JP2003312782A - 樹脂製ボトルのキャッピング方法及びキャッピング装置 - Google Patents

樹脂製ボトルのキャッピング方法及びキャッピング装置

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JP2003312782A JP2003035918A JP2003035918A JP2003312782A JP 2003312782 A JP2003312782 A JP 2003312782A JP 2003035918 A JP2003035918 A JP 2003035918A JP 2003035918 A JP2003035918 A JP 2003035918A JP 2003312782 A JP2003312782 A JP 2003312782A
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bottle
neck
capping
pressing
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JP2003035918A
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Toyoichi Uchida
豊一 内田
Atsushi Tsuo
篤志 津尾
Manabu Kawada
学 河田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • B67C3/222Head-space air removing devices, e.g. by inducing foam
    • B67C3/223Head-space air removing devices, e.g. by inducing foam by squeezing the container elastically

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  • Sealing Of Jars (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製ボトルの係合部に疵をつけずにキャッ
プを施すことができる樹脂製ボトルのキャッピング方法
及びキャッピング装置を提供する。 【解決手段】 上記樹脂製ボトル1の口部1Aのフラン
ジ1a下部のネック部1Bを上記クランパユニット10
のネックグリッパ23で把持して心出しを行う工程と、
該樹脂製ボトル1の胴部1Cの上下の円形断面を有する
部分を上記クランパユニット10の押圧部材で押圧して
該樹脂製ボトル1内の液面を調整する工程と、上記キャ
ッピングヘッド15が下降してキャッピングを行う工程
と、上記押圧部材の解放とネックグリッパ23の解放を
行って次工程に送出す工程とからなる樹脂製ボトルのキ
ャッピング方法及びキャッピング装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、口部にフランジ部
を有する樹脂製ボトルに液体を充填し、ヘッドスペース
を一定に調整してキャップを螺着する樹脂製ボトルのキ
ャッピング方法及びキャッピング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PETボトル、PETびん等の可撓性の
ある樹脂製ボトルに液体を注入してキャップを螺着する
場合には、樹脂製ボトルの上部にできる空間(ヘッドス
ペース)が大きくなって、樹脂製ボトルに充填された液
体に悪影響を及ぼす酸素の量が増えたり、大きさが変化
して商品価値を低下させるという不具合が生ずる。この
不具合を除くために、樹脂製ボトルの側部を押圧して樹
脂製ボトルの容積を縮めてヘッドスペースを調整し、樹
脂製ボトルの口近傍の液面を一定位置に保ってキャッピ
ングをするようにしている。このようなキャッピング方
法と装置については種々提案があり、例えば特開平3−
289435に「液状物の包装体及びその製造方法」と
して、また特開平3−289427に「混注用輸液容器
詰めの製造方法」として提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の方法で
は、可撓性があり変形によって内容積が変化する樹脂製
ボトルを用い、比較的に大きいヘッドスペースを許容し
て液体を充填させる。その後、樹脂製ボトルの胴部を両
側から押圧して樹脂製ボトル内の容積を縮め、樹脂製ボ
トルの口近傍の液位を上昇させて、小さなヘッドスペー
スに調整してから樹脂製ボトルにキャップを螺着するよ
うにしている。そして、樹脂製ボトル内の容積を縮める
為には樹脂製ボトルの胴部を両側から押え板で押圧して
いる。ところが、PETボトル、PETびん等の樹脂製
ボトルの多くは、胴部の断面が多角形となっていて、押
圧される方向によってヘッドスペースが大きく変化す
る。また、押え板はカムによって鋏のように開閉するク
ランプアームの先端に取付けられており、PETボト
ル、PETびん等の樹脂製ボトルの種類を変える場合に
は押圧量を変えるためにカムの変更が必要で労力と時間
を要する。
【0004】また、ねじキャップの螺着のときに樹脂製
ボトル側にかかるトルクを受けるために、樹脂製ボトル
