(57)【要約】  本発明は、二重チューブ（１０）、即ち同心状の充填チューブ（１１，１２）を有し、これら充填チューブを、分注開口を設けた共通のチューブ肩部（１３）に連結した種類のチューブに充填するチューブ充填装置及びこのような装置によるチューブの充填方法を提供する。内側チューブと外側チューブとの間のギャップ状空間に充填するために、細長い充填ノズル（１８）の排出端部に、排出開口を具える充填パイプ（１８ｆ）のセットを周方向に設け、これら排出開口は、ギャップよりも直径を小さくし、充填ノズルの側面の半径方向内方に配置する。充填ノズルの内側には雄型の細長いマンドレル（２０）を配置し、外側チューブの開口端部の周囲外側には芯出しスリーブ（１９）を配置し、ギャップ空間の充填処理中、この芯出しスリーブが外側チューブに対する相対位置を維持するようにする。
2005515124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側チューブ（１１）と、この内側チューブをギャップを介して包囲した外側チューブ（１２）とを有し、これら内側及び外側のチューブの双方を共通のチューブ肩部（１３）に連結し、このチューブ肩部が、吐出開口を通じて内側及び外側のチューブからの製品を所望の方法で分注する手段を有する種類のチューブ（１０）にチューブ充填装置により充填するチューブ充填方法であって、処理に必要な順序で段歩的に動作するコンベヤ（１６）により、コンベヤ通路に沿って配置した充填ステーションにチューブを個々に又はグループ毎に送り、この充填ステーションでチューブに充填し、チューブを封止した後にこのチューブを前記チューブ充填装置から送出ステーションに送出するチューブ充填方法において、
前記充填ステーションにおいて、内側チューブ（１１）と外側チューブ（１２）との間のチューブ（１０）のギャップに、このギャップに導入しうる細長いノズル（１８）であって、中央に位置する雄型のマンドレル（２０）を具え且つギャップの形状に対応する製品供給開口を有する当該細長いノズル（１８）により充填するもので、
最初の段階として、前記ノズルの周囲外側に配置した芯出しスリーブ（１９）により、外側チューブ（１２）の開口端部が公称断面となるようにし、また当該ノズルに対して芯出しし、同時に、中央に位置した雄型の前記マンドレル（２０）により、内側チューブの開口端部が公称断面となるようにし、また前記ノズルに対して芯出しし、
次に、外側及び内側のチューブを芯出しした状態で、前記ノズル（１８）を前記チューブ肩部（１３）から僅かに離れた充填開始の初期位置に位置させ、
その後、芯出しスリーブ（１９）をチューブの開口端部の周りに保持しつつ、前記ノズル（１８）を、充填開始位置から所望の充填レベルに相当する最終位置までチューブから抜き出る方向に案内し、
さらに、前記内側チューブ（１１）には、この内側チューブの中央に導入可能な充填パイプにより充填することを特徴とするチューブ充填方法。
【請求項２】
前記ノズル（１８）と前記チューブとの間の相対的な移動を、装置フレームに対して不動に支持したノズルと、装置フレームにおいて垂直方向に昇降しうるチューブホルダ（１５）と、装置フレームにおいて垂直方向に昇降し且つ前記チューブホルダの移動と同期する前記芯出しスリーブ（１９）とにより行う請求項１に記載のチューブ充填方法。
【請求項３】
前記ノズルを複数の充填パイプ（１８ｆ）により形成し、これら充填パイプを、前記中央マンドレル（２０）の外周全体にわたり互いにほぼ均一な間隔をもって配置した請求項２に記載のチューブの充填方法。
【請求項４】
処理されるチューブが、外側チューブ（１２）及び内側チューブ（１１）を有し、チューブの開口端部からチューブ本体の少なくとも大部分にわたってチューブ本体が円筒形状である請求項１乃至３のいずれか一項に記載のチューブの充填方法。
【請求項５】
内側チューブ（１１）と、この内側チューブをギャップを介して包囲した外側チューブ（１２）とを有しており、これら内側及び外側のチューブの双方を共通のチューブ肩部（１３）に連結し、このチューブ肩部が、吐出開口を通じて内側及び外側のチューブからの製品を所望の方法で分注する手段を有する種類のチューブ（１０）に充填するチューブ充填装置であって、充填に必要な順序で段歩的に作動するコンベヤ（１６）によりコンベヤ通路に沿って配置した充填ステーションにチューブを個々に又はグループ毎に送り、この充填ステーションでチューブに充填し、チューブを封止した後にこのチューブを前記チューブ充填装置から送出ステーションに送給するチューブ充填装置において、
