(57)【要約】【課題】製品液が長時間にわたって滞留する充填バルブをなくすことにより、製品液の劣化を防止し、充填装置の長時間にわたる生産運転を可能にする。【解決手段】複数個の充填バルブを回転体１１の円周方向に沿って配置する。回転体１１において、グリッパを充填バルブに対応して設ける。第１容器に対する充填工程では、第１容器を全てのグリッパに供給する。第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程では、第２容器をグリッパに対して１つおきに供給する。その後、回転体１１を供給ホイール２４に対して相対的にグリッパの１ピッチ分ずらす位相調整を行うことにより、それまで容器が供給されていなかったグリッパに容器を供給する。【選択図】図４
2015067333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の円周方向に沿って偶数個配置された充填手段と、
前記充填手段に対応して設けられた複数の容器支持手段と、
前記容器支持手段と同じピッチの容器支持部を有し、容器を前記容器支持手段に供給する供給手段とを備え、
第１容器に対する充填工程では、前記第１容器を全ての前記容器支持手段に供給し、
前記第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程では、前記第２容器を、前記複数の容器支持手段に対して１つおきに供給するとともに、充填工程の途中において前記回転体と前記供給手段との容器搬送位相を相対的に前記容器支持手段の１ピッチ分ずらす位相調整を行うことにより、前記複数の容器支持手段のうち、それまで供給されていなかった容器支持手段に前記第２容器を供給することを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記供給手段は前記回転体の容器支持手段に容器を供給する供給ホイールであり、
前記回転体を駆動する回転体駆動モータと、
前記供給ホイールを駆動する供給ホイール駆動モータと、
前記回転体駆動モータと前記供給ホイール駆動モータを制御する制御手段とを備え、
前記位相調整は、前記回転体と前記供給ホイールの位相を相対的にずらすことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記供給手段は、前記回転体の容器支持手段に容器を供給する少なくとも１つの供給ホイールと、この供給ホイールに接続され、搬送コンベヤ上を搬送される容器と係合して前記供給ホイールの容器支持部へ容器を供給するインフィードスクリューとを有し、
前記供給ホイールを駆動する供給ホイール駆動モータと、
前記インフィードスクリューを駆動するインフィードスクリュー駆動モータと、
前記供給ホイール駆動モータとインフィードスクリュー駆動モータを制御する制御手段とを備え、
前記位相調整は、前記供給ホイールと前記インフィードスクリューの位相を相対的にずらすことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項４】
回転体の円周方向に沿って偶数個配置された充填手段と、
前記充填手段に対応して設けられた複数の容器支持手段と、
前記容器支持手段と同じピッチの容器支持部を有し、容器を前記容器支持手段に供給する供給手段とを備え、
第１容器に対する充填工程では、前記第１容器を全ての前記容器支持手段に供給し、
前記第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程では、前記第２容器を前記複数の容器支持手段に対して１つおきに供給する充填方法において、
前記第２の容器に対する充填工程の途中において、前記回転体と前記供給手段との容器搬送位相を相対的に前記容器支持部の１ピッチ分ずらすことにより、前記複数の容器支持手段のうち、それまで供給されていなかった容器支持手段に前記第２の容器を供給する位相調整工程を備えることを特徴とする充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小径容器と大径容器の両者に対して製品液を充填することができる充填装置および充填方法に関し、より詳しくは、大径容器に対する充填動作のときに複数の容器支持機構に対して１つおきに大径容器を供給して充填動作を行う充填装置および充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小径容器と大径容器の両者に対する充填動作が可能である充填装置として特許文献１に開示されたものが知られている。この充填装置では、容器を支持する昇降テーブルと充填バルブが回転テーブルの円周に沿って、小径容器のピッチに合わせて設けられ、大径容器の充填を行うときには、昇降テーブルに対して１つおきに大径容器が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２４４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の充填装置において充填バルブの数が偶数である場合、大径容器に対する充填動作では、円周方向に沿って１つおきに並ぶ充填バルブには容器が供給されないので、これらの充填バルブには製品液が滞留することとなる。このように製品液が滞留すると、加熱された製品液を充填するホットパック充填では製品液の温度が低下して製品不良の問題が生じる。一方常温充填であっても、長時間の滞留によって製品液が劣化するおそれがある。したがって従来、このような事態が生じる前に、製品液を完全に排出して新しい製品液に入れ替えるか、生産を短時間で切り上げるといった対策がとられていた。
