JP2009035356A - ボトル搬送装置およびボトル搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のボトルＢが相互に近接して搬送される場合のボトル搬送速度の減少を緩和することができ、また、ボトルを損傷させ難くすることができるボトル搬送装置及びボトル搬送方法を提供すること。
【解決手段】 ボトルＢの両側から相互に近接して、前記ボトルＢのネック部Ｎに形成されたフランジ部Ｇを担持する一対の搬送レール２１と、前記搬送レール２１に沿って連設され、前記ボトルＢの搬送方向Ｄに向けて空気を噴射する少なくとも一列の空気噴射口７とを備え、前記空気噴射口７は前記ボトルＢのネック部Ｎの近傍に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボトル搬送装置およびボトル搬送方法に係り、特に、飲料などを充填する前の空のボトル容器を搬送するためのボトル搬送装置及びボトル搬送方法に関する。

従来から、飲料製造ライン等において、飲料充填箇所まで空のボトル（例えば、ペットボトル）を搬送する必要があった。ボトルを搬送するのに用いられる装置としては様々なものがあるが、一般的には図６に示すようなものである（特許文献１参照）。具体的には、搬送経路に沿って一対の搬送レール１２１がボトルＢを挟むように設けられ、ボトルＢのネック部Nに形成されたフランジ部Ｇが搬送レール１２１の上に載り、ボトルＢのフランジ部Ｇが搬送レール１２１の上を滑ることでボトルＢが搬送される。

ボトルＢの搬送に用いる動力は、空気の力である。すなわち、ボトルＢには搬送方向に向けて空気が当てられる。ボトルＢに空気を当てる手法としては様々なものがあるが、一例としては、各搬送レール１２１に沿って搬送経路の両側方に二列の空気噴射口１０７を連設し、ボトルＢのネック部Ｎに対して搬送方向に向かう空気を当てる手法である。
特開２００６−８２９６４号（特に、図１）

ところで、従来の装置において、空気噴射口１０７はボトルＢのネック部Ｎから両側に相当程度離れている。これは、異なる形状（大きさ）のネック部を有するボトルでも装置の改造などをすることなくボトルを搬送できるようにするためである。しかし、空気噴射口１０７がボトルＢのネック部Ｎから離れていると、搬送経路の中央部付近では空気の圧力が低くなってしまい、空気が有している搬送のための力をネック部Ｎに効率的に伝えることができない。

このことは、次のような問題も引き起こす。すなわち、ネック部に加わる搬送のための力が小さいため、複数のボトルが相互に近接して搬送されているような場合に、最後尾のボトルにのみ、比較的大きな搬送力が加えられるということである。より詳しく説明すると、空気による搬送力は最後尾のボトルに対しては搬送方向に向かって十分に加えられる。これは、最後尾のボトルには後面からも空気が当たるからである。一方、最後尾よりも先行するボトルに対しては、真後ろから空気が当たらず、側面からの圧力の低い空気しか当たらない。このため、最後尾のボトルと比べて、先行するボトルの搬送速度が低下してしまう。このことによって、後続のボトルが先行するボトルに次々と連なってしまい、また、連なるボトルの数が増加するに従い搬送速度が減少するため、場合によってはボトルが停止してしまうことも考えられる。これを防ぐためには、より高圧の空気を空気噴射口１０７から噴射しなければならない。

ところが、高圧の空気を空気噴射口１０７から噴射すると、以下のような問題が発生する。すなわち、搬送レール１２１に沿って空気の力でボトルＢを搬送する装置においては、搬送中のボトルＢの姿勢変化によって、ボトルＢが搬送レール１２１に引っ掛かってしまう場合がある。このような場合、高圧の空気を用いていると、引っ掛かりが外れたボトルに対しては大きな空気の力が加わっているため、先行するボトルの搬送速度よりも大きな速度で搬送されることとなる。すると、後続のボトルが先行するボトルに大きな速度差で衝突し、場合によってはボトルに変形や白濁などの損傷が生じてしまう。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消できるボトル搬送装置及びボトル搬送方法を提供することにある。

そこで、本発明者は、空気が有している搬送のための力をボトルのネック部に効率的に伝えることができるよう鋭意研究を重ねた結果、ボトルのネック部の近傍に設置した空気噴射口から空気を噴射することにより、複数のボトルが連なって搬送される状態においても、ボトルの搬送速度の減少を緩和できることを見い出した。

