(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023023292
(43)【公開日】2023-02-16
(54)【発明の名称】容器姿勢制御装置及びそれを用いた充填装置
(51)【国際特許分類】
B67C 3/24 20060101AFI20230209BHJP
B67C 7/00 20060101ALI20230209BHJP
【ＦＩ】
B67C3/24
B67C7/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021128665
(22)【出願日】2021-08-05
(71)【出願人】
【識別番号】503201922
【氏名又は名称】株式会社野村工電社
(74)【代理人】
【識別番号】100111132
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 浩
(72)【発明者】
【氏名】野村 保夫
【テーマコード（参考）】
3E079
【Ｆターム（参考）】
3E079AB01
3E079BB05
3E079FF16
3E079FG10
3E079GG01
(57)【要約】
【課題】容器を所望の姿勢に制御しながら種々処理を短時間で行うことが可能であり、コンパクトで場所を選ばず設置可能な容器姿勢制御装置及びそれを用いた充填装置を提供する。
【解決手段】平板からなる回転盤３と、この回転盤３の外周寄りに配設され、容器を着脱自在に保持する複数の容器保持具４と、回転盤３の背面側の背面板６に回転盤３と対向して配設された案内路１６と、を備え、容器保持具４は、その平面上に容器を保持する本体部４ａと、この本体部４ａ上において容器を保持する保持部と、本体部４ａを回転盤３に対し回動可能に軸支する第２の回動軸４ｂと、本体部４ａに直接的又は間接的に突設され、案内路１６に沿ってスライドするガイドピンと、を備えている容器姿勢制御装置１ａによる。
【選択図】図３
【解決手段】平板からなる回転盤３と、この回転盤３の外周寄りに配設され、容器を着脱自在に保持する複数の容器保持具４と、回転盤３の背面側の背面板６に回転盤３と対向して配設された案内路１６と、を備え、容器保持具４は、その平面上に容器を保持する本体部４ａと、この本体部４ａ上において容器を保持する保持部と、本体部４ａを回転盤３に対し回動可能に軸支する第２の回動軸４ｂと、本体部４ａに直接的又は間接的に突設され、案内路１６に沿ってスライドするガイドピンと、を備えている容器姿勢制御装置１ａによる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器の姿勢を所望に制御するための容器姿勢制御装置であって、
平板からなり、第１の回動軸を中心として回動可能に設置される回転盤と、
この回転盤の外周寄りに配設され、前記容器を着脱自在に保持する複数の容器保持具と、
前記回転盤と平行に配置された背面板と、
この背面板に形成された案内路と、を備え、
前記容器保持具は、
その平面上に前記容器を保持する本体部と、
この本体部上において前記容器を保持する保持部と、
前記本体部を前記回転盤に対し回動可能に軸支する第２の回動軸と、
前記本体部に直接的又は間接的に突設され、前記案内路に沿ってスライドするガイドピンと、を備えていることを特徴とする容器姿勢制御装置。
平板からなり、第１の回動軸を中心として回動可能に設置される回転盤と、
この回転盤の外周寄りに配設され、前記容器を着脱自在に保持する複数の容器保持具と、
前記回転盤と平行に配置された背面板と、
この背面板に形成された案内路と、を備え、
前記容器保持具は、
その平面上に前記容器を保持する本体部と、
この本体部上において前記容器を保持する保持部と、
前記本体部を前記回転盤に対し回動可能に軸支する第２の回動軸と、
前記本体部に直接的又は間接的に突設され、前記案内路に沿ってスライドするガイドピンと、を備えていることを特徴とする容器姿勢制御装置。
【請求項2】
前記回転盤の回動方向に沿って所望の間隔をあけて配置された隣り合う２以上の前記容器保持具において、前記ガイドピンの中心線と前記第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる姿勢制御済容器保持具となるように前記案内路の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容器姿勢制御装置。
【請求項3】
前記案内路の平面形状は、前記第１の回動軸の中心線に対しｎ個の同一の形状が環状に繋がってなるｎ回回転対称（ただし、ｎは２以上の整数）をなすとともに前記形状が個々の領域をなし、それぞれの前記領域内に配される２以上の前記容器保持具が前記姿勢制御済容器保持具であることを特徴とする請求項２に記載の容器姿勢制御装置。
【請求項4】
請求項２に記載の容器姿勢制御装置と、
前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器に注入物を供給するノズル、及び又は前記注入物が供給された前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器を封止する封止手段を備えていることを特徴とする充填装置。
前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器に注入物を供給するノズル、及び又は前記注入物が供給された前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器を封止する封止手段を備えていることを特徴とする充填装置。
【請求項5】
少なくとも第１及び第２の前記領域を有する請求項３に記載の容器姿勢制御装置と、
前記第１及び第２の領域に対応する位置に設けられ、前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器に注入物を供給するノズルと、
前記第２の領域に対応する位置に設けられ、前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器を封止する封止手段と、を備えていることを特徴とする充填装置。
前記第１及び第２の領域に対応する位置に設けられ、前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器に注入物を供給するノズルと、
前記第２の領域に対応する位置に設けられ、前記姿勢制御済容器保持具の保持する前記容器を封止する封止手段と、を備えていることを特徴とする充填装置。
【請求項6】
前記第１の領域に対応する位置において設けられた前記ノズルが、前記姿勢制御済容器保持具に保持される前記容器の中に洗浄液又は殺菌液を供給する第１のノズルとすすぎ液を供給する第２のノズルであり、
前記第２の領域に対応する位置において設けられた前記ノズルが前記姿勢制御済容器保持具に保持される前記容器の中に液体又はペースト体である食品を供給する第３のノズルであることを特徴とする請求項５に記載の充填装置。
前記第２の領域に対応する位置において設けられた前記ノズルが前記姿勢制御済容器保持具に保持される前記容器の中に液体又はペースト体である食品を供給する第３のノズルであることを特徴とする請求項５に記載の充填装置。
【請求項7】
前記回転盤は鉛直平面と平行に設置されており、前記姿勢制御済容器保持具に保持される前記容器は円筒状の開口部を有し、この開口部の円筒軸が鉛直方向と平行をなし、かつ、前記開口部を前記回転盤の外側に向けていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の充填装置。
【請求項8】
前記封止手段として、前記姿勢制御済容器保持具に保持される前記容器に蓋を取着する蓋締機を備え、
前記蓋締機の対象となる前記容器を保持する前記姿勢制御済容器保持具の揺動を防止する揺動防止手段を備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の充填装置。
前記蓋締機の対象となる前記容器を保持する前記姿勢制御済容器保持具の揺動を防止する揺動防止手段を備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、小規模生産に適した、容器の姿勢を所望に制御する容器姿勢制御装置及びそれを用いた充填装置に係り、容器に対する洗浄、注入物の供給・充填、封止という一連の工程を短時間で行うのに好適な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液体、ペースト体、粉体といった様々なものが、持ち運んだり保存したりが容易な蓋付きの容器に供給・充填されて販売されている。例えば、ペットボトルに充填された飲料製品を挙げることができる。
ここで、このようなペットボトル等の容器に充填された飲料製品を製造する場合、まず容器を洗浄し、次いで洗浄された容器に飲料水を供給した後、その開口部に蓋を装着して封止するという、少なくとも３つの工程を経ながら製造される。なお、容器に充填され市販されている製品は、その多くが大手メーカーにより大量生産されている。そして、そのような大手メーカーでは、製品に対する市場の需要の大きさから、大型の洗浄装置、供給装置、そして蓋巻締機といった封止手段等を組み合わせて大規模な製造ラインを構築して製造を行い、日々製品を市場に投入しているのである。
ここで、このようなペットボトル等の容器に充填された飲料製品を製造する場合、まず容器を洗浄し、次いで洗浄された容器に飲料水を供給した後、その開口部に蓋を装着して封止するという、少なくとも３つの工程を経ながら製造される。なお、容器に充填され市販されている製品は、その多くが大手メーカーにより大量生産されている。そして、そのような大手メーカーでは、製品に対する市場の需要の大きさから、大型の洗浄装置、供給装置、そして蓋巻締機といった封止手段等を組み合わせて大規模な製造ラインを構築して製造を行い、日々製品を市場に投入しているのである。
【0003】
上述したように、飲料水等が容器に充填された製品の製造は、洗浄装置等が適切に配置された大規模な製造ラインを用いて行われている。そして、このような大規模な製造ライン用の洗浄装置等は、それぞれが大型であり、大量生産を目的とした処理能力の高いものがほとんどであった。このため、これらを購入して製造ラインを構築する場合には、その生産規模によらず広大な設置スペース並びに巨額の設備投資費用が必要となっていた。大手メーカーのように大量生産を目的とし、資力も十分にある場合には問題ないが、例えば地方の名水の産地において、観光客の求めに応じてペットボトルに名水を充填して販売するといった少量生産が主となる小規模メーカーにとっては適した製造方法とは言い難いものであった。このため、小規模メーカーから少量生産に適し、生産スピードも高く、かつコンパクトな飲料水用の充填装置を求める声が近年強くなってきている。
【0004】
また、衛生面での品質向上並びに製品不良率の低下のため、容器を確りと封止できる充填装置も求められるようになってきている。特に最近では、お茶や果実飲料等の原液が封入され、開封時に容器中の水とこの原液が混ざるような機構を有する特殊構造の蓋も用いられてきており、このような蓋を高精度に操作しながら容器を封止することができる高性能な充填装置を求める声も強くなっている。
以上のような背景から、最近では以下に示す飲料水用の充填装置に関する発明が開示されている。
以上のような背景から、最近では以下に示す飲料水用の充填装置に関する発明が開示されている。
【0005】
特許文献１では、「ボトル飲用水充填装置」という名称で、繰り返し使用可能な大型のボトルを供給し、このボトルに飲料水を充填した状態で販売するものであって、ボトルの洗浄殺菌、飲料水の供給、及び打栓を１台で行うことが可能な小型の充填装置に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、飲料水が充填されるボトルが載置されるとともに回動によりボトルの給水口の向きを変更可能に設置されるドラムと、ボトルに飲料水を供給する給水ノズル部と、キャップを供給する配栓機と、キャップをハンマによってボトルに打栓する打栓機と、洗浄ノズル部と、洗浄液・殺菌液等を排出するための配管と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献１に開示された発明によれば、給水ノズル部と打栓機をドラムの周囲にスペースを効率的に利用しながら配置することができる。また、ボトルを反転した状態で、ボトルの給水口に下方から洗浄ノズルによって洗浄液、殺菌液等を注入して洗浄殺菌される。そして、ボトル内部を洗浄した洗浄液、殺菌液等は特別な機構によらず自重によりそのままボトルの給水口を通って排出される。このように洗浄されるボトルに飲料水を供給し、容器にキャップをハンマにより打栓するという一連の工程を、シンプルかつコンパクトな装置で行うことができる。このため、特許文献１に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
特許文献１に開示された発明は、飲料水が充填されるボトルが載置されるとともに回動によりボトルの給水口の向きを変更可能に設置されるドラムと、ボトルに飲料水を供給する給水ノズル部と、キャップを供給する配栓機と、キャップをハンマによってボトルに打栓する打栓機と、洗浄ノズル部と、洗浄液・殺菌液等を排出するための配管と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献１に開示された発明によれば、給水ノズル部と打栓機をドラムの周囲にスペースを効率的に利用しながら配置することができる。また、ボトルを反転した状態で、ボトルの給水口に下方から洗浄ノズルによって洗浄液、殺菌液等を注入して洗浄殺菌される。そして、ボトル内部を洗浄した洗浄液、殺菌液等は特別な機構によらず自重によりそのままボトルの給水口を通って排出される。このように洗浄されるボトルに飲料水を供給し、容器にキャップをハンマにより打栓するという一連の工程を、シンプルかつコンパクトな装置で行うことができる。このため、特許文献１に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
【0006】
また、特許文献２では、「飲料販売装置」という名称で、飲料をボトルに注入充填し販売する小型の充填装置に関する発明が開示されている。
