液供給装置およびその起動方法
【課題】装置の起動時におけるシールリングの摩耗や振動を抑えるとともに、容器の殺菌やすすぎのための液を効率よく利用することのできる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】昇降機構２１０を備えることにより、装置起動時においては、シールリング１４を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とし、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らす。この後に、シールリング１４を上昇させてマニホールド１１に密着させ、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぐ。また、シール部材２０３および固定リング２００により、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐ。
【解決手段】昇降機構２１０を備えることにより、装置起動時においては、シールリング１４を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とし、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らす。この後に、シールリング１４を上昇させてマニホールド１１に密着させ、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぐ。また、シール部材２０３および固定リング２００により、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の殺菌、すすぎ等を行うときに用いるのに適した液供給装置およびその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水等の液体をＰＥＴボトルやガラス瓶、ボトル缶等の容器に充填する装置として、回転式充填装置が用いられている。この回転式充填装置は、回転する円板の外周部に複数の充填バルブを備えており、円板がほぼ１回転する間に、充填バルブから容器内への充填を行う。そして、容器への液体の充填が終了した後、キャッパ（打栓機）により容器へのキャップの装着が行われる。
【０００３】
ところで、飲料水等の場合、雑菌等の容器内への混入を防ぐことが必須であり、このため、クリーンルーム内で、容器殺菌とすすぎ、キャップ殺菌とすすぎ、殺菌された製品液の充填及びキャップ装着といった一連の工程を行ういわゆる無菌充填方式や、充填する液体を高温に加熱しておき、搬送工程でキャッピングされた容器全体を横又は上下倒立させた状態に転倒させて、容器内の液体未接触部位の殺菌をこの液体自体の熱によって行う、高温充填方式が採用されている。
【０００４】
前者の無菌充填方式において、容器殺菌、すすぎを行う装置には、スターホイールと称される回転式の容器搬送機構が備えられ、回転するスターホイールによって容器を周方向に搬送している間に、容器の殺菌・すすぎを行うようになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
図１１に示すように、回転体１は、図示しないベース上に立設され、モータ等によって回転駆動される回転軸３と、この回転軸３の上部に設けられた全体として円盤状のホイール４と、を備えており、回転軸３を回転駆動させることで、ホイール４がほぼ水平面内で回転するようになっている。ホイール４の外周部には、ＰＥＴボトル１００を保持するグリッパ５が、ホイール４の周方向に一定間隔ごとに配置されている。
【０００６】
殺菌装置、すすぎ装置においては、このような回転体１のグリッパ５でＰＥＴボトル１００を上下逆さまに保持した状態で、ＰＥＴボトル１００の口部に対向するように配置されたノズル１０から殺菌あるいはすすぎのための液を噴出し、ＰＥＴボトル１００内の洗浄・殺菌あるいはすすぎを行うようにしている。
【０００７】
このようにグリッパ５に保持されるＰＥＴボトル１００と対向するように設けられたノズル１０から液を噴出するための機構として、殺菌装置、すすぎ装置は以下のような構成を備えている。
すなわち、回転体１の下方に、回転体１と同様、回転軸３に保持された円盤状のマニホールド１１が設けられている。このマニホールド１１の外周部に、前記のノズル１０が、周方向所定間隔ごとに設けられている。マニホールド１１には、ノズル１０に液を送り込むためのポート１２が、周方向所定間隔ごとに形成されている。各ポート１２は、マニホールド１１の外周面と下面とを連通するように形成されており、マニホールド１１の外周面側の開口部にノズル１０が接続されている。
【０００８】
マニホールド１１の下方には、各ポート１２に液を供給するための液供給リング１３が配置されている。液供給リング１３の上面には、リング状の溝１３ａが形成されている。この溝１３ａは上方に開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。
溝１３ａには、シールリング１４がはめ込まれるようになっている。シールリング１４は、下部が溝１３ａに対応した断面形状・寸法を有し、上部には液供給リング１３よりも上方に突出する一対のシール壁１４ａ、１４ａによって形成された液溝１４ｂが形成されている。液溝１４ｂの底面には、上下に貫通する孔１４ｃが、液溝１４ｂが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【０００９】
このような液供給リング１３は、バネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面側に押し付けられ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面がマニホールド１１の下面に密着するようになっている。
そして、溝１３ａには、外部の送液機構１７から、供給孔１３ｂを通して液が送り込まれるようになっている。溝１３ａに液が送り込まれると、この液はシールリング１４の孔１４ｃおよび液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出するようになっている。
【００１０】
このとき、前述のごとく、マニホールド１１は、回転体１と同様に回転軸３に保持されている。これにより、マニホールド１１は、回転体１と一体的に回転する。これに対し、液供給リング１３およびシールリング１４は、図示しない固着手段によって固定されており、マニホールド１１とともに回転せず、これら液供給リング１３およびシールリング１４とマニホールド１１は相対的に回転することになる。これにより、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面はマニホールド１１の下面と摺接することになるため、樹脂等、マニホールド１１との間に生じる摩擦を抑制できる材質で形成されている。
【００１１】
このような殺菌装置、すすぎ装置においては、回転体１が回転しながら、前段側の装置からＰＥＴボトル１００を受け取り、グリッパ５で保持した後、所定の位置でノズル１０から液をＰＥＴボトル１００に向けて噴出し始め、このＰＥＴボトル１００が所定の位置まで回転した時点でノズル１０からの液の噴出を停止するようになっている。このため、シールリング１４の液溝１４ｂは、液供給リング１３において全周ではなく、その一部の所定角度の範囲に形成されている。これにより、マニホールド１１の回転により、ＰＥＴボトル１００に対向したノズル１０が、液溝１４ｂが形成されている範囲の一端に到達したときに、液が液溝１４ｂからポート１２に流れ込んでノズル１０からの液の噴出を開始し、液溝１４ｂが形成されている範囲の他端に到達してポート１２が液溝１４ｂから外れたときに、液の噴出を終了する。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２６２１５４号公報
【特許文献２】特開２００４−９８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のような従来の回転機構を備えた殺菌装置、すすぎ装置においては、以下に示すような問題が存在した。
液供給リング１３およびシールリング１４は、バネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面に押し付けられている。このとき、殺菌装置やすすぎ装置が運転している状態であれば、供給される液が、相対的に回転するシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面とマニホールド１１の下面との接触部分に入り込み、これによって双方間の潤滑性が保たれている。ところが、殺菌装置やすすぎ装置が長時間停止すると、シール壁１４ａ、１４ａとマニホールド１１の接触部分は乾燥した状態となる。この後、殺菌装置やすすぎ装置を立ち上げる時には、マニホールド１１が回転体１とともに回転しはじめても、液が液溝１４ｂに送り込まれシール壁１４ａ、１４ａとマニホールド１１との接触部分に届くまでの間は液が介在しないため、シールリング１４の上面とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなる。その結果、シールリング１４の過大な摩耗を招いたり、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でびびるような振動を生じることもある。
【００１４】
また、液が供給された状態では、その液圧により、液供給リング１３とシールリング１４との間にも液が入り込もうとする。すると、液供給リング１３とシールリング１４との隙間を通り、液が外部に溢れ出すことになり、これによってシールリング１４によるシール力を液圧によってコントロールするのが困難となる。また、この漏れにより、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液量が減少することになる。漏れが生じても、ノズル１０から十分な量の液を吹き出すには、液圧あるいは液量を増大させるしかなく、液の消費量が増えることになり、不経済である。
【００１５】
さらに、前述したように、シールリング１４において、液溝１４ｂは、シールリング１４の周方向の一部のみに形成されている。ノズル１０から液を噴出しているときには、液の圧力により、付勢部材１６によって上方に付勢されているシールリング１４をマニホールド１１から下方に押し下げるような力が発生するが、液溝１４ｂの無い部分ではこの液の圧力は発生しないため、シールリング１４の周方向において、不均一な力が作用することになる。これにより、シールリング１４はマニホールド１１に対して傾くような状態となって、シールリング１４とマニホールド１１との隙間が周方向の一部で開き、ここから液が漏れてしまうという問題がある。この現象によっても、ノズル１０から十分な量の液を吹き出すには液圧あるいは液量を増大させるしかなく、液の消費量が増えることになり、不経済であるという問題が伴う。
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、装置の起動時におけるシールリングの摩耗や振動を抑えるとともに、容器の殺菌やすすぎのための液を効率よく利用することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的のもとになされた本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置であり、殺菌やすすぎのために用いるのに適したものである。このような液供給装置は、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、液供給装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすため、シールリングをマニホールドに対して昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする。
