JP2007030896A - 充填機の容器支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 充填機の搬入側、搬出側での容器の受渡しの円滑を図りながら、充填機における容器の座屈を確実に防止すること。
【解決手段】容器１を載置する容器台２２と、容器台２２上の容器１のネックリング１Ａ下面を支持するネックサポート２３とを有してなる充填機１０の容器支持装置２１であって、容器台２２に載置された容器１のネックリング１Ａ下面のレベルを、ネックサポート２３のネック導入レベルより上方に付勢する付勢手段２５を有してなるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は充填機の容器支持装置に関する。

充填機の容器支持装置として、特許文献１に記載の如く、容器１を載置する容器台２と、容器台２上の容器１のネックリング１Ａ下面を支持するネックサポート３とを有するものがある（図８〜図１０）。充填機の充填ノズルが容器１に及ぼす押さえ力をネックサポート３によって支持し、容器１の座屈を防止するものである。尚、図８〜図１０において、４は容器搬入テーブル、５は容器搬出テーブルであり、容器搬入テーブル４と容器台２、容器搬出テーブル５と容器台２は同一レベルに設定されている。
特開平8-169493

従来の充填機の容器支持装置にあっては、容器１のネックリング下面高さに誤差があるとともに、ネックサポート３の支持面高さにも誤差がある。一般に、容器１のネックリング下面高さよりネックサポート３の支持面高さを高めに設定するため、容器搬入テーブル４から充填機への搬入側では、容器１のネックリング１Ａがネックサポート３に引っかかり、容器１のキズつき、倒れを生ずるおそれがある（図８）。また、充填機から容器搬出テーブル５への搬出側では、充填後の容器１がネックサポート３から落下して液はねを生ずるおそれがある（図９）。

尚、容器１のネックリング１Ａがネックサポート３に引っかからないように、ネックサポート３の支持面高さを下げたときには、充填ノズル６が容器１に及ぼす押さえ力をネックサポート３によって支持できず、容器１に座屈を生ずるおそれがある（図１０）。

本発明の課題は、充填機の搬入側、搬出側での容器の受渡しの円滑を図りながら、充填機における容器の座屈を確実に防止することにある。

請求項１の発明は、容器を載置する容器台と、容器台上の容器のネックリング下面を支持するネックサポートとを有してなる充填機の容器支持装置であって、容器台に載置された容器のネックリング下面のレベルを、ネックサポートのネック導入レベルより上方に付勢する付勢手段を有してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記容器のネックリング下面高さをＨ、その誤差をＨ’、その座屈変位をＬとし、前記ネックサポートの支持面高さをｈ、その誤差をｈ’とするとき、前記容器台の最低限必要な設備上のストローク量Ｓを
Ｈ＋Ｈ’−（ｈ−ｈ’）−Ｌ≦Ｓ
とし、前記ネックサポートのネックリング導入部の勾配高さｔを
ｈ＋ｈ’−（Ｈ−Ｈ’）≦ｔ
とするようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記容器に及ぼす充填ノズルの押さえ力をＦ、容器の座屈強度をＰ、充填後の容器の全体重量をＷ、前記付勢手段のばね定数をｋとするとき、
Ｓ×ｋ＜Ｆ
Ｓ×ｋ＜Ｐ
Ｗ＜Ｓ×ｋ
とするようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の容器支持装置を用いた充填機である。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる容器１に液体（例えば、液温84〜88℃）を充填する充填ライン１００は、図１、図２に示す如く、充填機１０とキャッピング機３０を連続的に配置している。

