放射し、このキャップ３２の凹部３２ａの内面及びこの凹部３２ａの周縁部を紫外線により殺菌できるようにしたものである。この紫外線殺菌装置１０は、横長とされた箱状のケーシング本体１１と、このケーシング本体１１を長手方向に貫通する搬送手段の一具体例を示す搬送シュート１２と、このケーシング本体１１内に収納された３本の紫外線殺菌ランプ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ等を備えている。
【００２８】
ケーシング本体１１は、断面形状がコ字形をなす樋状の第１ケーシング１４と第２ケーシング１５とを有している。そして、両ケーシング１４，１５は、互いの開口部１４ａ，１５ａを対向させて重ね合わされている。この第１及び第２ケーシング１４，１５の開口部１４ａ，１５ａ側の一側には、長手方向に適当な間隔をあけて複数個の着脱可能なスライド式ヒンジ１６が取り付けられている。これにより、第１及び第２ケーシング１４，１５が開閉可能であって、互いに着脱可能に構成されている。
【００２９】
更に、第１及び第２ケーシング１４，１５の開口部１４ａ，１５ａ側の他側には、同じく長手方向に適当な間隔をあけて複数個の締結金具１７が取り付けられている。この締結金具１７は、第１ケーシング１４に取り付けられる操作部材１８と、第２ケーシング１５に取り付けられる固定部材１９とを有し、操作部材１８には係止片１８ａとこの係止片１８ａを進退させる操作片１８ｂとが設けられている。この操作部材１８の係止片１８ａを固定部材１９に係合し、この状態で操作片１８ｂを後退動作させることにより、操作部材１８と固定部材１９とが締結される。これにより、図１に示すように、第１及び第２ケーシング１４，１５が互いに重ね合わされてケーシング本体１１が構成される。
【００３０】
このケーシング本体１１には、その開放時に紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃへの通電を遮断する電力遮断手段が設けられている。この電力遮断手段は、第２ケーシング１５に取り付けられたリミットスイッチ３５と、第１ケーシング１４に固定された押圧片３６とから構成されている。この電力遮断手段の押圧片３６は、リミットスイッチ３５の作動子に対向するように設置されており、両ケーシング１４，１５を重ね合わせたときには作動子が押圧されてリミットスイッチ３５がオンとなり、両ケーシング１４，１５を開放すると作動子が押圧片３６から離れてリミットスイッチ３５がオフとなる。このリミットスイッチ３５のオフにより、紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃへの電力供給が停止されて消灯するようになっている。
【００３１】
また、第１ケーシング１４の長手方向の中途部には、ケーシング本体１１内を観察するための観察窓２０が長手方向に沿って延在するように設けられている。この観察窓２０の上下には枠片２１ａ，２１ｂがそれぞれ固定されており、これらの枠片２１ａ，２１ｂ間に窓ガラス２２が装着されている。そして、各枠片２１ａ，２１ｂに取付ねじ２３で固定される押え片２４ａ，２４ｂにより、観察窓２０を閉塞する窓ガラス２２が保持されている。この窓ガラス２２の外側には窓カバー２５が配置されており、この窓カバー２５と第１ケーシング１４との重ね合わせ面側の一側には、長手方向に適当な間隔をあけて２個のヒンジ２６が取り付けられている。このヒンジ２６により窓カバー２５が第１ケーシング１４に回動可能に支持されて、観察窓２０が開閉可能とされている。
【００３２】
この第１ケーシング１４の内部には、第２ケーシング１５の開口部１５ａに臨むように３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが横並びに配置されている。これらの紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃは、紫外線を透過する材質（例えば、紫外線透過性フッ素樹脂等）によって直線状に形成されたランプ本体と、このランプ本体の軸方向両端部に固定された一対のランプソケット等を有し、各ランプソケット内にフィラメントが保持されている。これら紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃのランプ本体が紫外線放射部を構成しており、このランプ本体内に、例えば水銀とアルゴンガス等を封入することにより、全体として低圧殺菌ランプと呼ばれる放電灯が構成されている。従って、これらの紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃには、それぞれ１本当り１個の紫外線放射部が設けられている。
【００３３】
この紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃは、波長が１〜４００ｎｍ程度の波長範囲を有する紫外線のうち、特に２５４ｎｍ付近に強い線スペクトルを有する殺菌線を発生するものである。この紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの１本当りの消費電力は１２０ワット（Ｗ）以下１０Ｗ以上であることが好ましく、更には１００Ｗ以下５０Ｗ以上のものが好適である。このような範囲内の消費電力を有する紫外線殺菌ランプを使用する理由は、紫外線の放電に際して発熱量が比較的少なく、発熱による紫外線殺菌線（波長２５３．７ｎｍ）の減衰が少ないと共に、常温又はケーシング本体１１内の温度（４０℃程度）における温度安定性が良い等の理由によるものである。
【００３４】
これら紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの後方のうち、観察窓２０を除いた部分には反射板２７が配置されている。この反射板２７は、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃを並べたよりも若干幅広であって、その幅方向両側を内側に折り曲げたような形状を有する帯状の板材からなり、その内面に鏡面加工等を施すことによって反射面が形成されている。この反射板２７は、紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃから放射された紫外線をこれら紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ側に反射させるものである。
【００３５】
この反射板２７からの反射による紫外線を紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃから直接放射される紫外線に加えて第１ケーシング１４の開口部１４ａから搬送シュート１２側に放出させることにより、第２ケーシング１５の開口部１５ａ内に多くの紫外線を照射させることを目的としている。また、反射板２７の他の効果としては、第１ケーシング１４側に熱が伝達されるのが抑制されるため、第１ケーシング１４に触ったときの火傷防止にも役立っている。この反射板２７の材質としては、アルミニウム板や鉄板等を使用できるが、キャップ３２に対する薬剤の噴霧工程を考慮するとステンレス鋼板が好適である。
