(57)【要約】【課題】洗浄カップ８に充填ノズル１０を密着させる際の充填ノズル１０のストロークを短くする。【解決手段】回転体２の外周に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、各充填手段に対応して設けられたネックグリッパ６と、充填手段とネックグリッパ６との間に設けられ、エアシリンダ４２の作動により充填手段のノズル１０の下方の洗浄位置と、この位置から外れた退避位置とに移動可能な洗浄カップ８と、ネックグリッパ６によって保持した容器１２の口部１２ａに当接して支持する支持体４４とを備えており、この支持体４４を洗浄カップ８と一体の構成とし、充填時には、ネックグリッパ６で保持した容器１２の口部１２ａを支持体４４によって半径方向内方側から支持するとともに、洗浄カップ８を退避位置に移動させる。【選択図】図２
2008001393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に等間隔で設けられた充填手段と、これら各充填手段に対応して設けられ、容器に形成されたフランジの下方を保持するネックグリッパと、前記充填手段とネックグリッパとの間に移動可能に配置され、内部に排液通路が形成された洗浄カップと、洗浄カップを、充填時には退避位置に、そして、洗浄時には充填手段の直下位置に移動させる移動手段と、容器の前記ネックグリッパによって保持した部分よりも上方に当接可能な支持体とを備え、
前記洗浄カップと支持体とを一体的に構成するとともに、充填時には、前記ネックグリッパと支持体とにより容器を保持させることを特徴とする充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネックグリッパによって容器を保持して搬送しつつ充填を行う充填装置に係り、特に、この充填装置の洗浄に用いる洗浄カップの構成に特徴を有する充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容器内に飲料等の液体を充填する充填装置では、食品衛生管理上、運転終了後に充填液タンクから充填ノズルに至る液通路等の接液部すべてを洗浄する必要がある。充填装置を洗浄する際には、充填ノズルに洗浄カップを装着し、充填液タンクに熱湯や殺菌水等の洗浄液を注入して、前記充填液通路内を流通させるようにしている。前記充填装置の洗浄カップは移動可能に設けられており、充填時には充填ノズルと容器に干渉しないように退避位置に移動させ、洗浄時には充填ノズルの直下に移動させるとともに、上方の充填ノズルもしくは下方の洗浄カップのいずれかを昇降させることにより、互いに密着させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
近年、容器の搬送経路と充填手段を無菌チャンバー内に収容して、この無菌チャンバー内で充填を行う無菌充填装置が広く用いられている。また、容器の搬送経路だけを無菌チャンバー内に収容して充填を行う無菌充填装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような無菌充填を行う充填装置で、洗浄カップに昇降機構を設けた場合には、昇降機構もしくは摺動部が無菌チャンバー内に存在することになるので、無菌充填には適していない。
【０００４】
特に、前記特許文献２に記載された発明のように容器の搬送経路だけをチャンバー内に収容した構成で、充填ノズル側を昇降させようとすると、チャンバーの天井面に充填ノズルを貫通させて配置し、この充填ノズルと天井面との間にベローズやダイヤフラム等の密閉部材を装着する必要があるが、充填ノズルの昇降するストロークが大きいと、ベローズやダイヤフラムの変形量が大きくなって過負荷となるため、ベローズ等の密閉部材を配置できないという問題が発生する。
【０００５】
しかも、ネックグリッパによって容器を保持して搬送するロータリ式充填装置の場合には、容器を回転搬送する際に作用する遠心力の影響で底部側が半径方向外方に振られる。そこで、容器が振られることを防止するための構成を備えた発明がすでに出願されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載された発明の構成は、ネックグリッパによって樹脂ボトルの首部を把持して吊り下げた状態で搬送するとともに、各ネックグリッパの上方に、樹脂ボトルの口部に当接する支持体が設けられており、回転搬送することにより容器の底部側が半径方向外方に振られようとした時に、ネックグリッパが把持している部分よりも上方の口部が、前記支持体によって半径方向内方から押されることになるので、容器を直立した姿勢を維持して搬送することができる。
【特許文献１】特開２００２−３０８３８５号公報（第３−５頁、図２）
【特許文献２】ＵＳ  ６，８３０，０８４  Ｂ１（第１−２頁、図１）