内側チューブ（１１）と外側チューブ（１２）との間のギャップに導入しうる細長いノズル（１８）であって、中央に位置した雄型のマンドレル（２０）を設け、また前記ギャップの形状に対応した製品送給開口を有する充填パイプ（１８ｆ）を設けた細長いノズル（１８）と、
前記ノズルの外周に配置した芯出しスリーブ（１９）と、
前記チューブ（１０）及び前記ノズル（１８）間の相対的な動きを実現する手段と、
前記チューブ及び前記ノズルの相対移動中に、開口チューブ端部周囲の所定位置に前記芯出しスリーブを常に維持する手段と
を有していることを特徴とするチューブ充填装置。
【請求項６】
前記チューブ及び前記ノズル間の相対的な動きを実現する手段は、サーボ制御により、垂直方向に昇降可能であり、装置フレームに支持したチューブホルダ（１５）と、支持フレームにおいて不動状態に支持した充填ノズル（１８）とを有し、また、前記チューブ開口端部周囲に前記芯出しスリーブを保持する手段は、前記相対的な動きを実現する手段と同期するサーボ駆動ユニットを有するものとした請求項５に記載のチューブ充填装置。
【請求項７】
前記ノズルは、複数の充填パイプ（１８ｆ）を有し、これら充填パイプを、前記中央マンドレル（２０）の外周全体にわたり互いにほぼ均一な間隔をもって配置した請求項６に記載のチューブ充填装置。
【請求項８】
前記細長いノズル（１８）をほぼ円筒形とし、当該ノズルの側面の充分内側に充填パイプ（１８ｆ）を位置させ、前記中央マンドレル（２０）をほぼ円筒形とし、円錐状導入端部（２１）を具えた請求項７に記載のチューブ充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ充填装置及び当該装置によるチューブ充填方法に関するものである。より具体的には、本発明は、二重チューブの充填に関するものである。二重チューブとは、内側チューブと、この内側チューブをギャップを介して包囲した外側チューブとを有しており、これら内側及び外側のチューブの双方を共通のチューブ肩部に連結し、このチューブ肩部が、吐出開口を通じて内側及び外側のチューブからの製品を所望の方法で分注する手段を有する種類のチューブを意味する。
【０００２】
背景技術
前述した種類の二重チューブ及び他の種類の２チャンバ又は多チャンバのチューブは、特に、互いに接触すると化学的に又は他の方法で容易に反応する異なる種類の製品又は成分を詰めるのに用いる。このような反応は、チューブから部分的に又は全体的に吐出された内容物についてのみ起こるようにするのが望ましい。このような条件では、各成分はチューブ内で別々に保存されねばならない。
【０００３】
上述した以外の用途も存在する。例えば、二重チューブ又は他の多チャンバのチューブは、「ストライプ状の歯磨きペースト」を分注するのに用いることができる。
【０００４】
しかし、現在のところ、このような二重チューブを迅速確実に処理するための、効率的な充填処理方法、従って商業的競争力のあるチューブ充填装置は存在していない。
【０００５】
このようなチューブ充填装置は、例えば、充填チューブの充填シール不良に関連する汚染の結果として生ずる充填装置の動作の停止や、又は動作を混乱させる他の障害を伴うことなく、欠陥のない充填チューブを精密に且つ高い生産能力で製造するのに用いることができなければならない。
【０００６】
生産能力を高めるために充填に際して必要な場合には、充填ステーションで同時に多数のチューブに対して並列的に充填処理を行うようにする必要もある。
【０００７】
発明の目的
従来、冒頭に記載した種類の二重チューブは、大きな問題を引き起こしてきたものであり、上述した障害を伴うことなくチューブ充填装置で二重チューブに効率よく充填することができなかった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、この欠点を解消し、二重チューブのための効率的な充填処理方法及びチューブ充填装置を得るにある。
【０００９】
本発明の概要
