JPH0940082A - 無菌システム用キャッパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無菌充填システム用キャッパの本体部を外部か
ら完全に遮断する。 【解決手段】密閉室１４の底部プレート１２を貫通して
筒状の昇降ケース１８が摺動自在に嵌合している。これ
ら両者１２，１８の摺動部にはじゃばら３０が装着され
て気密を保持している。昇降ケース１８はカム２０によ
って昇降される。昇降ケース１８内にはスピンドル３２
が相対的に昇降かつ回転可能に嵌合している。このスピ
ンドル３２の下端には、キャップを保持するチャック３
８が固定されている。スピンドル３２の下部側の傾斜部
３２ｂが昇降ケース１８の内面の傾斜面１８ａに上方か
ら密着してシール可能になっている。スピンドル３２は
スプリング３６によって昇降ケース１８に対して常時下
方に付勢されている。キャッピングを行なう際には、ス
ピンドル３２を、昇降ケース１８に対し上昇させ、サー
ボモータ４８によって回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無菌システム用キャ
ッパに係り、例えば、クリーンルーム内に充填機等とと
もに配置され、無菌状態で充填およびキャッピングを行
なう無菌充填システム等に用いられるキャッパに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】充填機やキャッパ等をクリーンルーム内
に収容し、無菌環境内で、容器内へ液体の充填およびキ
ャッピングを行なうようにした無菌充填システムは従来
から知られている。このような無菌充填システム内に設
けられるキャッパは、液体が充填された容器内に雑菌や
潤滑用のオイルあるいは塵埃等の異物が侵入しないよう
に、これらの異物を発生させるキャッパの本体部をその
他の部分から隔離してクリーンな環境を維持する必要が
ある。このようなクリーンな環境を維持するために、キ
ャッパの回転駆動部あるいは摺動部等を本体カバー内に
収容し、このカバー内を吸引し排気することにより、液
体が充填された容器内に異物が侵入しないようにしたキ
ャッパの排気装置がすでに提案されている（特開平４−
２０１８９３号公報）。

【０００３】上記公報に記載されたキャッパの排気装置
は、「キャッパ本体カバー１の外側に、ロールオンチャ
ック２の下部まで覆うように固定用排気ダクト３を設
け、キャッパＣの上部において、該固定用排気ダクト３
の上部を絞りダクトホース４と連結し、このダクトホー
ス４を天井５に貫通固定し、排気ブロアに接続してあ
る。」そして、このように構成したことにより、「ロー
ルオンチャックから発生するミストを吸引し排気するこ
とができるので特に充填室へのミスト飛散がなくなり、
クリーン度が維持され、容器内へのミストの侵入を防ぎ
得る。」というものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
キャッパの排気装置では、キャッパ本体カバー１の外側
を覆う固定用排気ダクト３の上部にダクトホース４を連
結し、固定用排気ダクト３の内部を吸引し排気するよう
にしているが、キャッパ本体カバー１および排気ダクト
３の下方側は開放した状態になっており、キャッパ本体
カバー１の内部の回転部や摺動部から発生する異物や、
潤滑用のオイルあるいは細菌等が飛散して下方の容器内
に侵入してしまうおそれがあった。

