内容物充填ボトルの製造方法及びその装置
【課題】底部の凹凸反転によって胴部の減圧変形を防止する内容物充填ボトルの製造において、衛生的に優れ且つ効率良く品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる方法及び装置を提供する。
【解決手段】反転突出部１５が胴部外部に突出状態の空ボトル４に内容物を充填し、ボトル４の口部にキャップ５を嵌着して封止した後に、ボトル４の底部１０にパック２７を装着する。次いで、パック２７が装着されたボトル４の底部をパック２７を介して支持し、下方に突出する反転突出部１５を上方に押圧してボトル４の内方に反転凹入させる。続いて、ボトル４の口部を把持してボトル４からパック２７を分離させる。
【解決手段】反転突出部１５が胴部外部に突出状態の空ボトル４に内容物を充填し、ボトル４の口部にキャップ５を嵌着して封止した後に、ボトル４の底部１０にパック２７を装着する。次いで、パック２７が装着されたボトル４の底部をパック２７を介して支持し、下方に突出する反転突出部１５を上方に押圧してボトル４の内方に反転凹入させる。続いて、ボトル４の口部を把持してボトル４からパック２７を分離させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物充填ボトルの製造方法及びその装置に関し、詳しくは、底部の一部が胴部の軸線方向に外側に突出して形成されており、この突出する部分が胴部内方に反転して凹入自在とされている合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物を充填して充填ボトルを製造する方法、及びその方法を実現する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等の液状内容物を収容する内容物充填用のボトルとして、例えばポリエチレンテレフタレート製のブロー成形ボトル（ＰＥＴボトル）が知られている。
【０００３】
この種のボトルにおいては、キャップにより口部を密封した後に内容物が冷却されると、内容物の体積減少等によりボトル内が減圧状態となり、この影響からボトルの胴部が変形して外観上好ましくない。
【０００４】
このため、充填後の内容物の冷却による内部の減圧に伴う変形を均等に吸収する撓み自在のパネルを胴部に複数形成しておくことが行われている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このようなパネルを設けた場合には、ボトル形状が複雑となってボトルの材料コストが増加する。
【０００５】
そこで、ボトルの底部の一部を凹凸反転自在とし、その反転部を底部の外側に突出させた状態で液状内容物を充填し、ボトル口部をキャップによって封止した後に反転部をボトルの内方に凹入させるようにしたものが知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２に記載のボトルにおいては、液状内容物の充填に先立って、ボトル底部の反転部を外側に押出して突出状態とする。次いで、底部の反転部が外側に突出した状態のボトルの内部に加熱された高温の液状内容物を充填し（ホット充填）、ボトル口部をキャップにより封止する。その後、ボトル内部の液状内容物が冷めて減圧状態となるとき、外側に突出した状態のボトル底部の反転部をボトル内部方向に押し上げ凹入する。これによって、減圧状態の内部圧力が相殺されて容器の胴部の減圧変形が生じない。このように、ボトル底部に凹凸反転自在の反転部を設け、内容物充填ボトルの製造段階で反転部を反転させるようにすれば、ボトルの胴部に前述のような変形を均等に吸収するためのパネルを設ける必要がなく、ボトルデザインの自由度が向上すると共にボトルの材料コストを低減することができる。
【特許文献１】特開平６−７２４２３号公報
【特許文献２】特表２００６−５０１１０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ボトル底部の凹凸反転によって胴部の減圧変形を防止するボトルにおいては、内容物の充填に先立ってボトル底部の反転部を外側に突出させておかなければならず、ボトル底部が不安定となって自立させた状態で搬送することが困難となる。
【０００８】
そこで、ボトル底部に、安定した接地部を有する筒状のパックを装着してパック内に底部の反転部を収容することにより、反転部の凹凸状態にかかわらずパックを介してボトルを自立させることができ、安定した自立搬送が行える。
【０００９】
しかし、例えば、ボトル内に加熱された内容物を充填（所謂ホット充填）する場合に、内容物の充填に先立ってボトルを倒立させて洗浄水によるボトルの洗浄が行われるが、洗浄時にパックが装着されているボトルを倒立させると、パックに付着した洗浄液がボトルの口部に流下して不衛生となるおそれがある。また、常温の内容物を充填（所謂アセプティック充填）する場合には、内外面が殺菌処理されたボトルが用いられて無菌状態での充填作業が行われるが、このときボトルにパックを装着しておくためには、パック自体にも殺菌処理等を施さなければならず作業工数が増加して効率が低下する。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、底部の凹凸反転によって胴部の減圧変形を防止する内容物充填ボトルの製造において、衛生的に優れ且つ効率良く品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルを製造する方法と装置に関するものである。本発明においては、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられているボトルを採用する。
【００１２】
前記目的を達成するための本発明の方法は、先ず、前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされて内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填工程と、該内容物充填工程により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止工程とを行う。なお、内容物充填工程においては、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填（所謂ホット充填）してもよく、或いは、常温の内容物を空ボトルに充填（所謂アセプティック充填）してもよい。次いで、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止工程によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着工程を行い、該パック装着工程により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、下方に突出する前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入工程を行う。そして、該底部凹入工程により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離工程を行う。
【００１３】
本発明の方法によれば、封止工程の後にパック装着工程を行う。これによって、内容物充填工程を行う際のボトルにはパックが装着されていないので、ホット充填の場合に行われるボトルの洗浄が衛生的に良好に行え、アセプティック充填の場合にはパックの殺菌処理が不要となるので作業工程が増加せず、効率よく充填及び封止作業を行うことができる。
【００１４】
そして更に、パック装着工程によりボトルにパックを装着した後に底部凹入工程を行うので、パックによってボトルの底部の不用意な変形等が防止され、反転突出部を確実にボトル内方に反転凹入させることができる。これによって、ボトル底部に不適切な変形が生じることがなく、品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる。
【００１５】
前記目的を達成するための本発明の装置は、前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされた内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填手段と、該内容物充填手段により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止手段とを備える。なお、前記内容物充填手段は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填（ホット充填）してもよく、或いは、常温の内容物を空ボトルに充填（アセプティック充填）してもよい。更に、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着手段と、該パック装着手段により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入手段と、該底部凹入手段により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離手段とを備える。
