JPH10297618A - 異物除去装置及びこれを備えた充填機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品や医薬品など各種産業の製品製造におい
て、包装体に製品を充填する充填機などで使用する包装
体内部の異物除去装置であって、簡単な構造でかつ安価
な設備を提供することを課題とする。 【解決手段】 筒体の内壁部に空気が噴出するスリット
を設けるとともに、該スリットを筒体の壁部内の空気案
内路と連通し、該空気案内路に圧縮空気を供給すること
によって、圧縮空気がスリットを通って筒体の内部に一
定方向に向かって噴出するようにし、筒体の一方の端部
口から空気が排出されるように構成するとともに、他方
の端部口から外気を吸引するように機能させた装置にお
いて、外気を吸引する端部口の端部よりさらに外部とな
る位置まで、圧縮空気を案内する管路を延設するととも
に、該管路の先端部から圧縮空気が噴出されるように構
成した異物除去装置を充填機に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品や医薬品など
各種産業の製品製造において、成形容器等の包装体に製
品を充填する充填機などで使用する包装体内部の異物除
去装置に関するもので、さらに詳しくは簡単な構造でか
つ安価な設備で済む異物除去装置と、これを設備した充
填機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、食品、医薬品など、人間にと
って安全確保が必要な製品の包装には細心の注意が払わ
れており、これらの製品を充填する充填装置なども安全
確保のための各種の機構が備えられている。これらの種
々の安全対策は品質管理の上から重要な項目であり、食
品、医薬品自体の品質管理の他に、これらを収納する包
装体である容器、缶、瓶、包装紙など、あらゆる包装体
の使用において、包装体自体から異物が混入する事故を
防止する機構が工夫されて使用されている。

【０００３】一般に製品を包装する機構を備えた充填装
置および梱包装置などにおいては、包装体の洗浄工程の
後、殺菌工程を経て、製品を包装する工程が組み込まれ
ている。特に食品や医薬品は長期間の安全な品質保持が
必要で、単なる殺菌ではなく、無菌処理がされているも
のも多く見受けられる。例えば、食品では無菌処理によ
って、６ヶ月間品質保持が可能な飲料などが発売されて
いる。これらの包装において、異物の混入は品質を変化
させる原因であるばかりでなく、製品の安全保証に疑問
が生じる原因となっている。したがって、製品自体ばか
りでなく生産工程における異物混入の防止が図られてい
る。

【０００４】異物混入防止対策の内、包装体に付着して
いる異物の除去には、液体による除去方法と気体による
除去方法があり、一般には気体による除去方法が優先し
て採用され、必要な場合において、さらに液体除去を工
程として設けるという対策が採られているようである。
気体による除去方法は空気流を利用する例が最も多く、
圧縮空気を噴射して異物を吹き飛ばす方法、空気吸引装
置などで吸引するとき、その吸引空気流によって異物を
吸引し、外部へと搬送するものが挙げられ、その両方を
組み合わせている場合もある。圧縮空気を噴射する場合
は、空気のコンプレッサーによって圧縮空気を作成し、
これを配管やチューブによって目的の場所に搬送し、ノ
ズル等から噴射する。吸引する方法では、真空ポンプや
ルーツブロワーを使用し、空気の吸入口を目的の場所に
設ける方法が採られている。また、圧縮空気を噴射する
方法では、異物が吹き飛んで散乱することになるため、
吸引装置と組み合わせて異物を散乱させずに除去する方
法も採用されている。

【０００５】従来、このような方法を採用している装置
としては、例えば、特許第２５８４９２８号、特開平６
−３１２１６４号、特開平９−１２０１４号が挙げられ
る。特許第２５８４９２８号の「粉体表面の改質装置」
は、加圧気体を環状スリットから噴出させるとともに、
粉体の表面に改質材を噴出させ、粉体表面に改質材を被
覆させる装置に関するもので、コアンダフローによる流
体現象を利用し、加圧気体と液体被覆材を段階的に供給
しているものである。粉体はこの筒状体である装置の一
方の供給口から吸引効果により供給され、この吸引効果
を発生させる加圧気体の噴出スリットが第１の筒状体に
形成され、粉体を吸い込んだ気体の吐出口が第２の同様
な装置の吸引口に接続されて、第２の装置のスリットか
ら液体が噴出されて粉体に被覆させ、排出口から排出さ
れる構成となっている。

