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合成树脂瓶的底部的一部分形成为沿瓶体的 轴线方向向外侧凸出，该凸出部分向瓶体内侧反转且自如凹入，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)。
在这种瓶中，用盖子密封了口部后，内容物一旦冷却，就会导致由于 内容物的体积减少等瓶内呈减压状态，受此影响瓶体变形，外观不够理想。
因此，预先在瓶体形成多个自如弯曲的平板，用于均匀地吸收充填后 的内容物因冷却产生的内部减压而导致的变形(例如，参照日本特开平
6-72423号公报)。但是，在设置了此类平板的情况下，瓶的形状变得复杂， 增加瓶的材料成本。
因此，已知的有一种瓶，瓶的底部的一部分可自如凹凸反转，在使该 反转部向底部的外侧凸出的状态下充填液态内容物，用盖子密封瓶口部后 将反转部向瓶的内侧凹入(参照特表2006-501109号公报)。
特表2006-501109号公报上记载的瓶，在液态内容物充填之前，瓶底 部的反转部向外侧推出呈凸出状态。
接着，向瓶的内部充填液态内容物，用盖子密封瓶口部，该瓶的底部 的反转部呈向外侧凸出的状态。
然后，将向外侧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，瓶内部的压力呈增加状态，即使由于液态内容物冷却等变 为减压状态，瓶内部的压力被冲抵，容器的瓶体不会发生减压变形。
这样，如果在瓶底部设置自如凹凸反转的反转部，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，在提高瓶的设计自由度的同时，可以降低瓶的材料成本。

发明内容
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外侧凸出，瓶底部变得不稳定，难以 在直立状态下运送。
因此，通过在瓶底部安装具有稳定接地部且辅助直立的圆筒状的辅助 器，将底部的反转部收容在辅助器内，无论反转部是否处于凹凸状态，借 助辅助器可以使瓶直立，实现稳定的直立搬运。
但是，假设在瓶内充填已加热的内容物(所谓热充填)的情况下，在 内容物充填之前使瓶倒立用洗涤水来洗涤瓶子，洗涤时安装着辅助器的瓶 一旦倒立，附着在辅助器上的洗涤液有可能流到瓶的口部，导致不卫生。
另外，如果在充填常温的内容物(所谓无菌充填)的情况下，使用内 外面经杀菌处理过的瓶在无菌状态下进行充填操作，此时为了预先将辅助 器安装于瓶上，对于辅助器本身也必须实施杀菌处理等，会导致操作工序 数增加，效率下降。
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 減压变形，可以卫生且有效地制造优质的内容物充填瓶，不仅适合充 填加热的内容物的所谓热充填，也适合充填常温的内容物的所谓无菌 充填。
本发明涉及一种在合成树脂瓶内密封液态内容物的内容物充填瓶的 制造方法及其装置。在本发明中，采用一种瓶，该瓶包括在中空的瓶体的 上端部可嵌合盖子的口部、堵塞该瓶体的下端部的底部，在该底部的一部 分上，设置有沿瓶体的轴线方向向瓶体外部凸出并可沿瓶体的轴线方向向 内侧自如凹入的反转部。
为达到所述目的，本发明的方法的一种方式为，首先，实施内容物充 填工序和封口工序。该内容物充填工序在所述反转部向瓶体外部凸出状态下，将液态内容物充填于未充填内容物的空瓶的内部，该封口工序在通过 该内容物充填工序向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌合盖子并封 口。另外，在内容物充填工序中，可将加热到一定温度状态的内容物充填 于空瓶(所谓热充填)，或者，也可将常温的内容物充填于空瓶(所谓无菌 充填)。接着，实施辅助器安装工序和底部凹入工序，该辅助器安装工序将 形成为自如装卸于瓶的底部的形状的、底部下方呈开放的圆筒状的辅助器 安装于通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的底部外周，其中所述辅助 器与所述反转部对应。该底部凹入工序通过辅助器支撑利用该辅助器安装 工序在底部安装了辅助器的充填瓶的底部，向上方推压向下方凸出的所述 反转部并使之向瓶内侧反转凹入。然后，实施辅助器分离工序，该辅助器 分离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。
本发明的方法的特征在于，在封口工序之后实施辅助器安装工序。由 此，因为在实施内容物充填工序时瓶上没有安装辅助器，如果进行热充填， 其中的瓶子洗涤可以卫生地、良好地进行，如果进行无菌充填，由于不需 要对辅助器的杀菌处理，操作工序数不会增加，可以有效地实施充填和封 口操作。
另外，因为利用辅助器安装工序在辅助器安装于瓶之后实施底部凹入 工序，通过辅助器可以防止瓶的底部的意外变形等，使反转部可靠地向瓶 内侧反转凹入。由此，在瓶底部不会产生不当的变形，可以制造优质的内 容物充填瓶。
另外，为达到所述目的，本发明的方法的其他方式为，实施内容物充 填工序和封口工序。该内容物充填工序将液态内容物充填于所述反转部向 瓶体外部凸出状态的、未充填内容物的空瓶的内部。该封口工序在通过该 内容物充填工序向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌合盖子并封 口。另外，在内容物充填工序中，可以向空瓶充填加热到一定温度状态的 内容物(所谓热充填)，特别适合向空瓶充填常温内容物的情况(所谓无菌 充填)。接着，实施瓶的保持工序和底部凹入工序。该瓶保持工序把持通过 所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的瓶体上部和口部连结的肩部并保持该充填瓶无法上下移动。该底部凹入工序利用所述封口工序维持己保持的状 态，将充填瓶的底部的所述反转部向上方推压，使之向瓶内侧反转凹入。
