JP5998539B2 - 洗浄充填装置 - Google Patents

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Description

本発明は、搬送手段によって搬送している容器の洗浄、内容物の充填およびキャッピングを連続して行う一体型の洗浄充填装置に関するものである。
搬送手段によって容器を搬送しつつ、洗浄、充填、キャッピング等の処理工程を順次行う洗浄充填装置は従来から広く知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された装置は、水平面内を走行する容器搬送コンベヤを設置して、その容器搬送コンベヤの搬送経路上に、容器殺菌部、内容物充填部、キャッピング部等を順次配置し、容器搬送コンベヤによって容器を搬送しつつ前記各処理を行うようにしている。この特許文献1に記載された発明のように、水平面内を走行する搬送コンベヤの搬送経路上で各種の処理を行う構成では、装置全体が大型化し、広い設置スペースを必要とするという問題があった。
また、装置の小型化、設置スペースの有効化の目的で、搬送手段を上下方向に循環させるようにした充填装置もすでに知られている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2に記載された発明では、上下方向に循環するベルトコンベヤー装置で、空容器を開口部を下に向け倒立させた状態で挟持させて搬送しつつ洗浄を行い、洗浄を終えた容器を反転させて吊り下げた状態で搬送しつつ、液体の充填およびキャッピングを行う構成が記載されている。
特開2003−327216号公報 特開平6−321296号公報
前記特許文献2に記載された発明のように、上下方向に循環するコンベヤで搬送しつつ洗浄、充填およびキャッピング行う構成では、スペース的には有利な面もある。ところで、近年は、洗浄、充填および打栓の各工程を無菌に近い状態で管理運用することが望まれている。しかしながら、上下方向に回転しつつ循環する洗浄充填装置で、このような対策を施したものは従来存在していない。
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、一連の工程として洗浄、充填およびキャッピングを行う装置をコンパクト化するとともに、外部からの汚染を防ぐことができる洗浄充填装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、供給手段から供給された容器を複数保持する保持手段を有し、多列状態で容器を搬送する搬送手段と、前記保持手段によって保持された容器を洗浄する洗浄手段と、この洗浄手段によって洗浄された容器に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された容器にキャッピングを行うキャッピング手段とを備えた洗浄充填装置において、前記搬送手段は、複数の水平方向の回転軸を中心に回転して循環する無端状の搬送経路を有し、この無端状搬送経路は、上方と下方にほぼ水平な搬送エリアを有し、上方の水平搬送エリアでは、口部が下方を向いた状態で容器を搬送し、この上方水平搬送エリア、前記洗浄手段によって容器の洗浄を行う容器洗浄部を有し、前記下方の水平搬送エリアでは、前記容器洗浄部で洗浄された容器の口部が上方を向いた状態で搬送し、この下方水平搬送エリア、前記充填手段によって容器に内容物を充填する充填部と、前記キャッピング手段によって容器にキャッピングを行うキャッピング部と、を有し、前記充填部と前記キャッピング部とが設けられた空間を仕切り体で他の空間と区画する仕切り体と、この仕切り体で区画された空間内に無菌エアを吹き込むエア吹き込み手段を有し、この空間内の無菌状態を陽圧で維持することを特徴とするものである。
また、第2の発明は、前記請求項1に記載した発明において、前記供給手段から供給される容器が、口部側と底面側とが圧縮された状態であり、前記容器洗浄部の上流側に、圧縮された状態の容器を復元させる容器復元部を有することを特徴とするものである。