この特許文献２に開示された発明は、ボトルを収容する飲料注入ボックスと、この飲料注入ボックス内でボトルへ洗浄液と飲料をそれぞれ供給可能に設置される洗浄ノズル及び飲料ノズルと、ボトルを把持する把持装置と、この把持装置を飲料注入ボックスと交差する略水平な回転軸の周りで回転自在に支持する回転支持部材と、把持装置を回転軸の周りに回転させる駆動手段と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献２に開示された発明によれば、ボトルの上下を反転させる機構を用いながら、ボトルの洗浄とボトルへの飲料水の供給という工程を１つの飲料注入ボックス内で行うことができる。この結果、洗浄と飲料水の充填のために個別のボックスを設置する必要がなくなり、装置全体をコンパクトにすることができる。このため、特許文献２に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
この特許文献２に開示された発明は、ボトルを収容する飲料注入ボックスと、この飲料注入ボックス内でボトルへ洗浄液と飲料をそれぞれ供給可能に設置される洗浄ノズル及び飲料ノズルと、ボトルを把持する把持装置と、この把持装置を飲料注入ボックスと交差する略水平な回転軸の周りで回転自在に支持する回転支持部材と、把持装置を回転軸の周りに回転させる駆動手段と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献２に開示された発明によれば、ボトルの上下を反転させる機構を用いながら、ボトルの洗浄とボトルへの飲料水の供給という工程を１つの飲料注入ボックス内で行うことができる。この結果、洗浄と飲料水の充填のために個別のボックスを設置する必要がなくなり、装置全体をコンパクトにすることができる。このため、特許文献２に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
【0007】
さらに、特許文献３では、「ボトルの洗浄方法及び、これを利用した飲料水の自動販売機」という名称で、顧客が持参してきたボトルへ飲料水を充填して販売する小型の充填装置に関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、ボトルが載置されるボトル載置板やボトルの首部が保持される保持部等からなり、ボトルの注ぎ口部が下側に位置するように反転する反転装置と、飲料水や殺菌剤入り飲料水をボトルの内部に供給するノズルと、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献３に開示された発明によれば、ボトルを反転装置により反転させて、ボトル内部に洗浄水等を供給することで、ボトルを洗浄することができる。また、ボトルの上記洗浄機能に加えて飲料水の供給機能も備えているため、洗浄装置、供給装置を別々に準備する必要がなくなる。加えて装置全体がコンパクトになる。このため、特許文献３に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
特許文献３に開示された発明は、ボトルが載置されるボトル載置板やボトルの首部が保持される保持部等からなり、ボトルの注ぎ口部が下側に位置するように反転する反転装置と、飲料水や殺菌剤入り飲料水をボトルの内部に供給するノズルと、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献３に開示された発明によれば、ボトルを反転装置により反転させて、ボトル内部に洗浄水等を供給することで、ボトルを洗浄することができる。また、ボトルの上記洗浄機能に加えて飲料水の供給機能も備えているため、洗浄装置、供給装置を別々に準備する必要がなくなる。加えて装置全体がコンパクトになる。このため、特許文献３に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
【0008】
さらに、特許文献４では、「ボトル飲用水充填装置」という名称で、ボトルの洗浄、飲料水等の供給、キャップの装着という一連の工程をバッチ処理で行うことが可能な装置に関する発明が開示されている。
特許文献４に開示された発明は、中心部に回動軸が設けられた円盤からなるドラムと、このドラムの前面側に円周方向へ環状に配列されボトルを円盤に対して放射状に、かつ、その給水口を外側に向けて着脱自在に保持する複数のボトル保持具と、回動軸を回動可能に水平に支持する枠体と、ドラムの上方において鉛直方向と平行に配置されたボトルの給水口の真上に設置されボトル内へ飲料水を供給する給水ノズルと、この給水ノズルの配置と切替え可能であり給水口にキャップを螺着することができるキャップ巻締機と、ドラムの下方において給水口の真下に設置されボトル内へ洗浄水を供給する洗浄ノズルと、ドラムを所望の角度で回動させる回動機構と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献４に開示された発明によれば、ドラムの回動に伴い、ドラムの前面側に装着され回動軸を中心として円運動するボトルに対し、洗浄、飲料水の供給、封止の各処理が順次行われる。この結果、洗浄装置、飲用水の供給装置、キャップ巻締機を別々に準備せずとも、１台の装置により飲料水が充填された容器を製造することができる。また、装置が全体としてコンパクトになるため、特許文献４に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
特許文献４に開示された発明は、中心部に回動軸が設けられた円盤からなるドラムと、このドラムの前面側に円周方向へ環状に配列されボトルを円盤に対して放射状に、かつ、その給水口を外側に向けて着脱自在に保持する複数のボトル保持具と、回動軸を回動可能に水平に支持する枠体と、ドラムの上方において鉛直方向と平行に配置されたボトルの給水口の真上に設置されボトル内へ飲料水を供給する給水ノズルと、この給水ノズルの配置と切替え可能であり給水口にキャップを螺着することができるキャップ巻締機と、ドラムの下方において給水口の真下に設置されボトル内へ洗浄水を供給する洗浄ノズルと、ドラムを所望の角度で回動させる回動機構と、を備えていることを特徴とする。
上記構成の特許文献４に開示された発明によれば、ドラムの回動に伴い、ドラムの前面側に装着され回動軸を中心として円運動するボトルに対し、洗浄、飲料水の供給、封止の各処理が順次行われる。この結果、洗浄装置、飲用水の供給装置、キャップ巻締機を別々に準備せずとも、１台の装置により飲料水が充填された容器を製造することができる。また、装置が全体としてコンパクトになるため、特許文献４に開示された発明であれば、設置する場所の選択肢が広がるというメリットを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許第４８３７３５８号公報
【特許文献2】特開２００７－３２３３７４号公報
【特許文献3】特開２００３－３１７１４４号公報
【特許文献4】特許第６１７３７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上述の特許文献１に開示される発明の場合、確かに飲料水の充填されたボトルを製造するための一連の工程を、コンパクトな装置により簡単に行うことができると考えられる。しかしながら、特許文献１に開示される発明は、その構造から一度に処理可能なボトルの本数は１本である。すなわち、複数本以上の製造が必要な場合には、単純に必要本数と１本当たりの製造時間の積に等しい時間が必要となるのみであり、製造時間の短縮が難しいという課題があった。
【0011】
そして、特許文献２に開示される発明の場合、確かに充填装置のコンパクト化を達成することができる。しかしながら、特許文献１と同様に１本ずつ製造するバッチ方式のため、飲料水を充填したボトルを複数本、短時間で製造したい場合には対応が困難であるという課題があった。
また、特許文献２に開示される発明の場合、ボトルを洗浄するための洗浄液を供給するノズルと、ボトル内に飲料水を供給するノズルを共用する場合もあるとの記載から、飲料水に洗浄液が混ざる可能性もある。このため、両者が混ざり、消費者が摂取した場合でも、害のない洗浄液を選択しておく必要がある。この結果、使用可能な洗浄液の種類が限定されてしまい、消費者の要望に応じた製品開発の自由度が低下してしまうという課題もあると考えられる。
また、特許文献２に開示される発明の場合、ボトルを洗浄するための洗浄液を供給するノズルと、ボトル内に飲料水を供給するノズルを共用する場合もあるとの記載から、飲料水に洗浄液が混ざる可能性もある。このため、両者が混ざり、消費者が摂取した場合でも、害のない洗浄液を選択しておく必要がある。この結果、使用可能な洗浄液の種類が限定されてしまい、消費者の要望に応じた製品開発の自由度が低下してしまうという課題もあると考えられる。
【0012】
また、特許文献３に開示される発明の場合も、確かに充填装置のコンパクト化は可能であるが、１本ずつ製造するバッチ方式であるため、特許文献１及び特許文献２に開示されている発明と同様に複数本を短時間で製造する場合に対応が困難であるという課題があった。
【0013】
次に、特許文献４に開示される発明の場合も、確かに装置全体としてはコンパクトであり、ドラムに複数本のボトルを装着しておけばドラムの回動に伴って洗浄、飲料水の供給、封止といった一連の処理を同時並行的に行うことができる。すなわち、特許文献１乃至３に比べ、１本の容器に対する一連の処理が完了する間に他の容器に対しても処理が行えるため、複数本の容器の処理を全て完了させるのに要する時間を短縮することができる。しかしながら、特許文献４に開示された発明の場合、飲料水を供給するための給水ノズルと、ボトルにキャップを装着するキャップ巻締機は同時に使用することができない。なぜなら、特許文献４に開示されている発明において、給水ノズルとキャップ巻締機は何れも同じ姿勢のボトルに対してしか処理ができないからである。そのため、ボトルへの給水を行った後、給水ノズルをキャップ巻締装置に切り替える必要があった。したがって、複数本のボトルに対して洗浄から封止までの処理の一部を同時並行的に行えるものの、給水ノズルからキャップ巻締機への切り替えにおいて律速となり、製造時間を十分に短縮できないという課題があった。
【0014】
本発明者は上記課題を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、回転盤に設置されて円運動する複数の容器の姿勢を所望に制御すること等により、上記課題の解決が可能であるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は上述した従来の課題に対処してなされたものであり、その目的は、簡単に容器の姿勢を所望に制御することができる容器姿勢制御装置を提供することにある。
そして、この容器姿勢制御装置を用い、コンパクトで設置場所の自由度が高く、洗浄から封止までの一連の工程を高精度かつスピーディに実施することができる飲料水等の食品を充填する充填装置を提供することも目的とした。
すなわち、本発明は上述した従来の課題に対処してなされたものであり、その目的は、簡単に容器の姿勢を所望に制御することができる容器姿勢制御装置を提供することにある。
そして、この容器姿勢制御装置を用い、コンパクトで設置場所の自由度が高く、洗浄から封止までの一連の工程を高精度かつスピーディに実施することができる飲料水等の食品を充填する充填装置を提供することも目的とした。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記課題を解決するための第１の発明は、容器の姿勢を所望に制御するための容器姿勢制御装置であって、平板からなり、第１の回動軸を中心として回動可能に設置される回転盤と、この回転盤の外周寄りに配設され、容器を着脱自在に保持する複数の容器保持具と、回転盤と平行に配置された背面板と、この背面板に形成された案内路と、を備え、容器保持具は、その平面上に容器を保持する本体部と、この本体部上において容器を保持する保持部と、本体部を回転盤に対し回動可能に軸支する第２の回動軸と、本体部に直接的又は間接的に突設され、案内路に沿ってスライドするガイドピンと、を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第１の発明であれば、回転盤の回動に伴い外周寄りに配設された複数の容器保持具も円運動するという作用を有する。そして、容器保持具はその保持部により容器を保持するという作用を有する。また、容器保持具は本体部に直接又は間接的に設置され、背面板に配設された案内路に沿ってスライドするガイドピンを備えている。このため、容器保持具が回転盤とともに回動する際に、このガイドピンが案内路に沿ってスライドするという作用を有する。そして、ガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結び、回転盤と平行をなす線分の向きがガイドピンの移動に伴って変化し、容器保持具に保持された容器の姿勢が変化するという作用を有する。
上記構成の第１の発明であれば、回転盤の回動に伴い外周寄りに配設された複数の容器保持具も円運動するという作用を有する。そして、容器保持具はその保持部により容器を保持するという作用を有する。また、容器保持具は本体部に直接又は間接的に設置され、背面板に配設された案内路に沿ってスライドするガイドピンを備えている。このため、容器保持具が回転盤とともに回動する際に、このガイドピンが案内路に沿ってスライドするという作用を有する。そして、ガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結び、回転盤と平行をなす線分の向きがガイドピンの移動に伴って変化し、容器保持具に保持された容器の姿勢が変化するという作用を有する。
【0016】
次に、第２の発明は、第１の発明において、回転盤の回動方向に沿って所望の間隔をあけて配置された隣り合う２以上の容器保持具において、ガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる姿勢制御済容器保持具となるように案内路の少なくとも一部が形成されていることを特徴とするものである。
上記構成の第２の発明であれば、上述する第１の発明の作用に加えて、隣り合う２以上の容器保持具において、回転盤を平面視した際のガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる姿勢制御済容器保持具となるように、案内路がガイドピンを案内する。この結果、隣り合う２以上の容器保持具の姿勢が変化せず、それらによって保持される２以上の容器の姿勢が同じになるという作用を有する。
なお、本願では、回転盤を平面視した際のガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる容器保持具を姿勢制御済容器保持具と定義する。