本发明的方法的特征在于，利用底部凹入工序将反转部向瓶内侧反转 凹入时，通过瓶保持工序，把持充填瓶的瓶体上部和肩部，并维持该充填 瓶无法上下移动的状态。由此.，因为无需使瓶直立就可以使反转部向瓶内 侧反转凹入，可以省却辅助瓶直立的辅助器，除去辅助器的安装和拆卸操 作，从而提高制造效率。而且，由于不使用辅助器，在无菌状态下进行充 填常温内容物的无菌充填时，既卫生又理想，也不需要辅助器的杀菌处理 等，可以防止效率下降。
还有，在所述瓶保持工序中，把持通过所述封口工序嵌合了盖子的充 填瓶的连接瓶体上部和口部的肩部的同时，保持除反转部外的瓶的底部。
由此，实施底部凹入工序时，因为瓶的肩部和底部呈上下被固定的状 态，可以正确地进行反转部推压时的底部定位，可以可靠地将反转部向瓶 内侧反转凹入。
另外，为达到所述目的，本发明的装置的一种形态为，包括内容物充 填装置和封口装置。该内容物充填装置将液态内容物充填于所述反转部向 瓶体外侧凸出状态的、未充填内容物的空瓶的内部。该封口装置在通过该 内容物充填装置向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌合盖子并封 口。另外，所述内容物充填装置，可以向空瓶充填加热到一定温度状态的 内容物(热充填)，或者，也可以向空瓶充填常温的内容物(无菌充填)。 并且，包括辅助器安装装置、底部凹入装置及辅助器分离装置。该辅助器 安装装置将形成为自如装卸于瓶的底部的形状的、底部下方开放的圆筒状 的辅助器安装于通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的底部外周，其中 所述辅助器与所述反转部对应。该底部凹入装置通过辅助器支撑利用该辅 助器安装装置在底部安装了辅助器的充填瓶的底部，向上方推压所述反转 部并使之向瓶内侧反转凹入。该辅助器分离工序将所述辅助器从从通过该 底部凹入装置，使反转部向瓶体内侧凹入的充填瓶分离。
本发明装置的所述辅助器安装装置的特征为，将辅助器安装于通过封 口装置嵌合了盖子的充填瓶的底部外周。由此，利用内容物充填装置和封口装置进行操作时，在瓶上没有安装辅助器的状态下，进行充填和封口操 作，可以卫生地、良好且有效地进行充填和封口操作。
并且，由于通过辅助器安装装置在瓶上安装辅助器，例如，可以使瓶 直立于输送机上运送。另外，由于通过辅助器安装工序将辅助器安装在瓶 上后利用底部凹入装置使反转部向瓶内侧反转凹入，安装于瓶的底部的辅 助器可以防止瓶的底部的意外变形等，从而制造优质的内容物充填瓶。
另外，为达到所述目的，本发明装置的其他形态为，包括内容物充填 装置和封口装置。该内容物充填装置将液态内容物充填于所述反转部向瓶 体外部凸出状态的、未充填内容物的空瓶的内部。该封口装置在通过该内 容物充填装置向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌合盖子并封口。 另外，所述内容物充填装置，可以向空瓶充填加热到一定温度状态的内容 物(热充填)，特别适合向空瓶充填常温的内容物的情况(无菌充填)。并 且，包括瓶保持装置和底部凹入装置。该瓶保持装置把持通过所述封口装 置与嵌合了盖子的充填瓶的连结瓶体上部和口部的肩部并保持该充填瓶无 法上下移动。该底部凹入装置向上方推压通过所述瓶保持装置被保持的充 填瓶的底部的所述反转部，并使之向瓶内侧反转凹入。
本发明的装置的特征在于设置了瓶保持装置，由此，底部凹入装置将 反转部向上方推压并使之向瓶内侧反转凹入时，瓶保持装置可以可靠地保 持瓶无法上下移动，不需要辅助器就可以轻易地进行反转部的反转凹入操 作。因此，在从内容物的充填到反转部的反转凹入的操作中，可以不在瓶 上安装辅助器，可以卫生地、良好且有效地进行充填和封口操作。而且， 不需要对瓶进行安装和拆卸辅助器的机构，可简化装置结构，减小设置空 间，同时降低制造成本。
另外，所述瓶保持装置，包括把持瓶体上部和肩部的瓶体把持装置， 包括设置在该瓶体把持装置的下方并支撑充填瓶的底部支撑装置。该底部 支撑装置，包括与瓶的底部对应的支撑凹部和与所述反转部对应的底部下 方呈开放状的开放部。
由此，利用底部凹入装置使反转部向瓶内侧反转凹入时，通过瓶体把持 装置和底部支撑装置，瓶的肩部和底部呈从上下被夹持的状态，可以正确地实现反转部推压时的底部定位，可靠地将反转部向瓶内侧反转凹入。并且，因为底部支撑装置具有与反转部对应的底部下方呈开放状的开放部，即使反转部从瓶的底部向下方凸出也可以有效地支撑瓶，而且，因为具有与瓶的底部对应的支撑凹部，瓶的底部可以在切实防止被从周围推压底部意外变形的状态下实施底部凹入工序。


图1是本实施方式中采用的合成树脂瓶的剖面说明图。
图2是表示本发明的第一实施方式的装置中的辅助器安装装置的概略结构平面图。
图3是表示本发明的第一实施方式的装置中的底部凹入装置和辅助器分离装置的概略结构平面图。
图4是辅助器的立体图。 —
图5是辅助器的说明性的纵剖面图。
图6是表示辅助器安装装置的说明性的剖面图。
图7是充填瓶夹具的说明性的平面图。
图8是表示充填瓶的保持状态的说明图。
图9是表示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是表示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是模式性地表示本发明的第一实施方式的装置中的辅助器安装
工序的说明图。 .