のネック部の柱面を把持して抵抗トルクを得るのが一般
である。さらに、滑りを止める為に針を用いてその先端
をネック部の柱面又はネック部に設けたフランジの下面
に係合させており、このために樹脂製ボトルの係合部に
疵が出来て商品価値を低下させるという問題がある。ま
たさらに、樹脂製ボトルの胴部を押圧するときに樹脂製
ボトルの姿勢が崩れて斜めになってキャッピング不良が
生じ易いという難点もある。
【0005】本発明は、容器のネック部にフランジを有
する可撓性のPETボトル、PETびん等の樹脂製ボト
ルで、特に多く出回っている樹脂製ボトルの胴部の上下
部の断面形状が円形で、胴部中央は円形又は多角形の容
器に対して上述の問題点を取除いた樹脂製ボトルのキャ
ッピング方法及びキャッピング装置を提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に対し本発
明は、以下の各項の構成を特徴とする手段により課題の
解決を図る。
【0007】本発明は、上記課題を解決するため、回転
円板の外周部に等間隔に配設されたクランパユニットに
樹脂製ボトルを支持するとともに、これら樹脂製ボトル
に対してキャップを装着するキャッピングヘッドを昇降
操作して樹脂製ボトルにキャップを装着する樹脂製ボト
ルのキャッピング方法において、上記樹脂製ボトルのネ
ック部を把持する上記クランパユニットのネックグリッ
パで樹脂製ボトルの心出しを行う工程と、該樹脂製ボト
ルの胴部の両側を上記クランパユニットの押圧部材で押
圧して該樹脂製ボトル内の液面を調整する工程と、上記
キャッピングヘッドが下降して樹脂製ボトルに対してキ
ャッピングを行う工程と、上記押圧部材の解放およびネ
ックグリッパの解放を行って次工程に送出す工程とから
なることにある。本発明は、回転円板の外周部に等間隔
に配設されたクランパユニットに樹脂製ボトルを支持す
るとともに、これら樹脂製ボトルに対してキャップを装
着するキャッピングヘッドを昇降操作して樹脂製ボトル
にキャップを装着する樹脂製ボトルのキャッピング方法
において、上記樹脂製ボトルの口部のフランジ下部のネ
ック部を上記クランパユニットの一対のネックグリッパ
で把持して樹脂製ボトルの心出しを行う工程と、該樹脂
製ボトルの胴部の上下の円形断面を有する部分を両側面
から上記クランパユニットの押圧部材で押圧して該樹脂
製ボトル内の液面を調整して樹脂製ボトル内のヘッドス
ペースを調整する工程と、上記キャッピングヘッドが下
降して樹脂製ボトルの口部に対してキャップを螺合して
キャッピングを行う工程と、上記押圧部材の解放とネッ
クグリッパの解放を順次行って次工程に送出す工程とか
らなることにある。
【0008】また、本発明は、回転円板の外周部に等間
隔に配設されたクランパユニットに樹脂製ボトルを支持
するとともに、これら樹脂製ボトルに対してキャッピン
グヘッドを昇降操作して樹脂製ボトルにキャップを装着
する樹脂製ボトルのキャッピング装置において、上記ク
ランパユニットを、互いに反対方向に開閉して樹脂製ボ
トルのネック部を把持する一対のネックホルダを有する
ネックグリッパと、このネックグリッパの下方に夫々設
けられ、互いに反対方向に開閉して樹脂製ボトルの胴部
を押圧して樹脂製ボトル内の液面を調整する一対の押圧
アームを有する押圧部材と、上記ネックグリッパ及び押
圧部材を開閉操作する開閉機構とで構成したことにあ
る。
【0009】さらに、本発明は、前記クランパユニット
を、前記回転円板の円周方向に距離を隔てて垂設した2
本の回転軸と、該2本の回転軸の上部に夫々設けられ、
ギヤを介して互いに反対方向に開閉して、樹脂製ボトル
のネック部を把持する一対のネックホルダを有するネッ
クグリッパと、前記ネックグリッパの下方に夫々設けら
れ、ギヤを介して互いに反対方向に開閉して樹脂製ボト
ルの胴部の円形断面部を押圧して上記樹脂製ボトル内の
液面を調整して樹脂製ボトル内のヘッドスペースを調整
する一対の押圧アームを有する押圧部材と、上記回転軸
の下部に、該装置の基台側に設置して設けられ、前記ネ
ックグリッパ及び押圧部材を開閉操作する開閉機構とで
構成したことにある。またさらに、前記ネックグリッパ
の開閉機構を、上記回転軸の下部に装着されたアーム
と、このアームに軸支されたローラと、該ローラに接触
して該ローラを回転制御するカム機構とで構成したこと
にある。さらに、前記2本の回転軸の一方をネックグリ
ッパの駆動軸として1個のクランプホルダを固着すると
ともに1個の押圧アームを回転自在に支持し、他方の回
転軸を押圧部材の駆動軸として1個の押圧アームを固着
するとともに、1個のネックホルダを回転自在に支持し
たことにある。またさらに、前記ネックグリッパ駆動用
回転軸を、相互に回転自在に上下に分割し、上部側回転
軸の下部と下部側回転軸の上部を弾発手段を備えた連結
金具を介して連結したことにある。また、前記ネックグ
リッパが樹脂製ボトルを把持した時に前記連結金具同志
は前記弾発手段により若干開いていることにある。さら
に、上記押圧部材を開閉操作する開閉機構として、前記
押圧部材駆動用回転軸を相互に回転自在に上下に分割
し、上部側回転軸の下部に係合溝を設け、かつ下部側回
転軸の上部に上記係合溝に係合するローラを設け、下部
側回転軸の上下運動を上部側回転軸の回転運動に変換す
