JP2004262463A

JP2004262463A - 充填装置

Info

Publication number: JP2004262463A
Application number: JP2003008323A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Kakinuma; 正久柿沼; Shigeru Ushiki; 滋宇敷; Yoshiaki Ito; 善章伊藤; Yoshitaka Okuda; 佳隆奥田; Minoru Murata; 穂村田; Takafumi Someya; 崇文染谷
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Taiyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Taiyo Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: CN101190717B; CN101190717A; JP4368588B2

Abstract

【課題】液状物が包装容器のシール部に付着することを確実に防止でき、かつ安定した連続充填が確保できる充填装置を提供する。
【解決手段】ホルダ１に保持された包装容器２０をノズル１１の下に搬送し、包装容器２０にノズル１１により所定量の液状物Ｃを充填する充填装置であって、ホルダ１は、包装容器２０を保持するホルダ本体２と、ホルダ本体２に支持されて、ノズル１１の先端１１ａから垂下もしくは落下する液状物Ｃ（Ｄ）を受ける受け部材６とを備え、受け部材６は、包装容器２０がノズル１１の下に位置したときに、少なくとも包装容器２０の搬送方向Ｖの後方において、包装容器２０とノズル１１の先端１１ａとの間に位置するように、ホルダ１に設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホルダに保持された包装容器に液状物を充填する充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液状物の充填装置においては、ノズルの先端部に残留した液状物が、包装容器への充填を意図していないときに落下し（いわゆる液垂れ）、不用意に包装容器に付着して汚損することを防止するため、充填後に包装容器とノズルとの間隙に、液垂れを受ける受け皿を配置し、また、充填中は受け皿が前記間隙から回避するように構成したものがある（例えば特許文献１参照）。
また、充填後にノズルの先端にエアを吹き付けて、ノズルからの液切れを改善し、液垂れの発生を抑制したものも知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−０４０９０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤やインキなどのように、粘稠な液状物やペースト状物の場合、ノズルからの液切れが悪く、糸状に垂れ下がっていわゆる糸引きを起こしやすく、糸引きがノズルから落下するまでの時間が長いため、包装容器とノズルとの間隙に受け皿を配置したのでは、充填の能率が著しく低下するという問題がある。また、エアなどで糸引きを切断するようにした場合、ノズルから切り離された糸状の液状物が包装容器に付着することを防止することが困難であり、包装容器に付着して汚損したり、液状物が包装容器のシール部に付着した場合には、液状物の液噛みにより、包装容器をシールできないことがあった。
さらに、充填する液状物の中に気泡が絡んでいる場合、充填時に気泡の影響で充填圧力が不安定となり過充填や充填不足が発生することがあり、計量の正確性に劣っていた。
【０００５】
従って、上記問題を解決し、液状物が包装容器のシール部に付着することを確実に防止できる充填装置を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、ホルダに保持された包装容器をノズルの下に搬送し、前記包装容器に前記ノズルにより所定量の液状物を充填する充填装置であって、
前記ホルダは、包装容器を保持するホルダ本体と、ホルダ本体に支持されて、前記ノズルの先端から落下もしくは垂下する液状物を受ける受け部材とを備えており、
前記受け部材は、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、少なくとも前記包装容器の搬送方向後方において、前記包装容器と前記ノズルの先端との間に位置するように、前記ホルダに設けられていることを特徴とする充填装置を提供する。
