JPH09207914A - 液体充填ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液体充填ノズル装置において、充填操作後にお
ける先端ノズル内に残留する内容物の乾燥固化による目
詰まりを解消することにある。 【解決手段】下端部に先端ノズル２と上側部に充填内容
物供給口６とを備えた外筒１と、該外筒１内に装着され
且つ外筒１の上部に取り付けたアクチュエータ１８にて
上下方向にスライド移動可能な可動シャフト１１と、該
可動シャフト１１の下端部１３にその可動シャフト１１
の長手方向にスライド移動可能に取り付けられ且つ長手
下方に向かって付勢され且つ先端ノズル２の上部内面に
当接する可動弁１５と、該可動弁１５の周面に密着可能
な円筒状のバルブシート１４とを備え、該可動シャフト
１１の内部にその上端部から下端部１３まで連通するエ
ア通路１２を経由して供給されるブローエアａを先端ノ
ズル２から噴出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器に液体などの
流動性の内容物を充填包装するために使用する充填用ノ
ズルに関し、使用後の充填ノズルの内容物出口先端部に
内容物が乾燥固化して、充填ノズルの先端部に目詰まり
などが発生しないようにした液体充填ノズル装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように、従来の液体充填ノズ
ル装置Ａは、下端部に先端ノズル２２を備えた外筒２１
の内部に、外筒２１の上端部に取り付けたエアシリンダ
２９のロッド２９ａに接続した可動シャフト２６を上下
移動可能に装着し、該可動シャフト２６の下端部に備え
た開閉弁２７をエアシリンダ２９により上下動作させ、
先端ノズル２２内部の吐出口２３を開口、閉鎖できるよ
うになっている。なお２４は先端ノズル２２内部の吐出
口２３より下側の吐出孔、２８は可動シャフト２６側と
ロッド２９ａ側とを遮断する円筒状の伸縮性部材であ
る。

【０００３】上記従来の充填ノズル装置Ａを用いて、容
器Ｂ内に流動性の内容物ｃを充填する際は、先端ノズル
２２を容器Ｂに接近させ、外筒２１の側部に設けた内容
物供給管２５より内容物ｃを所定の充填圧を掛けながら
圧送供給し、エアシリンダ２９により可動シャフト２６
を上昇動作して吐出口２３を閉鎖している開閉弁２７を
上昇させ吐出口２３を開口することにより、内容物ｃを
外筒２１内を通って、所定の充填圧により先端ノズル２
２より充填し、容器Ｂ内に定量の内容物を充填した後
は、エアシリンダ２９により可動シャフト２６を下降動
作して開閉弁２７により吐出口２３を閉鎖して定量充填
操作を終了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記充填ノズルは、充
填時に内容物が広がるため、充填口が狭い容器への充填
では、ノズル先端を細く絞り、しかも内容物が充填口に
集中する構造のノズルを用いなければならず、このよう
な構造の充填ノズルを用いると、先端ノズル２２のノズ
ル先端部に内容物が残り、目詰まりが生じる恐れがあっ
た。

【０００５】特に、内容物が微細な粒状固形物を含むよ
うな流動物である場合には、充填中は充填圧によって円
滑に充填されても、充填圧が解除された使用後において
は、粒状固形物が吐出孔２４内に残留固化したりして、
同様に吐出孔２４に目詰まりが生じ易い。

【０００６】本発明は、液体充填ノズル装置、特にノズ
ル先端を細く絞った形状の液体充填ノズル装置におい
て、上記充填操作後における先端ノズルに発生し易い目
詰まりを解消することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は下端部に先端ノ
ズル２と上側部に充填内容物供給口６とを備えた外筒１
と、該外筒１内に装着され且つ外筒１の上部に取付けた
アクチュエータ１８にて上下方向にスライド移動可能な
可動シャフト１１と、該可動シャフト１１の下端部１３
に下向きに取り付けられた円筒状のバルブシート１４
と、該可動シャフト下端部１３にその可動シャフト１１
の長手方向にスライド移動可能に取り付けられ且つ長手
下方に向かって付勢され且つ先端ノズル２を閉鎖せずに
その上部内面に当接するとともに前記バルブシート４の
内周面と密着可能な弁面体１５ｂを有する可動弁１５と
を備え、該可動シャフト１１の内部にその上端部から下
端部１３まで連通するエア通路１２及び前記可動シャフ
ト１１の上昇動作により形成されるバルブシート１４と
可動弁１５との隙間を経由して供給されるブローエアａ
を先端ノズル２より噴出させるようにしたことを特徴と
する液体充填ノズル装置である。

