JP6217912B2 - キャップ供給装置、および、それを用いた充填密封システム - Google Patents
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Description
例えば、図6にそのフローを示すように、充填密封ラインに導入された容器であるボトルは、搬送されながら口部が下を向くように反転されて殺菌され、無菌水で洗浄された後に正転されて内容物が充填され、キャップの巻き締めを行うキャッピング工程へと搬送される。
口部を密封するキャップは、殺菌され無菌水で洗浄された後に、洗浄水を除菌された空気によるエアブローで水切りし、キャップの巻き締めを行うキャッピング工程へと搬送される。
キャッピング工程では、キャップ巻締ユニットにキャップを供給するキャップ供給装置が、容器の搬送、キャップの巻締等の他の装置の動作と連動することで、自動的に容器口部の密封が行われる。
キャップ供給装置として、キャップ供給ホイールと、キャップ供給ホイールを回転駆動する駆動機構とを有し、キャップ供給ホイールからキャップ巻締ユニットのキャッピングヘッドにキャップを受け渡すように構成されたものが公知である。
また、高速に大量の容器の容器口部にキャップを螺合して巻き締めるものとして、複数のキャップ巻締ユニット(キャッピングユニット17)が移動しながら、キャップ供給ホイール(キャップスター4)からキャップを受け渡され、受け渡し位置の下流側でそれぞれのキャップ巻締ユニット(キャッピングユニット17)の下方にボトルが搬送されボトルが同期して移動しながら容器口部にキャップを螺合するものが知られている(例えば、特許文献1等参照。)。
小ロットの充填密封を行う場合等、ある程度低速であってもよい場合は、全体の駆動速度を低速としたり、間欠的に搬送駆動することで対応が可能であり、低速であってもよい条件専用に設計すれば、上流の殺菌・洗浄工程での容器、キャップの滞留時間がある程度確保できるため、充填密封システム全体をその分だけは小型化することが可能となる。
また、間歇的に搬送駆動する装置におけるキャップ供給装置として、キャップ供給ホイールに多数のキャップを等間隔に保持せずに、1つあるいは2つずつ保持してキャップ巻締ユニットに受け渡すものが公知である(特許文献2、3等参照。)。
また、特許文献2、3等に記載された公知のキャップ供給装置は、キャップ巻締ユニットを固定的に配置してキャッピング工程の設備を簡素化することは可能となるものの、キャップ供給装置のキャップ供給ホイールやその駆動機構の構造は逆に複雑化するという問題があった。
なお、特許文献3に記載された公知のキャップ供給装置は、キャップピッカー(キャップ供給ホイールに相当)の経路上に殺菌手段を備えているが、これはキャップの再汚染を防止するものであって、上流の殺菌・洗浄のための設備の小型化、簡素化に寄与するものではない。
また、本発明に係る充填密封システムは、前記キャップ供給装置と、キャップ巻締ユニット、および、充填装置を有することにより、前記課題を解決するものである。
さらに、駆動機構は、所定のタイミングでキャップ供給ホイールを一定角度ずつ間歇回転させるだけでよいため、キャップ供給ホイールや駆動機構を複雑化することなく、小型化、簡素化することができる。
本発明のキャップ供給装置110を有する充填密封システム100は、図1、図2に概略を示すように、ボトルBが順次搬送されるボトル搬入部101、ボトル殺菌部102、ボトル洗浄部103、充填密封部104およびボトル搬出部105を有しており、充填密封部104にキャップCを供給するキャップ供給装置110が配置されている。
空のボトルB1は、ボトル搬入コンベア146によってボトル搬入部101に搬入され、第1反転ホイール141に受け渡される。
第1反転ホイール141に保持された空のボトルB1は、第1反転ホイール141の回転による搬送中に口部が下を向くように反転され、反転状態のボトルB2が、ボトル殺菌洗浄ホイール142に受け渡される。
