内容物充填瓶的制造方法及其装置的制作方法

专利名称：内容物充填瓶的制造方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内容物充填瓶的制造方法及其装置，该充填瓶的制造方法 及实现该方法的装置具体为在合成树脂瓶的底部设置反转部，该反转部 可以沿瓶体的轴线方向反转，呈向瓶体内侧凹入的状态和向瓶体外侧凸出 的状态，由此向合成树脂瓶的内部充填液态内容物。
背景技术：
以往，作为这种用于容纳饮料等液态内容物的内容物充填瓶，已知的 有一种聚对苯二甲酸乙二醇酯制的吹拉成形瓶(PET瓶)。在这种瓶之中， 为了加热杀菌，可以充填高温(例如约85'C)加热的饮料，用盖子密封了 口部后进行冷却。这样，由于冷却造成饮料体积减少，瓶内呈减压状态。 此时，往往因瓶内的减压导致瓶体变形，外观不够理想。
因此，对于用高温充填液态内容物的合成树脂瓶，预先在瓶体形成多 个自由弯曲的平板，用于均匀地吸收充填后因冷却产生的内部减压而导致 的变形。但是，在设置了此类平板的情况下，瓶的形状变得复杂，增加了 瓶的材料成本。
因此，已知的有一种在瓶的底部设置自由凹凸反转的反转部，使反转 部向瓶体的外侧凸出，在该状态下充填加热的液态内容物，并用盖子密封 瓶口部后冷却，因冷却减压，向瓶体外侧凸出的反转部会向瓶体内侧凹入。 这种瓶，在液态内容物充填之前，将瓶底部的反转部向外侧推出，使该反 转部向瓶体外侧突出。接着，向瓶内充填加热的高温液态内容物，用盖子 密封瓶口部，该瓶的底部的反转部呈向瓶体外侧凸出的状态。然后，当瓶 内部的液态内容物冷却，处于减压状态时，将向下方呈凸出状态的瓶底部 的反转部向瓶内部方向上推，使之凹入。这样，减压状态的内部压力被冲 抵，容器瓶体不会发生减压变形。如果在瓶底部设置自由凹凸反转的反转 部，在内容物充填瓶的制造阶段使反转部反转，则无需在瓶体设置用于均匀地吸收变形的上述平板，在提高瓶设计的自由度的同时，可以降低瓶的 材料成本。
但是，对这种利用瓶底部的凹凸反转防止瓶体减压变形的瓶，必须在 内容物充填之前使瓶底部的反转部向瓶体外侧突出，瓶底部变得不稳定， 难以在直立的状态下运送。因此，可以考虑在使瓶底部的反转部向瓶体外 侧凸出之后，在瓶底部安装圆筒形的辅助器，该辅助器具有稳定的接地部， 将瓶底部的凸出部分容纳在辅助器内。由于通过辅助器可以使瓶自立，可 以实现稳定的运送。
不过，在内容物充填瓶的制造阶段，不仅需要多道使瓶底部可以凹凸 反转的工序，如果需要安装上述辅助器，还需要设置更多的辅助器安装工 序，从而产生工序数增加、效率低下等不良情况。而且，特别是这种合成 树脂瓶，因瓶体和底部的壁薄，故维持形状的强度较弱，伴随工序数的增 加， 一旦向瓶施加过多的负荷，则有可能发生不当的变形或扭曲，导致瓶 的质量下降。

发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种内容物充填瓶的制造方 法及其装置，在内容物充填瓶的制造中，利用底部的凹凸反转防止瓶体的 减压变形，防止瓶的不当的变形或扭曲，以良好的效率制造高质量的内容 物充填瓶。
为了达到这一目的，本发明提供一种在合成树脂瓶中密封液态内容物 制造内容物充填瓶的方法，该合成树脂瓶包括中空的瓶体、在该瓶体的上 端部可嵌入盖子的口部及堵塞该瓶体的下端部的底部，在该底部的一部分 上，具有可使之反转成沿瓶体的轴线方向瓶体内侧凹入的状态和向瓶体外 侧凸出的状态的反转部，包括可安装于该瓶的底部的、与所述反转部对 应的部分呈开放状态且可容纳向瓶体外侧凸出的所述反转部的圆筒形的辅 助器，在反转部向瓶体内侧凹入的状态下，将该圆筒状的辅助器安装于未
充填内容物的空瓶的底部外周的辅助器安装工序；将通过该辅助器安装工 序安装了辅助器的空瓶底部的反转部向瓶体外侧凸出的底部凸出工序；向通过该底部凸出工序使反转部向瓶体外侧凸出的瓶内部充填液态内容物的 内容物充填工序；在通过该内容物充填工序使内部充填了液态内容物的充 填瓶的所述口部嵌入盖子并封口的封口工序；将通过该封口工序嵌入了盖 子的充填瓶的向瓶体外侧凸出的反转部向瓶体内侧凹入的底部凹入工序； 将所述辅助器从通过该底部凹入工序使反转部向瓶体内侧凹入的充填瓶分 离的辅助器分离工序；所述辅助器安装工序包括沿着在空瓶的口部外周 形成的凸缘部的上表面，从外侧把持该口部的空瓶保持工序；使装载了所 述辅助器的可自由升降的空瓶支撑台上升，将辅助器安装于通过所述空瓶 保持工序保持的空瓶的底部，且通过该辅助器将空瓶装载于所述空瓶支撑 台上的空瓶装载工序；所述底部凸出工序包括使棒状的下推构件沿其轴 线方向从通过上述空瓶装载工序装载于空瓶支撑台上的空瓶的口部下降， 并插入该空瓶的内部，用该下推构件的前端从空瓶的内侧下推凹入状态的 反转部使之向瓶体外侧凸出的底部下推工序；通过该底部下推工序使反转 部被反转凸出之后，使所述下推构件上升并从空瓶内部抽出的下推构件抽 出工序。
根据本发明的方法，在上述辅助器安装工序的空瓶保持工序中，沿凸 缘部(所谓支承环)的上表面把持口部，并且，在空瓶装载工序中，通过 提升空瓶支撑台向瓶底部安装辅助器，在空瓶支撑台上装载瓶。这样，在 安装辅助器的同时，空瓶被定位于凸缘部的上表面与空瓶支撑台上的底部 之间。
维持该状态，利用上述底部凸出工序的上述底部下推工序，使棒状的 下推构件从空瓶的口部下降，使反转部凸出。接着，利用下推构件抽出工 序从空瓶中抽出下推构件。
