(57)【要約】【課題】ロータリー式充填装置の回転側区画面８、１０と固定側区画面１６、１８との間のシール構造を無菌充填に適したものにする。【解決手段】回転体６に円周方向等間隔で複数の充填手段３８と、その下方の容器支持手段４２とを設け、容器支持手段４２による容器４の搬送経路を、回転体６に設けられた回転側の区画面８、１０と、外部に固定された固定側の区画面１６、１８とから構成したチャンバー２内に収容し、前記回転側区画面と固定側区画面との間を液体シール装置２６、３０によってシールする。回転側区画面の天井面８に貫通孔８ａを形成し、前記充填手段３８の充填ノズル３８ａをこの貫通孔８ａを貫通させて配置するとともに、昇降手段３６によって昇降可能にし、さらに、充填ノズル３８ａの外面と貫通孔８ａの周囲とをベローズ４０で連結して密封した。【選択図】図２
2007320616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段の下方に配置された容器支持手段と、回転体に設けられた回転側の区画面および外部に固定された固定側の区画面により構成され、内部に容器の搬送経路が設けられたチャンバーと、前記回転側区画面と固定側区画面との間をシールするシール手段と、前記チャンバーの外部に設けられ、前記充填手段を昇降させる昇降手段とを備え、
前記回転側区画面の天井面に貫通孔を形成し、この貫通孔に前記充填手段を貫通させて配置するとともに、前記充填手段と貫通孔の周囲とを変形可能な密閉部材によって連結したことを特徴とするロータリー式充填装置
【請求項２】
前記シール手段は、上部と下部にそれぞれ配置した液体シール装置であることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式充填装置。
【請求項３】
上部の液体シール装置は、固定側区画面に形成したシール液貯留用の環状液槽と、前記回転側区画面に設けられ、前記環状液槽内の液中に垂下された仕切り部材と、前記固定側区画面の、環状液槽の内周側と外周側にそれぞれ設けられた環状の仕切り壁部材と、前記環状液槽と仕切り壁部材との間の空間内を吸引する吸引手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のロータリー式充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無菌状態のチャンバー内で充填を行うロータリー式充填装置に係り、特に、チャンバーを囲む回転側の区画面と固定側の区画面との間をシールする液体シール装置を備えたロータリー式充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無菌充填においては、充填装置の処理空間（チャンバー）を区画面で囲むことにより外部の雰囲気と遮断し、無菌状態のチャンバー内で充填を行っている。前記チャンバーは、運転前に薬液などの殺菌剤で殺菌し、運転中は無菌エアを噴射することにより無菌状態を維持している。このような無菌充填を行うロータリー式充填装置が従来から広く知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００３】
前記特許文献１には、回転側の区画面７、８と、固定側の区画面１４、１５、１６から成る処理空間１２内に容器の搬送経路が配置され、回転側区画面の天井部７を貫通して充填機構９が固定され、前記密閉された空間内で充填を行うロータリー式の飲料容器処理装置が開示されている。この発明の構成では、回転側の区画面７と固定側の区画面１６との間、および回転側の区画面８と固定側の区画面１５との間を、それぞれＯリング１７、１８によってシールしている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された発明に係る回転式充填機は、外壁で区切られたクリーンルームを有しており、ガス入口開口部を通じて無菌エアが供給され、充填動作中は、外壁で区切られたクリーンルーム内で高純度環境が維持される。充填バルブが直接取り付けられた環状容器（充填液タンク）の底部がクリーンルームの天井壁を構成し、この天井壁と内壁が回転側の区画面を構成し、外壁と底壁が固定側の区画面を構成している。
【０００５】
この特許文献２の構成では、無菌エアが、外壁に形成された無菌エア供給開口部を通って連続的にクリーンルームに吹き込まれている。この無菌エアは、一方では底壁と内壁間のエア出口スロットを通り、他方では外壁および環状容器の下面間を通って絶えず流出状態にある。