【００３６】
また、第１ケーシング１４の適宜位置（この実施の例では長手方向の両側部）には、多数の貫通穴からなる空気抜き穴２８が設けられており、これら空気抜き穴２８からケーシング本体１１内の温められた空気を抜いて紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの発熱を抑制している。更に、第１ケーシング１４の長手方向の一方の端部には、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃに通電するための３個のソケットコネクタ２９が設けられている。これらのソケットコネクタ２９は、ケーシング本体１１内において長手方向両端部に設置されたランプソケットに接続されており、これらランプソケットを介して３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃと３個のソケットコネクタ２９とがそれぞれ電気的に接続されている。尚、３個のソケットコネクタ２９を１個にして、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの配線を１箇所にまとめる構成としてもよい。
【００３７】
一方、第２ケーシング１５には、搬送シュート１２が長手方向に挿通されている。この搬送シュート１２は、６本の棒状のシュート棒３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆと、これらのシュート棒３０ａ〜３０ｆを長手方向の適宜位置で固定支持する複数個の枠部材３１とを備えている。６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆは、上部中央に位置する上シュート棒３０ａと、下部中央に位置する下シュート棒３０ｂと、一方の側面の上下に配置される横上シュート棒３０ｃ及び横下シュート棒３０ｄと、他方の側面の上下に配置される横上シュート棒３０ｅ及び横下シュート棒３０ｆとからなる。
【００３８】
これらシュート棒３０ａ〜３０ｆのうち、上シュート棒３０ａは、キャップ３２の高さ方向の位置を規制して搬送時における跳ね上がりを防止する。また、下シュート棒３０ｂは、キャップ３２を下方から支えるもので、上下のシュート棒３０ａ，３０ｂ間にはキャップ３２の直径Ｃよりも若干大きな間隔が設定されている。更に、両側面の上下に配置される左右の横上下シュート棒３０ｃ〜３０ｆは、キャップ３２の倒れ込みを防止するもので、左右の横上下シュート棒３０ｃ〜３０ｆ間にはキャップ３２の高さＨよりも若干大きな間隔が設定されている。
【００３９】
これら６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆは、枠部材３１の内面に溶接やろう付け等の固着手段によって固定されている。この実施の例では、図３に示すように、４個の枠部材３１が使用されていて、これら枠部材３１を取付ねじ等の固着手段で第２ケーシング１５に固定することにより、搬送シュート１２がケーシング本体１１の所定位置に取り付けられている。尚、図示しないが枠部材３１は、ケーシング本体１１の外部においても必要な数だけ使用されていて、その枠部材を支持するスタンド等の支持手段によって所定の高さを保持するように構成されている。
【００４０】
これら６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆ及び枠部材３１の材質としては、溶接の可能なステンレス鋼等の金属が好適であるが、紫外線に対する抵抗力のある合成樹脂（例えば、紫外線透過性フッ素樹脂）等を適用することもできる。特に、シュート棒に紫外線透過性フッ素樹脂を使用する場合には、紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ側に位置する横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄが紫外線を遮ることがなくそのまま透過させることができるため、紫外線殺菌の死角を生ずることなく、キャップ３２の凹部３２ａ内に紫外線を照射させることができる。この場合、紫外線透過性フッ素樹脂のシュート棒はランプ側に位置する横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄのみであってもよく、また６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆすべてであってもよい。
【００４１】
この紫外線透過性フッ素樹脂の具体例としては、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）（以下「ＰＦＡ樹脂」という。）や四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）（以下「ＦＥＰ樹脂」という。）等を挙げることができる。ここに挙げたＰＦＡ樹脂及びＦＥＰ樹脂は、各種プラスチックの中でも特に卓越した諸性質を持っており、耐熱・耐低温性、耐薬品性、電気絶縁性、高周波特性等が非常に優れ、しかも特異な非粘着性と低摩擦特性を兼ね備えている。特に、光の透過率（％）は、紫外線の殺菌力が最も強くなる波長２５３．７ｎｍの部分において略最高点に達し、光透過率略９５％を保持するような特性を有している。
【００４２】
尚、６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆを金属で形成した場合にも、少なくとも紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ側に位置する横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄの外周面の全面に紫外線透過性フッ素樹脂をコーティングして反射膜を形成することにより、その反射膜で紫外線を反射させて横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄによる影の発生を少なくすることができる。
【００４３】
このような搬送シュート１２によってキャップ３２は、図３及び図４において、例えば圧縮空気の圧力等で押されて、長手方向の一方から他方に向けて搬送される。このキャップ３２の搬送手段としては、この他にも、例えば搬送シュート１２を長手方向に傾けて自重によって移送させるようにしてもよく、或いはベルトコンベアやキャッチ型コンベア、キャッチ型円板等の移送手段によって搬送させる構成とすることもできる。
【００４４】
