容器充填システム及び容器充填方法
【課題】設備を簡易化しつつ、容器への負担を低減することができる容器充填システムを提供する。
【解決手段】プリフォームＰＦが順次供給され、底部Ｂ４に外側が突出した凸部Ｂ４ａを有するボトルＢをブロー成形により形成するブロー成形装置２と、飲料が充填されたボトルＢの口部Ｂ２にキャップＣを装着するキャップ装着部材７１を有するキャッパー７と、ボトルＢの凸部Ｂ４ａを内側に押し込む底押し装置８と、ブロー成形装置２から底押し装置８までの間を順次搬送する搬送機構１０と、を備えた容器充填システムであって、底押し装置８は、ボトルＢのキャップＣ又はネック部Ｂ１がキャップ装着部材７１にて支持された状態で凸部Ｂ４ａを押し込む押込み部材８１を有し、搬送機構１０には、ボトルＢのネック部Ｂ１を支持して搬送する搬送装置が、ブロー成形装置２からキャッパー７までの全搬送区間に亘って設けられている。
【解決手段】プリフォームＰＦが順次供給され、底部Ｂ４に外側が突出した凸部Ｂ４ａを有するボトルＢをブロー成形により形成するブロー成形装置２と、飲料が充填されたボトルＢの口部Ｂ２にキャップＣを装着するキャップ装着部材７１を有するキャッパー７と、ボトルＢの凸部Ｂ４ａを内側に押し込む底押し装置８と、ブロー成形装置２から底押し装置８までの間を順次搬送する搬送機構１０と、を備えた容器充填システムであって、底押し装置８は、ボトルＢのキャップＣ又はネック部Ｂ１がキャップ装着部材７１にて支持された状態で凸部Ｂ４ａを押し込む押込み部材８１を有し、搬送機構１０には、ボトルＢのネック部Ｂ１を支持して搬送する搬送装置が、ブロー成形装置２からキャッパー７までの全搬送区間に亘って設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフォームをブロー成形して飲料を充填すべき容器を形成するブロー成形装置、形成された容器に飲料を充填する充填装置及び容器にキャップを装着するキャッピング装置を備えた容器充填システム及び容器充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製容器へ飲料を充填する工程では、プリフォームをブロー成形することで充填前に容器を形成し、形成された容器を必要に応じて滅菌後、飲料の充填、キャップの装着が行われ、さらに次工程へ送られる。このような充填システムにおいては、飲料の充填後に容器内の圧力を調整するため、容器底部の突起を内側へ押し込んで、容器の形状を良好に保つ方法が知られている。主に、高温の飲料が充填されるホットパック方式（特許文献１参照。）と、常温の飲料が充填されるアセプティック充填方式（特許文献２及び３参照。）とが知られている。いずれの方式においても、底部を突出させたボトルへ飲料を充填した後、その突出部を押し込むことにより、積極的に容器内の減圧を解除し、あるいは微陽圧状態となるようにしている。特に、アセプティック充填方式においては、無菌チャンバが設けられているため容器底部の突起を支持して容器の自立を可能にするバスケットを装着することは得策ではなく、容器の胴部及び肩部を保持して搬送したり、突起が設置面よりも外側に突出しないような押込み量の少ない自立型の容器が採用されたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５００６５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１８５号公報
【特許文献３】特開２００８−２０１４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したいずれの充填方式においても、底部が外側に突出した容器は自立できず、あるいは自立型の容器にしても高速で搬送する場合は搬送時の安定性の確保が難しい。また、自立型の容器は押込み量が少ないので得られる陽圧が制限される。従ってこれらの対策が必要となる。特許文献１の装置では、充填時には容器の首部が保持されてネック搬送され、キャップ装着後はバスケットに保持されて冷却され、その後容器の底部を押し込むことにより減圧を解消している。容器のブロー成形から充填後の底部の押込みまでの一連の工程において、搬送方式が変更されたり、容器を搬送するためのバスケットのような特別な部材を必要としたりするので、設備が複雑化する。また、特許文献２の装置では、容器の胴部及び肩部を保持して搬送される。胴部及び肩部を保持したまま容器の底部を押し込むことができるが、その際に容器の損傷又は変形が生じるおそれがある。これらを避けるために容器の肉厚を増やす場合があるが、軽量化に反するため適さない。
【０００５】
そこで、本発明は、設備を簡易化しつつ、容器への負担を低減することができる容器充填システム及び容器充填方法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】
【０００６】
本発明の容器充填システムは、樹脂製のプリフォーム（ＰＦ）が順次供給され、底部（Ｂ４）に外側が突出した凸部（Ｂ４ａ）を有する容器（Ｂ）をブロー成形により形成するブロー成形装置（２）と、形成された容器に飲料を充填する充填装置（６）と、飲料が充填された容器の口部（Ｂ２）にキャップ（Ｃ）を装着するキャップ装着部材（７１）を有するキャッピング装置（７）と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み装置（８）と、前記ブロー成形装置にて容器が形成されてから前記押込み装置にて前記凸部が内側に押し込まれるまでの間を順次搬送する搬送装置（１０）と、を備えた容器充填システム（１）であって、前記押込み装置は、前記容器に装着されたキャップ又は容器の首部（Ｂ１）を支持する支持部（７１、８５）と、前記キャップ又は首部が前記支持部にて支持された状態で前記容器の下方から前記凸部を内側に押し込む押込み部材（８１）と、を有し、前記搬送装置には、前記容器の首部を支持して搬送する首支持搬送手段（１０）が、前記ブロー成形装置からキャッピング装置までの全搬送区間に亘って設けられていることにより上記課題を解決する。
【０００７】
本発明の容器充填システムによれば、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、容器に装着されたキャップ又は首部を押さえながら底部の凸部を押し込むので、容器の胴部や肩部を傷付けることがない。容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。アセプティック充填方式においてはキャップ又は首部を支持しながら底部を押し込むことができる。一方、ホットパック方式においては容器の首部を支持しながら底部を押し込むことができる。特にホットパック方式のように無菌チャンバが設けられていない形態では、キャップを支持するとキャップの密封性が保たれないおそれがあり、キャップを支持しながら底押しすることができないためである。従って、いずれの方式においても容器の胴部又は肩部を支持することなく、容器への負担を低減することができる。よって、容器の損傷や変形を回避して軽量化が可能となる。
【０００８】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記首支持搬送手段は、搬送されている容器の首部の位置が所定の高さに統一されるように前記容器を搬送してもよい。この形態によれば、プリフォームからブロー成形されて形成された容器は、飲料が充填されてキャップが装着されるまでの間、容器の首部の位置が一定に保たれて搬送される。これにより、各装置間で搬送される容器の高さが一定となるため、仕様の変更が生じたとき等に容易に対応することができる。また、容器の首部が支持されるので容器の下方はスペースが生じ、搬送される容器の大きさが変更されても容易に対応することができる。従って、搬送される容器の高さを統一することで異なる種類の容器にも容易に対応することができ、設備を簡易化しても安定した稼動が可能となる。
【０００９】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記キャッピング装置及び前記押込み装置は、無菌状態のチャンバ（９）内に設置されていてもよい。この形態によれば、押込み装置による容器底部の押込みは容器のキャップ部分を支持することで行われるが、無菌状態のチャンバ内で行われるのでキャップ部における無菌性が保たれる。
【００１０】
