JP6594848B2 - 処理システム及び処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば容器に飲料を充填するシステムについて、上流側に位置するブロー成形機の処理速度と下流側に位置する充填機の処理速度とが同じ場合と異なることのある処理システムに関する。

ペットボトルに代表されるプラスチック容器に製品液を充填して飲料を製造する工程は、ブロー成形工程と製品液の充填工程の二つに大別できる。
ブロー成形工程は、試験管状のプリフォームに空気を吹き込んでペットボトルを成形する工程である。充填工程は、ブロー成形された空のペットボトルを洗浄する工程と、洗浄されたペットボトルに飲料を充填する工程と、飲料が充填されたペットボトルにキャップを取り付ける工程と、を備えている。これらの各工程には、例えば特許文献１に開示されるように、ペットボトルを保持する手段であるグリッパを外周に備える回転体であるスターホイールを用いるロータリ式の装置が用いられる。この装置は、グリッパでペットボトルを保持しながら各々の工程に必要な動作を行なう。

ブロー成形機は、キャビティに収容される金型の内部に配置されたプリフォームの中に空気を吹き込んでプリフォームを膨らませてペットボトルを作製する。したがって、ブロー成形機は、製作するペットボトルの容量に応じた寸法の金型が設置される。ロータリ式の装置は、複数の金型がスターホイールの外周に設けられるが、例えば、小容量のペットボトルの飲料を生産していたのを、大容量のペットボトルの飲料の生産に切り替える際には、ブロー成形機の金型を小容量に対応するものから大容量に対応するものに交換する必要がある。

ペットボトルを成形する上流側のブロー成形機と成形されたペットボトルに製品液を充填する下流側の充填機が連結される生産システムが存在する。この生産システムのブロー成形機と充填機は、両者の間を転送用のスターホイールで接続し、両者を同期して運転する。ブロー成形機と充填機は、最大の生産効率を得るためにそれぞれが全てのグリッパに容器を把持して搬送するので、同一速度で同期して運転される。

大容量容器をブロー成形するのに要する時間と小容量の容器をブロー成形するのに要する時間を比べると、その差は小さい。これに比べて、大容量容器に製品液を充填するのに要する時間と小容量の容器に製品液を充填するのに要する時間を比べると、その差は大きい。例えば、容器の容量が２倍になると充填時間は２倍を要するのに対して、ブロー成形に要する時間の差は２倍よりも相当程度に小さい。このように、ブロー成形機と充填機が連結されるシステムの能力の律速は充填機にあるため、大容量容器の飲料と小容量容器の飲料を兼用するシステムは、大容量容器の飲料を生産する際には、充填機の能力、つまり処理速度又は搬送速度を下げる必要がある。したがって、全てのグリッパに容器を把持して搬送することを前提にすると、充填機に連結されるブロー成形機は、充填機に合わせて能力を下げて運転する必要がある。

特開平８−２８２７８９号公報 特開２０１３−０３９９４３号公報

ブロー成形機は、前述したように、大容量容器を成形するときと小容量容器を成形するときとで、金型を交換する必要があるが、全ての金型を大容量用から小容量用に交換するには相当の時間を要する。また、大容量用の金型を、ブロー成形機が有する全てのキャビティの数に対応する数だけ用意する必要があるので、飲料の生産コストを上げるのに加えて、金型を保管する広いスペースが必要になる。

以上より、本発明は、上流側の処理装置、例えばブロー成形機と下流側の処理装置、例えば充填機が連結されるシステムにおいて、小容量用金型から大容量用金型への交換に要する時間を軽減できる処理システム及び処理方法を提供することを目的とする。

本発明の処理システムは、第一回転搬送体により連続的に搬送される処理対象物に第一処理を施す第一処理部と、第一処理部より下流側に設けられ、第二回転搬送体により連続的に搬送される、第一処理が施された処理対象物に第二処理を施す第二処理部と、第一処理部で第一処理が施された処理対象物を、回転体である複数の第三回転搬送体で連続的に搬送する搬送部と、を備える。
本発明における処理システムは、第二処理部における第二処理の処理速度が第一処理よりも遅い低能力モードにおいて、第一処理部は、複数の処理対象物の間隔を第一ピッチとして第一処理を施し、第二処理部は複数の処理対象物の間隔を第一ピッチよりも小さい第二ピッチとして、第二処理を施す。
また、本発明における処理システムは、搬送部が、処理対象物を第一処理部から第二処理部に搬送する過程で、第一ピッチから第二ピッチに変換する、ことを特徴とする。

本発明による処理システムは、低能力モードのときに、第一ピッチから第二ピッチに変換するピッチ可変機構を有しているので、上流側の第一処理部を高能力モードのときと同じ速度のままで運転できる。したがって、第一処理部、例えばブロー成形機はこのピッチ変換に合わせて、キャビティの一つおきにプリフォームを供給してプラスチック容器を成形できるので、大容量用金型も一つおきのキャビティに設ければよい。したがって、本発明の処理システムによれば、高能力モードから低能力モードに運転を切り替えるときに、小容量用金型から大容量用金型への交換に要する時間を軽減でき、生産停止時間を短くできる。これは、低能力モードから高能力モードに運転を切り替えるときの大容量用金型から小容量用金型への交換に要する時間も短くできることを示唆している。

本発明における処理システムは、第二処理部における第二処理の処理速度が低能力モードよりも速い高能力モードを実行できる。この高能力モードにおいて、第一処理部における複数の処理対象物の間隔を、第二ピッチとし、第二処理部における複数の処理対象物の間隔を、第二ピッチとすることができる。そして、このときの搬送部は、処理対象物を第一処理部から第二処理部に搬送する過程で、第二ピッチを維持する。