这样，根据本发明，在安装辅助器的同时完成定位，因此，可以连续 进行下推构件带动反转部的凸出，防止因安装辅助器导致效率下降，而且， 还可以简化装置结构，降低装置成本。另外，由于可通过上述辅助器安装 工序维持高精度定位，实施上述底部凸出工序，因此不会产生因下推构件 造成的下推位置偏移。由此，能够切实防止空瓶底部损伤，制造优质的内 容物充填瓶。
9另外，当上述合成树脂瓶的反转部具备向瓶体内侧至瓶体外侧按对称 形状自由凹凸反转的倾斜部，以及该倾斜部包围的区域内形成的底部中央 部时，在上述底部凸出工序的底部下推工序中，理想情况是，用上述下推 构件的前端，沿上述反转部的至少是倾斜部的内周缘下推。
上述合成树脂瓶在反转部的倾斜部反转时，与底部中央部的边界形成 合页。在这种情况下，沿合页状的倾斜部的内周缘下推，可用较小的下推 力使反转部向瓶体外侧反转，而不致对底部中央部造成不良影响。由此， 可以减轻反转时施加于瓶底部的负荷，在切实防止意外变形的同时，顺利 将反转部反转。从而，防止空瓶底部的损伤，有效地制造优质的内容物充 填瓶。
另外，在本发明的上述底部下推工序和上述下推构件抽出工序中，理 想情况是，通过向该瓶的外侧延伸的臂，向连结于上述下推构件的上端的 瓶的直径方向升降上述下推构件。
这样，通过上述臂，可以在瓶的外侧设置用于升降下推构件的驱动机 构。由于驱动机构等并不位于口部的正上方，因此可以确切防止从驱动机 构等落下的异物(例如机械油等)从瓶的口部进入。
另外，本发明的上述底部凹入工序，包括将安装了所述辅助器的所 述充填瓶装载于与所述反转部对应的下方位置开放的充填瓶支撑台上的充 填瓶装载工序；使连接装载于充填瓶支撑台上的充填瓶的口部下端和瓶体 上端的肩部被推压无法向上移动的肩部推压工序；在充填瓶的瓶体外侧呈 凸出状态下，用棒状的上推构件的前端上推通过肩部推压工序而无法向上 移动的所述充填瓶的反转部，使所述反转部向瓶体内侧凹入的底部上推工 序。
在本发明的上述底部凹入工序中，利用充填瓶装载工序，将充填瓶装 载于充填瓶支撑台上，利用肩部推压工序推压充填瓶的肩部，在这样的状 态下，利用底部上推工序上推处于充填瓶凸出状态的上述反转部，使之凹 入。在底部上推工序中，当上推构件的前端上推充填瓶的底部时，虽然在 充填瓶的轴方向施加上推力，但由于充填瓶肩部被推压，可充分调动瓶具 备的压曲强度，与上推构件的上推力相抗衡。由此，即使在上推反转部使之凹入时对瓶产生负荷，瓶也不会发生不当的变形或扭曲，从而制造出优 质的内容物充填瓶。
再有，当上述合成树脂瓶的反转部具备向瓶体内侧至瓶体外侧形成对 称形状的自由凹凸反转的倾斜部，和该倾斜部包围的区域内形成的底部中 央部时，在上述底部凹入工序的底部上推工序中，理想情况是，用上述上 推构件的前端来上推上述反转部的倾斜部和底部中央部。
据此，由于在底部上推工序中用上推构件的前端来上推反转部的倾斜 部和底部中央部，因此，可用上推构件的前端来制约倾斜部和底部中央部 的意外变形并使反转部向瓶体内侧凹入。这样，可使充填瓶的底部按照正 确的反转部形状凹入。
另外，本发明的上述辅助器分离工序，包括沿在充填瓶口部的外周 所形成的凸缘部的下表面从外侧把持该口部的充填瓶保持工序；在通过该 充填瓶保持工序所保持的充填瓶上安装所述辅助器，与该辅助器连结，将 该辅助器下拉到充填瓶的下方的辅助器下拉工序。
根据本发明，通过充填瓶保持工序，从下方固定住瓶上强度较高的凸 缘部并下拉辅助器，因此，与例如固定瓶体并下拉辅助器的情况相比，可 很好地抑制瓶变形，并且即使拆卸辅助器也不会影响瓶的质量。
另外，本发明还提供一种制造内容物充填瓶的装置，该内容物充填瓶 为底部可反转的密封内部液态内容物的合成树脂瓶。该合成树脂瓶具有中 空的瓶体、在该瓶体的上端部可嵌入盖子的口部及堵塞该瓶体的下端部的 底部，在该底部的一部分上，具有沿瓶体的轴线方向向瓶体内侧和瓶体外 侧的任意方向均可反转凸出的反转部，包括可安装于该瓶的底部的、与 所述反转部对应的部分呈开放状态，且可容纳向瓶体外侧凸出的所述反转 部的圆筒形的辅助器，在反转部向瓶体内侧凹入的状态下，将该圆筒状的 辅助器安装于未充填内容物的空瓶的底部外周的辅助器安装装置；使通过 该辅助器安装装置安装了辅助器的空瓶的底部的反转部向瓶体外侧凸出的 底部凸出装置；在通过该底部凸出装置使反转部向瓶体外侧凸出的瓶内部 充填液态内容物的内容物充填装置；在通过该内容物充填装置使内部充填 了液态内容物的充填瓶的所述口部嵌入盖子并封口的封口装置；使通过该封口装置嵌入了盖子的充填瓶的向瓶体外侧凸出的反转部向瓶体内侧凹入 的底部凹入装置；使所述辅助器从通过该底部凹入装置使反转部向瓶体内 侧凹入的充填瓶分离的辅助器分离装置；所述辅助器安装装置包括沿着 在空瓶的口部外周形成的凸缘部的上表面，从外侧把持该口部的空瓶夹具； 在由该空瓶夹具所保持的空瓶的下方设置的右自由升降的空瓶支撑台，其 中，在装载所述辅助器的状态下提升并将辅助器安装于空瓶的底部的同时， 所述空瓶支撑台经该辅助器装载空瓶；以及，驱动该空瓶支撑台的升降的 平台升降装置；所述底部凸出装置包括设置在由所述空瓶夹具所保持的 空瓶口部的上方的、可自由升降的棒状下推构件，该棒状下推构件从所述 口部插入到空瓶的内部并从空瓶的内侧下推凹入状态的反转部使之向瓶体 外侧凸出；以及驱动该下推构件的升降的下推构件升降装置。
