JPH1059301A - 容器充填の間における製品と空気との混合を減じるための可撓性ノズルを備えた充填システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 乱流および泡発生を防止し、製品と空気の混
合を防止し得る充填システムを得ること。 【解決手段】 ノズルは強いシリコン材料よりなるカラ
ーおよびシリコンゴムのような可撓性材料よりなる複数
のフラップを有する。ノズルのフラップは長方形断面を
有する容器の側壁とほぼ同大で、フラップが開放位置に
押されるとき該側壁に係合し、それにより流動性物質が
ノズルを通って容器内に排出され、移動装置が容器およ
びノズルを第１位置から第２位置に相対的に移動すべく
作動されるときに空気と製品の混合を阻止する。充填管
は細長い本体、入口端および出口端を有する。入口端は
充填ポンプと流れ連通しかつ円形断面を有することがで
きる。出口端はノズルと連通しかつ楕円形断面を有す
る。長い本体の断面は、入口端における円形断面から出
口端における楕円形断面に徐々に変形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は容器を充填する方法
および装置、とくに楕円形断面を備えた充填管を有する
充填システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】容器に充填しかつシールするのに必要な
種々の部品を単一の機械ユニットに組立てる包装機械は
公知である。この包装方法は、一般に、カートン素材を
機械に供給すること、カートンの底部をシールするこ
と、カートンに所望の内容物を充填すること、カートン
の頂部をシールすること、および充填されたカートンを
輸送するため取外すことを含んでいる。包装機械の分野
内における傾向は、きわめて多数の同一または同様の包
装容器、たとえばミルク、ジュースなどのような液体内
容物のための容器の迅速な、連続した充填およびシール
用の機械の一層の大容量化を指向している。かかる機械
の一例は、米国特許第５４８８８１２号明細書に開示さ
れている。該特許明細書に開示された機械は、複数の処
理ステーションを有し、各ステーションは容器を成形
し、充填しかつシールする一つ以上の工程を実施する。
各工程のステーションは、各工程のステーションの種々
の要素を駆動する一つ以上のサーボモータによって駆動
される。他のかかる機械はイリノイ州バッファロ・グロ
ーブ（Ｉｌｌｉ−ｎｏｉｓ Ｂｕｆｆａｌｏ Ｇｒｏｖ
ｅ）テトラ・レックス・パッケージング・システム社
（Ｔｅｔｒａ Ｒｅｘ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔ
ｅｍ）のＴＲ−６^TMおよびＴＲ−８^TM包装機械を備えて
いる。

【０００３】それらの包装機械における包装物のスルー
プットの増加およびサイズの縮小の要求は、使用される
充填システムに注文される要求を増加した。したがっ
て、頂部山型の容器のような、容器に充填するための種
々の装置および対応する方法が、これらの機械に対して
考案された。一つ以上の一般的な充填方法において、容
器はコンベヤからリフト機構によって充填管まで上昇せ
しめられる。製品が充填管を通って排出されるとき容器
リフト機構は徐々に下降する。ついで容器はそれを頂部
シールステーションに輸送するコンベヤ上にふたたび載
置する。そうでなければ、充填およびシール作業は、機
械内の一箇所で実施される。その場合、容器はそれが充
填管から下降せしめられた後に頂部をシールされる。か
かる方法および装置は、前記特許明細書に、さらに“包
装機械用制御システム”という名称の、１９９４年９月
２８日に出願された米国特許出願９８／３１５４１４号
明細書に図示されかつ記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】容器に製品を充填する
速度を増加しようと試みるときに遭遇する一つの課題
は、容器内における空気と製品の混合の結果として生ず
る泡発生および乱流である。一般に、泡発生は容器に充
填する速度が増加するとき増加する。泡発生が過度にな
るとき、製品は容器のシール区域に飛散し、引続くシー
ル作業における不完全なシールおよび、そうでなければ
得られるよりもシールの衛生状態を悪化する、シール区
域の汚染のいずれか一方または双方を生ずる。容器に充
填する速度は所定の充填速度に対して発生する泡発生に
よって制限される。この課題は、長方形断面を有する容
器に対して悪化した。円形断面を備えた充填管を通って
流れる流動性物質の速度の低下は時間当たりの製造され
るユニット数の減少をもたらし、この課題の有効な解決
法は存在しない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一特徴は、横断
面積を画定する側壁を有する容器に充填する包装機械に
設置して利用するための充填管にある。包装機械はミル
クのような流動性物質を給送する充填ポンプを有する。
充填管は長い本体、入口端および出口端を有する。長い
本体は内部通路を有し、内部通路の少なくとも一部は楕
円形断面を有する。入口端は充填ポンプと内部通路との
間の連通口を形成する。出口端は内部通路と連通しかつ
充填管からの流動性物質の排出口を形成する。出口端は
楕円形断面を備える。