【特許文献１】ＵＳ ６，８３０，０８４ Ｂ１公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】特許２９１８５４８号公報（第３−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載された発明では、回転側の区画面と固定側の区画面とがＯリングを介して摺動するので、Ｏリングから摩耗粉が発生する危険性があり、無菌充填には適していない。
【０００７】
また、特許文献２に記載された発明は、クリーンルーム内に常時無菌エアを吹き込んで陽圧状態にすることにより処理空間に外部の雰囲気が進入することを防止しているが、エアの流れは巻き込みなどを発生するため、常に一方向に流れるだけでなく、局部的には内部に進入するおそれがあり、無菌充填を行うための構造としては適していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段の下方に配置された容器支持手段と、回転体に設けられた回転側の区画面および外部に固定された固定側の区画面により構成され、内部に容器の搬送経路が設けられたチャンバーと、前記回転側区画面と固定側区画面との間をシールするシール手段と、前記チャンバーの外部に設けられ、前記充填手段を昇降させる昇降手段とを備え、前記回転側区画面の天井面に貫通孔を形成し、この貫通孔に前記充填手段を貫通させて配置するとともに、前記充填手段と貫通孔の周囲とを変形可能な密閉部材によって連結したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記シール手段は、上部と下部にそれぞれ配置した液体シール装置であることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、上部の液体シール装置は、固定側区画面に形成したシール液貯留用の環状液槽と、前記回転側区画面に設けられ、前記環状液槽内の液中に垂下された仕切り部材と、前記固定側区画面の、環状液槽の内周側と外周側にそれぞれ設けられた環状の仕切り壁部材と、前記環状液槽と仕切り壁部材との間の空間内を吸引する吸引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】
【００１１】
本発明のロータリー式充填装置は、チャンバー内の容器の搬送経路を囲む回転側区画面と固定側区画面との間を、液体シール装置でシールするようにしたので、Ｏリング等による摩耗部が無く、しかも、エアの流れを利用することもないので、確実に無菌状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
回転体に設けられた回転側の区画面と回転体の外部に固定された固定側区画面とによりチャンバーが形成され、回転側区画面と固定側区画面との間がシール手段によってシールされて密封されており、このチャンバー内に、円周方向等間隔で設けられて容器を回転搬送する複数の容器支持手段が配置されるとともに、これら各容器支持手段の上方に、それぞれ回転側区画面の天井面に形成された貫通孔を貫通させて充填手段が設けられて、昇降手段によって昇降されるようになっており、この充填手段と貫通孔の周囲とを、変形可能な密閉部材によって連結するという構成により、チャンバー内を確実に密封して無菌充填に適したロータリー式充填装置を提供するという目的を達成する。
【実施例１】
【００１３】
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ロータリー式充填装置の全体の構成を示す縦断面図、図２はその要部（上方の液体シール装置）を拡大して示す縦断面図である。このロータリー式充填装置は、周囲を区画面によって囲まれた環状のチャンバー２を有しており、このチャンバー２内を無菌状態に維持して、搬送中の容器４に液体の充填を行う。
【００１４】
このロータリー式充填装置の中央部に配置された回転体６の上部に水平な円板８（回転側区画面の天井面を構成する）が取り付けられており、この水平円板８の内周寄りに、直立した内周区画面１０が取り付けられて一体的に回転する。また、複数の支柱１２上に環状のベース１４が固定され、これらベース１４上に、前記チャンバー２の下面を構成する底部区画面１６が固定されている。さらにこの底部区画面１６の外周側に、直立した外周区画面１８が固定されている。前記水平円板８と内周区画面１０とにより回転側の区画面が、そして、底部区画面１６と外周区画面１８とにより固定側の区画面が構成されている。水平円板８および内周区画面１０を含む回転体６は、その下端に取り付けられた駆動ギヤ２０を介して回転駆動される。固定側の外周区画面１６には、図示しない給気手段および排気手段が接続されており、エアの給排を行うことによりチャンバー２内を陽圧に保つように制御している。
