殺菌装置
【課題】遮蔽壁を小型化し、その設置コストを低減することを目的とする。
【解決手段】ボトル搬送部３０の下方に電子線照射装置２０を配置することで、遮蔽壁４０を小さくし、遮蔽壁４０や基礎１２を形成するのに要するコストを抑える。特に、殺菌装置１０Ｂを半地下構造とすることで、遮蔽壁４０および基礎１２を形成するのに要するコストをさらに抑えることが可能となる。
【解決手段】ボトル搬送部３０の下方に電子線照射装置２０を配置することで、遮蔽壁４０を小さくし、遮蔽壁４０や基礎１２を形成するのに要するコストを抑える。特に、殺菌装置１０Ｂを半地下構造とすることで、遮蔽壁４０および基礎１２を形成するのに要するコストをさらに抑えることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器の殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填する充填工程においては、容器に充填物を充填するに先立ち、容器の殺菌が行われる。
【０００３】
容器の殺菌には、過酢酸・過酸化水素や紫外線照射が多く用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が注目され、鋭意開発が行われている。
電子線照射を用いる場合、量産工程においては、容器を略一定間隔の整列状態で搬送して電子線の照射領域内を通過させつつ、電子線を照射する。
図８に示すように、このような電子線を用いた殺菌装置１においては、容器を搬送する搬送ライン２と、搬送ライン２上の容器に対して電子線を照射する電子線照射装置３と、電子線照射装置３から照射される電子線、および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を防ぐため、電子線照射装置３における電子線照射領域を覆うように設けられた遮蔽壁４とを有する。
搬送ライン２は、遮蔽壁４に形成された開口部を通して、遮蔽壁４を貫通するように設けられている。ここで、搬送ライン２は、搬送中の容器を目視で確認したり、容器の搬送に何らかの異常が発生した場合や、装置自体に異常が発生した場合等の作業性や、装置付近を作業者が移動するためのスペースを確保するため、床面から１．５ｍ前後の高さに設定されているのが通常である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１４０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したように、搬送ライン２を１．５ｍ前後の高さに設置した場合、その上方に設けられる電子線照射装置３は、電子線を発生する加速器５、加速器５で発生した電子線の照射領域を覆うように形成されたホーン６が、それぞれ高さ１．５〜２ｍ程度の大きさであるため、その設置高さは２〜３ｍ程度となる。このように電子線照射装置３の設置高さが高くなるに伴って、遮蔽壁４も大型なものとならざるを得ない。
遮蔽壁４は、コンクリートや鉄や鉛、あるいはそれらの組み合わせからなり、Ｘ線の遮蔽性を確保するために、１ＭｅＶ程度の電子銃を用いる場合、その厚さは３０ｃｍ以上、重量も２００ｔ（トン）といった規模にも及んでいる。したがって、遮蔽壁４の設置コストは非常に高く、これが殺菌装置全体のコストにも大きく影響を及ぼしている。
また、殺菌装置１を設置する場所においては、殺菌装置１全体の重量を支持するために基礎７を鉄筋コンクリート等により構築する必要がある。その基礎７も、支持物の重量に応じた耐圧力を確保するため、遮蔽壁４が大型化すれば基礎７も大型化し、これによって設置工事も大掛かりなものとなり、設置コストは大きくなる。またこれにより、基礎７を含む殺菌装置１の規模が大きくなるため、殺菌装置１の設置スペースが確保できないようなケースも出てくる可能性がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、遮蔽壁を小型化し、その設置コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとになされた本発明は、電子線を照射することで容器を殺菌する殺菌装置であって、電子線を容器に下方から照射する電子線照射装置と、電子線照射装置の上方に設けられ、電子線照射装置からの電子線の照射領域内を容器が通過するよう、容器を搬送する容器搬送部と、電子線照射装置から照射される電子線および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を遮断するため、電子線照射装置における電子線照射領域を囲うよう設けられた遮蔽壁と、を備えることを特徴とする。
このようにして電子線照射装置を容器搬送部の下方に配置することで、装置全体の高さを抑えることができ、遮蔽壁を低くすることが可能となる。
このとき、殺菌装置を半地下構造とすれば、遮蔽壁の高さはさらに抑えることが可能となる。その場合、殺菌装置は、地盤に掘削形成された地下ピットに設置し、少なくともその一部が地下ピット内に収まるように設けるようにするのが好ましい。
【０００７】
さて、容器搬送部は、いかなる構成としても良いが、殺菌すべき容器の一端側を保持し、当該容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第一の搬送部材と、容器の他端側を保持し、当該容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第二の搬送部材と、容器を第一の搬送部材から第二の搬送部材に受け渡す受け渡し機構と、を備える構成とすることが可能である。
このような殺菌装置においては、殺菌すべき容器の一端側を第一の搬送部材で保持した状態で、この容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる。これにより、照射された電子線によって、容器の他端側が主に殺菌される。この殺菌後、受け渡し機構により、容器を第一の搬送部材から第二の搬送部材に受け渡す。そして、第二の搬送部材で容器の他端側を保持し、この容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる。すると、容器の一端側が主に殺菌される。これによって、容器の一端側と他端側、つまり、例えば容器がペットボトルである場合には、容器の肉厚が大きくまた複雑な形状を有している口部や底部を十分に殺菌することが可能となる。
【０００８】
ここで、第一の搬送部材、第二の搬送部材は、それぞれ、循環駆動される無端軌道を有し、無端軌道に沿って複数が等間隔に配置されて、容器の一端側または他端側を保持する保持具を有するものによって構成することができる。
この場合、無端軌道は、ベルトコンベアや、チェーン等によって構成することができる。また、レールに沿ってボトルの保持具を走行させるような構成とすることもできる。この場合も、レールを無端状にループさせることで、無端軌道を構成することができる。
【０００９】
第一の搬送部材と第二の搬送部材は、第一の搬送部材の無端軌道と第二の搬送部材の無端軌道とが対向するように設けてもよい。その場合、第一の搬送部材における電子線照射装置による容器への電子線照射と、第二の搬送部材における電子線照射装置による容器への電子線照射は、第一の搬送部材の無端軌道と第二の搬送部材の無端軌道の同じ側のラインで行うのが好ましい。
【００１０】
また、遮蔽壁の外部において、遮蔽壁の内部における第一の搬送部材および第二の搬送部材での容器の搬送高さよりも高い位置で容器を搬送するため、容器の搬送レベルを変更する搬送レベル変更機構をさらに備えることもできる。このようにすれば、遮蔽壁の外部においては、容器の搬送レベルを搬送中の容器の確認や容器搬送部のメンテナンス等を行いやすい高さとしながら、遮蔽壁内における容器の搬送高さを抑えることができ、その結果、遮蔽壁を小型化できる。
このとき、搬送レベル変更機構は、循環駆動される無端軌道と、無端軌道に沿って複数が配置されて容器の一端側または他端側を保持する保持具とを有してものとするのが好ましい。このような無端軌道は、ベルトコンベアや、チェーン等によって構成することができる。このような無端軌道は可撓性を有しているため、スプロケットやシーブ、ローラ等によってその経路を変えることができ、保持部で保持した状態で横方向に搬送されていた容器を、上下方向に搬送させるようなこともできる。したがって、容器の搬送レベルの変更を、場所をとらずに行うことができる。
ところで、この搬送レベル変更機構は、第一の搬送部材や第二の搬送部材と別体とすることもできるが、第一の搬送部材や第二の搬送部材と一体に連続したものとすることもできる。つまり、一本のチェーンやベルトコンベアによって、第一の搬送部材や第二の搬送部材と搬送レベル変更機構とを連続した軌道で実現するのである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遮蔽壁を小型化することができ、その結果、遮蔽壁や遮蔽壁を支持する基礎の設置コストを低減することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施形態〕
