(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ウェブから管状ウェブを成形し、該管状ウェブ内に充填パイプ（８）により流動性内容物を充填する流動性内容物充填装置において、充填パイプ（８）の外周面に沿って管状ウェブ内に充填される内容物により浮上するフロート（１６）と該フロート（１６）に連動して充填パイプ（８）から管状ウェブ内に供給する内容物の供給量を調整する流量調整弁（１５）とフロート（１６）の充填パイプ（８）との当接面に、フロート長手方向に形成された少なくとも一つの溝を有する突起部（１６ｃ）を設けたことを特徴とする充填量調整装置を備えた流動性内容物充填装置。
【請求項２】
流量調整弁（１５）が、充填パイプ（８）の先端開口部に設けられ、フロート（１６）と連結部材（１７）によって連結されており、フロート（１６）の上下動により開閉することを特徴とする請求項１に記載の充填量調整装置を備えた流動性内容物充填装置。
【請求項３】
フロート（１６）には磁石を取り付け、該磁石の上下動に伴う磁気強度の変化を検出する磁気強度検出手段と、該磁気強度検出手段の検出磁気強度に応じて弁開度を制御する充填パイプ（８）に設けられた流量調節弁とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の充填量調整装置を備えた流動性内容物充填装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の充填量調整装置を備えた流動性内容物充填装置を有することを特徴とする包装容器製造機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装容器製造機械に関し、特に板状のウェブを管状のウェブとし、該管状ウェブ内に流動性食品などの内容物を充填する流動性内容物充填装置と該流動性内容物充填装置を備えた包装容器製造機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状のウェブから内容物が内部に充填される包装容器を製造する包装容器製造装置は、図１に示すようにロール状に巻き取られたリワインダ１のロール状の板状ウェブＷが巻き戻し装置で巻き戻され、巻き戻された板状ウェブＷは、ウェブ送りローラ２により搬送され、該ウェブＷにテンションを常に掛けておくためのダンサローラ（揺動ローラ）３とガイドローラ４でテンション付勢されながら、板状ウェブＷは複数段設けられた成形ローラ５（図１では１段のみ図示）で成形されながら管状ウェブＷに変形され、管状ウェブＷの長手方向の重ね合わされた端部同士を縦方向にシール（縦シール）して、さらにウェブＷの長手方向に直交する方向にウェブＷの一部を一対の横シールジョー６（図１には一方のみ示す。）でシール（横シール）した後、流動性内容物充填パイプ８から横シールより上方の管状ウェブＷの内部に内容物を充填して、管状ウェブＷから容器１ケ分に相当する大きさで、さらに横シールした後、該横シール箇所を切断して、最終的に６面体形状の内容物が充填された包装容器Ｃとするものである。
【０００３】
このとき、充填パイプ８から管状ウェブＷ内への内容物の充填量の調整を行う装置として、従来は、例えば図６に示すように管状ウェブＷ内に挿入された充填パイプ８の先端に充填ノズル３１を接続し、この充填ノズル３１には、上下方向に回転可能な充填ノズル内流路開閉用のバタフライ弁３２と、バタフライ弁３２より上方の充填ノズル３１外周面に沿ってはめ込まれた移動可能な環状フロート３３と、バタフライ弁３２と環状フロート３３とを連結する連結部材３５からなる内容物の充填量の調整装置が知られている。
【０００４】
そして、図６に示す内容物充填量調整装置は管状ウェブＷ内へ充填された内容物の液面レベルに応じて、管状フロート３３が上下方向に移動し、該管状フロート３３の動きに連動するバタフライ弁３２が前記液面レベルが上がれば供給流量を少なく、逆に液面レベルが下がれば流量が多くなるように充填ノズル３１の内容物流路の開度を比例制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記図６に示す管状ウェブＷ内への充填ノズル３１を介しての内容物の充填量調整装置では環状フロート３３の上下動が頻繁に繰り返されるので、ステンレスなど金属を成形した充填ノズル３１と環状フロート３３の接触が繰り返される。このとき、図７（誇張して図示）に示すように、環状フロート３３の頭部または底部が充填ノズル３１に当接して充填ノズル３１または環状フロート３３が摩耗して損傷するおそれがある。