すなわち、本発明は、ボトルの両側から相互に近接して、前記ボトルのネック部に形成されたフランジ部を担持する一対の搬送レールと、前記搬送レールに沿って連設され、前記ボトルの搬送方向に向けて空気を噴射する少なくとも一列の空気噴射口とを備え、前記空気噴射口は前記ボトルのネック部の近傍に配置されていることを特徴とするボトル搬送装置を提供するものである。

また、本発明は、ボトルの両側から相互に近接する一対の搬送レールに、前記ボトルのネック部に形成されたフランジ部を担持し、前記搬送レールに沿って連設されると共に前記ボトルのネック部の近傍に配置された少なくとも一列の空気噴射口から、前記ボトルの搬送方向に向けて空気を噴射することを特徴とする、ボトル搬送方法を提供するものである。

本発明によれば、従来の装置と比較して、空気噴射口から噴射された空気が有するボトルの搬送のための力の多くを、ボトルのネック部の押圧に費やすため、連なって搬送される各ボトルに加わる空気の力をより均一にすることができる。このため、従来問題となっていた、複数のボトルが相互に近接して搬送される場合のボトルの搬送速度の減少を緩和することができる。また、比較的大きな搬送力が加えられる最後尾のボトルにおいて、仮に搬送レールに対してボトルが引っ掛かった場合でも、この引っ掛かったボトルが再び動き出した際に、先行するボトルに小さな速度差で衝突させることができ、ボトルを損傷させ難くすることができる。

次に、本願発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

［全体概要］
図１は、本実施形態に係るボトル搬送装置１を示す図であり、図１（Ａ）はボトル搬送装置１を上方から見た時の図１（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図を示し、図１（Ｂ）は正面図を示す。図１（Ａ）においてボトルＢは上方へ搬送され、また図１（Ｂ）においては奥側へ向かって搬送されるようになっている。ボトル搬送装置１は、ハウジング５によって全体が空洞状に形成された空気充満室３と、前記ハウジング５に形成される凹部からなる空気移送路１１と、この空気移送路１１の下端に水平に設置されている一対の搬送レール２１とを備えている。また、前記凹部を構成する左右の側壁部５ｂ及び天面部５ｃには、空気移送路１１に向けて空気を噴射するためにそれぞれ一列の空気噴射口７、７ｃが形成されている。

［空気充満室］
空気充満室３は、ハウジング５によって囲まれる空洞状の空気貯留室であり、この空気充満室３はボトルＢの搬送方向Ｄに沿って延設されている。ハウジング５は、金属板材料を折曲成形したものであり、閉空間を形成するようになっている。但し、ハウジング５の製造方法は本発明の特徴ではないので、折曲成形の他に、押出成形などで形成してもよい。

また、ハウジング５の底壁部５ａには、当該底壁部５ａに設けられた２つの側壁部５ｂと、これら各側面部５ｂの上端部に連結される天面部５ｃとによって凹部が形成され、この凹部が後述する空気移送路１１となる。また、２つの側壁部５ｂ及び天面部５ｃには、ボトルＢの搬送方向Ｄに沿って一連の空気噴射口７、７ｃが形成されている。この空気噴射口７、７ｃは、ボトルＢの搬送方向（図１（Ａ）における上方）Ｄに向けて開口されている。具体的には、各側壁部５ｂ及び天面部５ｃがルーバー状に開口されており、この空気噴射口７、７ｃを空気が通過するときに、ボトルＢの搬送方向Ｄに向けて方向付けられるようになっている。

また、空気充満室３には図示しない空気供給手段、例えばブロワーが接続されている。この空気供給手段から、空気が空気充満室３内に供給され、空気充満室３を所定の圧力に調整している。

［空気移送路］
次に、空気移送路１１について説明する。上記したように、空気移送路１１はハウジング５の底壁部５ａに設けられた側壁部５ｂと天面部５ｃとによって形成されたハウジング５の凹部である。そして、空気噴射口７、７ｃから空気充満室３内の空気が流入し、ボトルＢの搬送方向Ｄに向かって空気が高速で移動するように構成されている。この移動する空気は、ボトルＢのネック部Ｎに当たり、その後、一部の空気は搬送レール２１の相互間を通り抜けて、ボトルＢのネック部Ｎよりも下の部分に当たる。このように、ボトルＢに当たる空気が、ボトルＢを搬送方向Ｄへ搬送するのである。尚、本実施形態において「ネック部」とは、ボトルＢの部分の内、フランジＧを含んでその上方部分（口部Ｋを含む）を言うものとする。

