(57)【要約】【課題】計量装置から重力落下により供給される固形物が容器に充填され、後工程のシール工程に移動する際に、移動に伴い発生する振動や揺れによって固形物が容器フランジ面にこぼれることを抑制することにより、包装時のシール不良を低減し、機械充填を可能にさせ、生産効率を向上させる。【解決手段】固形物１６を容器フランジ部５にかかることなく容器４内に充填するために、充填装置１が筒状部材２と押込み部材３とから構成され、筒状部材２のフランジ部７が容器フランジ部５を覆うように設け、押込み部材３の下面外周部が固形物１６を押圧する押圧部１１となり、且つ、押込み部材３の下面略中央部が凹状に形成された凹部が非押圧部となるように形成され、押込み部材３の押圧部１１が筒状部材２の内側を通り、押込み部材３の押圧部１１が、容器４に充填された固形物１６の外縁部のみを容器フランジ部５より下方に位置するように押圧できるように構成した。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形物を容器に案内する筒状部材と、前記容器に充填された前記固形物を押圧する押込み部材とを備え、前記押込み部材が前記筒状部材の内側を上下動する機構を有する充填装置であって、
前記筒状部材の下方開口部の内径が、容器開口部の内径より小さくなるように形成され、
前記筒状部材が、前記下方開口部の外縁に略水平に拡がるフランジ部を有し、
前記フランジ部の下面が、前記容器フランジ部を覆うように設けられ、
前記フランジ部の下面と、前記容器フランジ部の上面とが、密着又はわずかな間隙を有するように配置され、
前記押込み部材の下面外周部が、前記固形物を押圧する押圧部となるように形成され、且つ、前記押込み部材の下面略中央部が凹状に形成された凹部全体が非押圧部となるように形成され、
前記押込み部材が下方向に動作し、前記押圧部が前記筒状部材の前記下方開口部を通過するときに、前記押込み部材の前記押圧部の外周縁部と、前記筒状部材の前記下方開口部の内周縁部とが、わずかな間隙を有するように形成されていることを特徴とする固形物の充填装置。
【請求項２】
前記非押圧部を形成する凹部が略円柱または略角柱に形成され、且つその内天面が、前記押込み部材が最下方位置に到達したときに、前記容器に充填された前記固形物と接触しない深さに調整され形成されていることを特徴とする請求項１記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形状の被包装物を容器に充填する充填装置に関する。より詳細には、押圧しても破壊、破断しない柔軟性を有する嵩高い固形物を、小型容器に充填する場合において、容器フランジ部への固形物のこぼれを抑制することにより、包装工程でのシール不良を低減させ、生産性効率を向上させることができる充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、充填装置の上方に計量装置を配し、計量装置によって計量された固形物が重力落下によって容器に充填される充填装置が知られている。例えば、食品製造の分野においては、煮豆などの惣菜類は、上記のような計量、充填装置を用いて製造が行われている。煮豆などは、例えば所定量計量され、山盛りに充填された場合であっても、その表面の滑らかさにより、重力によって容器内で広がり、山盛り状の状態が維持されることがないため、容器からこぼれることなく充填することができる。
【０００３】
一方、同じ食品製造の分野であっても、例えば昆布佃煮や、ひじき煮、きんぴらごぼう等の細長く嵩高い惣菜類については、上記のような充填装置で製造した場合には、固形物が充填されたときに容器内で拡散せず上方に積み重なり山盛り状に充填されるため、固形物が容器内に収まりきれず、容器外や容器フランジ部にこぼれが生じる。
また、仮に固形物の充填時直後にあって、固形物が容器外や容器フランジ部にこぼれていない場合であっても、固形物が山盛り状に充填されているため、後工程のシール包装工程に移動する間に、移動によって生じる揺れや振動で山盛り状の固形物が崩れ、固形物が容器外や容器フランジ部にこぼれるため、量目不良やシール不良が発生する。そのため、細長く嵩高い惣菜類については、人手による充填に頼らざるを得ず、上記のような機械による充填ができなかった。
【０００４】
特許文献１では、惣菜のこぼれにより美観が損なわれないようにするため、惣菜の盛り付けガイドを用いて、惣菜類を盛り付ける方法が開示されているが、手作業での盛り付け方法であり、機械による充填方法ではない。