るように上記係合溝を形成したことにある。またさら
に、前記下部側回転軸の下端にローラを設け、該ローラ
の下部に当接するカムを設けるとともに、該カムの位置
を装置基台側に設けた昇降装置によって上下させて、上
記下部側回転軸の上下方向の高さを調整し、前記押圧部
材の押圧量を調整変化させることにある。また、本発明
は、上記クランパユニットに支持された樹脂製ボトルの
液面高さを計測する液面高さ計測装置を設け、該液面高
さ計測装置の計測データに基づいて上記押圧部材の押圧
量を制御して樹脂製ボトル内の液面高さを調整する押圧
量調整装置を設けたことにある。さらに、本発明は、上
記押圧量調整装置として、前記押圧部材駆動用回転軸を
操作するアクチュエータと、このアクチュエータを駆動
する制御手段を設け、上記液面高さ計測装置の計測デー
タに基づいて上記アクチュエータを上記制御手段によっ
て駆動制御することにある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1〜図1
1によって説明する。図1は本発明のキャッピング装置
の要部の縦断面図、図2は図1の概略平面図、図3は図
2のAーA線拡大断面図、図4は図3のB方向矢視図、
図5は図2のCーC線拡大断面、図6は図5のD−D線
拡大断面図、図7は図3のEーE線端面図、図8は図5
のFーF線端面図、図9はPETびんの説明図、図10
は押圧パッドの押圧量調整を説明する概念図、図11は
図3のG−G線端面図である。
【0011】図1及び図2に於いて、1は可撓性のある
樹脂製ボトルとしてのPETボトルまたはPETびん、
2はキャッピング装置の固定軸であり、この固定軸2に
は、ベアリング3aを介して回転筒3が回転自在に支持
されている。この回転筒3の外周面には、回転円板4が
軸線上を支持されて設けられている。この回転円板4の
下部側周縁部には、回転円板4の下面に対向するように
環状の支持板5が設けられており、この環状の支持板5
は、回転円板4の下面に同心状に垂下された筒部5aの
外周側に一体成形されている。
【0012】一方、回転円板4の上方には、環状の支持
板5に対応する位置に環状の支持板6が配置されてお
り、回転円板4に装着された後述する回転軸20を介し
て支持板5とともに支持されている。環状の支持板5の
外側周囲には、機械室天板(固定板)7が設けられてお
り、この機械室天板7には、中央に孔が開けられてお
り、この孔の周縁部には、例えば環状の槽で構成された
トラフ8が設けられている。このトラフ8には、上記回
転円板4の周囲に設けられた筒状のスカート板9の下端
が挿入されている。なお、トラフ8の中には殺菌液が入
っていてスカート板9によって水封シールが形成され機
械室天板7の上側は無菌室となっている場合もある。
【0013】10は回転円板4の外周部に一定間隔で配
設されたクランパユニットで、これらクランパユニット
10によってPETびん1が支持される。11は前記天
板7の下側に固設された複数のジャッキで、このジャッ
キ11は、ハンドル12によって駆動される。これら複
数のジャッキ11は3個以上が円周上に配置されて互い
にユニバーサルジョイントで連結され、一つのハンドル
12で同時に駆動されるようになっている。
【0014】13は基台側に固設された側面に接触面を
持つカムで、このカム13の外側に設けた側面に接触面
を持つ補助カム13aが設けられている。この補助カム
13aはカム13と共に溝カムを形成して係合するロー
ラ28の内向きの動作を確実に拘束するためのものであ
る。14は複数のジャッキ11に支持された上面に接触
面を持つカム、15はキャップを保持して下降し、PE
Tびん1にキャップを螺着するキャッピングヘッドであ
る。
【0015】上記クランパユニット10の大略構造は、
図3ないし図7に示すように、回転円板4の外周部の円
周方向に並んで垂設された2本の回転軸20,40と、
この回転軸20,40の上部に設けられたPETびん1
のびん口1Aのネック部1Bを把持するネックグリッパ
22と、この回転軸20,40の下部に設けられたPE
Tびん1の胴部1Cの上下部を押圧する押圧パッド23
と、これらを開閉駆動するカム13,14などの開閉装
置とより成っている。
【0016】回転軸20,40は、PETびん1の直径
に近い距離を隔てて(図8参照)回転円板4に垂設され
ており、回転軸20は、図3に示すように、上部側回転
軸20aと下部側回転軸20bとより成っている。上部
側回転軸20aと下部側回転軸20bは、上部側回転軸
20aの下端に設けた孔20dに下部側回転軸20bの
上端に設けた小径部20cを回転自在に嵌挿して一直線
状の同心と成っている。
【0017】上部側回転軸20aは、上側を袋ナット5
0、軸受メタル51を介して支持板6によって、下側を
回転円板4に固設された軸受金具21によって夫々回転
自在に支持されている。この上部側回転軸20aは、上
部の支持板6の下側にネックグリッパ22のネックホル
ダ22aを固着し、その下側の軸受金具21の上側に押
圧パッド23の押圧アーム23aを回転自在に支持して
いる。下部側回転軸20bは上部を上部側回転軸20a
の孔20dによって、下部を支持板5に固設された軸受
金具24によって夫々回転自在に支持されている。上記
軸受金具24の上側には、捩りばね25が下部側回転軸
