JPH0520644Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は果汁、トツピングソース、スープ等の
ように固形物を含んだ液体を充填する際に使用す
る好適な充填ノズルに関する。

〔従来の技術〕

従来、無菌充填を行うための充填ノズルとし
て、第４図に示すものが使用されている。この充
填ノズルは、充填物入口１Ａと充填物出口１Ｂを
備えた弁ハウジング１と、充填物出口１Ｂを開閉
する弁体２と、弁体２を往復動させるための駆動
手段（図示せずに連結された弁軸３と、弁軸３を
摺動可能に案内する軸受４と、一端を弁軸３に溶
接等で固定され他端を弁ハウジング１の端部に固
定されたベローズ５等を有しており、充填物が充
填物タンク（図示せず）から充填物入口１Ａに供
給され、弁体２による充填物出口１Ｂの開閉によ
り、充填物出口１Ｂから充填物容器（図示せず）
に充填されている。ここで充填物出口１Ｂを開閉
するために、弁ハウジング１には円錐状弁座１Ｃ
が形成され、弁体２にはこの弁座１Ｃに着座する
ゴム等の弾性体からなるシール材２Ａが取付けら
れている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、このような構造の充填ノズルでは、
固定分を含む液体の充填の際、次の問題点を生じ
ることが判明した。即ち、弁体２を下方に移動さ
せて充填物出口を閉じる際、第５図に示すように
弁ハウジング１の弁座１Ｃと弁体２のシール材２
Ａとの間に固形物６がはさみ込まれることがあ
り、この固形物６により弁座１Ｃに対するシール
材２Ａの確実な着座が妨げられて密閉が不完全と
なり、漏れが生じるとか、固形物６が充填物出口
から垂れ下がつたままとなつて不衛生である等の
問題があつた。

本考案はかかる従来の問題点に鑑みて為された
もので、固形物を含む液体に対しても完全な密閉
を行うことができ、且つ固形物が垂れ下がること
のない充填ノズルを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、充填物入口から充填物出口に到る流
体通路を有し、その流体通路に、下流側の短い円
筒状の第一弁穴と、該第一弁穴の上流側に続く、
該第一弁穴よりも僅かに大径の長い円筒状の第二
弁穴と、該第二弁穴の上流側の端部に位置する弁
座とを備えた弁ハウジングと、 前記第一弁穴及び第二弁穴に同時に嵌合可能な
長さの円筒状弁部と、該弁部に続いて形成され前
記弁ハウジングの弁座に着座可能な弁座とを有す
る弁体と、 前記第二弁穴と円筒状弁部との間に配置される
シール材と、 前記弁体を軸線方向に往復動させる駆動手段と
を有する充填ノズルを要旨とする。

〔作用〕

本考案の充填ノズルでは、弁ハウジングの第二
弁穴から弁体の円筒状弁部が離れた位置の時、充
填ノズルが開いた状態となつており、この状態か
ら弁体が軸線方向に移動して円筒状弁部が第二弁
穴、第一弁穴に嵌入して充填ノズルを閉じること
となる。この閉動作において、円筒状弁部が第二
弁穴に嵌入しその入口のところにあつた固形物を
引き伸ばし、且つ引きちぎる。円筒状弁部の進行
に伴いこの引き伸ばし、引きちぎり作用は増進さ
れ、その後円筒状弁部が小径の第一弁穴に嵌入す
ることにより固形物は一層確実に引きちぎられ、
第一弁穴の外に押し出される。これにより、充填
ノズル先端からの固形物の垂れ下がりが防止され
る。その後、弁ハウジングの弁座に弁体の弁座が
押付けられ、この部分にあつた固形物を押し潰
す。液体は、弁ハウジングの弁座と弁体の弁座と
の接触により遮断され、更にその下流の第二弁穴
と円筒状弁部の間に配置されたシール材により確
実にシールされる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を説明する。第１図にお
いて、１１は弁ハウジングである。この弁ハウジ
ング１１はその側面に充填物入口１１Ａを有し、
その充填物入口１１Ａをはさんで一方に充填物出
口１１Ｂを、反対側に円筒状のシール面１１Ｃを
有している。充填物入口１１Ａから充填物出口１
１Ｂに到る流体通路には、第２図に拡大して示す
ように、下流側の短い円筒状の第一弁穴１１ａ
と、その第一弁穴の上流側に続く、第一弁穴より
も僅かに大径の長い円筒状の第二弁穴１１ｂと、
その第二弁穴の上流側の端部に位置する円錐状の
弁座１１ｃとが形成されている。１２は弁ハウジ
ング１１内に軸線方向に移動可能に設けられる弁
体であり、一端に前記第一弁穴１１ａ、第二弁穴
１１ｂに嵌合する円筒状弁部１２Ａ及びそれに続
く弁座１２Ｂを、他端に弁ハウジング１１のシー
ル面１１Ｃに対してシール関係を保つて摺動可能
なシール部１２Ｃを備えている。円筒状弁部１２
Ａの外周には溝が形成され、Ｏリング等のシール
材１２Ｄが保持されており、円筒状弁部１２Ａと
第二弁穴１１ｂとの間のシールを行つている。な
お、シール材１２Ｄは第二弁穴１１ｂ内面に溝を
設けて保持させてもよい。

