JP6372828B2

JP6372828B2 - プリフォーム整列装置

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Publication number: JP6372828B2
Application number: JP2015562830A
Authority: JP
Inventors: 武田　慎也; 慎也武田
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: US9796535B2; TW201600296A; US20170121121A1; EP3106285A4; WO2015122412A1; EP3106285B1; TWI584937B; JPWO2015122412A1; CN106029337A; CN106029337B; EP3106285A1

Description

本発明は、プリフォーム整列装置に関し、具体的には、大口径で比較的高重量のプリフォームを整列させ、ブロー成形機に搬送することができるプリフォーム整列装置に関する。

従来、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料を用いた容器の用途拡大が進み、食品保存用として広口のタイプのものがある。このタイプの容器のプリフォームは、飲料ボトル用のプリフォームと比較して著しく整列性に欠ける。その原因としては、ネック形状が多様でサポートリング下の胴部内方凸の曲率面の半径がなかったり、非常に小さい形状であったりし、さらに、大口径で、直径／全高≒１の形状で重心が中央付近にあることなどが挙げられる。また、比較的高重量なので、表面傷が発生し易いという点も挙げられる。

２ステージ式のブロー成形機では、上述したプリフォームを整列させて供給する必要がある。

このような整列装置としては、ローラー式の整列機や振動ボウル式の整列機、回転円盤式の整列機がある。しかしながら、ローラー式の整列機では多様な広口プリフォームには十分に対応できない。具体的には、飲料容器用の細口プリフォームはネック形状（サポートリング）が規格化されており、胴部形状も細長で整列ローラー上に単一方向（鉛直方向）で支持させやすいのに対し、食品保存用の広口プリフォームはネック形状が規格化されておらず多種多様であり、サポートリングがプリフォーム直径に対し小さい場合が多く、さらに、胴部が略お椀形で重心がプリフォーム中心近傍にあることから、整列ローラー上に単一方向で支持させにくい。また、振動ボウル式の整列機では、整列・供給能力が比較的低く、表面傷もつき易いという問題がある。一方、回転円盤式の整列機としては、特許文献１に記載のものがある。

特許３５９９８５１号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、プリフォームを溝内に寝かして整列させるものであるが、飲用ボトル用のプリフォームの整列はできても、形状が多様な広口タイプのプリフォームは寝かせた状態では安定せず、整列が困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、多様な形状のプリフォームの整列に対応でき、整列・供給能力の面でも問題のないプリフォーム整列装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、鉛直方向から傾斜した回転軸を中心に回転駆動される円板と、前記円板の外側に立設される隔壁とを具備し、前記円板上に供給された広口プリフォームであるプリフォームを当該円板の周縁部に整列させ、整列させたプリフォームを排出部から排出する回転円板型のプリフォーム整列装置であって、前記円板の周縁部に円周方向に並設され、前記プリフォームを落とし込む開口部を有すると共に当該プリフォームを立設状態で保持する前記開口部の内周面に設けられた保持部を有するポケット部と、前記プリフォームが前記円板上に供給される領域と前記排出部との間の前記円板の外側に設けられ、前記ポケット部の外側及び下側から気体を噴射する気体噴射部とを具備し、前記ポケット部の開口部の内周面は前記プリフォームの胴部形状に倣ったテーパー形状を有し、前記気体噴射部は、常時または所定タイミングで気体を噴射することにより正常状態ではなく異常状態で前記ポケット部に嵌まり込んだ前記プリフォームを吹き飛ばすことを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