また、キャップ３２は、一面側に開口した凹部３２ａを有する円筒状の蓋体からなり、その凹部３２ａの内周面には、ボトルの注ぎ口に設けられたネジ部に螺合されるネジ部３２ｂが設けられている。このキャップ３２の開口側には、円周方向に間欠的に連続するミシン目状の破断部３３ａを設け、これにより破断部３３ａの先端側に取付リング３３が形成されている。この取付リング３３は、ボトルの注ぎ口にキャップ３２を固着するためのもので、キャップ３２を所定以上の力で回して破断部３３ａを切断することにより、キャップ３２が取付リング３３から分離されて注ぎ口から取り出すことができる。
【００４５】
このような構成を有するキャップ３２と３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃとの間隔は、次のように設定されている。即ち、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃは、隣合う紫外線殺菌ランプの紫外線を放射する紫外線放射部の１の中心から他の中心までのピッチｐを凹部３２ａの直径Ｃ１以下（等しくてもよい。）に設定すると共に、これら紫外線放射部のうちキャップ３２に最も近い位置にある紫外線放射部のランプ表面からキャップ３２までの距離Ｌ（この実施例では３個の紫外線放射部は等しい距離Ｌに設定されている。）を凹部３２ａの直径Ｃ１以下（等しくてもよい。）に設定している。
【００４６】
図１において具体的な数値を挙げると、次のような値である。即ち、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの各紫外線放射部の直径Ｄは１５ｍｍ、隣合う紫外線放射部間のピッチｐは１７ｍｍ、紫外線放射部の先端からキャップ３２までの距離Ｌは約１２ｍｍ、各シュート棒３０ａ〜３０ｆの直径ｄは５ｍｍである。そして、キャップ３２の直径Ｃは２７ｍｍ、その凹部３２ａの内径Ｃ１は２３ｍｍ、高さＨは１８ｍｍである。
【００４７】
このような寸法関係において、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃとキャップ３２との間には、このキャップ３２の倒れを阻止して凹部３２ａをランプ側に対向させるための２本の横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄが介在するため、それぞれの紫外線放射部からキャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は２本の横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄによって遮られる。このとき、中央に位置する紫外線殺菌ランプ１３ｂのキャップ３２に対する放射角度θ１は、横上下シュート棒３０ｃ，３０ｄによって上下の一部が遮蔽されるために略４８°であった。従って、この紫外線殺菌ランプ１３ｂの１本のみでは、凹部３２ａの開口側内周縁において紫外線の当たらない影部分３ができてしまうことになる。
【００４８】
一方、上に位置する紫外線殺菌ランプ１３ａのキャップ３２に対する放射角度θ２は同じく略４８°であり、キャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は横上シュート棒３０ｃによって遮られるが、その紫外線の下縁側が横下シュート棒３０ｄの背面側に入り込み、上述した下の影部分３を照射する。同様に、下に位置する紫外線殺菌ランプ１３ｃのキャップ３２に対する放射角度θ２も同じく略４８°であり、キャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は横下シュート棒３０ｄによって遮られるが、その紫外線の上縁側が横上シュート棒３０ｃの背面側に入り込み、上述した上の影部分３を照射する。
【００４９】
従って、中央の紫外線殺菌ランプ１３ｂの紫外線照射によって上下にできる影部分３は、上下の紫外線殺菌ランプ１３ａ，１３ｃの紫外線照射によって消されるため、キャップ３２の凹部３２ａ内に紫外線を満遍なく照射して、凹部３２ａ内の紫外線による殺菌を確実に行うことができる。しかも、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃは、上述したようにランプ１本当りの最大消費電力が１２０Ｗ以下であり、特に、この実施例のように１本当り８０Ｗ以下である場合には、各紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃからの発熱量が多くないため、発熱による紫外線殺菌線の減衰を生ずることがなく、若しくはその減衰が小さいことから、ランプの寿命を長持ちさせることができる。
【００５０】
更に、この実施例のように小さなワット数の紫外線殺菌ランプを平面上に３本並べたことにより、紫外線の照射面における照度分布を平均化することができる。そのため、この実施例によれば、紫外線による殺菌効率を向上させることができると共に、構造が比較的簡単であって取扱いが容易で、しかも殺菌効率の高い紫外線殺菌装置を提供することができる。
【００５１】
図２は、図１の一部を変形した実施例を示すもので、３個の紫外線殺菌ランプ４３ａ〜４３ｃのうち、中央に位置する紫外線殺菌ランプ４３ｂの直径Ｄ１を８ｍｍと小さくする一方、その上下に位置する紫外線殺菌ランプ４３ａ及び４３ｃの直径Ｄ２を２０ｍｍと大きくし、更に、搬送シュート４２の上下のシュート棒４４ａ，４４ｂを断面方形にしてキャップ３２との接触面積を大きくしたものである。他の構成は、上述した実施例と同様である。
【００５２】
図２において、隣合う紫外線放射部間のピッチｐ１は１４ｍｍ、中央の紫外線放射部の先端からキャップ３２までの距離Ｌ１は約１１ｍｍ、中央の紫外線放射部の先端と上下の紫外線放射部の先端との段差Ｌ２は約２ｍｍ、横上下シュート棒４４ｃ，４４ｄ及び４４ｅ，４４ｆの直径ｄは５ｍｍである。そして、キャップ３２の直径Ｃは２７ｍｍ、キャップ３２の凹部３２ａの内径Ｃ１は２３ｍｍ、高さＨは１８ｍｍであった。
【００５３】
このような寸法関係において、３個の紫外線殺菌ランプ４３ａ〜４３ｃとキャップ３２との間には２本の横上下シュート棒４４ｃ，４４ｄが介在するため、それぞれの紫外線放射部からキャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は２本の横上下シュート棒４４ｃ，４４ｄによって遮られる。このとき、中央に位置する紫外線殺菌ランプ４３ｂのキャップ３２に対する放射角度θ３は略６０°であったが、横上下シュート棒４３ｃ，４３ｄによって上下の一部が遮蔽された。従って、この紫外線殺菌ランプ４３ｂの１本のみでは、凹部３２ａの開口側内周縁において紫外線の当たらない影部分３ができてしまうことになる。
【００５４】
一方、上に位置する紫外線殺菌ランプ４３ａのキャップ３２に対する放射角度θ４は略４８°であり、このキャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は横上シュート棒４３ｃによって遮られるが、その紫外線の下縁側が横下シュート棒４３ｄの背面側に入り込み、下の影部分３を照射する。同様に、下に位置する紫外線殺菌ランプ４３ｃのキャップ３２に対する放射角度θ４も同じく略４８°であり、このキャップ３２に向けて放射される紫外線の一部は横下シュート棒４３ｄによって遮られるが、その紫外線の上縁側が横上シュート棒４３ｃの背面側に入り込み、上の影部分３を照射する。
