JP2002104587A - ビン充填装置、ビン・キャッピング装置及び液体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大小様々な、また形状の様々なペットボトル
に対応した汎用性の高いビン充填装置を提供する。 【解決手段】 本装置は、ペットボトルに液体を充填す
るビン充填装置１０２であって、液体タンク２８と、液
体タンクと一体的に回転する回転支柱３０と、等角度で
離隔した配列で液体タンクの底部に充填口を下方に向け
て設けられ、液体をボトルに充填する充填バルブ２６
と、吊り下げ柱体１１８とを備える。吊り下げ柱体は、
ボトルの上端開口部の２段括れ部の一方を掛止して吊り
下げる掛止部を有し、各充填バルブの下方直下にそれぞ
れボトルの上端開口部を位置決めするように掛止部で掛
止し、回転支柱と共に回転しつつ所定の高低差で昇降す
る。吊り下げたボトルを回転支柱の回転と共に昇降させ
ることにより、ボトルの上端開口部を充填バルブの充填
口に接触、開放させ、次いで離隔して充填口を閉止さ
せ、回転支柱と共にボトルを１回転させる間に、ボトル
内に所定量の液体を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペットボトルに飲
料、薬液、塗料、油等の液体を充填するビン充填装置、
ペットボトルにキャッピングを施すビン・キャッピング
装置、並びにビン充填装置及びビン・キャッピング装置
を備えた液体充填装置に関し、更に詳細には、大小様々
な、また形状の様々なペットボトルに対応した汎用性の
高いビン充填装置、ビン・キャッピング装置、及び液体
充填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ジュース、天然水、お茶等の飲
料、薬液等は、成形材料としてＰＥＴ樹脂（ポリエチレ
ンテレフタレート）を使って成形したビン、いわゆる、
ペットボトル（PET Bottle）に充填され、気密にキャッ
ピングを施した上で販売されている。ペットボトルに飲
料等の液体を充填する際には、ビン充填装置が使用さ
れ、液体等の液体を充填したペットボトルにキャッピン
グを施す際には、ビン・キャッピング装置が使用されて
いる。

【０００３】ここで、図６から図９を参照して、ビン充
填装置及びビン・キャッピング装置を備えた従来の液体
充填装置の構成を説明する。図６及び図７は、それぞ
れ、従来の液体充填装置のビン充填装置及びビン・キャ
ッピング装置の構成を示す立面図、図８は従来の液体充
填装置の要部の平面図、並びに図９はペットボトルの側
面図である。液体充填装置１０は、図６に示す、ペット
ボトルに液体を充填するビン充填装置１２と、それぞ
れ、図７に示す、液体を充填したペットボトルにキャッ
ピングを施すビン・キャッピング装置１４、及び、液体
を充填したペットボトルをビン充填装置１２からビン・
キャッピング装置１４に移送する移送機構１６とから構
成されている。

【０００４】ビン充填装置１２は、ビン充填装置本体１
８と、ペットボトルを縦列にして１個ずつ供給するベル
トコンベヤ２０（図８参照）と、ベルトコンベヤ２０か
らビン充填装置本体１８にペットボトルを１個ずつ移載
する移載機構２２とを備えている。ビン充填装置本体１
８は、架台２３に固定された基台２４と、充填する液体
を収容し、底部に複数個の充填バルブ２６を備えて、基
台２４の上方に設けられた円筒状液体タンク２８と、上
端で液体タンク２８の中心を支持し、下端で基台２４に
軸支され、液体タンク２８と一体的に回転する回転支柱
３０と、回転支柱３０を回転させる駆動装置３２と、回
転ビン台３４とを備えている。回転支柱３０は、中子構
造（図示せず）になっていて、中子が伸縮して、自在に
液体タンク２８を昇降させるようになっている。高さの
異なるペットボトルに合わせて、液体タンク２８を昇降
させて高さを調節することにより、充填バルブ２６の開
口の位置を高低の異なるペットボトルの開口に整合させ
ることができる。

【０００５】回転ビン台３４は、回転支柱３０と一体的
に設けられ、回転支柱３０と共に回転する回転板３６
と、回転支柱３０を中心とする回転板３６の円周上に放
射状に等角度の間隔で設けられた複数個の貫通孔３８を
それぞれ摺動自在に貫通する脚体４０と、脚体４０の上
端に設けられたビン台４２を備えている。本例では、回
転ビン台３４は、図８に示すように、１６個の貫通孔３
８を有するが、貫通孔３８の数、従って脚体４０及びビ
ン台４２の数は自由であって、１２個でも５０個でも１
００個以上でも良い。脚体４０の下端部は、基台２４上
に設けられ、回転支柱３０の同心円の円周に沿ってカム
面が徐々に高くなり、次いで低くなるように構成されて
いるカム板４４上に支持されている。回転支柱３０の回
転によって、脚体４０が回転板３６と共に回転すると、
脚体４０の下端部はカム板４４上を走行して徐々に上方
に登り、次いで下降する。それによってビン台４２が上
方に上昇する。ビン台４２の上昇と共に、ビン台４２上
に載置されたペットボトルも、回転支柱３０の回転に応
じて上昇し、次いで下降する。

【０００６】充填バルブ２６は、各ビン台４２に対応し
てビン台４２の直上に、それぞれ、バルブ開口を下方に
向けて設けられている。つまり、充填バルブ２６は、液
体タンク２８の底板下側に、回転支柱３０を中心とする
円周上にビン台４２の脚部４０の配置と同じ配置で設け
てある。充填バルブ２６は、バネ式バルブであって、先
端に設けられたバルブ開口は、常時は、バネに付勢され
た弁体で閉止されている。ペットボトルの先端の開口部
で弁体を上方に押圧すると、バルブ開口が開き、ペット
ボトル内の空気と入れ替わるようにして、液体を液体タ
ンク２８からペットボトル内に導入することができる。
充填バルブ２６として、例えば中立工業（株）製の充填
バルブを使用することができる。