本発明の処理システムにおいて、第一処理部は、第一処理を施す所定数Ｎの第一処理要素が取り付け可能とされ、第二処理部は、第二処理を施す所定数Ｍの第二処理要素を備える。
低能力モードにおいて、第一処理部は、所定数Ｎの１／ｎ倍（ただし、ｎは２以上の正の整数）の数の第一処理要素を取り付けて第一処理を施す、ことができる。
高能力モードにおいて、第一処理部は、所定数Ｎの第一処理要素を取り付けて第一処理を施す、ことができる。

本発明の処理システムにおいて、低能力モードにおいて、第一ピッチから第二ピッチに変換するには、少なくとも以下の手段を採用できる。
第一手段は、一つの第三回転搬送体がピッチ変換機構を備える。つまり、第一手段は、搬送部のいずれかの第三回転搬送体が、処理対象物を受け取る側が第一ピッチをなし、処理対象物を受け渡す側が第二ピッチをなす、ピッチ可変機構を備える。

第一手段において、いずれかの第三回転搬送体は、処理対象物を把持する複数のグリッパを備え、複数のグリッパのうち、処理対象物を受け取るグリッパは第一ピッチでかつ速度Ｖ２移動し、処理対象物を受け渡すグリッパは第二ピッチでかつ速度Ｖ２よりも遅い速度Ｖ１移動する、ことができる。

第二手段は、隣接する上流側第三回転搬送体と下流側第三回転搬送体の間で、第一ピッチから第二ピッチに変更し、上流側第三回転搬送体と下流側第三回転搬送体はそれぞれ処理対象物を把持する複数のグリッパを備える。これらの上流側第三回転搬送体のグリッパと下流側第三回転搬送体のグリッパは、処理対象物の授受の際に、相手側のグリッパへの干渉が回避される。
第二手段は、好ましくは、上流側第三回転搬送体のグリッパと下流側第三回転搬送体のグリッパは、処理対象物の授受の際の開きを大きくすることで、相手側のグリッパへの干渉を回避する。

本発明の処理システムは種々の具体的な用途に適用できるが、第一処理部は、容器の前駆体であるプリフォームを容器に成形するブロー成形部であり、第二処理部は、成形された容器に製品液を充填する充填部である、処理システムに適用できる。

本発明の処理システムは、典型的には、第一ピッチは第二ピッチの二倍である。
また、本発明の処理システムは、典型的には、低能力モードにおいて、第一処理部は、所定数Ｎの１／２倍の数設けられており、所定の取り付け位置の一つおきに第一処理要素を取り付けて第一処理を施す。

本発明の処理システムによれば、低能力モードから高能力モードに運転を切り替えるときに、第一処理部における第一処理要素の交換に要する時間を軽減でき、生産停止時間を短くできる。これは、高能力モードから低能力モードに運転を切り替えるときの第一処理要素の交換に要する時間も軽減できる。

本発明の第１実施形態に係る飲料充填システムの概略構成を示す平面図である。 第１実施形態の飲料充填システムを示す平面図であり、（ａ）は小容量容器の飲料を生産するのに合わせてブロー成形機及び充填機の両者が高速運転する高能力モードを示し、（ｂ）は大容量容器の飲料を生産するのに合わせてブロー成形機は高速で、充填機は低速で運転する低能力モードを示している。 第１実施形態の飲料充填システムの転送ホイールを示し、（ａ）はその構成を示し、（ｂ）はピッチ変換を行わない状態を示し、（ｃ）はピッチ変換を行う状態を示している。 第１実施形態の飲料充填システムの高能力モードにおける転送ホイールを示す平面図である。 第１実施形態の飲料充填システムの低能力モードにおける転送ホイールを示す平面図である。 本発明の第２実施形態の飲料充填システムを示す平面図であり、（ａ）は小容量容器の飲料を生産するのに合わせてブロー成形機及び充填機の両者が高速運転する高能力モードを示し、（ｂ）は大容量容器の飲料を生産するのに合わせてブロー成形機は高速で、充填機は低速で運転する低能力モードを示している。 第２実施形態の飲料充填システムの転送ホイールの構成を示す平面図である。 第２実施形態の転送ホイールに用いられるグリッパを示す平面図である。 第２実施形態の転送ホイールにおけるプラスチック容器の授受及びその前後の様子を示す平面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の処理システムを飲料充填システム１に適用した実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る飲料充填システム１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプラスチック容器１００に飲料を充填する一連の工程を実現する。飲料充填システム１は、図１に示すように、プラスチック容器１００の前駆体であるプリフォームをブロー成形することによりプラスチック容器１００を成形するブロー成形部１０と、成形されたプラスチック容器１００に製品液を充填する充填部３０と、を備える。この飲料充填システム１の基本構成は、第２実施形態に係る飲料充填システム２においても踏襲される。
なお、ブロー成形部１０が本発明の第一処理部に対応し、ブロー成形部１０におけるブロー成形が本発明の第一処理に対応する。また、充填部３０が本発明の第二処理部に対応し、充填部３０における製品液の充填が第二処理に対応する。さらに、プリフォーム及びプラスチック容器１００が本発明の処理対象物に対応する。

飲料充填システム１は、小容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する運転する高能力モード（図２（ａ））と、大容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する運転する低能力モード（図２（ｂ））と、を備えている。飲料充填システム１は、この低能力モードで運転されている間に、ブロー成形部１０と充填部３０の境界部分で、高能力モードとは異なるピッチでプラスチック容器１００の受渡し及び受取り、つまり授受を行うことができる。