【００１６】
本発明の装置においては、前記パック装着手段は、封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周にパックを装着する。これにより、内容物充填手段及び封止手段による作業時にはパックがボトルに装着されていない状態で充填及び封止作業が行われる。これにより、充填及び封止作業を衛生的に良好に且つ効率よく行うことができる。
【００１７】
更に、パック装着手段によりボトルにパックが装着されるので、例えば、ボトルをコンベア上に自立させて搬送することができる。また、パック装着手段によりボトルにパックを装着した後に底部凹入手段により反転突出部をボトル内方に反転凹入させるので、ボトルの底部に装着したパックによってボトルの底部の不用意な変形等が防止され、品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の装置は飲料等の内容物が充填された内容物充填ボトルを製造するものであり、その一部に図１に示すパック装着手段１と図２に示す底部凹入手段２及びパック分離手段３とを備えることにより構成されている。更に、図示しないが、パック装着手段１の上流側には、ボトル４（図３参照）に内容物を充填する周知の構成の内容物充填手段であるフィラーと、ボトル４をキャップ５により封止する周知の構成の封止手段であるキャッパー６（図１において仮想線示する）とが設けられる。なお、周知のように、フィラーによる充填においては、加熱された高温状態の液状内容物を充填するホット充填と、殺菌後に常温となった液状内容物を充填するアセプティック充填との何れかが行われる。ホット充填においては、フィラーの上流側にボトル４の内部を洗浄するリンサーが設けられ、アセプティック充填においては、フィラーの上流側にボトル４の殺菌処理装置が設けられる。また、アセプティック充填が行われる場合には、少なくともキャッパー６を含む上流側が無菌環境に設定される。
【００１９】
本実施形態において採用するボトル４は、ブロー成形されたポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）製であって、図３に示すように、上方に開口する口部７と、口部７の下端部から拡径する肩部８を介して連なる中空の胴部９と、胴部９の下端部を閉塞する底部１０とからなっている。
【００２０】
口部７には、キャップ５（図１０等参照）を螺着する螺着部１１が形成され、螺着部１１の下部には外周に張り出す鍔部１２が形成されている。更に、鍔部１２と肩部８との間には首部１３が形成されている。
【００２１】
底部１０には、その外周側に環状の接地部１４が形成され、接地部１４の内方には胴部９の軸線に沿って外側（下方）に突出する反転突出部１５が形成されている。反転突出部１５は胴部９の内方と外方とに向かって対称形状に凹凸反転自在の傾斜部１６と、傾斜部１６に包囲された領域（底部１０の中央部）に胴部９の内方に突出形成された内方突出部１７とを備えている。傾斜部１６の外周縁には第１ヒンジ部１８が環状に設けられ、傾斜部１６の内周縁（内方突出部１７との境界）には第２ヒンジ部１９が環状に設けられている。傾斜部１６は第１ヒンジ部１８と第２ヒンジ部１９との屈曲により凹凸反転されるようになっている。一方、内方突出部１７は反転するものではなく、傾斜部１６の反転に伴う上下位置の移動が生じるだけで、その形状は維持される。また、胴部９には強度を確保するために複数のビード２０が形成されている。更に、図示しないが、胴部９に減圧吸収パネルを形成してもよい。
【００２２】
また、ボトル４は、少なくともフィラーに投入される前に反転突出部１５が胴部９の外側（下方）に突出している。このようなボトル４は、ブロー成形時に金型（図示しない）内で反転突出部１５が外側に突出するように成形することにより得られる。このように反転突出部１５が外側に突出した状態で成形されたボトル４を用いることにより、反転突出部１５が内側に凹入された状態のボトルを用いた場合のフィラー投入前に反転突出部１５を外側に突出させる作業工程が不要となるため効率及びコスト的に有利である。
【００２３】
次に、本実施形態の装置の要部を説明する。図１に示すように、前記パック装着手段１の上流には、内容物が充填されて口部７がキャップ５により封止されてキャッパー６から排出されたボトル４（以下、充填ボトルと言う）を投入する充填ボトル投入ターレット２１とパック投入ターレット２２とが設けられている。
【００２４】
なお、図１においては、ホット充填の場合に好適なようにキャッパー６とパック装着手段１の充填ボトル投入ターレット２１とが隣接して設置されている例を示しているが、アセプティック充填においては、無菌環境にあるキャッパー６の排出側における外気の影響が考慮されている。即ち、アセプティック充填を行う場合には、図示しないが、前述した通りキャッパー６が無菌雰囲気内にあって、キャッパー６を構成する各機器類の無菌状態が維持される。そして、キャッパー６の排出側においては、例えば、無菌雰囲気と外気とが接する位置をキャッパー６を構成する各機器類からできるだけ遠ざけることで、無菌雰囲気への外気混入を抑制する。具体的な一例を挙げれば、キャッパー６の排出側に下流に向かって複数の排出ターレットを配設することによりキャッパー６の排出路を比較的長距離とし、複数の排出ターレットを設けた排出路の終端までの間を無菌雰囲気とする。これにより、排出路の終端側で無菌雰囲気と外気とが接しても、排出路の始端側は外気によって無菌雰囲気が阻害されず、キャッパー６を構成する各機器類の無菌状態が維持される。一方、ホット充填の場合には、キャッパー６への外気混入にかかる悪影響がないため、図１に示すように、キャッパー６とパック装着手段１の充填ボトル投入ターレット２１とが隣接して設けられる。
【００２５】
充填ボトル投入ターレット２１は、図１３（ａ）に一部を示すように、充填ボトル４の下半部を保持する保持部２３と、保持部２３内の充填ボトル４の外れを防止する規制板２４とを備え、キャッパー６から排出された充填ボトル４を、パック装着手段１に投入する。パック投入ターレット２２は、図１に示すように、スクリューコンベア２５を備えるパック投入路２６の終端に接続され、パック装着手段１にパック２７を投入する。また、パック装着手段１の下流側には、パック２７が装着された充填ボトル４を排出する排出ターレット２８及び排出コンベア２９が設けられている。排出コンベア２９は、パック２７が装着された充填ボトル４を図２に示す底部凹入手段２へ搬送する。
【００２６】
パック２７は、比較的硬質の合成樹脂により筒状に形成されてボトル４の胴部９の下端部から底部１０を覆うようにしてボトル４に装着自在とされ、図４及び図５に示すように、周壁３０と底部支持部３１とによって構成されている。パック２７の周壁３０には、内側に突出して胴部９の形成された最下部のビード２０に係脱自在のビード係合爪３２が設けられている。ビード係合爪３２は周囲の切込３３によってボトル４のビード２０に弾発的に係合する。また、パック２７の底部支持部３１には、ボトル４の反転突出部１５に対応する位置に開放部３４が形成され、外周面には環状の係止溝３５が形成されている。なお、本実施形態のパック２７においては、ボトル４の形状に対応して円筒状としたが、例えば、ボトルの形状が多角柱状である場合には、それに対応してパックの形状を多角筒状とする。
【００２７】
パック装着手段１は、図６に示すように、基台３６に立設された支柱３７と、該支柱３７に回転自在に支持された駆動用ギヤ３８と、該ギヤ３８と一体に回転するターンテーブル３９とを備えている。また、支柱３７の上端部には天板４０が回転自在に支持され、天板４０とターンテーブル３９とは上下方向に延びる複数の案内ロッド４１によって一体に連結されている。ギヤ３８は図示しないモータ等の回転駆動手段に連結されている。
【００２８】
更に、パック装着手段１は、案内ロッド４１に固定して支持された充填ボトルチャック４２と、充填ボトルチャック４２の下方位置で案内ロッド４１に昇降自在に支持されたパック支持テーブル４３とを備えている。
【００２９】