【００５５】
従って、中央の紫外線殺菌ランプ４３ｂの紫外線照射によって上下にできる影部分３は、上下の紫外線殺菌ランプ４３ａ，４３ｃの紫外線照射によって消されるため、キャップ３２の凹部３２ａ内に紫外線を満遍なく照射することができ、凹部３２ａ内の紫外線による殺菌を確実に行うことができる。そして、上述した実施例と同様に、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの１本当りの消費電力が１２０Ｗ以下であり、特に、８０Ｗ以下とした場合には、各紫外線殺菌ランプ４３ａ〜４３ｃからの発熱量が多くないため、発熱による紫外線殺菌線の減衰を生ずることがなく、若しくはその減衰を小さく押えることができる。従って、この紫外線殺菌装置１０のランニングコストを押えることができると共に、ランプの寿命を長持ちさせることができる。
【００５６】
このような構成を有する紫外線殺菌装置１０において、図３及び図４に示すように、搬送シュート１２（又は４２）の一方から他方に向けてキャップ３２を圧縮空気の力等で搬送すると、図１又は図２に示すように、そのキャップ３２が６本のシュート棒３０ａ〜３０ｆ（又は４４ａ〜４４ｆ）にガイドされて３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ（又は４３ａ〜４３ｃ）の前を、その紫外線放射部に沿って移動する。
【００５７】
この際、各紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの紫外線放射部から放射される紫外線がキャップ３２の凹部３２ａ側に照射され、その紫外線が上述したように凹部３２ａ内に満遍なく入り込む。そのため、キャップ３２の紫外線による殺菌処理を確実に行うことができ、その凹部３２ａ内に付着した細菌等が確実に殺菌された状態の衛生的なキャップ３２を、飲料が充填された後のボトルの注ぎ口を密封するために提供することができる。
【００５８】
この場合、ヒンジ２６を回動中心として窓カバー２５を上方に跳上げ、窓ガラス２２を露出させてケーシング本体１１の内部を覗くことにより、第１ケーシング１４の観察窓２０及び反射板２７の開口窓２７ａを介して紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ及び搬送シュート１２の一部を観察することができる。これにより、紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃの点灯状態の良否や、キャップ３２が搬送シュート１２を通過する状態の適否等を判断することができる。
【００５９】
この観察の結果、例えば、紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃのいずれかに点灯不良が生じている場合、或いはキャップ３２が搬送シュート１２に詰まって移動していない場合等には、作業を中断してその故障を取り除くようにする。この場合には、まず、全ての締結金具１７のロックを解除する。この締結金具１７のロック解除は、操作片１８ｂを起こして係止片１８ａを固定部材１９側に移動し、この固定部材１９との係合を解除することによって行う。
【００６０】
この締結金具１７のロックを解除した後、図１においてヒンジ１６を中心として、例えば第１ケーシング１４を時計方向へ回動させることにより、第１ケーシング１４と第２ケーシング１５との接合面が開かれて、それらの開口部１４ａ，１５ａから３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃ及び搬送シュート１２が露出される。これにより、押圧片３６で押圧されている作動子が延びてリミットスイッチ３５がオフとなり、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃへの電力の供給が遮断される。
【００６１】
そこで、点灯不良の紫外線殺菌ランプを新たな紫外線殺菌ランプに取り替え、或いは搬送シュート１２に詰まっているキャップ３２を取り除くことにより、上述したような故障を除去することができる。従って、３個の紫外線殺菌ランプ１３ａ〜１３ｃが消灯して紫外線の放射が停止されるため、作業者が顔や目に紫外線を浴びるおそれがなく、ランプ交換等の作業を安全に行うことができる。
【００６２】
ここで、図６及び図７に基づいて、紫外線殺菌ランプの本数とランプ直径の大小とによって殺菌対象物が受ける紫外線の受光量の違いについて説明する。図６は、殺菌対象物に照射される紫外線の強度を受光量測定器を用いて測定する実験例を示すもので、同図Ａに示す実験例１はキャップ３２上面における受光量測定を示し、同図Ｂに示す実験例２はキャップ３２底面における受光量測定を示している。この実験例に使用した受光量測定器は、ＵＶＲ−２という型式の紫外線２５４ｎｍ測定受光器（株式会社トプコン製）である。
【００６３】
即ち、図６Ａにおいては、紫外線殺菌ランプ１３（厳密には紫外線放射部）のランプ表面から受光量測定器のセンサ受光部８０までの距離Ｌを３０ｍｍに設定し、この位置にキャップ３２の上面を設定したときの紫外線の受光量を測定している。そして、センサ受光部８０を所定位置に保持すると共に紫外線を集光させてセンサ受光部８０に導くために、距離Ｌと長さの等しい集光筒８１を設けている。この集光筒８１はラッパ状をなしており、先端側の内径Ｍａは１００ｍｍ、基端側の内径ｍａは２７ｍｍとされている。
【００６４】
また、図６Ｂでは、同じく紫外線殺菌ランプ１３のランプ表面から受光量測定器のセンサ受光部８０までの距離Ｌを３０ｍｍに設定しているが、この位置をキャップ３２の底面として紫外線の受光量を測定するために、センサ受光部８０とランプ表面との間には集光筒８２と調整筒８３とが設けられている。調整筒８３の長さＫはキャップ３２の高さＨと等しく２０ｍｍに設定されており、従って、距離Ｌａと長さの等しい集光筒８２の長さは１０ｍｍとなっている。この集光筒８１は同じくラッパ状をなしており、先端側の内径Ｍｂは６６ｍｍ、基端側の内径ｍｂは２５ｍｍとされている。一方、調整筒８３は円筒状をなしていて、その内径ｋは集光筒８２の基端内径ｍｂよりも若干大きく２７ｍｍに設定されている。このように、調整筒８３の内径ｋを集光筒８２の基端内径ｍｂよりも若干大きくしたのは、キャップ３２の取付リング３３やネジ部３２ｂ等の凹部３２ａ内の凹凸を考慮したものである。
【００６５】
この実験例１、実験例２により、図７にグラフで示すような結果が得られた。この図７は、紫外線殺菌ランプ１３の本数Ｎとそのランプ外径Ｄ（ｍｍ）と紫外線受光量Ｑ（μｗ／ｃｍ2 ）との関係を示すグラフであり、横軸にランプ本数Ｎを取り、縦軸に紫外線受光量Ｑ（μｗ／ｃｍ2 ）を取って、ランプ外径Ｄ（ｍｍ）との関係を表している。図７において、符号四角は紫外線殺菌ランプ１３の紫外線放射部の外径Ｄが１５ｍｍの場合、符号丸は紫外線殺菌ランプ１３の紫外線放射部の外径Ｄが１８ｍｍの場合、更に、符号三角は紫外線殺菌ランプ１３の外径Ｄが２５ｍｍの場合を表している。そして、黒塗りの符号は実験例１を示し、白抜きの符号を実験例２を示している。
