JP2014101124A

JP2014101124A - 充填機

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Publication number: JP2014101124A
Application number: JP2012253286A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nagamitsu; 秀夫長光; Ikushiro Nagamitsu; 育司郎長光
Original assignee: TOSEI KK
Current assignee: TOSEI KK
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: JP6144035B2

Abstract

【課題】従来のようなカッター機構を不要とし、かつ包材を効率的に切り離すことができるようにした充填機を提供する。
【解決手段】充填対象物を充填バルブ８によって充填される包材１のスパウト部３をチャッキングする把持機構を備え、上記包材１が複数のフィルム袋体２を一体に成形して成り、該フィルム袋体２同士がミシン目で繋がり、上記充填バルブ８により充填対象物を、上記包材１を構成する一のフィルム袋体２に充填中又は充填後に上記ミシン目の一部をカットする切断機構１１を備え、上記把持機構を開放することによって、充填対象物充填後の上記一のフィルム袋体２を自重により落下させるようにして成ることとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、食品、医薬、製薬等の分野に用いられる充填機及び充填方法に関する。本発明は、特に、限られたスペースで包材に、衛生的かつ安全に充填作業を行うことができるようにした充填機に関する。

液体を収容するため、丈夫な段ボール等の容器の内部に、ポリエチレンなどのブロー成形による薄肉容器を収容した、いわゆるバッグ・イン・ボックス（Ｂ・Ｉ・Ｂともいう）による容器（包材）が使用されている。このような包材の充填対象物となる液体等の充填に重量式充填機が用いられている。

しかし、生産現場において、設置スペースを小さくすることが切望されている。特に、無菌充填等のように機器を囲うクリーンルームを必要とする場合には、設置施設全体が大型になる傾向があり、このような充填機の小型化が要請されている。

一方、充填機としては、Ｂ・Ｉ・Ｂ連続袋ピロータイプ用充填機が知られている。この充填機は、食品、医薬、製薬等の分野で用いられている。
この充填機では、包材を充填対象物で充填した後、キャップをし、次いで、カッターによって、包材である連続袋間のミシン目を切り離すようにしている。

このため、従来の充填機では、包材を全幅に亘って切り離すためのカッター機構が必要であった。すなわち、このようなカッター機構のための設置スペースが必須であった。

本発明者は、このようなカッター機構に着目し、鋭意検討を重ねた結果なされたもので、従来のようなカッター機構を不要とし、かつ包材を効率的に切り離すことができるようにした充填機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部を有する包材の内部に充填バルブにより充填対象物を充填する充填機であって、上記充填対象物を上記充填バルブによって充填される包材の上記スパウト部をチャッキングする把持機構を備え、上記包材が複数のフィルム袋体を一体に成形して成り、該フィルム袋体同士がミシン目で繋がり、上記充填バルブにより充填対象物を、上記包材を構成する一のフィルム袋体に充填中又は充填後に上記ミシン目の一部をカットする切断機構を備え、上記把持機構を開放することによって、充填対象物充填後の上記一のフィルム袋体を自重により落下させるようにして成ることを特徴とする。

また、本発明によれば、可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０の流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
充填バルブ８より上記包材内部を真空引きし、この際、各自動バルブの開閉状態（第１の開閉状態）を以下の通りとし、
自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：開放
真空ポンプ６２に直結する基幹バルブ６６を、真空ポンプ６２が稼動している間は、開放し、
第１の開閉状態で、包材内からの空気が、自動バルブ５２、自動バルブ５８、基幹バルブ６６を通して、真空ポンプ６２によって真空引きされ、包材内の空気を除去し、充填中の発泡を抑え、一方、自動バルブ６０を大気に開放し、空気を抜いた状態で密着充填することで、液体の発泡を防止することができるようにしてなる充填機も提供される。

さらに、本発明によれば、可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、
真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０からの流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
包材への液体の充填後、充填バルブ８をスパウト部３から離脱させ、その直後に、充填バルブ８の先端にたまった液を、以下の各自動バルブの開閉状態（第２の開閉状態）で真空引きし、
自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：閉成
自動バルブ６０が閉成した状態で液ダレ防止をするようにしてなる充填機も提供される。

またさらに、本発明によれば、可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、
真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０からの流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
自動バルブの開閉状態を以下の通りとし、
自動バルブ５２：閉成
自動バルブ５４：開放
自動バルブ５６：開放
自動バルブ５８：閉成
真空チャンバー５０で回収した液を、充填バルブ８により液体を充填する際に排出することとしてなる充填機も提供される。