【０００６】特開平６−３１２１６４号の「容器洗浄装
置」は、商品を収納する容器などの内部に付着するゴミ
などを、洗浄用気体の噴射によって排出させるととも
に、容器口を下方に向かうようにして装置を構成するこ
とにより、重力作用も利用して排出させる装置に関する
ものである。洗浄用気体は上下動作する針状ノズルから
吹き出されるもので、気体として静電気除去エアを具体
例として挙げている。

【０００７】特開平９−１２０１４号の「包装機械」
は、包装機械において、商品を収納する容器の供給部と
容器内の異物除去装置とを組み合わせて、コンパクトに
装置構成した例で、容器が１個ずつ配置されるターンテ
ーブルに容器を供給するとき、容器が安定して保持され
るようにするとともに、異物除去動作による容器の位置
変動を防止するため、ストッパーに異物吸引用のサクシ
ョンパイプが出入りする開口と、吸引作用による空気の
取入口となる開口を設け、サクションパイプが上下動作
して、異物除去の吸引作用が行われるとともに、容器の
保持を確実に行えるように構成しているものである。吸
引作用の具体的な実現装置に関して記載はないが、一般
的には真空ポンプかルーツブロワーが使用されるもので
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】包装体に付着する異物
は、一般的に湿気や静電気によって付着し、その付着力
は単なる振動動作などでは剥離しないものである。した
がって、上述のように、吸引力や噴出力など、何らかの
外的因子によって異物を除去する方法が必要である。そ
の方法を実現する上で、吸引作用を利用するものは、真
空ポンプやルーツブロワーなど、別個の吸引力発生装置
が必要であり、かつ、その排出において、機器の運転を
円滑とするため、除去された異物が機器の構造部に支障
をきたさないように、ラインに異物除去トラップやフィ
ルター等が必要である。つまり、吸引作用の発生には、
装置全体とは異なる別のエネルギー発生源を必要として
おり、その運転管理も安全に行われなければ異物除去が
達成できない。このように吸引作用は充填装置などの各
部分に異物を散乱させないための方法として効果的であ
るが、装置として別個の付帯設備となるため、機器の管
理や構造を簡単にする上で好ましくない。

【０００９】一方、圧縮空気を噴き出すものは、その空
気の吸引が達成されないと、異物を散乱させることにな
るため、異物が機器や製品に影響のないような場合にし
か採用できない。しかし、湿気や静電気で付着している
異物の除去には、単なる吸引力で発生する気体流の力に
依るより、気体を噴射して発生する気体流の方が剥離性
が確実である。また、異物が混入する空気が排出される
とき、その空気から異物を除去することは公害問題や作
業者の健康問題などの見地からも重要であり、単に外気
に放出するものでなく、フィルター等で異物を分離して
から排出することが必要である。

【００１０】特許第２５８４９２８号の「粉体表面の改
質装置」では、粉体を異物と考えれば、この装置は圧縮
空気の噴出力を吸引力として利用し、圧縮気体のみで粉
体の搬送を実現している。しかし、利用しているのは吸
引力のみで、加圧気体の噴出力はすべて吸引力もしくは
搬送力に利用されており、吸引力は真空ポンプやルーツ
ブロワーのように積極的に吸引力を発生させるものより
弱い。

【００１１】特開平６−３１２１６４号の「容器洗浄装
置」では、異物除去後の空気が空気排出室内で拡散し、
異物が散乱してしまったり、容器外部に付着したりする
ため、食品の充填装置などに応用することはむつかし
い。特にこの装置では、針状ノズルのヘッダーが容器の
開口下部に位置し、異物がそのヘッダーなどに付着して
しまい、異物を排出できない可能性もあり、好ましくな
い状態になるおそれがある。

