JP3706833B2 - 柔軟性円筒チューブの内容物充填装置及び充填方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は柔軟性円筒チューブの内容物充填装置及び充填方法に関するものであり、特に、クリーム、乳液、歯磨き等の粘性物を円筒チューブに充填する充填装置及び充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の此種柔軟性円筒チューブの内容物充填装置について図１０乃至図１４に従って説明する。図１０はクリーム、乳液、歯磨き等の粘性物を充填したチューブ１０を示し、該チューブ１０は柔軟性を有する円筒形であり、該チューブ１０の一端に設けた出口１１にキャップ１２を装着してある。また、キャップ１２が設けられた反対側の端部１４は、加熱処理にて略一直線に閉止されている。
【０００３】
図１１に示すように、充填装置にはチューブホルダ１３が備えられており、前記チューブ１０はキャップ１２を下向きにしてチューブホルダ１３に保持されている。該チューブホルダ１３はシリンダ（図示せず）の作動により上下動可能であり、図示したように、該チューブホルダ１３を上昇させると、前記キャップ１２が設けられた反対側の開口された端部１４から、チューブ１０の内部にノズル１６が挿入されるように形成してある。
【０００４】
前記ノズル１５の先端部１６は先細りのテーパ状に形成され、このノズル１５内にロッド１７を上下スライド自在に挿通するとともに、該ロッド１７の先端部１８を前記ノズルの先端部１６に対応する角度のテーパ状に形成してある。該ロッド１７は、シリンダ１９のボトム側ポート２０またはロッド側ポート２１の何れかへ空気圧若しくは油圧を導出することにより、シリンダ１９内をピストン２２が上下動して、ノズルの先端部１６の内側面にロッドの先端部１８が当接・離反自在となり、前記ノズル１５を開閉するためのバルブ２３が構成されている。図示した状態では、前記ロッドの先端部１８がノズルの先端部１６の内側面に当接してバルブ２３が閉止状態であるため、例えばクリーム、乳液、歯磨き等、チューブ１０内へ充填すべき内容物２４はノズル１５の内部に貯留されてチューブ１０内には充填されない。
【０００５】
充填すべき内容物２４をチューブ１０内へ充填する際には、図１２に示すように、チューブ１０の内部にノズル１６が挿入された状態にて、前記シリンダ１９内のピストン２２を上動してロッド１７を上昇させれば、前記ロッドの先端部１８がノズルの先端部１６の内側面から離反してバルブ２３が開放状態となり、図示しないポンプによって圧送された前記内容物２４が前記ノズルの先端部１６から吐出される。そして、内容物２４の吐出量に応じて前記チューブホルダ１３を下降していくことにより、前記チューブ１０から内容物が溢流することなく、チューブ１０内に前記内容物２４が充填される。
【０００６】
前記チューブ１０内に所定量の内容物２４が充填されると、前記ロッド１７が下降してバルブ２３が閉止状態となり、前記ノズル１５からの内容物２４の吐出が停止する。そして、図１３に示すように、前記チューブホルダ１３を下降してチューブ１０からノズル１５を離反する。このとき、内容物２４が高粘度である場合、液切れが悪くてノズルの先端部１６に液溜り２５が生じる。また、チューブ１０の内部には内容物２４の盛り上がり２６が生じる。特に、内容物２４がゴム系の接着剤の場合には、前記ノズルの先端部１６の液溜り２５とチューブ１０の内部の盛り上がり２６との間に糸をひき、糸状若しくは髭状の残留物２８が発生する。
【０００７】
この盛り上がり２６は、図１４に示すように、次工程でチューブ１０の開口された端部１４を加熱軟化溶融後にクランプシールするに際し、クランパ２７にて該端部１４を挟圧するのに伴って内容物２４の最上面が上昇するため、内容物２４の盛り上がり２６部分がチューブの端部１４に挟まり、シール不良を起こして剥離する虞がある。