使用本发明的装置实施的内容物充填瓶制造过程为，首先，用辅助器 安装装置在空瓶的底部外周安装上述辅助器，其次，用底部突出装置反转 空瓶底部的反转部，使之向瓶体外侧凸出，接着，用内容物充填装置向瓶 内部充填液态内容物，用封口装置在充填瓶的口部嵌入盖子进行封口，再 用底部凹入装置向瓶体内侧按压充填瓶的下方凸出的反转部使之反转，让 反转部凹入。接着，用辅助器分离装置使辅助器与充填瓶分离。
根据本发明，当用辅助器安装装置将上述辅助器安装于空瓶的底部外 周时，辅助器安装装置中的空瓶夹具，可以沿空瓶凸缘部的上表面把持口 部。接着，用平台升降装置提升空瓶支撑台，将装载于空瓶支撑台上的辅 助器安装在空瓶的底部。由于空瓶从凸缘部的上表面一侧对接空瓶夹具， 制约向上移动，在该制约状态下，仅通过提升空瓶支撑台即可将辅助器安 装于空瓶的底部，可以准确且迅速地进行辅助器的安装。
另外，在空瓶底部安装辅助器时，上升的空瓶支撑台处于装载空瓶的 状态。在该状态下，继续用底部凸出装置将空瓶底部的上述反转部向下方 反转凸出，即，用下推构件升降装置降低下推构件，将其插入到空瓶的内 部，下推构件的前端下推反转部。此时，空瓶被辅助器安装装置中的空瓶 夹具和空瓶支撑台夹持，处于固定状态。这样，对空瓶底部的反转部推压 的下推构件不会产生位置偏移，可以防止空瓶底部损伤。而且，由于安装辅助器的同时实现定位，因此，在辅助器安装后，下推构件可即时连续对 反转部进行凸出动作，既可以防止辅助器的安装导致的效率降低，也可以 简化装置结构，降低装置成本。
另外，当上述合成树脂瓶的反转部包括向瓶体内侧至瓶体外侧按对称 形状自由凹凸反转的倾斜部，和该倾斜部包围的区域内形成的底部中央部 时，理想情况是，上述底部下推装置的下推构件前端具有环状凸部，沿上 述反转部的至少是倾斜部的内周缘下推。
上述合成树脂瓶，在反转部的倾斜部反转时，与底部中央部的边界形 成合页。在本发明中，由于在上述底部下推装置的下推构件的前端设置了 环状凸部，因此可以沿合页的倾斜部的内周缘准确地下推反转部。由此， 可使反转部向瓶体外侧突出且不会发生意外变形，还可用较小的下推力使 反转部反转。这样，在使反转部反转时可减轻施加到底部的负荷，切实防 止空瓶底部的损伤，有效制造优质的内容物充填瓶。
另外，在本发明的装置中，理想情况是，上述下推构件升降装置位于 由上述夹具所保持的空瓶的侧面，通过向该空瓶的口部的正上方延伸的臂 与上述下推构件连结。
据此，可将用于升降下推构件的驱动机构等通过上述臂设置在瓶的外 侧。由于驱动机构等并不位于口部的正上方，因此可以有效地防止从驱动 机构等落下的异物(例如机械油等)从瓶的口部进入。
另外，在本发明的装置中，底部凹入装置包括装载该充填瓶的充填 瓶支撑台，其在安装了所述辅助器的所述充填瓶的反转部对应的下方位置 上具有一个呈开放状态的开口部；使连接装载于该充填瓶支撑台上的充填 瓶的口部下端和瓶体上端的肩部受推压无法向上移动的肩部压板；用前端 通过所述充填瓶支撑台的开口部上推向充填瓶的瓶体外侧凸出的反转部， 使之凹入的可自由升降的棒状上推构件;升降该上推构件的冲头升降装置。
按照本发明，当用上述底部凹入装置使充填瓶底部的反转部向瓶体内 侧凹入时，首先，通过辅助器将充填瓶装载于上述充填瓶支撑台上，利用 肩部压板从上方推压充填瓶的肩部。接着，用冲头升降装置提升上推构件， 利用通过充填瓶支撑台的开口部提升的上推构件，上推向充填瓶的瓶体外侧凸出的反转部，这样，凸出状态的反转部反转，向瓶体内侧凹入。
当上推构件上推充填瓶的反转部时，虽然沿充填瓶的轴方向施加上推 力，但由于充填瓶肩部受肩部推压而在瓶体上方受到较宽范围均匀推压， 因此能够充分地调动出瓶所具备的弯曲强度，有效地抵抗上推构件的上推 力。这样，即使由于上推构件的上推力对瓶的反转部以外的部分产生负荷， 瓶也不会发生不当的变形或扭曲，可以制造出优质的内容物充填瓶。
另外，在本发明的装置中，理想情况是，当上述合成树脂瓶的反转部 具有向瓶体内侧至瓶体外侧按对称形状自由凹凸反转的倾斜部，以及该倾 斜部包围的区域形成的底部中央部时，上述底部凹入装置的上推构件在前 端具备与上述反转部对接的上推对接部，该上推对接部具有与上述底部中 央部对应的形状,并至少具有将上述倾斜部的一部分按圆周状推压的形状。
据此，上述底部凹入装置的上推构件的上推对接部，首先上推底部中 央部，同时被上推的倾斜部沿上推对接部的形状反转。这样，不但可以在 制约倾斜部和底部中央部的意外变形的同时上推底部，还可以使充填瓶的 底部按正确的反转部形状凹入。上推对接部因具有与底部中央部对应的形 状，可对底部中央部集中地施加上推力，并且，由于至少具有将上述倾斜 部按圆周状推压的形状，还可防止倾斜部在反转时意外变形。此时，上推 对接部也可以呈与上述倾斜部对应的形状。
另外，在本发明的装置中，所述辅助器分离装置包括沿着在充填瓶 口部的外周所形成的凸缘部的下表面从外侧把持该口部的充填瓶夹具；与 由该充填瓶夹具所保持的安装于充填瓶上的所述辅助器相连结的、可自由 升降的辅助器连结构件，该辅助连结构件可将所述辅助器从所述充填瓶分 离下拉到充填瓶下方;驱动该辅助器连结构件的升降的连结构件升降装置。
按照本发明，用上述辅助器分离装置的充填瓶夹具来保持充填瓶，将 辅助器连结构件与辅助器连结，接着，利用连结构件升降装置下降辅助器 连结构件，使辅助器与充填瓶分离。当辅助器连结构件下降、下拉辅助器 时，充填瓶通过充填瓶夹具而使充填瓶的强度较高的凸缘部从其下方得到 保持，与例如保持瓶体而下拉辅助器的情况相比，可良好地抑制瓶的变形， 还可以在不影响瓶的质量的情况下拆卸辅助器。
