(57)【要約】      （修正有）【課題】被充填物の容器への充填時に該被充填物がシリンダの下端の排出口外周回りに付着し難く、したがってその清掃作業や容器のシール不良を著しく低減できる充填ノズル及び充填方法を提供する。【解決手段】充填ノズルとして、側壁に被充填物の供給口２２を有し且つ下端に被充填物の排出口２３を有するシリンダ２１と、シリンダ２１内を昇降するピストン３１とを備え、供給口２２からシリンダ２１内へ供給した被充填物をピストン３１の下降により排出口２３からこれを臨む容器内へと充填するようにした充填ノズルであって、シリンダ２１の供給口２２よりも下方で下端よりも上方の側壁にガス噴出部４１が設けられており、ガス噴出部４１からシリンダ２１の下端の排出口２３外周回りにガスを噴出するようにして成るものを用いた。【選択図】図２
2007106460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁に被充填物の供給口を有し且つ下端に該被充填物の排出口を有するシリンダと、該シリンダ内を昇降するピストンとを備え、供給口からシリンダ内へ供給した被充填物をピストンの下降により排出口からこれを臨む容器内へと充填するようにした充填ノズルにおいて、シリンダの供給口よりも下方で下端よりも上方の側壁にガス噴出部が設けられており、該ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出するようにして成ることを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
ガス噴出部が、シリンダの側壁外周回りに設けられた環状の管材と、該管材に穿設された複数のガス噴出孔とを有し、該管材内へ供給したガスを該ガス噴出孔から噴出するようにした請求項１記載の充填ノズル。
【請求項３】
更にピストンの下端に複数のガス噴出孔が形成されており、該ガス噴出孔からもガスを噴出するようにした請求項１又は２記載の充填ノズル。
【請求項４】
請求項１又は２記載の充填ノズルを用いる充填方法であって、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填した後、ピストンが最も下降した状態にてガス噴出部から該シリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出することを特徴とする充填方法。
【請求項５】
請求項１又は２記載の充填ノズルを用いる充填方法であって、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填した後、供給口よりも下側にてピストンを昇降させ、かかるピストンの昇降に合わせて隨時にガス噴出部から該シリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出することを特徴とする充填方法。
【請求項６】
請求項３記載の充填ノズルを用いる充填方法であって、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填した後、ピストンが最も下降した状態にてガス噴出部から該シリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出すると共に該ピストンの下端のガス噴出孔からもガスを噴出することを特徴とする充填方法。
【請求項７】
請求項３記載の充填ノズルを用いる充填方法であって、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填した後、供給口よりも下側にてピストンを昇降させ、かかるピストンの昇降に合わせて隨時にガス噴出部から該シリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出すると共に該ピストンの下端のガス噴出孔からもガスを噴出することを特徴とする充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被充填物を容器へ充填して該容器を密封するときに利用する充填ノズル及び充填方法に関し、なかでも比較的粘稠な固液混合物を容器へ充填して該容器を密封するとき、例えば野菜類、果実類、肉類等の固形物を含有する比較的粘稠なソースをレトルト袋へ充填して該レトルト袋をヒートシールするときに好適な充填ノズル及び充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような充填ノズルとして、側壁に被充填物の供給口を有し且つ下端に該被充填物の排出口を有するシリンダと、該シリンダ内を昇降するピストンとを備え、供給口からシリンダ内へ供給した被充填物をピストンの下降により排出口からこれを臨む容器内へと充填するようにしたものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。