【０００８】
そこで、柔軟性円筒チューブへ内容物を充填する際に、ノズルの先端部に生ずる液溜り並びにチューブ内の盛り上がりを無くして、チューブ端部のクランプ作業を円滑且つ確実に行えるようにするとともに、特に内容物がゴム系の接着剤の場合に糸状若しくは髭状の残留物が生じないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、柔軟性円筒チューブのキャップが設けられた反対側の開口された端部にノズルを挿入し、該ノズルの先端部に開閉自在に設けられたバルブを開放し、該ノズルから前記円筒チューブ内へ内容物を充填する充填装置であって、前記ノズルの先端内側部を先細りのテーパ状に形成するとともに、前記ノズル内に第１のロッドを上下スライド自在に挿通し且つ該第１のロッドの先端部を前記ノズルの先端内側部に対応させてテーパ状に形成し、該第１のロッドの先端部をノズルの先端内側部に接離させて前記ノズルを開閉する第１のバルブを構成し、更に、該第１のロッドの軸方向に通気孔を貫通して設け、この通気孔の先端内側部を先細りのテーパ状に形成するとともに、この通気孔内に第２のロッドを上下スライド自在に挿通し且つ該第２のロッドの先端部を前記通気孔の先端部内側部に対応させてテーパ状に形成し、該第２のロッドの先端部をノズルの先端内側部に接離させて前記通気孔を開閉する第２のバルブを構成した柔軟性円筒チューブの内容物充填装置に於いて、
上記内容物が貯留されたタンク下部に設けられた先端がテーパ状の開閉バルブを介して管路の途中に設けられたピストンポンプによって上記ノズルに内容物が圧送される構成となし、且つ、上記通気孔内にエアまたは接着剤の溶剤を貯留するタンクからエアまたは接着剤の溶剤を加圧圧送するとともに、上記第２のロッドの先端部は膨拡されて段部が設けられており、上記通気孔に設けてある係止部と該段部との間にスプリングを介装して、前記第２のロッドの先端部を下方へ押圧して前記通気孔の先端内側部に圧接してなり、更に、上記第１のロッドの先端部に多数の小径の孔を開穿して前記通気孔と該第１のロッドの先端部の外側とを連通させてエアまたは接着剤の溶剤を該多数の小径の孔から吐出される構成としてなる柔軟性円筒チューブの内容物充填装置、
及び、請求項2記載の発明は、上記第１のバルブを開放して、上記ノズルの先端部から円筒チューブ内へ内容物を充填した後にノズルと円筒チューブとを離反する際に、上記第２バルブを開放して、上記通気孔から接着剤の溶剤を吐出して円筒チューブ内に吹き込むことにより、ノズルの先端部に付着した液溜りを円筒チューブ内に吹き下ろすとともに、円筒チューブ内に充填された内容物の表面の突起を平滑にするようにした請求項１記載の柔軟性円筒チューブの内容物充填装置を使用する内容物充填方法であって、
上記通気孔から接着剤の溶剤を吐出して円筒チューブ内に吹き込むに当たり、前記接着剤の溶剤は前記通気孔内でエアにより一定圧に加圧され、上記第２のバルブを開放したときに、上記第１のロッドの先端部に開穿された多数の小径の孔を介してノズル先端から接着剤の溶剤を外部に吐出する柔軟性円筒チューブの内容物充填方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図９に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略するものとする。図１は充填装置３０を示し、３１はタンクであり、該タンク３１にチューブ１０へ充填すべき内容物２４が貯留されている。該タンク３１の下部には、先端部がテーパ形状のバルブ３２が設けられており、シリンダ３３のボトム側ポート３４またはロッド側ポート３５の何れかへ空気圧若しくは油圧を導出することにより、シリンダ３３内のピストン３６が図中左右方向へ動いて、バルブ３２が開閉するように構成されている。このバルブ３２が開放状態のときに、前記タンク３１内に貯留された内容物２４は管路３７を通ってノズル１５に流入する。
