【実施例1】
【0021】
本実施例1に係る電子線滅菌設備1は、
図2に示すように、ペットボトル6を搬送しながら当該ペットボトル6の外面を滅菌するための外面滅菌用搬送装置2(搬送装置2の一例である)と、この外面滅菌用搬送装置2から受け渡されたペットボトル6を搬送しながら当該ペットボトル6の内面を滅菌するための内面滅菌用搬送装置4とが設けられる。なお、この内面滅菌用搬送装置4は、上記実施の形態における他の搬送装置4の一例である。上記電子線滅菌設備1は、さらに、外面電子線照射装置3、すなわち、上記外面滅菌用搬送装置2に搬送されているペットボトル6の外面に電子線を照射して滅菌する装置が設けられる。
図2において、符号Aは外面滅菌用搬送装置2が上流側からペットボトル6を受け取る位置を示し、符号Bはペットボトル6の外面が滅菌される位置を示し、符号Cは外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置を示し、符号Dは内面滅菌用搬送装置4がペットボトル6を下流側に受け渡す位置を示す。ここで、
図3〜
図7は、ペットボトル6が搬送される経路上において上流側から下流側を見た側面図である。また、
図3は符号Bでの位置を示し、
図4および
図5は符号Bから符号Cまでの間の位置を示し(
図4が上流側で
図5が下流側)、
図6は符号Cでの位置を示し、
図7は符号Cから符号Dまでの間の位置を示す。
[外面の滅菌に関する構成]
【0022】
上記外面滅菌用搬送装置2は、
図2に示すように、平面視で時計回りに回転する円板状の外面滅菌用ターンテーブル20と、この外面滅菌用ターンテーブル20の外周部に等ピッチで多数配置されてペットボトル6を搬送するための外面滅菌用搬送ユニット21〜23とを有する。
【0023】
上記外面滅菌用搬送ユニット21〜23は、それぞれ、ペットボトル6の開口部7を封止しながら内から保持する内封保持具21と、ペットボトル6の口部8を外から保持する外面滅菌用グリッパ22(外保持具の一例である)と、上記内封保持具21および外面滅菌用グリッパ22をそれぞれ適切な位置にする保持位置調整器23とを有する。この保持位置調整器23は、
図3に示すように、外面滅菌用ターンテーブル20の外方側で内封保持具21を出退および昇降させる出退昇降機構24と、外面滅菌用ターンテーブル20の外方側で外面滅菌用グリッパ22を出退させる出退機構25とを有する。
【0024】
上記内封保持具21は、
図3に示すように、出退昇降機構24から外面滅菌用ターンテーブル20の外方側に延びる水平バー31と、この水平バー31の先端部(外面滅菌用ターンテーブル20の外方側における先端部)で鉛直に配置されたピン32と、このピン32の下端部に配置された膨縮部33と、上記ピン32の上端部に配置された磁気ローラ34とを有する。また、上記内封保持具21は、
図3〜
図5に示すように、膨縮部33を膨張させることでペットボトル6の開口部7を内から封止しながら保持する一方、
図6および
図7に示すように、膨縮部33を縮小させることでペットボトル6の開口部7から抜き取り得る状態にするものである。さらに、上記内封保持具21は、上記ペットボトル6の内部における菌が上記開口部7から拡散しないようする機能を持つ部品から構成され、例えば、ゴムや樹脂などの弾性体を使用した保持具も含む。上記内封保持具21の膨縮部33は、自ら膨張および縮小するものに限られず、外力によって変形して開口部7を内から保持するものでもよい。上記内封保持具21は、
図6に示すように、磁気ローラ34が磁気ガイド36(詳しくは後述する)に沿って相対移動することで、当該磁気ローラ34とともにピン32および膨縮部33が鉛直軸Zの回りに自転するものである。このようなピン32および膨縮部33の自転(回転)は、磁気ローラ34および磁気ガイド36によるものに限られず、ギヤおよびラック、または、ベルトおよびプーリによるものでもよい。上記外面滅菌用グリッパ22は、
図3から
図4に示すように、外面滅菌用ターンテーブル20の外方側に、つまりペットボトル6側にグリップアーム29を有し、このグリップアーム29によりペットボトル6の口部8を外から把持する構成である。
【0025】
上記出退昇降機構24は、水平バー31を、外面滅菌用搬送装置2が上流側からペットボトル6を受け取る位置で退入および上昇させた状態(膨縮部33が開口部7を封止しない状態)にし、ペットボトル6の外面が滅菌される位置で
図3に示す突出および下降させた状態(膨縮部33が開口部7を封止する状態)にし、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置で
図6に示す再び退入および上昇させた状態(膨縮部33が開口部7を封止しない状態)にするものである。なお、
図6に示すように、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置での水平バー31は、上記出退昇降機構24により、内面電子線照射装置43(詳しくは後述する)からの電子線が膨縮部33にも照射される位置に調整される。一方で、上記出退機構25は、
