(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を載置したトレーを複数段積み重ねて収容する回転体と、前記回転体を内装する殺菌槽と、前記回転体に配設され前記トレー間の隙間に向けて熱水、冷却水等を噴出するスプレーノズルとを備えて成る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置において、
前記殺菌槽の下部内周面に前記回転体と平行な回転軸をもって回転可能に配設され、かつ、前記回転体の外周面に接触して前記回転体の自重を支持する複数のころ部材と、
前記殺菌槽の外側に配設され、前記ころ部材の回転軸と動力伝達手段を介して連結された駆動手段とを有することを特徴とする揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置。
【請求項２】
前記動力伝達手段を、ユニバーサルジョイントで構成したことを特徴とする請求項１記載の揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置。
【請求項３】
前記ころ部材を前記殺菌槽の周方向に少なくとも２個配設し、前記ころ部材の下方に前記ころ部材とユニバーサルジョイントを介して連結された交差軸歯車をそれぞれ配設すると共に、前記交差軸歯車同士を前記殺菌槽の下側を横断する回転軸で連結し、前記回転軸を駆動手段で回転させることにより各ころ部材を一斉に回転させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品や医薬品等の内容物を容器（パウチ、缶詰、瓶詰等）内に密封充填した製品を、揺動又は回転させながら昇温、加熱、冷却のレトルトサイクルプロセスで加熱殺菌処理する揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レトルトサイクルプロセスの加熱殺菌処理には、スプレー式レトルト殺菌機が提供されている。このスプレー式レトルト殺菌機は、製品を載置したトレーを複数段積み重ねて殺菌槽内に収容し、トレー間の隙間に向けて配置したスプレーノズルから熱水あるいは蒸気等を噴霧して製品を加熱殺菌した後、スプレーノズルから冷却水を噴霧して製品を冷却するものである（実公平３−３１９７号公報等参照）。
【０００３】
このスプレー式レトルト殺菌装置には、略円筒形状で横倒し状態に載置した殺菌槽内に、複数段積み重ねたトレーを複数組収容する回転体を設け、殺菌槽内に設けたころ部材によりこの回転体を回転自在に支持し、駆動装置により回転体を揺動又は回転させながら殺菌処理を行う揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置がある（特開平９−２１５７３２号公報，特開平９−２１５７３３号公報）。
【０００４】
揺動又は回転させながら殺菌処理を行うメリットは、▲１▼製品の内容物（主として液体）が揺り動かされることにより昇温・降温速度が速まる、▲２▼トレイやパレットが水平に対し傾斜する事により付着水を早期に除去できる等であり、全体として殺菌処理に要する時間を短縮することができることにある。
【０００５】
この場合、回転体を揺動又は回転させる駆動手段６０は、例えば、図８（Ａ）に示すように、殺菌槽１の一端外部の基台５上に設置したモータ６１から減速機６２、歯車６３、６４、を介して回転体２の一端に固着した回転軸６５を回転させるように構成されている。この装置は、駆動手段６０が取付けられる片側の蓋部材１ｂを開閉せずに、反対側の蓋部材（図示省略）を開閉してトレー３の搬入・搬出を行うものである。
【０００６】
また、他の形態の駆動手段７０は、図８（Ｂ）（Ｃ）に示すように、殺菌槽１内において回転体２の外周に形成した環状歯車７１と環状歯車７１に噛合するピニオン７２を設け、殺菌槽１の外周上部に設置したモータ７３の出力軸をピニオン７２に連結して、回転体２を揺動・回転させるように構成されている。また、同様に、環状歯車７１に換えて回転体２にチェーンスプロケットを構成し、かつピニオン７２に換えて小型のチェーンスプロケットを構成して、モータ７３の出力軸を小型のチェーンスプロケットに連結してチェーン伝動により回転体を揺動又は回転させるものもある（図示省略）。
