JP2009543745A

JP2009543745A - ボトル等の容器処理装置

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Publication number: JP2009543745A
Application number: JP2009519855A
Authority: JP
Inventors: ティル・フォルカー; シュトルテ・トーマス
Original assignee: カーハーエス・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-12-10
Also published as: EP2046675A1; US20090183798A1; DE102006033512A1; WO2008009410A1; US8151544B2; BRPI0712289A2; CN101489909B; CN101489909A; MX2009000733A; DE102006033512B4; RU2394750C1

Abstract

【課題】異常発生時に生じる負荷による容器処理装置の損傷を著しく低減することが可能な容器処理装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも１つの搬送要素と、容器の流入部と流出部の間の前記搬送要素の軌道上で容器を処理するよう該搬送要素に形成された少なくとも１つの処理ステーションと、前記搬送要素及び／又は該搬送要素と共に回転しない当該容器処理装置のフレーム部に設けられた複数の機能部材とを備えて成るボトルなどの容器用の容器処理装置において、前記機能部材のうち容器又は該容器の一部によって負荷がかかる少なくとも１つの機能部材９を、異常が発生して所定以上の負荷がかかる際に、前記搬送要素又は前記フレーム部から少なくとも部分的に分離させるよう構成した。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に基づく容器処理装置に関するものである。

例えば充填装置、洗浄装置、密封装置、ラベリング装置などの容器処理装置について様々な実施形態が知られている。この容器処理装置は、特に、軸中心線回りに回転駆動されるロータの周囲において機能部材を備えた複数の処理ステーションが配置された回転機械として各処理に対応するものとなっている。なお、機能部材は、処理される容器に作用するものであり、例えば容器を収容保持する部材である。また、特に容器を案内する機能部材として、ロータの外部及び当該容器処理装置のフレーム部に設けられつつ該ロータと共に回転しない部材がある。

ところで、特に高い負荷（処理する容器又はボトルの単位時間当たりの数量）がかかる場合において必要な動作安全性を確保するため、容器処理装置全体を安定的なものにする必要がある。これは、容器と共に動作する機能部材及び容器処理装置における他の部分についても同様である。

しかし、例えば容器が回転するロータと機能部材の間又はロータとその外部にあるガイド部材の間に挟まれてしまうような異常が発生することによって、容器処理装置の故障を招く場合がある。

また、ガラス製の容器の場合には、このようなガラス製容器が比較的簡単に破壊される（もろい）ため、上記のような問題は小さな範囲のみでしか起こらない。そして、通常、破片は小さく、このような破片は問題なく落下する。

一方、金属製又は合成樹脂製の幅広の容器（例えばポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」という。）製）の場合には、該容器はガラス製の容器と違って砕けるわけではなく単に変形するだけであるため、上記のような異常発生時には大きな問題となってしまう。そして、このように変形された容器は、その外寸が大きいことから、容器処理装置の開口部又は隙間から落下しづらく、例えばロータ近傍の処理ステーションの容器保持部材と外部のガイド部材の間に挟まれて容器処理装置の大きな損傷を招いてしまう場合がある。

本発明の目的とするところは、上記問題を解消することが可能な容器処理装置を提供することにある。

上記目的は、請求項１に係る容器処理装置によって達成される。

すなわち、本発明による容器処理装置は、機能部材のうち容器又は該容器の一部によって負荷がかかる少なくとも１つの機能部材を、異常が発生して所定以上の負荷がかかる際に、搬送要素又はフレーム部から少なくとも部分的に分離させるよう構成したことを特徴としている。なお、この機能部材は、通常の動作時には、必要な強度をもって搬送要素又はフレーム部で支持されている。

ここで、上記のような分離可能な機能部材を、通常動作中には、容器に対して、該容器を例えば保持、支持又は案内するように作用させるのが好ましい。

また、本発明の一実施形態は、機能部材の分離は少なくとも１つの予定破壊箇所によってなされ、この予定破壊箇所は、分離可能な機能部材又はその一部自体に薄肉部又は接続要素を設けることによってなされている。ここで、この接続要素は、分離可能な機能部材又はその一部を搬送要素又は容器処理装置のフレーム部と接続するものである。

本発明によれば、異常発生時に生じる負荷による容器処理装置の損傷を著しく低減することが可能である。

また、上記のように、異常発生時における分離可能な接続部を少なくとも１つの予定破壊箇所を用いて実現すれば、高い動作安全性が確保されるとともに、通常動作時における分離可能な機能部材の正確な位置決めを達成することが可能である。