上記構成の第２の発明であれば、上述する第１の発明の作用に加えて、隣り合う２以上の容器保持具において、回転盤を平面視した際のガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる姿勢制御済容器保持具となるように、案内路がガイドピンを案内する。この結果、隣り合う２以上の容器保持具の姿勢が変化せず、それらによって保持される２以上の容器の姿勢が同じになるという作用を有する。
なお、本願では、回転盤を平面視した際のガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結ぶ線分の傾きが一定に保たれる容器保持具を姿勢制御済容器保持具と定義する。
【0017】
そして、第３の発明は、第２の発明において、案内路の平面形状は、第１の回動軸の中心線に対しｎ個の同一の形状が環状に繋がってなるｎ回回転対称（ただし、ｎは２以上の整数）をなすとともに形状が個々の領域をなし、それぞれの領域内に配される２以上の容器保持具が姿勢制御済容器保持具であることを特徴とするものである。
上記構成の第３の発明であれば、上述する第２の発明の作用に加えて、案内路の形状が第１の回動軸の中心線に対してｎ回回転対称となることで、平面形状の案内路はｎ個の同一形状の領域から形成される。この場合、ｎ個のそれぞれの領域において、ガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結び、回転盤に平行な線分の傾きが同様に変化する。その結果、回転盤の回動に伴って容器が第１の回動軸の周りを一周する間に、容器の姿勢は同じ変化をｎ回繰り返す。すなわち、各領域において２以上の容器保持具が同じ姿勢に保たれる（姿勢制御済容器保持具となる）という作用を有する。
上記構成の第３の発明であれば、上述する第２の発明の作用に加えて、案内路の形状が第１の回動軸の中心線に対してｎ回回転対称となることで、平面形状の案内路はｎ個の同一形状の領域から形成される。この場合、ｎ個のそれぞれの領域において、ガイドピンの中心線と第２の回動軸の中心線とを結び、回転盤に平行な線分の傾きが同様に変化する。その結果、回転盤の回動に伴って容器が第１の回動軸の周りを一周する間に、容器の姿勢は同じ変化をｎ回繰り返す。すなわち、各領域において２以上の容器保持具が同じ姿勢に保たれる（姿勢制御済容器保持具となる）という作用を有する。
【0018】
次に、第４の発明に係る充填装置は、第２の発明に記載の容器姿勢制御装置と、姿勢制御済容器保持具の保持する容器に注入物を供給するノズル、及び又は注入物が供給された姿勢制御済容器保持具の保持する容器を封止する封止手段を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第４の発明であれば、上述する第２の発明の容器姿勢制御装置の作用に加えて、案内路に案内されるガイドピンにより姿勢制御済容器保持具とともに姿勢が制御される容器に対して、ノズルにより注入物が供給されるという作用を有する。ここで、本願明細書において、ノズルにより供給される注入物は、特に指定のない限り、姿勢制御済容器保持具の保持する容器内に供給して充填される飲料水といった製品に限定されず、洗浄液のように容器内に充填されずに供給後排出されるものも含まれる。また、ノズルから供給できるものであればその性状にも限定はなく、液体の他にペースト体、粉体でもよい。
また、封止手段により姿勢制御済容器保持具の保持する容器が封止されるという作用も有する。なお、ここでの封止手段として、例えば蓋巻締機を用いて蓋を容器に螺着する方法、打栓機により容器の開口部に蓋を押し込み装着する方法、そして容器の開口部に蓋を載置し蓋の周縁と容器の開口部周縁とを加熱挟圧して接合する方法等が挙げられる。
加えて、上述するノズルを容器姿勢制御装置に設置することで、注入物が洗浄液であれば容器内を洗浄し、注入物が飲料水であれば容器内に飲料水等の食品を供給して充填すること等も可能となる。さらに、ノズルと封止手段を一緒に設置すれば洗浄と充填も可能となり、容器内に食品を充填して封止することもできる。すなわち、上記充填装置を活用すれば、注入物の充填された製品を簡単に製造できるようになる。そして、容器保持具の姿勢を制御することで、上記ノズル及び封止手段等の配置の自由度も高くなるという作用も有する。
上記構成の第４の発明であれば、上述する第２の発明の容器姿勢制御装置の作用に加えて、案内路に案内されるガイドピンにより姿勢制御済容器保持具とともに姿勢が制御される容器に対して、ノズルにより注入物が供給されるという作用を有する。ここで、本願明細書において、ノズルにより供給される注入物は、特に指定のない限り、姿勢制御済容器保持具の保持する容器内に供給して充填される飲料水といった製品に限定されず、洗浄液のように容器内に充填されずに供給後排出されるものも含まれる。また、ノズルから供給できるものであればその性状にも限定はなく、液体の他にペースト体、粉体でもよい。
また、封止手段により姿勢制御済容器保持具の保持する容器が封止されるという作用も有する。なお、ここでの封止手段として、例えば蓋巻締機を用いて蓋を容器に螺着する方法、打栓機により容器の開口部に蓋を押し込み装着する方法、そして容器の開口部に蓋を載置し蓋の周縁と容器の開口部周縁とを加熱挟圧して接合する方法等が挙げられる。
加えて、上述するノズルを容器姿勢制御装置に設置することで、注入物が洗浄液であれば容器内を洗浄し、注入物が飲料水であれば容器内に飲料水等の食品を供給して充填すること等も可能となる。さらに、ノズルと封止手段を一緒に設置すれば洗浄と充填も可能となり、容器内に食品を充填して封止することもできる。すなわち、上記充填装置を活用すれば、注入物の充填された製品を簡単に製造できるようになる。そして、容器保持具の姿勢を制御することで、上記ノズル及び封止手段等の配置の自由度も高くなるという作用も有する。
【0019】
また、第５の発明に係る充填装置は、少なくとも第１及び第２の領域を有する第３の発明に記載の容器姿勢制御装置と、第１及び第２の領域に対応する位置に設けられ、姿勢制御済容器保持具の保持する容器に注入物を供給するノズルと、第２の領域に対応する位置に設けられ、姿勢制御済容器保持具の保持する容器を封止する封止手段と、を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第５の発明であれば、上述する第３の発明の容器姿勢制御装置の作用に加えて、任意に選択される第１及び第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具の保持する容器に対して、ノズルにより注入物が容器内に供給されるという作用を有する。
上記構成の第５の発明であれば、上述する第３の発明の容器姿勢制御装置の作用に加えて、任意に選択される第１及び第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具の保持する容器に対して、ノズルにより注入物が容器内に供給されるという作用を有する。
【0020】
また、任意に選択される第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具の保持する容器が封止手段により封止されるという作用も有する。なお、ここでの封止手段は既に例示しているため、ここでの説明は省略する。
さらに、上述するノズル及び封止手段を容器姿勢制御装置に設置することで、注入物が洗浄液であれば容器内を洗浄し、注入物が飲料水であれば容器内に飲料水等の食品を供給して充填すること等も可能となる。さらに、これらを一緒に設置すれば洗浄と充填も可能となり、容器内に食品を充填して封止することもできる。すなわち、上記容器姿勢制御装置を活用すれば、注入物の充填された製品を簡単に製造できるのである。そして、任意の領域における２以上の姿勢制御済容器保持具の姿勢の制御もできるため、上記ノズル及び封止手段等の配置の自由度も高くなるという作用も有する。
さらに、上述するノズル及び封止手段を容器姿勢制御装置に設置することで、注入物が洗浄液であれば容器内を洗浄し、注入物が飲料水であれば容器内に飲料水等の食品を供給して充填すること等も可能となる。さらに、これらを一緒に設置すれば洗浄と充填も可能となり、容器内に食品を充填して封止することもできる。すなわち、上記容器姿勢制御装置を活用すれば、注入物の充填された製品を簡単に製造できるのである。そして、任意の領域における２以上の姿勢制御済容器保持具の姿勢の制御もできるため、上記ノズル及び封止手段等の配置の自由度も高くなるという作用も有する。
【0021】
そして、第６の発明は、第５の発明において、第１の領域に対応する位置において設けられたノズルが、姿勢制御済容器保持具に保持される容器の中に洗浄液又は殺菌液を供給する第１のノズルとすすぎ液を供給する第２のノズルであり、第２の領域に対応する位置において設けられたノズルが姿勢制御済容器保持具に保持される容器の中に液体又はペースト体である食品を供給する第３のノズルであることを特徴とするものである。
上記構成の第６の発明であれば、上述する第５の発明の作用に加えて、第１のノズル及び第２のノズルが第１の領域に対応する位置に設置されることで、第１の領域において姿勢制御済容器保持具に保持された２以上の容器のうちの１つに第１のノズルによる洗浄液又は殺菌液の供給を行い、他の容器の１つに対して第２のノズルによる容器内部へのすすぎ液の供給を同時に行うという作用を有する。そして、第３のノズルが第２の領域に対応する位置に設置されることで、第２の領域において姿勢制御済容器保持具に保持された容器の内部へ、液体又はペースト体である食品の供給を行うという作用を有する。
上記構成の第６の発明であれば、上述する第５の発明の作用に加えて、第１のノズル及び第２のノズルが第１の領域に対応する位置に設置されることで、第１の領域において姿勢制御済容器保持具に保持された２以上の容器のうちの１つに第１のノズルによる洗浄液又は殺菌液の供給を行い、他の容器の１つに対して第２のノズルによる容器内部へのすすぎ液の供給を同時に行うという作用を有する。そして、第３のノズルが第２の領域に対応する位置に設置されることで、第２の領域において姿勢制御済容器保持具に保持された容器の内部へ、液体又はペースト体である食品の供給を行うという作用を有する。
【0022】
さらに、第７の発明は、第４の発明乃至第６の発明のいずれか１の発明において、回転盤が鉛直平面と平行に設置されており、姿勢制御済容器保持具に保持される容器は円筒状の開口部を有し、この開口部の円筒軸が鉛直方向と平行をなし、かつ、開口部を回転盤の外側に向けていることを特徴とするものである。
上記構成の第７の発明であれば、上述する第４の発明乃至第６の発明のいずれか１の発明の作用に加えて、姿勢制御済容器保持具に保持された２以上の容器に供給された注入物は容器の開口部の円筒軸に平行となる重力を受けるという作用を有する。
上記構成の第７の発明であれば、上述する第４の発明乃至第６の発明のいずれか１の発明の作用に加えて、姿勢制御済容器保持具に保持された２以上の容器に供給された注入物は容器の開口部の円筒軸に平行となる重力を受けるという作用を有する。
【0023】
加えて、第８の発明は、第４の発明乃至第７の発明のいずれか１の発明において、封止手段として、姿勢制御済容器保持具に保持される容器に蓋を取着する蓋締機を備え、蓋締機の対象となる容器を保持する姿勢制御済容器保持具の揺動を防止する揺動防止手段を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の第８の発明であれば、上述する第４の発明乃至第７の発明のいずれか１の発明の作用に加えて、封止手段として蓋締機を用いることで、容器が蓋の取着により封止されるという作用を有する。そして、姿勢制御済容器保持具の揺動を防止する揺動防止手段により、蓋が取着される容器を保持する姿勢制御済容器保持具の揺動を防止するという作用を有する。なお、このような揺動防止手段として特に指定はないが、例えば、封止手段の対象とする姿勢制御済容器保持具を挟持し固定する挟持装置、ストッパーとなり容器保持具に挿抜可能な棒状体を有するシリンダ装置等を枠体に設けたりするものでもよい。
なお、本願における蓋締機は、蓋を螺着する蓋巻締機及び蓋を押し込み装着する打栓機を含む概念である。
上記構成の第８の発明であれば、上述する第４の発明乃至第７の発明のいずれか１の発明の作用に加えて、封止手段として蓋締機を用いることで、容器が蓋の取着により封止されるという作用を有する。そして、姿勢制御済容器保持具の揺動を防止する揺動防止手段により、蓋が取着される容器を保持する姿勢制御済容器保持具の揺動を防止するという作用を有する。なお、このような揺動防止手段として特に指定はないが、例えば、封止手段の対象とする姿勢制御済容器保持具を挟持し固定する挟持装置、ストッパーとなり容器保持具に挿抜可能な棒状体を有するシリンダ装置等を枠体に設けたりするものでもよい。
なお、本願における蓋締機は、蓋を螺着する蓋巻締機及び蓋を押し込み装着する打栓機を含む概念である。
【発明の効果】
【0024】
上述する第１の発明によれば、回転盤の回動とともにそれに配設された複数の容器保持具、並びにこれら容器保持具に保持された容器を円運動させることができ、さらにこれらの容器保持具（及び容器）の姿勢制御も可能となる。この結果、容器保持具に保持された容器に対して所望の処理（洗浄、食品供給等）を行う処理装置を回転盤の周囲に設置しておけば、回転盤を回動させながら容器に対し所望の処理を同時並行的に行うことができる。さらに、上記処理装置を本発明に設置する場合であっても、容器が処理され易い姿勢となるように簡単に調整できるため、処理装置の姿勢、配置の自由度を高めることができる。すなわち、容器の姿勢が固定され複数ある処理装置の姿勢・配置の自由度が低いことで、給水と蓋の装着を同時並行的に行うことが困難であった特許文献４の発明等とは異なり、本発明であれば複数の処理を同時並行的に行うことも可能となる。そして、処理装置を無駄な空きスペースを排除しながら設置することも可能となるため、装置のコンパクト化も容易となる。また、本発明は案内路に沿って容器保持具のガイドピンをスライドさせるという簡単な機構により容器の姿勢を制御するものであり、故障し難く装置の価格を抑えることもできる。
【0025】
次に、上述する第２の発明であれば、第１の発明の効果に加えて、隣り合う２以上の姿勢制御済容器保持具の保持する容器の姿勢が一定に保たれる。このため、処理対象となる容器が所定の姿勢であることが好適な処理装置が複数ある場合には、これらの処理装置を並べて設置することで、隣り合う２以上の上記容器に対して、処理を同時並行的に行うことが可能となる。この結果、容器の処理速度を一層向上させることが可能となる。例えば、容器内部を洗浄する処理とすすぐ処理は、どちらも洗浄液やすすぎ液が容器外に排出され易くするために、容器の開口部を下方に向け、かつ容器の中心軸（円筒状をなす飲み口の円筒軸）を鉛直方向と平行にする必要がある。すなわち、これらの処理のように容器を処理する際の容器の姿勢が限定され、かつ同じである場合であれば、それぞれの処理装置を並べて設置し、同時並行的に処理を行うことができると考えられる。
