JP2589978B2 - 充填成型品製造機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は充填成型品製造機、更に詳しくは開口袋状の
充填部を形成した弾性充填型に、非固形状の充填物、例
えば水あるいは練り状のチョコレート、かまぼこ、ツミ
レ等のような食料品、消しゴムのような文具品等を充填
し、固化成型するための充填成型品製造機に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来から食料品であると、その他のものであるとを問
わず、充填型を用いて、充填成型品を製造することが行
なわれていた。

このような従来の充填型は、充填成型品の形状に応じ
た剛体からなる複数の分割型から形成されていた。

そしてこのような従来の分割型を用いた充填型は、充
填物をこれら分割型内部に充填し、この充填物を分割型
内部で固化させた後、分割型を分割することによって取
り出すものであった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながらこのような従来の充填型を用いて製造し
た充填成型品は、分割型を用いて製造する関係上、どう
しても分割型の割り線がでてしまい、製造された充填成
型品の商品価値を低下させることとなっていた。

また、特に複雑な形状の充填成型品を製造するために
は、数多くの分割型が必要とされ、製造工程の複雑化を
も招いていた。

更に分割型自体が剛体にて形成されていたために、分
割型自体の製造にも多額の費用がかかり、それが製品コ
ストに多大な影響を与えることとなっていた。特に多品
種少量製造の場合には、充填成型品全体のコストに占め
る分割型コストが多大となり、実際にはおよそ製造する
ことができない状態ともなっていた。

また従来の剛体の分割充填型を用いた際には、固化さ
せる時に体積が増減する充填物の場合には、固化工程で
加圧あるいは減圧によって分割充填型を破損してしまう
こともあった。

そこで本発明は、充填型として、開口袋状の充填部を
有する弾性充填型を用いることによって、割り線のない
充填成型品を製造可能とすると共に、充填型自体の製造
コストの低減、充填型の破損防止をも図り、同時に製造
工程の大幅な簡素化を図り、更には充填物の粘性に関わ
りなく気泡が発生しないように充填物を弾性充填型内部
に充填することができる充填成型品製造機を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前述した問題点を解決するために、本発明は、開口袋
状の充填部を有する弾性充填型への非固形状の充填物の
充填装置と、この充填物の弾性充填型内での固化装置
と、弾性充填型の充填部内部から固化した充填物を取り
出す抜取り装置とから形成すると共に、充填装置に、弾
性充填型内部に充填物を充填するための充填ノズルと、
この充填ノズルを上下動させる上下動機構とを設け、充
填開始時には、上下動機構によって充填ノズルを開口袋
状の弾性充填型の内底部付近まで降下させ、かつ負圧源
に連通した負圧機構または高圧源に連通した高圧機構か
らの空気圧によって充填ノズルに弾性充填型を密着さ
せ、その後充填を開始するように形成したことを特徴と
する。

なおここで、開口袋状の充填部を有する弾性充填型と
は、充填部に充填物を充填した後に、充填物を充填部の
内部で固化させ、更にその後固化した充填物を充填部か
ら取り出せるようになっている成型型をいう。

［作用］ 本発明に関わる充填成型品製造機は、まず最初に、充
填装置によって弾性充填型に充填物を充填する。

この弾性充填型は、抜取り装置において全体を拡張さ
せることによって固化させた充填物を取り出す必要があ
るために、弾性材を用いるものである。

また弾性充填型内部への充填は、上下動機構によって
充填ノズルを開口袋状の弾性充填型の内底部付近まで降
下させ、かつ負圧源に連通した負圧機構または高圧源に
連通した高圧機構からの空気圧によって充填ノズルに弾
性充填型を密着させてから行うものである。更にこの充
填装置には、上下動機構が付設してあるので、充填ノズ
ルに弾性充填型を密着させた後に、充填しながら充填ノ
ズルを上昇させることもできる。

従って充填開始時には、充填ノズルと弾性充填型との
間に空気がなくなるので、その後の充填作業によって、
弾性充填型内部の充填物中に空気が混入することがな
い。また、充填しながら充填ノズルを上昇させることに
よって、弾性充填型の充填部の底部側から順次充填され
るものである。

このように充填物を弾性充填型内部に充填した後は、
この弾性充填型内部の充填物を固化装置によって固化さ
せることとなる。このような充填物の固化装置は、充填
物の性質に応じて、加熱処理を加える装置、あるいは冷
凍処理を加える装置等がある。

次いで弾性充填型内部で固化した充填物が、この弾性
充填型内部から離型するように弾性充填型を拡張させ、
内部の充填物を抜取る抜取り装置によって、固化した充
填成型品を製造するものである。

ただこの抜取り装置に関しては、弾性充填型の充填部
の反開口側を負圧状態とすることによて弾性充填型を膨
らませ、その結果内部の充填成型品を抜取ることもでき
るし、反開口側から押し出すことによって充填成型品を
抜取ることもできる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を、図示例に従って説明する。