かかる充填ノズルを用いて、例えば前記のような固形物を含有する比較的粘稠なソースをレトルト袋へ充填し、該レトルト袋をヒートシールするとき、ソースやなかでもこれに含まれる固形物がシリンダの下端の排出口外周回りに付着し易く、ソースやこれに含まれる固形物がこのように付着すると、単に見栄えが悪いだけでなく、食品衛生上も好ましくないので、しばしば清掃を強いられることとなり、しかもその上、付着したソースやなかでもこれに含まれる固形物が何らかの原因で落下し、レトルト袋のヒートシール部へ付いて、シール不良を引き起こすという不都合を生じる。そこで、かかる不都合が生じるのをできるだけ防止するため、前記した従来の充填ノズルでは、ピストンの下端に複数のガス噴出孔を有し、前記のような固形物含有ソースの充填時に該ガス噴出孔からガスを噴出したり（特許文献１及び２）、更にはシリンダの下端の排出口外周回りにガス噴出部を設け、前記のような固形物含有ソースの充填時に該ガス噴出部からもガスを噴出するようになっている（特許文献３）。
【０００３】
しかし、ピストンの下端のガス噴出孔からガスを噴出したり、更にはシリンダの下端の排出口外周回りに設けたガス噴出部からもガスを噴出するようにした従来の充填ノズルでも、依然として、シリンダの下端の排出口の外周回り、ここにガス噴出部を設けた場合には該ガス噴出部の外周回りに被充填物が付着し、被充填物が前記のような固形物含有ソースである場合にはソースやなかでもこれに含まれる固形物が付着し、結果として前記と同様の不都合を生じるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−２６４３０８号公報
【特許文献２】特開２０００−３１３４０３号公報
【特許文献３】特開２００１−２７８２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、被充填物の容器への充填時に該被充填物がシリンダの下端の排出口外周回りに付着し難く、したがってその清掃作業や該容器のシール不良を著しく低減できる充填ノズル及び充填方法を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、側壁に被充填物の供給口を有し且つ下端に該被充填物の排出口を有するシリンダと、該シリンダ内を昇降するピストンとを備え、供給口からシリンダ内へ供給した被充填物をピストンの下降により排出口からこれを臨む容器内へと充填するようにした充填ノズルにおいて、シリンダの供給口よりも下方で下端よりも上方の側壁にガス噴出部が設けられており、該ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出するようにして成ることを特徴とする充填ノズルに係る。また本発明は、かかる充填ノズルを用いる充填方法であって、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填した後、該ピストンの位置や昇降との関係でガス噴出部から該シリンダの下端の排出口外周回りへガスを噴出することを特徴とする充填方法に係る。
【０００６】
先ず、本発明に係る充填ノズルについて説明する。本発明に係る充填ノズルも、前記した従来の充填ノズルと同様、側壁に被充填物の供給口を有し且つ下端に該被充填物の排出口を有するシリンダと、該シリンダ内を昇降するピストンとを備え、供給口からシリンダ内へ供給した被充填物をピストンの下降により排出口からこれを臨む容器内へと充填するようになっている。供給口には被充填物の供給手段、通常はエアシリンダ機構が接続されており、供給口とエアシリンダ機構との間には切換弁を介し被充填物の供給タンクが接続されていて、エアシリンダ機構の作動により、被充填物を供給タンクから切換弁及び供給口を介し充填ノズルのシリンダ内へ供給するようになっている。またピストンにはその昇降手段、通常は別のエアシリンダ機構が接続されており、ピストンはかかる別のエアシリンダ機構の作動により昇降するようになっている。
【０００７】
本発明に係る充填ノズルは、シリンダの供給口よりも下方で下端よりも上方の側壁にガス噴出部を有し、該ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出するようになっている。ガス噴出部はシリンダの供給口よりも下方の側壁に設けられている。ガス噴出部をシリンダの供給口よりも上方の側壁に設けると、供給口に接続された前記のような被充填物の供給手段が妨げになって、そのようなガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りの全域にガスを噴出するのが難しくなる。またガス噴出部はシリンダの下端よりも上方の側壁に設けられている。ガス噴出部をシリンダの下端の側壁に設けると、前記した従来の充填ノズルと同様、そのようなガス噴出部の外周回りに被充填物が付着するようになる。
