(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【発明の効果】
【0014】
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。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。