JP2004276941A - Capping apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明はプラスチック容器に内容液を充填してキャッピングする技術、特にキャッピングする際の容器内の内容液の液面の位置である入味線の位置を調整する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高果汁飲料のような充填時に泡立ちの多い内容液をプラスチック容器に充填する場合は、その泡漏れを防ぐためには容器上部の内容液の液面上には通常30〜40mlのヘッドスペースが必要である。開栓時の操作において内容液がこぼれるのを防ぐためにも充分の大きさのヘッドスペースが必要である。しかし、一方で、このヘッドスペースが大きいと、そこに含まれる残存酸素が内容液を劣化させる原因となることがある。そこで、内容液充填時や開栓時にはヘッドスペースを大きくし、キャッピング完了後にはヘッドスペースを小さくする技術が必要である。
【0003】
内容液の充填方式には内容液の種類に応じて、内容液を90℃以上の加熱状態で充填する高温充填と、内容液をほぼ常温で充填する常温充填があるが、高温充填の場合は、充填時にヘッドスペースを大きくしても、キャッピング後に内容液の冷却につれて容器内が減圧するので、内容液の液面は上がり、ヘッドスペースは小さくなる。しかるに常温充填の場合はキャッピング後の容器内の減圧がないので、キャッピング時にボトルを外力によって変形させて液面を上げてヘッドスペースを小さくすることが行われている。
【0004】
ヘッドスペースを小さくするためにボトルを変形させる従来の技術としては次のものがある。
【特許文献1】特開2001−10698号公報
【特許文献2】特開平3−289435号公報
【特許文献3】特開平6−321293号公報
すなわち、容器の底部を押し上げて内部容積を減少させて入味線を上昇させる方法(第1の方法)(特許文献1参照)、ボトル胴部を両側から一対の挟み腕で挟んでボトル内容積を減少させ入味線を上昇させる方法(第2の方法)(特許文献2参照)及び容器胴部を押圧具で押して内方に変形させ入味線を上昇させる方法(第3の方法)(前記特許文献3参照)があるが、第1の方法で、押圧部位であるボトル底部はボトルに自立性を与えるために、延伸量が小さく強度が大きくなるように設計されている部分であるので、この部分を容器中心線方向に変形させるためには大きな押圧力が必要であり、ボトルを座屈させる原因となり得る。
【0005】
第2の方法はボトル部分を両側から挟圧するので最も効率よくボトル内容積を減少させ得るが、ボトルを挟圧する両方の挟み腕を協調して動作させる必要があるので、装置の構造が複雑である。
【0006】
第3の方法は容器胴部を容器押圧具で押して変形させ入味線を上昇させるのであるが、ここで使用する容器押圧具はレバーの先端に取り付けられていて、容器を押圧するための動作は回転中心を中心とする垂直平面内における回転変位である。したがって、容器胴部への接触開始点から最大押圧点に達するまでの間に胴部の表面をこする動きをすることになり、胴部の表面を傷つけるおそれがある。
【0007】
このようなことからボトル内容積を効率よく減少させることができ、ボトルの外表面を損傷させることがなく、かつ構造が簡単なスクイズ装置の開発が望まれている。
【0008】
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、ボトル内容積を効率よく減少させることができ、ボトルの外表面を損傷させることがなく、かつ構造が簡単なスクイズ装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
この目的に対応して、この発明のキャッピング装置は、スクイズポートに達したボトルの胴部をスクイズ装置によってスクイズして入味線を上昇させた状態で前記ボトルをキャッピングするボトルキャッピング装置であって、前記スクイズ装置は、前記ボトルの胴部の一方の側面に向かって進出・後退動作が可能なスクイズ押し部材と、前記スクイズポートにおいて前記ボトルの胴部の前記一方の側面に対向する他方の側面に当接して前記スクイズ押し部材と共働して前記ボトルを挟圧してスクイズするボトル受け部材と、及び前記スクイズ押し部材の前記動作を駆動する駆動機構とを備えてなることを特徴としている。
【0010】
【実施の態様】
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説明する。
