JP2014201344A - 飲料充填ボトル - Google Patents

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弘晃 種本
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Abstract

【課題】圧縮変形可能に形成されるとともに、複雑な工程からなる飲料充填システムにおいても安定的に使用可能なボトルを提供する。
【解決手段】飲料を保持する容積部1aと、容積部1aに一端が接続され容積部1aより小さい断面積を有するとともに他端に開口部1cが設けられた筒状の給排水部1bとからなり給排水部1bの軸方向に容積部1cを圧縮変形させて運搬可能な飲料充填ボトル1であって、給排水部1bの側面には、軸に垂直に設けられボトル1の軸方向の位置基準となり得るリブが該軸方向の3箇所以上に設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、飲料を充填するためのボトルであって、特に、圧縮変形させ容積を減縮した状態で飲料充填システムに投入し、飲料充填システム内で容積を拡張した上で飲料を充填するものに関する。
飲料充填システムは、新たに製造した飲料充填ボトル(以下、単にボトルともいう。)あるいは一旦流通後に回収したボトルを洗浄して飲用水などの飲料を充填し、キャップを装着して密封するシステムである。このようなシステムにおいて使用されるボトルの中には、輸送コストを低減するために、ボトルを一旦圧縮変形させて体積を減縮させた状態で運搬し、圧縮変形した状態で飲料充填システムに投入し、システム内で拡張するようにしたものがある。
このような飲料充填ボトルは、飲料を保持する容積部と、注ぎ口が開口する筒状の給排水部からなり、容積部は上下(給排水部の軸方向)に圧縮変形可能とするために肉厚が薄く形成されているのが一般的である。そうすると、飲料充填システム内で容積部を保持してボトルを移動させたり位置決めをしたりすることは困難となる。従って、このような飲料充填システム内では、ボトルを保持し位置決めの基準とするために、給排水部の肉厚は厚く形成するとともに給排水部の軸に垂直なリブを設ける場合がある。
すなわち、飲料充填システム内では、上記のリブをガイドすることで位置決めの基準とするとともに、リブを保持部材で保持することでボトルを移動させるのである。しかしながら、飲料充填システムにおける工程が複雑になり、一の工程から他の工程に移行する際に装置から装置へとボトルを引き渡す必要がある場合には、給排水部に単一のリブが存在しても、これを複数の保持部材で保持し続けることや、位置決めの基準とし続けることが困難になる場合があった。
また、このようなボトルでは、上述のように容積部の肉厚が薄く形成されているので、流通過程や飲料充填システム内においてボトル同士または、ボトルを収納する容器とボトルとが衝突し或いは摩擦することでボトルが損傷し、飲料の漏れなどの原因になる場合があった。
特開2006−137455号公報 特開2006−001575号公報 特開2006−008133号公報 特開2006−051718号公報
本発明は、上記の現状に鑑みて案出されたものであり、その目的は、圧縮変形可能に形成されるとともに、複雑な工程からなる飲料充填システムにおいても安定的に使用可能な飲料充填ボトルを提供することである。また、飲料充填システム内や流通過程において耐久性に優れ安定して使用可能な飲料充填ボトルを提供することである。
上記課題を解決するための本発明は、飲料を保持する容積部と、該容積部に一端が接続され該容積部より小さい断面積を有するとともに他端に開口部が設けられた筒状の給排水部とからなり該給排水部の軸方向に前記容積部を圧縮変形させて運搬可能な飲料充填ボトルであって、
前記給排水部の側面には、前記軸に垂直に設けられ、該ボトルの該軸方向の位置基準となり得るリブが該軸方向の3箇所以上に設けられたことを特徴とする。
上述のように、給排水部の軸方向に圧縮変形可能な飲料充填ボトルを、飲料充填システム内で移動させ或いは位置決めするには、安定性の観点から、圧縮変形させない給排水部を比較的肉厚に形成しておき、筒状の給排水部の側面にリブを設けて軸方向の位置基準にするとともに、移動させる際には、保持部材を前記リブに当接させて飲料充填ボトルを保持部材にぶら下げるような形で保持することが行われている。
しかしながら、飲料充填システムの工程が複雑化・大型化した場合には、システムの途中で装置から装置へボトルを引き渡す場合が数多く生じる。その際には、リブが一箇所しかない場合には、リブに当接した状態でボトルを保持している保持部材から、次の工程を実施する装置の保持部材に引き渡す際の引き渡し方法及び保持部材構造が複雑になる虞がある。また、飲料充填システムにおいては、ボトルの内部を洗浄する必要があるが、その際にはボトルを上下反転させて保持する必要がある。この場合、リブが一つしかない場合には、保持部材がリブを上下から挟み込む構成にする必要があるなど、装置が複雑化してしまう虞がある。
それに対し、本発明ではリブを給排水部の軸方向の3箇所以上に設けることにしたので、飲料充填システム内でボトルを装置から装置へ引き渡す場合にも、引き渡す側と引き渡される側の装置の保持部材が異なるリブに当接して飲料充填ボトルを保持することが可能になる。これにより、引き渡す側と引き渡される側の装置の保持部材が重複してボトルを保持することを可能にし、飲料充填システムにおけるボトルの移動をより安定化することができる。また、保持部材でリブとリブの間の空間を保持することにより、飲料充填ボトルの上下を反転させた場合にも、保持部材の上下のいずれかのリブにボトルの自重で保持部材を当接させることができ、安定してボトルを保持することが可能となる。
また、本発明においては、各々の前記リブは前記給排水部の側面の全周に亘り設けられているようにしてもよい。そうすれば、飲料充填システム内におけるボトルの姿勢(給排水部の軸回りの角度位置)によらず、保持部材を確実にリブに当接させることができる。その結果、リブを利用してボトルを安定して保持することが可能である。
また、本発明においては、前記容積部は前記軸に平行方向から見て、一部に直線部分を含む外形を有するようにしてもよい。