無菌状態のチャンバが設けられた形態において、前記キャップ装着部材は前記支持部を兼ね、かつ前記支持部が前記キャップを支持し、前記キャップ装着部材がキャップを容器に装着した後にそのまま前記キャップを押さえた状態で、その容器の凸部が前記押込み部材により押し込まれてもよい。この形態によれば、容器に対して、キャップ装着部材がキャップを装着後にそのままキャップを押さえた状態で、底部の凸部が押込み部材により押し込まれる。これが無菌チャンバ内で行われるので、キャップ装着直後でも底部を押し込む際にキャップを押さえることができ、容器の無菌性を保つことができる。
【００１１】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記搬送装置の搬送方向下流側には、容器の底部を支持しながら搬送する底搬送手段（１２ａ、１３ａ）を有する底支持搬送装置（１２、１３）が設けられ、前記底搬送手段は、前記搬送装置から搬送される容器の底部の位置に応じて前記底部を支持する支持位置を調整可能に設けられていてもよい。この形態によれば、搬送装置により一定の高さで搬送される容器の底部の位置に応じて底搬送手段の支持位置を調整することができる。これにより、底支持搬送装置でも容器の搬送高さを保ったまま、さらに容器を搬送することができる。
【００１２】
本発明の容器充填方法は、樹脂製のプリフォーム（ＰＦ）が順次供給され、底部（Ｂ４）に外側が突出した凸部（Ｂ４ａ）を有する容器（Ｂ）をブロー成形により形成するブロー成形工程と、形成された容器に飲料を充填する充填工程と、飲料が充填された容器の口部（Ｂ２）にキャップ（Ｃ）を装着するキャッピング工程と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み工程と、を備えた容器充填方法であって、前記ブロー成形工程から前記押込み工程まで前記容器の首部（Ｂ１）を支持して搬送し、前記キャッピング工程及び前記押込み工程は、無菌状態のチャンバ（９）内で行われ、前記キャッピング工程にて、キャップ装着部材（７１）が容器にキャップを装着した後、前記キャップ装着部材がキャップと接触した状態で、前記押込み工程にて、前記容器の下方から押込み部材（８１）が前記凸部を容器の内側に押し込むことにより上記課題を解決する。
【００１３】
本発明の容器充填方法によれば、上述の容器充填システムと同様、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、無菌状態のチャンバ内でキャップ装着直後の容器に対して、底部の凸部を押し込んでいるので、押込み時にキャップが多少動いても容器の無菌性が損なわれない。従って、容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器への負担を低減することができる。従って、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。
【００１４】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、容器に装着されたキャップ又は首部を押さえながら底部の凸部を押し込むので、容器の胴部や肩部を傷付けることがない。容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器への負担を低減することができる。従って、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態に係る容器充填システムのフロー図。
【図２】側面からみた容器充填システムの概略図。
【図３】キャッパー及び底押し装置の概略図。
【図４】本発明の変形例に係る容器充填システムの要部の概略図。
【図５】プリフォーム及びボトルの正面図。
【図６】チャック装置によりネック部が把持されたボトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に本発明の一形態に係る容器充填システムのフロー図を示す。容器充填システム１は、容器としてのボトルＢの搬送方向の上流側から順番に、プリフォームＰＦと呼ばれる樹脂製のボトルＢの元となる成形前の材料が供給され、順次プリフォームＰＦをブロー成形してボトルＢを形成するブロー成形装置２と、ブロー成形装置２にて形成されたボトルＢの形状等を検査する空ボトル検査装置３と、検査後のボトルＢを滅菌する滅菌装置４と、滅菌後のボトルＢを洗浄するボトルリンス装置５と、ボトルＢに飲料を充填する充填装置６と、飲料が充填されたボトルＢにキャップＣ（図５参照。）を装着するキャッピング装置としてのキャッパー７と、キャップが装着されたボトルＢの底部を押し込む押込み装置としての底押し装置８とを備えている。図５にプリフォームＰＦ及びボトルＢの正面図を示す。プリフォームＰＦ及びボトルＢの首部としてのネック部Ｂ１及び口部Ｂ２は、ブロー成形の前後で形状は変わらない。図５においてプリフォームＰＦの一部が破線で示されているが、この部分がブロー成形にてボトルＢの胴部Ｂ３及び底部Ｂ４となる。容器充填システム１は、常温の飲料をボトルＢに充填するアセプティック充填方式が採用されている。このため、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６、キャッパー７及び底押し装置８は、内部が無菌状態に保たれる無菌チャンバ９内に設置される。
【００１８】
図２に側面からみた容器充填システム１の概略図を示す。ブロー成形装置２は、プリフォームＰＦを供給するためのコンベア２１と、プリフォームＰＦ又はボトルＢを搬送する図示しない複数の搬送ホイールと、プリフォームＰＦを加熱する加熱部２２と、加熱されたプリフォームＰＦをボトルＢへとブロー成形する成形部２３とを備えている。コンベア２１は、プリフォームＰＦを所定の間隔で順次搬送ホイールへと供給する。搬送ホイールは、プリフォームＰＦ及びボトルＢのネック部Ｂ１のフランジＢ１ａを保持して搬送する。加熱部２２でも同様にネック部Ｂ１が保持されて搬送されつつ、ヒータにてプリフォームＰＦが加熱される。成形部２３には、ボトルＢを成形するための金型やプリフォームＰＦ内部に気体を吹き込むブロー装置等が設けられている。成形部２３にて、プリフォームＰＦがボトルＢに成形される。ボトルＢは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルである。ブロー成形装置２で成形されるボトルＢの底部Ｂ４には、外側に突出した凸部Ｂ４ａ（図５参照。）が設けられている。凸部Ｂ４ａは、ブロー成形時にボトルＢの他の部分とともに成形される。なお、成形部２４によるブロー成形には、周知技術を利用してよい。加熱部２２による加熱についても周知技術を利用してよい。
【００１９】
空ボトル検査装置３は、ボトルＢの外観及び内部を検査して形状、異物等の欠陥の有無を検査する。検査には、ボトルＢの上方及び下方からそれぞれ撮像するカメラ等の撮像装置３１が利用される。図１及び図２では、空ボトル検査装置３は、ブロー成形装置２内に設置されている。なお、空ボトル検査装置３は、ブロー成形装置２とは別に設けられていてもよい。滅菌装置４は、無菌チャンバ９内に設けられている。滅菌装置４は、無菌チャンバ９内におけるボトルＢの搬送方向の最上流側に位置する。滅菌装置４には、複数の噴霧管が設けられ、ボトルＢの内外面に殺菌剤が噴霧される。ボトルリンス装置５には、殺菌剤が噴霧されたボトルＢに対して熱風や無菌水を吹き付ける各種ノズルが設けられ、殺菌剤が洗い流される。充填装置６は、飲料を充填する充填ノズル等を有し、ボトルリンス装置５にてリンス処理がされたボトルＢに対して飲料を充填する。そして、キャッパー７にて、飲料が充填されたボトルＢにキャップが装着される。
【００２０】
図３に、キャッパー７及び底押し装置８の概略図を示す。キャッパー７は、キャップＣをボトルＢの口部Ｂ２に装着する複数の支持部としてのキャップ装着部材７１と、キャップ装着部材７１を駆動するカム機構７２とを備えている。キャップ装着部材７１は、順次搬送されるボトルＢに対してキャップＣを装着する。キャップ装着部材７１の駆動は、カム機構７２によって行われる。カム機構７２は、キャップ装着部材７１を支持する支持部材７３と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材７３を案内するレール７４とを有している。レール７４は、搬送されるボトルＢとともに移動するように支持部材７３を案内しつつ、上下方向に経路を変更して、所定の位置にてキャップ装着部材７１がキャップＣをボトルＢに装着可能なように構成される。なお、空ボトル検査装置３、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６及びキャッパー７についても周知技術を利用して適宜構成してよい。
