JP2019051939A - ボトルホルダ、ボトルホルダ集合体、およびボトル洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
Description
びんホルダは、水や薬液がホルダの内側を流通するように、両端が開口した略筒状に形成されている。
洗浄装置からびんを排出するにあたり、典型的には、スプロケットに沿ったキャリアチェーンの駆動に伴いびんを倒立姿勢から正立姿勢へと旋回させ、ホルダからびんが落下するようにしている。
上記のように、上方のホルダから下方のホルダの内側へと水が滴下することによるボトル内への水の浸入は、特許文献1のようにホルダ内部のリブの間隔を設定してホルダの内壁への口部の接触を避けたとしても防ぐことができない。
屋根は、搬送方向の上流側で下流側よりもボトルの取り出し方向とは反対側へ延びている。
図1に示すボトル洗浄装置1は、ボトル2(びん)を連続的に搬送しながら水や薬液等の洗浄液を用いて洗浄する。
図1にはごく一部のボトル2のみが示されているが、洗浄装置1は、搬送路Rの搬送方向に列をなす多数のボトル2を搬送しながら洗浄する。
本実施形態のボトル2は、例えばビールやジュース等の飲料が入れられるガラス製のびん(壜)であるものとする。
ボトル2の材料には特に制約がなく、ボトル2が樹脂材料あるいは金属材料から構成されていてもよい。ボトル2の破損を防いで十分に洗浄するため、ボトル2は個別にホルダ3(図2)の内側に保持される。図1ではホルダ3の図示を省略している。
ここで、口部21を上方に向けたボトル2の姿勢のことを「正立」と称し、口部21を下方に向けたボトル2の姿勢のことを「倒立」と称するものとする。
胴部23および首部24は、ボトル2の軸線B(図2に二点鎖線で示す)周りに円筒状に形成されている。これら胴部23および首部24のことをボトル2の「側壁」(側壁20)と称するものとする。
洗浄装置1は、多数のホルダ3(図2)からなるホルダの集合体300と、集合体300を移動させるキャリア4(図1)と、ホルダ3にそれぞれ保持されたボトル2を洗浄する洗浄部5(図1)と、洗浄部5により洗浄されたボトル2を排出する排出部6(図1)と、洗浄装置1の各部の動作を制御する図示しない制御部と、キャリア4および洗浄部5を収容するチャンバ10(図1)とを備えている。
洗浄装置1は、洗浄装置1に備わる図示しない供給部コンベアへ供給されるボトル2をホルダ3に保持すると、洗浄装置1に設定されている搬送路Rに沿ってキャリア4によりホルダ3を搬送し、搬送路Rの蛇行(転回、ターン)によりボトル2の姿勢を正立や倒立の状態に繰り返し変化させながら、洗浄部5により、ホルダ3内のボトル2を温水や薬液に浸漬したり、ノズルから温水や薬液を噴射したりすることで洗浄する。
その後、洗浄装置1は、洗浄部5によりボトル2を清水ですすぎ、ボトル2およびホルダ3が洗浄液から脱した状態で、つまり、洗浄液に浸漬されていたり洗浄液が噴射されていたりしない状態で、排出部6における旋回経路R1によりボトル2の姿勢を倒立から正立へと変化させることでホルダ3からボトル2を取り出し、排出部6のコンベア61によりボトル2を後工程に向けて排出する。
洗浄装置1から排出されたボトル2は、ボトル2内の残水量等の検査を経て、ボトル2内に飲料液を充填する図示しない充填機へと搬送される。
〔キャリア〕
キャリア4(図1)は、一対の蛇行した無端状のチェーン41(索)と、チェーン41が掛け回された複数のスプロケット42〜47と、一対のチェーン41に設けられ、それぞれホルダ3が装着される多数のフレーム48(図2)と、一部のスプロケットを駆動するモータ等の図示しない駆動装置とを備えている。なお、チェーン41は、スプロケット42〜47の他に、図示しないスプロケットにも掛け回されていてよい。
一対のチェーン41は、図1の紙面と直交する方向に間隔をおいて配置されている。駆動装置により一部のスプロケットが駆動されることで、チェーン41が駆動され、フレーム48(図2)およびホルダ3(図2)がチェーン41による無端状の経路を循環する。キャリア4は、ホルダ3に保持するボトル2を図示しない供給部から排出部6まで搬送する搬送路Rを構成している。