【０００８】また本発明は上記発明の液体充填ノズル装
置において前記弁面体１５ｂがドーム形状、半球形状、
円錐台形状のいずれかである液体充填ノズル装置であ
る。

【０００９】また本発明は上記発明の液体充填ノズル装
置において前記先端ノズル２の上部内部に、先端方向に
向かって細径となる形状の空間が形成され、前記可動弁
１５の先端側に、該空間内面に装着され且つ外面に先端
方向に向かう切溝通路５ａを形成した先端方向に向かっ
て細径となる形状の当接体５が一体的に設けられている
液体充填ノズル装置である。

【００１０】また本発明は上記発明の液体充填ノズル装
置において前記当接体５が逆ドーム形状、逆半球形状、
逆円錐台形状のいずれかである液体充填ノズル装置であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の液体充填ノズル装置を、
図１（ａ）〜（ｃ）、及び図２に示す実施の形態に従っ
て以下に詳細に説明する。

【００１２】〔外筒と可動シャフトについて〕図１
（ａ）は、本発明装置の部分断面を示す全体側面図であ
り、外筒１は、下端部に先端ノズル２を備え、該ノズル
２は、１乃至複数の吐出孔を備えている。

【００１３】該外筒１の上側部には、充填物供給口６を
備え、該供給口６より外筒１内部に外方より充填用の内
容物ｃが所定の充填圧にて圧送されて供給される。

【００１４】可動シャフト１１は、前記外筒１内に、直
線的に上下移動可能に装着されており、外筒１の上部に
取り付けたエアシリンダなどのアクチュエータ１８に
て、所定ストローク長さを以て上下方向にスライド移動
可能である。

【００１５】〔バルブシートと可動弁について〕前記可
動シャフト１１の下端部１３には、その可動シャフト１
１の長手方向に直線的にスライド移動可能に可動弁１５
が軸支して取り付けられ、バネ、スプリングなどの弾性
部材１６によって可動シャフト１１の長手方向の下方に
向かって常に付勢されて可動シャフト１１の下端部１３
より下方に突出している。

【００１６】また前記可動シャフト１１の下端部１３に
は、前記可動弁１５の外周面を上側より被覆可能なゴム
製又は樹脂製の円筒状のバルブシート１４が、該下端部
１３より下方に向かって突出して取り付け固定されてい
る。なお本発明においては、前記バルブシート１４の内
周面と可動弁１５の外周面とが互いにその全周に亘って
密着できる形状であれば、円筒状のバルブシート１４及
び可動弁１５の形状は特に限定されるものではない。

【００１７】該バルブシート１４の下部内周面と可動弁
１５の外周面とは、可動弁１５が弾性部材１６によって
可動シャフト１１の長手方向の下方に向かって常に付勢
されているため、弾性部材１６によって常に離反した状
態にある。

【００１８】また前記可動シャフト１１の下端部１３に
は、可動シャフト１１内部のエア通路１２と連通したエ
ア通孔１３ａが設けられている。

【００１９】〔可動シャフトと可動弁の動作について〕
上記可動シャフト１１を外筒１内に装着する以前、ある
いは可動弁１５が弾性部材１６に抗して押圧されていな
い状態では、バルブシート１４内周面と可動弁１５外周
面との間には、エアの通過できる間隙が生じており、可
動シャフト１１のエア供給口１７から供給されたブロー
エアａは、可動シャフト１１内のエア通路１２及び可動
シャフト下端部１３のエア通孔１３ａを通って、離反す
るバルブシート１４内周面と可動弁１５外周面との間の
間隙より外側に噴射可能となっている。