ここで、上述のように、圧縮変形可能に形成されたボトルの容積部は肉厚が薄く形成される場合が多い。そうすると、流通過程や飲料充填システム内でボトル同士または、ボトルを収納する容器とボトルとが衝突し或いは摩擦することで、ボトルが損傷する場合があった。また、この場合、衝突或いは摩擦する場所が曲面で小さな面積に負荷が集中すると損傷が生じ易くなる。
それに対し、本発明においては、給排水部の軸に平行方向から見て、容積部の外形に直線部分が含まれているようにしたので、ボトル同士またはボトルを収納する容器(例えば、段ボール箱)とボトルとを面接触させることが可能になる。これにより、ボトル同士またはボトルを収納する容器とボトルとが線接触または点接触することを抑制し、容積部における面積が小さい部分に負荷が集中することを抑制できる。結果として、容積部の損傷
を抑制することが可能となる。
また、その際、前記容積部は前記軸に平行方向から見て、多角形の外形を有するようにしてもよい。そうすれば、より確実に、容積部の外形の平面部分に負荷が生じるようにすることができる。結果として、小さい面積の部分に負荷が集中することを抑制できる。
また、前記容積部は前記軸に平行方向から見て、六角形の外形を有するようにしてもよい。これにより、容積部を所謂ハニカム形状とすることができ、容積部の圧縮方向以外の方向に対する強度を向上させることが可能となる。また、飲料充填ボトルを集合させた場合にボトルを蜂の巣状に並べることが可能となり、集合体全体の強度を向上させることが可能となる。
なお、上記の手段は、可能な限り互いに組み合わせて使用することができる。
本発明によれば、圧縮変形させ容積を減縮した状態でボトルを飲料充填システムに投入し、飲料充填システム内でボトルの容積を拡張した上で飲料を充填する飲料充填システムであって、複雑な工程を有するものにおいても、飲料充填ボトルを安定的に使用することができる。また、飲料充填システム内や流通過程におけるボトルの耐久性を向上させることができる。
本発明の実施例1におけるボトルの概略構成を示す図である。 本発明の前提となる飲料充填システム全体の概略構成を示す図である。 本発明の前提となる搬入ブロック及び拡張ブロックの概略構成を示す図である。 本発明の前提となる拡張ブロックのうち、リブ押圧コンベヤ付近の図である。 本発明の前提となる洗浄ブロックにおけるノズルの概略構成を示す図である。 本発明の前提となる洗浄ブロックにおける実際の洗浄工程を示す図である。 本発明の前提となる充填ブロックの概略構成を示す図である。 本発明の前提となる打栓ブロックの概略構成を示す図である。 本発明の前提となる搬出ブロックの概略構成を示す図である。 本発明の本実施例2におけるボトルの概略構成を示す図である。 容積部が円形の外形を有するボトルと、容積部の外形の一部に直線部を有するボトルとが容器に収納された場合について説明するための図である。 本発明の本実施例3におけるボトルの概略構成を示す図である。 本発明の本実施例3におけるボトルを並べた場合の概略構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔実施例1〕
図1には、本実施例に係る飲用水充填システム100によって飲用水を充填するボトル1を示す。図1(a)は平面図、図1(b)は側面図、図1(c)は底面図を示す。なお、本明細書のボトル1に関し、図1(a)における紙面手前側が上側、紙面奥側を下側と表現する。また、図1(a)及び図1(c)は、少なくとも中心線に対して対象な図となるので、主に中心線の片側についてのみ描かれている。
図1(a)及び図1(c)に示すように、ボトル1は、上下方向から見て円形の断面を有する。また。図1(b)に示すように、ボトル1は、中空円柱状で飲用水を受容する容積部1aと、容積部1aの上面に設けられ容積部1aより小径の円筒形状を有し、容積部1aに連結されることで外部との間で飲用水を授受するための給排水部1bとからなる。給排水部1bの上端には飲用水授受のための開口部1cが設けられている。
容積部1aの上面における給排水部1bの周囲の領域である肩部1dには、ボトル1全体としての強度を確保するために放射状に形成された縦リブ2が16箇所設けられている。また、容積部1aの側面にはボトル1自体を上下方向に変形させるための蛇腹形状の蛇腹部3が設けられている。この蛇腹部3が設けられているので、ボトル1を成形後に上下方向から押圧しまたは引張ることで、蛇腹部3を選択的に変形させることができ、ボトル1を上下方向に容易に圧縮または復元させることが可能となっている。
なお、給排水部1bの側面には、基準リブとしての上側リブ5、中間リブ6、下側リブ7の3つのリブが設けられている。図1(a)には、上側リブ5のみが現れているが、上側リブ5は上から見ると円形の外形に90度毎に4箇所のDカットを施した形状となっている。また、上側リブ5、中間リブ6及び下側リブ7は同じ形状を有している。さらに、上側リブ5、中間リブ6及び下側リブ7は、図1(b)に示すように、上下方向には等間隔で設けられている。以下、上側リブ5と中間リブ6と、その間の給排水部1bの側面とで形成される部分を上側リブ空間10と呼ぶ。また、中間リブ6と下側リブ7と、その間の給排水部1bの側面とで形成される領域を下側リブ空間11と呼ぶ。
次に、図2を用いて、本実施例の飲用水充填システム100の概略構成及び作用について説明する。図2(a)はシステム全体の平面図、図2(b)は正面図、図2(c)は左側面図を示す。飲用水充填システム100においては、ボトル成型工場で成形された後に、上下方向に圧縮された状態のボトル1を搬入口101から投入すると、搬入用コンベヤ102によってハウジング105内に自動的に導入される。ここで、搬入口101及び搬入用コンベヤ102を含めて搬入ブロック103と呼ぶ。また、その過程においてボトル1は本来のサイズまで拡張される。その後、ハウジング105内において、ボトル1の内部が洗浄され、飲用水が充填され、キャップが打栓される。そして、それらの工程が終了した後に、ボトル1は搬出用コンベヤ212によって搬出口211まで運搬される。ここでは、搬出用コンベヤ212と搬出口211を含めて搬出ブロック220と呼ぶ。
