(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上向きに開口する袋口から充填用ノズルを挿入し、その先端から粘度の高い内容物を吐出して袋内に充填する充填方法において、内容物の吐出に先立ち、挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲した一対のプレス板により袋の両面から袋底の隅部を湾曲状に挟持して、挟持した隅部の空気を予め追い出し、その状態で内容物の吐出を行うことを特徴とする粘度の高い内容物の充填方法。
【請求項２】
底部が水平面から傾斜した袋に充填する場合に、前記プレス部材により鋭角側隅部を挟持することを特徴とする請求項１に記載された粘度の高い内容物の充填方法。
【請求項３】
充填ノズルを袋内に内容物を吐出しながら上昇させ、かつ上昇の過程で充填ノズルの先端を袋底の鋭角側隅部から袋口まで袋内の空間の中心にほぼ沿うように袋幅方向に変位させることを特徴とする請求項２に記載された粘度の高い内容物の充填方法。
【請求項４】
上向きに開口する袋口から充填用ノズルを挿入し、その先端から粘度の高い内容物を吐出して袋内に充填する充填装置において、袋の両面から袋底の隅部を挟持する一対のプレス板が設置され、そのプレス板は挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲した形状を持ち、内容物の吐出に先立ち、袋底の隅部を湾曲状に挟持し、その状態で内容物の吐出を行うことを特徴とする粘度の高い内容物の充填装置。
【請求項５】
底部が水平面から傾斜した袋に充填する充填装置であり、前記プレス部材が鋭角側隅部を挟持することを特徴とする請求項４に記載された粘度の高い内容物の充填装置。
【請求項６】
充填ノズルが昇降自在に設置され、かつ昇降に伴い充填ノズルの先端が袋底の鋭角側隅部から袋口まで袋内の空間の中心にほぼ沿うように袋幅方向に変位することを特徴とする請求項５に記載された粘度の高い内容物の充填装置。
【請求項７】
充填ノズルが昇降自在で昇降に伴い袋幅方向に沿って傾動し、かつ昇降に伴いその傾動中心が傾動の方向に変位し同時にその先端が傾動の方向とは逆方向に変位するように設定され、さらに、下降するほど充填ノズルの傾斜及び傾動中心の変位量が大きくなり、かつその先端の変位量が大きくなることを特徴とする請求項５に記載された粘度の高い内容物の充填装置。
【請求項８】
充填ノズルが昇降自在に設置され、かつ昇降に伴い充填ノズルが袋幅方向に変位するように設定され、さらに下降するほど充填ノズルの変位量が大きくなることを特徴とする請求項５に記載された粘度の高い内容物の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイップクリーム、マヨネーズ、ネギトロ等、通常の液体に比べ粘度が高く流動性の悪い内容物を袋内に充填する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１，２に、粘度が高く流動性が悪いマヨネーズ等の内容物を、瓶状の容器に充填する方法及び装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特公昭４８−０３４１３８号公報
【特許文献２】特開昭５２−０５６６８４号公報
【０００４】
一方、従来の垂直に昇降する充填ノズルを備えた充填装置を用い、底部が水平面から傾斜した袋に内容物を充填する場合、図６に示すように、袋口の中心に臨む位置に設置した充填ノズルＮを垂直に下降させて袋口から挿入し、その先端が袋底の傾斜面の少し手前にきたところで停止させている。つまり、充填ノズルの先端は袋底の３角形状の隅部（鋭角側隅部）から離れた位置にしか挿入できない。そして、その位置で内容物の吐出を開始し、袋内に内容物が積もって行くに従って充填ノズルＮを上昇させている（袋内の斜線部は内容物が順に積もっていく様子を模式的に示すもの）。
このとき、内容物が前記のような粘度が高く流動性が悪いものであると、充填ノズルの先端から出て袋の内面に接触した内容物はいっそう流動性を失い、３角形状の隅部に入って行かず、そこに空気Ａが残った状態で充填が完了する。なお、底部が水平な通常の袋であっても、やはり両隅部に空気が残った状態で充填が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この袋底隅部に残った空気を後工程にて脱気することは困難であり、結果的に脱気状態が悪く商品の品質を著しく低下させていた。
