(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注出口付パウチに注出口を通して固形物を充填する装置であって、所定量の固形物を計量して供給する計量手段と、該計量手段から供給された固形物を受け取り、細長い流れにして搬送する搬送手段と、該搬送手段から排出される固形物を受け取り、前記注出口の開口に案内するガイド手段を備え、該ガイド手段が漏斗部と、前記注出口の開口にほぼ等しい大きさの排出口を備え、該排出口が注出口の開口に対向するように配置されており、更に、前記ガイド手段が漏斗部と排出口との間に、圧縮空気を用いて前記漏斗部から下方に向かう高速空気流を生じさせる吸引手段と、その下流のエア抜き手段を有することを特徴とする固形物充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注出口付パウチに固液混合物を収容した物品の製造に用いる固形物充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種レトルト食品等の、樹脂製の袋に固液混合物を充填した物品が広く知られている。これらの物品に用いる袋は、通常、三方シール或いは四方シールの袋であるので、内容物の充填に用いる開口（袋の上端或いは下端）は大きく、このため固液混合物の充填を容易に行うことができ、しかも、充填後のシール部分は単に開口の両側の平坦な面を突き合わせてシールすればよいので、シールも容易であった。
【０００３】
また、従来より、ガゼット型又はスタンド型のパウチに注出口を取り付けた注出口パウチも多く使用されている。これらの注出口パウチには、多くの場合液体のみが充填されており、固形物を含むものとしては、つぶつぶの入ったジュース程度であり、固形物はきわめて少量であった。これらの内容物は、流動性が大きいため、開口面積の小さい注出口から、支障なく充填することができ、このため、パウチに注出口を取り付けた後、その注出口から充填する方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近、注出口付パウチにも、例えば、おかゆ等の固形物の多い固液混合物を充填する要望が生じてきた。ところが、注出口付パウチに取り付けている注出口は通常、内径が８ｍｍ程度ときわめて小さいため、固形物の多い固液混合物をその注出口から充填することはきわめて困難である。そこで、パウチの上端に注出口を取り付ける前に、パウチ上端の開口から固液混合物を充填し、その後、その開口に注出口を取り付けることが考えられる。しかしながら、この方法を採用すると、パウチ内に固液混合物を充填する際に液滴が飛び散ってパウチの上端開口の内面を濡らすことがあり、その開口に注出口を取り付けてシールする際、シール不良の危険性が生じる。また、固液混合物充填により、パウチに歪みが生じるので、注出口取り付け位置のずれが生じて、やはり不良品となってしまう恐れがある。この種の物品における不良品は、すでに内容物が入っているため、廃棄に手間がかかり、また原材料も合わせてロスとなる等の欠点が生じる。
【０００５】
また、パウチの底部を閉じない状態で、パウチ上端に注出口を取り付け、その後、底部の開口から固液混合物を充填し、その後底部をシールして閉じることも考えられるが、ガゼット型又はスタンド型のパウチは底部のシール構造が複雑であり（側面を内側に折り込んで重なった状態になっているため）、内容物を充填した後でのシールでは、シール不良を生じる危険性がきわめて大きい。従って、この方法も到底採用できない。
【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、注出口付パウチに固液混合物を収容した物品を、シール不良を生じることなく、容易に製造すること可能とする方法に用いる固形物充填装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した問題点を解決するため、固液混合物を固形物と液体とに分離し、固形物と液体とを別個に充填する方法を開発した。その一つの方法は、パウチ開口部に注出口を取り付け、その注出口から、固形物又は液体を充填し、次いで、液体又は固形物を充填するものである。このように、注出口をパウチに取り付けた後、その注出口から内容物を充填する方法を採用したことで、シール不良の問題は回避できる。また、開口面積の小さい注出口から固液混合物を充填しようとすると濡れた状態の固形物が互いにくっついたり内壁にくっついたりして詰まり易く、充填がきわめて困難であるが、固形物のみを液体とは別に充填する方法を採ることで、固形物が液体で濡れていないので滑り易く、小さい注出口からでも充填することができる。かくして、不良品をほとんど生じることなく、注出口付パウチに固液混合物を収容した物品を製造できる。