図１は、本実施形態における殺菌装置１０Ａの全体構成を示すための図である。
この図１に示すように、殺菌装置１０Ａは、地盤Ｇに形成された基礎１２と、基礎１２上に図示しない支持部材によって支持されることで設置され、ボトル（容器）１００に電子線を照射して殺菌を行う電子線照射装置２０と、ボトル１００を搬送するボトル搬送部（容器搬送部）３０と、基礎１２上に構築され、ボトル搬送部３０で搬送されるボトル１００に対する電子線照射装置２０における電子線の照射領域を覆う遮蔽壁４０と、を備えて構成されている。
【００１３】
本実施形態の電子線照射装置２０は、電子線発生源２１と、ホーン２２と、図示しないコントローラとを備える。
電子線発生源２１としては、いわゆる電子銃を用いることができる。この電子線発生源２１では、ビーム状の電子線を発生し、これを、ボトル搬送部３０によって搬送されるボトル１００に照射する。このとき、電子線照射装置２０には、図示しないスキャン用磁石が備えられている。スキャン用磁石は、それぞれ、印加される電流に応じて発生する磁界が変化するものであり、コントローラの制御により発生する磁界を変化させることで、電子線発生源２１で発生した電子線を所定の方向にスキャンさせるようになっている。ここでは、電子線を、ボトル１００の搬送方向に対して略直交する方向にスキャンするのが好ましい。
ホーン２２は、電子線発生源２１から離れるに従い、その断面寸法が拡大する筒状で、スキャン用磁石によって電子線のスキャンを行っているときの、電子線の照射領域を取り囲むように設けられる。
このような殺菌装置１０Ａにおいて、電子線照射装置２０は、ボトル搬送部３０の下方に配置されている。
【００１４】
ボトル搬送部３０は、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられ、所定の方向にボトル１００を搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０からの電子線が照射されるようにするものである。
ボトル搬送部３０は、ボトル１００を上下逆さまにした状態で搬送するようになっている。
ボトル搬送部３０の構成について、本発明で何らの限定を行う意図はないが、例えば、図１（ｂ）に示すように、ボトル１００の搬送方向両側に、ボトル１００を上下逆さまにした状態でボトル１００の肩部を支持するガイド部材３０ａと、ボトル１００の胴部を支持するガイド部材３０ｂとを設け、さらに、螺旋状のスクリュー部材３０ｃをこれらガイド部材３０ａ、３０ｂに沿って配置する構成とすることができる。スクリュー部材３０ｃのポケット（溝）の部分に係合し、スクリュー部材３０ｃを図示しないモータ等で回転させると、ボトル１００は、上下逆さまの状態のままガイド部材３０ａ、３０ｂに保持されて、ガイド部材３０ａ、３０ｂに沿って搬送される。
【００１５】
遮蔽壁４０は、コンクリート、鉄、鉛、あるいはこれらの材料の組み合わせ等から形成され、電子線の発生に使用される電子銃における加速エネルギに応じて決まる厚さとされ、電子線、および電子線の照射によって生じるＸ線に対する所要の遮蔽性能を発揮する。
この遮蔽壁４０には、殺菌すべきボトル１００を遮蔽壁４０内に入れるための供給口４１と、殺菌後のボトル１００を遮蔽壁４０外に排出するための排出口４２とが形成されている。これら供給口４１、排出口４２には、電子線および電子線の照射によって生じるＸ線が外部に漏洩するのを防ぐため、ラビリンス構造、開閉可能なシャッター、回転式の扉等を適宜設けるのが好ましい。
【００１６】
このように、ボトル搬送部３０の下方に電子線照射装置２０を配置すると、電子線照射装置２０の設置に要するスペースの高さが２ｍであるとすると、ボトル搬送部３０を地上から２．５ｍ程度に設置することができる。これにより、ボトル搬送部３０が従来よりも高い位置となってしまいはするものの、それでも遮蔽壁４０を１ｍ程度低くすることが可能となる。
すると、遮蔽壁４０単体の重量を２０％程度軽減することが可能となり、遮蔽壁４０を形成するのに要する材料コストを抑えることが可能となる。また、これにより、基礎１２で支持する荷重も減るので、基礎１２の面積を２０％程度小さくすることも可能であり、これによって基礎１２についても設置コストを抑えることができる。
【００１７】
また、このような構成によれば、電子線照射装置２０を低い位置に設置できるので、そのメンテナンス等を地上のフロアから行うことができ、作業性が向上し、重量物等を取り扱う場合にも、足元が安定した状態で作業を行うことができる。このようにして殺菌装置１０Ａのメンテナンス性を向上させることが可能となるのである。
【００１８】
〔第二の実施形態〕
図２は、本発明の第二の実施形態における殺菌装置１０Ｂの構成を示すものである。この図２において、第一の実施形態で示した殺菌装置１０Ａと共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
殺菌装置１０Ｂは、地盤Ｇに掘削形成された地下ピット１１に、半地下構造で設けられている点が主に異なる。
殺菌装置１０Ｂは、地下ピット１１の底部に形成された基礎１２上に支持された状態で設けられ、ボトル搬送部３０が、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられている。ボトル搬送部３０の下方に配置された電子線照射装置２０は、地下ピット１１に収められたような構成となっている。そして、ボトル搬送部３０で、所定の方向にボトル１００を搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０で下方から電子線が照射されるようになっている。
【００１９】
このように殺菌装置１０Ｂを半地下構造とすることで、遮蔽壁４０において、その外周側が地盤Ｇに面している部分においては、その外周側が室内（地下ピット１１内の空間を含む）に面している部分に比較し、遮蔽性能を下げることが可能である。これには、遮蔽壁４０を構成する材料の組み合わせを減らしたり、その厚さを減らし、基礎１２と同レベルの構成とすればよい。これによって遮蔽壁４０を形成するのに要する材料コストを、第一の実施形態で示した殺菌装置１０Ａに比較し、さらに抑えることが可能となる。また、これにより、基礎１２で支持する荷重も減るので、基礎１２をさらに小規模化することも可能であり、これによって基礎１２についても設置コストを抑えることができる。このようにして、殺菌装置１０Ｂ全体のコストを低減することが可能となる。
ここで、殺菌装置１０Ｂを半地下構造とするために地下ピット１１を掘削形成する必要があるが、元々従来より基礎７（図８参照）を形成するために掘削工事が必要であったこともあり、その掘削コストによるコスト増大分よりも、遮蔽壁４０を小型化することによるコスト減少が上回り、得られる効果は大きい。
【００２０】
ところで、上記各実施形態では、ボトル搬送部３０ではボトル１００を横に倒した状態で転がしながら搬送することも可能である。
【００２１】
〔第三の実施形態〕
図３に示すものは、本発明の第三の実施形態における殺菌装置１０Ｃの構成を示すものである。この図３において、第一、第二の実施形態で示した殺菌装置１０Ａ、１０Ｂと共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
図３に示すように、殺菌装置１０Ｃは、地下ピット１１の底部に形成された基礎１２上に支持された状態で設けられ、ボトル搬送部（容器搬送部）３０Ｓが、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられている。そして、ボトル搬送部３０Ｓでは、口部１００ａまたは底部１００ｂで保持した状態でボトル１００を横倒しのまま搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０で下方から電子線が照射されるようになっている。
【００２３】
図４に示すように、ボトル搬送部３０Ｓは二組のチェーン３１、３２を有している。チェーン３１、３２は、無端状で、図示しないモータ等の駆動機構によって循環駆動されるようになっている。これらチェーン３１、３２は、スプロケット３３、３４により、Ｕターンするような軌道とされ、一方のチェーン３１と、他方のチェーン３２は、ほぼ同じ高さで平行に位置するようになっている。
【００２４】
図５に示すように、チェーン３１、３２は、通常のチェーンと同様、対向配置された二枚一対のリンクプレート５０が、ジョイントピン５１によって複数組連結された構成であり、ジョイントピン５１はローラ５２に挿通されて、このローラ５２が図４に示したスプロケット３３、３４に噛み合うようになっている。本実施形態において、ジョイントピン５１は、一本おきに、二枚一対のリンクプレート５０の両側に突出するよう設けられている。ジョイントピン５１の一方の端部には、ピニオンギヤ５３が一体に設けられ、他方の端部にはボトルホルダ（保持具）５４が設けられている。