従って、本発明の目的は、粘度の高い内容物を袋に充填する際に、袋底隅部に残留する空気の量を低減しようというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る充填方法は、上向きに開口する袋口から充填用ノズルを挿入し、その先端から粘度の高い内容物を吐出して袋内に充填する充填方法であり、内容物の吐出に先立ち、挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲した一対のプレス板により袋の両面から袋底の隅部を湾曲状に挟持して、挟持した隅部の空気を予め追い出し、その状態で内容物の吐出を行うことを特徴とする。
この充填方法は、底部が水平面から傾斜した袋だけでなく、底部が水平な通常の袋に対しても適用される。特に前者の袋に適用する場合、前記プレス部材により袋底の少なくとも鋭角側隅部を挟持する。また、その場合、充填ノズルを袋内に内容物を吐出しながら上昇させ、かつ上昇の過程で充填ノズルの先端を袋底の鋭角側隅部から袋口まで袋内の空間の中心にほぼ沿うように袋幅方向に変位させることが望ましい。
【０００７】
また、本発明に係る充填装置は、上向きに開口する袋口から充填用ノズルを挿入し、その先端から粘度の高い内容物を吐出して袋内に充填する充填装置であり、袋の両面から袋底の隅部を挟持する一対のプレス板が設置され、そのプレス板は挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲した形状を持ち、内容物の吐出に先立ち、袋底の隅部を湾曲状に挟持し、その状態で内容物の吐出を行うことを特徴とする。
この充填装置は、底部が水平面から傾斜した袋だけでなく、底部が水平な通常の袋に対しても適用される。特に前者の袋に適用する場合、前記プレス部材が袋底の少なくとも鋭角側隅部を挟持する。また、その場合、充填ノズルは下記（１）〜（３）のような形態（いずれも充填ノズルの先端が袋幅方向に変位する）をとることが望ましい。これにより空気の残留量をより低減することができる。
【０００８】
（１）充填ノズルが昇降自在に設置され、かつ昇降に伴い充填ノズルの先端が袋底の鋭角側隅部から袋口まで袋内の空間の中心にほぼ沿うように袋幅方向に変位する。
（２）充填ノズルが昇降自在で昇降に伴い袋幅方向に沿って傾動し、かつ昇降に伴いその傾動中心が傾動の方向に変位し同時にその先端が傾動の方向とは逆方向に変位するように設定され、さらに、下降するほど充填ノズルの傾斜及び傾動中心の変位量が大きくなり、かつその先端の変位量が大きくなる。
（３）充填ノズルが昇降自在に設置され、かつ昇降に伴い充填ノズルが袋幅方向に変位するように設定され、さらに下降するほど充填ノズルの変位量が大きくなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粘度の高い内容物を袋に充填する際に、袋底隅部に残留する空気の量を大幅に低減できるので、商品の品質が低下しないで済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１〜図５を参照して、本発明（ただし、図１，２に示す充填装置は参考例）を具体的に説明する。
図１に示す充填装置１は、例えば周知の間欠回転テーブル型袋詰め包装機において、内容物の充填位置に設置され、粘度の高い内容物を吐出する充填ノズル２、充填ノズル２を昇降させる昇降装置３、及び充填ノズル２を傾動させる傾動装置４からなる。
昇降装置３は、機台５に立設された昇降軸スタンド６、それにガイドされ機台５内の図示しない駆動源により所定のタイミングで昇降する昇降軸７、その先端部に固定されたノズル支持アーム８、ノズル支持アーム８の先端部に軸９により回動自在に軸支された作動リンク１０からなる。
【００１１】
傾動装置４は、充填ノズル２の中程に固定されたノズル保持部材１１、ノズル保持部材１１の両側に軸心が一致するように固定された軸１２、１３（軸１２は作動リンク１０の下端に回動自在に支持されている）、軸１３を回動自在に支持する軸受部材１４、それに固定されたスライドユニット１５、スライドユニット１５が摺動するスライドレール１６を備え、また、充填ノズル２の上端部に固定されたカムローラ取付部材１７、それに固定されたカムローラ取付軸１８、それに回転自在に軸支されたカムローラ１９、カムローラ１９が転動するカム２０、カムローラ１９をカム２０に対し付勢する引張バネ２１を備え、さらに、機台５の上面に立設されたベース板取付スタンド２２、ベース板２３等を備えている。スライドレール１６及びカム２０は、ベース板２３にそれぞれ傾斜して固定されている。
なお、充填ノズル２の側面には充填ホース２４が取り付けられ、この充填ホース２４はバルブ、シリンダー等を介して供給タンク（いずれも周知、図示せず）に接続されている。
【００１２】