搬送路Rには、ボトル2の姿勢を倒立と正立との間で変化させる旋回経路R1が含まれている。旋回経路R1は、チェーン41と、チェーン41が掛け回される旋回スプロケット47とを含んで構成されている。ホルダ3の取り付けられたチェーン41が、旋回スプロケット47に沿って駆動されるのに伴い、ボトル2が倒立姿勢から正立姿勢へと旋回される。
フレーム48には、ホルダ3が挿入される図示しない孔が板厚方向に貫通して形成されている。各フレーム48において、ホルダ3が挿入される複数の孔が、図2の紙面と直交する方向に並んでいる。
ボトルガイド49は、ホルダ3が出し入れ口31を下方へ向けた姿勢になったときにボトル2を支持し、ボトル2がホルダ3から抜け落ちるのを規制する。
洗浄部5(図1)は、温水または薬液である洗浄液が入った複数の洗浄槽51,52と、洗浄液を噴射するノズルを有した噴射装置53,54とを備えている。洗浄部5は、洗浄槽51の上流側にも、複数の図示しない洗浄槽を備えている。
図示しない供給部に供給され、ホルダ3に保持されたボトル2がキャリア4により排出部6に向けて搬送される間、各洗浄槽の内部で、温水や、加熱された薬液へとボトル2が浸漬されては引き上げられる。噴射装置53,54は、倒立姿勢のボトル2に対して下方から洗浄液を噴射する。
排出部6(図1)は、すすぎが済み、必要に応じてエアの吹き付け等により水が吹き飛ばされたボトル2の姿勢を倒立から正立へと変化させることで、ホルダ3からボトル2を落下させ、排出コンベア61により洗浄装置1の外部へと排出する。
排出部6は、旋回経路R1と、ホルダ3から落下するボトル2をガイドする図示しないガイド部材と、排出コンベア61とを含んで構成されている。
次に、図2〜図4を参照し、ボトル2を保持するホルダ3の構成を説明する。
ホルダ3は、ボトル2の形状にほぼ倣った略円筒状の形態に構成されており、一端側に位置する出し入れ口31からボトル2を内側に収容し、キャリア4により搬送されながらボトル2が洗浄されている間はボトル2を内側に留める。
本実施形態は、ホルダ3の先端部33に前方(出し入れ口31からのボトル2の取り出し方向とは反対側)へ延びた屋根36(図2〜図4)が形成されていることを主要な特徴としている。
本実施形態のホルダ3は、樹脂材料から射出成形により形成されている。他の材料、例えば金属材料からホルダ3を形成することもできる。
(周壁)
周壁30は、図2に示すように、ボトル2の口部21よりも少し前方の位置から底部22の近くまでに亘り、ボトル2のほぼ全体を覆うことで、ボトル2が他のボトル2等に衝突して破損しないように保護する。ホルダ3は、保持するボトル2を確実に収容可能な容積と、ボトル2のほぼ全体を覆うための十分な長さを有している。
ボトル2の首部24の形状に倣い、周壁30の先端側は、先端部33に向かうにつれて次第に径が縮小している。先端部33に位置する開口32の径と比べて出し入れ口31の径は大きい。
周壁30の内側には、例えば図3(a)および図4(b)に示すように、ボトル2(図2)の側壁20または口部21に向けて突出した複数(ここでは8つ)のリブ301〜308が形成されている。これらのリブ301〜308はいずれもホルダ3の軸線方向に沿って延びている。
対をなすリブ(例えば、リブ301とリブ305)は、ホルダ3の軸心Xに対して180°の間隔で配置されている。リブ301〜308は全体として、周壁30の周方向において等しい角度間隔で配置されている。
そして、先端部33で軸心Xに近接した位置まで突出したリブ302,307およびリブ304,308により、口部21を下方に向けて倒立したボトル2を先端部33側から支持し、ホルダ3の内側にボトル2を留めることができる。
リブ302およびリブ306(図3(a)、図4(b))も、周壁30の端部30Aから前方に向けて先端部33まで連続して延びている。これらのリブ302,306のいずれも、図3(c)に示すリブ302のように、先端部33の近傍で、上記のリブ301,305、およびリブ303,307と比べて径方向内側の位置まで突出している。
