容器加圧装置
【課題】エア供給ノズルへ至るエア通路およびペットボトルの口部に接近する対向部材の結露を防止する。
【解決手段】エアを供給する圧縮エア供給配管８４と、この圧縮エア供給配管から送られたエアを吹き出すエア供給ノズル６２と、このエア供給ノズルに設けられ、ペットボトル２の口部に接近してボトル２内を、密封に近い極力洩れの少ない状態にする対向部材７６とを備えている。前記エア供給ノズルは、内部雰囲気が外部よりも高温のチャンバ内に設置されている。さらに、前記エア供給配管を通るエアを加温するヒータを設け、エア供給ノズルに送るエアを加熱している。
【解決手段】エアを供給する圧縮エア供給配管８４と、この圧縮エア供給配管から送られたエアを吹き出すエア供給ノズル６２と、このエア供給ノズルに設けられ、ペットボトル２の口部に接近してボトル２内を、密封に近い極力洩れの少ない状態にする対向部材７６とを備えている。前記エア供給ノズルは、内部雰囲気が外部よりも高温のチャンバ内に設置されている。さらに、前記エア供給配管を通るエアを加温するヒータを設け、エア供給ノズルに送るエアを加熱している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器加圧装置に係り、特に、軽量の樹脂製容器をエアコンベヤによって搬送する際に変形した場合等に、この容器内にエアを吹き込んで加圧することによって元の形状に復帰させる容器加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペットボトル等の樹脂製容器の軽量化に伴い、次第に容器の肉厚が薄くなっており、容器自体の強度が弱くなってきている。このような樹脂製容器は、通常、ボトル成型機によって成型された後、エアコンベヤによって搬送されて、リンサやフィラ、キャッパ等の各種容器処理機に順次送られ、各処理機において所定の処理が行われるが、エアコンベヤでの搬送中においては、容器は吊り下げ状態にて前後する容器が当接しながらエア噴射の推進力で前進されるようになっており、容器処理機への導入部等の減速箇所では順次前方の容器を押圧するため、特に肉厚の薄い容器では、強度不足から容器が変形してしまう場合があった。このような変形した容器は、見栄えが悪くなるばかりでなく後に液体を充填する際に、溢れたり容量不足を生ずるという問題がある。そこで、変形した容器を修復する装置がすでに提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された変形プラスチックボトルの修正方法では、プラスチックボトルの内部にノズル装置によって空気を噴射させ、このボトルを空気洗浄するボトル洗浄装置において、変形プラスチックボトルを修正するようになっており、ノズル装置によりプラスチックボトルを密閉し、それより噴射される空気でプラスチックボトルを加圧する工程を設けたものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載された脆弱容器の充填前処理方法は、脆弱容器の開口部を密封状態に保つ密封工程と、密封工程で密封された脆弱容器内に空気を送給し、脆弱容器を大気圧以上に加圧する加圧工程を備えており、前記加工工程にて脆弱容器の内圧を上昇させることにより、脆弱容器の潰れおよび凹みを除去するようにしている。
【特許文献１】特開平１−２８１９２２号公報（第２−３頁、図３）
【特許文献２】特開平１１−１１５８８号公報（第３−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように容器内にエアを吹き込んで加圧することによって変形した容器を復元する装置を、高い清浄度に維持された雰囲気内で殺菌もしくは滅菌状態の容器に内容物を充填する、アセプティック充填ラインを構成するアセプティックチャンバ内に設置した場合には、チャンバ内は容器滅菌のための滅菌剤が昇温されて噴霧され、また、容器洗浄のために温水が噴射されているために、外部雰囲気よりも高温多湿な環境にあり、容器内にエアを吹き込むための配管やノズルには、チャンバ内の温度と内部を流通している常温（外部雰囲気温度）のエアとの温度差から表面に結露が生じてしまう。結露が生じると、滴が落下して容器の内外面に付着してしまう場合があるが、このように滴が付着した場合には、付着した部分としない部分とで滅菌効果にバラツキが生じてしまい滅菌ムラとなってしまう。そこで、アセプティックチャンバ内に、前記のようにエアを容器内に吹き込んで復元する装置を設置する場合には、エアの供給管やエア供給ノズルの結露を防止する対策を講ずる必要がある。本発明は、容器内を加圧して変形を復元する装置をアセプティックチャンバ内に設置した場合に、結露の発生を防止することができる容器加圧装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
さらに、前記特許文献１の構成では、ボトルテーブル７に載置されたプラスチックボトル２の開口部４０に、ノズル装置３５を下降させ突起部材３９を押圧させて開口部４０を密閉するようにしている。また、特許文献２の構成では、容器搬送板３２に載置された容器Ｂの開口部Ｂ１にノズル装置３４を下降させて装着部３８が密嵌するようになっている。前記各特許文献のボトルテーブル７や容器搬送板３２に容器を載置した状態でノズルを下降させる構成では、潰れや凹みが激しい場合には口部が真上を向かず斜め方向を向き、上方開口部に対してノズルを正しく位置させることができない場合がある。これに対して、前記特許文献２では、薄肉の蛇腹構造をなすゴム製の密接部材３８ｆを設けるようにしている。しかしながら、激しい凹みや潰れの発生頻度が低い場合にも同様に構成することは無駄であり、また、薄肉の蛇腹構造をなすゴム製の密接部材では耐久性が低く、さらに、蛇腹構造では洗浄性が悪くなるという問題がある。また、上端の口部を上方から押圧して密封する場合では、肉厚の薄い容器の場合は潰れるおそれがある。胴部に凹みが生じている容器ではさらに強度が低下しており、特に潰れ易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、容器の首部を支持した状態で給気ノズルを口部に対する吹き込み位置に位置させるようにしたことにより、胴部が激しく潰れている場合でも、首部を支持した状態では口部が斜め上方を向くことはなく、常に確実に口部に対して給気ノズルを位置させることができる容器加圧装置を提供することができる。また、口部を上方から強く押圧して密封する場合にも薄肉の胴部が潰れてしまうおそれのない容器加圧装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、前記給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記結露防止手段として、前記給気管に供給される気体を加熱するヒータを設け、このヒータによって昇温させた気体を給気管へ供給し、給気ノズルから吹き出すことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記給気ノズルに向けて無菌エアを吹き付ける噴射ノズルを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記給気ノズルを加温する加温手段を設け、加温することで給気ノズルの結露を防止するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記ヒータによって昇温させた気体を、前記噴射ノズルから噴射することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記給気管および給気ノズルを、内部雰囲気が外部よりも高温となるチャンバ内に設置して、チャンバ内で給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、樹脂製容器の首部を支持して容器を吊り下げ支持する支持部材と、支持部材に首部を支持された樹脂製容器の口部に対し、前記給気ノズルを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、前記昇降手段により、給気ノズルを樹脂製容器の口部に対する吹き込み位置に位置させて、容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の容器加圧装置は、アセプティックチャンバ内など外部雰囲気とは異なる環境に設置した場合でも、結露が生じることを確実に防止して、容器の滅菌ムラ等の発生を抑制することができる。また、容器の首部を支持することで、口部に対して給気ノズルを正しく位置させて加圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給された気体を吹き出す給気ノズルとを備えており、この給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧するものであり、さらに、給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を設けたという構成により、給気管および給気ノズルの結露を防止するという目的を達成する。