特許文献２では、軽くて舞い上がりやすい削り節等の被包装物を圧縮して小嵩にした状態で包装袋に自動的に充填することにより、充填効率を高める充填装置が開示されているが、袋包装用の充填装置であって、カップ容器用の充填装置ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９０６３７２号
【特許文献２】特許第５０４４８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、押圧しても破壊、破断しない柔軟性を有する嵩高い固形物が、計量装置から重力落下により供給され、カップ容器に充填された時、あるいは前述の固形物がカップ容器に充填され、後工程のシール包装工程に移動するときに、移動に伴い発生する振動や揺れによって、カップ容器内に充填された前述の固形物がカップ容器外やカップ容器フランジ面にこぼれることを抑制することができる充填装置を提供することを目的とする。本発明に係る充填装置によって、充填時のこぼれを抑制させ、包装時のシール不良と量目不良を低減させることで、嵩高い惣菜類であっても機械充填を可能にさせ、生産効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本願の第１発明は、固形物を容器に案内する筒状部材と、前記容器に充填された前記固形物を押圧する押込み部材とを備え、前記押込み部材が前記筒状部材の内側を上下動する機構を有する充填装置であって、前記筒状部材の下方開口部の内径が、容器開口部の内径より小さくなるように形成され、前記筒状部材が、前記下方開口部の外縁に略水平に拡がるフランジ部を有し、前記フランジ部の下面が、前記容器フランジ部を覆うように設けられ、前記フランジ部の下面と、前記容器フランジ部の上面とが、密着又はわずかな間隙を有するように配置され、前記押込み部材の下面外周部が、前記固形物を押圧する押圧部となるように形成され、且つ、前記押込み部材の下面略中央部が凹状に形成された凹部全体が非押圧部となるように形成され、前記押込み部材が下方向に動作し、前記押圧部が前記筒状部材の前記下方開口部を通過するときに、前記押込み部材の前記押圧部の外周縁部と、前記筒状部材の前記下方開口部の内周縁部とが、わずかな間隙を有するように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本願の第２発明は、本願の第１発明の充填装置であって、前記非押圧部を形成する凹部が略円柱または略角柱に形成され、且つその内天面が、前記押込み部材が最下方位置に到達したときに、前記容器に充填された前記固形物と接触しない深さに調整され形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の固形物の充填装置によれば、前記固形物が充填された前記容器が、充填工程からシール包装工程に移動する過程で振動や揺れ等の衝撃を受けた場合でも、前記筒状部材の前記フランジ部が前記容器フランジ部を覆うように設けられ、前記押込み部材の前記押圧部が、前記筒状部材の内側を通り、前記筒状部材の下方に配置された前記容器に充填された前記固形物の外縁部だけを、前記容器フランジ部の上方水平面より下方に位置するように押圧することにより、前記固形物が前記容器フランジ部にかかることなく充填され、後工程に移動する過程においても、同様にこぼれを無くすことができる。
また、上記構成によれば、前記押込み部材で前記容器に充填された前記固形物を押圧するときに、前記固形物を前記容器の底部に近い位置まで深く押圧することにより、前記容器内側の外縁部にある前記固形物が押圧されることにより生じた窪みである外縁部空間が形成される。その結果、前記容器に前記固形物が充填された後、後工程に移動する過程で振動や衝撃が生じて、前記固形物が充填された前記容器の中央部に積層された前記固形物が崩れた場合にも、前記外縁部空間に崩れた前記固形物が留まるため、前記固形物が前記容器フランジ部にかかることなく前記容器内に確実に充填されることができる。
この結果、本発明によれば、前記固形物をカップ容器に充填するときに、前記固形物のこぼれが抑制され、シール不良および量目不良を低減することができることから、嵩高い前記固形物であっても人手による充填に頼らずに機械充填することが可能となり、生産効率を向上させる充填装置を提供することができる。