图14是模式性地表示本发明的第一实施方式的装置中的底部凹入工
序的说明图。
图15是模式性地表示本发明的第一实施方式的装置中的辅助器分离工序的说明图。
图16是表示本发明的第二实施方式的装置中的底部凹入装置的概略结构平面图。 .图17是表示底部凹入装置的说明性的剖面图。图18是充填瓶夹具的说明性的平面图。图19是表示由充填瓶夹具所进行的保持状态的说明图。图20是表示底部凹入装置中的充填瓶的保持状态的说明图。图21是模式性地表示由本发明的第二实施方式的装置所进行的底部凹入工序的说明图。
具体实施例方式
在本发明的实施方式中，采用图1所示结构的瓶1。瓶1是吹拉成形的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)制的瓶，如图1所示，由向上方开口的口部2;通过从口部2的下端部起扩大直径所形成的肩部3连接的中空的瓶体4;以及堵塞瓶体4的下端部所形成的底部5构成。.
在口部2，形成螺合盖子6 (参照图10等)的螺旋部7，在螺旋部7的下部形成向外周伸出的凸缘部8。并且，在凸缘部8和肩部3之间形成颈部9。
在底部5，在其外周侧形成环状的接地部10，在接地部10的内侧形成沿瓶体4的轴线向外侧(下方)凸出的反转部11。反转部11包括向瓶体4的内侧和外侧按对称形状凹凸自如反转的倾斜部12和在倾斜部12包围的领域(底部5的中央部)向瓶体4的内侧凸出形成的向内凸出部13。在倾斜部12的外周缘，第1合页部14呈环状设置，在倾斜部12的内周缘(与向内凸出部13的边界)，第2合页部15呈环状设置。倾斜部12借助于第1合页部14和第2合页部15的弯曲实现凹凸反转。另一方面，向内凸出部13并不反转，只是随着倾斜部12的反转而产生上下位置移动，并维持该形状。另外，为确保强度，在瓶体4形成多个波纹16。并且，虽然未图示，也可以在瓶体4形成减压吸收平板。
另外，瓶1至少在投入到装填机之前呈反转部11向瓶体4的外侧(下方)凸出的状态。通过吹拉成型时，反转部ll在模具(未图示)内向外侧凸出成形，从而得到此类瓶l。这样，使用在反转部H内向外侧凸出的状态下成形的瓶1，例如，通过运输线搬入到装填机，在向装填机投入使用反转部11向内侧凹入状态下的瓶之前，由于不需要向外侧凸出反转部11的操作工序，有利于效率和成本。
首先，说明本发明的第一实施方式。
第一实施方式的装置为制造充填饮料等内容物的内容物充填瓶的装
置，其中一部分由图2所示的辅助器安装装置17和图3所示的底部凹入装置18及辅助器分离装置19构成。
并且，虽然未图示，在辅助器安装装置17的上游端，设置用于向瓶l(参照图1)充填内容物的己知结构的内容物充填装置…装填机和利用盖子6密封瓶1的已知结构的封口装置…压盖机20 (图2中所示的虛线〉。
另外，如己知的，在装填机充填中，可以实施充填加热的高温状态液态内容物的热充填，或充填杀菌后常温的液态内容物的无菌充填的任意一种。在热充填中，在装填机的上游端设置清洗瓶l内部的洗瓶器，在无菌充填中，在装填机的上游端设置瓶1的杀菌处理装置。另外，如果实施无菌充填时，至少包括压盖机20在内的上游端设定成无菌环境。
接着，说明第一实施方式的装置的要部。如图2所示，在所述辅助器安装装置17的上游，设置投入瓶1 (以下称充填瓶)的充填瓶投入转台21和辅助器投入转台22，该瓶l被充填内容物，并用盖子6密封口部2，从压盖机20被排出。
另外，在图2中，例举了适合热充填情况的例子，g卩，压盖机20和辅助器安装装置17的充填瓶投入转台21邻接设置，在无菌充填中，考虑了处于无菌环境的压盖机20在排出方向中受到的外界空气的影响。即，如果实施无菌充填，虽然未图示，如上所述，压盖机20处于无菌环境，构成压盖机20的各类机器的无菌状态得以维持。而且，在压盖机20的排出方向，例如，由于尽可能将构成压盖机20的各类机器远离无菌环境与外界空气接触的位置，抑制外界空气混入无菌环境。举一个具体的例子，通过在压盖机20的排出方向向下游配置多个排出转台，把压盖机20的排出路径相对延长，把设置多个排出转台的排出路径截止到终端的一段设置成无菌环境。由此，即使无菌环境与外界空气在排出路径的终端接触，排出路径的起始端不会因外界空气而妨害无菌环境，构成压盖机20的各类机器的无菌状态得以维持。另一方面，如果在热充填的情况下，由于不存在外界空
气混入压盖机20产生的不良影响，如图2所示，压盖机20与辅助器安装装置17的充填瓶投入转台21邻接设置。
充填瓶投入转台21，如图13 (a)所示的一部分，包括保持充填瓶1的下半部分的保持部23和防止保持部23内的充填瓶l的脱落的制约板24，并将自压盖机20排出的充填瓶1投入到辅助器安装装置17。如图2所示，辅助器投入转台22与具有螺旋式输送机25的辅助器投入路26的终端连接，将辅助器27投入至辅助器安装装置17。另外，在辅助器安装装置17的下游端，设置排出安装了辅助器27的充填瓶1的排出转台28和排出输送机29。排出输送机29将安装了辅助器27的充填瓶1运送给如图3所示的底部凹入挺置18。