【００２５】
一方のチェーン（第一の搬送部材、無端軌道）３１の上側ライン３１Ｕと、他方のチェーン（第二の搬送部材、無端軌道）３２の上側ライン３２Ｕには、ピニオンギヤ５３と噛み合うラックギヤ５５が、少なくとも、電子線照射装置２０における電子線の照射領域にわたって設けられている。これにより、チェーン３１、３２が循環駆動されたときに、ラックギヤ５５が設けられている部分においてピニオンギヤ５３がラックギヤ５５に噛み合い、ピニオンギヤ５３が回転するようになっている。
このピニオンギヤ５３には、ジョイントピン５１を介してボトルホルダ５４が連結されているため、ピニオンギヤ５３に連動してボトルホルダ５４が回転する。
【００２６】
ボトルホルダ５４は、ボトル１００を横倒しにした状態で、その口部（一端側）１００ａ、あるいは底部（他端側）１００ｂを保持できるようになっている。このため、ボトルホルダ５４は、３個以上の爪部５４ａを有し、これら爪部５４ａは図示しないスプリング等のバネ部材、あるいは爪部５４ａ自身の弾性により、ボトル１００の口部１００ａまたは底部１００ｂが挿入されたときに、このボトル１００を保持できるようになっている。このとき、ボトルホルダ５４に対し、ボトル１００を挿抜する動作を円滑に行うため、爪部５４ａの内周側先端部はテーパ状に面取りするのが好ましい。また、爪部５４ａは、保持したボトル１００が落下しないよう、ボトル１００の挿入深さや、図示しないスプリングや爪部５４ａ自身の弾性を適宜設定するのが好ましい。
なお、ボトルホルダ５４の構成については、ボトル１００を口部１００ａ側または底部１００ｂ側を保持できるのであれば、上記した構成に限らず、他のいかなる構成としても良い。
【００２７】
さて、図４に示したように、これらチェーン３１、３２は、ボトルホルダ５４でボトル１００を保持した状態で、ボトル１００がチェーン３１、３２間に位置するようになっている。
そして、上流側から送り込まれてきた電子線を照射すべきボトル１００は、一方のチェーン３１の下側ライン３１Ｌにおいてボトルホルダ５４に装着され、口部１００ａ側が保持される。ボトル１００は、チェーン３１によってその循環駆動方向に搬送されていき、下側ライン３１Ｌにおいて、ボトル１００の底部１００ｂ側に、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内において電子線の照射を受ける。ボトル１００は、一方のチェーン３１の上側ライン３１Ｕに移動すると、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２の上側ライン３２Ｕに受け渡され、その底部１００ｂが保持される。そして、ボトル１００は、底部１００ｂ側がボトルホルダ５４で保持された状態で、他方のチェーン３２の下側ライン３２Ｌに移動していき、ボトル１００の口部１００ａ側に、電子線照射領域Ａ内において電子線照射装置２０による電子線の照射を受ける。しかる後、電子線が照射されたボトル１００は、他方のチェーン３２の下側ライン３２Ｌにおいてボトルホルダ５４から引き抜かれ、後工程へと搬送されていく。
なお、上記一連の動作は、チェーン３１、３２が一定の速度で循環駆動されている間に連続的に行われる。
【００２８】
上記のような流れを行うため、電子線を照射すべきボトル１００を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に対し差し込むための機構、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２にボトル１００を受け渡すための機構、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４から電子線照射後のボトル１００を引き抜き、殺菌装置１０Ｃの下流側に送り出す搬出機構に受け渡すための機構が必要である。
これらの機構としては、ボトルホルダ５４に対しボトル１００を抜き差しできる機構であればいかなるものを採用しても良い。例えば、開閉可能なチャックやクランプによりボトル１００の胴部１００ｃ等を挟み込み、これをボトル１００の軸線方向に移動させてボトルホルダ５４に対しボトル１００を抜き差しする機構等がある。これ以外にも、所要の機能を果たすことができるのであれば、いかなる構成のものを用いても良い。
【００２９】
図６は、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２へとボトル１００を受け渡すボトル受け渡し機構（受け渡し機構）６０の一例である。ボトル受け渡し機構６０は、一方のチェーン３１と他方のチェーン３２との間でスライド可能に設けられたホルダ６１を備えている。このホルダ６１は、ボトル１００の胴部１００ｃを保持する略Ｕ字状の受け具６１ａと、ボトル１００の口部１００ａを保持する口部保持具６１ｂとを有している。このホルダ６１を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００に下方から接近させ、受け具６１ａでボトル１００の胴部１００ｃを保持するとともに、口部保持具６１ｂをボトル１００の口部１００ａに係合させた後、他方のチェーン３２側にスライドさせると、ボトル１００は、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４から引き抜かれる。そして、ホルダ６１をさらに他方のチェーン３２側にスライドさせ、ボトルの底部１００ｂを、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４に挿入した後、ホルダ６１をボトル１００の下方側へ離間させることで、ボトル１００の一方のチェーン３１から他方のチェーン３２への受け渡しが完了する。
【００３０】
このようなホルダ６１の動作は、チェーン３１、３２の駆動速度に同期・連動して行うのが好ましい。つまり、循環駆動されるチェーン３１、３２により一定の速度でボトル１００が搬送された状態のまま、ボトル受け渡し機構６０によりボトル１００の受け渡しを行うのである。このため、ボトル受け渡し機構６０も、循環駆動されるチェーン６３、６４を備え、このチェーン６３、６４間に設けられたプレート６５に沿ってホルダ６１をスライド自在に設ける。そして、ボトル１００の受け渡しを行う部分にカム６６を設け、ホルダ６１にはカムフォロワ６１ｃを形成する。チェーン６３、６４の循環駆動によってプレート６５が、ボトル１００と等速度で移動し、ホルダ６１のカムフォロワ６１ｃがカム６６に当たると、カム６６に沿ってホルダ６１を一方のチェーン３１側から他方のチェーン３２側へ移動させることができる。
また、ホルダ６１のボトル１００に対する下方からの接近・離間動作は、図７に示すように、チェーン３１、３２の両端部のスプロケット（図示無し）の部分においてホルダ６１は上下方向に移動するため、これを利用しても良いし、また、別途スプロケットやガイド等により、ホルダ６１を上下方向に変位させるようにしても良い。
【００３１】
さて、上記したように、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４でボトル１００を横倒しにしてその口部１００ａ側を保持した状態で、ボトル１００の底部１００ｂ側に電子線照射装置２０により電子線を照射し、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４でボトル１００の底部１００ｂ側を保持した状態で、口部１００ａ側に、電子線照射装置２０により電子線を照射する。このため、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内において、電子線の照射中心ラインの一方の側にチェーン３１が位置し、照射中心ラインを挟んだ他方の側にチェーン３２が位置し、それぞれ電子線が照射されるようになっている。
【００３２】
このとき、図４に示したように、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内においてチェーン３１、３２によって搬送されるボトル１００の上方には、電子線を反射する反射部材２５を備えている。反射部材２５は、反射した電子線を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００の底部１００ｂ、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００の口部１００ａに照射するように形成されている。
これにより、電子線は、ボトル１００の口部１００ａ、胴部１００ｃおよび底部１００ｂの外面には、直接照射、反射部材２５による反射照射がなされ、ボトル１００の胴部１００ｃおよび底部１００ｂの内面には、透過照射がなされ、ボトル１００の口部１００ａの内面には、反射部材２５による反射照射、それにボトル１００自体を透過しての透過照射がなされる。