14此时，具体地说，理想情况是，上述辅助器在其外周面上具备环状的 卡槽，上述辅助器连结构件具备卡合在辅助器的卡槽内的凸起，用上述连 结构件升降装置上升时，使该凸起卡合在上述卡槽内，用上述连结构件升 降装置下降时，维持凸起与卡槽卡住的状态，将辅助器与充填瓶分离。这 样，可以结构简单且迅速地使辅助器与充填瓶分离。
另外，在本发明中，理想情况是，上述辅助器在其周壁具有弹跳式的 自由接合棘爪，该自由接合棘爪在瓶体所形成的凹部内。这样，辅助器与 瓶体凹部的自由接合棘爪稳定地接合，不致脱落，从而稳定地维持对瓶的 安装状态。再有，由于接合棘爪可以弹跳式地与瓶体的凹部接合，因此安 装时可以顺利地与瓶体的凹部接合，顺利地通过辅助器分离装置分离辅助 器。


图1是表示本发明的一种实施方式的装置中的空瓶处理装置的概略结 构平面图。
图2是表示本实施方式的装置中的充填瓶处理装置的概略结构的平面图。
图3是在本实施方式中采用的合成树脂瓶的剖面说明图。
图4是辅助器的透视图。
图5是辅助器的说明性的纵剖面图。
图6是表示空瓶处理装置的辅助器安装装置和底部凸出装置的说明性 的剖面图。
图7是空瓶夹具的说明性的平面图。 图8是表示空瓶的保持状态的说明图。
图9是表示充填瓶处理装置的底部凹入装置和辅助器分离装置的说明 性的剖面图。
图io是表示底部凹入装置中的充填瓶的保持状态的说明图。
图11是肩部压板的说明性的平面图。
图12是表示辅助器分离装置中的充填瓶的保持状态的说明图。图13是模式性地表示由本实施方式的装置所进行的辅助器安装工序 和底部凸出工序的说明图。
图14是模式性地表示由本实施方式的装置所进行的底部凹入工序的 说明图。
图15是模式性地表示由本实施方式的装置所进行的辅助器分离工序 的说明图。
具体实施例方式
现根据

本发明的一种实施方式。实施方式的装置用于制造充 填了饮料等内容物的内容物充填瓶，其中一部分由包括图l所示的空瓶处 理装置1和图2所示的充填瓶处理装置2构成。另外，在空瓶处理装置l 与充填瓶处理装置2之间，虽然没有图示，但要设置用于充填内容物的已 知结构的装填机(内容物充填装置)和用于盖子封口的已知结构的压盖机 (封口装置)。
投入空瓶处理装置1的瓶3是吹拉成形的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂 (PET)制的瓶，如图3所示，由向上方开口的口部4;通过从口部4的下 端部起扩大直径所形成的肩部5而与之相连的中空的瓶体6;以及堵塞瓶 体6的下端部所形成的底部7构成。在口部4，形成螺纹盖子8 (参照图 10)的螺旋部9，在螺旋部9的下部形成向外周伸出的凸缘部10。在底部 7，在其外周侧形成环状的接地部11,在接地部11的内侧形成向瓶体6的 内侧凹入的反转部12。反转部12包括向瓶体6的内侧至瓶体6的外侧按 对称形状凹凸自由反转的倾斜部13和倾斜部13包围的底部中央部所形成 的向内凸出部14。在倾斜部13的外周缘，第1合页部15呈环状设置，在 倾斜部13的内周缘(与向内凸出部14的边界)，第2合页部16呈环状设 置。倾斜部13借助于第1合页部15和第2合页部16的弯曲实现凹凸反转。 另一方面，向内凸出部14借助于倾斜部13的反转实现上下移动，但维持 其形状。另外，在瓶体6，为确保其强度而形成多道波纹17。
又，在本实施方式的说明中，如图3所示，未充填内容物、口部4呈 开放状态的瓶3被称为空瓶，如图10所示，在内部充填内容物、口部4被盖子8封口的状态的瓶3被称为充填瓶。
首先，说明空瓶处理装置1。在空瓶处理装置1的上游一侧，如图1 所示，设置空瓶投入转台18和辅助器投入转台19。空瓶投入转台18与具 有螺旋式输送机20的空瓶投入路径21的终端连接，将空瓶3投入空瓶处 理装置1中。辅助器投入转台19与具有螺旋式输送机22的辅助器投入路 径23的终端连接，将辅助器24投入空瓶处理装置1中。另外，在空瓶处 理装置1的下游一侧，设置排出空瓶3的排出转台25和排出输送机26。 排出输送机26将经过空瓶处理装置1的空瓶3运送向未图示的装填机。
辅助器24以用较硬质的合成树脂形成圆筒状、从瓶3的瓶体6的下端 部覆盖底部7的方式被安装到瓶3中，如图4和图5所示，辅助器24由周 壁27和底部支撑部28构成。在辅助器24的周壁27上，设置向内侧凸出、 与在瓶体6上所形成的最下部的波纹17 (凹部)分合自如的波纹接合棘爪 29。波纹接合棘爪29通过周围的切口 30与瓶3的波纹17弹跳式地接合。 另外，在辅助器24的底部支撑部28上，在与瓶3的反转部12对应的位置 处形成开放部31，在外周面上形成环状的卡槽32。又，在本实施方式的辅 助器24中，虽然辅助器24与瓶3的形状对应呈圆筒状，但例如在瓶的形 状为多棱柱状的情况下，与之对应地，也要将辅助器的形状做成多角筒状。
如图6所示，空瓶处理装置l包括在基座33上竖立设置的支柱34; 旋转自如地支撑在该支柱34上的驱动用齿轮35;以及与该齿轮35 —体旋 转的转盘36。另外，顶板37旋转自如地支撑在支柱34的上端部，顶板37 和转盘36用沿上下方向延伸的多根导向杆38连结成一体。齿轮35与未图 示的电动机等旋转驱动装置连结。而且，空瓶处理装置1包括将辅助器24 安装到空瓶3上的多个辅助器安装装置39和使空瓶3的反转部12向下方 反转凸出的多个底部凸出装置40。