【０００５】本発明は上記問題点を除くためになされた
もので、キャッピングを行なうときだけは、キャッピン
グヘッドの回転を可能にするために一部を開放するが、
キャッピングを行なっていない間は、密閉カバーの内部
を完全に密封した状態にしておくことにより、異物や潤
滑用のオイル、細菌等が容器内に侵入することを防止す
ることを可能にした無菌システム用キャッパを提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無菌システ
ム用キャッパは、内部が密閉された室の底面を昇降可能
に貫通する筒状のケースと、この筒状ケースを昇降させ
る昇降手段と、上記密閉室の底面と筒状のケースとの摺
動部を封止する封止手段と、筒状ケース内でこのケース
に対し相対的に昇降可能なスピンドルと、スピンドルを
常時下方へ付勢するスプリングと、このスピンドルを回
転させる回転手段と、スピンドルの下端に設けられたキ
ャップ保持手段と、上記スピンドルが筒状ケースに対し
相対的に下降した際に密着して両者の間隙を閉塞し、上
昇した際に開放するシール部とを備えている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基いて本発明の実施
の形態について説明する。図１は本発明に係る無菌シス
テム用キャッパの実施の形態の一例を示す縦断面図であ
り、このキャッパは、図示しない充填機等とともにクリ
ーンルーム内に配置されて無菌充填システムを構成して
いる。キャッパの中央部には、筒状の固定軸２が直立し
て配置され、この筒状固定軸２の下部側の外周に、テー
ブルシャフト４が嵌合されている。このテーブルシャフ
ト４の外周面に回転テーブル６が固定されており、これ
ら回転テーブル６およびテーブルシャフト４は、筒状固
定軸２の周囲を一体的に回転する。この回転テーブル６
上には、図示しない容器搬送コンベアおよびスターホイ
ール等を介して、上流側の充填機によって内部に液体が
充填された容器が所定間隔で供給され、後に説明するキ
ャッピング機構によってキャッピングが行なわれる。

【０００８】テーブルシャフト４の上部外周には、筒状
のスライドコラム８が嵌合され、このスライドコラム８
の上端に形成されたフランジ部８ａ上に、回転密閉カバ
ー１０とその底面をなす環状の底部プレート１２から構
成された密閉室１４が固定されている。これら密閉室１
４およびスライドコラム８は、上記テーブルシャフト４
および回転テーブル６と一体的に回転する。なお、密閉
室１４およびスライドコラム８は、容器のサイズに応じ
て高さを調整するために、テーブルシャフト４および回
転テーブル６に対して昇降可能になっている。また、ス
ライドコラムの下端には、オイル止めシール８ｂが装着
されており、密閉室１４内から潤滑用のオイルその他の
異物が洩れ出さないようになっている。

【０００９】上記密閉室１４の底部プレート１２には、
複数のキャッピング機構（全体として符号１６により示
す）が円周方向等間隔で設けられている。これらキャッ
ピング機構１６について、拡大して示す図２により説明
する。底部プレート１２に形成された円孔１２ａ内に円
筒状の昇降ケース１８が摺動自在に嵌合している。この
昇降ケース１８の上端にはカムフォロア２０が取付けら
れている。上記中央の固定筒２の上端に固定された連結
筒２２およびこの連結筒２２の下部に一体的に固定され
た外筒２４を介して、上記キャッピング機構１６の内周
側に昇降カム２６が配置されており、上記昇降ケース１
８のカムフォロア２０がこの昇降カム２６に係合して昇
降される。なお、上方の連結筒２２の内面にはキー２８
が固定され、中央の固定筒２の外周に形成された軸方向
のキー溝２ａ内に係合しており、連結筒２２、外筒２４
および昇降カム２６等はキー２８によって回転が規制さ
れるとともに、上記密閉室１４の昇降に伴って固定筒２
に対して昇降できるようになっている。

【００１０】昇降ケース１８の密閉室１４の外部に出て
いる下端部と、上記密閉室１４の底部プレート１２の下
面との間にじゃばら３０が伸縮自在に装着されており、
密閉室１４の内部と外部のクリーンルーム側との気密が
保持され、底部プレート１２の円孔１２ａの内周面と昇
降ケース１８の外周面との間の摺動部から、雑菌やオイ
ルその他の異物が洩れ出さないようになっている。