図2に示すように、外面滅菌用グリッパ22を、外面滅菌用搬送装置2が上流側からペットボトル6を受け取る位置で突出させた状態にし、ペットボトル6の外面が滅菌される位置で退入させた状態にし、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置で再び突出させた状態にするものである。上記出退昇降機構24および出退機構25は、いずれも、所定の位置で水平バー31および外面滅菌用グリッパ22を出退および昇降させるので、例えば制御用のカムなどを有する。なお、上記外面滅菌用グリッパ22は、ペットボトル6の回転時に当該ペットボトル6との接触部において摺動が発生しない機能を有するものである。この機能を確実に有するようにするために、上記出退機構25に代えて、または上記出退機構25に加えて、上記外面滅菌用グリッパ22のグリップアーム29を開閉させる開閉機構を、上記保持位置調整器23が有してもよい。
[内面の滅菌に関する構成]
【0026】
上記内面滅菌用搬送装置4は、
図2に示すように、平面視で反時計回りに回転する円板状の内面滅菌用下段ターンテーブル40と、この内面滅菌用下段ターンテーブル40の外周部に等ピッチで多数配置されてペットボトル6を搬送するための内面滅菌用搬送ユニット44〜46とを有する。また、上記内面滅菌用搬送装置4は、
図5〜
図7に示すように(
図2では省略)、内面滅菌用下段ターンテーブル40の上方に、当該内面滅菌用下段ターンテーブル40と同心の内面滅菌用上段ターンテーブル41と、上記内面滅菌用下段ターンテーブル40および内面滅菌用上段ターンテーブル41の回転を同期させる柱体42と、この内面滅菌用上段ターンテーブル41の外周部に等ピッチで多数配置されてペットボトル6の内面に電子線を照射して滅菌する内面電子線照射装置43とを有する。この内面電子線照射装置43は、そのノズル43nの先端から電子線を照射するものであり、当該ノズル43nの先端を下方に向けて配置される。
【0027】
上記内面滅菌用搬送ユニット44〜46は、
図5〜
図7に示すように、ペットボトル6の口部8を外から保持する内面滅菌用グリッパ44と、この内面滅菌用グリッパ44に取り付けられた鉛直バー45と、この鉛直バー45とともに内面滅菌用グリッパ44を昇降させる昇降装置46とを有する。上記内面滅菌用グリッパ44は、上記外面滅菌用グリッパ22と同様の構成であり、ペットボトル6側にグリップアーム49を有する。
【0028】
上記内面滅菌用上段ターンテーブル41は、
図5〜
図7に示すように、上記内面電子線照射装置43を取り付ける固定具47を有する。上記固定具47は、
図6および
図7に示すように、内面滅菌用グリッパ44に把持されたペットボトル6の開口部7の直上方に内面電子線照射装置43が位置するように配置される。
図6に示すように、ペットボトル6が搬送される経路上における、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置には、電子線滅菌設備1の天面となる上面フレーム11から(床面となるベースプレート12からでもよい)支持具37を介して磁気ガイド36が設けられる。この磁気ガイド36は、外面滅菌用搬送装置2(具体的には外面滅菌用グリッパ22)からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4(具体的には内面滅菌用グリッパ44)に受け渡される際に、磁気ローラ34と面するように配置される。
【0029】
上記昇降装置46は、鉛直バー45を、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置で
図6に示す下降させた状態にし、ペットボトル6の内面を滅菌する位置で
図7に示すノズル43nが開口部7を介してペットボトル6の内部に入るまで上昇させた状態にし、内面滅菌用搬送装置4からペットボトル6を下流側に受け渡す位置で再び下降させた状態にするものである。また、上記昇降装置46は、所定の位置で鉛直バー45を昇降させるので、例えば制御用のカムなどを有する。
次に、上記電子線滅菌設備1の作用について説明する。
【0030】
図2に示すように、符号Aの位置で外面滅菌用搬送装置2がペットボトル6を受け取ると、外面滅菌用ターンテーブル20の回転に伴って、ペットボトル6が符号Bの位置を経て符号Cの位置まで時計回りに搬送される。符号Cの位置で外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡されると、内面滅菌用下段ターンテーブル40の回転に伴って、ペットボトル6が符号Dの位置まで反時計回りに搬送される。
【0031】
符号Aの位置ではペットボトル6が外面滅菌用グリッパ22に把持されるが、符号Bの位置までに、水平バー31が突出および下降することで、ペットボトル6が内封保持具21に保持された後、外面滅菌用グリッパ22が退入してペットボトル6の把持を解除する。すなわち、符号Aの位置から符号Bの位置までに、ペットボトル6が外面滅菌用グリッパ22から内封保持具21に持ち替えられる。その状態のまま、ペットボトル6は符号Bを通過することにより、
