JP2008543678A - 折畳み式容器の充填装置 - Google Patents

Abstract

折畳み式容器に粉体状または液体状の製品を充填する装置において、容器は、柔軟な壁部によって画定されるとともにその体積が壁部の相対位置によって決まる区画部を有し、区画部は、容器の充填ダクトを介して周囲と連通する装置である。この装置は、端部（５）を有する充填チューブ（２）を有し、端部は、充填チューブ（２）を通る製品を容器の区画部へ供給するために、容器の充填ダクト内に挿入可能である。装置は更に、端部（５）の出口（６）に設けられた端部要素（４）であって、端部要素（４）が出口（６）に密着する第１位置と端部要素（４）が出口（６）とともに充填通路（７）を形成する第２位置との間を移動可能な端部要素（４）と、端部（５）と充填ダクトとの間を密着させるために、端部（５）が充填ダクトに挿入されるとき端部（５）および充填ダクトを把持するようになっている締付手段（３）とを有する。

Description

本発明は、折畳み式容器に粉体状または液体状の製品を充填する装置に係り、より詳細には、端部を有する充填チューブを有し、この端部は、充填チューブを通る製品を容器の区画部へ供給するために容器の充填ダクト内に挿入可能な、装置に関する。

粉体状または液体状の製品を充填する様々なタイプの容器が、現在利用されている。

あるタイプの容器は、折畳み可能であるとともに２つの柔軟な側壁部および底壁部を有し、これらの壁部は連結部に沿って相互に連結され、その体積が壁部の相対位置によって決まる区画部を形成する。

このタイプの容器は、充填前に平坦かつ密着した状態であって良い。これにより、製造の際に容器の区画部を消毒することができ、かつ、無菌に保持された状態で、乳製品製造所のような充填設備へ配送される。

上述したようなタイプの容器は、これも容器充填用の装置を開示したＷＯ９９／４１１５５によって知られている。

前記装置は、容器の充填ダクト内に挿入可能なノズルを有し、前記充填ダクトは、切断または容器の充填に関連する同様の作用によって開放される。

実際の充填工程中、かくして前記ノズルは充填ダクト内に挿入され、その後、前記ノズルを介して所定量の製品を容器の区画部に供給するため、製品バルブが開放される。その後区画部は、供給された製品の体積に実質的に相当する体積となる。充填工程において、空気が区画部に進入することは防止され、または少なくとも最小化されることが確保されている。

ＷＯ９９／４１１５５に開示された充填装置は、具体的にはシリコンゴムのような弾性材料から作製されたノズルを有している。このノズルは、出口に向けて先細りとなる端部を有し、この出口は前記端部の下端面に隙間として形成されている。

ノズルは自動閉鎖するものであり、すなわちこれは前記隙間を形成する両エッジ部が、外力の適用なしに互いに係合することを意味する。

充填の際、上述したように、ノズルは容器の充填ダクト内に挿入され、その後製品がノズルを通って区画部内に供給される。製品の圧力により、ノズルが開放されるとともに、同時に空気を確実に容器内へ進入させないようにするため、ノズルと充填ダクトの壁との間にシールが実現するであろう。

上述したようなタイプの充填装置の効率を増大させる要求が生じており、またしたがって、装置が個々の容器に充填可能な速度を増加させる需要も生じている。

迅速な充填は製品の流速を増加することによって実現することができ、これにより製品の圧力がより高くなるという結果を招く。圧力を増加させると、場合により、製品がノズルと充填ダクトの壁との間で区画部から押出されることが判っている。明らかに分かるように、これは充填装置内の衛生環境の保持に関する問題を引き起こす。

したがって、効果的かつ合理的に折畳み式容器に充填可能な装置の必要性が存在する。

上述したように、本発明の目的は、折畳み式容器に充填する装置であって、衛生的な状態で迅速に充填可能な装置を提供することである。

この目的、および後述する記載から明らかな他の目的も達成するため、本発明により、請求項１に規定される特徴を有する装置が提供される。装置の実施の形態は、請求項２−１４によって規定されるであろう。

より詳細には、本発明は、折畳み式容器に粉体状または液体状の製品を充填する装置において、前記容器は、柔軟な壁部によって画定されるとともにその体積が前記壁部の相対位置によって決まる区画部を有し、前記区画部は、前記容器の充填ダクトを介して周囲と連通する、装置を提供する。この装置は、端部を有する充填チューブを有し、前記端部は、前記充填チューブを通る製品を前記容器の前記区画部へ供給するために、前記容器の前記充填ダクト内に挿入可能である。この装置は、前記端部の出口に設けられた端部要素であって、前記端部要素が前記出口に密着する第１位置と前記端部要素が前記出口とともに充填通路を形成する第２位置との間を移動可能な端部要素と、前記端部と前記充填ダクトとの間を密着させるために、前記端部が前記充填ダクトに挿入されるとき前記端部および前記充填ダクトを把持するようになっている締付手段とを有していることを特徴とする。

