JP2014015214A - 密栓ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単に均一な陽圧化状態を得ることが可能な密栓ユニットを提供する。
【解決手段】容器１を搬送する搬送装置３，４と、搬送装置３，４の搬送経路上の所定位置に位置する容器１の口部１Ａを封止する密栓装置５とを有し、所定位置に位置する容器１と密栓装置５とを包囲する気圧筐体７と、少なくとも密栓装置５による封止操作時に気圧筐体７の内部を陽圧化する加圧手段１０とを備えている密栓ユニット５０Ａとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器を搬送する搬送装置と、容器の口部を封止すべく前記搬送装置の搬送経路上の所定位置に配置された密栓装置とを備え、容器の内部を陽圧化した状態で口部が封止される密栓ユニットに関する。

この種の密栓ユニットに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１では、省資源や軽量化などの目的で薄肉化された容器が、内容物の充填及び口部を封止後に、内容物液体の収縮などに起因する容器内の減圧によって変形する現象を防ぐ目的で、容器の封止時に数滴の液体窒素を口部内に封入する装置が提案されている。

特許文献１による装置では、容器内に減圧が生じても、封止後に気化する液体窒素によって減圧が相殺されることで、減圧程度が弱まる或いは若干の加圧状態となるため、容器が薄肉化されており、補強された特別な容器形状でなくても、容器の変形が生じ難くなるとされている。

特開平６−２６３１９０号公報（０００２〜０００５段落、図１）

しかし、液体窒素は沸点が−１９６℃の超低温物質であり、注入または滴下された液体窒素は内容物と接触すると瞬時に気化・突沸するので、特許文献１に記された密栓ユニットでは、液体窒素の充填量にバラツキが生じ易く、均一な陽圧化状態を安定的に得ることが難いという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術が与える課題に鑑み、比較的簡単に均一な陽圧化状態を得ることが可能な密栓ユニットを提供することにある。

本発明による密栓ユニットの特徴構成は、
容器を搬送する搬送装置と、前記搬送装置の搬送経路上の所定位置に位置する容器の口部を封止するための密栓装置とを有する密栓ユニットであって、
前記密栓装置と少なくとも前記所定位置に位置する容器とを包囲する気圧筐体と、
少なくとも前記密栓装置による封止操作時に前記気圧筐体の内部を陽圧化する加圧手段と、を備えている点にある。

上記の特徴構成を備えた密栓ユニットでは、超低温物質の液体窒素などは用いず、密栓装置と封止する容器とだけを包囲可能な比較的小さな気圧筐体と、少なくとも密栓装置による封止操作時に、気圧筐体の内部を陽圧化する加圧手段とを設ければよいので、比較的小規模の装置によって簡単に、容器の内部に確実で均一な陽圧化状態を得ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記気圧筐体が、封止前の容器を受け入れる搬入開口部と、封止後の容器を排出するための搬出開口部と、容器の通過を許しつつ前記搬入開口部及び前記搬出開口部を閉鎖する閉鎖手段とを備えており、前記閉鎖手段は、容器の前記通過によって弾性的に開口するスリット部を有する点にある。

本構成であれば、基本的に搬入開口部及び搬出開口部は閉鎖手段によって閉鎖されており、容器が閉鎖手段を通過する際にも、閉鎖手段のスリット部が容器の外形に応じて弾性的に開口することで、閉鎖手段と容器との協働によって搬入開口部及び搬出開口部の閉鎖状態は維持されるので、容器の出入りを許し、且つ、少なくとも密栓装置による封止操作時に閉鎖される複雑な構造のシャッター機構などを設ける必要がなく、比較的簡単に均一な陽圧化状態を得ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記搬送装置が前記密栓装置を容器と等速度で移動させる点にある。

本構成であれば、密栓装置が容器と等速度で移動しながら容器を封止できるので、封止操作の瞬間にも搬送装置による容器の搬送を停止する必要がなくなり、結果的に処理効率を高めることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記搬送装置は軸芯回りで回転駆動される回転式搬送装置によって構成されており、
前記回転式搬送装置には、容器を支持する複数の支持手段と、各支持手段に対応した前記密栓装置とが周方向に沿って連設されている点にある。