【０００６】内部通路全体は楕円形断面を備えることが
てきる。入口端は円形断面を備える。入口端にもっとも
近い内部通路の少なくとも一部は円形断面を備えること
ができる。長い本体は複数の部分から構成することがで
きる。入口端に隣接する部分は円形断面を有し、出口端
に隣接する部分は楕円形断面を備えることができる。他
の各部分は出口端に近付くにつれて徐々に一層楕円形に
なる断面を備えることができ、それにより充填管の断面
は入口端の円形断面から出口端の楕円形断面に徐々に変
形する。容器の側壁は長方形断面を画定する。とくに、
容器の側壁は９５mm×７０mmの断面を画定することがで
きる。そうでなければ、容器の側壁は八角形断面を画定
することができる。さらに、容器の側壁は六角形断面を
画定することができる。またさらに、容器の側壁は円形
断面を画定することができる。

【０００７】充填管はさらにその出口端に連結されるノ
ズルを備えることができる。ノズルはカラーおよび複数
のフラップを備える。カラーはノズルを充填管の出口端
に連結する。カラーは楕円形断面を有する。複数のフラ
ップは可撓性材料から形成されかつカラーから延長して
いる。複数のフラップは閉鎖状態に偏倚される。ノズル
は閉鎖状態にあるとき充填管の出口端をシールする。カ
ラーは包装機械の作業中充填管の出口端にノズルを保持
し得る所定の硬度のシリコン材料から構成することがで
きる。長い本体はステンレス鋼またはプラスチック材料
から構成することができる。流動性物質は液体食品であ
る。流動性物質はミルク、とくに低脂肪ミルクとするこ
とができる。出口端および長い本体の少なくとも一部の
楕円形断面は、入口端の外周にほぼ等しい外周を備えた
円形断面を有する充填管より少なくとも２０％低い速度
で容器を充填し得る充填管を形成する。このようにし
て、同量の流動性物質を円形断面を備えた充填管と同じ
時間で容器に供給することができる。

【０００８】本発明の別の特徴は、包装機械用充填シス
テムにある。充填システムは容器、充填ポンプ、充填
管、ノズルおよび移動装置を含んでいる。容器は複数の
側壁、側壁に係合する底部内側、および開放頂部を有す
る。充填ポンプは流動性製品を給送する。充填管は加圧
された流動性製品を充填ポンプからうけ入れる入口およ
び容器の上方にある出口を有する。ノズルは充填管の出
口端上に配置される。ノズルはカラーおよび複数のフラ
ップを備えている。カラーはノズルを充填管の出口端に
連結する。複数のフラップは可撓性材料から形成されか
つラーから延長している。複数のフラップは閉鎖状態に
偏倚される。ノズルは閉鎖状態にあるとき充填管の出口
端をシールする。移動装置は、ノズルが容器の底部内側
に配置される第１位置およびノズルが容器の底部内側か
ら離れて配置される第２位置において、容器およびノズ
ルを向合って移動させる。充填ポンプは容器およびノズ
ルがそれらの相対的第１位置にあるとき加圧された液体
製品を充填管を通して給送すべく作動し、それによりノ
ズルのフラップを押して閉鎖状態から開放状態にする。
ノズルのフラップはそれが押されて開放状態になるとき
容器の側壁とほぼ一致してシールするような大きさを有
し、それにより液体製品がノズルを通って容器内に排出
されるとき空気と液体製品が混合するのを阻止し、移動
装置は容器およびノズルを第１位置から第２位置に相対
的に移動すべく作動する。充填管は内部通路を有する長
い本体を有し、内部通路の少なくとも一部は楕円形断面
を有する。入口端は充填ポンプと内部通路との間の連通
口を形成する。出口端は内部通路と連通し液体製品を充
填管からノズルに排出する。出口端は楕円形断面を備え
る。

【０００９】本発明のさらに別の特徴は、容器に流動性
物質を充填する方法である。この方法は所定の断面を画
定する側壁を有する容器を形成する工程で開始される。
つぎの工程は容器を充填機械の充填管の下方に設置する
ことである。充填管は長い本体、入口端および出口端を
備えている。長い本体は内部通路を有し、少なくともそ
の一部は楕円形断面を有する。入口端は充填ポンプと内
部通路との間の連通口を形成する。出口端は内部通路と
連通する。出口端は楕円形断面を備える。つぎの工程は
容器の底部および充填管の出口端に配置されたノズルを
互いに接近させることである。つぎの工程は管を通して
流動性物質を給送することである。最終工程は容器が流
動性物質を充填されたとき容器の底部およびノズルを互
いに離すことである。移動はノズルの下端を容器内の流
動性物質の水位より僅かに上方に維持すべく制御され
る。