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る容器加圧装置を備えたアセプティック充填ラインの全体の構成を簡略化して示す平面図、図２は、容器加圧装置の縦断面図である。この実施例では、図示しないボトル成型機で成型された多数の樹脂製容器（この実施例ではペットボトル）２を、導入エアコンベヤ４によって連続的に搬送し、連続して配置された複数のチャンバからなるアセプティックチャンバ（以下、これら各チャンバを第１チャンバ６、第２チャンバ８、第３チャンバ１０、第４チャンバ１２および第５チャンバ１４と呼ぶ）内に導入し、順次受け渡しを行いながら各チャンバ６、８、１０、１２、１４内に設置された各処理機（この実施例では滅菌機、リンサ、フィラ、キャッパ）においてそれぞれ所定の処理を行った後、第５チャンバ１４から排出側のエアコンベヤ１６に引き渡して次の工程に送るようになっている。これらアセプティックチャンバ６、８、１０、１２、１４は、全体としてはボトルを搬送するための開口を除いて外部雰囲気から遮断され、内部に無菌エアが吹き込まれて外部よりも陽圧に維持されている。また、これら各チャンバは、フィラを設置した第４チャンバ１２が最も圧力が高く、次いでリンサを設置した第３チャンバ１０とキャッパを設置した第５チャンバ１４はこれよりも低く、滅菌機を設置した第２チャンバ８はさらに低く、導入部となる第１チャンバ６が最も低くなるように圧力状態が調整されている。
【００１８】
このアセプティック充填ラインで処理されるペットボトル２は、図３に示すように、胴部２ａの上方に、上端に向かって次第に径が細くなるテーパ状の肩部２ｂを介して首部２ｃが設けられている。この首部２ｃの上端に口部２ｄが開口しており、また、首部２ｃの中間部の外周にフランジ２ｅが形成されている。首部２ｃは、肩部２ｂ、胴部２ａおよび底部２ｆよりも剛性が高く、後に説明するように、この首部２ｃに形成されたフランジ２ｅの上方または下方をグリッパによって把持することができる。
【００１９】
ペットボトル２を搬送する導入エアコンベヤ４は、外部から加圧したエアが送り込まれるエアダクト４ａを有しており、このエアダクト４ａの下部中央に、ペットボトル２の搬送路４ｂが形成されている。この搬送路４ｂの両側壁には、下流側へ向けて開口する多数のエア噴出口４ｃが設けられており、エアダクト４ａ内の加圧エアを噴射するようになっている。また、搬送路４ｂの下面側には、ペットボトル２の口部２ｄの外径よりもやや広く、しかも、フランジ２ｅの外径よりも狭い間隔で配置された一対の平行なガイドレール４ｄが設けられている。このエアコンベヤ４によって搬送されるペットボトル２は、フランジ２ｅの下面側を両側のガイドレール４ｄによって支持され、首部２ｃのフランジ２ｅよりも上方に、エア噴出口４ｃから噴射された加圧エアを吹き付けられて下流側に搬送される。このエアコンベヤ４の下流部の、第１導入ホイール１８への受渡位置の手前にスクリュー５が設けられており、その外周に形成された螺旋溝によってペットボトル２の前後の間隔を第１導入ホイール１８のグリッパ５３の間隔に広げた後受け渡しを行うようになっている。
【００２０】
導入エアコンベヤ４の下流端に接続された第１チャンバ６には、複数の導入ホイール（以下、第１導入ホイール１８、第２導入ホイール２０および第３導入ホイール２２と呼ぶ）が配置されており、導入エアコンベヤ４によってエア搬送されてこの第１チャンバ６内に導入されたペットボトル２は、図示矢印Ａ方向に搬送されて第１導入ホイール１８、第２導入ホイール２０および第３導入ホイール２２に順次受け渡される。これら３つの導入ホイール１８、２０、２２のうちの中間に位置する第２導入ホイール２０に、後に説明する容器加圧装置が設けられている。
【００２１】
第３導入ホイール２２は、第１チャンバ６と第２チャンバ８とを仕切る隔壁２４に形成された開口（図示せず）内に配置されており、第１チャンバ６内の第２導入ホイール２０から受け取ったペットボトル２を、回転搬送して第２チャンバ８内に導入する。第２チャンバ８内には、第１の処理機である滅菌機２６が設置されており、第３導入ホイール２４から引き渡されたペットボトル２を回転搬送する間に滅菌を行う。この実施例では、滅菌機２６で、高温の滅菌ガスをペットボトル２の内外面に吹き付けて滅菌している。滅菌ガスとしては、１２０°Ｃ程度に加熱した無菌エアにミスト状の過酸化水素水等の滅菌作用を有する溶液を混入したものや、これら滅菌性、殺菌性の薬液を含む蒸気等が使用される。
【００２２】
第２チャンバ８と第３チャンバ１０とを仕切る隔壁２７に形成された開口に中間ホイール（以下、第１中間ホイール２８と呼ぶ）が配置されており、第２チャンバ８内の滅菌機２６で滅菌されたペットボトル２は、この中間ホイール２８を介して次の第３チャンバ１０内に搬入される。この第３チャンバ１０には第２の処理機であるリンサ３０が設置されており、前記滅菌機２６で滅菌されたペットボトル２の洗浄が行われる。この実施例では、リンサ３０は７０°Ｃ程度に加温された温水や滅菌または殺菌作用を有する薬液でペットボトル２の内外面を洗い流す。なお、滅菌機２６およびリンサ３０では、ペットボトル２の首部を支持して回転方向へ搬送しながら各処理を行う。
【００２３】
リンサ３０での洗浄処理が済んだペットボトル２は、第３チャンバ１０と第４チャンバ１２との間の隔壁３２に形成された開口内に配置されている第２中間ホイール３４を介して、第４チャンバ１２内に設置されている第３の処理機であるフィラ３６に供給される。フィラ３６内に供給されたペットボトル２は、回転搬送される間に液体が充填され、第４チャンバ１２と第５チャンバ１４との間を仕切る隔壁３８に形成された開口部内に配置されている第３の中間ホイール４０を介して、次の第５チャンバ１４内に設置されている第４の処理機であるキャッパ４２に引き渡される。フィラ３６で液体が充填され、このキャッパ４２でキャッピングが行われたペットボトル２は、第５チャンバ１４内に配置されている第１排出ホイール４４および第２排出ホイール４６に順次受け渡された後、第５チャンバ１４から排出されて前記排出エアコンベヤ１６に引き渡されて次の工程に送られる。前記第２チャンバ８や第３チャンバ１０は、滅菌機２６やリンサ３０を設けてあるので、チャンバ内が外部よりも高温で湿度も高くなっている。また、第１チャンバ６は、最も圧力が低いため、前記第２チャンバ８および第３チャンバ１０からの雰囲気が流れ込み高温で多湿になっている。なお、これらアセプティックチャンバ内においては、ペットボトル２は首部２ｃのフランジ２ｅの上部と下部を交互に把持されて、複数の導入ホイール、各容器処理機とそれらの各中間ホイール、複数の排出ホイール間で順次受け渡されながら、首部２ｃを支持された状態で吊り下げ搬送されるようになっている。
【００２４】
次に、図２により本発明の一実施例に係る凹みや潰れの生じた容器を復元する容器加圧装置の構成について説明する。容器加圧装置は前記第１チャンバ６内に配置されている第２導入ホイール２０に設けられており、図１のＢ位置からＣ位置の間でペットボトル２内を加圧するようになっている。第１チャンバ６の底面６ａに貫通孔６ａａが形成され、この孔６ａａを上下に貫通して直立した円筒部材４８が固定されている。この固定円筒部材４８の内部に、ベアリング５０を介して回転軸５２が回転自在に支持されている。回転軸５２の上部外周に円板状の第２導入ホイール２０が取り付けられており、回転軸５２の回転によって一体的に回転する。この第２導入ホイール２０の外周部に、容器の首部を支持する支持部材として円周方向等間隔で複数のグリッパ５４が設けられている。この実施例のグリッパ５４は、一対のグリップ部材をスプリング等の弾性部材によって互いに引き付けておき、それら両グリップ部材間にペットボトル２の首部２ｃを押し込むことにより挟持するようになっている。第１導入ホイール１８のグリッパ５３は、フランジ２ｅの上部を保持するようになっており、第２導入ホイール２０のグリッパ５４は、前記第１導入ホイール１８のグリッパ５３から、ペットボトル２を受け取ってそのフランジ２ｅの下部側を把持する。なお、グリッパ５４は前記構成に限定されるものではなく、その他の構成のグリッパを用いるようにしても良く、首部２ｃを把持せずにフランジ２ｅの下面を支持して、ペットボトル２を単に吊り下げた状態で支持するものでも良い。
【００２５】
第２導入ホイール２０の、前記各グリッパ５４の半径方向内方側に、それぞれ貫通孔が形成され、その貫通孔の上面側に円筒状の支持筒５６が固定されている。これら各支持筒５６内に直立したロッド５８が昇降可能に支持されている。各昇降ロッド５８の上端に、水平な取付板６０を介して給気ノズル（エア供給ノズル）６２が取り付けられており、これらエア供給ノズル６２は昇降ロッド５８の昇降に伴って一体的に昇降する。各エア供給ノズル６２は、それぞれ前記各グリッパ５４に把持されたペットボトル２の真上に位置するようになっている。
