JP6981819B2 - 液体充填システム - Google Patents

Description

本発明は、容器に液体を充填する液体充填システムに関する。

従来から、飲料水等の液体を容器に充填する液体充填システムが知られている。この種の液体充填システムの運転においては、一種類の容器に対して同一の液体を充填する動作が繰り返される。なお、ボトル型の容器と、トップオープン缶等の容器との間で充填設備の兼用を可能する回転式充填装置も提案されている（例えば、特許文献１−２参照）。
従来の液体充填システムで同じ装置を用いて異なる種類の容器に液体を充填する生産を行う場合、液体充填システムの運転を一度停止させて容器を変更するための切換作業を行う必要が生じる。例えば、２Ｌの容器と５００ｍＬの容器へ液体を充填することを想定すると、はじめに２Ｌの容器に充填を行い、所定本数の充填を終えた後に、切換作業を行ってから、５００ｍＬの容器に充填を開始する。つまり、従来の液体充填システムは、複数種類の容器ごとにバッチ処理により液体を充填するものであった。

特開２００２−１９３３９０号公報 特開２００２−１９３３９１号公報

液体充填システムは、液体を充填する充填部に容器を搬入する搬入路、および、液体が充填された容器を下流に向けて搬出する搬出路を備えている。搬入路および搬出路を構成する部材の中には、容器の大きさに対応したものがあるために、従来のバッチ処理により複数種類の容器ごとに液体を充填する液体充填システムにおいては、切換作業としてこの搬入路および搬出路の部材を取り換える作業が必要である。
充填する液体の種類によっては、この切換作業の間に液体の劣化が生じうるため、切換作業の際に液体の廃棄を伴うこともある。
このように、従来の液体充填システムは、一度の運転で複数種類の容器に液体を充填する連続充填に対応していなかった。また、従来の液体充填システムにおいては、複数種類の容器に液体を充填する場合、切換作業により生産の歩留まりが低くなることがあった。

以上より、本発明は、運転停止を伴う切換作業をすることなく、複数種類の容器に対して同一の液体を連続充填できる液体充填システムを提供することを目的とする。

本発明の液体充填システムは、容器搬入部と、充填部と、容器搬出部と、を備える。
容器搬入部は、第１容器が搬送される第１搬入路と、第１搬入路とは異なる経路で、第２容器が搬送される第２搬入路と、第１搬入路と第２搬入路から受け渡される第１容器と第２容器を下流に向けて供給する整列機と、を有する。
充填部は、容器搬入部から搬入される第１容器と第２容器に順番に液体を充填する。
容器搬出部は、第１容器と第２容器を分配する分配機と、分配機で分配された第１容器を下流に向けて搬出する第１搬出路と、分配機で分配された第２容器を下流に向けて搬出する第２搬出路と、を有する。

本発明における容器搬入部は、第１搬入路と第２搬入路のそれぞれを搬送される第１容器と第２容器が設定された間隔で受け渡されることで、整列機において第１容器と第２容器を所定の順番で一列に並べることができる。

本発明の容器搬入部における整列機は、第１容器と第２容器を把持する複数の第１把持具が外周に設けられる回転体を備え、第１容器と第２容器が交互に受け渡されることで、第１容器と第２容器を所定の順番で一列に並べることができる。

本発明の容器搬出部における分配機は、第１容器と第２容器が受け渡され、かつ、第１容器を第１搬出路に払い出す第１分配機と、第２容器が受け渡され、かつ、第２搬出路に払い出す第２分配機と、を備える、ことができる。
この第１分配機は、円周上に設けられる複数の把持具で第１容器と第２容器を把持しながら搬送する第１回転体を有し、第１搬出路まで第１容器を搬送したならば把持を解除して第１搬出路に払い出す、ことができる。また、第２分配機は、円周上に設けられる複数の把持具で第２容器を把持しながら搬送する第２回転体を有し、第２搬出路まで第２容器を搬送したならば把持を解除して第２搬出路に払い出す、ことができる。

本発明における容器搬出部は、第１回転体と第２回転体の間には、第１回転体から受け渡される第２容器を第２回転体に受け渡すまで搬送する移送回転体が設けられ、この移送回転体は、第２容器を底面から支持しながら、第２容器を搬送する、ことができる。
また、本発明における容器搬出部は、第１回転体による第１容器と第２容器を把持する鉛直方向の位置と、第２回転体による第２容器を把持する鉛直方向の位置と、が一致し、第１搬出路と第２搬出路が、第１容器と第２容器の容器高さに応じた鉛直方向の位置に設けられる、ことができる。

本発明の液体充填システムは、第１容器は第２容器よりも容器高さが高い場合、第１回転体により第１容器が先に第１搬出路に払い出された後に、第２回転体により第２容器が第２搬出路に払い出される、ことが好ましい。
本発明の液体充填システムにおける充填部は、回転体の円周上に複数の充填バルブを設けた回転式の液体充填装置を用いることができる。
また、本発明の液体充填システムに適用される第１容器および第２容器は、互いに容量が異なる樹脂製の容器である。

