JP6115712B2 - 粘稠物の充填方法とその充填装置 - Google Patents

Description

本発明は粘稠物を容器に充填する際に、粘稠物の表面が平滑に充填される技術手法に関する。

クリームやバター、ベビーフード、味噌、畜肉加工品等の粘稠・粘性物や粒状或いは薄片状の固形物を含む内容物（以下、粘稠物と称す）を、充填ノズルを介して容器に充填すると、粘稠物が容器中央部で部分的に盛り上がって容器上面より突出し、或いは粘稠物が容器に偏って充填されて容器から溢れ、前者の場合は蓋を用いて密封した際に、蓋裏面に粘稠物が付着して開封時の美観を損ね、一方、後者の場合は密封界面への粘稠物の噛み込みにより密封性を損なうことになる。

特許文献１の技術は、背圧された状態のバターやマーガリンのような油脂組成物を容器に充填する際、油脂組成物表面に波ができずに容器内に均一に油脂組成物を充填できる油脂組成物用充填ノズルを得ることを目的としたものである。この考案は、背圧された油脂組成物を大気圧下で容器に充填するノズルであって、上下に円錐部を形成した本体の外周に、支持片を突設した整流体を充填ノズルの内部に着脱自在に装着してなる油脂組成物用充填ノズルを提示したものである。このような充填ノズルによれば、整流体を充填ノズルの内部に装着することにより、背圧された油脂組成物はその整流体上方の円錐部によって左右に誘導されるので、中央に圧力が集中せず、均一に分散する。そして充填口は開放されているので、容器に吐出される時は大気圧となり、そのまま均一に落下する。整流体下方の円錐部は油脂組成物の切れを良くし、容器に充填した油脂組成物の表面を平滑にする働きをする。しかし、特殊な整流体を準備し備えなければならない。また、粒状或いは薄片状の固形物が混在した粘稠物においては、整流体に粘稠物が詰まりやすく、清掃等のメンテナンスにも時間と手間を要する。

特許文献２に示された技術も、トレー等の容器に粘性液状食品の液面が平らとなるように充填することのできる充填用ノズル、充填装置および容器入り粘性液状食品の製造方法を提供することを目的としたものであるが、この発明は、粘性液状食品が供給される流路の出口端に取り付けられる粘性液状食品の充填用ノズルであって、同心多重の周状吐出口を備えることを特徴とする。この発明によれば、トレー等の容器に粘性液状食品が同心多重の周状吐出口を介して容器内に充填されるので、液面が平らとなるように充填することができるというものである。これも、特殊な同心多重の周状吐出口を準備してノズルに取付けなければならず、粒状或いは薄片状の固形物が混在した粘稠物においては、周状吐出口に詰まりやすく、清掃等のメンテナンスにも時間と手間を要する。

実公平６−４６８０１号公報 「油脂組成物用充填ノズル」 平成６年１１月３０日公告 特開２００９−２３４６０４号公報 「粘性液状食品の充填用ノズル、充填装置および容器入り粘性液状食品の製造方法」 平成２１年１０月１５日公開

本発明の課題は、上記の問題を解決すること、すなわち、粘稠物を容器に充填する充填方法及び装置であって、複雑な付属物を準備することなく粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏った充填を防止する充填方法とその充填装置を提供することにある。

本発明の内壁面に傾斜角を有する容器に対する粘稠物の充填方法は、充填ノズルの外周面を摺動自在に囲う環状ノズルカバーの先端面が充填完了時には該充填ノズルの先端部に位置し、該環状ノズルカバーの外周壁を前記容器内壁面に係合させると共に、前記容器に充填された粘稠物は、中央部が前記充填ノズルの充填圧、容器内周壁近傍が前記環状ノズルカバーの先端面によって押圧され、該粘稠物の表面形状が平坦な状態となることを特徴とする。

本発明の内壁面に傾斜角を有する容器に対する粘稠物の充填装置は、内壁面に傾斜角を有する容器に対する粘稠物の充填装置であって、充填ノズルの外周面を囲うように環状ノズルカバーが嵌合され、前記環状ノズルカバーは、外周壁が充填レベルの容器内壁面に係合する形状を備えると共に、該充填ノズルに対して摺動自在とする機構を備えたものであって、その先端面を該充填ノズルの先端部に位置させて前記容器内壁面に該環状ノズルカバーの外周壁下端部を係合させる関係を備え、前記粘稠物が充填されるとその表面形状を平坦な状態とすることを特徴とする。

