(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック空容器に電子線を照射して殺菌を行うプラスチック空容器の電子線殺菌装置であって、
前記プラスチック空容器を供給する供給機構と、
供給されたこのプラスチック空容器を真空吸引して固定するとともに、この固定した状態の当該プラスチック空容器を周回させる周回機構と、
この周回する前記プラスチック空容器に前記電子線を照射する電子線照射機構と、
この電子線照射機構と前記プラスチック空容器との間の間隔を一定間隔に保持可能な間隔保持機構と、
電子線照射済みの前記プラスチック空容器を排出する排出機構と、
を有することを特徴とするプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
【請求項２】
前記周回機構は、前記プラスチック空容器を周回とともに自転させることを特徴とする請求項１記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
【請求項３】
前記電子線照射機構は、円周上に配置した複数個の電子線照射部を有することを特徴とする請求項１記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
【請求項４】
前記電子線照射機構は、前記プラスチック空容器の周回速度と同期して周回することを特徴とする請求項１記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
【請求項５】
前記間隔保持機構は、
前記プラスチック空容器の断面形状に合わせた形状を有するピニオンギアと、
このピニオンギアと係合可能に周回するギヤと、を有することを特徴とする請求項１記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック空容器の電子線殺菌装置にかかるもので、とくに清涼飲料水用などのいわゆるＰＥＴボトル（ペットボトル）その他のプラスチック空容器に電子線を照射してこれを殺菌するプラスチック空容器の電子線殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラスチック空容器の電子線殺菌装置として、たとえば、特開平８−１６９４２２号による装置では、低電圧の電子線（２００〜２５０ＫＶ）による照射であるため、電子線の透過力が弱く、プラスチック空容器を横向きに倒した上で、これを回転させながら至近距離でその側面から電子線を照射する必要がある。
【０００３】
したがって、プラスチック空容器を回転させながら電子線照射を行うため、プラスチック空容器としては丸ボトル以外には適用不可能であるという問題がある。また、丸ボトルを固定せずに回転ローラーにより回転させる必要があるため高速度で殺菌処理することができないという問題がある。具体的には、最高７０本／分程度である。
【０００４】
さらに、通常は正立させて搬送および充填を行うプラスチック空容器を一度横転させて殺菌処理し、殺菌処理後はふたたび正立させるという横転および正立機構が必要となり、搬送機構が複雑になるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、清涼飲料などに使用されるプラスチック空容器を、電子線を用いてインラインで殺菌可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装置を提供することを課題とする。
【０００６】
また本発明は、低電圧ないし低線量の電子線によりプラスチック空容器を高速で（たとえば３００本／分以上）殺菌可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装置を提供することを課題とする。
【０００７】
また本発明は、プラスチック空容器を横転させることなく、通常の搬送状態である正立状態のままで殺菌可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また本発明は、丸型ボトルあるいは角型ボトルなど、プラスチック空容器をその形状に左右されることなく、殺菌可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、プラスチック空容器を真空吸引して正立状態のままで固定して周回させ、これに対応して電子線加速器もこれをプラスチック空容器の側面方向から電子線を照射可能に、たとえば横向きにすること、また、プラスチック空容器のターンテーブルなどによる周回に合わせこれに同期させて電子線加速器を駆動すること、さらには上記真空吸引によるプラスチック空容器の保持とともにプラスチック空容器の形状のピニオンギアを用いることに着目したもので、プラスチック空容器に電子線を照射して殺菌を行うプラスチック空容器の電子線殺菌装置であって、上記プラスチック空容器を供給する供給機構と、供給されたこのプラスチック空容器を真空吸引して固定するとともに、この固定した状態の当該プラスチック空容器を周回させる周回機構と、この周回する上記プラスチック空容器に上記電子線を照射する電子線照射機構と、この電子線照射機構と上記プラスチック空容器との間の間隔を一定間隔に保持可能な間隔保持機構と、電子線照射済みの上記プラスチック空容器を排出する排出機構と、を有することを特徴とするプラスチック空容器の電子線殺菌装置である。