図1から図3において、1はキャッピング装置である。キャッピング装置1はキャッパー2とスクイズ装置3を備えている。キャッパー2はボトル移動経路内をターレット4で送られてキャッピングポート5に達したボトル6のノズル7にボトルの移動中にキャッピングをする装置である。キャッパー2はチャック8を備え、チャック8がキャップ11を把持してボトル6のノズル7にかぶせ、押し込みまたは螺合によってキャップ11をノズル7に打栓または装着する。このようなキャッパー2の構造は従来から公知のものを採用することができる。この発明のキャッピング装置1の特徴はスクイズ装置3にある。
【0011】
すなわちスクイズ装置3はターレット4を有する。ターレット4は円盤状をなしていて回転軸13により回転可能である。ターレット4は周辺部に複数のボトル収容部14を水平面内に等角度間隔に配置していてターレット4が回転することによってボトル収容部14がボトルの移動経路上を移動する。それぞれのボトル収容部14はボトル6を立てた状態で1個ずつ収容可能である。それぞれのボトル収容部14では台板15が設けられていてボトル6を載置可能であり、また、台板15上にターレット4の半径方向の外方に向けて開いた開口部16を有する受け枠17を備えていて、開口部16内にボトル6を受け入れてボトル6の側面を支えている。
【0012】
スクイズ装置3においてはターレット4が回転する場合の回転軸13を中心とする固定の角度範囲θがスクイズポート10であり、ターレット4の回転方向の始端部9がスクイズ開始位置18であり、後端部21がスクイズ終了位置22であり、かつスクイズ終了位置22がキャッピングを行うキャッピングポート5である。
【0013】
スクイズ装置3は押し装置23と受け装置24とからなり、ターレット4のそれぞれのボトル収容部14に対応して、ターレット4上に押し装置23を配置し、スクイズポート10の外縁に沿って受け装置24を配置している。
【0014】
押し装置23はスクイズ押し部材25とそれを駆動する駆動機構26とを有する。この実施例ではスクイズ押し部材25は棒状をなしたスクイズ押し棒27である。駆動機構26はこの実施例ではカム機構28であり、カム機構28はカム31、カムフォロワ32、カム調節ねじ33とを備えている。カム31は上下に間隔が開閉可能な一対のカムメンバー35a、35bからなり、カムメンバー35a、35bはそれぞれのカム面36a、36bを上下に対向させて配置されている。カムメンバー35a、35bはカム調節ねじ33と螺合していて、カム調節ねじ33がその中心軸に関して回転することによって、カムメンバー35a、35bは接近または離隔し、一対のカム面36a、36bは上下に開閉する。カムメンバー35a、35bのカム面36a、36bは対向する斜面になっていて、一対のカム面36a、36bが開閉することによってカムフォロワ32との接触位置(カム面の位置)が移動する。
【0015】
一対のカム面36a、36bにはばね(図示せず)によって弾性的にカムフォロワ32が押し付けられているので、一対の力ム面36a、36bが開閉することによってカムフォロワ32が進退する。カムフォロワ32には軸37を介してスクイズ押し棒27が連結していて、カムフォロワ32の進退によってボトル収容部14に対して進退する。
【0016】
前述の通りスクイズポート10の外縁に沿って、かつボトル収容部14の外側に受け装置24が配置されている。受け装置24はこの実施例ではエンドレスのベルトまたはチェーンからなる受け部材38に複数の当接突起41が取り付けられ、かつ受け部材38をターレット4のボトル収容部14の移動と同期させて走行させる送り駆動装置42を備えている。当接突起41はボトル収容部14内のボトル6をスクイズポート10内でスクイズ押し棒27の反対側から押圧するものであるがボトル収容部14に対して進出または後退することはない。当接突起41の走行方向における配置間隔はそれぞれのボトル収容部14のターレット4の回転方向の間隔に等しく、したがってスクイズポート10においてスクイズ押し棒27と当接突起41は協働してボトル収容部14内のボトル6をスクイズ押し棒27の進出・後退方向の延長線上における対向方向から挟圧することができる。
【0017】
但し当接突起41を設けずにチェーンまたはベルトからなる受け部材38がスクイズ押し棒27によるボトル6の押圧時にボトル6を直接支える構造にしてもよい。この場合には、当接突起41の高さに相当する距離だけチェーンまたはベルトからなる受け部材38をボトル収容部14に接近させた位置で走行させる必要がある。
【0018】