さらに、他の形態である本発明の粘稠物の充填装置は、容器のフランジ部に対向する位置にストリッパーを付随して配置した。

本発明の粘稠物の充填方法は、充填時に充填ノズルの外周面を囲う環状ノズルカバーの先端面が該充填ノズルの先端部に位置し、該環状ノズルカバーの外周壁を容器内壁面に係合させるので、該環状ノズルカバーの先端面は充填レベル、或いはほぼ充填レベルに位置することとなり、容器に充填される粘稠物は、中央部が充填ノズルの充填圧、容器内周壁近傍が環状ノズルカバーによって押圧されるため、充填完了時に、粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏った充填を防止して表面形状を平坦にすることができる。

本発明の粘稠物の充填装置は、充填ノズルの外周面を囲うように環状ノズルカバーが嵌合され、前記環状のノズルカバーは、外周壁が充填レベルの容器内壁面に係合する形状を備えると共に、該充填ノズルに対して摺動自在とする機構を備えたものであって、その先端面を該充填ノズルの先端部に位置させることにより、充填完了時に、粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏った充填を防止して表面形状を平坦にすることができ、また、容器を上下動するのみで粘稠物の充填がスムーズに行われる。
また、本発明の粘稠物の充填装置は、充填ノズルの外周面を囲うように環状ノズルカバーが嵌合され、前記環状のノズルカバーは外周壁が充填レベルの容器内壁面に係合する形状を備えると共に、その先端面を該ノズル先端部に位置させ、該充填ノズルに一体的に固定したことにより、充填完了時に、粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏った充填を防止して表面形状を平坦にすることができる。

さらに、本発明の粘稠物の充填装置においては、容器のフランジ部に対向する位置にストリッパーを付随して配置することにより、充填完了後の容器と充填ノズル、環状ノズルカバーとの切り離し時に、該ストリッパーが前記フランジ部を押圧して両者を確実に切り離し、安定した充填を行うことができる。

本発明の１実施形態の充填動作を時系列的に説明した図である。 本発明の他の実施形態の充填動作を時系列的に説明した図である。 共通の充填ノズルに異なる容器用の環状ノズルカバーを使用する例を示す図である。 充填完了時に容器と充填ノズルの切り離しを行うストリッパーの動作を説明する図である。

本発明の粘稠物の充填方法を充填プロセスに沿って時系列的に説明する。図１を参照して本発明の１実施形態の充填動作を説明する。１は充填ノズル、２は環状ノズルカバー、３は容器、４は容器を載置するリフター、５は粘稠物であり、環状ノズルカバー２は充填ノズル１の外周面を囲うように嵌合され、この実施形態では、上下方向に摺動可能に配置され、充填終了時に、その先端面を該充填ノズル１の先端部に位置させることができるように、図示しないがエアーシリンダー等の調整機構を備えている。尚、ここで、環状ノズルカバー２の先端面は、該充填ノズル１の先端部と同一平面上に位置させるのが好ましいが、上下方向の近傍でも良く、必ずしも両者が同一平面上に位置しなくても良い。
該環状ノズルカバー２の外周壁は、容器３の充填レベルの内面形状に一致するように形成されている。充填プロセスのステップ１（Ｓ１）では、充填ノズル１の充填口に対峙する位置に容器３が搬送されてくる。この実施形態では充填の初期状態において、環状ノズルカバー２は、充填ノズル１の先端部より上方にスライドしている。ステップ２（Ｓ２）ではリフター４が上昇して容器３を押し上げるが、容器３は内壁面が傾斜角を持っているので、環状ノズルカバー２の外周壁下端部が容器３の充填レベルの内壁面に係合する位置で止まる。本実施形態の場合は、容器３のフランジ部の下方にスタック部が形成されているため、この位置で係合している。このとき、充填ノズル１の先端部は、図に示されるように容器３の底部近傍に位置している。この状態において、ステップ３（Ｓ３）で粘稠物５の充填が開始される。粘稠物５は充填圧により、充填ノズル１の先端部より容器３内に充填がなされる。リフター４は、容器３内の充填レベルの上昇に対応させて下降する。リフター４に載置された容器３はリフター４と共に下降するが、その際、容器３の内壁面に係合した環状ノズルカバー２は、係合状態を保って下降する。この充填の進行が進み、環状ノズルカバー２の先端面がノズル１の先端部に至ると、粘稠物５の充填が規定レベルとなる。このときステップ４（Ｓ４）となり、充填ノズル１からの粘稠物の供給を停止する。そして、容器３に充填された粘稠物５は、中央部が充填ノズル１の充填圧、容器内周壁近傍が環状ノズルカバー２の先端面によって押圧され、粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏りが防止され、表面形状が平坦な状態となり、容器３を上下動するのみで粘稠物の充填がスムーズに行われる。更に、リフター４が下降するとステップ５（Ｓ５）となり、充填ノズル１と容器３は切り離され、一連の充填工程を完了する。このとき、環状ノズルカバー２は、充填ノズル１に対して摺動上昇して所定位置に停止する。そして、この位置は、ステップ２（Ｓ２）において、充填のためにノズル１の先端部が容器３の底部近傍に位置するときに、ノズルカバー２の外周壁下端部が容器３の充填レベルの内壁面に係合する位置関係となるように決められる。その後、充填された容器３は次工程の蓋材による密封工程に搬送され、この充填装置は、新たな粘稠物の充填プロセスのステップ１に備えることになり、前記の充填動作が繰り返される。
前記の充填動作において、充填ノズルが停止状態を保ち、リフターと環状ノズルカバーが移動するものとして説明したが、この動きは相対的に前記の状態が実現できればよいので、充填ノズルを移動させる形態で実施することも設計上可能である。
尚、本実施形態では、ステップ３（Ｓ３）に示されたように容器の底部近傍から徐々に粘稠物の充填が行われるため、空気を含みやすい細かい野菜片、肉片、穀物片、繊維片などの粒状或いは薄片状の固形物を含む粘稠物を充填する場合でも、粘稠物の流動性をコントロールし易く安定した充填を行うことができる。