ボトル殺菌部102には、反転状態のボトルB2の側方および口部の下方に、殺菌剤を噴出するボトル殺菌ノズル153が設けられており、反転状態のボトルB2の内外面を殺菌する。
ボトル殺菌部102からボトル洗浄部103に搬送される間に、反転状態のボトルB2の内外面の殺菌剤が排出される。
ボトル洗浄部103には、反転状態のボトルB2の側方および口部の下方に、無菌洗浄水を噴出するボトル洗浄ノズル152が設けられており、反転状態のボトルB2の内外面に残存する殺菌剤を洗い流す。
ボトル洗浄部103からさらに搬送され第2反転ホイール143に受け渡されるまでに、反転状態のボトルB2の内外面に残存する無菌洗浄水が排出される。
ボトル充填密封ホイール144に保持された正立状態のボトルB1は、ボトル充填密封ホイール144の回転により、正立状態のまま充填密封部104を通過し、充填装置(充填ノズル151)より内容物が充填され、充填後のボトルB3はキャップ巻締ユニット130によってキャップCが巻き締められて密封された後、ボトル搬出ホイール145に受け渡される。
ボトル搬出ホイール145に保持された充填密封後のボトルB4は、ボトル搬出ホイール145の回転により、ボトル搬出部105に搬送されてボトル搬出コンベア147に受け渡される。
なお、図1、図2に示す構造、配置等は概略を示すもので、各ホイール、コンベア間の詳細な構造や配置、ボトルBの受け渡しのための機構等は公知の適宜の構造で具体化すればよい。
キャップ供給装置110は、図3乃至図5に示すように、キャップ供給ホイール111と、キャップ搬送機構として簡便な構造であるキャップ搬送シュート115と、キャップ供給ホイール111を間歇駆動する駆動機構であるサーボモータ117とを有している。
キャップ供給ホイール111は、図3に示すように、円盤部118と、該円盤部118から等間隔に外周に向かって伸びるアーム114とからなり、アーム114先端にはキャップ収容ポケット112を有し、隣接するアーム114の間にキャップ巻締ユニット130のキャッピングヘッド131の上下方向の通過を許容するギャップ部113が形成され、簡素化、小型化に適した形態となっている。
また、キャップ供給ホイール111は、1つのキャップ収容ポケット112がキャップCをキャップ巻締ユニット130のキャッピングヘッド131に受け渡す位置(キャップ巻締ユニット130が巻締を行う位置)に停止した際に、他の1つのキャップ収容ポケット112が、キャップ搬送シュート115からキャップCを供給可能な位置となるように配置されている。
キャップCの殺菌を行う殺菌部121は、充填密封システム全体の小型化に適するよう、キャップ搬送シュート115の途中に設けられており、キャップCの上方および下方から殺菌剤を噴出するキャップ殺菌ノズル122によってキャップCが殺菌される。
キャップ搬送シュート115には、キャップCの移動を停止・解放可能なキャップストッパー116が設けられており、停止した状態のキャップCに対してキャップ殺菌ノズル122から殺菌剤を噴出可能に構成されている。
洗浄部123では、キャップCの上方および下方から無菌洗浄水を噴出するキャップ洗浄ノズル124によってキャップCに付着・残留した殺菌剤を除去する。
水切部125では、キャップCの上方、斜め上方および下方から除菌されたエアを噴出するキャップ水切ノズル126によってキャップCに付着・残留した無菌洗浄水を除去する。
殺菌部121と洗浄部123の間には、仕切部が設けられるが、本実施形態では、キャップ搬送シュート115の下流側に仕切部127が設けられ、殺菌剤が直接洗浄部123に達したり、洗浄水が直接殺菌部121に達することを防止している。
また、仕切部127によって、殺菌部121と洗浄部123を接近させてコンパクトに配置でき、充填密封システム全体を小型化することも可能となる。
仕切部127は、図3乃至図5に示す例では、キャップCのみが通過可能な孔を設けた壁部材で構成されているが、可撓性のカーテンや開閉するシャッター等で構成されていてもよい。