本発明の液体充填システムによれば、運転停止を伴う切換作業をすることなく、複数種類の容器に対して同一の液体を連続充填できる。

本実施形態の液体充填システムを示す図である。 図１の液体充填システムに用いられる３種類の樹脂製容器を示す正面図であって、（ａ）は３００ｍＬの容器であり、（ｂ）は５００ｍＬの容器であり、（ｃ）は２Ｌの容器である。 図１の液体充填システムの容器搬入部を示す平面図である。 図１の液体充填システムの容器搬出部を示す平面図である。 （ａ）は容器搬出部の搬送ホイール８１Ａを示す図であり、（ｂ）は容器搬出部の搬送ホイール８１Ｂを示す図である。 図４の搬出路に搬出される樹脂製容器の位置関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態の液体充填システム１は、容量の異なる複数種類の樹脂製容器、例えばペットボトルに、同一種類の液体を連続充填することができることを特徴とする。液体充填システム１が充填する液体は、例えば飲料水である。本実施形態は、図２に示すように、３００ｍＬ、５００ｍＬ、２Ｌの容量が異なる３種類のペットボトル２０１，２０２，２０３に飲料水を充填する例について説明する。ペットボトル２０１，２０２，２０３はキャップが装着される口部２０５および首部２０７の形状および寸法が規格化されているために、同じグリッパでペットボトル２０１，２０２，２０３の首部２０７を把持できる。なお、ペットボトル２０１，２０２，２０３を区別する必要がない場合には、ペットボトル２００と総称する。

本実施形態の液体充填システムは、図１に示すように、上流側から順に、ブロー成形機２０と、容器搬入部１０と、容器検査部３０と、殺菌部４０と、すすぎ部５０と、充填部６０と、キャッパ７０と、容器搬出部８０と、を有している。液体充填システム１の以上の各要素は、ペットボトル２００の受け渡しを行うための搬送ホイールがさらに設けられていてもよい。なお、液体充填システムの各要素の動作は、制御部１１０によって制御される。

［容器搬入部１０］
容器搬入部１０は、図３に示すように、液体の充填されていない空のペットボトル２００を液体充填システム１の所定の部位に向けて搬入する搬入路１１を有する。また、容器搬入部１０は、図３に示すように、ペットボトル２０１，２０２，２０３を一列に並べる整列機１７を有している。以下、搬入路１１、整列機１７の具体的な内容を順に説明する。

［搬入路１１］
搬入路１１は、図３に示すように、５００ｍＬのペットボトル２０２を供給する第１搬入路１１Ａと、３００ｍＬのペットボトル２０１を供給する第２搬入路１１Ｂと、２Ｌのペットボトル２０３を供給する第３搬入路１１Ｃと、有している。
第１搬入路１１Ａはブロー成形機２０で成形されたペットボトル２０２を整列機１７に向けて搬入する。第２搬入路１１Ｂ、第３搬入路１１Ｃは、それぞれが既に形成されたペットボトル２０２，２０３を整列機１７に向けて搬入する。第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃは、それぞれがペットボトル２０１，２０２，２０３を独立して搬送し、整列機１７に搬入する。

［第１搬入路１１Ａ］
第１搬入路１１Ａは、ブロー成形機２０の最も下流側に位置する搬送ホイール１２Ａと、整列機１７との間に設けられる３つの搬送ホイール１３Ａ，１４Ａ，１５Ａと、を有している。
第１搬入路１１Ａは、ブロー成形機２０で成形された５００ｍＬの空のペットボトル２０２を、搬送ホイール１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ，１５Ａを介して整列機１７に搬入する。搬送ホイール１２Ａ〜１５Ａは円周上に複数のグリッパと称される把持具が設けられた回転体からなる搬送手段である。以下も同様である。

第１搬入路１１Ａによるペットボトル２０２の搬入は、整列機１７に対して２ピッチ毎（１ピッチおき）の間隔を前後するペットボトル２０２の間で設けて行われる。つまり、整列機１７が第１搬入路１１Ａからペットボトル２０２を受けた段階では、整列機１７においてペットボトル２０２を把持するグリッパと、ペットボトルを把持していない空きのグリッパとが交互に並ぶ。

［第２搬入路１１Ｂ］
第２搬入路１１Ｂは、予め準備されていた３００ｍＬのペットボトル２０１を整列機１７に向けて搬入する。
第２搬入路１１Ｂは、一列に並んだペットボトル２０１を直線上に搬送するコンベア１２Ｂと、コンベア１２Ｂからペットボトル２０１を受け取る搬送ホイール１３Ｃと、を備える。コンベア１２Ｂには図示を省略するタイミングスクリュが設けられており、ペットボトル２０１を所定のピッチで搬送ホイール１３Ｂに受け渡し、搬送ホイール１３Ｂはこのピッチを維持したままで整列機１７にペットボトル２０１を搬入する。