【０００６】
通常の使用方法として包装容器製造機械の運転が終了すれば充填ノズル３１は充填パイプ８から取り外されて洗浄されるので、その時、充填ノズル３１の環状フロート３３との接触部の損傷状況を容易に目視で確認でき、必要に応じて部品交換すれば、包装容器製造機械の運転中（流動性内容物の包装容器内への充填作業中）に充填ノズル３１などにピンホール（微孔）が発生するような状況は回避可能であり、また、たとえ、前記ピンホール（微孔）が充填ノズル３１などに発生したとしても、製品（充填される内容物）に対して何ら影響を与えない。
【０００７】
実際の包装容器製造機械の運転中には、充填ノズル３１に対し環状フロート３３は機能上充分な浮力を確保するため、極めて薄い材料から造られることが多い。そのため充填ノズル３１よりむしろ強度的、構造的に弱い側の環状フロート３３が損傷しやすい。
また、環状フロート３３の充填ノズル３１との接触部は、環状フロート３３の内面にあるため、環状フロート３３の損傷状況は発見しにくい。
【０００８】
そこで、従来の環状フロート３３のピンホールチェックは、環状フロート３３の洗浄時に、その重量の変化を計測し、もしピンホールが発生して充填内容物が環状フロート３３の内部に進入した場合に生じる重量増の有無によって判断していた。しかし、この場合は、既に包装容器Ｃ内に充填した充填内容物の製品保証ができないため、通常は、早期に部品交換を行うことによって製品欠陥が生じないようにしていた。
【０００９】
本発明の課題は包装容器内の流動性内容物の不良品を発生させない環状ウェブ内への内容物充填量の調整装置を備えた流動性内容物充填装置または包装容器製造機械を提供することである。
【００１０】
また、本発明の課題はフロートの摩耗の程度が容易に判別できる環状ウェブ内への内容物の充填量の調整装置を備えた流動性内容物充填装置または包装容器製造機械を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の構成によって解決される。
すなわち、板状ウェブから管状ウェブを成形し、該管状ウェブ内に充填パイプ（８）により流動性内容物を充填する流動性内容物充填装置において、充填パイプ（８）の外周面に沿って管状ウェブ内に充填される内容物により浮上するフロート（１６）と該フロート（１６）に連動して充填パイプ（８）から管状ウェブ内に供給する内容物の供給量を調整する流量調整弁（１５）とフロート（１６）の充填パイプ（８）との当接面に、フロート長手方向に形成された少なくとも一つの溝を有する突起部（１６ｃ）を設けた充填量調整装置を備えた流動性内容物充填装置である。
突起物がない従来のものでは、充填パイプとフロートが線接触していたのに対し、突起部を設けたことにより、充填パイプとフロートとが点接触に代わり、液面レベルの変動に対してフロートの応答が早くなるという利点がある。
【００１２】
本発明の前記突起部（１６ｃ）はフロート（１６）の長手方向の異なる箇所に少なくとも二か所設けるとフロート（１６）は充填パイプ（８）に対して傾くことがない。また、前記突起部（１６ｃ）はフロート（１６）の長手方向に伸びた突条形状とすることでもフロート（１６）は充填パイプ（８）に対して傾くことがない。さらに、前記突起部（１６ｃ）は充填パイプ（８）と当接するフロート（１６）の内周面の頭部と底部の上下二か所に設けると摩耗度合が一目で分かる長所がある。また、前記突起部（１６ｃ）は、フロート長手方向に形成された少なくとも一つの溝を有するように設けると、該溝を通してフロート（１６）の上下方向への流体の移動がスムーズになるという利点がある。
【００１３】
本発明によれば、摩耗突起部（１６ｃ）の摩耗の程度によりフロート（１６）の摩耗度合いが目視確認できるので、フロート（１６）にピンホール（微孔）などの不具合が発生する前にフロート（１６）の交換が可能になる。
【００１４】