１３は弁体１２のシール部１２Ｃ側に軸線方向
に設けられた弁軸である。この弁軸１３は支持体
１４の軸受１５に摺動可能に保持されており、そ
の先端には、シリンダ室１６内を摺動するピスト
ン１７が連結されている。シリンダ室１６には給
排気通路１８，１９が接続されており、この給排
気通路１８，１９を介して圧縮空気を供給するこ
とによりピストン１７が上下に移動し、弁体１２
を往復動させる。従つて、シリンダ室１６及びピ
ストン１７は弁体１２を往復動させる駆動手段を
構成する。なお、２０はピストン１７を下方に付
勢するばねであり、圧縮空気の供給されない時に
弁体１２を下方に押して充填物出口１１Ｂを閉じ
る作用を果たす。弁体の駆動手段は図示のピスト
ン１７を利用するものに限定されず、任意の他の
機構が用いられてもよい。

２１はベローズであり、その一端が取付板２２
を介して弁体１２に気密的に固定され、他端が取
付板２３を介して弁ハウジング１１の端部に気密
的に固定されている。ベローズ２１と取付板２
２，２３とは溶接等により気密的に結合されてお
り、従つてこのベローズ２１は弁ハウジング１１
の内外を気密的に遮断し、外部の雑菌の侵入を防
止する。なお、取付板２２は弁体１２に取付ける
場合に限らず、弁体１２とは離れた位置で弁軸１
３に溶接等により気密的に固定されてもよい。ベ
ローズ２１としては、任意のものを使用可能であ
るが、金属性の溶接ベローズが寿命が長く、且つ
伸縮性能が良いので好ましい。ベローズ２１の外
側に位置する弁ハウジング１１の壁面には、管接
続口１１Ｄ，１１Ｅが形成されており、一方の管
接続口１１Ｄには無菌フイルタ２４、蒸気供給管
２５、エア供給管２６が接続され、他方の管接続
口１１Ｅには絞り用の弁２７を有する排気管２８
が接続されている。

次に、上記充填ノズルの使用方法を説明する。
使用に先立つて、充填物入口１１Ａから過熱蒸気
を供給し、充填物入口１１Ａから充填物出口１１
Ｂに到る充填物通路及び弁体１２外面等の殺菌を
行う。これと並行して蒸気供給管２５からも過熱
蒸気を供給し、弁ハウジング１１内の弁体１２背
後の空間３０を殺菌する。これによつて弁ハウジ
ング１１内の弁体１２の移動範囲内が殺菌される
こととなる。殺菌終了後、エア供給管２６から少
量の無菌エアを空間３０に供給し続けなが、充填
動作を行う。即ち、充填物入口１１Ａから充填物
を供給し、弁体１２の往復動により充填物出口１
１Ｂを開閉し、充填物を充填物容器（図示せず）
に充填する。この時、弁体１２のシール部１２Ｃ
と弁ハウジング１１のシール面１１Ｃとによるシ
ールによつて、充填物が弁体１２背後の空間３０
に侵入することはないので、ベローズ２１に充填
物が接触することはない。なお、弁体１２の往復
動に応じて弁体背後の空間３０の容積が変動する
が、この空間には常にの無菌エアが供給されてい
るため、負圧になることがなく、外部の雑菌の侵
入が防止され、また、弁軸１３の軸受１５等の摺
動部はベローズ２１によつて弁ハウジング内とは
隔離されているため、この部分からの雑菌侵入も
防止され、充填物は無菌状態で充填される。次
に、充填動作終了後は、充填物の通路に洗浄液が
高圧で供給され、洗浄が行われる。この場合洗浄
液は、充填物入口１１Ａから充填物出口１１Ｂに
到る通路を洗浄すればよく、複雑な形状のベロー
ズ２１の洗浄が必要ないので、容易に洗浄するこ
とができ、且つベローズ２１か洗浄液で損傷され
ることもない。