さらに、異常発生時に損傷する部品点数を低減させることで、コスト削減を図ることが可能であるとともに、損傷した部品を迅速に交換することも可能である。そして、各予定破壊箇所を機能部材自体で形成すれば、材料及び重量の削減につながる。

容器処理装置の概略を示す平面図である。処理ステーションの概略図である。容器保持部材を示す斜視図である。容器ガイド部材の概略を示す断面図である。容器ガイド部材の他の実施形態の概略を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図示する本実施の形態において充填装置として機能する符号１で表された容器処理装置は、ボトル状の容器２へ液体製品を充填するものである。容器２は、その開口部２．１近傍に径方向外方へ延出されたフランジ部２．２を備えているとともに、垂直に保持される。すなわち、容器２は、その軸中心線を垂直に保ちつつ第１の搬送装置３を介して、流入側スターピース４で形成された容器流入部へ供給される。

そして、容器２は、流入側スターピース４から処理ステーション５へ移送される。ここで、この処理ステーション５が複数設けられており、これら処理ステーション５は、軸中心ＭＡ回りに矢印Ａ方向へ回転駆動されるロータ６の周囲に設けられている。

処理された容器２、すなわち充填された容器２は、容器流出部を形成する流出側スターピース７において処理ステーション５から取り出され、第２の搬送装置８により搬出される。なお、図示の実施形態において、容器２は、例えばＰＥＴなどの合成樹脂で形成されている。

しかして、各処理ステーション５は容器保持部材９を備えており、この容器保持部材９は、流入側から流出側へのロータ６の軌道において、容器２をその処理中に懸架保持するものである。すなわち、充填装置としての容器処理装置１の本実施形態において、開口部２．１を備えた容器２は、処理ステーション５の他の機能要素、すなわち充填要素１０の下方で懸架保持されている。

また、容器保持部材９は、ロータ６の軸中心ＭＡに関して径方向内側に位置する第１の部分９．１においてロータ６に固着されている。さらに、容器保持部材９は軸中心ＭＡに関して径方向外方に第２の部分９．２を備えており、該第２の部分９．２には、軸中心ＭＡに関して径方向外方へ開口した保持開口部１１が形成されている。そして、この保持開口部１１において、容器２のフランジ部２．２を容器保持部材９における第２の部分９．２の上方に当接させるように容器２が保持されるようになっている。なお、容器保持部材９は、その第１の部分９．１及び第２の部分９．２を適当な材料から一体的に形成したものとなっている（例えば金属又は合成樹脂から成る成形品）。

図示の実施形態において、容器保持部材９の第１の部分９．１にはその中心部に木片状の固定部材９．１．１が設けられており、この固定部材９．１．１は、容器保持部材９をロータ６に例えば螺着又は嵌着して固定するものである。容器保持部材９の第１の部分９．１は更に２つの壁面部９．１．２を備えており、前記固定部材９．１．１を、これら壁面部９．１．２の互いに対向する面、保持開口部１１の反対側に位置する背面及び当該固定部材９．１．１に接続した前記第２の部分９．２の一部によって包囲している。

これら壁面部９．１．２は、容器保持部材９の背面において、ウェブ状部材９．１．３を介して固定部材９．１．１へ接続されている。そのため、前記第１の部分９．１の上側及び下側にそれぞれ２つの溝部１２が形成されることになる。なお、この溝部１２は、壁面部９．１．２に沿って、該壁面部９．１．２と固定部材９．１．１の間に形成されている。また、ウェブ状部材９．１．３は、その長手方向に沿って保持開口部１１の中心線と平行、すなわち容器保持部材９が取り付けられた状態において、ロータ６の軸中心線（ＭＡ）と平行に延設されている。

そして、固定部材９．１．１における保持開口部１１と対向する側の中央部に設けられたウェブ９．３には、前記第２の部分９．２あるいは該第２の部分９．２を形成する２つのフォークアーム部１３が接続されている。ここで、ウェブ９．３は、その長手方向に沿って保持開口部１１の中心線と平行、すなわち、容器保持部材９が取り付けられた状態において、ロータ６の軸中心線（ＭＡ）と平行であるとともに、図示の実施形態においては容器保持部材９の全長にわたって延設されている。また、フォークアーム部１３は、その自由端、すなわち前記第１の部分９．１から遠い側の端部の間において保持開口部１１を形成しており、スリット状の溝部１４によって互いに分割されている。