本発明の上記充填量調整装置としては、流量調整弁（１５）が、充填パイプ（８）の先端開口部に設けられ、フロート（１６）と連結部材（１７）によって連結されており、フロート（１６）の上下動により前記充填パイプ（８）の開口部を開閉する装置、または、フロート（１６）に磁石を取り付け、該磁石の上下動に伴う磁気強度の変化を検出する磁気強度検出手段と、該磁気強度検出手段の検出磁気強度に応じて弁開度を制御する充填パイプに設けられた流量調節弁（１５）とを有する装置などである。また、本発明には上記流動性内容物充填装置を備えた包装容器製造機械も含まれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
本実施例は図１で説明した包装容器製造機械の流動性内容物充填装置と同一の構成からなり、図１の中で管状ウェブＷ内への内容物の充填量の調整装置部分に特徴があり、図２に調整装置部分の環状フロート部分の斜視図を示し、流量調整弁部分の拡大斜視図を図３に示す。
【００１６】
管状ウェブＷの内部の充填パイプ８（図１）の先端部分の充填ノズル９（充填ノズル９は本発明でいう充填パイプの一部である先端の開口部に相当する）には、次のような内容物充填量調整装置が設けられている。すなわち、内容物充填量調整装置は上下方向に回転可能な充填パイプ８内流路開閉用のバタフライ弁１５と、該バタフライ弁１５より上方の充填ノズル９の外側面に沿ってはめ込まれ、該充填パイプ８の外側面に沿って移動可能な環状フロート１６と、バタフライ弁１５と環状フロート１６とを連結する連結部材１７と該バタフライ弁１５の両端のピン１５ａを挿入できる一対の溝１８ａを設けた筒部１８と管状ウェブＷの内面に接触する円盤部１９とを一体化した形状の圧力蓋２１からなる。
【００１７】
充填ノズル９にはバタフライ弁１５が上下方向に揺動自在に取付けられている。バタフライ弁１５より上方に位置して充填ノズル９外周面に環状フロート１６が上下方向に移動自在にはめ込まれている。バタフライ弁１５の回転軸となる揺動用のピン１５ａとフロート１６とは連結部材１７で連結されている。また、充填ノズル９の外周にはバタフライ弁１５の両端のピン１５ａを挿入できる一対の溝１８ａを設けた筒部１８と管状ウェブＷの内面に接触する円盤部１９とを一体化した形状の圧力蓋２１が嵌めこまれている。
【００１８】
バタフライ弁１５と環状フロート１６と連結部材１７と圧力蓋２１は、充填ノズル９から取り外しできるように構成されており、図３によりその詳細構成を説明する。
【００１９】
充填ノズル９の高さ方向の中程には、２つの縦長スリット９ａが対向する位置に設けられるとともに、一方のスリット９ａの下端に続いて縦長のバタフライ弁１５の挿通孔９ｂが設けられている。また、充填ノズル９の下端寄りには水平切り欠き９ｃが設けられている。バタフライ弁１５には、その水平回転軸であるピン１５ａが固定され、ピン１５ａは充填ノズル９のスリット９ａに挿入されている。ピン１５ａの両端はスリット９ａより突出しており、その一方の突出端にはアーム２２が固定されている。環状フロート１６の下面には２つの耳１６ａが設けられている。
【００２０】
連結部材１７は、アーム２２と一対の平行棒２３と、該一対の平行棒２３の間に介在されている連結棒２４とアーム２２と平行棒２３とを連結する水平ピン２５からなり、平行棒２３にはそれぞれの長さ方向にスリット２３ａが互いに向き合うように設けられている。スリット２３ａには水平ピン２５が挿入され、水平ピン２５の一端はアーム２２の先端に連結されている。平行棒２３の一端部は環状フロート１６の耳１６ａに外側より重ね合わされ、その重ね合わせ部には着脱自在ピン２６が挿入されている。圧力蓋２１の筒部１８には上方開放スリット１８ａが対向する位置に一対設けられており、これらのスリット１８ａはバタフライ弁１５のピン１５ａにはめられている。また圧力蓋２１の筒部１８の下端部には、充填ノズル９の切り欠き９ｃに合致した水平貫通孔１８ｂが設けられ、これに固定ピン２８がその一部を切り欠き９ｃにはめた状態で挿入され、これにより、圧力蓋２１が充填ノズル９に取り付けられている。
【００２１】
この状態でバタフライ弁１５の回転軸となるピン１５ａは、上から充填ノズル９のスリット９ａの上端と、下から圧力蓋２１の筒部１８のスリット１８ａの下端で挟みつけられており、これにより、ピン１５ａの位置決めがされている。
【００２２】
固定ピン２８を抜いて圧力蓋２１を充填ノズル９の下方に抜き去れば、圧力蓋２１が充填ノズル９から取り外される。次に、ピン２６をフロート１６と連結部材１７の重ね合わせ部から抜いておく。そして、バタフライ弁１５をその挿通孔９ｂを通じて充填ノズル９の外に取り出すと、バタフライ弁１５が連結部材１７とともに充填ノズル９から取り外され。最後に、フロート１６を充填ノズル９の下方に取り去ればよい。