本発明の第２の態様は、第１の態様のプリフォーム整列装置において、前記気体噴射部の少なくとも一つは、正常状態ではなく前記ポケット部に嵌まり込んだプリフォームを検出するセンサを具備し、当該センサの検出により気体を噴射して前記プリフォームを吹き飛ばすことを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様のプリフォーム整列装置において、前記円板は、中心部に同心で逆方向に駆動される第２円板を具備することを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか一つの態様のプリフォーム整列装置において、前記ポケット部は、前記円板の外周に着脱可能に取り付けられる着脱部材と前記隔壁とにより形成されていることを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか一つの態様のプリフォーム整列装置において、前記円板上に前記プリフォームを定量で供給する供給装置を具備することを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか一つの態様のプリフォーム整列装置において、前記プリフォームが前記円板上に供給される領域と前記排出部との間の前記円板の上方に、鉛直方向下側で外側から内側に向かって回転して前記ポケット部に所定状態ではなく嵌まり込んだプリフォームを掻き出す回転部材が設けられていることを特徴とするプリフォーム整列装置にある。

かかる本発明によれば、プリフォームを落とし込む開口部を有すると共に当該プリフォームを立設状態で保持する前記開口部の内周面に設けられた保持部を有するポケット部を設けると共に、ポケット部の外側及び下側から気体を噴射する気体噴射部と、鉛直方向下側で外側から内側に向かって回転してポケット部に所定状態ではなく嵌まり込んだプリフォームを掻き出す回転部材とを設けることにより、正常な姿勢でポケット部に保持されたプリフォームのみを効率的に排出できるので、多様な形状のプリフォームの整列に対応でき、整列・供給能力の面でも問題のないプリフォーム整列装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るプリフォーム整列装置の要部斜視図である。本発明の一実施形態に係るプリフォーム整列装置の側面図である。本発明の一実施形態に係るプリフォーム整列装置の要部断面図である。本発明で用いられるプリフォームの一例を示す斜視図及び断面図である。本発明の一実施形態に係るプリフォーム整列装置の部分を拡大した平面図である。図３の部分断面図である。本発明の一実施形態に係る気体噴射部の構成を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る回転羽根部の構成を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る最終気体噴射部の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１はプリフォーム整列装置の要部の斜視図、図２は側面図、図３は要部断面図である。

図に示すように、プリフォーム整列装置１は、特に、広口のプリフォーム１００を整列させるためのプリフォーム整列部２と、整列させたプリフォーム１００を整列させた状態でブロー成形機に供給するプリフォーム排出部３とを具備する。また、プリフォーム整列装置１は、プリフォーム整列部２に、プリフォーム１００を上方から供給するプリフォーム供給装置２００が併設されている。

ここで、図４に一例を示す広口のプリフォーム１００は、例えば、食品保存用に用いられるものであり、プリフォーム本体（胴部）１０１と、ネック部（ネジ部）１０２と、これらの間のサポートリング（フランジ部）１０３とを具備する。かかるプリフォーム１００は、直径Ｒ及び全高（高さ）Ｈとの比、Ｒ／Ｈは特に限定されないが、例えば、１．２以下の範囲にあるもの、典型的には、Ｒ／Ｈ≒１の形状を有するものである。

このようなプリフォーム１００を整列するプリフォーム整列装置１のプリフォーム整列部２は、鉛直方向から傾斜した回転軸を中心に回転駆動される円板１０を具備する。図１では、ラインＬに沿って図面左上側より右下側が低くなるように傾斜しており、ラインＬの図中左上側が最も高く、右下側が最も低くなっている。プリフォーム１００は、プリフォーム供給装置２００から、図１の右側手前の供給領域２ａに供給されるようになっている。また、円板１０の図１の上側に整列されたプリフォーム１００をプリフォーム排出部３へ排出する排出領域２ｂが設けられている。

また、円板１０は、中央部に同心で逆方向に回転駆動される第２円板１１を具備する。円板１０は、図１で時計回り方向に回転駆動され、第２円板１１は反時計回り方向に回転駆動される。詳細には、図３に示すように、円板１０及び第２円板１１の下方には、円板基台１３が設けられ、円板基台１３の中心には二重の駆動軸が回転自在に支持されている。なお、円板１０を反時計回り方向に、第２円板１１を時計回り方向に回転駆動させても構わない。