飲用水充填システム100には、搬入ブロック103及び搬出ブロック220の他に、機能別に考えると四つのブロックが形成されている。第一のブロックは、ボトル1内に空気を所定の圧力で流入させることで圧縮されたボトル1を使用状態にまで拡張する拡張ブロック110である。第二のブロックは、拡張ブロック110において拡張されたボトル1の内部を洗浄する洗浄ブロック140である。第三のブロックは、洗浄ブロック140において内部を洗浄され、且つ水切りがされたボトル1に飲用水を充填する充填ブロック170である。第四のブロックは、充填ブロック170において飲用水が充填された後のボトル1にキャップを打栓して密封する打栓ブロック200である。
本実施例においては、拡張ブロック110は、搬入用コンベヤ102の延長上でボトル1が直線移動している間に空気がボトル1に流入され拡張するように構成されている。また、洗浄ブロック140は、ボトル1が洗浄ホイール141の外周部に保持されて洗浄ホイール141の円周上を周回移動している間にボトル1の内部が洗浄されるように構成されている。また、充填ブロック170は、ボトル1が充填ホイール172の外周部に保持されて充填ホイール172の円周上を周回移動している間にボトル1に飲用水が充填されるように構成されている。さらに、打栓ブロック200は、ボトル1が打栓ホイール201の外周部に保持されて打栓ホイール201の円周上を周回移動している間にボトル1に
キャップが装着されるように構成されている。
また、本実施例においては、拡張ブロック110から洗浄ブロック140にボトル1が移行する際には、第一方向転換ブロック125においてボトル1の進行方向が変更される。具体的には、第一方向転換ホイール127の外周に保持され、第一方向転換ホイール127の円周上をボトル1が所定の角度だけ周回移動することにより方向転換される。同様に、洗浄ブロック140から充填ブロック170にボトル1が移行する際には、第二方向転換ブロック155においてボトル1の進行方向が変更される。具体的には、第二方向転換ホイール157の外周部にボトル1が保持され、第二方向転換ホイール157の円周上を所定の角度だけ周回移動することによりボトル1が方向転換される。
すなわち、搬入口101から搬入され搬入用コンベヤ102に載置されたボトル1は、直線上を進行しながら拡張ブロック110において拡張される。次に、ボトル1は第一方向転換ブロック125に移行しハウジング105内における進行方向が変更される。第一方向転換ブロック125で進行方向が変更されたボトル1は、洗浄ブロック140に移行する。洗浄ブロック140においてボトル1が周回移動し、その間にボトル1の内部が洗浄される。
洗浄ブロック140において洗浄されたボトル1は第二方向転換ブロック155に移行し、進行方向が変更された上で、充填ブロック170に渡される。充填ブロック170においてはボトル1が周回移動し、その間に飲用水が充填される。充填ブロック170において飲用水が充填されたボトル1は打栓ブロック200に渡される。打栓ブロック200において周回移動し、その間に給排水部1bの開口部1cに打栓されたボトル1は、搬出用コンベヤ211に渡され、搬出用コンベヤ211上を直線移動し、搬出口212から搬出される。
次に、図3及び図4を用いて本実施例の搬入ブロック103及び拡張ブロック110について詳細に説明する。図3(a)は、搬入ブロック103、拡張ブロック110と、第一方向転換ブロック125の一部を示す平面図である。図3(b)は、拡張ブロック110のうち、搬入用コンベヤ102付近の正面図である。ここで搬入用コンベヤ102は、前述のように搬入ブロック103を構成するとともに、拡張ブロック110の一部を構成することになる。
また、図4(a)は、拡張ブロック110のうち、後述するリブ押圧コンベヤ116付近の平面図である。図4(b)は、拡張ブロック110のうち、後述するリブ押圧コンベヤ116付近の正面図である。図4(c)は同右側面図である。上述のように、ボトル1は、上下に圧縮され変形した状態で搬入口101に搬入され、作業者によって搬入用コンベヤ102まで運ばれる。この搬入口101は、搬入用コンベヤ102にボトル1を導入するための待機スペースである。搬入用コンベヤ102まで運ばれたボトル1は、搬入用コンベヤ102の作動によってハウジング105の方向に移動する。
搬入用コンベヤ102によって、ボトル1が移動した先には、ボトル1の給排水部1bの進行方向に対して左右方向の位置を規制する左右ガイド112が設けられている。この左右ガイド112には、始端に左右横方向にテ―パ状に広がった導入部112aが設けられており、ボトル1が移動して給排水部1bが導入部112aに侵入し、左右ガイド112の幅が徐々に狭まることで、ボトル1の左右方向(図3(a)における上下方向)の位置が搬入用コンベヤ102の中央部に揃うようになっている。また、導入部112aの下流側における左右ガイド112の左右両側には、ボトル1の進行方向下流側に延びた長板状の部材でありローラ113aを複数備えた圧縮ガイド113が設けられている。
この圧縮ガイド113は、下流側の端部113bで回動可能に支持されており、バネ力により反時計回りに付勢されている。そして、ローラ113aによってボトル1の肩部1dを下方向に押圧可能に配置されている。また、圧縮ガイド113の下流側の端部113bには、端部113bと同軸に回転可能で径がより大きい下流側ローラ113dが設けられている。また、圧縮ガイド113における複数のローラ113aの上流側には回転可能で、下流側ローラ113dと略同じ径を有する上流側ローラ113cが設けられている。そして、上流側ローラ113cと、下流側ローラ113dと、その間に配置された複数個のローラ113aには、丸ベルト113eが掛けられている。さらに、下流側ローラ113dには、図示しないモータが接続されており、丸ベルト113eの移動速度が搬入コンベヤ102と同じ速度になるように、下流側ローラ113dを回転させる。