［ブロー成形部１０］
ブロー成形部１０は、上流から連続的に搬送される試験管状のプリフォームを延伸ブロー成形してプラスチック容器１００を作製する。作製されたプラスチック容器１００は、充填部３０に搬送される。なお、ブロー成形部１０に搬送される前にプリフォームを殺菌処理してもよいし、ブロー成形部１０で成形後のプラスチック容器１００を殺菌処理してから充填部３０に搬送してもよい。また、飲料充填システム１において、ブロー成形部１０及び充填部３０を除く処理要素を加えることは任意である。

ブロー成形部１０は、図１及び図２に示すように、成形室１１と、成形室１１の内部に設けられる成形機１３と、を備える。また、ブロー成形部１０は、成形機１３で成形されたプラスチック容器１００を充填部３０に向けて順に搬送する転送ホイール１５，１６を備えている。なお、図１及び図２において、白抜き矢印がプラスチック容器１００の搬送方向を示し、実線矢印が転送ホイール１５などの回転方向を示している。他の図面においても同様である。

成形機１３は、回転体としてのスターホイールＳＷを備えており、スターホイールＳＷの円周方向に等分に取り付けられる複数の成形用の金型の内部にプリフォームを挿入した後に、プリフォームの内側にブロー成形用の気体を吹き付けて延伸ブロー成形する。成形機１３を構成するスターホイールＳＷが本発明の第一回転搬送体に対応し、成形機１３を構成する金型が本発明の第一処理要素に対応する。なお、円周方向に取り付けられる全ての金型（第一処理要素）の数を所定数Ｎとする。本実施形態は、ブロー成形部１０の具体的な構成を問うものでなく、従来の回転式の延伸ブロー成形装置を用いることができる。この金型が本発明の第一処理要素に対応する。また、本実施形態において、以下も含めてスターホイールの構造は任意である。

転送ホイール１５，１６は、それぞれ回転体としてのスターホイールを基本的な構成としており、転送ホイール１５，１６の周縁には、周方向に沿って等間隔に、図示を省略する複数のグリッパが配置されている。グリッパに把持されたプラスチック容器１００は、転送ホイール１５，１６の回転に伴って円周上を搬送される。転送ホイール１５でグリッパにより把持されるプラスチック容器１００は、転送ホイール１６のグリッパに受け渡される。このプラスチック容器１００の受渡しは、転送ホイール１５による円周と転送ホイール１６による円周とが接近する部位において行われる。
転送ホイール１６で搬送されるプラスチック容器１００は、充填部３０の転送ホイール３５に受け渡される。

［充填部３０］
次に、充填部３０は、図１及び図２に示すように、上流のブロー成形部１０から受け取ったプラスチック容器１００に充填機３３により製品液を充填する。また、充填部３０は、ブロー成形部１０から受け取ったプラスチック容器１００を順に搬送する転送ホイール３５，３６を備えている。なお、転送ホイール１５，１６，３５，３６が本発明の搬送部に対応する。

充填部３０は、充填室３１と、充填室３１の内部に設けられる充填機３３と、を備える。
充填機３３は、回転体としてのスターホイールＳＷを備えており、スターホイールＳＷの周縁には、周方向に沿って等間隔に、図示を省略する複数の充填バルブと複数のグリッパとが対になって配置されている。グリッパに把持されたプラスチック容器１００は、スターホイールの回転に伴って円周上を搬送されながら、充填バルブから製品液が充填される。充填機３３を構成するスターホイールＳＷが本発明の第二回転搬送体に対応し、充填機３３を構成する充填バルブが本発明の第二処理要素に対応する。充填機３３は、充填バルブ（第二処理要素）を所定数Ｍだけ備えている。所定数Ｍは、高能力モード及び低能力モードにおいて同じである。

転送ホイール３５，３６は、転送ホイール１５，１６と同様に、図示を省略する複数のグリッパを備えている。グリッパに把持されたプラスチック容器１００は、転送ホイール３５，３６の回転に伴って円周上を搬送される。転送ホイール３５は、プラスチック容器１００の授受に関る際に、グリッパを大きく開くことができる。以下、転送ホイール３５の構成について、図３〜図５を参照して説明する。

［転送ホイール３５］
転送ホイール３５は、飲料充填システム１が高能力モードで運転されるときに適用される高能力構造（３５Ｈ）と、飲料充填システム１が低能力モードで運転されるときに適用される低能力構造（３５Ｌ）と、が用意される。なお、転送ホイール３５が本発明の第三回転搬送体に対応する。高能力モードのときには、高能力構造の転送ホイール３５Ｈ（図３（ｂ）及び図４）が充填室３１に設置され、低能力モードのときには、転送ホイール３５Ｈに換えて、低能力構造の転送ホイール３５Ｌ（図３（ｃ）及び図５）が設置される。以下、転送ホイール３５Ｈ、転送ホイール３５Ｌの順に説明する。なお、転送ホイール３５Ｈと転送ホイール３５Ｌは、カム溝５９Ｈとカム溝５９Ｌの形状が相違することを除いて同じ構成を有している。

［転送ホイール３５Ｈ］
転送ホイール３５Ｈは、図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、軸線が鉛直方向に延びる支柱４１と、支柱４１の上端から一部が露出する回転軸４３と、回転軸４３に同軸状に固定される回転円板４５と、を備える。回転軸４３は、図示を省略する回転電機により回転運動し、この回転運動に伴って回転円板４５も回転運動する。