第２搬入路１１Ｂによるペットボトル２０１の搬入は、整列機１７に対して４ピッチ毎（３ピッチおき）の間隔を前後するペットボトル２０１の間で設けて行われる。これにより、第２搬入路１１Ｂは、整列機１７において５００ｍＬのペットボトル２０２を把持していない空きのグリッパに、３００ｍＬのペットボトル２０１を３ピッチおきに把持させる。

第３搬入路１１Ｃは、予め準備されていた２Ｌのペットボトル２０３を整列機１７に向けて搬入する。
第３搬入路１１Ｃは、一列に並んだペットボトル２０３を直線上に搬送するコンベア１２Ｃと、コンベア１２Ｃからペットボトル２０３を受け取る搬送ホイール１３Ｃと、を備える。コンベア１２Ｃには図示を省略するタイミングスクリュが設けられており、ペットボトル２０３を所定のピッチで搬送ホイール１３Ｃに受け渡し、搬送ホイール１３Ｃはこのピッチを維持したままで整列機１７にペットボトル２０３を搬入する。

第３搬入路１１Ｃによるペットボトル２０３の搬入は、整列機１７に対して４ピッチ毎（３ピッチおき）の間隔を前後するペットボトル２０１の間で設けて行われる。このピッチは、第２搬入路１１Ｂと同じであるが、第２搬入路１１Ｂとは２ピッチ分だけ位相がずれている。これにより、第３搬入路１１Ｃは、整列機１７において３００ｍＬ、５００ｍＬのペットボトル２０１，２０２のいずれも把持されていない空きのグリッパに、２Ｌのペットボトル２０３を３ピッチおきに把持させる。

［整列機１７］
容器搬入部１０の整列機１７は、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂ、第３搬入路１１Ｃからそれぞれ所定の間隔でペットボトル２０１，２０２，２０３を受け取って一列に整列させる。整列機１７で一列に整列されたペットボトル２０１，２０２，２０３は、下流工程に該当する容器検査部３０に受け渡される。

整列機１７は、本実施形態においては搬送ホイールから構成され、円周上に設けられる複数の図示を省略するグリッパでペットボトル２０１，２０２，２０３を後述する順番で受け取ることで、独立して搬入されるペットボトル２０１，２０２，２０３を一列に整列させる。
整列機１７は、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃにより搬入されるペットボトル２０１，２０２，２０３のピッチが前述した通りであるから、図３に示すように、４つのグリッパごとに５００ｍＬ（ペットボトル２０２）、２Ｌ（ペットボトル２０３）、５００ｍＬ（ペットボトル２０２）、３００ｍＬ（ペットボトル２０１）の順にペットボトル２００が周期的に一列に整列される。つまり、本実施形態においては、３００ｍＬ、５００ｍＬ、２Ｌのペットボトルが１：２：１の比で下流側に供給される。
なお、ここでは第１搬入路１１Ａがブロー成形機２０からペットボトル２０１の供給を受け、また、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃが予め準備されていたペットボトル２０２，２０３の供給を受けることとしたが、あくまで一例である。

［搬入路１１と整列機１７の関係］
整列機１７は、ペットボトル２０１，２０２，２０３の首部２０７を把持する。この首部２０７は、形状および寸法が規格化されているために、整列機１７の同じグリッパで首部２０７を把持できる。

把持されるペットボトル２０１，２０２，２０３は、容量が異なることに起因して容器の高さが異なり、具体的には容量の多い方が容器の高さが高くなる。この容器の高さが異なるペットボトル２０１，２０２，２０３を首部２０７で把持するので、図６に示すように、把持されたペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれの底面２０８の鉛直方向Ｖの位置が相違することになる。

この容器の高さに基づく底面２０８の相違に対応するために、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃの鉛直方向の位置が以下のように調整される。
第１搬入路１１Ａは、搬送ホイール１２Ａ〜１５Ａで構成されるが、これらのペットボトル２０２をグリッパによる把持位置は整列機１７と一致する。第２搬入路１１Ｂの搬送ホイール１３Ｂ、第３搬入路１１Ｃの搬送ホイール１３Ｃのグリッパによる把持位置も同様である。

しかし、第２搬入路１１Ｂのコンベア１２Ｂは、３００ｍＬと容器高さの低いペットボトル２０１を搬送するから、鉛直方向の位置が高く設定される。また、第３搬入路１１Ｃのコンベア１２Ｃは、５００ｍＬと容器高さの高いペットボトル２０２であるから、鉛直方向の位置が低く設定される。もっとも、コンベア１２Ｂを搬送されるペットボトル２０１の首部２０７とコンベア１２Ｃを搬送されるペットボトル２０２の首部２０７の位置は、整列機１７にペットボトル２０１，２０２を受け渡すために同じとされる。