第１図は全体の構成を示すブロック図であり、第２図
は装置全体の一部省略斜視図である。

図示したように、本発明は、弾性充填型10内部への充
填物11の充填を行なう充填装置40と、この充填装置40に
よって弾性充填型10内部に充填された充填物11を固化さ
せる固化装置60と、弾性充填型10内部で固化した充填物
11を負圧によって抜取るための抜取り装置70とから形成
され、かつこれら各装置は、連続して移送コンベア20に
沿って順次配置されていると共に、制御装置30によって
制御自在に形成してある。

また移送コンベア20は、モータ21の回転を減速機22に
よって減速して伝動したプーリ23によって、予め制御装
置30によって設定した速度で、各装置間を移動していく
ものである。

またこの移送コンベア20には、多数の固定板24が移動
方向に並列的に固定してあり、かつこの各固定板24に
は、最終成型品としての充填成型品12の大きさよりも大
きい固定孔25が穿設してある。

ここで弾性充填型10は、開口袋状の充填部13と、この
充填部13の開口部付近に形成された固定部14とから形成
されている。

充填部13は、球状、柱状、適宜動物あるいは特定のキ
ャラクター等に模して形成され、充填部13の内部に充填
した充填物11を固化させた後は、それら球、柱、動物あ
るいはキャラクターの形状となるようになっている。

また固定部14は、充填部13に連続したほぼ等厚のつば
部として形成され、移送コンベア20に固定された多数の
固定板24に固定され、開口部から充填物11を充填部13内
部に充填自在に形成してある。

第３図乃至第８図は、これら各装置を個別に説明する
ための図面である。

第３図乃至第５図は、充填装置40を示すものである。

ここで充填装置40は、充填物11が水等のようにあまり
大きな粘性を有さないものである場合には、弾性充填型
10の開口部上方に充填ノズル41を位置させ、この充填ノ
ズル41から直接弾性充填型10の充填部13内に充填物11を
充填する充填機構42のみによって足りる。

この時には、充填機構42の充填ノズル41を弾性充填型
10上方に位置させておき、弾性充填型10への充填物11の
充填が終了した後、移送コンベア20の移動によって、順
次固定板24が充填ノズル41下方を移動するように形成す
ることによって、充填作業を行なうことができる。

ただこの充填物11の粘性が大きい場合には、弾性充填
物10の開口部付近に充填機構42の充填ノズル41を位置さ
せ、この充填ノズル41から直接弾性充填型10の充填部13
内に充填物11を充填すると、弾性充填型10の充填部13内
部に空気が残ってしまい、固化した充填成型品12に空洞
ができてしまうことがあった。

このような場合には、第３図のように充填装置40を、
充填機構42と、この充填機構42上部に設けた上下動機構
43とによって形成すれば良い。

この時には、充填機構42の充填ノズル41を、まず移送
コンベア20の上方から上下動機構43によって弾性充填型
10の充填部13の底部付近まで降下させ、その位置で若干
充填した後、充填量に応じて上下動機構43を作動させ、
徐々に充填ノズル41を上昇させるものである。

従ってこの時には、充填機構42による充填速度と、上
下動機構43による上昇速度とが一定の対応関係になけれ
ばならない。また弾性充填型10の高さ方向での断面形状
が異なる弾性充填型10を用いるたびに、前記充填速度及
び上下同速度を変更させなければならない。それ故、充
填及び上下動をカム等によって行ったのでは、弾性充填
型10の変更に伴なうカム変更が繁雑なため、前記２つの
変数である、単位時間あたりのの充填量と上下動速度と
をプログラム制御によって同時制御を行なうことが望ま
しい。

また以上の説明では、上下動機構43によって充填機構
42が上下動するとして説明したが、逆に充填機構42を停
止させておいて、上下動機構43によって弾性充填型10を
上下動させても良い。

また全体をライン上に配置した場合には、充填装置40
による充填作業中は、弾性充填型10を停止させておいて
も良いが、充填装置40自体をラインに沿って移動可能に
形成し、移動しながら充填装置40から充填物11の充填を
行うようにしても良い。

ただ充填物11の粘性が更に大きいときには、前述した
ように充填ノズル41を充填物11の充填と共に上方に移動
させるだけであっては、依然として空気等の気泡が充填
部13の内部に残ってしまうことがある。

このような時には、第４図及び第５図に示した本発明
のように、弾性充填型10の弾性に着目して、あらかじめ
充填機構42の充填ノズル41を、上下動機構43によって弾
性充填型10の充填部13の内底部付近まで降下させてお
き、その後密着装置50によって充填部13を充填ノズル41
に密着させ、その状態から充填物11の充填を開始するこ
とによって、気泡の混入を防止することができる。