【0026】
また、上述する第３の発明であれば、第２の発明の効果に加えて、回転盤を平面視した際に案内路の平面形状が第１の回動軸の中心線に対してｎ回回転対称であるため、回転盤の回動に伴って容器が第１の回動軸の周りを一周する間に、容器の姿勢は同じ変化をｎ回繰り返す。このため、処理対象となる容器が所定の姿勢であることが好適な処理装置が多数ある場合に、第３の発明であれば領域の数に合わせて多数の処理装置を配置することができるため、多数の処理を同時並行的に行うことが可能となる。これにより、種類の異なる多くの処理を同時並行的に行うことができるようになる。また、案内路は１つの形状の単位をｎ個連結させた構造となるため、案内路の作製が容易となるばかりか、破損時に修復を簡単に行うことができるようになる。
【0027】
加えて、上述する第４の発明であれば、第２の発明の容器姿勢制御装置の効果に加えて、姿勢制御済容器保持具の保持する容器に対し、ノズルにより注入物が容器内に供給されることや、封止手段により封止されることが可能となる。このため、本発明であれば、ボトルに飲料水が充填された飲料製品のように、注入物が容器に充填された製品を製造することが可能となる。そして、ノズル、封止手段等の処理装置の配置等の自由度が高いため、充填装置のコンパクト化も容易となる。
【0028】
そして、上述する第５の発明であれば、第３の発明の容器姿勢制御装置の効果に加えて、任意に選択される第１及び第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具の保持する容器に対し、ノズルにより注入物が容器内に供給され、任意に選択される第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具の保持する容器が封止手段により封止される。このため、本発明であれば、例えば洗浄液により容器内を洗浄し、この容器に飲料水といった食品を充填した後に封止できるようになるため、容器に注入物の充填された製品の製造が可能となる。そして、ノズル、封止手段等の処理装置の配置等を高い自由度により設定できるようになるため、充填装置のコンパクト化に繋げることができる。
【0029】
加えて、上述する第６の発明であれば、第５の発明の効果に加えて、第１の領域に配される姿勢制御済容器保持具に保持された容器に対し、第１のノズルによる洗浄液又は殺菌液の供給及び排出する処理と、第２のノズルによるすすぎ液の供給及び排出する処理を、同時並行的に行うことが可能となる。特に、従来では困難であった容器内へのすすぎ液の供給と排出が可能となるため、洗浄又は殺菌後の容器に残留していた洗浄液等は可能な限り除去され、製品の品質を一層向上させることが可能となる。そして、第２の領域に配される姿勢制御済容器保持具に保持された容器に対し、第３のノズルにより液体又はペースト体の食品が供給・充填され、次いで容器を封止することができる。
以上から、回転盤を回転させながら、第１の領域に配された姿勢制御済容器保持具の保持する複数の容器に対して洗浄又は殺菌を効率的に行い、第２の領域において食品を充填して封止するという一連の製品製造工程を、コンパクトな充填装置を用いてスピーディに行うことが可能となる。
以上から、回転盤を回転させながら、第１の領域に配された姿勢制御済容器保持具の保持する複数の容器に対して洗浄又は殺菌を効率的に行い、第２の領域において食品を充填して封止するという一連の製品製造工程を、コンパクトな充填装置を用いてスピーディに行うことが可能となる。
【0030】
さらに、上述する第７の発明であれば、第４の発明乃至第６の発明のいずれか１の発明の効果に加えて、姿勢制御済容器保持具に保持される容器の開口部が鉛直下方に向いている場合には、姿勢制御済容器保持具の保持する容器に供給された注入物は、自重により容器の開口部側に流れ、容器の外に自然に排出されるようになる。このため、洗浄液等の廃液を容器から排出するための手段を別途設ける必要がなく、充填装置の構造を一層シンプルにすることができる。この結果、充填装置が故障し難くなり、価格を抑えることも容易となる。
また、姿勢制御済容器保持具に保持される容器の開口部が鉛直上方に向いている場合には、姿勢制御済容器保持具の保持する容器の内部に供給される注入物は、その容器の開口部を上限とする高さまで供給されることができ、容器内に注入物を可能な限り多量に充填することも可能となる。
また、姿勢制御済容器保持具に保持される容器の開口部が鉛直上方に向いている場合には、姿勢制御済容器保持具の保持する容器の内部に供給される注入物は、その容器の開口部を上限とする高さまで供給されることができ、容器内に注入物を可能な限り多量に充填することも可能となる。
【0031】
また、上述する第８の発明であれば、第４の発明乃至第７の発明のいずれか１の発明の効果に加えて、容器の封止手段として蓋締機を用いることができる。さらに、揺動防止手段により、容器へ蓋を取着させる際に姿勢制御済容器保持具の揺動を抑えることができるため、特殊構造の蓋であっても不良なく容器を封止することができるようになる。その結果、特殊構造の蓋を用いた新製品の製造に対応できるとともに、製品不良率を低下させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施の形態に係る充填装置の内部構造を示す立面図である。
【図2】本実施の形態に係る充填装置の外観を示す立面図である。
【図4】容器保持具の構造を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるI方向矢視図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＪ方向矢視図である。
【図6】本実施の形態に係る充填装置の操作手順を示すフローチャートである。
【図7】本実施の形態に係る充填装置における容器姿勢制御装置の制御機構を説明するための図である。
【図8】本実施の形態に係る充填装置における容器姿勢制御装置の案内路を設定する方法を説明するための図である。
【図9】（ａ）は揺動防止手段が作動した状態を示す容器保持具の平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の揺動防止手段が解除された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下では、本発明の容器姿勢制御装置及びそれを用いた充填装置について説明するため、飲料水を充填するための充填装置を例として用いながら説明する。
なお、説明を行うにあたって図１乃至図９を参照するが、何れの図も本発明の実施の形態の例として挙げたものであり、後述する本発明の作用・効果を奏する範囲内であれば、構成要素の形状、数、配置等については使用者が任意に設定することが可能である。
なお、説明を行うにあたって図１乃至図９を参照するが、何れの図も本発明の実施の形態の例として挙げたものであり、後述する本発明の作用・効果を奏する範囲内であれば、構成要素の形状、数、配置等については使用者が任意に設定することが可能である。
【実施例0034】
「１；実施例の基本構成」
「１－１；基本構成の構造」
まず、本発明の実施形態に係る充填装置１について、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態に係る充填装置の内部構造及び外観を示す立面図である。ここで、図１は、図２において内部の状態を把握し易くするため前面のパネル２ｂを取り外した状態のものである。また、多数ある同一の構成要素については、図が煩雑とならないように一部にのみ符号付けを行った。加えて、図１には回転盤３に配設された容器保持具４の位置を特定し易くするため、位置を区別するＡ乃至Ｈの符号が付されており、円弧状の太線の矢印は回転盤３の回転方向である。なお、図１及び図２の高さ方向を紙面上方側とし、充填装置の動作に必要な電源設備、駆動装置（例えば、パルスモータ）については図が煩雑とならないよう省略している。また、位置Ａ－Ｈは回転盤３が何度回転しても固定される概念であり、図１を平面視して最上部の容器保持具４の左側がＧの位置であり、右側がＨの位置となる。
「１－１；基本構成の構造」
まず、本発明の実施形態に係る充填装置１について、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態に係る充填装置の内部構造及び外観を示す立面図である。ここで、図１は、図２において内部の状態を把握し易くするため前面のパネル２ｂを取り外した状態のものである。また、多数ある同一の構成要素については、図が煩雑とならないように一部にのみ符号付けを行った。加えて、図１には回転盤３に配設された容器保持具４の位置を特定し易くするため、位置を区別するＡ乃至Ｈの符号が付されており、円弧状の太線の矢印は回転盤３の回転方向である。なお、図１及び図２の高さ方向を紙面上方側とし、充填装置の動作に必要な電源設備、駆動装置（例えば、パルスモータ）については図が煩雑とならないよう省略している。また、位置Ａ－Ｈは回転盤３が何度回転しても固定される概念であり、図１を平面視して最上部の容器保持具４の左側がＧの位置であり、右側がＨの位置となる。
【0035】
図１及び図２に示すように、充填装置１に用いられる容器姿勢制御装置１ａは、枠体２を基礎として形成され、下方の四隅には移動を容易にするためのキャスター２ａが取り付けられている。そして、図１に示すように、容器姿勢制御装置１ａの外面に取り付けられたパネル２ｂ（図２参照）を取り外すと、枠体２により回動可能に支持された第１の回動軸３ａがその中心に設けられ、かつ、鉛直平面と平行に配設された回転盤３が、注入物の飛散防止のための回転盤カバー５で囲まれながら設置されている。
そして、この回転盤３の背面側にある枠体２に取り付けられた背面板６には、回転盤３と対向して配設され一対の線路からなるガイドピン用の案内路１６を備え、ガイドピンは一対の上記線路の間に形成された閉経路（案内路１６）内を通過する（例えば図５（ｂ）参照）。なお、案内路１６は必ずしも一対の線路である必要はなく、同じ作用及び効果を有するものであれば、使用者が任意に設定することができる。例えば、案内路１６を１本の線路とし、スライダが当該線路を挟みながら線路に沿ってスライドするものであってもよい。
一方、回転盤３には、容器２０を着脱自在に保持する８つの容器保持具４が、回転盤３上において第２の回動軸４ｂ（図３参照）を中心として回動可能な状態で、回転盤３の回動方向に沿って等間隔にその外周寄りに配置されている。さらに、詳細は後述するが、これら８つの容器保持具４のうち、回転盤３における位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈ（図１参照）に配される容器保持具４は、開口部２０ａ（飲み口）が所望の方向へ向くように容器２０の姿勢が案内路１６によって制御されている。例えば、後述する回転盤３の周囲に配置された給水装置７や洗浄殺菌装置（図示せず）等の箇所に容器２０が移動した際には、処理に適した状態となるようにその姿勢が調整される。
そして、この回転盤３の背面側にある枠体２に取り付けられた背面板６には、回転盤３と対向して配設され一対の線路からなるガイドピン用の案内路１６を備え、ガイドピンは一対の上記線路の間に形成された閉経路（案内路１６）内を通過する（例えば図５（ｂ）参照）。なお、案内路１６は必ずしも一対の線路である必要はなく、同じ作用及び効果を有するものであれば、使用者が任意に設定することができる。例えば、案内路１６を１本の線路とし、スライダが当該線路を挟みながら線路に沿ってスライドするものであってもよい。
一方、回転盤３には、容器２０を着脱自在に保持する８つの容器保持具４が、回転盤３上において第２の回動軸４ｂ（図３参照）を中心として回動可能な状態で、回転盤３の回動方向に沿って等間隔にその外周寄りに配置されている。さらに、詳細は後述するが、これら８つの容器保持具４のうち、回転盤３における位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈ（図１参照）に配される容器保持具４は、開口部２０ａ（飲み口）が所望の方向へ向くように容器２０の姿勢が案内路１６によって制御されている。例えば、後述する回転盤３の周囲に配置された給水装置７や洗浄殺菌装置（図示せず）等の箇所に容器２０が移動した際には、処理に適した状態となるようにその姿勢が調整される。
【0036】
次に、上述する容器姿勢制御装置１ａが充填装置１として動作するように、容器姿勢制御装置１ａの回転盤３の位置Ｇの上方には、位置Ｇに配された容器保持具４の保持する容器２０（開口部２０ａ（飲み口）を上にし、その円筒軸が鉛直方向と平行となる）に対し、飲料水を供給するための給水装置７の第３のノズル７ａが設置されている。そして、回転盤３の位置Ｈの上方には、位置Ｈに配される容器保持具４が保持する容器２０（開口部２０ａ（飲み口）を上にし、その円筒軸が鉛直方向と平行）に蓋供給部８ａより供給される蓋２０ｂを螺着する蓋巻締機８が設置されている。また、符号８ｂは蓋巻締機８に設けられて門形に形成される固定部である。この固定部８ｂは図４に示す容器保持具４の上部に設けられた一対の挟持板４ｃ２の上面に突設された一対のバネ固定板４ｃ５に、両外側から付勢して挟持版４ｃ２を容器２０に強く押し付けることで供回りを防止すべく固定するものであり、また、容器保持具４の揺動も防止することができる。
【0037】
さらに、回転盤３の位置Ｃの下方には、位置Ｃに配される容器保持具４の保持する容器２０（開口部２０ａ（飲み口）を下にし、その円筒軸が鉛直方向と平行）に対し、洗浄液又は殺菌液を供給する洗浄殺菌装置（図示せず）の第１のノズル９が設置されている。加えて、回転盤３の位置Ｄの下方には、位置Ｄに配される容器保持具４の保持する容器２０（開口部２０ａ（飲み口）を下にし、その円筒軸が鉛直方向と平行）に対し、すすぎ液を供給するすすぎ液供給装置（図示せず）の第２のノズル１８が設置されている。
ここで、上記位置Ｇ，Ｈ，Ｃ，Ｄに配置される容器保持具４は、洗浄等の処理をし易くするために容器２０を所望の姿勢に維持することから、それらの容器保持部４を特に「姿勢制御済容器保持具」と呼ぶことにする。
なお、図１の充填装置１のように、回転盤３の位置Ｂの側方において、位置Ｂに配される容器保持具４の保持する容器２０に対し、高圧の空気を供給してエアブローを行う給気ノズル１０が設置されていてもよい。この場合の当該容器保持具４は、その保持する容器２０の開口部２０ａを給気ノズル１０に向けるように姿勢が制御されていてもよく、給気ノズル１０の向きが開口部２０ａに向けられるように設置されていてもよい。この給気ノズル１０の作用及び効果については後述する。
