(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートと、前記固定側プレートと回転プレートとを押し付ける押圧手段とを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記流体を外部に吐出するロータリバルブにおいて、
前記固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に放射状の溝を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記溝に係合する突部を形成し、支持体に対して樹脂製部材を移動可能に支持させたことを特徴とするロータリバルブの支持構造。
【請求項２】
流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートと、前記固定側プレートと回転プレートとを押し付ける押圧手段とを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記流体を外部に吐出するロータリバルブにおいて、
前記固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に突部を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記突部に係合する放射状の溝を形成し、支持体に対して樹脂部材を移動可能に支持させたことを特徴とするロータリバルブの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリバルブに係り、特に、固定側プレート（ディストリビュータ）と回転側プレート（ロータ）とから成り、ノズル等へ送る流体の供給遮断を行なうロータリバルブの支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ロータリ式洗びん機は、中央の軸を中心に回転する回転体と、この回転体の外周部に円周方向等間隔で設けられ、コンベヤによって搬送されてきたびんを入口スターホイールから受取って把持し、回転搬送する間にこのびんを反転させる複数のボトルグリッパと、前記回転体の各ボトルグリッパに対応する位置にそれぞれ設けられ、ボトルグリッパによって倒立されたびん内に洗浄液を噴射してこのびんの内部を洗浄する内洗ノズルと、固定側から前記回転体の内洗ノズルに洗浄液を供給するロータリバルブ等を備えている。
【０００３】
従来のロータリバルブは、固定側のプレート（ディストリビュータ）と、回転体の下面に取付けられて一体的に回転し、その下方に配置されている前記固定側のプレート上を摺動する回転プレート（ロータ）とを備えている。回転プレート内には、前記各内洗ノズルに接続された配管に洗浄液を給送する吐出通路が形成され、一方、固定側のプレートには、ポンプから送り出されてきた洗浄液を分配供給する供給通路が形成されており、回転プレートの回転中の所定の区間において、回転プレートの吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続されると、洗浄液が前記配管を介して内洗ノズルに送られ、ボトルグリッパに把持されているびん内に噴射されてそのびんの洗浄を行なうようになっている。
【０００４】
前記ロータリ式洗びん機において、洗浄液の供給遮断を行なうロータリバルブを構成している固定側のプレートと回転プレートは、固定側から供給される洗浄液の圧力に負けて分離してしまわないように、スプリングあるいはエアシリンダ等により常時圧力をかけて圧接させている。このように互いに圧接させて摺動回転させるため、固定側プレートと回転プレートの双方を金属等の硬質の素材で形成した場合には、樹脂製の中間プレートを間に介在させ、ピンによって固定側プレートに連結させて円滑な回転をさせるようにし（特開平６−２５４５１１号公報、特開平６−２５４５１２号公報）、あるいは、互いに摺動する両プレートの一方を樹脂製とし、この樹脂性プレートの外周側をバックアップリングによって補強している（特願平８−２８７６０３号、特願平８−２８７６０４号）。
【０００５】