なお、スリット状の溝部１４は、保持開口部１１とウェブ９．３の間に形成されているとともに、容器保持部材９が取り付けられた状態でロータ６の軸中心線（ＭＡ）に対して径方向に延びる平面内に形成されている。

図３に示すように、両フォークアーム部１３は、その下側は平坦あるいはほぼ平坦であるとともに、その上側はそれぞれ階段状に形成されている。すなわち、両フォークアーム部１３の上側には、保持開口部１１を形成する第１の部分１３．１と、該第１の部分１３．１に接続する該第１の部分１３．１より厚みの大きな第２の部分１３．２と、該第２の部分１３．２に接続する該第２の部分１３．２と同じかほぼ同じ厚さの第３の部分１３．３とで形成されている。なお、この第３の部分１３．３は、容器保持部材９の第１の部分９．１に接続している。

また、フォークアーム部１３の第３の部分１３．３は、それぞれウェブ９．３を介して前記固定部材９．１．１に接続している。そして、フォークアーム部１３の第１の部分１３．１と第２の部分１３．２の間の上記のような階段状の接続部により、保持開口部１１における前記第１の部分１３．１の上側の周囲で容器２のフランジ部２．２に当接する当接面１５が形成される。

ところで、ウェブ９．３は、溝部１２が固定部９．１．１と容器保持部材９の第２の部分９．２あるいはフォークアーム部１３における第３の部分１３．３の間でウェブ９．３まで延設されている。ここで、ウェブ９．３の幅は、該ウェブ９．３が容器保持部材９の第１の部分９．１と第２の部分９．２の間又は第１の部分９．１とフォークアーム部１３の間で予定破壊箇所を形成するように設定されている。

そして、ウェブ９．３は、容器保持部材９の製造に使用される材料の特性を考慮して、容器保持部材９が通常動作時に必要な強度を備えるように、また、過大な負荷が容器保持部材９あるいはそのフォークアーム部１３、特にロータ６の周方向へかかるような異常が生じたときに破壊して、少なくともフォークアーム部１３を前記第１の部分９．１から分離するように形成されている。

さらに、ウェブ９．３により形成される予定破壊箇所の効果を高めるために、溝部１２，１４は、それぞれ、非常に良好なノッチ効果を得られるようウェブ９．３近傍において切欠き状に形成されている。

なお、上記のような容器保持部材９に対する過大な負荷である異常は、例えば、容器流入部又は容器流出部における容器２が挟まることによるもの、及び容器流入部と容器流出部の間におけるロータ６の回転軌道上での容器保持部材９と容器ガイド部材１６の間での容器２が挟まることによるものである。ここで、ロータ６と連動して回転しないよう形成されている容器ガイド部材１６は基本的にガイド要素１７で構成されており、このガイド要素１７は、複数の支持部材１８を介して容器処理装置１における不図示のフレーム部に結着されている。

また、特に図４に示すように、ガイド要素１７は二部材から成っており、その１つは支持部材１８に設けられたリング状の第１の部分（下側部分）１７．１であり、もう１つは平坦なリング状に形成された第２の部分（上側部分）１７．２である。ここで、この第２の部分１７．２はロータ６の軸中心線（ＭＡ）に対して垂直に設けられているとともに、この第２の部分１７．２の容器側外面には、フランジ部２．２の下部において容器２の外面に接して該容器２をガイドする第１のガイド面１９が形成されている。さらに、ガイド要素１７の第２の部分１７．２の上面には、容器２のフランジ部２．２の下面を支持する第２のガイド面２０が形成されている。

しかして、ガイド要素１７の第２の部分１７．２は、シヤーピン２１を介してその下の第１の部分１７．１と接続されている。このシヤーピン２１は予定破壊箇所を形成するようになっており、例えば何らかの異常によって通常生じる負荷を超える負荷が第２の部分１７．２に生じた場合には、このシヤーピン２１が破壊及び／又はせん断されて、第１の部分１７．１と第２の部分１７．２が分離される。

なお、このような異常は、上述のように容器流入部又は容器流出部における容器２の容器ガイド部材１６と他の機能部材（例えば容器処理装置１の容器保持部材）の間で挟まることによるものであるか、又は容器流入部と容器流出部の間におけるロータ６の回転軌道上での容器保持部材９と容器ガイド部材１６の間で容器２が挟まることによるものである。