転送ホイール３５Ｈは、回転円板４５に複数のガイドアーム４７が取り付けられている。それぞれのガイドアーム４７は、回転円板４５の径方向に軸線が沿うように設けられ、この径方向の内側の端部が固定子４８を介して回転円板４５に固定されているので、ガイドアーム４７は片持ち構造をなす。

転送ホイール３５Ｈは、ガイドアーム４７の軸線方向に沿って往復移動するスライダ４９がガイドアーム４７に摺動可能に取り付けられている。スライダ４９は、ガイドアーム４７の内端と外端の間を往復移動する。
スライダ４９にはグリッパホルダ５１が取り付けられており、このグリッパホルダ５１はスライダ４９の往復移動に追従してガイドアーム４７の軸線方向に沿って往復移動する。グリッパホルダ５１は、グリッパ５２とカムピン５３が取り付けられている。グリッパ５２はカムピン５３よりも回転円板４５の径方向（以下、同様）の外側に取り付けられており、プラスチック容器１００を把持する部分が、径方向の外側を向いている。グリッパ５２とカムピン５３も、スライダ４９の往復移動に追従してガイドアーム４７の軸線方向に沿って往復移動する。カムピン５３は、カム板５７Ｈのカム溝５９Ｈに挿入される。グリッパ５２は、プラスチック容器１００を把持できる限り、その構造は任意である。

次に、転送ホイール３５Ｈは、支柱４１に固定円板５５が取り付けられている。固定円板５５は、回転円板４５よりも下方に間隔をあけて設けられている。
固定円板５５には、カム板５７Ｈが取り付けられている。転送ホイール３５Ｈにおけるカム板５７Ｈは、図４に示すように、カム曲線が円を描くように円形のカム溝５９Ｈが形成されている。カム溝５９Ｈにはカムピン５３が挿入される。

転送ホイール３５Ｈは、回転軸４３の回転運動に追従して回転円板４５が回転すると、スライダ４９に取り付けられているグリッパホルダ５１を介してグリッパ５２及びカムピン５３も回転運動する。カムピン５３がカム板５７Ｈのカム溝５９Ｈに挿入されているが、カム溝５９Ｈは円形であるからカムピン５３は単純な円形のカム曲線を描くように回転運動する。したがって、グリッパ５２も円周上を回転運動する。

高能力モードにおいて、転送ホイール３５Ｈなども含め、ブロー成形部１０及び充填部３０におけるプラスチック容器１００のピッチ及び搬送速度はＰ２、Ｖ２で同じである。

［転送ホイール３５Ｌ］
次に、低能力モードのときに用いる転送ホイール３５Ｌについて、図３（ａ），（ｂ）及び図５を参照して説明する。転送ホイール３５Ｌは、カム板５７Ｌが転送ホイール３５Ｈのカム板５７Ｈと相違することを除くと転送ホイール３５Ｈと同じ構成を有するので、以下ではこの相違点を中心に説明する。

カム板５７Ｌのカム溝５９Ｌは、図５に示すように、第一円弧溝６１と、第一円弧溝６１よりも曲率半径の大きい第二円弧溝６３と、第一円弧溝６１と第二円弧溝６３を連結する連結溝６５と、から構成され、平面視すると概ね楕円形の外径を有している。第二円弧溝６３は、転送ホイール３５Ｈのカム溝５９Ｈと同じ曲率半径を有している。連結溝６５は、概ね直線状をなしている。

カム板５７Ｌが以上のカム溝５９Ｌを有しているので、回転軸４３が回転運動すると、第二円弧溝６３及び連結溝６５に挿入されるカムピン５３の径方向の外側に向けた変位に従ってスライダ４９が径方向の外側に向かって変位する。グリッパ５２は、第二円弧溝６３に倣って移動するときには、第一円弧溝６１のときに比べて、図５に示すように、隣接するものとの間隔（ピッチ）が大きくなるのに加えて、搬送速度が速くなる。このように、転送ホイール３５Ｌは、グリッパ５２のピッチが変化するピッチ可変機構及び可変速機構を備えている。

低能力モードにおいて用いられる転送ホイール３５Ｌは、ピッチが大きく搬送速度の速い第二円弧溝６３に倣ってグリッパ５２が移動する領域で転送ホイール１６からプラスチック容器１００を受け取る。また、転送ホイール３５Ｌは、ピッチが小さく搬送速度の遅い第一円弧溝６１に倣ってグリッパ５２が移動する領域で転送ホイール３６にプラスチック容器１００を受け渡す。
具体的には、転送ホイール３５Ｌは、ピッチＰ１（第一ピッチ）、搬送速度Ｖ２でプラスチック容器１００を受け取り、ピッチＰ２（第二ピッチ）、搬送速度Ｖ１でプラスチック容器１００を受け渡す。ただし、Ｖ１＝１／２×Ｖ２、Ｐ１＝２×Ｐ２を満たす。

転送ホイール３５Ｌは、グリッパ５２が径方向の外側に移動することによりピッチが広がるので、転送ホイール３５Ｈと同じ位置にいたのでは、上流側の転送ホイール１６からのプラスチック容器１００の受け取りを行えなくなる。そこで、低能力モードのときには、図２（ｂ）に示すように、転送ホイール３５Ｌの中心軸を高能力モードの転送ホイール３５Ｈとは異なる位置に移動させる。こうすることにより、転送ホイール１６とのプラスチック容器１００の授受を担保する。