このような昇降機構を備えることで、液供給装置の起動時にはシールリングをマニホールドに対して下降させ、非接触の状態としておき、外部から供給された液を、リング状部材の溝を介し、シールリングの液溝に満たして溢れさせると、シールリングのマニホールドに対する接触部分が液で濡れ、潤滑性が確保される。この状態で昇降機構によりシールリングを上昇させてマニホールドに密着させれば、回転体とともに回転するマニホールドとシールリングとの間の摩擦を低減できる。
【００１７】
昇降機構としては、様々なものを用いることが可能であるが、リング状部材およびシールリングをマニホールドに対して昇降させるため、リング状部材の周方向複数箇所に設けられた伸縮シリンダを用いることができる。
また、リング状部材の溝内にシールリングを上下動可能に収容し、溝とシールリングとの間に供給した液の圧力によりシールリングを溝内でマニホールドに対して昇降させる構成とすることもできる。
【００１８】
シールリングに形成された液溝が、シールリングの周方向の一部のみに形成されているときには、シールリングをマニホールドに押し付ける力の周方向における分布を調整できる押し付け力調整機構を備えれば、液溝が形成されている部分と液溝が形成されていない部分におけるシールリングのマニホールドに対する密着力を均一化することができる。液が液溝に供給された状態では、液圧によりシールリングをマニホールドから引き離そうとする方向の力が作用し、液溝が形成されていない部分ではこの力が作用しないために、結果的にシールリングのマニホールドに対する押し付け力が不均一となってしまうが、これを、押し付け力調整機構で調整し、均一化することで、シールリングとマニホールドとの間からの液漏れを防止するのである。
リング状部材をマニホールド側に付勢する付勢部材が、リング状部材の周方向に間隔を隔てて複数設けられる場合、押し付け力調整機構として、付勢部材のそれぞれにおける付勢力を独立して調整可能な構成とすることもできる。
この他、液溝が形成されていない部分にも、液圧が作用するよう、ダミーの液溝等を設けることも有効である。
【００１９】
また、リング状部材の溝内に収容されたシールリングのマニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材をさらに備えるのも好ましい。これにより、リング状部材の溝とシールリングとの間に入り込んだ液の圧力によってシールリングがリング状部材の溝から浮き上がるのを防止でき、この部分からの液漏れが防止できる。
さらに、リング状部材の溝とシールリングとの間に、液の漏出を防ぐためのシール部材を備えるのも好ましい。
【００２０】
本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置であって、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびこのノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、液供給装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすため、シールリングとマニホールドの隙間から液を外部に流出させるブローアウト溝と、を備えることを特徴とする液供給装置とすることもできる。
このような構成では、液供給装置の起動時に、ブローアウト溝を通し、シールリングとマニホールドの隙間から液を外部に流出させる。すると、このブローアウト溝から流出する液に、相対的に回転するシールリングまたはマニホールドが接触し、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすことができる。これによって、シールリングのマニホールドに対する接触部分の潤滑性が確保される。この状態で昇降機構によりシールリングを上昇させてマニホールドに密着させれば、回転体とともに回転するマニホールドとシールリングとの間の摩擦を低減できる。
【００２１】
本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置の起動方法とすることもできる。ここで、この方法の対象となる液供給装置は、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、を備えたものである。このような液供給装置を起動するとき、シールリングをマニホールドから離間させるステップと、シールリングの液溝に液を供給し、液溝から液を溢れさせるステップと、シールリングをマニホールドに密着させ、液溝からポートに液を送り込み、ノズルから容器内への液の供給を開始するステップと、を含むことを特徴とする。
このような一連の動作は、オペレータの手動操作によって行っても良いが、液供給装置のコントローラに予めプログラミングしておき、起動時に自動的に行われるようにするのが好ましい。
また、マニホールドとシールリングは、相対的に離間・接近すればよいのであって、シールリング側を昇降させる構成に限らず、マニホールド側を昇降させることで上記動作を実現しても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすことで、シールリングとマニホールドが乾燥状態で接触するのを防ぎ、シールリングのマニホールドに対する摩擦を低減してシールリングの摩耗や振動を抑えることができる。また、リング状部材の溝からのシールリングの浮き上がりを防止することで、リング状部材とシールリングとの間からの液漏れを防止でき、またシールリングのマニホールドに対する密着力の均一化を図ることでシールリングとマニホールドとの間からの液漏れを防止でき、その結果、殺菌や洗浄のための液を効率よく利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１は、本実施の形態における飲料充填機の全体構成を説明するための図である。図１に示す飲料充填機は、主に無菌充填方式に適用されるものである。
図１に示すように、飲料充填機は、容器を殺菌する殺菌装置（液供給装置）２０、容器をすすぐすすぎ装置（液供給装置）３０、容器に液体を充填する充填装置４０、液体が充填された容器にキャップを装着するキャッパ（図示省略）を主に備えている。
これら殺菌装置２０、すすぎ装置３０、充填装置４０、キャッパ間には、搬送スターホイール６０等が設けられ、これによって、容器の受け渡し等が行われるようになっている。
無菌充填方式の場合、このような飲料充填機は、その全体が所定以上のクリーン度に維持されたクリーンルーム内に設置される。
【００２４】
殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、ＰＥＴボトル（容器）１００は上下反転させた状態で殺菌・すすぎが行われるようになっており、このため、殺菌装置２０の入口側、すすぎ装置３０の出口側には、容器を上下反転させる機構が備えられている。このような機構としては、前記特許文献１、２に示されたような構成を採用すればよい。
そして、殺菌装置２０、すすぎ装置３０は、それぞれ、以下に示すような回転機構を備えている。ここで、図１１に示した構成と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図２、図３に示すように、ＰＥＴボトル１００を保持するグリッパ５が周方向に一定間隔ごとに設けられた回転体１の下方に、円盤状のマニホールド１１が設けられている。これら回転体１とマニホールド１１は、図示しないモータ等によって回転駆動される回転軸３に取り付けられている。
マニホールド１１の外周部には、グリッパ（保持具）５と対向する位置に、グリッパ５に保持されたＰＥＴボトル１００に液を噴出するノズル１０が設けられており、このノズル１０は、マニホールド１１に形成されたポート１２に接続されている。
【００２５】
マニホールド１１の下方には、各ポート１２に液を供給するための液供給リング（リング状部材）１３が配置されている。液供給リング１３の上面には、リング状の溝１３ａが形成されている。この溝１３ａは上方に開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。
溝１３ａには、樹脂等からなるシールリング１４がはめ込まれるようになっている。シールリング１４は、下部が溝１３ａに対応した断面形状・寸法を有し、上部には液供給リング１３よりも上方に突出する一対のシール壁１４ａ、１４ａによって形成された液溝１４ｂが形成されている。シールリング１４の液溝１４ｂは、前述したように、ノズル１０から一定角度の範囲内のみで液の噴出を行い、残る範囲では液の噴出を停止するため、周方向の一定角度の範囲のみに形成されていて、残る範囲には形成されていない。液溝１４ｂの底面には、上下に貫通する孔１４ｃが、液溝１４ｂが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【００２６】
ここで、シールリング１４は、図４に示すように、周方向において複数に分割しておくのも好ましい。これにより、メンテナンス時等に、回転体１やマニホールド１１等を外すことなく、シールリング１４を回転軸３から横方向に引き抜いて交換等を行うことが可能となる。このとき、シールリング１４の分割位置は、液溝１４ｂの形成されていない部分とするのが好ましい。液溝１４ｂが形成されている部分で分割する場合、そのジョイント部分においてはシール性を確保するためシール材等を配するのが好ましい。
【００２７】
そして、マニホールド１１には、シールリング１４を液供給リング１３に固定するための固定リング（シール固定部材）２００が設けられている。この固定リング２００は、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを上方に突出させた状態で、シールリング１４を保持・固定できるよう、内外二重の内側リング２０１、外側リング２０２からなり、これら内側リング２０１、外側リング２０２は、断面略逆Ｌ字状で、シール壁１４ａ、１４ａの両側でシールリング１４を押さえ、液供給リング１３の溝１３ａの内外周上面にボルト等によって固定されるようになっている。
【００２８】
また、図２に示したように、シールリング１４には、マニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐシール部材２０３が、溝１３ａの内周側、外周側とシールリング１４の底面との間に設けられている。
【００２９】
このような液供給リング１３は、図示しないベースとの間に設けられたバネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面側に押し付けられ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面がマニホールド１１の下面に密着するようになっている。
【００３０】
このような付勢部材１６は、液供給リング１３の周方向においてほぼ等間隔に複数が配置されている。このとき、複数の付勢部材１６間において、その付勢力を独立して調整できる押し付け力調整機構を備えるようにするのが好ましい。
複数の付勢部材１６間において、その付勢力を独立して調整できるようにするには、付勢部材１６のバネのセット長さを調整し、プリロードを調整可能とすればよい。これには、図５に示すように、付勢部材１６のセット長さを調整する調整ネジ１６ａ（図５（ａ）参照）やシム１６ｂ（図５（ｂ）参照）を用いればよい。
【００３１】