【０００７】
前記受け部材は筒状であることが好ましい。また、前記受け部材は、充填時に下端部が前記包装容器の開口端縁より下方に位置するように設けられていることが好ましい。包装容器としては、例えば袋体を採用することができる。
前記液状物の重量を測定する計量手段を備え、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、前記包装容器および受け部材を含めた前記ホルダの全体が前記計量手段により計量されるようになっていることが好ましい。
前記計量手段はロードセルが好ましい。さらに、前記液状物の正確な重量を計量するために、先に計量した物の重量を基に後計量物の計量に補正をかける手段を備えることが好ましい。
前記包装容器に所定量の液状物を充填する充填弁として、流量調整手段を有する弁を用いることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
図１は、本実施の形態の充填装置の要部を示す概略斜視図である。図２は、図１の充填装置において包装容器を保持するホルダを示す概略斜視図である。図３は、このホルダの受け部材により、ノズルからの液だれを受ける様子を示す図である。図４は、包装容器をシールする様子を示す概略斜視図である。
【０００９】
本実施の形態の充填装置は、図１〜４に示すようなホルダ１を備えることを特徴とする。このホルダ１は、包装容器２０ごとに個別に設けられ、充填装置において所定の経路を搬送されるようになっており、包装容器２０を保持するホルダ本体２と、ノズル１１の先端１１ａから落下もしくは垂下する液状物Ｃの液だれ（糸引き）を受ける受け部材６を備えている。
【００１０】
本発明の充填装置は、例えば、食品、飲料、工業化学品、医薬品、化粧品など種々の分野における液状物の充填に利用できる。包装容器２０は特に限定されるものではないが、ここでは、２つの収納室２３を備える袋体となっている。一般に、本発明の充填装置に適用可能な包装容器２０の形態としては、プラスチックフィルムやラミネートフィルムなどの可撓性を有する材料からなる袋体（パウチ）の他、カップや箱体、缶体などが例示される。
【００１１】
包装容器２０に充填される液状物Ｃも特に限定されるものではないが、ノズル１１の先端１１ａからの液だれや糸引きＤが顕著な、粘稠性の高い液状物やペースト状物、さらにそれら粘稠性の高い液状物やペースト状物に気泡を含んだものに好適である。
また、図示したように、２種以上の液状物Ｃを１つの包装容器２０に充填するものとして特に例示をすれば、開封後に液状物を混合して用いるようなものであり、例えば、２液型の接着剤、レジストインキ、マーキングインキ等のほか、食品分野における液卵の黄身と白身などでは、従来から収納室を分けた包装が行われている。
【００１２】
ホルダ本体２は、略平板状の基部３と、この基部３上に立設し、先端に包装容器２０を把持するチャック４が取り付けられたチャック支持部５とを備えて構成されている。このホルダ１は、包装容器２０の両側部のフィルム貼り合わせ部２０ａをチャック４で把持することにより、包装容器２０をその開口部２１が上方に向いた状態に保持することができる。
【００１３】
受け部材６は、ここでは上下に開口した筒状の部材であり、前記基部３から立設された受け部材支持手段７により、昇降可能に支持されている。受け部材支持手段７は、ここでは、受け部材６を昇降させる昇降機構７ａと、この昇降機構７ａから上方に突出し、この突出量が昇降機構７ａにより上下させられるようになっている支柱７ｂと、この支柱７ｂの上端に、ほぼ水平に設けられ、概略Ｔ字状に先端側が分岐して形成された支持部材７ｃとから構成されており、受け部材６は、支持部材７ｃの先端部の２箇所に取り付けられている。
昇降機構７ａとしては、電動モータや、エアシリンダ、油圧シリンダーなど、受け部材６を駆動して昇降させるものでもよく、また、ネジやラッチ、カムなどによって受け部材６の基部３からの高さを少なくとも２通りに変化させて支持することができる機構であっても良い。
【００１４】
次に、本発明の充填装置の動作を説明する。図１に示すように、包装容器２０をホルダ１に保持させ、包装容器２０の開口部２１を開口し、昇降機構７ａにより受け部材６を下降させて開口部２１に嵌入させ、受け部材６の下端が開口部２１の開口端縁２１ａより下方に位置させる。これにより、包装容器２０のシール部２２が受け部材６によって覆われると共に、受け部材６により開口部２１が広がった状態が維持される。
【００１５】