ドーナツ状の円板１０の内側縁部は駆動アーム１４に支持され、外側縁部は円板基台１３に設けられた環状支持台１５に回動自在に支持されている。具体的には、円板１０の外側縁部の下面より垂下する回動用部材１０ａ（カムフォロアまたはローラー付き）が、円板基台１３に設けられた環状支持台１５（カム部材）の上に転動可能に載置されている。駆動アーム１４は外側駆動軸１６に固定され、外側駆動軸１６は、ベルト１７を介して第１駆動モータ１８の駆動軸に連結され、回転駆動されるようになっている。

また、第２円板１１は、その中心が内側駆動軸１９に支持され、内側駆動軸１９は第２駆動モータ２０により回転駆動されるようになっている。

円板基台１３は、外周縁に円環状の外壁２１が設けられており、ラインＬに沿った位置の下面に設けられた第１支持部２２及び第２支持部２３を介して支持基台２４に支持されている。第１支持部２２は、支持基台２４に設けられた受け台２５に回動可能に連結され、第２支持部２３は、支持基台２４に固定された調整金具２６の駆動軸２７先端に連結されており、円板基台１３は、ラインＬに沿って傾斜して保持されている。さらに、調整金具２６の駆動軸２７を移動させることにより、円板基台１３の傾斜角度を変更できるようになっている。

ここで、ポケット部３０の要部平面図を図５に、円周方向に切り欠いた断面及び半径方向に切り欠いた断面を図６に示す。

円板１０の周囲には、円板基台１３の外壁２１上に立設された円環状の隔壁２８を具備する。そして、円板１０の周縁部には、円周方向に並設された複数のポケット部３０を具備する。ポケット部３０は、プリフォーム１００を落とし込む開口部３１を具備し、開口部３１の内周面には、プリフォーム１００を立設状態で保持する保持部３２が設けられている。開口部３１は、プリフォーム１００の胴部１０１を底部から落とし込む形状を有する。また、保持部３２は、下方に向かって径が漸次小さくなる略テーパー状となっており、プリフォーム１００の胴部１０１上部を支える形状となっている。具体的には、支持部位となるプリフォーム１００の胴部１０２の上部形状に倣った形状になっており、プリフォーム１００を正常姿勢にて支持しやすいガイド機能を備えている。これにより、胴部１０１の形状が多少異なるプリフォーム１００の保持を許容できるようになっている。

このようなプリフォーム１００は、胴部１０１の上部（サポートリング１０３を含む）を支持された状態で、安定して立設状態で保持されることになる。なお、胴部１０１を下方から支持する支持部材を設けてもよい。

また、ポケット部３０は、円板１０の外周に設けられたポケット部形成部材３３と隔壁２８に設けられた支持部材３４とで形成されている。具体的には、ポケット部形成部材３３には、本実施形態では４つの凹部３５が形成され、凹部３５の開放部を隔壁２８で塞ぐことによりポケット部３０が形成される。凹部３５の内縁部は、下側ほどプリフォーム１００側方向に突出する略テーパー面となって、保持部３２を構成している。なお、ポケット部形成部材３３は、１つの締結手段３６により円板１０の外周の下方に設けられた被締結手段３６Ａに着脱可能となっており、プリフォーム１００として規格の異なるものを用いる際に、ポケット部形成部材３３を変更することで対応できるようになっている。また、ポケット部形成部材３３は、２つ以上の複数の凹部３５を有するものとしてもよいし、１つの凹部３５のみを有するものであってもよい。

ここで、プリフォーム整列部２の供給領域２ａには、プリフォーム供給装置２００からプリフォーム１００が供給されるようになっている。プリフォーム供給装置２００は、プリフォーム１００を受け入れる受けホッパー２０１と、受けホッパー２０１内のプリフォーム１００を上方へ移送する上昇コンベア２０２と、プリフォーム１００を定量で供給領域２ａに供給する定量コンベア２０３とを具備する。