シールリング１４の液溝１４ｂは一定角度の範囲内に形成されていて、残る範囲には形成されておらず、これによって、従来であればシールリング１４の周方向において不均一な力が液体によって作用するが、これを前記のように付勢部材１６ごとに付勢力を調整する構成を採用することによって、シールリング１４のマニホールド１１に対する密着力を周方向において均一化することができる。その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、規定以上の漏れ（潤滑液としての漏れは必要）を防止できるので、液を効率よく使用することが可能となる。
【００３２】
さて、図２に示したように、液供給リング１３の上面は、図示しないベースとの間に設けられた昇降機構２１０によって、昇降可能となっている。このような昇降機構２１０としては、油圧やエア圧等によって駆動される伸縮シリンダ２１１や、モータによって駆動されるボールねじ機構等を用いることができる。
本実施の形態においては、昇降機構２１０により、液供給リング１３をマニホールド１１の下面に対して昇降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１に接触させたり離間させたりできるようになっている。
【００３３】
ここで、マニホールド１１は、回転体１と同様に回転軸３に保持されており、回転体１と一体的に回転する。これに対し、液供給リング１３およびシールリング１４は、図示しないベース側に固設されており、マニホールド１１とともに回転しないようになっている。
【００３４】
このような構成において、溝１３ａには、外部の送液機構１７から、供給孔１３ｂを通して液が送り込まれるようになっている。溝１３ａに液が送り込まれると、この液はシールリング１４の孔１４ｃから液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出するようになっている。
【００３５】
そして、回転体１が回転しながら、前段側の装置からＰＥＴボトル１００を受け取り、グリッパ５で保持した後、所定の位置でノズル１０から液をＰＥＴボトル１００に向けて噴出し始め、このＰＥＴボトル１００が所定の位置まで回転した時点でノズル１０からの液の噴出を停止するようになっている。このためシールリング１４の液溝１４ｂは、液供給リング１３において全周ではなく、その一部の所定角度の範囲に形成されている。これにより、マニホールド１１の回転により、ＰＥＴボトル１００を保持したグリッパ５が、液溝１４ｂが形成されている範囲の一端に到達したときに、液が液溝１４ｂからポート１２に流れ込んでノズル１０からの液の噴出を開始し、液溝１４ｂが形成されている範囲の他端に到達してポート１２が液溝１４ｂから外れたときに、液の噴出を終了する。
【００３６】
このとき、シールリング１４とマニホールド１１との間には、シール部材２０３が設けられているため、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から規定量以上の液の漏出を塞ぐことができる。さらに、固定リング２００により液供給リング１３に固定されているため、シール部材２０３によるシール性を確実に発揮することができ、液の圧力によって液がシールリング１４と液供給リング１３の隙間に入り込み、シールリング１４を必要以上の力で押し上げるような現象も防止できる。
【００３７】
このような殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、装置起動時においては、装置のコントローラに予めプログラミングされたプログラムに基づき、以下のような動作を行う。
まず、図６に示すように、昇降機構２１０により液供給リング１３を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態としておく。そして、まず液の供給を開始し、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれ、シールリング１４の液溝１４ｂから溢れ出すまでその状態を維持する。これにより、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部が液によって濡れる。この後、昇降機構２１０により液供給リング１３を上昇させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを、回転を開始しているマニホールド１１の下面に密着させるようにする。すると、液はシールリング１４の液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出する。
【００３８】
上述したように、シール部材２０３および固定リング２００により、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐことができるので、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液が無駄に流出することもなく、液を効率よく使用することができる。
また、昇降機構２１０を備えることにより、装置起動時においては、マニホールド１１を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とすることで、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らした後に、これを上昇させてマニホールド１１に密着させることができる。これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００３９】
なお、上記第一の実施の形態において、固定リング２００およびシール部材２０３を備えるようにしたが、固定リング２００、シール部材２０３のいずれか一方のみで、液供給リング１３とシールリング１４との隙間からの液の漏出を十分に防ぐことができるのであれば、固定リング２００、シール部材２０３の一方のみを備えるようにしても良い。
また、固定リング２００を硬質ゴム製等とし、シールリング１４を固定する機能と、液の漏出を防ぐ機能の双方を満たすような構成とすることも可能である。
【００４０】
〔第二の実施の形態〕
次に、第二の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
図７に示すように、本実施の形態においては、液供給リング１３の溝１３ａに収容されたシールリング１４の下面にピストンプレート２２０が一体に設けられている。このピストンプレート２２０は、溝１３ａの平面形状に対応した外形形状を有しており、中央部には液を通すための貫通孔が形成されたドーナツ状とされている。ピストンプレート２２０の外周部にはシール部材２２１が設けられ、ピストンプレート２２０の外周面と溝１３ａの内周面との間のシール性を保つようになっている。
ここで、溝１３ａの幅は、溝１３ａの底部から所定の高さの部分までがピストンプレート２２０の幅より小さく形成され、これによってピストンプレート２２０は、溝１３ａ内で上下方向に移動可能とされてはいるものの、溝１３ａ内で一定の深さ以上への移動が規制されている。これにより、溝１３ａ内において、ピストンプレート２２０の下方には、断面積がシールリング１４の孔１４ｃよりも大きなチャンバー部２２２が形成された構成となっている。このチャンバー部２２２には、ポンプ等により、液が供給管２２３を介して送り込まれるようになっている。
【００４１】
また、第一の実施の形態における固定リング２００とほぼ同様の構成を有した規制リング２３０が、マニホールド１１に設けられている。ただし、本実施の形態における規制リング２３０は、前記固定リング２００と同様、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを上方に突出させることができるよう、それぞれ断面逆Ｌ字状の内外二重の内側リング２３１、外側リング２３２からなるが、この規制リング２３０の下側において、シールリング１４は、上下方向に一定寸法移動可能となっている。つまり規制リング２３０は、シールリング１４の上方への一定寸法以上の移動を規制する機能を果たしている。
【００４２】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、図８に示すように、装置起動時には、ピストンプレート２２０およびシールリング１４の自重により、これらは溝１３ａ内で下降し、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面から離間した状態となっている。
この状態で液の供給を開始すると、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれる。このとき、溝１３ａ内のピストンプレート２２０の下側のチャンバー部２２２に液が溜まると、シールリング１４の孔１４ｃの断面積がチャンバー部２２２よりも小さいために、シールリング１４の下面に液圧が作用し、ピストンプレート２２０およびシールリング１４を押し上げる。これによってピストンプレート２２０上のシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に密着する。このとき、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に接触するまでの間に、送り込まれた液はシールリング１４の液溝１４ｂから溢れ出し、シール壁１４ａ、１４ａの上部が液によって濡れるようになっている。
そして、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に密着した状態となった後、最終的には、液はポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出し、ＰＥＴボトル１００内の殺菌やすすぎが行われる。
【００４３】
このようにして、ピストンプレート２２０およびシールリング１４を上下動可能としておき、液圧を用いてピストンプレート２２０およびシールリング１４を持ち上げてマニホールド１１の下面に密着させることで、シールリング１４によるシール性を高めることができる。
また、ピストンプレート２２０に設けられたシール部材２２１により、シールリング１４と液供給リング１３との隙間から液の漏出を塞ぐことができるので、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液が無駄に流出することもなく、液を効率よく使用することができる。
また、装置起動時においては、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とし、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らした後に、これを上昇させてマニホールド１１に密着させることができるようになっている。これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態においては、ピストンプレート２２０を上下動させるための液圧として、殺菌やすすぎのためにノズル１０から噴出する液の圧力を用いるようにしたが、この液とは別系統の液圧付与機構を備えるようにしても良い。すなわち、別途に設けたシリンダ機構等により、ピストンプレート２２０の下側に供給する液圧をコントロールすることで、ピストンプレート２２０を上下動させるのである。
この場合、ピストンプレート２２０を、周方向に間隔を隔てて設けた複数本のシリンダ機構によって支持し、それぞれのシリンダ機構でピストンプレート２２０に圧力をポンプ等で個別にコントロールする。
このような構成とすれば、ピストンプレート２２０に付与する圧力の分布を周方向において調整することができる。液溝１４ｂが一定角度の範囲内のみに形成されるためにシールリング１４の周方向において不均一な力が作用してしまうのを防ぎ、シールリング１４とマニホールド１１との間の力を周方向において均一化することができる。その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、液を効率よく使用することが可能となる。
【００４５】
〔第三の実施の形態〕