ここで、上記位置Ｇ，Ｈ，Ｃ，Ｄに配置される容器保持具４は、洗浄等の処理をし易くするために容器２０を所望の姿勢に維持することから、それらの容器保持部４を特に「姿勢制御済容器保持具」と呼ぶことにする。
なお、図１の充填装置１のように、回転盤３の位置Ｂの側方において、位置Ｂに配される容器保持具４の保持する容器２０に対し、高圧の空気を供給してエアブローを行う給気ノズル１０が設置されていてもよい。この場合の当該容器保持具４は、その保持する容器２０の開口部２０ａを給気ノズル１０に向けるように姿勢が制御されていてもよく、給気ノズル１０の向きが開口部２０ａに向けられるように設置されていてもよい。この給気ノズル１０の作用及び効果については後述する。
【0038】
その他に、充填装置１は、第１の回動軸３ａを中心として回転盤３を回動させる駆動装置（図示せず）の動作、第１のノズル９、第２のノズル１８、第３のノズル７ａからの注入物の供給、蓋巻締機８の動作等を制御する制御装置１１が設置されている。この制御装置１１は、詳細については後述するが、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際の締め付けトルクを調整するためのトルク設定つまみ１１ａと、設定トルク、充填装置１の運転状態等を設定・確認する際に用いる表示パネル１１ｂを備えている。
さらに、この制御装置１１は、位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈにある容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に容器２０が保持されているか否かを予め確認して注入物を供給したり蓋を螺着したりするように、各位置の近傍の回転盤カバー５に容器２０の有無を検知可能なセンサ１２が配設されている。これにより、注入物を誤って容器２０の外部へ撒き散らしたり、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０への螺着に失敗して落下させたりすることがなくなり、注入物及び蓋２０ｂの無駄な消費を確実に防ぐことができるようになる。
さらに、この制御装置１１は、位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈにある容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に容器２０が保持されているか否かを予め確認して注入物を供給したり蓋を螺着したりするように、各位置の近傍の回転盤カバー５に容器２０の有無を検知可能なセンサ１２が配設されている。これにより、注入物を誤って容器２０の外部へ撒き散らしたり、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０への螺着に失敗して落下させたりすることがなくなり、注入物及び蓋２０ｂの無駄な消費を確実に防ぐことができるようになる。
【0039】
加えて、容器姿勢制御装置１ａは、図２に示すように、回転盤３を所望の角度で回動させる際に押すスタートボタン１３と、充填装置１の稼働中に不具合が生じた場合に装置を緊急停止させるための非常停止ボタン１４と、回転盤３の位置Ａ（例えば、図１参照）における容器保持具４に容器２０を装填する際に用いる開閉扉１５が取り付けられている。
ここで、スタートボタン１３は、一回押される毎に回転盤３が４５°回転し、その結果、位置Ａに配されていた容器保持具４は位置Ｂに移動するようになる。そして、位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈのそれぞれにおいて、容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された容器２０は、その近傍に設置された複数のノズル及び蓋巻締機８により処理される。なお、充填装置１の具体的な使用方法については後述するため、ここではその説明は省略する。また、スタートボタン１３を一回押す毎に回転盤３が回転する角度を４５°に設定しているが、この角度は回転盤３の周囲に設置されている第１のノズル９等の配置、回転盤３に設置された容器保持具４の数に合わせて使用者が任意に設定できることは言うまでもない。
ここで、スタートボタン１３は、一回押される毎に回転盤３が４５°回転し、その結果、位置Ａに配されていた容器保持具４は位置Ｂに移動するようになる。そして、位置Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈのそれぞれにおいて、容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された容器２０は、その近傍に設置された複数のノズル及び蓋巻締機８により処理される。なお、充填装置１の具体的な使用方法については後述するため、ここではその説明は省略する。また、スタートボタン１３を一回押す毎に回転盤３が回転する角度を４５°に設定しているが、この角度は回転盤３の周囲に設置されている第１のノズル９等の配置、回転盤３に設置された容器保持具４の数に合わせて使用者が任意に設定できることは言うまでもない。
【0040】
次に、図３乃至図５を用いながら、容器姿勢制御装置１ａの構造について詳細に説明する。
図３は、図１に示す本実施の形態に係る充填装置の構成要素の一部を省略して示した図である。ここで、既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。また、図が煩雑にならないように複数ある構成要素については一部にのみ符号付けを行うとともに、説明に不要な構成要素についても一部にのみ符号付けを行うこととした。そして、容器保持具４の保持する容器２０も、図が煩雑とならないよう記載を省略した。
図３に示すように、容器姿勢制御装置１ａにおいて、回転盤３は図示されない枠体２により支持され、その外周寄りには容器２０を着脱自在に保持できる８つの容器保持具４が等間隔に配設されている。そして、これら容器保持具４は、水平に設置され一端が回転盤３に固定された第２の回動軸４ｂにより回動可能に支持されている。
加えて、容器保持具４は、回転盤３の前面側に配置され、その平面部分が回転盤３と平行な本体部４ａと、回転盤３の背面側に配置され、その平面部分が回転盤３と平行なガイドピン支持板４ｄが、回転盤３に設けられた円弧状の孔３ｂに挿通された連結軸４ｅを介して連結されることにより一体化された構造となっている。すなわち、容器保持具４は連結軸４ｅが孔３ｂの内部を移動できる範囲内において第２の回動軸４ｂを中心として回動可能となっている。
そして、回転盤３の背面側には、図示されない枠体２に、回転盤３と対向するように設けられた案内路１６を有する背面板６が回転盤３と平行に設置されている（図５参照）。詳細は後述するが、上述したように案内路１６は一対の線路１６ａ，１６ａ（図１参照）によって形成されており、ガイドピン４ｆ（図４参照）は一対の線路１６ａ，１６ａの間に形成される閉経路（案内路１６）内を移動する。そして、この案内路１６に沿って、ガイドピン支持板４ｄに設置されているガイドピン４ｆが移動することで、容器保持具４の姿勢が変化する。なお、この姿勢制御の詳細については後述するため、ここでは説明を省略する。
図３は、図１に示す本実施の形態に係る充填装置の構成要素の一部を省略して示した図である。ここで、既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付して説明は省略する。また、図が煩雑にならないように複数ある構成要素については一部にのみ符号付けを行うとともに、説明に不要な構成要素についても一部にのみ符号付けを行うこととした。そして、容器保持具４の保持する容器２０も、図が煩雑とならないよう記載を省略した。
図３に示すように、容器姿勢制御装置１ａにおいて、回転盤３は図示されない枠体２により支持され、その外周寄りには容器２０を着脱自在に保持できる８つの容器保持具４が等間隔に配設されている。そして、これら容器保持具４は、水平に設置され一端が回転盤３に固定された第２の回動軸４ｂにより回動可能に支持されている。
加えて、容器保持具４は、回転盤３の前面側に配置され、その平面部分が回転盤３と平行な本体部４ａと、回転盤３の背面側に配置され、その平面部分が回転盤３と平行なガイドピン支持板４ｄが、回転盤３に設けられた円弧状の孔３ｂに挿通された連結軸４ｅを介して連結されることにより一体化された構造となっている。すなわち、容器保持具４は連結軸４ｅが孔３ｂの内部を移動できる範囲内において第２の回動軸４ｂを中心として回動可能となっている。
そして、回転盤３の背面側には、図示されない枠体２に、回転盤３と対向するように設けられた案内路１６を有する背面板６が回転盤３と平行に設置されている（図５参照）。詳細は後述するが、上述したように案内路１６は一対の線路１６ａ，１６ａ（図１参照）によって形成されており、ガイドピン４ｆ（図４参照）は一対の線路１６ａ，１６ａの間に形成される閉経路（案内路１６）内を移動する。そして、この案内路１６に沿って、ガイドピン支持板４ｄに設置されているガイドピン４ｆが移動することで、容器保持具４の姿勢が変化する。なお、この姿勢制御の詳細については後述するため、ここでは説明を省略する。
【0041】
次に、上述した容器保持具４の構造について、図４を参照しながら詳細を説明する。
図４は容器保持具の構造を示す図であり、図４（ａ）はその平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＩ方向矢視図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＪ方向矢視図である。ここで、図１乃至図３において既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付した。また、図４（ｂ）において、本体部４ａにより一部隠れたガイドピン支持板４ｄ及びこれに設置されたガイドピン４ｆについては破線で示している。
図４（ａ）乃至図４（ｃ）より、容器保持具４は、図示しない回転盤３と平行に配された本体部４ａと、この本体部４ａと平行をなし、かつ、連結軸４ｅを介して本体部４ａに連結されたガイドピン支持板４ｄと、を備え、本体部４ａの前面側には容器２０（図示せず）を保持するための挟持部４ｃが設置され、連結軸４ｅの設置された本体部４ａの背面側には本体部４ａを回転盤３に対し回動可能に軸支する第２の回動軸４ｂが設置されている。さらに、ガイドピン支持板４ｄには案内路１６の内部に配置されるガイドピン４ｆが第２の回動軸４ｂと平行に背面板６へ向かって突設されている。なお、本体部４ａに設けられた貫通孔４ｇについては後述する。
図４は容器保持具の構造を示す図であり、図４（ａ）はその平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＩ方向矢視図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＪ方向矢視図である。ここで、図１乃至図３において既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付した。また、図４（ｂ）において、本体部４ａにより一部隠れたガイドピン支持板４ｄ及びこれに設置されたガイドピン４ｆについては破線で示している。
図４（ａ）乃至図４（ｃ）より、容器保持具４は、図示しない回転盤３と平行に配された本体部４ａと、この本体部４ａと平行をなし、かつ、連結軸４ｅを介して本体部４ａに連結されたガイドピン支持板４ｄと、を備え、本体部４ａの前面側には容器２０（図示せず）を保持するための挟持部４ｃが設置され、連結軸４ｅの設置された本体部４ａの背面側には本体部４ａを回転盤３に対し回動可能に軸支する第２の回動軸４ｂが設置されている。さらに、ガイドピン支持板４ｄには案内路１６の内部に配置されるガイドピン４ｆが第２の回動軸４ｂと平行に背面板６へ向かって突設されている。なお、本体部４ａに設けられた貫通孔４ｇについては後述する。
【0042】
上記構成要素のうち挟持部４ｃは、本体部４ａの前面側に突設された台４ｃ１と、この台４ｃ１に係合し本体部４ａの平面と平行にスライド可能な一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２を備えている。この挟持板４ｃ２は本体部４ａの平面に対して平行なスリット４ｃ３を備え、台４ｃ１に設置されたガイド材４ｃ４がこのスリット４ｃ３内をスライド可能にしながら挟持板４ｃ２を台４ｃ１に係合している。さらに、スリット４ｃ３の一方の端部には、挟持板４ｃ２に設置されたバネ固定板４ｃ５を有し、一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２にある一対のバネ固定板４ｃ５，４ｃ５によりバネ４ｃ６の両端が固定される。したがって、一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２をそれぞれスライドさせ互いを離隔させた場合、伸びたバネ４ｃ６の復元力により一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２は閉じようとする。すなわち、一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２に挟まれた容器２０は、容器保持具４に保持されるようになる。なお、一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２の間で挟まれた容器２０の中心軸（開口部２０ａの円筒軸）は、本体部４ａの平面と平行であり、かつ図４（ｂ）における第２の回動軸４ｂの中心線と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分に対しても平行となるように保持される。
また、詳細は後述するが、容器保持具４が一層強固に容器２０を保持するため、図１に示す固定部８ｂのように一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２のそれぞれに直接的に力を付勢するものであってもよい。なお、この固定部８ｂの固定機構については特に指定はなく、例えばシリンダ装置を挙げることができる。すなわち、シリンダ装置のシリンダが挟持板４ｃ２を押さえることで容器２０の揺動が一層生じ難くなり、容器２０が処理中に容器保持具４から外れて落下したり、容器２０の姿勢が変化したりして、処理が不完全になってしまうのを防ぐことができる。