ボトル1は、この圧縮ガイド113の下を通過する際に、下方向にさらに圧縮変形する。より具体的には、圧縮ガイド113のローラ113aが回転しながら、そして丸ベルト113eが移動しながらボトル1の左右両側の肩部1dを下側に押圧することで、進行方向の抵抗を増加させることなく、ボトル1は上下方向にさらに圧縮される。圧縮ガイド113は、前述のように下流側の端部113bの回転軸の周りに回動可能に設けられている。よって、搬入用コンベヤ102によってボトル1が図3(a)の下流側に移動すると、ボトル1の肩部1dは、回転軸113bの高さで規定される一定高さまで押さえつけられ、ボトル1は予め定められたサイズまで圧縮される。
拡張ブロック110における左右ガイド112及び圧縮ガイド113の下流側には、ボトル1の進行方向に水平に延びた長板状の部材であって、ボトル1の給排水部1bを左右から挟むように設けられたリブガイド115が設けられている。このリブガイド115は、左右ガイド112から連続してボトル1の給排水部1bの左右方向の位置を規制するとともに、その上下方向の位置も規制するものである。このリブガイド115は、ボトル1がその始端115aに到達した際に、左右両側の長板状の部材が上側リブ5と中間リブ6の間、すなわち上側リブ空間10に侵入するように構成されている。
リブガイド115における左右両側の長板状の部材の厚みは、上側リブ空間10の上下幅より若干小さい厚みに設定されており、また、左右両側の長板状の部材の間隔は、上側リブ空間10における給排水部1bの円筒側面の外径より若干大きい寸法に設定されている。従って、リブガイド115により、ボトル1の給排水口1aの左右方向及び上下方向の位置が精密に規制される。ボトル1は、このリブガイド115にガイドされた状態で搬入用コンベヤ102の下流側の終端まで移動する。
拡張ブロック110には、搬入用コンベヤ102に続いてボトル1を移動させるためのリブ押圧コンベヤ116が設けられている。このリブ押圧コンベヤ116は、両端を回転可能な始端スプロケット116a及び終端スプロケット116bによって支持されたチェーン116cと、このチェーン116cに等間隔で設けられた押圧部材116dによって構成されている。そして、始端スプロケット116aは、搬入用コンベヤ102の終端よりも若干上流側に配置され、搬入用コンベヤ102とリブ押圧コンベヤ116の作動範囲が重なるようになっている。また、押圧部材116dは、ボトル1が上側リブ空間10をリブガイド115によってガイドされた状態で、給排水部1bにおける上側リブ5の直上の部分を、リブ押圧コンベヤ116の終端側に向けて押圧する。
これにより、搬入用コンベヤ102の終端まで移動したボトル1は、リブガイド115に上側リブ空間10がガイドされた状態で、リブ押圧コンベヤ116の作動によってさらに下流側に移動する。なお、搬入用コンベヤ102による移動からリブ押圧コンベヤ116による移動にボトル1が移行した後は、図4(b)及び図4(c)に示すように、ボトル1の底面は搬入用コンベヤ102から離脱し、ボトル1がリブガイド115にぶら下が
った状態となっている。
リブ押圧コンベヤ116の終端スプロケット116bには、図4(b)に示すように同軸の回転軸を有するシャフト116eが連結されており、シャフト116eにおける終端スプロケット116bと反対側(下側)の端部には、駆動スプロケット116fが連結されている。この駆動スプロケット116fは、図示しない駆動チェーンによってモータと連結されており、モータの駆動によって駆動スプロケット116fが回転駆動することにより、終端スプロケット116bが回転し、チェーン116c及び、押圧部材116dが長円軌道上を移動するようになっている。
図4(b)及び図4(c)に示すように、搬入・拡張ブロック110のリブ押圧コンベヤ116の上側には、空気注入装置117が二組設けられている。この空気注入装置117は、上下動が可能でボトル1の給排水部1bの開口部1cに密接しボトル1の内部に空気を送り込む空気ノズル117aと、この空気ノズル117aに所定の圧力で空気を圧送するためのレギュレーション部117bとを有する。そして、二つの空気ノズル117aの間隔は、リブ押圧コンベヤ116における押圧部材116dの間隔と同じになるように設定されている。ここでは、ボトル1がリブガイド115にぶら下がっている状態で、空気注入装置117によってボトル1に空気が注入されることで、圧縮変形されたボトル1を拡張する。
具体的には、隣り合った押圧部材116dによって押圧され移動している二つのボトル1が二つの空気ノズル117aの真下に到達した際に、リブ押圧コンベヤ116が一時停止する。そして、空気ノズル117aが下降し、給排水部1bの開口1cに密着しボトル1内が密封される。そして、空気が所定圧力でボトル1内部に流入される。これにより、上下に圧縮されていたボトル1は、上下方向に拡張され、成形直後の本来の形状に復元される。
二つのボトル1の拡張が完了すると、空気のボトル1への流入が停止し、空気ノズル117aが上昇し初期位置に戻る。そうすると、リブ押圧コンベヤ116の作動が再開される。そして、次の二つのボトル1が二つの空気ノズル117aの下に到達した際に、再びリブ押圧コンベヤ116が一時停止し、ボトル1の拡張動作が繰り返される。なお、空気注入装置117による空気注入時の注入圧力及び注入時間は、ボトル1のサイズ、材質、厚みなどに応じて、ボトル1が大きな過不足なく成形直後の形状に復元されるよう設定されている。
ボトル1が拡張された後、リブガイド115の終端までボトル1が移動すると、ボトル1は、第一方向転換ブロック125に受け渡される。この第一方向転換ブロック125には、概略円板状の形状を有し、円板の中心回りに回転する第一方向転換ホイール127が設けられている。この第一方向転換ホイール127の外周部には90度間隔で、ボトル1の下側リブ空間11に挿入されてボトル1を支持する概略U字型の支持部材128が設けられている。
また、第一方向転換ホイール127の回転数は、支持部材128とリブ押圧コンベヤ116の押圧部材116dとが同期するように設定されている。従って、ボトル1が拡張した後に押圧部材116dによってボトル1が押され、リブガイド115の終端に近づいた際に、第一方向転換ホイール127の支持部材128がボトル1の下側リブ空間11に挿入され、リブガイド115の終端からボトル1が離脱した時点で支持部材128が代わりに下側リブ空間11においてボトル1を保持し、第一方向転換ブロック125にボトル1を受け入れる。
