(57)【要約】【課題】被包装物中に混在するエアーを効率的に取り除き、定量充填を行うことができる充填装置を提案する。【手段】充填、包装すべき被包装物を貯留するタンク１と、搬送経路５を通して送給された前記タンク１内の被包装物を、包装容器１０内に充填、包装する充填ノズル３とを備えた被包装物の充填装置において、前記搬送経路５に、被包装物を下方から上方に向けて流通させ、かつ、その上部において被包装物中に混在するエアーの捕集域を形成する縦型通路と、この縦型通路の上部を除く領域においてつながると共に、横向きから上向きに至るまでの任意の向きに開放された入側開口を経て前記縦型通路内の被包装物を、前記充填ノズル３に向けて送給する偏向通路とを設ける。【選択図】図２
2013010510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填、包装すべき被包装物を貯留するタンクと、搬送経路を通して送給された前記タンク内の被包装物を、包装容器内に充填、包装する充填ノズルとを備えた被包装物の充填装置であって、
前記搬送経路に、被包装物を下方から上方に向けて流通させ、かつ、その上部において被包装物中に混在するエアーの捕集域を形成する縦型通路と、この縦型通路の上部を除く領域においてつながると共に、横向きから上向きに至るまでの任意の向きに開放された入側開口を経て前記縦型通路内の被包装物を、前記充填ノズルに向けて送給する偏向通路とを設けたこと特徴とする被包装物の充填装置。
【請求項２】
前記縦型通路は、その入側に、前記搬送経路を通して送給された被包装物の流通速度を、該縦型通路内において減速する流通速度減速機構を有することを特徴とする請求項１に記載した被包装物の充填装置。
【請求項３】
前記縦型通路は、前記搬送経路につながると共に、上部末端に被包装物の流出開口を有する内管と、この内管を取り囲む同心二重配置の外管からなり、
前記外管の、前記流出開口よりも下部側の周壁に、前記入側開口を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載した被包装物の充填装置。
【請求項４】
前記縦型通路は、該縦型通路の上部末端を大気開放して該縦側通路内にて捕集された空気を放出する大気開放弁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載した被包装物の充填装置。
【請求項５】
前記包装容器が、被包装物を充填したのちのヒートシールによって密閉される包装袋であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載した被包装物の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗剤、化粧料、調味料、医薬品等の内容物を被包装物として、これを、合成樹脂製のフィルムを重ね合わせて成形された包装袋（袋状の容器）あるいは合成樹脂製のフィルムとアルミ等の箔を相互に積層して成形された包装袋に充填するのに適した充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用、ゴミの減量化を図る観点から、近年、詰め替え用の内容物を充填、包装する容器として包装袋が利用されている。
【０００３】
前記包装袋は、内容物を充填したのち、その充填口を熱溶着させて密封する、いわゆる、ヒートシール方式が採用されており、充填された被包装物の注出に際しては、充填口に設けられた摘み部を引きちぎることで該容器を開封している。
【０００４】
従来、この種の袋に内容物を充填するに際しては、タンク内に予め貯留された内容物を、それにつながるポンプにより連続的に移送し、搬送経路の末端に設けられた充填ノズルを通して充填している。
【０００５】
ところで、前記ポンプによる内容物の移送に際しては、該内容物中にエアーが混入するのが不可避であり、これが搬送経路内に存在すると、移送にかかる内容物と共に該搬送経路内を流れていくため、エアーが混在したまま包装袋に充填される結果、定量不足に陥ることがしばしば見受けられ、この場合、商品として出荷することができないという問題が起きていた。
【０００６】
このため、通常は、充填設備の起動時あるいは定期的に、内容物を搬送経路内に送り出し、充填ノズルから内容物と共にエアーを押し出して該エアーを抜き取る作業を行っている。
【０００７】
しかし、このエアー抜き作業は、商品ロスにつながる被包装物の漏出が避けられず、しかも、その作業には手間がかかることから、生産性に影響を与える原因にもなっており、その解決が求められていた。
【０００８】