本発明の洗浄充填装置は、上下に循環搬送する無端状の搬送経路を有し、上方側の水平搬送エリアに容器洗浄部を設けるとともに、下方側の水平搬送エリアに充填部およびキャッピング部を設け、搬送手段のグリッパに複数の容器を保持させて複列で搬送しつつ洗浄、充填およびキャッピングの処理を行うようにしたので、コンパクトな装置によって多量の容器を処理することが可能である。また、充填部とキャッピング部を仕切り体で他の空間と区画し、この区画した空間を無菌エアで陽圧に維持しているので、外部からの汚染を防ぐことができる。
洗浄充填装置の側面図である。 洗浄充填装置の充填部の構成を示す縦断面図である。 洗浄充填装置のキャップ供給部を示す平面図である。
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。この実施の形態に係る洗浄充填装置に設けられた搬送手段2は、この装置全体を囲むフレーム1内に設置されており、上下の複数箇所に配置された駆動スプロケット4および従動スプロケット6、8、10に掛け回された左右一対のキャリアチェーン12を有している。前記各スプロケット4、6、8、10の回転軸(図示を省略)は水平方向に設置されており、これらスプロケット4、6、8、10の回転によって搬送手段2は上下方向に循環走行する。前記両キャリアチェーン12に、複数の容器(この実施の形態では3個)を保持する多数の保持手段(グリッパ)14が等間隔で取り付けられており、これらグリッパ14によって容器16を保持して搬送する。この搬送手段2による搬送経路に、容器供給部A、容器復元部B、容器洗浄部C、水切り部D、充填部E、打栓部F、容器排出部Gが順次配置されており、搬送手段2が間欠的に走行、停止を行い、各処理部A〜Gに停止した容器16に洗浄、充填等の処理を行う。
この実施の形態に係る洗浄充填装置で処理が行われる容器16は、供給される時点では、口部16aと底部16b側との間が押しつぶされた状態になっている。前記搬送手段2のグリッパ14が容器16の口部16aを把持して搬送する。搬送手段2は、下方側の水平搬送エリア2A(図1の右から左へ走行する)と、下方から上方へほぼ垂直に走行する上昇搬送エリア2Bと、上方側の水平搬送エリア2Cと、上方から下方へ傾斜して走行する下降搬送エリア2Dとを有している。前記下方側水平搬送エリア2Aの下流端に容器供給部Aが設けられている。この容器供給部Aには、供給手段(容器供給コンベヤ)18によって搬送されてきた容器16を受け取って、搬送手段2のグリッパ14に引き渡す受け渡し手段20と、受け渡しを行う際に前記グリッパ14を開閉するグリッパ開閉手段22とを備えている。
容器供給コンベヤ18によって圧縮された状態の容器(図1に符号16Aで示す容器参照)が供給される。容器供給コンベヤ18によって供給された容器16は、プッシャ等の移載手段(図示せず)によって、容器供給コンベヤ18に隣接して配置されている受け渡し手段20上に移載される。この受け渡し手段20は、容器16を載せる載置台20aと載置台20aを昇降させる直立した昇降用シリンダ20bとを備えている。昇降用シリンダ20bによって載置台20aを上昇させると、載置台20aに載せられている容器16の口部16aが、前記搬送手段2に設けられているグリッパ14に保持される高さに位置する。この容器供給部Aには、これらグリッパ14を開閉する開閉手段22が設けられており、前記受け渡し手段20の上方に移動してきたグリッパ14を開放し、容器16を把持した後このグリッパ14を閉じる。この実施の形態では、各グリッパ14が容器16を3個ずつ保持して搬送するようになっており(図2および図3参照)、容器供給コンベヤ18から容器16が3個ずつ受け渡し手段20の載置台20a上に移載される。なお、各グリッパ14が一度に搬送する容器16の数は3個に限らず、2個または4個以上でも良いことは言うまでもない。