本発明による装置により、製品が容器内から流出するおそれがなく、折畳み式容器を短時間で確実に充填することができる。

上述したように、端部要素がその第２位置にあるとき、充填通路は端部要素により形成される。これにより、充填通路の領域を相対的に広くすることができ、このようにして迅速な充填工程を実現することができる。前記充填通路は、円周状の隙間形状を有するように構成されていても良い。

同時に、締付手段は、前記充填工程中に製品が容器から確実に流出しないようにする。このため、締付手段は、充填チューブの端部および充填ダクトを把持するように構成される。

一実施の形態において、前記端部要素は、前記充填チューブ内に設けられたピストンロッドによって支持され、この場合、前記端部要素は、前記ピストンロッドの軸方向置換動作によって前記第１位置と前記第２位置との間を移動可能であってもよい。前記ピストンロッドと前記端部要素との間の連結部近傍に、傾斜部が設けられていても良い。これにより、充填チューブから充填通路を通って流出する製品が端部要素上を比較的スムーズに流れることが確実となる。

他の実施の形態において、前記端部要素は、Ｏ−リングを支持し、Ｏ−リングは、前記端部要素が前記第１位置にあるとき前記出口と係合する。これにより、第１位置にある端部要素を出口にしっかり連結することが確実となる。

さらに他の実施の形態において、前記端部要素は、前記充填チューブから先細となる形状を有していても良い。これにより、充填チューブの端部要素を容器の充填ダクト内に挿入することを容易にすることができる。前記端部要素は、楔形状を有していても良く、この場合、前記端部要素のベースは、円形または、凸−凸レンズともよばれる凸レンズ形状からなっていても良い。

さらにまた他の実施の形態において、前記充填チューブの前記端部は、例えばステンレス鋼等の硬い材料から作製されても良い。さらにまた、前記締付手段は、前記端部および前記充填ダクトを把持するように構成された弾性係合面を有していても良い。結果として、締付手段は、信頼性のあるシールを実現しつつ、同時に端部および充填ダクトを慎重に把持することができる。

さらに他の実施の形態において、前記端部要素は、撥液面を有している。これにより、充填ダクトの壁を製品が垂れたり堆積したりすることを最小化することができる。

以下、本発明の一実施の形態を添付図面を参照して説明する。

本発明は、折畳み式容器に充填する装置に関する。

このタイプの容器は、対向する２つの側壁部と底壁部とを有し、これらの壁部は、連結部に沿って相互に連結されるとともに、その体積が壁部の相対位置によって決まる区画部を形成する。容器の充填ダクトは、前記側壁部によって画定され、周囲と連通する区画部を形成する。容器が充填されていない状態で充填ダクトは密封されていても良く、この場合、充填前にダクトが開放される。これにより、無菌の区画部を有する容器を本発明による装置で用いることを、簡単に実現することができる。

図１は、これから述べるが、上述した容器に充填するための本発明による装置１の実施の形態を示している。

装置１は、主たる構成として、充填チューブ２と、締付手段３と、端部要素４とを備えている。

充填チューブ２は、容器に対して供給される製品用の供給源（図示せず）に接続されるとともに端部５で終結している。端部５は、出口６を有している。

端部要素４は、端部５の出口６に設けられるとともに、図１に示すように、端部要素４が出口６に密着する第１位置と、図３ｂに示すように、端部要素４が出口６とともに充填通路７を形成する第２位置との間を移動可能に設けられている。図示する実施の形態において、充填通路７は円周状の隙間形状を有するが、他の形状も考えられることが理解されよう。

端部要素４は、Ｏ−リングからなるシール部材８を支持している。端部要素４が第１位置にあるとき、前記Ｏ−リングは端部５の出口６と係合し、これにより確実に端部要素４を前記出口６に密着することができる。

端部要素４は、充填チューブ２内の中央に設けられたピストンロッド９によって支持される。ピストンロッド９は適当な構成手段より軸方向に移動可能であり、ピストンロッド９が軸方向に動作することにより、端部要素４は、このようにして第１位置と第２位置との間を移動可能である。