【０００８】
第二の方法は、パウチに注出口を取り付ける前に、パウチ開口部からそのパウチ内に固形物を充填し、次いでそのパウチ開口部に注出口を取り付け、その後、該注出口から液体を充填することを特徴とする。このように、注出口をパウチ開口部に取り付ける前にそのパウチ開口部から固形物を充填することで、充填しにくい固形物でも容易に充填が可能となる。次に、固形物を充填した後、パウチ開口部に注出口を取り付けるが、そのパウチ開口部の内面は、液体で濡れるということがないので、液体を充填した後に注出口を取り付ける場合に生じたようなシール不良を生じることがなく、また、パウチには、充填すべき内容物の全量ではなく、固形物のみを充填しているので、充填量が少なく、このため注出口取り付け時にパウチに生じる歪みは小さく、注出口取り付け位置のずれがほとんど生じない。かくして、不良品をほとんど生じることなく、注出口付パウチに固液混合物を収容した物品を製造できる。
【０００９】
本発明は上記した方法の実施に用いるのに好適な、注出口付パウチに注出口を通して固形物を充填する装置を提供するものである。すなわち、本発明の装置は、注出口パウチに注出口を通して所定量の固形物を充填するために、所定量の固形物を計量して供給する計量手段と、該計量手段から供給された固形物を受け取り、細長い流れにして搬送する搬送手段と、該搬送手段から排出される固形物を受け取り、前記注出口の開口に案内するガイド手段を備え、そのガイド手段を漏斗部と、注出口の開口にほぼ等しい大きさの排出口を備えた構成とし、その排出口を注出口の開口に対向して配置したものである。この構成により、計量手段が所定量の固形物を計量して搬送手段に供給し、搬送手段がその固形物を細長い流れにしてガイド手段に送り込み、ガイド手段はその固形物を漏斗部で受け取り、細長い流れのままで排出口に案内し、注出口の開口に落下させる。このため、固形物がガイド手段の排出口の上に溜まってブロッキングを起こすことがほとんどなく、固形物を小口径の注出口からパウチ内に良好に充填することができる。更に、本発明は、前記ガイド手段を、漏斗部と排出口との間に、圧縮空気を用いて前記漏斗部から下方に向かう高速空気流を生じさせる吸引手段と、その下流のエア抜き手段を有する構成としている。このように吸引手段を設けたことで、高速空気流を生じさせ、その高速空気流によって固形物を高速で注出口に向かって搬送し、充填速度を上げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明装置を用いて製造する物品は、注出口付パウチに固液混合物を充填したものである。パウチの形態は任意であるが、底部から内容物を充填し、その後その底部をシールして閉じるという方法を、シール不良を生じるため採用できないガゼット型又はスタンド型とするのが、本発明適用の効果が大きいので、好ましい。また、パウチに対する注出口の取り付け位置も特に限定するものではないが、上端から内容物を充填し、その後上端中央に注出口を取り付けてシールするという方法を、シール不良を生じるため採用できないパウチ上端中央とすることが、本発明適用の効果が大きいので好ましい。
【００１１】
注出口付パウチの中に入れる固液混合物は、通常は食品であるが、食品以外のものでもよく、固形物と液体に分離できるものであれば任意である。また、本発明で製造する物品は、注出口付パウチに固形物及び液体を充填したままのものでも良いし、充填後、熱処理等によって内容物の加工、調理等を行ったもの（例えば、米と水を充填し、その後、熱処理しておかゆ、或いは米飯としたもの）でもよい。以下、注出口付パウチに、米と水を入れる場合を例にとって、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図６は固液混合物を収容した物品の製造方法の手順を示すブロック線図である。まず、底部を閉じたパウチの上端開口部に注出口をシールして取り付け、必要に応じ、リークテストを行う。次に、その注出口付パウチに注出口から所定量の固形物（米）を充填する。以下、この充填を詳細に説明する。