［飲料充填システム１の動作］
次に、飲料充填システム１の動作について説明する。
飲料充填システム１は、大容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する高能力モードと、小容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する低能力モードと、を兼用するので、以下では、高能力モード、低能力モードの順に説明する。
なお、高能力モードは、充填部３０に転送ホイール３５Ｈが組み付けられ、また、低能力モードは、充填部３０に転送ホイール３５Ｌが組み付けられる。

［高能力モード（図２（ａ））］
高能力モードは、ブロー成形部１０及び充填部３０がともに搬送速度が速い高能力で運転する。
高能力モードで運転される飲料充填システム１は、図２（ａ）に示すように、ブロー成形部１０において、成形室１１で成形されたプラスチック容器１００を転送ホイール１５，１６で順に搬送する。このとき、転送ホイール１５，１６の全てのグリッパでプラスチック容器１００を把持して搬送する。なお、グリッパの図示は省略している。このときの転送ホイール１５，１６で搬送されるプラスチック容器１００の間隔はピッチＰ２であり、搬送速度はＶ２である。

転送ホイール１５，１６で順に搬送されたプラスチック容器１００は、充填部３０の転送ホイール３５Ｈに受け渡され、さらに転送ホイール３６で搬送され、充填機３３に供給される。このとき、転送ホイール３５Ｈ，３６の全てのグリッパでプラスチック容器１００を把持して搬送する。なお、グリッパの図示は省略している。このときの転送ホイール３５Ｈ，３６で搬送されるプラスチック容器１００のピッチ搬送速度は、Ｐ２、Ｖ２に維持される。

充填機３３に供給されたプラスチック容器１００は、充填機３３において製品液が充填される。製品液が充填されたプラスチック容器１００は、充填部３０よりも下流に設けられる処理部、例えばプラスチック容器１００の開口を封止するキャップを取り付けるキャッパに向けて搬送される。

飲料充填システム１が高能力モードで運転されているときには、転送ホイール１５，１６で搬送されるプラスチック容器１００のピッチ及び搬送速度と、転送ホイール３５Ｈ，３６で搬送されるプラスチック容器１００のピッチ及び搬送速度は、それぞれＰ２、Ｖ２で一致する。これに従って、図２（ａ）には、転送ホイール１５，１６におけるプラスチック容器１００の間隔と転送ホイール３５Ｈ，３６におけるプラスチック容器１００の間隔が一致するように描かれている。この転送ホイール３５Ｈは、プラスチック容器１００を円周に沿って等間隔で搬送する。

［低能力モード（図２（ｂ））］
低能力モードは、ブロー成形部１０が搬送速度の速い高能力で運転し、充填部３０が搬送速度の遅い低能力で運転する。先行する運転モードが高能力モードである場合には、充填部３０の転送ホイール３５Ｈを転送ホイール３５Ｌに交換する。

また、ブロー成形部１０は、大容量容器に適合する大容量用金型に交換されている。ただし、本実施形態においては、それまでに取り付けられていた小容量用金型の全てを大容量用金型に交換する必要はなく、小容量用金型の半分の数、つまり１／２Ｎだけを大容量用金型に交換すれば足りる。しかも交換は、もともと設けられていた小容量用金型の一つおきにする。

低能力モードで運転される飲料充填システム１においても、ブロー成形部１０の基本的な動作及び搬送速度は高能力モードと同じである。ただし、低能力モードにおいて、成形機１３は、持ち得る全ての金型を使ってプリフォームからプラスチック容器１００を成形するのではなく、大容量用金型を保持しうる数の１／２の数だけ成形機１３に取り付けて成形を行う。しかも、大容量用金型は、一つおきに取り付けられる。

したがって、転送ホイール１５，１６で搬送されるプラスチック容器１００のピッチは、高能力モードのＰ２と異なり、Ｐ１（２×Ｐ２）となり、転送ホイール１５，１６が備えるグリッパの一つおき、つまり一ピッチおきに間欠的にプラスチック容器１００が保持される。ちなみに、高能力モードは、転送ホイール１５，１６が備える全てのグリッパで、欠員を設けることなくプラスチック容器１００を保持する。

転送ホイール１５，１６で順に搬送されたプラスチック容器１００は、充填部３０の転送ホイール３５に受け渡され、さらに転送ホイール３６で搬送され、充填機３３に供給される。このとき、転送ホイール３５Ｌ，３６の全てのグリッパでプラスチック容器１００を把持して搬送する。なお、グリッパの図示は省略している。

ただし、転送ホイール１６からプラスチック容器１００を受け取る転送ホイール３５Ｌは、転送ホイール１６とプラスチック容器１００のピッチＰ１が合うとともに、転送ホイール３６とプラスチック容器１００のピッチＰ２が合う必要がある。そこで、転送ホイール３５Ｌは、ピッチ可変機構を採用することで、転送ホイール１６からプラスチック容器１００の受取りのときにはピッチＰ１に広がり、転送ホイール３６への受渡しのときにはピッチＰ２に狭くなる。

［飲料充填システム１の効果］
第１実施形態に係る飲料充填システム１が奏する効果を説明する。
飲料充填システム１は、低能力モードのときに、ピッチ可変機構を有する転送ホイール３５Ｌを適用するので、充填部３０が低速度で運転しても、ブロー成形部１０は高能力モードのときと同じ高速度のままで運転ができる。ブロー成形部１０はこのピッチ変換に合わせて、１ピッチおきにプリフォームを供給してプラスチック容器１００を成形するので、大容量用金型も１ピッチおきに設ければよい。したがって、飲料充填システム１によれば、低能力モードから高能力モードに運転を切り替えるときに、小容量用金型から大容量用金型への交換に要する時間を半分にでき、生産停止時間を短くできる。これは、高能力モードから低能力モードに運転を切り替えるときの大容量用金型から小容量用金型への交換に要する時間も半分にできることを示唆している。