図3に示すように、外面が滅菌される。ここで、図示しない他の磁気ガイドにより磁気ローラ34がピン32および膨縮部33とともに鉛直軸Zの回りに回転し、この回転により膨縮部33に保持されているペットボトル6も回転する。結果として、ペットボトル6の外面の全てに電子線が照射されて滅菌される。
【0032】
符号Bの位置から符号Cの位置までに、外面滅菌用グリッパ22が突出してペットボトル6を把持する。すなわち、ペットボトル6は、
図4に示すように、内封保持具21に保持されたまま、外面滅菌用グリッパ22に再び把持される。
【0033】
符号Cの位置では、
図5から
図6に示すように、膨縮部33が縮小してペットボトル6の開口部7から抜き取られるが、この間、開口部7の直上方まで移動する内面電子線照射装置43のノズル43nから、開口部7に向けて電子線の照射が続けられる。これにより、ペットボトル6の開口部7から拡散しようとする菌が死滅するので、この際の内面電子線照射装置43が上記実施の形態における菌拡散防止手段5として作用する。なお、この際に、
図6に示すように、回転するピン32および膨縮部33が、内面電子線照射装置43からの電子線の照射により滅菌される。
【0034】
符号Cの位置から符号Dの位置までに、
図7に示すように、昇降装置46によりペットボトル6が上昇し、開口部7を介してノズル43nがペットボトル6の内部に入る。この間、内面電子線照射装置43のノズル43nから、ペットボトル6の内面に向けて電子線の照射が続けられる。これにより、ペットボトル6の内面の全てに電子線が照射されて滅菌される。
符号Dの位置では、滅菌されたペットボトル6が下流側に受け渡される。
【0035】
このように、上記電子線滅菌設備1によると、ペットボトル6の内部からの菌が内面電子線照射装置43からの電子線により死滅されるので、滅菌された外面を汚染することはなく、その結果、簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
【0036】
また、封止が解除されながら、ピン32および膨縮部33が内面電子線照射装置43により滅菌されるので、ピン32および膨縮部33に付着した菌がペットボトル6に落下してペットボトル6の外面を汚染することはなく、その結果、簡素な構成でペットボトル6の外面をより確実に滅菌することができる。
【0037】
さらに、ペットボトル6の内面に電子線を照射して滅菌するための内面電子線照射装置43が菌拡散防止手段5として作用するので、菌拡散防止手段5として別途の装置を設ける必要がなく、その結果、より簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
【実施例2】
【0038】
以下、本実施例2に係る電子線滅菌設備1について
図8〜
図10に基づき詳細に説明する。
【0039】
本実施例2に係る電子線滅菌設備1は、菌拡散防止手段5が、上記実施例1で説明した内面電子線照射装置43ではなく、別途の電子線照射装置である。なお、本実施例2において、上記実施例1と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0040】
図8に示すように、外面滅菌用ターンテーブル20の外周部で各外面滅菌用搬送ユニット21〜23の近傍に、外面滅菌用グリッパ22に把持されたペットボトル6の開口部7に電子線を照射する開口部電子線照射装置51が、菌拡散防止手段5として設けられる。より具体的には、
図9に示すように、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される際における、ペットボトル6の開口部7から膨縮部33までの延長線上に、開口部電子線照射装置51が配置される。
【0041】
この開口部電子線照射装置51から、
図8に示すように、内封保持具21の内封が解除される際に、ペットボトル6の開口部7および膨縮部33に向けて電子線が照射される。電子線の照射は、
図9から
図10に示すように、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡された後、内面電子線照射装置43により内面が滅菌される直前まで続けられる。これにより、ペットボトル6の開口部7から拡散しようとする菌が死滅するので、開口部電子線照射装置51が上記実施の形態における菌拡散防止手段5として作用する。なお、この際に、
図6に示すように、回転するピン32および膨縮部33が内面電子線照射装置43からの電子線の照射により滅菌される。また、ペットボトル6の内部からの菌は、
図8および
図9に示すように、開口部電子線照射装置51からの電子線により死滅させるので、内面電子線照射装置43からの電子線により死滅させる必要はない。
【0042】