【００２０】なお、本発明のノズル装置において使用す
るブローエアａとしては、通常の大気、あるいは窒素
（Ｎ₂ ）などの不活性ガス、あるいは無菌充填包装（ア
セプティク包装）システムなどにおいては、過酸化水素
（Ｈ₂ Ｏ₂ ）を含む蒸気を併用することができる。

【００２１】図１（ａ）に示すように、上記可動シャフ
ト１１は、外筒１内に、該外筒１内の適宜個所に設けた
軸受によって長手方向に直線的に移動可能に支持装着さ
れ、その可動シャフト１１の上端部は、エアシリンダな
どのアクチュエータ１８の下向きの作動ロッド１８ａに
連結して装着されている。なお、前記可動シャフト１１
を上下移動可能に軸支する軸受としては、例えば図１
（ａ）に示すように、軸受１ｂ（外筒１の内容物通路１
ｃ側とアクチュエータ１８の作動ロッド１８ａ側とを遮
断する遮断部材を兼ねる）と、平面視的に可動シャフト
１１の周囲を放射状に軸支する軸受１ｃなどにより構成
される。

【００２２】外筒１内に装着された前記可動シャフト１
１の下端部１３に弾性部材１６によって付勢されて取り
付けられている可動弁１５は、アクチュエータ１８によ
る可動シャフト１１の上昇・下降動作における上止点位
置及び下止点位置において、該外筒１の先端ノズル２の
上部内面に、その先端ノズル２の吐出孔の方向に充填用
の内容物ｃが円滑に送流でき、且つ該先端ノズル２を閉
鎖しない程度に常に当接しており、可動シャフト１１が
外筒１に対して相対的に昇降移動した際には、弾性部材
１６によって可動シャフト１１の長手方向の下方に向か
って常に付勢された可動弁１５は、該外筒１の先端ノズ
ル２の上部内面に常に当接して、外筒１に対して相対的
に静止状態を保持するようになっている。

【００２３】〔先端ノズルの詳細〕図１（ａ）、及び図
１（ｂ）の先端ノズルの下面図、図２の部分拡大側断面
図に示すように、先端ノズル２には、外筒１内部と連通
する複数の吐出孔が設けられ、先端ノズル２の中央部に
吐出孔３が孔設され、また、該吐出孔３を囲むようにし
て、該吐出孔３に向かって先端方向に収束する向きに複
数の吐出孔４が孔設されている。

【００２４】〔可動弁の詳細〕図１（ｃ）は可動弁１５
の実施の形態を示す全体斜視図であり、該可動弁１５
は、可動シャフト１１の下端部１３に上下移動可能に軸
支され且つ弾性部材１６によって下向き方向に付勢され
ている支軸部１５ａと、円筒状の前記バルブシート１４
の内周面によって被覆されるドーム形状又は半球形状又
は円錐台形状の外周面を備えた弁面体１５ｂと、該弁面
体１５ｂの下部にそれより大径の上面を有する逆ドーム
形状又は逆半球形状又は逆円錐台形状の外周面を備えた
当接体５とを一体的に備えている。

【００２５】前記当接体５の周面には、最下周面の中心
に向かって充填用の内容物ｃ（及びブローエアａ）が通
過するための数条の切溝通路５ａが刻切されている。

【００２６】図１（ａ）に示すように、外筒１の下端内
部（先端ノズル２の上部内部）は、前記当接体５が嵌着
する形状の凹陥部を備えており、該凹陥部内には、前記
可動弁１５の当接体５がその外周面と凹陥部内面とが密
接するように嵌合しており、前記可動弁１５の弁面体１
５ｂは、バルブシート１４との離反・密着によるブロー
エアの開閉バルブ機能を備え、前記当接体５は、先端ノ
ズル２の上部内部のアパーチャーグリル機能を備えてい
る。

【００２７】〔バルブシートの詳細〕円筒状のバルブシ
ート１４は、図１（ａ）、及び図２の部分拡大側断面図
に示すように、前記可動弁１５の弁面体１５ｂ外周面に
対してその全周に亘って密着できる形状であり、例え
ば、円筒状のバルブシート１４内周面の上端から下端に
亘って同一内径となる形状であるか、又はその上端から
下端に向かってテーパー状に拡がった形状であるか、又
は、図１（ａ）又は図２に示すように、円筒状のバルブ
シート１４の下端が可動弁１５の弁面体１５ｂ外周面
（その下部外周面又は／及び上部外周面のいずれでもよ
い）に沿うような弯曲した形状に形成されていてもよ
い。