受け部材６がノズル１１の下方に位置するように包装容器２０を搬送し、ノズル１１から流下する液状物Ｃを、受け部材６を通して包装容器２０の各収納室２３に所定量充填する。受け部材６は、ノズル１１から流下する液状物Ｃの流下経路Ｐの周囲を完全に取り囲んでいる。
ホルダ１は、包装容器２０を個別に保持するようになっているので、包装容器２０を保持したホルダ１ごと、ロードセルなどの計量手段に載せ、ホルダ１を含めた包装容器２０の重量を風袋として充填中の重量変化を測定することにより、液状物Ｃの充填量を、適切に制御することができる。
【００１６】
充填後、包装容器２０はノズル１１の下から搬出される、この際、図３（ａ）に示すように、ノズル１１の先端１１ａから、該ノズル１１に残留した液状物Ｃが落下もしくは垂下して液だれＤが生じることがあるが、この液だれＤは、図３（ｂ）に示すように受け部材６により切断され、図３（ｃ）に示すように、受け部材６に付着する。これにより、液だれＤが包装容器２０のシール部２２に付着することが抑制される。
図４に示すように、昇降機構７ａにより受け部材６を上昇させてから、包装容器２０のシール部２２を、シール手段１２を用いて熱融着などの手法によりシールし、包装容器２０を密閉する。
【００１７】
このように、本実施の形態の充填装置によれば、包装容器２０がノズル１１の下に位置したときに、ホルダ１に取り付けられた受け部材６が、包装容器２０のシール部２２の内面を覆って、ノズル１１から流下する液状物Ｃの流下経路Ｐの周囲を完全に取り囲むように配置されているので、充填中に流下経路Ｐの液状物Ｃが空調の気流などにより振動したとしても、シール部２２内面に液状物Ｃが付着しない。しかも、充填時に受け部材６を開口部２１に嵌入させることにより、開口部２１の開口状態が維持される。
【００１８】
また、受け部材６は包装容器２０に対する相対位置を維持しながら搬送されるので、充填後、ノズル１１から落下もしくは垂下する液だれや糸引きＤは、受け部材６に切断されて受け部材６に付着し、シール部２２内面に付着しない。さらに、付着した液だれＤが収納室２３に落下したとしても、包装容器２０のシール部２２内面に液だれＤが付着することがない。
従って、シール時の液噛みを防ぎ、シール不良を抑制し、安定して良好なシールを行うことができる。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の充填装置に係るホルダを示す概略斜視図である。このホルダ１は、図５（ａ）に示すように、受け部材６が半円弧状の断面を有する半割り円筒状の壁体であることを除いて、上記第１の実施の形態の充填装置に係るホルダ１と同様に構成されている。この受け部材６は、ホルダ１の搬送方向（図５に示す矢印Ｖの方向）に凹面側を向けて配置されている。
【００２０】
このホルダ１では、受け部材６は、図５（ｂ）に仮想線で示すように包装容器２０がノズル１１の下に位置したときに、包装容器２０の搬送方向Ｖの後方において、包装容器２０とノズル１１の先端１１ａとの間に位置するように、設けられている。なお、図５（ｂ）では、受け部材６は、形状が分かりやすいように、正面からではなく、若干斜めの方向から見た形状を図示してある。
【００２１】
充填後、包装容器２０が搬送方向Ｖに搬送されたとき、液だれＤは、図５（ｂ）に示すように受け部材６により切断されて、受け部材６に付着する。このように受け部材６が充填時にノズル１１からの流下経路Ｐの周囲を完全に囲んでいなくても、液だれＤが包装容器２０のシール部２２内面への付着を充分に抑制し、シール時の液噛みを防止することができる。
【００２２】
図６は、本発明の第３の実施の形態の充填装置に係るホルダを示す図である。このホルダ１では、受け部材６は、円筒状の液受け部６ａと、この液受け部６ａから一定間隔で垂設された複数本の棒状の開口部材６ｂとから構成されている。
充填時、受け部材６は、開口部材６ｂが包装容器２０の開口部２１に嵌入し、液受け部６ａが開口部２１より上に位置するように配置される。
このような構成のホルダ１によれば、液受け部６ａにより、シール部２２への液だれＤの付着を抑制することができるとともに、開口部材６ｂにより、開口部２１の開口状態を維持できる。
【００２３】
図７は、本発明の第４の実施の形態の充填装置を示す概略構成図である。この充填装置４０は、液状物を貯蔵するタンク４１と、包装容器に液状物を充填するノズル４２Ａ、４２Ｂと、タンク４１からノズルに液状物を供給する供給配管４３と、液状物の充填量を計量するロードセル４４と、液状物を送液するポンプ４５と、液状物の流量を調整する充填弁４６とを備えている。