本発明によれば、従来のようなカッター機構を不要とし、かつ包材を効率的に切り離すことができるようにした充填機、及びその他の改良を行った充填機が提供される。

本発明に係る充填機について、その一実施の形態を説明する概念的平面図である。本発明に係る充填機について、その一実施の形態を説明する概念的側面図である。本発明で採用する切断機構について、その一実施の形態を説明する側面図である。本発明で採用する切断機構について、その一実施の形態を説明する、切断テーブル３６付近の平面図である。本発明で採用する発泡を抑制する装置及び液ダレを防止する装置について、その一実施の形態を説明する概念図である。本発明で採用する充填バルブについて、その一実施の形態を説明する概念的正面図である。

以下に、本発明に係る充填機について、その実施の形態を参照しながらさらに詳細に説明する。
なお、以下の説明で、充填対象物を液体と想定している。しかし、本発明は、液体だけでなく、可能であれば粉体、粒状体等他の流動物にも適用することが可能である。

図１、図２に本発明に係る充填機の一実施の形態について、その概要を示す。
図１、図２において、１は包材を示す。該包材１は、複数連続するフィルム袋体２を一体に成形して成る。隣り合うフィルム袋体２同士は、ミシン目で繋がっている。
フィルム袋体２は、可撓性薄膜から形成され、キャップで施栓されるスパウト部３（液体注入口部）を有している。
図２で、５は完成品であるＢ・Ｉ・Ｂ（バッグ・イン・ボックス）であり、丈夫な段ボール容器６の内部にフィルム袋体２を収容するように構成されている。

本実施の形態で、図１、２中、充填機７は、通常の充填機が備えるべき機構・要素は具備している。説明の便宜のため、本発明の要部にかかわらないものは省略している。

図２に示すように、充填機７は、液体を充填するための充填バルブ８を備える。
さらに、図１に示すように、充填機７は、スパウト部３をチャッキングする把持機構（チャッキング部）を備える。把持機構は、一対の把手９、９から成るチャックで構成されている。
そして、充填機７は、フィルム袋体２に液体を充填中又は充填後に上記ミシン目をカットする切断機構１１を備える。

上記構成の本実施の形態に係る充填機７について、その動作の概要を次に説明する。
包材１は、包材収納ボックス１３に収納されている。フィルム袋体２は、順次、包材収納ボックス１３（図２）から引き出され、そのスパウト部３が搬送レール１５、１５の間隙に導かれて搬送される。

ここで、先行する一のフィルム袋体２を２（Ａ）とし、追従する次のフィルム袋体２を２（Ｂ）とする。先行するフィルム袋体２（Ａ）は、スパウト部３をチャックの把手９、９によって把持される。図１の状態は、把手９，９が開放された状態である。フィルム袋体２が進行すると、一方の把手９（A）が、スパウト部３を待ち受け、この把手９（A）によってスパウト部３が係止される。そして、他方の把手９（B）がスパウト部３側に伸び、把手９（A）と係合し、スパウト部３を固定する。
一方、追従するフィルム袋体２（Ｂ）も、包材ストッパー１７によって、スパウト部３によって係止されることによって、位置を固定される。
紺も状態で、前後のスパウト部３、３の間に一定の張力が生じる。
先行するフィルム袋体２（Ａ）は、傾斜ローラ台１２に載置される。

ここで、充填バルブ８によって液体がフィルム袋体２（Ａ）によって充填される。液体の充填中、又は充填後に切断機構１１が作動してフィルム袋体２（Ａ）と、フィルム袋体２（Ｂ）との間のミシン目を一部カットする。切断機構１１の動作については後述する。

ここで、チャックの把手９、９が開くと、充填されたフィルム袋体２（Ａ）の自重によってカットされていないミシン目もカットされ、フィルム袋体２（Ａ）は、自重によって傾斜ローラ台１２上を摺動し、段ボール容器６内に落下する。
一方、このようにフィルム袋体２（Ａ）が自重によって傾斜ローラ台１２上を移動することに伴って、複数連続するフィルム袋体２の包材１の全体が引き連れて搬送され、図１の状態に戻り、フィルム袋体２（B）が以前のフィルム袋体２（Ａ）の位置に移動し、液体を充填される状態となる。

次に、上記切断機構１１を図３、図４について説明する。
切断機構１１は、二つのシリンダー３０、３２を備えている。シリンダー３０は、伸長することによって、切断機構１１の全体を上方に押し上げ、フィルム袋体２（Ａ）と、フィルム袋体２（Ｂ）との間のミシン目に、切断突起３４を近づける。
一方、切断テーブル３６には孔部３８が設けられ、切断突起３４が挿通可能となっている。
切断機構１１の全体が押し上げられることによって、切断テーブル３６とレール１５との間に、図示しない包材１のミシン目付近が緊密に把持される。