【００２６】
前記固定円筒部材４８の外周に、水平の円形プレート６４が固定され、この水平プレート６４の上面に円筒状のカム６６が配置されている。一方、前記各昇降ロッド５８の下端には、カムフォロア６８が取り付けられており、前記円筒状カム６６のカム面に係合している。従って、回転軸５２の回転によって第２導入ホイール２０が回転し、この第２導入ホイール２０に支持されている各昇降ロッド５８が回転軸５２を中心に回転すると、昇降ロッド５８の下端に設けたカムフォロア６８が円筒状カム６６のカム面に沿って移動しつつ昇降し、これに伴って昇降ロッド５８および前記エア供給ノズル６２が昇降する。
【００２７】
エア供給ノズル６２は、昇降ロッド５８の上端に水平の取付板６０を介して取り付けられており、図４に示すように、取付板６０の下面側に固定された保持筒７０内にブッシュ７２を介して上下に摺動可能な通路部材７４と、この通路部材７４の下端に形成されたフランジ７４ａの下面側に取り付けられている対向部材７６を備えている。前記保持筒７０の下端とフランジ７４ａの上面との間に緩衝用スプリング７８が介装され、通路部材７４および対向部材７６を下方へ付勢している。通路部材７４の、取付板６０よりも上方に突出している部分の外周面にストッパ８０が固定されており、緩衝用スプリング７８による通路部材７４の下降限を規制している。エア供給ノズル６２が下降して対向部材７６がペットボトル２の口部等に当接した際の衝撃をこの緩衝用スプリング７８によって吸収する。なお、このエア供給ノズル６２は、全体としてステンレスによって製作されており、対向部材７６だけが、容器２の口部に傷を付けず、また、密封する場合の密閉性を向上させるためにシリコーン製になっている。
【００２８】
前記通路部材７４の内部はエア通路７４ｂになっており、この通路部材７４の下端のフランジ７４ａと前記対向部材７６の内部に、エア通路７４ｂを介して供給されてきたエアを絞って噴射する小径通路８２ａを有するステンレス製のノズル部材８２が設けられている。この対向部材７６を昇降させる円筒状カム６６および昇降ロッド５８等からなる昇降機構によって、請求項に記載した昇降手段が構成されている。この昇降手段によってグリッパ５４と対向部材７６とを接近させて、エア供給ノズル６２を容器２の口部２ｄに対する吹き込み位置に位置させる。本実施例では、対向部材７６と容器２の口部２ｄの接触を避けて、口部２ｄを密封せずに対向部材７６を口部２ｄに接触しない最大限まで接近させて、密封に近い極力洩れの少ない状態で気体を吹き込むようにしており、この状態での最接近した口部２ｄに対するエア供給ノズル６２の位置を吹き込み位置としている。この際、容器２はフランジ２ｅの下面をグリッパ５４で支持しているため、胴部２ａの潰れの有無や程度に係わらず容器２を常に同じ姿勢で支持することができ、対向部材７６を口部２ｄに接触させない最大限まで接近させて位置させることができる。なお、対向部材７６を口部２ｄに押圧させて密封するよう構成することも可能であり、この場合には、押圧した状態の口部２ｄに対するエア供給ノズル６２の位置が吹き込み位置となる。この際、口部２ｄに対する下方への押圧力は、フランジ２ｅの下面をグリッパ５４で支持することにより受けられ、胴部２ａに作用することはなく、胴部２ａが潰れることはない。なお、昇降手段による対向部材７６と支持部材であるグリッパ５４の接近は、対向部材７６を昇降する構成に限らず、同様の昇降機構を用いてグリッパ５４を昇降させても良いし、対向部材７６とグリッパ５４の両方を昇降させるよう構成しても良い。
【００２９】
通路部材７４内のエア通路７４ｂの上端は、エア供給用のチューブ８４に接続されている。各エア供給ノズル６２に接続されたエア供給用チューブ８４の他端は、図２に示すように、前記回転軸５２の上端に取り付け筒８６を介して固定されている分配マニホールド８８に接続されており、上方から送られてきたエアはこの分配マニホールド８８によって各エア供給ノズル６２に分配供給される。各エア供給用チューブ８４はフレキシブルチューブであり、前記昇降ロッド５８および通路部材７４の上下動に追従することができる。
【００３０】
前記各エア供給ノズル６２に供給されるエアは、図５に示すように、圧縮エア供給管９０を介して図示しない圧縮エア供給源（図５の左方に接続されている）から送られる。圧縮エア供給配管９０には、無菌フィルタ９２およびヒータ９４が接続されており、その上流側に開閉弁９６が設けられ、下流側は二つの通路９０ａ、９０ｂに分岐している。分岐した一方のメイン通路９０ａはレギュレータ９８および開閉弁１００を介して、前記第１チャンバ６の天面６ｂ（図２参照）に取り付けたロータリジョイント１０２に接続されている。このロータリジョイント１０２のチャンバ内部側の回転部が無菌フィルタ１０４を介して前記分配マニホールド８８に接続されている。なお、本発明は、これら供給された気体を流通させる通路のうち、ロータリジョイント１０２より下流の、無菌フィルタ１０４、分配マニホールド８８、エア供給用チューブ８４およびこれらを連結する各配管からなるチャンバ６内に配置された給気管を対象に結露の発生を防止するものである。
【００３１】
エア供給ノズル６２、特に下端に設けた対向部材７６は、開口状態で搬送されるペットボトル２の直上に配置され、口部に最も接近する部分であるため、結露が発生することを最も避けなければならないので、エア供給ノズル６２の移動経路の下方側に、対向部材７６の結露を防止する結露防止手段を設けている。この実施例では、結露防止手段として対向部材７６の下面に向けてエアを噴射する斜め方向の噴射ノズル１０６を設けている（図４参照）。前記圧縮エア供給配管９０の下流側の分岐通路９０ｂは、前記メイン通路９０ａと同様にレギュレータ１０８および開閉弁１１０が設けられており、この分岐通路９０ｂが噴射ノズル１０６に接続されている。よって、噴射ノズル１０６から噴射されるエアは、無菌フィルタ９２を通過した無菌エアであり、ヒータ９４で昇温されている。この噴射ノズル１０６は、図１に示すように、第２導入ホイール２０が第１導入ホイール１８から受け取って回転搬送し、第３導入ホイール２２に引き渡すペットボトル２と干渉しないように、ペットボトル２の搬送経路以外の部分に設けられている。
【００３２】
前記構成の容器加圧装置の作動について説明する。図示しないボトル成型機によって成形されたペットボトル２は、導入エアコンベヤ４によって搬送されて第１チャンバ６内に導入される。第１チャンバ６内には、複数の導入ホイール１８、２０、２２が配置されており、導入されたペットボトル２は、各導入ホイール１８、２０、２２によって首部を支持され回転搬送されつつ順次受け渡しが行われる。第２導入ホイール２０には容器加圧装置が設けられており、この容器加圧装置によって、ペットボトル２は内部にエアを吹き込まれて加圧される。導入エアコンベヤ４では、ペットボトル２の首部２ｃに形成されているフランジ２ｅの下面側を支持し、後方からエアを吹き付けることによりペットボトル２を搬送する。その搬送過程でペットボトル２同士が衝突する等により変形してしまう場合がある。このようなペットボトル２は、各処理機（滅菌機２６、リンサ３０、フィラ３６およびキャッパ４２）内に搬入される前に、第２導入ホイール２０に設けられている容器加圧装置で元の形状に復元される。
【００３３】
第１導入ホイール１８のグリッパ５３から第２導入ホイール２０に引き渡されたペットボトル２は、第２導入ホイール２０のグリッパ５４に把持されて回転搬送される。グリッパ５４がエア吹き込み開始位置Ｂに到達すると、円筒状カム６６のカム面の形状に従ってカムフォロア６８が下降するとともに、昇降ロッド５８および取付板６０を介してこれと一体のエア供給ノズル６２が下降する。エア供給ノズル６２の下端には対向部材７６が取り付けられており、この対向部材７６と下方のグリッパ５４とを接近させることにより、対向部材７６の下面がペットボトル２の口部に接近してペットボトル２の口部２ｄに対する吹き込み位置に位置する。
【００３４】
運転中は、圧縮エア供給配管９０の上流側の開閉弁９６および下流側の分岐したメイン通路９０ａの開閉弁１００を開放してあり、エア供給ノズル６２に圧縮エアを供給している。供給される圧縮エアは、開放した上流側の開閉弁９６および無菌フィルタ９２を通った後、ヒータ９４を通過して加熱される。加熱されて昇温された圧縮エアは、レギュレータ９８により圧力を調整され、下流側の開閉弁１００を通過して、第１チャンバ６の天面６ｂに設置されたロータリジョイント１０２に送られる。さらに、第１チャンバ６内の無菌フィルタ１０４により再度浄化されたエアは、分配マニホールド８８によって分配されて各エア供給チューブ８４からエア供給ノズル６２に送られる。送られたエアは、エア供給ノズル６２の通路部材７４の内部に形成されたエア通路７４ｂを通り、さらに、ノズル部８２の小径通路８２ａからペットボトル２内に吹き込まれてこのペットボトル２内を加圧する。ペットボトル２が変形していた場合には内部側からの圧力で正常な形状に復帰する。ペットボトル２およびエア供給ノズル６２が加圧終了位置Ｃに到達すると、円筒状カム６６により昇降ロッド５８およびエア供給ノズル６２が上昇して、対向部材７６がペットボトル２の口部から離れてペットボトル２内を開放する。なお、この実施例では、運転中は、エア供給ノズル６２から常時無菌化され昇温された圧縮エアが吹き出されている。