リブ304およびリブ308(図3(a)、図4(b))も、周壁30の軸線方向の所定の位置(例えば、首部24(図2)に対向する位置)から前方に向けて、先端部33まで延びている。
図2および図4(b)に示すように、リブ304,308は、リブ302,307と同様に、先端部33の近傍で、ホルダ3の軸心Xに近接した位置まで突出している。
加えて、リブ304,308はいずれも、図4(a)に示すように先端部33の端面30Eを前方へ超える位置まで延びている。リブ308の前端部は、後述する屋根36の内周部に、屋根36と一体に形成されている。
周壁30の外側には、図2〜図4に示すように、一対のフランジ部34,35および装着用リブ311〜316が突設されている。これらフランジ部34,35および装着用リブ311〜316は、キャリア4の部材であるフレーム48(図2)にホルダ3を装着するための装着部に相当する。フレーム48は、図2に示すようにボトル2が搬送される搬送方向D1に配列されており、各フレーム48に装着されたホルダ3が搬送方向D1に列をなす。
リブ311とリブ314、リブ312とリブ315、リブ313とリブ316は、それぞれ、軸心Xに対して180°離れた位置に対称の形状に形成されている。
ホルダ3の出し入れ口31(図2)は、ボトル2を口部21から周壁30の内側に受け入れる。また、収容されたボトル2が出し入れ口31を通じて底部22からホルダ3の外側に取り出される。
図3(a)に示すように、出し入れ口31は、円形に対して少し扁平な楕円形に形成されていることが好ましい。ホルダ3は、ボトル2が搬送される方向(搬送方向D1)に出し入れ口31の長軸L1が沿うように配置される。図3(a)に、長軸をL1で示し、長軸と直交する短軸をL2で示す。
同様の目的から、周壁30の出し入れ口31側の端部30Aにおける搬送方向D1の下流側が、ホルダ3の軸線方向の先端部33側に向けてオフセットされている。端部30Aにおける搬送方向D1の最下流の箇所においてオフセット量が最大(eMax)となっている。
周壁30の端部30Aの端面は、オフセットされていない上流側では、ホルダ3の軸線A(図2)と直交している。
先端部33に位置する開口32は、図4(b)に示すように、平面視で円形に形成されている。この開口32と出し入れ口31とを備えた筒状のホルダ3の内側空間を、洗浄水が流通する。
開口32は、図2に示すように、ホルダ3の内側に保持されたボトル2の口部21の前方に開放されている。
この開口32を取り囲む先端部33は、口部21の近傍、つまり口部21のすぐ前方に位置している。口部21およびその近傍を洗浄液への浸漬や洗浄液の噴射により十分に洗浄する観点、およびホルダ3の長さを抑えて洗浄装置1のサイズを抑える観点から、口部21がホルダ3内の奥に位置するのではなく、できるだけ先端部33の近くに配置されることが好ましい。
さて、ホルダ3の先端部33には、前方へ延びた屋根36(図2〜図4)が形成されている。屋根36は、先端部33すなわち開口32の周縁における搬送方向D1上流側の部分である。この屋根36は、先端部33における搬送方向D1の上流側で、先端部33における下流側の端面30Eよりも前方へと延びている。屋根36は、旋回経路R1(図2)において隣り合うホルダ3同士が互いに干渉しない程度の寸法で前方へと延びている。
図4(b)によると(平面視)、先端部33は、屋根36と、屋根36の形成されていない端面30Eとに区分されている。
図2は、旋回経路R1の一部を示している。旋回経路R1では、口部21を旋回経路R1の内周側に向けてボトル2が配置される。
図2には、旋回経路R1の所定位置でほぼ水平の状態となる水平ホルダ3Bと、水平ホルダ3Bの搬送方向D1上流側に隣接した上流ホルダ3Aと、水平ホルダ3Bの搬送方向D1下流側に隣接した下流ホルダ3Cとが示されている。これらのホルダ3A〜3Cの隣り合う先端部33同士が互いに近接している。