このように、本実施例2に係る電子線滅菌設備1によると、ペットボトル6の内部からの菌が開口部電子線照射装置51からの電子線により死滅されるので、滅菌された外面を汚染することはなく、その結果、簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
【0043】
また、封止が解除されながら、ピン32および膨縮部33が開口部電子線照射装置51により滅菌されるので、ピン32および膨縮部33に付着した菌がペットボトル6に落下してペットボトル6の外面を汚染することはなく、その結果、簡素な構成でペットボトル6の外面をより確実に滅菌することができる。
【0044】
さらに、ペットボトル6の内部からの菌を内面電子線照射装置43からの電子線により死滅させる必要がないので、内面電子線照射装置43からの電子線の出力を小さくでき、その結果、内面電子線照射装置43を簡素にすることが可能なので、より簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
【実施例3】
【0045】
以下、本実施例3に係る電子線滅菌設備1について
図11および
図12に基づき詳細に説明する。
【0046】
本実施例3に係る電子線滅菌設備1は、菌拡散防止手段5が、上記実施例1および2で説明した電子線照射装置43,51ではなく、ペットボトル6の開口部7から内部の菌を吸引するものである。なお、本実施例3において、上記実施例1および2と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0047】
図11に示すように、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡される位置において、ペットボトル6の口部8が側方から上方にかけて整流カバー55で覆われている。この整流カバー55は、上記位置よりも、内封保持具21に接触しない程度の上流側から、昇降装置46により上昇しているペットボトル6に接触しない程度の下流側まで(
図12参照)わたされる。上記整流カバー55には、その内側における気体を吸引する吸引機56が接続される。
【0048】
内封保持具21の内封が解除された直後に、吸引機56および整流カバー55により、ペットボトル6の内部の気体が菌ごと吸引される。整流カバー55により、ペットボトル6の内部の気体が効率よく吸引されるだけでなく、吸引されている気体の菌がペットボトル6の外面にペットボトル6に落下してペットボトル6の外面を汚染することはない。これにより、吸引機56および整流カバー55が上記実施の形態における菌拡散防止手段5として作用する。
【0049】
このように、本実施例3に係る電子線滅菌設備1によると、ペットボトル6の内部からの菌が吸引機56および整流カバー55により吸引されるので、滅菌された外面を汚染することはなく、その結果、簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
また、菌拡散防止手段5としての電子線照射装置が不要となるので、より簡素な構成でペットボトル6の外面を確実に滅菌することができる。
【0050】
ところで、上記実施の形態および実施例1〜3では、内保持具の一例として内封保持具21について説明したが、ペットボトル6の開口部7を完全に封止しないものでもよい。勿論、内保持具として内封保持具21を用いることで、より確実にペットボトル6の内部における菌が開口部7から拡散しないので、簡素な構成でペットボトル6の外面をより確実に滅菌することができる。
【0051】
また、上記実施例1〜3では、外面滅菌用搬送装置2からペットボトル6が内面滅菌用搬送装置4に受け渡されるとして説明したが、ペットボトル6が直接的に外面滅菌用搬送装置2から内面滅菌用搬送装置4に受け渡される構成に限られない。例えば、ペットボトル6が外面滅菌用搬送装置2から他の搬送装置4を介して内面滅菌用搬送装置に受け渡される構成でもよい。
【0052】
さらに、菌拡散防止手段5として、上記実施例1では内面電子線照射装置43、上記実施例2では開口部電子線照射装置51、上記実施例3では吸引機56について説明したが、これら43,51,56を適宜組み合わせたものでもよい。また、上記実施例で説明した構成のうち、上記実施の形態で説明した構成以外については、任意の構成であり、適宜削除および変更することが可能である。
【0053】
加えて、上記実施例1〜3では、外面滅菌用搬送装置2からのペットボトル6の受け渡しの際に当該ペットボトル6を保持するものとして、外面滅菌用グリッパ22のようなグリッパについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、内封保持具21で保持されたペットボトル6を固定部材などにより受け渡すような、グリッパを用いない構成でもよい。
【0054】
また、上記実施例2では、開口部電子線照射装置51が外面滅菌用ターンテーブル20に設けられるとして説明したが、これに限定されるものではなく、上面フレーム11またはベースプレート12など他のものに設けられてもよい。