【０００７】
この装置は、殺菌槽１の両側の蓋部材（１ａ，１ｂ）が開閉可能であり、殺菌槽１の両側からトレー３の出し入れが可能である。即ち、殺菌加工処理において殺菌槽１の片側から回転体２にトレー３を搬入し、処理後に殺菌槽１の反対側で回転体２からトレー３を搬出することが可能であり、トレー３の出し入れが同時に行えて作業効率を向上させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８（Ｂ）に示す装置は、モータの駆動力を伝達する動力伝達手段として、回転体外周に環状歯車やチェーンスプロケットを形成しているが、環状歯車やチェーンスプロケットが大型であるので、加工コストや交換コストなど多大なコストが掛かり、動力伝達手段のメンテナンスも殺菌槽内部に及ぶのでメンテナンス作業が大変である。また、温度や圧力などが激しく変化する殺菌槽内に動力伝達手段が設けられるので、環状歯車やチェーンスプロケットは所定の強度が必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は、殺菌槽の両側からトレーの搬入・搬出が可能で、かつ、モータの駆動力を伝達する動力伝達手段を簡易な構成とし、メンテナンスの容易化を図ると共に、設備コストや部品の交換コストを低減させた揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置は、製品を載置したトレーを複数段積み重ねて収容する回転体と、回転体を内装する殺菌槽と、回転体に配設され前記トレー間の隙間に向けて熱水、冷却水等を噴出するスプレーノズルとを備えて成る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置において、殺菌槽の下部内周面に回転体と平行な回転軸をもって回転可能に配設され、かつ、回転体の外周面に接触して回転体の自重を支持する複数のころ部材と、殺菌槽の外側に配設され、ころ部材の回転軸と動力伝達手段を介して連結された駆動手段とを有する。
【００１１】
動力伝達手段は、ユニバーサルジョイントで構成することが好ましい。
【００１２】
より好適には、ころ部材を殺菌槽の周方向に少なくとも２個配設し、ころ部材の下方にころ部材とユニバーサルジョイントを介して連結された交差軸歯車をそれぞれ配設すると共に、交差軸歯車同士を前記殺菌槽の下側を横断する回転軸で連結し、回転軸を駆動手段で回転させることにより各ころ部材を一斉に回転させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
装置の概略を示す図３において、１は殺菌槽、２は回転体、６と６’はころ部材、８は動力伝達部、９は減速機、１０は駆動装置である。
【００１５】
殺菌槽１は円筒形状の容器であって、図１に示すように基台５の上に水平状態で固定されている。殺菌槽１の両端には蓋部材（１ａ，１ｂ）が気密に、かつ、開閉可能に装着されている。この装置は、両側の蓋部材（１ａ，１ｂ）を開閉可能として作業効率を向上させたもので、例えば、殺菌槽１内で加熱殺菌処理をした後、搬出側の蓋部材１ｂを開けてトレー３を回転体２から搬出し、同時に搬入側の蓋部材１ａを開けて回転体２に製品ａを載置したトレー３を搬入することができるようになっている。
【００１６】
回転体２は、図４（Ａ）に示すように、複数の円板２ａと、各円板２ａを適宜の間隔で連結する複数の連結バー２ｂとで骨組みが形成されている。各円板２ａには、トレー３を段積みした台車３ａを収納するための略矩形の開口部２ｃが形成されている。各円板２ａの開口部２ｃの底部には、ころコンベアによる案内レール２ｄが施設されて台車３ａの搬入路２ｈが形成されている。また、搬入路２ｈの側面には側面案内ロール２ｅが設けられ、搬入路２ｈの上部には、搬入されたトレー３を上から抑えるトレー押え部材２ｆと、トレー押え部材２ｆを昇降させるエアシリンダ２ｇ等の適宜の手段が設けられている。
【００１７】