このようにしてボトル１００の口部１００ａには、強い電子線を照射するだけでなく、胴部１００ｃや底部１００ｂに比較してより多くの電子線を照射できるようになっている。
【００３３】
ところで、電子線は、電子線のスキャン方向においてその中心部分で強度が最も強くなるような放物線状の分布となっている。このため、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４でボトル１００を保持しているときには、ボトル１００の底部１００ｂに最も強い電子線が照射され、ボトル１００の胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が照射される。他方のチェーン３２のボトルホルダ５４でボトル１００を保持しているときには、ボトル１００の口部１００ａに最も強い電子線が照射され、ボトル１００の胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が照射される。これにより、一本のボトル１００には、口部１００ａと底部１００ｂに強い電子線が照射され、胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が２回照射されることになる。これによりボトル１００の長さ方向においても、電子線をほぼ均一に照射することができるようになっている。
【００３４】
さらに、一方のチェーン３１、他方のチェーン３２の双方において、ボトルホルダ５４は、電子線照射領域Ａ内においてピニオンギヤ５３とラックギヤ５５の噛み合いにより回転するため、ボトルホルダ５４に保持されたボトル１００は回転しながら移動することになり、ボトル１００の周方向の全周にわたって均一に電子線を照射できる。
このようにして、ボトル１００に対し、より均一に電子線を照射することが可能となり、特に形状が複雑であったり肉厚が大きかったりするボトル１００の口部１００ａ、底部１００ｂに対し、電子線を十分に照射することが可能となり、殺菌効果を高めることができる。
【００３５】
ところで、電子線照射装置２０において電子線を照射すると、この電子線はボトル１００のみならずボトルホルダ５４やチェーン３１、３２にも照射される。これによりボトルホルダ５４、チェーン３１、３２は加熱されるため、図４に示したように、これらを冷却する冷却部７０を備えるのが好ましい。冷却部７０は、いかなる構成であっても良いが、例えば、チェーン３１、３２の軌道を囲むようにトンネル状に形成し、その内側を通過するチェーン３１、３２、ボトルホルダ５４に対し、冷風を吹き付けるような構成とすることができる。
これにより、循環駆動されることで何度も繰り返し電子線が照射されるチェーン３１、３２、ボトルホルダ５４等が加熱されるのを抑えることができる。
【００３６】
このような構成のボトル搬送部３０Ｓにおいては、特に形状が複雑であったり肉厚が大きかったりするボトル１００の口部１００ａ、底部１００ｂに対し、電子線を十分に照射することが可能となり、ボトル１００に対し、より均一に電子線を照射して殺菌効果を高めることができる。
【００３７】
さて、本実施形態の殺菌装置１０Ｃは、遮蔽壁４０の大きさを最小化することを狙ったものである。そこで、ボトル搬送部３０Ｓが、なるべく低い位置に設置されるよう、地下ピット１１の深さ等が設定されている。
このようにすることで、遮蔽壁４０の小型化を図ることが可能となり、遮蔽壁４０および基礎１２を形成するのに要する材料コストを大幅に抑えることが可能となる。
【００３８】
この場合、ボトル搬送部３０Ｓは、遮蔽壁４０の内部はともかく、遮蔽壁４０外では、ボトル１００の目視によるチェックやメンテナンス等を行うことを想定し、地上１．５ｍ程度の高さとするのが好ましい。このため、遮蔽壁４０内でのフロア面Ｆ近傍の低い位置でのボトル搬送部３０Ｓのボトル搬送レベルを、遮蔽壁４０の外部で引き上げる必要がある。
このため、例えば、搬送レベル変更機構３５により、複数のスプロケット３６Ａ〜３６Ｄにより、チェーン３１、３２を略Ｌ字状の軌道とし、これによって搬送するボトル１００を下降（供給口４１側の場合）・上昇（排出口４２側の場合)させ、ボトル１００の搬送レベルを遮蔽壁４０の内外で変えるのが好ましい。
このような搬送レベル変更機構３５は、チェーン３１、３２を用いたボトル搬送部３０Ｓでボトル１００を搬送するからこそ実現できる。従来より用いられているコンベアやエアを用いた搬送機構等では、急激に高さを変えるのは困難であり、例えば１ｍ上昇させるのに１０ｍ程度の距離が必要となることもある。つまり、このようなボトル搬送部３０Ｓを用いることで、ボトル１００をほぼ垂直に昇降させるような搬送レベル変更機構３５を採用することが可能となり、装置を大型化することなく、上記効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上記において、搬送レベル変更機構３５は、ボトル搬送部３０Ｓとチェーン３１、３２によって実質的に一体化された構成となっているが、もちろん搬送レベル変更機構３５とボトル搬送部３０Ｓを別々の構成とすることも可能である。ただしその場合、ボトル１００を搬送レベル変更機構３５とボトル搬送部３０Ｓの間でやり取りする必要が生じる。
これ以外にも本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、上記の各実施形態で示した構成を適宜変更したり、他の構成の追加、一部構成の省略等を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第一の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図２】第二の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図３】第三の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図４】ボトル搬送部の他の形態を示す斜視図である。
【図５】チェーンの構成、ボトルを回転させるための機構を示す図である。
【図６】ボトルの受け渡し機構を示す図である。
【図７】チェーンとボトル受け渡し機構との間におけるボトルの受け渡しの様子を示す図である。
【図８】従来の殺菌装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０Ａ〜１０Ｃ…殺菌装置、１１…地下ピット、１２…基礎、２０…電子線照射装置、３０…ボトル搬送部（容器搬送部）、３０Ｓ…ボトル搬送部（容器搬送部）、３１…チェーン（第一の搬送部材、無端軌道）、３２…チェーン（第二の搬送部材、無端軌道）、３５…搬送レベル変更機構、４０…遮蔽壁、５４…ボトルホルダ（保持具）、６０…ボトル受け渡し機構（受け渡し機構）、１００…ボトル（容器）、１００ａ…口部（一端側）、１００ｂ…底部（他端側）、Ｇ…地盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器の殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填する充填工程においては、容器に充填物を充填するに先立ち、容器の殺菌が行われる。
【０００３】
容器の殺菌には、過酢酸・過酸化水素や紫外線照射が多く用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が注目され、鋭意開発が行われている。
電子線照射を用いる場合、量産工程においては、容器を略一定間隔の整列状態で搬送して電子線の照射領域内を通過させつつ、電子線を照射する。
図８に示すように、このような電子線を用いた殺菌装置１においては、容器を搬送する搬送ライン２と、搬送ライン２上の容器に対して電子線を照射する電子線照射装置３と、電子線照射装置３から照射される電子線、および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を防ぐため、電子線照射装置３における電子線照射領域を覆うように設けられた遮蔽壁４とを有する。
搬送ライン２は、遮蔽壁４に形成された開口部を通して、遮蔽壁４を貫通するように設けられている。ここで、搬送ライン２は、搬送中の容器を目視で確認したり、容器の搬送に何らかの異常が発生した場合や、装置自体に異常が発生した場合等の作業性や、装置付近を作業者が移動するためのスペースを確保するため、床面から１．５ｍ前後の高さに設定されているのが通常である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１４０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したように、搬送ライン２を１．５ｍ前後の高さに設置した場合、その上方に設けられる電子線照射装置３は、電子線を発生する加速器５、加速器５で発生した電子線の照射領域を覆うように形成されたホーン６が、それぞれ高さ１．５〜２ｍ程度の大きさであるため、その設置高さは２〜３ｍ程度となる。このように電子線照射装置３の設置高さが高くなるに伴って、遮蔽壁４も大型なものとならざるを得ない。