以上の通りであり、搬入路１１は、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃにおけるペットボトル２０１，２０２，２０３の鉛直方向の位置が予め整列機１７の鉛直方向の位置に整合されている。換言すれば、この整合がなされているので、液体充填システム１は、搬入路１１について部材の取り換え作業をすることなく、３種類のペットボトル２０１，２０２，２０３に連続的な飲料の充填を可能とする。

［容器検査部３０，殺菌部４０，すすぎ部５０］
容器検査部３０は、例えばペットボトル２００の形状不良を判定し、不良と判定されたペットボトル２００を排除する。
殺菌部４０は、例えば過酢酸および過酸化水素を含む殺菌剤を供給し、ペットボトル２００の少なくとも内面を殺菌処理する。
また、すすぎ５０部は、すすぎ剤を供給し、殺菌部４０で供給された殺菌剤をペットボトル２００から洗い流す。

［充填部６０］
充填部６０は、容器検査部３０、殺菌部４０およびすすぎ部５０を経たペットボトル２００が供給されるように、容器検査部３０、殺菌部４０およびすすぎ部５０の下流側に設けられている。充填部６０は、搬送ホイールでペットボトル２００を把持しながら、搬送ホイールの円周上にグリッパに対応して設けられる複数の充填バルブからペットボトル２００に向けて飲料水を吐出する回転式の液体充填装置である。

充填部６０は、すすぎ部５０を通過したペットボトル２００を順番に搬送ホイールで受け、搬送ホイールがほぼ１回転してペットボトル２００が周方向に搬送される間に、充填バルブからペットボトル２００に飲料水を充填する。

本実施形態では、ペットボトル２０１，２０２，２０３において、グリッパによる把持部となる首部２０７が規格化されている。そのため、充填部６０は、異なる種類のペットボトル２０１，２０２，２０３を同じグリッパで把持しながら、同一種類の飲料水を連続的に充填できる。

容器搬入部１０から搬入されるペットボトル２０１，２０２，２０３の種類と順番は既知であり、充填部６０においてもこの既知情報は受け継がれる。制御部１１０は、この既知情報を取得することにより、個々の充填バルブの吐出量を各々のペットボトル２０１，２０２，２０３の容量に応じて設定する。これにより、充填部６０は、容量の異なるペットボトル２０１，２０２，２０３にそれぞれ適正な量の飲料水を連続的に充填できる。

［キャッパ７０］
キャッパ７０は、充填部６０から受け渡される液体が充填されたペットボトル２００の口部２０５にキャップを装着し、ペットボトル２００の口部を封止する。

［容器搬出部８０］
容器搬出部８０は、キャッパ７０から受け渡されるキャップ取り付け後のペットボトル２０１，２０２，２０３を種類ごとに分配して異なる搬出路に払い出す。
容器搬出部８０は、図４に示すように、ペットボトル２０１，２０２，２０３を分配する分配機８１と、分配機８１で分配されたペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれを下流に向けて搬出する搬出路８５と、を備える。以下、図４および図５を参照しながら分配機８１、搬出路８５の順に説明する。

［分配機８１］
分配機８１は、搬送ホイール８１Ａ、搬送ホイール８２Ａおよび搬送ホイール８３Ａと、搬送ホイール８１Ｂおよび搬送ホイール８２Ｂと、を備える。搬送ホイール８１Ｂは搬送ホイール８１Ａと搬送ホイール８２Ａの間に設けられ、搬送ホイール８２Ｂは搬送ホイール８２Ａと搬送ホイール８３Ａの間に設けられる。

分配機８１は、キャッパ７０から搬送ホイール８１Ａでペットボトル２０１，２０２，２０３を受け取る。その後、最も下流の搬送ホイール８３Ａに至る過程で、２Ｌのペットボトル２０３が第１搬出路８５Ａに分配され、次に、５００ｍＬのペットボトル２０２が第２搬出路８５Ｂに分配され、最後に、３００ｍＬのペットボトル２０３に分配される。つまり、第１搬出路８５Ａが第３搬入路１１Ｃに対応し、第２搬出路８５Ｂが第２搬入路１１Ｂに対応し、第３搬出路８５Ｃが第１搬入路１１Ａに対応する。

搬送ホイール８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ，８１Ｂ，８２Ｂは、いずれも回転体から構成されるが、ペットボトル２０１，２０２，２０３を保持する形式が異なる。つまり、搬送ホイール８１Ａ、搬送ホイール８２Ａおよび搬送ホイール８３Ａは、ペットボトル２０１，２０２，２０３の底面２０８を下方から支持する。