その後、液体の充填中、又は充填後に、シリンダー機構３２が切断突起３４を上方に突き上げる。これによって、ミシン目の一部を切断する。
上記チャックを開放し、充填後のフィルム袋体２（Ａ）の自重で切断されるに足る一部のみミシン目を切断すれば足りる。
切断突起３４は、図３の側面から了解されるように鋭利ではなく、先端が曲面をなすように構成する。鋭利な先端であると却って包材を傷付けるおそれがあり、好ましくない。

なお、図１〜図４の実施の形態では、包材１を複数のフィルム袋体２を連続したものとした。しかし、対象とする包材は、これに限られることなく、自立型のいわゆるガセットタイプの袋体を複数連ねた包材であってもよい。
また、スパウト部３は、図１〜図４の実施の形態では、幅方向で見て中央に位置させている。しかし、左右いずれかの角部に設置したものであってもよい。この場合、傾斜ローラ台１２の上流から下流にかけて、幅方向で見てスパウト部３のない側を相対的に上方に位置させることが好適である。これによって、充填中に袋体が位置ずれすることを防止することができる。

本発明に係る充填機で、充填される充填対象物が液体の場合に、その発泡を抑え、液ダレ防止するための装置について、図５にその一実施の形態を示す。
図５の実施の形態で、主な構成要素として、８は充填バルブ、５０は真空チャンバー、５２、５４、５６、５８、及び６０は自動バルブ、６２は真空ポンプである。
自動バルブ５２は、真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在し、自動バルブ５４は、真空チャンバー５０を大気に開放するためのものである。
さらに、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２には、真空チャンバー５０から見て、流れ方向で自動バルブ５８と、基幹バルブ６６とが介在する。自動バルブ５８と、基幹バルブ６６との間には、大気開放のための自動バルブ６０が介在する。

ここで、図５の実施の形態について、その動作手順を説明する。
まず、フィルム袋体２のスパウト部３を図１のレール１５に通して、チャックの把手９、９でチャッキングする。

その後、図５に示すように、チャッキングされたスパウト部３に充填バルブ８が下降し、該充填バルブ８がスパウト部３に水密に係合する。
次いで、充填バルブ８の先端部より中央管６４を通してフィルム袋体２の内部を真空引きする。この際、各自動バルブの開閉状態（第１の開閉状態）は以下の通りである。

自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：開放

なお、真空ポンプ６２に直結する基幹バルブ６６は、真空ポンプ６２が稼動している間は、開放されている。

第１の開閉状態では、フィルム袋体２内からの空気が、中央管６４、自動バルブ５２、自動バルブ５８、基幹バルブ６６を通して、真空ポンプ６２によって真空引きされる。これによって、フィルム袋体２内の空気を除去し、充填中の発泡が抑えられる。なお、自動バルブ６０を大気に開放することによって、真空引きの度合いが低真空となる。このような低真空で真空引きを行うので、空の状態のフィルム袋体２を傷付けることがない。

フィルム袋体２内の真空引き完了後、自動バルブ５２を閉成する。そして、さらに、液体注入孔７０より充填されるべき液体が注入される。充填バルブ８は、注入する液体をスパウト部３から充填する。充填バルブ８の先端とスパウト部３とは、設置状態において水密状態を保つ。

このように空気を抜いた状態で密着充填することで、液体の発泡を防止することができる。

フィルム袋体２への液体の充填後は、充填バルブ８をスパウト部３から離脱させる。そして、その直後に、充填バルブ８の先端にたまった液を真空引きして真空チャンバー５０に回収し、完全に液ダレを防止する。

この動作状態での各自動バルブの開閉状態（第２の開閉状態）は以下の通りである。
自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：閉成

この第２の開閉状態は、第１の開閉状態と、自動バルブ６０が閉成している点での相違している。このように、自動バルブ６０が閉成することにより、真空引きの度合いが高真空となる。

液ダレ防止には、発泡の抑制のための真空引きよりも高真空が要求される。本実施の形態では、自動バルブ６０の開閉によって、真空の度合いの高低を切り替えることができる。

なお、真空チャンバー５０で回収した液は、充填バルブ８により液体を充填する際に排出することができる。このように、充填中に真空チャンバー５０内から回収液を排出する際の自動バルブの開閉状態は以下の通りである。