また、飲料充填システム１によれば、ブロー成形部１０に取り付ける大容量用金型が、ブロー成形部１０に取り付け得る数の半分だけ所持していればよい。したがって、飲料充填システム１によれば、大容量用金型に要するコストを抑えることができるのに加えて、大容量用金型を保管するスペースを削減できる。

ここで、飲料充填システム１は、高能力モードの運転速度を低能力モードの運転速度の２倍として説明したが、これはあくまで一例にすぎず、３倍、４倍などであってもよい。
また、飲料充填システム１は、充填部３０の転送ホイール３５Ｌにピッチ変換する機能を設けたが、ピッチ変換する位置は、ブロー成形部１０と充填部３０の間であれば任意に定めることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る飲料充填システム２について、図６〜図９を参照して説明する。
飲料充填システム２は、低能力モードにおいて、上流側の転送ホイールの搬送速度と下流側の転送ホイールの搬送速度が相違することを前提とする。ただし、搬送速度が異なる転送ホイールでプラスチック容器１００の授受を行うと、搬送速度の速い方のグリッパが、搬送速度の遅い方のグリッパに追いついて衝突する恐れがある。第２実施形態は、このグリッパの衝突を回避した転送ホイールを提案する。

飲料充填システム２も、小容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する運転する高能力モード（図６（ａ））と、大容量のプラスチック容器１００に製品液を充填する運転する低能力モード（図６（ｂ））と、の兼用のシステムである。高能力モード及び低能力モードの内容については、第１実施形態と同じである。
飲料充填システム２は、基本的な構成は飲料充填システム１と同様であるから、以下では、その特徴部分である転送ホイール３５，３６に焦点をあてて説明する。ただし、転送ホイール３５と転送ホイール３６はグリッパ７４の符号を除いて同じ構成を有しているので、以下では転送ホイール３５を例にして説明する。

転送ホイール３５は、図７に示すように、回転円板７１と、回転円板７１の外周に周方向に等間隔に、プラスチック容器１００を把持する複数のグリッパ７２が設けられている。各グリッパ７２は、図８に示すように、回転円板７１の外周部に固定されたブラケットプレート７３と、ブラケットプレート７３に取り付けられた駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂ、従動側リンクプレート７７Ａ，７７Ｂと、を備えている。駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂと従動側リンクプレート７７Ａ，７７Ｂとは、四節リンク機構をなしている。なお、グリッパ７２の構造については、特許文献２により具体的な記載がある。

駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂは、一定長を有した長円形状で、互いに所定角度で交差するように設けられている。駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂは、交差部分である一端部においてピン止めされ、互いに揺動可能とされている。駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂは、それぞれの他端部が、従動側リンクプレート７７Ａ，７７Ｂとピン止めされる。

従動側リンクプレート７７Ａ，７７Ｂは、四節リンク機構をなす基端部７８Ａ，７８Ｂと、基端部７８Ａ，７８Ｂと傾斜する把持部７９Ａ，７９Ｂと、が一体的に連なっている。基端部７８Ａ，７８Ｂは、それぞれが駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂとピン止めされる。また、基端部７８Ａ，７８Ｂと把持部７９Ａ，７９Ｂの境界部分がピン止めされている。

グリッパ７２は、駆動側リンクプレート７５Ａ，７５Ｂがピン止めされている部分に、外力Ｆを加えると図８（ｂ），（ｃ）に示すように把持部７９Ａ，７９Ｂが開き、外力Ｆを取り除くと図８（ａ）に示すように把持部７９Ａ，７９Ｂが閉じる。グリッパ７２は、プラスチック容器１００の授受に必要とされる（図８（ｂ））よりも把持部７９Ａ，７９Ｂが大きく開く（図８（ｃ））。

転送ホイール３５は、図７及び図９に示すように、この外力Ｆを加えるカム８１を備えている。カム８１は、プラスチック容器１００の授受を行う際に、グリッパ７２、つまり把持部７９Ａ，７９Ｂが開閉されるようにその配置が定められる。詳しくは、グリッパ７２がプラスチック容器１００を受け渡す手前から開き、受取りが完了すると閉じるようにカム８１が配置される。

［飲料充填システム２の動作］
次に、飲料充填システム２の動作について説明する。
飲料充填システム２は、高能力モードと低能力モードを行う基本的な動作が飲料充填システム１と同じである。ただし、飲料充填システム２は、転送ホイール３５と転送ホイール３６を交換することなく、高速で運転されるブロー成形部１０と低速で運転される充填部３０のピッチ変換、速度調整を行うところが飲料充填システム１と相違する。以下ではこの相違点を中心に飲料充填システム２を説明する。なお、飲料充填システム２において、転送ホイール３５が本発明の上流側第三回転搬送体に対応し、転送ホイール３６が本発明の下流側第三回転搬送体に対応する。

［高能力モード］
高能力モードは、ブロー成形部１０及び充填部３０がともに搬送速度が速い高能力で運転する。
転送ホイール３５，３６は、搬送されるプラスチック容器１００のピッチ及び搬送速度は、ともにＰ２，Ｖ２である。また、転送ホイール３５，３６は全てのグリッパ７２を用いてプラスチック容器１００を搬送する。