【０００５】
本発明は、製品液が長時間にわたって滞留する充填バルブをなくすことにより、製品液の劣化を防止し、充填装置の長時間にわたる生産運転を可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る充填装置は、回転体の円周方向に沿って偶数個配置された充填手段と、充填手段に対応して設けられた複数の容器支持手段と、容器支持手段と同じピッチの容器支持部を有し、容器を容器支持手段に供給する供給手段とを備え、第１容器に対する充填工程では、第１容器を全ての容器支持手段に供給し、第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程では、第２容器を、複数の容器支持手段に対して１つおきに供給するとともに、充填工程の途中において回転体と供給手段との容器搬送位相を相対的に容器支持手段の１ピッチ分ずらす位相調整を行うことにより、複数の容器支持手段のうち、それまで供給されていなかった容器支持手段に第２容器を供給することを特徴としている。
【０００７】
供給手段が記回転体の容器支持手段に容器を供給する供給ホイールである場合、充填装置は、回転体を駆動する回転体駆動モータと、供給ホイールを駆動する供給ホイール駆動モータと、回転体駆動モータと供給ホイール駆動モータを制御する制御手段とを備え、位相調整は、回転体と供給ホイールの位相を相対的にずらすことである。
【０００８】
供給手段が、回転体の容器支持手段に容器を供給する少なくとも１つの供給ホイールと、この供給ホイールに接続され、搬送コンベヤ上を搬送される容器と係合して供給ホイールの容器支持部へ容器を供給するインフィードスクリューとを有する場合、充填装置は、供給ホイールを駆動する供給ホイール駆動モータと、インフィードスクリューを駆動するインフィードスクリュー駆動モータと、供給ホイール駆動モータとインフィードスクリュー駆動モータを制御する制御手段とを備え、位相調整は、供給ホイールとインフィードスクリューの位相を相対的にずらすことである。
【０００９】
本発明に係る充填方法は、回転体の円周方向に沿って偶数個配置された充填手段と、充填手段に対応して設けられた複数の容器支持手段と、容器支持手段と同じピッチの容器支持部を有し、容器を容器支持手段に供給する供給手段とを備え、第１容器に対する充填工程では、第１容器を全ての容器支持手段に供給し、第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程では、第２容器を複数の容器支持手段に対して１つおきに供給する充填方法において、第２の容器に対する充填工程の途中において、回転体と供給手段との容器搬送位相を相対的に容器支持部の１ピッチ分ずらすことにより、複数の容器支持手段のうち、それまで供給されていなかった容器支持手段に第２の容器を供給する位相調整工程を備えることを特徴としている。  
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製品液が長時間にわたって滞留する充填バルブをなくすことにより、製品液の劣化を防止し、充填装置の長時間にわたる生産運転を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態である充填装置を備えた充填システムの概略的な構成を示す模式図である。
【図２】回転体と供給ホイールの要部の構成を示す断面図である。
【図３】第１容器に対する充填工程を説明するための図である。
【図４】第２容器に対する充填工程において、奇数番目または偶数番目のグリッパに容器を供給する状態を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示し、第２容器に対する充填工程において、奇数番目または偶数番目のグリッパに容器を供給する状態を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示し、第２容器に対する充填工程において、奇数番目または偶数番目のグリッパに容器を供給する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１実施形態である充填装置を、図面を参照して説明する。
図１は充填装置１０を備えた充填システムの概略的な構成を示す。充填装置１０は図において時計方向に回動し、その回動の間に、円周方向に等間隔に配置されて移送される容器に製品液を充填する。
【００１３】
空の容器は供給コンベヤ２０によって図の左方から連続的に搬送され、インフィードスクリュー２１によって所定の間隔を空けられてリンサ供給ホイール２２に受け渡される。リンサ供給ホイール２２は回動しつつ容器を搬送してリンサ２３へ供給し、リンサ２３は時計方向に回動しつつ容器を洗浄して供給ホイール（供給手段）２４に受け渡す。容器は供給ホイール２４から充填装置１０へ供給され、充填工程の後、排出ホイール２５により充填装置１０からキャッパ２６に受け渡される。キャッパ２６においてキャップが装着された容器は、キャッパ排出ホイール２７によって排出コンベヤ２８に受け渡され、次の工程へ排出される。これらの構成と作用は従来と同様である。