なお、包装容器を保持するためのホルダは、図７では省略されているが、適宜上記した構成のものを用いることはいうまでもない。
【００２４】
図７に示すように、充填装置４０においては、一本の供給配管４３から複数本の分岐配管４３ａ、４３ｂを分岐させ、各分岐配管４３ａ、４３ｂの先端にノズル４２Ａ、４２Ｂが取り付けられている。分岐配管およびノズルの本数は、図３では２本としてあるが、もちろん、包装容器２０の個数に合わせて３本以上とすることもできる。
【００２５】
充填弁４６は、それぞれの分岐配管４３ａ、４３ｂに設けられる。充填弁４６としては、流量調整手段を有する弁を用いることが好ましい。
例えば２個の弁４７、４８を直列に接続したものを用いることができる。充填開始時には両弁４７、４８を開口する。充填が進行して目的重量に近づいた時には片側の弁４８を閉じて弁４７を通過する液状物の流量を減少させる。さらに目的重量になった時に弁４７を閉じて充填を終了する。
このような弁を用いることにより、計量ばらつきを低減させ、計量の正確性を向上させることができる。特に、液状物の粘稠性が高く、中に気泡が絡みやすい場合、充填する液状物の粘度、粒度、チクソ性、気泡絡み等の性状の差に関係なく安定した連続充填作業性を確保することができる。
また、充填弁４６として、１つの弁により開口量を２段、多段、もしくは連続的に調整可能な構造の物を用いても同じ効果を得ることができる。
【００２６】
複数の包装容器２０Ａ、２０Ｂに充填する場合には、包装容器２０Ａおよび包装容器２０Ｂの充填終了時期に、一定の時間差を設けることが好ましい。これにより、同一の供給配管４３から内容物を供給する場合においても、複数の充填弁４６、４６を同時に閉じることにより発生する液状物の液量変化や流れの不安定化が抑制され、ロードセル４４の計量不良や、ノズルからの液だれを抑制することができる。充填終了時期の時間差は、充填効率に鑑みて２秒以内とすることが好ましい。
充填終了時期の時間差を設けるためには、例えば、分岐配管４３ａ側の充填弁４６を開いて包装容器２０Ａの充填を開始した直後に分岐配管４３ｂ側の充填弁４６を開いて包装容器２０Ｂの充填を開始し、包装容器２０Ａ、２０Ｂの充填開始時期に時間差を設けるようにしてもよい。また、例えば、分岐配管４３ａ、４３ｂに流量差を設けることにしても達成できる。
【００２７】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明はこの実施の形態のみに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、包装容器は一つの収納室を有するものであっても良い。
また、上記実施の形態では、受け部材６が昇降するようになっていたが、要は受け部材６と包装容器２０との相対関係が同様になればよく、充填時には受け部材６に対して包装容器２０が上昇して受け部材６が包装容器２０に嵌入し、シール時に受け部材６に対して包装容器２０が下降して受け部材６が包装容器２０から退出するにしても良い。
また、例えば、液状物Ｃの流下経路Ｐが包装容器２０の搬送方向の前方に位置する場合や液だれＤが糸引きしにくい場合、充填時に受け部材６が包装容器２０の開口端縁２１ａより上方にあっても良い。この場合、充填時と、シール時とで、受け部材６が昇降する必要がなく、昇降機構を省略することができる。
【００２８】
そして、上記実施の形態では、充填量の制御にロードセルを用いたが、ピストンシリンダなどを用いて容量により充填量を制御しても良い。ロードセルの代わりに、電子上皿天秤など他の秤量装置を用いても良い。
さらに、上記実施の形態では、ホルダ本体２をチャック支持部５や受け部支持手段７が独立した平板状の基部３から立設されたものとしたが、例えば、ロータリー式充填装置などの場合、回転する円盤または回転軸を基部３として、チャック支持部５や受け部支持手段７が水平や斜め方向に突設されたものであっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の充填装置は、ホルダに保持された包装容器をノズルの下に搬送し、前記包装容器に前記ノズルにより所定量の液状物を充填する充填装置であって、前記ホルダは、包装容器を保持するホルダ本体と、ホルダ本体に支持されて、前記ノズルの先端から垂下もしくは落下する液状物を受ける受け部材とを備えており、前記受け部材は、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、少なくとも前記包装容器の搬送方向後方において、前記包装容器と前記ノズルの先端との間に位置するように、前記ホルダに設けられたものであるので、包装容器のシール部への液だれの付着が抑制され、シール部での液噛みが防止され、シール不良を効果的に抑制することができる。