【０００８】
ガス噴出部は、シリンダの供給口よりも下方で下端よりも上方の側壁であれば、その位置を特に制限されないが、ガス噴出部の外周回りに被充填物がより確実に付着しないようにするためには、ガス噴出部と排出口が開設されたシリンダの下端との間に相応の距離を空けるのが好ましく、かかる距離は通常５〜４０mmとするが、１０〜３０mmとするのが好ましい。またガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りの全域へできるだけ均一にガスを噴出するようにするためには、シリンダの下端部における側壁の外周を下端の排出口に向かい絞った傾斜面とし、かかる傾斜面に沿って設けるのが好ましい。またガス噴出部は、該ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出するものであれば、その形状や構造を特に制限されないが、シリンダの側壁外周回りに設けられた環状の管材と、該管材に穿設された複数のガス噴出孔とを有し、該管材内へ供給したガスを該ガス噴出孔からシリンダの下端の排出口外周回りに噴出するようにしたものが好ましい。
【０００９】
充填ノズルのシリンダ内を昇降するピストンは、中実構造であっても又は中空構造であってもよいが、中空構造とし、その下端面に複数のガス噴出孔を形成して、中空構造のピストン内へ供給したガスを該ガス噴出孔から噴出するようにしたものが好ましい。シリンダの外側に位置するガス噴出部からガスを噴出するだけではなく、シリンダの内側に位置するピストンのガス噴出孔からもガスを噴出すると、充填ノズルからの被充填物の所謂切れや離れを更に向上して、充填ノズルへの被充填物の付着をより確実に防止することができる。本発明に係る充填ノズルにおいて、シリンダの側壁に設けたガス噴出部やピストンの下端に穿設したガス噴出孔から噴出するガスは、その種類を特に制限されず、例えばアルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスであってもよいが、通常は空気を用いる。
【００１０】
次に、本発明に係る充填方法について説明する。本発明に係る充填方法は以上説明した本発明に係る充填ノズルを用いる方法である。本発明に係る充填方法では先ず、シリンダの下端の排出口を容器内へ挿入した状態にて供給口から該シリンダ内へ被充填物を供給すると共に供給した被充填物をピストンの下降により該排出口から該容器内へと充填する。排出口の容器内への挿入はシリンダの昇降を伴うそれ自体は公知の手段で行なうことができ、また被充填物のシリンダ内への供給は前記したような被充填物の供給手段で行なうことができる。
【００１１】
本発明に係る充填方法では次に、前記したように被充填物を容器内へ充填した後、ピストンの位置や昇降との関係でガスを噴出する。かかるガスの噴出には大別して以下のような第１〜第４の方法がある。第１の方法は、ピストンの下端にガス噴出孔が形成されていない充填ノズルを用いる方法であって、前記したように被充填物を容器内へ充填した後、ピストンが最も下降した状態にてガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出する方法である。
【００１２】
第２の方法は、第１の方法と同様の充填ノズルを用いる方法であって、前記したように被充填物を容器内へ充填した後、供給口よりも下側にてピストンを昇降させ、かかるピストンの昇降に合わせて隨時にガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出する方法である。供給口よりも下側にてピストンを１回又は２回以上昇降させ、かかるピストンの例えば１回目や２回目等、任意の昇降時に、ピストンの昇降を停止させて又はピストンを昇降させつつ、ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出する方法である。
【００１３】
第３の方法は、ピストンの下端にガス噴出孔が形成されている充填ノズルを用いる方法であって、前記したように被充填物を容器内へ充填した後、ピストンが最も下降した状態にてガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出すると共に該ピストンの下端のガス噴出孔からもガスを噴出する方法である。