【００１０】本発明の目的は、長方形断面を備えた容器
に低い速度で充填するため包装機械用の充填システムを
得ることである。本発明の別の目的は、乱流および泡形
成をいちじるしく減少する長方形断面を備えた容器に充
填する包装機械用の充填システムを得ることである。本
発明のなお別の目的は、包装機械に対して速い作動速度
で長方形断面を備えた容器に充填する包装機械用の充填
システムを得ることである。本発明のさらに別の目的
は、楕円形断面を備えた充填管を得ることである。以上
本発明を簡単に説明したが、その上記のまた別の目的、
特徴、および利点は、図面を参照するとき下記の説明か
ら、この技術に通じた人々に理解されるであろう。以
下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１には本発明の充填システムを
設置し得る典型的充填機械の略図が示されている。しか
しながら、関連する技術に通じた人々は、他の機械も本
発明の実施において、本発明の範囲および精神から離れ
ることなく、利用しうることを容易に認識するであろ
う。図１に示されたように、全体的に符号１０で示され
た充填システムは、本明細書に記載されるように構成さ
れかつ作動する。複数の容器支持部材２０を有するコン
ベヤ１５が、たとえばサーボモータまたはベルト機構の
ようなモータ２５によって駆動される。支持部材２０は
それぞれその底部をシールされた、一つの、頂部開放容
器３０を支持している。コンベヤ１５は、たとえばプロ
グラムし得る制御システム３５などの制御の下で、モー
タ２５によって駆動され、充填システム１０の充填管４
０の下方に連続して容器３０を設置する。

【００１２】流動性物質５５を収容する貯蔵または平衡
タンク５０は、流れ制御システム６０を通して流動性物
質の流れを発生する。流れ制御システム６０は、全体的
に、入口弁６５、出口弁７０、ポンプ機構７５、充填管
４０およびノズル８０を有する。入口および出口弁６
５，７０は、ポンプ機構７５のポンプ室８２に出入する
流動性物質の流れを制御すべく作動される。ポンプ機構
７５は、米国特許第４８７７１６０号明細書に記載され
たもののような、いかなる型のポンプ機構とすることも
できるが、参照のため該明細書中の関連する記載を引用
する。ポンプ機構７５は、たとえばプログラムし得る制
御システム３５などの指示の下で、サーボモータ８５に
よって駆動される。

【００１３】図１に示されたように、容器３０は、低脂
肪ミルクのような、流動性物質を充填するためノズル８
０の下方に連続的に輸送される。このため、容器はそれ
ぞれノズル８０が容器内部に配置されるように矢印９０
の方向に上昇せしめられる。この上昇は、たとえばプロ
グラムし得る制御システム３５などの指示の下で、運動
機能を遂行するリフト機構１００を使用して実施され
る。そのようなリフト機構および対応するカートン把持
機構は、１９９４年９月２８日出願の米国特許出願０８
／３１５４１０号明細書に開示されている。そうでなけ
れば、上昇は各容器３０を把持するカートン把持装置に
よって実施され、液圧シリンダなどを介して、容器をノ
ズルに向かって上昇せしめる。ついで流れ制御システム
６０が容器に充填するため作動され、容器３０がリフト
機構１００によってノズル８０から下降せしめられ、好
適にはこの下降運動を通じてノズル８０を流動性物質の
表面水位上方に保持する。一層好適なのは、フラップ１
３０が容器３０内に排出される流動性物質の表面上方約
２〜３mmに保持することである。

【００１４】ノズル８０は充填管４０の出口１１０上方
に配置される。ノズル８０は、ＦＤＡ認可シリコンなど
のような、可撓性材料から作られた複数のフラップを備
えている。フラップは流動性物質がそこから流出し得る
開放位置とノズルが充填管４０の出口１１０をシールす
る閉鎖位置との間で変形することができる。フラップ
は、たとえばそれらの本質的な弾性によりまたは別の機
械的偏倚要素によって、閉鎖位置に偏倚される。それら
の開放位置へのフラップの運動は、本質的な弾性に対抗
する流動性物質の圧力によりまたは別の機械的要素を介
して、確実に実施される。要素を開放する別の機構は、
同時出願の“変形し得るワイヤと一体の可撓性ノズル”
という名称の、１９９６年１１月１９日出願の米国特許
出願第０８／７５２１３５号明細書に開示され、その関
連する記載を参照のため引用する。