【００１１】
この管路３７の途中にピストンポンプ３８が設けられ、アクチュエータ３９の作動により該ピストンポンプ３８が図中左方向へ動いて、管路３７内の内容物２４をノズル１５へ圧送する。即ち、前記バルブ３２を閉止してタンク３１への逆流を防止した状態で、アクチュエータ３９の作動にてピストンポンプ３８を実線で示した位置から二点鎖線で示す位置まで移動することにより、管路３７内の内容物２４が押圧されてノズル１５に充満する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、前記ノズル１５の先端部１６は先細りのテーパ状に形成され、このノズル１５内に第１のロッド４０を上下スライド自在に挿通するとともに、該第１のロッド４０の先端部４１を前記ノズルの先端部１６に対応する角度のテーパ状に形成してある。そして、シリンダ１９のボトム側ポート２０またはロッド側ポート２１の何れかへ空気圧若しくは油圧を導出することにより、シリンダ１９内をピストン２２が上下動して、ノズルの先端部１６の内側面に第１のロッドの先端部４１が当接・離反自在となり、前記ノズル１５を開閉するための第１のバルブ４１が構成されている。
【００１３】
また、該第１のロッド４０の内部には軸方向に通気孔４３を貫通して設け、前記第１のロッドの先端部４１に多数の小径の孔４４，４４…を開穿して、これらの孔４４，４４…を介して前記通気孔４３と第１のロッドの先端部４１の外側、即ち通気孔４３とノズル１５の外部とを連通させている。このように、小径の孔４４を多数設けることにより、前記通気孔４３内のエアまたは溶剤がノズルの先端部１６から外部へ均一して吐出される。
【００１４】
更に、前記通気孔４３の先端部は先細りのテーパ状に形成され、この通気孔４３内に第２のロッド４５を上下スライド自在に挿通するとともに、該第２のロッド４５の先端部４６を前記通気孔４３の先端部に対応する角度のテーパ状に形成してある。そして、シリンダ４７のボトム側ポート４８またはロッド側ポート４９の何れかへ空気圧若しくは油圧を導出することにより、シリンダ４７内をピストン５０が上下動して、前記通気孔４３の先端部内側面に第２のロッドの先端部４６が当接・離反自在となり、前記通気孔４３を開閉するための第２のバルブ５１が構成されている。尚、第２のロッドの先端部４６は膨拡されて段部５２が設けられており、前記通気孔４３に設けてある係止部５３とこの段部５２との間にスプリング５４を介装して、前記第２のロッドの先端部４６を下方へ押圧して通気孔４３の先端部に圧接するように付勢している。
【００１５】
例えば、前記シリンダ１９のロッド側ポート２１に空気圧若しくは油圧を導出すれば、前記ピストン２２が上動して第１のロッド４０が上昇し、図３に示すように、前記第１のロッドの先端部４１がノズルの先端部１６の内側面から離反して第１のバルブ４２が開放状態となる。
【００１６】
また、前記シリンダ４７のロッド側ポート４９に空気圧若しくは油圧を導出すれば、前記ピストン５０が上動して第２のロッド４５が上昇し、図４に示すように、前記第２のロッドの先端部４６が通気孔４３の内側面から離反して第２のバルブ５１が開放状態となる。尚、５５はエアまたは溶剤を貯留しているタンクであり、後述するように、ノズル１５からチューブ１０を離反する際に、該タンク５５内のエアまたは溶剤を加圧して前記第２のバルブ５１から吐出する。
【００１７】
次に、前記チューブ１０内へ内容物２４を充填する方法について説明する。図１に示したように、先ず、キャップ１２を下向きにしてチューブホルダ１３にチューブ１０を保持し、前記キャップ１２が設けられた反対側の開口端部１４にノズル１５を挿入する。そして、図５に示すように、チューブ１０の内部にノズル１６が挿入された状態にて、前記シリンダ１９内のピストン２２を上動して第１のロッド４０を上昇させれば、第１のロッドの先端部４１がノズルの先端部１６の内側面から離反して第１のバルブ４２が開放状態となり、前記ピストンポンプ３８によって圧送された前記内容物２４が前記ノズルの先端部１６から吐出される。そして、内容物２４の吐出量に応じて前記チューブホルダ１３を下降していくことにより、前記チューブ１０から内容物が溢流することなく、チューブ１０内に前記内容物２４が充填される。