【００１３】
この固形物の充填に本発明の実施の形態に係る充填装置を用いることができるが、その実施の形態の説明に先立って、実施の形態の理解を助けるために固形物の充填に使用可能な参考例の充填装置を説明する。図１はこの固形物の充填に用いる充填装置（参考例）の概略構成を示す概略斜視図、図２はその概略断面図である。図１、図２において、１は注出口付パウチ、２は注出口、３は固形物（米）、４は所定量の固形物３を計量して供給する計量手段である。計量手段４としては、升、ウェイトチェッカー等の公知のものを適宜使用すればよい。５は計量手段４からの固形物３をその下方に案内する漏斗、６は、計量手段４から漏斗５を通して供給された固形物を受け取り、細長い流れにして搬送する搬送手段である。この搬送手段６としては、図示したＶ字状断面の樋を用いることができ、その他にも、Ｕ字状断面の樋、或いは管を用いることもできる。この樋等で構成される搬送手段６は、適度な傾斜を与えておくことで、固形物３が自重によって底面に沿って流れ、固形物３の細長い流れを形成することができ、固形物３を一定の小流量で連続的に排出できる。なお、搬送手段６に振動発生器７を取り付けてもよく、振動発生器７で搬送手段６を振動させることで、固形物３の細長い流れを一層確実に形成できる。
【００１４】
９は、搬送手段６から排出される固形物３を受け取り、注出口２の開口２ａに案内するガイド手段である。このガイド手段９は漏斗部９ａと、注出口の開口２ａにほぼ等しい大きさの排出口９ｂを備えており、その排出口９ｂが、所定位置に搬送されてきた注出口付パウチ１の注出口２の開口２ａに対向するように配置されている。ここで、排出口９ｂを注出口２の開口２ａにほぼ等しい大きさとし、その開口２ａに対向するように配置したのは次の理由による。一般に漏斗を用いて液体或いは米等の固形物を容器に入れようとする場合、漏斗の下端を容器内に差し込んで使用する。従って、注出口２に固形物を充填する場合にも、漏斗の下端の細い部分を注出口２内に挿入して使用すればよい。しかしながら、この形態で漏斗を使用すると、当然、漏斗下端の注出口２内に挿入される部分の内径は、注出口２の開口２ａよりかなり小さくなる。もともと注出口２自体が小さいので、その中に差し込んだ部分の内径は一層小さくなり、固形物の敏速な排出は期待できず、注出口内に差し込んだ部分の上に固形物の溜まりが生じ、ブロッキングが生じ易い。この欠点を避けるには、漏斗の下端の開口を極力大きくすることが好ましく、参考例並びに後述する本発明の実施の形態では、ガイド手段９の下端に形成した排出口９ｂを注出口２内に差し込まず、注出口２の開口２ａに対向する位置に配置し、その排出口９ｂを大きくしている。ただし、この排出口９ｂを注出口２の開口２ａよりも大きくすると、排出口９ｂ内に注出口２の上端が段を形成するような形で存在することとなり、その段に固形物がぶつかって、固形物の流れを阻害し、詰まりを生じ易くなる。これを避けるため、排出口９ｂを開口２ａにほぼ等しい大きさとし、ガイド手段９の内面と注出口２の内面とが段差を形成することなく連なるようにしている。排出口９ｂを注出口２の外側に配置しても、排出口９ｂと注出口２の間隔ｄを固形物３が周囲にこぼれないように小さく、例えば、０．５ｍｍ以下としておくことで、固形物３を支障なく注出口２に送り込むことができる。
【００１５】