【特許文献３】特開２０００−２８１１８４号公報（第２−４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献３に記載された発明のように容器を保持するネックグリッパの上方に、口部に当接する支持体を設けた構成で、さらに、洗浄カップを洗浄位置と退避位置とに移動可能に設けると、洗浄カップに密着させるための充填ノズルのストロークが極めて大きくなってしまう。すると、前述のように容器の搬送経路だけをチャンバー内に配置した構成の充填装置では、ベローズ等の密閉部材の装着が困難であり、信頼性の高い無菌充填装置を構築することができない。
本発明は、ネックグリッパによって容器を保持するとともに、搬送中の容器が遠心力によって振られることを防止するために支持体を容器の口部に当接させるようにした構成の充填装置で、洗浄カップに密着させる際の充填ノズルのストロークを大幅に短縮することができる充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転体に等間隔で設けられた充填手段と、これら各充填手段に対応して設けられ、容器に形成されたフランジの下方を保持するネックグリッパと、前記充填手段とネックグリッパとの間に移動可能に配置され、内部に排液通路が形成された洗浄カップと、洗浄カップを、充填時には退避位置に、そして、洗浄時には充填手段の直下位置に移動させる移動手段と、容器の、前記ネックグリッパによって保持した部分よりも上方に当接可能な支持体とを備え、前記洗浄カップと支持体とを一体的に構成するとともに、充填時には、前記ネックグリッパと支持体とにより容器を保持させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の充填装置は、容器の上端の口部付近に当接して支持することにより容器が遠心力によって振られることを防止する支持体を、洗浄カップと一体に構成したことにより、洗浄カップと前記支持体とをほぼ同じ高さに配置することができ、しかも、充填時と洗浄時に洗浄カップを移動させることによって、前記支持体も一体として所定の位置に移動させることができるので、洗浄時に充填手段を洗浄カップに密着させる際のストロークを大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
回転体の上方に円周方向等間隔で複数の充填手段が、そして、下方に、前記各充填手段に対応して同数のネックグリッパが等間隔でそれぞれ設けられ、これら各充填手段とネックグリッパとの間に洗浄カップが移動可能に配置されており、洗浄時には洗浄カップを充填手段の直下に移動させ、充填時には充填手段と容器に干渉しない位置に洗浄カップを退避させ、さらに、洗浄カップと一体の構成の支持体を、充填時には前記ネックグリッパの上方に位置させて容器の上部に当接させ、かつ、洗浄時には、洗浄カップを移動させるのに伴って充填時の位置から退避させるという構成で、洗浄時に充填手段のノズルを洗浄カップに密着させるためのストロークを短縮するという目的を達成する。
【実施例１】
【００１０】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る充填装置に設けられた洗浄カップの駆動部を示す平面図、図２は充填装置の要部（ネックグリッパと洗浄カップ）の作動状態を拡大して示す説明図、図３（ａ）、（ｂ）はネックグリッパと洗浄カップの洗浄時の状態と充填時の状態をそれぞれ示す縦断面図である。この充填装置の中央部に直立して配置された筒状の回転体２の外周部に円形のプレート４が固定されて一体的に回転する。筒状回転体２の外周部の前記円形プレート４よりも下方側に、円周方向等間隔で複数のネックグリッパ６が取り付けられている。各ネックグリッパ６は、放射方向つまり、回転体２の中心を通る線上に位置するように配置されている。また、前記筒状回転体２と一体的に回転する円形プレート４に、前記各ネックグリッパ６と対応させて同数の洗浄カップ８が取り付けられている。
【００１１】
さらに、各ネックグリッパ６に対応して、その上方にそれぞれ充填手段（全体は図示せず）が設けられている。これら各充填手段のノズル１０が、各ネックグリッパ６によって把持された容器１２の口部１２ａの上方に臨んでおり、図示しない充填液タンクから供給されてきた充填液が、これら充填ノズル１０からネックグリッパ６に把持されている容器１２内に充填される。これら各充填ノズル１０は図示しない昇降機構によって昇降できるようになっており、充填時あるいは洗浄時等に必要に応じて昇降させる。
【００１２】
ネックグリッパ６は、筒状回転体２に固定されている取り付けプレート１４上に取り付けられた容器保持プレート１６と、この容器保持プレート１６の両側に取り付けられた２枚の板ばね１８、１８と、これら両板ばね１８、１８の先端部寄りの部分を連結し、両板ばね１８、１８の先端部側を互いに引き付けるスプリング２０と、これら両板ばね１８、１８の先端部の外側にそれぞれ固定された一対のグリップ部材２２、２２とを備えている。前記容器保持プレート１６の先端には、容器１２のネック部１２ｂ（容器１２の上端の口部１２ａから肩部１２ｃに至るほぼ同径の部分をネック部と呼ぶことにする）の外径とほぼ一致する内径の半円弧状凹部１６ａが形成されており、この半円弧状凹部１６ａを容器１２のネック部１２ｂに形成されたフランジ１２ｄの下方側に当接させて保持するようになっている。