【００６６】
この実験例１、実験例２の結果より、次のようなことが明らかになった。即ち、紫外線殺菌ランプ１３の本数Ｎが１本の場合、ランプ外径Ｄが１５ｍｍのときには実験例１及び２の両方とも紫外線受光量Ｑは約６０００（μｗ／ｃｍ2 ）であり、ランプ外径Ｄが１８ｍｍのときには実験例１及び２の両方とも紫外線受光量Ｑは約９０００（μｗ／ｃｍ2 ）に増加した。更に、ランプ外径Ｄが２５ｍｍになると紫外線受光量Ｑは、実験例２では約１４０００（μｗ／ｃｍ2 ）に増加したが、実験例１では約２８０００（μｗ／ｃｍ2 ）と著しく増大した。
【００６７】
このことから、紫外線殺菌ランプ１３が１本の場合の紫外線受光量Ｑは、一般的には紫外線殺菌ランプ１３のランプ外径Ｄの増加に応じて多くなり、その径がある値を越えると飛躍的に多くなることが判明した。一方、ランプ外径Ｄが同じ２５ｍｍの場合にも、実験例２のキャップ底面における紫外線受光量Ｑは、実験例１のキャップ上面における紫外線受光量Ｑの略１／２に減少することが分かった。これは、ランプ外径Ｄと集光筒８２の先端内径ｍｂとが共に２５ｍｍと等しいために、集光筒８２内においてランプ外側から放射される紫外線の進行が集光筒８２先端から調整筒８３にかけて妨げられ、ランプ中央の特定部分から放射される紫外線のみがキャップ３２の底面まで到達することによるものである。また、ランプ外径Ｄが１５ｍｍ及び１８ｍｍの場合に、キャップ３２上面と底面とで受光量Ｑが違わないのは、ランプ外径Ｄが集光筒８２の先端内径ｍｂよりも小さいため、２５ｍｍの場合のような集光筒８２先端等の妨害を受けることがないことによるものと考えられる。
【００６８】
また、紫外線殺菌ランプ１３の本数Ｎが２本の場合、ランプ外径Ｄが１５ｍｍのときには実験例１及び２の両方とも紫外線受光量Ｑは約１１０００（μｗ／ｃｍ2 ）であり、ランプ外径Ｄが１８ｍｍのときには実験例１及び２の両方とも紫外線受光量Ｑは約１９０００（μｗ／ｃｍ2 ）に増加した。更に、ランプ外径Ｄが２５ｍｍになると紫外線受光量Ｑは、実験例１では約２８０００（μｗ／ｃｍ2 ）とほとんど変化せず、実験例２でも約１６０００（μｗ／ｃｍ2 ）と微小の増加に止まった。
【００６９】
このとき、ランプ外径Ｄが１５ｍｍ及び１８ｍｍの場合に、それぞれの紫外線受光量Ｑが増加した理由は、ランプが１本から２本に増えて紫外線の放射量が増加したことによるものである。この場合、ランプを２本並べたときにもそのランプ幅（３０ｍｍ及び３６ｍｍ）が集光筒８２の先端内径ｍｂ（２５ｍｍ）とあまり変わることがなく、特に、２本のランプの紫外線放射部の中心は共に先端内径ｍｂ内にあるため、放射される紫外線が先端内径ｍｂの妨害を受けることなく、キャップ３２底面に到達できるからである。一方、ランプ外径Ｄが２５ｍｍの場合に、その紫外線受光量Ｑが増加しない理由は、これを２本並べると、そのランプ幅（５０ｍｍ）が先端内径ｍｂ（２５ｍｍ）を大きく上回って外にはみ出してしまい、実質的に１本のランプと変わらなくなることによるものである。
【００７０】
更に、紫外線殺菌ランプ１３の本数Ｎが３本の場合、ランプ外径Ｄが１５ｍｍのときには実験例１及び２の両方とも紫外線受光量Ｑは約２００００（μｗ／ｃｍ2 ）であり、ランプ外径Ｄが１８ｍｍになると紫外線受光量Ｑは、実験例１では約２６０００（μｗ／ｃｍ2 ）に増加する一方、実験例２では約２００００（μｗ／ｃｍ2 ）と微小の増加に止まった。そして、ランプ外径Ｄが２５ｍｍになると紫外線受光量Ｑは、実験例１では約２８０００（μｗ／ｃｍ2 ）とほとんど変化せず、実験例２では約１５０００（μｗ／ｃｍ2 ）と微小の減少となった。
【００７１】
このとき、ランプ外径Ｄが１５ｍｍ及び１８ｍｍ（実験例１の場合のみ）の場合に、それぞれの紫外線受光量Ｑが増加した理由は、上述した２本の場合と同様に、ランプが２本から３本に増えて紫外線の放射量が増加したことによるものである。一方、ランプ外径Ｄが１８ｍｍの場合に、その紫外線受光量Ｑが微小な増加に止まった理由は、これを２本並べると、そのランプ幅（３６ｍｍ）が先端内径ｍｂ（２５ｍｍ）を上回って外にはみ出してしまうため、ランプ本数を増やして紫外線の放射量を増加したにもかかわらず、放射される紫外線が先端内径ｍｂの妨害を受けて照射ロスを生じてしまうことによるものである。尚、ランプ外径Ｄが２５ｍｍの場合は、上述した２本の場合と同様である。
【００７２】
一般に、紫外線殺菌ランプ１３の条件が同じで、同じ位置から紫外線を放射するものとすると、ランプ出力（紫外線照射量）の大きい方が大きな殺菌力が得られる。一方、この実験例１，２によれば、ランプ外径Ｄを集光筒８２の先端内径ｍｂと等しくすると、キャップ３２の取付リング３３やネジ部３２ｂが障害となってキャップ３２の底面にはランプ１本分の紫外線しか照射されないため、ランプ本数を多くしてもほとんど意味をなさないことになる。
【００７３】
従って、キャップ３２の紫外線殺菌を行う場合には、キャップ３２の直径に対向させて多くのランプを並べられるように構成すると、殺菌効率の良い紫外線殺菌装置が得られることが判明した。即ち、この実施例に係るキャップ３２の外径Ｄは２８ｍｍであるため、外径２５ｍｍのランプを２本並べるよりも、外径１８ｍｍのランプを２本並べる方が殺菌効率が高く、また、外径２５ｍｍのランプを３本並べるよりも、外径１５ｍｍのランプを３本並べる方が殺菌効率が高いことが明らかとなった。
【００７４】
しかも、外径１５ｍｍ及び１８ｍｍの小出力の紫外線殺菌ランプは、電子安定器を使用することによって温度特性が良くなり、狭い範囲に複数のランプを並べてもランプの発熱が大きくなることがなく、紫外線殺菌線の出力が発熱によって減衰されることがない。そのため、発熱による紫外線殺菌線の減衰を防ぐための強制冷却手段等を特別に設ける必要がなく、殺菌装置全体の構成を簡単にできると共に、取扱い方法等が簡単であってランプの寿命を長持ちさせることができ、保守・管理の容易な紫外線殺菌装置を提供することができる。尚、現在、常温における温度安定性が良くて、扱い易いランプとしては、１本当りの最大消費電力が１２０Ｗ以下のもの、特に、１００Ｗから６０Ｗまでの範囲内のものが好適である。
【００７５】
図８及び図９は、この発明の第３の実施の例を説明するもので、１個の紫外線殺菌ランプ５０が２箇所に紫外線放射部５１ａ，５１ｂを有する光源を使用したものである。光源である紫外線殺菌ランプ５０は、先端側が閉じられた２本の真っ直ぐな円筒体からなるランプ本体５０ａ，５０ｂと、これらランプ本体５０ａ，５０ｂの基部を固定支持するランプソケット５０ｃと、ランプ本体５０ａ，５０ｂの先部間を気密に連通する連通管５０ｄとを有している。各ランプ本体５０ａ，５０ｂの基部にはフィラメント５２ａ，５２ｂがそれぞれ設けられていると共に、例えば水銀とアルゴンガス等が封入されていて、全体として低圧殺菌ランプと呼ばれる放電灯が構成されている。
【００７６】