ガイド手段９は、搬送手段６から排出される固形物３を下方の排出口９ｂに案内し、その排出口９ｂを経て注出口２の開口２ａに送り込むものである。このガイド手段９から注出口２の開口２ａに、詰まりを生じることなく且つ敏速に固形物３を充填するには、固形物３が排出口９ｂや開口２ａの上に溜まることなく、開口２ａを敏速に通り過ぎる形態とするのが良い。換言すれば、固形物３が排出口９ｂを通過する際の速度を大きくしておくのがよい。このため、ガイド手段９の漏斗部９ａは送り込まれた固形物３を円滑に案内し、加速して排出口９ｂから送り出すことができるものが好ましく、これを達成するため、漏斗部９ａ内面は突起、凹凸等の無い平滑な面としておく。また、漏斗部９ａの内面の開度αは、固形物３を加速する上からは小さい方が好ましく、通常、１２０度以下、好ましくは７５度以下、更に好ましくは３０度以下とする。漏斗部９ａの長さＬは、上端の開口を大きくして固形物を受入れ易くし、且つ供給された固形物３の加速を大きくする上からは、長い方がよいが、あまり長くすると装置が大型化する。これらを考慮すると、２０〜４０ｃｍ程度が好ましく、３０ｃｍ程度が一層好ましい。
【００１６】
次に、上記構成の充填装置による充填動作を説明する。注出口付パウチ１が搬送されてきて図１、図２に示す位置に停止する。なお、この注出口パウチ１は、固形物３を入れた時にその固形物３が容易に内部に入るよう、予め膨らませておくことが好ましい。計量手段４が所定量の固形物３を計量して搬送手段６に供給し、搬送手段６はその固形物３を細長い流れの形態で下流に搬送し、ガイド手段９に供給する。ガイド手段９に供給された固形物３は漏斗部９ａの内面に沿って加速しながら落下し、排出口９ｂを経て注出口２の開口部２ａ内に送り込まれる。この際、搬送手段６がガイド手段９に送り込む固形物３の流量は、ガイド手段９に供給された固形物３が排出口９ｂの上にほとんど溜まることなく、直ちに排出口９ｂを通り抜けて注出口２内に送り込まれるように定めておく。これにより、固形物３が排出口９ｂの上でブロッキングを生じるということがなく、良好に注出口２に送り込まれる。なお、搬送手段６からガイド手段９への固形物３の流量をこのように設定をしておいても、固形物３が排出口９ｂの上に溜まることがある。しかしながら、排出口９ｂの上に生じる固形物３の溜まり量があまり多くなければ、固形物はブロッキングを生じることなく排出口９ｂから流下してゆくので、特に支障はない。なお、図２に示すように、ガイド手段９に適当な振動発生器１１を取り付け、ガイド手段９を振動させる構成としてもよい。この構成とすると、排出口９ｂの上に固形物３が溜まることを一層防止できると共にブロッキングの発生を一層防止できる。本発明者らが確認したところ、固形物の最大寸法が注出口２の最小径にほぼ等しいものまで図１、図２に示す装置で注出口２へ充填可能であり、固形物の最大寸法が注出口２の最小径よりも１ｍｍ以下のものであれば、ほとんど詰まりを生じることなく充填可能であった。
【００１７】
次に、本発明の実施の形態に係る充填装置を説明する。上記した充填装置（参考例）では、ガイド手段９に投入された固形物３を自重のみによって注出口２に送り込んでいるが、ガイド手段９内の固形物３を適当な手段で加速して注出口２内に送り込むことが好ましい。本発明の実施の形態に係る充填装置は、参考例に係る充填装置をそのように改良したものであり、図３は、本発明の実施の形態に係る充填装置を示す概略断面図である。この実施の形態に用いるガイド手段９Ａは、漏斗部９ａと排出口９ｂとの間に、圧縮空気を用いた吸引手段９ｃと、その下流のエア抜き手段９ｄを備えた構成のものである。この吸引手段９ｃは中央の通路９ｃａに周囲に圧縮空気供給室９ｃｂを形成し、ノズル孔９ｃｃから圧縮空気を斜め下方に高速で吹き出すことにより、中央の通路９ｃａに漏斗部９ａから下方に向かう高速空気流を生じさせるものであり、この空気流によって固形物３を高速で注出口２に向かって搬送することができる。また、エア抜き手段９ｄは、通路９ｃａを囲む通路に固形物３を通すことのできない大きさの複数のスリットを形成したものであり、ここから空気を外部に排出できる。この構成のガイド手段９Ａを用いることにより、漏斗部９ａに供給された固形物３が吸引手段９ｃで加速され、高速で注出口２内に送り込まれる。また、吸引手段９ｃが固形物３を加速するため、漏斗部９ａに供給された固形物３の、吸引手段９ｃの入口に達した時の速度が小さくても、その固形物３を敏速に注出口２に送りこむことができ、このため、漏斗部９ａの長さを短くしても、吸引手段９ｃの入口の部分に固形物の溜まりが生じにくく、従ってブロッキングの発生を防止できる。更に、固形物３の供給流量を多くしても、吸引手段９ｃの入口の部分に固形物の溜まりが生じにくく、従ってブロッキングが生じにくく、このため、充填速度を上げることができる。また、この吸引手段９ｃを用いると、空気が注出口２に向かって吹き付けられるため、それによってパウチが膨らまされ、固形物３を一層入れ易くなるという利点も得られる。なお、充填装置のガイド手段９Ａ以外の構成は前記した参考例と同様である。