【００１４】
第４の方法は、第３の方法と同様の充填ノズルを用いる方法であって、前記したように被充填物を容器内へ充填した後、供給口よりも下側にてピストンを昇降させ、かかるピストンの昇降に合わせて隨時にガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出すると共に該ピストンの下端のガス噴出孔からもガスを噴出する方法である。供給口よりも下側にてピストンを１回又は２回以上昇降させ、かかるピストンの例えば１回目や２回目等、任意の昇降時に、ピストンの昇降を停止させて又はピストンを昇降させつつ、ガス噴出部からシリンダの下端の排出口外周回りにガスを噴出すると共に該ピストンの下端のガス噴出孔からもガスを噴出する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る充填ノズル及び充填方法によると、被充填物の容器への充填時に該被充填物がシリンダの下端の排出口外周回りに付着し難く、したがってその清掃作業や容器のシール不良を著しく低減できる。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明に係る充填ノズルを例示する一部省略の正面図、図２は図１と同じ充填ノズルを示す一部省略の縦断面図、図３は図１と同じ充填ノズルを示す拡大横断面図である。充填ノズル１１は、シリンダ２１と、ピストン３１と、ガス噴出部４１とを備えている。シリンダ２１の側壁には被充填物の供給口２２が開設されており、供給口２２にはここでは図示しない前記したような被充填物の供給手段が接続されていて、またシリンダ２１の下端には被充填物の排出口２３が開設され、かかるシリンダ２１の下端部における側壁の外周は下端の排出口２３に向かい絞られた傾斜面２４となっている。ピストン３１は中実構造となっており、ピストン３１にはここでは図示しない前記したような昇降手段が接続されていて、ピストン３１はかかる昇降手段によりシリンダ２１の内周面を摺動して昇降するようになっている。ガス噴出部４１は、環状の管材４２と、管材４２に接続されたガス供給管４３とを備え、管材４２は傾斜面２４の上部に取付けられていて、管材４２の下側面には複数のガス噴出孔４４が穿設され、ガス供給管４３を介して管材４２内へ供給したガスを複数のガス噴射孔４４から傾斜面２４に沿って排出口２３の外周回りへ噴出するようになっている。
【００１７】
図４は本発明に係る他の充填ノズルを例示する一部省略の縦断面図、図５は図４と同じ充填ノズルを示す拡大横断面図である。充填ノズル１２は、シリンダ２５と、ピストン３２と、ガス噴出部４５とを備えている。シリンダ２５の側壁には被充填物の供給口２６が開設されており、供給口２６にはここでは図示しない前記したような被充填物の供給手段が接続されていて、またシリンダ２５の下端には被充填物の排出口２７が開設され、かかるシリンダ２５の下端部における側壁の外周は下端の排出口２７に向かい絞られた傾斜面２８となっている。ピストン３２は中空構造となっており、ピストン３２にはここでは図示しない前記したような昇降手段が接続されていて、ピストン３２はかかる昇降手段によりシリンダ２５の内周面を摺動して昇降するようになっている。また中空構造のピストン３２の下端面には複数のガス噴出孔３３が形成されており、図示しないガス供給源からピストン３２の中空部へ供給したガスをかかる複数のガス噴射孔３３から噴射するようになっている。ガス噴出部４５は、環状の管材４６と、管材４６に接続されたガス供給管４７とを備え、管材４６は傾斜面２８の上部に取付けられていて、管材４６の下側面にはここでは図示しない複数のガス噴出孔が穿設され、ガス供給管４７を介して管材４６内へ供給したガスをかかる複数のガス噴射孔から傾斜面２８に沿って排出口２７の外周回りへ噴出するようになっている。
【００１８】
図６は図１〜３について前述した本発明に係る充填ノズル１１を用いた本発明に係る充填方法を縦断面で略示する系統図である。シリンダ２１の排出口２３をここでは図示しない容器内へ挿入した状態にてピストン３１を上昇し、供給口２２からシリンダ２１内へ被充填物Ａを供給している（図６の（ａ）〜（ｂ）の状態）。次にピストン３１を下降し、被充填物Ａを排出口２３から容器内へ充填した後（図６の（ｃ）の状態）、ピストン３１が最も下降した状態にてガス噴出部４１から排出口２３の外周回りへガスを噴出している（図６の（ｄ）の状態）。図６の場合、かかるガスの噴出を停止した後、ピストン３１を上昇し、以下は同様の操作の繰り返しとなる。
【００１９】