【００２１】
底押し装置８は、キャップ装着部材７１によるボトルＢへのキャップＣの装着後にボトルＢの底部Ｂ４に設けられた凸部Ｂ４ａを押し込んで底部Ｂ４を凹ます複数の押込み部材８１と、押込み部材８１を駆動するカム機構８２とを備えている。押込み部材８１は、キャップＣ装着直後のボトルＢの底部Ｂ４を下方から突き上げることにより、凸部Ｂ４ａを反転させる。反転された底部Ｂ４は、凹部Ｂ４ｂ（図５参照。）となる。カム機構８２は、押込み部材８１を支持する支持部材８３と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材８３を案内するレール８４とを有している。レール８４は、搬送されるボトルＢとともに移動するように支持部材８３を案内しつつ、上下方向に経路を変更して、所定の位置にて押込み部材８１がボトルＢの底部Ｂ４を突上げ可能なように構成される。
【００２２】
図２に戻り、ブロー成形装置２の搬送ホイールを含む容器充填システム１の搬送装置としての搬送機構１０は、プリフォームＰＦ又はボトルＢのネック部Ｂ１のフランジＢ１ａ周辺を保持しながら搬送（ネック搬送と呼ぶことがある。）する。各装置３〜８間は、ネック搬送をしつつ、複数のスターホイール搬送装置を組み合わせながらボトルＢが適宜搬送される。スターホイール搬送装置に加えてエア搬送装置を適宜組み合わせてもよい。例えば、ブロー成形装置２及び空ボトル検査装置３間や、空ボトル検査装置３と滅菌装置４との間には、エア搬送装置が設けられていてもよい。また、空ボトル検査装置３と滅菌装置４との間でボトルＢを受け渡すエア搬送装置が、無菌チャンバ９入口に設けられた搬送スクリューと接続されてボトルＢを受け渡すように構成してもよい。スターホイール搬送装置やエア搬送装置が、首支持搬送手段として機能する。
【００２３】
搬送機構１０によるネック搬送では、搬送されるボトルＢのネック部Ｂ１の位置を所定の高さに揃えて搬送する。搬送機構１０のスターホイール搬送においてボトルＢが収容される各ポケットには、ボトルＢのネック部Ｂ１を把持するグリッパー１１が設けられ、グリッパー搬送が採用される。スターホイール搬送装置間でのボトルＢの受渡しは、ボトルＢのフランジＢ１ａの上下を交互にグリッパー１１（図３参照。）で把持することにより行われる。これにより、複数のスターホイール搬送装置によるボトルＢの受渡しがされる搬送機構１０において、ボトルＢのネック部Ｂ１の位置を所定の高さに一定に揃えて搬送することができる。エア搬送装置においても、ネック部Ｂ１のフランジＢ１ａが支持されることにより、ボトルＢはエア搬送される。
【００２４】
底押し装置８にて凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢは、ホイールテーブル搬送装置１２へと受け渡される。ホイールテーブル搬送装置１２は、ボトルＢの底部Ｂ４を支持するテーブル１２ａと、搬送されるボトルＢを案内するガイド１２ｂとを有するスターホイール搬送装置で、搬送機構１０の下流側に設けられている。さらに、ホイールテーブル搬送装置１２の下流側には、ボトルＢを搬送するコンベア１３ａを有するコンベア搬送装置１３が設けられている。コンベア１３ａにより、ボトルＢは次工程へ送られる。テーブル１２ａとコンベア１３ａのボトルＢの支持面１２ｃ、１３ｂは、搬送機構１０から搬送されるボトルＢの底部Ｂ４の位置に応じて調整可能に構成されている。テーブル１２ａやコンベア１３ａを駆動装置で上下方向に駆動可能に構成すればよい。なお、上述のスターホイール搬送装置、エア搬送装置、ホイールテーブル搬送装置及びコンベア搬送装置は、周知技術を利用して構成してよい。無菌チャンバ９内に適宜設置してもよい。ホイールテーブル搬送装置１２及びコンベア搬送装置１３が底支持搬送装置に相当し、テーブル１２ａ及びコンベア１３ａが底搬送手段として機能する。
【００２５】
容器充填システム１の動作を説明する。プリフォームＰＦがコンベア２１にて順次ブロー形成装置２に供給され、搬送ホイールに受け渡される。搬送されつつ加熱部２２にて所定温度で加熱されたプリフォームＰＦは、成形部２３に搬送されて、プリフォームＰＦからボトルＢへブロー成形される。成形されたボトルＢは、搬送ホイールで空ボトル検査装置３へと搬送され、さらに、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６を順次搬送されつつ、各装置にて所定の処理が行われる。充填装置６にて飲料が充填されたボトルＢは、搬送機構１０によりキャッパー７に搬送される。図３の形態では、搬送機構１０を挟んでキャッパー７の下方には、底押し装置８が位置している。キャップ装着部材７１が搬送されるボトルＢとともにレール７４に沿って移動しつつ、ボトルＢにキャップＣを装着する。一方、ボトルＢの下方では、押込み部材８１がボトルＢとともにレール８４に沿って移動している。キャップＣをボトルＢに装着した直後、キャップ装着部材７１がそのままキャップＣを押さえた状態で、下方から押込み部材８１が底部Ｂ４を突き上げて、凸部Ｂ４ａをボトルＢの内側へ押し込んでいる。これにより、押込み部材８１によってボトルＢにかかる上方向の力をキャップ装着部材７１が受けるので良好にボトルＢの底部Ｂ４を押し込むことができる。
【００２６】
アセプティック充填方式においては、飲料を常温で充填するので、品質を保つため無菌チャンバ９の設置が必要となる。通常、ボトルＢの密封性を損なわないようにするため、装着されたキャップＣへの接触は避けられるが、無菌チャンバ９内であれば、キャップＣが多少動いてもボトルＢの無菌性が損なわれない。
【００２７】
底部Ｂ４に凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢは、搬送機構１０からホイールテーブル装置１２へと順次受け渡される。搬送機構１０では、ネック部Ｂ１の位置が所定の高さに一定に統一されている。このため、ホイールテーブル搬送装置１２にて搬送機構１０から搬送されてくるボトルＢの底部Ｂ４の位置に応じて支持面１２ｃを調整するので、ボトルＢの高さを保ったまま搬送することができる。そして、容器充填システム１から送り出されたボトルＢは、次工程となる包装工程へと搬送される（図１）。従って、容器充填システム１では、搬送されるボトルＢは一定の高さに統一されて搬送される。特に、ブロー成形装置２に供給されたプリフォームＰＦから、キャップＣが装着され底部Ｂ４に凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢがホイールテーブル装置１２に受け渡されるまでの一連の搬送では、ネック搬送が行われ、ネック部Ｂ１の位置を基準の高さとして規定し、ボトルＢは一定の高さに保たれながら搬送される。これにより、ブロー形成装置２から底押し装置８までの容器充填システム１に配置される各装置にて、ボトルＢの位置がネック部Ｂ１を基準として一定となるので、統一したパラメータを用いることができ、仕様が変更されたとき等に容易に対応することができる。また、ネック部Ｂ１の位置を基準高さとしてネック搬送することにより、ボトルＢの大きさが異なっても同じシステムで容易に搬送することができる。ブロー成形時に外側に突出した凸部Ｂ４ａを底部Ｂ４に形成した場合にはボトルＢの自立が困難となるが、ネック部Ｂ１を支持することで底部Ｂ４の形状に関係なく搬送することができる。
【００２８】
これにより、ボトルＢの形状のデザインの自由度が拡大する。アセプティック充填方式においては、常温による充填なので、ホットパック方式のように冷却時のボトルＢ内の減圧を考慮する必要性は低いが、経時により微減圧状態が発生する。このような場合においても、ボトルＢに装着されたキャップＣを押えながら底部Ｂ４の凸部Ｂ４ａを押し込むことで積極的に減圧を解除（微陽圧化）することができる。このため、ボトルＢの側面に形成される減圧吸収パネルの形状を小さく、あるいは不要とすることができ、また、ボトルＢの縦積み状態での保管時の座屈強度及び横積み状態となるベンダー（自動販売機）販売時の強度の確保及び向上を目的としたボトルＢに形成されるリブを小さく、あるいは不要とすることができる。さらに、ボトルＢ内が陽圧化することによる製造、流通・保管、販売（ベンダー内）の各時点における容器強度を確保することができる。これにより、ボトルＢの軽量化も可能となる。特にアセプティック充填方式での製造場所・設備の単純化、コンパクト化、省スペース化を実現できる。