【００１２】特開平９−１２０１４号の「包装機械」
は、吸引力による空気流の発生で異物を除去することを
達成しているため、空気の取入口となる孔は、容器の内
壁に近い位置に相当するように構成していなければなら
ず、容器の寸法設計の変更などに対応する汎用性に制限
がある。また、空気流は容器内壁を伝って吸引されるよ
うに実現するため、サクションパイプを容器内部の底部
近辺まで差し込む必要があり、このサクションパイプの
出し入れ動作による効果の低下を防止するため、ストッ
パーの孔とサクションパイプの外径とは、かなり近似し
たものである必要性が生じて、機器の連続稼働における
動作速度の制限による生産量の低下や、ストッパーとの
接触による金属粉の発生などによる障害に発展しやす
い。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、以上
のような問題を解決するため、簡単な構造で、かつ圧縮
空気のみを利用して、噴射と吸引作用を同時に行わせ、
効果的に異物除去を行うことができる装置と、これを取
り付けた充填機を提供するものである。すなわち、筒体
の内壁部に空気が噴出するスリットを設けるとともに、
該スリットを筒体の壁部内の空気案内路と連通し、該空
気案内路に圧縮空気を供給することによって、圧縮空気
がスリットを通って筒体の内部に一定方向に向かって噴
出するようにし、筒体の一方の端部口から空気が排出さ
れるように構成するとともに、他方の端部口から外気を
吸引するように機能させた装置において、外気を吸引す
る端部口の端部よりさらに外部となる位置まで、圧縮空
気を案内する管路を延設するとともに、該管路の先端部
から圧縮空気が噴出されるように構成したことを特徴と
する異物除去装置であり、さらに効果的にこの機能を作
用させるためには、前記一方の端部口に、異物分離装置
に接続する空気排出路を取り付け、前記他方の端部口
に、被異物除去体の開口部より大きいスカート部を設け
る。また、深絞り容器など、被異物除去体の形状が大幅
に変わる場合には、該管路の先端部から噴出させる空気
量を調節することにより対応することができる。

【００１４】また、充填機内を搬送される空の被異物除
去体に対して、異物除去装置が接近動作と離脱動作の往
復動作をするように、該異物除去装置を往復動作駆動装
置に取り付けるとともに、該異物除去装置の空気排出側
を、伸縮する管路に接続し、該管路を充填機外に導くと
ともに、異物分離装置に接続したことを特徴とする異物
除去装置を備えた充填機である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を基に説明する。図１は、本発明にかかる異物除去装置
の一実施例を示す側断面図であり、図２は、その装置に
おけるスリット部分の拡大図である。また、図３は、異
物除去装置が備えられた充填機の一実施例を示す概略構
成図である。まず、最初に、充填機（Ａ）について簡単
に説明する。図３で示す充填機（Ａ）は、殺菌装置、充
填装置、蓋シール装置等が配備され、連続的に食品が充
填包装される充填機の例であり、被異物除去体、即ち包
装体として成形容器（１）を用いている例である。な
お、この成形容器（１）は樹脂性で、食品を充填した
後、フィルム状の蓋がシールされるものである。供給部
（２）で積み重ねられた成形容器（１）は、スタッカー
機構により、１個ずつ充填機（Ａ）内に配備された搬送
部としての搬送コンベア（３）に供給される。この搬送
コンベア（３）は、包装体が成形容器のような場合に
は、成形容器（１）が固定保持されるような孔の開いた
プレートを複数個並べてチェーンに固着し、そのチェー
ンを回転駆動することによってプレートを移動させ、成
形容器（１）を搬送するように構成されるものである。

【００１６】（４）は包装体の殺菌装置であり、殺菌剤
が霧化されて包装体内部に供給される。また、（５）は
乾燥部、即ち殺菌剤の乾燥装置で、熱風を発生させ、こ
れを包装体内部へ供給している。（６）は充填装置であ
って、充填ノズルにより包装体内部に食品などを充填す
るものである。図示の充填装置（６）は、このノズルが
一定量移動して充填時間を調整する機構のものである。
（７）は、充填装置（６）で充填した後、成形容器
（１）の開口部をフィルム状の蓋材でシールするための
蓋材供給部及びシール部で構成された蓋シール装置であ
る。なお、（８）は外部蓋材の供給部であり、シールさ
れた蓋とは異なり、成形容器（１）に別個の外蓋を供給
するもので、例えばスプーンの付いた透明樹脂性の成形
容器など、外蓋を被せる必要がある商品の製造におい
て、配備されているものである。