【００１５】本発明の利点のあるものは図２〜図４に示
された充填工程において実証される。図２には、空の容
器内に配置された本発明の充填ノズルおよび充填管の側
面図が示されている。図３には、部分的に充填された容
器内に配置された本発明の充填ノズルおよび充填管の側
面図が示されている。図４には、充填された容器内に配
置された本発明の充填ノズルおよび充填管の側面図が示
されている。例示的充填工程において、容器３０の底部
１６０およびノズル８０は互いに接近せしめられるが、
ノズル８０は閉鎖状態にある。ついでフラップ１３０
は、たとえばポンプ機構７５によって発生されるような
フラップに対抗する流動性物質の圧力および重力のいず
れか一方または双方によって押されて開放状態になる。
そうでなければ、フラップに係合してそれらを押して開
放状態にする、可動プランジャのような開放機構を使用
することができる。さらにフラップ１３０は、電気的刺
激に対応して形状を変化しフラップをそれらを押して開
閉する、その内部または外部に配置された電気感知支持
装置を備えることもできる。開放状態のフラップの位置
は、図２に破線で示されている。図示のように、フラッ
プ１３０は容器３０の側壁１４５と一致しかつそれに係
合し、それにより引き続く充填中、流動性物質と空気の
ような外周のガスとの間の混合を十分阻止することがで
きる。

【００１６】ノズル８０および容器３０が図２に示され
た相対的位置にあるとき、製品が排出し始める。製品が
容器３０内に排出されるとき、ノズル８０および容器３
０は、たとえば前記カートン把持装置によって相対的に
移動せしめられ、それにより充填中ノズル容器３０内部
との係合状態から後退し始める。この後退および充填工
程中、フラップ１３は好適にはそれらの開放状態に留ま
り、分離させるため使用される運動形態は好適にはノズ
ル８０の下端を流動性物質の表面のわずか上方に維持す
るように制御される（図３参照）。最終的に、容器３０
は図４に示されたように所望容積の製品を充填され、フ
ラップ１３０はそれらの閉鎖状態に達する。製品のそれ
以上の量が容器３０内に落下することがないようにする
ため、ポンプ機構７５はフラップ１３０をそれらの閉鎖
位置に保持するのを助ける僅かな背圧を加えることがで
きる。容器３０は中間状態において示され、底部はシー
ルされ平らな底部構造を形成している。しかしながら、
他の底部構造も同様に利用可能である。図２〜図４を参
照すると、限定するのではないが、容器３０は９５mm×
７０mmの断面を画定する側壁１４５を備えることができ
る。しかしながら、関連技術に精通した人々は本発明の
充填システムが種々の形状および大きさの断面を有する
容器に実施し得ることを認識するであろう。

【００１７】図５には、充填管に設置して利用するため
の本発明の充填ノズルの斜視図が示され、充填管は長方
形断面を有する容器に充填するためその出口端は楕円形
の断面を有する。図５のノズル８０は、楕円形断面を備
えた出口端を有する充填管とともに使用するようにとく
に構成されている。図６には、開放ならびに閉鎖位置に
おけるその種々の要素の位置を示す図５の充填ノズルの
頂部平面図が示されている。図２〜図４にすでに示され
たように、ノズル８０は充填中容器３０の底付近に設置
され、ついで容器に流動性物質が充填されるとき底部か
ら移動せしめられる。図７には、図５の充填ノズルの頂
部斜視図が示されている。図８には、図６の８−８線に
沿う断面図が示されている。図９には、図５の充填ノズ
ルの側面図が示されている。図１０には、図９の１０−
１０線に沿う充填ノズルの側面図が示されている。