【００２３】
また、図２に示すように、充填ノズル９を環状フロート１６の内部貫通孔１６ｂに挿入して、その上端部は充填パイプ８（図１）の先端部分に差し込みピン９ｄを差し込むことにより充填パイプ８と連結される。また、充填ノズル９の上端部は管状ウェブＷの内周面と当接するだけの径を有するリング３０が固着されている。
また、図４には、上記内容物充填量調整装置の環状フロート１６の頭部付近の拡大側断面図を示し、図５には図４のＡ−Ａ矢視図を示す。
【００２４】
図５に示すように、環状フロート１６の内部貫通孔１６ｂに充填ノズル９が挿入されるが、本実施例の特徴は環状フロート１６の頭部に、充填ノズル９との当接部にわずかに内側に突出する摩耗突出部１６ｃを設けていることである。充填ノズル９と環状フロート１６とはステンレス製であり、環状フロート１６が充填ノズル９の外周面に接触しながら上下する移動を繰り返し厚さの薄い板からなる環状フロート１６の接触部は摩耗し、摩耗が進むと環状フロート１６にピンホール（微孔）が発生するおそれがあるが、本実施例では、環状フロート１６に摩耗突出部１６ｃを設けているので、まずこの突出部１６ｃが摩耗するので、この突出部１６ｃの摩耗度合を観察することで、環状フロート１６の取り替え時期を容易に判断できる。
【００２５】
摩耗突起部１６ｃは充填ノズル９と当接するフロートの内周面の上下二か所に設けても良い。この場合、充填ノズル９の外周面とフロート１６の内周面と上下二か所に設けられた突起部１６ｃとで囲まれた領域の充填液が潤滑剤の役割を果たし、液面レベルの変動に対してフロート１６の応答が早くなるばかりか、突起部１６ｃの摩耗速度が遅くなるという利点がある。また、摩耗突起部１６ｃはフロート内周部中央部に設けても良い。
【００２６】
こうして環状フロート１６にピンホールが発生する前に、環状フロート１６を取り替えることができ、最終の包装容器Ｃ内の充填内容物に不純物が入ることを防ぐことができる。
【００２７】
この摩耗突出部１６ｃは環状フロート１６の頭部などの内周面に沿って複数個の設けることができる。
また、図示しないが、環状フロート１６に磁石を取り付け、該磁石の上下動にともなう磁気強度の変化を磁気検出手段で検出し、充填ノズル９に通じる充填パイプ８に設けられた流量制御弁の弁開度を制御することで、管状ウェブ内の内容物の充填量を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる一実施例の流動性内容物充填装置の斜視図である。
【図２】  本発明になる一実施例の内容物充填量の調整装置の環状フロート部分の斜視図である。
【図３】  本発明になる一実施例の内容物充填量の調整装置の流量調節弁部分の拡大斜視図である。
【図４】  図３の内容物充填量調整装置の要部拡大断面図である。
【図５】  図４のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】  従来技術の流動性内容物充填装置のウェブ内部に配置される内容物充填量の調整装置の側面図である。
【図７】  図６の要部拡大図である。
【符号の説明】
１  リワインダ                    ２  ウェブ送りローラ
３  ダンサローラ                  ４  ガイドローラ
５  成形ローラ                    ６  横シールジョー
８  充填パイプ                    ９  充填ノズル
１５  バタフライ弁                １６  環状フロート
１７  連結部材                    １８  圧力蓋筒部
１９  圧力蓋円盤部                ２１  圧力蓋
２２  アーム                      ２３  平行棒
２４  連結棒                      ２５  水平ピン
２６  着脱自在ピン                ２８  固定ピン
３０  リンク
【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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