【００１７】以上のような充填機（Ａ）において、本発
明にかかる異物除去装置（９）は、供給部（２）の直後
に配設され、搬送されてくる空の包装体（成形容器）
（１）に対して、接近動作と離脱動作の上下方向の往復
動作をするようになっている。したがって、図示するよ
うに、異物除去装置（９）の接続部はジャバラ状の構造
体（１０）で封止し、上下動作に支障がないようにする
とともに、充填機（Ａ）の密閉性を保つようにしてい
る。なお、異物除去装置（９）を上下動作させる方法は
図示していないが、特に限定されるものではなく、カム
駆動方式でもシリンダー駆動方式でも構わないものであ
る。

【００１８】異物除去装置（９）は、図１、図２で示す
ように、筒体（１１）の内壁部（１１ａ）に空気が噴出
するスリット（１２）を設けるとともに、スリット（１
２）を筒体（１１）の壁部内の空気案内路（１３）と連
通し、空気案内路（１３）に圧縮空気を供給することに
よって、圧縮空気がスリット（１２）を通って筒体（１
１）の内部に一定方向に向かって噴出するようにし、筒
体（１１）の一方の端部口（１４）から空気が排出され
るように構成するとともに、他方の端部口（１５）から
外気を吸引するように機能させたもので、外気を吸引す
る他方の端部口（１５）の端部よりさらに外部となる位
置まで、圧縮空気を案内する管路（１６）を延設すると
ともに、管路（１６）の先端部（１６ａ）から圧縮空気
が噴出されるように構成したものである。そして、この
ような異物除去装置（９）の機能を、さらに効果的に作
用させるために、空気が排出される一方の端部口（１
４）に、異物分離装置（２１）に接続する空気排出路
（１７）を設けるとともに、外気を吸引する他方の端部
口（１５）に、被異物除去体、即ち包装体（１）の開口
部（１ａ）より大きいスカート部（１８）を設けたもの
である。

【００１９】筒体（１１）の内壁部（１１ａ）は、図１
で示すように、外気吸引側の端部口（１５）側から空気
排出側の端部口（１４）側に向かって径が拡がるように
傾斜面を形成している方が望ましく、サイホン原理が効
果的に発生するように、小径から大径となるような傾斜
壁となっていることが望ましい。また、筒体（１１）の
内壁部（１１ａ）に設けるスリット（１２）は、筒体
（１１）全周にわたって環状に形成してもよいし、断続
的な孔部を構成するスリットにしても構わない。ちなみ
に図示のスリット（１２）は、外気吸引側の端部口（１
５）とスカート部（１８）との接合によって形成され、
筒体（１１）に環状に設けられている。

【００２０】筒体（１１）の壁部内に設けられる空気案
内路（１３）は、圧縮空気がスリット（１２）へ均等に
供給されて噴出するようにするための空気室を構成する
もので、筒体（１１）全周にわたって環状に形成されて
いる。なお、空気案内路（１３）に圧縮空気を供給する
ための供給口（１９）は、１つだけでもよいし、複数設
けても構わない。また、筒体（１１）の外形状は、円筒
形状に限らず、例えば角筒形状であってもよく、空気排
出側の端部は、排出空気を導くダクトやホースなどの空
気排出路（１７）が接続できる構造になっていればよ
い。

【００２１】また、外気を吸引する端部口（１５）の端
部よりさらに外部となる位置まで、好ましくは包装体
（１）の内部に侵入するまで延設された管路（１６）
は、図１で示すように、筒体（１１）の壁部内に設けた
空気案内路（１３）から分岐されるものでもよいし、別
個に図示しない空気管から分岐して、別の場所から供給
されるようにしてもよい。そして、管路（１６）によっ
て案内された圧縮空気は、管路（１６）の先端部（１６
ａ）より噴出されるが、図示のように管路（１６）を単
に開口するほかに、別体の噴射ノズル（図示しない）を
管路先端部（１６ａ）に設けてもよく、そのノズルを回
転動作や振動動作によって噴射方向が変動する構造にし
たり、ノズル口を複数個設けるようにしてもよい。ま
た、圧縮空気量を変更することにより、包装体の形状の
変更にも対応することができる。なお、この管路（１
６）は、装置全体が上下動作するときは、スカート部
（１８）と共に動作する構成であることが望ましい。