この点に関する先行技術として、特許文献１には、被包装物の充填装置として、被包装物を収容したタンクと、自動包装機の間を供給経路で結び、この供給経路のタンク側と自動包装機側に夫々充填用のポンプを設けて、タンク側のポンプを比較的大容量のポンプとする一方、自動包装機側のポンプを比較的小容量とした自動包装機用被包装物充填装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２００１─３１５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１に開示された装置は、２台のポンプの作動を夫々コントロールする仕組みになるものであって、これによれば、被包装物を安定した状態で自動包装機側に充填供給することが可能であり、充填量が一定した包装製品を自動的に連続包装することができるとされていた。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示の装置は、粘度の比較的高い被包装物を対象としたものであって、とくに、送給経路内にエアーが滞留して内容物とともに充填ノズルより注出される場合において生じる上記の問題についてまでは対応していないのが現状であった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、搬送経路内で被包装物中に混在するエアーを、被包装物の漏出によるロスを伴うことなしに簡便に大気放出して定量充填を行うことができる包装物の充填装置を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、充填、包装すべき被包装物を貯留するタンクと、搬送経路を通して送給された前記タンク内の被包装物を、包装容器内に充填、包装する充填ノズルとを備えた被包装物の充填装置であって、前記搬送経路に、被包装物を下方から上方に向けて流通させ、かつ、その上部において被包装物中に混在するエアーを捕集する縦型通路と、この縦型通路の上部を除く領域においてつながるとともに、横向き乃至上向きに至るまでの任意の向きで開放された入側開口を通して前記縦型通路内の被包装物を、前記充填ノズルに向けて送給する偏向通路とを設けたこと特徴とする被包装物の充填装置である。
【００１４】
上記の構成からなる被包装物の充填装置においては、
１）前記縦型通路の入側に、前記搬送経路を通して送給された被包装物の流通速度を減速する流通速度減速機構を設けること、
２）前記縦型通路を、前記搬送経路につながると共に、上部末端に被包装物の流出開口を有する内管と、この管体を内側に納める同心二重配置の外管にて構成し、前記外管の、前記流出開口よりも下部側の周壁に、前記入側開口を設けること、
３）前記縦型通路の上部末端を大気開放して該縦側通路内に滞留する空気を放出する大気開放弁を有すること、
４）前記包装容器を、被包装物を充填したのちのヒートシールによって密閉される包装袋とすること、
が本発明の課題解決のための具体的手段として好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成からなる本発明によれば、搬送経路内に、縦型通路と偏向経路を設け、被包装物を下方から上方へ向かう流れを形成する一方、この流れの向きを、偏向経路を通して横向き乃至下向きの流れに変えて充填ノズルに送給するようにしたので、被包装物中にエアーが混在していたとしても、該エアーは、縦型通路の上部末端で捕集されることとなる。その結果、被包装物のみが充填ノズルを通して袋状容器へと注出され、被包装物の定量充填が可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る上記構成の充填装置によれば、縦型通路の入側に流通速度減速機構を設けるようにしたため、該縦型通路内における被包装物の流通速度を減速させることできるので、エアーの巻き込みが回避される。
【００１７】
また、上記の構成からなる本発明によれば、前記縦型通路を、前記搬送経路につながると共に、上部末端に被包装物の流出開口を有する内管と、この管体を内側に納める同心二重配置の外管とによって構成し、前記外管の、前記出側開口よりも下部側の周壁に、前記入側開口を設けるようにしたため、該縦型通路内での、被包装物の流通速度を減速させることができると共に、その部位でのエアーの確実な捕集が可能となる。
【００１８】
しかも、本発明における被包装物の充填装置によれば、前記縦型通路の上部末端に大気開放弁を設けて該縦側通路内にて捕集されたエアーを放出するようにしたため、その部位の操作のみで搬送経路内のエアーのほぼ全てを排出することができる。これにより、エアーの大気放出にかかる作業時間の短縮、被包装物の漏出量の軽減が可能となる。
【００１９】
さらに、本発明の充填装置によれば、前記包装容器を、被包装物を充填したのちのヒートシールによって密閉する包装袋とすることにより、被包装物の効率的な充填が可能になる。また、容器を構成する材料が少なくてすみ、ゴミの減量化、資源の有効活用を図ることができる。
【００２０】