【００１８】図５〜図１０に示されたように、ノズル８
０はカラー部分２２５およびカラー部分２２５から延長
する複数のフラップおよびラグを備えている。カラー２
２５は楕円形充填管出口に嵌合するためほぼ楕円形であ
る。複数のフラップおよびラグはカラー２２５から延長
している。開示された実施例には、四つのＶ字型ラグ２
３０ａ〜ｄが設けられている。Ｖ字型ラグ２３０ａおよ
び２３０ｂは、主要軸線２４０の反対側において互いに
隣接し、かつ好適には主要軸線２４０に対して４５°の
角度をなしている。Ｖ字型ラグ２３０ｃおよび２３０ｄ
は、主要軸線２４０の反対側において互いに隣接し、か
つ好適には主要軸線２４０に対してそれぞれ同様に４５
°の角度をなしている。Ｖ字型ラグ２３０ａおよび２３
０ｂは、Ｖ字型ラグ２３０ｃおよび２３０ｄの反対側に
補助軸線２５０の側に配置されている。内向きの、逆Ｖ
字型フラップ２５５は隣接するＶ字型ラグ２３０ａおよ
び２３０ｂを連結し、一方内向きの、逆Ｖ字型フラップ
２５５は隣接するＶ字型ラグ２３０ｃおよび２３０ｄを
連結している。隣接しないＶ字型ラグ２３０ｂおよび２
３０ｃは、内向きの三パネル−フラップ若しくは三連フ
ラップ２７０によって互いに連結され、一方隣接しない
Ｖ字型ラグ２３０ａおよび２３０ｄは、別の内向きの三
パネル−フラップ若しくは三連フラップ２７５によって
互いに連結されている。例示として、もしノズル８０が
９５mm×７０mmの長方形容器を充填するように構成され
ているならば、長さ“ａ”は好適には約３５mmで（また
は充填されるべき容器の幅の半分）あり、そして長さ
“ｂ”は約２５mmで（または容器側壁の長い方と長さの
差が２^* ａ）である。図５に想像線で示されたように、
ノズル８０は、容器の充填の間製品と空気の混合を減少
するため長方形の容器の側壁と係合し得る全体的に長方
形断面に開放する。図５〜図１０のノズルの実施例を使
用する充填システムは、図２〜図４を参照して説明され
た充填工程の前記記載に従って作動することができる。

【００１９】図６および９に示されたように、ノズル８
０が開放状態にあるとき、Ｖ字型ラグ２３０ａ〜ｄ、Ｖ
字型フラップ２５５および２６０、および三連フラップ
２７０および２７５は、開放したノズルの下端が全体的
に長方形断面と同大で、容器３０の側壁１４５に係合す
る。フラップの図示された位置への開放は、フラップを
閉鎖位置に偏倚する本質的な弾性に抗して作用する充填
管内の僅かな過圧を発生することにより、実施される。
ノズル８０を開放する別の方法も同様に実施される。た
とえば、流動性物質が流通し得る孔を有する（図示しな
い）下方に移動し得る円筒形プランジャのような、折曲
げうね部に力を加える機構を利用することができる。好
適には、Ｖ字型ラグ２３０ａ〜ｄは、容器の内部角部に
係合するため拡大することができる。そのような拡大
は、ノズル８０を開放する前記いずれの方法によっても
実施することができる。ノズル８０は流動性物質の過圧
を利用するだけで開放され、ノズルは好適には容器内の
流動性物質の水位以下に維持され、過圧はノズルのフラ
ップに上向きの力を発生し、それによりフラップを容器
の側壁に対して外方に拡大せしめる。

【００２０】ノズル８０は、軟質プラスチックまたは適
当な硬度のゴムのような、適当な可撓性材料から製造す
ることができる。低脂肪ミルクのような、食料品を包装
する場合において、ノズル８０は一層好適には認可され
たニトリル、シリコンゴムなどから製造される。好適な
実施例において、カラー２２５は、包装機械の作動中充
填管４０上にノズル８０を保持するためノズルに強度お
よび剛性を得るために硬度８０のシリコン材料から構成
される。カラー２２５用の硬度８０のシリコン材料は、
ダウ・コーニング社（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）から市
販されている。本発明のノズルは、フラップが開放位置
にあるとき充填されるべき容器の断面積にほぼ一致する
多数の異なった形状をとりうることが理解されるであろ
う。たとえば、容器断面は、六角形、八角形、円形など
とすることができ、図示の実施例は単に例示に過ぎな
い。本発明の重要な特徴は充填管４０にある。前記のよ
うに、円形断面を有する充填管を備えた長方形断面を有
する容器の充填は、泡発生および乱流をもたらす。容器
３０内への流動性物質の流速の低下はこれらの問題を解
決するが、しかしながら、時間当たりに製造されるユニ
ット（充填されかつシールされる容器）の数も減少す
る。本発明の充填管はこれらの問題を解決する。

【００２１】図１１には、本発明の充填管の側面図が示
されている。図１２には、図１１の１２−１２線に沿う
充填管の断面図が示されている。図１１および１２に示
されたように、充填管４０は入口端３００および出口端
３０２を有する。入口端３００はポンプ機構７５に連結
され、出口端３０２はノズル８０に連結される。充填管
４０はそこから延長する内部通路３０６を有する長い本
体３０４によって画定される。内部通路３０６はポンプ
機構７５とノズル８０との間の流れ連通口を形成し、そ
れによりポンプ機構７５から容器３０へ流動性物質が流
れ得るようにしている。