【００２９】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、搬送機構１０を挟んでその上方にキャッパー７を、下方に底押し装置８をそれぞれ設置して、キャップＣ装着直後にボトルＢの底部Ｂ４を押し込むように構成したがこれに限られない。例えば、ホイールテーブル搬送装置に底押し装置を設けることで、キャップＣの装着と底部Ｂ４の押込みを別個に行うようにしてもよい。図４に本発明の変形例を示す。変形例において、上述の形態と同様の構成については、同様の符号を付すことで説明を省略する。変形例における容器充填システム１Ａは、キャッパー７に対してボトルＢの搬送方向下流側に設置され、キャッパー７からキャップＣ装着後のボトルＢを受け取るホイールテーブル搬送装置１２Ａに底押し装置８Ａが設けられている点で上述の形態と異なり、その他の構成については、同様である。
【００３０】
底押し装置８Ａには、押込み部材８１と、カム機構８２の他に、ボトルＢに装着されたキャップＣを押さえる支持部としての押え部材８５と、押え部材８５を駆動するカム機構８６とを備えている。押え部材８５は、ボトルＢの下方から底部Ｂ４を押込み部材８１で突き上げたときにボトルＢの上方向への移動を抑制するため、ボトルＢの上端部、つまり、キャップＣを支持するように構成される。カム機構８６は、押え部材８５を支持する支持部材８７と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材８７を案内するレール８８とを有している。カム機構８６は、カム機構７２の構成と同様であるが、レール８８は、押込み部材８１が底部Ｂ４を突き上げるときに押え部材８５がキャップＣと接触するように支持部材８７を案内する。ホイールテーブル搬送装置１２Ａは、ボトルＢの底部Ｂ４を支持するテーブル１２ｄの他は、ホイールテーブル搬送装置１２と同様である。テーブル１２ｄには、押込み部材８１が出没する複数の孔１２ｅが設けられている。孔１２ｅは、搬送されるボトルＢの中心を押込み部材８１が接触するように、テーブル１２ｄのボトル搬送領域の所定の位置に設けられている。なお、底押し装置８Ａ及びホイールテーブル搬送装置１２Ａも無菌チャンバ９内に設置されている。
【００３１】
変形例の容器充填システム１Ａの動作を説明する。キャッパー７によりボトルＢにキャップＣが装着された後、ボトルＢは、ホイールテーブル搬送装置１２Ａへ受け渡される。ボトルＢは、テーブル１２ｄの所定位置に案内されて搬送されつつ、押込み部材８１で底部Ｂ４が押し込まれて凹部Ｂ４ｂが形成される。このとき、ボトルＢのキャップＣ部分が押え部材８５で押さえられているので、押込み部材８１による上向きの力が抑えられ、良好に凹部Ｂ４ｂが形成される。凹部Ｂ４ｂ形成後のボトルＢは、コンベア搬送装置１３に受け渡されて次工程へと搬送される。このように、キャッパー７と、底押し装置８Ａとを別個に設けることで、底押し装置８Ａを適宜の箇所に配置可能となり、より設計の自由度が向上する。例えば、ホットパック方式の場合にも本発明を適用することができる。
【００３２】
ホットパック方式では、高温の飲料を充填するのでキャップＣの装着直後は、冷却後のボトルＢの内圧とは異なるため底部Ｂ４を押し込むことはできない。この場合においては、無菌チャンバ９も必要ないため、冷却工程後にホイールテーブル搬送装置１２Ａ及び底押し装置８Ａを設置することができ、底部Ｂ４を効果的に押し込むことができる。なお、ホットパック方式においては、無菌チャンバが設けられていないのでキャップＣを支持するとキャップＣの密封性が保たれないおそれがあり、底部Ｂ４を押し込むためキャップＣを押え部材８５で押さえることができない。従って、底部Ｂ４を押し込むためには、押込み部材８１による上向きの力を抑えることができる強度を有するチャック装置がホイールテーブル搬送装置１２Ａに必要となる。図６にチャック装置１４によりネック部Ｂ１が把持されたボトルＢを示す。このチャック装置１４によりネック部Ｂ１のフランジＢ１ａの下方からボトルＢを把持しながら搬送しつつ、押込み部材８１によりボトルＢの底部Ｂ４を押し込むことができる。従って、ホットパック方式においてもボトルＢの胴部Ｂ３又は肩部を支持することなく、ボトルＢへの負担を低減することができる。
【００３３】
また、ホイールテーブル搬送装置１２Ａに限られず、ネック搬送方式の搬送装置に底押し装置８Ａを適用してもよい。この場合は、底部Ｂ４を押し込むため底押しに耐え得る強度が底押し装置８にてボトルＢを搬送するグリッパー１１に必要である。従って、底押し装置８Ａに適用されるグリッパー１１を所望の強度を有するように構成すればよい。具体的にはボトルＢのネック部Ｂ１をチャック装置１４による把持により支持することが望ましい。なお、チャック装置１４として周知技術を利用してよい。なお、アセプティック充填方式においても底押し時に押え部材８５に代えてこのようなチャック装置１４を利用してボトルＢを底押ししてもよい。
【００３４】
キャッパー７のキャップ装着部材７１及び底押し装置８、８Ａの押込み部材８１の駆動については、カム機構７２、８２に限られない。アクチュエータやモータ等の周知技術を利用して駆動するように構成してもよい。底押し装置８Ａの押え部材８５を駆動するカム機構８６についてもこれに限られない。上述の周知技術の他にも、搬送されるボトルＢのキャップＣ上端部を押さえるガイドを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 容器搬送システム
２ ブロー成形装置
６ 充填装置
７ キャッパー（キャッピング装置）
１０ 搬送機構（搬送装置）
７１ キャップ装着部材
Ｂ ボトル（容器）
Ｂ１ ネック部（首部）
Ｂ２ 口部
Ｂ４ 底部
Ｂ４ａ 凸部
Ｃ キャップ
ＰＦ プリフォーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフォームをブロー成形して飲料を充填すべき容器を形成するブロー成形装置、形成された容器に飲料を充填する充填装置及び容器にキャップを装着するキャッピング装置を備えた容器充填システム及び容器充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製容器へ飲料を充填する工程では、プリフォームをブロー成形することで充填前に容器を形成し、形成された容器を必要に応じて滅菌後、飲料の充填、キャップの装着が行われ、さらに次工程へ送られる。このような充填システムにおいては、飲料の充填後に容器内の圧力を調整するため、容器底部の突起を内側へ押し込んで、容器の形状を良好に保つ方法が知られている。主に、高温の飲料が充填されるホットパック方式（特許文献１参照。）と、常温の飲料が充填されるアセプティック充填方式（特許文献２及び３参照。）とが知られている。いずれの方式においても、底部を突出させたボトルへ飲料を充填した後、その突出部を押し込むことにより、積極的に容器内の減圧を解除し、あるいは微陽圧状態となるようにしている。特に、アセプティック充填方式においては、無菌チャンバが設けられているため容器底部の突起を支持して容器の自立を可能にするバスケットを装着することは得策ではなく、容器の胴部及び肩部を保持して搬送したり、突起が設置面よりも外側に突出しないような押込み量の少ない自立型の容器が採用されたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５００６５８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３１８５号公報
【特許文献３】特開２００８−２０１４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したいずれの充填方式においても、底部が外側に突出した容器は自立できず、あるいは自立型の容器にしても高速で搬送する場合は搬送時の安定性の確保が難しい。また、自立型の容器は押込み量が少ないので得られる陽圧が制限される。従ってこれらの対策が必要となる。特許文献１の装置では、充填時には容器の首部が保持されてネック搬送され、キャップ装着後はバスケットに保持されて冷却され、その後容器の底部を押し込むことにより減圧を解消している。容器のブロー成形から充填後の底部の押込みまでの一連の工程において、搬送方式が変更されたり、容器を搬送するためのバスケットのような特別な部材を必要としたりするので、設備が複雑化する。また、特許文献２の装置では、容器の胴部及び肩部を保持して搬送される。胴部及び肩部を保持したまま容器の底部を押し込むことができるが、その際に容器の損傷又は変形が生じるおそれがある。これらを避けるために容器の肉厚を増やす場合があるが、軽量化に反するため適さない。