【０００７】移載機構２２は、図６及び図８に示すよう
に、相互に離隔して上下２段に設けられたスターホィー
ルと呼ばれる第１の星状回転板４６と、第１の星状回転
板４６の周りに設けられたリング状の固定案内板４７
と、第１の星状回転板４６を回転支柱３０の回転に同期
させて回転させる回転装置４８とを備えている。第１の
星状回転板４６は、ペットボトルの直径より大きな直径
の半円形の切り欠き４６ａを円形回転板の放射状に等角
度の間隔で設けた回転板であって、切り欠き４６ａと固
定案内板４７との間に１個ずつペットボトルを保持する
ようにして回転し、ビン充填装置本体１８のビン台４２
上にそれぞれ１個ずつのペットボトルを移載する。

【０００８】移送機構１６は、移載機構２２と同じ構成
であって、図７及び図８に示すように、上下２段に離隔
して設けられた２枚の第２の星状回転板５０と、第２の
星状回転板５０の周りに設けられたリング状の固定案内
板５１と、第２の星状回転板５０を回転支柱３０の回転
に同期させて回転させる回転装置５２とを備えている。
第２の星状回転板５０は、第１の星状回転板４６と同じ
構成であって、第１の星状回転板４６の切り欠き部４６
ａと同じ切り欠き部５０ａを有する。移送機構１６は、
ビン充填装置本体１８のビン台４２からペットボトルを
１個ずつ第２の星状回転板５０の切り欠き５０ａと固定
案内板５１との間に受け取り、そこにペットボトルを保
持しつつ回転して、ビン・キャッピング装置１４に移送
する。

【０００９】ペットボトルに液体を充填する際には、先
ず、ペットボトルの高さに合わせて、液体タンク２８の
高さ、つまり充填バルブ２６の高さを調節する。ペット
ボトルは、ベルトコンベヤ２０上に乗って１個ずつ移載
機構２２に供給され、移載機構２２によって更にビン充
填装置本体１８のビン台４２上に載置される。ビン台４
２上に載置されたペットボトルは、回転支柱３０の回転
に伴い徐々に上方に上昇し、充填バルブ２６の弁体を押
圧して液体タンク２８からペットボトル内に液体を導入
させ、次いで下降して充填バルブ２６から離れ、充填バ
ルブ２６を閉止させる。ペットボトルが回転支柱３０と
共に１回転すると、ペットボトル内には所定量の液体が
導入されている。液体が導入されたペットボトルは、移
送機構１６によってビン・キャッピング装置１４に移送
される。

【００１０】ビン・キャッピング装置１４は、図７に示
すように、ビン・キャッピング装置本体５４と、キャッ
ピングしたペットボトルを払い出す払出し装置５６とを
備えている。ビン・キャッピング装置本体５４は、移送
機構１６の第２の星状回転板５０と同期して回転する回
転支柱５８と、ペットボトルを保持して回転支柱５８と
共に回転するビン保持部６０と、回転支柱５８の上部に
支持され、回転支柱５８と共に回転するキャッピング部
６２とを備える。

【００１１】ビン保持部６０は、回転支柱５８に中心で
支持され、回転支柱５８と一体的に回転する円板状のビ
ン保持円板６４と、第３の星状回転板６６と、第３の星
状回転板６６と協働してペットボトルを保持するリング
状案内６８とから構成されている。第３の星状回転板６
６は、第２の星状回転板５０と同じ構成であって、第２
の星状回転板５０の切り欠き部５０ａと同じ形状の切り
欠き部６６ａを有する。

【００１２】キャッピング部６２は、第３の星状回転板
６６の切り欠き部６６ａの数と同じ数のキャッピング機
構７０と、キャップをキャッピング機構７０に供給する
キャップ供給機構７２とを備えていて、各キャッピング
機構７０は、ビン保持部６０に保持されて回転するペッ
トボトルの直上に位置するように配置されている。本例
では、キャッピング機構７０は、回転支柱５８に固定さ
れた支持部７３に取り付けられたねじ込み型のキャッピ
ング機構であって、下端にキャップを保持し、回転支柱
５８と共に一回転する間にペットボトルの先端の開口部
にキャップをねじ込んでキャッピングする。ペットボト
ルの高さに合わせて支持部７３の高さを調節することに
より、キャッピング機構７０の下端を高低の異なるペッ
トボトルに整合させることができる。キャッピング機構
７０として、中立工業（株）製のキャッパーを使用する
ことができる。キャップ供給機構７２は、次に説明する
払出し装置５６の回転軸７４の上部に設けられ、適所に
キャップを保持して回転軸７４と共に回転し、キャッピ
ング機構７０にキャップを順次供給するキャップ配置板
７６と、キャップ配置板７６にキャップを供給する供給
部（図示せず）とを有する。

【００１３】払出し装置５６は、移送機構１６と同じ構
成であって、上下２段に設けられ、回転軸７４と共に回
転する第４の星状回転板７８と、第４の星状回転板７８
の周りに設けられたリング状の固定案内板８０と、回転
軸７４をビン・キャッピング装置本体５４の回転支柱５
８の回転に同期させて回転させる回転装置８２とを備え
ている。第４の星状回転板７８は、第３の星状回転板６
４と同じ構成で、第３の星状回転板６４の切り欠き部６
６ａと同じ形状の切り欠き部７８ａを有する。

【００１４】キャッピングする際には、先ず、ペットボ
トルの高さに合わせてキャッピング機構７０の高さを調
節する。液体が充填されたペットボトルは、移送機構１
６によって更にビン・キャッピング装置１４のビン保持
部６０に移送される。ビン保持６０に保持されたペット
ボトルは、回転支柱５８の回転と共に一回転する間に、
キャッピング機構７０によってキャッピングされ、キャ
ッピングされたペットボトルは、払出し装置５６によっ
てビン・キャッピング装置本体５４から受け取られ、外
部に払い出される。尚、説明を省いたが、移送機構１
６、移載機構２２及び払出し装置５６では、ペットボト
ルの底部は、架台２３の保持面上に摺動自在に保持され
ている。

【００１５】ところで、ペットボトルにキャッピングす
る際に使用するキャップには、ねじ込み式のものと、押
し込み式のものとがある。押し込み式のものは、通常、
圧栓式と言われている。ここで、図９を参照して、ねじ
込み式キャップ型のペットボトルの構成を説明する。ね
じ込み式キャップ型のペットボトル９０は、図９に示す
ように、ほぼ一様な横断面形状を有する円筒形の胴部９
２と、先端面に円形開口を有する円形の流入出口部９４
と、胴部９２と流入出口部９４とを結ぶ円錐台状の肩部
９６とから構成されている。尚、胴部の形状は、様々で
あって、円筒形に加えて、例えば角筒形、把手付き等が
ある。