図５（ａ）に示すように、搬送ホイール８１Ａは、図示しない駆動装置によって図中Ｒ１方向に回転する回転軸９１と、ペットボトル２００の底面２０８が載せられる鉛直支持体９２と、ペットボトル２００の底面２０８の近辺を水平方向から支持する第１水平支持体９３と、ペットボトル２００のキャップ２０９の位置を水平方向から支持する第２水平支持体９４と、を備えている。鉛直支持体９２、第１水平支持体９３および第２水平支持体９４は、回転軸９１とともに回転する。
搬送ホイール８１Ａは、３種類のペットボトル２０１，２０２，２０３を受け取るので、鉛直支持体９２、第１水平支持体９３および第２水平支持体９４がペットボトル２０１，２０２，２０３に対応する位置に予め配置される。なお、図５（ａ）は、２種類のペットボトル２０３，２０２に対応する鉛直支持体９２、第１水平支持体９３および第２水平支持体９４だけが描かれている。なお、図５（ｂ）も同様である。

搬送ホイール８１Ａは、鉛直支持体９２および第１水平支持体９３は、アーム９５を介して昇降機構９６に接続されている。例えばペットボトル２０１，２０２，２０３以外の容量のペットボトル２００に飲料水を充填することになれば、昇降機構９６を動作させることにより高さ方向（図中上下方向）に鉛直支持体９２および第１水平支持体９３を昇降運動させる。これにより、液体充填システム１は、ペットボトル２００の高さに応じて、鉛直支持体９２および第１水平支持体９３が適切な鉛直方向Ｖの位置に調整される。

なお、搬送ホイール８２Ａおよび搬送ホイール８３Ａは、搬送ホイール８１Ａと同じ構成を有しているので、構成の説明を省略する。ただし、搬送ホイール８２Ａは、２Ｌのペットボトル２０３を搬送せず、また、搬送ホイール８３Ａは、２Ｌのペットボトル２０３および５００ｍＬのペットボトル２０２を搬送しない。

次に、搬送ホイール８１Ｂについて説明する。
搬送ホイール８１Ｂは、ペットボトル２００の首部２０７を把持して搬送する。図５（ｂ）に示すように、搬送ホイール８１Ｂは、回転軸１０１と、ペットボトル２００の首部２０７を把持する複数のグリッパ１０５とを有している。回転軸１０１は、図示しない駆動装置によって図中Ｒ２方向に回転する。グリッパ１０５は、アーム１０３を介して回転軸１０１に接続されており、回転軸１０１とともに回転する。

搬送ホイール８１Ｂは、ペットボトル２００の首部２０７をグリッパ１０５で把持するので、ペットボトル２００の容器高さを配慮した構成を有しない。
また、搬送ホイール８１Ｂは搬送ホイール８１Ａと同じ構成を有しているので、構成の説明を省略する。

また、搬送ホイール８１Ａ、搬送ホイール８２Ａおよび搬送ホイール８３Ａと、搬送ホイール８１Ｂおよび搬送ホイール８２Ｂとは、ペットボトル２００の首部２０７を同じ高さで受け渡しできるように配置されている。搬送ホイール８１Ａ、搬送ホイール８２Ａおよび搬送ホイール８３Ａはペットボトル２００を底面２０８で下方から支持して搬送し、搬送ホイール８１Ｂおよび搬送ホイール８２Ｂはペットボトル２００の首部２０７を把持して搬送する。そのため、最も上流の搬送ホイール８１Ａから最も下流の搬送ホイール８３Ａまで液体が充填されたペットボトル２００を上下動させることなく受け渡すことができる。

［搬出路８５］
搬出路８５は、分配機８１により分配されたペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれを軸立して受け取って下流に向けて搬出する。
搬出路８５は、２Ｌのペットボトル２０３を受け取る第１搬出路８５Ａと、５００ｍＬのペットボトル２０２を受け取る第２搬出路８５Ｂと、３００ｍＬのペットボトル２０１を受け取る第３搬出路８５Ｃと、を備える。第１搬出路８５Ａ，第２搬出路８５Ｂ，第３搬出路８５Ｃは、いずれもコンベア装置から構成できる。

第１搬出路８５Ａは、搬送ホイール８１Ｂに接続され、ペットボトル２０３が払い出される。第１搬出路８５Ａは、２Ｌのペットボトル２０３の容器高さを考慮して、ペットボトル２０３を搬送する鉛直方向Ｖの位置が設定されている。つまり、搬送ホイール８１Ｂのグリッパ１０５による把持を解除することによりペットボトル２０３は第１搬出路８５Ａに移送されるが、ペットボトル２０３の底面２０８から第１搬出路８５Ａの搬送面までの距離を小さくすることで移送の衝撃が軽減されている。第２搬出路８５Ｂ，第３搬出路８５Ｃについても同様である。