充填機１０は、充填旋回テーブル１１の搬入側位置と搬出側位置のそれぞれに容器搬入旋回テーブル１２と容器搬出旋回テーブル１３を配置し、充填旋回テーブル１１の旋回方向複数位置に昇降装置２０を設け、各昇降装置２０に容器支持装置２１を設けている。充填旋回テーブル１１の搬入側位置において、充填旋回テーブル１１の容器支持装置２１と容器搬入旋回テーブル１２は同一レベルに設定され、容器１は容器搬入旋回テーブル１２のスターホイール１２Ａにより容器旋回充填テーブル１１の容器支持装置２１に送り込まれて支持される。充填旋回テーブル１１の旋回過程で昇降装置２０が上昇すると、容器支持装置２１に支持されている容器１が上昇し、容器１の口部が充填ノズル１１Ａに挿入される。充填ノズル１１Ａが容器１の口部に押さえ力を及ぼす状態で、充填ノズル１１Ａから吐出される液体が容器１に充填される。容器１への液体の充填後、昇降装置２０が下降すると、容器支持装置２１に支持されている容器１も下降し、容器１の口部が充填ノズル１１Ａから離れる。充填旋回テーブル１１の搬出側位置において、充填旋回テーブル１１の容器支持装置２１と容器搬出旋回テーブル１３は同一レベルに設定され、容器１は充填旋回テーブル１１の容器支持装置２１から容器搬出旋回テーブル１３のスターホイール１３Ａに取り込まれて搬出される。

キャッピング機３０は、キャッピング旋回テーブル３１の搬入側位置と搬出側位置のそれぞれに容器搬入旋回テーブル３２と容器搬出旋回テーブル３３を配置する。キャッピング旋回テーブル３１の搬入側位置において、キャッピング旋回テーブル３１と容器搬入旋回テーブル３２は同一レベルに設定され、容器１は容器搬入旋回テーブル３２のスターホイールによりキャッピング旋回テーブル３１に送り込まれて載置される。キャッピング旋回テーブル３１の旋回過程で、キャッピング旋回テーブル３１上の容器１に対応するキャッピングヘッド３１Ａが下降し、キャッピングヘッド３１Ａが把持するキャップ１Ｂが容器１の口部に巻締めされる。容器１へのキャップ１Ｂの巻締め後、キャッピングヘッド３１Ａがキャップ１Ｂを離して上昇する。キャッピング旋回テーブル３１の搬出側位置において、キャッピング旋回テーブル３１と容器搬出旋回テーブル３３は同一レベルに設定され、容器１はキャッピング旋回テーブル３１から容器搬出旋回テーブル３３のスターホイールに取り込まれて搬出される。

以下、充填機１０の充填旋回テーブル１１の複数位置に設けた容器支持装置２１について詳述する。

容器支持装置２１は、充填旋回テーブル１１の複数位置に設けた昇降装置２０の昇降台２０Ａに支持される容器台２２を有し、この容器台２２の座面２２Ａに容器１を載置可能にする。

容器支持装置２１は、容器台２２の側傍において、昇降台２０Ａから立設されるネックサポート２３を有する。ネックサポート２３は、昇降台２０Ａに対する立設高さを調節可能にする止ねじ２４により昇降台２０Ａに取付けられ、容器台２２の座面２２Ａ上の容器１のネックリング１Ａ下面を支持する。ネックサポート２３は、ネックリング１Ａの下面を支持する支持面２３Ａを備えるとともに、その前方に勾配状の導入部２３Ｂを備えることができる。

容器支持装置２１は、容器台２２の座面２２Ａの裏側に支軸２２Ｂを突設し、この支軸２２Ｂを昇降台２０Ａに設けたガイド孔２０Ｂに対し上下ストローク可能に挿通し、座面２２Ａと昇降台２０Ａの間の支軸２２Ｂまわりにコイルばねからなる付勢手段２５を介装し、支軸２２Ｂに位置調整可能に螺着したカラー２２Ｃをガイド孔２０Ｂ下のストッパ２０Ｃに衝接可能にしている。