図示する実施の形態において、締付手段３は一対の顎部１０を有し、これらの顎部１０は充填チューブ２の端部５を把持するように構成されている。

充填チューブ２の端部５はステンレス鋼のような硬い材料から作製され、一対の顎部１０は弾性係合面１１を有する。

図２ａおよび図２ｂは、これから述べるが、容器１２に充填する方法を示す。

図２ａに示すように、容器１２は、本発明による装置１の下方にまず配置される。容器１２の充填ダクト１３は、切断または同様の作用により開放されており、これにより、容器１２の区画部は、容器１２の充填ダクト１３を介して周囲と連通する。

容器の位置決めは、例えば横方向に移動可能であってそこから容器が吊り下げられる把持手段の構造のように（図示せず）、様々な方法によってなされて良い。

図２ｂにおいて、端部要素４が第１位置にある状態で、充填チューブ２の端部５が容器１２の充填ダクト１３内に挿入される。締付手段３は、その一対の顎部１０が端部５とそして更に充填ダクト１３とを把持するように作動される。充填チューブ２の端部５が硬い材料から作製される一方、一対の顎部１０の係合面１１が弾性的なので、前記充填ダクト１３と前記端部５との間で確実なシールを実現することができ、前記充填ダクト１３を形成する容器１２の側壁部を損傷するおそれがない。

上述したように、端部要素４は、充填チューブ２の端部５が容器１２の充填ダクト１３に挿入されるとき、その第１位置にあり、これは図３ａに更に明確に示されている。

締付手段３は、その一対の顎部１０が充填ダクト１３と充填チューブ２の端部５とを把持するように作動されているとき、端部要素４はその第２位置に移動することができ、これを図３ｂに示す。次に製品は、このようにして形成される充填通路７に流出するとともに、容器１２の区画部内に流入する。充填工程中、容器１２の区画部は、流入する製品によって膨脹した風船のように拡張するであろう。締付手段３によってシールされることにより、製品が充填ダクト１３と充填チューブ２の端部５との間で容器１２から押出されることは確実にない。

充填工程は、端部要素４が再びその第１位置に移動することにより終結し、その後、締付手段３の一対の顎部１０が開放され、端部５が容器１２の充填ダクト１３から引き出される。その後、充填ダクト１３は、例えばヒートシール等の適当な手法によって密閉されて良い。

当然のことながら、問題となる容器１２に製品を充填する速さは、製品の流速および充填通路７の領域による。端部要素４は前記第１位置と前記第２位置との間で移動可能なので、端部要素４を前記第１位置と前記第２位置との間の適当な位置に移動することにより、前記領域を要求に応じて調整することができる。とりわけ本発明の装置１により、充填通路７の領域を相対的に広くすることができ、これは、明らかに容器１２の充填時間に対して良い効果をもたらす。このようなことに関連して注目すべきことは、締付手段３により、製品が容器１２の区画部から漏れることなく、容器１２の素早い充填を確実に実現できることである。

端部要素４は、様々な形態に構成されても良く、また充填チューブ２の端部５を容器１２の充填ダクト１３内に挿入しやすくするため、充填チューブ２から先細となる形状を有していても良い。

図１に示す端部要素４は、図４に更に明確に示されるように、上側部分１４と、先細の楔形状を有する下側部分１５と有している。

上側部分１４は、実質的に凸レンズ形状に相当する形状を有している。上側部分１４は、傾斜部１７によって囲まれた中央貫通穴１６を更に有している。

上述したように、下側部分１５は先細の楔形状を有している。かくして下側部分１５の上部は、上側部分１４と同様、実質的に凸レンズ形状に対応する形状を有するベースを形成している。外周溝１８は、下側部分の上部に形成されている。最後に、中央非貫通ねじ穴１９が、前記下側部分１５に形成されている。

ピストンロッド９は、ねじ２０および停止突起２１が設けられた連結部２２を有している。端部要素４をピストンロッド９に連結するため、ピストンロッド９の連結部２２は、上側部分１４が停止突起２１に係合するまで上側部分１４の貫通穴１６内に挿入される。次にピストンロッド９の連結部２２は、下側部分１５のねじ穴１９内に螺合される。Ｏ−リング形状からなるシール部材８が下側部分１５の外周溝１８内に配置され、そしてＯ−リングは、上側部分１４に対して押しつぶされるであろう。Ｏ−リングによって、上述したように、端部要素４が第１位置にあるとき、端部要素４を充填チューブ２の端部５の出口６に確実に密着させることができる。

上述したようにして形成された端部要素４は、このように充填チューブ２の端部５を充填ダクト１３に挿入することを促進する形状を有している。開放手段（図示せず）が、最初に充填ダクト１３の壁部を分離するために設けられていても良い。この開放手段は、各ダクト壁部を固着する吸着カップを有していても良く、その後吸着カップは、ダクト壁部の分離のために離間される。