洗浄部123と水切部125を覆う空間の下方、および、殺菌部121を覆う空間の下方には、それぞれ洗浄水、および、殺菌剤を排出する排液口128が設けられている。
また、殺菌部121を覆う空間の上方には、殺菌剤の外部への漏洩をさらに防止するため、該空間内を外部より負圧とするための排気口129が設けられ、図示しない吸引ポンプなどに接続されている。
キャップCは、図示しない供給機構によってキャップ搬送シュート115に整列して供給され、重力によってキャップ供給ホイール111まで搬送される。
キャップ搬送シュート115の搬送経路上で、キャップCは、殺菌部121に配置されたキャップストッパー116により、キャップ供給ホイール111の間歇駆動と同期して所定時間停止され、停止時間を活用して充分に殺菌される。
キャップ搬送シュート115は、キャップCがキャップ供給ホイール111のキャップ収容ポケット112に受け渡されるように配置されており、キャップ収容ポケット112がキャップ搬送シュート115の最下流の対向位置に割り付けられた時(図3に示す位置)にキャップCが1つずつ受け渡されるように、キャップストッパー116が設けられている(図4参照)。
1つのキャップCに着目すると、キャップ搬送シュート115からキャップ収容ポケット112に受け渡された位置から、キャップ供給ホイール111の割り付け4回目の停止時に洗浄部123に達して洗浄され、キャップ供給ホイール111の割り付け6回目の停止時に水切部125に達して洗浄水の水切りが行われ、キャップ供給ホイール111の割り付け11回目の停止時にキャップ巻締ユニット130のキャッピングヘッド131に受け渡され、キャップ供給ホイール111の割り付け12回目の停止時にギャップ部113を通過して下方のボトルBに巻締めされる。
キャップ搬送シュート115からキャップ収容ポケット112へのキャップCの受け渡し、洗浄、水切りは、キャップ巻締ユニット130による巻き締めが行われる偶数回目の割り付け時の回転停止中に行われるため、受け渡し、洗浄、水切りを充分に行える時間を取ることができ、キャップ供給ホイール111より上流の殺菌・洗浄のための設備を小型化、簡素化することが可能となり、充填密封システム100全体を小型化することが可能となる。
このように、ボトルBの搬送経路、および、キャップCの搬送経路は殺菌剤、洗浄水等が飛散しないように所定の区分がされ、さらに、これらの区域ごとに除菌されたエアの供給、排気を適宜行うことで区域毎に圧力差を設けてもよい。
特に、ボトルの充填密封部104を最も高い圧力とし、充填密封部104から離れる区域毎に、順に圧力を低くすることで、充填密封部104の無菌性を高く維持することが可能となる。
本発明のキャップ供給装置および充填密封システムは、前述した実施例ではボトルBをホイールにより搬送しながら充填密封を行うものであるが、コンベア等の他の手段によって搬送されるものであってもよい。
また、前述した実施例ではキャップ供給ホイール111のキャップ収容ポケット112にキャップCを搬送するキャップ搬送機構をキャップ搬送シュート115としたが、キャップをホイールの外周で搬送するキャップ搬送ホイールによって構成されていてもよく、コンベア等によって搬送するものであってもよい。
また、各ホイール、コンベア、シュート間の、容器、キャップの受け渡しのための機構は、上記実施例では詳述していないが、いかなる機構が採用されてもよい。
また、キャップ供給ホイール111を、図5に示すように、サーボモータ117を用いて駆動しているが、これに限定されるものではなく、どのような駆動機構を用いてもよい。
さらに、キャップ殺菌部121を、キャップ供給ホイール111のキャップ洗浄部123の上流側に配置し、適宜、キャップ洗浄部123や外部と仕切部により区画してもよい。
101 ・・・ ボトル搬入部
102 ・・・ ボトル殺菌部
103 ・・・ ボトル洗浄部
104 ・・・ 充填密封部
105 ・・・ ボトル搬出部
110 ・・・ キャップ供給装置
111 ・・・ キャップ供給ホイール