付勢手段２５は、容器台２２の座面２２Ａに載置した容器１のネックリング１Ａ下面のレベルを、ネックサポート２３のネック導入レベル（支持面２３Ａ又は導入部２３Ｂ）より上方に付勢し、容器台２２のカラー２２Ｃを昇降台２０Ａのストッパ２０Ｃに衝接せしめる状態で、容器台２２の座面２２Ａを充填旋回テーブル１１の上面（旋回テーブル１２、１３の上面）と同一レベルに設定する。通常、容器１のネックリング１Ａ下面をネックサポート２３の支持面２３Ａより上方に浮かせる（図３）。付勢手段２５として、ばねの他、マグネット、空気圧手段を利用できる。

尚、容器支持装置２１は、昇降台２０Ａのばね格納凹部２６、支軸格納凹部２７に、水抜き孔２６Ａ、２７Ａを設け、容器台２２の安定ストロークを確保する。

従って、容器支持装置２１は以下の如く動作する。
(A)充填機１０の搬入側（図４）。
(1)充填機１０の搬入側では、充填旋回テーブル１１の上面（容器台２２の座面２２Ａ）と容器搬入旋回テーブル１２の上面が同一レベルに設定され、容器１のネックリング下面高さ（ネックリング下面レベル）を、ネックサポート２３の支持面高さ（ネック導入レベル）より高く設定してある。

(2)容器搬入テーブル１２から容器台２２に搬入される容器１のネックリング１Ａがネックサポート２３のネック導入レベル（支持面２３Ａ又は導入部２３Ｂ）より上方に導入され、容器１のネックリング１Ａがネックサポート２３に引っかかることなく、安定的に搬入される。

(3)充填機１０で充填ノズル１１Ａが容器１に押さえ力を及ぼすときには、押さえ力が容器台２２の付勢手段２５を圧縮変形させて容器台２２を沈み込ませ、容器１のネックリング１Ａ下面をネックサポート２３の支持面２３Ａに当てる。これにより、充填ノズル１１Ａの押さえ力をネックサポート２３によって支持し、容器１の座屈を防止する。

(B)充填機１０の搬出側（図５）
(1)充填機１０の搬出側では、充填旋回テーブル１１の上面（容器台２２の座面２２Ａ）と容器搬出旋回テーブル１３の上面が同一レベルに設定されるとともに、上述（A）と同様に、容器１のネックリング下面高さ（ネックリング下面レベル）を、ネックサポート２３の支持面高さ（ネック導入レベル）より高く設定してある。

(2)容器１への充填終了後、充填ノズル１１Ａが容器１から離れると、容器台２２の付勢手段２５が充填ノズル１１Ａの押さえ力による圧縮変形を解除されて容器台２２を元位置（充填旋回テーブル１１の上面レベル）へ戻し、容器１のネックリング１Ａ下面をネックサポート２３の支持面２３Ａから浮かせる。

(3)容器台２２から容器搬出テーブル１３に搬出される容器１のネックリング１Ａがネックサポート２３より上方を排出され、充填後の容器１がネックサポート２３から落下することがなく、安定的に搬出される。

上述（A）、（B）により、充填機１０の搬入側、搬出側での容器１の受渡しの円滑を図りながら、充填機１０における容器１の座屈を確実に防止できる。容器１の高さ寸法誤差の影響を受けないし、容器１の内容液の充填温度や充填圧力による容器１の膨張の影響を受けない。

以下、容器１とネックサポート２３の寸法関係について説明する。
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、容器１のネックリング１Ａ下面高さをＨ、その誤差をＨ’、その座屈を変位をＬとし、ネックサポート２３の支持面２３Ａ高さをｈ、その誤差をｈ’とするとき、容器台２２の最低限必要な設備上のストローク量ＳをＨ＋Ｈ’−（ｈ−ｈ’）−Ｌ≦Ｓとし、ネックサポート２３のネックリング導入部２３Ｂの勾配高さｔをｈ＋ｈ’−（Ｈ−Ｈ’）≦ｔとする。

即ち、容器台２２の最低限必要な設備上のストローク量ＳをＨ＋Ｈ’−（ｈ−ｈ’）−Ｌ≦Ｓとすることにより、一番高い容器１のネックリング下面高さと、一番低いネックサポート２３の支持面高さとの組合せでも、容器１の座屈を防止できる。