如图4和图5所示，辅助器27由周壁30和底部支撑部31构成，以较硬质的合成树脂形成圆筒状，从瓶1的瓶体4的下端部以覆盖底部5的方式被自如地安装到瓶l中。在辅助器27的周壁30上，设置向内侧凸出、与在瓶体4上所形成的最下部的波纹16分合自如的波纹接合棘爪32。波纹接合棘爪32通过周围的切口 33与瓶1的波纹16弹跳式地接合。另夕卜，在辅助器27的底部支撑部31上，在与瓶1的反转部11对应的位置处形成开放部34，在外周面上形成环状的卡槽35。另外，在第l实施方式的辅助器27中，虽然辅助器27与瓶1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，辅助器安装装置17具备在基座36上竖立设置的支柱37;旋转自如地支撑在该支柱37上的驱动用齿轮38;以及与该齿轮38 —体旋转的转盘39。另外，顶板40旋转自如地支撑在支柱37的上端部，顶板40和转盘39通过沿上下方向延伸的多根导向杆41连结成一体。齿轮38与未图示的电动机等旋转驱动装置连结。
并且，辅助器安装装置17具备固定在导向杆41上而得到支撑的充填瓶夹具42和在充填瓶夹具42的下方位置升降自如地得到导向杆41支撑的辅助器支撑台43。
如图7所示，充填瓶夹具42具备得到导向杆41固定支撑的基块44和得到该基块44支撑的开合自如的一对棘爪构件45。另外，在充填瓶夹具42的基块44的外侧设置小齿轮46，如图6所示，小齿轮46与沿导向杆41升降自如地设置的齿条47啮合。如图7所示，小齿轮46通过旋转轴48驱动内置于基块44中的未图示的开合机构。而且，小齿轮46随齿条47的升降而旋转，由此使两个棘爪构件45开合。如图6所示，齿条47具有凸轮推杆49，凸轮推杆49沿设置于上述支柱37的外周的凸轮导轨50而被导向，使齿条47升降。如图8所示，充填瓶夹具42的两个棘爪构件45从外侧把持充填瓶1的颈部9。
如图6和图8所示，辅助器支撑台43包括从辅助器投入转台22 (参照图2)投入的装载辅助器27的辅助器装载部51和升降自如地得到导向杆41支撑的升降块52。如图6所示，升降块52包括凸轮推杆53，凸轮推杆53受到沿设置于上述支柱36的外周的凸轮导轨54导向，使辅助器装载,部51升降。辅助器支撑台43，通过向保持于充填瓶夹具42的充填瓶1的底部5上升，将装载于辅助器装载部43的辅助器27安装于充填瓶1。
接着，说明底部凹入装置18和辅助器分离装置19。如图3所示，底部凹入装置18和辅助器分离装置19邻接设置，辅助器分离装置19经由充填瓶移送转台55与底部凹入装置18的下游端相连接。在底部凹入装置18的上游端设置充填瓶投入转台56。充填瓶投入转台56与具有螺旋式输送机57的充填瓶投入路58的终端连接，将从所述辅助器安装装置17排出的安装了辅助器27的充填瓶1投入到底部凹入装置18。另外，在辅助器分离装置19的下游端，设置充填瓶排出转台59和第1及第2辅助器排出转台60、 61。充填瓶排出转台59与充填瓶排出输送机62的始端连接，第2辅助器排出转台61与辅助器排出输送机63的始端连接。
如图9所示，底部凹入装置18具备竖直设置于基座64上的支柱65;旋转自如地得到该支柱65支撑的驱动用齿轮66;以及与该齿轮66 —体旋转的外筒支撑体67。在外筒支撑体67上一体设置的充填瓶支撑台68。在充填瓶支撑台68上，设置向其上方延伸的多根第1导向杆69和向下方延伸的多根第2导向杆70，在第1导向杆69的上端，顶板71得到一体地支撑。齿轮66与未图示的电动机等旋转驱动装置连结。充填瓶支撑台68包括多个充填瓶装载部72，在充填瓶装载部72中， 与充填瓶1的反转部11对应的开口部23沿上下方向贯通地形成。
肩部压板74升降自如地得到第1导向杆69支撑。肩部压板74具有 凸轮推杆75，凸轮推杆75受到设置于所述支柱65的外周的凸轮导轨76 导向，使肩部压板74升降。如图10所示，肩部压板74包括与充填瓶1 的肩部3对应形状的压板凹部77，如在图11中俯视那样，嵌合盖子6的 口部2备有自如直插的直插孔78。
如图9所示，上推构件79升降自如地得到第2导向杆70支撑。如图 IO所示，上推构件79被紧接着设置于升降轴80的上端，升降轴80通过 缓冲用弹簧82升降自如地被保持在导向筒81内。在上推构件79前端，形 成与反转部11的倾斜部12和向内凸出部13对应的形状的上推对接部83。 导向筒81与滑动自如地被第2导向杆70保持的滑动块84紧接设置。滑动 块84备有凸轮推杆85，如图9所示，凸轮推杆85受在上述支柱65的周 围存在间隔而固定的筒状壁板86的凸轮导轨87所导向，升降上推构件79。 另外，如图10所示，在第l实施方式中，上推对接部83的形状虽然呈现 了与反转部11的倾斜部12和向内凸出部13对应的形状，然而，例如虽未 图示，也可以是呈圆周状与倾斜部12的一部分对接的形状。
上推构件79位于充填瓶支撑台68的各充填瓶装载部72的下方，在 绕支柱65旋转时借助于凸轮导轨87的导向贯通充填瓶装载部72的开口部 23并上升。由此，上推构件79的前端上推凸出于充填瓶1的下方的反转 部ll，使反转部ll向充填瓶l的内侧凹入。此时，在导向筒81的内部， 通过设置缓冲用弹簧82，防止来自上推构件79的过剩的上推力施加到反 转部11上，有效地防止反转部11损伤。另外，通过在上推构件79的前端 设置上推对接部83，当将反转部11凹入时可以沿凹入形状准确地凹入， 防止底部5的意外变形，使反转部ll顺利地凹入。另外，在图9和图10 中，用符号88表示的为从侧面支撑瓶1的支架。