【００１８】
そして、図６に示すように、前記チューブホルダ１３を下降してチューブ１０からノズル１５を離反するが、このとき、内容物２４が高粘度である場合、液切れが悪くてノズルの先端部１６に液溜り２５が生じたり、チューブ１０の内部にも内容物２４の盛り上がり２６が生じることが多い。
【００１９】
そこで、内容物２４がクリーム、歯磨き等、通常の高粘性内容物の場合は、前記タンク５５にエアを貯留しておき、図７に示すように、前記シリンダ４７内のピストン５０を上動して第２のロッド４５を上昇させれば、第２のロッドの先端部４６が通気孔４３の内側面から離反して第２のバルブ５１が開放状態となる。従って、前記タンク５５に貯留されているエアが加圧されて通気孔４３内を圧送され、前記第１のロッドの先端部４１に開穿された多数の小孔４４，４４…からエアが吐出されて、ノズルの先端部１６に付着した液溜り２５をチューブ１０内に吹き下ろすとともに、チューブ１０内に生じた盛り上がり２６を平滑にすることができる。
【００２０】
一方、図８に示すように、内容物２４が接着剤等の比較的に低粘性内容物の場合は、ノズルの先端部１６の液溜り２５とチューブ１０の内部の盛り上がり２６との間に糸をひき、糸状若しくは髭状の残留物２８が発生する。しかし、前述したエアを吐出する方法では、却って残留物２８が飛散してしまうため、エア吹きは適さない。
【００２１】
そこで、前記タンク５５に接着剤の溶剤を貯留しておき、図７で説明したのと同様に、前記シリンダ４７内のピストン５０を上動して第２のロッド４５を上昇させれば、第２のロッドの先端部４６が通気孔４３の内側面から離反して第２のバルブ５１が開放状態となる。従って、前記タンク５５に貯留されている溶剤がが加圧されて通気孔４３内を圧送され、前記第１のロッドの先端部４１に開穿された多数の小孔４４，４４…から溶剤が吐出される。このため、ノズルの先端部１６に付着した液溜り２５及び糸状の残留物２８の付着力が弱まり、これら液溜り２５及び糸状の残留物２８がノズルの先端部１６から離反してチューブ１０内に落下する。
【００２２】
尚、前記タンク５５内に貯留された溶剤は前記通気孔４３内でエアにより一定圧に加圧されている。そして、前記シリンダ４７内のピストン５０の上動時間を制御することにより、前記第２のバルブ５１が所定時間だけ開放され、そのときに、前記通気孔４３から所定量（好ましくは１滴乃至２滴ぐらい）の溶剤が吐出されるようにしてある。
【００２３】
斯くして、内容物２４がクリーム、歯磨き等、通常の高粘性内容物、並びに、接着剤等の低粘性内容物の何れの場合であっても、前記第２のロッド４５を上昇して第２のバルブ５１を開放状態にし、前記第１のロッドの先端部４１に開穿された多数の小孔４４，４４…からエアまたは溶剤を吐出すれば、ノズルの先端部１６に付着した液溜り２５や糸状若しくは髭状の残留物２８が離反し、且つ、チューブ１０内に生じた盛り上がり２６が解消される。
【００２４】
従って、図９に示すように、次工程でチューブ１０の開口された端部１４を加熱軟化溶融後にクランプシールするに際し、クランパ２７にて該端部１４を挟圧するのに伴って内容物２４の最上面が上昇したとしても、内容物２４がチューブの端部１４に挟まることはなく、シール不良を起こす虞はない。
【００２５】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、柔軟性円筒チューブ内へ内容物を充填するノズル内に第１のロッドを挿通して第１のバルブを形成し、さらに、該第１のロッド内に通気孔を設けてこの通気孔内に第２のロッドを挿通して第２のバルブを形成してある。従って、第１のバルブを開放すれば前記内容物をチューブ内へ充填することができ、充填直後に第２のバルブを開放すれば、エアまたは接着剤の溶剤が吐出して液溜りを吹き下ろすことができる。