【００１０】
上記周回機構は、上記プラスチック空容器を周回とともに自転させるようにすることができる。
【００１１】
上記電子線照射機構は、円周上に配置した複数個の電子線照射部を有することができる。
【００１２】
上記電子線照射機構は、上記プラスチック空容器の周回速度と同期して周回することができる。
【００１３】
上記間隔保持機構は、上記プラスチック空容器の断面形状に合わせた形状を有するピニオンギアと、このピニオンギアと係合可能に周回するギヤと、を有することができる。
【００１４】
本発明によるプラスチック空容器の電子線殺菌装置においては、周回機構によりプラスチック空容器を真空吸引して固定するとともに周回させ、電子線照射機構によりプラスチック空容器に電子線を照射するようにしたので、プラスチック空容器を横向きにすることなく、その正立状態のままで周回させることができ、その周回の間に電子線を照射するため、高速で殺菌処理を行うことが可能となる。
【００１５】
しかも、間隔保持機構により電子線照射機構とプラスチック空容器との間の間隔を一定間隔に保持するようにしたので、低線量の電子線であっても殺菌可能な近接距離において照射が可能となるとともに、プラスチック空容器の断面形状、たとえば丸型あるいは角型に関係なく、任意の形状のプラスチック空容器を効率よく殺菌処理することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態によるプラスチック空容器の電子線殺菌装置１を図１ないし図４にもとづき説明する。
図１は、プラスチック空容器の電子線殺菌装置１の概略平面図であって、プラスチック空容器の電子線殺菌装置１は、プラスチック空容器Ｐを供給する供給機構２と、周回機構３と、電子線照射機構４と、間隔保持機構５（とくに図２および図３）と、電子線照射済みのプラスチック空容器Ｐを排出する排出機構６と、を有する。
【００１７】
プラスチック空容器Ｐは、清涼飲料水用などのいわゆるＰＥＴボトル（ペットボトル）その他、電子線が透過可能な丸型あるいは角型その他任意の形状のプラスチック空容器である。
【００１８】
供給機構２は、任意のコンベアによりプラスチック空容器Ｐを正立状態で一列に供給するもので、周回機構３との境界部において、スターホィール７によりプラスチック空容器Ｐを一個づつ互いの間に所定間隔をおいて周回機構３に乗り移らせるものである。
【００１９】
図２は、プラスチック空容器の電子線殺菌装置１のとくに周回機構３、電子線照射機構４および間隔保持機構５部分の要部断面側面図である。
周回機構３は、供給機構２から供給されたプラスチック空容器Ｐを真空吸引して固定するとともに、この固定した状態のままでプラスチック空容器Ｐを周回および自転させるもので、モーター８および減速器９を有するターンテーブル駆動部１０と、ターンテーブル駆動軸１１と、プラスチック空容器固定用の複数個（図示の例では８個）のターンテーブル１２と、を有する。
供給機構２からのプラスチック空容器Ｐは、プラスチック空容器固定用のターンテーブル１２に一個づつ載せられ、固定保持される。
【００２０】
ターンテーブル１２は、その周回軌道１３上に所定均一間隔でこれを配置するとともに、そこに開口形成した真空吸引口１４から真空排気することにより、プラスチック空容器Ｐをその底部において真空吸引して固定保持する。なお、真空吸引部１４のバキュームホース１５は、第１のロータリージョイント１６を介してターンテーブル駆動軸１１にこれを接続してある。
【００２１】
なおターンテーブル１２は、後述する間隔保持機構５のピニオンギア２３、連結ロッド２４およびエアシリンダー２２を介してターンテーブル駆動軸１１にこれを接続してある。したがって、プラスチック空容器Ｐは、その底部を真空吸引口１４の部分で真空吸引されて固定された状態で、図１に示すように、互いの相対間隔を一定に維持された状態でターンテーブル１２の回転にともなって円周上を所定周速度で周回可能となる。
【００２２】
電子線照射機構４は、周回機構３に同期して、その内周側からプラスチック空容器に電子線を照射することによりこれを殺菌するもので、ターンテーブル駆動軸１１に第２のロータリージョイント１７を介して放射状に取り付けた放射状アーム１８と、この放射状アーム１８の先端部にそれぞれ取り付けた電子線加速機などからなる電子線照射部１９と、を有する。
【００２３】
電子線照射部１９は、周回機構３の周回軌道１３上におけるターンテーブル１２の数と同じ数だけ（図示の例では８個）これを設け、とくに図１に示すように、１本のプラスチック空容器Ｐに対して１個の電子線照射部１９が対応するとともに、周回機構３におけるプラスチック空容器Ｐの周回速度に同期して電子線照射部１９もこれを周回させる。
すなわち電子線照射機構４は、周回機構３のターンテーブル１２の内側に位置し、電子線照射部１９がターンテーブル１２の内周側からプラスチック空容器Ｐに向けて、たとえば２００〜２５０ＫＶの低電圧の電子線を照射し、プラスチック空容器Ｐの裏側まで十分に透過、照射することにより殺菌する。
【００２４】