【００２２】充填管４０のこの実施例において、長い本
体３０４は複数の部分３０８〜３２０よりなっている。
入口端３００は大抵のポンプ機構との係合を容易にする
ため円形断面を備える。しかしながら、出口端３０２は
楕円形、卵形断面を備える。複数の部分３０８〜３２０
は、入口端３００または出口端３０２に対するそれらの
近さに対応する断面形状を備える。部分３０８，３１０
および３１２はほぼ円形の断面形状を備え、部分３０８
は部分３１２より一層円形の断面形状を有する。部分３
１６，３１８および３２０はほぼ楕円形の断面形状を有
し、部分３２０は部分３１６より一層楕円形の断面形状
を有する。

【００２３】このようにして、充填管４０は全体に円形
断面を有する充填管の速度より少なくとも２０％低い速
度で流動性物質を容器に供給することができ、一方充填
管４０は同量の流動性物質を円形断面のみを有する充填
管と同じ時間で容器３０に供給することができる。本発
明の充填管は泡発生および乱流のいちじるしい減少を伴
うこの離れ業を達成し、それにより包装機械に対し５０
％増にも達するさらに高い容量で作動することを可能に
した。たとえば、円形断面を有する充填管を使用して９
５mm×７０mmの断面を有する頂部山型のカートンを製造
する包装機械は、時間当たり４０００カートンを製造す
る。本発明の充填管を使用する同じ包装機械は、本発明
の対応するノズルによって、時間当たり６０００カート
ンを製造するであろう。

【００２４】図１３には、本発明充填管の一層詳細な側
面図が示されている。図１３に示された本発明充填管４
０の実施例は、下部３１６〜３２０において、図１１の
充填管４０より外周が一層長い。図１４には図１３の充
填管の１４−１４線に沿う断面図が示されている。図１
４に示されたように、内部通路および部分３１８は楕円
形または卵形断面を備える。充填管４０の楕円形断面は
長方形断面を備える充填管に対してまったく有利である
ことを証明した。図１５には、図１３の充填管の１５−
１５線に沿う断面図が示されている。図１５に示された
ように、充填管４０はノズル８０のカラーに係合する凹
み３２４を有する。このようにして、ノズル８０は一層
確実に充填管４０に固定される。図１６には、図１３の
充填管の１６−１６線に沿う断面図が示されている。図
１６に示されたように、長い本体３０４の種々の部分３
１４，３１６および３１８の断面の変形がきわめて明瞭
に示されている。部分３１４の断面はほぼ円形である
が、部分３１６の断面は楕円形である。部分３１８の断
面は部分３１６の断面よりさらに一層楕円形である。

【００２５】図１７には、本発明充填管の頂部斜視図が
示されている。図１８には、図１７の充填管の底部平面
図が示されている。前記のように、長い本体３０４の断
面は出口端付近で一層楕円形になるが、入口端３００は
円形断面を有する。また入口端３００はポンプ機構から
充填管４０への漏洩を阻止するためフランジ３２６を有
する。図１９には、本発明充填管の別の実施例の側面図
が示されている。図２０には、図１９の充填管の線２０
−２０に沿う断面図が示されている。図２１には、図１
９の充填管の頂部斜視図が示されている。図２２には、
図１９の充填管の頂部平面図が示されている。複数の部
分の代わりに、この充填管４０の実施例は別の小さい要
素に分割されない長い本体３０４を有する。長い本体の
断面は入口端３００付近の円形断面から出口端３０２に
向かう楕円形断面に徐々に変形している。

【００２６】前記から、関連する技術に精通した人々が
本発明の価値ある進歩を認識し、かつ本発明がその好適
な実施例および添付図面に図示された他の実施例に関し
て説明されたが、多くの変形、変更および同効物の置換
を本発明の精神および範囲から離れることなく実施可能
であり、本発明は請求の範囲に限定されたもの以外に前
記記載によって制限されるものでないことを容易に理解
するであろうことを信ずるものである。したがって、排
他的所有権または特権がクレームされる本発明の実施例
は、請求項の記載によってだけ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充填システムを設置される典型的充填
機械の略図。