【００１４】
本実施形態では、充填装置１０、リンサ供給ホイール２２、リンサ２３、供給ホイール２４、排出ホイール２５、キャッパ２６、キャッパ排出ホイール２７はサーボモータ３１〜３７によって回転駆動される。サーボモータ３１〜３７は制御装置（制御手段）４０によって制御され、充填装置１０等をそれぞれ独立に駆動することができ、充填工程では、充填装置１０等の各機構を同期させて駆動する。
【００１５】
後述するように、大径容器に対する充填動作において、充填装置１０では半数の充填バルブが充填のために使用されるが、使用される充填バルブを切替えるためにサーボモータ３１〜３７が制御される。具体的には、サーボモータ３２〜３７を停止させた状態でサーボモータ３１が制御され、充填装置１０が供給ホイール２４に対して相対的に位相調整される。
【００１６】
充填装置１０の回転体とリンサ供給ホイール２２の間の位相調整は、充填装置１０が充填動作を実行しないときに行われ、このとき、リンサ供給ホイール２２からキャッパ排出ホイール２７までの各装置に容器は配置されていない。すなわち位相調整の前に、充填システムから全ての容器を排出するとともに、供給コンベヤ２０から移送されてくる容器を停止させることが必要である。このため、供給コンベヤ２０とインフィードスクリュー２１の間にはストッパ３８が設けられる。ストッパ３８は通常、後退位置にあって容器に干渉しないが、位相調整の実行前に突出して先頭の容器に当接し、容器がリンサ供給ホイール２２へ供給されることを阻止する。
【００１７】
図２に示すように、充填装置１０は中心軸Ａの周りに回動自在である円筒状の回転体１１を有し、回転体１１には充填バルブ（充填手段）１２が固定される。充填バルブ１２は回転体１１の円周方向に沿って等間隔に偶数個配置される。回転体１１の外周面であって充填バルブ１２の直下には、容器Ｃを把持するグリッパ（容器支持手段）１３が固定される。すなわちグリッパ１３は充填バルブ１２に対応して、偶数個設けられる。充填バルブ１２には、図示しない貯溜タンクに貯溜された製品液がパイプ１４を介して供給され、直下に位置するグリッパ１３に容器Ｃが支持されているとき、製品液をその容器Ｃに供給する。
【００１８】
供給ホイール２４は中心軸Ｂの周りに回動自在であり、円周方向に沿って複数のグリッパ（容器支持部）１５が等間隔に固定されている。なお、グリッパ１５は充填バルブ１２や容器支持手段であるグリッパ１３と同じピッチで供給ホイール２４に配置されている。
【００１９】
次に図３〜５を参照して本実施形態の動作を説明する。本実施形態では第１容器と、第１容器よりも胴部の径が大きい第２容器に対する充填工程が実行可能である。第１容器は例えば５００ｍｌのＰＥＴボトルで、第２容器は例えば２０００ｍｌのＰＥＴボトルである。図３〜５において黒丸は容器が存在することを示し、白丸は容器が存在しないことを示している。また１〜１２の数字は、動作説明のために、回転体１１に設けられたグリッパ１３に付された番号である。すなわち、この例では回転体１１の周縁に沿って１２個の充填バルブ１２とグリッパ１３が設けられている。
【００２０】
図３は第１容器すなわち小径容器に対する充填工程を示す。この充填工程では全てのグリッパ１３に容器が順次供給される。図示された状態では、回転体１１の１番目のグリッパ１３は容器を支持しており、２番目のグリッパ１３は容器を支持しておらず、次の容器が供給される直前の状態にある。３番目のグリッパ１３は容器を排出ホイール２５に受け渡している状態にあり、４番目から１２番目のグリッパ１３は容器を支持し、充填工程にある。  
【００２１】
図４は第２容器すなわち大径容器に対する充填工程を示す。第１容器から第２容器に切替えるとき、インフィードスクリュー２１の回転速度が１／２に減速される。これにより、インフィードスクリュー２１からリンサ供給ホイール２２へ供給される容器の単位時間あたりの本数が半分になり、容器は回転体１１のグリッパ１３に対して１つおきに供給される。図４（ａ）の例では奇数番目のグリッパ１３に容器が供給され、偶数番目のグリッパ１３には容器は供給されない。すなわち奇数番目のグリッパ１３に対応した充填バルブ１２だけが製品液を容器に充填する。
【００２２】
奇数番目の充填バルブ１２による充填動作が長時間にわたって続くと、偶数番目の充填バルブ１２およびそれに対応したパイプ１４内に滞留する製品液が劣化するおそれが生じる。そこで本実施形態では、このような懸念が生じる前、例えば奇数番目の充填バルブ１２による充填動作が８時間経過したとき、回転体１１と供給ホイール２４の間の位相を調整して偶数番目の充填バルブ１２による充填動作に切替えられる。
【００２３】
この位相調整では、まずストッパ３８を前進させて、供給コンベヤ２０によって移送されてくる容器を停止させるとともに、サーボモータ３１〜３７の駆動を継続してリンサ供給ホイール２２からキャッパ排出ホイール２７までの間に存在する全ての第２容器を充填システムから排出する。この排出処理が完了した後、回転体１１のサーボモータ３１だけを駆動して、回転体１１をグリッパ１３の１ピッチ分ずらす、すなわち隣り合う２つのグリッパ１３間の距離だけ回転変位させる。
【００２４】