第２搬出路８５Ｂは、搬送ホイール８２Ｂに接続され、ペットボトル２０２が払い出されるが、５００ｍＬのペットボトル２０２の容器高さを考慮して、搬送面の鉛直方向Ｖにおける位置が設定されている。

第３搬出路８５Ｃは、最も下流側に配置される搬送ホイール８３Ａに接続され、ペットボトル２０１が払い出されるが、３００ｍＬのペットボトル２０１の容器高さを考慮して、搬送面の鉛直方向Ｖにおける位置が設定されている。

ここで、２Ｌのペットボトル２０３は容器高さが最も高いので、図６に示すように、その底面２０８の鉛直方向Ｖの位置は他のペットボトル２０２，２０３よりも低くなる。そのため、第１搬出路８５Ａは、第２搬出路８５Ｂおよび第３搬出路８５Ｃよりも低い位置に搬送面が配置される。なお、ペットボトル２０１，２０２，２０３の首部２０７の位置は同じであることが前提である。また、３００ｍＬのペットボトル２０１と比べると、５００ｍＬのペットボトル２０３は容器高さが高いので、第２搬出路８５Ｂは第３搬出路８５Ｃよりも搬送面の鉛直方向の位置が高い。つまり、搬出路８５は、第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂ、第３搬出路８５Ｃの順に鉛直方向Ｖの位置が高くなるように設定される。

［液体充填システム１の動作］
次に、液体充填システム１の動作を、容器搬入部１０および容器搬出部８０を中心にして説明する。

［容器搬入部１０］
第１搬入路１１Ａによりペットボトル２０２が、第２搬入路１１Ｂによりペットボトル２０１が、また、第３搬入路１１Ｃによりペットボトル２０３が、それぞれ独立の経路で整列機１７に搬入される。ペットボトル２０２は２ピッチ毎、ペットボトル２０１は４ピッチ毎、ペットボトル２０３は４ピッチ毎で、かつ、位相を調整することで、整列機１７において５００ｍＬ（ペットボトル２０２）、２Ｌ（ペットボトル２０３）、５００ｍＬ（ペットボトル２０２）、３００ｍＬ（ペットボトル２０１）の順にペットボトル２００が周期的に一列に整列される。一列に整列されたペットボトル２００は、この整列状態を維持しながら、下流である容器検査部３０、殺菌部４０、すすぎ部５０を通過して、充填部６０に供給される。充填部６０においては、整列状態に対応する容量の飲料水が充填される。

飲料水が充填されたペットボトル２００は、キャッパ７０で口部２０５にキャップが被された後に、容器搬出部８０に移送される。

［容器搬出部８０］
容器搬出部８０において、搬送ホイール８１Ａは、キャッパ７０から受け渡されたペットボトル２０１，２０２，２０３を搬送ホイール８１Ｂに受け渡す。搬送ホイール８１Ｂは、搬送ホイール８１Ａから受け取ったペットボトル２０１，２０２，２０３のうち、２Ｌのペットボトル２０１を第１搬出路８５Ａに払い出す一方、他のペットボトル２０１，２０２を搬送ホイール８２Ａに受け渡す。
搬送ホイール８２Ａは、搬送ホイール８１Ｂから受け取ったペットボトル２０１，２０２を搬送ホイール８２Ｂに受け渡す。搬送ホイール８２Ｂは、搬送ホイール８２Ａから受け取ったペットボトル２０１，２０２のうち、５００ｍＬのペットボトル２０２を第２搬出路８５Ｂに払い出す一方、３００ｍＬのペットボトル２０１を搬送ホイール８３Ａに受け渡す。
搬送ホイール８３Ａは、搬送ホイール８２Ｂから受け取った３００ｍＬのペットボトル２０１を第３搬出路８５Ｃに払い出す。

ここで、搬送ホイール８３Ａからペットボトル２０１を第３搬出路８５Ｃに払い出すときには、例えば、第３搬出路８５Ｃに設けた不図示のガイド部材によって、搬送ホイール８３Ａで搬送されるペットボトル２０１が第３搬出路８５Ｃに押し出される。これにより、搬送ホイール８３Ａから第３搬出路８５Ｃにペットボトル２０１が受け渡される。
なお、搬送ホイール８３Ａに鉛直支持体９２を設ける代わりに、鉛直支持体９２の高さに、搬送ホイール８２Ｂで受け渡されたペットボトル２０１を第３搬出路８５Ｃまで案内する円弧状の摺動板（不図示）を配置してもよい。このような構成によっても、搬送ホイール８３Ａで搬送されるペットボトル２０１が摺動板にガイドされて第３搬出路８５Ｃに払い出される。