第４図に示した実施例は、固定板24の上方に負圧源51
に連結された負圧機構52を付設し、この負圧機構を作動
させることによって、充填部13を充填ノズル41に密着さ
せているものである。

また第５図に示した実施例は、固定板24の下方に高圧
源53に連結された高圧機構54を付設し、この高圧機構を
作動させることによって、充填部13を充填ノズル41に密
着させているものである。

いずれの手段を用いたとしても、充填ノズル41から充
填物11を充填部13内部に充填し始めるときには、充填ノ
ズル41に弾性を有する充填部13が密着している、即ち充
填ノズル41と充填部13との間に空気がない状態であるた
めに、この状態から負圧源51あるいは高圧源53によって
生じる圧力以上の圧力で充填物11の充填を開始すること
によって、空気の混入がない充填物11の充填作業が行な
えることとなる。

またこのような充填装置40による充填物11の充填時
に、充填圧力によっては弾性充填型10が変形することも
ある。そのような時には、図示しないジクを弾性充填型
10の下方に位置させて充填作業を行なうことによって変
形を防止することができる。

固化装置60は、充填物11を、弾性充填型10内部で固化
させるための装置である。

この装置は、加熱機構、冷却機構、これらの機構の組
み合わせ、あるいは他の機構等によって形成されてい
る。

この固化装置60の具体的構成は、充填物11の材質によ
って決定される。

例えば、充填物11が冷却することによって固化するよ
うな水等である場合には、この固化装置60が冷却装置と
して配置されるものである。

また逆に、充填物11が加熱することによって固化する
ような練り状のかまぼこ、ツミレ、消しゴム等である等
である場合には、この固化装置60が加熱装置として配置
されるものである。

また更に充填物11が食料品である場合には、充填物11
を固化すると共に、調理しなければならない場合があ
る。そのような場合には、この固化装置60に調理装置を
付設して使用することもできる。

なお本発明では充填型として弾性充填型10を用いてい
るので、固化装置60による充填物11の固化の際に、充填
物11の体積が増減した場合であっても、弾性充填型10が
破損することがない。例えば剛体からなる充填型の場
合、充填物11として水を固化させると体積が増加するの
で、その体積増加による内圧によって充填型が破裂する
こともあるが、本発明では、弾性充填型10が体積増加に
伴なって伸びるので、破裂等の事故が生じない。

第６図及び第７図は、弾性充填型10の充填部13内部か
ら、固化した充填成型品12を取り出すための関する抜取
り装置70を示したものである。

このような抜取り装置70は、弾性充填型10の反開口部
側から充填成型品12を押すことによって、弾性充填型10
が弾性によって拡張するので充填成型品12を押し出すこ
ともできる。

また更に予め開口部を外力によって広げておいた後
に、反開口部側から充填成型品12を押し出すこともでき
る。

ただいずれの方法であっても、充填成型品12の反開口
部側が押し出し力によって変形することがある。

そこでこのように充填成型品12の一部のみに外力を加
えない方法としては次のような抜取り装置70がある このような抜取り装置70は、移送コンベア20の固定板
24の下方にある充填部13を、プーリ23によって反転させ
て上方に位置させると共に、この充填部13を膨らませる
ことによって、内部の充填成型品12を抜取り装置70下方
の取り出しコンベア71上に落下させるものである。

具体的には、モータ21によって回転する回転軸72と、
この回転軸72に固定された負圧カム73と、負圧カム73の
回転によって揺振する伝動杆74と、この伝動杆74の先端
に軸支された負圧体75とによって形成されている。

回転軸72は、移送コンベア20を移動させるためのモー
タ21と同一のモータ21によって、他の各装置と同期する
ように回転するものである。

またここで負圧カム73は、回転軸72に固定された正面
カムとして形成されている。

負圧体75は、負圧源76に接続され、負圧体75内部の負
圧室77を負圧状態とするものである。

負圧源76は、詳細な図示を省略するが、真空バルブ、
破壊バルブ及びコンプレッサー等から形成されている。

負圧室77は、充填成型品12が入った充填部13を覆う大
きさに形成され、かつ内部の上面にはクッション78が固
定してある。

このような抜取り装置70の作動は、充填部13の内部に
充填した充填物11が固化装置60によって固化させた後、
プーリ23によって反転して、この充填成型品12を内部で
固化させた充填部13が上方に位置するように移送コンベ
ア20によって移動してくる。

この時この充填部13の上部に負圧室77がかぶさり、か
つ負圧室77内部が負圧源76によって負圧状態となると、
弾性体にて形成された弾性充填型10が負圧室77の内壁に
密着することとなる。この時には、弾性充填型10の充填
部13のみならず、固定部14も可能な限り負圧室77の内部
に密着するので、固定板24の固定孔25に一致した開口が
下部に形成されることとなる。