辅助器安装装置39包括固定在导向杆38上而得到支撑的空瓶夹具41 和在空瓶夹具41的下方位置升降自如地得到导向杆38支撑的空瓶支撑台 42。
如图7所示，空瓶夹具41包括得到导向杆38固定支撑的基块43和得 到该基块43支撑的自由开合的一对棘爪构件44。另外，在空瓶夹具41的
17基块43的外侧设置小齿轮45，如图6所示，小齿轮45与沿导向杆38升 降自如地设置的齿条46啮合。如图7所示，小齿轮45通过旋转轴47驱动 内置于基块43中的未图示的开合机构。而且，小齿轮45随齿条46的升降 而旋转，由此使两个棘爪构件44开合。如图6所示，齿条46备有凸轮推 杆48，凸轮推杆48沿设置于上述支柱34的外周的凸轮导轨49而被导向， 使齿条46升降。如图8所示，空瓶夹具41的两个棘爪构件44沿空瓶3 的凸缘部10的上表面从外侧把持口部4。
如图6和图8所示，空瓶支撑台42包括装载从辅助器投入转台19投 入的辅助器24的辅助器装载部50和升降自如地得到导向杆38支撑的升降 臂51。如图6所示，升降臂51包括凸轮推杆52，凸轮推杆52受到沿设置 于上述支柱34的外周的凸轮导轨53导向，使辅助器装载部50升降。该凸 轮推杆52和凸轮导轨53构成本发明的平台升降装置。
空瓶支撑台42借助于朝向被空瓶夹具41所保持的空瓶3的底部7上 升，将装载于辅助器装载部50的辅助器24安装到空瓶3上。此时，空瓶 夹具41由于采用其两个棘爪构件44，沿空瓶3的凸缘部10的上表面把持 口部4，因此在安装辅助器24时，即使对空瓶3施加上推力，也能稳定地 制约空瓶3向上移动。而且，如图8所示，安装了辅助器24的空瓶3处于 从上下方向受到空瓶夹具41和空瓶支撑台42夹持的状态，定位状态得以 维持。
如图6所示，底部凸出装置40包括棒状的下推构件54和与下推构件 54的上端连接、从下推构件54的上端向空瓶3的外侧延伸的升降臂55。 升降臂55在升降自如地得到导向杆38支撑的同时，还具有凸轮推杆56， 凸轮推杆56受到设置于上述支柱34的外周的凸轮导轨57导向，使下推构 件54升降。该凸轮推杆56和凸轮导轨57构成本发明的下推构件升降装置。 如图8所示，下推构件54从空瓶3的口部4下降至瓶体6的内侧并下推反 转部12。下推构件54的前端形成与反转部12的向内凸出部14对应的形 状，由此沿倾斜部13的内周缘(第2合页部16)形成下推的环状凸部58。
用下推构件54下推空瓶3的反转部12时，由于受到空瓶夹具41和空 瓶支撑台42的夹持，空瓶3处于定位状态，故下推构件54的环状凸部58以良好的精度与倾斜部13的内周缘(第2合页部16)对接。而且，由于 安装辅助器24，空瓶3被下推构件54下推，向下方凸出的空瓶3的反转 部12被容纳在辅助器24的开放部31内，顺利地向反转部12的下方的凸 出。
接着，说明充填瓶处理装置2。如图2所示，充填瓶处理装置2具备 底部凹入装置59，在底部凹入装置59的下游一侧，经由充填瓶移送转台 60，为辅助器分离装置61。在底部凹入装置59的上游一侧，设置充填瓶 投入转台62。充填瓶投入转台62与备有螺旋式输送机63的充填瓶投入路 径64的终端连接，经未图示的装填机和压盖机将所运送的充填瓶3投入到 底部凹入装置59。另外，在辅助器分离装置61的下游一侧，设置充填瓶 排出转台65和第1及第2辅助器排出转台66、 67。充填瓶排出转台65与 充填瓶排出输送机68的始端连接，辅助器排出输送机69的始端与第2辅 助器排出转台67连接。
如图9所示，底部凹入装置59包括竖立于基座70上的支柱71;旋 转自如地得到该支柱70支撑的驱动用齿轮72;以及与该齿轮72 —体旋转 的外筒支撑体73。在外筒支撑体73上一体地设置充填瓶支撑台74。在充 填瓶支撑台74上，设置向其上方延伸的多根第1导向杆75和向下方延伸 的多根第2导向杆76，在第1导向杆75的上端，顶板77得到一体地支撑。 齿轮72与未图示的电动机等旋转驱动装置连结。
充填瓶支撑台74包括多个充填瓶装载部78，在充填瓶装载部78中， 与充填瓶3的反转部12对应的开口部79沿上下方向贯通地形成。
肩部压板80升降自如地得到第1导向杆75支撑。肩部压板80包括凸 轮推杆81，凸轮推杆81受到设置于上述支柱71的外周的凸轮导轨82导 向，使肩部压板80升降。如图10所示，肩部压板80包括与充填瓶3的肩 部5对应的形状的压板凹部83，如在图ll中俯视那样，嵌入盖子8的口 部4备有自由直插的直插孔84。
如图9所示，上推构件85升降自如地得到第2导向杆76支撑。如图 10所示，上推构件85被紧接设置于升降轴86的上端，升降轴86通过缓 冲用弹簧88升降自如地被保持在导向筒87内。在上推构件85的前端，形成与反转部12的倾斜部13和向内凸出部14对应的形状的上推对接部89。 导向筒87与滑动自如地被第2导向杆76保持的滑动块90连接设置。滑动 块90备有凸轮推杆91，凸轮推杆91受到在上述支柱71的周围存在间隔 而设置的凸轮导轨92导向，升降上推构件85。该凸轮推杆91和凸轮导轨 92构成本发明的冲压升降装置。又，在本实施方式中，上推对接部89的 形状虽然呈现了与反转部12的倾斜部13和向内凸出部14对应的形状，然 而，例如虽未图示，但就倾斜部13对接的部分(与向内凸出部14对应的 部分的周围)，也可以是呈圆周状与倾斜部13的一部分对接的形状。