【００１６】流入出口部９４は、図９に示すように、キ
ャップの雌ネジに整合する雄ネジ部９４ａを先端に、雄
ネジ部９４ａの雄ネジ山の外径より大きな外径で、キャ
ップの外縁を受ける傘状部９４ｂを雄ネジ部９４ａから
下方に離隔した位置に有する。雄ネジ部９４ａと傘状部
９４ｂとの間は、雄ネジ部９４ａ及び傘状部９４ｂの外
径より小さい第１括れ部９４ｃとなっている。また、傘
状部９４ｂと肩部９６の上端との間は、第１括れ部９４
ｃとほぼ同じ外径の第２括れ部９４ｄとなっている。押
し込み式キャップ型のペットボトルも、雄ネジ部９４ａ
の形状が異なることをのぞいてほぼ同様の構成を備えて
いる。

【００１７】また、ペットボトルには、大小様々の大き
さのペットボトルがあって、胴部の形状も必ずしも一様
ではない。一般に、充填容量の大きなペットボトルは、
高さが高く、胴部の直径も大きく、充填容量の小さなペ
ットボトルは、高さが低く、胴部の直径も小さい。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の液体充填装置には、次の二つの問題があった。第１の
問題は、ペットボトルの大きさが異なる度に、ペットボ
トルの大きさに合わせて、第１から第４の星状回転板を
取り替えることが必要であるということである。つま
り、従来の液体充填装置では、第１から第４の星状回転
板が、ペットボトルの胴部の直径に応じた切り欠き部を
必要とするので、充填するペットボトルの大きさが異な
ると、異なる大きさのペットボトルの胴部の寸法に整合
する切り欠き部を有する星状回転板に取り替えることが
必要になるからである。第２の問題は、ペットボトルの
大きさ、つまりペットボトルの高さに合わせて、ビン充
填装置の場合には液体タンクの高さを、キャッピング装
置の場合にはキャッピング部の高さを調節することが必
要なことである。

【００１９】ペットボトルの大きさに合わせて、都度、
星状回転板を交換し、液体タンク及びキャッピング部の
高さを調節することは、作業自体も大変であるし、ま
た、作業に時間を要するので、液体充填作業の生産性を
向上させる上で障害となっていた。大壜、中壜、小壜の
３種類の大きさのビンにビールを充填するビール会社の
ように、ビンの種類が限られている場合には、上述の星
状回転板の取り替え及び液体タンク及びキャッピング部
の高さの調節は、それほど大きな問題とならないが、例
えばビンの種類が多い一般の飲料メーカーにとっては、
その作業は手間の要する作業であって、充填作業の生産
性の向上を阻害する要因となっていた。

【００２０】本発明の目的は、大小様々な、また形状の
様々なペットボトルに対応した汎用性の高いビン充填装
置、ビン・キャッピング装置、及び液体充填装置を提供
することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した問
題の解決を研究する過程で、ペットボトルの大きさが異
なっても、ペットボトルの第１括れ部及び第２括れ部の
外径は同じ寸法であることに注目し、従来の方式のビン
充填装置で行っていた、ペットボトルの底部をビン台で
支え、星状回転板で胴部を保持する代わりに、ペットボ
トルの先端開口部の括れ部を掛止して、吊り下げること
を着想した。また、ビン・キャッピング装置にも同じ着
想を適用できることが判った。そして、種々、実験の末
に、本発明を発明するに到った。

【００２２】上記目的を達成するために、本発明に係る
ビン充填装置は、ペットボトルに液体を充填するビン充
填装置であって、ビン充填装置本体が、液体を収容する
液体タンクと、垂直方向に延びて液体タンクの回転中心
を上端部で支持し、かつ液体タンクと一体的に回転する
回転支柱と、回転中心を中心とする円の円周上に放射状
に等角度で離隔した配列で液体タンクの底部に、充填口
を下方に向けて設けられ、液体タンクの液体をペットボ
トルに充填する複数個の充填バルブと、回転支柱を中心
とする円の円周上に設けられ、ペットボトルの上端開口
部の２段括れ部の一方を掛止してペットボトルを吊り下
げる掛止部を有し、各充填バルブの下方直下にそれぞれ
ペットボトルの上端開口部を位置決めするように掛止部
で掛止し、回転支柱と共に回転しつつ回転支柱の回転に
同期して所定の高低差で昇降する吊り下げ柱体とを備
え、各吊り下げ柱体で吊り下げられたペットボトルを回
転支柱の回転に同期して上下に昇降させることにより、
ペットボトルの上端開口部を充填バルブの充填口に接触
させて開放させ、次いで充填バルブから離隔して充填口
を閉止させ、回転支柱と共にペットボトルを１回転させ
る間に、ペットボトル内に所定量の液体を導入するよう
にしたことを特徴としている。

【００２３】吊り下げ柱体を昇降させるやり方には制約
はなく、例えば、吊り下げ柱体の下端部が、昇降するカ
ム面に当接し、回転支柱の回転と共にカム面上を走行す
ることにより、吊り下げ柱体を回転支柱の回転に同期し
て昇降させるようにしてもよい。

【００２４】また、ペットボトルの上端開口部の２段括
れ部の一方を掛止できる限り、掛止部の形状にも制約は
なく、例えば、吊り下げ柱体の掛止部は、水平に伸びて
先端に二股状部を有し、ペットボトルの上端開口部の２
段括れ部の一方を二股状部に差し入れて掛止するように
しても良い。好適には、二股状部は、ペットボトルの上
端開口部の２段括れ部の一方の半周輪郭と同じ輪郭の切
り欠き部として形成されている。これにより、掛止部
は、２段括れ部の一方の輪郭に合致して安定して掛止す
ることができる。