［低能力モード］
低能力モードは、ブロー成形部１０が搬送速度（Ｖ２）の速い高能力で運転し、充填部３０が搬送速度（Ｖ１）の遅い低能力で運転する。先行する運転モードが高能力モードであっても、充填部３０の転送ホイール３５，３６をそのまま使い続ける。
低能力モードにおける成形機１３に取り付けられる大容量用金型は、飲料充填システム１と同様に、保持しうる所定数Ｎの１／２を一つおきに取り付けられる。したがって、転送ホイール３５に受け渡されるプラスチック容器１００の間隔はＰ１（＝２×Ｐ２）となってグリッパ７２の一つ置きに保持される。また、転送ホイール３５の搬送速度は高能力モードのときと同じでＶ２である。

次に、転送ホイール３６は、充填部３０が低能力で運転されるのにしたがって、搬送速度はＶ１（＝１／２×Ｖ２）であり、かつ、全てのグリッパ７４を用いて保持するプラスチック容器１００の間隔はＰ２である。つまり、ピッチＰ１、搬送速度Ｖ２で搬送されてきたプラスチック容器１００は、転送ホイール３５から転送ホイール３６に受け渡される際に、ピッチＰ２、搬送速度Ｖ１に速度及びピッチが変換される。

ここで、転送ホイール３６に比べて転送ホイール３５の搬送速度が速いので、転送ホイール３５のグリッパ７２が転送ホイール３６のグリッパ７４に干渉する恐れがある。つまり、グリッパ７２の移動する速度がグリッパ７４の移動する速度の２倍であるために、先行してプラスチック容器１００の授受に関わったグリッパ７４に、授受を終えたばかりのグリッパ７２が追いついて干渉する恐れがある。この干渉は、授受を始めようとするグリッパ７２とグリッパ７４の間でも生じうる。

以上のグリッパ７２とグリッパ７４の干渉を避けるために、転送ホイール３５のグリッパ７２及び転送ホイール３６のグリッパ７４が、プラスチック容器１００の授受の前後に、大きく開くように構成されている。図９を参照して説明する。
図９は、転送ホイール３５で搬送されてきたプラスチック容器１００を転送ホイール３６に受け渡す際の経過を示している。なお、図９は、図中の上段の方が下段よりも時間が先行しており、かつ、図中の左側の方が右側の方よりも時間が先行している。

転送ホイール３５のグリッパ７２で把持しているプラスチック容器１００を転送ホイール３６のグリッパ７４に受け渡す前に、グリッパ７４が大きく開かれている。転送ホイール３５，３６の回転が進むと、グリッパ７４が徐々に閉じてグリッパ７２とグリッパ７４の両者でプラスチック容器１００を把持する。この様子が、図９の下段、左端の図に示されている。さらに転送ホイール３５，３６の回転が進むと、グリッパ７２が徐々に開いてグリッパ７２からグリッパ７４へのプラスチック容器１００の掴み換えが終了する。

以上の掴み換えの過程において、グリッパ７２又はグリッパ７４が最も大きく開いている全開の状態において、破線で示される相手側のグリッパ７２又はグリッパ７４の移動軌跡と干渉しない。したがって、プラスチック容器１００の授受の前後において、グリッパ７２又はグリッパ７４は相手側のグリッパ７２又はグリッパ７４に干渉することがない。

［飲料充填システム２の効果］
第２実施形態に係る飲料充填システム２は、転送ホイール３５及び転送ホイール３６を交換することなく、前述した飲料充填システム１と同様の効果を奏する。したがって、飲料充填システム２は、高能力モードから低能力モードへの切り替え、又は、その逆のときに要する作業時間を短くできる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、ピッチＰ１からピッチＰ２に変換するピッチ可変機構は、第１実施形態及び第２実施形態に限るものではない。また、第１実施形態及び第２実施形態は、本発明の処理はステムとして飲料充填システム１を例にしたが、上流側の処理部と下流側の処理部とで処理速度とが同じ場合と異なる場合があり、特に異なる場合に、上流側の処理速度が速い種々のシステムに適用できる。
また、処理速度、ピッチが異なる例として、Ｖ１＝１／２×Ｖ２、Ｐ１＝２×Ｐ２の関係を満たすものとしてが、本発明はこれに限らず、Ｖ１＝１／ｎ×Ｖ２、Ｐ１＝ｎ×Ｐ２の関係に広く適用できる。ただし、ｎは２以上の整数である。同様に、低速モードにおいて第一処理部に第一処理要素（金型）を取り付ける数についても、１／２×Ｎに限るものでなく、所定数Ｎの１／ｎ倍に適用できる。

１，２ 飲料充填システム
１０ ブロー成形部
１１ 成形室
１３ 成形機
１５，１６ 転送ホイール
３０ 充填部
３１ 充填室
３３ 充填機
３５，３６ 転送ホイール
３５Ｈ，３５Ｌ 転送ホイール
４１ 支柱
４３ 回転軸
４５ 回転円板
４７ ガイドアーム
４８ 固定子
４９ スライダ
５１ グリッパホルダ
５２ グリッパ
５３ カムピン
５５ 固定円板
５７，５７Ｈ，５７Ｌ カム板
５９Ｈ，５９Ｌ カム溝
６１ 第一円弧溝
６３ 第二円弧溝
６５ 連結溝
７１ 回転円板
７２ グリッパ
７３ ブラケットプレート
７４ グリッパ
７５Ａ，７５Ｂ 駆動側リンクプレート
７７Ａ，７７Ｂ 従動側リンクプレート
７８Ａ，７８Ｂ 基端部
７９Ａ，７９Ｂ 把持部
８１ カム
１００ プラスチック容器

Claims (12)