充填ボトルチャック４２は、図７に示すように、案内ロッド４１に固定支持されたベースブロック４４と、該ベースブロック４４に開閉自在に支持された一対の爪部材４５とを備えている。また、充填ボトルチャック４２のベースブロック４４の外側にはピニオンギヤ４６が設けられ、ピニオンギヤ４６は、図６に示すように、案内ロッド４１に沿って昇降自在に設けられたラック４７に歯合する。図７に示すように、ピニオンギヤ４６は、回転軸４８を介してベースブロック４４に内蔵された図示しない開閉機構を駆動する。そして、ラック４７の昇降に応じてピニオンギヤ４６が回転し、これによって両爪部材４５が開閉する。図６に示すように、ラック４７はカムフォロア４９を備え、カムフォロア４９は前記支柱３７の外周に設けられたカムレール５０に案内されてラック４７を昇降させる。充填ボトルチャック４２の両爪部材４５は、図８に示すように、充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。
【００３０】
パック支持テーブル４３は、図６及び図８に示すように、パック投入ターレット２２（図１参照）から投入されたパック２７を載置するパック載置部５１と、案内ロッド４１に昇降自在に支持された昇降ブロック５２とを備えている。図６に示すように、昇降ブロック５２はカムフォロア５３を備え、カムフォロア５３は前記支柱３６の外周に設けられたカムレール５４に案内されてパック載置部５１を昇降させる。パック支持テーブル４３は、充填ボトルチャック４２に保持された充填ボトル４の底部１０に向かって上昇することによってパック載置部４３に載置されたパック２７を充填ボトル４に装着する。
【００３１】
次に、底部凹入手段２及びパック分離手段３について説明する。図２に示すように、底部凹入手段２とパック分離手段３とは隣接して設けられ、パック分離手段３は、充填ボトル移送ターレット５５を介して底部凹入手段２の下流側に接続されている。底部凹入手段２の上流側には、充填ボトル投入ターレット５６が設けられている。充填ボトル投入ターレット５６は、スクリューコンベア５７を備える充填ボトル投入路５８の終端に接続され、前述したパック装着手段１から排出されたパック２７装着済みの充填ボトル４を底部凹入手段２に投入する。また、パック分離手段３の下流側には、充填ボトル排出ターレット５９と第１及び第２パック排出ターレット６０，６１とが設けられている。充填ボトル排出ターレット５９には、充填ボトル排出コンベア６２の始端が接続され、第２パック排出ターレット６１には、パック排出コンベア６３の始端が接続されている。
【００３２】
底部凹入手段２は、図９に示すように、基台６４に立設された支柱６５と、該支柱６５に回転自在に支持された駆動用ギヤ６６と、該ギヤ６６と一体に回転する外筒支持体６７とを備えている。外筒支持体６７には、充填ボトル支持テーブル６８が一体に設けられている。充填ボトル支持テーブル６８には、その上方に延びる複数の第１案内ロッド６９と、下方に延びる複数の第２案内ロッド７０とが設けられ、第１案内ロッド６９の上端には天板７１が一体に支持されている。ギヤ６６は図示しないモータ等の回転駆動手段に連結されている。
【００３３】
充填ボトル支持テーブル６８は、複数の充填ボトル載置部７２を備え、充填ボトル載置部７２には充填ボトル４の反転突出部１５に対応する開口部７３が上下方向に貫通して形成されている。
【００３４】
第１案内ロッド６９には、肩部押さえ７４が昇降自在に支持されている。肩部押さえ７４はカムフォロア７５を備え、カムフォロア７５は前記支柱６５の外周に設けられたカムレール７６に案内されて肩部押さえ７４を昇降させる。肩部押さえ７４は、図１０に示すように、充填ボトル４の肩部８に対応する形状の押さえ凹部７７を備え、図１１に平面視するように、キャップ５が嵌着されている口部７が挿通自在の挿通孔７８を備えている。
【００３５】
第２案内ロッド７０には、図９に示すように、アクチベータパンチ７９が昇降自在に支持されている。アクチベータパンチ７９は、図１０に示すように、昇降軸８０の上端に連設され、昇降軸８０は案内筒８１に緩衝用バネ８２を介して昇降自在に保持されている。アクチベータパンチ７９の先端には、反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に対応する形状の押し上げ当接部８３が形成されている。案内筒８１は第２案内ロッド７０に摺動自在に保持された摺動ブロック８４に連設されている。摺動ブロック８４はカムフォロア８５を備え、カムフォロア８５は、図９に示すように、前記支柱６５の周囲に間隔を存して固定された筒状壁板８６のカムレール８７に案内されてアクチベータパンチ７９を昇降させる。なお、本実施形態においては、図１０に示すように、押し上げ当接部８３の形状は、反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に対応するものを示したが、例えば、図示しないが、傾斜部１６の一部に周状に当接する形状であってもよい。
【００３６】
アクチベータパンチ７９は、充填ボトル支持テーブル６８の各充填ボトル載置部７２の下方に配設され、支柱６５周りの回転時にカムレール８７の案内により充填ボトル載置部７２の開口部７３を貫通して上昇する。これにより、アクチベータパンチ７９の先端が充填ボトル４の下方に突出している反転突出部１５を押し上げ、充填ボトル４の内方に向かって凹入させる。このとき、案内筒８１の内部には緩衝用バネ８２が設けられていることにより、アクチベータパンチ７９からの過剰な押し上げ力が反転突出部１５に付与されるのが防止され、反転突出部１５の損傷が確実に防止される。また、アクチベータパンチ７９の先端に押し上げ当接部８３を設けたことにより、反転突出部１５を凹入するときに凹入形状に沿って確実に凹入することができ、不用意な底部１０の変形を確実に防止して反転突出部１５を円滑に凹入させることができる。なお、図９及び図１０において符号８８により示すものは、充填ボトル４を側方から支持するホルダである。
【００３７】
パック分離手段３は、図９に示すように、基台６４に立設された支柱８９と、該支柱８９に回転自在に支持された駆動用ギヤ９０と、該ギヤ９０と一体に回転する外筒支持体９１とを備えている。外筒支持体９１の上端外周には、鍔状の張出部９２が設けられており、張出部９２には、上方に延びる複数の第１案内ロッド９３と、下方に延びる複数の第２案内ロッド９４とが設けられている。第１案内ロッド９３の上端には天板９５が一体に支持されている。ギヤ９０は、充填ボトル移送ターレット５５の駆動ギヤ９６を介して前述した底部凹入手段２のギヤ６６と同期して回転されるようになっている。
【００３８】
第１案内ロッド９３には、充填ボトルチャック９７が固定状態で支持されている。充填ボトルチャック９７は、開閉する一対の爪部材９８を備えている。なお、充填ボトルチャック９７は、前述したパック装着手段１の充填ボトルチャック４２と同様の構成であるのでその詳しい説明は省略する。
【００３９】
図９に示すように、第２案内ロッド９４には、パック連結部材９９が昇降自在に支持されている。パック連結部材９９はカムフォロア１００を備え、カムフォロア１００は前記支柱８９の周囲に間隔を存して設けられた筒状壁板１０１のカムレール１０２に案内されてパック連結部材９９を昇降させる。図１２に示すように、パック連結部材９９は、パック２７の外周面に形成された係止溝３５に係止する突起１０３を備え、パック２７に向かって上昇して突起１０３を係止溝３５に係止させ、この係止状態を維持して下降することで、充填ボトル４からパック２７を分離する。こうして互いに分離された充填ボトル４とパック２７とは、図２に示すように、夫々充填ボトル排出ターレット５９と第１パック排出ターレット６０とに受け渡されて排出される。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態の装置によって、次のようにして内容物充填ボトルを製造する。即ち、図示しないが、フィラーにより、反転突出部１５が下方に反転突出された図３示した空ボトル４の内部に液状内容物を充填し（内容物充填工程）、キャッパー６により、内部に液状内容物が充填された充填ボトル４の口部７にキャップ５を嵌着して封止する（封止工程）。なお、空ボトル４は、フィラー及びキャッパー６においては、自立させることなくボトル４の首部１３を把持して搬送しつつ作業が進められ、図３に示すように、ブロー成形時に反転突出部１５が下方に反転突出された状態に形成されていても支障なく充填及び封止作業を行うことができる。
【００４１】
次いで、図１及び図６に示すパック装着手段１により、パック２７を充填ボトル４の底部１０に装着する（パック装着工程）。続いて、図２及び図９に示す底部凹入手段２により、図１０に示すように、充填ボトル４の下方に突出する反転突出部１５を上方に押圧してボトル４の内方に反転凹入させる（底部凹入工程）。そして、図１２に示すパック分離手段３により、反転突出部１５が凹入された充填ボトル４からパック２７を分離させる（パック分離工程）。