前記容器供給部Aでは、圧縮された状態の容器16(16A)の、上方を向いている口部16aを把持する。容器供給部Aが設けられている下方側水平搬送エリア2Aに続いて上昇搬送エリア2Bが設けられており、このエリア2Bでは、容器16の口部16aを、循環する搬送手段2の内部側を向け、底面16bを外方に向けた状態で垂直方向に搬送される。容器16を保持したグリッパ14が、上昇搬送エリア2Bを通過し、スプロケット6の周囲を回転して上方側水平搬送エリア2Cに移動して、容器16は倒立した状態になる。
搬送手段2の上方側水平搬送エリア2Cの上流端に、圧縮された容器16(16A)を復元、つまり、内部に液体を充填したときと同様の状態に膨らませる容器復元部Bが設けられている。容器復元部Bは、上昇搬送エリア2Bから上方側水平搬送エリア2Cに移った位置に設けられており、グリッパ14が容器16を倒立した状態で保持して搬送する間に復元される。この容器復元部Bには、下方から容器16の口部16a内にエアを吹き込むクリーンエア供給ノズル24と、このクリーンエア供給ノズル24にクリーンエアを供給するブロア26とを有している。この実施例に係る洗浄充填装置は、後に説明する充填部Eおよびキャッピング部Fが配置された空間66がクリーンエアで陽圧に維持されており、この空間66内のクリーンエアを吸引して前記エア供給ノズル24に送るようになっている。
容器復元部Bに続いて、容器洗浄部Cが配置されている。この容器洗浄部Cは、オゾン水または過酸化水素水等の洗浄液(薬液)により殺菌洗浄を行う第1洗浄部CAと、水または温水等の洗浄水で洗浄を行った後製品水(この容器16に充填される液体がミネラルウオーターの場合にはそのミネラルウオーター)で洗浄を行う第2洗浄部CBを有している。第1洗浄部CAと第2洗浄部CBの下方にはそれぞれ洗浄液タンク(第1洗浄液タンク28と第2洗浄液タンク30)が配置されている。
第1洗浄部CAには、搬送手段2のグリッパ14のピッチと同じピッチで配置された3箇所のジェット噴射用の洗浄ノズル32(第1洗浄ノズル32A、第2洗浄ノズル32B、第3洗浄ノズル32C)が設けられている。これら3箇所の洗浄ノズル32は一体的に昇降できるようになっており、洗浄時には、容器16の口部16aから容器16の内部側へ挿入されて洗浄液をジェット噴射する。また、搬送手段2によって1ピッチ移動する際には、充填ノズル32は下降して容器16内から抜き出される。上流側の2箇所の洗浄ノズル(第1洗浄ノズル32Aと第2洗浄ノズル32B)には、前記第1洗浄液タンク28の洗浄液をポンプ34により吸い上げて送っている。また、3番目の第3洗浄ノズル32Cには、外部からオゾン水等の薬液が送られている。これら3箇所の洗浄ノズル32から噴射された洗浄液は、下方の第1洗浄液タンク28内に流下して回収され再利用される。
第2洗浄部CBには、2箇所のジェット噴射用の洗浄ノズル36(第4洗浄ノズル36Aおよび第5洗浄ノズル36B)が設けられている。この第2洗浄部CBの2箇所の洗浄ノズル36も一体的に昇降できるようになっており、洗浄時には、容器16の口部16aから容器16の内部側へ挿入されて洗浄液を噴射する。第2洗浄部CBの上流側の第4洗浄ノズル36Aには、前記第2洗浄液タンク30の洗浄液をポンプ38により吸い上げて送っている。また、下流側の第5洗浄ノズル36Bには、製品水が送られてこの製品水で最終的な洗浄が行われる。これら2箇所の洗浄ノズル36A、36Bから噴射された洗浄水は、下方の第2洗浄液タンク30内に回収されフィルター(図示せず)を介して再利用される。
容器洗浄部Cに続いて水切り部Dが設けられている。水切り部Dは、容器16を倒立して搬送する上方側水平搬送エリア2Cから、容器16の底部16b側をやや上向きにして傾斜した状態で搬送する下降搬送エリア2Dに亘って設けられている。第2洗浄部CBで洗浄された直後の容器16は、前記第2洗浄液タンク30の上方に位置しており、洗浄ノズル(第5洗浄ノズル36B)から噴射された製品水を第2洗浄液タンク30内に排出する。また、第2洗浄液タンク30の下流側には、容器洗浄部Cで洗浄された容器16に付着している水滴が滴下して、下方を通過する容器16内に入り込むのを防止するために、斜め方向の仕切り板40が設置されており、滴下した液はこの仕切り板40に受けられた後、下方の液受けタンク41内に流入しフィルター(図示せず)を介して再利用される。