如图9所示，辅助器分离装置19包括竖直设置于基座64上的支柱 89;旋转自如地得到该支柱89支撑的驱动用齿轮90;以及与该齿轮90 — 体旋转的外筒支撑体91。在外筒支撑体91的上端外周，设置凸缘状的伸出部92,在伸出部92上，设置向上方延伸的多根第1导向杆93和向下方 延伸的多根第2导向杆94。在第1导向杆93的上端，顶板95得到一体地 支撑。齿轮90通过充填瓶移送转台55的驱动齿轮96与上述的底部凹入装 置18的齿轮66同步地旋转。
充填瓶夹具97在固定状态下得到第1导向杆93支撑。充填瓶夹具97 具有一对开合的棘爪构件98。另外，充填瓶夹具97由于与上述辅助器安 装装置17的充填瓶夹具42具有同样的结构，因此其详细说明予以省略。
如图9所示，辅助器连结构件99升降自如地得到第2导向杆94支撑。 辅助器连结构件99备有凸轮推杆100，凸轮推杆100受到在上述支柱89 的周围存在间隔而设置的筒状壁板101的凸轮导轨102导向，升降辅助器 连结构件99。如图12所示，辅助器连结构件99备有凸起103，该凸起103 卡在辅助器27的外周面上所形成的卡槽35.内，将凸起103朝向辅助器27 上升，使之卡在卡槽35内，通过维持该卡定状态并下降，将辅助器27从 充填瓶1分离。如图3所示，如此相互分离的充填瓶1和辅助器27分别从 充填瓶排出转台59和第1辅助器排出转台60排出。
在如以上构造的第一实施方式的装置中，按照如下方式制造内容物充 填瓶。即，未图示，用装填器将液态内容物充填到反转部ll向下方反转凸 出的图1所示的空瓶1的内部(内容物充填工序)，用压盖机20将盖子6 嵌合到在内部充填了液态内容物的充填瓶l的口部2并封口 (封口工序)。 另外，在装填器和压盖机20中，空瓶1无需直立，把持瓶1的颈部9可持 续运送操作，如图1所示，吹拉成形时，即使反转部11形成向下方反转凸 出的状态，也可以无障碍地进行充填和封口操作。
接着，利用图2和图6所示的辅助器安装装置17，将辅助器27安装 于充填瓶1的底部5 (辅助器安装工序)。其后，如图10所示，禾U用图3 和图9所示的底部凹入装置18，将向充填瓶1的下方凸出的反转部11向 上方推压，使之向瓶1的内侧反转凹入(底部凹入工序)。而且，利用图 12所示的辅助器分离装置19，使辅助器27从凹入了反转部11的充填瓶1 分离(辅助器分离工序)。
接着，说明各部的详细动作。在辅助器安装装置17中，首先，如图13 (a)所示，被充填瓶投入转台21保持并投入的充填瓶1，如图13 (b). 所示，利用辅助器安装装置17的充填瓶夹具42把持并交付。充填瓶夹具 42从外侧把持充填瓶1的颈部9。完成充填瓶1的交付后，如图13 (c) 所示，使装载了辅助器27的辅助器支撑台43的开始上升。另外， 一旦使 辅助器支撑台43上升，如图13 (d)所示，在充填瓶夹具42保持的充填 瓶1的底部5安装辅助器27。之后，解除由充填瓶夹具42所形成的保持， 将充填瓶1交付给图2所示的排出转台28并排出。此处所排出的充填瓶1， 投入到图3所示底部凹入装置18中。
在底部凹入装置18中，首先，如图14 (a)所示，将充填瓶1装载于 充填瓶支撑台68上。其次，如图14 (b)所示，下降肩部压板74，从上方 推压装载于充填瓶支撑台68上的充填瓶1的肩部3。由此，充填瓶l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79，用上推构件79的前端上推充填瓶1中处于凸出状态的反转部 11，使之凹入。此时，如图10所示，由于上推构件79的上推对接部83 沿凹入形状将反转部11凹入，因此能够有效地防止底部5的意外变形，使 反转部ll顺利地凹入。而且，充填瓶l由肩部压板74定位，并且，由于 辅助器27充分控制底部5的外周的变形，故上推构件79的上推对接部83 能够以良好的精度与反转部11的倾斜部12和向内凸出部13对接，同时， 不会发生底部5的意外变形，可以可靠地使反转部11凹入。其后，如图
14 (d)所示，使上推构件79下降到充填瓶支撑台68的下方，上升肩部压 板74，如图3所示，将充填瓶1交付给充填瓶移送转台55。充填瓶移送转 台55将充填瓶1移送给辅助器分离装置19。
在辅助器分离装置19中，如图15 (a)所示，利用充填瓶夹具97保 持从充填瓶移送转台55移送来的充填瓶1。此时，充填瓶夹具97从外侧 把持充填瓶1的颈部9。接着，如图15 (b)所示，上升辅助器连结构件 99，使之与安装在充填瓶1上的辅助器27连结。然后，如图15 (c)所示， 下降辅助器连结构件99，将安装在充填瓶1上的辅助器27拉到下方，使 之从充填瓶1分离。其后，如图3所示，将辅助器27交付给第1辅助器排 出转台60并排出，解除由充填瓶夹具97形成的保持，将充填瓶l交付给充填瓶排出转台59并排出。
接着，说明本发明第二实施方式。
第二实施方式的装置为制造充填饮料等内容物的内容物充填瓶，具有
图16所示的作为要部的底部凹入装置217。
另外，未图示，在底部凹入装置217的上游端，设置向瓶l (参照图 1)充填内容物的已知结构的内容物充填装置…装填机和利用盖子6封口瓶 1的已知结构的封口装置…压盖机(未图示)。
另外，在第二实施方式中，如已知的，有进行充填杀菌后变常温的液 态内容物的无菌充填，在装填机的上游端设置瓶1的杀菌处理装置，包括 压盖机在内的上游端设定为无菌环境。