ここで、本発明の空気移送路１１は以下のような特徴を有している。すなわち、通常、空気噴射口７はボトルＢのネック部Ｎからある程度離れた位置に設けられる。これは、様々な形状（大きさ）のボトルを、装置の改造無しに搬送することができるようにするためである。しかし、本実施形態では、ボトルＢのネック部Ｎの近傍に空気噴射口７、７ｃが配置されている。この点は従来のボトル搬送装置１０１と大きく異なる点である。具体的には、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、搬送方向Ｄに直交する方向における、空気噴射口７とボトルＢの口部Ｋの外周部との距離Ｗは、０ｍｍを超えて１５ｍｍ以下となることが望ましい。ここで、口部Ｋの外周部とは、ネジ部が形成されていない円筒部分の外周部をいう。そして、距離Ｗは、図２（Ａ）に示すように、ボトルＢの口部Ｋが特定の空気噴射口７の真横に来たときの、口部Ｋの外周部と空気噴射口７との距離を言うものとする。

更に、本実施形態では、空気移送路１１を構成する天面部５ｃにも、空気噴射口７ｃが形成されている。これは、側壁部５ｂだけではなく、天面部５ｃ側からも空気を噴射することで、ボトルＢをより効率的に搬送することができるようになるからである。ここで、ボトルＢの口部Ｋの上端部（先端部）から、天面部５ｃに設けられた空気噴射口７ｃまでの距離Ｈは、０ｍｍを超えて１５ｍｍ以下となることが望ましい。

尚、一連の空気噴射口７は、ボトルＢのネック部Ｎの両側方に２列だけ設けても良いし、場合によっては天面部５ｃに一列だけ設けるようにしてもよい。

［搬送レール］
次に、搬送レール２１について説明する。搬送レール２１は、空気移送路１１の底壁部５ａに設けられる一対のレールであり、２枚の板状のレール部材が所定間隔で相互に向かい合っている。そして、この搬送レール２１はボトルＢの搬送方向Ｄに沿って連続している。各搬送レール２１の相互間距離は、搬送するボトルＢの口部Kの直径よりも大きく、ネック部Ｎに設けられたフランジ部Ｇの直径よりも小さくなっている。このため、搬送レール２１の上にフランジ部Ｇが載置され、結果としてボトルＢが搬送レール２１上に支持されることとなる。

搬送レール２１は、ボトルＢのネック部Ｎとの摩擦を低減するために、ボトルＢに面する端部の厚さが薄くなっている。これは、ボトルＢとの接触面積が小さいほど、摩擦力も低減できるからである。また、搬送レール２１の材料としては様々なものが考えられるが、摩擦係数の小さな樹脂製のものや、金属の表面に低摩擦係数の樹脂をコーティングしたようなものでもよい。これは、ボトルＢのフランジ部Ｇと搬送レール２１との摩擦力を低減し、円滑にボトルＢを搬送するためである。

［作用］
次に、図３及び４を用いて、従来のボトル搬送装置１０１と比較した作用について説明する。図３は、搬送レール２１、１２１上を１つのボトルＢが搬送されている状態を示している。そして、図３（Ａ）が本実施形態に係る搬送装置１の一部を示しており、図３（Ｂ）は従来の搬送装置１０１の一部を示している。各図において、ボトルＢの下方に記載されている図形は、空気移送路１１の幅方向位置とその位置における空気圧力の関係を示す動圧分布のグラフである。ここで、空気充満室３内の圧力は、本実施形態の場合と従来の場合とで互いに略等しい場合を想定している。

各図における動圧分布のグラフから明らかなように、本実施形態に係るボトル搬送装置１では、各側壁部５ｂ間の距離が従来と比較して狭いため、側壁部５ｂ付近の動圧の値は従来と変わらないものの、空気移送路１１の幅方向に沿った各位置での動圧の値は、従来の装置の場合よりも高くなっている。このように、空気移送路１１の幅方向に沿った各位置での動圧が高いということは、それだけ大きな空気による搬送力をボトルＢのネック部Ｎに及ぼすことができるということである。このことは、換言すると、空気の圧力を従来よりも低くした（空気充満室の圧力を下げる）場合でも、従来と同様の空気による力をボトルＢに加えることができることを意味する。これは、圧縮空気を発生させる際に消費されるエネルギを低減できることにつながる。