また、詳細は後述するが、容器保持具４が一層強固に容器２０を保持するため、図１に示す固定部８ｂのように一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２のそれぞれに直接的に力を付勢するものであってもよい。なお、この固定部８ｂの固定機構については特に指定はなく、例えばシリンダ装置を挙げることができる。すなわち、シリンダ装置のシリンダが挟持板４ｃ２を押さえることで容器２０の揺動が一層生じ難くなり、容器２０が処理中に容器保持具４から外れて落下したり、容器２０の姿勢が変化したりして、処理が不完全になってしまうのを防ぐことができる。
【0043】
次に、容器保持具４が設置される回転盤３、並びに容器保持具４の姿勢を制御するための案内路１６の構造について、図５を用いながら説明する。
図５は回転盤及び案内路の構造を説明するための図であり、図５（ａ）は図３において容器保持具の第２の回動軸以外が省略された状態を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）からさらに回転盤を取り外した状態を示している。なお、図１乃至図４において既に説明した同じ構成要素については、同一の符号を付して説明は省略する。また、図が煩雑にならないように複数ある構成要素については一部にのみ符号付けを行った。
図５（ａ）に示すように、容器姿勢制御装置１ａにおいて、中心に第１の回動軸３ａが設置された回転盤３の背面側には、図示しない枠体２に固定された背面板６が設置されており、その背面板６の回転盤３側の面上には、図示しない複数のボルトによって固定された一対の線路１６ａ，１６ａと、それらの間に形成される閉経路１６ｂからなる案内路１６（図５（ｂ）参照）が設けられている。そして、上述したように、回転盤３には、図４を参照して説明した容器保持具４の第２の回動軸４ｂが回動方向に沿って、その外周寄りに等間隔で配設されるとともに、容器保持具４の連結軸４ｅ（図３、図４参照）が挿通される円弧状の孔３ｂが形成されている。
さらに、固定ピン用孔３ｃが各第２の回動軸４ｂの近傍に形成されている。この固定ピン用孔３ｃは、容器保持具４の揺動を防止するために穿設されているものであり、詳細は後述するが、回転盤３を平面視した際に、位置Ｈに配置された容器保持具４（姿勢制御済容器保護具）の貫通孔４ｇ（図４（ｂ）参照）と一致する位置に形成されている。
図５は回転盤及び案内路の構造を説明するための図であり、図５（ａ）は図３において容器保持具の第２の回動軸以外が省略された状態を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）からさらに回転盤を取り外した状態を示している。なお、図１乃至図４において既に説明した同じ構成要素については、同一の符号を付して説明は省略する。また、図が煩雑にならないように複数ある構成要素については一部にのみ符号付けを行った。
図５（ａ）に示すように、容器姿勢制御装置１ａにおいて、中心に第１の回動軸３ａが設置された回転盤３の背面側には、図示しない枠体２に固定された背面板６が設置されており、その背面板６の回転盤３側の面上には、図示しない複数のボルトによって固定された一対の線路１６ａ，１６ａと、それらの間に形成される閉経路１６ｂからなる案内路１６（図５（ｂ）参照）が設けられている。そして、上述したように、回転盤３には、図４を参照して説明した容器保持具４の第２の回動軸４ｂが回動方向に沿って、その外周寄りに等間隔で配設されるとともに、容器保持具４の連結軸４ｅ（図３、図４参照）が挿通される円弧状の孔３ｂが形成されている。
さらに、固定ピン用孔３ｃが各第２の回動軸４ｂの近傍に形成されている。この固定ピン用孔３ｃは、容器保持具４の揺動を防止するために穿設されているものであり、詳細は後述するが、回転盤３を平面視した際に、位置Ｈに配置された容器保持具４（姿勢制御済容器保護具）の貫通孔４ｇ（図４（ｂ）参照）と一致する位置に形成されている。
【0044】
次に、図５（ｂ）に示すように、案内路１６は、孔６ａに挿通される第１の回動軸３ａの中心線に対して２回回転対称の形状であり、図中に示す破線を境界とし、同じ形状となる第１の領域２１、第２の領域２２が連結された形状となる。そして、第１の領域２１内にある回転盤３の位置Ｃ，Ｄに容器保持具４が配置された際と、第２の領域２２内にある回転盤３の位置Ｇ，Ｈに容器保持具４が配置された際に、各々が保持する容器２０が開口部２０ａを回転盤３の外側に向け、また容器２０の中心軸（開口部２０ａの円筒軸）が鉛直方向と平行になるよう姿勢制御されるように、案内路１６が形成されている。
【0045】
「１－２；実施例の使用方法」
次に、図１、図２を参照しながら、図６を用いて充填装置１の操作手順を説明する。
図６は、本実施の形態に係る充填装置の操作手順を示すフローチャートである。なお、本操作手順は回転盤３にある１つの容器保持具４に保持された１つの容器２０に、注入物としての飲料水を充填して封止する場合を想定したものである。しかし、回転盤３の複数の容器保持具４にそれぞれ容器２０が保持されている場合であっても、その操作方法は基本的に同じである。また、以降の説明に記載されている回転盤３の回転方向を示す「正方向」とは、図１に示す矢印の方向を意味する。
図６に示すように、充填装置１では、まず、ステップＳ１として、充填装置１の電源を投入する。次いでステップＳ２では、開閉扉１５を開けて容器２０を回転盤３の位置Ａに配された容器保持具４に装填し、開閉扉１５を閉める（図１、図２参照）。次に、ステップＳ３において、スタートボタン１３（図２参照）を一回押すことで、制御装置１１からの指令に従い回転盤３が正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｂに移動する。
そして、次のステップＳ４において、回転盤３が停止した後、制御装置１１からの指令に従って、給気ノズル１０（図１参照）から位置Ｂにある容器保持具４の保持する容器２０に対しエアブローが行われる。このエアブローの実施は任意であるが、容器２０を洗浄する前にエアブローを行うことで、容器２０の内部に埃等の不要物があれば吹き飛ばされ排除されるようになるので好適である。すなわち、商品中に混入してしまう可能性のある埃等を洗浄前にも効率よく排除することができ、埃等のコンタミによる製品の不良率を一層低減させることができる。
次に、図１、図２を参照しながら、図６を用いて充填装置１の操作手順を説明する。
図６は、本実施の形態に係る充填装置の操作手順を示すフローチャートである。なお、本操作手順は回転盤３にある１つの容器保持具４に保持された１つの容器２０に、注入物としての飲料水を充填して封止する場合を想定したものである。しかし、回転盤３の複数の容器保持具４にそれぞれ容器２０が保持されている場合であっても、その操作方法は基本的に同じである。また、以降の説明に記載されている回転盤３の回転方向を示す「正方向」とは、図１に示す矢印の方向を意味する。
図６に示すように、充填装置１では、まず、ステップＳ１として、充填装置１の電源を投入する。次いでステップＳ２では、開閉扉１５を開けて容器２０を回転盤３の位置Ａに配された容器保持具４に装填し、開閉扉１５を閉める（図１、図２参照）。次に、ステップＳ３において、スタートボタン１３（図２参照）を一回押すことで、制御装置１１からの指令に従い回転盤３が正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｂに移動する。
そして、次のステップＳ４において、回転盤３が停止した後、制御装置１１からの指令に従って、給気ノズル１０（図１参照）から位置Ｂにある容器保持具４の保持する容器２０に対しエアブローが行われる。このエアブローの実施は任意であるが、容器２０を洗浄する前にエアブローを行うことで、容器２０の内部に埃等の不要物があれば吹き飛ばされ排除されるようになるので好適である。すなわち、商品中に混入してしまう可能性のある埃等を洗浄前にも効率よく排除することができ、埃等のコンタミによる製品の不良率を一層低減させることができる。
【0046】
次いで、ステップＳ５において、スタートボタン１３を一回押すと、制御装置１１からの指令に従って、回転盤３が正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｃに移動する（図１参照）。そして、ステップＳ６において、回転盤３が停止した後、位置Ｃの近傍にあるセンサ１２によって容器保持具４に保持された容器２０が検出されれば、次のステップＳ７において、制御装置１１からの指令に従って第１のノズル９から洗浄液又は殺菌液が容器２０内に供給され、「第１の洗浄」が行われる。この結果、容器２０の内面が洗浄又は殺菌される。なお、ステップＳ６において容器２０が検出されなかった場合には、ステップＳ７の工程は省略される。
【0047】
そして、ステップＳ８において、スタートボタン１３を一回押すと、制御装置１１からの指令に従って、回転盤３が正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｄに移動する（図１参照）。そして、ステップＳ９において、回転盤３が停止した後、位置Ｄの近傍にあるセンサ１２によって容器保持具４に保持された容器２０が検出されれば、次のステップＳ１０において、制御装置１１からの指令に従って第２のノズル１８からすすぎ液が容器２０内に供給され、「第２の洗浄」が行われる。この結果、容器２０の内面がすすぎ液によりすすがれて、洗浄液又は殺菌液の一層の除去を行うことができる。なお、ステップＳ９において容器２０が検出されない場合は、ステップＳ１０の工程は省略される。
【0048】
次に、ステップＳ１１では、スタートボタン１３を三回押すことで、回転盤３が制御装置１１からの指令に従って正方向に１３５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｇに移動する（図１参照）。そしてステップＳ１２では、回転盤３が停止した後、位置Ｇの近傍にあるセンサ１２によって容器保持具４に保持された容器２０が検出されれば、ステップＳ１３において、制御装置１１からの指令に従って、第３のノズル７ａから飲料水が容器２０内へ供給され、「飲料水供給」が行われる。この結果、飲料水が容器２０内に規定量充填されることになる。なお、ステップＳ１２において容器２０が検出されない場合は、ステップＳ１３の工程は省略される。
【0049】
そして、ステップＳ１４では、スタートボタン１３を一回押すことで、回転盤３が制御装置１１からの指令に従って正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ｈに移動する（図１参照）。さらに、ステップＳ１５では、回転盤３が停止した後、位置Ｈの近傍にあるセンサ１２によって容器保持具４に保持された容器２０が検出されれば、ステップＳ１６において制御装置１１からの指令に従って蓋巻締機８が作動して「蓋装着」が行われ、容器２０は封止される。なお、ステップＳ１５において容器２０が検出されない場合は、ステップＳ１６の工程は省略される。
【0050】
次に、ステップＳ１７では、スタートボタン１３を一回押すことで、回転盤３が制御装置１１からの指令に従って正方向に４５°回転し、容器２０を保持する容器保持具４は位置Ａに再び戻ってくる（図１参照）。そして、ステップＳ１８では、回転盤３が停止した後、開閉扉１５を開けて容器保持具４から容器２０を取り外し、充填装置１から容器２０を取り出す。そして、開閉扉１５を閉めた後、ステップＳ１９において充填装置１の電源を切断する。これにより、１つの容器２０に飲料水を充填して封止するという一連の工程が完了する。
【0051】
「１－３；本実施の形態に係る充填装置の作用及び効果」
上述する充填装置１は、容器姿勢制御装置１ａにより、以下の作用を有すると考えられる。
まず、容器姿勢制御装置１ａは、回転盤３の回動により、外周寄りに配設された８つの容器保持具４（又は保持する容器２０）が第１の回動軸３ａを中心として円運動するという作用を有する。そして、容器保持具４の本体部４ａに間接的に設置され、案内路１６に沿ってスライドするガイドピン４ｆを有することで、各容器保持具４は回転盤３とともに回動しながら、ガイドピン４ｆが案内路１６の形状に沿ってスライドする。
ここで、ガイドピン４ｆは案内路１６に沿ってスライドしながら、第２の回動軸４ｂを中心として容器保持具４を回動させる。すなわち、案内路１６の形状により容器保持具４の姿勢が制御され、ひいては容器保持具４の保持する容器２０の姿勢が制御されるという作用を有する。充填装置１の場合、より具体的には、案内路１６の第１の領域２１における位置Ｃ，Ｄにある２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）と、第２の領域２２における位置Ｇ，Ｈにある２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する４つの容器２０は、回転盤３の外側に開口部２０ａが向くとともに、その中心軸（開口部２０ａの円筒軸）が鉛直方向と平行をなすという作用を有する。
このため、上記４つの位置に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０に対し、供給された注入物は容器２０の中心軸に平行な重力を受けるという作用も有する。ここで、上記姿勢制御について図７及び図８を参照しながら説明する。
上述する充填装置１は、容器姿勢制御装置１ａにより、以下の作用を有すると考えられる。
まず、容器姿勢制御装置１ａは、回転盤３の回動により、外周寄りに配設された８つの容器保持具４（又は保持する容器２０）が第１の回動軸３ａを中心として円運動するという作用を有する。そして、容器保持具４の本体部４ａに間接的に設置され、案内路１６に沿ってスライドするガイドピン４ｆを有することで、各容器保持具４は回転盤３とともに回動しながら、ガイドピン４ｆが案内路１６の形状に沿ってスライドする。
ここで、ガイドピン４ｆは案内路１６に沿ってスライドしながら、第２の回動軸４ｂを中心として容器保持具４を回動させる。すなわち、案内路１６の形状により容器保持具４の姿勢が制御され、ひいては容器保持具４の保持する容器２０の姿勢が制御されるという作用を有する。充填装置１の場合、より具体的には、案内路１６の第１の領域２１における位置Ｃ，Ｄにある２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）と、第２の領域２２における位置Ｇ，Ｈにある２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する４つの容器２０は、回転盤３の外側に開口部２０ａが向くとともに、その中心軸（開口部２０ａの円筒軸）が鉛直方向と平行をなすという作用を有する。