また、ネックサポート２３のネックリング導入部２３Ｂの勾配高さｔをｈ＋ｈ’−（Ｈ−Ｈ’）≦ｔとすることにより、一番低い容器１のネックリング下面高さと、一番高いネックサポート２３の支持面高さの組合せでも、容器１のネックリング１Ａをネックサポート２３に導入できる。

次に、付勢手段２５の設計条件について説明する。
図７（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、容器１に及ぼす充填ノズル１１Ａの押さえ力をＦ、容器１の座屈強度をＰ、充填後の容器１の全体重量をＷ、付勢手段２５のばね定数をｋとするとき、
Ｓ×ｋ＜Ｆ
Ｓ×ｋ＜Ｐ
Ｗ＜Ｓ×ｋ
とする。充填ノズル１１Ａの押さえ力Ｆは、充填ノズル１１Ａと容器１の口部のシールに必要な力であり、通常5〜20kgfである。充填後の容器１の全体重量は、容器重量と内容液体重量との和である。

即ち、容器台２２のストロークＳ、付勢手段２５のばね定数ｋの設定に際し、Ｓ×ｋ＜Ｆにより、充填ノズル２３の押さえ力Ｆが容器１に作用したときに、容器台２２を必ず沈み込ませることができ、Ｓ×ｋ＜Ｐにより、容器台２２の沈み込みにより圧縮される付勢手段２５のばね力で容器１を座屈させることがなく、Ｗ＜Ｓ×ｋにより、容器１への充填終了後に、容器台２２を必ず元位置に戻すことができる。

図１は充填ラインを展開して示す模式側面図である。 図２は充填ラインを示す模式平面図である。 図３は容器支持装置を示す断面図である。 図４は容器搬入側における容器支持装置の動作を示す模式図である。 図５は容器搬出側における容器支持装置の動作を示す模式図である。 図６は容器とネックサポートの寸法関係を示す模式図である。 図７は付勢手段の設計条件を示す模式図である。 図８は従来の容器支持装置の容器搬入側における動作を示す模式図である。 図９は従来の容器支持装置の容器搬出側における動作を示す模式図である。 図１０は従来の容器支持装置の他の動作を示す模式図である。

符号の説明

１ 容器
１Ａ ネックリング
１０ 充填機
１１Ａ 充填ノズル
２１ 容器支持装置
２２ 容器台
２３ ネックサポート
２３Ａ 支持面
２３Ｂ 導入部
２５ 付勢手段

Claims (4)

1. 容器を載置する容器台と、
   容器台上の容器のネックリング下面を支持するネックサポートとを有してなる充填機の容器支持装置であって、
   容器台に載置された容器のネックリング下面のレベルを、ネックサポートのネック導入レベルより上方に付勢する付勢手段を有してなる充填機の容器支持装置。
2. 前記容器のネックリング下面高さをＨ、その誤差をＨ’、その座屈変位をＬとし、
   前記ネックサポートの支持面高さをｈ、その誤差をｈ’とするとき、
   前記容器台の最低限必要な設備上のストローク量Ｓを
   Ｈ＋Ｈ’−（ｈ−ｈ’）−Ｌ≦Ｓ
   とし、
   前記ネックサポートのネックリング導入部の勾配高さｔを
   ｈ＋ｈ’−（Ｈ−Ｈ’）≦ｔ
   とする請求項１に記載の充填機の容器支持装置。
3. 前記容器に及ぼす充填ノズルの押さえ力をＦ、容器の座屈強度をＰ、充填後の容器の全体重量をＷ、前記付勢手段のばね定数をｋとするとき、
   Ｓ×ｋ＜Ｆ
   Ｓ×ｋ＜Ｐ
   Ｗ＜Ｓ×ｋ
   とする請求項２に記載の充填機の容器支持装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の容器支持装置を用いた充填機。

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