20bの外周に配設され、捩りばね25の一端(上端)
はカラー26を介して下部側回転軸20bに固定され、
他端(下端)は軸受金具24に固定されている。
【0018】また、下部側回転軸20bの下端には、ア
ーム27が固着されていて、このアーム27の先端には
ローラ28が回転自在に軸支されている。捩りばね 2
5は常時、下部側回転軸20bを上から見て反時計方向
に回転させるように付勢されていて、ローラ28を後述
するカム13に接触させている。
【0019】上記上部側回転軸20aの下端と下部側回
転軸20bの上端には、それぞれアーム29aと30a
を有する連結金具29と30が固着され、両者は圧縮ば
ね31(図4参照)を介してボルト56、ナット57に
より連結されている。連結金具29,30の構造は、図
11に示すように、上下に配置され、それぞれスリット
29c、30cおよび座(図示せず)を設けたリング2
9b、30bと、これらリング29bと上部側回転軸2
0a間に設けられたキー52と、これらリング30bと
下部側回転軸20b間に設けられたキー53と、該リン
グ29bを上部側回転軸20aに固定するボルト54お
よびナット54aと、該リング30bを下部側回転軸2
0bに固定するボルト55およびナット55aと、アー
ム29a、30aを貫通し螺合され、アーム29aとの
間に圧縮ばね31を装填しているボルト56およびナッ
ト57より構成されている。
【0020】上記圧縮ばね31には強い初期圧縮力を持
たせてあって、連結金具29、30は常時は接触してお
り、ネックグリッパ22がPETびん1を把持したとき
には、連結金具29、30は、若干開いてPETびん1
が、この初期圧縮力を越える力で把持されるようになっ
ている。
【0021】上記回転軸40は、図5に示すように上部
側回転軸40aと下部側回転軸40bとより成ってい
て、上部側回転軸40aは、回転軸20と同様に上側を
袋ナット50、軸受メタル51を介して支持板6によっ
て、下側を回転円板4に固設された軸受金具21によっ
て回転自在に支持されている。下部側回転軸40bは、
上側を支持板5に固設された背の高いスリーブ軸受41
の上端軸受部41aで支持されている。下部側回転軸4
0bは、下端を支持板5に固設されたスリーブ軸受41
内に同心状に設けられた軸受金具42によって上下方向
に摺動自在に支持されている。下部側回転軸40bは、
上部側回転軸40aと同一軸線上に同心状に配置されて
いる。
【0022】上部側回転軸40aは下端に一体的にカム
円筒40cを備えていて、このカム円筒40cの外周壁
には対称の位置に、2本の係合溝として、ヘリカルカム
溝40dが設けられている。
【0023】下部側回転軸40bには、図6に示すよう
に上端にほぼ円柱状のローラホルダ60がボルト61に
より固定されていて、このローラホルダ60は、カム円
筒40cの内径部に遊嵌されている。このローラホルダ
60の外周面には、2個のローラ(カムフォロワ)43
が設けられていて、カム円筒40cのヘリカルカム溝4
0dに嵌められて摺動自在に係合している。該ローラ4
3のねじ軸43aをローラホルダ60の縦溝60aに収
納された座62に螺合するとともに、止めねじ63で固
定されている。下部側回転軸40bのローラ43を上記
ヘリカルカム溝40dに係合させて、下部側回転軸40
bの上下運動を上部側回転軸40aの回転運動に変換す
るようにしている。
【0024】また、図5に示すように、下部側回転軸4
0bの中央部にはフランジ状のストッパ40fが設けら
れ、ストッパ40fとスリーブ軸受41の軸受部下面と
の間には、下部側回転軸40bに同心状に弾発手段とし
ての圧縮ばね44が介装されている。下部側回転軸40
bの下端には、軸受金具42の下側に突出するようにし
て、ローラ(カムフォロワ)45が回転自在に取付けら
れていて、カム14の上面と係合及び離脱するようにな
っている。
【0025】次に、ネックグリッパ22の構造およびネ
ックグリッパ22の開閉装置の構造を説明する。上記ネ
ックグリッパ22は、図7に示すように対称な1対のネ
ックホルダ22aと22bで成り、ネックホルダ22a
は上部側回転軸20aの上部に固定され、ネックホルダ
22bは、上部側回転軸40aの上部に回転自在に支持
されている。ネックホルダ22a、22bは、ボス部に
設けられて互いに噛合するセクタギヤ22c1、22c
2によって左右に対称に開閉し、閉じたときに先端に設
けた凹部22d1、22d2によってPETびん1のび
ん口1Aに設けられたフランジ1a、図9(a)の下側
のネック部1Bを把持するようになっている。
【0026】上部の支持板6の下側にネックグリッパ2
2のネックホルダ22bを回転自在に支持し、その下側
の軸受金具21の上側に押圧パッド23の押圧アーム2
3bを固着している。押圧パッド23は図8に示すよう
に対称な1対の押圧アーム23aと23bで成り、押圧
アーム23bは上部側回転軸40aの略中間部に固定さ
れ、押圧アーム23aは上部側回転軸20aの略中間部
に回転自在に支持されている。押圧アーム23aと23
bは、ボス部に設けられて互いに噛合するセクタギヤ2
3c1、23c2によって左右に対称に開閉し、閉じた
ときに先端に設けた凹部23d1,23d2によってP
ETびん1の胴部1Cの上下の円形断面部を押圧するよ