【００２８】〔本発明のノズル装置による動作説明〕図
２は、本発明ノズル装置の部分拡大側断面図であり、可
動シャフト１１はアクチュエータ１８により下止点位置
に下降動作した状態を示し、図３は、本発明ノズル装置
の部分拡大側断面図であり、可動シャフト１１はアクチ
ュエータ１８により上止点位置に上昇動作した状態を示
す。

【００２９】〔液状内容物の吐出動作・吐出停止動作に
ついて〕図２及び図３に示すように、内容物供給口６
（図１参照）より供給される充填用の液状内容物ｃは、
外筒１内部の通路１ａから、外筒１の内面と可動シャフ
ト１１の下端部１３外周との隙間、及び外筒１の内面と
バルブシート１４の外周との隙間、及び当接体５の切溝
通路５ａを通って、先端ノズル２の吐出孔３、４より吐
出するようになっている。

【００３０】先端ノズル２からの内容物ｃの吐出動作
は、前記内容物供給口６（図１参照）から外筒１内部へ
の内容物ｃの給送（圧送）を開始することによって行う
ものであり、吐出停止動作は、前記内容物供給口６から
外筒１内部への内容物ｃの給送（圧送）を停止すること
によって行うものである。

【００３１】〔ブローエアの吐出動作について〕吐出動
作は、図３に示すように、可動シャフト１１がアクチュ
エータ１８（図１参照）の駆動により上止点位置に上昇
動作した状態にある場合に行われる。

【００３２】このように可動シャフト１１が上昇動作し
ている間においては、該可動シャフト１１の下端部１３
に下方に向かって取り付けられた円筒状のバルブシート
１４の内周面は、図３に示すように、可動弁１５の外周
面に押し付けられておらず、バルブシート１４の内周面
と可動弁１５の外周面とは互いに離反して、エア通孔１
３ａと先端ノズル２の吐出孔３、４との間は開放され、
エア供給口１７より可動シャフト１１内部のエア通路１
２及び可動シャフト１１の下端部１３にあるエア通孔１
３ａを通って供給されるブローエアａは、先端ノズル２
の吐出孔３、４から噴出する。

【００３３】〔ブローエアの吐出停止動作について〕他
方、吐出停止動作は、図２に示すように、可動シャフト
１１がアクチュエータ１８（図１参照）の駆動により下
止点位置に下降動作した状態にある場合に行われる。

【００３４】このように可動シャフト１１が下降動作し
ている間においては、該可動シャフト１１の下端部１３
に取り付けられたバルブシート１４の内周面は、図２に
示すように、可動弁１５の外周面に押し付けられてお
り、バルブシート１４の内周面と可動弁１５の外周面と
は互いに密着して、エア通孔１３ａと先端ノズル２の吐
出孔３、４との間は閉鎖されて、エア供給口１７より可
動シャフト１１内部のエア通路１２及び可動シャフト１
１の下端部１３にあるエア通孔１３ａを通って供給され
るブローエアａは、先端ノズル２の吐出孔３、４から噴
出しない。

【００３５】本発明のノズル装置は、容器への内容物ｃ
の充填操作中においては、前記可動シャフト１１をアク
チュエータ１８によって下止点位置に継続的に下降動作
させて、先端ノズル２からブローエアａを噴出させな
い。

【００３６】そして、容器に対する内容物ｃの充填が全
て終了した後に、あるいは適宜数量の容器に対する充填
が終了する毎に、前記可動シャフト１１をアクチュエー
タ１８によって上止点位置に上昇動作させて、先端ノズ
ル２からブローエアａを噴出させて、先端ノズル２の吐
出孔３、４内に残留している内容物ｃを吹き飛ばして除
去するものである。