ロータリ式洗びん機で使用する洗浄水が常温の場合には問題ないが、高温の洗浄水でびんの洗浄を行なう場合や、ロータリ式洗びん機の内部通路等を高温のスチームで滅菌する場合には、樹脂製の部材が加熱されて熱膨張する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂製の部材が熱膨張する場合には、全体に膨張するが、前記従来の構成のように、樹脂製の部材が、ピンあるいはバックアップリングによって拘束されていると、外側に向けて膨張できないため上下方向に膨張し、摺動面に歪みが発生し、液洩れが生じる。また、このような液洩れを防止するために押付け圧力を上げると異常摩耗が起きるという問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ロータリバルブを構成する固定側のプレートと回転プレートのいずれかが熱膨張しても、外方へ均一に膨張するため、摺動面に影響せず液洩れの発生するおそれのないロータリバルブの支持構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリバルブの支持構造は、流体の取入口とこの取入口に連通するとともに摺動面に開口する供給通路が形成された固定側プレートと、前記固定側プレートの摺動面に対し摺動回転可能に配置され、回転に伴って前記供給通路に連通遮断される吐出通路が形成された回転プレートと、前記固定側プレートと回転プレートとを押し付ける押圧手段とを備え、回転プレートの回転中に、前記吐出通路が固定側プレートの供給通路に接続された際に、前記流体を外部に吐出するロータリバルブに設けられたもので、前記固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に放射状の溝を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記溝に係合する突部を形成し、支持体に対して樹脂製部材を移動可能に支持させたものである。
【０００９】
また、第２の発明に係るロータリバルブの支持構造は、前記固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に突部を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記突部に係合する放射状の溝を形成し、支持体に対して樹脂部材を移動可能に支持させたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るロータリバルブ支持構造を備えたロータリ式洗びん機の要部を拡大して示す縦断面図である。中央に配置された回転軸２の上部外周に回転ホイール４が固定されて一体的に回転する。この回転ホイール４の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のボトルグリッパ６（後に説明する洗浄滅菌時の構成を示す図２参照）が設けられている。これら各ボトルグリッパ６は、回転ホイール４の外周縁部に垂直に固定された支柱８上に支持されて、水平な支点を中心に半径方向外方側（図２の右側）と内方側とに反転できるようになっており、反転することにより把持しているびんを倒立させ、また正立状態に戻すことができる。
【００１１】
回転ホイール４の上面には、ノズル１０に供給する洗浄液の供給遮断を行なうロータリバルブ１２の回転側部材を構成する環状の回転プレート（ロータ）１４が取付けられており、前記回転ホイール４と一体的に回転する。ここで環状のロータ１４と回転ホイール（ロータ１４の支持体）４との連結部の構成について説明する。この実施の形態では、ロータ１４は樹脂製であり、後に説明する金属製のディストリビュータ１６に対して摺動回転する。ロータ１４の底面には、図１および図３に示すように、等間隔で放射状のキー溝１８が形成されている。一方、金属製の回転ホイール４の上面には、円周方向等間隔で突起（すべりキー）２０が固定され、前記各キー溝１８内にそれぞれ係合している。さらに、回転ホイール４のすべりキー２０が取付けられている位置よりも内周側に、ロータ１４の内径にほぼ一致する外径を有する環状の位置決め用ストッパ２２が設けられている。なお、前記キー溝１８は、ロータ１４の内周面と外周面を連通するものに限らず、半径方向に延びる長穴等であっても良い。但し、すべりキー２０が半径方向に相対移動できる長さが必要である。
【００１２】
ロータ１４の内部には、前記ボトルグリッパ６の数と同数の吐出通路２４が放射状に形成されている。ロータ１４の内部に形成されている各吐出通路２４は、その洗浄液の入口側開口２４ａが、ロータ１４の上面側の同一円周上に等間隔で並び、洗浄液の出口側開口２４ｂは、ロータ１４の外周面に等間隔で配置されている。これら各吐出通路２４の出口側開口２４ｂは、それぞれ供給ホース２６を介して、前記各ノズル１０に接続されている。
【００１３】
回転軸２の上端には、フレーム２８に固定された中心軸３０が嵌合しており、この中心軸３０の外周に、前記ロータ１４とともにロータリバルブ１２を構成する固定側プレート（ディストリビュータ）１６が取付けられている。このディストリビュータ１６の下面（ロータ１４との摺動面）に、円弧状の洗浄液供給用長穴（洗浄液供給通路）３２が形成されており、この円弧状の長穴３２は、ディストリビュータ１６の側面に開口する洗浄液取入口３４を介して外部に連通している。円弧状の長穴３２は、前記ロータ１４に形成されている多数の吐出通路２４の入口側開口２４ａが配置されている円と同一半径の円周上に位置しており、このディストリビュータ１６とロータ１４とを中心を一致させて重ね合せると、ロータ１４の摺動面の全周に亘って等間隔で開口している吐出通路２４の入口側開口２４ａの一部がこの円弧状の長穴３２に連通し、他の入口側開口２４ａは長穴３２の形成されていない平坦な部分（摺動面）によって閉塞される。従って、ロータ１４がディストリビュータ１６に対して回転すると、各吐出通路２４は順次円弧状長穴３２に接続され、その後順次遮断される。