【図２】空の容器内に設置された本発明の充填ノズルお
よび充填管の側面図。

【図３】部分充填された容器内に設置された本発明の充
填ノズルおよび充填管の側面図。

【図４】充填された容器の側面図。

【図５】長方形断面を有する容器に充填するため、その
出口端に楕円形断面を有する充填管とともに利用され
る、本発明の充填ノズルの斜視図。

【図６】開、閉位置におけるその種々の要素の位置を示
す図５の充填ノズルの頂部平面図。

【図７】図５の充填ノズルの頂部斜視図。

【図８】図６の充填ノズルの８−８線に沿う断面図。

【図９】図５の充填ノズルの側面図。

【図１０】図９の充填ノズルの１０−１０線に沿う断面
図。

【図１１】本発明の充填管の側面図。

【図１２】図１１の充填管の１２−１２線に沿う断面
図。

【図１３】本発明の充填管の一層詳細な側面図。

【図１４】図１３の充填管の１４−１４線に沿う断面
図。

【図１５】図１３の充填管の１５−１５線に沿う断面
図。

【図１６】図１３の充填管の１６−１６線に沿う断面
図。

【図１７】本発明の充填管の頂部斜視図。

【図１８】図１７の充填管の底面図。

【図１９】本発明の充填管の別の実施例の側面図。

【図２０】図１９の充填管の２０−２０線に沿う断面
図。

【図２１】図１９の充填管の頂部斜視図。

【図２２】図１９の充填管の頂部平面図。

【符号の説明】

３０ 容器 ４０ 充填管 ７５ ポンプ ８０ ノズル １００ 移動装置 １１０ 出口 １３０ フラップ １４５ 側壁 １６０ 底部 ２２５ カラー ２３０ Ｖ字形ラグ ３００ 入口端 ３０２ 出口端 ３０４ 本体 ３０６ 内部通路 ３１６ 部分 ３１８ 部分 ３２０ 部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パル スベンソン アメリカ合衆国イリノイ州シカゴ，ノース セミナリー 3253 (72)発明者 ピーター ジャコメリィ アメリカ合衆国イリノイ州バッファロー グロウブ，ウィンドブルック ドライブ 1148，アパートメント 102