また、上記構成によれば、前記押込み部材が下方に動作し最下方位置に到達した時に、前記押込み部材の前記非押圧部を形成する凹部の内天面が、前記容器に充填された前記固形物と接触しない位置関係になるように、前記非押圧部の掘り込みの深さが調整され形成されていることにより、前記固形物と前記非押圧部との接触面積が小さくなり、前記非押圧部に付着する前記固形物の付着量が少なくなることから、量目不良が低減され、生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る充填装置を適用した充填システムの全体構成を示した概略上面図
【図２】本発明に係る充填装置を適用した充填システムの概略斜視図
【図３】充填装置の縦断面図
【図４】押込み部材が下方向に動作したときの縦断面図
【図５】本発明に係る充填システムの各工程を示した説明図
【図６】固形物が容器に充填された時の充填装置の縦断面図
【図７】固形物が押込み部材で押圧された時の充填装置の縦断面図
【図８】固形物が押圧された後における充填装置の縦断面図
【図９】固形物が容器の底部に近い位置まで深く押圧された後における充填装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明するが、これに限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る充填装置を適用した充填システムの全体構成を示した概略上面図である。図２は、本発明に係る充填装置を適用した充填システムの概略斜視図である。図３は、充填装置の縦断面図である。図４は、押込み部材が下方に動作したときの縦断面図である。図５は、本発明に係る充填システムの各工程を示した説明図である。図６は、固形物が容器に充填された時の充填装置の縦断面図である。図７は、固形物が押込み部材で押圧された時の充填装置の縦断面図である。図８は、固形物が押圧された後における充填装置の縦断面図である。図９は、固形物が容器の底部に近い位置まで深く押圧された後における充填装置の縦断面図である。
【００１３】
本発明に係る充填装置１を適用した充填システム１７の全体構成は、図１に示すように、基台１８上に配置された回転テーブル１９を有し、各種の操作を行う装置が回転テーブル１９の搬送経路上に配置され、容器供給装置２０、計量装置２１、押圧装置２２、容器排出装置２３の４つの装置が順に設けられている。
【００１４】
回転テーブル１９は、その外周縁上に筒状部材２を複数備えて、間欠回転する機構を有している（図２）。回転テーブル１９は、筒状部材２の真下に配置される容器４を支持して回転経路に沿って搬送する。なお、この回転経路上には、各種の操作を行う装置が配置されているが、図２においては押圧装置２２が示されている。
【００１５】
この実施例では、回転方式の充填システムを適用して説明するが、直線移動方式の充填システムに適用することも可能である。
また、本発明に係る充填装置１で用いる容器４は、特に限定されず、容器の開口部の形状は、略円形、略方形の何れでもよい。  
【００１６】
本発明に係る充填装置１は、固形物１６を容器４に案内する筒状部材２と、容器４に充填された固形物１６を押圧する押込み部材３とから構成される（図３）。押込み部材３は、押圧装置２２に組み込まれ、上下に動作させることができる（図２）。また、容器４は筒状部材２の真下に配置される。
【００１７】
筒状部材２の形状は、上方開口部８から斜め下方へ向かうにつれて縮小する漏斗状であり、筒状部材２の下方開口部９の内径が容器開口部６の内径より小さくなるように形成され、筒状部材２の下方開口部９の外縁に略水平に拡がるフランジ部７を有する（図３）。なお、筒状部材２の形状は、上方開口部８から垂下する筒状であってもよい。
また、筒状部材２の上方開口部８および下方開口部９の形状は、特に限定しないが、下方開口部９は容器開口部６と略同形状であることが好ましい。下方開口部９が容器開口部６と略同形状であることにより、固形物１６が容器４内の外縁部まで偏らずに分散して均一に充填されやすくなる。さらに、筒状部材２の下方開口部９の内径が、容器開口部６の内径よりわずかに小さくなるように形成されることにより、固形物１６が容器４内の外縁部まで偏らずに分散して均一に充填されやすくなり好ましい。
【００１８】
筒状部材２のフランジ部７の形状は、容器フランジ部５の全体を覆うことができればよく、特に形状は限定されないが、容器開口部６と略同形状であってもよい。