【０００５】
そこで、本発明は、設備を簡易化しつつ、容器への負担を低減することができる容器充填システム及び容器充填方法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】
【０００６】
本発明の容器充填システムは、樹脂製のプリフォーム（ＰＦ）が順次供給され、底部（Ｂ４）に外側が突出した凸部（Ｂ４ａ）を有する容器（Ｂ）をブロー成形により形成するブロー成形装置（２）と、形成された容器に飲料を充填する充填装置（６）と、飲料が充填された容器の口部（Ｂ２）にキャップ（Ｃ）を装着するキャップ装着部材（７１）を有するキャッピング装置（７）と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み装置（８）と、前記ブロー成形装置にて容器が形成されてから前記押込み装置にて前記凸部が内側に押し込まれるまでの間を順次搬送する搬送装置（１０）と、を備えた容器充填システム（１）であって、前記押込み装置は、前記容器に装着されたキャップ又は容器の首部（Ｂ１）を支持する支持部（７１、８５）と、前記キャップ又は首部が前記支持部にて支持された状態で前記容器の下方から前記凸部を内側に押し込む押込み部材（８１）と、を有し、前記搬送装置には、前記容器の首部を支持して搬送する首支持搬送手段（１０）が、前記ブロー成形装置からキャッピング装置までの全搬送区間に亘って設けられていることにより上記課題を解決する。
【０００７】
本発明の容器充填システムによれば、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、容器に装着されたキャップ又は首部を押さえながら底部の凸部を押し込むので、容器の胴部や肩部を傷付けることがない。容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。アセプティック充填方式においてはキャップ又は首部を支持しながら底部を押し込むことができる。一方、ホットパック方式においては容器の首部を支持しながら底部を押し込むことができる。特にホットパック方式のように無菌チャンバが設けられていない形態では、キャップを支持するとキャップの密封性が保たれないおそれがあり、キャップを支持しながら底押しすることができないためである。従って、いずれの方式においても容器の胴部又は肩部を支持することなく、容器への負担を低減することができる。よって、容器の損傷や変形を回避して軽量化が可能となる。
【０００８】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記首支持搬送手段は、搬送されている容器の首部の位置が所定の高さに統一されるように前記容器を搬送してもよい。この形態によれば、プリフォームからブロー成形されて形成された容器は、飲料が充填されてキャップが装着されるまでの間、容器の首部の位置が一定に保たれて搬送される。これにより、各装置間で搬送される容器の高さが一定となるため、仕様の変更が生じたとき等に容易に対応することができる。また、容器の首部が支持されるので容器の下方はスペースが生じ、搬送される容器の大きさが変更されても容易に対応することができる。従って、搬送される容器の高さを統一することで異なる種類の容器にも容易に対応することができ、設備を簡易化しても安定した稼動が可能となる。
【０００９】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記キャッピング装置及び前記押込み装置は、無菌状態のチャンバ（９）内に設置されていてもよい。この形態によれば、押込み装置による容器底部の押込みは容器のキャップ部分を支持することで行われるが、無菌状態のチャンバ内で行われるのでキャップ部における無菌性が保たれる。
【００１０】
無菌状態のチャンバが設けられた形態において、前記キャップ装着部材は前記支持部を兼ね、かつ前記支持部が前記キャップを支持し、前記キャップ装着部材がキャップを容器に装着した後にそのまま前記キャップを押さえた状態で、その容器の凸部が前記押込み部材により押し込まれてもよい。この形態によれば、容器に対して、キャップ装着部材がキャップを装着後にそのままキャップを押さえた状態で、底部の凸部が押込み部材により押し込まれる。これが無菌チャンバ内で行われるので、キャップ装着直後でも底部を押し込む際にキャップを押さえることができ、容器の無菌性を保つことができる。
【００１１】
本発明の容器充填システムの一形態において、前記搬送装置の搬送方向下流側には、容器の底部を支持しながら搬送する底搬送手段（１２ａ、１３ａ）を有する底支持搬送装置（１２、１３）が設けられ、前記底搬送手段は、前記搬送装置から搬送される容器の底部の位置に応じて前記底部を支持する支持位置を調整可能に設けられていてもよい。この形態によれば、搬送装置により一定の高さで搬送される容器の底部の位置に応じて底搬送手段の支持位置を調整することができる。これにより、底支持搬送装置でも容器の搬送高さを保ったまま、さらに容器を搬送することができる。
【００１２】
本発明の容器充填方法は、樹脂製のプリフォーム（ＰＦ）が順次供給され、底部（Ｂ４）に外側が突出した凸部（Ｂ４ａ）を有する容器（Ｂ）をブロー成形により形成するブロー成形工程と、形成された容器に飲料を充填する充填工程と、飲料が充填された容器の口部（Ｂ２）にキャップ（Ｃ）を装着するキャッピング工程と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み工程と、を備えた容器充填方法であって、前記ブロー成形工程から前記押込み工程まで前記容器の首部（Ｂ１）を支持して搬送し、前記キャッピング工程及び前記押込み工程は、無菌状態のチャンバ（９）内で行われ、前記キャッピング工程にて、キャップ装着部材（７１）が容器にキャップを装着した後、前記キャップ装着部材がキャップと接触した状態で、前記押込み工程にて、前記容器の下方から押込み部材（８１）が前記凸部を容器の内側に押し込むことにより上記課題を解決する。
【００１３】
本発明の容器充填方法によれば、上述の容器充填システムと同様、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、無菌状態のチャンバ内でキャップ装着直後の容器に対して、底部の凸部を押し込んでいるので、押込み時にキャップが多少動いても容器の無菌性が損なわれない。従って、容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器への負担を低減することができる。従って、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。
【００１４】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、ブロー成形時に外側に突出した凸部を底部に形成した場合には容器の自立が困難となるが、首部を支持することで底部の形状に関係なく搬送することができる。さらに、容器に装着されたキャップ又は首部を押さえながら底部の凸部を押し込むので、容器の胴部や肩部を傷付けることがない。容器の胴部が凹むこともなく、容器の肩部を支持することによる強度の問題を考慮することもないので、容器への負担を低減することができる。従って、容器のデザインの自由度を高め、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態に係る容器充填システムのフロー図。
【図２】側面からみた容器充填システムの概略図。
【図３】キャッパー及び底押し装置の概略図。
【図４】本発明の変形例に係る容器充填システムの要部の概略図。
【図５】プリフォーム及びボトルの正面図。