次に、第三の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一、第二の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一、第二の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
図９に示すように、本実施の形態においては、第一の実施の形態と同様、液供給リング１３の溝１３ａにシールリング１４が収容され、このシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面にマニホールド２４０の下面が所定の圧力によって密着するようになっている。ここで、液供給リング１３、シールリング１４は、図示しないベース側に固定されており、上記第一の実施の形態とは異なり昇降しないようになっている。
マニホールド２４０は、第一の実施の形態で示したマニホールド１１と同様の構成に加え、ブローアウト溝２４１を備えている。このブローアウト溝２４１は、シールリング１４とマニホールド２４０との間から液を敢えて外部に流出させるためのものである。このため、ブローアウト溝２４１は、マニホールド２４０の下面において、一端がシール壁１４ａ、１４ａよりも内側に位置するように設けられ、そこからシール壁１４ａ、１４ａよりも外側に至るように形成されている。このようなブローアウト溝２４１は、マニホールド２４０の周方向において複数箇所設けても良いが、少なくとも１箇所に設ければ良い。
【００４６】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、装置起動時に、液の供給を開始すると、外部の送液機構１７から溝１３ａに送り込まれた液は、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上端レベルにまで到達すると、ブローアウト溝２４１から外部に流出する。この状態で、マニホールド２４０が回転し始めると、ブローアウト溝２４１もマニホールド２４０と一体に回転し、これによってシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部が、回転しながらブローアウト溝２４１から流れ出る液によって濡れるようになっている。
これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００４７】
〔第四の実施の形態〕
次に、第四の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一〜第三の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一〜第三の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
シールリング１４のマニホールド１１に対する密着力を周方向において均一化するため、上記第一の実施の形態では、付勢部材１６の付勢力を調整する機構、上記第二の実施の形態では、液供給リング１３の溝１３ａを複数に分割して区分し、各区分ごとでピストンプレート２２０に付与する液圧を個別にコントロール構成を提案したが、本実施の形態においては、これらに代わる構成を示す。
【００４８】
すなわち、図１０に示すように、シールリング１４には、液溝１４ｂが、前述したように、ノズル１０から一定角度の範囲内のみで液の噴出を行い、残る範囲では液の噴出を停止するため、周方向の一定角度の範囲のみに形成されていて、残る範囲には形成されていない。本実施の形態においては、この、液溝１４ｂが形成されていない範囲に、ダミー溝１４ｄを形成する。このダミー溝１４ｄは、マニホールド１１に対し、ポート１２の外周側または内周側にオフセットした位置に形成されている。
そして、ダミー溝１４ｄの底面には、液溝１４ｂと同様、上下に貫通する孔１４ｅが、ダミー溝１４ｄが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【００４９】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれた液は、シールリング１４の孔１４ｃ、１４ｅを通り、液溝１４ｂ、ダミー溝１４ｄに供給される。そして、液溝１４ｂに供給された液はポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出する。
このとき、液溝１４ｂが形成されていない範囲にはダミー溝１４ｄが形成されているため、マニホールド１１とシールリング１４との間においては、この部分でも液圧が作用する。このとき、ダミー溝１４ｄは、マニホールド１１のポート１２に対しオフセットした位置に形成されているため、ダミー溝１４ｄからポート１２に液が供給されることは無く、ダミー溝１４ｄにおける液圧は、ポート１２以外の部分でマニホールド１１に作用する。これによって液溝１４ｂが形成されていない範囲においても液圧をマニホールド１１に作用させることができ、周方向において液圧が平均的に作用するようになっている。
その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、漏れを防止できるので、液を効率よく使用することが可能となる。
【００５０】
なお、上記各実施の形態で示した構成は、適宜組み合わせたり、機能的に不要な構成は省略することが可能である。また、殺菌装置２０、すすぎ装置３０の他の部分の構成については本実施の形態で示した構成に何ら限定する意図はない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施の形態における充填装置の概略構成を示す図である。
【図２】第一の実施の形態における構成を示す図である。
【図３】図２で示した装置の要部の構成を示す展開図である。
【図４】シールリングを分割した例を示す図である。
【図５】シールリングの押し付け力調整機構の例を示す図である。
【図６】図２で示した装置において、起動時の状態を示す図である。
【図７】第二の実施の形態における装置構成を示す図である。
【図８】図７で示した装置において、起動時の状態を示す図である。
【図９】第三の実施の形態における装置構成を示す図である。
【図１０】第四の実施の形態におけるシールリングの構成、装置の要部の構成を示す図である。
【図１１】従来の装置構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…回転体、５…グリッパ（保持具）、１０…ノズル、１１…マニホールド、１２…ポート、１３…液供給リング（リング状部材）、１３ａ…溝、１４…シールリング、１４ａ…シール壁、１４ｂ…液溝、１４ｃ…孔、１４ｄ…ダミー溝、１６…付勢部材、１６ａ…調整ネジ（押し付け力調整機構）、１６ｂ…シム（押し付け力調整機構）、１７…送液機構、２０…殺菌装置（液供給装置）、３０…すすぎ装置（液供給装置）、１００…ＰＥＴボトル（容器）、２００…固定リング（シール固定部材）、２０３…シール部材、２１０…昇降機構、２１１…伸縮シリンダ、２２０…ピストンプレート、２２１…シール部材、２２２…チャンバー部、２２３…供給管、２３０…規制リング、２４０…マニホールド、２４１…ブローアウト溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の殺菌、すすぎ等を行うときに用いるのに適した液供給装置およびその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水等の液体をＰＥＴボトルやガラス瓶、ボトル缶等の容器に充填する装置として、回転式充填装置が用いられている。この回転式充填装置は、回転する円板の外周部に複数の充填バルブを備えており、円板がほぼ１回転する間に、充填バルブから容器内への充填を行う。そして、容器への液体の充填が終了した後、キャッパ（打栓機）により容器へのキャップの装着が行われる。
【０００３】
ところで、飲料水等の場合、雑菌等の容器内への混入を防ぐことが必須であり、このため、クリーンルーム内で、容器殺菌とすすぎ、キャップ殺菌とすすぎ、殺菌された製品液の充填及びキャップ装着といった一連の工程を行ういわゆる無菌充填方式や、充填する液体を高温に加熱しておき、搬送工程でキャッピングされた容器全体を横又は上下倒立させた状態に転倒させて、容器内の液体未接触部位の殺菌をこの液体自体の熱によって行う、高温充填方式が採用されている。
【０００４】
前者の無菌充填方式において、容器殺菌、すすぎを行う装置には、スターホイールと称される回転式の容器搬送機構が備えられ、回転するスターホイールによって容器を周方向に搬送している間に、容器の殺菌・すすぎを行うようになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
図１１に示すように、回転体１は、図示しないベース上に立設され、モータ等によって回転駆動される回転軸３と、この回転軸３の上部に設けられた全体として円盤状のホイール４と、を備えており、回転軸３を回転駆動させることで、ホイール４がほぼ水平面内で回転するようになっている。ホイール４の外周部には、ＰＥＴボトル１００を保持するグリッパ５が、ホイール４の周方向に一定間隔ごとに配置されている。
【０００６】
殺菌装置、すすぎ装置においては、このような回転体１のグリッパ５でＰＥＴボトル１００を上下逆さまに保持した状態で、ＰＥＴボトル１００の口部に対向するように配置されたノズル１０から殺菌あるいはすすぎのための液を噴出し、ＰＥＴボトル１００内の洗浄・殺菌あるいはすすぎを行うようにしている。
【０００７】
このようにグリッパ５に保持されるＰＥＴボトル１００と対向するように設けられたノズル１０から液を噴出するための機構として、殺菌装置、すすぎ装置は以下のような構成を備えている。
すなわち、回転体１の下方に、回転体１と同様、回転軸３に保持された円盤状のマニホールド１１が設けられている。このマニホールド１１の外周部に、前記のノズル１０が、周方向所定間隔ごとに設けられている。マニホールド１１には、ノズル１０に液を送り込むためのポート１２が、周方向所定間隔ごとに形成されている。各ポート１２は、マニホールド１１の外周面と下面とを連通するように形成されており、マニホールド１１の外周面側の開口部にノズル１０が接続されている。
【０００８】
マニホールド１１の下方には、各ポート１２に液を供給するための液供給リング１３が配置されている。液供給リング１３の上面には、リング状の溝１３ａが形成されている。この溝１３ａは上方に開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。
溝１３ａには、シールリング１４がはめ込まれるようになっている。シールリング１４は、下部が溝１３ａに対応した断面形状・寸法を有し、上部には液供給リング１３よりも上方に突出する一対のシール壁１４ａ、１４ａによって形成された液溝１４ｂが形成されている。液溝１４ｂの底面には、上下に貫通する孔１４ｃが、液溝１４ｂが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【０００９】
このような液供給リング１３は、バネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面側に押し付けられ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面がマニホールド１１の下面に密着するようになっている。
そして、溝１３ａには、外部の送液機構１７から、供給孔１３ｂを通して液が送り込まれるようになっている。溝１３ａに液が送り込まれると、この液はシールリング１４の孔１４ｃおよび液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出するようになっている。
【００１０】