【００２５】実用的には、ビン充填装置本体にペットボ
トルを供給するペットボトル供給機構を備え、ペットボ
トル供給機構が、固定経路上に設けられ、ペットボトル
を１個ずつ順次搬送するコンベヤと、回転支柱と平行な
回転軸の周りに回転する回転板と、回転板の周辺部に放
射状に等角度で離隔した配列で設けられ、ペットボトル
の上端開口部の２段括れ部の他方を掛止してペットボト
ルを保持する複数個の掛止部とを有し、コンベヤからペ
ットボトルを１個ずつ順次各掛止部に受け取り、回転し
てビン充填装置の吊り下げ柱体に１個ずつ順次移し渡す
ペットボトル移載機構とを備え、回転板の掛止部が、ペ
ットボトルの上端開口部の２段括れ部の他方の半周輪郭
と同じ輪郭の切り欠き部として形成されている。ペット
ボトル供給機構を設けることにより、ペットボトルをビ
ン充填装置本体に自動的に供給することができる。

【００２６】本発明に係るビン・キャッピング装置は、
ペットボトルにキャッピングを施すビン・キャッピング
装置であって、ビン・キャッピング装置本体が、垂直方
向に伸びる回転支柱と、回転支柱を中心とする円の円周
上に放射状に等角度で離隔した配列で配置された複数個
のキャッピング機構を有し、回転支柱と共に１回転する
間にキャッピング機構を昇降させて、ペットボトルにキ
ャッピングを施すキャッピング体と、回転支柱と共に回
転する第１回転板と、第１回転板の周辺部に放射状に等
角度で離隔した配列で設けられ、ペットボトルの２段括
れ部の一方を掛止する掛止部とを有し、各キャッピング
機構の下方直下にそれぞれペットボトルの上端開口部を
位置決めしてペットボトルを保持する保持体とを備え、
ペットボトルを保持体に保持して回転支柱と共に１回転
させる間に、ペットボトルにキャッピングを施すことを
特徴としている。

【００２７】本発明で、キャッピング機構のキャッピン
グの方式は、ペットボトルの先端開口部にキャップをね
じ込むねじ込み式でも、ペットボトルの先端開口部にキ
ャップを押し込む押し込み式でも良い。

【００２８】実用的には、ビン・キャッピング装置本体
からペットボトルを払い出すペットボトル払出し機構を
備え、ペットボトル払出し機構が、ビン・キャッピング
装置本体の回転支柱と平行な回転軸の周りに回転する第
２回転板と、第２回転板の周辺部に放射状に等角度で離
隔した配列で設けられ、ペットボトルの上端開口部の２
段括れ部の一方の半周輪郭と同じ輪郭の切り欠き部とし
て形成された複数個の掛止部とを備え、ペットボトルを
ビン・キャッピング装置本体からペットボトルを１個ず
つ順次各掛止部に受け取ってペットボトルの上端開口部
の２段括れ部の他方を掛止部で掛止し、次いでビン・キ
ャッピング装置から払い出すようにする。

【００２９】更には、前述のビン充填装置と、上述のビ
ン・キャッピング装置とを備えて、液体充填装置を構成
することもできる。液体充填装置の好適な態様では、ビ
ン充填装置からビン・キャッピング装置にペットボトル
を移送する移送装置を備え、移送装置が、ビン充填装置
本体の回転支柱と平行な回転軸の周りに回転する第３回
転板と、第３回転板の周辺部に放射状に等角度で離隔し
た配列で設けられ、ペットボトルの上端開口部の２段括
れ部の他方の半周輪郭と同じ輪郭の切り欠き部として形
成されている複数個の掛止部とを備え、ビン充填装置か
らペットボトルを１個ずつ順次各掛止部に受け取ってペ
ットボトルの上端開口部の２段括れ部の他方を掛止部で
掛止し、次いでビン・キャッピング装置に引き渡すよう
にすることもできる。

【００３０】更には、固定架台に設けられているコンベ
ヤに対して、ペットボトル移載機構、ビン充填装置本
体、移送装置、及びペットボトル払出し機構を含むビン
・キャッピング装置を、ペットボトルの高さに合わせて
昇降させる昇降装置を備えている。これにより、先の充
填の際のペットボトルの高さと異なるペットボトルに液
体を充填し、キャッピングを施す際にも、ペットボトル
の高さに合わせて液体充填装置を容易に調整することが
できる。

【００３１】本発明に係るビン充填装置及びビン・キャ
ッピング装置では、液体の種類に制約なく適用でき、例
えば、飲料、薬液、油等の液体をペットボトルに充填す
る際に、最適に適用できる。また、ペットボトルの容量
の大小、胴部ノ寸法の大小、及び胴部及び肩部の形状に
は係わりなく、無く適用できる。また、ビン充填装置の
充填バルブの個数、従って吊り下げ柱体の本数、ビン・
キャッピング装置のキャッピング機構の数には制約はな
い。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る液体充填装置の実施形態
の一例であって、本発明に係るビン充填装置と、本発明
に係るビン・キャッピング装置と、ビン充填装置からペ
ットボトルをビン・キャッピング装置に移送する本発明
に係る移送装置とを備えている。図１は本実施形態例の
液体充填装置に設けたビン充填装置の構成を示す立面
図、図２は本実施形態例の液体充填装置に設けたビン・
キャッピング装置及び移送装置の構成を示す立面図、図
３は本実施形態例の液体充填装置の要部の平面図、図４
はペットボトルを移載装置からビン充填装置本体に移載
し、次いでビン充填装置本体から移送装置に移送する様
子を示す平面図、並びに図５（ａ）及び（ｂ）は、それ
ぞれ、ペットボトルを移載機構からビン充填装置本体に
移載する際の掛止状態、及びビン充填装置本体から移送
装置に移送する際の掛止状態を示す立面図である。図１
から図５に示す装置、部品、部位のうち図６から図８に
示すものと同じものには同じ符号を付して説明を省略す
る。本実施形態例の液体充填装置１００は、図９に示す
ような円形胴部を有するペットボトルに液体を充填し、
キャッピングを施す装置であって、図１に示すビン充填
装置１０２、図２に示すビン・キャッピング装置１０４
及び移送装置１０６、並びに、ベルトコンベヤに対して
ペットボトル移載機構とビン充填装置本体とをペットボ
トルの高さに合わせて昇降させる、図１及び図２に示す
昇降装置１０７とを有する。