スクイズ押し棒27と当接突起41が協働してボトル6を押圧する場合のボトルの中心線方向の押圧位置はボトルの高さの中間、または中間よりも上、または中間よりも下、若しくはボトルの径方向の変形強度に対するボトル頭部とボトル底部からの影響がほぼ等しくなる位置である。実験によれば、ボトルの上部は強度が大きいボトル肩部やボトルネック部からの強度的な影響が大きいので変形には大きな力を要するが、容器の小さな変形によっても比較的大きなボトル内容積の変化があるので、スクイズ押し棒27の変位量を大きくとれない場合には、この部分を押圧位置にする。ボトル下部もボトル上部ほどではないが、やはり強度の大きいボトル底部からの強度の影響が大きいのでスクイズ押し棒27の変位量を大きくとれない場合の押圧位置にする。
【0019】
ボトル上端及びボトル下端からの強度的影響が小さい中間部はスクイズ押し棒27の変位量に対するボトル内容積の変化量は小さいが、小さい押圧力でもボトルの変形をさせるがとができるので、大きな押圧力が得られない場合またはボトルが柔軟性の高い材料で構成されていて大きな変形が可能な場合の押圧位置とする。
【0020】
このように構成されたキャッピング装置1におけるスクイズ動作及びキャッピング動作は次のようにしてなされる。
【0021】
ターレット4が回転し、受け部材38が同調して回転している状態において、ボトル6は供給位置43においてターレット4のボトル収容部14に供給され、ターレット4の回転によってスクイズポート10に送られる。その間にカム調節ねじ33が回転し、カム面36a、36bが閉じていき、カムフォロワ32を押しスクイズ押し棒27の先端がカムフォロワ32に引かれてボトル6に次第に接近する。スクイズポート10のスクイズ開始位置18で受け部材38の当接突起41(当接突起41を採用していない場合には受け部材38自体)がボトル6の後側面に当接し、同時にスクイズ押し棒27ガボトル6の前側面を押圧し、協働してボトル6のスクイズを開始する。スクイズ終了位置22でスクイズ量が最大となるとキャッパー2によりボトル6のノズルにキャップが供給されてキャッピングがなされる。その後ボトル6は排出位置に送られて次工程に送り出される。
【0022】
【実験例】
マイクロメーターヘッドにスクイズ押し棒を取り付け、充填量の異なる3種類の水を詰めたボトル(東洋製罐(株)製、2L角ボトル)を押圧位置にて押していき、液面が所定の高さ(ノズルからつば状に張り出しているボトル懸吊用のリングであるネックリングの下の7mm、ネックリングの下0mm、ノズル上端までの満注)に達した際のマイクロメーターヘッド指示値を3回読み取って平均値を出した。
【0023】
充填量は、内容液正常充填量2013g(入味線・高さ262mm)、内容液充填時に泡、液がこぼれない充填量2020g(入味線の高さ265.5mm)、容器開栓時に液がこぼれない限界容量2030g(入味線の高さ271mm)である。
押圧条件は
A:スクイズ押し棒はMCナイロン(φ16)、受け部材は壁平面、押圧部位はボトル中央部
B:スクイズ押し棒はMCナイロン(φ16)、受け部材は壁平面、押圧部位はボトル下部
C:スクイズ押し棒はMCナイロン(φ16)、受け部材は壁平面、押圧部位はボトル上部
D:スクイズ押し棒はMCナイロン(φ16)、受け部材はMCナイロン(φ16)、押圧部位はボトル中央部
E:スクイズ押し棒は矩形平面(54×126mm)、受け部材は壁平面、押圧部位はボトル下部
F:スクイズ押し棒は矩形平面(54×126mm)、受け部材は壁平面、押圧部位はボトル上部
【0024】
実験結果
【表1】
【0025】
充填量2013g、2020g及び2030gの各場合において、A、Dの押圧条件で大きな押圧量を要し、Eの押圧条件で最も小さな押圧量を要するが、少なくともB、C、E、Fの条件であればいずれの場合も必要な入味線の位置を実現することが実用上不都合なくできることが分かる。
【0026】
【発明の効果】
この発明ではスクイズ押し部材とボトル受け部材は共同して対向する方向からボトルを挾圧してスクイズするので、少ない押し圧ストロークでボトル内容積を効率良く減少させるこことができ、こうしてボトルに向って直線運動をするスクイズ押し棒27によってボトルのスクイズを行いヘッドスペースを減少させた状態でキャッピングをすることができる。
【0027】
この発明では容器の底部を押し上げてボトルの内容積を減少させるものではなく、胴部を押圧変形させるので、内容積の変化を容易に発生させることができる。
【0028】
またこの発明ではボトル胴部を一対の挟み腕で挟んでボトル内容積を減少させるものではないので、両腕を同調して回転運動させる必要はなくスクイズ装置の構造が簡単である。
【0029】
さらにこの発明では上下に回転運動するレバー状の押し部材を使用するのではないから、ボトルの表面と押し部材とが相対運動をすることがなく、ボトル表面をこすることがない。
【0030】
また、スクイズ押圧部材の駆動をカム機構によって行なうことにより、駆動機構の構造を簡単にし、スクイズ押圧部材の動作を確実にすることができる。
【0031】