この紫外線殺菌ランプ５０の２つのランプ本体５０ａ，５０ｂがそれぞれ紫外線放射部５１ａ，５１ｂを構成しており、両フィラメント５２ａ，５２ｂに電気を通電することにより、各フィラメント５２ａ，５２ｂから放出される電子が連通管５０ｄを介して２つのランプ本体５０ａ，５０ｂ間を飛び交うことになる。この紫外線殺菌ランプ５０に対してキャップ３２は、２つのランプ本体５０ａ，５０ｂと対向するよう略中央に配置されると共に、これらランプ本体５０ａ，５０ｂとの間に所定の隙間を保持して軸方向に沿って搬送される。
【００７７】
図８において、ランプ本体５０ａ，５０ｂの直径Ｄ１は１８ｍｍ、同じく直径Ｄ２は３０ｍｍ、隣合う紫外線放射部間のピッチｐ１は２２ｍｍ、同じくピッチｐ２は３２ｍｍ、紫外線放射部の先端からキャップ３２までの距離Ｌは１０ｍｍである。そして、キャップ３２の直径Ｃは３０ｍｍ、その凹部３２ａの内径Ｃ１は２４ｍｍ、高さＨは２０ｍｍである。このとき、各紫外線放射部のキャップ３２に対する放射角度θ１は、それぞれ略７０°であった。
【００７８】
このような条件において、いずれか一方の紫外線放射部のみから紫外線を放射するものとすると、取付リング３３の内周縁によってキャップ３２の凹部３２ａ内には影部分３を生ずることになるが、その影部分３は他方の紫外線放射部から放射される紫外線が照射されることになる。そのため、キャップ３２の凹部３２ａ内には紫外線が満遍なく照射され、紫外線の当たらない影部分が生じないことから、凹部３２ａ内に紫外線を満遍なく照射して紫外線殺菌を確実に行うことができる。
【００７９】
また、紫外線殺菌ランプ５０のランプ本体５０ａ，５０ｂの直径は、図８において破線で示すように、３０ｍｍ以下に設定し且つ１本当りの消費電力が１２０Ｗ以下、好ましくは８０Ｗ以下となるように構成する。この場合、ランプ本体５３ａ，５３ｂの直径Ｄ２を３０ｍｍとして、その紫外線放射部間のピッチＰをキャップ３２の最大径Ｃ２と等しく３２ｍｍに設定し、ランプの先端からキャップ３２までの距離Ｌを１０ｍｍとすると、紫外線の放射角度θ２は略５２°になる。この場合においても、２つの紫外線放射部から放射された紫外線はキャップ３２の凹部３２ａ内に満遍なく照射されるため、同じく紫外線殺菌を確実に行うことができる。
【００８０】
その一方、ランプ本体５３ａ，５３ｂの大径化に伴ってランプ出力が大きくなると紫外線放射部からの発熱量が増大するため、発熱による紫外線殺菌線の減衰を招くことになり、却って殺菌効率が悪くなると共に、熱によってキャップ３２が悪影響を受けることになる。しかも、紫外線殺菌ランプ５０の設置位置がキャップ３２から離れると、これに応じて紫外線強度が大きく減衰することになり、紫外線殺菌力を強くするために出力を大きくしても却って紫外線の照度が低下して殺菌効率が悪くなる。そのため、紫外線殺菌ランプ５０の紫外線放射部の直径を３０ｍｍ以下にして、その紫外線放射部間のピッチを３５ｍｍ以下にすると共に、この紫外線放射部の表面から殺菌対象物であるキャップ３２までの距離を３５ｍｍ以下に設定するようにする。
【００８１】
図１０及び図１１は、この発明の第４の実施の例を説明するもので、１個の紫外線殺菌ランプ５５が２箇所に紫外線放射部５６ａ，５６ｂを有する２個の紫外線殺菌ランプ５５を光源として使用したものである。この紫外線殺菌ランプ５５は、Ｕ字状に形成された円筒体からなるランプ本体５５ａと、このランプ本体５５ａの二股側の基部を固定支持するランプソケット５５ｂとを有し、ランプ本体５５ａを中央部から２つ折りさせることにより互いに平行をなす２つの紫外線放射部５６ａ，５６ｂが形成されている。そして、ランプ本体５５ａの二股側の基部にはフィラメント５７ａ，５７ｂがそれぞれ設けられていると共に、例えば水銀とアルゴンガス等が封入されていて、全体として放電灯（低圧殺菌ランプ）が構成されている。
【００８２】
図１０において、紫外線放射部５６ａ，５６ｂの直径Ｄは１１ｍｍ、一方の隣合う紫外線放射部間のピッチｐ１は１３ｍｍ、同じく他方のピッチｐ２は１９ｍｍ、紫外線放射部の先端からキャップ３２までの距離Ｌは１０ｍｍである。そして、キャップ３２の直径Ｃは３０ｍｍ、その凹部３２ａの内径Ｃ１は２４ｍｍ、高さＨは２０ｍｍである。このとき、内側に位置する紫外線放射部のキャップ３２に対する放射角度θ１は略８２°、同じく外側に位置する紫外線放射部の放射角度θ２は略５６°であった。
【００８３】
また、図１２に示すように、互いのランプ本体５５ａを対向させて２個の紫外線殺菌ランプ５５を横並びに設置する構成とすることもできる。この場合には、ランプソケット５５ｂが互いにかかわり合うことがないため、互いのランプ本体５５ａが接触するまで２個の紫外線殺菌ランプ５５を近づけることができる。これにより、隣合う紫外線放射部間のピッチをより小さくすることができ、従って、紫外線照射効率をより向上させることができる。
【００８４】
このような図１０〜図１２に示す実施例において、いずれか一方の紫外線放射部のみから紫外線を放射するものとすると、取付リング３３の内周縁によってキャップ３２の凹部３２ａ内には影部分３を生ずることになるが、その影部分３は他方の紫外線放射部から放射される紫外線が照射されることになる。そのため、このような実施例においても、キャップ３２の凹部３２ａ内には紫外線が満遍なく照射されることになり、紫外線の当たらない影部分が生じないことから、凹部３２ａ内の紫外線殺菌を確実に行うことができる。
【００８５】
特に、これらの実施例では、紫外線殺菌ランプ５５の紫外線放射部５６ａ，５６ｂの直径Ｄが１１ｍｍと小さく、これに合わせて消費電力が小さくなるよう構成することにより、紫外線照射時における発熱量を低くして紫外線殺菌線の減衰を防ぎ、キャップ３２に対する紫外線の照射効率を高めることができる。更に、発熱量の影響が大きくならない範囲において紫外線放射部５６ａ，５６ｂをキャップ３２に一層近づけることができ、これにより、紫外線殺菌ランプ５５の出力を小さく維持したまま、紫外線殺菌力を強めて殺菌効果を向上させることができる。
【００８６】
図１３は、本発明の第５実施例を示すもので、上述したキャップ３２が取り付けられる開口部としての注ぎ口を有する容器を殺菌対象物として適用したものである。この容器６２は、天然水、コーラやサイダー等の清涼飲料、リンゴジュース等の果実飲料等の飲料が充填されるプラスチック製ボトルであり、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックをブロー成形することによって形成される。
【００８７】
このボトル６２のブロー成形は、例えば、次のようにして行われる。まず、図１３において実線で示すように、ボトルの原形となるボトル中間体６３を形成する。このボトル中間体６３は、外周面にネジ部が設けられた注ぎ口６３ａと、この注ぎ口６３ａに連続する肉厚の胴体部６３ｂとを有し、注ぎ口６３ａの根元には外向きのリング状をなす鍔部６３ｃが形成されている。このボトル中間体６３を所定の金型内に収納して胴体部６３ｂを加熱し、軟らかくなったところで注ぎ口６３ａから内部に空気を吹き込んで胴体部６３ｂを膨らませる。