【００１４】
前記ディストリビュータ１６の側面に開口している洗浄液取入口３４は、供給配管３６を介して洗浄液タンク３８に接続されており、図示しないポンプからこのタンク３８に送られた洗浄液が、この洗浄液取入口３４から前記円弧状の長穴３２を通ってロータ１４の各吐出通路２４に供給され、さらに、これら吐出通路２４の出口側開口２４ｂに接続された供給ホース２６を介して各ノズル１０に送られる。
【００１５】
ディストリビュータ１６の内部には環状の空間（シリンダ部３９）が形成され、この空間３９内にピストン４０が収容されて、空間３９内を上方の圧力室４２と下方の圧力室４４とに区画している。ピストン４０は、前記固定された中心軸３０の外周に固定され、一方、ディストリビュータ１６は、この固定軸３０の外周面に沿って昇降できるようになっている。前記ピストン４２の上下の室４２，４４内はそれぞれエア通路４６，４８および切換弁５０を介してエア供給源５２に接続されており、上下いずれか一方の室４２，４４内にエアを導入することにより、ディストリビュータ１６を昇降させることができるようになっている。このディストリビュータ１６内に組み込まれたエアシリンダ５３が、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧装置を構成している。
【００１６】
ディストリビュータ１６の上部には、複数本の垂直なガイドロッド５４が固定されており、これらガイドロッド５４が前記フレーム２８の穴内に摺動自在に支持されて、ディストリビュータ１６の昇降を案内するようになっている。なお、ピストン４０の下側の圧力室４４にエアを供給するエア通路４８には、レギュレータ５６および遮断弁５８が設けられており、この圧力室４４に導入するエア圧を調整することができる。
【００１７】
さらに、この実施の形態に係るロータリ式洗びん機には、内部の流体通路やノズル１０等の洗浄殺菌を行なう洗浄殺菌流体の回収用流路が設けられている。図２に示すように、回転ホイール４上のノズル１０の近くに流体排出通路６０が設けられ、リターン配管６２を介して回転軸２の内部の回収通路６４に接続されている。そして、このロータリ式洗びん機の内部通路の洗浄殺菌を行なう際には、ノズル１０の先端にノズルキャップ６６を装着するようになっており、この状態でノズル１０から殺菌液またはスチーム等の殺菌用の流体を噴射すると、この流体は、ノズル１０の外面とキャップ６６の内面との間の間隙を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２を経て回転軸２内の回収通路６４を通り回収されるようになっている。
【００１８】
以上の構成に係るロータリ式洗びん機の作動について説明する。通常の洗びん作業を行なう生産運転時には、ディストリビュータ１６内に嵌合されたピストン４０の下側の圧力室４４内にエアを導入してディストリビュータ１６を下降させ、所定の圧力（すなわちディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内に導入された洗浄液の圧力によってディストリビュータ１６とロータ１４とが分離して液洩れが発生することを防止できる圧力）でロータ１４に圧接させておく。この状態で、回転軸２に固定された回転ホイール４およびロータ１４を図示しない駆動手段によって回転させる。
【００１９】
搬送コンベヤ（図示せず）によって正立した状態で連続的に搬送されてきた多数のびんは、スターホイール等の供給手段によってこのロータリ式洗びん機内に順次搬入される。ロータリ式洗びん機内に搬入されたびんは、回転ホイール４の外周部に取付けられているグリッパ６によって一本ずつ把持される。回転ホイール４の回転に伴って移動している間にグリッパ６が回転ホイール４の半径方向内方側に反転して、保持されているびんは倒立状態になる。倒立状態になったびんの口部に、前記内洗ノズル１０が向かい合うようになっている。
【００２０】
ディストリビュータ１６の摺動面には、円弧状の長穴３２が形成されて、常時洗浄液が供給されており、ロータ１４の回転に伴って、吐出通路２４の入口側開口２４ａがディストリビュータ１６の円弧状長穴３２に接続されると、洗浄液は、ロータ１４の吐出通路２４および供給ホース２６を介して前記内洗ノズル１０に送られ、倒立しているびん内に噴射されてびんの内部の洗浄を行なう。
【００２１】