このとき、前述のごとく、マニホールド１１は、回転体１と同様に回転軸３に保持されている。これにより、マニホールド１１は、回転体１と一体的に回転する。これに対し、液供給リング１３およびシールリング１４は、図示しない固着手段によって固定されており、マニホールド１１とともに回転せず、これら液供給リング１３およびシールリング１４とマニホールド１１は相対的に回転することになる。これにより、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面はマニホールド１１の下面と摺接することになるため、樹脂等、マニホールド１１との間に生じる摩擦を抑制できる材質で形成されている。
【００１１】
このような殺菌装置、すすぎ装置においては、回転体１が回転しながら、前段側の装置からＰＥＴボトル１００を受け取り、グリッパ５で保持した後、所定の位置でノズル１０から液をＰＥＴボトル１００に向けて噴出し始め、このＰＥＴボトル１００が所定の位置まで回転した時点でノズル１０からの液の噴出を停止するようになっている。このため、シールリング１４の液溝１４ｂは、液供給リング１３において全周ではなく、その一部の所定角度の範囲に形成されている。これにより、マニホールド１１の回転により、ＰＥＴボトル１００に対向したノズル１０が、液溝１４ｂが形成されている範囲の一端に到達したときに、液が液溝１４ｂからポート１２に流れ込んでノズル１０からの液の噴出を開始し、液溝１４ｂが形成されている範囲の他端に到達してポート１２が液溝１４ｂから外れたときに、液の噴出を終了する。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−２６２１５４号公報
【特許文献２】特開２００４−９８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のような従来の回転機構を備えた殺菌装置、すすぎ装置においては、以下に示すような問題が存在した。
液供給リング１３およびシールリング１４は、バネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面に押し付けられている。このとき、殺菌装置やすすぎ装置が運転している状態であれば、供給される液が、相対的に回転するシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面とマニホールド１１の下面との接触部分に入り込み、これによって双方間の潤滑性が保たれている。ところが、殺菌装置やすすぎ装置が長時間停止すると、シール壁１４ａ、１４ａとマニホールド１１の接触部分は乾燥した状態となる。この後、殺菌装置やすすぎ装置を立ち上げる時には、マニホールド１１が回転体１とともに回転しはじめても、液が液溝１４ｂに送り込まれシール壁１４ａ、１４ａとマニホールド１１との接触部分に届くまでの間は液が介在しないため、シールリング１４の上面とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなる。その結果、シールリング１４の過大な摩耗を招いたり、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でびびるような振動を生じることもある。
【００１４】
また、液が供給された状態では、その液圧により、液供給リング１３とシールリング１４との間にも液が入り込もうとする。すると、液供給リング１３とシールリング１４との隙間を通り、液が外部に溢れ出すことになり、これによってシールリング１４によるシール力を液圧によってコントロールするのが困難となる。また、この漏れにより、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液量が減少することになる。漏れが生じても、ノズル１０から十分な量の液を吹き出すには、液圧あるいは液量を増大させるしかなく、液の消費量が増えることになり、不経済である。
【００１５】
さらに、前述したように、シールリング１４において、液溝１４ｂは、シールリング１４の周方向の一部のみに形成されている。ノズル１０から液を噴出しているときには、液の圧力により、付勢部材１６によって上方に付勢されているシールリング１４をマニホールド１１から下方に押し下げるような力が発生するが、液溝１４ｂの無い部分ではこの液の圧力は発生しないため、シールリング１４の周方向において、不均一な力が作用することになる。これにより、シールリング１４はマニホールド１１に対して傾くような状態となって、シールリング１４とマニホールド１１との隙間が周方向の一部で開き、ここから液が漏れてしまうという問題がある。この現象によっても、ノズル１０から十分な量の液を吹き出すには液圧あるいは液量を増大させるしかなく、液の消費量が増えることになり、不経済であるという問題が伴う。
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、装置の起動時におけるシールリングの摩耗や振動を抑えるとともに、容器の殺菌やすすぎのための液を効率よく利用することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的のもとになされた本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置であり、殺菌やすすぎのために用いるのに適したものである。このような液供給装置は、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、液供給装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすため、シールリングをマニホールドに対して昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする。
このような昇降機構を備えることで、液供給装置の起動時にはシールリングをマニホールドに対して下降させ、非接触の状態としておき、外部から供給された液を、リング状部材の溝を介し、シールリングの液溝に満たして溢れさせると、シールリングのマニホールドに対する接触部分が液で濡れ、潤滑性が確保される。この状態で昇降機構によりシールリングを上昇させてマニホールドに密着させれば、回転体とともに回転するマニホールドとシールリングとの間の摩擦を低減できる。
【００１７】
昇降機構としては、様々なものを用いることが可能であるが、リング状部材およびシールリングをマニホールドに対して昇降させるため、リング状部材の周方向複数箇所に設けられた伸縮シリンダを用いることができる。
また、リング状部材の溝内にシールリングを上下動可能に収容し、溝とシールリングとの間に供給した液の圧力によりシールリングを溝内でマニホールドに対して昇降させる構成とすることもできる。
【００１８】
シールリングに形成された液溝が、シールリングの周方向の一部のみに形成されているときには、シールリングをマニホールドに押し付ける力の周方向における分布を調整できる押し付け力調整機構を備えれば、液溝が形成されている部分と液溝が形成されていない部分におけるシールリングのマニホールドに対する密着力を均一化することができる。液が液溝に供給された状態では、液圧によりシールリングをマニホールドから引き離そうとする方向の力が作用し、液溝が形成されていない部分ではこの力が作用しないために、結果的にシールリングのマニホールドに対する押し付け力が不均一となってしまうが、これを、押し付け力調整機構で調整し、均一化することで、シールリングとマニホールドとの間からの液漏れを防止するのである。
リング状部材をマニホールド側に付勢する付勢部材が、リング状部材の周方向に間隔を隔てて複数設けられる場合、押し付け力調整機構として、付勢部材のそれぞれにおける付勢力を独立して調整可能な構成とすることもできる。
この他、液溝が形成されていない部分にも、液圧が作用するよう、ダミーの液溝等を設けることも有効である。
【００１９】
また、リング状部材の溝内に収容されたシールリングのマニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材をさらに備えるのも好ましい。これにより、リング状部材の溝とシールリングとの間に入り込んだ液の圧力によってシールリングがリング状部材の溝から浮き上がるのを防止でき、この部分からの液漏れが防止できる。
さらに、リング状部材の溝とシールリングとの間に、液の漏出を防ぐためのシール部材を備えるのも好ましい。
【００２０】
本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置であって、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびこのノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、液供給装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすため、シールリングとマニホールドの隙間から液を外部に流出させるブローアウト溝と、を備えることを特徴とする液供給装置とすることもできる。
このような構成では、液供給装置の起動時に、ブローアウト溝を通し、シールリングとマニホールドの隙間から液を外部に流出させる。すると、このブローアウト溝から流出する液に、相対的に回転するシールリングまたはマニホールドが接触し、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすことができる。これによって、シールリングのマニホールドに対する接触部分の潤滑性が確保される。この状態で昇降機構によりシールリングを上昇させてマニホールドに密着させれば、回転体とともに回転するマニホールドとシールリングとの間の摩擦を低減できる。
【００２１】
本発明は、回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、回転体を回転させて容器を搬送しながら容器内に液を供給する液供給装置の起動方法とすることもできる。ここで、この方法の対象となる液供給装置は、回転体と一体に回転し、それぞれの保持具に保持された容器に液を供給するためのノズルおよびノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、リング状部材の溝に収容され、上部がリング状部材よりも上方に突出してリング状部材とマニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、マニホールドに設けられたポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、シール壁の内側に外部から供給された液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、を備えたものである。このような液供給装置を起動するとき、シールリングをマニホールドから離間させるステップと、シールリングの液溝に液を供給し、液溝から液を溢れさせるステップと、シールリングをマニホールドに密着させ、液溝からポートに液を送り込み、ノズルから容器内への液の供給を開始するステップと、を含むことを特徴とする。
このような一連の動作は、オペレータの手動操作によって行っても良いが、液供給装置のコントローラに予めプログラミングしておき、起動時に自動的に行われるようにするのが好ましい。
また、マニホールドとシールリングは、相対的に離間・接近すればよいのであって、シールリング側を昇降させる構成に限らず、マニホールド側を昇降させることで上記動作を実現しても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、装置の起動時に、シールリングのマニホールドに対する接触部分を液で濡らすことで、シールリングとマニホールドが乾燥状態で接触するのを防ぎ、シールリングのマニホールドに対する摩擦を低減してシールリングの摩耗や振動を抑えることができる。また、リング状部材の溝からのシールリングの浮き上がりを防止することで、リング状部材とシールリングとの間からの液漏れを防止でき、またシールリングのマニホールドに対する密着力の均一化を図ることでシールリングとマニホールドとの間からの液漏れを防止でき、その結果、殺菌や洗浄のための液を効率よく利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１は、本実施の形態における飲料充填機の全体構成を説明するための図である。図１に示す飲料充填機は、主に無菌充填方式に適用されるものである。