【００１５】
回転側の前記水平円板８の外周に環状のプレート２２が取り付けられ、一方、固定側の外周区画面１８の上端には内向きの水平プレート２４が固定されており、この回転側の環状プレート２２と固定側の水平プレート２４との間に上部の液体シール装置（以下、第１の液体シール装置２６と呼ぶ）が設けられており、また、回転側の内周区画面１０の下端に、チャンバー２の内部側へ延びる傾斜延長部２８が設けられており、この傾斜延長部２８と底部区画面１６の内周部との間に下部の液体シール装置（以下、第２の液体シール装置３０と呼ぶ）が設けられている。これら第１液体シール装置２６と第２液体シール装置３０とにより、チャンバー２を囲む回転側の区画面８、１０と固定側の区画面１６、１８との間がシールされている。
【００１６】
回転体６の一部（天井面）を構成する水平円板８の外周寄りに、円周方向等間隔で複数の貫通孔８ａが形成されている。前記水平円板８のさらに上方には、可動の回転円板３４が配置され、水平円板８上に直立して取り付けられた複数の昇降手段（昇降用シリンダ）３６に支持されて昇降できるようになっている。この可動回転円板３４の外周部の、前記水平円板８の貫通孔８ａと対応する位置にそれぞれ充填手段３８が取り付けられており、各充填手段３８に設けられた充填ノズル３８ａの先端が前記貫通孔８ａからチャンバー２内に臨んでいる。これら各充填ノズル３８ａの外周面と前記水平円板８の各貫通孔８ａの周囲との間に変形可能な密閉部材（ベローズ）４０が装着されて前記貫通孔８ａを密閉している。
【００１７】
回転側の内周区画面１０には、前記各充填手段３８の位置に対応して、容器４の首部４ａを保持する複数の容器支持手段（ネックグリッパ）４２が配置されている。外部からチャンバー２内に供給された容器４をこれら各ネックグリッパ４２が保持して回転搬送する間に、前記充填ノズル３８ａから容器４内に液体が充填される。各充填手段３８には、図示しない充填液タンクから給液管４４を介して液体が供給されており、充填手段３８内に設けられている液バルブ（図示せず）の開閉によって液体の吐出、遮断を行うようになっている。各充填手段３８の給液管４４にはそれぞれ流量計４６が設けられて充填される液体の流量を計測しており、所定量の液体が通過したことを検出すると、前記液バルブを閉じて充填を終了する。
【００１８】
充填運転時には、昇降用シリンダ３６の作動によって前記可動回転円板３４が下降され（図１の右側の状態）、充填ノズル３８ａの先端がネックグリッパに支持されている容器４の口部４ｂに接近し、また、このロータリー式充填装置の洗浄を行う際には、前記昇降シリンダ３６の作動により可動回転円板３４を上昇させて（図１の左側の状態）充填ノズル３８ａを上方へ後退させ、充填時に充填ノズル３８ａおよび容器４に干渉しない位置に退避していた洗浄カップ４８を、充填ノズル３８ａの下方へ移動させる。
【００１９】
次に、図２により、上方の水平円板８の外周縁に取り付けられた回転側の環状プレート２２と、外周区画面１８の上端に固定された固定側の水平プレート２４の間に設けられている第１液体シール装置２６の構成について説明する。前記水平プレート２４の内周部寄りに、４枚の直立した環状の仕切り壁部材５０、５２、５４、５６が等間隔で取り付けられている。これら４枚の仕切り壁部材を、図２の左側から順に（チャンバー２の内部側から順に）第１仕切り壁部材５０、第２仕切り壁部材５２、第３仕切り壁部材５４および第４仕切り壁部材５６と呼ぶことにする。これら第１ないし第４の仕切り壁部材５０、５２、５４、５６の上端と回転側の環状プレート２２の下面との間には隙間が形成されている。また、各仕切り壁部材５０、５２、５４、５６の上端には、それぞれチャンバー２の内部側を向けた短い庇５０ａ、５２ａ、５４ａ、５６ａが設けられている。
【００２０】