本構成であれば、先ず上流側から供給される容器を支持し、次に搬送と密栓装置による封止とを同時に行い、最後に下流側に渡すという一連の動作を連続的に且つ円滑に行うことが可能となるので、密栓装置が搬送装置の直線的な搬送経路に沿って往復移動しながら封止する構成などに比べて、高い処理効率を得ることができる。

本発明の他の特徴構成は、前記気圧筐体が、容器の出入りを許し、且つ、少なくとも前記密栓装置による封止操作時に閉鎖される出入口として、容器の断面形状と対応する開口部を備えており、前記所定位置以外に位置する容器が前記開口部を閉鎖している間に前記封止操作が実施される点にある。

本構成であれば、気圧筐体に設ける容器の出入口を容器の断面形状と対応させることで、気圧筐体に対する容器の出入を可能にし、且つ、搬送中の容器そのものによって出入口を閉鎖することができ、その閉鎖中に封止操作を実施すればよいので、容器の出入りを許し、且つ、少なくとも密栓装置による封止操作時に閉鎖される複雑な構造のシャッター機構などを設ける必要がなく、比較的簡単に均一な陽圧化状態を得ることができる。

本発明に係る密栓ユニットを示す一部破断正面図である。 図１の密栓ユニットを示す一部破断斜視図である。 別実施形態による密栓ユニットを示す一部破断正面図である。 図３の密栓ユニットを示す一部破断斜視図である。 さらに別の実施形態による密栓ユニットを示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２に示す密栓ユニット５０Ａは、容器１の内部に飲料などの内容物を充填するフィラー（不図示）の下流側に設けられており、内容物を充填されたボトル状の容器１を連続的に搬送する搬送装置３と、容器１の口部１Ａをキャップ２によって封止するための密栓装置５とを有する。容器１は、ポリエチレンテレフタレート、或いはポリプロピレンやポリエチレンなどの樹脂で形成されている。

搬送装置３は、縦姿勢の容器１をネックリングの下部付近で支持する多数のグリッパ４と、グリッパ４を図１の白い矢印方向に沿って搬送するコンベア装置（不図示）とを有する。
このコンベア装置は、容器１を搬送経路上の所定位置（Ｘ）に一定時間だけ静止させるように構成されており、密栓装置５は、容器１が所定位置（Ｘ）に静止している間に容器１の口部１Ａを封止する。

密栓ユニット５０Ａは、密栓装置５と少なくとも所定位置（Ｘ）に位置する容器１とを包囲する封止チャンバー７（気圧筐体の一例）を備えている。
封止チャンバー７は、封止される前の容器１を受け入れる搬入開口部７Ａと、キャップ２で封止された容器１を排出するための搬出開口部７Ｂと、グリッパ４の通過を許すために概して水平に延びたスリット部７Ｓとを有する。

搬入開口部７Ａは、キャップ２で封止前の容器１の中心軸を含む断面形状と概して合致する形状とされており、搬出開口部７Ｂは、キャップ２で封止後の容器１の中心軸を含む断面形状と概して合致する形状とされている。

少なくともスリット部７Ｓの付近は、上下からグリッパ４の移動経路に向かって延びたゴムなどの一対の弾性体部（不図示）で構成されており、これらの弾性体部は上下に互いに押付けられることで基本的に閉じられており、グリッパ４はこれらの弾性体部をこじ開けながら横向きに通過するので、グリッパ４が通過した直後に再びスリット部７Ｓは弾性体部によって閉じられる。

封止チャンバー７の壁面の一部には、ブロワ１０（加圧手段の一例）から送られる空気を封止チャンバー７の内部に取り込むための配管７Ｃと、封止チャンバー７の内部の気圧を検出する圧力センサＰＳが取付けられている。

１つの容器１が密栓装置５の直下の所定位置（Ｘ）に位置する間は、搬入開口部７Ａは上流側の封止前の他の容器１によって封鎖されており、且つ、搬出開口部７Ｂは下流側の封止後の他の容器１によって封鎖されているように、搬入開口部７Ａ及び搬出開口部７Ｂの位置関係が構成されている。