【００３３】ビン充填装置１０２は、ビン充填装置本体
１０８と、ビン充填装置本体１０８にペットボトルを１
個ずつ供給するペットボトル供給装置１１０とを備えて
いて、ペットボトル供給装置１１０のベルトコンベヤ１
２２を除いて、ビン・キャッピング装置１０４及び移送
装置１０６との共通架台２３上に支持されている。ビン
充填装置本体１０８は、従来と同様に、架台２３に固定
された基台２４と、充填する液体を収容し、底部に複数
個の充填バルブ２６を備えて、基台２４の上方に設けら
れた円筒状液体タンク２８と、上端で液体タンク２８の
中心を支持し、下端で基台２４に軸支され、液体タンク
２８と一体的に回転する回転支柱３０と、回転支柱３０
を回転させる駆動装置３２とを備えている。但し、本実
施形態例の回転支柱３０は、従来のものと異なり、液体
タンク２８を支持し、回転させるために設けてあって、
液体タンク２８を昇降させる必要がないので、従来のよ
うな中子構造を備えていない。

【００３４】本実施形態例のビン充填装置本体１０８
は、従来の回転ビン台３４に代えて、回転吊り下げ体１
１２を備えている。回転吊り下げ体１１２は、回転支柱
３０を回転中心とし、回転支柱３０と一体的に回転する
回転台１１４と、回転支柱３０を中心とする回転台１１
４の円周上に放射状に等角度の間隔で設けられた複数個
（図３では１６個）の貫通孔１１６と、貫通孔１１６を
それぞれ摺動自在に貫通する吊り下げ柱体１１８とを有
する。吊り下げ柱体１１８は、各吊り下げ柱体１１８の
上端に、ペットボトルの上端開口部の第２括れ部９４ｄ
（図９参照）を掛止してペットボトルを吊り下げる掛止
部１２０を備えていて、各充填バルブ２６の下方直下に
それぞれペットボトルの上端開口部を位置決めするよう
にペットボトルの第２括れ部９４ｄを掛止部１２０で掛
止し、ペットボトルを吊り下げる。

【００３５】吊り下げ柱体１１８の下端部は、基台２４
上に設けられ、回転支柱３０の同心円の円周に沿って、
カム面が徐々に高くなり、次いで低くなって元の位置に
戻るように設定されているカム板４４上に支持されてい
る。回転支柱３０の回転によって、吊り下げ柱体１１８
が回転台１１４と共に回転すると、吊り下げ柱体１１８
の下端部はカム板４４のカム面上を移動して徐々に上方
に登り、それによって掛止部１２０が上方に上昇する。
掛止部１２０の上昇と共に、掛止部１２０に掛止された
ペットボトルも、回転支柱３０の回転に応じて上昇し、
次いで下降する。これにより、従来と同様に、充填バル
ブ２６を押圧して開口させ、次いで離間して閉止させ、
回転支柱３０の１回転の間にペットボトルに所定量の液
体が導入される。

【００３６】吊り下げ柱体１１８の掛止部１２０は、図
３に示すように、水平に伸びて先端に二股状部１２０ａ
を有する。各二股状部１２０ａは、ペットボトルの上端
開口部の第２括れ部９４ｄの半周輪郭と同じ輪郭の切り
欠き部として形成されていて、ペットボトルの第２括れ
部９４ｄを切り欠き部に挿入させて掛止する。これによ
り、掛止部１２０は、ペットボトルの上端開口部の第２
括れ部９４ｄにフィットしてペットボトルを安定して掛
止することができる。

【００３７】ペットボトル供給装置１１０は、図１及び
図３に示すように、昇降自在な架台２３とは独立して固
定された架台上に固定経路として設けられ、ペットボト
ルを１個ずつ順次搬送するベルトコンベヤ１２２と、ベ
ルトコンベヤ１２２からペットボトルを１個ずつ受け取
り、回転してビン充填装置本体１０８に移載するペット
ボトル移載機構１２４とを有する。ペットボトル移載機
構１２４は、ビン充填装置本体１０８の回転支柱３０と
平行に設けられ、回転支柱３０の回転に同期して回転す
る回転軸１２６と、回転軸１２６と一体的に回転する回
転板１２８とを備えている。回転板１２８の周辺部に
は、ペットボトルを保持する複数個（図３では６個の）
の掛止部１３０が、放射状に等角度で離隔した配列で設
けられている。掛止部１３０は、ペットボトルの上端開
口部の第１括れ部９４ｃ（図９参照）の半周輪郭と同じ
輪郭の切り欠き部として形成され、ペットボトルの第１
括れ部９４ｃを切り欠き部に挿入させて掛止している。
更に、ペットボトル移載機構１２４は、掛止部１３０で
掛止したペットボトルの揺れ止めとして、ペットボトル
の胴部の輪郭より大きな輪郭の切り欠き部を有する揺れ
止め板１３２と、掛止部１３０の周りに設けられ、掛止
部１３０との間にペットボトルの第１括れ部９４ｃの外
側を案内するリング状案内１３４とを有して、ペットボ
トルを安定して移載する。

【００３８】ペットボトルは、図４及び図５（ａ）に示
すように、ペットボトル移載機構１２４の回転板１２８
からビン充填装置本体１０８の吊り下げ柱体１１８の掛
止部１２０に移載される。回転板１２８はペットボトル
の第１括れ部９４ｃを掛止し、掛止部１２０は第２括れ
部９４ｄを掛止する。

【００３９】本実施形態例の移送装置１０６は、ペット
ボトルの上端開口部の第１括れ部９４ｃを掛止部で掛止
して、ビン充填装置１０２からペットボトルを１個ずつ
順次受け取り、回転して、ビン・キャッピング装置１０
４に引き渡す装置である。移送装置１０６は、図２及び
図３に示すように、ビン充填装置本体１０８の回転支柱
３０と平行に設けられ、回転支柱３０の回転に同期して
回転する回転軸１３８と、回転軸１３８と一体的に回転
板１４０とを備えている。回転板１４０の周辺部には、
複数個（図３では６個）の掛止部１４２が放射状に等角
度で離隔した配列で設けられている。掛止部１４２はペ
ットボトルの上端開口部の第１括れ部９４ｃの半周輪郭
と同じ輪郭の切り欠き部として形成され、ペットボトル
の第１括れ部９４ｃを切り欠き部に挿入させて掛止す
る。更に、移送装置１０６は、下方に掛止部１４２で掛
止したペットボトルの脱落防止のため、掛止されたペッ
トボトルの第１括れ部９４ｃの外側を案内するリング状
案内１４４とを有する。