1. 第一回転搬送体により連続的に搬送される処理対象物に第一処理を施す第一処理部と、
   前記第一処理部より下流側に設けられ、第二回転搬送体により連続的に搬送される、前記第一処理が施された前記処理対象物に第二処理を施す第二処理部と、
   前記第一処理部で前記第一処理が施された前記処理対象物を把持する複数のグリッパを備え、単数の第三回転搬送体で前記処理対象物を連続的に搬送する搬送部と、を備え、
   前記第二処理部における前記第二処理の処理速度が前記第一処理よりも遅い低能力モードにおいて、
   前記第一処理部は、複数の前記処理対象物の間隔を第一ピッチとして、前記第一処理を施し、
   前記第二処理部は、複数の前記処理対象物の間隔を前記第一ピッチよりも小さい第二ピッチとして、前記第二処理を施し、
   前記搬送部は、複数の前記グリッパのうち、前記処理対象物を受け取る前記グリッパは速度Ｖ２で移動し、前記処理対象物を受け渡す前記グリッパは前記速度Ｖ２より遅い速度Ｖ１で移動する、
   ことを特徴とする処理システム。
   
2. 前記搬送部は、前記処理対象物を受け取る前記グリッパが前記第一ピッチをなし、前記処理対象物を受け渡す前記グリッパが前記第二ピッチをなす、ピッチ可変機構を備える、
   請求項１に記載の処理システム。
   
3. 前記ピッチ可変機構は、
   前記第三回転搬送体の回転中心から前記グリッパが前記処理対象物を把持する位置までの距離を変えることにより、前記第一ピッチと前記第二ピッチの変換および前記速度Ｖ２と前記速度Ｖ１の変換がなされる、
   請求項２に記載の処理システム。
   
4. 第一回転搬送体により連続的に搬送される処理対象物に第一処理を施す第一処理部と、
   前記第一処理部より下流側に設けられ、第二回転搬送体により連続的に搬送される、前記第一処理が施された前記処理対象物に第二処理を施す第二処理部と、
   前記第一処理部で前記第一処理が施された前記処理対象物を把持する複数のグリッパを備え、複数の第三回転搬送体で前記処理対象物を連続的に搬送する搬送部と、を備え、
   前記第二処理部における前記第二処理の処理速度が前記第一処理よりも遅い低能力モードにおいて、
   前記第一処理部は、複数の前記処理対象物の間隔を第一ピッチとして、前記第一処理を施し、
   前記第二処理部は、複数の前記処理対象物の間隔を前記第一ピッチよりも小さい第二ピッチとして、前記第二処理を施し、
   前記搬送部は、
   隣接する上流側第三回転搬送体と下流側第三回転搬送体を備え、前記上流側第三回転搬送体と前記下流側第三回転搬送体の間で、前記第一ピッチから前記第二ピッチに変更し、
   前記上流側第三回転搬送体と前記下流側第三回転搬送体はそれぞれ前記処理対象物を把持する複数の上流側グリッパと複数の下流側グリッパを備え、
   前記処理対象物の授受を終えたばかりの前記上流側グリッパが、先行して前記処理対象物の授受に関わった前記下流側グリッパに追いつき、
   前記上流側グリッパと前記下流側グリッパは、前記処理対象物の授受の前後において、最も大きく開いている全開の状態において、平面視した相手側の移動軌跡との干渉が回避される、
   ことを特徴とする処理システム。
   
5. 前記処理対象物を受け取る前記上流側第三回転搬送体の前記グリッパは前記第一ピッチで移動し、前記処理対象物を受け渡す前記下流側第三回転搬送体の前記グリッパは前記第二ピッチで移動する、
   請求項４に記載の処理システム。
   
6. 前記第二処理部における前記第二処理の処理速度が前記低能力モードよりも速い高能力モードにおいて、
   前記第一処理部における複数の前記処理対象物の間隔を、前記第二ピッチとし、
   前記第二処理部における複数の前記処理対象物の間隔を、前記第二ピッチとし、
   前記搬送部は、前記処理対象物を前記第一処理部から前記第二処理部に搬送する過程で、前記第二ピッチを維持する、
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の処理システム。
   
7. 前記第一処理部は、前記第一処理を施す所定数Ｎの第一処理要素が取り付け可能とされ、
   前記第二処理部は、前記第二処理を施す所定数Ｍの第二処理要素を備え、
   前記低能力モードにおいて、
   前記第一処理部は、前記所定数Ｎの１／ｎ倍（ただし、ｎは２以上の正の整数）の数の前記第一処理要素を取り付けて前記第一処理を施す、
   請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の処理システム。
   
8. 前記第二処理部における前記第二処理の処理速度が前記低能力モードよりも速い高能力モードにおいて、
   前記第一処理部は、前記所定数Ｎの前記第一処理要素を取り付けて前記第一処理を施す、
   請求項７に記載の処理システム。
   
9. 前記低能力モードにおいて、
   前記第一処理部は、前記第一処理を施す所定数Ｎの第一処理要素が取り付け可能とされ、所定の取り付け位置の一つおきに、前記所定数Ｎの１／２倍の数だけ、前記第一処理要素を取り付けて前記第一処理を施す、
   請求項７に記載の処理システム。
   
10. 前記第一処理部は、容器の前駆体であるプリフォームを前記容器に成形するブロー成形部であり、
    前記第二処理部は、成形された前記容器に製品液を充填する充填部である、
    請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の処理システム。
    
11. 前記第一ピッチは前記第二ピッチの二倍である、
    請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の処理システム。
    
12. 請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の処理システムにより、
    連続的に搬送される処理対象物に第一処理と第二処理を施す、
    ことを特徴とする処理方法。

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