遮蔽壁４は、コンクリートや鉄や鉛、あるいはそれらの組み合わせからなり、Ｘ線の遮蔽性を確保するために、１ＭｅＶ程度の電子銃を用いる場合、その厚さは３０ｃｍ以上、重量も２００ｔ（トン）といった規模にも及んでいる。したがって、遮蔽壁４の設置コストは非常に高く、これが殺菌装置全体のコストにも大きく影響を及ぼしている。
また、殺菌装置１を設置する場所においては、殺菌装置１全体の重量を支持するために基礎７を鉄筋コンクリート等により構築する必要がある。その基礎７も、支持物の重量に応じた耐圧力を確保するため、遮蔽壁４が大型化すれば基礎７も大型化し、これによって設置工事も大掛かりなものとなり、設置コストは大きくなる。またこれにより、基礎７を含む殺菌装置１の規模が大きくなるため、殺菌装置１の設置スペースが確保できないようなケースも出てくる可能性がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、遮蔽壁を小型化し、その設置コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとになされた本発明は、電子線を照射することで容器を殺菌する殺菌装置であって、電子線を容器に下方から照射する電子線照射装置と、電子線照射装置の上方に設けられ、電子線照射装置からの電子線の照射領域内を容器が通過するよう、容器を搬送する容器搬送部と、電子線照射装置から照射される電子線および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を遮断するため、電子線照射装置における電子線照射領域を囲うよう設けられた遮蔽壁と、を備えることを特徴とする。
このようにして電子線照射装置を容器搬送部の下方に配置することで、装置全体の高さを抑えることができ、遮蔽壁を低くすることが可能となる。
このとき、殺菌装置を半地下構造とすれば、遮蔽壁の高さはさらに抑えることが可能となる。その場合、殺菌装置は、地盤に掘削形成された地下ピットに設置し、少なくともその一部が地下ピット内に収まるように設けるようにするのが好ましい。
【０００７】
さて、容器搬送部は、いかなる構成としても良いが、殺菌すべき容器の一端側を保持し、当該容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第一の搬送部材と、容器の他端側を保持し、当該容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第二の搬送部材と、容器を第一の搬送部材から第二の搬送部材に受け渡す受け渡し機構と、を備える構成とすることが可能である。
このような殺菌装置においては、殺菌すべき容器の一端側を第一の搬送部材で保持した状態で、この容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる。これにより、照射された電子線によって、容器の他端側が主に殺菌される。この殺菌後、受け渡し機構により、容器を第一の搬送部材から第二の搬送部材に受け渡す。そして、第二の搬送部材で容器の他端側を保持し、この容器を電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる。すると、容器の一端側が主に殺菌される。これによって、容器の一端側と他端側、つまり、例えば容器がペットボトルである場合には、容器の肉厚が大きくまた複雑な形状を有している口部や底部を十分に殺菌することが可能となる。
【０００８】
ここで、第一の搬送部材、第二の搬送部材は、それぞれ、循環駆動される無端軌道を有し、無端軌道に沿って複数が等間隔に配置されて、容器の一端側または他端側を保持する保持具を有するものによって構成することができる。
この場合、無端軌道は、ベルトコンベアや、チェーン等によって構成することができる。また、レールに沿ってボトルの保持具を走行させるような構成とすることもできる。この場合も、レールを無端状にループさせることで、無端軌道を構成することができる。
【０００９】
第一の搬送部材と第二の搬送部材は、第一の搬送部材の無端軌道と第二の搬送部材の無端軌道とが対向するように設けてもよい。その場合、第一の搬送部材における電子線照射装置による容器への電子線照射と、第二の搬送部材における電子線照射装置による容器への電子線照射は、第一の搬送部材の無端軌道と第二の搬送部材の無端軌道の同じ側のラインで行うのが好ましい。
【００１０】
また、遮蔽壁の外部において、遮蔽壁の内部における第一の搬送部材および第二の搬送部材での容器の搬送高さよりも高い位置で容器を搬送するため、容器の搬送レベルを変更する搬送レベル変更機構をさらに備えることもできる。このようにすれば、遮蔽壁の外部においては、容器の搬送レベルを搬送中の容器の確認や容器搬送部のメンテナンス等を行いやすい高さとしながら、遮蔽壁内における容器の搬送高さを抑えることができ、その結果、遮蔽壁を小型化できる。
このとき、搬送レベル変更機構は、循環駆動される無端軌道と、無端軌道に沿って複数が配置されて容器の一端側または他端側を保持する保持具とを有してものとするのが好ましい。このような無端軌道は、ベルトコンベアや、チェーン等によって構成することができる。このような無端軌道は可撓性を有しているため、スプロケットやシーブ、ローラ等によってその経路を変えることができ、保持部で保持した状態で横方向に搬送されていた容器を、上下方向に搬送させるようなこともできる。したがって、容器の搬送レベルの変更を、場所をとらずに行うことができる。
ところで、この搬送レベル変更機構は、第一の搬送部材や第二の搬送部材と別体とすることもできるが、第一の搬送部材や第二の搬送部材と一体に連続したものとすることもできる。つまり、一本のチェーンやベルトコンベアによって、第一の搬送部材や第二の搬送部材と搬送レベル変更機構とを連続した軌道で実現するのである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遮蔽壁を小型化することができ、その結果、遮蔽壁や遮蔽壁を支持する基礎の設置コストを低減することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施形態〕
図１は、本実施形態における殺菌装置１０Ａの全体構成を示すための図である。
この図１に示すように、殺菌装置１０Ａは、地盤Ｇに形成された基礎１２と、基礎１２上に図示しない支持部材によって支持されることで設置され、ボトル（容器）１００に電子線を照射して殺菌を行う電子線照射装置２０と、ボトル１００を搬送するボトル搬送部（容器搬送部）３０と、基礎１２上に構築され、ボトル搬送部３０で搬送されるボトル１００に対する電子線照射装置２０における電子線の照射領域を覆う遮蔽壁４０と、を備えて構成されている。
【００１３】
本実施形態の電子線照射装置２０は、電子線発生源２１と、ホーン２２と、図示しないコントローラとを備える。
電子線発生源２１としては、いわゆる電子銃を用いることができる。この電子線発生源２１では、ビーム状の電子線を発生し、これを、ボトル搬送部３０によって搬送されるボトル１００に照射する。このとき、電子線照射装置２０には、図示しないスキャン用磁石が備えられている。スキャン用磁石は、それぞれ、印加される電流に応じて発生する磁界が変化するものであり、コントローラの制御により発生する磁界を変化させることで、電子線発生源２１で発生した電子線を所定の方向にスキャンさせるようになっている。ここでは、電子線を、ボトル１００の搬送方向に対して略直交する方向にスキャンするのが好ましい。
ホーン２２は、電子線発生源２１から離れるに従い、その断面寸法が拡大する筒状で、スキャン用磁石によって電子線のスキャンを行っているときの、電子線の照射領域を取り囲むように設けられる。
このような殺菌装置１０Ａにおいて、電子線照射装置２０は、ボトル搬送部３０の下方に配置されている。
【００１４】
ボトル搬送部３０は、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられ、所定の方向にボトル１００を搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０からの電子線が照射されるようにするものである。
ボトル搬送部３０は、ボトル１００を上下逆さまにした状態で搬送するようになっている。