プリフォーム整列部２の供給領域２ａに供給されたプリフォーム１００は円板１０の回転駆動に伴い、傾斜方向上側（図１左側、円板１０の回転方向の上流側）に搬送され、ポケット部３０に保持される。なお、一度に多くのプリフォーム１００が傾斜方向上側（図１左側）に搬送されるのを防止するため、隔壁２８の上部にバー２９が掛け渡されており、バー２９から下方に図示しないシート部材が吊り下げられるように設けられている。バー２９に設けられたシート部材は、山積みになったプリフォーム１００を崩して傾斜方向上側（図１左側）への搬送を防止するものである。また、上述した第２円板１１は、中央部に溜まったプリフォーム１００を供給領域２ａ方向に移動させるものである。なお、第２円板１１は、常に回転している必要はなく、必要に応じて回転駆動すればよい。また、第２円板１１は、必ずしも設ける必要はない。

一方、プリフォーム整列部２の排出領域２ｂには、プリフォーム排出部３が連結されている。プリフォーム排出部３は、ポケット部３０からプリフォーム１００を立設状態で排出する排出レール３７と、排出レール３７に連結された半円弧上の反転レール３８と、反転レール３８に連結される排出ベルトコンベア３９とを備える。ポケット部３０に立設状態で保持されたプリフォーム１００は、プリフォーム排出部３の排出レール３７に乗り換え保持された後、反転レール３８で倒立状態に保持され、排出ベルトコンベア３９により倒立状態で搬送され、図示しないブロー成形機に供給されるようになっている。

ここで、供給領域２ａと排出領域２ｂとの間には、少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の気体噴射部４０が設けられている。また、気体噴出部４０と排出領域２ｂとの間に、更に、回転羽根部５０と、最終気体噴射部６０とを具備する。

気体噴射部４０の概略構成を図７に示す。図７に示すように、気体噴射部４０は、ポケット部３０に保持されたプリフォーム１００に対して横方向から空気を噴射する第１噴射ノズル４１と、下方向から空気を噴射する一対の第２噴射ノズル４２とを具備する。第１噴射ノズル４１と、第２噴射ノズル４２からは、本実施形態では、空気のジェット流が常時又はポケット部３０が通過するタイミングで間欠的に噴射される。

このような気体噴射部４０では、図７（ａ）に示すように、ポケット部３０に立設した正常姿勢で保持されているプリフォーム１００に対しては、ジェット流は胴部１０１の周囲に分流され、特に作用しない。一方、図７（ｂ）に示すように、プリフォーム１００はが正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っている場合には、第１噴射ノズル４１及び第２噴射ノズル４２から噴射されたジェット流によりポケット部３０上から飛ばされる。ここで、横方向からの第１噴射ノズル４１だけでなく、下方向からの第２噴射ノズル４２を設けることにより、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００を確実にジェット噴射により吹き飛ばすことができる。

これにより、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００はジェット噴射により吹き飛ばされ、円板１０上に戻すことができ、正常な姿勢でポケット部３０に保持されたプリフォーム１００のみがプリフォーム排出部３に搬送されることになる。なお、気体噴射部４０は、図７（ｃ）に示すように、正常姿勢のプリフォーム１００の上に緩く重なったプリフォーム１００に対しても効果的であり、緩く重なったプリフォーム１００を飛ばして除去することができる。

ここで、本実施形態では、第１噴射ノズル４１及び第２噴射ノズル４２から常に空気のジェット流を噴出させるようにしているが、ポケット部３０が通過するタイミング毎に間欠的に駆動するようにしたセンサを設け、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００が出現したことを検出した場合のみ、第１噴射ノズル４１及び第２噴射ノズル４２を駆動するようにしてもよい。

本発明では、正常な姿勢でポケット部３０に保持されたプリフォーム１００のみをより確実にプリフォーム排出部３に搬送するために、気体噴射部４０を二箇所に設けているが、一箇所のみでもよい。