【００３５】
前述のようにアセプティックチャンバ内は滅菌機２６やリンサ３０を設置しているため外部雰囲気より高温多湿の環境にあり、常温のエアを送ると温度差により無菌フィルタ１０４、分配マニホールド８８、エア供給用チューブ８４等からなる供給管やエア供給ノズル６２の内部が、チャンバ内の温度に対して冷却されて表面に結露を生じてしまうが、この実施例では、圧縮エア供給配管９０に設けたヒータ９４によってエアを加熱してから供給しているので、結露の発生を防止することができる。この実施例では、容器加圧装置を設置している第１チャンバ６内の雰囲気温度が６０°Ｃ程度で、供給される圧縮エアの温度は５０〜６０°Ｃ程度に設定している。なお、チャンバ内の温度は滅菌条件等により変更されるので、供給する圧縮エアの温度は５０〜６０°Ｃに限るものではなく、チャンバ内の温度付近まで加温すればよい。
【００３６】
第２導入ホイール２０で、変形していたペットボトル２は修復され、正常なペットボトル２はそのまま第３の導入ホイール２２に引き渡される。第３導入ホイール２２に保持されたペットボトル２は、第１チャンバ６から第２チャンバ８内に導入され、第２チャンバ８内に設置されている滅菌機２６に供給されて滅菌される。
【００３７】
一方、グリッパ５４が把持していたペットボトル２を第３ホイール２２に引き渡した後、第２導入ホイール２０に設けられたエア供給ノズル６２は、回転移動して噴射ノズル１０６の位置に到達する。この噴射ノズル１０６には、前記圧縮エア供給配管９０の分岐通路９０ｂが接続されており、ヒータ９４で加熱されたエアがレギュレータ１０８および開閉弁１１０を通って供給され、エア供給ノズル６２の下端に設けられている対向部材７６の下面に吹き付けられる。前記加圧用のエアがヒータ９４によって昇温されて供給されているので、結露の発生は低く抑えられ水滴の落下等は防止されるが、対向部材７６はペットボトル２の口部２ｄに対向して最接近する部位であるため、僅かでも対向部材７６の表面に結露が生じていると好ましくないので、ペットボトル２に対向する下面側に昇温された無菌エアを吹き付けて結露が発生しないようにしている。すなわち、本実施例では、対向部材７６に昇温された無菌エアを吹き付けることで、対向部材７６を容器加圧装置を設置した第１チャンバ６内の温度付近まで加温し、結露の発生を防止するようにしている。また、無菌エアを噴射するので対向部材７６やアセプティックチャンバ内の雰囲気を汚染することはない。本実施例では結露防止手段として、噴射ノズル１０６、ヒータ９４、噴射ノズル１０６にエアを供給する分岐通路９０ｂ等により、対向部材７６を加温する加温手段が構成されている。なお、ペットボトル２への充填を行う生産運転を開始する前の準備工程においてはヒータ９４による加熱が充分でない場合があるので、このような運転開始前には対向部材７６に無菌の圧縮エアを吹き付けて、結露による水滴を噴射圧にて吹き飛ばすことで対向部材７６の表面を乾燥させておくようにすることが好ましい。なお、無菌エアを吹き付けて対向部材７６の表面を乾燥させて結露を防止する結露防止手段としては、高温の無菌エアで蒸発させること、無菌エアの噴射圧で吹き飛ばすこと、乾燥させたドライ無菌エアを用いて乾燥させること等が含まれる。
【００３８】
第２チャンバ８内で滅菌機２６に供給されて滅菌されたペットボトル２は、第１中間ホイール２８に保持されて第３チャンバ１０内に設置されているリンサ３０に送られて洗浄される。その後、ペットボトル２は、第２中間ホイール３４を介して第４チャンバ１２内のフィラ３６に送られて液体を充填され、続いて、第３中間ホイール４０を介してキャッパ４２に送られてキャッピングが行われる。充填およびキャッピングが行われたペットボトル２は、第１排出ホイール４４および第２排出ホイール４６を介して排出エアコンベヤ１６に引き渡されて次の工程に送られる。
【００３９】
なお、前記実施例では、圧縮エア供給源から圧縮エアを供給しているが、圧縮エアに限るものではなく、口部２ｄに対向部材７６を押圧させて密封するよう構成した場合には、加圧していないエアを密封した容器内に送り込み、変形した容器を復元できる圧力まで加圧してもよい。また、対向部材７６に結露が生じることを防止する結露防止手段として、対向部材７６に加熱した空気を吹き付ける噴射ノズル１０６を設けたが、対向部材７６を加温する加温手段としては、このように昇温したエアを吹き付ける構成に限るものではなく、例えば、対向部材７６を直接加熱するヒータをエア供給ノズル６２の移動経路の直下に設けるようにしても良い。この場合も、ペットボトル２の搬送経路以外の部分に設けることは言うまでもない。また、対向部材７６を直接加熱するヒータを外部に設けるだけでなく、対向部材７６の内側に内蔵するようにしても良い。さらに、結露防止手段の加温手段としては、エア供給ノズル６２から加熱した圧縮エアを常時吹き出させることにより、対向部材７６を加温させるようにしたものも含まれる。さらに、前述のように高温の滅菌ガスや蒸気を扱う滅菌機や、温水や加温した薬液を扱うリンサが配置されていない場合にも、内部に設けたフィラやキャッパ等の機器から発生する熱によりチャンバ内部は外部雰囲気よりも高温となるため、このような装置構成に対しても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】容器加圧装置を備えたアセプティック充填ラインの全体の構成を示す平面図である。（実施例１）
【図２】容器加圧装置の縦断面図である。
【図３】エアコンベヤおよびエアコンベヤによって搬送される容器を示す図である。
【図４】前記容器加圧装置に設けられたエア供給ノズルの縦断面図である。
【図５】前記エア供給ノズルおよび給気管にエアを供給するエア供給配管の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２ 樹脂製容器（ペットボトル）
２ｃ 容器の首部
２ｄ 口部
５４ 支持部材（グリッパ）
６２ 給気ノズル（エア供給ノズル）
６６ カム（昇降手段）
６８ カムフォロア（昇降手段）
９０ 給気管（圧縮エア供給管）
９４ ヒータ
１０６ 結露防止手段（噴射ノズル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器加圧装置に係り、特に、軽量の樹脂製容器をエアコンベヤによって搬送する際に変形した場合等に、この容器内にエアを吹き込んで加圧することによって元の形状に復帰させる容器加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペットボトル等の樹脂製容器の軽量化に伴い、次第に容器の肉厚が薄くなっており、容器自体の強度が弱くなってきている。このような樹脂製容器は、通常、ボトル成型機によって成型された後、エアコンベヤによって搬送されて、リンサやフィラ、キャッパ等の各種容器処理機に順次送られ、各処理機において所定の処理が行われるが、エアコンベヤでの搬送中においては、容器は吊り下げ状態にて前後する容器が当接しながらエア噴射の推進力で前進されるようになっており、容器処理機への導入部等の減速箇所では順次前方の容器を押圧するため、特に肉厚の薄い容器では、強度不足から容器が変形してしまう場合があった。このような変形した容器は、見栄えが悪くなるばかりでなく後に液体を充填する際に、溢れたり容量不足を生ずるという問題がある。そこで、変形した容器を修復する装置がすでに提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された変形プラスチックボトルの修正方法では、プラスチックボトルの内部にノズル装置によって空気を噴射させ、このボトルを空気洗浄するボトル洗浄装置において、変形プラスチックボトルを修正するようになっており、ノズル装置によりプラスチックボトルを密閉し、それより噴射される空気でプラスチックボトルを加圧する工程を設けたものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載された脆弱容器の充填前処理方法は、脆弱容器の開口部を密封状態に保つ密封工程と、密封工程で密封された脆弱容器内に空気を送給し、脆弱容器を大気圧以上に加圧する加圧工程を備えており、前記加工工程にて脆弱容器の内圧を上昇させることにより、脆弱容器の潰れおよび凹みを除去するようにしている。