自動バルブ５２：閉成
自動バルブ５４：開放
自動バルブ５６：開放
自動バルブ５８：閉成
このように、液体の充填中に、真空チャンバー５０内を自動排液するので、一連の生産活動を定期的に止めるといったようなことが不要となる。また、このようにして、自動バルブ５２を閉成し、真空チャンバー５０内を自動排液するので、自動バルブ５２を境として、真空チャンバー５０等の内部がドライとなる。したがって、仮に真空ポンプ６２が想定外に停止するという事態が起こっても、充填バルブ８側に液が逆流するといったことがない。

次に、充填バルブ８での充填が終了した後に、スパウト部３をキャッピングする際ための機器構成について、その具体的形態を図６について説明する。
図６で、充填バルブ８の左右にした一方のキャッピング機構１０２は、打栓キャップ用のキャッピング機構である。他方のキャッピング機構１０４は、スクリューキャップ用のキャッピング機構である。

このように、充填バルブ８の左右にキャッピング機構１０２、１０４を配置することにより、設置面積を少なくできる。また、左右に別種のキャップに対応できる機構を配置するので、取替え作業も省略できる。

図６で図示した部分は、全体が左右に移動できるように構成されている。図示の状態は、充填バルブ８がフィルム袋体２のスパウト部に位置したものである。
充填バルブ８による充填後、図示の部分が左右にいずれかに移動し、キャッピング機構１０２、１０４のいずれかが、スパウト部３の上に移動し、スパウト部３のキャッピングを行うことができる。
なお、打栓キャップは、コック付きのものであってもよい。

１包材
２フィルム袋体
３スパウト部
５Ｂ・Ｉ・Ｂ
６段ボール容器
７充填機
８充填バルブ
９把手
１１切断機構
１３包材収納ボックス１３
１５搬送レール
１７包材ストッパー
３０、３２シリンダー
３４切断突起
３６切断テーブル
３８孔部
５０真空チャンバー
５２、５４、５６、５８、６０自動バルブ
６２真空ポンプ
６４中央管
６６基幹バルブ
１０２、１０４キャッピング機構

Claims

可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部を有する包材の内部に充填バルブにより充填対象物を充填する充填機であって、上記充填対象物を上記充填バルブによって充填される包材の上記スパウト部をチャッキングする把持機構を備え、上記包材が複数のフィルム袋体を一体に成形して成り、該フィルム袋体同士がミシン目で繋がり、上記充填バルブにより充填対象物を、上記包材を構成する一のフィルム袋体に充填中又は充填後に上記ミシン目の一部をカットする切断機構を備え、上記把持機構を開放することによって、充填対象物充填後の上記一のフィルム袋体を自重により落下させるようにして成ることを特徴とする充填機。
可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、
真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０からの流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
充填バルブ８より上記包材内部を真空引きし、この際、各自動バルブの開閉状態（第１の開閉状態）を以下の通りとし、
自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：開放
真空ポンプ６２に直結する基幹バルブ６６を、真空ポンプ６２が稼動している間は、開放し、
第１の開閉状態で、包材内からの空気が、自動バルブ５２、自動バルブ５８、基幹バルブ６６を通して、真空ポンプ６２によって真空引きされ、包材内の空気を除去し、充填中の発泡を抑え、一方、自動バルブ６０を大気に開放し、空気を抜いた状態で密着充填することで、液体の発泡を防止することができるようにしてなる充填機。
可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、
真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０からの流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
包材への液体の充填後、充填バルブ８をスパウト部３から離脱させ、その直後に、充填バルブ８の先端にたまった液を、以下の各自動バルブの開閉状態（第２の開閉状態）で真空引きし、
自動バルブ５２：開放
自動バルブ５４：閉成
自動バルブ５６：閉成
自動バルブ５８：開放
自動バルブ６０：閉成
自動バルブ６０が閉成した状態で液ダレ防止をするようにしてなる充填機。
可撓性薄膜からなりキャップで施栓される充填対象物のスパウト部３を有する包材の内部に充填バルブ８により充填対象物を充填する充填機であって、
真空チャンバー５０と充填バルブ８との間に介在する自動バルブ５２と、真空チャンバー５０を大気に開放するための自動バルブ５４と、真空チャンバー５０と真空ポンプ６２を接続する管路７２に、真空チャンバー５０からの流れ方向に介在する自動バルブ５８及び基幹バルブ６６と、自動バルブ５８及び基幹バルブ６６の間に、大気開放のために介在する自動バルブ６０と、基幹バルブ６６の下流の真空ポンプ６２とを備え、
自動バルブの開閉状態を以下の通りとし、
自動バルブ５２：閉成
自動バルブ５４：開放
自動バルブ５６：開放
自動バルブ５８：閉成
真空チャンバー５０で回収した液を、充填バルブ８により液体を充填する際に排出することとしてなる充填機。