搬送手段2の傾斜搬送エリア2Dを通過して下方側水平搬送エリア2Aに移動すると、容器16は口部16aを上に向けた姿勢に戻り、グリッパ14に口部16aを保持されて吊り下げられた状態で搬送される。この下方側水平搬送エリア2Aには、充填部Eが配置されている(図2参照)。この充填部Eには充填バルブ42aを有する充填手段42が設けられており、内容物を貯留する充填液タンク44から送られた充填液を充填ノズル42bを介して前記容器16内に充填する。
充填部Eの下流側に打栓部Fが設けられている。この打栓部Fには、キャップ供給手段46と、このキャップ供給手段46から供給されたキャップ48を容器16の口部16aに打ち込むキャッピング手段(打栓機)50とが設けられている。キャップ供給手段46は、図3に示すように、キャップ48を貯留するキャップフィーダ52と、キャップ48を殺菌するUV殺菌装置54と、キャップ48を各容器16の口部16aに導くキャップシュート56を有する。キャップフィーダ52から送り出されたキャップ48は、UV殺菌装置54で殺菌された後、3列のキャップシュート56(56A、56B、56C)に振り分けられて3個の容器16の口部16a上にそれぞれ供給される。前記キャップシュート56からキャップ48が供給される位置の次の停止位置に打栓機50が設けられている。この打栓機50の下方には、支持プレート58aとこの支持プレート58aを昇降させるシリンダ58bとを備えた容器支持手段58が設けられており、打栓機50により打栓を行う際には、シリンダ58bによって支持プレート58aを上昇させて容器16の底部16bを支持し、打栓機50による容器16の打栓の際の負荷を分散するようにしている。
打栓部Fに続いて、容器排出部Gが設けられている。この容器排出部Gには、充填および打栓が終了した容器16を受け取って排出する排出コンベヤ60と、容器16の口部16aを保持しているグリッパ14を開閉する開閉手段62と、グリッパ14から解放された容器16を受け取って排出コンベヤ60上に引き渡す受け渡し手段64とが設けられている。受け渡し手段64は、直立して設置されたシリンダ64bのピストンロッドに取り付けられた載置台64aを有しており、載置台64aを上昇させて容器16の底部16bを支持した状態で、開閉手段62によってグリッパ14を開放し、容器16を受け渡し手段64の載置台64aに引き渡すようになっている。
前記搬送手段2の搬送経路の内部側に、前記充填手段42およびキャッピング手段50が配置されており、これらを囲む空間66が形成されている。前記第1および第2洗浄部CA、CBの下方に設置された第1洗浄液タンク28と第2洗浄液タンク30の下面と、前記水切り部2Dの仕切り板40と、前記第1洗浄液タンク28の上流端の下流側と容器排出部Gとの間に設けられた仕切り板68によって充填手段42とキャッピング手段50を囲む空間66が形成されている。この内部空間66に、HEPAフィルタ70を備えたファン(エア吹き込み手段)によってダクト72を介してクリーンエアを供給しており、この空間66内を陽圧に維持している。
前記構成の洗浄充填装置の作動について説明する。この洗浄充填装置で洗浄され液体が充填される容器16は、容器供給コンベヤ18によってこの装置の容器供給部Aまで搬送される。容器16は、口部16aと底部16bとの間の胴部が圧縮されてつぶされた状態で供給される(容器供給部Aに符号16Aで示す容器参照)。容器供給コンベヤ18が停止すると、この容器供給コンベヤ18上の3個の容器16が図示しないプッシャ等によって容器受け渡し手段20の載置台20a上に押し出される。載置台20a上に3個の容器16が載ると、シリンダ20bが伸長して載置台20aを押し上げる。載置台20aの上方には、搬送手段2に等間隔で設けられているグリッパ14が、開閉手段22の作動によって開放した状態で停止しており、このグリッパ14内に3個の容器16の口部16aが挿入される。開閉手段22によってグリッパ14が閉じられるとグリッパ14は3個の容器16を保持する。