【００１１】昇降ケース１８の内部には、スピンドル３
２が回転可能に、かつ相対的に昇降可能に嵌合してい
る。上記昇降ケース１８の下部内面には、テーパ状の傾
斜面１８ａが形成されている。一方、スピンドル３２の
昇降ケース１８内に位置している部分の下部寄りには、
大径部３２ａと下方に向けてテーパ状になった傾斜部３
２ｂとが形成されている。このスピンドル３２に設けら
れた傾斜部３２ｂの傾きは上記昇降ケース１８の傾斜面
１８ａの傾きとほぼ一致しており、昇降ケース１８に対
してスピンドル３２が相対的に下降すると、スピンドル
３２の傾斜部３２ｂが昇降ケース１８の傾斜面１８ａ上
に密着する。これらスピンドル３２の傾斜部３２ｂと昇
降ケース１８の傾斜面１８ａの少なくともいずれか一方
にシールパッキン３４が固着されており、上記のように
両者１８ａ，３２ｂが密着すると、このシールパッキン
３４によって密閉室１４の内部と外部とを完全に遮断す
ることができるようになっている。

【００１２】上記スピンドル３２の下部寄りに形成され
ている大径部３２ａの上面と、昇降ケース１８の内面に
形成されている凹部の段部１８ｂとの間にヘッド荷重用
のスプリング３６が装着されて、上記スピンドル３２を
昇降ケース１８に対して常時下方へ付勢しており、通常
は、スピンドル３２の傾斜部３２ｂが昇降ケース１８の
傾斜面１８ａに圧接されている。スピンドル３２の下端
の上記昇降ケース１８から下方へ突出している部分に
は、キャップ（図示せず）を保持するチャック３８が固
定されており、スピンドル３２の回転によってキャップ
を容器の口部に螺合する。なお、チャック３８の上部に
は、キャップを取り出す際の緩衝用のスプリング４０が
配置されている。

【００１３】スピンドル３２の上部３２ｃは筒状になっ
ており、その筒状の上部３２ｃの内面にはスプラインが
形成されている。密閉室１４の底部プレート１２上に
は、直立した固定ロッド４２，４３が設けられており、
これらのロッド４２，４３の上部に、スペーサ４２ａ，
４３ａを介して所定の間隔を隔てた２枚の環状プレート
４４，４６が固定されている。下方の環状プレート４６
の中央には大径の孔４６ａが形成されており、この中央
の孔４６ａ内を上記固定筒２の上端に固定された連結筒
２２が間隙を隔てて挿通されている。また、上方の環状
プレート４４の内周側は、ボールベアリング４７を介し
て上記連結筒２２の外周に回転可能に支持されており、
これら上下２枚の環状プレート４４，４６は、密閉室１
４の回転に伴って一体的に回転する。

【００１４】２枚の環状プレート４４，４６のうちの下
方の環状プレート４６には、サーボモータ４８が取付け
られている。このサーボモータ４８の出力軸に、ジョイ
ント５０を介して、上記スピンドル３２を回転させるス
プライン軸５２が連結されており、このスプライン軸５
２と上記スピンドル３２の筒状上部３２ｃ内に形成され
たスプラインとが結合されて回転を伝達するようになっ
ている。従って、サーボモータ４８を運転することによ
り、スプライン軸５２を介してスピンドル３２を回転す
ることができ、また、上方に配置されたサーボモータ４
８に対してスピンドル３２を昇降させることができる。

【００１５】上記回転密閉カバー１０の上面には内外を
貫通する穴１０ａが形成され、この穴１０ａ内にロータ
リマニホールド５４が固定されている。このロータリマ
ニホールド５４は、下部に固定された垂直の支持部材５
６、水平プレート５８および垂直の支持部材６０等を介
して、上記上側の環状プレート４４上に取付け支持され
ている。ロータリマニホールド５４の軸芯に形成されて
いる貫通孔内に、ロータリコネクタ６２の上部に固定さ
れた通路部材６３が貫通されている。通路部材６３内に
は上下に貫通するエア通路６３ａが形成されており、こ
のエア通路６３ａの上方側は、じゃばら６４を介して上
方の給排気パイプ６６に接続されている。

【００１６】ロータリマニホールド５４の内面とロータ
リコネクタ６２の上部に固定されている通路部材６３の
外面との間には、ボールベアリング６８，６９が配置さ
れ、固定側のロータリコネクタ６２および給排気パイプ
６６に対し、密閉室１４に固定されているロータリマニ
ホールド５４側が回転自在に支持されている。ロータリ
コネクタ６２の上部に固定された通路部材６３の、ロー
タリマニホールド５４の上方へ突出している部分の外面
に、上方のベアリング６８が取付けられている部分を覆
うカバー７０が固定されている。このカバー７０は、回
り止め部材７２を介して固定側７４に連結されてロータ
リコネクタ６２側の回転を規制している。