［液体充填システム１の効果］
以下、本実施形態の液体充填システム１の効果を述べる。
本実施形態の液体充填システム１は、容器搬入部１０が、ペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれを搬入する第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃを有しているので、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃのそれぞれを予めペットボトル２０１，２０２，２０３に対応する仕様にしておくことができる。したがって、液体充填システム１によれば、容量の異なるペットボトル２０１，２０２，２０３に同じ飲料水を連続充填するにあたって、第１搬入路１１Ａ、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃについて部材類を取り換える必要がないので、運転停止を伴わない。

また、容器搬入部１０が、ペットボトル２０１，２０２，２０３を一列に並べて下流に向けて供給する整列機１７を備えるので、回転式の充填部６０を用いて無理なく連続充填を実現できる。

加えて、液体充填システム１は、容器搬出部８０がペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれを下流に向けて搬出する第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂおよび第３搬出路８５Ｃを有しているので、第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂおよび第３搬出路８５Ｃそのそれぞれを予めペットボトル２０１，２０２，２０３に対応する仕様にしておくことができる。したがって、液体充填システム１によれば、容量の異なるペットボトル２０１，２０２，２０３に同じ飲料水を連続充填するにあたって、第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂおよび第３搬出路８５Ｃについて部材類を取り換える必要がないので、運転停止を伴わない。

しかも、液体充填システム１は、一列に並んだペットボトル２０１，２０２，２０３をペットボトル２０３、ペットボトル２０２およびペットボトル２０１の順に分配する分配機８１を備えている。したがって、液体充填システム１によれば、人手による分配作業を行うことなく、ペットボトル２０１，２０２，２０３のそれぞれを集合させることができる。

以上の通りであり、液体充填システム１によれば、複数種類のペットボトル２００に対して同一の液体を連続充填することができる。しかも、液体充填システム１によれば、複数種類のペットボトル２００に連続充填する際に運転停止を伴うことがなく、かつ、生産の歩留まりを落とすことがない。

次に、液体充填システム１は、第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂ、第３搬出路８５Ｃが、払い出されるペットボトル２０１，２０２，２０３の底面２０８の鉛直方向の位置に応じてその位置がそれぞれ設定される。したがって、例えば、底面２０８の位置が低い２Ｌのペットボトル２０３を第２搬出路８５Ｂと同じ鉛直方向の位置のコンベアに払い出そうとしても、ペットボトル２０３が当該コンベアと干渉してしまう。これに対し、本実施形態の容器搬出部８０は、容器高さの高い順、換言すれば、ペットボトル２０１、ペットボトル２０２およびペットボトル２０３の底面２０８の位置が低い順に、第１搬出路８５Ａ、第２搬出路８５Ｂ、第３搬出路８５Ｃに払い出すため、ペットボトル２００と搬出路８５を構成するコンベアとの干渉を避けることができる。

以上、本発明の好ましい形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択することや、他の構成に適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施形態においては、ペットボトル２００に充填される液体が飲料水である例を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、調味料、医薬品等の他の液体を充填の対象にできる。
また、上記実施形態においては、ペットボトル２０１，２０２，２０３について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の容器の種類の組み合わせを採用できる。
また、上記実施形態においては、ペットボトル２０１，２０２，２０３の供給比率を１：２：１としたが、本発明はこれに限定されず、例えば製品の販売実績に応じた他の供給比率を採用できる。
また、整列機１７においてペットボトル２０１，２０２，２０３が一列に整列されるパターンはあくまで一例であり、他のパターン、例えば、２Ｌ（ペットボトル２０３）、３００ｍＬ（ペットボトル２０１）、５００ｍＬ（ペットボトル２０２）、２Ｌ（ペットボトル２０３）といった順序で整列してもよい。

また、上記実施形態においては、３種類のペットボトル２０１，２０２，２０３に液体を連続充填するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、２種類の容器または４種類以上の容器に対して同一の液体を連続充填してもよい。
また、上記実施形態の液体充填システム１は、３種類のペットボトル２０１，２０２，２０３に液体を連続充填することを前提とするが、例えば、ペットボトル２０１だけに飲料水を充填することもでき、あるいはペットボトル２０１，２０２に飲料水を充填することもできる。前者の場合、第１搬入路１１Ａからペットボトル２０１を搬入するが、第２搬入路１１Ｂおよび第３搬入路１１Ｃからはペットボトル２０２，２０３を搬入しない。このとき、第１搬入路１１Ａおよび整列機１７におけるペットボトル２０１のピッチを１ピッチごとに狭くしてもよい。

また、上記実施形態の容器搬出部８０は、底面支持型の搬送ホイールと把持型の搬送ホイールとを交互に配置してペットボトル２００を搬送する構成である。しかし、容器搬出部８０は、把持型の搬送ホイールのみでペットボトル２００を搬送する構成であってもよい。

また、対象となる容器はペットボトルに限定されることはなく、把持できる部分の形状および寸法が一定の容器に広く適用できる。なお、典型的には当該部分が規格化されている容器が該当するが、必ずしも当該部分が規格化されていなくてもよい。例えば、ボトル形状のキャップ付缶が対象であってもよい。