【００４０】ペットボトルは、図４及び図５（ｂ）に示
すように、ビン充填装置本体１０８の吊り下げ柱体１１
８の掛止部１２０から、移送装置１０６の回転板１４０
に移載される。掛止部１２０はペットボトルの第２括れ
部９４ｄを掛止し、回転板１４０は第１括れ部９４ｃを
掛止する。

【００４１】本実施形態例のビン・キャッピング装置１
０４は、図２及び図３に示すように、ビン・キャッピン
グ装置本体１４６と、キャッピングしたペットボトルを
払い出す払出し装置１４８と、キャップ供給機構７２と
を備えている。ビン・キャッピング装置本体１４６は、
従来と同様に、移送装置１０６の回転軸１３８と同期し
て回転する回転支柱５８と、ペットボトルを保持して回
転支柱５８と共に回転するビン保持体１４９と、回転支
柱５８の上部に支持され、回転支柱５８と共に回転する
キャッピング部６２とを備える。キャッピング部６２に
は、複数個（図３では６個）のキャッピング機構７０を
備えている。

【００４２】ビン保持体１４９は、従来のビン保持部６
０と異なり、図２及び図３に示すように、回転支柱５８
と共に回転する回転板１５０を備えている。回転板１５
０の周辺部には、複数個（図３では６個）の掛止部１５
２が放射状に等角度で離隔した配列で設けられていて、
各キャッピング機構７０の下方直下に、それぞれ、ペッ
トボトルの上端開口部を位置決めするようにペットボト
ルを保持する。掛止部１５２は、ペットボトルの上端開
口部の第２括れ部９４ｄの半周輪郭と同じ輪郭の切り欠
き部として形成され、ペットボトルの第２括れ部９４ｄ
を切り欠き部に挿入させて掛止する。更に、ビン保持体
１４９は、掛止部１５２で掛止したペットボトルの脱着
防止のために、ペットボトルの胴部の輪郭より大きな輪
郭の切り欠き部を有する揺れ止め板１５４と、第２括れ
部９４ｄの外側を案内するリング状案内１５６とを有す
る。

【００４３】払出し装置１４８は、ビン・キャッピング
装置本体１４６の回転支柱５８と平行に設けられ、回転
支柱５８と同期して回転する回転軸１５８と、回転軸１
５８と共に回転する回転板１６０とを備えている。回転
板１６０の周辺部には、複数個（図３では６個）の掛止
部１６２が、放射状に等角度で離隔した配列で設けられ
ている。各掛止部１６２は、ペットボトルの上端開口部
の第１括れ部９４ｃの半周輪郭と同じ輪郭の切り欠き部
として形成され、ペットボトルの第１括れ部９４ｃを切
り欠き部に挿入させて掛止する。更に、払出し装置１４
８は、掛止部１６２で掛止したペットボトルの脱着防止
のために、ペットボトルの胴部の輪郭より大きな輪郭の
切り欠き部を有する揺れ止め板１６４と、ペットボトル
の第１括れ部９４ｃの外側を案内するリング状案内１６
６とを有する。

【００４４】本実施形態例では、固定された架台上に設
けられているベルトコンベヤ１２２によって供給される
ペットボトルの高さに合わせて、ペットボトル移載機構
１２４、ビン充填装置本体１０８、移送装置１０６、及
び払出し装置１４８を含むビン・キャッピング装置１０
４の高さを調節するために、ペットボトル移載機構１２
４、ビン充填装置本体１０８、移送装置１０６、及び払
出し装置１４８を含むビン・キャッピング装置１０４を
支持している架台２３をベルトコンベヤ１２２に対して
全体的に昇降させる昇降装置１０７を備えている。これ
により、先の充填の際のペットボトルの高さと異なるペ
ットボトルに液体を充填する際にも、ペットボトルの高
さに合わせてビン充填装置本体１０８等の高さを容易に
調整することができる。しかも、従来のように、ビン充
填装置、移載装置、ビン・キャッピング装置等の高さを
個別に調節する必要がなくなる。

【００４５】本実施形態例では、ペットボトル移載機構
１２４の回転軸１２６、ビン充填装置本体１０８の回転
支柱３０、移送装置１０６の回転軸１３８、ビン・キャ
ッピング装置本体１４６の回転支柱５８、及び払出し装
置１４８の回転軸１５８は、動力伝達機構（図示せず）
を介して一つの電気モータ（図示せず）によってペット
ボトル移載機構１２４の回転軸１２４に同期して回転す
る。

【００４６】本実施形態例の液体充填装置１００を使っ
てペットボトルに液体を充填する際には、先ず、ペット
ボトルの高さに合わせて、昇降装置１０７によってベル
トコンベヤ１２２に対して架台２３を全体的に昇降さ
せ、ペットボトルの第１括れ部９４ｃ又は第２括れ部９
４ｄを掛止するように、ペットボトル移載機構１２４、
ビン充填装置本体１０８、移送装置１０６、及びビン・
キャッピング装置１０４の高さを調節する。次いで、従
来と同様に、ビン充填装置１０２で所望の液体をペット
ボトルに充填する。続いて、充填したペットボトルを移
送装置１０６によってビン・キャッピング装置１０４に
移送し、ペットボトルにキャッピングを施す。キャッピ
ングを施したペットボトルを払出し装置１４８を使って
外部に払い出す。

【００４７】本実施形態例では、円形胴部を有するペッ
トボトルに液体を充填し、次いでねじ込み式のキャッピ
ングを施す例を挙げて説明したが、これに限らず、角形
胴部を有するペットボトルに液体を充填し、次いで圧栓
式のキャッピングを施す場合にも適用できる。つまり、
ペットボトルの断面形状は、様々であって、例えば円筒
形、角筒形、長方形等あり、更には把手付きもある。ま
た、キャップも、ねじ込み式、圧栓式等あるが、本発明
の液体充填装置は、ペットボトルとキャップの全ての組
み合わせに適用できる。