【００３７】なお、供給口１７からのブローエアａの供
給は、内容物ｃの充填操作の終了タイミングに整合させ
て供給開始してもよいし、、あるいはその終了前後に供
給開始してもよいし、あるいは常に供給状態を保持して
いてもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明の液体充填ノズル装置は、充填用
の内容物を吐出する先端ノズル内部に上下移動するバル
ブシートと可動弁とによるブローエア噴出開始・噴出停
止機構を設け、この機構を介して先端ノズルの吐出孔よ
りブローエアを噴出させて、充填操作を終了した後にお
ける吐出孔内部に残留する内容物を吹き飛ばして除去す
ることができ、内容物が吐出孔にそのまま残存して乾燥
固化し、吐出孔に目詰まりを生じることを回避できる効
果がある。

【００３９】また、内容物が微細な粒状固形物を含むよ
うな流動物である場合には、充填操作を終了した後にお
ける先端ノズルの吐出孔内部に残留する固形物を吹き飛
ばして除去することができ、粒状固形物が吐出孔内に残
留固化して同様に吐出孔に目詰まりを生じることを回避
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の液体充填ノズル装置の全体側
断面図、（ｂ）は本発明の液体充填ノズル装置の先端ノ
ズルの下面図、（ｃ）は本発明の液体充填ノズル装置に
おける可動弁の部分拡大斜視図である。

【図２】本発明の液体充填ノズル装置のブローエアの噴
出停止動作における先端ノズル部分の側断面図である。

【図３】本発明の液体充填ノズル装置のブローエアの噴
出動作における先端ノズル部分の側断面図である。

【図４】従来の液体充填ノズル装置の全体側断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ…液体充填ノズル装置 Ｂ…容器 ａ…ブローエア
ｃ…充填物 １…外筒 １ａ…充填物通路 １ｂ…軸受 １ｃ…放射
状軸受 ２…先端ノズル ３、４…吐出孔 ５…当接体 ５ａ…切溝通路 ６…充
填物供給口 １１…可動可動シャフト １２…エア通路 １３…可動
シャフト下端部 １３ａ…エア通孔 １４…バルブシート １５…可動弁
１５ａ…支軸 １５ｂ…弁面体 １６…弾性部材 １７…ブローエア供
給口 １８…アクチュエータ ２１…外筒 ２２…先端ノズル ２３…吐出口 ２４…
吐出孔 ２５…充填物供給口 ２６…可動可動シャフト ２７…
弁本体部 ２８…伸縮部材 ２９…アクチュエータ ２９ａ…作動
ロッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端部に先端ノズル２と上側部に充填内容
   物供給口６とを備えた外筒１と、該外筒１内に装着され
   且つ外筒１の上部に取付けたアクチュエータ１８にて上
   下方向にスライド移動可能な可動シャフト１１と、該可
   動シャフト１１の下端部１３に下向きに取り付けられた
   円筒状のバルブシート１４と、該可動シャフト下端部１
   ３にその可動シャフト１１の長手方向にスライド移動可
   能に取り付けられ且つ長手下方に向かって付勢され且つ
   先端ノズル２を閉鎖せずにその上部内面に当接するとと
   もに前記バルブシート４の内周面と密着可能な弁面体１
   ５ｂを有する可動弁１５とを備え、該可動シャフト１１
   の内部にその上端部から下端部１３まで連通するエア通
   路１２及び前記可動シャフト１１の上昇動作により形成
   されるバルブシート１４と可動弁１５との隙間を経由し
   て供給されるブローエアａを先端ノズル２より噴出させ
   るようにしたことを特徴とする液体充填ノズル装置。
2. 【請求項２】前記弁面体１５ｂが、ドーム形状、半球形
   状、円錐台形状のいずれかである請求項１記載の液体充
   填ノズル装置。
3. 【請求項３】前記先端ノズル２の上部内部に、先端方向
   に向かって細径となる形状の空間が形成され、前記可動
   弁１５の先端側に、該空間内面に装着され且つ外面に先
   端方向に向かう切溝通路５ａを形成した先端方向に向か
   って細径となる形状の当接体５が一体的に設けられてい
   る請求項１又は請求項２記載の液体充填ノズル装置。
4. 【請求項４】前記当接体５が逆ドーム形状、逆半球形
   状、逆円錐台形状のいずれかである請求項３記載の液体
   充填ノズル装置。