また、ボトル受け部材をスクイズ押し部材の動きの延長線上に配置してボトルを挾圧することによって、スクイズ時におけるボトルの姿勢を安定させ、動力を有効にボトルの押圧に利用することができる。
【0032】
またスクイズ押し部材とボトル受け部材がボトルを挾圧する位置を、変形強度が大きい頭部及び底部から最も遠い中間部にまたはそれよりも下部若しくは上部設定することによって、小さな押圧力で容器を大きく減容変形することができ、効率のよいスクイズを行なうことができる。
【0033】
また、容器のスクイズは容器を停止させないで、その容器が移動中に行なうように構成することにより、作業効率を向上させることができると共に、容器の走行、停止時の振動による液漏れを回避することができる。
【0034】
特に受け部材をボトルを送るチェーンまたはベルト上に設ければ、それらのチェーンまたはベルトが送り部材及び受け部材としての両機能を持つことになり、スクイズの動作が円滑に行なえるとともに、装置の部品数を低減させて、装置の構成を簡単にする。さらにそのチェーンまたはベルト上に設ける当接部材を突起状にすれば、小さな押圧力で、容器を減容変形させることができる。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】キャッピング装置の平面構成説明図。
【図2】スクイズ装置の正面部分説明図であって、スクイズ押し棒が後退した状態を示す。
【図3】通常運転時のスクイズ押し棒の位置を示す正面部分説明図。
【図4】スクイズ装置のスクイズ押し棒が前進した状態を示す正面部分説明図。
【符号の説明】
1 キャッピング装置
2 キャッパー
3 スクイズ装置
4 ターレット
5 キャッピングポート
6 ボトル
7 ノズル
8 チャック
9 始端部
10 スクイズポート
11 キャップ
13 回転軸
14 ボトル収容部
15 台板
16 開口部
17 受け枠
18 スクイズ開始位置
21 後端部
22 スクイズ終了位置
23 押し装置
24 受け装置
25 スクイズ押し部材
26 駆動機構
27 スクイズ押し棒
28 カム機構
31 カム
32 カムフォロワ
33 カム調節ねじ
35a、b カムメンバー
36a、b カム面
37 軸
38 受け部材
41 当接突起
42 送り駆動装置
43 供給装置[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a technique for filling a plastic container with a content liquid and capping the same, and more particularly to a technique for adjusting a position of a water line, which is a position of a liquid level of the content liquid in the container at the time of capping.
[0002]
[Prior art]
When filling a plastic container with a foaming content liquid at the time of filling such as a high juice beverage, a head space of usually 30 to 40 ml is required on the liquid level of the content liquid at the top of the container in order to prevent the leakage of the foam. is there. A sufficiently large head space is required to prevent the liquid content from spilling during the opening operation. However, on the other hand, if the head space is large, residual oxygen contained therein may cause deterioration of the content liquid. Therefore, there is a need for a technique for increasing the head space when filling or opening the contents liquid, and reducing the head space after the capping is completed.