ロータ１４の内部に形成された吐出通路２４の入口側開口２４ａが、ディストリビュータ１６の円弧状長穴３２内を移動している間は、ノズル１０に洗浄液が送られびんの内部に噴射されて洗浄を行なう。その後、ロータ１４の回転によって吐出通路２４の入口側開口２４ａが円弧状の長穴３２を通過すると、前記洗浄液を供給する一連の通路が遮断されて洗浄が終了する。以後、ボトルグリッパ６は、所定の回転範囲に亘ってびんを倒立状態のまま保持して搬送し水切りを行なう。その後、ボトルグリッパ６は再び反転されてびんを正立状態に戻した後、出口スターホイール等により洗びん機外に排出する。
【００２２】
この実施の形態に係るロータリ式洗びん機は、ディストリビュータ１６をロータ１４に押し付ける押圧手段としてのエアシリンダ５３をディストリビュータ１６の内部に組み込んでいるので、極めてサニタリー性が優れている。また、ディストリビュータ１６内の下側の圧力室４４に、レギュレータ５６によって調整したエア圧を導入することができるので、ディストリビュータ１６をロータ１４に対して押付ける力を自由に変更することができ、液洩れを確実に防止するとともに、異常摩耗が起こることを防止することができる。
【００２３】
また、前記ロータ１４は、支持体である回転ホイール４に対し、半径方向の溝１８とすべりキー２０とによって連結されているので、高温の洗浄液を使用したために樹脂製のロータ１４が膨張した場合でも、全周がほぼ均一に半径方向外方側へ向けて膨張する。従って、ロータ１４の吐出通路２４の入口側開口２４ａが形成されている摺動面が変形することがないので、液洩れが生じたり、異常摩耗を起こすことがない。また、前記入口側開口２４ａが完全に閉塞されてしまうこともない。
【００２４】
前記ロータリ式洗びん機の生産運転前または後に、内部の洗浄殺菌をする場合には、図２に示すように、ノズル１０の上端の噴射口にノズルキャップ６６を被せ、前記生産運転時と同様の経路で洗浄殺菌用の流体を送る。上方のタンク３８から供給配管３６を経てディストリビュータ１６の円弧状の長穴（供給通路）３２に送られた洗浄殺菌用流体は、ロータ１４の回転に伴って連通された吐出通路２４に入り、供給ホース２６からノズル１０に供給される。ノズル１０から噴射された洗浄殺菌用流体は、ノズル１０の外面とノズルキャップ６６の内面との間を通って排出通路６０に入り、リターン配管６２から回収通路６４を通って回収される。
【００２５】
前記洗浄殺菌用流体として、例えば、高温のスチームを通してスチーム滅菌を行なう場合には、前記高温の洗浄液を用いた場合と同様に、樹脂製のロータ１４が加熱されて膨張するが、内周側は位置決め用ストッパ２２によって規制され、上方側はディストリビュータ１６によって拘束されているので、キー２０とキー溝１８との案内により、半径方向の外方へ向けて均一に膨張する。
【００２６】
図４は第２の実施の形態に係るロータリバルブの支持構造を示す図であり、前記第１の実施の形態では、樹脂製のロータ１４の底面にキー溝１８を形成するとともに、下方の金属製の回転ホイール４（ロータ１４の支持体）にすべりキー２０を設けて前記キー溝１８に係合させ、ロータ１４が熱膨張する際には、外方へ均一に膨張できるようにしたが、この例では、ディストリビュータ１１６およびロータ１１４の双方とも金属製とし、これらの中間に環状のスライドプレート１１７を介在させている。
【００２７】
環状のスライドプレート１１７の下面側には複数の放射方向に延びるキー溝１１８が形成され、一方、ロータ１１４の上面にはすべりキー１２０が設けられて前記キー溝１１８に係合している。また、ロータ１１４の上面の内周端には、前記スライドプレート１１７の内径とほぼ一致する外径の位置決め用ストッパ１２２が形成されている。
【００２８】
ロータ１１４の内部には、前記実施の形態のロータ１４と同様にノズルと同数の吐出通路１２４が形成されており、このロータ１１４上に配置されて一体的に回転するスライドプレート１１７には、ロータ１１４の吐出通路１２４の入口側開口１２４ａと一致する貫通穴１２１が形成されている。一方、ディストリビュータ１１６にも、摺動面（下側の面）に開口する円弧状の長穴（洗浄液の供給通路）１３２と、外部の供給配管１３６からこの円弧状の長穴１３２に洗浄液を送る洗浄液取入口１３４が形成されており、ロータ１１４の回転に伴って、このディストリビュータ１１６とロータ１１４との間で洗浄液の供給遮断を行なう。
【００２９】
ロータ１１４とスライドプレート１１７の上方に配置されたディストリビュータ１１６は、上方の固定フレーム１２８に取付けられた複数本の下向きのガイドロッド１５４に上下動可能に支持されており、これらガイドロッド１５４の途中に設けたスプリング受け１５５とディストリビュータ１１６の内周部の上面との間に介装したスプリング１５７によって常時下方へ付勢されて、前記ロータ１１４およびスライドプレート１１７に圧接されている。
【００３０】