ボトル搬送部３０の構成について、本発明で何らの限定を行う意図はないが、例えば、図１（ｂ）に示すように、ボトル１００の搬送方向両側に、ボトル１００を上下逆さまにした状態でボトル１００の肩部を支持するガイド部材３０ａと、ボトル１００の胴部を支持するガイド部材３０ｂとを設け、さらに、螺旋状のスクリュー部材３０ｃをこれらガイド部材３０ａ、３０ｂに沿って配置する構成とすることができる。スクリュー部材３０ｃのポケット（溝）の部分に係合し、スクリュー部材３０ｃを図示しないモータ等で回転させると、ボトル１００は、上下逆さまの状態のままガイド部材３０ａ、３０ｂに保持されて、ガイド部材３０ａ、３０ｂに沿って搬送される。
【００１５】
遮蔽壁４０は、コンクリート、鉄、鉛、あるいはこれらの材料の組み合わせ等から形成され、電子線の発生に使用される電子銃における加速エネルギに応じて決まる厚さとされ、電子線、および電子線の照射によって生じるＸ線に対する所要の遮蔽性能を発揮する。
この遮蔽壁４０には、殺菌すべきボトル１００を遮蔽壁４０内に入れるための供給口４１と、殺菌後のボトル１００を遮蔽壁４０外に排出するための排出口４２とが形成されている。これら供給口４１、排出口４２には、電子線および電子線の照射によって生じるＸ線が外部に漏洩するのを防ぐため、ラビリンス構造、開閉可能なシャッター、回転式の扉等を適宜設けるのが好ましい。
【００１６】
このように、ボトル搬送部３０の下方に電子線照射装置２０を配置すると、電子線照射装置２０の設置に要するスペースの高さが２ｍであるとすると、ボトル搬送部３０を地上から２．５ｍ程度に設置することができる。これにより、ボトル搬送部３０が従来よりも高い位置となってしまいはするものの、それでも遮蔽壁４０を１ｍ程度低くすることが可能となる。
すると、遮蔽壁４０単体の重量を２０％程度軽減することが可能となり、遮蔽壁４０を形成するのに要する材料コストを抑えることが可能となる。また、これにより、基礎１２で支持する荷重も減るので、基礎１２の面積を２０％程度小さくすることも可能であり、これによって基礎１２についても設置コストを抑えることができる。
【００１７】
また、このような構成によれば、電子線照射装置２０を低い位置に設置できるので、そのメンテナンス等を地上のフロアから行うことができ、作業性が向上し、重量物等を取り扱う場合にも、足元が安定した状態で作業を行うことができる。このようにして殺菌装置１０Ａのメンテナンス性を向上させることが可能となるのである。
【００１８】
〔第二の実施形態〕
図２は、本発明の第二の実施形態における殺菌装置１０Ｂの構成を示すものである。この図２において、第一の実施形態で示した殺菌装置１０Ａと共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
殺菌装置１０Ｂは、地盤Ｇに掘削形成された地下ピット１１に、半地下構造で設けられている点が主に異なる。
殺菌装置１０Ｂは、地下ピット１１の底部に形成された基礎１２上に支持された状態で設けられ、ボトル搬送部３０が、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられている。ボトル搬送部３０の下方に配置された電子線照射装置２０は、地下ピット１１に収められたような構成となっている。そして、ボトル搬送部３０で、所定の方向にボトル１００を搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０で下方から電子線が照射されるようになっている。
【００１９】
このように殺菌装置１０Ｂを半地下構造とすることで、遮蔽壁４０において、その外周側が地盤Ｇに面している部分においては、その外周側が室内（地下ピット１１内の空間を含む）に面している部分に比較し、遮蔽性能を下げることが可能である。これには、遮蔽壁４０を構成する材料の組み合わせを減らしたり、その厚さを減らし、基礎１２と同レベルの構成とすればよい。これによって遮蔽壁４０を形成するのに要する材料コストを、第一の実施形態で示した殺菌装置１０Ａに比較し、さらに抑えることが可能となる。また、これにより、基礎１２で支持する荷重も減るので、基礎１２をさらに小規模化することも可能であり、これによって基礎１２についても設置コストを抑えることができる。このようにして、殺菌装置１０Ｂ全体のコストを低減することが可能となる。
ここで、殺菌装置１０Ｂを半地下構造とするために地下ピット１１を掘削形成する必要があるが、元々従来より基礎７（図８参照）を形成するために掘削工事が必要であったこともあり、その掘削コストによるコスト増大分よりも、遮蔽壁４０を小型化することによるコスト減少が上回り、得られる効果は大きい。
【００２０】
ところで、上記各実施形態では、ボトル搬送部３０ではボトル１００を横に倒した状態で転がしながら搬送することも可能である。
【００２１】
〔第三の実施形態〕
図３に示すものは、本発明の第三の実施形態における殺菌装置１０Ｃの構成を示すものである。この図３において、第一、第二の実施形態で示した殺菌装置１０Ａ、１０Ｂと共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
図３に示すように、殺菌装置１０Ｃは、地下ピット１１の底部に形成された基礎１２上に支持された状態で設けられ、ボトル搬送部（容器搬送部）３０Ｓが、電子線照射装置２０の上方を横切るように設けられている。そして、ボトル搬送部３０Ｓでは、口部１００ａまたは底部１００ｂで保持した状態でボトル１００を横倒しのまま搬送しながら、このボトル１００に電子線照射装置２０で下方から電子線が照射されるようになっている。
【００２３】
図４に示すように、ボトル搬送部３０Ｓは二組のチェーン３１、３２を有している。チェーン３１、３２は、無端状で、図示しないモータ等の駆動機構によって循環駆動されるようになっている。これらチェーン３１、３２は、スプロケット３３、３４により、Ｕターンするような軌道とされ、一方のチェーン３１と、他方のチェーン３２は、ほぼ同じ高さで平行に位置するようになっている。
【００２４】
図５に示すように、チェーン３１、３２は、通常のチェーンと同様、対向配置された二枚一対のリンクプレート５０が、ジョイントピン５１によって複数組連結された構成であり、ジョイントピン５１はローラ５２に挿通されて、このローラ５２が図４に示したスプロケット３３、３４に噛み合うようになっている。本実施形態において、ジョイントピン５１は、一本おきに、二枚一対のリンクプレート５０の両側に突出するよう設けられている。ジョイントピン５１の一方の端部には、ピニオンギヤ５３が一体に設けられ、他方の端部にはボトルホルダ（保持具）５４が設けられている。
【００２５】
一方のチェーン（第一の搬送部材、無端軌道）３１の上側ライン３１Ｕと、他方のチェーン（第二の搬送部材、無端軌道）３２の上側ライン３２Ｕには、ピニオンギヤ５３と噛み合うラックギヤ５５が、少なくとも、電子線照射装置２０における電子線の照射領域にわたって設けられている。これにより、チェーン３１、３２が循環駆動されたときに、ラックギヤ５５が設けられている部分においてピニオンギヤ５３がラックギヤ５５に噛み合い、ピニオンギヤ５３が回転するようになっている。
このピニオンギヤ５３には、ジョイントピン５１を介してボトルホルダ５４が連結されているため、ピニオンギヤ５３に連動してボトルホルダ５４が回転する。
【００２６】
ボトルホルダ５４は、ボトル１００を横倒しにした状態で、その口部（一端側）１００ａ、あるいは底部（他端側）１００ｂを保持できるようになっている。このため、ボトルホルダ５４は、３個以上の爪部５４ａを有し、これら爪部５４ａは図示しないスプリング等のバネ部材、あるいは爪部５４ａ自身の弾性により、ボトル１００の口部１００ａまたは底部１００ｂが挿入されたときに、このボトル１００を保持できるようになっている。このとき、ボトルホルダ５４に対し、ボトル１００を挿抜する動作を円滑に行うため、爪部５４ａの内周側先端部はテーパ状に面取りするのが好ましい。また、爪部５４ａは、保持したボトル１００が落下しないよう、ボトル１００の挿入深さや、図示しないスプリングや爪部５４ａ自身の弾性を適宜設定するのが好ましい。
なお、ボトルホルダ５４の構成については、ボトル１００を口部１００ａ側または底部１００ｂ側を保持できるのであれば、上記した構成に限らず、他のいかなる構成としても良い。
【００２７】
さて、図４に示したように、これらチェーン３１、３２は、ボトルホルダ５４でボトル１００を保持した状態で、ボトル１００がチェーン３１、３２間に位置するようになっている。