その結果、少なくとも封止される容器１が所定位置（Ｘ）に位置する間は、封止チャンバー７内の密閉性が確立され、封止チャンバー７の内部がブロワ１０から送られる空気の作用によって例えば０．１ｋｇｗ／ｃｍ²以上に陽圧化されるため、密栓装置５によって封止された容器１の内部も０．１ｋｇｗ／ｃｍ²以上に陽圧化された状態とできる。

（第２実施形態）
図３及び図４に示す第２実施形態による密栓ユニット５０Ｂでは、搬入開口部７Ａと搬出開口部７Ｂとに容器１の通過を許し、且つ、容器１の通過中以外は自動的に閉じられる弾性材料製の遮蔽手段８が設けられている。

遮蔽手段８は、搬入開口部７Ａや搬出開口部７Ｂの縁部から容器１の中心線付近に向かって延びる複数の板状のシールド部材で構成されている。これらのシールド部材の間には容器１の通過に際して容器１の断面形状に応じて弾性的に開口するスリット部が形成されている。容器１の通過中以外は、これらのシールド部材の先端側が互いに弾性的に当接或いは近接することで、搬入開口部７Ａ及び搬出開口部７Ｂが閉じられる。

（第３実施形態）
図５に示す第３実施形態による密栓ユニット５０Ｃは、上下に延びた軸芯Ｙ回りで回転駆動される回転式搬送装置３Ａ（搬送装置の一例）を備えている。回転式搬送装置３Ａの外周付近には、容器１をネックリングの下部付近で支持する複数のグリッパ４（支持手段の一例）と、グリッパ４と同数の密栓装置５とが周方向に沿って連設されている。個々の密栓装置５は、各グリッパ４の真上に配置されており、モータなどの駆動手段（不図示）によって、容器１と等速度で回転移動される。

回転式搬送装置３Ａの上流側には、回転式のフィラー３０が設けられており、フィラー３０によって内部に飲料などを充填された容器１は、フィラー３０と回転式搬送装置３Ａの間に介装されたスターホイール４０によって、１個ずつ連続的に回転式搬送装置３Ａに供給される。

回転式搬送装置３Ａは、充填済みの容器１を支持したグリッパ４を、図の場合には平面視で反時計回りに移動させるが、この移動中に、対応する密栓装置５によって封止が実施される。
キャップ２によって封止された容器１は、回転式搬送装置３Ａの下流側に隣接配置された別のスターホイール（不図示）によって下流側の箱詰め装置などに渡される。

密栓ユニット５０Ｃは、回転式搬送装置３Ａの全体を包囲する封止チャンバー７を備えている。封止チャンバー７は、回転式搬送装置３Ａに設けられた全ての密栓装置５及びグリッパ４と、グリッパ４に支持された全ての容器１を包囲している。

概して有底円筒状の封止チャンバー７の壁面の一部には、ブロワ１０から送られる空気を封止チャンバー７の内部に受け入れるための配管７Ｃと、封止チャンバー７の内部の気圧を検出する圧力センサ（不図示）とが設けられており、第１及び第２実施形態と同様に、封止チャンバー７の内部は、ブロワ１０から送られる空気の作用によって回転式搬送装置３Ａの稼動中は基本的に常に陽圧化されている。

封止チャンバー７の壁面の一部には、スターホイール４０から渡された封止前の容器１を受け入れるスリット状の搬入開口部７Ｄと、キャップ２で封止された容器１を下流側のスターホイールに向けて排出するための搬出開口部（不図示）とが形成されている。

搬入開口部７Ｄと搬出開口部には、ほぼ第２実施形態と同様に、容器１の通過を許し、且つ、容器１の通過中以外は自動的に閉じられることで、封止チャンバー７内の陽圧状態を保持する弾性材料製の遮蔽手段（不図示）が設けられている。