トレー３は、図４（Ｂ）に示すように、台車３ａ上に段積み可能で、それぞれ複数個の製品ａを相互に重ならず、移動しないように仕切板３ｂで区画して位置決め保持する。また、トレー３は４隅３ｄが高く形成されており、段積みされたトレー３の間には周囲から熱水等を製品ａに噴霧可能とするための隙間３ｃが形成されている。また、トレー３の底部は排水を可能とするためにパンチングメタル等の適宜の排水構造が採用されている。
【００１８】
ヘッダーパイプ４は、図４（Ａ）に示すように、多数のスプレーノズル４ａを有しており、回転体２の搬入路２ｈに縦方向（又は横方向）に所定の間隔で設置され、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転体２と一体的に回転する。スプレーノズル４ａは、回転体２の搬入路２ｈ内に搬入された段積み状態の各トレー３の隙間３ｃから製品ａに向けて、ヘッダーパイプ４に供給された熱水、冷却水等の殺菌処理媒体を噴霧するものである。
【００１９】
ヘッダーパイプ４への熱水、冷却水等の殺菌処理媒体の供給は、図１に示すように、回転体２の両側に配設された主配管４ｂから分岐管４ｃを介してそれぞれ分岐供給される。
【００２０】
ヘッダーパイプ４に供給される殺菌処理媒体は、図１に示すように、循環ポンプ４１及び熱交換器４２を備えた熱水又は冷却水の循環供給配管４３が接続されている。循環ポンプ４１の吸入管４３ａは、殺菌槽１の底部に接続されており、循環ポンプ４１の吐出管４３ｂは、熱交換器４２の入り口に接続され、熱交換器４２の出口は、循環供給配管４３を介して主配管４ｂに接続されている。熱交換器４２は、殺菌槽１の底部に滞留する水その他適宜の液体を加熱蒸気ｓ又は冷却水ｃにより加熱又は冷却（熱交換）して熱水又は冷却水を作り出すためのものであって、熱交換用の加熱蒸気と冷却水とが配管４４，４５から切換弁４６，４７を介して切換供給され、また、冷却水出口配管４８と蒸気ドレン配管４９が切換弁５０、５１を介して切換可能に接続されている。また、殺菌槽１には、必要に応じて真空脱気手段５２と乾燥用熱風供給及び排気手段５３が接続される。なお、ヘッダーパイプ４への熱水又は冷却水の供給は、熱交換器４２を介さずに直接、加熱蒸気又は冷却水を切換供給するようにしても良い。
【００２１】
回転体２は、殺菌槽１内に収容され、図３に示すように、殺菌槽１の底部内周の下面において前後左右の４個所に設けたころ部材（６，６’）により、４点で回転自在に支持されている。殺菌槽１の下部周面の左右に設けられる一対のころ部材６は、図１に示すように、回転体２の円板２ａの下側において対象に設けられて回転体２の自重を均等に支持する。
【００２２】
殺菌槽１の前側のころ部材６は、図５に示すように、殺菌槽１の外周面に装着したケース７に収容される。ころ部材６の中心には軸部材６ａを挿着する挿通穴６ｂが形成されている。挿通穴６ｂの内周面には突起６ｃがある。軸部材６ａには軸方向にスリット１２ａが形成されたテーパー状のスリーブ部材１２が被せられている。そして、軸部材６ａのスリーブ部材１２の小径側端部からころ部材６の挿通穴６ｂに軸部材６ａを挿入し、挿通穴６ｂの突起６ｃをスリーブ部材１２のスリット１２ａに挿着して、ねじ部材１１でころ部材６を軸部材６ａに締付けて固着している。
【００２３】
この軸部材６ａの両端部は、ケース７の両側面を貫通しており、ケース７の外に配設した軸受１３によって回転自在に軸支されている。軸部材６ａとケース７との間は、シール部材１４でシールされており、また、ケース７の底部開口はパッキン部材１５を介してめくら板１６により密閉されている。このため、殺菌槽１の底部に溜まった熱水や冷却水が殺菌槽１の外部に漏れることはない。
【００２４】
なお、殺菌槽１の後側のころ部材６’も同様の構造で殺菌槽１に装着される。
【００２５】
ころ部材（６，６’）は、殺菌槽１内に僅かに突出し、回転体２の円板２ａの外周面全周に装着したリング状の接触板２ａ１と接触して、回転体２を回転可能に支持している。
【００２６】
殺菌槽１の前側に装着された左右一対のころ部材６は、図３に示すように、その軸部材６ａが動力伝達部８、減速機９を介して駆動装置１０（モータ等）に連結されている。
【００２７】