ここで、図2の説明に戻る。第一方向転換ブロック125に受け入れられたボトル1は、第一方向転換ホイール127の回転に伴って第一方向転換ホイール127の円周上を周回移動する。そして、180度以上回転した時点で、今度は洗浄ブロック140に受け渡される。洗浄ブロック140においては、概略円板状の形状を有し、円板の中心回りに回転する洗浄ホイール141が設けられている。この洗浄ホイール141の外周部には、ボトル1の上側リブ空間10に挿入されてボトル1を保持する概略U字型の支持部材(不図示:支持部材128と同様のもの)が設けられている。
第一方向転換ブロック125から洗浄ブロック140にボトル1が受け渡される際には、第一方向転換ホイール127に設けられた支持部材128と、洗浄ホイール141に設けられた支持部材とが、一時的に両方でボトル1を支持することとなり、その後、第一方向転換ホイール127に設けられた支持部材128が下側リブ空間11から離脱し、洗浄ホイール141に設けられた支持部材のみが上側リブ空間10において上側リブ5に当接してボトル1を支持する。また、支持部材洗浄ホイール141の支持部材は、その内周側(洗浄ホイール141の中心に近い側)に洗浄ホイール141の接線方向に設けられた後述の折り畳み軸144の回りに反転し、折り畳み可能に構成されている。
すなわち、第一方向転換ホイール127からボトル1が受け渡された後に、洗浄ホイール141の支持部材(不図示)が、後述の折り畳み軸144の回りに反転し折り畳まれることで、ボトル1の上下方向が逆転するように構成されている。その結果、給排水部1bが下側、容積部1aが上側に位置し、開口部1cが下側に向かって開口するような状態でボトル1が洗浄ホイール141に保持される。同時に、支持部材の折り畳みによって洗浄ホイール141の半径が見かけ上小さくなる。洗浄ブロック140においては、洗浄ホイール141の回転に伴って、ボトル1は上下方向が逆転した状態で洗浄ホイール141の円周上を周回移動する。なお、この状態では、支持部材は上側リブ空間10に挿入され、ボトル1の自重により中間リブ6に当接することでボトル1を支持している。
この洗浄ブロック140には、図5に示すような洗浄ノズル300が設けられており、ボトル1が周回移動し洗浄ノズル300の真上に来た時点で洗浄ホイール141は一旦停止する。この一旦停止のタイミングは、拡張ブロック110で、隣り合った二つのボトル1が二つの空気ノズル117aの下に到達して停止するタイミングと同期している。洗浄ブロック140では、この状態で洗浄ノズル300から洗浄水が噴出することによってボトル1の内部が洗浄される。図5において洗浄ノズル300は、床に対して動かないように設けられたベース142に固定された略円筒状の固定部302と、この固定部302に上下方向に摺動可能に設けられた移動部301とからなる。
また、移動部301の先端には噴出部303が設けられている。この噴出部303には、その外周面に噴出孔303aが多数設けられており、噴射時には、噴出部303の中心軸に対して放射状に、さらに上下方向に分散するように洗浄液を噴射可能になっている。また、その際、噴出孔303aからの洗浄液の噴出圧により、噴出部303が軸回りに回転し、回転しながら洗浄液を噴出可能になっている。また、移動部301には、ボトル1から落下する洗浄水が移動部301と固定部302の隙間に大量に入らないように傘部304が設けられている。
図6は、洗浄ブロック140における実際の洗浄工程を示す図である。図6から分かるように、固定部302には、ボトル1から落下した洗浄水を受容し図示しない排水管へ導くための排水パン305が設けられている。この排水パン305は、上端の半径が下端の半径より大きい円錐台形状をしており、上端が開口している。また、移動部301は、固定部302を貫通する形で固定部302及びベース142の下側まで延びており、移動部301の下端には、連結部材306を介してエアシリンダ307が連結されている。この
エアシリンダ307の作動によって移動部301が上下に往復運動可能となっている。
洗浄ブロック140においてボトル1が洗浄ノズル300の上で停止すると、エアシリンダ307が作動して移動部301が破線で示す状態となるまで上昇する。そして、移動部301の下端部に接続された図示しないホースから洗浄液が供給される。そうすると、噴出部303の噴出孔303aから洗浄水が噴出し、噴出部303aが回転し始める。これにより、噴出部303が回転しつつ回転軸の周りに放射状に洗浄液が噴出され、ボトル1の内部がより均一にムラなく洗浄される。
ボトル1の内部が充分に洗浄された後に、噴出部303からの洗浄水の噴出が停止され、エアシリンダ307の作動により洗浄ノズル300が初期位置まで下降する。これによって、洗浄ノズル300の噴出部303はボトル1の給排水部1bの開口部1cから抜き去られる。その後、洗浄ホイール141は回転を再開し、ボトル1は洗浄ホイール141に上下方向逆の姿勢で保持されたまま周回移動しつつ水切りがなされる。そして、図6においてボトル1の給排水部1bを支持する支持部材(不図示)が設けられたホイール補助部143が折り畳み軸144を中心に図6中反時計回りに180度回転する。このことでボトル1の上下方向が元に戻される。この状態で、ボトル1は第二方向転換ブロック155に受け渡される。
その際、第二方向転換ホイール157の支持部材(不図示:支持部材128と同等のもの)がボトル1の下側リブ空間11に挿入される。そして、洗浄ホイール141に設けられた支持部材と、第二方向転換ホイール157に設けられた支持部材とが、一時的に両方でボトル1を支持することとなり、その後、洗浄ホイール141に設けられた支持部材が上側リブ空間10から離脱し、第二方向転換ホイール157に設けられた支持部材のみが下側リブ空間11において中間リブ6に当接してボトル1を支持する。この第二方向転換ブロック155における動作は、第一方向転換ブロック125と概略同等であるので、説明は省略する。第二方向転換ブロック155に受け渡されたボトル1は、第二方向転換ホイール157の回転に伴って第二方向転換ホイール157の円周部を周回移動する。そして、180度以上回転した時点で、今度は充填ブロック170に受け渡される。