本発明の目的は、請求項１による充填方法によって、また請求項５に記載のチューブ充填装置よって達成する。
【００１０】
特許請求の範囲のそれぞれの独立した請求項に関連する従属項は、有利な実施例を示すものである。
【００１１】
添付の図面は、上述した目的を達成するためのチューブ充填装置の一部を形成する主要な構成要素を示す複数の基礎的且つ詳細な図面である。
【００１２】
本発明の好適例
図１の二重チューブ１０は、内側チューブ１１と、外側チューブ１２とを有する。これら２個のチューブをチューブ肩部１３に連結し、この肩部１３には、内側チューブ１１の内容物と、内側及び外側チューブ間のギャップ状の空間の内容物とを個別に分注しその後混合するための通路（図示せず）がある。このチューブ肩部の上にはチューブキャップ１４がある。
【００１３】
図示する実施例において、内側チューブ、外側チューブ、チューブ肩部及びチューブキャップの断面は、全て円形とするが、このような円形断面は以下に説明する充填ステップにおいて好ましいものである。
しかし、原則として他の断面形状とすることもできる。
【００１４】
二重チューブ構成部材の材料は、目的とする用途に応じて選択する。通常、ポリオレフィンタイプの熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどを、バリア層と共に又はバリア層なしで使用する。しかし、本願出願人による同時係属分割出願であるスウェーデン国特許出願公開第0203294-4 号明細書に開示した熱ガス活性技術及びヒートシール法を利用するためには、図１の二重チューブの開口端部がヒートシール可能な材料を含むようにすることが必要となる。
【００１５】
多数のチューブを詰めてチューブの製造業者から納品された輸送梱包から、直接、二重チューブ１０をチューブ充填装置に挿入する。チューブは大きく変形して、その開口端部の断面が公称（円形）断面からかなり逸脱した形状になるおそれがある。チューブ充填装置に挿入する図１の二重チューブでは、公称断面からのずれは穏当なものである。しかし、内側チューブと外側チューブとの間のギャップ幅が、例えば５ｍｍ程度とかなり小さいことから、主としてギャップ空間の充填に関して、またそれに続くシール処理のための熱活性化処理中にも取り扱いに細心の注意を要することは避けられない。
【００１６】
狭いギャップ空間であり、しかも内側チューブ及び外側チューブの材料に異なる材料を適用することから、二重チューブの漏れ防止及び端部シール部の見栄えをよくするには他の重要な課題を生ずる。このような端部シールは図２から分かるだろう。本発明は、この重要な課題を達成するための特別な熱活性化処理は、前述したスウェーデン国分割特許出願に開示してある。
【００１７】
図３は、内側チューブと外側チューブとの間のギャップ状空間を充填するための、本発明による処理ステップを示す線図である。二重チューブ１０をチューブホルダ１５に保持する。このホルダは、装置フレーム（図示せず）により支持した段歩的に駆動する無端コンベア１６上に配置し、チューブを個々にまたはグループ毎に作業ステーションに移送して処理を行う。
【００１８】
リフト装置１７を、図３の充填ステーションに示すが、このリフト装置１７は、チューブホルダ１５の下側に適用して、チューブホルダの垂直方向位置、すなわちチューブを垂直方向に上下に調整することができる。
【００１９】
図３に示すようにチューブ１０の垂直方向上方に充填ノズル１８を配置し、図示の実施例では、この充填ノズル１８は装置フレームに不動状態に支持する。垂直方向上下に調整可能な、円形内側断面を有する芯出しスリーブ１９により、細長円筒状ノズル１８の側面をギャップを介して包囲し、このギャップにより外側チューブの端部をギャップ空間に挿入することができる。芯出しスリーブ１９の内側断面（図示の実施例では円形）は、外側チューブの端部の断面に相当し、この内側断面は外側チューブの端部を公称断面及び寸法に規定することを意図するものである。この芯出しスリーブにより、二重チューブの外部から、外側チューブ端部の必要とされる良好に規定された形状が形成され又は保証される。
【００２０】
図３に示す処理ステップを説明する前に、充填ノズル１８を図４を参照してより詳細に説明する必要がある。
【００２１】