【００１７】ロータリコネクタ６２の上部の通路部材６
３内には、軸方向のオイル通路６３ｂが形成されてい
る。このオイル通路６３ｂは、通路穴６３ｃを介して通
路部材６３の外面に開口しており、一方、ロータリマニ
ホールド５４の内周面のこの通路穴６３ｃに対応する位
置には、環状溝５４ａが形成されその上下にＯリングが
嵌着されて環状溝５４ａ内の液密を保持している。この
環状溝５４ａは、オイラー給油用配管７６を介して、上
方の環状プレート４４上に取付けられているオイラー７
８に接続されている。このオイラー７８は、配管８０等
を介して、密閉室１４の内部に設けられているベアリン
グ等の回転部および摺動部等にオイルを送って潤滑する
ようになっている。

【００１８】上記構成に係るキャッパの作動について説
明する。通常のキャッピング運転を行なう際には、密閉
室１４の上部に接続されている給排気パイプ６６を介し
て、密閉室１４内の排気を行ないその内部を弱い負圧に
しておく。このキャッパの上流側に設けられている充填
機において所定量の液体が充填された容器は、容器搬送
コンベアによって搬送され、スターホイール等を介して
このキャッパ内に供給される。キャッパの回転テーブル
６上には円周方向等間隔でびん台が設けられており、各
びん台上に充填済みの容器が順次載置される。各びん台
の上方には、上述の構成を有するキャッピング機構１６
がそれぞれ配設されており、各キャッピング機構１６の
スピンドル３２の下端に取付けられているチャック３８
が、図示しないキャップ供給手段から供給されたキャッ
プを受取って保持する。その後、下方の回転テーブル６
および上方の密閉室１４が一体的に回転しつつ、上記容
器にキャッピングを行なう。

【００１９】びん台上に容器が供給される位置では、上
記キャッピング機構１６の昇降ケース１８は昇降カム２
６によって上昇されており、また、スピンドル３２は、
ヘッド荷重用のスプリング３６によって下方へ付勢さ
れ、その大径部３２ａの下側に形成されている傾斜部３
２ｂが昇降ケース１８の下部内面に形成されている傾斜
面１８ａに押付けられて、昇降ケース１８と一体として
上昇している。この時には、両者１８ａ，３２ｂ間のシ
ールパッキン３４によって昇降ケース１８の密閉室１４
の内部側と外部側とは完全にシールされている。

【００２０】昇降ケース１８の外周面と密閉室１４の底
部プレート１２に形成されている円孔１２ａとの間の摺
動部は、両者１２，１８間に取付けられたじゃばら３０
によって密封され、また、昇降ケース１８とスピンドル
３２との間は上記シールパッキン３４によって完全にシ
ールされ、さらに、上記テーブルシャフト４とスライド
コラム８との間も、スライドコラム８の下端に取付けら
れたオイル止めシール８ｂによってシールされているの
で、本機が運転中で、かつ、キャッピングを行なってい
ない状態では、密閉室１４内は外部（図示しないクリー
ンルーム内）と完全に遮断されており、密閉室１４内部
の摺動部あるいは回転部から発生した塵埃等の異物や、
潤滑用のオイル、細菌等が下方の容器を載せている回転
テーブル６上に落下することがなく、無菌状態を維持す
ることができる。