うになっている。押圧アーム23aと23bの凹部23
d1,23d2は、PETびん1の直径より若干大きな
円弧となっている。
【0027】また押圧アーム23a及び23bの側面形
は図5に示すように略E形をしていて大きいPETびん
1のときには主として上の押圧片23e及び下の押圧片
23fを使用し、小さいPETびん1のときには上と中
間の押圧片23e及び23gを使用する。(図9も参
照) なお、後述する押圧量の調整を必要としない場合
には、回転軸40は上下を一体とし、下部に回転軸20
と同様にアームとローラを設けて、側面に接触面をもつ
カムによって回転駆動することができる。
【0028】上記構成のキャッピング装置の作用を説明
する。本発明の容器のキャッピング方法及びキャッピン
グ装置が対象とするPETびん1は図9(a)に示す中
型びん(500mlびん)及び図9(b)に示す小型び
ん(350mlびん)で、これらのPETびん1はびん
口1Aにフランジ1aを有し、胴部1Cの上部1b及び
下部1cの断面が円形で、中間部1dは通常多角形とな
っている。前述のようにヘッドスペースを調整するため
にPETびん1の多角形断面の胴部1Cを押圧する場合
には、ヘッドスペースにばらつきが多く、上下の円形断
面の比較的に剛性の大きい部分を2箇所押圧すればばら
つきが少ないことが実験によって確かめられている。
【0029】PETびん1は図示省略の転送スターホイ
ールによって図2のP1位置に供給され、クランパユニ
ット10のネックグリッパ22はネックホルダ22a及
び22bを開いた状態でPETびん1を凹部22d1,
22d2に受入れ、直ちにネックホルダ22a及び22
bを閉じてPETびん1のフランジ1aの下部のネック
を把持して受取り、供給側はPETびん1の把持を解
く。このとき押圧パッド23は押圧アーム23aと23
bを開いていて、PETびん1は開いた空間に入ってい
る。
【0030】ネックグリッパ22の開閉動作は、カム1
3によってローラ28を回転させ、ローラ28のアーム
27を介して回転軸20を回転させる。回転軸20の回
転とともにネックホルダ22aを回転させ、セクターギ
ヤ22c1,22c2を介してネックホルダ22bを反
対側に回転させて行われる。閉動作でPETびん1のネ
ック部1Bを把持するときには、カム13はネックグリ
ッパ22の凹部22d1,22d2がPETびん1のネ
ック部1Bに当接した後、さらに連結金具29、30を
若干開くまで押圧する。このとき、ネックグリッパ22
は、圧縮ばね31の初期圧縮力を越える力で緩みなくP
ETびん1のネック部1Bを把持するとともに、過大な
力がネックグリッパ22にかかることを防止している。
【0031】PETびん1がネックグリッパ22によっ
てしっかり把持された後、図2のP2位置から押圧アー
ム23a及び23bを閉じてPETびん1の胴部1Cの
上下部1b及び1cを所定量押してヘッドスペースを調
整する。PETびん1の胴部1Cの上下部1b及び1c
の円形断面は、押圧されて楕円状に変化し、中間の胴部
1dは上下部1b及び1cの変形に伴って変形するが、
容積の変化は安定していて、ばらつきが少ない。
【0032】押圧アーム23a及び23bの開閉動作
は、カム14によってローラ45及び下部側回転軸40
bを介してローラ43を上下動させ、ヘリカルカム溝4
0dによって上部側回転軸40aを回転させて押圧アー
ム23bを回転させ、セクターギヤ23c2,23c1
を介して押圧アーム23aを反対側に回転させて行う。
【0033】次いで図2のP3位置から、キャッピング
ヘッド15がキャップを保持して降下してびん口1Bの
雄ねじに螺着する。PETびん1はネックグリッパ22
と押圧パッド23で把持されており、特に径の大きい胴
部1Cを把持する押圧パッド23で生ずる抵抗トルクは
大きく、キャップのねじ込みによるPETびん1の回転
のずれを防止することができる。
【0034】次いで、図2のP4位置から、押圧パッド
23を開きネックグリッパ22を開いてP5位置で次工
程に引き渡す。
【0035】なお、押圧パッド23の押圧量の変更又は
調整は、ハンドル12を手動で回してジャッキ11の出
力軸に支持されたカム14を上下させて行う。図10に
示すように、常時、ローラ45は、R1位置のようにカ
ム14の上面から離れていて、下部側回転軸40bは、
圧縮ばね44によってストッパ40fが軸受金具42の
上端に当接する位置に下降しており、押圧パッド23は
所定の限度位置に開いている。
【0036】上記ローラ45が移動してR2位置に進ん
でカム14の傾斜面と係合すると、ローラ45は、上昇
を始め、カム14の最高点R3位置に達して上昇を止
め、この上昇高さh1に対応する角度だけ押圧パッド2
3が閉じることになる。ジャッキ11によってカム14
を2点鎖線のように上昇させると、ローラ45は、R1
位置からR4位置まで上昇し、上昇高さはh2に増大
し、押圧パッド23は、この上昇高さh2に対応する角
度だけ閉じて押圧量が増加する。このように押圧パッド
23の押圧量はジャッキ11によって変更調整すること
ができる。
【0037】上記実施の形態によれば以下の効果が得ら
れる。 (1)びん口1Aのネック部1Bの把持と胴部1Cの上
下部1b,1cの把持及び押圧を同じ2本の軸を中心と
して回転する部材によって行うので両者の心出しが容易