図８には、回転羽根部５０の概略構成を示す。図８に示すように、回転羽根部５０は、回転駆動される回転部材である回転羽根５１を具備する。回転羽根５１は、ポリウレタンなどのエラストマーやゴムで形成されたものであり、本実施形態では４枚の羽根５１ａを具備する。羽根５１ａは、正常な姿勢でポケット部３０に保持されているプリフォーム１００には影響を与えず、正常の姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００のみを跳ね上げてポケット部３０から排除するものであればよく、正常な姿勢でポケット部３０に保持されているプリフォーム１００には接触しない長さにしてもよいし、正常な姿勢でポケット部３０に保持されているプリフォーム１００に接触するが、跳ね上げることのないような長さ、硬さに設計すればよい。これによれば、図８（ａ）に示すように、正常な姿勢でポケット部３０に保持されているプリフォーム１００はそのままの状態で通過するが、図８（ｂ）に示すように、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００は、回転羽根５１により跳ね上げられ、円板１０上に戻される。これにより、正常な姿勢でポケット部３０に保持されたプリフォーム１００のみがより確実にプリフォーム排出部３に搬送されることになる。なお、回転羽根部５０は、図８（ｃ）に示すように、きつく二重に重なったプリフォーム１００に対しても有効で、このような二重に重なったプリフォーム１００を排除することができる。

本実施形態では、回転羽根５１は常に回転駆動される構成としたが、センサを設けて、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００を検出した場合のみに、回転羽根５１を回転駆動するようにしてもよい。

最終気体噴射部６０の概略構成を図９に示す。図９に示すように、最終気体噴射部６０は、基本的な構成は気体噴射部４０と同様であり、ポケット部３０に保持されたプリフォーム１００に対して横方向から空気を噴射する第１噴射ノズル６１と、下方向から空気を噴射する一対の第２噴射ノズル６２とを具備する。さらに、プリフォーム１００が正常姿勢でポケット部３０に保持されているか否かを検出するセンサ６３と、センサ６３の検出に基づいて第１噴射ノズル６１と第２噴射ノズル６２とを駆動する制御部６４とを具備する。センサ６３は接触センサであり、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載置されているプリフォーム１００を検出するものである。

このような最終気体噴射部６０では、図９（ａ）に示すように、プリフォーム１００がポケット部３０に立設した正常姿勢で保持されている場合、又はプリフォーム１００が存在しない場合には、センサ６３は非検出状態となり、制御部６４は第１噴射ノズル６１及び第２噴射ノズル６２を駆動しない。一方、図９（ｂ）に示すように、プリフォーム１００は正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っている場合には、センサ６３が検出状態となり、制御部６４は、第１噴射ノズル６１及び第２噴射ノズル６２を駆動し、第１噴射ノズル６１及び第２噴射ノズル６２から圧縮された空気であるジェット噴射が噴射される。ここで、横方向からの第１噴射ノズル６１だけでなく、下方向からの第２噴射ノズル６２を設けることにより、正常姿勢ではなく、異常姿勢でポケット部３０上に載っているプリフォーム１００を確実にジェット噴射により吹き飛ばすことができる。

いずれにしても、本実施形態では、形式の異なる気体噴射部４０及び最終気体噴射部６０と回転羽根部５０とを設けることで、正常な姿勢でポケット部３０に保持されたプリフォーム１００のみがより確実にプリフォーム排出部３に搬送されるようにしている。なお、気体噴射部４０、回転羽根部５０及び最終気体噴射部６０の配置は上述したものに限定されず、どのような順番に設けてもよい。

以上説明したプリフォーム整列装置１において、円板１０を図１における時計回り方向へ回転駆動させると、供給領域２ａに供給されたプリフォーム１００は、隔壁２８に沿って円板１０の傾斜方向上方向に運ばれながらポケット部３０に落ち込み、保持されるようになる。この際、プリフォーム１００は、ポケット部３０に正常な姿勢で保持されるものの他、異常な状態でポケット部３０上に載置される場合もある。そして、このようなプリフォーム１００は、ポケット部３０と共に移動し、２つの気体噴射部４０、回転羽根部５０及び最終気体噴射部６０を通過する。この際、正常な姿勢ではなく、異常な姿勢でポケット部３０に載置されたプリフォーム１００は、上述したようにポケット部３０上から除去され、正常な立設状態で保持されたプリフォーム１００のみがプリフォーム排出部３に移動し、排出レール３７に乗り換えて、反転レール３８で反転され、倒立状態で排出ベルトコンベア３９により図示しないブロー成形機に搬送される。