【００１８】
なお、図３の実施の形態では、吸引手段９ｃの通路９ｃａと排出口９ｂとを同じ面積としているが、図４に示すように、吸引手段９ｃの通路９ｃａを排出口９ｂより大きくすることも可能であり、この構成を採用することにより、固形物３のブロッキングが生じにくく、固形物の充填速度を一層上げることができる。また、ガイド手段９Ａは図３に示すように注出口２と同一軸線上に位置するように配置する場合に限らず、図５に示すように、ガイド手段９Ａを注出口２に対して傾斜させて配置してもよい。図１、図２に示すガイド手段９も同様に注出口２に対して傾斜させてもよい。
【００１９】
再び図６を参照する。上記した手順で注出口付パウチに所定量の固形物（米）を充填した後は、注出口から液体（水）を充填する。この液体充填は公知の方法で容易に実施可能である。以上のようにして、注出口パウチに対して所定量の固液混合物を充填する。
【００２０】
その後は、必要に応じ、以下の操作を行う。すなわち、口部洗浄、注出口の口栓シール（口栓シールを行わない場合はキャッピング）、ウエイトチエック、熱処理（レトルト、ボイル、スチーム殺菌等）による内容物の加工又は調理、注出口へのキャッピング等を行う。以上により、注出口付パウチへ内容物を充填した製品が製造される。
【００２１】
なお、図６に示す製造方法では、注出口付パウチに固形物を充填した後、液体充填を行っているが、液体充填を固形物充填に先立って行うように変更してもよい。ただし、注出口が濡れた状態で、固形物をその注出口から充填しようとすると、固形物が注出口の壁面に付着して詰まる恐れがあるので、注出口を乾燥した後で行うことが好ましい。この乾燥工程を不要とする上から、先に固形物を充填するのがよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の充填装置は、所定量の固形物を計量して供給する計量手段と、該計量手段から供給された固形物を受け取り、細長い流れにして搬送する搬送手段と、該搬送手段から排出される固形物を受け取り、前記注出口の開口に案内するガイド手段を備え、そのガイド手段を漏斗部と、注出口の開口にほぼ等しい大きさの排出口を備えた構成とし、その排出口を注出口の開口に対向して配置するという構成としたことにより、詰まりやすい固形物を取り扱っているにも係わらず、固形物がガイド手段の排出口の上に溜まってブロッキングを起こすことがほとんどなく、固形物を小口径の注出口からパウチ内に良好に充填することができるという効果を有している。更に、本発明は、前記ガイド手段を、漏斗部と排出口との間に、圧縮空気を用いて前記漏斗部から下方に向かう高速空気流を生じさせる吸引手段と、その下流のエア抜き手段を有する構成としたことにより、高速空気流を生じさせて固形物を高速で注出口に向かって搬送でき、充填速度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  固形物の充填に用いる充填装置（参考例）の概略斜視図
【図２】  図１に示す充填装置（参考例）の概略断面図
【図３】  本発明の実施の形態に係る充填装置の概略断面図
【図４】  本発明の他の実施の形態に係る充填装置の概略断面図
【図５】  本発明の更に他の実施の形態に係る充填装置の概略断面図
【図６】  固液混合物を収容した物品の製造方法のブロック線図
【符号の説明】
１  注出口付パウチ
２  注出口
２ａ  開口
３  固形物
４  計量手段
５  漏斗
６  搬送手段
７  振動発生器
９、９Ａ  ガイド手段
９ａ  漏斗部
９ｂ  排出口
９ｃ  吸引手段
９ｄ  エア抜き手段
１１  振動発生器
【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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