【００４２】
次に、各部の詳細な作動を説明する。パック装着手段１においては、先ず、図１３（ａ）に示すように、充填ボトル投入ターレット２１に保持されて投入された充填ボトル４が、図１３（ｂ）に示すように、パック装着手段１の充填ボトルチャック４２の把持により受け渡される。充填ボトルチャック４２は充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。充填ボトル４の受け渡しが完了した後、図１３（ｃ）に示すように、パック２７を載置したパック支持テーブル４３の上昇を開始させる。更にパック支持テーブル４３を上昇させると、図１３（ｄ）に示すように、充填ボトルチャック４２に保持された充填ボトル４の底部１０にパック２７が装着される。その後、充填ボトルチャック４２による保持を解除して、充填ボトル４を図１に示す排出ターレット２８に受け渡して排出する。ここで排出された充填ボトル４は、図２に示す底部凹入手段２に投入される。
【００４３】
底部凹入手段２においては、先ず、図１４（ａ）に示すように、充填ボトル４を充填ボトル支持テーブル６８に載置する。次いで、図１４（ｂ）に示すように、肩部押さえ７４が下降して、充填ボトル支持テーブル６８に載置された充填ボトル４の肩部８を上方から押さえる。これにより、充填ボトル４は上動不能に位置決めされた状態となる。そして、この位置決め状態を維持して、図１４（ｃ）に示すように、アクチベータパンチ７９を上昇させ、充填ボトル４の突出状態の反転突出部１５をアクチベータパンチ７９の先端により押し上げて凹入させる。このとき、図１０に示すように、アクチベータパンチ７９の押し上げ当接部８３が、凹入形状に沿って反転突出部１５を凹入するので、不用意な底部１０の変形を確実に防止して反転突出部１５を円滑に凹入させることができる。しかも、充填ボトル４が肩部押さえ７４により位置決めされ、更に、パック２７により底部１０の外周への変形が十分に規制されているので、アクチベータパンチ７９の押し上げ当接部８３が精度良く反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に当接されると共に、底部１０の不用意な変形もなく、反転突出部１５を確実に凹入させることができる。その後、図１４（ｄ）に示すように、アクチベータパンチ７９を充填ボトル支持テーブル６８の下方に下降させ、肩部押さえ７４を上昇させて、図２に示すように、充填ボトル４を充填ボトル移送ターレット５５に受け渡す。充填ボトル移送ターレット５５は、パック分離手段３に充填ボトル４を移送する。
【００４４】
パック分離手段３においては、充填ボトル移送ターレット５５から移送された充填ボトル４を、図１５（ａ）に示すように、充填ボトルチャック９７により保持する。このとき、充填ボトルチャック９７は、充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。次いで、図１５（ｂ）に示すように、パック連結部材９９を上昇させ、充填ボトル４に装着されたパック２７に連結させる。そして、図１５（ｃ）に示すように、パック連結部材９９を下降させ、充填ボトル４に装着されたパック２７を下方に引き下げて充填ボトル４から分離させる。その後、図２に示すように、パック２７を第１パック排出ターレット６０に受け渡して排出し、充填ボトルチャック９７による保持を解除して充填ボトル４を充填ボトル排出ターレット５９に受け渡して排出する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の装置におけるパック装着手段の概略構成を示す平面図。
【図２】本実施形態の装置における底部凹入手段及びパック分離手段の概略構成を示す平面図。
【図３】本実施形態において採用する合成樹脂製ボトルの断面説明図。
【図４】パックの斜視図。
【図５】パックの説明的縦断面図。
【図６】パック装着手段を示す説明的断面図。
【図７】充填ボトルチャックの説明的平面図。
【図８】充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図９】底部凹入手段及びパック分離手段を示す説明的断面図。
【図１０】底部凹入手段における充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図１１】肩部押さえの説明的平面図。
【図１２】パック分離手段における充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図１３】本実施形態の装置によるパック装着工程を模式的に示す説明図。
【図１４】本実施形態の装置による底部凹入工程を模式的に示す説明図。
【図１５】本実施形態の装置によるパック分離工程を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１…パック装着手段、２…底部凹入手段、３…パック分離手段、４…ボトル、５…キャップ、６…キャッパー（封止手段）、７…口部、９…胴部、１０…底部、１５…反転突出部、２７…パック。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物充填ボトルの製造方法及びその装置に関し、詳しくは、底部の一部が胴部の軸線方向に外側に突出して形成されており、この突出する部分が胴部内方に反転して凹入自在とされている合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物を充填して充填ボトルを製造する方法、及びその方法を実現する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等の液状内容物を収容する内容物充填用のボトルとして、例えばポリエチレンテレフタレート製のブロー成形ボトル（ＰＥＴボトル）が知られている。
【０００３】
この種のボトルにおいては、キャップにより口部を密封した後に内容物が冷却されると、内容物の体積減少等によりボトル内が減圧状態となり、この影響からボトルの胴部が変形して外観上好ましくない。
【０００４】
このため、充填後の内容物の冷却による内部の減圧に伴う変形を均等に吸収する撓み自在のパネルを胴部に複数形成しておくことが行われている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このようなパネルを設けた場合には、ボトル形状が複雑となってボトルの材料コストが増加する。
【０００５】
そこで、ボトルの底部の一部を凹凸反転自在とし、その反転部を底部の外側に突出させた状態で液状内容物を充填し、ボトル口部をキャップによって封止した後に反転部をボトルの内方に凹入させるようにしたものが知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２に記載のボトルにおいては、液状内容物の充填に先立って、ボトル底部の反転部を外側に押出して突出状態とする。次いで、底部の反転部が外側に突出した状態のボトルの内部に加熱された高温の液状内容物を充填し（ホット充填）、ボトル口部をキャップにより封止する。その後、ボトル内部の液状内容物が冷めて減圧状態となるとき、外側に突出した状態のボトル底部の反転部をボトル内部方向に押し上げ凹入する。これによって、減圧状態の内部圧力が相殺されて容器の胴部の減圧変形が生じない。このように、ボトル底部に凹凸反転自在の反転部を設け、内容物充填ボトルの製造段階で反転部を反転させるようにすれば、ボトルの胴部に前述のような変形を均等に吸収するためのパネルを設ける必要がなく、ボトルデザインの自由度が向上すると共にボトルの材料コストを低減することができる。
【特許文献１】特開平６−７２４２３号公報
【特許文献２】特表２００６−５０１１０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ボトル底部の凹凸反転によって胴部の減圧変形を防止するボトルにおいては、内容物の充填に先立ってボトル底部の反転部を外側に突出させておかなければならず、ボトル底部が不安定となって自立させた状態で搬送することが困難となる。
【０００８】
そこで、ボトル底部に、安定した接地部を有する筒状のパックを装着してパック内に底部の反転部を収容することにより、反転部の凹凸状態にかかわらずパックを介してボトルを自立させることができ、安定した自立搬送が行える。
【０００９】