図７は図４及び５について前述した本発明に係る充填ノズル１２を用いた本発明に係る他の充填方法を縦断面で略示する系統図である。シリンダ２５の排出口２７をここでは図示しない容器内へ挿入した状態にてピストン３２を上昇し、供給口２６からシリンダ２５内へ被充填物Ｂを供給している（図７の（ａ）〜（ｂ）の状態）。次にピストン３２を下降し、被充填物Ｂを排出口２７から容器内へ充填した後（図７の（ｃ）の状態）、ピストン３２が最も下降した状態にてガス噴出部４５から排出口２７の外周回りへガスを噴出すると共にピストン３２の下端面のガス噴出孔３３からもガスを噴出している（図７の（ｄ）の状態）。図７の場合、かかるガスの噴出を停止した後、ピストン３２を上昇し、以下は同様の操作の繰り返しとなる。
【００２０】
図８は図４及び５について前述した本発明に係る充填ノズル１２を用いた本発明に係る更に他の充填方法を縦断面で略示する系統図である。シリンダ２５の排出口２７をここでは図示しない容器内へ挿入した状態にてピストン３２を上昇し、供給口２６からシリンダ２５内へ被充填物Ｃを供給している（図８の（ａ）〜（ｂ）の状態）。次にピストン３２を下降し、被充填物Ｃを排出口２７から容器内へ充填した後（図８の（ｃ）の状態）、ピストン３２を供給口２６よりも下側にて上昇し、かかるピストン３２の上昇時にガス噴出部４５から排出口２７の外周回りへガスを噴出すると共にピストン３２の下端面のガス噴出孔３３からもガスを噴出している（図８の（ｄ）の状態）。引き続き、ピストン３２を上昇前の位置まで下降し、かかるピストン３２の下降時にもガス噴出部４５から排出口２７の外周回りへガスを噴出すると共にピストン３２の下端面のガス噴出孔３３からもガスを噴出している（図８の（ｅ）の状態）。かくしてピストン３２の１回目の昇降を行なった後、更に２回目の昇降を行なっているが、２回目の昇降では１回目の昇降のようにガスを噴出していない（図８の（ｆ）〜（ｇ）の状態）。図８の場合、ピストン３２の２回目の昇降を行なった後、ピストン３２を供給口２６よりも上側に上昇し、以下は同様の操作の繰り返しとなる。
【００２１】
図面に基づいて以上説明した本発明に係る充填ノズルを用い、また図面に基づいて以上説明した本発明に係る充填方法等にしたがい、表１に記載の配合の粘稠な固形物含有ソースを下記の充填条件でレトルト袋（パウチ容器）へ充填し、ヒールシートした。充填ノズルの排出口外周回りへの固形物含有ソースの付着による汚れ程度、シール不良の数を表２に示した。
【００２２】
充填条件
充填機：東洋自動機社製の特型自動充填機ＰＨ０３−２
充填ノズル及び充填方法：表２に記載の充填ノズル及び充填方法
充填速度：６０袋／分
充填時間：３０分間
レトルト袋：縦１５cm×横１３cmのパウチ容器
充填量：４０ｇ／袋
シリンダの側壁のガス噴出部からのガス（空気）噴出圧力：０．２ＭＰａ
ピストンの下端面のガス噴出孔からのガス（空気）噴出圧力：０．２ＭＰａ
シリンダの下端からガス噴出部までの距離（鉛直距離）：１９mm
【００２３】
【表１】
2007106460.tif 000003
【００２４】
【表２】
2007106460.tif 000004
【００２５】
表２において、
＊１：シリンダの側壁のガス噴出部からのガス噴出を行なわなかった。
＊２：ピストンの下端面のガス噴出孔からのガス噴出のみを行ない、シリンダの側壁のガス噴出部からのガス噴出を行なわなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る充填ノズルを例示する一部省略の正面図。
【図２】図１と同じ充填ノズルを示す一部省略の縦断面図。
【図３】図１と同じ充填ノズルを示す拡大横断面図。
【図４】本発明に係る他の充填ノズルを例示する一部省略の縦断面図。
【図５】図４と同じ充填ノズルを示す拡大横断面図。
【図６】図１〜３の充填ノズルを用いた本発明に係る充填方法を略示する系統図。
【図７】図４及び５の充填ノズルを用いた本発明に係る他の充填方法を略示する系統図。
【図８】図４及び５の充填ノズルを用いた本発明に係る更に他の充填方法を略示する系統図。
【符号の説明】
【００２７】
１１，１２  充填ノズル
２１，２５  シリンダ
２２，２６  供給口
２３，２７  排出口
２４，２８  傾斜面
３１，３２  ピストン
３３，４４  ガス噴出孔
４２，４６  管材
Ａ，Ｂ，Ｃ  被充填物
【図１】
2007106460.tif 000005
【図２】
2007106460.tif 000006
【図３】
2007106460.tif 000007
【図４】
2007106460.tif 000008
【図５】
2007106460.tif 000009
【図６】
2007106460.tif 000010
【図７】
2007106460.tif 000011
【図８】
2007106460.tif 000012