また、ガイド要素１７の第２の部分１７．２をセクション化、すなわちロータ６の回転方向Ａに沿って互いに並んだ複数の円弧の一部を形成するセグメント部材で形成するのが好ましい。なお、これらセグメント部材は、シヤーピン２１を介してガイド要素１７における第１の部分１７．１において支持されている。

以上、本発明を一実施形態に基づき説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の他の実施形態が考えられる。

特に、容器保持部材９又は容器ガイド部材１６における予定破壊箇所を上述のものとは異なった形態とすること、及び／又はこのような予定破壊箇所を、例えば充填工程中に容器２内へ挿入される充填用チューブや、充填工程中に容器をシールする充填要素１０におけるシール部材などにも設けることが考えられる。

しかし、いずれにしても、予定破壊箇所は、通常の動作において生じる力及び／又はモーメントは伝達することができる一方、異常が生じた際の所定以上の負荷によってはじめて当該予定破壊箇所が分離されるようにする必要がある。

さらに、本発明においては、予定破壊箇所をガイド要素１７を備えた容器処理装置１に設けることもできる。このようにすることで、合成樹脂性の容器が流入部又は流出部に挟まれてしまうような事態を大幅に減少させることが可能である。

同様に、本発明においては、機能部材あるいは該機能部材を収容する部材は、当該機能部材が固定要素によってその所定位置に固定されるように形成されている。このとき、機能部材は、固定要素の作用によって、通常動作時に生じる負荷を確実に、変位することなく受容することが可能である。ただし、異常時には、大きな損傷を防ぐために変位するようになっている。このような異常事態を回避することについては、変位した機能部材を再びその所定位置へ復帰させ、固定することも可能である。

また、固定要素については、図５に概略を示すように、ばねで付勢された要素となっており、これ自体は公知のものである。さらに、このような固定要素を少なくとも部分的に弾性変形可能なものとすることも可能である。このような固定要素を使用することで、機能部材を容器に交換することが可能であるとともに、異常発生後に工具を使用する必要がないという利点が得られる。

１容器処理装置
２容器
２．１容器開口部
２．２容器フランジ部
３第１の搬送装置
４流入側スターピース
５処理ステーション
６ロータ
７流出側スターピース
８第２の搬送装置
９容器保持部材
９．１容器保持部材における第１の部分
９．１．１固定部材
９．１．２壁面部
９．１．３ウェブ状部材
９．２容器保持部材における第２の部分
９．３ウェブ
１０充填要素
１１保持開口部
１２溝部
１３フォークアーム部
１３．１フォークアーム部における第１の部分
１３．２フォークアーム部における第２の部分
１３．３フォークアーム部における第３の部分
１４溝部
１５当接面
１６容器ガイド部材
１７ガイド要素
１７．１ガイド要素における第１の部分
１７．２ガイド要素における第２の部分
１８支持部材
１９第１のガイド面
２０第２のガイド面
２１シヤーピン
Ａロータの回転方向
ＭＡロータの軸中心（線）