【００２２】スカート部（１８）は、図示するように、
包装体（１）の開口部（１ａ）と相対するように構成さ
れた吸入口（２０）を有しており、このスカート部（１
８）の内壁部（１８ａ）の形状は、外気吸引側の端部口
（１５）から吸入口（２０）に向かって径が拡がるよう
に傾斜面を形成している。なお、吸入口（２０）におけ
る径は、包装体（１）の開口部（１ａ）より大きく、開
口部（１ａ）を覆う程度の大きさであることが好まし
い。また、図示のスカート部（１８）は、長さが短いス
カート部であるが、スカート部（１８）の吸入口端部を
鉛直方向に延設して、包装体（１）を包み込んでしまう
ように構成しても構わない。包装体（１）の開口部（１
ａ）が、成形容器や成形ボトルのように、異物除去用の
空気が漏洩する構造では、異物が散乱するおそれがある
ため、開口部（１ａ）全体をスカート部（１８）あるい
は外気吸引側の端部口（１５）内に配置する方が好まし
い。なお、包装体（１）の開口部（１ａ）とスカート部
（１８）とを密着させても構わないが、衛生上の観点か
ら包装体（１）と異物除去装置（９）とが接触すること
は避けた方がよい。また、包装体（１）が吸引作用によ
って変形するような材質の場合は、変形を防止する別個
の包装体変形防止治具等を配置することで解決できる。

【００２３】異物除去装置（９）の空気排出側の端部口
（１４）に取り付けられた空気排出路（１７）の材質
は、金属類でも樹脂類でも何でも構わないが、前述のよ
うに、少なくとも一部をフレキシブルなホースやジャバ
ラ管等の伸縮する管路によって構成することが望まし
く、図示しない往復動作駆動装置に取り付けられて上下
動作する異物除去装置（９）の動作に、支障のないよう
に構成する必要がある。また、空気排出路（１７）の排
出側は、図３で示すように、充填機（Ａ）の外部に導か
れて、異物分離装置（２１）に接続されており、異物が
混入している排出空気は、フィルター（２２）によって
異物が除去された後、外気に放出されるようになってい
る。なお、このとき使用する異物分離装置（２１）は、
濾過布や樹脂フィルター、濾過装置、サイクロン式集塵
装置、電気集塵装置など、いかなる分離装置を用いても
構わないものである。

【００２４】また、一般に噴射する気体は圧縮空気を用
いるが、この圧縮空気は、機器のシリンダー動作や攪拌
気体、制御機器やセンサーの動力源などとして、工場の
一部に大きなエアーコンプレッサー設備を配置して製造
し、工場内に配管で供給しており、この配管から分岐し
て供給されている。そして、そのラインの途中には、圧
縮空気の温度調節用の冷却機や圧縮空気を安定して供給
するための加圧タンク、圧縮空気の除菌のためのフィル
ター設備などが適宜設けられている。したがって、圧縮
空気を異物除去のために利用することは非常に実現しや
すいことであり、本発明では圧縮空気のみで、噴出力だ
けではなく、吸引力をも発生させているため、吸引用の
真空ポンプやルーツブロワー等の設備が不要となって、
安価な充填機を提供できるようになるものである。

【００２５】その他、異物除去装置（９）の外気吸引側
の端部口（１５）に設けるスカート部（１８）の端部
と、空気噴射用管路（１６）の先端部（１６ａ）におけ
る噴出口とを、ほぼ同じ高さ位置に構成し、充填機
（Ａ）内を搬送されてくる包装体（１）の開口部（１
ａ）近辺に異物除去装置（９）を固定して、上下動作し
ないように構成しても、本発明の目的を達成することは
できるが、噴出口は可能なかぎり包装体内部に侵入させ
た方がよい。また、圧縮空気の供給は、前述のように、
既存の圧縮空気設備から分岐したもので十分であるが、
このような設備がない場合は、小型の圧縮空気発生装置
を別個に設けても構わない。また、包装体（１）の形態
によっては、外気吸引側の端部口（１５）を包装体
（１）の内部に深く侵入させたり、排出空気量の増減を
調整できる構造であることが好ましいが、本発明は、そ
のことにも容易に対応可能なものである。