であり、また両者の開閉を独立に制御できるので、ネッ
ク部1Bを確実に把持した後に胴部1Cの把持及び押圧
を行うことが可能で、びんの直立姿勢を崩すことがな
く、びんが傾斜して生ずるキャッピング不良を無くすこ
とができる。 (2)ヘッドスペースを調整するためのびんの押圧は、
びんの胴部1Cの上下部1b,1cの円形断面部を押さ
えて行うのでびんの胴部1Cの水平方向の向きの影響を
受けず、ヘッドスペースのばらつきが少ない。 (3)PETびん1の胴部1Cの押圧量の調整又は変更
はジャッキ11によるカム14の上下方向の調整で行う
ことができるので、カム14の交換の労力がなくなり、
また、交換用カムが不要となって経済的である。 (4)中容量びんと小容量びんに対して1種類の押圧パ
ッド23で兼用することができる。 (5)径の大きいPETびん1の胴部1Cを押圧するの
でキャッピングに対する抵抗トルクが大きくなり、ネッ
クグリッパ23に滑り止めのピンを設ける必要がなく、
PETびん1に傷をつけることがない。 (6)駆動部がスカート板9とトラフ8からなるシール
手段によりキャッピングエリアから遮断されているため
クリーンな環境を維持できる。
【0038】図12ないし図15は、本発明の他の実施
の形態を示したもので、図1ないし図5と同一部分に
は、同符号を付して同一部分の説明を省略して説明す
る。図12は、液面高さ計測装置70を示したもので、
この液面高さ計測装置70は、クランパユニット10に
支持された樹脂製ボトル、例えばPETびん1に充填さ
れた液体の液面高さを計測するものである。液面高さ計
測装置70は、例えば、CCDカメラと画像処理装置を
組み合わせたもので、PETびん1に充填された液体の
液面高さを計測する。また、透過型液面計測装置などを
用いることもできる。このようにして、液面高さ計測装
置70で計測したPETびん1の液面高さの検出データ
は、制御部71へ送られ演算装置で演算されて押圧量調
整装置72を作動する。制御部71では、押圧パッド2
3の押圧量とPETびん1の液面高さとの関係が予め入
力されており、このデータに基づいて押圧量を算出す
る。押圧量調整装置72は、制御部71によって制御さ
れながら上記押圧部材としての押圧パッド23を駆動
し、押圧パッド23によってPETびん1内の液面高さ
を調整する。
【0039】図13および図14は、押圧量調整装置7
2として、直動アクチュエータ73を用いたもので、こ
の場合、液面高さ計測装置70によって計測された液面
高さに基づいて制御部71によって直動アクチュエータ
73の作動時間を算出し、直動アクチュエータ73を一
定時間作動して、PETびん1の胴部1Cの上下部を押
圧パッド23により圧縮する。これによって、PETび
ん1の液面高さが変わり、設定位置になった状態でキャ
ップをする。直動アクチュエータ73としては、回転運
動を直線運動に変えて往復動するものであれば、リニア
モータ、あるいはラックとピニオンを用いてもよい。
【0040】図15は、回転軸40を直接回転する変形
例であり、回転軸40の下端部に歯車74を装着し、こ
の歯車74を押圧量調整装置72によって駆動するもの
である。この場合の押圧量調整装置72としては、減速
機構を備えた電動あるいは油圧モータなどのアクチュエ
ータ75を用いることができる。このアクチュエータ7
5は、前記の実施の形態と同様に制御部71によってア
クチュエータ75の作動時間を算出し、アクチュエータ
75を一定時間作動して、PETびん1の胴部1Cの上
下部を押圧パッド23により圧縮する。これによって、
PETびん1の液面高さが変わり、設定位置になった状
態でキャップをする。
【0041】なお、本発明は、上記実施の形態のみに限
定されるものではなく、例えば、樹脂製ボトルの種類と
しては、各種のPETボトル、PETびんなどに適用す
ることができる。など本発明の要旨を変更しない範囲内
で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】本発明による樹脂製ボトルのキャッピン
グ方法及びキャッピング装置によれば、次のような効果
が得られる。
【0043】樹脂製ボトルのネック部と胴部を支持する
ので、心だし、位置決めが容易で、ヘッドスペースを容
易に調整することができる。びん口のネック部の把持と
胴部の上下部の把持及び押圧を同じ2本の軸を中心とし
て回転する部材によって行うので、両者の心出しが容易
である。また、両者の開閉を独立に制御できるので、ネ
ック部を確実に把持した後に胴部の把持及び押圧を行う
ことが可能で、びんの直立姿勢を崩すことがなく、びん
が傾斜して生ずるキャッピング不良を無くすことができ
る。ヘッドスペースを調整するためのびんの押圧は、び
んの胴部の上下部の円形断面部を押さえて行うのでびん
の胴部の水平方向の向きの影響を受けず、ヘッドスペー
スのばらつきが少ない。樹脂製ボトルの胴部の押圧量の
調整又は変更は昇降装置によるカムの上下方向の調整で
行うことができるので、カムの交換の労力がなくなり、
また、交換用カムが不要となって経済的である。中容量
びんと小容量びんに対して1種類の押圧パッドで兼用す
ることができる。径の大きい樹脂製ボトルの胴部を押圧
するのでキャッピングに対する抵抗トルクが大きくな
り、ネックグリッパに滑り止めのピンを設ける必要がな