在此，图16中所示虚线且用符号218表示的是连接压盖机的瓶排出 方的排出路径的一部分。该排出路径218考虑了处于无菌环境的压盖机的 排出方的外界空气的影响。即，如果进行无菌充填的情况下，虽然未图示， 如前所述，压盖机处于无菌环境，构成压盖机的各类机器的无菌状态得以 维持。而且，在压盖机的排出方，例如，通过尽可能将无菌环境与外界空 气接触的位置远离构成压盖机的各类机器，从而抑制外界空气混入无菌环 境。因此，通过在压盖机的排除方向下游配置多个排出转台，把压盖机的 排出路径218相对延长，把截止到设置多个排出转台的排出路径218的终 端之间做成无菌环境。由此，即使在排出路径218的终端无菌环境与外界 空气接触，排出路径218的起始端不会因外界空气而妨害无菌环境，构成 压盖机各机器类的无菌状态得以维持。
接着，说明第二实施方式的装置的要部。如图16所示，在所述辅助 器安装装置217的上游，设置投入瓶l (以下称充填瓶)的充填瓶投入转 台219，该瓶1被充填内容物并处于用盖子6封住口部2的状态。
充填瓶投入转台219,如图21 (a)所示的一部分，包括保持充填瓶l 的下半部分的保持部220和防止保持部220内的充填瓶1的脱落的制约板 221，将充填瓶1投入到底部凹入装置217，该充填瓶1的颈部9从未图示 的压盖机的排出路径218被瓶夹具222保持并排出。在底部凹入装置217 的下游端，设置排出充填瓶1的排出转台223和排出输送机224。如图17所示，底部凹入装置217包括在基座225上竖立设置的支 柱226;旋转自如地支撑在该支柱226上的驱动用齿轮227;以及与该齿轮 227 —体旋转的转盘228。另外，顶板229旋转自如地支撑在支柱226的上 端部，顶板229和转盘228通过沿上下方向延伸的多根导向杆230连结成 一体。齿轮227与未图示的电动机等旋转驱动装置连结。
另外，底部凹入装置217具备固定在导向杆230上而得到支撑的充填 瓶夹具231 (瓶体把持装置)和在充填瓶夹具231的下方位置升降自如地 得到导向杆230支撑的瓶支撑台232(底部支撑装置)。充填瓶夹具231和瓶 支撑台232构成本发明的瓶保持装置。
如图18所示，充填瓶夹具231包括得到导向杆230固定支撑的基块 233和得到该基块233支撑的自如开合的一对棘爪构件234。另外，在充填 瓶夹具231的基块233的外侧设置小齿轮235，如图17所示，小齿轮235 与沿导向杆230升降自如地设置的齿条236啮合。如图18所示，小齿轮 235通过旋转轴237驱动内置于基块233中的未图示的开合机构。而且， 小齿轮235随齿条236的升降而旋转，由此使两个棘爪构件234开合。如 图17所示，齿条236备有凸轮推杆238，凸轮推杆238受到设置于上述支 柱226的外周的凸轮导轨239的导向，使齿条236升降。
如图19所示，充填瓶夹具231的两个棘爪构件234，具有卡在充填瓶 1的瓶体4的最上部的波纹16的卡合凸部240。另外，在卡合凸部240的 上方，形成与充填瓶l的肩部3对应的形状的压板凹部241。由此，充填 瓶夹具231在两个棘爪构件234关闭的状态下，从外侧包持从瓶1的瓶体 4的外周到肩部3的上表面，并维持牢固的把持状态。
如图17和图20所示，瓶支撑台232具备装载充填瓶1的装载部242 和升降自如地得到导向杆230支撑的升降块243。如图17所示，升降块243 具备凸轮推杆244，凸轮推杆244受到沿设置于上述支柱226的外周的凸 轮导轨245导向，使瓶装载部242升降。如图20所示，在瓶装载部242 上，形成有与充填瓶1的底部5对应的支撑凹部246和与所述反转部11 对应的下方呈开放状态的开放部247。瓶支撑台232通过向保持在充填瓶 夹具231的充填瓶1的底部5上升，呈充填瓶1装载于装载部242的状态。另外，如图17所示，上推构件248升降自如地得到底部凹入装置217 的导向杆230支撑。如图20所示，上推构件248被紧接着设置于升降轴 249的上端，升降轴249通过缓冲用弹簧251升降自如地被保持在导向筒 250内。在上推构件248前端，形成与反转部11的倾斜部12和向内凸出 部13对应形状的上推对接部252。如图17所示，导向筒250与滑动自如 地被导向杆230保持的滑动块253连接设置。滑动块253备有凸轮推杆254， 凸轮推杆254受到设置在上述支柱226的周围的凸轮导轨255导向，升降 上推构件248。另外，在第2实施方式中，上推对接部252的形状呈现与 反转部ll的倾斜部12和向内凸出部13对应的形状，例如，虽未图示，也 可以是呈以圆周状与倾斜部12的一部分对接的形状。
上推构件248位于瓶支撑台232的各瓶装载部242的下方，在绕支柱 226旋转时利用凸轮导轨255的导向贯通充填瓶装载部242的开放部247 并上升。由此，上推构件248的前端上推凸出于充填瓶1的下方的反转部 11，使反转部11向充填瓶1的内侧凹入。此时，在导向筒250的内部，通 过设置缓冲用弹簧251，防止上推构件248的过剩的上推力施加到反转部 11上，有效地防止反转部11损伤。另外，通过在上推构件248的前端设 置上推对接部252，当将反转部ll凹入时可以沿凹入形状准确地凹入，防 止底部5的意外变形，使反转部11顺利地凹入。而且，由上推构件248 上推反转部11时，由于充填瓶1的底部5通过瓶装载部242的支撑凹部 246受到制约，有效地防止充填瓶1的底部5的意外变形。