【特許文献１】特開平１−２８１９２２号公報（第２−３頁、図３）
【特許文献２】特開平１１−１１５８８号公報（第３−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように容器内にエアを吹き込んで加圧することによって変形した容器を復元する装置を、高い清浄度に維持された雰囲気内で殺菌もしくは滅菌状態の容器に内容物を充填する、アセプティック充填ラインを構成するアセプティックチャンバ内に設置した場合には、チャンバ内は容器滅菌のための滅菌剤が昇温されて噴霧され、また、容器洗浄のために温水が噴射されているために、外部雰囲気よりも高温多湿な環境にあり、容器内にエアを吹き込むための配管やノズルには、チャンバ内の温度と内部を流通している常温（外部雰囲気温度）のエアとの温度差から表面に結露が生じてしまう。結露が生じると、滴が落下して容器の内外面に付着してしまう場合があるが、このように滴が付着した場合には、付着した部分としない部分とで滅菌効果にバラツキが生じてしまい滅菌ムラとなってしまう。そこで、アセプティックチャンバ内に、前記のようにエアを容器内に吹き込んで復元する装置を設置する場合には、エアの供給管やエア供給ノズルの結露を防止する対策を講ずる必要がある。本発明は、容器内を加圧して変形を復元する装置をアセプティックチャンバ内に設置した場合に、結露の発生を防止することができる容器加圧装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
さらに、前記特許文献１の構成では、ボトルテーブル７に載置されたプラスチックボトル２の開口部４０に、ノズル装置３５を下降させ突起部材３９を押圧させて開口部４０を密閉するようにしている。また、特許文献２の構成では、容器搬送板３２に載置された容器Ｂの開口部Ｂ１にノズル装置３４を下降させて装着部３８が密嵌するようになっている。前記各特許文献のボトルテーブル７や容器搬送板３２に容器を載置した状態でノズルを下降させる構成では、潰れや凹みが激しい場合には口部が真上を向かず斜め方向を向き、上方開口部に対してノズルを正しく位置させることができない場合がある。これに対して、前記特許文献２では、薄肉の蛇腹構造をなすゴム製の密接部材３８ｆを設けるようにしている。しかしながら、激しい凹みや潰れの発生頻度が低い場合にも同様に構成することは無駄であり、また、薄肉の蛇腹構造をなすゴム製の密接部材では耐久性が低く、さらに、蛇腹構造では洗浄性が悪くなるという問題がある。また、上端の口部を上方から押圧して密封する場合では、肉厚の薄い容器の場合は潰れるおそれがある。胴部に凹みが生じている容器ではさらに強度が低下しており、特に潰れ易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、容器の首部を支持した状態で給気ノズルを口部に対する吹き込み位置に位置させるようにしたことにより、胴部が激しく潰れている場合でも、首部を支持した状態では口部が斜め上方を向くことはなく、常に確実に口部に対して給気ノズルを位置させることができる容器加圧装置を提供することができる。また、口部を上方から強く押圧して密封する場合にも薄肉の胴部が潰れてしまうおそれのない容器加圧装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明は、気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、前記給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記結露防止手段として、前記給気管に供給される気体を加熱するヒータを設け、このヒータによって昇温させた気体を給気管へ供給し、給気ノズルから吹き出すことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記給気ノズルに向けて無菌エアを吹き付ける噴射ノズルを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記給気ノズルを加温する加温手段を設け、加温することで給気ノズルの結露を防止するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記ヒータによって昇温させた気体を、前記噴射ノズルから噴射することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記給気管および給気ノズルを、内部雰囲気が外部よりも高温となるチャンバ内に設置して、チャンバ内で給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、樹脂製容器の首部を支持して容器を吊り下げ支持する支持部材と、支持部材に首部を支持された樹脂製容器の口部に対し、前記給気ノズルを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、前記昇降手段により、給気ノズルを樹脂製容器の口部に対する吹き込み位置に位置させて、容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の容器加圧装置は、アセプティックチャンバ内など外部雰囲気とは異なる環境に設置した場合でも、結露が生じることを確実に防止して、容器の滅菌ムラ等の発生を抑制することができる。また、容器の首部を支持することで、口部に対して給気ノズルを正しく位置させて加圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給された気体を吹き出す給気ノズルとを備えており、この給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧するものであり、さらに、給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を設けたという構成により、給気管および給気ノズルの結露を防止するという目的を達成する。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る容器加圧装置を備えたアセプティック充填ラインの全体の構成を簡略化して示す平面図、図２は、容器加圧装置の縦断面図である。この実施例では、図示しないボトル成型機で成型された多数の樹脂製容器（この実施例ではペットボトル）２を、導入エアコンベヤ４によって連続的に搬送し、連続して配置された複数のチャンバからなるアセプティックチャンバ（以下、これら各チャンバを第１チャンバ６、第２チャンバ８、第３チャンバ１０、第４チャンバ１２および第５チャンバ１４と呼ぶ）内に導入し、順次受け渡しを行いながら各チャンバ６、８、１０、１２、１４内に設置された各処理機（この実施例では滅菌機、リンサ、フィラ、キャッパ）においてそれぞれ所定の処理を行った後、第５チャンバ１４から排出側のエアコンベヤ１６に引き渡して次の工程に送るようになっている。これらアセプティックチャンバ６、８、１０、１２、１４は、全体としてはボトルを搬送するための開口を除いて外部雰囲気から遮断され、内部に無菌エアが吹き込まれて外部よりも陽圧に維持されている。また、これら各チャンバは、フィラを設置した第４チャンバ１２が最も圧力が高く、次いでリンサを設置した第３チャンバ１０とキャッパを設置した第５チャンバ１４はこれよりも低く、滅菌機を設置した第２チャンバ８はさらに低く、導入部となる第１チャンバ６が最も低くなるように圧力状態が調整されている。
【００１８】
このアセプティック充填ラインで処理されるペットボトル２は、図３に示すように、胴部２ａの上方に、上端に向かって次第に径が細くなるテーパ状の肩部２ｂを介して首部２ｃが設けられている。この首部２ｃの上端に口部２ｄが開口しており、また、首部２ｃの中間部の外周にフランジ２ｅが形成されている。首部２ｃは、肩部２ｂ、胴部２ａおよび底部２ｆよりも剛性が高く、後に説明するように、この首部２ｃに形成されたフランジ２ｅの上方または下方をグリッパによって把持することができる。
【００１９】
ペットボトル２を搬送する導入エアコンベヤ４は、外部から加圧したエアが送り込まれるエアダクト４ａを有しており、このエアダクト４ａの下部中央に、ペットボトル２の搬送路４ｂが形成されている。この搬送路４ｂの両側壁には、下流側へ向けて開口する多数のエア噴出口４ｃが設けられており、エアダクト４ａ内の加圧エアを噴射するようになっている。また、搬送路４ｂの下面側には、ペットボトル２の口部２ｄの外径よりもやや広く、しかも、フランジ２ｅの外径よりも狭い間隔で配置された一対の平行なガイドレール４ｄが設けられている。このエアコンベヤ４によって搬送されるペットボトル２は、フランジ２ｅの下面側を両側のガイドレール４ｄによって支持され、首部２ｃのフランジ２ｅよりも上方に、エア噴出口４ｃから噴射された加圧エアを吹き付けられて下流側に搬送される。このエアコンベヤ４の下流部の、第１導入ホイール１８への受渡位置の手前にスクリュー５が設けられており、その外周に形成された螺旋溝によってペットボトル２の前後の間隔を第１導入ホイール１８のグリッパ５３の間隔に広げた後受け渡しを行うようになっている。