搬送手段2は間欠的に走行しており、下方側水平搬送エリア2Aの下流端で容器16を保持したグリッパ14は、駆動スプロケット4の周囲を回転して上昇搬送エリア2Bに移動する。上昇搬送エリア2Bでは、キャリアチェーン12に取り付けられたグリッパ14は、縦方向を向いており、容器16の口部16aを搬送手段2の内部側に向けた状態で横向きで搬送される。
上昇搬送エリア2Bを通過して上方側水平搬送エリア2Cに移動すると、キャリアチェーン12に取り付けられたグリッパ14は下方側水平搬送エリア2Aと逆向きになり、保持されている容器16は、口部16aを下に、底部16bを上にした倒立状態となる。上方側水平搬送エリア2Cの上流端には、容器復元部Bが設けられており、充填部E等を囲む空間66内のクリーンエアが、ブロア26によって送られクリーンエア供給ノズル24から容器16内に吹き込まれて、圧縮された状態の容器16が復元される(図1に符号16Bで示す容器参照)。
復元された容器16(16B)は、搬送手段2の次の1ピッチの走行により容器洗浄部Cに移動する。容器洗浄部Cの上流側の第1洗浄部CAは、はオゾン水等の薬液によって洗浄殺菌を行うエリアであり、1ピッチずつ前進して停止する毎に、昇降可能な充填ノズル32を上昇させて容器16の口部16a内に挿入する。この第1洗浄部CAには3箇所の洗浄ノズル32が設けられており、第1洗浄ノズル32Aおよび第2充填ノズル32Bの位置では、第1洗浄液タンク28内の薬液をポンプ34によって送られて容器16内に噴射されて殺菌洗浄が行われる。第3洗浄ノズル32Cの位置に移動すると、ここでは、外部から新たに送られてきたオゾン水が容器16内に噴射されて洗浄が行われる。この第3洗浄ノズル32Cから噴射された洗浄液は第1洗浄液タンク28に流下して回収され再利用される。
第1洗浄部CAで薬液による洗浄が行われた容器16は、第2洗浄部CBに入り、先ず、第4洗浄ノズル36Aが口部16aから挿入されて、ポンプ38によってくみ上げられた第2洗浄液タンク30内の水または温水が噴射され、前記オゾン水や過酸化水素水等の薬液が洗い流される。次に、容器16が第5洗浄ノズル36Bの位置に移動すると、このノズル36Bからは製品液が送られて前記第4洗浄ノズル36から噴射された水または温水が洗い流される。この第5洗浄ノズル36から噴射された製品水は、第2洗浄液タンク30内に流入して再度利用される。
第1洗浄部CAおよび第2洗浄部CBで洗浄が行われた容器16は、そのまま上方側水平搬送エリア2Cを倒立状態のまま搬送されて水切りが行われる。水切りが行われる第1段階では、洗浄直後であり付着している水分が多いので、前記第2洗浄液タンク30の上方に位置して落下する洗浄水が第2洗浄液タンク30に回収されるようになっている。そのまま倒立状態で搬送された容器16は、傾斜下降エリア2Dに入りさらに水切りが行われる。なお、このエリア2Dでは、容器16内部の水は完全に排出されないが、洗浄の最終段階で製品水を使用して洗浄をしているので残留しても問題がない。
水切りが行われた容器16は、ほぼ横向きの状態から、図1の右下に示す従動スプロケット10の周囲を回転して正立した姿勢、つまり、口部16aを上方に向けた姿勢になり、吊り下げられた状態で搬送される。この容器16が充填部Eに到達し停止すると、充填手段42の充填バルブ42aを開放して、充填液タンク44から送られた液体を充填ノズル42bを介して容器16内に充填する。