而且，这样构成的底部凹入装置217，由于采用所述充填瓶投入转台 219，不需要以往的使充填瓶1直立并投入的输送机，而且由于具有所述瓶 支撑台232，不需要在充填瓶1的底部5安装作为直立辅助器的辅助器等， 也就不需要以往的辅助器的安装、拆卸机构和辅助器的搬入搬出机构，从 而极其紧密结构，縮小设置空间。 '
根据如上所述构成的第二实施方式的装置，按照如下方式制造内容物 充填瓶。即，虽然未图示，用装填器向图1所示的反转部11向下方反转凸 出的空瓶l的内部充填液态内容物(内容物充填工序)，用压盖机将盖子6 嵌合内部充填了液态内容物的充填瓶1的口部2并封口(封口工序)。另外，在装填器和压盖机中，空瓶1无需直立，把持瓶1的颈部9可持续运送进
行操作，如图1所示，吹拉成形时，即使反转部ll形成向下方反转凸出的 状态，也可以无障碍进行充填和封口操作。
接着，如图20所示，利用图16和图17所示的底部凹入装置217，将 充填瓶l向下方凸出的反转部ll向上方推压，使之向瓶内侧反转凹入(底 部凹入工序)。在底部凹入装置217中，首先，如图21 (a)所示，充填瓶 1被保持并投入到充填瓶投入转台219，如图21 (b)所示，由充填瓶夹具 231把持并交付。完成充填瓶1的交付后，如图21 (c)所示，上升瓶支撑 台232，并使充填瓶1装载于瓶装载部242。由此，充填瓶夹具231和瓶支 撑台232呈自上下方向被夹持的状态，充填瓶1被定位无法向上移动。
如图21 (d)所示，维持该定位状态，上升上推构件248，用上推构 件248的前端上推充填瓶1中处于凸出状态的反转部11，使之凹入。此时， 如图20所示，由于上推构件248的上推对接部252沿凹入形状将反转部 11凹入，因此能够有效地防止底部5的意外变形，使反转部11顺利地凹 入。而且，充填瓶l由充填瓶夹具231定位，并且，因为向底部5的外周 的变形受到瓶装载部242的支撑凹部246的充分制约，故上推构件248的 上推对接部252能够以良好的精度与反转部11的倾斜部12和向内凸出部 13对接，同时，不会发生底部5的意外变形，准确地使反转部ll凹入。 其后，虽然未图示，使上推构件248下降到瓶支撑台232的下方，下降瓶 支撑台232并使之从充填瓶1背离，呈由充填瓶夹具231形成的保持状态。 接着，解除由充填瓶夹具231形成的保持，将充填瓶1交付给排出转台223， 由排出输送机224排出。
另外，在第二实施形态中，尽管就充填杀菌后变常温的液态内容物的 无菌充填进行了说明，也可以实施充填加热的高温状态的液态内容物的热 充填。这种情况下，在装填机的上游端设置洗涤瓶1内部的洗瓶器，在无 菌充填中，在装填机的上游端设置瓶1的杀菌处理装置。
产业状态的可利用性
本发明涉及一种内容充填瓶的制造方法及其装置，具体为合成树脂瓶底部的一部分沿瓶体的轴线方向向瓶体外侧凸出形成，该凸出部分向瓶体 内侧反转并自如凹入，通过向该合成树脂瓶的内部充填液态内容物而得到 的用于制造内容物充填瓶的方法和装置。按照本发明，可以卫生有效地制 造优质的内容物充填瓶。
权利要求
1. 一种在合成树脂瓶内密封液态内容物的内容物充填瓶的制造方法，所述瓶包括在中空的瓶体的上端部可嵌合盖子的口部和堵塞该瓶体的下端部的底部，在该底部的一部分上，设置有沿瓶体的轴线方向向瓶体外部凸出并可沿瓶体轴线方向向内侧自如凹入的反转部，其特征在于，包括在所述反转部向瓶体外部凸出的状态下，将液态内容物充填于未充填内容物的空瓶的内部的内容物充填工序；在通过该内容物充填工序向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌合盖子并封口的封口工序；还有，将形成为自由装卸于瓶的底部的形状的、底部下方呈开放的圆筒状的辅助器安装于通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的底部外周的辅助器安装工序，其中所述辅助器与所述反转部相对应；经辅助器支撑利用该辅助器安装工序而在底部安装了辅助器的充填瓶的底部，向上方推压向下方凸出的所述反转部并使之向瓶内侧反转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。
2. 如权利要求l所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，所述 内容物充填工序将加热到一定温度状态的内容物充填于空瓶。
3. 如权利要求l所述的内容物充填瓶的制造方法，其特征在于，所述 内容物充填工序将常温的内容物充填于空瓶。
4. 一种在合成树脂瓶内密封液态内容物的内容物充填瓶的制造方法， 所述瓶包括在中空的瓶体的上端部可嵌合盖子的口部和堵塞该瓶体的下端 部的底部，在该底部的一部分上，设置有沿瓶体轴线方向向瓶体外部凸出 并可沿瓶体轴线方向向内侧自如凹入的反转部，其特征在于，包括将液态内容物充填于所述反转部向瓶体外部凸出状态的、未充填内容 物的空瓶的内部的内容物充填工序；在通过该内容物充填工序向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌 合盖子并封口的封口工序；还有，把持通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的连结瓶体上部和 口部的肩部，并保持该充填瓶无法上下移动的瓶保持工序；向上方推压通过该瓶保持工序被保持的充填瓶的底部的所述反转部， 并使之向瓶内侧反转凹入的底部凹入工序。 '