次に、弁体１２による充填物出口１１Ｂの閉止
動作を更に詳細に説明する。第２図は充填物出口
１１Ｂが開いた状態を示しており、この状態から
弁体１２が降下する。今、破線で示すように弁座
１１ｃのところに固形物３２が存在した状態で弁
体１２が降下するものとする。円筒状弁部１２Ａ
の先端が第二弁穴１１ｂに嵌入すると、その入口
のところにあつた固形物３２に剪断力を与え、第
３図に示すように固形物３２を引き伸ばし、且つ
引きちぎる。円筒状弁部１２Ａの進行に伴いこの
引き伸ばし、引きちぎり作用は増進され、その後
円筒状弁部１２Ａが小径の第一弁穴１１ａに嵌入
することにより固形物３２は一層確実に引きちぎ
られ、引きちぎられた部分は第一弁穴の外に押し
出される。以上の作用により、引きちぎることの
困難な繊維質の固形物をも、確実に引きちぎつて
押し出すことが可能となり、固形物が充填物出口
１１Ｂに垂れ下がることが防止される。その後、
弁ハウジング１１の弁座１１ｃに弁体１２の弁座
１２Ｂが押付けられ、この部分にあつた固形物を
押し潰す。かくして、第１図のように、弁座１１
ｃに弁座１２Ｂが接触し、且つ第一及び第二弁穴
内に円筒状部１２Ａが嵌入し、充填物出口を確実
に閉止する。ここで、第二弁穴１１ｂと円筒状弁
部１２Ａとの隙間は固形物３２を引きちぎるには
極力小さい方が良いが、あまり小さくすると円筒
状弁部１２Ａの移動が困難になるので、これらを
考慮して適当に定めるものであり、例えば0.1mm
程度が好ましい。また第二弁穴１１ｂの長さは充
填物の中に含まれる固形物を引き伸ばし、且つ引
きちぎることができるように固形物の種類に応じ
て適宜選定されるものであり、例えば10〜30mm程
度が好適である。第一弁穴１１ａと円筒状弁部１
２Ａとの隙間は、固形物の切断を確実に行うこと
ができるよう、極力小さくすることが好ましく、
例えば0.02〜0.04mm程度が好適であり、長さは１
〜３mm程度が好ましい。

なお、上記実施例は弁体１２にシール部１２Ｃ
を設け、ベローズ２１に充填物が接触しない構造
としたものであるが、本考案はこれに限定され
ず、第４図に示す形式の充填ノズルに適用しても
良い、更には無菌充填に限らず、通常の充填を行
う充填ノズルに適用しても良い。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように、本考案の充填
ノズルは、弁ハウジングに先端側の短い第一弁穴
と、該第一弁穴に続き該第一弁穴よりも僅かに大
径の長い第二弁穴と、該第二弁穴の一端に位置す
る弁座とを設け、弁ハウジング内では往復動する
弁体には、前記第一弁穴及び第二弁穴に嵌合する
円筒状弁部と該弁部に続く弁座とを設け、更に前
記第二弁穴と円筒状弁部との間に配置されるシー
ル材を設けるという構成を備えたものであるの
で、円筒状弁部を第一弁穴、第二弁穴に嵌入させ
てこれら弁穴を閉じる際、円筒状弁部がまず、第
二弁穴に嵌入しその入口のところにあつた固形物
を引き伸ばし、且つ引きちぎり、次にそれより小
径の第一弁穴に嵌入することにより固形物を一層
確実に引きちぎり、第一弁穴の外に押し出すこと
ができ、第一弁穴のところに固形物が垂れ下がる
ということがない。更に、弁体の移動により弁ハ
ウジングの弁座に弁体の弁座が押付けられるの
で、この部分にある固形物を押し潰して弁座が相
互に密着して液体を遮断することができ、また、
例えこの弁座間に固形物により隙間が生じて多少
の液漏れがあつたとしても、第二弁穴と円筒状弁
部の間に配置されるシール材が確実な液シールを
行うので、液の漏れは生じない。かくして、本考
案の充填ノズルは、固形物を含んだ液体の充填に
極めて好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の充填ノズルの断面
図、第２図はその要部を拡大し、且つ弁体を上昇
させた位置で示す断面図、第３図は弁体を降下さ
せる途中の状態を示す断面図、第４図は従来の充
填ノズルの一部を示す断面図、第５図は従来の充
填ノズルの問題点を説明するための充填ノズル要
部断面図である。 １１……弁歯ハウジング、１１Ａ……充填物入
口、１１Ｂ……充填物出口、１１Ｃ……シール
面、１１ａ……第一弁穴、１１ｂ……第二弁穴、
１１ｃ……弁座、１２……弁体、１２Ａ……円筒
状弁部、１２Ｂ……弁座、１２Ｃ……シール部、
１３……弁軸、１７……ピストン、２１……ベロ
ーズ、３２……固形物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 充填物入口から充填物出口に到る流体通路を有
   し、その流体通路に、下流側の短い円筒状の第一
   弁穴と、該第一弁穴の上流側に続く、該第一弁穴
   よりも僅かに大径の長い円筒状の第二弁穴と、該
   第二弁穴の上流側の端部に位置する弁座とを備え
   た弁ハウジングと、 前記第一弁穴及び第二弁穴に同時に嵌合可能な
   長さの円筒状弁部と、該弁部に続いて形成され前
   記弁ハウジングの弁座に着座可能な弁座とを有す
   る弁体と、 前記第二弁穴と円筒状弁部との間に配置される
   シール材と、 前記弁体を軸線方向に往復動させる駆動手段と
   を有する充填ノズル。