内周側から２枚目の第２仕切り壁部材５２と、３枚目の第３仕切り壁部材５４との間が環状のシール液貯留液槽５８になっている。一方、上方の回転側の環状プレート２２の下面には、第２仕切り壁部材５２と第３仕切り壁部材５４のほぼ中間の位置に、環状の仕切り部材６０が鉛直方向を向けて取り付けられ、その下端が環状の貯留液槽５８の液中に挿入されている。この仕切り部材（以下、第１仕切り部材６０と呼ぶ）の下端と固定側の水平プレート２４との間には隙間が形成されており、第１仕切り部材６０によって内周側と外周側の二つの液槽５８ａ、５８ｂに区分された環状の貯留液槽５８は、この隙間を介して底部側で連通している。
【００２１】
第２仕切り壁部材５２の貯留液槽５８側の上端には、レベルセンサー６２が設けられており、このレベルセンサー６２によって貯留液槽５８内の液面レベルを検出することにより、貯留液槽５８内の薬液の量を制御するようにしている。この貯留液槽５８内には第１の薬液供給ポンプ６４が接続されており、シール用の薬液を貯留液槽５８内に供給できるようになっている。なお、充填運転中はチャンバー２内を陽圧に維持しているので、貯留液槽５８のうち内周側の液槽５８ａの液面が、外周側の液槽５８ｂの液面よりも低くなっている。
【００２２】
また、第１仕切り壁部材５０と第２仕切り壁部材５２の間の内周側環状空間６６に、上方の回転側の環状プレート２２に固定された環状の仕切り部材６８（以下、第２仕切り部材と呼ぶ）が垂下している。この第２仕切り部材６８の下端と、固定側の水平プレート２４の上面との間には隙間が形成されており、前記貯留液槽５８内とチャンバー２内とが連通可能になっている。この第１仕切り壁部材５０と第２仕切り壁部材５２との間の内周側環状空間６６には、第２の薬液供給ポンプ６８と第１バキュームポンプ７０が接続されており、この内周側環状空間６６内にシール用の薬液を供給し、または空間６６内をバキュームにより吸引することができるようになっている。
【００２３】
さらに、第３仕切り壁部材５４と第４仕切り壁部材５６との間の外周側環状空間７２には、第２のバキュームポンプ７４が接続されており、この外周側環状空間７内をバキュームにより吸引できるようになっている。また、前記回転側の環状プレート２２の外周端に、第４仕切り壁部材５６の外周側上部を覆う環状の防護壁７３が設けられている。
【００２４】
チャンバー２を囲む固定側の底部区画面１６の内周部と、回転側の内周区画面１０の下部に連結された傾斜延長部２８との間に設けられた第２の液体シール装置３０は、図１に示すように、底部区画面１６上に固定された３枚の直立した環状の仕切り壁部材（チャンバー２の内部側から順に第１仕切り壁部材７６、第２仕切り壁部材７８および第３仕切り壁部材８０と呼ぶ）と、回転側の傾斜延長部２８の下面に取り付けられ、第１仕切り壁部材７６と第２仕切り壁部材７８との間の環状空間と、第２仕切り壁部材７８と第３仕切り壁部材８０との間の環状空間内にそれぞれ垂下された環状の第１仕切り部材８２および第２仕切り部材８４とを有している。これら両仕切り部材８２、８４の下端と底部区画面１６との間の隙間、および各仕切り壁部材７６、７８、８０の上端と傾斜延長部２８の下面との間の隙間は、前記第１の液体シール装置２６の隙間よりも大きくなっている。さらに、傾斜延長部２８の先端には、第１仕切壁部材７６の上部を覆う防護壁８５が鉛直方向を向けて設けられている。
【００２５】
第１仕切り壁部材７６と第２仕切り壁部材７８との間は環状液槽８６になっており、この環状液槽８６に、薬液供給用ポンプ８８が接続され、殺菌用の薬液を供給できるようになっている。また、第２仕切り壁部材７８と第３仕切り壁部材８０との間の環状空間にはバキュームポンプ９０が接続され、この環状空間内をバキュームにより吸引できるようになっている。
【００２６】
以上の構成に係るロータリー式充填装置では、充填運転を行う時には、上方の第１液体シール装置２６の、第２仕切り壁部材５２と第３仕切壁部材５４との間の貯留液槽５８内に、第１薬液供給ポンプ６４から薬液を供給する。この貯留液槽５８内の薬液の量は、レベルセンサー６２によって検出されており、このレベルセンサー６２からの検出信号により貯留液槽５８内の薬液が所定量以下にならないように制御している。また、第１バキュームポンプ７０および第２バキュームポンプ７４をともに駆動して、第１仕切り壁部材５０と第２仕切り壁部材５２との間の内周側環状空間６６および第３仕切り壁部材５４と第４仕切り壁部材５６との間の外周側環状空間７２を吸引しておく。このように薬液の貯留液槽５８の両側に設けられた環状空間６６、７２を吸引しておくことにより、薬剤の雰囲気が容器４の口部４ｂ付近に流れることを防止するとともに、薬剤の雰囲気がチャンバー２の外部に流出することを防止している。
【００２７】