【００１３】
両グリップ部材２２、２２は、その先端部に、それぞれ内向きの突起２２ａ、２２ａが形成されており、これら両突起２２ａ、２２ａ間の距離は、前記容器１２のネック部２ｃの外径よりも小さくなっている。このネックグリッパ６は、これら両突起２２ａ、２２ａと前記容器保持プレート１６の先端の半円弧状凹部１６ａとによって、容器１２のネック部１２ｂのフランジ１２ｄよりも下方側を保持するようになっている。
【００１４】
筒状回転体２に一体的に固定されてその一部を構成する円形プレート４の、外周部寄りに円形の貫通孔４ａが形成され、この貫通孔４ａ内に直立した支持筒２４が固定されており、各支持筒２４内に上下のボールベアリング２６を介して回転軸２８が回転自在に支持されている。これら支持筒２４およびこの支持筒２４内の回転軸２８は、前記各ネックグリッパ６が配置されている放射方向の線（筒状回転体２の中心を通る半径方向の線）上に位置している。各回転軸２８の、前記円形プレート４を貫通した下端側に、洗浄カップ８が取り付けられている。従って、洗浄カップ８は回転軸２８の回転に伴って回動可能である。
【００１５】
洗浄カップ８は、内部に排液通路８ａが形成され、その半径方向外方側に洗浄時の排液を取り込む取り込み口８ｂが形成されている。この排液通路８ａの取り込み口８ｂの内周面に環状のパッキン３０が嵌着されており、洗浄時には充填ノズル１０の下端面がこのパッキン３０に密着して、充填ノズル１０から吐出される洗浄液を排液通路８ａ内に取り込むようになっており、取り込んだ洗浄液を排液通路８ａを介してこの充填装置外に排出する。
【００１６】
図１に示すように、円形プレート４に円周方向等間隔で配置されている多数の洗浄カップ８は、複数個（この実施例では４個）ずつ組になって回転力が伝えられるようになっており、４個置きの回転軸２８の上端に、筒状回転体２の内部側を向けてレバー３２が固定されている。また、レバー３２が固定されている回転軸２８を含めて４本ずつの回転軸２８がリンク３４を介して連結されて一体的に回動する。前記レバー３２の後端（回転体２の半径方向内部側の端部）にローラ３６が取り付けられている。一方、円筒状回転体２の周囲に作動リング３８が配置されており、前記円形プレート４上に固定された複数の円形ガイド部材４０によって回転自在に支持されている。この作動リング３８の外面側にＵ字状の溝３８ａが形成され、これら各Ｕ字状溝３８ａ内に前記レバー３２に取り付けられたローラ３６が嵌合している。
【００１７】
さらに、前記回転体２と一体の円形プレート４上に洗浄カップ回動用のエアシリンダ４２が取り付けられ、このエアシリンダ４２のピストンロッド４２ａが前記作動リング３８に連結されている。この実施例では作動リング３８および洗浄カップ８をバランスよく回動させるために、対称の位置に２箇所のエアシリンダ４２が配置されている。なお、エアシリンダ４２の数は２台に限るものではなく、１台または３台以上であっても良い。この実施例では、エアシリンダ４２のピストンロッド４２ａが収縮した状態のときに、前記レバー３２がネックグリッパ６の配置されている放射方向の線上に位置し、各洗浄カップ８も同じ放射方向の線上に位置する。この位置が洗浄位置であり、洗浄カップ８の取り込み口８ｂの軸心と前記充填ノズル１０の軸心とが一致する。また、エアシリンダ４２のピストンロッド４２ａが伸張すると、作動リング３８が図１の反時計回り方向に回転し、前記レバー３２および洗浄カップ８が前記放射方向の線上から外れた位置に回動する。この状態の洗浄カップ８およびレバー３２を、図１の上部にそれぞれ符号８Ａおよび３２Ａを付して示す。このときの洗浄カップ８の位置が、充填時にネックグリッパ６が保持している容器１２および充填ノズル１０と干渉しない退避位置である。
【００１８】
前記洗浄カップ８の側部には、充填運転中にネックグリッパ６が保持している容器１２の姿勢を安定させるための支持体４４が形成されている。この支持体４４は、容器１２のネック部１２ｂの外径とほぼ一致する内径の半円弧状の容器支持面４４ａを有している。洗浄カップ８がネックグリッパ６の配置されている放射方向の線上に位置している時には、充填ノズル１０の軸心と洗浄カップ８の取り込み口８ａの軸線が一致し、支持体４４は前記放射方向の線上から外れている（図２の下側のネックグリッパ６および洗浄カップ８参照）。
【００１９】