上推构件85位于充填瓶支撑台74的各充填瓶装载部78的下方，在绕 支柱71旋转时借助于凸轮导轨92的导向将充填瓶装载部78的开口部79 贯通并使之上升。由此，上推构件85的前端凸出于充填瓶3的下方的反转 部12被上推，使反转部12向充填瓶3的内侧凹入。此时，在导向筒87 的内部，通过设置缓冲用弹簧88,防止上推构件85的过剩的上推力施加 到反转部12上，有效地防止反转部12损伤。另外，通过在上推构件85 的前端设置上推对接部89，当将反转部12凹入时可以沿凹入形状准确地 凹入，防止底部7的意外变形，使反转部12顺利地凹入。又，在图9和图 10中，用符号93表示的是从侧面支撑瓶1的支架。
如图9所示，辅助器分离装置61包括竖立于基座70上的支柱94; 旋转自如地得到该支柱94支撑的驱动用齿轮95;以及与该齿轮95 —体旋 转的外筒支撑体96。在外筒支撑体96的上端外周，设置凸缘状的伸出部 97,在伸出部97上，设置向上方延伸的多根第1导向杆98和向下方延伸 的多根第2导向杆99。在第1导向杆98的上端，顶板100得到一体地支 撑。齿轮95通过充填瓶移送转台60的驱动齿轮101与上述的底部凹入装 置59的齿轮72同步地旋转。
充填瓶夹具102在固定状态下得到第1导向杆98支撑。充填瓶夹具 102由于与上述空瓶夹具41有同样的结构，因此其详细说明予以省略，但 与空瓶夹具41不同的是，如图12所示，用于开合的一对棘爪构件103沿 充填瓶3的凸缘部10的下表面从外侧把持嵌入了盖子8的口部4。
如图9所示，辅助器连结构件104升降自如地得到第2导向杆99支撑。辅助器连结构件104备有凸轮推杆105，凸轮推杆105受到在上述支柱94 的周围存在间隔而设置的凸轮导轨106导向，升降辅助器连结构件104。 该凸轮推杆105和凸轮导轨106构成本发明的连结构件升降装置。如图12 所示，辅助器连结构件104具有凸起107，该凸起107卡在辅助器24的外 周面上所形成的卡槽32内，将凸起107朝向辅助器24上升，使之卡在卡 槽32内，通过维持该卡定状态而下降，将辅助器24从充填瓶3分离。如 图2所示，如此相互分离的充填瓶3和辅助器24分别从充填瓶排出转台 65和第1辅助器排出转台66排出。
利用以上构造的本实施方式的装置，按照如下方式制造内容物充填瓶。 即，首先，利用图1和图6所示的空瓶处理装置1的辅助器安装装置39， 将辅助器24安装到空瓶3的底部7 (辅助器安装工序)。其次，如图8所 示，利用空瓶处理装置1的底部凸出装置40，将安装了辅助器24的空瓶3 的底部7的反转部12向下方推压，使之反转凸出(底部凸出工序)。接着， 虽然未图示，但用装填器将液态内容物充填到其反转部12向下方反转凸出 的瓶3的内部(内容物充填工序)，用压盖机将盖子8嵌入在内部充填了液 态内容物的充填瓶3的口部4并封口 (封口工序)。其后，如图10所示， 利用图2和图9所示的充填瓶处理装置2的底部凹入装置59，将向充填瓶 3的下方凸出的反转部12向上方推压，使之向瓶内侧反转凹入(底部凹入 工序)。并且，利用图12所示的充填瓶处理装置2的辅助器分离装置61， 使辅助器24从凹入了反转部12的充填瓶3分离(辅助器分离工序)。
在辅助器安装装置39中，如图13 (a)所示，用空瓶夹具41沿空瓶3 的凸缘部10的上表面从外侧把持口部4 (空瓶保持工序)。接着，如图13 (b)所示，上升装载了辅助器24的空瓶支撑台42，将辅助器24安装在 空瓶3的底部7。此时，通过辅助器24，空瓶3被装载于空瓶支撑台42 上，空瓶3受到空瓶夹具41和空瓶支撑台42夹持而处于定位状态(空瓶 装载工序)。
接着，在底部凸出装置40中，如图13 (c)所示，从装载于空瓶支撑 台42上的空瓶3的口部4下降下推构件54，用下推构件54的前端从空瓶 3的内侧下推反转部12，使之向下方反转凸出(底部下推工序)。此时，如图8所示，由于下推构件54在其前端备有环状凸部58，因此可与作为倾 斜部13的内周缘的第2合页部16对接，使反转部12顺利地反转。而且， 由于空瓶3夹持在空瓶夹具41与空瓶支撑台42之间而被定位，因此能够 准确地使下推构件54的环状凸部58与第2合页部16对接。
而且，如图13 (d)所示，当将反转部12反转凸出后使下推构件54 上升，从空瓶3的内部抽出(下推构件抽出工序)，解除由空瓶夹具41形 成的保持，将空瓶3交付给图l所示的排出转台25而排出。此处所排出的 空瓶3，其内部充填了液态内容物，用盖子8封口，投入到充填瓶处理装 置2中。
在充填瓶处理装置2的底部凹入装置59中，首先，如图14(a)所示， 将充填瓶3装载于充填瓶支撑台74上(充填瓶装载工序)。其次，如图14 (b)所示，下降肩部压板80，从上方推压装载于充填瓶支撑台74上的充 填瓶3的肩部5 (肩部推压工序)。由此，充填瓶3无法向上移动而处于定 位状态。如图14 (c)所示，维持该定位状态，上升上推构件85，用上推 构件85的前端上推充填瓶3中处于凸出状态的反转部12，使之凹入(底 部上推工序)。此时，如图10所示，由于上推构件85的上推对接部89沿 凹入形状将反转部12凹入，因此能够有效地防止底部7的意外变形，使反 转部12顺利地凹入。而且，因充填瓶3由肩部压板80定位，故上推构件 85的上推对接部89能够以良好的精度与反转部12的倾斜部13和向内凸 出部14对接，准确地使反转部12凹入。其后，如图14 (d)所示，使上 推构件85下降到充填瓶支撑台74的下方，上升肩部压板80，如图2所示， 将充填瓶3交付给充填瓶移送转台60。充填瓶移送转台60将充填瓶3移 送给辅助器分离装置61。