そして、上流側から送り込まれてきた電子線を照射すべきボトル１００は、一方のチェーン３１の下側ライン３１Ｌにおいてボトルホルダ５４に装着され、口部１００ａ側が保持される。ボトル１００は、チェーン３１によってその循環駆動方向に搬送されていき、下側ライン３１Ｌにおいて、ボトル１００の底部１００ｂ側に、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内において電子線の照射を受ける。ボトル１００は、一方のチェーン３１の上側ライン３１Ｕに移動すると、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２の上側ライン３２Ｕに受け渡され、その底部１００ｂが保持される。そして、ボトル１００は、底部１００ｂ側がボトルホルダ５４で保持された状態で、他方のチェーン３２の下側ライン３２Ｌに移動していき、ボトル１００の口部１００ａ側に、電子線照射領域Ａ内において電子線照射装置２０による電子線の照射を受ける。しかる後、電子線が照射されたボトル１００は、他方のチェーン３２の下側ライン３２Ｌにおいてボトルホルダ５４から引き抜かれ、後工程へと搬送されていく。
なお、上記一連の動作は、チェーン３１、３２が一定の速度で循環駆動されている間に連続的に行われる。
【００２８】
上記のような流れを行うため、電子線を照射すべきボトル１００を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に対し差し込むための機構、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２にボトル１００を受け渡すための機構、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４から電子線照射後のボトル１００を引き抜き、殺菌装置１０Ｃの下流側に送り出す搬出機構に受け渡すための機構が必要である。
これらの機構としては、ボトルホルダ５４に対しボトル１００を抜き差しできる機構であればいかなるものを採用しても良い。例えば、開閉可能なチャックやクランプによりボトル１００の胴部１００ｃ等を挟み込み、これをボトル１００の軸線方向に移動させてボトルホルダ５４に対しボトル１００を抜き差しする機構等がある。これ以外にも、所要の機能を果たすことができるのであれば、いかなる構成のものを用いても良い。
【００２９】
図６は、一方のチェーン３１から他方のチェーン３２へとボトル１００を受け渡すボトル受け渡し機構（受け渡し機構）６０の一例である。ボトル受け渡し機構６０は、一方のチェーン３１と他方のチェーン３２との間でスライド可能に設けられたホルダ６１を備えている。このホルダ６１は、ボトル１００の胴部１００ｃを保持する略Ｕ字状の受け具６１ａと、ボトル１００の口部１００ａを保持する口部保持具６１ｂとを有している。このホルダ６１を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００に下方から接近させ、受け具６１ａでボトル１００の胴部１００ｃを保持するとともに、口部保持具６１ｂをボトル１００の口部１００ａに係合させた後、他方のチェーン３２側にスライドさせると、ボトル１００は、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４から引き抜かれる。そして、ホルダ６１をさらに他方のチェーン３２側にスライドさせ、ボトルの底部１００ｂを、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４に挿入した後、ホルダ６１をボトル１００の下方側へ離間させることで、ボトル１００の一方のチェーン３１から他方のチェーン３２への受け渡しが完了する。
【００３０】
このようなホルダ６１の動作は、チェーン３１、３２の駆動速度に同期・連動して行うのが好ましい。つまり、循環駆動されるチェーン３１、３２により一定の速度でボトル１００が搬送された状態のまま、ボトル受け渡し機構６０によりボトル１００の受け渡しを行うのである。このため、ボトル受け渡し機構６０も、循環駆動されるチェーン６３、６４を備え、このチェーン６３、６４間に設けられたプレート６５に沿ってホルダ６１をスライド自在に設ける。そして、ボトル１００の受け渡しを行う部分にカム６６を設け、ホルダ６１にはカムフォロワ６１ｃを形成する。チェーン６３、６４の循環駆動によってプレート６５が、ボトル１００と等速度で移動し、ホルダ６１のカムフォロワ６１ｃがカム６６に当たると、カム６６に沿ってホルダ６１を一方のチェーン３１側から他方のチェーン３２側へ移動させることができる。
また、ホルダ６１のボトル１００に対する下方からの接近・離間動作は、図７に示すように、チェーン３１、３２の両端部のスプロケット（図示無し）の部分においてホルダ６１は上下方向に移動するため、これを利用しても良いし、また、別途スプロケットやガイド等により、ホルダ６１を上下方向に変位させるようにしても良い。
【００３１】
さて、上記したように、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４でボトル１００を横倒しにしてその口部１００ａ側を保持した状態で、ボトル１００の底部１００ｂ側に電子線照射装置２０により電子線を照射し、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４でボトル１００の底部１００ｂ側を保持した状態で、口部１００ａ側に、電子線照射装置２０により電子線を照射する。このため、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内において、電子線の照射中心ラインの一方の側にチェーン３１が位置し、照射中心ラインを挟んだ他方の側にチェーン３２が位置し、それぞれ電子線が照射されるようになっている。
【００３２】
このとき、図４に示したように、電子線照射装置２０の電子線照射領域Ａ内においてチェーン３１、３２によって搬送されるボトル１００の上方には、電子線を反射する反射部材２５を備えている。反射部材２５は、反射した電子線を、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００の底部１００ｂ、他方のチェーン３２のボトルホルダ５４に保持されたボトル１００の口部１００ａに照射するように形成されている。
これにより、電子線は、ボトル１００の口部１００ａ、胴部１００ｃおよび底部１００ｂの外面には、直接照射、反射部材２５による反射照射がなされ、ボトル１００の胴部１００ｃおよび底部１００ｂの内面には、透過照射がなされ、ボトル１００の口部１００ａの内面には、反射部材２５による反射照射、それにボトル１００自体を透過しての透過照射がなされる。
このようにしてボトル１００の口部１００ａには、強い電子線を照射するだけでなく、胴部１００ｃや底部１００ｂに比較してより多くの電子線を照射できるようになっている。
【００３３】
ところで、電子線は、電子線のスキャン方向においてその中心部分で強度が最も強くなるような放物線状の分布となっている。このため、一方のチェーン３１のボトルホルダ５４でボトル１００を保持しているときには、ボトル１００の底部１００ｂに最も強い電子線が照射され、ボトル１００の胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が照射される。他方のチェーン３２のボトルホルダ５４でボトル１００を保持しているときには、ボトル１００の口部１００ａに最も強い電子線が照射され、ボトル１００の胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が照射される。これにより、一本のボトル１００には、口部１００ａと底部１００ｂに強い電子線が照射され、胴部１００ｃにはそれより弱い電子線が２回照射されることになる。これによりボトル１００の長さ方向においても、電子線をほぼ均一に照射することができるようになっている。
【００３４】
さらに、一方のチェーン３１、他方のチェーン３２の双方において、ボトルホルダ５４は、電子線照射領域Ａ内においてピニオンギヤ５３とラックギヤ５５の噛み合いにより回転するため、ボトルホルダ５４に保持されたボトル１００は回転しながら移動することになり、ボトル１００の周方向の全周にわたって均一に電子線を照射できる。
このようにして、ボトル１００に対し、より均一に電子線を照射することが可能となり、特に形状が複雑であったり肉厚が大きかったりするボトル１００の口部１００ａ、底部１００ｂに対し、電子線を十分に照射することが可能となり、殺菌効果を高めることができる。
【００３５】
ところで、電子線照射装置２０において電子線を照射すると、この電子線はボトル１００のみならずボトルホルダ５４やチェーン３１、３２にも照射される。これによりボトルホルダ５４、チェーン３１、３２は加熱されるため、図４に示したように、これらを冷却する冷却部７０を備えるのが好ましい。冷却部７０は、いかなる構成であっても良いが、例えば、チェーン３１、３２の軌道を囲むようにトンネル状に形成し、その内側を通過するチェーン３１、３２、ボトルホルダ５４に対し、冷風を吹き付けるような構成とすることができる。
これにより、循環駆動されることで何度も繰り返し電子線が照射されるチェーン３１、３２、ボトルホルダ５４等が加熱されるのを抑えることができる。
【００３６】