充填ノズルは、細長く且つ円筒形の外面を有しており、上述の芯出しスリーブ１９とともに、充填ノズル自体と芯出しスリーブとの間に二重チューブの外側チューブ１２を収容するためのものである。充填ノズルの外面の径方向やや内側には、１組の充填パイプ１８ｆを側面の全周にわたって相互に均等な間隔で配置する。これら充填パイプ１８ｆの口部の直径は、数ｍｍ程度と比較的小さく、二重チューブの内側チューブ１１と外側チューブ１２との間のギャップ幅よりも明らかに小さい直径にする。上述したように、内側チューブと外側チューブとの間の充填のための空間が狭いため、充填パイプの外側及び充填ノズルの側面に製品が蓄積しないようにする必要がある。充填パイプの口部の小さい直径によれば、迅速且つ正確に製品の供給を断続しやすくなる。
【００２２】
雄型の細長い中空のマンドレル２０を、その側面が充填ノズル１８の全長にわたり同軸状となるようノズル内に設け、面取りした入口端部２１を充填パイプ１８ｆの口部を僅かに超えて突出させる。図示の実施例においては、マンドレル２０は、内側チューブ１１の公称円形内側断面に相当する円形断面を有する。このことは、マンドレル２０を具える充填ノズル１８を二重チューブ１０内に配置すると、内側チューブが必然的に公称断面に整形されることを意味する。二重チューブの外側チューブは、その内側を充填ノズルの側面周囲に配置し、芯出しリング１９により公称円形断面に整形される。このようにして、内側チューブと外側チューブとの間に充填のための良好に規定された空間を生ずる。この空間において、充填パイプ１８ｆの開口は、ノズルに対する干渉及び堆積を伴うことなく、ギャップ状空間を充填するための良好に規定された位置をとる。
【００２３】
充填ステップ全体を通じてこの空間が良好に規定された状態にあるようにするには、充填ステップの間中、芯出しリング１９が二重チューブとの相対位置を確実に維持するようにする。図示の実施例における好適な位置とは、二重チューブの開口端部周囲の位置である。
【００２４】
図示の実施例においては、充填ノズル１８は装置フレーム内に対して不動であるが、チューブ１０は垂直方向で調整可能である。
【００２５】
従って、チューブホルダ１５の移動を芯出しスリーブ１９の移動と同期させることが重要である。図示した実施例において、このことは同期サーボ駆動ユニット（図示せず）により行う。
【００２６】
図３は、内側チューブと外側チューブとの間のギャップ状空間を充填する充填ステップ全体にわたる操作段階を示す。
【００２７】
段階ａでは、コンベア１６の進行は停止している。チューブホルダ１５は搬送状態にあり、リフト装置１７はチューブホルダ１５と接触しておらず、芯出しスリーブ１９は充填ノズルの分注端部の周囲にギャップを介して包囲する状態にある。
【００２８】
コンベアの進行が停止した状態で、リフト装置１７を使用し、二重チューブの開口端部を、外側から芯出しスリーブ１９によりまた内側からマンドレル２０により芯出しする、すなわち、外側チューブは芯出しスリーブにより円形断面となり、内側チューブはマンドレル２０上で必然的に円形断面に整形される。このことは段階ｂで生じる。
【００２９】
段階ｃでは、充填パイプ１８ｆの口部がチューブ肩部に近接した位置にあり、内側チューブと外側チューブとの間の位置にギャップ状空間に干渉のない状態で位置決めされ、二重チューブはリフト装置１７によりリフトされている。芯出しスリーブ１９は垂直方向上方に移動されており（チューブホルダと同様にサーボユニットによって）、二重チューブの開口端部に対するその相対位置を維持する。マンドレル２０は内側チューブ１１の内側にある。このようにしてギャップ状空間の充填を開始することができる。この処理中、チューブホルダ１５及び芯出しリング１９を、チューブが段階ｂの位置に復帰するまで（サーボユニットにより）引き下げる。この処理全体にわたり、芯出しスリーブ１９は二重チューブに対する相対位置を維持する。段階ｄでは、内側チューブと外側チューブとの間のギャップ状空間の充填が完了し、このときチューブホルダ１５は搬送位置に戻る（段階ｅ）。内側チューブ１１をそのための製品により充填すべきである。二重チューブは次の充填ステーションに進行する。充填の観点から、内側チューブ１１は原則として通常の単一チューブであるが、ギャップ状空間を充填したことにより寸法の安定性が向上しているため単一チューブ用の充填ノズルにより簡単に充填することができる。