このため、上記４つの位置に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０に対し、供給された注入物は容器２０の中心軸に平行な重力を受けるという作用も有する。ここで、上記姿勢制御について図７及び図８を参照しながら説明する。
【0052】
図７は、本実施の形態に係る充填装置における容器姿勢制御装置の制御機構を説明するための図であり、回転盤における位置Ｇに配された容器保持具が位置Ｈ、位置Ａの順に移動する様子を示したものである。ここで、既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付して説明は省略するとともに、図が煩雑とならないように一部の構成要素に対する符号付けも省略した。また、図中の太線の矢印は、容器姿勢制御装置１ａが容器保持具４を次の位置へ移動させる際の、第２の回動軸４ｂ回りに回動させる方向と回動させる角度の大きさを簡易的に表現したものであり、長いものほど回動させる角度が大きいことを示している。なお、ガイドピン４ｆは視認できないが、ガイドピン４ｆの動きが明瞭となるように、その位置を実線により図示している。また、紙面左側に向かう方向を容器姿勢制御装置１ａの高さ方向とした。
図７に示すように、回転盤３の位置Ｇに配された容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）は、回転盤３の回動により位置Ｈを経て位置Ａに移動する。ここで、仮に位置Ｇに配された容器保持具４が第２の回転軸４ｂ回りに回動不可能な場合には、回転盤３を平面視した際に、位置Ｇにおいて第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分と、位置Ｈにおいて第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分とのなす角は４５°となる。しかしながら、実際には容器姿勢制御装置１ａでは、第１の回動軸３ａを中心とする回転盤３の回転とともに、容器保持具４は第２の回動軸４ｂ回りに矢印方向へ大きく４５°回転する。この結果、位置Ｈにおいても上記線分は鉛直方向に対し平行となる。そして、位置Ｈに移動した容器保持具４が位置Ａに移動する場合には、第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分が、位置Ａにおいて所望の姿勢となるように、容器保持具４を第２の回動軸４ｂの回りに回動させればよい。すなわち、案内路１６の平面形状を決定する場合には、回転盤３の各位置において、回転盤３を平面視した際に、第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分が所望の傾きを持つようにガイドピン４ｆの位置を決めればよいのである。
図７に示すように、回転盤３の位置Ｇに配された容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）は、回転盤３の回動により位置Ｈを経て位置Ａに移動する。ここで、仮に位置Ｇに配された容器保持具４が第２の回転軸４ｂ回りに回動不可能な場合には、回転盤３を平面視した際に、位置Ｇにおいて第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分と、位置Ｈにおいて第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分とのなす角は４５°となる。しかしながら、実際には容器姿勢制御装置１ａでは、第１の回動軸３ａを中心とする回転盤３の回転とともに、容器保持具４は第２の回動軸４ｂ回りに矢印方向へ大きく４５°回転する。この結果、位置Ｈにおいても上記線分は鉛直方向に対し平行となる。そして、位置Ｈに移動した容器保持具４が位置Ａに移動する場合には、第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分が、位置Ａにおいて所望の姿勢となるように、容器保持具４を第２の回動軸４ｂの回りに回動させればよい。すなわち、案内路１６の平面形状を決定する場合には、回転盤３の各位置において、回転盤３を平面視した際に、第２の回動軸４ｂの中心と連結軸４ｅの中心とを結んだ線分が所望の傾きを持つようにガイドピン４ｆの位置を決めればよいのである。
【0053】
次に、案内路１６の平面形状を具体的に設定する方法について、図８を参照しながら説明する。
図８は本実施の形態に係る充填装置における容器姿勢制御装置の案内路を設定する方法を説明するための図であり、平面視して水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸とする２次元直交座標系を表している。また、図中の円は、ＸＹ平面と平行に設置された回転盤３が原点Ｏを中心として回動した場合に、容器保持具４の第２の回動軸４ｂの中心線とＸＹ平面の交点Ｐが描く軌跡を表している。なお、点Ｑはガイドピン４ｆの中心線とＸＹ平面の交点である。
回転盤３の回動中心（第１の回動軸３ａの中心線）から第２の回動軸４ｂの中心線までの距離をＲ、第２の回動軸４ｂの中心線からガイドピン４ｆの中心線までの距離をｒとすると、図８に示すように、線分ＯＰ及び線分ＰＱの長さはそれぞれＲ及びｒとなる。
いま、回転盤３が角速度ωで時計回りに回動しており、Ｙ軸上にあった点Ｐが時間ｔの経過とともに、図８に示す位置に移動し、この時点において線分ＰＱがＸ軸の正方向となす角度をαとする。この場合、時間ｔが経過した時点における点ＰのＸ座標及びＹ座標は、それぞれＲｓｉｎωｔ及びＲｃｏｓωｔで表され、時間ｔが経過した時点における点ＱのＸ座標及びＹ座標は、それぞれ（Ｒｓｉｎωｔ＋ｒｃｏｓα）及び（Ｒｃｏｓωｔ＋ｒｓｉｎα）で表される。
このとき、点Ｑが描く軌跡が次の式（１）で表される場合、線分ＰＱがＸ軸の正方向となす角度は常にαとなる。
（Ｘ－ｒｃｏｓα）２＋（Ｙ－ｒｓｉｎα）２＝Ｒ２ ・・・（１）
これは、回転盤３の回動に伴ってガイドピン４ｆの中心線がＸＹ平面上に描く軌跡が式（１）を満たす場合、線分ＰＱの傾きが変化しないことを意味している。したがって、充填装置１において、上述の軌跡が式（１）を満たすように、案内路１６を形成することにより、回転盤３上の位置に関わりなく、容器保持具４の姿勢を一定に保つことが可能である。
図８は本実施の形態に係る充填装置における容器姿勢制御装置の案内路を設定する方法を説明するための図であり、平面視して水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸とする２次元直交座標系を表している。また、図中の円は、ＸＹ平面と平行に設置された回転盤３が原点Ｏを中心として回動した場合に、容器保持具４の第２の回動軸４ｂの中心線とＸＹ平面の交点Ｐが描く軌跡を表している。なお、点Ｑはガイドピン４ｆの中心線とＸＹ平面の交点である。
回転盤３の回動中心（第１の回動軸３ａの中心線）から第２の回動軸４ｂの中心線までの距離をＲ、第２の回動軸４ｂの中心線からガイドピン４ｆの中心線までの距離をｒとすると、図８に示すように、線分ＯＰ及び線分ＰＱの長さはそれぞれＲ及びｒとなる。
いま、回転盤３が角速度ωで時計回りに回動しており、Ｙ軸上にあった点Ｐが時間ｔの経過とともに、図８に示す位置に移動し、この時点において線分ＰＱがＸ軸の正方向となす角度をαとする。この場合、時間ｔが経過した時点における点ＰのＸ座標及びＹ座標は、それぞれＲｓｉｎωｔ及びＲｃｏｓωｔで表され、時間ｔが経過した時点における点ＱのＸ座標及びＹ座標は、それぞれ（Ｒｓｉｎωｔ＋ｒｃｏｓα）及び（Ｒｃｏｓωｔ＋ｒｓｉｎα）で表される。
このとき、点Ｑが描く軌跡が次の式（１）で表される場合、線分ＰＱがＸ軸の正方向となす角度は常にαとなる。
（Ｘ－ｒｃｏｓα）２＋（Ｙ－ｒｓｉｎα）２＝Ｒ２ ・・・（１）
これは、回転盤３の回動に伴ってガイドピン４ｆの中心線がＸＹ平面上に描く軌跡が式（１）を満たす場合、線分ＰＱの傾きが変化しないことを意味している。したがって、充填装置１において、上述の軌跡が式（１）を満たすように、案内路１６を形成することにより、回転盤３上の位置に関わりなく、容器保持具４の姿勢を一定に保つことが可能である。
【0054】
次に、上述する容器姿勢保持装置１ａを備えた充填装置１は、以下に示す作用を有する。
まず、第１のノズル９と第２のノズル１８が第１の領域２１における回転盤３の位置Ｃ，Ｄの下方に順に設置されることで、第１の領域２１に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された２つの容器２０のうち、一方は第１のノズル９により洗浄液又は殺菌液が供給され、他方は第２のノズル１８によりすすぎ液が供給されるという作用を有する。そして、これらの処理は同時並行的に行われるという作用も有する。そして、第３のノズル７ａと蓋巻締機８が第２の領域２２における回転盤３の位置Ｇ，Ｈの上方に順に設置されることで、第２の領域２２に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された２つの容器２０のうち、一方は飲料水が供給されて充填が行われ、他方は蓋２０ｂの螺着が行われ封止されるという作用を有する。さらに、上記作用により、充填装置１によって飲料水の充填された製品が製造されるという作用を有する。
まず、第１のノズル９と第２のノズル１８が第１の領域２１における回転盤３の位置Ｃ，Ｄの下方に順に設置されることで、第１の領域２１に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された２つの容器２０のうち、一方は第１のノズル９により洗浄液又は殺菌液が供給され、他方は第２のノズル１８によりすすぎ液が供給されるという作用を有する。そして、これらの処理は同時並行的に行われるという作用も有する。そして、第３のノズル７ａと蓋巻締機８が第２の領域２２における回転盤３の位置Ｇ，Ｈの上方に順に設置されることで、第２の領域２２に配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）に保持された２つの容器２０のうち、一方は飲料水が供給されて充填が行われ、他方は蓋２０ｂの螺着が行われ封止されるという作用を有する。さらに、上記作用により、充填装置１によって飲料水の充填された製品が製造されるという作用を有する。
【0055】
以上の作用により、充填装置１では回転盤３の回動とともに、その回転盤３に配設された８つの容器保持具４を円運動させながら、容器保持具４（及び容器２０）の姿勢制御が行われる。この結果、従来では困難であった、第１乃至第３のノズルによる洗浄液又は殺菌液、すすぎ液、飲料水の供給、及び蓋巻締機８による封止を同時並行的に行うことができ、飲料水の充填された商品を短時間で製造することができるようになる。さらに、上記姿勢制御が可能になり、処理装置等を枠体２内に空きスペースを作ることなく設置できるため、充填装置１のコンパクト化が容易となり、設置場所の選択肢を広げることもできる。また、案内路１６に沿って容器保持具４の有するガイドピン４ｆをスライドさせるという簡単な機構により容器２０の姿勢を制御するため、故障し難い。したがって、装置の価格を抑えることも容易となる。
【0056】
さらに、案内路１６における第１の領域２１では、２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０が開口部２０ａを回転盤３の外側に向けるとともに、その姿勢が鉛直方向に対して平行をなしていることで、第１のノズル９及び第２のノズル１８より容器２０内部に供給された洗浄液又は殺菌液、及びすすぎ液は、自重により開口部２０ａから容器２０の外に自然に排出されるようになる。このため、注入物を排出するための排出手段を別途設ける必要がなく、充填装置１の構造を一層シンプルにすることができる。この結果、充填装置１が故障し難くなり、価格を抑えることも容易となる。
同様に、案内路１６における第２の領域２２では、２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０が開口部２０ａを回転盤３の外側に向けるとともに、その姿勢が鉛直方向に対して平行をなしている。このため、容器２０に対し、第３のノズル７ａから飲料水を供給されることにより開口部２０ａを上限とする所望の高さまで飲料水を充填することができる。
同様に、案内路１６における第２の領域２２では、２つの容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０が開口部２０ａを回転盤３の外側に向けるとともに、その姿勢が鉛直方向に対して平行をなしている。このため、容器２０に対し、第３のノズル７ａから飲料水を供給されることにより開口部２０ａを上限とする所望の高さまで飲料水を充填することができる。
【0057】
加えて、充填装置１では、従来同時並行的に行うことができなかった、容器２０に対するすすぎ液の供給及び排出を行うことが可能となるため、飲料水を充填する前に容器２０内に残留する洗浄液及び殺菌液を可能な限り除去することができる。この結果、洗浄液等が製品に混ざり難くなるため、製品の品質が一層向上する。
【0058】
「２；実施例の細部構造について」
「２－１；案内路の形状の回転対称性について」
ここでは図示しないが、容器姿勢制御装置１ａのように回転盤３を平面視した際の案内路１６の形状は、例えば図５（ｂ）のように２回回転対称ではなくｎ回回転対称（ｎ＝３以上）であってもよい。
案内路１６の形状が、第１の回動軸３ａの中心線に対して上記ｎ回回転対称となることで、平面形状の案内路１６はｎ個の同一形状の領域からなるように形成される。この結果、ｎ個のうちの１つの領域においてガイドピン４ｆの中心線と第２の回動軸４ｂの中心線とを結び、回転盤３に平行な線分の傾きは他の領域においても同様に変化する。すなわち、回転盤３の回動に伴って容器２０が第１の回動軸３ａの周りを一周する間に、容器２０の姿勢は同じ変化をｎ回繰り返すという作用を有する。
上記作用により、上述した洗浄殺菌処理及びすすぎ処理のように、処理対象となる容器２０が所定の姿勢であることが好適な処理装置が多数ある場合に、領域の数に合わせて多数の処理装置を配置することができるため、多数の処理を同時並行的に行うことが可能となる。これにより、容器２０の処理速度を向上させるだけでなく、種類の異なるより多くの処理を同時並行的に行うことも可能となる。また、上述したように、案内路１６が１つの形状単位をｎ個連結させた構造であるため、作製が容易となるばかりか、破損時の修復も簡単に行うことができる。
「２－１；案内路の形状の回転対称性について」
ここでは図示しないが、容器姿勢制御装置１ａのように回転盤３を平面視した際の案内路１６の形状は、例えば図５（ｂ）のように２回回転対称ではなくｎ回回転対称（ｎ＝３以上）であってもよい。