【００２０】
導入エアコンベヤ４の下流端に接続された第１チャンバ６には、複数の導入ホイール（以下、第１導入ホイール１８、第２導入ホイール２０および第３導入ホイール２２と呼ぶ）が配置されており、導入エアコンベヤ４によってエア搬送されてこの第１チャンバ６内に導入されたペットボトル２は、図示矢印Ａ方向に搬送されて第１導入ホイール１８、第２導入ホイール２０および第３導入ホイール２２に順次受け渡される。これら３つの導入ホイール１８、２０、２２のうちの中間に位置する第２導入ホイール２０に、後に説明する容器加圧装置が設けられている。
【００２１】
第３導入ホイール２２は、第１チャンバ６と第２チャンバ８とを仕切る隔壁２４に形成された開口（図示せず）内に配置されており、第１チャンバ６内の第２導入ホイール２０から受け取ったペットボトル２を、回転搬送して第２チャンバ８内に導入する。第２チャンバ８内には、第１の処理機である滅菌機２６が設置されており、第３導入ホイール２４から引き渡されたペットボトル２を回転搬送する間に滅菌を行う。この実施例では、滅菌機２６で、高温の滅菌ガスをペットボトル２の内外面に吹き付けて滅菌している。滅菌ガスとしては、１２０°Ｃ程度に加熱した無菌エアにミスト状の過酸化水素水等の滅菌作用を有する溶液を混入したものや、これら滅菌性、殺菌性の薬液を含む蒸気等が使用される。
【００２２】
第２チャンバ８と第３チャンバ１０とを仕切る隔壁２７に形成された開口に中間ホイール（以下、第１中間ホイール２８と呼ぶ）が配置されており、第２チャンバ８内の滅菌機２６で滅菌されたペットボトル２は、この中間ホイール２８を介して次の第３チャンバ１０内に搬入される。この第３チャンバ１０には第２の処理機であるリンサ３０が設置されており、前記滅菌機２６で滅菌されたペットボトル２の洗浄が行われる。この実施例では、リンサ３０は７０°Ｃ程度に加温された温水や滅菌または殺菌作用を有する薬液でペットボトル２の内外面を洗い流す。なお、滅菌機２６およびリンサ３０では、ペットボトル２の首部を支持して回転方向へ搬送しながら各処理を行う。
【００２３】
リンサ３０での洗浄処理が済んだペットボトル２は、第３チャンバ１０と第４チャンバ１２との間の隔壁３２に形成された開口内に配置されている第２中間ホイール３４を介して、第４チャンバ１２内に設置されている第３の処理機であるフィラ３６に供給される。フィラ３６内に供給されたペットボトル２は、回転搬送される間に液体が充填され、第４チャンバ１２と第５チャンバ１４との間を仕切る隔壁３８に形成された開口部内に配置されている第３の中間ホイール４０を介して、次の第５チャンバ１４内に設置されている第４の処理機であるキャッパ４２に引き渡される。フィラ３６で液体が充填され、このキャッパ４２でキャッピングが行われたペットボトル２は、第５チャンバ１４内に配置されている第１排出ホイール４４および第２排出ホイール４６に順次受け渡された後、第５チャンバ１４から排出されて前記排出エアコンベヤ１６に引き渡されて次の工程に送られる。前記第２チャンバ８や第３チャンバ１０は、滅菌機２６やリンサ３０を設けてあるので、チャンバ内が外部よりも高温で湿度も高くなっている。また、第１チャンバ６は、最も圧力が低いため、前記第２チャンバ８および第３チャンバ１０からの雰囲気が流れ込み高温で多湿になっている。なお、これらアセプティックチャンバ内においては、ペットボトル２は首部２ｃのフランジ２ｅの上部と下部を交互に把持されて、複数の導入ホイール、各容器処理機とそれらの各中間ホイール、複数の排出ホイール間で順次受け渡されながら、首部２ｃを支持された状態で吊り下げ搬送されるようになっている。
【００２４】
次に、図２により本発明の一実施例に係る凹みや潰れの生じた容器を復元する容器加圧装置の構成について説明する。容器加圧装置は前記第１チャンバ６内に配置されている第２導入ホイール２０に設けられており、図１のＢ位置からＣ位置の間でペットボトル２内を加圧するようになっている。第１チャンバ６の底面６ａに貫通孔６ａａが形成され、この孔６ａａを上下に貫通して直立した円筒部材４８が固定されている。この固定円筒部材４８の内部に、ベアリング５０を介して回転軸５２が回転自在に支持されている。回転軸５２の上部外周に円板状の第２導入ホイール２０が取り付けられており、回転軸５２の回転によって一体的に回転する。この第２導入ホイール２０の外周部に、容器の首部を支持する支持部材として円周方向等間隔で複数のグリッパ５４が設けられている。この実施例のグリッパ５４は、一対のグリップ部材をスプリング等の弾性部材によって互いに引き付けておき、それら両グリップ部材間にペットボトル２の首部２ｃを押し込むことにより挟持するようになっている。第１導入ホイール１８のグリッパ５３は、フランジ２ｅの上部を保持するようになっており、第２導入ホイール２０のグリッパ５４は、前記第１導入ホイール１８のグリッパ５３から、ペットボトル２を受け取ってそのフランジ２ｅの下部側を把持する。なお、グリッパ５４は前記構成に限定されるものではなく、その他の構成のグリッパを用いるようにしても良く、首部２ｃを把持せずにフランジ２ｅの下面を支持して、ペットボトル２を単に吊り下げた状態で支持するものでも良い。
【００２５】
第２導入ホイール２０の、前記各グリッパ５４の半径方向内方側に、それぞれ貫通孔が形成され、その貫通孔の上面側に円筒状の支持筒５６が固定されている。これら各支持筒５６内に直立したロッド５８が昇降可能に支持されている。各昇降ロッド５８の上端に、水平な取付板６０を介して給気ノズル（エア供給ノズル）６２が取り付けられており、これらエア供給ノズル６２は昇降ロッド５８の昇降に伴って一体的に昇降する。各エア供給ノズル６２は、それぞれ前記各グリッパ５４に把持されたペットボトル２の真上に位置するようになっている。
【００２６】
前記固定円筒部材４８の外周に、水平の円形プレート６４が固定され、この水平プレート６４の上面に円筒状のカム６６が配置されている。一方、前記各昇降ロッド５８の下端には、カムフォロア６８が取り付けられており、前記円筒状カム６６のカム面に係合している。従って、回転軸５２の回転によって第２導入ホイール２０が回転し、この第２導入ホイール２０に支持されている各昇降ロッド５８が回転軸５２を中心に回転すると、昇降ロッド５８の下端に設けたカムフォロア６８が円筒状カム６６のカム面に沿って移動しつつ昇降し、これに伴って昇降ロッド５８および前記エア供給ノズル６２が昇降する。
【００２７】
エア供給ノズル６２は、昇降ロッド５８の上端に水平の取付板６０を介して取り付けられており、図４に示すように、取付板６０の下面側に固定された保持筒７０内にブッシュ７２を介して上下に摺動可能な通路部材７４と、この通路部材７４の下端に形成されたフランジ７４ａの下面側に取り付けられている対向部材７６を備えている。前記保持筒７０の下端とフランジ７４ａの上面との間に緩衝用スプリング７８が介装され、通路部材７４および対向部材７６を下方へ付勢している。通路部材７４の、取付板６０よりも上方に突出している部分の外周面にストッパ８０が固定されており、緩衝用スプリング７８による通路部材７４の下降限を規制している。エア供給ノズル６２が下降して対向部材７６がペットボトル２の口部等に当接した際の衝撃をこの緩衝用スプリング７８によって吸収する。なお、このエア供給ノズル６２は、全体としてステンレスによって製作されており、対向部材７６だけが、容器２の口部に傷を付けず、また、密封する場合の密閉性を向上させるためにシリコーン製になっている。
【００２８】
前記通路部材７４の内部はエア通路７４ｂになっており、この通路部材７４の下端のフランジ７４ａと前記対向部材７６の内部に、エア通路７４ｂを介して供給されてきたエアを絞って噴射する小径通路８２ａを有するステンレス製のノズル部材８２が設けられている。この対向部材７６を昇降させる円筒状カム６６および昇降ロッド５８等からなる昇降機構によって、請求項に記載した昇降手段が構成されている。この昇降手段によってグリッパ５４と対向部材７６とを接近させて、エア供給ノズル６２を容器２の口部２ｄに対する吹き込み位置に位置させる。本実施例では、対向部材７６と容器２の口部２ｄの接触を避けて、口部２ｄを密封せずに対向部材７６を口部２ｄに接触しない最大限まで接近させて、密封に近い極力洩れの少ない状態で気体を吹き込むようにしており、この状態での最接近した口部２ｄに対するエア供給ノズル６２の位置を吹き込み位置としている。この際、容器２はフランジ２ｅの下面をグリッパ５４で支持しているため、胴部２ａの潰れの有無や程度に係わらず容器２を常に同じ姿勢で支持することができ、対向部材７６を口部２ｄに接触させない最大限まで接近させて位置させることができる。なお、対向部材７６を口部２ｄに押圧させて密封するよう構成することも可能であり、この場合には、押圧した状態の口部２ｄに対するエア供給ノズル６２の位置が吹き込み位置となる。この際、口部２ｄに対する下方への押圧力は、フランジ２ｅの下面をグリッパ５４で支持することにより受けられ、胴部２ａに作用することはなく、胴部２ａが潰れることはない。なお、昇降手段による対向部材７６と支持部材であるグリッパ５４の接近は、対向部材７６を昇降する構成に限らず、同様の昇降機構を用いてグリッパ５４を昇降させても良いし、対向部材７６とグリッパ５４の両方を昇降させるよう構成しても良い。