動力伝達部８は、図６に示すように、減速機９の出力軸９ａにローラチェーンカップリング２１を介して連結した第１駆動軸８１と、殺菌槽１の左右両側において第１駆動軸８１に交差軸歯車（２２，２３）を介して等速で回転するように連結した第２駆動軸（８２，８３）と、ユニバーサルジョイントとして殺菌槽１の左右両側において第２駆動軸（８２，８３）ところ部材６の軸部材６ａを自在継手（２４，２４）（等速自在継手）で連結した第３駆動軸（８４，８５）とを備える。
【００２８】
第１駆動軸８１は、殺菌槽１の左右の下側に設けられた一対の基台２５上に配置した軸受２６により軸支されている。第１駆動軸８１の一端は、減速機９の出力軸９ａにローラチェーンカップリング２１を介して連結している。第１駆動軸８１の左右両側には、殺菌槽１の左右のころ部材６に対応した所定位置に、第２駆動軸８２を連結するための交差軸歯車（２２ａ，２３ａ）を形成している。
【００２９】
第２駆動軸８２は、殺菌槽１の右側において第１駆動軸８１と同一の基台２５上に設けた軸受（２７，２８）により、回転体２の回転軸ｔと平行になるように軸支されている。第２駆動軸８２の一端は、交差軸歯車２２ｂにより第１駆動軸８１の交差軸歯車２２ａに連結している。これにより、第２駆動軸８２は第１駆動軸８１と同じ回転速度で回転する。
【００３０】
なお、左側の第２駆動軸８３も同様に、回転体２の回転軸ｔと平行になるように軸受（２７，２８）に軸支され、一端に形成した交差軸歯車２３ｂにより第１駆動軸８１の交差軸歯車２３ａに連結し、第１駆動軸８１と同じ回転速度で回転する。なお、左右の交差軸歯車（２２，２３）は、第１駆動軸８１に対して左右の第２駆動軸（８２，８３）がそれぞれ同じ方向に回転するように噛合している。
【００３１】
第３駆動軸８４は、図７に示すように、第２駆動軸８２ところ部材６の軸部材６ａをそれぞれ自在継手２４を介して連結したユニバーサルジョイント８ａの中間軸である。このように、第２駆動軸８２ところ部材８の軸部材の連結において、自在継手２４を介して連結するユニバーサルジョイントを採用することにより、第２駆動軸８２及びころ部材６の軸部材６ａの取付誤差をある程度許容することができ、高さの異なる第２駆動軸８２と軸部材６ａを容易に取付けることができる。なお、左側の第３駆動軸８５も同様に取付けている。
【００３２】
このように殺菌槽１の前側に装着した左右のころ部材６は、動力伝達部８により拘束されてそれぞれ同じ方向に等速で回転するものとなる。なお、殺菌槽１の後側に装着した左右のころ部材６’は、動力伝達部８による拘束が無いので、それぞれ回転体２の円板２ａと接触して回転するものである。
【００３３】
以下、この装置における回転体２の回転駆動について説明する。
【００３４】
回転体２は、図３に示すように、自重により常時ころ部材（６，６’）に接触支持されている。殺菌槽１の前側のころ部材６は、動力伝達部８により回転駆動し、回転体２の円板２ａの外周に装着した接触板２ａ１に摩擦接触して回転体２を回転させる。即ち、駆動装置１０の駆動力は、減速機９、第１駆動軸８１、第２駆動軸（８２，８３）、第３駆動軸（８４，８５）、軸部材６ａを順に伝達されて殺菌槽１の前側の左右のころ部材６を回転させる。このとき左右のころ部材６が、同じ方向に等速で回転するように連結されているから、両方のころ部材６が均一に力を作用して回転体２を回転させることができる。
【００３５】
また、回転体２を反対方向に回転させる場合は、駆動装置１０からの伝達を切換えて、第１駆動軸８１を逆方向に回転させれば良い。即ち、この装置は、回転体２を正逆何れの方向にも回転駆動させることができ、回転体２を正逆何れかの方向に回転させて回転型のスプレー式レトルト殺菌処理装置としたり、所定の周期で回転方向を逆転させて揺動型のスプレー式殺菌処理装置とすることができる。
【００３６】
また、回転体２を停止させる場合は、回転体２の回転慣性力をころ部材６から減速機に伝えてブレーキが掛かるようにしても良い。これにより、例えば、摩擦ブレーキなどの停止装置の負担を軽減させることができる。
【００３７】
なお、回転体２の回転速度ｔ２は、駆動装置１０から減速機９を介してころ部材６に伝達される回転速度をｔ１、ころ部材６の外径をＬ１、回転体２の接触板２ａ１の外径をＬ２とすると、
ｔ２＝（ｔ１×Ｌ１）／Ｌ２  となる。
【００３８】