また、フランジ部７の取り付け位置は、筒状部材２の最下端または最下端より上方に設けられていてもよく、フランジ部７の下面と、容器フランジ部５の上面とが、密着または、わずかな間隙を有するように近接して配置される。これにより容器フランジ部５がフランジ部７に近接して覆われることになるため、固形物１６を容器４内に充填して、押圧する時に、固形物１６の容器フランジ部５への付着と容器外へのこぼれを防止することができる。
【００１９】
押込み部材３は、筒状部材２の内側を上下動する機構を有する。
押込み部材３の形状は、押込み部材３の下面外周部が固形物１６を押圧する押圧部１１となるように形成され、且つ、押込み部材３の下面略中央部が凹状に形成された凹部全体が非押圧部１３となるように形成される。非押圧部１３の凹部の形状は、略円柱または略角柱になるように形成され、非押圧部１３の内側面が略垂直であることにより、固形物１６を押圧したときに非押圧部１３に付着する固形物１６の付着量を低減することができる。
また、非押圧部１３の凹部の内天面１４は、押込み部材３が最下方位置に到達したときに、容器４に充填された固形物１６と接触しない深さに調整され形成されている。凹部の内天面１４の縦断面の形状は、特に限定されない。（図３）。
さらに、押込み部材３は、下方向に動作し押圧部１１が筒状部材２の下方開口部９を通過するときに、押圧部１１の外周縁部１２と、筒状部材２の下方開口部９の内周縁部１０とが、わずかな間隙を有するように形成される（図４）。
【００２０】
押込み部材３の押圧部１１の横断面の外縁形状は、容器開口部６と略同形状であればよく、容器開口部６と略同形状であることによって、筒状部材２の下方開口部９の内周縁部１０と、押込み部材３の押圧部１１の外周縁部１２とが、わずかな間隙を有するように形成されることができる。
また、非押圧部１３の最下方に位置する箇所の横断面の形状も、容器開口部６と略同形状であることが好ましいが、限定されるものではなく、略同形状でなくてもよい。なお、押圧部１１の横断面の外縁形状と、非押圧部１３の最下方に位置する箇所の横断面の形状とが、容器開口部６と略同形状である場合には、容器４内の外側付近にある固形物１６を、より限定して押圧することができる。
また、押込み部材３の下面全体に対する押圧部１１の占有率は、容器４の容積、ならびに固形物１６の充填量に相応して適宜調整されればよいが、押圧部１１が少ない場合には、容器４内の外縁部にある固形物１６を十分に押圧することができないため、工程移動中に固形物１６が容器フランジ部５にこぼれてシール不良が発生する頻度が高くなる。逆に、押圧部１１が大きすぎる場合は、押圧部１１に付着する固形物１６の付着量が多くなるため、量目不良が発生する頻度が高まる。
【００２１】
非押圧部１３の下方から上方に向かう掘り込みの深さは、押込み部材３が下方向に動作し、押圧部１１が最下方位置に達した時に、非押圧部１３の凹部の内天面１４と、容器４に充填された固形物１６とが、容器４に充填された固形物１６と接触しない位置関係になるように形成されていればよい。非押圧部１３の凹部の内天面１４と固形物１６とが、接触しないように形成されていれば、非押圧部１３の下方から上方に向かう掘り込みの深さは、特に限定されない。
なお、容器４に充填された固形物１６の充填量が多く、押圧時に固形物１６と非押圧部１３の凹部の内天面１４とが接触する場合には、非押圧部１３に付着する固形物１６が多くなり量目不良が発生する頻度が高くなるため、非押圧部１３の凹部の内天面１４と固形物１６とが接触しないように、非押圧部１３の下方から上方に向かう掘り込みの深さを適宜調整することができる。
【００２２】
次に、本発明に係る充填装置１を適用した充填システム１７の動作について説明するが、これに限定されるものだはない。
【００２３】
充填システム１７は、容器供給工程（A）、計量充填工程（B）、押圧工程（C）、容器排出工程（D）の４工程からなる（図５）。回転テーブル１９の搬送経路上には、容器供給装置２０、計量装置２１、押圧装置２２、容器排出装置２３の４つの装置が順に設けられている。
【００２４】
容器供給工程（A）において、回転テーブル１９が間欠停止するときに、容器供給装置２０により回転テーブル１９の外周縁上に備えられた筒状部材２の真下に容器４が供給される。次に、計量充填工程（B）において、回転テーブル１９の上方に配置された計量装置２１から固形物１６が重力落下で筒状部材を介して容器４に供給充填される。次に、押圧工程（C）において、押圧装置２２に設置された押込み部材３より固形物１６が押圧される。次に、容器排出工程（D）において、容器排出装置２３により回転テーブル１９から固形物１６が充填された容器４が排出される。