又、内容物が貯留されたタンク下部に設けられた先端がテーパ状の開閉バルブを介して管路の途中に設けられたピストンポンプによって上記ノズルに内容物が圧送される構成としてあるから、管路の内容物をピストンポンプでノズルへ圧送するに当たり、上記開閉バルブを閉止することにより内容物のタンクへの逆流を防止することができる。
更に、上記柔軟性円筒チューブの内容物充填装置は、上記第２のロッドの先端部は膨拡されて段部が設けられており、前記通気孔に設けてある係止部とこの段部との間にスプリングを介装して、前記第２のロッドの先端部を下方へ押圧して前記通気孔の先端内側部に圧接してなり、更に、前記第１のロッドの先端部に多数の小径の孔を開穿して前記通気孔と該第１のロッドの先端部の外側とを連通させたので、簡単な構成で、第２のロッドを通気孔先端に常時付勢させることができ、且つ、前記通気孔内のエアまたは接着剤の溶剤をノズル先端から外部へ均一して吐出することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明は、前記チューブ内へ内容物を充填してノズルとチューブを離反する際に、上記通気孔から接着剤の溶剤を吐出することにより、接着剤等の内容物の場合に、ノズルの先端部の液溜りとチューブ内の盛り上がりとの間に生じる糸状若しくは髭状残留物をなくすことができる。
又、上記第１のロッドの先端部に開穿された多数の小径の孔を介して接着剤の溶剤をノズル先端から外部に吐出するので、通気孔内の接着剤の溶剤を上記多数の小径の孔を通じて外部に均一して吐出することができ、前記糸状若しくは髭状残留物をより有効に除去することができる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、上記接着剤の溶剤は上記通気孔内でエアにより一定圧に加圧され、上記第２のバルブを開放したときに、上記通気孔から所定量の溶剤が吐出されるようにしたので、上記の効果に加えて、接着剤の溶剤の吐出量が所定量に制御されて、確実に糸状若しくは髭状残留物をなくすことができる。
即ち、この発明は、上記第１のロッドの先端部に開穿された多数の小径の孔を介して吹き込み接着剤の溶剤をノズル先端から外部に吐出することに加えて、上記接着剤の溶剤は上記通気孔内でエアにより一定圧に加圧されるので、上記糸状若しくは髭状残留物をより確実になくすことができる。
【００３０】
斯くして、内容物を充填した後チューブを加熱軟化溶融後にクランプシールをするに際して、内容物がチューブの端部に挟まってシール不良を起こす虞が解消され、チューブ端部のクランプ作業を円滑且つ確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、ノズルをチューブに挿入した状態の充填装置の縦断正面図。
【図２】本発明の一実施の形態を示し、（ａ）第１のバルブ及び第２のバルブの両方が閉じ状態であるときのノズル先端部の縦断正面図、（ｂ）同底面図。
【図３】本発明の一実施の形態を示し、第１のバルブが開放状態であるときのノズル先端部の縦断正面図。
【図４】本発明の一実施の形態を示し、第２のバルブが開放状態であるときのノズル先端部の縦断正面図。
【図５】本発明の一実施の形態を示し、ノズルからチューブに内容物を充填している状態の充填装置の縦断正面図。
【図６】本発明の一実施の形態を示し、ノズルをチューブから離反したときに液溜りが生じた状態の充填装置の縦断正面図。
【図７】本発明の一実施の形態を示し、ノズルの通気孔からエアを吐出した状態の充填装置の縦断正面図。
【図８】本発明の一実施の形態を示し、ノズルをチューブから離反したときに糸状の残留物が発生した状態の充填装置の縦断正面図。