【００２９】
通路部材７４内のエア通路７４ｂの上端は、エア供給用のチューブ８４に接続されている。各エア供給ノズル６２に接続されたエア供給用チューブ８４の他端は、図２に示すように、前記回転軸５２の上端に取り付け筒８６を介して固定されている分配マニホールド８８に接続されており、上方から送られてきたエアはこの分配マニホールド８８によって各エア供給ノズル６２に分配供給される。各エア供給用チューブ８４はフレキシブルチューブであり、前記昇降ロッド５８および通路部材７４の上下動に追従することができる。
【００３０】
前記各エア供給ノズル６２に供給されるエアは、図５に示すように、圧縮エア供給管９０を介して図示しない圧縮エア供給源（図５の左方に接続されている）から送られる。圧縮エア供給配管９０には、無菌フィルタ９２およびヒータ９４が接続されており、その上流側に開閉弁９６が設けられ、下流側は二つの通路９０ａ、９０ｂに分岐している。分岐した一方のメイン通路９０ａはレギュレータ９８および開閉弁１００を介して、前記第１チャンバ６の天面６ｂ（図２参照）に取り付けたロータリジョイント１０２に接続されている。このロータリジョイント１０２のチャンバ内部側の回転部が無菌フィルタ１０４を介して前記分配マニホールド８８に接続されている。なお、本発明は、これら供給された気体を流通させる通路のうち、ロータリジョイント１０２より下流の、無菌フィルタ１０４、分配マニホールド８８、エア供給用チューブ８４およびこれらを連結する各配管からなるチャンバ６内に配置された給気管を対象に結露の発生を防止するものである。
【００３１】
エア供給ノズル６２、特に下端に設けた対向部材７６は、開口状態で搬送されるペットボトル２の直上に配置され、口部に最も接近する部分であるため、結露が発生することを最も避けなければならないので、エア供給ノズル６２の移動経路の下方側に、対向部材７６の結露を防止する結露防止手段を設けている。この実施例では、結露防止手段として対向部材７６の下面に向けてエアを噴射する斜め方向の噴射ノズル１０６を設けている（図４参照）。前記圧縮エア供給配管９０の下流側の分岐通路９０ｂは、前記メイン通路９０ａと同様にレギュレータ１０８および開閉弁１１０が設けられており、この分岐通路９０ｂが噴射ノズル１０６に接続されている。よって、噴射ノズル１０６から噴射されるエアは、無菌フィルタ９２を通過した無菌エアであり、ヒータ９４で昇温されている。この噴射ノズル１０６は、図１に示すように、第２導入ホイール２０が第１導入ホイール１８から受け取って回転搬送し、第３導入ホイール２２に引き渡すペットボトル２と干渉しないように、ペットボトル２の搬送経路以外の部分に設けられている。
【００３２】
前記構成の容器加圧装置の作動について説明する。図示しないボトル成型機によって成形されたペットボトル２は、導入エアコンベヤ４によって搬送されて第１チャンバ６内に導入される。第１チャンバ６内には、複数の導入ホイール１８、２０、２２が配置されており、導入されたペットボトル２は、各導入ホイール１８、２０、２２によって首部を支持され回転搬送されつつ順次受け渡しが行われる。第２導入ホイール２０には容器加圧装置が設けられており、この容器加圧装置によって、ペットボトル２は内部にエアを吹き込まれて加圧される。導入エアコンベヤ４では、ペットボトル２の首部２ｃに形成されているフランジ２ｅの下面側を支持し、後方からエアを吹き付けることによりペットボトル２を搬送する。その搬送過程でペットボトル２同士が衝突する等により変形してしまう場合がある。このようなペットボトル２は、各処理機（滅菌機２６、リンサ３０、フィラ３６およびキャッパ４２）内に搬入される前に、第２導入ホイール２０に設けられている容器加圧装置で元の形状に復元される。
【００３３】
第１導入ホイール１８のグリッパ５３から第２導入ホイール２０に引き渡されたペットボトル２は、第２導入ホイール２０のグリッパ５４に把持されて回転搬送される。グリッパ５４がエア吹き込み開始位置Ｂに到達すると、円筒状カム６６のカム面の形状に従ってカムフォロア６８が下降するとともに、昇降ロッド５８および取付板６０を介してこれと一体のエア供給ノズル６２が下降する。エア供給ノズル６２の下端には対向部材７６が取り付けられており、この対向部材７６と下方のグリッパ５４とを接近させることにより、対向部材７６の下面がペットボトル２の口部に接近してペットボトル２の口部２ｄに対する吹き込み位置に位置する。
【００３４】
運転中は、圧縮エア供給配管９０の上流側の開閉弁９６および下流側の分岐したメイン通路９０ａの開閉弁１００を開放してあり、エア供給ノズル６２に圧縮エアを供給している。供給される圧縮エアは、開放した上流側の開閉弁９６および無菌フィルタ９２を通った後、ヒータ９４を通過して加熱される。加熱されて昇温された圧縮エアは、レギュレータ９８により圧力を調整され、下流側の開閉弁１００を通過して、第１チャンバ６の天面６ｂに設置されたロータリジョイント１０２に送られる。さらに、第１チャンバ６内の無菌フィルタ１０４により再度浄化されたエアは、分配マニホールド８８によって分配されて各エア供給チューブ８４からエア供給ノズル６２に送られる。送られたエアは、エア供給ノズル６２の通路部材７４の内部に形成されたエア通路７４ｂを通り、さらに、ノズル部８２の小径通路８２ａからペットボトル２内に吹き込まれてこのペットボトル２内を加圧する。ペットボトル２が変形していた場合には内部側からの圧力で正常な形状に復帰する。ペットボトル２およびエア供給ノズル６２が加圧終了位置Ｃに到達すると、円筒状カム６６により昇降ロッド５８およびエア供給ノズル６２が上昇して、対向部材７６がペットボトル２の口部から離れてペットボトル２内を開放する。なお、この実施例では、運転中は、エア供給ノズル６２から常時無菌化され昇温された圧縮エアが吹き出されている。
【００３５】
前述のようにアセプティックチャンバ内は滅菌機２６やリンサ３０を設置しているため外部雰囲気より高温多湿の環境にあり、常温のエアを送ると温度差により無菌フィルタ１０４、分配マニホールド８８、エア供給用チューブ８４等からなる供給管やエア供給ノズル６２の内部が、チャンバ内の温度に対して冷却されて表面に結露を生じてしまうが、この実施例では、圧縮エア供給配管９０に設けたヒータ９４によってエアを加熱してから供給しているので、結露の発生を防止することができる。この実施例では、容器加圧装置を設置している第１チャンバ６内の雰囲気温度が６０°Ｃ程度で、供給される圧縮エアの温度は５０〜６０°Ｃ程度に設定している。なお、チャンバ内の温度は滅菌条件等により変更されるので、供給する圧縮エアの温度は５０〜６０°Ｃに限るものではなく、チャンバ内の温度付近まで加温すればよい。
【００３６】
第２導入ホイール２０で、変形していたペットボトル２は修復され、正常なペットボトル２はそのまま第３の導入ホイール２２に引き渡される。第３導入ホイール２２に保持されたペットボトル２は、第１チャンバ６から第２チャンバ８内に導入され、第２チャンバ８内に設置されている滅菌機２６に供給されて滅菌される。
【００３７】
一方、グリッパ５４が把持していたペットボトル２を第３ホイール２２に引き渡した後、第２導入ホイール２０に設けられたエア供給ノズル６２は、回転移動して噴射ノズル１０６の位置に到達する。この噴射ノズル１０６には、前記圧縮エア供給配管９０の分岐通路９０ｂが接続されており、ヒータ９４で加熱されたエアがレギュレータ１０８および開閉弁１１０を通って供給され、エア供給ノズル６２の下端に設けられている対向部材７６の下面に吹き付けられる。前記加圧用のエアがヒータ９４によって昇温されて供給されているので、結露の発生は低く抑えられ水滴の落下等は防止されるが、対向部材７６はペットボトル２の口部２ｄに対向して最接近する部位であるため、僅かでも対向部材７６の表面に結露が生じていると好ましくないので、ペットボトル２に対向する下面側に昇温された無菌エアを吹き付けて結露が発生しないようにしている。すなわち、本実施例では、対向部材７６に昇温された無菌エアを吹き付けることで、対向部材７６を容器加圧装置を設置した第１チャンバ６内の温度付近まで加温し、結露の発生を防止するようにしている。また、無菌エアを噴射するので対向部材７６やアセプティックチャンバ内の雰囲気を汚染することはない。本実施例では結露防止手段として、噴射ノズル１０６、ヒータ９４、噴射ノズル１０６にエアを供給する分岐通路９０ｂ等により、対向部材７６を加温する加温手段が構成されている。なお、ペットボトル２への充填を行う生産運転を開始する前の準備工程においてはヒータ９４による加熱が充分でない場合があるので、このような運転開始前には対向部材７６に無菌の圧縮エアを吹き付けて、結露による水滴を噴射圧にて吹き飛ばすことで対向部材７６の表面を乾燥させておくようにすることが好ましい。なお、無菌エアを吹き付けて対向部材７６の表面を乾燥させて結露を防止する結露防止手段としては、高温の無菌エアで蒸発させること、無菌エアの噴射圧で吹き飛ばすこと、乾燥させたドライ無菌エアを用いて乾燥させること等が含まれる。