しかし、例えば、ボトル内に加熱された内容物を充填（所謂ホット充填）する場合に、内容物の充填に先立ってボトルを倒立させて洗浄水によるボトルの洗浄が行われるが、洗浄時にパックが装着されているボトルを倒立させると、パックに付着した洗浄液がボトルの口部に流下して不衛生となるおそれがある。また、常温の内容物を充填（所謂アセプティック充填）する場合には、内外面が殺菌処理されたボトルが用いられて無菌状態での充填作業が行われるが、このときボトルにパックを装着しておくためには、パック自体にも殺菌処理等を施さなければならず作業工数が増加して効率が低下する。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、底部の凹凸反転によって胴部の減圧変形を防止する内容物充填ボトルの製造において、衛生的に優れ且つ効率良く品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルを製造する方法と装置に関するものである。本発明においては、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられているボトルを採用する。
【００１２】
前記目的を達成するための本発明の方法は、先ず、前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされて内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填工程と、該内容物充填工程により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止工程とを行う。なお、内容物充填工程においては、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填（所謂ホット充填）してもよく、或いは、常温の内容物を空ボトルに充填（所謂アセプティック充填）してもよい。次いで、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止工程によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着工程を行い、該パック装着工程により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、下方に突出する前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入工程を行う。そして、該底部凹入工程により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離工程を行う。
【００１３】
本発明の方法によれば、封止工程の後にパック装着工程を行う。これによって、内容物充填工程を行う際のボトルにはパックが装着されていないので、ホット充填の場合に行われるボトルの洗浄が衛生的に良好に行え、アセプティック充填の場合にはパックの殺菌処理が不要となるので作業工程が増加せず、効率よく充填及び封止作業を行うことができる。
【００１４】
そして更に、パック装着工程によりボトルにパックを装着した後に底部凹入工程を行うので、パックによってボトルの底部の不用意な変形等が防止され、反転突出部を確実にボトル内方に反転凹入させることができる。これによって、ボトル底部に不適切な変形が生じることがなく、品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる。
【００１５】
前記目的を達成するための本発明の装置は、前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされた内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填手段と、該内容物充填手段により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止手段とを備える。なお、前記内容物充填手段は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填（ホット充填）してもよく、或いは、常温の内容物を空ボトルに充填（アセプティック充填）してもよい。更に、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着手段と、該パック装着手段により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入手段と、該底部凹入手段により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離手段とを備える。
【００１６】
本発明の装置においては、前記パック装着手段は、封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周にパックを装着する。これにより、内容物充填手段及び封止手段による作業時にはパックがボトルに装着されていない状態で充填及び封止作業が行われる。これにより、充填及び封止作業を衛生的に良好に且つ効率よく行うことができる。
【００１７】
更に、パック装着手段によりボトルにパックが装着されるので、例えば、ボトルをコンベア上に自立させて搬送することができる。また、パック装着手段によりボトルにパックを装着した後に底部凹入手段により反転突出部をボトル内方に反転凹入させるので、ボトルの底部に装着したパックによってボトルの底部の不用意な変形等が防止され、品質の高い内容物充填ボトルを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の装置は飲料等の内容物が充填された内容物充填ボトルを製造するものであり、その一部に図１に示すパック装着手段１と図２に示す底部凹入手段２及びパック分離手段３とを備えることにより構成されている。更に、図示しないが、パック装着手段１の上流側には、ボトル４（図３参照）に内容物を充填する周知の構成の内容物充填手段であるフィラーと、ボトル４をキャップ５により封止する周知の構成の封止手段であるキャッパー６（図１において仮想線示する）とが設けられる。なお、周知のように、フィラーによる充填においては、加熱された高温状態の液状内容物を充填するホット充填と、殺菌後に常温となった液状内容物を充填するアセプティック充填との何れかが行われる。ホット充填においては、フィラーの上流側にボトル４の内部を洗浄するリンサーが設けられ、アセプティック充填においては、フィラーの上流側にボトル４の殺菌処理装置が設けられる。また、アセプティック充填が行われる場合には、少なくともキャッパー６を含む上流側が無菌環境に設定される。
【００１９】
本実施形態において採用するボトル４は、ブロー成形されたポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）製であって、図３に示すように、上方に開口する口部７と、口部７の下端部から拡径する肩部８を介して連なる中空の胴部９と、胴部９の下端部を閉塞する底部１０とからなっている。
【００２０】
口部７には、キャップ５（図１０等参照）を螺着する螺着部１１が形成され、螺着部１１の下部には外周に張り出す鍔部１２が形成されている。更に、鍔部１２と肩部８との間には首部１３が形成されている。
【００２１】
底部１０には、その外周側に環状の接地部１４が形成され、接地部１４の内方には胴部９の軸線に沿って外側（下方）に突出する反転突出部１５が形成されている。反転突出部１５は胴部９の内方と外方とに向かって対称形状に凹凸反転自在の傾斜部１６と、傾斜部１６に包囲された領域（底部１０の中央部）に胴部９の内方に突出形成された内方突出部１７とを備えている。傾斜部１６の外周縁には第１ヒンジ部１８が環状に設けられ、傾斜部１６の内周縁（内方突出部１７との境界）には第２ヒンジ部１９が環状に設けられている。傾斜部１６は第１ヒンジ部１８と第２ヒンジ部１９との屈曲により凹凸反転されるようになっている。一方、内方突出部１７は反転するものではなく、傾斜部１６の反転に伴う上下位置の移動が生じるだけで、その形状は維持される。また、胴部９には強度を確保するために複数のビード２０が形成されている。更に、図示しないが、胴部９に減圧吸収パネルを形成してもよい。
【００２２】
また、ボトル４は、少なくともフィラーに投入される前に反転突出部１５が胴部９の外側（下方）に突出している。このようなボトル４は、ブロー成形時に金型（図示しない）内で反転突出部１５が外側に突出するように成形することにより得られる。このように反転突出部１５が外側に突出した状態で成形されたボトル４を用いることにより、反転突出部１５が内側に凹入された状態のボトルを用いた場合のフィラー投入前に反転突出部１５を外側に突出させる作業工程が不要となるため効率及びコスト的に有利である。
【００２３】