図2に示す水平ホルダ3Bは、厳密に水平な状態を少し過ぎる位置まで移動されている。その位置よりも下方へと水平ホルダ3Bが移動すると、水平ホルダ3Bとボトル2との間の摩擦力にボトル2の重力が打ち勝ち、ホルダ3の出し入れ口31からボトル2が抜け出る。
旋回経路R1は、隣り合うホルダ3が干渉しない程度の現実的な最小旋回半径に設定されている。
一方、図5(b)に示す比較例においては、屋根36がないため、例えば、上方に位置するホルダ3Aの先端部33の内側から一つ下のホルダ3Bの先端部33の内側へと入り込んだ水が、ボトル2の口部21に入る可能性がある。
つまり、本実施形態のように、ホルダ3の先端部33の搬送方向D1上流側のみを前方へと延長して屋根36を形成するのが好ましい。そうすれば、図2に示すように、相対的に上方に位置するホルダ3の先端部33の下端33Dが一つ下のホルダ3の先端部33の屋根36上に位置する。そのため、上述のように水が各ホルダ3の外周部を伝うので、ホルダ3の内側に水が入るのを未然に防止できる。
仮に、図2に示すホルダ3Aにおいて上方に位置する例えばリブ308を水が伝うと、そのリブ308から滴下した水が口部21へと入る可能性がある。図2に示すようにホルダ3A〜3Cが上下方向に並ぶときのホルダ3の先端部33の上端の位置を、図3(a)にUで示している。Uは、出し入れ口31の長軸L1上に位置する。
本実施形態の屋根36は、複数のリブ301〜308のうち、搬送方向D1上流側のリブの位置を含む範囲に亘り先端部33に形成されている。
具体的には、図4(b)に示すように、開口32の周縁において、搬送方向D1の上流側に位置するリブ301〜303,308の位置を含む範囲36rに亘り、屋根36が形成されている。
上方から屋根36に滴下した水がホルダ3の外周部を伝って流れ落ちるため、屋根36の範囲36rに位置するリブ301〜308を水が伝うことを避けることができ、リブ301〜308から口部21に向けて水が滴下することも避けることができる。
ここで、ホルダ3の形状や、ホルダ3内のボトル2の位置等により、屋根36がなくても殆ど水が伝うことのないリブは、屋根36の範囲36rから外れていてもよい。例えば、屋根36がなくてもリブ303には水が殆ど伝うことのない場合は、リブ301,302,308の位置を含む1/2周未満の範囲に屋根36を形成することができる。
周壁30の内側に形成されたリブの数や位置によっては、1/3周や1/4周の範囲に屋根36を形成することができる。
1/2周を超える範囲に亘り屋根36を形成しても、ボトル2内に水が入ることを防止する効果のさらなる向上は単純には望めないが、図6(a)に示すように、搬送方向D1の上流側に加えて下流側の一部にも屋根36を形成することが許容される。図6(a)に示す屋根36は、ホルダ3の先端部33の下端33Dおよびその付近には形成されていないので、隣り合うホルダ3の先端部33同士の干渉により旋回半径が大きくなることがない。
図3(b)に示すように、周方向における屋根36の端部361は、面取りされていることが好ましい。屋根36の端部361が、図6(b)に示すように、軸線Aに沿った部分を残して直線状に面取りされていたり、図6(c)に示すように、曲線状に面取りされていたりしてもよい。
なお、図示を省略するが、屋根36の端部361が屋根36の前端36Aと直角をなしていても許容される。
そのため、ボトル2内の残水量の検査における不良率が下がり、ライン稼働率を向上させることができる。
屋根36は、必ずしも、上記実施形態のように開口32の周縁に沿って円弧状に形成されている必要はない。例えば、図6(d)に示すように、平坦な屋根板371と、屋根板371の幅方向両端から下方へと延びた一対の壁372とを備えた屋根37であってもよい。
本発明のボトルホルダおよびボトルホルダ集合体は、ボトル洗浄装置以外の装置にも組み込んで使用可能であり、そうすることで、ボトル内へ不用意に液が入るのを未然に防ぐことができる。
2 ボトル
3 ホルダ(ボトルホルダ)