ところで、内容物が粘度が高く流動性が悪いものであると、充填ノズル２の先端から出て袋の内面に接触した内容物はさらに流動性を失うため、袋内に空気をできるだけ残さないようにするには、充填ノズル２の先端が袋内の３角形状の隅部（鋭角側隅部）の空間に深く、かつ空間のほぼ中心に位置するように挿入し、吐出した内容物を左右に均等に分布させることが望ましい。続いて袋内に内容物を吐出しながら上昇していく過程でも、充填ノズルの先端が常に袋内の空間の中心にほぼ沿ったかたちで上昇することが望ましい。これは、図１においてａを隅部の３角形の２等分線とし、ｂを袋の左右の中心線とすると、充填ノズル２の先端が２等分線ａ上にほぼ位置するように挿入され、上昇時この２等分線ａにほぼ沿うように上昇し、続いて左右の中心線ｂにほぼ沿うように上昇する、といいかえてもよい。
【００１３】
一方、この充填装置１において、充填ノズル２は、グリッパーＧに両縁を把持された袋Ｗが充填位置に回動してくるまでは図１の実線で示す待機位置にあり、このとき充填ノズル２は垂直に立っており、その先端は袋Ｗの少し上で袋口の中心を臨む位置（中心線ｂ上）にある。
ここで、昇降軸７を下降させると、ノズル支持アーム８、リンク１０、ノズル保持部材１１等を介して充填ノズル２は下降し、その際、カムローラ１９がカム２０に沿って転動し、スライドユニット１５がスライドレール１６に沿って摺動する。これにより、図１の仮想線に示すように、充填ノズル２は傾動中心（軸１２の位置）が傾動の方向（図１において左）に変位し、同時にその先端が傾動の方向とは逆方向（図１において右）に変位し、さらに、下降するほど充填ノズルの傾斜及び傾動中心の袋幅方向の変位量が大きくなり、かつその先端の袋幅方向の変位量が大きくなっている。なお、この充填装置１では、傾動の中心が傾動の方向に変位するので、例えば傾動の中心が変位しない場合に比べ、充填ノズル２の傾斜を大きくすることができる。
【００１４】
充填ノズル２が下降に際してこのような傾動及び変位をすることで、充填ノズル２の先端は中心線ｂ及び２等分線ａに近似的に沿うように下降し（より正確にいえば、これらの線のやや上を緩やかに湾曲して下降する）、下降端では充填ノズル２の先端は袋Ｗの鋭角側隅部に深く、かつ２等分線ａ上にほぼ位置するように挿入される。そして上昇時は、内容物を吐出しながら下降時とは全く逆方向に軌跡をたどり、袋口から抜き出される。なお、この充填装置１では、充填ノズル２の下降端及びそこからの上昇中、その先端（吐出口）が常に２等分線ａ及び中心線ｂの方向を概略向いているので、吐出した内容物が左右に一層均等に配分される。
袋内の斜線部は内容物が順に積もっていく様子を模式的に示すものであるが、このように鋭角側隅部のごく先端部には空気Ａが残留するものの、従来に比べ残留量を大幅に低減することができる。
【００１５】
なお、上記の例ではスライドレール１６及びカム２０を直線的な形状とし、それを図１に示すような角度関係でベース板２３に固定していたが、スライドレール１６及びカム２０の形状や傾斜を適宜変更することで、充填ノズル２の軌跡を２等分線ａ及び中心線ｂにより近く沿わせることもできる。また、スライドレール１６及びカム２０の取付角度を変更可能としておけば、袋Ｗのサイズ又は形状の変更に対応して、充填ノズルの軌跡を調整することも可能となる。
【００１６】
図２に示す充填装置３１は、粘度の高い内容物を吐出する充填ノズル２、充填ノズル２を昇降させる昇降装置３２、及び充填ノズル２を横（袋幅方向）に変位させる横変位装置３３からなり、横変位装置３３以外は充填装置１と同等の構造を有する（同等の部位には同じ番号を付与している）。横変位装置３３は、充填ノズル２の上端近傍に上下に距離をおいて固定されたノズル保持部材３４、３５、昇降軸スタンド６の上端近傍に上下に距離をおいて固定された平行リンク支持部材３６、３７、一端が平行リンク支持部材に回動自在に軸支され、他端がノズル保持部材に回動自在に軸支された一対×２組の平行リンク３８〜４１（リンク３８は作動リンク１０の下端にピン４２を介して連結されている）からなる。
【００１７】
この充填装置３１において、充填ノズル２は常に垂直に立ち、グリッパーＧに両縁を把持された袋Ｗが充填位置に回動してくるまでは図２の実線で示す待機位置にあり、その先端は袋Ｗの少し上で袋口の中心を臨む位置にある。
ここで、昇降軸７を下降させると平行リンク３８〜４１が下方に揺動し、図２の仮想線に示すように、充填ノズル２は下降に伴い袋幅方向に変位し、さらに下降するほど充填ノズル２の袋幅方向の変位量が大きくなっている。
【００１８】