すると充填成型品12は弾性充填型10から離れると共
に、充填成型品12よりも大きい固定板24の固定孔25から
下方に落下することとなる。

またこのように下方に落下した充填成型品12は、抜取
り装置70の下部に位置させてある取り出しコンベア71上
に載せられて所定の位置に移送されるものである。

このように負圧状態を形成すると、充填部13は弾性充
填型10の伸び易い方向、即ち図示例では上方に伸びるこ
ととなり、負圧室77の内部上面に衝接して形が壊れるお
それもあるが、図示例では負圧室77内部上面にクッショ
ン78が固定してあるので、型崩れの心配がない。

また図示例では、回転軸72に案内カム79も固定してあ
る。

この案内カム79は、充填部13から落下してきた充填成
型品12を取り出しコンベア71に案内するための案内体80
を上下動させるためのものである。

ただ抜取り装置70によっては容易に離型しない充填成
型品12に関しては、この案内体80をも負圧制御すること
によって、充填成型品12を強制的に離型させることも可
能である。

なおこの負圧室77は、図示例では有蓋円筒状に形成し
てあるが、弾性充填型10から離型した充填成型品12が負
圧室77内部に引っ掛かることを防止する意味からは、図
示を省略するが、全体を末広がりに形成するか、あるい
は下部に末広がりのテーパを付けることが望ましい。

なお種々の実験の結果、充填成型品12として氷を製造
する際には、弾性充填型10を0.6〜0.8mmの剛性ラテック
スにて形成し、かつ負圧を約500mmHgとすると、0.5〜1s
ecで完全に離型して落下することが確認できた。

このようにして製造された充填成型品12は、弾性充填
型10の充填部13形状によって全体形状が決定されるの
で、この弾性充填品を各種作ることによって、どのよう
な形状の充填成型品12を作ることができる。

また弾性充填型10は、剛体のものと異なり、安価に大
量生産できるので、充填成型品12自体のコストも安くで
きるだけでなく、分割型と異なり、割り線がないので、
でき上った充填成型品12は極めて自然の形となり、商品
価値の高いものとなる。更に複数方向への分割が不用な
ので、製造工程の簡素化も図れるものてある。

また更に充填型として弾性充填型10を用いたので、固
化装置60による固化工程中で、充填物11の体積変化が生
じたとしても、弾性充填型10の伸縮によって充分対応で
きるので、弾性充填型10の破損がない。

更に抜取り装置70を負圧を用いて抜取るように形成し
たので、抜取り工程中で充填成型品12の形状破損がない
ものである。

なお以上の説明において、弾性充填型10は、例えば軟
質ゴム、軟質プラスチック等のように、圧力等によって
引っ張った時に伸びるものであれば材質を問わないもの
である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、充填型として、開口
袋状の充填部と、この充填部の開口部付近に形成された
固定部とから成る弾性充填型を用いることによって、割
り線のない充填成型品を製造可能とすると共に、充填型
自体の製造コストの低減、充填型の破損防止を図り、同
時に製造工程の大幅な簡素化をも図り、更には充填物の
粘性に関わりなく気泡が発生しないように充填物を弾性
充填型内部に充填することができるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
全体のブロック図、第２図は斜視図、第３図乃至第５図
は充填装置を示す概略図、第６図は抜取り装置を示す断
面図、第７図は負圧体を示す断面図である。 10……弾性充填型、11……充填物 12……充填成型品、13……充填部 14……固定部 20……移送コンベア、21……モータ 22……減速機、23……プーリ 24……固定板、25……固定孔 30……制御装置 40……充填装置、41……充填ノズル 42……充填機構、43……上下動機構 50……密着装置、51……負圧源 52……負圧機構、53……高圧源 54……高圧機構 60……固化装置 70……抜取り装置、71……取り出しコンベア 72……回転軸、73……負圧カム 74……伝動杆、75……負圧体 76……負圧源、77……負圧室 78……クッション、79……案内カム 80……案内体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口袋状の充填部を有する弾性充填型への
   非固形状の充填物の充填装置と、この充填物の弾性充填
   型内での固化装置と、弾性充填型の充填部内部から固化
   した充填物を取り出す抜取り装置とから形成すると共
   に、 充填装置に、弾性充填型内部に充填物を充填するための
   充填ノズルと、この充填ノズルを上下動させる上下動機
   構とを設け、充填開始時には、上下動機構によって充填
   ノズルを開口袋状の弾性充填型の内底部付近まで降下さ
   せ、かつ負圧源に連通した負圧機構または高圧源に連通
   した高圧機構からの空気圧によって充填ノズルに弾性充
   填型を密着させ、その後充填を開始するように形成した
   ことを特徴とする充填成型品製造機。