在充填瓶处理装置2的辅助器分离装置61中，如图15 (a)所示，依 靠充填瓶夹具102保持从充填瓶移送转台60移送来的充填瓶3。此时，充 填瓶夹具102沿充填瓶3的凸缘部10的下表面从外侧把持口部4 (充填瓶 保持工序)。接着，如图15 (b)所示，上升辅助器连结构件104，使之与 安装在充填瓶3上的辅助器24连结。然后，如图15 (c)所示，下降辅助 器连结构件104，将安装在充填瓶3上的辅助器24拉到下方，使之从充填瓶3分离(辅助器下拉工序)。其后，如图2所示，将辅助器24交付给第 l辅助器排出转台66并排出，解除由充填瓶夹具102形成的保持，将充填 瓶3交付给充填瓶排出转台65并排出。
产业状态的可利用性
本发明涉及一种内容物充填瓶的制造方法及其装置，具体为合成树脂 瓶的内部充填液态内容物制造而成的充填瓶，在该瓶的底部设置反转部， 并使该反转部可以朝瓶体的轴线方向向瓶体内侧凹入和向瓶体外侧凸出。 按照本发明的内容物充填瓶的制造方法及其装置，能够防止瓶的不当的变 形或扭曲，从而有效地制造优质的内容物充填瓶。
权利要求
1. 一种在合成树脂瓶中密封液态内容物制造内容物充填瓶的方法，该合成树脂瓶包括中空的瓶体、在该瓶体的上端部可嵌入盖子的口部及堵塞该瓶体的下端部的底部，在该底部的一部分上，具有可使之反转成沿瓶体的轴线方向瓶体内侧凹入的状态和向瓶体外侧凸出的状态的反转部，其特征在于，包括可安装于该瓶的底部的、与所述反转部对应的部分呈开放状态且可容纳向瓶体外侧凸出的所述反转部的圆筒形的辅助器，在反转部向瓶体内侧凹入的状态下，将该圆筒状的辅助器安装于未充填内容物的空瓶的底部外周的辅助器安装工序；将通过该辅助器安装工序安装了辅助器的空瓶底部的反转部向瓶体外侧凸出的底部凸出工序；向通过该底部凸出工序使反转部向瓶体外侧凸出的瓶内部充填液态内容物的内容物充填工序；在通过该内容物充填工序使内部充填了液态内容物的充填瓶的所述口部嵌入盖子并封口的封口工序；将通过该封口工序嵌入了盖子的充填瓶的向瓶体外侧凸出的反转部向瓶体内侧凹入的底部凹入工序；将所述辅助器从通过该底部凹入工序使反转部向瓶体内侧凹入的充填瓶分离的辅助器分离工序；所述辅助器安装工序包括沿着在空瓶的口部外周形成的凸缘部的上表面，从外侧把持该口部的空瓶保持工序；使装载了所述辅助器的可自由升降的空瓶支撑台上升，将辅助器安装于通过所述空瓶保持工序保持的空瓶的底部，且通过该辅助器将空瓶装载于所述空瓶支撑台上的空瓶装载工序；所述底部凸出工序包括使棒状的下推构件沿其轴线方向从通过上述空瓶装载工序装载于空瓶支撑台上的空瓶的口部下降，并插入该空瓶的内部，用该下推构件的前端从空瓶的内侧下推凹入状态的反转部使之向瓶体外侧凸出的底部下推工序；通过该底部下推工序使反转部被反转凸出之后，使所述下推构件上升并从空瓶内部抽出的下推构件抽出工序。
2. 如权利要求1所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，当所 述合成树脂瓶的反转部具备从瓶体内侧至瓶体外侧按对称形状自由凹凸反 转的倾斜部，以及该倾斜部包围的区域形成的底部中央部时，在上述底部 凸出工序的底部下推工序中，用所述下推构件的前端，沿上述反转部的至 少是倾斜部的内周缘下推。
3. 如权利要求1所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，在所 述底部下推工序和所述下推构件抽出工序中，通过向该瓶的外侧延伸的臂， 向连结于所述下推构件的上端的瓶的直径方向升降所述下推构件。
4. 如权利要求1所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，所述底部凹入工序包括将安装了所述辅助器的所述充填瓶装载于与所述反转 部对应的下方位置开放的充填瓶支撑台上的充填瓶装载工序；使连接装载 于充填瓶支撑台上的充填瓶的口部下端和瓶体上端的肩部被推压无法向上 移动的肩部推压工序；在充填瓶的瓶体外侧呈凸出状态下，用棒状的上推 构件的前端上推通过肩部推压工序而无法向上移动的所述充填瓶的反转 部，使所述反转部向瓶体内侧凹入的底部上推工序。
5. 如权利要求4所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，当所 述合成树脂制的瓶的反转部具备向瓶体内侧至瓶体外侧形成对称形状的自 由凹凸反转的倾斜部和该倾斜部包围的区域形成的底部中央部时，在所述 底部凹入工序的底部上推工序中，用所述上推构件的前端来上推所述反转 部的倾斜部和底部中央部。
6. 如权利要求1所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，所述 辅助器分离工序包括沿在充填瓶口部的外周所形成的凸缘部的下表面从 外侧把持该口部的充填瓶保持工序；在通过该充填瓶保持工序所保持的充 填瓶上安装所述辅助器，与该辅助器连结，将该辅助器下拉到充填瓶的下 方的辅助器下拉工序。