【００２１】密閉室１４および回転テーブル６の回転に
伴って、昇降ケース１８は昇降カム２０により次第に下
方の容器に向かって下降する。スピンドル３２もヘッド
荷重用スプリング３６によって下方へ付勢されているの
で、その下方の傾斜部３２ｂが昇降ケース１８の傾斜面
１８ａに密着してシールした状態のままともに下降す
る。昇降ケース１８およびスピンドル３２が一体的に下
降し、スピンドル３２の下端に取付けられたチャック３
８に保持されているキャップが容器の口部に当ると、昇
降ケース１８が下降を続けているのに対し、スピンドル
３２の下降が規制されるため、スピンドル３２はヘッド
荷重用スプリング３６に抗して、昇降ケース１８に対し
て相対的に上昇する。その結果、密着していたスピンド
ル３２の傾斜部３２ｂと昇降ケース１８の傾斜面１８ａ
との間が離れ、スピンドル３２は回転可能な状態にな
る。このようにスピンドル３２と昇降ケース１８との間
が離れて、密閉室１４の内部と外部とが連通した場合に
も、キャッピング工程中だけという短時間であり、しか
も、上方の給排気パイプ６６を介して密閉室１４内が排
気されて弱い負圧になっているので、密閉室１４内の細
菌や潤滑用オイル等の異物が、密閉室１４の外部に排出
されて容器内に侵入するおそれがない。

【００２２】ここでサーボモータ４８によりスピンドル
３２を回転させ、チャック３８が保持しているキャップ
を所定の締め付けトルクで容器の口部に締め付ける。キ
ャッピングが終了した後、チャック３８はキャップを離
し、昇降ケース１８は昇降カム２０によって上昇され
る。昇降ケース１８が上昇を開始すると、スピンドル３
２はヘッド荷重用スプリング３６によって下方へ付勢さ
れているので、上昇する昇降ケース１８に対して相対的
に下降して、上記傾斜部３２ｂが昇降ケース１８の傾斜
面１８ａに密着して停止し、再び密閉室１４の内部と外
部とを遮断する。液体が充填された容器は、無菌状態が
維持されたままキャッピングが行なわれ、排出スターホ
イールを介して搬送コンベア上に排出される。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、内部
が密閉された室の底面を昇降可能に貫通する筒状のケー
スと、この筒状ケースを昇降させる昇降手段と、上記密
閉室の底面と筒状のケースとの摺動部を封止する封止手
段と、筒状ケース内でこのケースに対し相対的に昇降可
能なスピンドルと、スピンドルを常時下方へ付勢するス
プリングと、このスピンドルを回転させる回転手段と、
スピンドルの下端に設けられたキャップ保持手段と、上
記スピンドルが筒状ケースに対し相対的に下降した際に
密着して両者の間隙を閉塞し、上昇した際に開放するシ
ール部とを備えたことにより、スピンドルを回転させて
キャッピングを行なう間だけは、スピンドルを昇降ケー
スに対し相対的に上昇させて回転可能な状態にし、キャ
ッピングを行なっていない間は、スピンドルを昇降ケー
スに対し相対的に下降させてこれら両者間をシールする
ことにより、キャッパ本体の回転部や摺動部を外部のク
リーンな環境から完全に遮断し、容器内に異物が混入す
ることを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る無菌システム用キャッ
パの縦断面図である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【符号の説明】

１２ 密閉室の底面（底部プレート） １４ 密閉室 １８ 筒状のケース ２６ 昇降手段（昇降カム） ３０ 封止手段（じゃばら） ３２ スピンドル ３４ シール部（シールパッキン） ３６ スプリング ３８ キャップ保持手段（チャック） ４８ 回転手段（サーボモータ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が密閉された室の底面を昇降可能に
   貫通する筒状のケースと、この筒状ケースを昇降させる
   昇降手段と、上記密閉室の底面と筒状のケースとの摺動
   部を封止する封止手段と、筒状ケース内でこのケースに
   対し相対的に昇降可能なスピンドルと、スピンドルを常
   時下方へ付勢するスプリングと、このスピンドルを回転
   させる回転手段と、スピンドルの下端に設けられたキャ
   ップ保持手段と、上記スピンドルが筒状ケースに対し相
   対的に下降した際に密着して両者の間隙を閉塞し、上昇
   した際に開放するシール部とを備えたことを特徴とする
   無菌システム用キャッパ。