【００３０】
このように、本発明はチューブ充填装置を提供するものであり、二重チューブの好適な充填方法を説明した。図面を参照した説明においては、一方で本発明の根本原理を線図的に示し、他方では構成部材の具体例により示した。
【００３１】
このような構成部材は、本発明の特許請求の範囲内でその設計を変更しうることもちろんであり、本発明は特許請求の範囲の内容によってのみ制限されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明によるチューブ充填装置に挿入する前の状態の二重チューブを示す線図である。
【図２】図２は、チューブ充填装置から取外した後の状態における図１の二重チューブを示す線図である。
【図３】図３は、二重チューブの内側チューブと外側チューブとの間のギャップ状空間を充填する処理段階を示す線図である。
【図４】図４は、ギャップ状空間を充填するための充填ノズルの斜視図である。
【図１】
2005515124.tif 000003
【図２】
2005515124.tif 000004
【図３】
2005515124.tif 000005
2005515124.tif 000006
2005515124.tif 000007
2005515124.tif 000008
2005515124.tif 000009
【図４】
2005515124.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月12日(2004.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
内側チューブ（１１）と、この内側チューブをギャップを介して包囲した外側チューブ（１２）とを有し、これら内側及び外側のチューブの双方を共通のチューブ肩部（１３）に連結し、このチューブ肩部が、吐出の開口を通じて内側及び外側のチューブからの製品を所望の方法で分注する手段を有する種類のチューブ（１０）にチューブ充填装置により充填するチューブ充填方法であって、処理に必要な順序で段歩的に動作するコンベヤ（１６）により、コンベヤ通路に沿って配置した充填ステーションにチューブを個々に又はグループ毎に送り、この充填ステーションでチューブに充填し、チューブを封止した後にこのチューブを前記チューブ充填装置から送出ステーションに送給するチューブ充填方法において、
前記充填ステーションにおいて、内側チューブ（１１）と外側チューブ（１２）との間のチューブ（１０）のギャップに、このギャップに導入しうる細長いノズル（１８）であって、中央に位置する雄型のマンドレル（２０）と、充填パイプ（１８ｆ）とを具え、且つギャップの形状に対応する製品供給開口を有する当該細長いノズル（１８）により充填するもので、
最初の段階として、前記ノズルの周囲外側に配置した芯出しスリーブ（１９）により、外側チューブ（１２）の開口端部が公称断面となるようにし、また当該ノズルに対して芯出しし、同時に、中央に位置した雄型の前記マンドレル（２０）により、内側チューブの開口端部が公称断面となるようにし、また前記ノズルに対して芯出しし、
次に、外側及び内側のチューブを芯出しした状態で、前記ノズル（１８）を前記チューブ肩部（１３）から僅かに離れた充填開始の初期位置に位置させ、
その後、芯出しスリーブ（１９）をチューブの開口端部の周りに保持しつつ、前記ノズル（１８）を、充填開始位置から所望の充填レベルに相当する最終位置までチューブから抜け出る方向に案内し、
さらに、前記内側チューブ（１１）には、この内側チューブの中央に導入可能な充填パイプにより充填することを特徴とするチューブ充填方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
米国特許出願公開第676 714 号明細書には、二重チューブの内側及び外側チューブに順次に充填する初期の手法が開示されている。
しかし、現在のところ、このような二重チューブを迅速確実に処理するための、効率的な充填処理方法、従って商業競争力のあるチューブ充填装置は存在していない。
【国際調査報告】
2005515124.tif 000011
2005515124.tif 000012