図１に示すように、飲料充填機は、容器を殺菌する殺菌装置（液供給装置）２０、容器をすすぐすすぎ装置（液供給装置）３０、容器に液体を充填する充填装置４０、液体が充填された容器にキャップを装着するキャッパ（図示省略）を主に備えている。
これら殺菌装置２０、すすぎ装置３０、充填装置４０、キャッパ間には、搬送スターホイール６０等が設けられ、これによって、容器の受け渡し等が行われるようになっている。
無菌充填方式の場合、このような飲料充填機は、その全体が所定以上のクリーン度に維持されたクリーンルーム内に設置される。
【００２４】
殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、ＰＥＴボトル（容器）１００は上下反転させた状態で殺菌・すすぎが行われるようになっており、このため、殺菌装置２０の入口側、すすぎ装置３０の出口側には、容器を上下反転させる機構が備えられている。このような機構としては、前記特許文献１、２に示されたような構成を採用すればよい。
そして、殺菌装置２０、すすぎ装置３０は、それぞれ、以下に示すような回転機構を備えている。ここで、図１１に示した構成と共通する構成については、同符号を付してその説明を省略する。
図２、図３に示すように、ＰＥＴボトル１００を保持するグリッパ５が周方向に一定間隔ごとに設けられた回転体１の下方に、円盤状のマニホールド１１が設けられている。これら回転体１とマニホールド１１は、図示しないモータ等によって回転駆動される回転軸３に取り付けられている。
マニホールド１１の外周部には、グリッパ（保持具）５と対向する位置に、グリッパ５に保持されたＰＥＴボトル１００に液を噴出するノズル１０が設けられており、このノズル１０は、マニホールド１１に形成されたポート１２に接続されている。
【００２５】
マニホールド１１の下方には、各ポート１２に液を供給するための液供給リング（リング状部材）１３が配置されている。液供給リング１３の上面には、リング状の溝１３ａが形成されている。この溝１３ａは上方に開口した略Ｕ字状の断面形状を有している。
溝１３ａには、樹脂等からなるシールリング１４がはめ込まれるようになっている。シールリング１４は、下部が溝１３ａに対応した断面形状・寸法を有し、上部には液供給リング１３よりも上方に突出する一対のシール壁１４ａ、１４ａによって形成された液溝１４ｂが形成されている。シールリング１４の液溝１４ｂは、前述したように、ノズル１０から一定角度の範囲内のみで液の噴出を行い、残る範囲では液の噴出を停止するため、周方向の一定角度の範囲のみに形成されていて、残る範囲には形成されていない。液溝１４ｂの底面には、上下に貫通する孔１４ｃが、液溝１４ｂが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【００２６】
ここで、シールリング１４は、図４に示すように、周方向において複数に分割しておくのも好ましい。これにより、メンテナンス時等に、回転体１やマニホールド１１等を外すことなく、シールリング１４を回転軸３から横方向に引き抜いて交換等を行うことが可能となる。このとき、シールリング１４の分割位置は、液溝１４ｂの形成されていない部分とするのが好ましい。液溝１４ｂが形成されている部分で分割する場合、そのジョイント部分においてはシール性を確保するためシール材等を配するのが好ましい。
【００２７】
そして、マニホールド１１には、シールリング１４を液供給リング１３に固定するための固定リング（シール固定部材）２００が設けられている。この固定リング２００は、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを上方に突出させた状態で、シールリング１４を保持・固定できるよう、内外二重の内側リング２０１、外側リング２０２からなり、これら内側リング２０１、外側リング２０２は、断面略逆Ｌ字状で、シール壁１４ａ、１４ａの両側でシールリング１４を押さえ、液供給リング１３の溝１３ａの内外周上面にボルト等によって固定されるようになっている。
【００２８】
また、図２に示したように、シールリング１４には、マニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐシール部材２０３が、溝１３ａの内周側、外周側とシールリング１４の底面との間に設けられている。
【００２９】
このような液供給リング１３は、図示しないベースとの間に設けられたバネ等の付勢部材１６によって、マニホールド１１の下面側に押し付けられ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面がマニホールド１１の下面に密着するようになっている。
【００３０】
このような付勢部材１６は、液供給リング１３の周方向においてほぼ等間隔に複数が配置されている。このとき、複数の付勢部材１６間において、その付勢力を独立して調整できる押し付け力調整機構を備えるようにするのが好ましい。
複数の付勢部材１６間において、その付勢力を独立して調整できるようにするには、付勢部材１６のバネのセット長さを調整し、プリロードを調整可能とすればよい。これには、図５に示すように、付勢部材１６のセット長さを調整する調整ネジ１６ａ（図５（ａ）参照）やシム１６ｂ（図５（ｂ）参照）を用いればよい。
【００３１】
シールリング１４の液溝１４ｂは一定角度の範囲内に形成されていて、残る範囲には形成されておらず、これによって、従来であればシールリング１４の周方向において不均一な力が液体によって作用するが、これを前記のように付勢部材１６ごとに付勢力を調整する構成を採用することによって、シールリング１４のマニホールド１１に対する密着力を周方向において均一化することができる。その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、規定以上の漏れ（潤滑液としての漏れは必要）を防止できるので、液を効率よく使用することが可能となる。
【００３２】
さて、図２に示したように、液供給リング１３の上面は、図示しないベースとの間に設けられた昇降機構２１０によって、昇降可能となっている。このような昇降機構２１０としては、油圧やエア圧等によって駆動される伸縮シリンダ２１１や、モータによって駆動されるボールねじ機構等を用いることができる。
本実施の形態においては、昇降機構２１０により、液供給リング１３をマニホールド１１の下面に対して昇降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１に接触させたり離間させたりできるようになっている。
【００３３】
ここで、マニホールド１１は、回転体１と同様に回転軸３に保持されており、回転体１と一体的に回転する。これに対し、液供給リング１３およびシールリング１４は、図示しないベース側に固設されており、マニホールド１１とともに回転しないようになっている。
【００３４】
このような構成において、溝１３ａには、外部の送液機構１７から、供給孔１３ｂを通して液が送り込まれるようになっている。溝１３ａに液が送り込まれると、この液はシールリング１４の孔１４ｃから液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出するようになっている。
【００３５】
そして、回転体１が回転しながら、前段側の装置からＰＥＴボトル１００を受け取り、グリッパ５で保持した後、所定の位置でノズル１０から液をＰＥＴボトル１００に向けて噴出し始め、このＰＥＴボトル１００が所定の位置まで回転した時点でノズル１０からの液の噴出を停止するようになっている。このためシールリング１４の液溝１４ｂは、液供給リング１３において全周ではなく、その一部の所定角度の範囲に形成されている。これにより、マニホールド１１の回転により、ＰＥＴボトル１００を保持したグリッパ５が、液溝１４ｂが形成されている範囲の一端に到達したときに、液が液溝１４ｂからポート１２に流れ込んでノズル１０からの液の噴出を開始し、液溝１４ｂが形成されている範囲の他端に到達してポート１２が液溝１４ｂから外れたときに、液の噴出を終了する。
【００３６】
このとき、シールリング１４とマニホールド１１との間には、シール部材２０３が設けられているため、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から規定量以上の液の漏出を塞ぐことができる。さらに、固定リング２００により液供給リング１３に固定されているため、シール部材２０３によるシール性を確実に発揮することができ、液の圧力によって液がシールリング１４と液供給リング１３の隙間に入り込み、シールリング１４を必要以上の力で押し上げるような現象も防止できる。
【００３７】
このような殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、装置起動時においては、装置のコントローラに予めプログラミングされたプログラムに基づき、以下のような動作を行う。
まず、図６に示すように、昇降機構２１０により液供給リング１３を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態としておく。そして、まず液の供給を開始し、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれ、シールリング１４の液溝１４ｂから溢れ出すまでその状態を維持する。これにより、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部が液によって濡れる。この後、昇降機構２１０により液供給リング１３を上昇させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを、回転を開始しているマニホールド１１の下面に密着させるようにする。すると、液はシールリング１４の液溝１４ｂを通ってポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出する。
【００３８】
上述したように、シール部材２０３および固定リング２００により、シールリング１４とマニホールド１１との隙間から液の漏出を塞ぐことができるので、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液が無駄に流出することもなく、液を効率よく使用することができる。
また、昇降機構２１０を備えることにより、装置起動時においては、マニホールド１１を下降させ、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とすることで、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らした後に、これを上昇させてマニホールド１１に密着させることができる。これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００３９】
なお、上記第一の実施の形態において、固定リング２００およびシール部材２０３を備えるようにしたが、固定リング２００、シール部材２０３のいずれか一方のみで、液供給リング１３とシールリング１４との隙間からの液の漏出を十分に防ぐことができるのであれば、固定リング２００、シール部材２０３の一方のみを備えるようにしても良い。