なお、プリフォーム整列装置１には、プリフォーム整列部２の中にプリフォーム１００が満杯になったことを検知する図示しない満杯センサが傾斜方向上部に設けられており、プリフォーム供給装置２００からのプリフォーム１００の供給を停止するなどの対応ができるようになっている。また、プリフォーム排出部３の排出ベルトコンベア３９には、過剰に供給されるプリフォーム１００を溜めるバッファ領域が設けられているが、さらに、バッファ領域が満杯になったことを検出する満杯センサも設けられている。これにより満杯を検出した場合には、プリフォーム整列装置１の運転を停止するなどの対応で対処するようになっている。

１プリフォーム整列装置
２プリフォーム整列部
２ａ供給領域
３プリフォーム排出部
１０円板
１１第２円板
２８隔壁
３０ポケット部
３１開口部
３２保持部
３３ポケット部形成部材
４０気体噴射部
４１第１噴射ノズル
４２第２噴射ノズル
５０回転羽根部
５１回転羽根
６０最終気体噴射部
６１第１噴射ノズル
６２第２噴射ノズル
６３センサ
６４制御部
１００プリフォーム

Claims

鉛直方向から傾斜した回転軸を中心に回転駆動される円板と、前記円板の外側に立設される隔壁とを具備し、前記円板上に供給された広口プリフォームであるプリフォームを当該円板の周縁部に整列させ、整列させたプリフォームを排出部から排出する回転円板型のプリフォーム整列装置であって、
前記円板の周縁部に円周方向に並設され、前記プリフォームを落とし込む開口部を有すると共に当該プリフォームを立設状態で保持する前記開口部の内周面に設けられた保持部を有するポケット部と、
前記プリフォームが前記円板上に供給される領域と前記排出部との間の前記円板の外側に設けられ、前記ポケット部の外側及び下側から気体を噴射する気体噴射部とを具備し、
前記ポケット部の開口部の内周面は前記プリフォームの胴部形状に倣ったテーパー形状を有し、
前記気体噴射部は、常時または所定タイミングで気体を噴射することにより正常状態ではなく異常状態で前記ポケット部に嵌まり込んだ前記プリフォームを吹き飛ばすことを特徴とするプリフォーム整列装置。
請求項１に記載のプリフォーム整列装置において、
前記気体噴射部の少なくとも一つは、正常状態ではなく前記ポケット部に嵌まり込んだプリフォームを検出するセンサを具備し、当該センサの検出により気体を噴射して前記プリフォームを吹き飛ばすことを特徴とするプリフォーム整列装置。
請求項１又は２に記載のプリフォーム整列装置において、
前記円板は、中心部に同心で逆方向に駆動される第２円板を具備することを特徴とするプリフォーム整列装置。
請求項１〜３の何れか一項に記載のプリフォーム整列装置において、
前記ポケット部は、前記円板の外周に着脱可能に取り付けられる着脱部材と前記隔壁とにより形成されていることを特徴とするプリフォーム整列装置。
請求項１〜４の何れか一項に記載のプリフォーム整列装置において、
前記円板上に前記プリフォームを定量で供給する供給装置を具備することを特徴とするプリフォーム整列装置。
請求項１〜５の何れか一項に記載のプリフォーム整列装置において、
前記プリフォームが前記円板上に供給される領域と前記排出部との間の前記円板の上方に、鉛直方向下側で外側から内側に向かって回転して前記ポケット部に所定状態ではなく嵌まり込んだプリフォームを掻き出す回転部材が設けられていることを特徴とするプリフォーム整列装置。