封止チャンバー７の内部には、上流側のスターホイール４０や下流側のスターホイールの一部も包囲されるため、封止チャンバー７の壁面の一部には、封止チャンバー７内の陽圧状態を保持しつつ、これらのスターホイールの外周部位の相対移動を許すための横向きに延びたスリット７Ｅが形成されている。

〔別実施形態〕
〈１〉特に、第１及び第２実施形態に関しては、以上の実施形態に示す搬入開口部７Ａや搬出開口部７Ｂの代わりに、封止チャンバー７の底部などに、容器を水平な平面で切った断面形状の一対の開口部を設けてもよい。この場合は、開口部を比較的小さく且つ簡単な円形などの形状とすることができる。搬送装置によって、容器１はその軸芯に沿って搬入開口部から上向きに封止チャンバー７内に進入し、搬出開口部から下向きに封止チャンバー７外に排出される。

〈２〉特に、第１実施形態に関しては、制御装置が、密栓装置５による封止時に圧力センサＰＳが検出した封止チャンバー７内の圧力が所定の範囲から逸脱しないように、ブロワ１０の出力をコントロールする構成としてもよい。

〈３〉ブロワ１０の代わりに、クリーンルームを構成するラミナーフローを加圧手段として利用してもよい。

〈４〉また、ブロワ１０の代わりに、封止チャンバー７と気体流路で接続された予備高圧チャンバー（不図示）と、この予備高圧チャンバーを常に一定以上の高圧に保持するコンプレッサ（不図示）と、容器１が所定位置（Ｘ）に位置する間だけ気体流路の途中に介装した開閉弁（不図示）を開放する制御装置とを加圧手段として設けてもよい。

容器を搬送する搬送装置と、搬送装置の搬送経路上の所定位置に位置する容器の口部を封止するための密栓装置とを有し、容器の内部を陽圧化した状態で口部が封止される密栓ユニットに従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。

１ 容器
１Ａ 口部
２ キャップ
３ 搬送装置
３Ａ 回転式搬送装置（搬送装置）
４ グリッパ
５ 密栓装置
７ 封止チャンバー（気圧筐体）
７Ａ 搬入開口部（出入口）
７Ｂ 搬出開口部（出入口）
７Ｃ 配管
７Ｄ 搬入開口部
８ 遮蔽手段（出入口）
１０ ブロワ（加圧手段）
５０Ａ 密栓ユニット（第１実施形態）
５０Ｂ 密栓ユニット（第２実施形態）
５０Ｃ 密栓ユニット（第３実施形態）
ＰＳ 圧力センサ
Ｘ 所定位置
Ｙ 軸芯

Claims (5)

1. 容器を搬送する搬送装置と、前記搬送装置の搬送経路上の所定位置に位置する容器の口部を封止するための密栓装置とを有する密栓ユニットであって、
   前記所定位置に位置する容器と前記密栓装置とを包囲する気圧筐体と、
   少なくとも前記密栓装置による封止操作時に前記気圧筐体の内部を陽圧化する加圧手段と、を備えている密栓ユニット。
2. 前記気圧筐体が、封止前の容器を受け入れる搬入開口部と、封止後の容器を排出するための搬出開口部と、容器の通過を許しつつ前記搬入開口部及び前記搬出開口部を閉鎖する閉鎖手段とを備えており、前記閉鎖手段は、容器の前記通過によって弾性的に開口するスリット部を有する請求項１に記載の密栓ユニット。
3. 前記搬送装置が前記密栓装置を容器と等速度で移動させる請求項１または２に記載の密栓ユニット。
4. 前記搬送装置は軸芯回りで回転駆動される回転式搬送装置によって構成されており、
   前記回転式搬送装置には、容器を支持する複数の支持手段と、各支持手段に対応した前記密栓装置とが周方向に沿って連設されている請求項１から３のいずれか一項に記載の密栓ユニット。
5. 前記気圧筐体が、容器の出入りを許し、且つ、少なくとも前記密栓装置による封止操作時に閉鎖される出入口として、容器の断面形状と対応する開口部を備えており、前記所定位置以外に位置する容器が前記開口部を閉鎖している間に前記封止操作が実施される請求項１に記載の密栓ユニット。

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