【００３８】
第２チャンバ８内で滅菌機２６に供給されて滅菌されたペットボトル２は、第１中間ホイール２８に保持されて第３チャンバ１０内に設置されているリンサ３０に送られて洗浄される。その後、ペットボトル２は、第２中間ホイール３４を介して第４チャンバ１２内のフィラ３６に送られて液体を充填され、続いて、第３中間ホイール４０を介してキャッパ４２に送られてキャッピングが行われる。充填およびキャッピングが行われたペットボトル２は、第１排出ホイール４４および第２排出ホイール４６を介して排出エアコンベヤ１６に引き渡されて次の工程に送られる。
【００３９】
なお、前記実施例では、圧縮エア供給源から圧縮エアを供給しているが、圧縮エアに限るものではなく、口部２ｄに対向部材７６を押圧させて密封するよう構成した場合には、加圧していないエアを密封した容器内に送り込み、変形した容器を復元できる圧力まで加圧してもよい。また、対向部材７６に結露が生じることを防止する結露防止手段として、対向部材７６に加熱した空気を吹き付ける噴射ノズル１０６を設けたが、対向部材７６を加温する加温手段としては、このように昇温したエアを吹き付ける構成に限るものではなく、例えば、対向部材７６を直接加熱するヒータをエア供給ノズル６２の移動経路の直下に設けるようにしても良い。この場合も、ペットボトル２の搬送経路以外の部分に設けることは言うまでもない。また、対向部材７６を直接加熱するヒータを外部に設けるだけでなく、対向部材７６の内側に内蔵するようにしても良い。さらに、結露防止手段の加温手段としては、エア供給ノズル６２から加熱した圧縮エアを常時吹き出させることにより、対向部材７６を加温させるようにしたものも含まれる。さらに、前述のように高温の滅菌ガスや蒸気を扱う滅菌機や、温水や加温した薬液を扱うリンサが配置されていない場合にも、内部に設けたフィラやキャッパ等の機器から発生する熱によりチャンバ内部は外部雰囲気よりも高温となるため、このような装置構成に対しても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】容器加圧装置を備えたアセプティック充填ラインの全体の構成を示す平面図である。（実施例１）
【図２】容器加圧装置の縦断面図である。
【図３】エアコンベヤおよびエアコンベヤによって搬送される容器を示す図である。
【図４】前記容器加圧装置に設けられたエア供給ノズルの縦断面図である。
【図５】前記エア供給ノズルおよび給気管にエアを供給するエア供給配管の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２ 樹脂製容器（ペットボトル）
２ｃ 容器の首部
２ｄ 口部
５４ 支持部材（グリッパ）
６２ 給気ノズル（エア供給ノズル）
６６ カム（昇降手段）
６８ カムフォロア（昇降手段）
９０ 給気管（圧縮エア供給管）
９４ ヒータ
１０６ 結露防止手段（噴射ノズル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、
前記給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を備えたことを特徴とする容器加圧装置。
【請求項２】
前記結露防止手段として、前記給気管に供給される気体を加熱するヒータを設け、このヒータによって昇温させた気体を給気管へ供給し、給気ノズルから吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の容器加圧装置。
【請求項３】
前記給気ノズルに向けて無菌エアを吹き付ける噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項２に記載の容器加圧装置。
【請求項４】
前記給気ノズルを加温する加温手段を設け、加温することで給気ノズルの結露を防止するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器加圧装置。
【請求項５】
前記ヒータによって昇温させた気体を、前記噴射ノズルから噴射することを特徴とする請求項３に記載の容器加圧装置。
【請求項６】
前記給気管および給気ノズルを、内部雰囲気が外部よりも高温となるチャンバ内に設置して、チャンバ内で給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の容器加圧装置。
【請求項７】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、
樹脂製容器の首部を支持して容器を吊り下げ支持する支持部材と、支持部材に首部を支持された樹脂製容器の口部に対し、前記給気ノズルを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、
前記昇降手段により、給気ノズルを樹脂製容器の口部に対する吹き込み位置に位置させて、容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とする容器加圧装置。
【請求項１】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、
前記給気管および給気ノズルの結露を防止する結露防止手段を備えたことを特徴とする容器加圧装置。
【請求項２】
前記結露防止手段として、前記給気管に供給される気体を加熱するヒータを設け、このヒータによって昇温させた気体を給気管へ供給し、給気ノズルから吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の容器加圧装置。
【請求項３】
前記給気ノズルに向けて無菌エアを吹き付ける噴射ノズルを設けたことを特徴とする請求項２に記載の容器加圧装置。
【請求項４】
前記給気ノズルを加温する加温手段を設け、加温することで給気ノズルの結露を防止するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の容器加圧装置。
【請求項５】
前記ヒータによって昇温させた気体を、前記噴射ノズルから噴射することを特徴とする請求項３に記載の容器加圧装置。
【請求項６】
前記給気管および給気ノズルを、内部雰囲気が外部よりも高温となるチャンバ内に設置して、チャンバ内で給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の容器加圧装置。
【請求項７】
気体が供給される給気管と、この給気管から供給される気体を吹き出す給気ノズルとを備え、給気ノズルから樹脂製容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧する容器加圧装置において、
樹脂製容器の首部を支持して容器を吊り下げ支持する支持部材と、支持部材に首部を支持された樹脂製容器の口部に対し、前記給気ノズルを相対的に昇降させる昇降手段とを備え、
前記昇降手段により、給気ノズルを樹脂製容器の口部に対する吹き込み位置に位置させて、容器内に気体を吹き込んで容器内部を加圧することを特徴とする容器加圧装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−３０６４５（Ｐ２０１０−３０６４５Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９６０９４（Ｐ２００８−１９６０９４）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（３０９００７９１１）サントリーホールディングス株式会社 (307)
【出願人】（５０８２３１２１２）サントリービバレッジプロダクツ株式会社 (2)
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（３０９００７９１１）サントリーホールディングス株式会社 (307)
【出願人】（５０８２３１２１２）サントリービバレッジプロダクツ株式会社 (2)
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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