【００４８】また、本実施形態例では、移載機構１２
４、移送装置１０６、ビン・キャッピング装置本体１４
６に揺れ止め板を設けているが、必ずしも必要ではな
く、また、揺れ止め板の切り欠き部の寸法はペットボト
ルの胴部寸法に対して多くなるように設定されているの
で、ペットボトルの大小、胴部の直径に合わせて揺れ止
め板を取り替える必要はない。例えば、円形胴部のペッ
トボトルに圧栓式キャッピングを施すときには、ビン・
キャッピング装置本体１４６に揺れ止め板を設ける必要
はない。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、ペットボトルの先端開
口部の括れ部を掛止して、ペットボトルを吊り下げ、吊
り下げたペットボトルに液体を充填し、またペットボト
ルの先端開口部の括れ部を掛止してペットボトルを保持
し、ペットボトルにキャッピングを施すことにより、従
来のビン充填装置及びビン・キャッピング装置で必要で
あった星状回転板を不要にしている。これにより、液体
を充填するペットボトルの種類、大小に合わせて星状回
転板を取り替える手間が省け、従来のビン充填装置及び
ビン・キャッピング装置に比べて、格段に生産性の高い
ビン充填装置、ビン・キャッピング装置及び液体充填装
置を実現している。また、移載機構、ビン充填装置本
体、移送装置、及びビン・キャッピング装置をコンベヤ
に対して全体的に昇降させる昇降装置を備えることによ
り、先の充填の際のペットボトルの高さと異なるペット
ボトルに液体を充填する際にも、ペットボトルの高さに
合わせてビン充填装置本体等の高さを容易に調整するこ
とができる。しかも、従来のように、ビン充填装置、移
載装置、ビン・キャッピング装置等の高さを個別に調節
する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の液体充填装置に設けたビン充填装
置の構成を示す立面図である。

【図２】実施形態例の液体充填装置に設けたビン・キャ
ッピング装置及び移送装置の構成を示す立面図である。

【図３】実施形態例の液体充填装置の要部の平面図であ
る。

【図４】ペットボトルを移載装置からビン充填装置本体
に移載し、次いでビン充填装置本体から移送装置に移送
する様子を示す平面図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ペットボ
トルを移載装置からビン充填装置本体に移載する際の掛
止状態、及びビン充填装置本体から移送装置に移送する
際の掛止状態を示す立面図である。

【図６】従来の液体充填装置のビン充填装置の構成を示
す立面図である。

【図７】従来の液体充填装置のビン・キャッピング装置
の構成を示す立面図である。

【図８】従来の液体充填装置の要部の平面図である。

【図９】ペットボトルの側面図である。

【符号の説明】

１０ 液体充填装置 １２ ビン充填装置 １４ ビン・キャッピング装置 １６ 移送機構 １８ ビン充填装置本体 ２０ ベルトコンベヤ ２２ 移載機構 ２３ 架台 ２４ 基台 ２６ 充填バルブ ２８ 円筒状液体タンク ３０ 回転支柱 ３２ 駆動装置 ３４ 回転ビン台 ３６ 回転板 ３８ 貫通孔 ４０ 脚体 ４２ ビン台 ４４ カム板 ４６ 第１の星状回転板 ４６ａ 切り欠き部 ４７ リング状の固定案内板 ４８ 回転装置 ５０ 第２の星状回転板 ５０ａ 切り欠き部 ５１ リング状の固定案内板 ５２ 回転装置 ５４ ビン・キャッピング装置本体 ５６ 払出し装置 ５８ 回転支柱 ６０ ビン保持部 ６２ キャッピング部 ６４ ビン保持円板 ６６ 第３の星状回転板 ６６ａ 切り欠き部 ６８ リング状案内 ７０ キャッピング機構 ７２ キャップ供給機構 ７３ 支持部 ７４ 回転軸 ７６ キャップ配置板 ７８ 第４の星状回転板 ７８ａ 切り欠き部 ８０ リング状の固定案内板 ８２ 回転装置 ９０ ねじ込み式キャップ型のペットボトル ９２ 円形の胴部 ９４ 流入出口部 ９４ａ 雄ネジ部 ９４ｂ 傘状部 ９４ｃ 第１括れ部 ９４ｄ 第２括れ部 ９６ 円錐台状の肩部 １００ 実施形態例の液体充填装置 １０２ ビン充填装置 １０４ ビン・キャッピング装置 １０６ 移送装置 １０７ 昇降装置 １０８ ビン充填装置本体 １１０ ペットボトル供給装置 １１２ 回転吊り下げ体 １１４ 回転台 １１６ 貫通孔 １１８ 吊り下げ柱体 １２０ 掛止部 １２０ａ 二股状部 １２２ ベルトコンベヤ １２４ ペットボトル移載機構 １２６ 回転軸 １２８ 回転板 １３０ 掛止部 １３２ 揺れ止め板 １３４ リング状案内 １３８ 回転軸 １４０ 回転板 １４２ 掛止部 １４４ リング状案内 １４６ ビン・キャッピング装置本体 １４８ 払出し装置 １４９ ビン保持体 １５０ 回転板 １５２ 掛止部 １５４ 揺れ止め板 １５６ リング状案内 １５８ 回転軸 １６０ 回転板 １６２ 掛止部 １６４ 揺れ止め板 １６６ リング状案内

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綾 克彦 東京都荒川区西尾久７−11−５ 中立工業 株式会社内 (72)発明者 内藤 貫治 埼玉県秩父郡大滝村大字大滝4559番地 有 限会社 秩父ミネラルウォーター内 (72)発明者 杉浦 慎太郎 東京都中央区日本橋本町２−１−６ ヤマ ト硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 3E079 AB01 BB08 DD01 DD32 FF03 FF16 GG02 3E080 AA07 FF11 FF20