3A 上流ホルダ
3B 水平ホルダ
3C 下流ホルダ
4 キャリア
5 洗浄部
6 排出部
10 チャンバ
20 側壁
21 口部
21A 開口
22 底部
23 胴部
24 首部
30 周壁
30A 端部
30E 端面
31 出し入れ口
32 開口
33 先端部
33D 下端
33U 上端
34,35 フランジ部(装着部)
36 屋根
36A 前端
36r 範囲
37 屋根
41 チェーン
42〜46 スプロケット
47 旋回スプロケット
48 フレーム
49 ボトルガイド
51,52 洗浄槽
53,54 噴射装置
61 排出コンベア
300 ボトルホルダ集合体
301〜308 リブ
311〜316 装着用リブ(装着部)
361 端部
371 屋根板
372 壁
A ホルダの軸線
B ボトルの軸線
C クリアランス
D1 搬送方向
R 搬送路
R1 旋回経路
X 軸心
Claims (9)
- ボトルを内側に保持しながら搬送されるボトルホルダであって、
前記ボトルの側壁を包囲する周壁と、
前記ボトルを前記ボトルの口部から前記周壁の内側に受け入れ、前記ボトルの底部からの取り出しが可能な出し入れ口と、
前記周壁の先端部に位置し、前記口部において前記ボトルの取り出し方向とは反対側に開放された開口と、を備え、
前記先端部には、
前記ボトルホルダの周方向の一部よりも前記ボトルの取り出し方向とは反対側へ延びた屋根が形成されている、
ことを特徴とするボトルホルダ。 - 前記周壁の内側には、
前記ボトルの前記側壁または前記口部に向けて突出した1以上のリブが形成され、
前記屋根は、
前記先端部において、前記リブのうち搬送方向の上流側に位置する少なくとも1つの前記リブの位置を含む範囲に亘り形成されている、
請求項1に記載のボトルホルダ。 - 前記屋根は、
略円形の前記開口の周縁に沿って、搬送方向の上流側の略半周に亘り形成されている、
請求項1または2に記載のボトルホルダ。 - 前記周壁の外側には、
前記ボトルホルダを移動させるキャリアへ、前記ボトルホルダの軸周り方向に位置決めされた状態に装着される装着部が形成されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載のボトルホルダ。 - 前記屋根は、前記ボトルホルダの軸線と略平行に延びている、
請求項1から4のいずれか一項に記載のボトルホルダ。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載されたボトルホルダの集合体であって、
前記ボトルホルダは、搬送方向に列をなして、前記ボトルの姿勢を倒立と正立との間で変化させる旋回経路を含む搬送路を搬送され、
前記旋回経路では、
前記口部を前記旋回経路の内周側に向けて前記ボトルが配置され、
前記旋回経路の一部において、
前記ボトルホルダの前記屋根上には、前記搬送方向の上流側に隣接した前記ボトルホルダの前記先端部の下端が位置する、
ことを特徴とするボトルホルダ集合体。 - ボトルを搬送しながら洗浄する洗浄装置であって、
請求項6に記載のボトルホルダ集合体と、
前記ボトルホルダ集合体を前記搬送路に沿って移動させるキャリアと、
前記ボトルホルダにそれぞれ保持された前記ボトルを、洗浄液を用いて洗浄する洗浄部と、を備える、
ことを特徴とするボトル洗浄装置。 - 前記キャリアは、
駆動される一対の索と、
前記一対の索に設けられ、前記ボトルホルダがそれぞれ装着される複数のフレームと、を備え、
前記旋回経路は、
前記索と、前記索が掛け回される旋回スプロケットとを含んで構成されている、
請求項7に記載のボトル洗浄装置。 - 前記洗浄部により洗浄された前記ボトルを排出する排出部を備え、
前記排出部は、前記旋回経路を含んで構成され、前記旋回経路により前記ボトルを倒立の姿勢から正立の姿勢に向けて旋回させることで、前記ボトルホルダから前記ボトルを取り出す、
請求項7または8に記載のボトル洗浄装置。
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