[0003]
Depending on the type of the content liquid, the filling method of the content liquid includes a high-temperature filling in which the content liquid is filled in a heating state of 90 ° C. or higher, and a normal-temperature filling in which the content liquid is filled at almost normal temperature. Even if the head space is increased at the time of filling, the pressure in the container is reduced as the content liquid cools after capping, so that the liquid level of the content liquid rises and the head space decreases. However, in the case of filling at room temperature, there is no reduced pressure in the container after capping, so that the bottle is deformed by external force during capping to raise the liquid level and reduce the head space.
[0004]
Conventional techniques for deforming the bottle to reduce the head space include the following.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-10698 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-289435 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-321293 In other words, the inner volume is reduced by pushing up the bottom of the container. A method of raising the taste line (first method) (see Patent Literature 1), a method of sandwiching the bottle body with a pair of pinching arms from both sides to reduce the inside volume of the bottle and raise the taste line (second method) There is a method (see Patent Document 2) and a method in which the container body is pressed in with a pressing tool to be deformed inward to raise the taste line (third method) (see Patent Document 3). The bottom part of the bottle is a part designed to have a small amount of stretching and high strength in order to give the bottle its independence, so a large pressing force is required to deform this part in the direction of the container center line. Is necessary It can cause the buckling of the bottle.
[0005]
The second method is capable of reducing the inner volume of the bottle most efficiently because the bottle portion is pressed from both sides. However, since it is necessary to operate both of the holding arms for pressing the bottle in cooperation, the structure of the device is complicated. is there.
[0006]
The third method is to press the container body with a container pressing tool to deform it and raise the water line, but the container pressing tool used here is attached to the tip of the lever, and the operation for pressing the container is as follows. This is the rotational displacement in a vertical plane about the center of rotation. Therefore, a movement of rubbing the surface of the body from the point where the contact with the container body starts to the point where the maximum pressure is reached may occur, and the surface of the body may be damaged.
[0007]
For this reason, there is a demand for the development of a squeeze device that can reduce the internal volume of the bottle efficiently, does not damage the outer surface of the bottle, and has a simple structure.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a squeeze device that can efficiently reduce the volume in a bottle, does not damage the outer surface of the bottle, and has a simple structure. It is intended for that purpose.
[0009]
In response to this object, the capping device of the present invention is a bottle capping device that caps the bottle in a state where the body portion of the bottle that has reached the squeeze port is squeezed by the squeeze device and the taste line is raised, The squeeze device includes a squeeze pushing member capable of advancing and retreating toward one side of the body of the bottle, and a squeeze port on the other side facing the one side of the body of the bottle in the squeeze port. The squeeze pressing member is provided with a bottle receiving member that squeezes the bottle by pressing the bottle in cooperation with the squeeze pressing member, and a driving mechanism that drives the operation of the squeeze pressing member.
[0010]
Embodiment
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings showing one embodiment.
1 to 3, reference numeral 1 denotes a capping device. The capping device 1 includes a
[0011]
That is, the
[0012]
In the
[0013]
The
[0014]
The pushing
[0015]
Since the
[0016]
As described above, the receiving
[0017]
However, a structure in which the receiving
[0018]
When the
[0019]
In the middle part where the strength influence from the top and bottom of the bottle is small, the amount of change in the volume of the bottle with respect to the amount of displacement of the
[0020]
The squeezing operation and the capping operation in the capping device 1 configured as described above are performed as follows.
[0021]
In a state where the
[0022]
[Experimental example]
Attach a squeeze push rod to the micrometer head, push a bottle (2L square bottle, manufactured by Toyo Seikan Co., Ltd.) filled with three types of water with different filling amounts at the pressing position, and the liquid level is at a predetermined height. When the micrometer head reaches 3 times (7 mm below the neck ring, which is the ring for hanging the bottle, which protrudes from the nozzle, 7 mm below the neck ring, 0 mm below the neck ring, and full injection to the upper end of the nozzle), the micrometer head indicates three times. We read and gave the average value.