次に、本実施形態の装置の要部を説明する。図１に示すように、前記パック装着手段１の上流には、内容物が充填されて口部７がキャップ５により封止されてキャッパー６から排出されたボトル４（以下、充填ボトルと言う）を投入する充填ボトル投入ターレット２１とパック投入ターレット２２とが設けられている。
【００２４】
なお、図１においては、ホット充填の場合に好適なようにキャッパー６とパック装着手段１の充填ボトル投入ターレット２１とが隣接して設置されている例を示しているが、アセプティック充填においては、無菌環境にあるキャッパー６の排出側における外気の影響が考慮されている。即ち、アセプティック充填を行う場合には、図示しないが、前述した通りキャッパー６が無菌雰囲気内にあって、キャッパー６を構成する各機器類の無菌状態が維持される。そして、キャッパー６の排出側においては、例えば、無菌雰囲気と外気とが接する位置をキャッパー６を構成する各機器類からできるだけ遠ざけることで、無菌雰囲気への外気混入を抑制する。具体的な一例を挙げれば、キャッパー６の排出側に下流に向かって複数の排出ターレットを配設することによりキャッパー６の排出路を比較的長距離とし、複数の排出ターレットを設けた排出路の終端までの間を無菌雰囲気とする。これにより、排出路の終端側で無菌雰囲気と外気とが接しても、排出路の始端側は外気によって無菌雰囲気が阻害されず、キャッパー６を構成する各機器類の無菌状態が維持される。一方、ホット充填の場合には、キャッパー６への外気混入にかかる悪影響がないため、図１に示すように、キャッパー６とパック装着手段１の充填ボトル投入ターレット２１とが隣接して設けられる。
【００２５】
充填ボトル投入ターレット２１は、図１３（ａ）に一部を示すように、充填ボトル４の下半部を保持する保持部２３と、保持部２３内の充填ボトル４の外れを防止する規制板２４とを備え、キャッパー６から排出された充填ボトル４を、パック装着手段１に投入する。パック投入ターレット２２は、図１に示すように、スクリューコンベア２５を備えるパック投入路２６の終端に接続され、パック装着手段１にパック２７を投入する。また、パック装着手段１の下流側には、パック２７が装着された充填ボトル４を排出する排出ターレット２８及び排出コンベア２９が設けられている。排出コンベア２９は、パック２７が装着された充填ボトル４を図２に示す底部凹入手段２へ搬送する。
【００２６】
パック２７は、比較的硬質の合成樹脂により筒状に形成されてボトル４の胴部９の下端部から底部１０を覆うようにしてボトル４に装着自在とされ、図４及び図５に示すように、周壁３０と底部支持部３１とによって構成されている。パック２７の周壁３０には、内側に突出して胴部９の形成された最下部のビード２０に係脱自在のビード係合爪３２が設けられている。ビード係合爪３２は周囲の切込３３によってボトル４のビード２０に弾発的に係合する。また、パック２７の底部支持部３１には、ボトル４の反転突出部１５に対応する位置に開放部３４が形成され、外周面には環状の係止溝３５が形成されている。なお、本実施形態のパック２７においては、ボトル４の形状に対応して円筒状としたが、例えば、ボトルの形状が多角柱状である場合には、それに対応してパックの形状を多角筒状とする。
【００２７】
パック装着手段１は、図６に示すように、基台３６に立設された支柱３７と、該支柱３７に回転自在に支持された駆動用ギヤ３８と、該ギヤ３８と一体に回転するターンテーブル３９とを備えている。また、支柱３７の上端部には天板４０が回転自在に支持され、天板４０とターンテーブル３９とは上下方向に延びる複数の案内ロッド４１によって一体に連結されている。ギヤ３８は図示しないモータ等の回転駆動手段に連結されている。
【００２８】
更に、パック装着手段１は、案内ロッド４１に固定して支持された充填ボトルチャック４２と、充填ボトルチャック４２の下方位置で案内ロッド４１に昇降自在に支持されたパック支持テーブル４３とを備えている。
【００２９】
充填ボトルチャック４２は、図７に示すように、案内ロッド４１に固定支持されたベースブロック４４と、該ベースブロック４４に開閉自在に支持された一対の爪部材４５とを備えている。また、充填ボトルチャック４２のベースブロック４４の外側にはピニオンギヤ４６が設けられ、ピニオンギヤ４６は、図６に示すように、案内ロッド４１に沿って昇降自在に設けられたラック４７に歯合する。図７に示すように、ピニオンギヤ４６は、回転軸４８を介してベースブロック４４に内蔵された図示しない開閉機構を駆動する。そして、ラック４７の昇降に応じてピニオンギヤ４６が回転し、これによって両爪部材４５が開閉する。図６に示すように、ラック４７はカムフォロア４９を備え、カムフォロア４９は前記支柱３７の外周に設けられたカムレール５０に案内されてラック４７を昇降させる。充填ボトルチャック４２の両爪部材４５は、図８に示すように、充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。
【００３０】
パック支持テーブル４３は、図６及び図８に示すように、パック投入ターレット２２（図１参照）から投入されたパック２７を載置するパック載置部５１と、案内ロッド４１に昇降自在に支持された昇降ブロック５２とを備えている。図６に示すように、昇降ブロック５２はカムフォロア５３を備え、カムフォロア５３は前記支柱３６の外周に設けられたカムレール５４に案内されてパック載置部５１を昇降させる。パック支持テーブル４３は、充填ボトルチャック４２に保持された充填ボトル４の底部１０に向かって上昇することによってパック載置部４３に載置されたパック２７を充填ボトル４に装着する。
【００３１】
次に、底部凹入手段２及びパック分離手段３について説明する。図２に示すように、底部凹入手段２とパック分離手段３とは隣接して設けられ、パック分離手段３は、充填ボトル移送ターレット５５を介して底部凹入手段２の下流側に接続されている。底部凹入手段２の上流側には、充填ボトル投入ターレット５６が設けられている。充填ボトル投入ターレット５６は、スクリューコンベア５７を備える充填ボトル投入路５８の終端に接続され、前述したパック装着手段１から排出されたパック２７装着済みの充填ボトル４を底部凹入手段２に投入する。また、パック分離手段３の下流側には、充填ボトル排出ターレット５９と第１及び第２パック排出ターレット６０，６１とが設けられている。充填ボトル排出ターレット５９には、充填ボトル排出コンベア６２の始端が接続され、第２パック排出ターレット６１には、パック排出コンベア６３の始端が接続されている。
【００３２】
底部凹入手段２は、図９に示すように、基台６４に立設された支柱６５と、該支柱６５に回転自在に支持された駆動用ギヤ６６と、該ギヤ６６と一体に回転する外筒支持体６７とを備えている。外筒支持体６７には、充填ボトル支持テーブル６８が一体に設けられている。充填ボトル支持テーブル６８には、その上方に延びる複数の第１案内ロッド６９と、下方に延びる複数の第２案内ロッド７０とが設けられ、第１案内ロッド６９の上端には天板７１が一体に支持されている。ギヤ６６は図示しないモータ等の回転駆動手段に連結されている。
【００３３】
充填ボトル支持テーブル６８は、複数の充填ボトル載置部７２を備え、充填ボトル載置部７２には充填ボトル４の反転突出部１５に対応する開口部７３が上下方向に貫通して形成されている。
【００３４】
第１案内ロッド６９には、肩部押さえ７４が昇降自在に支持されている。肩部押さえ７４はカムフォロア７５を備え、カムフォロア７５は前記支柱６５の外周に設けられたカムレール７６に案内されて肩部押さえ７４を昇降させる。肩部押さえ７４は、図１０に示すように、充填ボトル４の肩部８に対応する形状の押さえ凹部７７を備え、図１１に平面視するように、キャップ５が嵌着されている口部７が挿通自在の挿通孔７８を備えている。
【００３５】
第２案内ロッド７０には、図９に示すように、アクチベータパンチ７９が昇降自在に支持されている。アクチベータパンチ７９は、図１０に示すように、昇降軸８０の上端に連設され、昇降軸８０は案内筒８１に緩衝用バネ８２を介して昇降自在に保持されている。アクチベータパンチ７９の先端には、反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に対応する形状の押し上げ当接部８３が形成されている。案内筒８１は第２案内ロッド７０に摺動自在に保持された摺動ブロック８４に連設されている。摺動ブロック８４はカムフォロア８５を備え、カムフォロア８５は、図９に示すように、前記支柱６５の周囲に間隔を存して固定された筒状壁板８６のカムレール８７に案内されてアクチベータパンチ７９を昇降させる。なお、本実施形態においては、図１０に示すように、押し上げ当接部８３の形状は、反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に対応するものを示したが、例えば、図示しないが、傾斜部１６の一部に周状に当接する形状であってもよい。