く、樹脂製ボトルに傷をつけることがない。駆動部がス
カート板とトラフからなるシール手段によりキャッピン
グエリアから遮断されているためクリーンな環境を維持
できる。また、本発明は、上記クランパユニットに支持
された樹脂製ボトルの液面高さを計測する液面高さ計測
装置を設け、該液面高さ計測装置の計測データに基づい
て上記押圧部材の押圧量を制御して樹脂製ボトル内の液
面高さを調整する押圧量調整装置を設けたので、樹脂製
ボトル内の液面高さを一定に維持することができる。さ
らに、本発明は、上記押圧量調整装置として、前記押圧
部材駆動用回転軸を操作するアクチュエータと、このア
クチュエータを駆動する制御手段を設け、上記液面高さ
計測装置の計測データに基づいて上記アクチュエータを
上記制御手段によって駆動制御するので、樹脂製ボトル
内の液面高さを一定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂製ボトルのキャッピング装置の要
部の縦断面図である。
【図2】図1の概略平面図である。
【図3】図2のAーA線拡大断面図である。
【図4】図3のB方向矢視図である。
【図5】図2のCーC線拡大断面図である。
【図6】図5のD−D線拡大断面図である。
【図7】図3のEーE線端面図である。
【図8】図5のFーF線端面図である。
【図9】PETびんの説明図である。
【図10】押圧パッドの押圧量調整を説明する概念図で
ある。
【図11】図3のG−G線端面図である。
【図12】本発明の他の実施の形態による液面高さ計測
装置を示す概念図である。
【図13】本発明の他の実施の形態による樹脂製ボトル
のキャッピング装置の要部を示す概念断面図である。
【図14】本発明の他の実施の形態による樹脂製ボトル
のキャッピング装置の押圧量調整装置を示す概念断面図
である。
【図15】本発明の他の実施の形態による樹脂製ボトル
のキャッピング装置の押圧量調整装置の変形例を示す概
念断面図である。
【符号の説明】
1 PETびん(樹脂製ボトル) 1a フランジ 1b 胴部の上部 1c 胴部の下部 1d 胴部の中間部 4 回転円板 10 クランパユニット 11 ジャッキ 13、14 カム 15 キャッピングヘッド 20 回転軸 22 ネックグリッパ 22a、22b ネックホルダ 22c セクタギヤ 23 押圧パッド 23a、23b 押圧アーム 23c セクタギヤ 27 アーム 28 ローラ 29、30 連結金具 31 圧縮ばね 40 回転軸 20a、40a 上部側回転軸 20b、40b 下部側回転軸 40d ヘリカルカム溝(係合溝) 43 ローラ 44 圧縮ばね(弾発手段) 45 ローラ 70 液面高さ計測装置 71 制御部 72 押圧量調整装置 73 直動アクチュエータ 74 歯車 75 アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 学 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社産業機器事業部内 Fターム(参考) 3E079 AB01 AB09 BB05 FF03 FF16 3E080 AA07 CD01 CF15 EE10

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転円板の外周部に等間隔に配設された
    クランパユニットに樹脂製ボトルを支持するとともに、
    これら樹脂製ボトルに対してキャップを装着するキャッ
    ピングヘッドを昇降操作して樹脂製ボトルにキャップを
    装着する樹脂製ボトルのキャッピング方法において、上
    記樹脂製ボトルのネック部を把持する上記クランパユニ
    ットのネックグリッパで樹脂製ボトルの心出しを行う工
    程と、該樹脂製ボトルの胴部の両側を上記クランパユニ
    ットの押圧部材で押圧して該樹脂製ボトル内の液面を調
    整する工程と、上記キャッピングヘッドが下降して樹脂
    製ボトルに対してキャッピングを行う工程と、上記押圧
    部材の解放およびネックグリッパの解放を行って次工程
    に送出す工程とからなることを特徴とする樹脂製ボトル
    のキャッピング方法。
  2. 【請求項2】 回転円板の外周部に等間隔に配設された
    クランパユニットに樹脂製ボトルを支持するとともに、
    これら樹脂製ボトルに対してキャップを装着するキャッ
    ピングヘッドを昇降操作して樹脂製ボトルにキャップを
    装着する樹脂製ボトルのキャッピング方法において、上
    記樹脂製ボトルの口部のフランジ下部のネック部を上記
    クランパユニットの一対のネックグリッパで把持して樹
    脂製ボトルの心出しを行う工程と、該樹脂製ボトルの胴
    部の上下の円形断面を有する部分を両側面から上記クラ
    ンパユニットの押圧部材で押圧して該樹脂製ボトル内の
    液面を調整して樹脂製ボトル内のヘッドスペースを調整
    する工程と、上記キャッピングヘッドが下降して樹脂製
    ボトルの口部に対してキャップを螺合してキャッピング
    を行う工程と、上記押圧部材の解放とネックグリッパの
    解放を順次行って次工程に送出す工程とからなることを
    特徴とする樹脂製ボトルのキャッピング方法。