【図６】チャック装置によりネック部が把持されたボトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に本発明の一形態に係る容器充填システムのフロー図を示す。容器充填システム１は、容器としてのボトルＢの搬送方向の上流側から順番に、プリフォームＰＦと呼ばれる樹脂製のボトルＢの元となる成形前の材料が供給され、順次プリフォームＰＦをブロー成形してボトルＢを形成するブロー成形装置２と、ブロー成形装置２にて形成されたボトルＢの形状等を検査する空ボトル検査装置３と、検査後のボトルＢを滅菌する滅菌装置４と、滅菌後のボトルＢを洗浄するボトルリンス装置５と、ボトルＢに飲料を充填する充填装置６と、飲料が充填されたボトルＢにキャップＣ（図５参照。）を装着するキャッピング装置としてのキャッパー７と、キャップが装着されたボトルＢの底部を押し込む押込み装置としての底押し装置８とを備えている。図５にプリフォームＰＦ及びボトルＢの正面図を示す。プリフォームＰＦ及びボトルＢの首部としてのネック部Ｂ１及び口部Ｂ２は、ブロー成形の前後で形状は変わらない。図５においてプリフォームＰＦの一部が破線で示されているが、この部分がブロー成形にてボトルＢの胴部Ｂ３及び底部Ｂ４となる。容器充填システム１は、常温の飲料をボトルＢに充填するアセプティック充填方式が採用されている。このため、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６、キャッパー７及び底押し装置８は、内部が無菌状態に保たれる無菌チャンバ９内に設置される。
【００１８】
図２に側面からみた容器充填システム１の概略図を示す。ブロー成形装置２は、プリフォームＰＦを供給するためのコンベア２１と、プリフォームＰＦ又はボトルＢを搬送する図示しない複数の搬送ホイールと、プリフォームＰＦを加熱する加熱部２２と、加熱されたプリフォームＰＦをボトルＢへとブロー成形する成形部２３とを備えている。コンベア２１は、プリフォームＰＦを所定の間隔で順次搬送ホイールへと供給する。搬送ホイールは、プリフォームＰＦ及びボトルＢのネック部Ｂ１のフランジＢ１ａを保持して搬送する。加熱部２２でも同様にネック部Ｂ１が保持されて搬送されつつ、ヒータにてプリフォームＰＦが加熱される。成形部２３には、ボトルＢを成形するための金型やプリフォームＰＦ内部に気体を吹き込むブロー装置等が設けられている。成形部２３にて、プリフォームＰＦがボトルＢに成形される。ボトルＢは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルである。ブロー成形装置２で成形されるボトルＢの底部Ｂ４には、外側に突出した凸部Ｂ４ａ（図５参照。）が設けられている。凸部Ｂ４ａは、ブロー成形時にボトルＢの他の部分とともに成形される。なお、成形部２４によるブロー成形には、周知技術を利用してよい。加熱部２２による加熱についても周知技術を利用してよい。
【００１９】
空ボトル検査装置３は、ボトルＢの外観及び内部を検査して形状、異物等の欠陥の有無を検査する。検査には、ボトルＢの上方及び下方からそれぞれ撮像するカメラ等の撮像装置３１が利用される。図１及び図２では、空ボトル検査装置３は、ブロー成形装置２内に設置されている。なお、空ボトル検査装置３は、ブロー成形装置２とは別に設けられていてもよい。滅菌装置４は、無菌チャンバ９内に設けられている。滅菌装置４は、無菌チャンバ９内におけるボトルＢの搬送方向の最上流側に位置する。滅菌装置４には、複数の噴霧管が設けられ、ボトルＢの内外面に殺菌剤が噴霧される。ボトルリンス装置５には、殺菌剤が噴霧されたボトルＢに対して熱風や無菌水を吹き付ける各種ノズルが設けられ、殺菌剤が洗い流される。充填装置６は、飲料を充填する充填ノズル等を有し、ボトルリンス装置５にてリンス処理がされたボトルＢに対して飲料を充填する。そして、キャッパー７にて、飲料が充填されたボトルＢにキャップが装着される。
【００２０】
図３に、キャッパー７及び底押し装置８の概略図を示す。キャッパー７は、キャップＣをボトルＢの口部Ｂ２に装着する複数の支持部としてのキャップ装着部材７１と、キャップ装着部材７１を駆動するカム機構７２とを備えている。キャップ装着部材７１は、順次搬送されるボトルＢに対してキャップＣを装着する。キャップ装着部材７１の駆動は、カム機構７２によって行われる。カム機構７２は、キャップ装着部材７１を支持する支持部材７３と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材７３を案内するレール７４とを有している。レール７４は、搬送されるボトルＢとともに移動するように支持部材７３を案内しつつ、上下方向に経路を変更して、所定の位置にてキャップ装着部材７１がキャップＣをボトルＢに装着可能なように構成される。なお、空ボトル検査装置３、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６及びキャッパー７についても周知技術を利用して適宜構成してよい。
【００２１】
底押し装置８は、キャップ装着部材７１によるボトルＢへのキャップＣの装着後にボトルＢの底部Ｂ４に設けられた凸部Ｂ４ａを押し込んで底部Ｂ４を凹ます複数の押込み部材８１と、押込み部材８１を駆動するカム機構８２とを備えている。押込み部材８１は、キャップＣ装着直後のボトルＢの底部Ｂ４を下方から突き上げることにより、凸部Ｂ４ａを反転させる。反転された底部Ｂ４は、凹部Ｂ４ｂ（図５参照。）となる。カム機構８２は、押込み部材８１を支持する支持部材８３と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材８３を案内するレール８４とを有している。レール８４は、搬送されるボトルＢとともに移動するように支持部材８３を案内しつつ、上下方向に経路を変更して、所定の位置にて押込み部材８１がボトルＢの底部Ｂ４を突上げ可能なように構成される。
【００２２】
図２に戻り、ブロー成形装置２の搬送ホイールを含む容器充填システム１の搬送装置としての搬送機構１０は、プリフォームＰＦ又はボトルＢのネック部Ｂ１のフランジＢ１ａ周辺を保持しながら搬送（ネック搬送と呼ぶことがある。）する。各装置３〜８間は、ネック搬送をしつつ、複数のスターホイール搬送装置を組み合わせながらボトルＢが適宜搬送される。スターホイール搬送装置に加えてエア搬送装置を適宜組み合わせてもよい。例えば、ブロー成形装置２及び空ボトル検査装置３間や、空ボトル検査装置３と滅菌装置４との間には、エア搬送装置が設けられていてもよい。また、空ボトル検査装置３と滅菌装置４との間でボトルＢを受け渡すエア搬送装置が、無菌チャンバ９入口に設けられた搬送スクリューと接続されてボトルＢを受け渡すように構成してもよい。スターホイール搬送装置やエア搬送装置が、首支持搬送手段として機能する。
【００２３】
搬送機構１０によるネック搬送では、搬送されるボトルＢのネック部Ｂ１の位置を所定の高さに揃えて搬送する。搬送機構１０のスターホイール搬送においてボトルＢが収容される各ポケットには、ボトルＢのネック部Ｂ１を把持するグリッパー１１が設けられ、グリッパー搬送が採用される。スターホイール搬送装置間でのボトルＢの受渡しは、ボトルＢのフランジＢ１ａの上下を交互にグリッパー１１（図３参照。）で把持することにより行われる。これにより、複数のスターホイール搬送装置によるボトルＢの受渡しがされる搬送機構１０において、ボトルＢのネック部Ｂ１の位置を所定の高さに一定に揃えて搬送することができる。エア搬送装置においても、ネック部Ｂ１のフランジＢ１ａが支持されることにより、ボトルＢはエア搬送される。
【００２４】
底押し装置８にて凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢは、ホイールテーブル搬送装置１２へと受け渡される。ホイールテーブル搬送装置１２は、ボトルＢの底部Ｂ４を支持するテーブル１２ａと、搬送されるボトルＢを案内するガイド１２ｂとを有するスターホイール搬送装置で、搬送機構１０の下流側に設けられている。さらに、ホイールテーブル搬送装置１２の下流側には、ボトルＢを搬送するコンベア１３ａを有するコンベア搬送装置１３が設けられている。コンベア１３ａにより、ボトルＢは次工程へ送られる。テーブル１２ａとコンベア１３ａのボトルＢの支持面１２ｃ、１３ｂは、搬送機構１０から搬送されるボトルＢの底部Ｂ４の位置に応じて調整可能に構成されている。テーブル１２ａやコンベア１３ａを駆動装置で上下方向に駆動可能に構成すればよい。なお、上述のスターホイール搬送装置、エア搬送装置、ホイールテーブル搬送装置及びコンベア搬送装置は、周知技術を利用して構成してよい。無菌チャンバ９内に適宜設置してもよい。ホイールテーブル搬送装置１２及びコンベア搬送装置１３が底支持搬送装置に相当し、テーブル１２ａ及びコンベア１３ａが底搬送手段として機能する。
【００２５】