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の側壁（１４５）、該側壁と係合す
   る底部内側および開放頂部によって画定された断面を有
   する容器（３０）、 液体製品を給送する充填ポンプ（７５）、 加圧された流動性製品を充填ポンプ（７５）からうけ入
   れる入口および容器（３０）上方にある出口（１１０）
   を有する充填管（４０）、 充填管（４０）の出口端上に配置されたノズル（８０）
   を有し、 該ノズル（８０）はノズル（８０）を充填管（４０）の
   出口端に連結するカラー（２２５）および可撓性材料か
   ら形成されかつ該カラー（２２５）から延長する複数の
   フラップ（１３６）を有し、該複数のフラップ（１３
   ６）は閉鎖状態に偏倚され、該ノズルは閉鎖状態にある
   とき充填管（４０）の出口端をシールするものであり、 また容器（３０）およびノズル（８０）をノズル（８
   ０）が容器（３０）の底部内側に配置される第１位置お
   よびノズル（８０）が容器（３０）の底部内側から離れ
   て配置される第２位置において向合って相対的に移動さ
   せる移動装置を有し、 充填ポンプ（７５）は容器（３０）およびノズル（８
   ０）が相対的第１位置に配置されるとき液体製品を充填
   管（４０）を通って加圧して給送すべく作動してノズル
   （８０）のフラップ（１３６）を押して閉鎖状態から開
   放状態にする包装機械用充填システムにおいて、 ノズル（８０）のフラップ（１３６）は該フラップ（１
   ３６）が押されて開放状態になるとき容器（３０）側壁
   とほぼ一致してそれをシールするような大きさを有しそ
   れにより液体製品がノズル（８０）を通って容器（３
   ０）内に排出されかつ移動装置（１００）が容器（３
   ０）およびノズル（８０）を第１位置から第２位置に相
   対的に移動させるべく作動するとき空気および製品の混
   合を阻止することを特徴とする包装機械用充填システ
   ム。 ２．容器の側壁（１４５）が長方形、八角形、六角形ま
   たは円形断面を画定する請求項１に記載された充填シス
   テム。 ３．充填管（４０）が内部通路（３０６）を有する細長
   い本体（３０４）を有し、該内部通路の少なくとも一部
   （３１６；３１８；３２０）は楕円形断面を備え、また
   充填ポンプ（７５）と内部通路（３０６）との間の流れ
   連通用入口端（３００）、内部通路（３０６）との流れ
   連通用出口端（３０２）を有し、該出口端（３０２）は
   液体製品を充填管（４０）からノズル（８０）に排出
   し、該出口端（３０２）は楕円形断面を有する請求項１
   または請求項２に記載された充填システム。 ４．複数のフラップ（１３６）が容器（３０）およびノ
   ズル（８０）が第１位置にありかつノズル（８０）が開
   放状態にあるとき容器（３０）の側壁（１４５）および
   底部（１６０）との係合の際容器（３０）の側壁（１４
   ５）を実質的にシールする大きさである請求項１から請
   求項３のいずれかに記載された充填システム。 ５．複数のフラップ（１３６）がカラー（２２５）から
   延長する可撓性材料から形成された複数のＶ字型ラグ
   （２３０）を有し、該Ｖ字型ラグ（２３０）がそれぞれ
   容器（３０）の角部分と整合するように配置された角部
   分に離れた頂点を有する側方角部分を有し、隣接するＶ
   字型ラグ（２３０ａ，２３０ｂ）が内向きフラップ（２
   ５５）によって相互に接合され、内向きフラップ（２５
   ５）はＶ字型ラグ（２３０ａ，２３０ｂ）および内向き
   フラップ（２５５）が開放状態にあるとき充填されるべ
   き容器の側壁（１４５）を実質的にシールしそれにより
   容器（３０）の充填中空気と液体製品の混合を阻止する
   ような大きさである請求項１から請求項４のいずれかの
   項に記載された充填システム。 ６．ノズル（８０）が長方形容器（３０）の角部分と整
   合するため四つのＶ字型ラグ（２３０）を有する請求項
   ５に記載された充填システム。 ７．カラー（２２５）が包装機械の作業中充填管（４
   ０）の出口端（３０２）にノズル（８０）を維持し得る
   所定の硬さのシリコン材料よりなる請求項１から請求項
   ６のいずれかの項に記載された充填システム。 ８．内部通路（３０６）全体が楕円形断面を有する請求
   項３に記載された充填システム。 ９．充填管（４０）が入口端（３００）において充填ポ
   ンプ（７５）と連通し出口端（３０２）においてノズル
   （８０）と連通する内部通路（３０６）を有する細長い
   本体（３０４）を有し、細長い本体（３０４）が複数の
   部分よりなり、入口端（３００）に隣接する部分（３０
   ８）が円形断面を備え出口端（３０２）に隣接する部分
   （３１８，３２０）が楕円形断面を備え、他の各部分が
   出口端に近くなるほど徐々に一層楕円形に近くなりそれ
   により入口端（３００）における円形断面から出口端
   （３０２）における楕円形断面に充填管（４０）の断面
   が徐々に変形する請求項１から請求項８のいずれかの項
   に記載された充填システム。 １０．断面積を画定する側壁（１４５）を有する容器
   （３０）に充填するため流動性物質を給送する充填ポン
   プ（７５）を有する包装機械に設置して使用され、内部
   通路（３０６）を有する細長い本体（３０４）を有する
   充填管において、内部通路の少なくとも一部（３１６，
   ３１８，３２０）が楕円形断面を備え、かつさらに充填
   ポンプ（７５）と内部通路（３０６）との間の流れ連通
   用入口端（３００）、および内部通路（３０６）と連通
   する出口端（３０２）を有し、該出口端（３０２）は充
   填管（４０）から流動性物質を排出し、かつ該出口端
   （３０２）は楕円形断面を有することを特徴とする充填
   管。 １１．出口端（３０２）および細長い本体の少なくとも
   一部（３１６，３１８，３２０）の楕円形断面が入口端
   の外周と実質的に等しい外周を備えた円形断面を有する
   充填管より少なくとも２０％低い速度で容器（３０）を
   充填し得る充填管を形成する請求項１０に記載された充
   填管。 １２．所定の断面を画定する側壁（１４５）を有する容
   器（３０）を形成すること、充填機械の充填管（４０）
   の下方に該容器（３０）を設置することを含み、該充填
   管（４０）が内部通路（３０６）を有する細長い本体
   （３０４）を有し、内部通路の少なくとも一部（３１
   ６，３１８，３２０）が楕円形断面を備え、充填ポンプ
   （７５）と内部通路（３０６）との間の流れ連通する入
   口端（３００）および内部通路（３０６）と流れ連通す
   る出口端（３０２）を有する容器に流動性物質を充填す
   る方法において、出口端（３０２）を楕円形断面に形成
   すること、容器の底部（１６０）と充填管（４０）の出
   口端（３０２）に配置されたノズル（８０）を互いに接
   近させること、流動性物質を充填管（４０）を通り、ノ
   ズル（８０）を通って容器（３０）内に給送することお
   よび容器（３０）の底部（１６０）およびノズル（８
   ０）を容器（３０）が流動性物質を充填されるとき互い
   に引き離すことを含み、該運動がノズルの下端を容器
   （３０）の流動性物質の水位の僅か上方に維持すべく制
   御されることを特徴とする容器に流動性物質を充填する
   方法。 １３．出口端（３０２）および細長い本体（３０４）の
   少なくとも一部（３１６，３１８，３２０）の楕円形断
   面が入口端の外周と実質的に等しい外周を備えた円形断
   面を有する充填管より少なくとも２０％低い速度で容器
   （３０）を充填し得る充填管を形成する請求項１２に記
   載された方法。