図２を参照して本発明の他の実施形態の充填動作を説明する。先の実施形態と異なるところは、充填開始から充填完了において、充填ノズルの外周面を囲う環状ノズルカバー２の先端面が、充填ノズル１の先端部に位置する関係で一体的に固定されている点である。尚、前記した実施形態と同様に、環状ノズルカバー２の先端面は、該充填ノズル１の先端部と同一平面上に位置させるのが好ましいが、上下方向の近傍でも良く、必ずしも両者が同一平面上に位置しなくても良い。充填プロセスのステップ１（Ｓ１）で、充填ノズル１の充填口に対峙する位置に容器３が搬送されてきた時、この実施形態では初期状態において、環状ノズルカバー２はノズル１の先端部位置に固定されている。ステップ２（Ｓ２）でリフト４が上昇し容器３を押し上げるが、容器３は内壁面が傾斜角を持っているので、環状ノズルカバー２の外周壁下端部が、容器３の充填レベルの内壁面に係合する位置で止まる。このとき、ノズル１の先端部は、図に示されるように容器３の底近傍ではなく充填レベルに位置している。この状態において、ステップ３（Ｓ３）で充填が開始される。そして、充填ノズル１、リフター４を停止した状態で、粘稠物５を充填圧により、内容物５の充填の規定レベル位置にあるノズル１の先端部より、容器３内に充填がなされる。次いで、内容物５の充填が進み、環状ノズルカバー２の先端面の位置と同一の充填レベルまで達すると、粘稠物５が充填の規定レベルとなる。そして、容器３に充填された粘稠物５は、中央部が充填ノズル１の充填圧、容器内周壁近傍が環状ノズルカバー２の先端面によって押圧され、粘稠物の容器上面の突出、或いは容器への偏りが防止され、表面形状が平坦な状態にされる。この充填動作中、充填ノズル１の退避動作はなく、充填動作中の空洞部のエアーは、環状ノズルカバー２の外周壁と容器３の内壁面間、及び／または充填ノズル１と環状ノズルカバー２間のクリアランスを経て外気中に放出される。粘稠物５の充填が規定レベルとなるとステップ４（Ｓ４）となり、充填ノズル１からの粘稠物の供給を停止する。その後ステップ５（Ｓ５）となり、リフター４が下降して充填ノズル１と容器３は切り離され、一連の充填工程を完了する。このとき、充填ノズル１と環状ノズルカバー２は、容器３に対して上昇させても良い。その後、充填された容器３は次工程の蓋材による密封工程に搬送され、この充填装置は、新たな粘稠物の充填プロセスのステップ１に備えることになり、前記の充填動作が繰り返される。

本発明に係る充填装置において、充填ノズルに嵌合する環状ノズルカバーの形状は、容器の水平断面形状に応じてその外形を円形、矩形、多角形、或いは他の形状とし、容器の規定充填レベルにおける容器内壁面の形状に応じた外形寸法とすることにより、同じ充填ノズルを使用することが出来る。また、ノズル自体の断面形状も円形、矩形、多角形、或いは他の形状でもよく、従来設備のノズルをそのまま使用することが出来る。図３にその環状ノズルカバーの一例を示す。図中ＡとＢは、矩形の容器用の環状ノズルカバー２を平面図で示したもので、その外径形状は、容器３の規定充填レベルにおける容器内壁面の形状と一致するように形成されている。そして、この環状ノズルカバー２を該当する容器３内に挿入すると、容器３の規定充填レベル位置に係合される。中央の穴は充填ノズル１に嵌合させるためのもので、その形状は充填ノズル１の外径形状と同じである。尚、図中、Ａに示した環状ノズルカバー2aは長方形の容器用であり、Ｂに示した環状ノズルカバー2bは正方形の容器用である。