１ 液体充填システム
１０ 容器搬入部
１１ 搬入路
１１Ａ 第１搬入路
１１Ｂ 第２搬入路
１１Ｃ 第３搬入路
１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ，１５Ａ 搬送ホイール
１２Ｂ，１２Ｃ コンベア
１３Ｂ，１３Ｃ 搬送ホイール
１７ 整列機
２０ ブロー成形機
３０ 容器検査部
４０ 殺菌部
５０ すすぎ部
６０ 充填部
７０ キャッパ
８０ 容器搬出部
８１ 分配機
８１Ａ，８２Ａ，８３Ａ 搬送ホイール
８１Ｂ，８２Ｂ 搬送ホイール
８５ 搬出路
８５Ａ 第１搬出路
８５Ｂ 第２搬出路
８５Ｃ 第３搬出路
９１ 回転軸
９２ 鉛直支持体
９３ 第１水平支持体
９４ 第２水平支持体
９５ アーム
９６ 昇降機構
１０１ 回転軸
１０３ アーム
１０５ グリッパ
１１０ 制御部
２００，２０１，２０２，２０３ ペットボトル
２０５ 口部
２０７ 首部
２０８ 底面
２０９ キャップ

Claims (9)

1. 第１容器が搬送される第１搬入路と、前記第１搬入路とは異なる経路で、第２容器が搬送される第２搬入路と、前記第１搬入路と前記第２搬入路から受け渡される前記第１容器と前記第２容器を下流に向けて供給する整列機と、を有する容器搬入部と、
   前記容器搬入部から搬入される前記第１容器と前記第２容器に順番に液体を充填する充填部と、
   前記第１容器と前記第２容器を分配する分配機と、前記分配機で分配された前記第１容器を下流に向けて搬出する第１搬出路と、前記分配機で分配された前記第２容器を下流に向けて搬出する第２搬出路と、を有する容器搬出部と、を備え、
   前記容器搬入部は、
   前記第１搬入路と前記第２搬入路のそれぞれを搬送される前記第１容器と前記第２容器が設定された間隔で受け渡されることで、前記整列機において前記第１容器と前記第２容器が所定の順番で一列に並ぶ、
   ことを特徴とする液体充填システム。
2. 前記整列機は、
   前記第１容器と前記第２容器を把持する複数の第１把持具が外周に設けられる回転体を備え、
   前記第１容器と前記第２容器が交互に受け渡されることで、前記第１容器と前記第２容器が所定の順番で一列に並ぶ、
   請求項１に記載の液体充填システム。
3. 前記容器搬出部の前記分配機は、
   前記第１容器と前記第２容器が受け渡され、かつ、前記第１容器を前記第１搬出路に払い出す第１分配機と、
   前記第２容器が受け渡され、かつ、前記第２搬出路に払い出す第２分配機と、を備える、
   請求項１または請求項２に記載の液体充填システム。
4. 前記第１分配機は、
   円周上に設けられる複数の把持具で前記第１容器と前記第２容器を把持しながら搬送する第１回転体を有し、前記第１搬出路まで前記第１容器を搬送したならば把持を解除して前記第１搬出路に払い出し、
   前記第２分配機は、
   円周上に設けられる複数の把持具で前記第２容器を把持しながら搬送する第２回転体を有し、前記第２搬出路まで前記第２容器を搬送したならば把持を解除して前記第２搬出路に払い出す、
   請求項３に記載の液体充填システム。
5. 前記容器搬出部は、
   前記第１回転体と前記第２回転体の間には、前記第１回転体から受け渡される前記第２容器を前記第２回転体に受け渡すまで搬送する移送回転体が設けられ、
   前記移送回転体は、
   前記第２容器を底面から支持しながら、前記第２容器を搬送する、
   請求項４に記載の液体充填システム。
6. 前記容器搬出部は、
   前記第１回転体による前記第１容器と前記第２容器を把持する鉛直方向の位置と、前記第２回転体による前記第２容器を把持する鉛直方向の位置と、が一致し、
   前記第１搬出路と前記第２搬出路が、前記第１容器と前記第２容器の容器高さに応じた鉛直方向の位置に設けられる、
   請求項４または請求項５に記載の液体充填システム。
7. 前記第１容器は前記第２容器よりも容器高さが高く、
   前記第１回転体により前記第１容器が先に前記第１搬出路に払い出された後に、前記第２回転体により前記第２容器が前記第２搬出路に払い出される、
   請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の液体充填システム。
8. 前記充填部は、
   回転体の円周上に複数の充填バルブを設けた回転式の液体充填装置である、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の液体充填システム。
9. 前記第１容器および前記第２容器は、互いに容量が異なる樹脂製の容器である、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の液体充填システム。

Images