【００２５】
次に、本発明に係る充填装置１の動作について説明する。
【００２６】
充填装置１では、容器４が筒状部材２の真下に供給され、その際、容器フランジ部５の上面が、フランジ部７の下面と、密着または、わずかな間隙を有するように配置される。これにより、容器フランジ部５がフランジ部７に近接して覆われることになるため、固形物１６が充填および押圧されるときに、容器フランジ部５への固形物１６の付着を防止することができる。
【００２７】
充填装置１の上方に配置された計量装置２１から計量された固形物１６が、筒状部材２の内側を通り、重力落下によって容器４に充填される。その際、筒状部材２の下方開口部９が容器開口部６と略同形状であることにより、固形物１６が容器４内の外縁部まで偏らずに分散して均一に充填されやすくなる（図６）。
【００２８】
容器４に充填された固形物１６の外縁部が、押込み部材３により容器フランジ部５の上方水平面より下方に押圧される。その際、押込み部材３の押圧部１１の外周縁部１２と、筒状部材２の下方開口部９の内周縁部１０とが、わずかな間隙を有するように形成されていることにより、容器４内の最外縁部にある固形物１６まで押圧することができる（図７）。
これにより容器４内の外縁部にある固形物１６が、容器フランジ部５の上方水平面より下方に位置されているため、固形物１６が容器フランジ部５にかかることなく充填され、後工程に移動する過程においても、同様にこぼれを無くすことができる（図８）。
また、押込み部材３の下面略中央部が凹状に形成された凹部全体が非押圧部１３となるように形成され、かつ、押込み部材３が下方に動作して押圧部１１が最下方位置に達した時に、非押圧部１３の凹部の内天面１４が、容器４に充填された固形物１６と接触しない位置関係になるように形成されていることにより、非押圧部１３と固形物１６との接触面積が少なくなり、非押圧部１３に付着する固形物１６の付着量が少なくなることから、押込み部材３の下面全体に対して付着する固形物１６の付着量が少なくなり、量目不良が低減され、生産効率を向上させることができる。（図７）。
さらに、押込み部材３が固形物１６を下方に押圧する深さを、容器フランジ部５の上方水平面よりさらに下方の容器４の底部に近い位置まで深く押圧することにより、容器４内側の外縁部にある固形物１６が押圧されることにより生じた窪みである外縁部空間１５を形成させることができ、後工程に移動する過程で衝撃により固形物１６が崩れた場合にも、固形物１６が外縁部空間１５に留まるため、固形物１６が容器フランジ部５にかかることなく容器４内に確実に充填されることができる（図９）。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上に述べた通り、本発明の固形物の充填装置は、前記フランジ部が、前記容器フランジ部を覆うように設けられ、さらに前記押込み部材の前記押圧部が、前記筒状部材の内側を通り、前記容器に充填された前記固形物の外縁部のみを押圧することができるので、前記固形物が前記容器フランジ部にかかることなく容器内に確実に充填することができるため、量目不良とシール不良が低減され、人手による充填に頼らず機械による充填が可能となり、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１．充填装置
２．筒状部材
３．押込み部材
４．容器
５．容器フランジ部
６．容器開口部
７．（筒状部材の）フランジ部
８．（筒状部材の）上方開口部
９．（筒状部材の）下方開口部
１０．（筒状部材の下方開口部の）内周縁部
１１．（押込み部材の）押圧部
１２．（押圧部の）外周縁部
１３．（押込み部材の）非押圧部
１４．（非押圧部の）凹部の内天面
１５．（容器内側の外縁部にある固形物が押圧されることにより生じた窪みである）外縁部空間
１６．固形物
１７．充填システム
１８．基台
１９．回転テーブル
２０．容器供給装置
２１．計量装置
２２．押圧装置
２３．容器排出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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