  3. 【請求項3】 回転円板の外周部に等間隔に配設された
    クランパユニットに樹脂製ボトルを支持するとともに、
    これら樹脂製ボトルに対してキャッピングヘッドを昇降
    操作して樹脂製ボトルにキャップを装着する樹脂製ボト
    ルのキャッピング装置において、上記クランパユニット
    を、互いに反対方向に開閉して樹脂製ボトルのネック部
    を把持する一対のネックホルダを有するネックグリッパ
    と、このネックグリッパの下方に夫々設けられ、互いに
    反対方向に開閉して樹脂製ボトルの胴部を押圧して樹脂
    製ボトル内の液面を調整する一対の押圧アームを有する
    押圧部材と、上記ネックグリッパ及び押圧部材を開閉操
    作する開閉機構とで構成したことを特徴とする樹脂製ボ
    トルのキャッピング装置。
  4. 【請求項4】 前記クランパユニットを、前記回転円板
    の円周方向に距離を隔てて垂設した2本の回転軸と、該
    2本の回転軸の上部に夫々設けられ、ギヤを介して互い
    に反対方向に開閉して、樹脂製ボトルのネック部を把持
    する一対のネックホルダを有するネックグリッパと、前
    記ネックグリッパの下方に夫々設けられ、ギヤを介して
    互いに反対方向に開閉して樹脂製ボトルの胴部の円形断
    面部を押圧して上記樹脂製ボトル内の液面を調整して樹
    脂製ボトル内のヘッドスペースを調整する一対の押圧ア
    ームを有する押圧部材と、上記回転軸の下部に、該装置
    の基台側に設置して設けられ、前記ネックグリッパ及び
    押圧部材を開閉操作する開閉機構とで構成したことを特
    徴とする請求項3に記載の樹脂製ボトルのキャッピング
    装置。
  5. 【請求項5】 前記ネックグリッパの開閉機構を、上記
    回転軸の下部に装着されたアームと、このアームに軸支
    されたローラと、該ローラに接触して該ローラを回転制
    御するカム機構とで構成したことを特徴とする請求項3
    または4に記載の樹脂製ボトルのキャッピング装置。
  6. 【請求項6】 前記2本の回転軸の一方をネックグリッ
    パの駆動軸として1個のクランプホルダを固着するとと
    もに1個の押圧アームを回転自在に支持し、他方の回転
    軸を押圧部材の駆動軸として1個の押圧アームを固着す
    るとともに、1個のネックホルダを回転自在に支持した
    ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記
    載の樹脂製ボトルのキャッピング装置。
  7. 【請求項7】 前記ネックグリッパ駆動用回転軸を、相
    互に回転自在に上下に分割し、上部側回転軸の下部と下
    部側回転軸の上部を弾発手段を備えた連結金具を介して
    連結したことを特徴とする請求項6に記載の樹脂製ボト
    ルのキャッピング装置。
  8. 【請求項8】 前記ネックグリッパが樹脂製ボトルを把
    持した時に前記連結金具同志は前記弾発手段により若干
    開いていることを特徴とする請求項7に記載の樹脂製ボ
    トルのキャッピング装置。
  9. 【請求項9】 上記押圧部材を開閉操作する開閉機構と
    して、前記押圧部材駆動用回転軸を相互に回転自在に上
    下に分割し、上部側回転軸の下部に係合溝を設け、かつ
    下部側回転軸の上部に上記係合溝に係合するローラを設
    け、下部側回転軸の上下運動を上部側回転軸の回転運動
    に変換するように上記係合溝を形成したことを特徴とす
    る請求項3ないし8のいずれか1項に記載の樹脂製ボト
    ルのキャッピング装置。
  10. 【請求項10】 前記下部側回転軸の下端にローラを設
    け、該ローラの下部に当接するカムを設けるとともに、
    該カムの位置を装置基台側に設けた昇降装置によって上
    下させて、上記下部側回転軸の上下方向の高さを調整
    し、前記押圧部材の押圧量を調整変化させることを特徴
    とする請求項9に記載の樹脂製ボトルのキャッピング装
    置。
  11. 【請求項11】 上記クランパユニットに支持された樹
    脂製ボトルの液面高さを計測する液面高さ計測装置を設
    け、該液面高さ計測装置の計測データに基づいて上記押
    圧部材の押圧量を制御して樹脂製ボトル内の液面高さを
    調整する押圧量調整装置を設けたことを特徴とする請求
    項3ないし8のいずれか1項に記載の樹脂製ボトルのキ
    ャッピング装置。
  12. 【請求項12】 上記押圧量調整装置として、前記押圧
    部材駆動用回転軸を操作するアクチュエータと、このア
    クチュエータを駆動する制御手段を設け、上記液面高さ
    計測装置の計測データに基づいて上記アクチュエータを
    上記制御手段によって駆動制御することを特徴とする請
    求項11に記載の樹脂製ボトルのキャッピング装置。
JP2003035918A 2002-02-15 2003-02-14 樹脂製ボトルのキャッピング方法及びキャッピング装置 Withdrawn JP2003312782A (ja)

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