また、固定リング２００を硬質ゴム製等とし、シールリング１４を固定する機能と、液の漏出を防ぐ機能の双方を満たすような構成とすることも可能である。
【００４０】
〔第二の実施の形態〕
次に、第二の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
図７に示すように、本実施の形態においては、液供給リング１３の溝１３ａに収容されたシールリング１４の下面にピストンプレート２２０が一体に設けられている。このピストンプレート２２０は、溝１３ａの平面形状に対応した外形形状を有しており、中央部には液を通すための貫通孔が形成されたドーナツ状とされている。ピストンプレート２２０の外周部にはシール部材２２１が設けられ、ピストンプレート２２０の外周面と溝１３ａの内周面との間のシール性を保つようになっている。
ここで、溝１３ａの幅は、溝１３ａの底部から所定の高さの部分までがピストンプレート２２０の幅より小さく形成され、これによってピストンプレート２２０は、溝１３ａ内で上下方向に移動可能とされてはいるものの、溝１３ａ内で一定の深さ以上への移動が規制されている。これにより、溝１３ａ内において、ピストンプレート２２０の下方には、断面積がシールリング１４の孔１４ｃよりも大きなチャンバー部２２２が形成された構成となっている。このチャンバー部２２２には、ポンプ等により、液が供給管２２３を介して送り込まれるようになっている。
【００４１】
また、第一の実施の形態における固定リング２００とほぼ同様の構成を有した規制リング２３０が、マニホールド１１に設けられている。ただし、本実施の形態における規制リング２３０は、前記固定リング２００と同様、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａを上方に突出させることができるよう、それぞれ断面逆Ｌ字状の内外二重の内側リング２３１、外側リング２３２からなるが、この規制リング２３０の下側において、シールリング１４は、上下方向に一定寸法移動可能となっている。つまり規制リング２３０は、シールリング１４の上方への一定寸法以上の移動を規制する機能を果たしている。
【００４２】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、図８に示すように、装置起動時には、ピストンプレート２２０およびシールリング１４の自重により、これらは溝１３ａ内で下降し、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面から離間した状態となっている。
この状態で液の供給を開始すると、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれる。このとき、溝１３ａ内のピストンプレート２２０の下側のチャンバー部２２２に液が溜まると、シールリング１４の孔１４ｃの断面積がチャンバー部２２２よりも小さいために、シールリング１４の下面に液圧が作用し、ピストンプレート２２０およびシールリング１４を押し上げる。これによってピストンプレート２２０上のシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に密着する。このとき、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に接触するまでの間に、送り込まれた液はシールリング１４の液溝１４ｂから溢れ出し、シール壁１４ａ、１４ａの上部が液によって濡れるようになっている。
そして、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａがマニホールド１１の下面に密着した状態となった後、最終的には、液はポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出し、ＰＥＴボトル１００内の殺菌やすすぎが行われる。
【００４３】
このようにして、ピストンプレート２２０およびシールリング１４を上下動可能としておき、液圧を用いてピストンプレート２２０およびシールリング１４を持ち上げてマニホールド１１の下面に密着させることで、シールリング１４によるシール性を高めることができる。
また、ピストンプレート２２０に設けられたシール部材２２１により、シールリング１４と液供給リング１３との隙間から液の漏出を塞ぐことができるので、液溝１４ｂを通りノズル１０へと供給される液が無駄に流出することもなく、液を効率よく使用することができる。
また、装置起動時においては、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａをマニホールド１１の下面から離間した状態とし、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部を液で濡らした後に、これを上昇させてマニホールド１１に密着させることができるようになっている。これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態においては、ピストンプレート２２０を上下動させるための液圧として、殺菌やすすぎのためにノズル１０から噴出する液の圧力を用いるようにしたが、この液とは別系統の液圧付与機構を備えるようにしても良い。すなわち、別途に設けたシリンダ機構等により、ピストンプレート２２０の下側に供給する液圧をコントロールすることで、ピストンプレート２２０を上下動させるのである。
この場合、ピストンプレート２２０を、周方向に間隔を隔てて設けた複数本のシリンダ機構によって支持し、それぞれのシリンダ機構でピストンプレート２２０に圧力をポンプ等で個別にコントロールする。
このような構成とすれば、ピストンプレート２２０に付与する圧力の分布を周方向において調整することができる。液溝１４ｂが一定角度の範囲内のみに形成されるためにシールリング１４の周方向において不均一な力が作用してしまうのを防ぎ、シールリング１４とマニホールド１１との間の力を周方向において均一化することができる。その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、液を効率よく使用することが可能となる。
【００４５】
〔第三の実施の形態〕
次に、第三の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一、第二の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一、第二の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
図９に示すように、本実施の形態においては、第一の実施の形態と同様、液供給リング１３の溝１３ａにシールリング１４が収容され、このシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上面にマニホールド２４０の下面が所定の圧力によって密着するようになっている。ここで、液供給リング１３、シールリング１４は、図示しないベース側に固定されており、上記第一の実施の形態とは異なり昇降しないようになっている。
マニホールド２４０は、第一の実施の形態で示したマニホールド１１と同様の構成に加え、ブローアウト溝２４１を備えている。このブローアウト溝２４１は、シールリング１４とマニホールド２４０との間から液を敢えて外部に流出させるためのものである。このため、ブローアウト溝２４１は、マニホールド２４０の下面において、一端がシール壁１４ａ、１４ａよりも内側に位置するように設けられ、そこからシール壁１４ａ、１４ａよりも外側に至るように形成されている。このようなブローアウト溝２４１は、マニホールド２４０の周方向において複数箇所設けても良いが、少なくとも１箇所に設ければ良い。
【００４６】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、装置起動時に、液の供給を開始すると、外部の送液機構１７から溝１３ａに送り込まれた液は、シールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上端レベルにまで到達すると、ブローアウト溝２４１から外部に流出する。この状態で、マニホールド２４０が回転し始めると、ブローアウト溝２４１もマニホールド２４０と一体に回転し、これによってシールリング１４のシール壁１４ａ、１４ａの上部が、回転しながらブローアウト溝２４１から流れ出る液によって濡れるようになっている。
これにより、装置起動時に、シールリング１４とマニホールド１１の下面との接触部分の摩擦が大きくなるのを防ぎ、シールリング１４の過大な摩耗や、シールリング１４とマニホールド１１との接触部分でのびびるような振動の発生を抑えることができる。
【００４７】
〔第四の実施の形態〕
次に、第四の実施の形態について説明する。ここでは、上記第一〜第三の実施の形態で示した構成と異なる構成についてのみ説明し、上記第一〜第三の実施の形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
シールリング１４のマニホールド１１に対する密着力を周方向において均一化するため、上記第一の実施の形態では、付勢部材１６の付勢力を調整する機構、上記第二の実施の形態では、液供給リング１３の溝１３ａを複数に分割して区分し、各区分ごとでピストンプレート２２０に付与する液圧を個別にコントロール構成を提案したが、本実施の形態においては、これらに代わる構成を示す。
【００４８】
すなわち、図１０に示すように、シールリング１４には、液溝１４ｂが、前述したように、ノズル１０から一定角度の範囲内のみで液の噴出を行い、残る範囲では液の噴出を停止するため、周方向の一定角度の範囲のみに形成されていて、残る範囲には形成されていない。本実施の形態においては、この、液溝１４ｂが形成されていない範囲に、ダミー溝１４ｄを形成する。このダミー溝１４ｄは、マニホールド１１に対し、ポート１２の外周側または内周側にオフセットした位置に形成されている。
そして、ダミー溝１４ｄの底面には、液溝１４ｂと同様、上下に貫通する孔１４ｅが、ダミー溝１４ｄが連続する方向において所定間隔ごとに複数形成されている。
【００４９】
このような構成を有する殺菌装置２０、すすぎ装置３０においては、外部の送液機構１７から液が溝１３ａに送り込まれた液は、シールリング１４の孔１４ｃ、１４ｅを通り、液溝１４ｂ、ダミー溝１４ｄに供給される。そして、液溝１４ｂに供給された液はポート１２に流れ込み、ノズル１０から噴出する。
このとき、液溝１４ｂが形成されていない範囲にはダミー溝１４ｄが形成されているため、マニホールド１１とシールリング１４との間においては、この部分でも液圧が作用する。このとき、ダミー溝１４ｄは、マニホールド１１のポート１２に対しオフセットした位置に形成されているため、ダミー溝１４ｄからポート１２に液が供給されることは無く、ダミー溝１４ｄにおける液圧は、ポート１２以外の部分でマニホールド１１に作用する。これによって液溝１４ｂが形成されていない範囲においても液圧をマニホールド１１に作用させることができ、周方向において液圧が平均的に作用するようになっている。
その結果、シールリング１４がマニホールド１１に対して傾くようなこともなくなり、漏れを防止できるので、液を効率よく使用することが可能となる。
【００５０】
なお、上記各実施の形態で示した構成は、適宜組み合わせたり、機能的に不要な構成は省略することが可能である。また、殺菌装置２０、すすぎ装置３０の他の部分の構成については本実施の形態で示した構成に何ら限定する意図はない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施の形態における充填装置の概略構成を示す図である。
【図２】第一の実施の形態における構成を示す図である。
【図３】図２で示した装置の要部の構成を示す展開図である。
【図４】シールリングを分割した例を示す図である。
【図５】シールリングの押し付け力調整機構の例を示す図である。