112 ・・・ キャップ収容ポケット
113 ・・・ ギャップ部
114 ・・・ アーム
115 ・・・ キャップ搬送シュート(キャップ搬送機構)
116 ・・・ キャップストッパー
117 ・・・ サーボモータ(駆動機構)
118 ・・・ 円盤部
121 ・・・ 殺菌部(キャップ)
122 ・・・ キャップ殺菌ノズル
123 ・・・ 洗浄部(キャップ)
124 ・・・ キャップ洗浄ノズル
125 ・・・ 水切部(キャップ)
126 ・・・ キャップ水切ノズル
127 ・・・ 仕切部
128 ・・・ 排液口
129 ・・・ 排気口
130 ・・・ キャップ巻締ユニット
131 ・・・ キャッピングヘッド
141 ・・・ 第1ボトル反転ホイール
142 ・・・ ボトル殺菌洗浄ホイール
143 ・・・ 第2ボトル反転ホイール
144 ・・・ ボトル充填密封ホイール
145 ・・・ ボトル搬出ホイール
146 ・・・ ボトル搬入コンベア
147 ・・・ ボトル搬出コンベア
151 ・・・ 充填ノズル
152 ・・・ ボトル洗浄ノズル
153 ・・・ ボトル殺菌ノズル
B ・・・ ボトル
B1 ・・・ ボトル(正立)
B2 ・・・ ボトル(逆立)
B3 ・・・ ボトル(充填済:未封)
B4 ・・・ ボトル(充填済:密封)
C ・・・ キャップ
Claims (8)
- 少なくとも1つのキャップ供給ホイールと、前記キャップ供給ホイールを回転駆動する駆動機構とを有し、前記キャップ供給ホイールから、固定配置されたキャップ巻締ユニットのキャッピングヘッドにキャップを受け渡すキャップ供給装置であって、
前記キャップ供給ホイールが、円周上に等間隔に設けられた複数のキャップ収容ポケットと、前記キャップ収容ポケットの間に設けられ前記キャッピングヘッドの通過を許容するギャップ部とを有し、
前記駆動機構は、前記キャップ供給ホイールを間歇駆動し、キャップを受け渡す位置に前記キャップ収容ポケットとギャップ部を交互に割り付け可能に構成されていることを特徴とするキャップ供給装置。 - 前記キャップ収容ポケットが、半径方向に延びるアームの先端に設けられ、
前記ギャップ部が、隣接するアームの間に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャップ供給装置。 - キャップの殺菌を行う殺菌部、キャップを洗浄する洗浄部、および、洗浄水を除去する水切部をさらに有し、
少なくとも水切部が、前記キャップを受け渡す位置の上流で、前記キャップ供給ホイールの保持されたキャップに対して洗浄水の除去を行うように設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のキャップ供給装置。 - 前記洗浄部が、前記水切部の上流で、前記キャップ供給ホイールの保持されたキャップに対して洗浄を行うように設けられていることを特徴とする請求項3に記載のキャップ供給装置。
- 前記洗浄部を設けた区間と前記殺菌部を設けた区間の間には、仕切部を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載のキャップ供給装置。
- 前記キャップ供給ホイールのキャップ収容ポケットにキャップを搬送するキャップ搬送機構をさらに有し、
前記キャップ搬送機構が、少なくとも前記殺菌部を有していることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれかに記載のキャップ供給装置。 - 前記キャップ搬送機構が、整列したキャップを搬送するキャップ搬送シュートであることを特徴とする請求項6に記載のキャップ供給装置。
- 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のキャップ供給装置と、キャップ巻締ユニット、および、充填装置を有することを特徴とする充填密封システム。
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