容器充填システム１の動作を説明する。プリフォームＰＦがコンベア２１にて順次ブロー形成装置２に供給され、搬送ホイールに受け渡される。搬送されつつ加熱部２２にて所定温度で加熱されたプリフォームＰＦは、成形部２３に搬送されて、プリフォームＰＦからボトルＢへブロー成形される。成形されたボトルＢは、搬送ホイールで空ボトル検査装置３へと搬送され、さらに、滅菌装置４、ボトルリンス装置５、充填装置６を順次搬送されつつ、各装置にて所定の処理が行われる。充填装置６にて飲料が充填されたボトルＢは、搬送機構１０によりキャッパー７に搬送される。図３の形態では、搬送機構１０を挟んでキャッパー７の下方には、底押し装置８が位置している。キャップ装着部材７１が搬送されるボトルＢとともにレール７４に沿って移動しつつ、ボトルＢにキャップＣを装着する。一方、ボトルＢの下方では、押込み部材８１がボトルＢとともにレール８４に沿って移動している。キャップＣをボトルＢに装着した直後、キャップ装着部材７１がそのままキャップＣを押さえた状態で、下方から押込み部材８１が底部Ｂ４を突き上げて、凸部Ｂ４ａをボトルＢの内側へ押し込んでいる。これにより、押込み部材８１によってボトルＢにかかる上方向の力をキャップ装着部材７１が受けるので良好にボトルＢの底部Ｂ４を押し込むことができる。
【００２６】
アセプティック充填方式においては、飲料を常温で充填するので、品質を保つため無菌チャンバ９の設置が必要となる。通常、ボトルＢの密封性を損なわないようにするため、装着されたキャップＣへの接触は避けられるが、無菌チャンバ９内であれば、キャップＣが多少動いてもボトルＢの無菌性が損なわれない。
【００２７】
底部Ｂ４に凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢは、搬送機構１０からホイールテーブル装置１２へと順次受け渡される。搬送機構１０では、ネック部Ｂ１の位置が所定の高さに一定に統一されている。このため、ホイールテーブル搬送装置１２にて搬送機構１０から搬送されてくるボトルＢの底部Ｂ４の位置に応じて支持面１２ｃを調整するので、ボトルＢの高さを保ったまま搬送することができる。そして、容器充填システム１から送り出されたボトルＢは、次工程となる包装工程へと搬送される（図１）。従って、容器充填システム１では、搬送されるボトルＢは一定の高さに統一されて搬送される。特に、ブロー成形装置２に供給されたプリフォームＰＦから、キャップＣが装着され底部Ｂ４に凹部Ｂ４ｂが形成されたボトルＢがホイールテーブル装置１２に受け渡されるまでの一連の搬送では、ネック搬送が行われ、ネック部Ｂ１の位置を基準の高さとして規定し、ボトルＢは一定の高さに保たれながら搬送される。これにより、ブロー形成装置２から底押し装置８までの容器充填システム１に配置される各装置にて、ボトルＢの位置がネック部Ｂ１を基準として一定となるので、統一したパラメータを用いることができ、仕様が変更されたとき等に容易に対応することができる。また、ネック部Ｂ１の位置を基準高さとしてネック搬送することにより、ボトルＢの大きさが異なっても同じシステムで容易に搬送することができる。ブロー成形時に外側に突出した凸部Ｂ４ａを底部Ｂ４に形成した場合にはボトルＢの自立が困難となるが、ネック部Ｂ１を支持することで底部Ｂ４の形状に関係なく搬送することができる。
【００２８】
これにより、ボトルＢの形状のデザインの自由度が拡大する。アセプティック充填方式においては、常温による充填なので、ホットパック方式のように冷却時のボトルＢ内の減圧を考慮する必要性は低いが、経時により微減圧状態が発生する。このような場合においても、ボトルＢに装着されたキャップＣを押えながら底部Ｂ４の凸部Ｂ４ａを押し込むことで積極的に減圧を解除（微陽圧化）することができる。このため、ボトルＢの側面に形成される減圧吸収パネルの形状を小さく、あるいは不要とすることができ、また、ボトルＢの縦積み状態での保管時の座屈強度及び横積み状態となるベンダー（自動販売機）販売時の強度の確保及び向上を目的としたボトルＢに形成されるリブを小さく、あるいは不要とすることができる。さらに、ボトルＢ内が陽圧化することによる製造、流通・保管、販売（ベンダー内）の各時点における容器強度を確保することができる。これにより、ボトルＢの軽量化も可能となる。特にアセプティック充填方式での製造場所・設備の単純化、コンパクト化、省スペース化を実現できる。
【００２９】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、搬送機構１０を挟んでその上方にキャッパー７を、下方に底押し装置８をそれぞれ設置して、キャップＣ装着直後にボトルＢの底部Ｂ４を押し込むように構成したがこれに限られない。例えば、ホイールテーブル搬送装置に底押し装置を設けることで、キャップＣの装着と底部Ｂ４の押込みを別個に行うようにしてもよい。図４に本発明の変形例を示す。変形例において、上述の形態と同様の構成については、同様の符号を付すことで説明を省略する。変形例における容器充填システム１Ａは、キャッパー７に対してボトルＢの搬送方向下流側に設置され、キャッパー７からキャップＣ装着後のボトルＢを受け取るホイールテーブル搬送装置１２Ａに底押し装置８Ａが設けられている点で上述の形態と異なり、その他の構成については、同様である。
【００３０】
底押し装置８Ａには、押込み部材８１と、カム機構８２の他に、ボトルＢに装着されたキャップＣを押さえる支持部としての押え部材８５と、押え部材８５を駆動するカム機構８６とを備えている。押え部材８５は、ボトルＢの下方から底部Ｂ４を押込み部材８１で突き上げたときにボトルＢの上方向への移動を抑制するため、ボトルＢの上端部、つまり、キャップＣを支持するように構成される。カム機構８６は、押え部材８５を支持する支持部材８７と、ボトルＢの搬送経路に沿って支持部材８７を案内するレール８８とを有している。カム機構８６は、カム機構７２の構成と同様であるが、レール８８は、押込み部材８１が底部Ｂ４を突き上げるときに押え部材８５がキャップＣと接触するように支持部材８７を案内する。ホイールテーブル搬送装置１２Ａは、ボトルＢの底部Ｂ４を支持するテーブル１２ｄの他は、ホイールテーブル搬送装置１２と同様である。テーブル１２ｄには、押込み部材８１が出没する複数の孔１２ｅが設けられている。孔１２ｅは、搬送されるボトルＢの中心を押込み部材８１が接触するように、テーブル１２ｄのボトル搬送領域の所定の位置に設けられている。なお、底押し装置８Ａ及びホイールテーブル搬送装置１２Ａも無菌チャンバ９内に設置されている。
【００３１】
変形例の容器充填システム１Ａの動作を説明する。キャッパー７によりボトルＢにキャップＣが装着された後、ボトルＢは、ホイールテーブル搬送装置１２Ａへ受け渡される。ボトルＢは、テーブル１２ｄの所定位置に案内されて搬送されつつ、押込み部材８１で底部Ｂ４が押し込まれて凹部Ｂ４ｂが形成される。このとき、ボトルＢのキャップＣ部分が押え部材８５で押さえられているので、押込み部材８１による上向きの力が抑えられ、良好に凹部Ｂ４ｂが形成される。凹部Ｂ４ｂ形成後のボトルＢは、コンベア搬送装置１３に受け渡されて次工程へと搬送される。このように、キャッパー７と、底押し装置８Ａとを別個に設けることで、底押し装置８Ａを適宜の箇所に配置可能となり、より設計の自由度が向上する。例えば、ホットパック方式の場合にも本発明を適用することができる。
【００３２】
ホットパック方式では、高温の飲料を充填するのでキャップＣの装着直後は、冷却後のボトルＢの内圧とは異なるため底部Ｂ４を押し込むことはできない。この場合においては、無菌チャンバ９も必要ないため、冷却工程後にホイールテーブル搬送装置１２Ａ及び底押し装置８Ａを設置することができ、底部Ｂ４を効果的に押し込むことができる。なお、ホットパック方式においては、無菌チャンバが設けられていないのでキャップＣを支持するとキャップＣの密封性が保たれないおそれがあり、底部Ｂ４を押し込むためキャップＣを押え部材８５で押さえることができない。従って、底部Ｂ４を押し込むためには、押込み部材８１による上向きの力を抑えることができる強度を有するチャック装置がホイールテーブル搬送装置１２Ａに必要となる。図６にチャック装置１４によりネック部Ｂ１が把持されたボトルＢを示す。このチャック装置１４によりネック部Ｂ１のフランジＢ１ａの下方からボトルＢを把持しながら搬送しつつ、押込み部材８１によりボトルＢの底部Ｂ４を押し込むことができる。従って、ホットパック方式においてもボトルＢの胴部Ｂ３又は肩部を支持することなく、ボトルＢへの負担を低減することができる。
【００３３】