一方、下方の第２液体シール装置３０でも、通常の運転時には、薬液供給用ポンプ８８によって第１仕切り壁部材７６と第２仕切り壁部材７８との間の環状の貯留液槽８６内に薬液を供給しておく。
【００２８】
さらに、洗浄カップ４８を充填ノズル３８ａと容器４の口部４ｂとの間から退避させ、昇降用シリンダ３６によって水平円板３４を下降させて充填ノズル３８ａの先端を容器４の口部４ｃに接近させる（図１の右側に示す状態）。この状態で回転体６を回転駆動して、容器支持手段（ボトルグリッパ４２）に支持されている容器４を回転搬送し、その間に充填手段３８の充填ノズル３８ａから容器４内に液体を充填する。
【００２９】
また、このロータリー式充填装置のチャンバー２の内部を、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）等によって殺菌する時には、第１液体シール装置２６の第１薬液供給ポンプ６４および第２薬液供給ポンプ６８をともに駆動して、貯留液槽５８内および第１仕切り壁部材５０と第２仕切り壁部材５２との間の内周側環状空間６６に薬液を供給するとともに、第１バキュームポンプ７０および第２バキュームポンプ７４をともに停止する。貯留液槽５８および前記内周側環状空間６６に薬液を供給してオーバーフローさせることにより、貯留液槽５８の上部の充填時には薬液に接していない部分、つまり、第１仕切り部材６０の上部、第２仕切り壁部材５２および第３仕切り壁部材５４の上部とを殺菌する。さらに、その他の第１仕切り壁部材５０と第２仕切り壁部材５２との間の内周側環状空間６６を構成する区画面、つまり、第１仕切り壁部材５０および第２仕切り壁部材５２の内面、その中間に配置された第２仕切り部材６８の両面、環状プレート２２の下面と水平プレート２４の上面等の各箇所に薬液を接触させることにより殺菌をする。なお、殺菌時には、回転体６を回転させながら前記のように薬液を供給する。回転体６を停止させたままで殺菌を行うと、エアだまりが発生して前述の箇所全てに薬液が接触しない可能性があるため、回転させることにより薬液を波立たせて殺菌を行うようにしている。
【００３０】
下方の第２液体シール装置３０は、殺菌時にも貯留液槽８６内の薬液をオーバーフローさせる必要はない。この第２液体シール装置３０では、第１ないし第３仕切り壁部材７６、７８、８０の上端と内周区画面１０の傾斜延長部２８との間の隙間、および、第１、第２仕切り部材８２、８４の下端と底部区画面１６との間の隙間が、第１液体シール装置２６の場合よりも大きいので、チャンバー２内を過酸化水素等により殺菌する時に、このシール装置３０全体が過酸化水素雰囲気になって殺菌される。
【００３１】
この実施例では、チャンバー２を囲む回転側の区画面８、１０と固定側の区画面１６、１８との間を液体シール装置２６、３０によってシールするようにしたので、外部の雰囲気の侵入を確実に阻止することができ、しかも、摺動部がなく摩耗粉等の発生するおそれがない。特に、薬液を貯留する環状液槽５８の内周側と外周側にそれぞれ環状の空間６６、７２を形成し、それぞれバキュームポンプ７  、７４で吸引するようにしたので、薬液がチャンバー２内に飛散したり溢れたりするおそれがなく、安全性の高い液体シール装置を得ることができる。また、貯留液槽５８だけでなく、内側の環状空間６６にも薬液供給ポンプ６８を接続して薬液を供給できるようにしているので、チャンバー２内の洗浄、殺菌を行う際に、この空間６６にも薬液を供給し、オーバーフローさせることにより、液体シール装置２６の全ての部分を殺菌することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ロータリー式充填装置の縦断面図である。（実施例１）
【図２】前記ロータリー式充填装置の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２    チャンバー
６    回転体
８    回転側区画面（水平円板）
８ａ  貫通孔
１０    回転側区画面（内周区画面）
１６    固定側区画面（底部区画面）
１８    固定側区画面（外周区画面）
２６    シール手段（第１液体シール装置）
３０    シール手段（第２液体シール装置）
３６    昇降手段（昇降用シリンダー）
３８    充填手段
４０    密閉部材（ベローズ）
４２    容器支持手段
【図１】
2007320616.tif 000003
【図２】
2007320616.tif 000004