【００３６】
アクチベータパンチ７９は、充填ボトル支持テーブル６８の各充填ボトル載置部７２の下方に配設され、支柱６５周りの回転時にカムレール８７の案内により充填ボトル載置部７２の開口部７３を貫通して上昇する。これにより、アクチベータパンチ７９の先端が充填ボトル４の下方に突出している反転突出部１５を押し上げ、充填ボトル４の内方に向かって凹入させる。このとき、案内筒８１の内部には緩衝用バネ８２が設けられていることにより、アクチベータパンチ７９からの過剰な押し上げ力が反転突出部１５に付与されるのが防止され、反転突出部１５の損傷が確実に防止される。また、アクチベータパンチ７９の先端に押し上げ当接部８３を設けたことにより、反転突出部１５を凹入するときに凹入形状に沿って確実に凹入することができ、不用意な底部１０の変形を確実に防止して反転突出部１５を円滑に凹入させることができる。なお、図９及び図１０において符号８８により示すものは、充填ボトル４を側方から支持するホルダである。
【００３７】
パック分離手段３は、図９に示すように、基台６４に立設された支柱８９と、該支柱８９に回転自在に支持された駆動用ギヤ９０と、該ギヤ９０と一体に回転する外筒支持体９１とを備えている。外筒支持体９１の上端外周には、鍔状の張出部９２が設けられており、張出部９２には、上方に延びる複数の第１案内ロッド９３と、下方に延びる複数の第２案内ロッド９４とが設けられている。第１案内ロッド９３の上端には天板９５が一体に支持されている。ギヤ９０は、充填ボトル移送ターレット５５の駆動ギヤ９６を介して前述した底部凹入手段２のギヤ６６と同期して回転されるようになっている。
【００３８】
第１案内ロッド９３には、充填ボトルチャック９７が固定状態で支持されている。充填ボトルチャック９７は、開閉する一対の爪部材９８を備えている。なお、充填ボトルチャック９７は、前述したパック装着手段１の充填ボトルチャック４２と同様の構成であるのでその詳しい説明は省略する。
【００３９】
図９に示すように、第２案内ロッド９４には、パック連結部材９９が昇降自在に支持されている。パック連結部材９９はカムフォロア１００を備え、カムフォロア１００は前記支柱８９の周囲に間隔を存して設けられた筒状壁板１０１のカムレール１０２に案内されてパック連結部材９９を昇降させる。図１２に示すように、パック連結部材９９は、パック２７の外周面に形成された係止溝３５に係止する突起１０３を備え、パック２７に向かって上昇して突起１０３を係止溝３５に係止させ、この係止状態を維持して下降することで、充填ボトル４からパック２７を分離する。こうして互いに分離された充填ボトル４とパック２７とは、図２に示すように、夫々充填ボトル排出ターレット５９と第１パック排出ターレット６０とに受け渡されて排出される。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態の装置によって、次のようにして内容物充填ボトルを製造する。即ち、図示しないが、フィラーにより、反転突出部１５が下方に反転突出された図３示した空ボトル４の内部に液状内容物を充填し（内容物充填工程）、キャッパー６により、内部に液状内容物が充填された充填ボトル４の口部７にキャップ５を嵌着して封止する（封止工程）。なお、空ボトル４は、フィラー及びキャッパー６においては、自立させることなくボトル４の首部１３を把持して搬送しつつ作業が進められ、図３に示すように、ブロー成形時に反転突出部１５が下方に反転突出された状態に形成されていても支障なく充填及び封止作業を行うことができる。
【００４１】
次いで、図１及び図６に示すパック装着手段１により、パック２７を充填ボトル４の底部１０に装着する（パック装着工程）。続いて、図２及び図９に示す底部凹入手段２により、図１０に示すように、充填ボトル４の下方に突出する反転突出部１５を上方に押圧してボトル４の内方に反転凹入させる（底部凹入工程）。そして、図１２に示すパック分離手段３により、反転突出部１５が凹入された充填ボトル４からパック２７を分離させる（パック分離工程）。
【００４２】
次に、各部の詳細な作動を説明する。パック装着手段１においては、先ず、図１３（ａ）に示すように、充填ボトル投入ターレット２１に保持されて投入された充填ボトル４が、図１３（ｂ）に示すように、パック装着手段１の充填ボトルチャック４２の把持により受け渡される。充填ボトルチャック４２は充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。充填ボトル４の受け渡しが完了した後、図１３（ｃ）に示すように、パック２７を載置したパック支持テーブル４３の上昇を開始させる。更にパック支持テーブル４３を上昇させると、図１３（ｄ）に示すように、充填ボトルチャック４２に保持された充填ボトル４の底部１０にパック２７が装着される。その後、充填ボトルチャック４２による保持を解除して、充填ボトル４を図１に示す排出ターレット２８に受け渡して排出する。ここで排出された充填ボトル４は、図２に示す底部凹入手段２に投入される。
【００４３】
底部凹入手段２においては、先ず、図１４（ａ）に示すように、充填ボトル４を充填ボトル支持テーブル６８に載置する。次いで、図１４（ｂ）に示すように、肩部押さえ７４が下降して、充填ボトル支持テーブル６８に載置された充填ボトル４の肩部８を上方から押さえる。これにより、充填ボトル４は上動不能に位置決めされた状態となる。そして、この位置決め状態を維持して、図１４（ｃ）に示すように、アクチベータパンチ７９を上昇させ、充填ボトル４の突出状態の反転突出部１５をアクチベータパンチ７９の先端により押し上げて凹入させる。このとき、図１０に示すように、アクチベータパンチ７９の押し上げ当接部８３が、凹入形状に沿って反転突出部１５を凹入するので、不用意な底部１０の変形を確実に防止して反転突出部１５を円滑に凹入させることができる。しかも、充填ボトル４が肩部押さえ７４により位置決めされ、更に、パック２７により底部１０の外周への変形が十分に規制されているので、アクチベータパンチ７９の押し上げ当接部８３が精度良く反転突出部１５の傾斜部１６及び内方突出部１７に当接されると共に、底部１０の不用意な変形もなく、反転突出部１５を確実に凹入させることができる。その後、図１４（ｄ）に示すように、アクチベータパンチ７９を充填ボトル支持テーブル６８の下方に下降させ、肩部押さえ７４を上昇させて、図２に示すように、充填ボトル４を充填ボトル移送ターレット５５に受け渡す。充填ボトル移送ターレット５５は、パック分離手段３に充填ボトル４を移送する。
【００４４】
パック分離手段３においては、充填ボトル移送ターレット５５から移送された充填ボトル４を、図１５（ａ）に示すように、充填ボトルチャック９７により保持する。このとき、充填ボトルチャック９７は、充填ボトル４の首部１３を外側から把持する。次いで、図１５（ｂ）に示すように、パック連結部材９９を上昇させ、充填ボトル４に装着されたパック２７に連結させる。そして、図１５（ｃ）に示すように、パック連結部材９９を下降させ、充填ボトル４に装着されたパック２７を下方に引き下げて充填ボトル４から分離させる。その後、図２に示すように、パック２７を第１パック排出ターレット６０に受け渡して排出し、充填ボトルチャック９７による保持を解除して充填ボトル４を充填ボトル排出ターレット５９に受け渡して排出する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の装置におけるパック装着手段の概略構成を示す平面図。
【図２】本実施形態の装置における底部凹入手段及びパック分離手段の概略構成を示す平面図。
【図３】本実施形態において採用する合成樹脂製ボトルの断面説明図。
【図４】パックの斜視図。
【図５】パックの説明的縦断面図。
【図６】パック装着手段を示す説明的断面図。
【図７】充填ボトルチャックの説明的平面図。
【図８】充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図９】底部凹入手段及びパック分離手段を示す説明的断面図。
【図１０】底部凹入手段における充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図１１】肩部押さえの説明的平面図。
【図１２】パック分離手段における充填ボトルの保持状態を示す説明図。
【図１３】本実施形態の装置によるパック装着工程を模式的に示す説明図。
【図１４】本実施形態の装置による底部凹入工程を模式的に示す説明図。