また、ホイールテーブル搬送装置１２Ａに限られず、ネック搬送方式の搬送装置に底押し装置８Ａを適用してもよい。この場合は、底部Ｂ４を押し込むため底押しに耐え得る強度が底押し装置８にてボトルＢを搬送するグリッパー１１に必要である。従って、底押し装置８Ａに適用されるグリッパー１１を所望の強度を有するように構成すればよい。具体的にはボトルＢのネック部Ｂ１をチャック装置１４による把持により支持することが望ましい。なお、チャック装置１４として周知技術を利用してよい。なお、アセプティック充填方式においても底押し時に押え部材８５に代えてこのようなチャック装置１４を利用してボトルＢを底押ししてもよい。
【００３４】
キャッパー７のキャップ装着部材７１及び底押し装置８、８Ａの押込み部材８１の駆動については、カム機構７２、８２に限られない。アクチュエータやモータ等の周知技術を利用して駆動するように構成してもよい。底押し装置８Ａの押え部材８５を駆動するカム機構８６についてもこれに限られない。上述の周知技術の他にも、搬送されるボトルＢのキャップＣ上端部を押さえるガイドを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１ 容器搬送システム
２ ブロー成形装置
６ 充填装置
７ キャッパー（キャッピング装置）
１０ 搬送機構（搬送装置）
７１ キャップ装着部材
Ｂ ボトル（容器）
Ｂ１ ネック部（首部）
Ｂ２ 口部
Ｂ４ 底部
Ｂ４ａ 凸部
Ｃ キャップ
ＰＦ プリフォーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のプリフォームが順次供給され、底部に外側が突出した凸部を有する容器をブロー成形により形成するブロー成形装置と、形成された容器に飲料を充填する充填装置と、飲料が充填された容器の口部にキャップを装着するキャップ装着部材を有するキャッピング装置と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み装置と、前記ブロー成形装置にて容器が形成されてから前記押込み装置にて前記凸部が内側に押し込まれるまでの間を順次搬送する搬送装置と、を備えた容器充填システムであって、
前記押込み装置は、前記容器に装着されたキャップ又は容器の首部を支持する支持部と、前記キャップ又は首部が前記支持部にて支持された状態で前記容器の下方から前記凸部を内側に押し込む押込み部材と、を有し、
前記搬送装置には、前記容器の首部を支持して搬送する首支持搬送手段が、前記ブロー成形装置からキャッピング装置までの全搬送区間に亘って設けられていることを特徴とする容器充填システム。
【請求項２】
前記首支持搬送手段は、搬送されている容器の首部の位置が所定の高さに統一されるように前記容器を搬送することを特徴とする請求項１に記載の容器充填システム。
【請求項３】
前記キャッピング装置及び前記押込み装置は、無菌状態のチャンバ内に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器充填システム。
【請求項４】
前記キャップ装着部材は前記支持部を兼ね、かつ前記支持部が前記キャップを支持し、前記キャップ装着部材がキャップを容器に装着した後にそのまま前記キャップを押さえた状態で、その容器の凸部が前記押込み部材により押し込まれることを特徴とする請求項３に記載の容器充填システム。
【請求項５】
前記搬送装置の搬送方向下流側には、容器の底部を支持しながら搬送する底搬送手段を有する底支持搬送装置が設けられ、前記底搬送手段は、前記搬送装置から搬送される容器の底部の位置に応じて前記底部を支持する支持位置を調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器充填システム。
【請求項６】
樹脂製のプリフォームが順次供給され、底部に外側が突出した凸部を有する容器をブロー成形により形成するブロー成形工程と、形成された容器に飲料を充填する充填工程と、飲料が充填された容器の口部にキャップを装着するキャッピング工程と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み工程と、を備えた容器充填方法であって、
前記ブロー成形工程から前記押込み工程まで前記容器の首部を支持して搬送し、
前記キャッピング工程及び前記押込み工程は、無菌状態のチャンバ内で行われ、
前記キャッピング工程にて、キャップ装着部材が容器にキャップを装着した後、前記キャップ装着部材がキャップと接触した状態で、前記押込み工程にて、前記容器の下方から押込み部材が前記凸部を容器の内側に押し込むことを特徴とする容器充填方法。
【請求項１】
樹脂製のプリフォームが順次供給され、底部に外側が突出した凸部を有する容器をブロー成形により形成するブロー成形装置と、形成された容器に飲料を充填する充填装置と、飲料が充填された容器の口部にキャップを装着するキャップ装着部材を有するキャッピング装置と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み装置と、前記ブロー成形装置にて容器が形成されてから前記押込み装置にて前記凸部が内側に押し込まれるまでの間を順次搬送する搬送装置と、を備えた容器充填システムであって、
前記押込み装置は、前記容器に装着されたキャップ又は容器の首部を支持する支持部と、前記キャップ又は首部が前記支持部にて支持された状態で前記容器の下方から前記凸部を内側に押し込む押込み部材と、を有し、
前記搬送装置には、前記容器の首部を支持して搬送する首支持搬送手段が、前記ブロー成形装置からキャッピング装置までの全搬送区間に亘って設けられていることを特徴とする容器充填システム。
【請求項２】
前記首支持搬送手段は、搬送されている容器の首部の位置が所定の高さに統一されるように前記容器を搬送することを特徴とする請求項１に記載の容器充填システム。
【請求項３】
前記キャッピング装置及び前記押込み装置は、無菌状態のチャンバ内に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器充填システム。
【請求項４】
前記キャップ装着部材は前記支持部を兼ね、かつ前記支持部が前記キャップを支持し、前記キャップ装着部材がキャップを容器に装着した後にそのまま前記キャップを押さえた状態で、その容器の凸部が前記押込み部材により押し込まれることを特徴とする請求項３に記載の容器充填システム。
【請求項５】
前記搬送装置の搬送方向下流側には、容器の底部を支持しながら搬送する底搬送手段を有する底支持搬送装置が設けられ、前記底搬送手段は、前記搬送装置から搬送される容器の底部の位置に応じて前記底部を支持する支持位置を調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器充填システム。
【請求項６】
樹脂製のプリフォームが順次供給され、底部に外側が突出した凸部を有する容器をブロー成形により形成するブロー成形工程と、形成された容器に飲料を充填する充填工程と、飲料が充填された容器の口部にキャップを装着するキャッピング工程と、キャップ装着後の容器の前記凸部を内側に押し込む押込み工程と、を備えた容器充填方法であって、
前記ブロー成形工程から前記押込み工程まで前記容器の首部を支持して搬送し、
前記キャッピング工程及び前記押込み工程は、無菌状態のチャンバ内で行われ、
前記キャッピング工程にて、キャップ装着部材が容器にキャップを装着した後、前記キャップ装着部材がキャップと接触した状態で、前記押込み工程にて、前記容器の下方から押込み部材が前記凸部を容器の内側に押し込むことを特徴とする容器充填方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２３０７８１（Ｐ２０１１−２３０７８１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００６９６（Ｐ２０１０−１００６９６）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（３９１０５８３８１）キリンビバレッジ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（３９１０５８３８１）キリンビバレッジ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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