[0023]
The filling amount is the normal filling amount of the content liquid 2013g (filling line / height: 262mm), the filling amount is 2020g (the height of the filling line is 265.5mm) so that bubbles and liquid do not spill when filling the contents liquid, and the liquid spills when the container is opened. The unrestricted capacity is 2030 g (height of the bite line is 271 mm).
The pressing condition is A: squeeze push rod is MC nylon (φ16), receiving member is wall flat surface, pressing part is bottle central part B: squeeze pressing rod is MC nylon (φ16), receiving member is wall flat surface, pressing part is bottle lower part C: Squeeze push rod is MC nylon (φ16), receiving member is a wall surface, pressed part is at the top of the bottle D: Squeeze push rod is MC nylon (φ16), receiving member is MC nylon (φ16), and pressed part is bottle central part E: squeeze push rod is a rectangular flat surface (54 × 126 mm), receiving member is a wall flat surface, pressing portion is at the bottom of the bottle F: squeeze push bar is a rectangular flat surface (54 × 126 mm), receiving member is a wall flat surface, and the pressing portion is at the top of the bottle [0024]
Experimental results [Table 1]
[0025]
In each case of the filling amount of 2013 g, 2020 g and 2030 g, a large pressing amount is required under the pressing conditions of A and D, and a minimum pressing amount is required under the pressing condition of E, but at least under the conditions of B, C, E and F. It can be seen that in any case, it is possible to realize the required position of the crowded line without any practical inconvenience.
[0026]
【The invention's effect】
In the present invention, the squeeze pushing member and the bottle receiving member cooperate to squeeze the bottle by pressing the bottle from opposite directions, so that the internal volume of the bottle can be efficiently reduced with a small pushing pressure stroke. The bottle can be squeezed by the
[0027]
In the present invention, since the bottom portion of the container is not pushed up to reduce the internal volume of the bottle, but the body portion is pressed and deformed, a change in the internal volume can be easily generated.
[0028]
Further, since the present invention does not reduce the internal volume of the bottle by sandwiching the bottle body with a pair of sandwiching arms, it is not necessary to rotate both arms in synchronization and the structure of the squeezing device is simple.
[0029]
Further, in the present invention, since a lever-shaped push member that rotates up and down is not used, the surface of the bottle and the push member do not move relative to each other, and the surface of the bottle is not rubbed.
[0030]
Further, by driving the squeeze pressing member by the cam mechanism, the structure of the drive mechanism can be simplified, and the operation of the squeeze pressing member can be ensured.
[0031]
Further, by positioning the bottle receiving member on an extension of the movement of the squeeze pushing member and clamping the bottle, the posture of the bottle during squeezing can be stabilized, and power can be effectively used for pressing the bottle.
[0032]
Also, by setting the position where the squeeze pushing member and the bottle receiving member clamp the bottle at the middle part farthest from the head and bottom, where deformation strength is large, or below or above it, the container can be greatly reduced with a small pressing force. The squeeze can be performed efficiently, and efficient squeezing can be performed.
[0033]
In addition, by squeezing the container without stopping the container and performing the squeezing while the container is moving, the working efficiency can be improved, and the liquid leakage due to the vibration at the time of running and stopping the container can be avoided. be able to.
[0034]
In particular, if the receiving member is provided on a chain or a belt for feeding a bottle, the chain or the belt has both functions as a feeding member and a receiving member, so that the squeezing operation can be performed smoothly and the parts of the apparatus can be squeezed. The number is reduced to simplify the configuration of the device. Further, if the contact member provided on the chain or the belt is formed in a projecting shape, the container can be reduced in volume with a small pressing force.
[0035]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory plan view of a capping device.
FIG. 2 is an explanatory front view of the squeeze device, showing a state in which a squeeze push rod is retracted.
FIG. 3 is a partial front view showing the position of a squeeze push rod during normal operation.
FIG. 4 is a partial front view showing a state in which a squeeze push rod of the squeeze device is advanced.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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