なお、上記の構成からなる本発明によれば、包装容器として包装袋を適用して被包装物の充填を行うに当たり、被包装物が充填された包装袋につき、シールロール（横シールロール）により該被包装物を絞りながらヒートシールを行う液中シール充填（液かみシール充填）を採用することで、該包装袋内におけるエアーの存在量を極端に低減することが可能となり、被包装物の酸化（変質）防止、黴の抑制効果がより一層高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う被包装物の充填装置の実施の形態を、模式的に示した図である。
【図２】図１に示した充填装置の要部の断面を示した図である。
【図３】本発明に従う被包装物の充填装置の他の実施の形態を、その要部の断面で示した図である。
【図４】本発明に従う被包装物の充填装置の変形例を、その要部の断面で示した図である。
【図５】本発明に従う被包装物の充填装置のさらに他の実施の形態を、その要部の断面で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明に従う被包装物の充填装置の実施の形態を、模式的に示した図である。
【００２３】
図１における符号１は、被包装物を貯留しておくタンク（ホッパー）、２は、タンク１内の被包装物を移送するためのポンプ（間欠的に被包装物を送給できるポンプ等が適用される）、３は袋状容器に被包装物を充填するための充填ノズル、４は、タンク１とポンプ２とをとなぐ経路、また、５は、ポンプ２と充填ノズル３をつなぐ搬送経路である。搬送経路５は、複数本の管体を、フランジを介してつなぎ併せたものにて構成される。
【００２４】
また、６は、搬送経路５の途中に配設されたＴ型の管体（チーズ）である。このチーズ６は、縦管６ａと、この縦管６ａの長手方向のほぼ中央部においてつながる横管６ｂからなっている。
【００２５】
上記のチーズ６の縦管６ａは、その断面を図２に示すように、被包装物を下方から上方（図の下方から上方）に向けて流通させる縦型通路を形成するものであって（上昇流を形成する）、その上部において被包装物中に混在しているエアーを捕集する捕集域Ｐが設けられている。
【００２６】
また、同じく図２にその断面を示したように、チーズ６の横管６ｂには、横向き〜上向きに至るまでの任意の向きで開放された入側開口Ｍ（この例では、上向きに開放された入側開口として表示してある）を有し、縦管６ａ内の被包装物の流れの向きを変える管体７が備えられており、この管体７によって被包装物の流れの向きを変える偏向通路が形成される。
【００２７】
ここに、管体７は、この例では、横管６ｂとは別体物として示したが、横管６ｂと一体に成形されたものでもよい。
【００２８】
また、８は、チーズ６の縦管６ａの上部につながる短管、９は短管８につながる大気開放バルブ（ボールバルブ等が適用される）、１０は、被包装物を充填するための袋状の容器（包装袋）である。
【００２９】
袋状の容器１０としては、フィルム状の長尺シートを重ね合わせてその両幅端に縦シール部を形成し、下端に横シール部を形成してそれぞれ接着し、上部開放端より充填ノズルを差し入れて被包装物を充填したのち、上端部に横シール部を形成してヒートシールによって密封するものが適用される。
【００３０】
上記の充填装置には、図示の表示は省略したが、袋状の容器１０を形成（製袋）すべく、フィルムを重ね合わせる重ね合わせ部と、重ね合わせたフィルムの両幅端に縦シールを形成する縦シール形成部と、一つの容器について、その上下に横シールを形成する横シール形成部と、さらに、連なった容器１０を１つ毎に、あるいは複数袋毎に切り分ける切断部が設けられていると共に、容器１０内に規定量の被包装物が充填できるようにポンプ２、充填ノズル３を制御するための制御装置が備えられていて、被包装物の連続的な充填が可能となっている。
【００３１】
ここに、上記の重ね合わせ部は、１本のフィルムロールから繰り出されて走行する１枚の長尺の積層フィルムを、その幅方向の中央部で２つ折りにして重ね合わせる部位であり、重ね合わせ部につづく縦シール形成部は、重ね合わせた積層フィルムの幅方向の両端部をその長手方向に沿い連続的に加熱シールして、該積層フィルムを筒状に成形する部位である。
【００３２】
そして、横シール形成部では、被包装物が充填された積層フィルムを、その幅方向の両端で左右に引っ張りながら、横シールロールにより、その全幅にわたってヒートシールして横シール部を形成し、被包装物が充填、密封された袋を連続的に形成し、該横シール形成部につづく切断部で、横シール部あるいは縦シール部で適宜切断して１つの袋毎あるいは複数袋毎に分断される。
【００３３】
かかる充填装置においては、搬送経路５を通る被包装物中にエアーが混在していたとしても、該エアーは、図２に示すように、縦型通路の上部に設けられた捕集域Ｐで捕集され、しかも、該縦型通路Ｐ内の被包装物は、上向きに開放された入側開口Ｍを経て充填ノズル３へと向かうことになるため、偏向通路を経た被包装物にはエアーは混在せず、容器１０には規定量の被包装物が充填される。
【００３４】