また、図４は、搬送されているボトルＢに加わる空気の力を模式的に示した図である。ここで、図４（Ａ），（Ｂ）が本実施形態に係るボトル搬送装置１であり、図４（Ｃ），（Ｄ）が従来のボトル搬送装置１０１である。また、図４（Ａ）、（Ｃ）は複数のボトルＢが連なって搬送されている状態を示し、図４（Ｂ），（Ｄ）は単一のボトルＢが搬送されている状態を示している。

図４（Ａ）に示すように、本実施形態に係るボトル搬送装置１では、ボトルＢのネック部Ｎのすぐ近傍（側方）に空気噴射口７が設けられている。このため、全てのボトルＢに対して各空気噴射口７からの空気が直接当たり、効率良く搬送のための力をボトルＢに加えることができる。換言すると、各ボトルＢは、前後のボトルＢの影響を受けることなく、近傍に位置する空気噴射口７からの空気を受けて搬送される。このため、各空気噴射口７からは、近接している１本のボトルＢを搬送するのに必要な力を加えるための空気を噴射すればよいこととなる。特に、本実施形態の場合、空気噴射口７のピッチが、搬送されるボトルＢ間のピッチよりも細かく設けられている。図４の例では、３つ〜４つの空気噴射口７で1本のボトルＢを搬送するための空気を噴射すればよい。

また、図４（Ｂ）においても、ボトルＢの近傍（側方）の空気噴射口７からの空気によってボトルＢが搬送され、それ以外の空気噴射口７からの空気の影響は小さい。このため、図４（Ｂ）に示す場合に対して、図４（Ａ）に示す場合のボトルＢの搬送速度の減少を緩和することができる。これは、空気噴射口７から噴射された空気における、ボトルＢの搬送のための力の多くを、ボトルＢのネック部Ｎの押圧に費やすため、連なって搬送される各ボトルＢに加わる空気の力をより均一にすることができるからである。

このように、本実施形態によれば、従来問題となっていた、複数のボトルＢが相互に近接して搬送される場合のボトルＢの搬送速度の減少を緩和することができる。また、比較的大きな搬送力が加えられる最後尾のボトルＢにおいて、仮に搬送レール２１に対してボトルＢが引っ掛かった場合でも、この引っ掛かったボトルＢが再び動き出した際に、先行するボトルＢに小さな速度差で衝突させることができ、ボトルＢを損傷させ難くすることができる。

これに対して、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示す従来のボトル搬送装置１０１では、上記のような効果は得られない。その理由は以下のとおりである。図４（Ｃ）に示すように、例えば４本のボトルＢが連なって搬送されている場合、最後尾のボトルＢに対しては、真後ろから空気の力が加わる。しかしながら、最後尾のボトルＢよりも前のボトルＢには、真後ろからの空気の力は加わりにくい。これは、各ボトルＢから見て後方のボトルＢによって空気の流れが妨げられてしまい、最後尾のボトルＢ以外には効率的に空気が当たらないからである。このため、空気噴射口１０７からの空気の噴射量が少ないと、連続しているボトルＢを搬送することができない場合がある。このため、従来のボトル搬送装置１０１においては、１本のボトルＢを搬送するのに必要な空気量よりも多量の空気を噴射しなければならない。その点を模式的に示すために、図４（Ｃ）、（Ｄ）においては、空気噴射口７からの空気を長い矢印で示している。このようなことから、最後尾のボトルＢに対しては、非常に大きな空気の力が加わることとなる。

一方、ボトルＢの引っ掛かりによって、図４（Ｄ）に示すように、単一のボトルＢが搬送される場合にあっては、一本のボトルＢにとっては必要以上に大きな力となってしまう。このような状態でボトルＢの引っ掛かりが外れると、ボトルＢは大きな空気の力で搬送され、その際の搬送速度は複数のボトルＢが搬送される時よりも大きなものとなる。このため、先行するボトルＢに対して後続のボトルＢが大きな速度差で衝突してしまう。これにより、衝突したボトルＢには変形や白濁などの損傷が発生してしまう。

また、図５は、鉛直方向の各位置における空気によるボトルの搬送力を示す搬送力分布の模式図である。この模式図では、本実施形態に係るボトル搬送装置１によって生じる搬送力分布を曲線Ｌ１で表し、従来のボトル搬送装置１０１によって生じる搬送力分布を曲線Ｌ２で表している。これらの曲線Ｌ１、Ｌ２から明らかなように、空気移送路１１内の搬送力は、Ｌ１の方が高くなっている。これは、空気移送路１１の幅を狭めたためである。このため、空気噴射口７がボトルＢのネック部Ｎの近傍に位置し、ボトルＢのネック部Ｎに空気によるボトルの搬送力が十分に伝わり、複数のボトルＢが相互に近接して搬送される場合のボトルＢの搬送速度の減少を緩和することができる。同様の原理から、天面部５ｃをより低い位置に設けて、空気噴射口７ｃをネック部Ｎに近接させることで、更にボトルＢの搬送速度の減少を緩和することもできる。