その際、充填ホイール172の支持部材(不図示:支持部材128と同等のもの)がボトル1の上側リブ空間11に挿入される。そして、第二方向転換ホイール157に設けられた支持部材と、充填ホイール172の支持部材とが、一時的に両方でボトル1を支持することとなり、その後、第二方向転換ホイール157に設けられた支持部材が下側リブ空間11から離脱し、充填ホイール172に設けられた支持部材のみが上側リブ空間10において上側リブ5に当接してボトル1を支持する。
図7には充填ブロック170についての詳細な図面を示す。図7(a)は平面図、図7(b)は正面図、図7(c)及び図7(d)は側面図である。図7(a)は、図2(a)を鉛直方向の軸の回りに180度回転させた図となっている。充填ブロック170においては、第二方向転換ホイール157からボトル1が受け渡された後に、ボトル1は充填ホイール172の回転に伴って充填ホイール172の円周上を周回移動する。
充填ブロック170においては、四つの飲用水充填装置173−176が等しい角度間隔で備えられている。四つの飲用水充填装置173−176には、各々給水ノズル173a−176aが設けられている。また、隣同士の給水ノズルの間隔は、充填ホイール172上におけるボトル1の間隔(すなわち、図示しない支持部材の間隔)に合致するように定められている。充填ホイール172の円周上を周回移動している連続する二つのボトル1が、給水ノズル173a−174aの真下に到達すると充填ホイール172は一旦停止する。飲用水充填装置173−174には給水管177から供給された飲用水が所定の圧
力で分給されており、ボトル1が給水ノズル173a−174aの下で停止すると、各給水ノズル173a−174aが開弁することで、ボトル1に飲用水が充填される。
この時点では、飲用水充填装置173−174によって、給水ノズル173a−174aの下のボトル1には、容量の半分の量の飲用水が充填される。そして、容量の半分の量の飲用水の充填が終了すると、充填ホイール172の回転が再開する。半分の量だけ飲用水が充填された二つのボトル1が、給水ノズル175a−176aの真下に到達すると充填ホイール172は再度停止する。そして、今度は、飲用水充填装置175−176によって、給水ノズル175a−176aの下のボトル1には、飲用水が容量一杯まで充填される。なお、この時点で給水ノズル173a−174aの下に停止しているボトル1、すなわち、給水ノズル175a−176aの下のボトル1の次の二つのボトル1には、飲用水充填装置173−174によって、容量の半分の量の飲用水が充填されている。このように、本実施例の充填ブロック170では、ボトル1には2回に分けて飲用水が充填される。
また、各々の給水ノズル173a−176aには、排水ホース178−181が接続されており、余剰の飲用水を排水管182に導入するようになっている。また、本実施例の充填ブロック170では、ボトル1は充填ホイール172に設けられた支持部材(不図示)によって、上側リブ空間10が支持されているとともに、支持ベース183によってボトル1の底面が支持されるようになっている。すなわち、例えば給水ノズル173aまたは174aからの1回目の飲用水の充填があった時点で、ボトル1は飲用水の重量で下側に変形するが、ボトル1の底面が支持ベース183で支持されることで、ボトル1の形状は原形を留めることができる。
そして、ボトル1は、飲用水が充填された後に更に移動する際には、充填ホイール172によって、給排水部1bの上側リブ空間10が支持されつつボトル1の底部は支持ベース183上を滑りながら移動することとなる。
この充填ブロック170における飲用水の充填工程が終了すると、次にボトル1は充填ブロック170から打栓ブロック200に受け渡される。図8には、打栓ブロック200の概略構成を示す。図8(a)は平面図、図8(b)は正面図を示す。図8(b)に示すように、打栓ブロック200においては、ボトル1の給排水部1bが打栓ホイール201に保持されており、打栓ホイール201が回転することで、飲用水が充填されたボトル1が打栓ホイール201の円周上を周回移動する。なお、打栓ホイール201には図示しない支持部材が設けられており、ボトル1の給排水部1bの下側リブ空間11が支持されている。また、打栓ブロック200でも、充填ブロック170と同様に、ボトル1の底部は支持ベース213によって支持されている。
ボトル1は充填ブロック170から打栓ブロック200に受け渡される際、打栓ホイール201の支持部材がボトル1の下側リブ空間11に挿入される。そして、充填ホイール172に設けられた支持部材と、打栓ホイール201に設けられた支持部材とが、一時的に両方でボトル1を支持することとなり、その後、充填ホイール172に設けられた支持部材が上側リブ空間10から離脱し、打栓ホイール201に設けられた支持部材のみが下側リブ空間11において中間リブ6に当接してボトル1を支持する。
また、打栓ホイール201には、打栓ホイール201と一体となって回転するキャップ搬送ホイール202が複数の柱201aを介して固定されている。そして、キャップ搬送ホイール202には、円弧状凹部202aが等間隔に設けられている。この円弧状凹部202aの幅は、ボトル1に装着されるキャップ4の外形より若干大きく設定されている。また、円弧状凹部202aの後端部には、キャップ4をボトル1の開口部1c上に落とす
ためのキャップ孔202bと、その際のキャップ4の位置を精密に決めるためのキャップガイド202cが設けられている。そして、キャップ孔202bは、打栓ホイール201に保持されたボトル1の開口部1cの真上に位置するようになっている。さらに、打栓ブロック200には、滑り台上をキャップ4が自重で移動し、キャップ搬送ホイール202上の円弧状凹部202aにキャップ4を一つずつ供給するキャップシュート203が設けられている。