また、洗浄カップ８が、ネックグリッパ６の設けられている放射方向の線上から外れて退避位置に回動した時には、支持体４４は、ネックグリッパ６の両グリップ部材２２、２２の間に位置している容器保持プレート１６の上方に重なり合うようになっている（図２の上側のネックグリッパ６と洗浄カップ８参照）。図３に示すように、ネックグリッパ６の容器保持プレート１６は両グリップ部材２２、２２の間に配置されており、容器１２のフランジ１２ｄのすぐ下側の高さに位置している。一方、洗浄カップ８はネックグリッパ６と干渉しないようにネックグリッパ６の上方に位置しており、この洗浄カップ８に一体的に取り付けられている支持体４４は、洗浄カップ８の下部側とほぼ同じ高さに設けられている。この支持体４４が容器１２を支持する際には、フランジ１２ｄよりも上方の口部１２ａ付近に当接する。
【００２０】
以上の構成に係る充填装置の作動について説明する。通常の充填作業を行う生産運転時には、洗浄カップ８が、ネックグリッパ６の保持している容器１２とその上方の充填ノズル１０に干渉しないように、ネックグリッパ６が配置されている回転体２の放射方向の線上から退避させておく。この場合には、洗浄カップ回動用のエアシリンダ４２を作動させてそのピストンロッド４２ａを伸張させる。ピストンロッド４２ａが伸張すると、作動リング３８が図１の反時計回り方向に回転し、レバー３２および回転軸２８を介して洗浄カップ８が前記放射方向の線上から外れた位置に退避する。このように洗浄カップ８が退避した時には、この洗浄カップ８と一体に形成されている支持体４４がネックグリッパ６の容器保持プレート１６の上方にオーバーラップした状態になる（図２の上方の洗浄カップ８とネックグリッパ６および図３（ｂ）参照）。
【００２１】
この状態で、図示しない容器供給手段からネックグリッパ６に容器１２が供給されると、容器１２のネック部１２ｂの外径が、両グリップ部材２２、２２の先端の突起２２ａ、２２ａ間の距離よりも大きいので、容器１２が板ばね１８、１８に取り付けられた両グリップ部材２２、２２を押し広げてその間に嵌り込む。容器１２は、ネック部１２ｂに設けられたフランジ１２ｄの下方側の位置の、回転体２の半径方向内方側を向いた面が容器保持プレート１６の円弧状凹部１６ａに接し、外方側は両側から両グリップ部材２２、２２の突起２２ａ、２２ａに押さえられて安定した状態で保持される。また、ネックグリッパ６の上方にオーバーラップした状態で位置している支持体４４は、容器１２のフランジ１２ｄよりも上方の口部１２ａの、半径方向内方側の面に当接して支持する。回転体２の回転によって容器１２が回転搬送される際に、遠心力によって容器１２の底部側が半径方向外方側へ振られようとするが、ネックグリッパ６で保持している部分よりも上方を、支持体４４によって半径方向内方側から支持しているので、容器１２は直立した姿勢を維持して安定した状態で搬送され、充填および排出ホイール（図示せず）への受け渡しが行われる。
【００２２】
また、この充填装置の洗浄を行う場合には、洗浄カップ回動用エアシリンダ４２のピストンロッド４２ａを収縮させる。すると、前記充填時の状態から作動リング３８が図１の時計回り方向に回転し、ネックグリッパ６が位置する放射方向の線上から外れていたレバー３２および洗浄カップ８が、放射方向の線上に移動してネックグリッパ６の上方にオーバーラップするとともに、洗浄カップ８と一体に設けられている支持体４４は、前記放射方向の線上から外れた位置に移動する（図２の上方の洗浄カップ８とネックグリッパ６および図３（ｂ）参照）。洗浄カップ８をこの位置に移動させた後、図示しない充填手段の昇降機構により充填手段を下降させて、その充填ノズル１０の下端面を、洗浄カップ８の取り込み口８ａに装着してあるパッキン３０に圧着させて充填ノズル１０と洗浄カップ８の間を密封する（図２の下方の洗浄カップ８とネックグリッパ６および図３（ａ）参照）。全ての充填ノズル１０を洗浄カップ８によって密封した後、充填時の充填液と同様に洗浄液を流し、充填液タンク（図示せず）から充填手段の充填ノズル１０に至る充填液通路全体を洗浄する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る充填装置に設けられた洗浄カップの駆動部を示す平面図である。（実施例１）
【図２】前記充填装置の要部（ネックグリッパと洗浄カップ）の作動状態を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）はネックグリッパと洗浄カップの洗浄時の状態と充填時の状態をそれぞれ示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
２    回転体
６    ネックグリッパ
８    洗浄カップ
８ａ  洗浄カップの排液通路
１０    充填手段（充填ノズル）
１２    容器
１２ｄ  フランジ
４２    移動手段（エアシリンダ）
４４    支持体
【図１】
2008001393.tif 000003
【図２】
2008001393.tif 000004
【図３】
2008001393.tif 000005