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペットボトルに液体を充填するビン充填
   装置であって、ビン充填装置本体が、 液体を収容する液体タンクと、 垂直方向に延びて液体タンクの回転中心を上端部で支持
   し、かつ液体タンクと一体的に回転する回転支柱と、 回転中心を中心とする円の円周上に放射状に等角度で離
   隔した配列で液体タンクの底部に、充填口を下方に向け
   て設けられ、液体タンクの液体をペットボトルに充填す
   る複数個の充填バルブと、 回転支柱を中心とする円の円周上に設けられ、ペットボ
   トルの上端開口部の２段括れ部の一方を掛止してペット
   ボトルを吊り下げる掛止部を有し、各充填バルブの下方
   直下にそれぞれペットボトルの上端開口部を位置決めす
   るように掛止部で掛止し、回転支柱と共に回転しつつ回
   転支柱の回転に同期して所定の高低差で昇降する吊り下
   げ柱体とを備え、 各吊り下げ柱体で吊り下げられたペットボトルを回転支
   柱の回転に同期して上下に昇降させることにより、ペッ
   トボトルの上端開口部を充填バルブの充填口に接触させ
   て開放させ、次いで充填バルブから離隔して充填口を閉
   止させ、回転支柱と共にペットボトルを１回転させる間
   に、ペットボトル内に所定量の液体を導入するようにし
   たことを特徴とするビン充填装置。
2. 【請求項２】 吊り下げ柱体の下端部が、昇降するカム
   面に当接し、回転支柱の回転と共にカム面上を走行する
   ことにより、吊り下げ柱体が回転支柱の回転に同期して
   昇降することを特徴とする請求項１に記載のビン充填装
   置。
3. 【請求項３】 吊り下げ柱体の掛止部は、水平に伸びて
   先端に二股状部を有し、ペットボトルの上端開口部の２
   段括れ部の一方を二股状部に差し入れて掛止することを
   特徴とする請求項１又は２に記載のビン充填装置。
4. 【請求項４】 二股状部は、ペットボトルの上端開口部
   の２段括れ部の一方の半周輪郭と同じ輪郭の切り欠き部
   として形成されていることを特徴とする請求項３に記載
   のビン充填装置。
5. 【請求項５】 ビン充填装置本体にペットボトルを供給
   するペットボトル供給機構を備え、ペットボトル供給機
   構が、 固定架台上の固定経路に設けられ、ペットボトルを１個
   ずつ順次搬送するコンベヤと、 回転支柱と平行な回転軸の周りに回転する回転板と、回
   転板の周辺部に放射状に等角度で離隔した配列で設けら
   れ、ペットボトルの上端開口部の２段括れ部の他方を掛
   止してペットボトルを保持する複数個の掛止部とを有
   し、コンベヤからペットボトルを１個ずつ順次各掛止部
   に受け取り、回転してビン充填装置の吊り下げ柱体に１
   個ずつ順次移し渡すペットボトル移載機構とを備え、 回転板の掛止部が、ペットボトルの上端開口部の２段括
   れ部の他方の半周輪郭と同じ輪郭の切り欠き部として形
   成されていることを特徴とする請求項１から４のうちの
   いずれか１項に記載のビン充填装置。
6. 【請求項６】 ペットボトルにキャッピングを施すビン
   ・キャッピング装置であって、ビン・キャッピング装置
   本体が、 垂直方向に伸びる回転支柱と、 回転支柱を中心とする円の円周上に放射状に等角度で離
   隔した配列で配置された複数個のキャッピング機構を有
   し、回転支柱と共に１回転する間にキャッピング機構を
   昇降させて、ペットボトルにキャッピングを施すキャッ
   ピング体と、 回転支柱と共に回転する第１回転板と、第１回転板の周
   辺部に放射状に等角度で離隔した配列で設けられ、ペッ
   トボトルの２段括れ部の一方を掛止する掛止部とを有
   し、各キャッピング機構の下方直下にそれぞれペットボ
   トルの上端開口部を位置決めしてペットボトルを保持す
   る保持体とを備え、 ペットボトルを保持体に保持して回転支柱と共に１回転
   させる間に、ペットボトルにキャッピングを施すことを
   特徴とするビン・キャッピング装置。
7. 【請求項７】 保持体の掛止部は、ペットボトルの上端
   開口部の２段括れ部の一方の半周輪郭と同じ輪郭の切り
   欠き部として形成され、ペットボトルの上端開口部の２
   段括れ部の一方を切り欠き部に差し入れて掛止すること
   を特徴とする請求項６に記載のビン・キャッピング装
   置。
8. 【請求項８】 ビン・キャッピング装置本体からペット
   ボトルを払い出すペットボトル払出し機構を備え、ペッ
   トボトル払出し機構が、 ビン・キャッピング装置本体の回転支柱と平行な回転軸
   の周りに回転する第２回転板と、第２回転板の周辺部に
   放射状に等角度で離隔した配列で設けられ、ペットボト
   ルの上端開口部の２段括れ部の一方の半周輪郭と同じ輪
   郭の切り欠き部として形成された複数個の掛止部とを備
   え、 ペットボトルをビン・キャッピング装置本体からペット
   ボトルを１個ずつ順次各掛止部に受け取ってペットボト
   ルの上端開口部の２段括れ部の他方を掛止部で掛止し、
   次いでビン・キャッピング装置から払い出すことを特徴
   とする請求項６又は７に記載のビン・キャッピング装
   置。
9. 【請求項９】 請求項５に記載のビン充填装置と、請求
   項８に記載のビン・キャッピング装置とを備えているこ
   とを特徴とする液体充填装置。
10. 【請求項１０】 ビン充填装置からビン・キャッピング
    装置にペットボトルを移送する移送装置を備え、移送装
    置が、 ビン充填装置本体の回転支柱と平行な回転軸の周りに回
    転する第３回転板と、第３回転板の周辺部に放射状に等
    角度で離隔した配列で設けられ、ペットボトルの上端開
    口部の２段括れ部の他方の半周輪郭と同じ輪郭の切り欠
    き部として形成されている複数個の掛止部とを備え、 ビン充填装置からペットボトルを１個ずつ順次各掛止部
    に受け取ってペットボトルの上端開口部の２段括れ部の
    他方を掛止部で掛止し、次いでビン・キャッピング装置
    に引き渡すことを特徴とする請求項９に記載の液体充填
    装置。
11. 【請求項１１】 固定架台に設けられているコンベヤに
    対して、ペットボトル移載機構、ビン充填装置本体、移
    送装置、及びペットボトル払出し機構を含むビン・キャ
    ッピング装置を、ペットボトルの高さに合わせて昇降さ
    せる昇降装置を備えていることを特徴とする請求項１０
    に記載の液体充填装置。