また、キャップ搬送ホイール202の直下であって、上側から見て、半径方向については円弧状凹部202aの軌道の下部をカバーし、円周方向についてはキャップシュート203のキャップ供給口203aの直上流から後述する打栓用エアシリンダ209の真下の領域の直上流までをカバーする範囲には、固定された概略円弧状の円弧板204が設けられている。この円弧版204が存在する範囲では、円弧状凹部202aに収納されたキャップ4が、下に落下しないようになっている。よって、キャップシュート203によって円弧状凹部202aに供給されたキャップ4は、円弧状凹部202aの後端のキャップ孔202bに寄せられ、キャップガイド202cで位置決めされるが、円弧板204の存在する範囲では、キャップ搬送ホイール202の下に落ちることはない。
また、打栓ブロック200には、打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202の上空を橋渡しするように“コの字”を横倒しにした形状を有するフレーム205が設けられている。このフレーム205は、打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202の回転軸と垂直方向から見ると、打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202の両側に垂直に立設された垂直フレーム205a、205bと、この垂直フレームキャップ205a、205bの上端を水平に橋渡す水平フレーム205cからなる。
また、搬送ホイール202を上側から見ると、水平フレーム205cは、打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202の中心を通過するように配置されている。また、水平フレーム205cは、キャップシュート203の先端のキャップ供給口203aと打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202の回転中心を結ぶ半径に対して、反時計方向に120度程度の角度をなすように設けられている。
また、水平フレーム205cには、フレーム205を上側から見た場合に、水平フレーム205cに垂直に交差する直線状の交差部材208が設けられている。この交差部材208は水平に延びるように設けられている。この交差部材208の両端には下方向に作動する打栓用エアシリンダ209、210が設けられている。打栓用エアシリンダ209、210のロッドには打栓ハンマ209a、210a(図8(b)には209aのみ表示)が設けられており、打栓用エアシリンダ210の作動とともに下方向に移動する。
また、垂直フレーム205aには、ロッドが水平方向に往復運動するキャップ支持用エアシリンダ206が設けられている。そして、キャップ支持用エアシリンダ206のロッド206aの先端には、ロッド206aが前進し切った状態で、キャップ搬送ホイール202の直下であって、上側から見て、半径方向については円弧状凹部202aの軌道の下部をカバーし、円周方向については円弧板204の直下流から両方の打栓用エアシリンダ210の下部の領域までをカバーするような移動円弧板207が備えられている。
よって、キャップ支持用エアシリンダ206のロッド206aが前進し切った状態では、円弧状凹部202aに収納されキャップ孔202bに寄せられたキャップ4は、打栓用エアシリンダ209、210の打栓ハンマ209a、210aの真下に到達した場合にも、移動円弧版207の存在により、打栓ホイール202から下側には落下しない。
しかしながら、キャップ支持用エアシリンダ206のロッド206aが後退した状態で
は、移動円弧板207は、上側から見てキャップ搬送ホイール202の下部から退避するようになっており、この場合には、円弧状凹部202aのキャップ孔202bに寄せられたキャップ4は、打栓用エアシリンダ209、210の打栓ハンマ209a、210aの下に到達した場合に、打栓ホイール202から下側に落下する。
すなわち、打栓ブロック200では、キャップ支持用エアシリンダ206のロッド206aが前進し切った状態で、キャップシュート203から供給され円弧状凹部202aに収納されキャップ孔202bに寄せられたキャップ4は、打栓ホイール202の回転とともに、円弧状凹部202aの軌道上を周回移動する。
そして、隣り合う円弧状凹部202aに収納されキャップ孔202bに夫々寄せられた二つのキャップ4が、各々打栓ハンマ209a及び210aの真下に到達した際に、キャップ搬送用ホイール202及び打栓ホイール201は一旦停止する。その後、キャップ支持用エアシリンダ206のロッド206aが後退する。これにより、打栓ハンマ209a及び210aの真下の円弧状凹部202aのキャップ孔202bをカバーしていた移動円弧板207がキャップ搬送用ホイール202の下から外周側に退避する。そうすると、打栓ハンマ209a及び210aの真下のキャップ孔202bに寄せられていたキャップ4は、打栓ホイール202から落下し、下に配置されたボトル1の開口部1cの上に載置される。
そして、二つのキャップ4が打栓ハンマ209a及び210aの下の二つのボトル1の開口部1cの上に載置された状態で、打栓用エアシリンダ209及び210が作動し、打栓ハンマ209a及び210aが下降してキャップ4を下側に向けて叩く。これにより、ボトル1の給排水部1bの開口部1cにキャップ4が装着され、ボトル1の内部を密封する。その後、打栓ハンマ209a及び210aが上昇して各々のキャップ孔202bから退避すると、打栓ホイール201及びキャップ搬送ホイール202が回転を再開し、ボトル1はキャップ4が装着された状態で下流側に運搬される。そして、次の二つのキャップ4及び二つのボトル1がが、各々打栓ハンマ209a及び210aの下に到達した際に、キャップ搬送用ホイール202及び打栓ホイール201は再度停止し、上記の動作を繰り返す。
打栓ブロック200において打栓が終わったボトル1は、図9に示すように、搬出ブロック220の搬出用コンベヤ212に受け渡される。また、その際、ボトル1の進行方向に対して左右両側から棒状の搬出リブガイド215がボトル1の給排水部1bの上側リブ空間10に挿入され、給排水部1bの上下及び左右方向の位置が搬出リブガイド215によってガイドされる。この状態で搬出コンベヤ212が駆動し、ボトル1は搬出口211まで移動する。搬出口211まで移動したボトル1は、作業者によって次の工程に供給される。