位相調整が完了すると、ストッパ３８を後退させるとともに、インフィードスクリュー２１からキャッパ排出ホイール２７までの全ての装置の運転を再開する。これにより、容器搬送位相が１ピッチ分ずれることになり、図４（ｂ）に示すように、それまで容器が供給されていなかった偶数番目のグリッパ１３に第２容器が供給され、偶数番目の充填バルブ１２による充填動作が実行される。その後、必要に応じて、充填動作に用いる充填バルブ１２を交互に切替えればよい。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、大径容器である第２容器に対する充填工程において、所定位置から奇数番目の充填バルブのみによる充填動作が所定時間継続した後、所定位置から偶数番目の充填バルブによる充填動作に切替える作業を簡単かつ短時間で行うことができる。また製品液が長時間にわたって滞留する充填バルブがなくなるので、製品液が劣化することはなく、充填装置を長時間にわたって生産運転することができる。
【００２６】
位相調整は供給ホイール２４と回転体１１の位相を相対的にずらすことが本質であり、少なくとも供給ホイール２４を駆動するサーボモータ（供給ホイール駆動モータ）３４と回転体１１を駆動するサーボモータ（回転体駆動モータ）３１とを制御すればよく、種々の変形例が可能である。第１実施形態では回転体１１を駆動し、供給ホイール２４を停止させていたが、これとは逆に、供給ホイール２４を駆動し、回転体１１を停止させることによって位相調整を行うことができる。また、供給ホイール２４と回転体１１を共に回転させながら、回転の速度差によって位相調整を行うことも可能である。
【００２７】
図５は本発明の第２実施形態における第２容器に対する充填工程を示している。この実施形態では、容器はインフィードスクリュー２１から供給ホイール２４を介して回転体１１へ供給され、排出ホイール２５によって次の工程へ受け渡される。この実施形態における容器供給手段は、インフィードスクリュー２１と供給ホイール２４であり、位相調整は、供給ホイール２４と回転体１１の位相を一定に保った状態で、インフィードスクリュー２１の位相を供給ホイール２４と回転体１１に対して相対的にずらすことにより行われる。すなわち位相調整はインフィードスクリュー２１を駆動するサーボモータ（インフィードスクリュー駆動モータ）と供給ホイール２４を駆動するサーボモータ（供給ホイール駆動モータ）と回転体１１を駆動するサーボモータ（回転体駆動モータ）を制御すればよく、種々の変形例が可能である。
【００２８】
第１の例では供給ホイール２４と回転体１１を停止させて、インフィードスクリュー２１を回転させる。第２の例ではインフィードスクリュー２１を停止させて、供給ホイール２４と回転体１１を回転させる。第３の例として、インフィードスクリュー２１、供給ホイール２４、回転体１１の全てを回転させながら位相調整を行うことも可能である。このような位相調整によって、図５（ａ）に示すように充填装置において奇数番目の充填バルブによる充填動作から、図５（ｂ）に示すように偶数番目の充填バルブによる充填動作に切替えることができる。
【００２９】
図６は本発明の第３実施形態における第２容器に対する充填工程を示している。この実施形態では、容器は複数の中間ホイール５１から供給ホイール２４を介して回転体１１へ供給され、排出ホイール２５によって次の工程へ受け渡される。この実施形態における容器供給手段は、複数の中間ホイール５１と供給ホイール２４であり、位相調整は、供給ホイール２４と回転体１１の位相を一定に保った状態で、中間ホイール５１の位相を供給ホイール２４と回転体１１に対して相対的にずらすことにより行われる。すなわち位相調整は中間ホイール５１を駆動するサーボモータと供給ホイール２４を駆動するサーボモータ（供給ホイール駆動モータ）と回転体１１を駆動するサーボモータ（回転体駆動モータ）を制御すればよく、種々の変形例が可能である。
【００３０】
第１の例では供給ホイール２４と回転体１１を停止させて、中間ホイール５１を回転させる。第２の例では中間ホイール５１を停止させて、供給ホイール２４と回転体１１を回転させる。第３の例として、中間ホイール５１、供給ホイール２４、回転体１１の全てを回転させながら位相調整を行うことも可能である。このような位相調整によって、図６（ａ）に示すように充填装置において奇数番目の充填バルブによる充填動作から、図６（ｂ）に示すように偶数番目の充填バルブによる充填動作に切替えることができる。
【００３１】
なお、位相調整はグリッパ１３の１ピッチ分ずらすことに限定されない。奇数ピッチ分ずらすことにより、容器搬送ピッチは１ピッチ分ずれることになるので、３ピッチあるいは５ピッチでもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１１  回転体
１２  充填バルブ（充填手段）
１３  グリッパ（容器支持手段）
１５  グリッパ（容器支持部）
２４  供給ホイール（供給手段）
Ｃ  容器
【図１】
2015067333.tif 000003
【図２】
2015067333.tif 000004
【図３】
2015067333.tif 000005
【図４】
2015067333.tif 000006
【図５】
2015067333.tif 000007
【図６】
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