案内路１６の形状が、第１の回動軸３ａの中心線に対して上記ｎ回回転対称となることで、平面形状の案内路１６はｎ個の同一形状の領域からなるように形成される。この結果、ｎ個のうちの１つの領域においてガイドピン４ｆの中心線と第２の回動軸４ｂの中心線とを結び、回転盤３に平行な線分の傾きは他の領域においても同様に変化する。すなわち、回転盤３の回動に伴って容器２０が第１の回動軸３ａの周りを一周する間に、容器２０の姿勢は同じ変化をｎ回繰り返すという作用を有する。
上記作用により、上述した洗浄殺菌処理及びすすぎ処理のように、処理対象となる容器２０が所定の姿勢であることが好適な処理装置が多数ある場合に、領域の数に合わせて多数の処理装置を配置することができるため、多数の処理を同時並行的に行うことが可能となる。これにより、容器２０の処理速度を向上させるだけでなく、種類の異なるより多くの処理を同時並行的に行うことも可能となる。また、上述したように、案内路１６が１つの形状単位をｎ個連結させた構造であるため、作製が容易となるばかりか、破損時の修復も簡単に行うことができる。
【0059】
「２－２；容器保持具の揺動防止手段について」
充填装置１において、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着する際に、容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の揺動を抑えるための揺動防止手段を備えていてもよい。
ここでの揺動防止手段は、図５（ｂ）に示すような固定ピン１７ａを備えたシリンダ装置１７が考えられる。このシリンダ装置１７は例えば背面板６の裏側や図示しない枠体２に設置され、図５（ａ）に示される回転盤３の位置Ｈの固定ピン用孔３ｃから棒状の固定ピン１７ａを、制御装置１１の指令により出し入れすることが可能なシリンダ装置１７である。そして、この棒状の固定ピンの進行方向上には、上述した回転盤３の固定ピン用孔３ｃと位置Ｈに配された容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の貫通孔４ｇが挿通可能に並ぶようになる。このシリンダ装置１７による揺動防止手段の動作に関して、図９を参照しながら説明する。
図９は本実施の形態に係る充填装置の揺動防止手段を説明するための概略図であり、図９（ａ）は容器を保持した容器保持具に対して揺動防止手段が作動した状態を示しており、図９（ｂ）は図９（ａ）の揺動防止手段が解除された状態を示している。ここで、既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付して説明は省略するとともに、その作用及び効果の説明は省略する。さらに、ここでの説明に無関係な構成要素に対する符号付けとその説明も省略した。
図９（ｂ）に示すように、充填装置１の背面板６の裏側に設置されたシリンダ装置１７は作動していない場合、その棒状の固定ピン１７ａを回転盤３側に突出させないようにし、固定ピン１７ａは回転盤３及び容器保持具４の何れに対してもその移動を阻害することはない。
充填装置１において、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着する際に、容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の揺動を抑えるための揺動防止手段を備えていてもよい。
ここでの揺動防止手段は、図５（ｂ）に示すような固定ピン１７ａを備えたシリンダ装置１７が考えられる。このシリンダ装置１７は例えば背面板６の裏側や図示しない枠体２に設置され、図５（ａ）に示される回転盤３の位置Ｈの固定ピン用孔３ｃから棒状の固定ピン１７ａを、制御装置１１の指令により出し入れすることが可能なシリンダ装置１７である。そして、この棒状の固定ピンの進行方向上には、上述した回転盤３の固定ピン用孔３ｃと位置Ｈに配された容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の貫通孔４ｇが挿通可能に並ぶようになる。このシリンダ装置１７による揺動防止手段の動作に関して、図９を参照しながら説明する。
図９は本実施の形態に係る充填装置の揺動防止手段を説明するための概略図であり、図９（ａ）は容器を保持した容器保持具に対して揺動防止手段が作動した状態を示しており、図９（ｂ）は図９（ａ）の揺動防止手段が解除された状態を示している。ここで、既に説明した同じ構成要素については同一の符号を付して説明は省略するとともに、その作用及び効果の説明は省略する。さらに、ここでの説明に無関係な構成要素に対する符号付けとその説明も省略した。
図９（ｂ）に示すように、充填装置１の背面板６の裏側に設置されたシリンダ装置１７は作動していない場合、その棒状の固定ピン１７ａを回転盤３側に突出させないようにし、固定ピン１７ａは回転盤３及び容器保持具４の何れに対してもその移動を阻害することはない。
【0060】
一方、位置Ｈに配される容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０に対し蓋巻締機８が蓋２０ｂ（図示せず）を螺着させる際には、図９（ａ）に示すようにシリンダ装置１７は、棒状の固定ピン１７ａを突出させ、固定ピン用孔３ｃを貫通しながら容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の貫通孔４ｇに挿入する。この結果、回転盤３の回動が確実に防止されるとともに、案内路１６内に係止されていないガイドピン４ｆの揺動による容器保持具４の第２の回動軸４ｂ回りの揺動も確実に防止できる。
この結果、回転盤３の位置Ｈにおける容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０へ蓋２０ｂを不良なく螺着させることができ、お茶や果実飲料等の原液が封入され、開封時に容器中の水とこの原液が混ざるような機構を有する前述の特殊構造の蓋であっても精度良く螺着することができる。このような効果により、製品不良率を低下させることも可能になると考えられる。なお、シリンダ装置１７の設置場所は充填装置１内であって、固定ピン１７ａを突出させて固定ピン用孔３ｃと貫通孔４ｇに挿入可能であればどこに設置されてもよい。
この結果、回転盤３の位置Ｈにおける容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）の保持する容器２０へ蓋２０ｂを不良なく螺着させることができ、お茶や果実飲料等の原液が封入され、開封時に容器中の水とこの原液が混ざるような機構を有する前述の特殊構造の蓋であっても精度良く螺着することができる。このような効果により、製品不良率を低下させることも可能になると考えられる。なお、シリンダ装置１７の設置場所は充填装置１内であって、固定ピン１７ａを突出させて固定ピン用孔３ｃと貫通孔４ｇに挿入可能であればどこに設置されてもよい。
【0061】
「２－３；締め付けトルク調整機構について」
蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際の締め付けトルクを調整できるように、制御装置１１が締め付けトルク調整機構を備えていてもよい。
図１に示す充填装置１であれば、トルク設定つまみ１１ａを回動させながら表示パネル１１ｂに表示される締め付けトルクを予め所望の値となるよう設定しておくことで、制御装置１１は蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際に締め付けトルクを所望の値となるように調整するという作用を有する。
上記作用により、容器、蓋の材質及び形状、さらには充填される飲料水の性状に合わせて最適な締め付けトルクで蓋２０ｂを容器２０に螺着させることができるようになる。この結果、飲料水が常に同じ条件で安定して確実に封止されるようになり、封止状態のバラつきによる飲料水の漏れも抑制されるという効果も有する。
蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際の締め付けトルクを調整できるように、制御装置１１が締め付けトルク調整機構を備えていてもよい。
図１に示す充填装置１であれば、トルク設定つまみ１１ａを回動させながら表示パネル１１ｂに表示される締め付けトルクを予め所望の値となるよう設定しておくことで、制御装置１１は蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際に締め付けトルクを所望の値となるように調整するという作用を有する。
上記作用により、容器、蓋の材質及び形状、さらには充填される飲料水の性状に合わせて最適な締め付けトルクで蓋２０ｂを容器２０に螺着させることができるようになる。この結果、飲料水が常に同じ条件で安定して確実に封止されるようになり、封止状態のバラつきによる飲料水の漏れも抑制されるという効果も有する。
【0062】
「２－４；供回り防止機構について」
充填装置１において、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際の容器２０の供回りを防止するための供回り防止機構を備えていてもよい。
図１において、詳細な構造は図示していなものの蓋巻締機８に記載された固定部８ｂが供回り防止機構に当たる。この固定部８ｂは、図１の位置Ｈに容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）が配された際に、保持する容器２０に対し両側から棒状体（図示せず）で押さえることが可能なシリンダ装置を想定したものである。特にシリンダ装置に限定するものではなく、他の機構により容器２０の供回りを防止するものであってもよい。
このような供回り防止機構により、上述する締め付けトルク調整機構の精度を一層向上させることができ、上述した締め付けトルク調整機構による効果を一層高めることができると考えられる。
充填装置１において、蓋巻締機８が蓋２０ｂを容器２０に螺着させる際の容器２０の供回りを防止するための供回り防止機構を備えていてもよい。
図１において、詳細な構造は図示していなものの蓋巻締機８に記載された固定部８ｂが供回り防止機構に当たる。この固定部８ｂは、図１の位置Ｈに容器保持具４（姿勢制御済容器保持具）が配された際に、保持する容器２０に対し両側から棒状体（図示せず）で押さえることが可能なシリンダ装置を想定したものである。特にシリンダ装置に限定するものではなく、他の機構により容器２０の供回りを防止するものであってもよい。
このような供回り防止機構により、上述する締め付けトルク調整機構の精度を一層向上させることができ、上述した締め付けトルク調整機構による効果を一層高めることができると考えられる。
【0063】
「２－５；挟持板の形状について」
一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２には、例えば図４に示すように、対向する端部に一対の凹部４ｃ７が対向するように形成されていてもよい。このような一対の凹部４ｃ７，４ｃ７の間に容器２０を挟むことで、凹部４ｃ７と容器２０との密着性が向上し、容器２０を確りと挟持することができる。なお、この凹部４ｃ７の形状は使用する容器２０の形状に合わせて任意に変更可能であることは言うまでもない。また、凹部４ｃ７において、少なくとも容器２０と接触する面にゴム等の皮膜層を設け、容器２０が滑り難くなるよう処理されていてもよい。これにより、一層確りと容器２０は挟持部４ｃに挟持されるようになる。
一対の挟持板４ｃ２，４ｃ２には、例えば図４に示すように、対向する端部に一対の凹部４ｃ７が対向するように形成されていてもよい。このような一対の凹部４ｃ７，４ｃ７の間に容器２０を挟むことで、凹部４ｃ７と容器２０との密着性が向上し、容器２０を確りと挟持することができる。なお、この凹部４ｃ７の形状は使用する容器２０の形状に合わせて任意に変更可能であることは言うまでもない。また、凹部４ｃ７において、少なくとも容器２０と接触する面にゴム等の皮膜層を設け、容器２０が滑り難くなるよう処理されていてもよい。これにより、一層確りと容器２０は挟持部４ｃに挟持されるようになる。
【0064】
本明細書では、容器姿勢制御装置１ａを容器２０に飲料水を充填するための充填装置１に使用した例について説明した。この充填装置１は飲料水以外の液体、ペースト体、さらには流動する粉体を充填する場合にも使用することができ、上記説明はこれらペースト体、粉体であっても同様に成り立つと考えられる。
一方で、容器姿勢制御装置１ａは上述する注入物の充填以外の用途にも使用可能である。例えば、容器保持具４の代わりに物品を収容可能な籠状の容器等を設置すれば、上記注入物とは異なり流動し難い物品であっても、容器の姿勢を制御しながら洗浄したり、品質検査したりといった処理を同時並行的に行うことが可能と考えられる。
一方で、容器姿勢制御装置１ａは上述する注入物の充填以外の用途にも使用可能である。例えば、容器保持具４の代わりに物品を収容可能な籠状の容器等を設置すれば、上記注入物とは異なり流動し難い物品であっても、容器の姿勢を制御しながら洗浄したり、品質検査したりといった処理を同時並行的に行うことが可能と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明はコンパクトであり、かつ所望の姿勢に容器を制御することが可能な容器姿勢制御装置及びそれを用いた充填装置であり、容器の姿勢制御及び液体、ペースト体、粉体といった注入物の充填に関する技術分野において利用可能である。
【符号の説明】
【0066】
１…充填装置 １ａ…容器姿勢制御装置 ２…枠体 ２ａ…キャスター ２ｂ…パネル ３…回転盤 ３ａ…第１の回動軸 ３ｂ…孔 ３ｃ…固定ピン用孔 ４…容器保持具 ４ａ…本体部 ４ｂ…第２の回動軸 ４ｃ…挟持部 ４ｃ１…台 ４ｃ２…挟持板 ４ｃ３…スリット ４ｃ４…ガイド材 ４ｃ５…バネ固定板 ４ｃ６…バネ ４ｃ７…凹部 ４ｄ…ガイドピン支持板 ４ｅ…連結軸 ４ｆ…ガイドピン ４ｇ…貫通孔 ５…回転盤カバー ６…背面板 ６ａ…孔 ７…給水装置 ７ａ…第３のノズル ８…蓋巻締機 ８ａ…蓋供給部 ８ｂ…固定部 ９…第１のノズル １０…給気ノズル １１…制御装置 １１ａ…トルク設定つまみ １１ｂ…表示パネル １２…センサ １３…スタートボタン １４…非常停止ボタン １５…開閉扉 １６…案内路 １６ａ…線路 １６ｂ…閉経路 １７…シリンダ装置 １７ａ…固定ピン １８…第２のノズル ２０…容器 ２０ａ… 開口部 ２０ｂ…蓋 ２１…第１の領域 ２２…第２の領域 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ…位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】