【図６】図２で示した装置において、起動時の状態を示す図である。
【図７】第二の実施の形態における装置構成を示す図である。
【図８】図７で示した装置において、起動時の状態を示す図である。
【図９】第三の実施の形態における装置構成を示す図である。
【図１０】第四の実施の形態におけるシールリングの構成、装置の要部の構成を示す図である。
【図１１】従来の装置構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…回転体、５…グリッパ（保持具）、１０…ノズル、１１…マニホールド、１２…ポート、１３…液供給リング（リング状部材）、１３ａ…溝、１４…シールリング、１４ａ…シール壁、１４ｂ…液溝、１４ｃ…孔、１４ｄ…ダミー溝、１６…付勢部材、１６ａ…調整ネジ（押し付け力調整機構）、１６ｂ…シム（押し付け力調整機構）、１７…送液機構、２０…殺菌装置（液供給装置）、３０…すすぎ装置（液供給装置）、１００…ＰＥＴボトル（容器）、２００…固定リング（シール固定部材）、２０３…シール部材、２１０…昇降機構、２１１…伸縮シリンダ、２２０…ピストンプレート、２２１…シール部材、２２２…チャンバー部、２２３…供給管、２３０…規制リング、２４０…マニホールド、２４１…ブローアウト溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記液供給装置の起動時に、前記シールリングの前記マニホールドに対する接触部分を前記液で濡らすため、前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させる昇降機構と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、前記リング状部材および前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させるため前記リング状部材の周方向複数箇所に設けられた伸縮シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の液供給装置。
【請求項３】
前記昇降機構として、前記リング状部材の前記溝内に前記シールリングを上下動可能に収容し、前記溝と前記シールリングとの間に供給した前記液の圧力により前記溝内で前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液供給装置。
【請求項４】
前記シールリングに形成された前記液溝が、前記シールリングの周方向の一部のみに形成されているとき、前記シールリングを前記マニホールドに押し付ける力の周方向における分布を調整できる押し付け力調整機構を備え、前記液溝が形成されている部分と前記液溝が形成されていない部分における前記シールリングの前記マニホールドに対する密着力を均一化することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項５】
前記リング状部材の前記溝内に収容された前記シールリングの前記マニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項６】
前記リング状部材の前記溝と前記シールリングとの間に、前記液の漏出を防ぐためのシール部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項７】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記液供給装置の起動時に、前記シールリングの前記マニホールドに対する接触部分を前記液で濡らすため、前記シールリングと前記マニホールドの隙間から前記液を外部に流出させるブローアウト溝と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項８】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記リング状部材の前記溝内に収容された前記シールリングの前記マニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項９】
前記リング状部材の前記溝と前記シールリングとの間に、前記液の漏出を防ぐためのシール部材を備えることを特徴とする請求項８に記載の液供給装置。
【請求項１０】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が周方向の一部のみに形成されたシールリングと、
前記シールリングの前記液溝が形成されている部分と前記液溝が形成されていない部分における、前記シールリングの前記マニホールドに対する押し付け力を均一化するための押し付け力調整機構が備えられていることを特徴とする液供給装置。
【請求項１１】
前記リング状部材を前記マニホールド側に付勢する付勢部材が、前記リング状部材の周方向に間隔を隔てて複数設けられるとともに、
前記押し付け力調整機構として、前記付勢部材のそれぞれにおける付勢力が独立して調整可能とされていることを特徴とする請求項１０に記載の液供給装置。
【請求項１２】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置の起動方法であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、を備えた前記液供給装置を起動するとき、
前記シールリングを前記マニホールドから離間させるステップと、
前記シールリングの前記液溝に前記液を供給し、前記液溝から前記液を溢れさせるステップと、
前記シールリングを前記マニホールドに密着させ、前記液溝から前記ポートに前記液を送り込み、前記ノズルから前記容器内への前記液の供給を開始するステップと、
を含むことを特徴とする液供給装置の起動方法。
【請求項１】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記液供給装置の起動時に、前記シールリングの前記マニホールドに対する接触部分を前記液で濡らすため、前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させる昇降機構と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、前記リング状部材および前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させるため前記リング状部材の周方向複数箇所に設けられた伸縮シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の液供給装置。
【請求項３】
前記昇降機構として、前記リング状部材の前記溝内に前記シールリングを上下動可能に収容し、前記溝と前記シールリングとの間に供給した前記液の圧力により前記溝内で前記シールリングを前記マニホールドに対して昇降させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液供給装置。
【請求項４】
前記シールリングに形成された前記液溝が、前記シールリングの周方向の一部のみに形成されているとき、前記シールリングを前記マニホールドに押し付ける力の周方向における分布を調整できる押し付け力調整機構を備え、前記液溝が形成されている部分と前記液溝が形成されていない部分における前記シールリングの前記マニホールドに対する密着力を均一化することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項５】
前記リング状部材の前記溝内に収容された前記シールリングの前記マニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項６】
前記リング状部材の前記溝と前記シールリングとの間に、前記液の漏出を防ぐためのシール部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液供給装置。
【請求項７】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記液供給装置の起動時に、前記シールリングの前記マニホールドに対する接触部分を前記液で濡らすため、前記シールリングと前記マニホールドの隙間から前記液を外部に流出させるブローアウト溝と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項８】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、
前記リング状部材の前記溝内に収容された前記シールリングの前記マニホールド側への変位を規制するためのシール固定部材と、
を備えることを特徴とする液供給装置。
【請求項９】
前記リング状部材の前記溝と前記シールリングとの間に、前記液の漏出を防ぐためのシール部材を備えることを特徴とする請求項８に記載の液供給装置。
【請求項１０】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が周方向の一部のみに形成されたシールリングと、
前記シールリングの前記液溝が形成されている部分と前記液溝が形成されていない部分における、前記シールリングの前記マニホールドに対する押し付け力を均一化するための押し付け力調整機構が備えられていることを特徴とする液供給装置。
【請求項１１】
前記リング状部材を前記マニホールド側に付勢する付勢部材が、前記リング状部材の周方向に間隔を隔てて複数設けられるとともに、
前記押し付け力調整機構として、前記付勢部材のそれぞれにおける付勢力が独立して調整可能とされていることを特徴とする請求項１０に記載の液供給装置。
【請求項１２】
回転体の周方向に複数備えた保持具のそれぞれで容器を保持し、前記回転体を回転させて前記容器を搬送しながら前記容器内に液を供給する液供給装置の起動方法であって、
前記回転体と一体に回転し、それぞれの前記保持具に保持された前記容器に前記液を供給するためのノズルおよび前記ノズルに連続したポートを周方向に複数備えた円盤状のマニホールドと、
周方向に連続した溝を備えたリング状部材と、
前記リング状部材の前記溝に収容され、上部が前記リング状部材よりも上方に突出して前記リング状部材と前記マニホールドとの間に挟みこまれるように設けられるとともに、前記マニホールドに設けられた前記ポートの内周側と外周側とにおいてそれぞれ周方向に連続するように設けられたシール壁を有し、前記シール壁の内側に外部から供給された前記液が満たされる液溝が形成されたシールリングと、を備えた前記液供給装置を起動するとき、
前記シールリングを前記マニホールドから離間させるステップと、
前記シールリングの前記液溝に前記液を供給し、前記液溝から前記液を溢れさせるステップと、
前記シールリングを前記マニホールドに密着させ、前記液溝から前記ポートに前記液を送り込み、前記ノズルから前記容器内への前記液の供給を開始するステップと、
を含むことを特徴とする液供給装置の起動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１００１３０（Ｐ２００８−１００１３０Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８２５５５（Ｐ２００６−２８２５５５）
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【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５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【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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