【００８８】
これにより、図１３において二点鎖線で示すように、胴体部が所定の肉厚に薄く延ばされた所定形状のボトル型容器が形成される。その後、冷却して固めた後、金型を開いて取り出すことにより、飲料が充填される筒状の注ぎ口６３ａと、鍔部６３ｃと、所定の容積を有する胴体部６２ａとからなるボトル６２が製造される。
【００８９】
このようなボトル６２の製造時、注ぎ口６３ａ及び胴体部６２ａの各内部はブロー成形時の熱せられた空気によって殺菌されるために問題ないが、注ぎ口６３ａの外周面には熱が加えられないために、その外周面に付着している細菌等を殺菌することができない。そのため、注ぎ口６３ａの外周面において細菌等の増殖が生ずることがあり、このままボトル６２を移して次の飲料充填工程に供給すると、注ぎ口６３ａに細菌等が付着したままで飲料が充填されることになる。
【００９０】
このようなボトル６２の注ぎ口６３ａの殺菌に好適な装置が、この第５実施例の紫外線殺菌装置である。この紫外線殺菌装置６０は、３本の紫外線殺菌ランプ６４ａ，６４ｂ，６４ｃと、搬送手段としての２本の平行なレールバー６５ａ，６５ｂとを有している。２本のレールバー６５ａ，６５ｂは、ボトル６２の鍔部６３ｃを両側から挟むようにして下方から支える構成となっており、ボトル６２の自重、レールバー６５ａ，６５ｂの振動、或いは空気による押圧力、その他の搬送手段により、レールバー６５ａ，６５ｂにガイドされて搬送される。
【００９１】
図１３において、紫外線放射部６４ａ，６４ｃの直径Ｄ１は１８ｍｍ、紫外線放射部６４ｂの直径Ｄ２は９ｍｍ、隣合う紫外線放射部間のピッチｐは１５ｍｍ、一方の紫外線放射部６４ａ，６４ｃの先端から注ぎ口６３ａの端面までの距離Ｌ１は１０ｍｍ、他方の紫外線放射部６４ｂの先端から注ぎ口６３ａの端面までの距離Ｌ２は１５ｍｍである。そして、注ぎ口６３ａの外径Ｅは２０ｍｍ、その内径Ｅ１は１４ｍｍ、鍔部６３ｃの外径Ｅ２は３４ｍｍである。このとき、内側に位置する紫外線放射部６４ｂの注ぎ口６３ａに対する放射角度θ１は略５６°、同じく外側に位置する紫外線放射部６４ａ，６４ｃの放射角度θ２は同じく略５６°であった。
【００９２】
このような条件において、中央に位置する紫外線殺菌ランプ６４ｂの注ぎ口６３ａに対する放射角度θ１は略５６°であり、この紫外線殺菌ランプ６４ｂの１本のみでは、注ぎ口６３ａの穴内には十分な紫外線が照射されるが、この注ぎ口６３ａの外周面には全く紫外線が当たらないことになる。一方、左右に位置する紫外線殺菌ランプ６４ａ，６４ｃの注ぎ口６３ａに対する放射角度θ２は同じく略５６°であり、注ぎ口６３ａに向けて放射される紫外線の一部は穴内に入り込むが、その残部は注ぎ口６３ａの対応する側面から鍔部６３ｃの上面にかけて照射されることになる。
【００９３】
その結果、３本の紫外線殺菌ランプ６４ｂにより、注ぎ口６３ａの内面及び外面の全ての面に紫外線が満遍なく照射される。このようにボトル６２の注ぎ口６３ａの全面を紫外線で殺菌処理することにより、注ぎ口６３ａが衛生的に維持された状態のボトル６２に対して所望の飲料を充填することができる。
【００９４】
このボトル６２の注ぎ口６３ａの紫外線殺菌処理は、予めブロー成形されて貯蔵庫等に保管されているボトル６２に飲料を充填する場合には、その飲料を充填する直前に行うことが好ましい。更に、ブロー成形の直後に飲料を充填する場合には、そのブロー成形の直前に紫外線殺菌処理を行うようにしてもよく、また、ブロー成形の直後に紫外線殺菌処理を行うようにしてもよい。
【００９５】
図１４には、本発明の紫外線殺菌装置が使用された容器紫外線殺菌装置７０の一実施例を示す。この図１４に示す容器紫外線殺菌装置７０は、上述した実施例のボトル６２の搬送手段としてコンベヤ７１を適用したものである。この容器紫外線殺菌装置７０は、ボトル６２を搬送するコンベヤ７１と、このコンベヤ７１の所定範囲をすっぽりと覆うハウジング７２と、このハウジング７２の天井から吊り下げられたランプユニット７３とを備えている。
【００９６】
ハウジング７２は、コンベヤ７１を覆うトンネル型のカバー部材からなり、その上面中央部には長手方向に延びる上面窓７４が設けられている。これらの上面窓７４は上面板７５によって開閉可能とされており、複数の取付ねじ７６によって上面板７５がハウジング７２に着脱可能に構成されている。この上面板７５には下方に向けてコ字状とされた複数のハンガー７７が設けられていると共に、各ハンガー７７の中央部には高さ調整可能なねじ式の高さ調整具７８が取り付けられている。そして、これら高さ調整具７８を介してランプユニット７３が上面板７５に吊り下げ支持されている。
【００９７】
この高さ調整具７８は、ハンガー７７を上下方向に貫通するねじ棒と、このねじ棒に螺合された複数個のナットとからなり、ねじ棒の下端部にランプユニット７３がナットによって締付固定されている。この高さ調整具７８の高さ調整は、ハンガー７７に対するねじ棒の固定位置をナットの締め込み位置を調整することによって行うことができる。
【００９８】
更に、上面板７５には、それぞれ取付板を介してランプコードコネクタ７９が取り付けられている。このランプコードコネクタ７９はランプユニット７３のソケットコネクタに接続され、このランプコードコネクタ７９及びソケットコネクタを介してランプユニット７３内の紫外線殺菌ランプに電力が供給される。
【００９９】
ランプユニット７３は、下面側に開口したケーシング本体と、このケーシング本体内に収納された複数個の紫外線殺菌ランプと、反射板等からなり、このランプユニット７３に沿って下方に殺菌対象物であるボトル６２がコンベヤ７１に載置されて搬送される。更に、上面板７５の上面には取手７５ａが取り付けられており、取付ねじ７６を取り外した後、この取手７５ａを持って上方へ引き上げることにより、上面板７５と一体的にランプユニット７３を取り出すことができるようになっている。
【０１００】
また、ハウジング７２の側面には複数のボトル取出口９０が設けられていて、各ボトル取出口９０には開閉カバー９１がそれぞれ開閉自在に取り付けられている。そして、各開閉カバー９１に関連させてハウジング７２には、開閉カバー９１の開閉動作に連動してオン・オフされるリミットスイッチ９２がそれぞれ取り付けられている。このリミットスイッチ９２は、作業の安全対策上から設けられているもので、開閉カバー９１を開けてボトル取出口９０を開放したときに紫外線殺菌ランプ１３が消灯するように構成されている。
【０１０１】
以上説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、上述した実施例ではプラスチック製ボトル及びそのキャップを殺菌対象物として説明したが、その他の合成樹脂製容器及びそのためのキャップの紫外線殺菌に適用できることは勿論のこと、キャップと同様に注ぎ口に取り付けられる蓋体ではあるが、内容物を取り出すための穴が開口されたままの状態とされるキャップ型栓等にも適用することができる。更に、ガラス製の牛乳瓶、紙製の牛乳パック等の液体用の容器ばかりでなく、バターやチーズ、或いは加工野菜や加工果物等の各種食品が収容される容器、及びこれらの容器に使用される各種の蓋体のための紫外線殺菌装置として使用することができる。