この構成に係るロータリバルブの支持構造では、ロータ１１４が、回転軸１０２に固定された回転ホイール１０４上に固定されており、これら回転軸１０２および回転ホイール１０４と一体的に回転する。このロータ１１４にすべりキー１２０およびキー溝１１８によって回転方向に連結されたスライドプレート１１７がロータ１１４と一体的に回転して、ディストリビュータ１１６の下面を摺動する。高温の洗浄液を使用したり、高温のスチームによる滅菌を行なうと、樹脂製のスライドプレート１１７が膨張するが、上下の面はともに金属製のディストリビュータ１１６とロータ１１４によって圧迫され、内周側は位置決め用ストッパ１２２によって規制されているが、外周側はフリーなので、すべりキー１２０とキー溝１１８とによって案内されて外方へ均一に膨張する。従って、ディストリビュータ１１６に対する摺動面が歪む等の悪影響がなく、液洩れや異常摩耗を防止することができる。
【００３１】
図５は第３の実施の形態に係るロータリバルブの支持構造を示すもので、この例では、固定側プレートのディストリビュータ２１６が下側に配置され、回転プレート（ロータ）２１４が上側に配置されている。ディストリビュータ２１６は樹脂製であり環状をしている。このディストリビュータ２１６は支柱２８０上に固定部材（ディストリビュータの支持体）２８２を介して支持されており、その内部には、供給配管２３６から洗浄液が供給される取入口２３４および円弧状の長穴（洗浄液供給通路）２３２が形成されている。ロータ２１４は、回転軸２０２の上部に固定された回転ホイール２０４の下面側に取付られて一体的に回転する。その内部には、前記ディストリビュータ２１６の供給通路２３２に連通遮断される吐出通路２２４が形成されている。
【００３２】
支柱２８０上に固定された前記固定部材２８２は環状をした金属性であり、その上面に複数の放射方向に延びるキー溝２８４が形成され、また、内周端には、ディストリビュータ２１６の内径とほぼ一致する外径の位置決め用ストッパ２２２が設けられている。一方、ディストリビュータ２１６の下面には、前記固定部材２８０のキー溝２８４に係合する突起（すべりキー）２８６がキー溝２８４と同数形成されている。
【００３３】
この例では、高温の洗浄液を用いたり、ロータリバルブの内部を滅菌するために高温のスチームを供給したために、樹脂製のディストリビュータ２１６が膨張した場合に、ディストリビュータ２１６は、キー溝２８４とすべりキー２８６に案内されて半径方向外方に向かって膨張する。従って、前記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るロータリバルブの支持構造は、固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に放射状の溝を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記溝に係合する突部を形成し、支持体に対して樹脂製部材を移動可能に支持させたことにより、外周側へ均等に膨張するので、摺動面に歪みが発生することがなく、液洩れの防止や異常摩耗等を防止することができる。また、吐出通路全体を閉塞してしまうおそれがない。
【００３５】
また、第２の発明に係るロータリバルブの支持構造は、前記固定側プレートと回転プレートの少なくともいずれか一方の摺動面を樹脂により構成し、かつ、この樹脂製の部材に突部を形成するとともに、樹脂製部材を支持する支持体に、前記突部に係合する放射状の溝を形成し、支持体に対して樹脂部材を移動可能に支持させたことにより、前記と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリバルブ支持構造を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【図２】前記ロータリ式洗びん機の洗浄殺菌時の状態を示す縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るロータリバルブ支持構造を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るロータリバルブ支持構造を備えたロータリ式洗びん機の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１４    回転プレート（ロータ）
１６    固定側プレート（ディストリビュータ）
１８    放射状の溝（キー溝）
２０    突部（すべりキー）
２４    吐出通路
３２    供給通路（円弧状の長穴）
３４    洗浄流体取入口
５３    押圧手段（エアシリンダ）
【図１】
0003903330.tif 000002
【図２】
0003903330.tif 000003
【図３】
0003903330.tif 000004
【図４】
0003903330.tif 000005
【図５】
0003903330.tif 000006