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，在所 述瓶保持工序中，把持通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的连结瓶体 上部和口部的肩部的同时，保持除反转部外的瓶的底部。
6. 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，所述 内容物充填工序将加热到一定温度状态的内容物充填于空瓶。
7. 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，所述 内容物充填工序将常温的内容物充填于空瓶。
8.. —种在合成树脂瓶内密封液态内容物的内容物充填瓶的制造装置， 所述瓶包括在中空的瓶体的上端部可嵌合盖子的口部和堵塞该瓶体的下端 部的底部，在该底部的一部分上，设置有沿瓶体的轴线方向向瓶体外侧凸 出并可沿瓶体轴线方向向内侧自如凹入的反转部，其特征在于，包括将液态内容物充填于所述反转部向瓶体外部凸出状态的、未充填内容 物的空瓶的内部的内容物充填装置； -在通过该内容物充填装置向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌 合盖子并封口的封口装置；将形成为自由装卸于瓶的底部的形状的、底部下方呈开放的圆筒状的 辅助器安装于通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的底部外周的辅助器 安装装置，其中所述辅助器与所述反转部相对应；经辅助器支撑利用该辅助器安装工序而在底部安装了辅助器的充填瓶 的底部，向上方推压向下方凸出的所述反转部并使之向瓶内侧反转凹入的 底部凹入装置；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装置。
9.如权利要求8所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述 内容物充填装置将加热到一定温度状态的内容物充填于空瓶。
10. 如权利要求8所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所述内容物充填装置将常温的内容物充填于空k。
11. 一种在合成树脂瓶内密封液态内容物的内容物充填瓶的制造装置， 所述瓶包括在中空的瓶体的上端部可嵌合盖子的口部和堵塞该瓶体的下端 部的底部，在该底部的一部分上，设置有沿瓶体轴线方向向瓶体外部凸出 形成并可沿瓶体轴线方向内侧自如凹入的反转部，其特征在于，包括将液态内容物充填于所述反转部向瓶体外部凸出状态的、未充填内容 物的空瓶的内部的内容物充填装置；在通过该内容物充填工序向内部充填了液态内容物的充填瓶的口部嵌 合盖子并封口的封口装置；把持通过所述封口工序嵌合了盖子的充填瓶的连结瓶体上部和口部的肩部，并保持该充填瓶无法上下移动的瓶保持装置；向上方推压通过该瓶保持工序被保持的充填瓶的底部的所述反转部， 并使之向瓶内侧反转凹入的底部凹入装置。
12. 如权利要求ll所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于所述 瓶保持装置包括把持瓶体上部和肩部的瓶体把持装置；设置在该瓶体把 持装置的下方、支撑充填瓶的底部的底部支撑装置；该底部支撑装置具有 与瓶的底部对应的支撑凹部和与所述反转部对应的底部下方呈开放的开放 部。
13. 如权利要求ll所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所 述内容物充填装置将加热到一定温度状态的内容物充填于空瓶。
14. 如权利要求ll所述的内容物充填瓶的制造装置，其特征在于，所 述内容物充填装置将常温的内容物充填于空瓶。
全文摘要
提供一种可以卫生优良且有效地制造优质的内容物充填瓶的方法及装置，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。其解决方式为将内容物充填于反转部(11)向瓶底外部凸出的空瓶(1)，并用盖子(6)嵌合瓶(1)的口部并封口后，将辅助器(27)安装于瓶(1)的底部(5)。接着，通过辅助器(27)支撑安装了辅助器(27)的瓶(1)的底部，并将向下方凸出的反转部(11)向上方推压，使之向瓶(1)的内侧反转凹入。然后，把持瓶(1)的口部使辅助器(27)从瓶(1)分离。
文档编号B67C3/24GK101484379SQ20078002511
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月26日 优先权日2006年7月3日
发明者佐藤泰祐, 宫崎俊三, 木村健, 渡边章雄 申请人:北海制罐株式会社