間隔保持機構５は、電子線照射機構４（電子線照射部１９）とプラスチック空容器Ｐとの間の間隔を一定間隔に保持するためのもので、ターンテーブル駆動軸１１に固定して取り付けた円環状の上下一対のギヤ２０と、ターンテーブル駆動軸１１に第３のロータリージョイント２１を介して取り付けたエアシリンダー２２と、上下一対のギヤ２０の外円部にそれぞれ係合する上下一対のピニオンギア２３と、上下一対のピニオンギア２３を連結している連結ロッド２４と、を有する。
【００２５】
図３は、間隔保持機構５の要部平面図で、エアシリンダー２２がピニオンギア２３をギヤ２０方向に所定の付勢力で常に付勢し、ギヤ２０のギヤ部２０Ａとピニオンギア２３のギヤ部２３Ａとが係合することにより、ターンテーブル１２の周回にともなって、そこに固定されているプラスチック空容器Ｐがターンテーブル１２の周回軌道１３に沿って公転（公転矢印２５）するとともに自転（自転矢印２６）させることができる。すなわちギヤ２０は、ピニオンギア２３の周回軌道１３を確保する。
【００２６】
上下一対のピニオンギア２３は、任意の平面形状を採用するものとし、図３に図示の例では、断面矩形状（角型）のプラスチック空容器Ｐと電子線照射機構４の電子線照射部１９との間の間隔を一定に保持するように、プラスチック空容器Ｐの断面形状に合わせた形状を有する。
【００２７】
図４は、間隔保持機構５による間隔保持機能を示す平面図であって、プラスチック空容器Ｐの公転にともなう自転によっても、ギヤ２０とピニオンギア２３との係合に規制されて、プラスチック空容器Ｐの表面と電子線照射部１９の先端部１９Ａとの間隔Ｄが常に一定であることを示している。
【００２８】
排出機構６は、周回機構３から、電子線照射済みのプラスチック空容器Ｐを排出するもので、供給機構２と同様に任意のコンベアなどによりプラスチック空容器Ｐをつぎの後処理工程に搬送する。
後処理工程では、殺菌済みのプラスチック空容器Ｐを無菌的に搬送し、充填装置などにより内容物の充填などを行う。
【００２９】
こうした構成のプラスチック空容器の電子線殺菌装置１において、供給機構２によりプラスチック空容器Ｐを周回機構３に正立状態でかつ互いの間を一定間隔として供給し、周回機構３におけるターンテーブル１２にプラスチック空容器Ｐを吸引保持して、ターンテーブル１２の軌道に沿って周回させる。
【００３０】
この周回と同期して電子線照射機構４の１個の電子線照射部１９から１本のプラスチック空容器Ｐに対してそれぞれ電子線を照射し、これを殺菌する。
このプラスチック空容器Ｐにあたって、間隔保持機構５のピニオンギア２３は、プラスチック空容器Ｐと同じ外形形状を有しており、ギヤ２０とピニオンギア２３との係合回転にともなって、図４に示すように、プラスチック空容器Ｐの表面と電子線照射部１９の先端部１９Ａとの間隔Ｄが常に一定であり、照射線量の均一化を実現する。
【００３１】
したがって、ピニオンギア２３の形状をプラスチック空容器Ｐに合わせることにより、丸型や角型はもちろん、任意の形状のプラスチック空容器Ｐに均一に電子線を照射することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、周回機構によりプラスチック空容器を周回させるとともに、周回の途中において電子線照射を行う電子線照射機構、およびプラスチック空容器との間隔を一定に保持する間隔保持機構を設けたので、プラスチック空容器の断面形状にかかわりなく電子線の照射量を均一化するとともに、間隔を任意に設定することが可能となって、インラインでの高速かつ低線量による殺菌が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるプラスチック空容器の電子線殺菌装置１の概略平面図である。
【図２】同、とくに周回機構３、電子線照射機構４および間隔保持機構５部分の要部断面側面図である。
【図３】同、間隔保持機構５の要部平面図である。
【図４】同、間隔保持機構５による間隔保持機能を示す平面図である。
【符号の説明】
１  プラスチック空容器の電子線殺菌装置（実施の形態、図１）
２  供給機構
３  周回機構
４  電子線照射機構
５  間隔保持機構
６  排出機構
７  スターホィール
８  モーター
９  減速器
１０  ターンテーブル駆動部
１１  ターンテーブル駆動軸
１２  プラスチック空容器固定用のターンテーブル
１３  周回軌道
１４  真空吸引部
１５  バキュームホース
１６  第１のロータリージョイント
１７  第２のロータリージョイント
１８  放射状アーム
１９  電子線照射部
１９Ａ  電子線照射部１９の先端部
２０  上下一対のギヤ
２０Ａ  ギヤ２０のギヤ部
２１  第３のロータリージョイント
２２  エアシリンダー
２３  上下一対のピニオンギア
２３Ａ  ピニオンギア２３のギヤ部
２４  連結ロッド
２５  公転矢印
２６  自転矢印
Ｐ  プラスチック空容器
Ｄ  プラスチック空容器Ｐの表面と、電子線照射部１９の先端部１９Ａとの間隔（図４）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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