Claims

少なくとも１つの搬送要素（６）と、
容器の流入部（４）と流出部（７）の間の前記搬送要素（６）の軌道上で容器（２）を処理するよう該搬送要素（６）に形成された少なくとも１つの処理ステーションと、
前記搬送要素（６）及び／又は該搬送要素と共に回転しない当該容器処理装置のフレーム部に設けられた複数の機能部材と
を備えて成るボトルなどの容器用の容器処理装置において、
前記機能部材のうち容器（２）又は該容器の一部によって負荷がかかる少なくとも１つの機能部材（９，１６）を、異常が発生して所定以上の負荷がかかる際に、前記搬送要素（６）又は前記フレーム部から少なくとも部分的に分離させるよう構成したことを特徴とする容器処理装置。
少なくとも１つの搬送要素（６）と、
容器の流入部（４）と流出部（７）の間の前記搬送要素（６）の軌道上で容器（２）を処理するよう該搬送要素（６）に形成された少なくとも１つの処理ステーションと、
前記搬送要素（６）及び／又は該搬送要素と共に回転しない当該容器処理装置のフレーム部に設けられた複数の機能部材と
を備えて成るボトルなどの容器用の容器処理装置において、
異常が発生した際に、前記機能部材のうち容器（２）又は該容器の一部によって負荷がかかる少なくとも１つの機能部材を、少なくとも１つの固定部材によってその所定の位置へ固定したことを特徴とする容器処理装置。
前記機能要素のうち少なくとも１つ及び／又はその収容部材を、異常発生時に互いに相対的に摺動可能又は互いに分離するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の容器処理装置。
前記摺動可能又は分離可能な機能部材（９，１６）を、当該容器処理装置の通常動作時にも前記容器（２）と協働するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記少なくとも１つの摺動可能若しくは分離可能な機能部材（９，１６）又は異常発生時に容器（２）と協働する該機能部材（９，１６）における少なくとも１つの部分（９．２，１７．２）を、少なくとも１つの予定破壊箇所（９．３，２１）又は前記搬送要素（６）若しくは前記フレーム部における少なくとも１つの固定部材によって支持したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記摺動可能又は分離可能な機能部材を容器保持部材（９）としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記容器保持部材（９）を、容器（２）それぞれに設けられたフランジ部（２．２）において該容器を懸架支持するよう形成したことを特徴とする請求項６記載の容器処理装置。
前記容器保持部材（９）を、前記搬送要素（６）に結着された第１の部分（９．１）と、容器（２）用の少なくとも１つの保持開口部（１１）を形成する第２の部分（９．２）とで構成し、これら第１の部分（９．１）と第２の部分（９．２）の間に予定破壊箇所（９．３）又は固定部材を設けたことを特徴とする請求項６又は７記載の容器処理装置。
前記保持開口部（１１）を形成する２つのフォーク状の部材又はフォークアーム部（１３）を前記第２の部分（９．２）に設けるとともに、該フォークアーム部を少なくとも１つの前記予定破壊箇所（９．３）又は少なくとも１つの前記固定部材を介して前記第１の部分（９．１）に接続したことを特徴とする請求項８記載の容器処理装置。
前記各フォークアームを、前記予定破壊箇所（９．３）又は前記固定部材（９．１）を介して前記第１の部分に接続したことを特徴とする請求項９記載の容器処理装置。
少なくとも１つの前記予定破壊箇所（９．３）をウェブ状の部材として形成するとともに、該部材を、その長手方向延長部が垂直又はほぼ垂直になるよう形成したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の容器処理装置。
少なくとも１つの前記予定破壊箇所（９．３）を、少なくとも１つの溝部（１２，１４）で形成したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の容器処理装置。
少なくとも１つの前記溝部（１２，１４）を、前記予定破壊箇所（９．３）の近傍においてくさび状に形成したことを特徴とする請求項１２記載の容器処理装置。
それぞれ少なくとも１つの分離可能な前記機能部材（９）を備えた複数の処理ステーション（５）を前記搬送要素（６）に設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の容器処理装置。
少なくとも１つの前記予定破壊箇所を、薄肉部又は少なくとも該予定破壊箇所の両側における部材（９．１．１，１３）において該予定破壊箇所と一体に形成された分離可能な前記機能部材のウェブ（９．３）としたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記予定破壊箇所を、前記搬送要素（６）又は前記フレーム部に接続される前記分離可能な機能部材であって、せん断可能な少なくとも１つの要素、例えばシヤーピン（２１）で形成したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記分離可能又は摺動可能な機能部材を、前記搬送要素（６）と連動して回転しない容器ガイド部材（１６）又は該容器ガイド部材（１６）における少なくとも１つのガイド面（１９，２０）を形成する部分（１７．２）としたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の容器処理装置。
搬送方向に連結され、かつ、少なくとも１つの前記ガイド面（１９，２０）をそれぞれ有する複数の部材（１７．２）を前記容器ガイド部材（１６）に設けるとともに、これら各部材（１７．２）を、異常発生時に分離可能又は摺動可能に形成したことを特徴とする請求項１７記載の容器処理装置。
少なくとも１つの前記ガイド面（１９，２０）を形成する前記部材（１７．２）又は少なくとも１つの前期ガイド面（１９，２０）を形成する複数の構成部材を、それぞれ少なくとも１つの前記シヤーピン（２１）で支持したことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記搬送要素を、その周囲に複数の前記処理ステーション（５）を備えてその軸中心回りに回転駆動されるロータ（６）としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の容器処理装置。
前記容器ガイド部材（１６）によって前記ロータ（６）を少なくとも部分的に包囲したことを特徴とする請求項１７記載の容器処理装置。
当該容器処理装置を、充填装置として形成したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の容器処理装置。