上記の実施例では飲用水をボトルに充填する飲料充填システムについて説明したが、本発明で取り扱う飲料は飲用水以外でも良いことは当然である。また、ボトル1の形状や、個々のブロックの具体的機構は、同等の機能を有するのであれば、本実施例に示したものに限られない。
なお、上記の実施例においては、ボトル1の給排水部1bに、軸方向に等間隔に3つのリブが形成された場合について説明した。リブの数は3つに限定されないし、リブ同士の間隔は等間隔でなくてよい。リブの数が4箇所以上であれば、例えば、飲料が充填された後のボトル重量が重い場合に、複数の支持部材で支持しつつ、且つ、システム内の装置から装置へ円滑にボトルを受け渡すことが可能になる。また、リブ同士の間隔を等間隔でないようにすれば、例えば飲料が充填されていない場合には、小さい支持部材で支持するな
ど、システム全体としての設計自由度を増やすことが可能になる。
また、上記の実施例においては、給排水部1bの軸方向から見てリブは給排水部の側面の全周に亘って形成される例について説明した。しかしながら、リブの形成の仕方はこれに限定されない。支持部材で支持される箇所またはガイドされる箇所にのみ部分的にリブが形成されていてもよい。
〔実施例2〕
次に、本発明の実施例2について説明する。実施例1ではボトル1の容積部1aの外形は上下方向から見て円形である場合について説明したが、実施例2では、ボトルの容積部の外形が円形を基本とし、一部に直線部分を含んでいる場合について説明する。
図10には、本実施例におけるボトル21の概略図を示す。図10において図1に示したボトル1と同等の構成については図1と同じ符号で示し説明は省略する。本実施例における容積部21aの外形は、中心軸を給排水部1bの中心軸とする円形部21bを基本にし、90度毎に4箇所の直線部分(Dカット部分)21cを有している。これによれば、上下方向(給排水部1bの軸と平行方向)から見て、容積部21a外形に急峻な角度のついた箇所はない。よって、飲料が充填された際の自重による応力の集中もない。
また、図11には、図1に示したボトル1と、本実施例におけるボトル21とが運搬用の容器(例えば段ボール箱)400に収納された場合の図を示す。図11(a)はボトル1が容器400に収納された場合を示す。図11(b)は本実施例におけるボトル21容器400に収納された場合を示す。図11(a)から分かるように、ボトル1の場合は、容器400と容積部1の外形とは円周面で接触する。そうすると、基本的には線接触をすることとなり、小さい面積に衝突負荷や摩擦による摩耗が集中することになる。
その結果、容器400と容積部1aの接触部においてボトル1が損傷し、飲料の漏れなどに繋がることが考えられる。それに対し、図11(b)から分かるように、本実施例におけるボトル21の場合は、容器400と容積部1の外形とは直線部21cにおいて面接触する。そうすると、衝突負荷や摩擦による摩耗が小さい面積に集中することがなく、容器400と容積部の接触部においてボトル1が損傷することを抑制することができる。
なお、本実施例においては、容積部の外形は円形部21bを基本にし、直線部21cを90度毎に4箇所設けた場合について説明した。しかしながら、直線部の数は4箇所に限定する必要はない。1−3箇所であっても、仮に程度の差はあったとしても同様の効果を得ることが可能である。
〔実施例3〕
次に、本発明の実施例3について説明する。実施例3では、ボトルの容積部の外形が六角形である場合について説明する。
図12には、本実施例におけるボトル31の概略構成を示す。図12に示すように、ボトル31の容積部31aは上下方向(給排水部1bの軸方向)から見て、六角形の外形を有する。これによれば、上下方向の圧縮変形を可能にするために容積部31aの肉厚を薄く形成したとしても、圧縮方向以外に対して高い強度を確保することが可能となる。
次に、図13には、本実施例におけるボトル31を並べた場合の図を示す。本実施例によれば、流通時や飲料充填システム内においてボトル31を並べる場合に、所謂ハニカム構造を形成することができ、ボトル31の集合全体として高い強度を確保することができる。また、図13に示すように、隙間なくボトル31を並べることができるのでスペース
効率を高めることが可能である。
なお、本実施例においては、ボトルの容積部が六角形の場合について説明したが、容積部の外形は必ずしも六角形に限定する必要はない。例えば、三角形、四角形、五角形、八角形など、他の多角形形状を採用しても構わない。
1、21、31・・・ボトル
1a、21a、31a・・・容積部
1b・・・給排水部
1c・・・開口部
100・・・飲用水充填システム
110・・・搬入・拡張ブロック
125・・・第一方向転換ブロック
127・・・第一方向転換ホイール
140・・・洗浄ブロック
141・・・洗浄ホイール
155・・・第二方向転換ブロック
157・・・第二方向転換ホイール
170・・・充填ブロック
172・・・充填ホイール
200・・・打栓ブロック
201・・・打栓ホイール
220・・・搬出ブロック

Claims (5)

  1. 飲料を保持する容積部と、該容積部に一端が接続され該容積部より小さい断面積を有するとともに他端に開口部が設けられた筒状の給排水部とからなり該給排水部の軸方向に前記容積部を圧縮変形させて運搬可能な飲料充填ボトルであって、
    前記給排水部の側面には、前記軸に垂直に設けられ、該ボトルの該軸方向の位置基準となり得るリブが該軸方向の3箇所以上に設けられたことを特徴とする飲料充填ボトル。
  2. 各々の前記リブは前記給排水部の側面の全周に亘り設けられていることを特徴とする請求項1に記載の飲料充填ボトル。
  3. 前記容積部は前記軸に平行方向から見て、一部に直線部分を含む外形を有することを特徴とする請求項1または2に記載の飲料充填ボトル。
  4. 前記容積部は前記軸に平行方向から見て、多角形の外形を有することを特徴とする請求項3に記載の飲料充填ボトル。
  5. 前記容積部は前記軸に平行方向から見て、六角形の外形を有することを特徴とする請求項4に記載の飲料充填ボトル。
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