【図１５】本実施形態の装置によるパック分離工程を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１…パック装着手段、２…底部凹入手段、３…パック分離手段、４…ボトル、５…キャップ、６…キャッパー（封止手段）、７…口部、９…胴部、１０…底部、１５…反転突出部、２７…パック。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルの製造方法において、
前記ボトルは、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられており、
前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされて内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填工程と、該内容物充填工程により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止工程とを備え、
更に、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止工程によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着工程と、
該パック装着工程により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、下方に突出する前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入工程と、
該底部凹入工程により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離工程とを備えることを特徴とする内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項２】
前記内容物充填工程は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項１記載の内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項３】
前記内容物充填工程は、常温の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項１記載の内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項４】
合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルの製造装置において、
前記ボトルは、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられており、
前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされた内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填手段と、
該内容物充填手段により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止手段と、
ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着手段と、
該パック装着手段により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入手段と、
該底部凹入手段により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離手段とを備えることを特徴とする内容物充填ボトルの製造装置。
【請求項５】
前記内容物充填手段は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項４記載の内容物充填ボトルの製造装置。
【請求項６】
前記内容物充填手段は、常温の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項４記載の内容物充填ボトルの製造装置。
【請求項１】
合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルの製造方法において、
前記ボトルは、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられており、
前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされて内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填工程と、該内容物充填工程により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止工程とを備え、
更に、ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止工程によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着工程と、
該パック装着工程により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、下方に突出する前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入工程と、
該底部凹入工程により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離工程とを備えることを特徴とする内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項２】
前記内容物充填工程は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項１記載の内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項３】
前記内容物充填工程は、常温の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項１記載の内容物充填ボトルの製造方法。
【請求項４】
合成樹脂製ボトルの内部に液状内容物が密封されてなる内容物充填ボトルの製造装置において、
前記ボトルは、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部を備え、該底部の一部には、胴部外部に向かって胴部の軸線方向に突出形成されていて胴部の軸線方向内方に反転して凹入自在の反転突出部が設けられており、
前記反転突出部が胴部外部に突出状態とされた内容物が未充填の空ボトルの内部に液状内容物を充填する内容物充填手段と、
該内容物充填手段により内部に液状内容物が充填された充填ボトルの口部にキャップを嵌着して封止する封止手段と、
ボトルの底部に着脱自在となる形状に形成されて前記反転突出部に対応する底部下方が開放された筒状のパックを、前記封止手段によりキャップが嵌着された充填ボトルの底部外周に装着するパック装着手段と、
該パック装着手段により底部にパックが装着された充填ボトルの底部をパックを介して支持し、前記反転突出部を上方に押圧してボトル内方に反転凹入させる底部凹入手段と、
該底部凹入手段により反転突出部が胴部内方に凹入された充填ボトルから前記パックを分離させるパック分離手段とを備えることを特徴とする内容物充填ボトルの製造装置。
【請求項５】
前記内容物充填手段は、所定温度に加熱された状態の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項４記載の内容物充填ボトルの製造装置。
【請求項６】
前記内容物充填手段は、常温の内容物を空ボトルに充填することを特徴とする請求項４記載の内容物充填ボトルの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−１３１８６（Ｐ２００８−１３１８６Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８３１９８（Ｐ２００６−１８３１９８）
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（５０５４４０２９５）北海製罐株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（５０５４４０２９５）北海製罐株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
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