充填が終了した容器16は、次の打栓部Fに搬送される。打栓部Fは、キャップ供給手段46を備えた停止位置と打栓機50を備えた停止位置との2箇所の停止位置を有しており、先ず、キャップ供給手段46から各容器16(一つのグリッパ14に保持された3個の容器)にキャップ48が供給される。キャップ供給手段46では、キャップフィーダ52から一列で送り出されたキャップ48がUV殺菌装置54で殺菌された後、3列のシュート56(56A、56B、56C)に分岐され、3個の容器16にそれぞれ供給され、容器16の口部16aにセットされる。キャップ48がセットされた容器16は、搬送手段2の次の1ピッチの走行で打栓機50の下方位置に移動する。この位置では、下方の容器支持手段58のシリンダ58bを作動させて支持プレート58aを上昇させ、容器16の底部16bを支持した状態にして、打栓機50によりキャップ48を打栓する。
打栓終了後、容器支持手段58の支持プレート58aを下降させ、容器16を次の容器排出部Gに搬送する。この容器排出部Gには、搬送手段2のグリッパ14に保持されて搬送されてきた容器16を受け取って、下方に配置されている排出コンベヤ60に受け渡す受け渡し手段64が設けられている。この受け渡し手段64の載置板64aがシリンダ64bの作動によって上昇し、容器16の底面16bを支持すると、この位置に設けられているグリッパ開閉手段62によってグリッパ14が開放され、容器16を載置台64aに引き渡す。その後、載置台64aを下降させ、載置台64a上の容器16を排出コンベヤ60上に移載する。
開放して容器16を離したグリッパ14は、開放したまま供給部Aへ移動して次の容器16を保持し、前記と同様の工程を行う。または、グリッパ14を一旦閉じて容器供給部Aに移動し、この位置に設けられた開閉手段2によって再度開放するようにしても良い。なお、前記実施の形態では、容器洗浄部Bのノズル32、36を昇降させて容器16内に挿入する構成にしたが、洗浄ノズルを回転させる等その他の構成とすることもできる。また、前記実施の形態では、容器16の内部だけを洗浄しているが、別に外部洗浄手段を設けて、内部洗浄を行う前に容器16の外部を洗浄するようにしても良い。
C 容器洗浄部
E 充填部
F キャッピング部
2 搬送手段
2A 下方水平搬送エリア
2C 上方水平搬送エリア
14 保持手段(グリッパ)
16 容器
18 供給手段(容器供給コンベヤ)
20 供給手段(受け渡し手段)
32 洗浄手段(洗浄ノズル)
36 洗浄手段(洗浄ノズル)
42 充填手段
50 キャッピング手段(打栓機)

Claims (2)

  1. 供給手段から供給された容器を複数保持する保持手段を有し、多列状態で容器を搬送する搬送手段と、前記保持手段によって保持された容器を洗浄する洗浄手段と、この洗浄手段によって洗浄された容器に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された容器にキャッピングを行うキャッピング手段とを備えた洗浄充填装置において、
    前記搬送手段は、複数の水平方向の回転軸を中心に回転して循環する無端状の搬送経路を有し、この無端状搬送経路は、上方と下方にほぼ水平な搬送エリアを有し、上方の水平搬送エリアでは、口部が下方を向いた状態で容器を搬送し、この上方水平搬送エリア、前記洗浄手段によって容器の洗浄を行う容器洗浄部を有し、前記下方の水平搬送エリアでは、前記容器洗浄部で洗浄された容器の口部が上方を向いた状態で搬送し、この下方水平搬送エリア、前記充填手段によって容器に内容物を充填する充填部と、前記キャッピング手段によって容器にキャッピングを行うキャッピング部と、を有し
    前記充填部と前記キャッピング部とが設けられた空間を仕切り体で他の空間と区画する仕切り体と、この仕切り体で区画された空間内に無菌エアを吹き込むエア吹き込み手段を有し、この空間内の無菌状態を陽圧で維持することを特徴とする洗浄充填装置。
  2. 前記供給手段から供給される容器が、口部側と底面側とが圧縮された状態であり、前記容器洗浄部の上流側に、圧縮された状態の容器を復元させる容器復元部を有することを特徴とする請求項1に記載の洗浄充填装置。
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