図中ＣとＤは、円形の容器用の環状ノズルカバー２を平面図で示したもので、その外径形状は、同じく容器３の規定充填レベルにおける容器内壁面の形状と一致するように形成されている。したがって、この環状ノノズルカバー２を、該当する容器３内に挿入すると容器３の規定充填レベル位置に係合され、これは前記した矩形の容器３と同様である。中央の穴は、充填ノズル１に嵌合させるためのもので、その形状は、充填ノズル１の外径形状と同じである。尚、図中、Ｃに示した環状ノズルカバー2cは大口径の円形の容器用であり、Ｄに示した環状ノズルカバー2dは小口径の円形の容器用である。図中、ＥはＡに示した環状ノズルカバー２を充填ノズル１に嵌合させ、前記した図１に示す実施形態おいて、容器への充填工程のステップ３である充填動作中の状態を示し、充填が進み、容器３が載置されたリフター４と環状ノズルカバー２が降下しているところである。次いで、ステップ４の粘稠物５が容器３の規定充填レベルに達すると、供給される粘稠物５は充填ノズル１の充填圧と環状ノズルカバー2aの先端面の押圧によって、均一な平面形状に整えられる。その後、ステップ５の容器３がリフター４の下降によって充填ノズル１と切り離され、容器３は次工程の蓋材による密封工程に搬送される。
以上のことから確認できたように、本発明においては、環状ノズルカバー２の外周壁を容器形状や径に対応するものとし、中央に充填ノズル１に嵌合する穴を設けておけば、多様な容器形状に同じ充填ノズルを共通使用することが出来る。また、充填ノズル１を嵌合する環状ノズルカバー２の穴の形状を合わせれば、充填ノズル自体の形状にも左右されないので、従来の装置をそのまま使用することが出来る利点がある。

本発明は粘稠物を対象としており、特に、粘稠性の高い粘稠物の場合、ステップ５の容器３とノズル１の切り離し動作の際、充填ノズル１内の粘稠物５、環状ノズルカバー２の下端面と容器３内に充填された粘稠物５との切り離しが悪く、容器３がスムーズにリフター４の下降に追随しない場合が起こりうる。そのため、本発明では、充填完了後の容器３と充填ノズル１、環状ノズルカバー２の切り離し時に、前記容器３のフランジ部3fを押圧して前記した切り離しを確実に行う機構を設ける。この機構は、図４に示すように、ステップ５の容器３と充填ノズル１の切り離し動作の際、容器３のフランジ部3fに対向する位置に、ストリッパー６を配置し、リフター４の下降動作に同期させてフランジ部3fを下方に押圧して切り離しを促す。図の左側は充填が完了した状態を示し、この状態からリフター４が下降を開始するが、これに同期してストリッパー６の下端部が容器３のフランジ部3fを押圧し、充填ノズル１内の粘稠物５、環状ノズルカバー２の先端面と容器３内に充填された粘稠物５を切り離すように作用する。その結果、図の右側に示されるように、ノズル１内の粘稠物５、環状ノズルカバー２の先端面と容器３内に充填された粘稠物の切り離しが確実に行われ、安定した充填を行うことができる。図示した例では、ストリッパー６は、環状ノズルカバー２に取付けられた支持部材７を介し、容器３のフランジ部3fに対峙するように位置決めされている。このストリッパー６の切り離し時に作用する力は、バネ等、適宜手段を採用することが出来る。

１ 充填ノズル ２，2a，2b，2c，2d ノズルカバー
３ 容器 3f 容器フランジ部
４ リフター ５ 粘稠物
６ ストリッパー ７ 支持部材

Claims (3)

1. 内壁面に傾斜角を有する容器に対する粘稠物の充填方法において、充填ノズルの外周面を摺動自在に囲う環状ノズルカバーの先端面が充填完了時には該充填ノズルの先端部に位置し、該環状ノズルカバーの外周壁を前記容器内壁面に係合させると共に、前記容器に充填された粘稠物は、中央部が前記充填ノズルの充填圧、容器内周壁近傍が前記環状ノズルカバーの先端面によって押圧され、該粘稠物の表面形状が平坦な状態となることを特徴とする粘稠物の充填方法。
2. 内壁面に傾斜角を有する容器に対する粘稠物の充填装置であって、充填ノズルの外周面を囲うように環状ノズルカバーが嵌合され、前記環状ノズルカバーは、外周壁が充填レベルの容器内壁面に係合する形状を備えると共に、該充填ノズルに対して摺動自在とする機構を備えたものであって、その先端面を該充填ノズルの先端部に位置させて前記容器内壁面に該環状ノズルカバーの外周壁下端部を係合させる関係を備え、前記粘稠物が充填されるとその表面形状を平坦な状態とすることを特徴とする粘稠物の充填装置。
3. 容器のフランジ部に対向する位置にストリッパーを付随して配置したことを特徴とする請求項２に記載の粘稠物の充填装置。

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