【００３０】
受け部材が筒状であれば、ノズルから流下する液状物の流下経路を完全に取り囲むことができるので、包装容器のシール部への液状物の付着が一層効果的に抑制される。
【００３１】
受け部材が、充填時に下端部が包装容器の開口端縁より下方に位置するように設けられていれば、包装容器のシール部への液状物の付着が一層効果的に抑制される。また、包装容器が柔軟なパウチやチューブなどの場合、受け部材により、当該包装容器の開口部の開口状態を維持することができる。
包装容器が袋体であれば、熱溶着などの手法により、シールが容易である。
【００３２】
前記液状物の重量を測定する計量手段を備え、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、前記包装容器および受け部材を含めた全体が前記計量手段により計量されるようになっていれば、充填前の重量を風袋として、液状物の充填量の制御および管理が容易になる。
前記計量手段がロードセルであれば、精度の高い計量が可能になる。
前記包装容器に所定量の液状物を充填する充填弁として、流量調整手段を有する弁を用いた場合、充填する液状物の中に気泡が絡んでいる場合でも、計量ばらつきを低減させ、充填する液状物の粘度、粒度、チクソ性、気泡絡み等の性状の差に関係なく安定した連続充填作業性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の充填装置の要部を示す概略図である。
【図２】図１の充填装置に係るホルダを示す概略斜視図である。
【図３】図１の充填装置により液状物を充填する様子を説明する図である。
【図４】図１の充填装置により包装容器をシールする様子を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の充填装置に関し、（ａ）ホルダを示す概略斜視図、（ｂ）液状物を充填する様子を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の充填装置に係るホルダを示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の充填装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…ホルダ、２…ホルダ本体、６…受け部材、１１…ノズル、１１ａ…ノズルの先端、２０…包装容器、２１ａ…開口端縁、４４…ロードセル、４６…充填弁、Ｃ…液状物、Ｄ…液だれ、Ｖ…搬送方向。

Claims

ホルダに保持された包装容器をノズルの下に搬送し、前記包装容器に前記ノズルにより所定量の液状物を充填する充填装置であって、
前記ホルダは、包装容器を保持するホルダ本体と、ホルダ本体に支持されて、前記ノズルの先端から落下もしくは垂下する液状物を受ける受け部材とを備えており、
前記受け部材は、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、少なくとも前記包装容器の搬送方向後方において、前記包装容器と前記ノズルの先端との間に位置するように、前記ホルダに設けられていることを特徴とする充填装置。
前記受け部材は筒状であることを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
前記受け部材は、充填時に下端部が前記包装容器の開口端縁より下方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の充填装置。
前記包装容器が袋体であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の充填装置。
前記液状物の重量を測定する計量手段を備え、前記包装容器が前記ノズルの下に位置したときに、前記包装容器および受け部材を含めた前記ホルダの全体が前記計量手段により計量されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の充填装置。
前記計量手段がロードセルであることを特徴とする請求項５に記載の充填装置。
前記包装容器に所定量の液状物を充填する充填弁として、流量調整手段を有する弁を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の充填装置。