7. —种在合成树脂瓶的内部密封液态内容物制造内容物充填瓶的装置，该合成树脂瓶具有中空的瓶体、在该瓶体的上端部可嵌入盖子的口部 及堵塞该瓶体的下端部的底部，在该底部的一部分上，具有沿瓶体的轴线 方向向瓶体内侧和瓶体外侧的任意方向均可反转凸出的反转部，其特征在于，包括可安装于该瓶的底部的、与所述反转部对应的部分呈开放状态，且可 容纳向瓶体外侧凸出的所述反转部的圆筒形的辅助器，在反转部向瓶体内 侧凹入的状态下，将该圆筒状的辅助器安装于未充填内容物的空瓶的底部 外周的辅助器安装装置；使通过该辅助器安装装置安装了辅助器的空瓶的底部的反转部向瓶体 外侧凸出的底部凸出装置；在通过该底部凸出装置使反转部向瓶体外侧凸出的瓶内部充填液态内 容物的内容物充填装置；在通过该内容物充填装置使内部充填了液态内容物的充填瓶的所述口 部嵌入盖子并封口的封口装置；使通过该封口装置嵌入了盖子的充填瓶的向瓶体外侧凸出的反转部向 瓶体内侧凹入的底部凹入装置；使所述辅助器从通过该底部凹入装置使反转部向瓶体内侧凹入的充填 瓶分离的辅助器分离装置；所述辅助器安装装置包括沿着在空瓶的口部外周形成的凸缘部的上 表面，从外侧把持该口部的空瓶夹具；在由该空瓶夹具所保持的空瓶的下 方设置的右自由升降的空瓶支撑台，其中，在装载所述辅助器的状态下提 升并将辅助器安装于空瓶的底部的同时，所述空瓶支撑台经该辅助器装载 空瓶；以及，驱动该空瓶支撑台的升降的平台升降装置；所述底部凸出装置包括设置在由所述空瓶夹具所保持的空瓶口部的 上方的、可自由升降的棒状下推构件，该棒状下推构件从所述口部插入到 空瓶的内部并从空瓶的内侧下推凹入状态的反转部使之向瓶体外侧凸出； 以及驱动该下推构件的升降的下推构件升降装置。
8.如权利要求7所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，当所 述合成树脂瓶的反转部具备从瓶体内侧至瓶体外侧按对称形状自由凹凸反 转的倾斜部和该倾斜部包围的区域内形成的底部中央部时，所述底部下推 装置的下推构件前端具有环状凸部，沿所述反转部的至少是倾斜部的内周 缘下推。
9. 如权利要求7所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述 下推构件升降装置位于由所述夹具所保持的空瓶的侧面，通过向该空瓶的 口部的正上方延伸的臂与所述下推构件连结。
10. 如权利要求7所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述 底部凹入装置包括装载该充填瓶的充填瓶支撑台，其在安装了所述辅助 器的所述充填瓶的反转部对应的下方位置上具有一个呈开放状态的开口 部；使连接装载于该充填瓶支撑台上的充填瓶的口部下端和瓶体上端的肩 部受推压无法向上移动的肩部压板；用前端通过所述充填瓶支撑台的开口 部上推向充填瓶的瓶体外侧凸出的反转部，使之凹入的可自由升降的棒状 上推构件；升降该上推构件的冲头升降装置。
11. 如权利要求IO所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，当 所述合成树脂瓶的反转部具有从瓶体内侧至瓶体外侧按对称形状自由凹凸 反转的倾斜部，以及该倾斜部包围的区域形成的底部中央部时，所述底部 凹入装置的上推构件的前端具有与所述反转部对接的上推对接部，该上推 对接部具有与所述底部中央部对应的形状，并至少具有将所述倾斜部的一 部分按圆周状推压的形状。
12. 如权利要求7所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述 辅助器分离装置包括沿着在充填瓶口部的外周所形成的凸缘部的下表面 从外侧把持该口部的充填瓶夹具；与由该充填瓶夹具所保持的安装于充填 瓶上的所述辅助器相连结的、可自由升降的辅助器连结构件，该辅助连结 构件可将所述辅助器从所述充填瓶分离下拉到充填瓶下方；驱动该辅助器 连结构件的升降的连结构件升降装置。
13. 如权利要求12所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所 述辅助器在其外周面上具备环状的卡槽，所述辅助器连结构件具备卡合在 辅助器的卡槽内的凸起，在用所述连结构件升降装置上升时，使该凸起卡 合在所述卡槽内，在用所述连结构件升降装置下降时，维持凸起与卡槽的 卡住状态，将辅助器从充填瓶分离。
14. 如权利要求7所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述 辅助器在其周壁具有与在瓶的瓶体所形成的凹部弹跳式地可自由分合的接合棘爪。
全文摘要
提供一种能够防止瓶的不当变形或扭曲且有效地制造优质的内容物充填瓶的方法和装置。其中，内容物充填瓶的底部具有反转部，其解决的课题在于利用反转部的反转以防止内容物充填瓶的制造中瓶体的减压变形，其解决方式为利用辅助器安装装置的空瓶夹具41沿瓶3的凸缘部10的上表面从外侧把持口部4。接着，使装载了辅助器24的空瓶支撑台42上升，将辅助器24安装于空瓶3的底部7，同时将瓶3装载于空瓶支撑台42上，呈装载状态。接着，通过空瓶夹具41和空瓶支撑台42维持瓶3的定位状态，利用底部凸出装置的下推构件54，使反转部12向瓶体6的外侧凸出。然后，对瓶3充填内容物，用盖子封口，接着，使反转部12向瓶体6的内侧凹入，使辅助器24从瓶3分离。
文档编号B67C3/14GK101443260SQ20078001760
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年5月15日
发明者仲根宏幸, 佐藤泰祐, 宫崎俊三, 木村健, 渡边章雄, 逢坂朋也 申请人:北海制罐株式会社