【図９】本発明の一実施の形態を示し、（ａ）乃至（ｃ）はチューブの端部を加熱軟化溶融後にクランプシールする工程を示す縦断正面図。
【図１０】一般的な柔軟性円筒チューブを示し、（ａ）正面図、（ｂ）側面図。
【図１１】従来技術を示し、ノズルをチューブに挿入した状態の充填装置の縦断正面図。
【図１２】従来技術を示し、ノズルからチューブに内容物を充填している状態の充填装置の縦断正面図。
【図１３】従来技術を示し、ノズルをチューブから離反した状態の充填装置の縦断正面図。
【図１４】従来技術を示し、（ａ）乃至（ｃ）はチューブの端部を加熱軟化溶融後にクランプシールする工程を示す縦断正面図。
【符号の説明】
１０ チューブ
１１ 出口
１２ キャップ
１４ 端部
１５ ノズル
２４ 内容物
２５ 液溜り
２６ 盛り上がり
２８ 糸状の残留物
３０ 充填装置
４０ 第１のロッド
４１ 第１のロッドの先端部
４２ 第１のバルブ
４３ 通気孔
４５ 第２のロッド
４６ 第２のロッドの先端部
５１ 第２のバルブ

Claims (2)

1. 柔軟性円筒チューブのキャップが設けられた反対側の開口された端部にノズルを挿入し、該ノズルの先端部に開閉自在に設けられたバルブを開放し、該ノズルから前記円筒チューブ内へ内容物を充填する充填装置であって、前記ノズルの先端内側部を先細りのテーパ状に形成するとともに、前記ノズル内に第１のロッドを上下スライド自在に挿通し且つ該第１のロッドの先端部を前記ノズルの先端内側部に対応させてテーパ状に形成し、該第１のロッドの先端部をノズルの先端内側部に接離させて前記ノズルを開閉する第１のバルブを構成し、更に、該第１のロッドの軸方向に通気孔を貫通して設け、この通気孔の先端内側部を先細りのテーパ状に形成するとともに、この通気孔内に第２のロッドを上下スライド自在に挿通し且つ該第２のロッドの先端部を前記通気孔の先端部内側部に対応させてテーパ状に形成し、該第２のロッドの先端部をノズルの先端内側部に接離させて前記通気孔を開閉する第２のバルブを構成した柔軟性円筒チューブの内容物充填装置に於いて、
   上記内容物が貯留されたタンク下部に設けられた先端がテーパ状の開閉バルブを介して管路の途中に設けられたピストンポンプによって上記ノズルに内容物が圧送される構成となし、且つ、上記通気孔内にエアまたは接着剤の溶剤を貯留するタンクからエアまたは接着剤の溶剤を加圧圧送するとともに、上記第２のロッドの先端部は膨拡されて段部が設けられており、上記通気孔に設けてある係止部と該段部との間にスプリングを介装して、前記第２のロッドの先端部を下方へ押圧して前記通気孔の先端内側部に圧接してなり、更に、上記第１のロッドの先端部に多数の小径の孔を開穿して前記通気孔と該第１のロッドの先端部の外側とを連通させてエアまたは接着剤の溶剤を該多数の小径の孔から吐出される構成としてなることを特徴とする柔軟性円筒チューブの内容物充填装置。
2. 上記第１のバルブを開放して、上記ノズルの先端部から円筒チューブ内へ内容物を充填した後にノズルと円筒チューブとを離反する際に、上記第２バルブを開放して、上記通気孔から接着剤の溶剤を吐出して円筒チューブ内に吹き込むことにより、ノズルの先端部に付着した液溜りを円筒チューブ内に吹き下ろすとともに、円筒チューブ内に充填された内容物の表面の突起を平滑にするようにした請求項１記載の柔軟性円筒チューブの内容物充填装置を使用する内容物充填方法であって、
   上記通気孔から接着剤の溶剤を吐出して円筒チューブ内に吹き込むに当たり、前記接着剤の溶剤は前記通気孔内でエアにより一定圧に加圧され、上記第２のバルブを開放したときに、上記第１のロッドの先端部に開穿された多数の小径の孔を介してノズル先端から接着剤の溶剤を外部に吐出することを特徴とする柔軟性円筒チューブの内容物充填方法。

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