また、本発明は、上記ボトル搬送装置１を用いてボトルを搬送する方法を提供するものである。すなわち、ボトルＢのネック部Ｎの近傍に設けられた空気噴射口７から、ボトルＢの搬送方向Ｄに向けて空気を噴射することにより、ネック部Ｎに空気が効率良く当たり、この空気の搬送力によってボトルＢが搬送レール２１に沿って搬送される。その際、ネック部Ｎに当たった後の空気の圧力は低下するが、各搬送レール２１の相互間の隙間を通して下方に流れ、一部はボトルＢの下方部分に当たり、ボトル１１に対して搬送力を付与する。

以上説明したように、本発明では、従来の装置と比較して、連なって搬送される各ボトルに加わる空気の搬送力をより均一にすることができ、ボトルの搬送速度の減少を緩和することができる。また、従来のボトル搬送装置で問題となっていたボトル同士の衝突による損傷を起こり難くすることができる。また、圧縮空気を生成する際のエネルギを削減することもできる。

本発明は、飲料などを充填する前のボトルを搬送するボトル搬送装置およびボトル搬送方法に利用することができる。

本発明の一実施形態に係るボトル搬送装置であり、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図を示し、図１（Ｂ）は正面図を示す。 図１に開示したボトル搬送装置において、各空気噴射口と口部との距離を説明するための説明図である。 本発明の作用を説明するための空気移送路内の動圧分布を示す図であり、図３（Ａ）は本発明のボトル搬送装置を示し、図３（Ｂ）は従来のボトル搬送装置を示す。 本発明の作用を説明するための空気の力を示す図であり、図４（Ａ）は本発明のボトル搬送装置で複数のボトルを搬送している場合を示し、図４（Ｂ）は本発明のボトル搬送装置で単一のボトルを搬送している場合を示し、図４（Ｃ）は従来のボトル搬送装置で複数のボトルを搬送している場合を示し、図４（Ｄ）は従来のボトル搬送装置で単一のボトルを搬送している場合を示す。 鉛直方向の各位置での空気によるボトル搬送力を示す搬送力分布の模式図である。 従来のボトル搬送装置であり、図６（Ａ）は図６（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図を示し、図６（Ｂ）は正面図を示す。

符号の説明

１ ボトル搬送装置
３ 空気充満室
５ ハウジング
５ａ 底壁部
５ｂ 側壁部
５ｃ 天面部
７ 空気噴射口
１１ 空気移送路
２１ 搬送レール
Ｂ ボトル
Ｇ フランジ部
Ｎ ネック部

Claims (6)

1. ボトルの両側から相互に近接して、前記ボトルのネック部に形成されたフランジ部を担持する一対の搬送レールと、
   前記搬送レールに沿って連設され、前記ボトルの搬送方向に向けて空気を噴射する少なくとも一列の空気噴射口とを備え、
   前記空気噴射口は前記ボトルのネック部の近傍に配置されていることを特徴とする、ボトル搬送装置。
2. 前記空気噴射口は前記ネック部の口部の両側方に配置され、前記搬送方向に直交する方向における前記空気噴射口と前記口部の外周部との距離が０ｍｍを超えて１５mm以下であることを特徴とする請求項１に記載のボトル搬送装置。
3. 空気噴射口は前記ネック部の口部の上方に配置され、前記空気噴射口と前記口部の上端部との距離が０ｍｍを超えて１５mm以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボトル搬送装置。
4. 前記搬送方向に沿った前記空気噴射口のピッチは、前記ボトルが連なって搬送されるときのボトル間ピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のボトル搬送装置。
5. ボトルの両側から相互に近接する一対の搬送レールに、前記ボトルのネック部に形成されたフランジ部を担持し、
   前記各搬送レールに沿って連設されると共に前記ボトルのネック部の近傍に配置された空気噴射口から、前記ボトルの搬送方向に向けて空気を噴射することを特徴とする、ボトル搬送方法。
6. 前記ボトルのネック部に前記空気を当てることで前記空気の圧力を低下させ、
   しかる後に、前記ネック部の下方に前記空気を送ることを特徴とする、請求項５に記載のボトル搬送方法。

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