このような構成のボトル搬送部３０Ｓにおいては、特に形状が複雑であったり肉厚が大きかったりするボトル１００の口部１００ａ、底部１００ｂに対し、電子線を十分に照射することが可能となり、ボトル１００に対し、より均一に電子線を照射して殺菌効果を高めることができる。
【００３７】
さて、本実施形態の殺菌装置１０Ｃは、遮蔽壁４０の大きさを最小化することを狙ったものである。そこで、ボトル搬送部３０Ｓが、なるべく低い位置に設置されるよう、地下ピット１１の深さ等が設定されている。
このようにすることで、遮蔽壁４０の小型化を図ることが可能となり、遮蔽壁４０および基礎１２を形成するのに要する材料コストを大幅に抑えることが可能となる。
【００３８】
この場合、ボトル搬送部３０Ｓは、遮蔽壁４０の内部はともかく、遮蔽壁４０外では、ボトル１００の目視によるチェックやメンテナンス等を行うことを想定し、地上１．５ｍ程度の高さとするのが好ましい。このため、遮蔽壁４０内でのフロア面Ｆ近傍の低い位置でのボトル搬送部３０Ｓのボトル搬送レベルを、遮蔽壁４０の外部で引き上げる必要がある。
このため、例えば、搬送レベル変更機構３５により、複数のスプロケット３６Ａ〜３６Ｄにより、チェーン３１、３２を略Ｌ字状の軌道とし、これによって搬送するボトル１００を下降（供給口４１側の場合）・上昇（排出口４２側の場合)させ、ボトル１００の搬送レベルを遮蔽壁４０の内外で変えるのが好ましい。
このような搬送レベル変更機構３５は、チェーン３１、３２を用いたボトル搬送部３０Ｓでボトル１００を搬送するからこそ実現できる。従来より用いられているコンベアやエアを用いた搬送機構等では、急激に高さを変えるのは困難であり、例えば１ｍ上昇させるのに１０ｍ程度の距離が必要となることもある。つまり、このようなボトル搬送部３０Ｓを用いることで、ボトル１００をほぼ垂直に昇降させるような搬送レベル変更機構３５を採用することが可能となり、装置を大型化することなく、上記効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上記において、搬送レベル変更機構３５は、ボトル搬送部３０Ｓとチェーン３１、３２によって実質的に一体化された構成となっているが、もちろん搬送レベル変更機構３５とボトル搬送部３０Ｓを別々の構成とすることも可能である。ただしその場合、ボトル１００を搬送レベル変更機構３５とボトル搬送部３０Ｓの間でやり取りする必要が生じる。
これ以外にも本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、上記の各実施形態で示した構成を適宜変更したり、他の構成の追加、一部構成の省略等を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第一の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図２】第二の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図３】第三の実施形態における殺菌装置の構成を示す正断面図および側断面図である。
【図４】ボトル搬送部の他の形態を示す斜視図である。
【図５】チェーンの構成、ボトルを回転させるための機構を示す図である。
【図６】ボトルの受け渡し機構を示す図である。
【図７】チェーンとボトル受け渡し機構との間におけるボトルの受け渡しの様子を示す図である。
【図８】従来の殺菌装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０Ａ〜１０Ｃ…殺菌装置、１１…地下ピット、１２…基礎、２０…電子線照射装置、３０…ボトル搬送部（容器搬送部）、３０Ｓ…ボトル搬送部（容器搬送部）、３１…チェーン（第一の搬送部材、無端軌道）、３２…チェーン（第二の搬送部材、無端軌道）、３５…搬送レベル変更機構、４０…遮蔽壁、５４…ボトルホルダ（保持具）、６０…ボトル受け渡し機構（受け渡し機構）、１００…ボトル（容器）、１００ａ…口部（一端側）、１００ｂ…底部（他端側）、Ｇ…地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を照射することで容器を殺菌する殺菌装置であって、
電子線を前記容器に下方から照射する電子線照射装置と、
前記電子線照射装置の上方に設けられ、前記電子線照射装置からの電子線の照射領域内を前記容器が通過するよう、前記容器を搬送する容器搬送部と、
前記電子線照射装置から照射される電子線および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を遮断するため、前記電子線照射装置における電子線照射領域を囲うよう設けられた遮蔽壁と、
を備えることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
前記殺菌装置は、地盤に掘削形成された地下ピットに設置され、少なくともその一部が前記地下ピット内に収まるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記容器搬送部は、
殺菌すべき前記容器の一端側を保持し、当該容器を前記電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第一の搬送部材と、
前記容器の他端側を保持し、当該容器を前記電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第二の搬送部材と、
前記容器を前記第一の搬送部材から前記第二の搬送部材に受け渡す受け渡し機構と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記遮蔽壁の外部において、前記遮蔽壁の内部における前記第一の搬送部材および前記第二の搬送部材での前記容器の搬送高さよりも高い位置で前記容器を搬送するため、前記容器の搬送レベルを変更する搬送レベル変更機構をさらに備え、
前記搬送レベル変更機構は、
循環駆動される無端軌道と、
前記無端軌道に沿って複数が配置されて前記容器の一端側または他端側を保持する保持具とを有していることを特徴とする請求項３に記載の殺菌装置。
【請求項１】
電子線を照射することで容器を殺菌する殺菌装置であって、
電子線を前記容器に下方から照射する電子線照射装置と、
前記電子線照射装置の上方に設けられ、前記電子線照射装置からの電子線の照射領域内を前記容器が通過するよう、前記容器を搬送する容器搬送部と、
前記電子線照射装置から照射される電子線および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を遮断するため、前記電子線照射装置における電子線照射領域を囲うよう設けられた遮蔽壁と、
を備えることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
前記殺菌装置は、地盤に掘削形成された地下ピットに設置され、少なくともその一部が前記地下ピット内に収まるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記容器搬送部は、
殺菌すべき前記容器の一端側を保持し、当該容器を前記電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第一の搬送部材と、
前記容器の他端側を保持し、当該容器を前記電子線照射装置における電子線の照射領域内を通過させる第二の搬送部材と、
前記容器を前記第一の搬送部材から前記第二の搬送部材に受け渡す受け渡し機構と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記遮蔽壁の外部において、前記遮蔽壁の内部における前記第一の搬送部材および前記第二の搬送部材での前記容器の搬送高さよりも高い位置で前記容器を搬送するため、前記容器の搬送レベルを変更する搬送レベル変更機構をさらに備え、
前記搬送レベル変更機構は、
循環駆動される無端軌道と、
前記無端軌道に沿って複数が配置されて前記容器の一端側または他端側を保持する保持具とを有していることを特徴とする請求項３に記載の殺菌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−５６２６９（Ｐ２００８−５６２６９Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３３７９２（Ｐ２００６−２３３７９２）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（５０５１９３３１３）三菱重工食品包装機械株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（５０５１９３３１３）三菱重工食品包装機械株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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