とくに、容器１０に被包装物を充填したのち、横シールロールにより充填された被包装物を絞りながらヒートシールを行う液中シール充填を採用する場合には、容器１０内におけるエアーの存在量が極端に低減されるため、酸化（変質）防止効果あるいは黴の発生を抑制する効果等がより一層高まることとなり、被包装物の長期にわたる保存が可能となる。
【００３５】
本発明に従う充填装置を適用して被包装物の充填を行うに当たっては、まず、大気開放バルブ９を開とした状態でポンプ２を起動する。これにより、送給経路５内の圧力が開放されるため、ポンプ２が起動していても被包装物は、充填ノズル３側へは被包装物は流れることはなく、チーズ６の縦管６ａにおける液面レベルが上昇していく。
【００３６】
このレベルが大気開放バルブ９よりも上の位置になったところで該大気開放バルブ９を閉じると送給経路５内の圧力が上昇することとなり、充填ノズル３による被包装物の充填が可能となる。
【００３７】
捕集域Ｐにおいて捕集されたエアーを除去するには、装置の停止時等において大気開放バルブ９を開放してポンプ２を起動して液面レベルを上昇させればよく、該液面レベルを大気開放バルブ９よりも上に位置させることで捕集されたエアーの全てが取り除かれる。
【００３８】
エアーの除去操作については、捕集域Ｐを別途に設けてあるため、その操作回数は従来よりも少なくすることが可能であり、商品ロスにつながる被包装物の排出量（漏出量）も極めて少なくできる利点がある。
【００３９】
図３は、チーズ６の入側に流通速度減速機構（例えば、管路の径がその入側と出側で異なるレジューサーなど）１１を設けると共に、短管８として、下端を大径、上端を小径とした異径タイプの管を適用した本発明に従う充填装置の他の実施の形態を示した図である。
【００４０】
かかる構成の充填装置においては、流通速度減速機構１１によって縦管６ａ内における被包装物の流通速度を減速することができるため、偏向通路に向かう被包装物にエアーが巻き込まれるのが回避され、被包装物の安定的な定量充填が可能となる。
【００４１】
偏向経路を形成する管体７については、例えば、図４に示すように、その出側端Ｎが入側開口Ｍよりも低くなるように傾斜させておくことができ、これにより、エアーの巻き込み防止効果をより一層高めることが可能となる。
【００４２】
さらに、図５に、本発明に従う被包装物の充填装置のさらに他の実施の形態を示す。
【００４３】
この例は、縦型通路を、上部末端に被包装物の流出開口hを有する内管１２と、この内管１２を取り囲む同心二重配置の外管１３とによって構成し、該内管１２の下端を搬送経路５に接続させる一方、該外管１３の、該流出開口hよりも下部側の周壁に偏向通路を形成する横管１３ａを設けたものである。
【００４４】
かかる構成の充填装置においても、被包装物中に混在するエアーは、その上部において形成された捕集域Ｐで捕集される。
【００４５】
また、被包装物は、流出開口hから出た時点で減速され、しかも、内管１２と外管１３との間に形成された狭い環状通路１４を通して横管１３ａの入側開口Ｍに至ることになるので、エアーが被包装物に巻き込まれるような懸念はなく、これによっても被包装物の定量充填が可能となる。
【００４６】
図５に示したような構成からなる充填装置においては、偏向通路を形成する横管１３ａの出側端を入側開口Ｍよりも低くすることでエアーの巻き込み防止効果を高めることができる。
【００４７】
偏向通路の入側開口Ｍ、ｈについては、エアーの侵入を確実に防止する観点から上向きに開放されたものと、横向きに開放されたものをそれぞれ例として示したが、該入側開口Ｍ、ｈは、横向き〜上向きに至るまでの任意の向きに適宜設定することができるものであり、この点については、とくに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、被包装物中に混在するのが避けられないエアーを、その送給過程で効果的に取り除くことができるため、規定量の被包装物を充填することができる定量充填が可能となる。
【００４９】
また、本発明によれば、エアーを取り除くための操作回数が少なくてすむと共に、商品ロスにつながる被包装物の漏出も最小限に留めることができるので、歩留まりの高い充填が行える。
【符号の説明】
【００５０】
１      タンク
２      ポンプ
３      充填ノズル
４      タンクとポンプをつなぐ経路
５      搬送経路
６      Ｔ型の管体
６ａ    縦管
６ｂ    横管
７      管体
８      短管
９      大気開放バルブ
１０    袋状の容器
１１    流通速度減速機構
１２    内管
１３    外管
１３ａ  横管
１４    環状通路
Ｐ      捕集域
Ｍ      入側開口
ｈ      流出開口
【図１】
2013010510.tif 000003
【図２】
2013010510.tif 000004
【図３】
2013010510.tif 000005
【図４】
2013010510.tif 000006
【図５】
2013010510.tif 000007