上側部分１４に形成された貫通穴１６を囲む傾斜部１７により、充填通路７を通って充填チューブ２から流出する製品が端部要素４上を比較的スムーズに流れることが確実となる。これは、製品が端部要素の上側部分を流れて影響を及ぼす傾向、および製品が上方または横方向にそれる傾向を、排除またはいずれにせよ減少させる。

当然のことながら、本発明は示される実施の形態に限定されない。

例えば、端部要素４は、撥液面を有していても良い。これにより、充填が完了して充填チューブ２の端部５を容器１２の充填ダクト１３から取り除いた後、充填ダクト１３の壁部に製品が垂れたり堆積したりするおそれを最小化することができる。無論、これは充填工程に関して良好な衛生状態を保持することにも役立つ。

あるいは、充填チューブ２の端部５を取り除くことに関し、充填ダクト１３の壁部に製品が堆積することを防止するため、端部５が充填ダクト１３の壁部に当接することなく除去できるような、充填ダクト１３に対する構成であっても良い。

端部要素４が異なる形状からなることも考えられる。したがって、図５に示すように、それは円形のベースを有する先細の楔形状からなっていてもよい。円形のベース形状により、端部要素４を流れる際、製品は対称的な流れパターンを有し、これにより製品が上方または横方向にそれる傾向を完全に排除することができる。

かくして様々な変更や変形が実現可能であり、これは本発明が添付の請求の範囲によってのみ画定されることを意味する。

図１は、本発明による装置の一実施の形態を示す断面図。 図２ａ−ｂは、本発明による装置により容器に充填する方法を示す概略斜視図。 図３ａ−ｂは、図２ａ−ｂに示す充填方法を行なう際における、本発明による装置の端部要素の作用を示す概略断面図。 図４は、端部要素の一実施の形態を示す概略斜視図。 図５は、端部要素の他の実施の形態を示す概略斜視図。

Claims (13)

1. 折畳み式容器（１２）に粉体状または液体状の製品を充填する装置において、
   前記容器（１２）は、柔軟な壁部によって画定されるとともにその体積が前記壁部の相対位置によって決まる区画部を有し、前記区画部は、前記容器（１２）の充填ダクト（１３）を介して周囲と連通し、
   前記装置は、端部（５）を有する充填チューブ（２）を有し、前記端部（５）は、前記充填チューブ（２）を通る製品を前記容器（１２）の前記区画部へ供給するために、前記容器（１２）の前記充填ダクト（１３）内に挿入可能であり、
   前記装置は更に、
   前記端部（５）の出口（６）に設けられた端部要素（４）であって、前記端部要素（４）が前記出口（６）に密着する第１位置と前記端部要素（４）が前記出口（６）とともに充填通路（７）を形成する第２位置との間を移動可能な端部要素（４）と、
   前記端部（５）と前記充填ダクト（１３）との間を密着させるために、前記端部（５）が前記充填ダクト（１３）に挿入されるとき前記端部（５）および前記充填ダクト（１３）を把持するようになっている締付手段（３）とを有し、
   前記充填チューブ（２）の前記端部（５）は、硬い材料から作製されていることを特徴とする、装置。
2. 前記充填通路（７）は、円周状の隙間形状を有する、請求項１記載の装置。
3. 前記端部要素（４）は、前記充填チューブ（２）内に設けられたピストンロッド（９）によって支持される、請求項１または２記載の装置。
4. 前記端部要素（４）は、前記ピストンロッド（９）の軸方向動作によって前記第１位置と前記第２位置との間を移動可能である、請求項３記載の装置。
5. 前記ピストンロッド（９）と前記端部要素（４）との間の連結部近傍に、傾斜部（１７）が設けられている、請求項３または４記載の装置。
6. 前記端部要素（４）は、シール部材（８）を支持し、シール部材（８）は、前記端部要素（４）が前記第１位置にあるとき前記出口（６）と係合する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の装置。
7. 前記端部要素（４）は、前記充填チューブ（２）から先細となる形状を有する、請求項１乃至６のいずれか一項記載の装置。
8. 前記端部要素（４）は、楔形状を有する、請求項１乃至７のいずれか一項記載の装置。
9. 前記端部要素（４）は、円形のベースを有する、請求項８記載の装置。
10. 前記端部要素（４）は、凸レンズ形状からなるベースを有する、請求項８記載の装置。
11. 前記材料は、ステンレス鋼からなる、請求項１１記載の装置。
12. 前記締付手段（３）は、前記端部（５）および前記充填ダクト（１３）を把持するように構成された弾性係合面（１１）を有する、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の装置。
13. 前記端部要素（４）は、撥液面を有する、請求項１乃至１２のいずれか一項記載の装置。

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