充填ノズル２が下降に際してこのような変位をすることで、充填ノズル２の先端は中心線ｂ及び２等分線ａ（図１参照）に近似的に沿うように下降し（より正確にいえば、これらの線のやや上を緩やかに湾曲して下降する）、下降端では充填ノズル２の先端は袋Ｗの底部の鋭角側隅部に深く、かつ２等分線ａ上にほぼ位置するように挿入される。そして上昇時は、内容物を吐出しながら下降時とは全く逆方向に軌跡をたどり、袋口から抜き出される。
袋内の斜線部は内容物が順に積もっていく様子を模式的に示すものであるが、このように鋭角側隅部のごく先端部には空気Ａが残留するものの、従来に比べ残留量を大幅に減少させることができる。ただし、充填ノズル２の下降端及びそこからの上昇中、その先端（吐出口）が２等分線ａの方向を向いていないので、特に袋底の鋭角側隅部の３角形域において、吐出した内容物の左右への配分の均等性は充填装置１の方がやや優れている。
【００１９】
図３（ａ）及び図４に示す充填装置５１は、充填ノズルＮが垂直に昇降する従来タイプの充填装置に、さらにプレス装置５２を配置したものである。プレス装置５２は、上部が湾曲した一対のプレス板５３、５４と、それを開閉する開閉装置５５（図４参照）からなり、開閉装置５５は、プレス板５３、５４が固定された支持アーム５６、５７、その後端に固定された回動軸５８、５９、回動軸５８、５９に固定され互いにかみ合う歯車６０、６１、作動用のエアシリンダ６２、一方の回動軸５９に一端が固定されシリンダロッドの先端に他端が回動自在に軸支された作動アーム６３からなり、エアシリンダ６２の作動によりプレス板５３、５４を開閉するようになっている。
【００２０】
図３（ａ）の例では、挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲したプレス板５３、５４により袋底の隅部Ｃ１及び側面の隅部Ｃ２を湾曲状に挟持し、その箇所の両フィルムを密着させて空気を予め追い出し、しかも袋とプレス板５３、５４の上部との交差部位Ｃ３、Ｃ４に新たに隅部ができないように湾曲形状を工夫している。その上で充填ノズル２による内容物の吐出を行っているため、粘土の高い内容物でもすみずみまで充填されやすい。プレス板５３、５４で挟持した部分には内容物が充填されていないが、その部分には空気も残留していないため、例えばシール後袋を押さえるだけで簡単にその部分に内容物が入っていく。
【００２１】
一方、図３（ｃ）の例は、プレス板６４、６５の上部が直線的な形状を持つため、鋭角的な袋底の隅部Ｃ１を消すことができるが、プレス板６４、６５の上部と袋の交差部位に新たに隅部Ｃ５、Ｃ６が形成されるため、ここに空気Ａが残留しやすく、図６の従来例より改善されるが、効果は余り大きくない。
また、図３（ｂ）の例は、挟持面に垂直に見て上部が凹湾曲したプレス板６６、６７により袋底の隅部Ｃ１を湾曲状に挟持するものである。この場合は、袋とプレス板６６、６７の上部との交差部位に新たに隅部Ｃ５、Ｃ６が形成されるが、プレス板６６、６７の上部が湾曲しているため隅部の角度が緩やかになり、そこに残留する空気の量は少なくて済むため、図３（ｃ）の例よりはるかに効果が大きい。
【００２２】
なお、このようなプレス部材は、底部が傾斜した袋に適用できるだけでなく、粘土の高い内容物を充填するのであれば、通常の底部が水平な袋に対しても適用できる（底部の両隅部を挟持する）。
【００２３】
図５に示す充填装置７１は、充填装置１に対し、さらにプレス装置７２を配置したものである。プレス装置７２は、上部が凹湾曲した一対のプレス板７３、７４と、それを開閉する開閉装置（図示せず）からなり、このプレス板７３、７４により袋底の鋭角側隅部を挟持し、その上で充填ノズル２による内容物の吐出を行うものである。傾動する充填ノズル２とプレス板７３、７４の相乗効果により、空気の残留をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】充填装置（参考例）の正面図及び側面図である。
【図２】他の充填装置（参考例）の正面図及び側面図である。
【図３】本発明に係る充填装置（ａ）、（ｂ）及び比較に用いた充填装置（ｃ）である。
【図４】プレス板の開閉機構を説明する図である。
【図５】本発明に係る他の充填装置の正面図及び側面図である。
【図６】従来の充填装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
２  充填ノズル
３、３２  昇降装置
４  傾動装置
１２  軸（傾動中心）
１６  スライドレール
２０  カム
３３  横変位装置  
５３、５４、６４〜６７、７３、７４  プレス板
ａ  袋底隅部の２等分線
ｂ  袋の中心線
【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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