【００２６】

【発明の効果】以上、何れにしても、本発明によれば、
異物除去に効果的な噴出力を主体作用源とし、圧縮空気
のみを噴出することによって噴射作用と吸引作用を実現
しているため、除去される異物が散乱されることなく、
かつ効率的に除去することができる。また、吸引作用の
発生に真空ポンプやルーツブロワーが要らなくなるた
め、機器の管理や構造が簡単になり、除去した異物によ
って機器が故障することもなくなって、安全な充填機の
稼働が実現できるとともに、動力費用も小さくできる。

【００２７】また、吸引方式のみであると、被異物除去
体が吸引力により異物除去装置の吸入口へ付着したり、
被異物除去体が浮いたりするので、固定する治具が必要
になるが、本発明の装置は、スカート部で浮遊を防止で
きる他に、被異物除去体内部への空気の噴射による押し
つけ力によって、吸引力と相殺させることができ、被異
物除去体を固定する別個の設備を必要としないで済むと
いう利点がある。したがって、異物除去装置の構造を簡
単にでき、充填機自体の製造費用を安くすることができ
る。

【００２８】また、本発明の異物除去装置は複数個取り
付けることも簡単で、複数の製造ラインが設けられた充
填機や、被異物除去体が飛び石的に供給される充填機な
ど、各種の充填機に簡単に取り付けることが可能であ
る。また、真空ポンプ等による吸引方式の場合は、バキ
ューム源との距離が離れると、負圧の回復に時間を要す
るため、実用的には不可なのに対し、本発明によれば、
被異物除去体の移動及び停止のタイミングに合わせて、
間欠的に運転・停止を繰り返すこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる異物除去装置の一実施例を示す
側断面図

【図２】異物除去装置におけるスリット部分の拡大図

【図３】異物除去装置が備えられた充填機の一実施例を
示す概略構成図

【符号の説明】

Ａ 充填機 １ 包装体（成形容器） ３ 搬送コンベア ４ 殺菌装置 ５ 乾燥装置 ６ 充填装置 ７ 蓋シール装置 ９ 異物除去装置 １１ 筒体 １２ スリット １３ 空気案内路 １４ 端部口 １５ 端部口 １６ 管路 １７ 空気排出路 １８ スカート部 １９ 供給口 ２０ 吸入口 ２１ 異物分離機 ２２ フィルター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体の内壁部に空気が噴出するスリット
   を設けるとともに、該スリットを筒体の壁部内の空気案
   内路と連通し、該空気案内路に圧縮空気を供給すること
   によって、圧縮空気がスリットを通って筒体の内部に一
   定方向に向かって噴出するようにし、筒体の一方の端部
   口から空気が排出されるように構成するとともに、他方
   の端部口から外気を吸引するように機能させた装置にお
   いて、外気を吸引する端部口の端部よりさらに外部とな
   る位置まで、圧縮空気を案内する管路を延設するととも
   に、該管路の先端部から圧縮空気が噴出されるように構
   成したことを特徴とする異物除去装置。
2. 【請求項２】 前記一方の端部口には、異物分離装置に
   接続する空気排出路が取り付けられ、前記他方の端部口
   には、被異物除去体の開口部より大きいスカート部が設
   けられていることを特徴とする請求項１に記載の異物除
   去装置。
3. 【請求項３】 充填機内を搬送される空の被異物除去体
   に対して、異物除去装置が接近動作と離脱動作の往復動
   作をするように、該異物除去装置を往復動作駆動装置に
   取り付けるとともに、該異物除去装置の空気排出側を、
   伸縮する管路に接続し、該管路を充填機外に導くととも
   に、異物分離装置に接続したことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の異物除去装置を備えた充填機。