これより、この装置は、回転体２の回転速度ｔ２をころ部材の回転速度ｔ１により調整することができる。即ち、例えば、減速機９の減速比を変更することにより、また、駆動装置１０の出力を増減することにより、回転体２の回転速度を調整することができる。
【００３９】
この装置においては、回転体２を駆動させる部材において、ころ部材６と、ころ部材６に接触する円板２ａの接触板２ａ１が摩耗により適時に交換が必要となるが、ころ部材６や接触板２ａ１はピニオンやチェーンスプロケットに比べ安価で交換コストは少なくて済む。
【００４０】
また、ピニオンやチェーンスプロケットは所要の強度を確保するため相当の大きさが必要であったが、ころ部材６はより小型に形成できるので、殺菌槽１の省スペース化を図ることができる。
【００４１】
また、ころ部材６及び接触板２ａ１は、ケース７のめくら板１６を取り除くと外部から摩耗状態が把握できるので、チェーンスプロケットによる場合に比べメンテナンスが容易である。
【００４２】
以上、本発明の揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌処理装置について説明したが、本発明は上記に限定されない。
【００４３】
例えば、上記の実施形態では、殺菌槽１の前側に装着された左右のころ部材６が駆動するように構成されているが、後側に装着された左右のころ部材６’も軸部材６ａを駆動装置１０に連結して駆動するように構成してもよい。
【００４４】
また、動力伝達部の構成は、上記実施形態のものに限定されない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置は、殺菌槽の下部内周面に回転体と平行な回転軸をもって回転可能に配設され、かつ、回転体の外周面に接触して回転体の自重を支持する複数のころ部材と、殺菌槽の外側に配設され、ころ部材の回転軸と動力伝達手段を介して連結された駆動手段とを有するので、殺菌槽の両側を開閉することができ製品を載置するトレーの搬入・搬出作業を効率良いものとすることができ、かつ、回転体にチェーンスプロケットを形成する必要が無いので設備コストやメンテナンス等のコストが少なくなる。
【００４６】
動力伝達手段をユニバーサルジョイントで構成することで、取付誤差を許容でき動力伝達手段の取付けが容易になる。
【００４７】
また、ころ部材を殺菌槽の周方向に少なくとも２個配設し、ころ部材の下方にころ部材とユニバーサルジョイントを介して連結された交差軸歯車をそれぞれ配設すると共に、交差軸歯車同士を前記殺菌槽の下側を横断する回転軸で連結し、回転軸を駆動手段で回転させることにより各ころ部材を一斉に回転させるようにしたので、各ころ部材が同じ速度で同じ方向に回転して均一な力を回転体に作用させることができる。これにより駆動手段の駆動力を効率よく回転体に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置の概略構造を示す縦断正面図。
【図２】  （Ａ）（Ｂ）は左右に揺動させた状態を示す動作状態の説明図である。
【図３】  本発明に係る揺動・回転型スプレー式レトルト殺菌装置の回転体の駆動構造の概略を示す平面図。
【図４】  （Ａ）は回転体の概略構造を示す斜視図、（Ｂ）はトレーの概略斜視図。
【図５】  ころ部材の取付構造を示す断面図。
【図６】  動力伝達部を示す平面図。
【図７】  第３駆動軸の連結構造を示す側面図。
【図８】  （Ａ）は従来の回転駆動手段の第１形態を示す概略側面図、（Ｂ）は従来の転駆動手段の第２形態を示す概略側面図、（Ｃ）はその縦断面正面図を示している。
【符号の説明】
１  殺菌槽
２  回転体
２ａ  円板
２ｃ  開口部
２ｄ  案内レール
３  トレー
４  ヘッダーパイプ
４ａ  スプレーノズル
５  基台
６  ころ部材
６ａ  軸部材
７  ケース
８  動力伝達部
９  減速機
２２，２３  交差軸歯車
２４  自在継手
８１  第１駆動軸
８２  第２駆動軸
８３  第３駆動軸
【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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