【０１０２】
また、上述した実施例では、紫外線殺菌ランプの紫外線放射部を直線状に形成した例について説明したが、その紫外線放射部は円弧状に湾曲させて形成してもよく、或いは円弧部分を連続させて波形に形成することもできる。更に、紫外線放射部の外径は紫外線殺菌効率その他の点から考慮すると、上述したように最大径は３０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下が好適であり、一方、最小径はランプ本体の強度等を考慮すると５ｍｍ以上であることが好ましい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の紫外線殺菌装置によれば、紫外線の照射により殺菌される殺菌対象物を所定の姿勢で搬送する搬送手段と、三以上の紫外線放射部を有する二以上又は一の紫外線殺菌ランプと、を備えた紫外線殺菌装置において、搬送手段は、殺菌対象物が搬送される方向に延在され且つ殺菌対象物を移動方向にガイドする複数のシュート棒を有し、複数のシュート棒のうち、一部のシュート棒は、殺菌対象物の凹部若しくは穴又はネジ部に照射される紫外線の一部を遮るように配置されており、三以上の紫外線放射部を、隣合う紫外線放射部の中心から中心までのピッチを凹部又は穴の直径以下に設定すると共に、紫外線放射部の表面から殺菌対象物までの距離を凹部又は穴の大きさ以下に設定し、その凹部若しくは穴又はネジ部に紫外線が照射されるように配置する構成としたため、紫外線殺菌ランプからの発熱を極力抑えて殺菌対象物に対して熱影響を与えることがなく、出力の比較的小さな紫外線殺菌ランプで殺菌対象物の凹部若しくは穴又はその内周面のネジ部或いは穴等を囲う筒状部の外周面のネジ部の紫外線殺菌を確実且つ効率良く行うことができるという効果が得られる。
【０１０４】
請求項２〜４の紫外線殺菌装置によれば、直線状又は曲線状に延在された一の紫外線放射部を有する紫外線ランプを３個以上配置し、若しくは三以上の紫外線放射部を有する紫外線ランプを１個配置し、又は一の紫外線放射部を有する紫外線ランプと二以上の紫外線放射部を有する紫外線ランプとを組み合せて２個又は３個以上配置する構成とすることにより、比較的小出力でありながら効率よく紫外線殺菌処理を行うことができる紫外線殺菌装置が得られる。
【０１０５】
また、１本の紫外線殺菌ランプの最大消費電力を１２０ワット以下にすると共に紫外線放射部の外径を３０ｍｍ以下に設定する構成とすることにより、発熱量が少なくて殺菌対象物の近くに設置することができ、紫外線殺菌線の減衰を抑制することができる紫外線殺菌装置が得られる。
【０１０６】
更に、請求項５の紫外線殺菌装置によれば、紫外線放射部の外径を２０ｍｍ以下５ｍｍ以上の範囲内に設定する構成とすることにより、紫外線殺菌ランプを殺菌対象物に可及的に近づけることができ、小出力であって発熱量が少ない理想的な紫外線殺菌装置が得られる。
【０１０７】
そして、請求項６の紫外線殺菌装置によれば、紫外線放射部間のピッチを３５ｍｍ以下としてランプ表面から殺菌対象物までの距離を３５ｍｍ以下に設定する構成とすることにより、比較的小出力でありながら効率よく紫外線殺菌処理を行うことができる紫外線殺菌装置が得られる。
【０１０８】
請求項７の紫外線殺菌装置によれば、殺菌対象物である蓋体の凹部若しくは穴又はその内周面に設けたネジ部を紫外線によって効率良く殺菌処理することができる紫外線殺菌装置が得られる。
【０１０９】
また、請求項８の紫外線殺菌装置によれば、紫外線殺菌ランプの点灯異常或いは容器や蓋体の詰まり等による搬送異常等を解消するためにケーシング本体を開放することにより、電力遮断手段の働きで紫外線殺菌ランプへの通電が遮断されて消灯するため、その後のランプ交換作業や蓋体等の詰まり等の解消作業を安全に行うことができる紫外線殺菌装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線殺菌装置の第１の実施の例を示すもので、図４のＸ−Ｘ線部分の拡大断面図である。
【図２】本発明の紫外線殺菌装置の第２の実施の例を示すもので、図４のＸ−Ｘ線部分に相当する部分の拡大断面図である。
【図３】図１に示す紫外線殺菌装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図１に示す紫外線殺菌装置の全体構成を示す側面図である。
【図５】図１に示す紫外線殺菌装置の搬送手段の要部を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る紫外線殺菌装置の紫外線照射強度の実験例を示すもので、同図Ａはキャップ上面での受光量測定、同図Ｂはキャップ底面での受光量測定のそれぞれ説明図である。
【図７】図６に基づく実験例におけるランプ本数と紫外線受光量との関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る紫外線殺菌ランプの第１の例と殺菌対象物の第１の例との関係を断面して示す説明図である。
【図９】図８の紫外線殺菌ランプの全体構成を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る紫外線殺菌ランプの第２の例と殺菌対象物の第１の例との関係を断面して示す説明図である。
【図１１】図１０の紫外線殺菌ランプの全体構成を示す平面図である。
【図１２】図１１の紫外線殺菌ランプの配置の変形例を示す平面図である。。
【図１３】本発明に係る紫外線殺菌ランプと殺菌対象物の第２の例との関係を断面して示す説明図である。
【図１４】本発明に係る紫外線殺菌装置の全体構成を示す外観斜視図である。
【図１５】従来の水処理装置の概略構成を断面して示す説明図である。
【符号の説明】
１０  紫外線殺菌装置、  １１  ケーシング本体、  １２，４２  搬送シュート（搬送手段）、  １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，５０，５５，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ  紫外線殺菌ランプ、  １４  第１ケーシング、１５  第２ケーシング、  ２７  反射板、  ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ  シュート棒、  ３２  キャップ（殺菌対象物）、  ３２ａ  凹部、  ３２ｂ  ネジ部、３３  取付リング、  ５１ａ，５１ｂ，５６ａ，５６ｂ  紫外線放射部、  ６０  紫外線殺菌装置、  ６２  ボトル（殺菌対象物）、  ６３ａ  注ぎ口（開口部）、  ７１  コンベヤ（搬送手段）、  ７３  ランプユニット
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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