(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から粘性物質を吐出させる、先端部において内径が一定のシリンダーと、前記シリンダーの中間部分に開口した流入部と、前記シリンダーの中で往復運動するスプールとを有し、前記スプールを往復運動させることによって前記流入部を開閉し、更に、前記スプールの先端の充填側先端部には凹部が設けられ、かつ、前記スプールの先端の外側面の外径がスプールの他の部分よりも小さく形成されたことを特徴とする、粘性物質充填装置。
【請求項２】
前記スプールの先端の前記充填側先端部を、更に、前記スプールの長手方向軸線に直交する平面に対して傾斜するように形成したことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、カレールウ、シチュールウ、各種ソース類、飴等の粘性物質を充填する装置の、粘性物質が通過する通路を開閉するための装置に関し、特に、ノズルや開閉装置に粘性物質が残留しにくい粘性物質充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−１０２５０３号公報には、液体充填機の滴下防止装置が開示されている。該滴下防止装置は袋等の容器に液体を注入充填する注入器を有し、該注入器の下端にはノズルが設けられ、このノズルを弁ピストンによって開閉している。この滴下防止装置が有する前記弁ピストンの下端には、円錐形の凹部が設けられ、該凹部の最深部には、凹部の内面に沿ってエアーを放射状に噴射する複数の噴射孔が設けられている。注入器に液体が残留しないように、前記噴射孔からエアーを噴射して残留液体を吹き落とす。前記弁ピストンの上側には、弁ピストンが前記ノズルを閉じたときノズルの内周面に係合する補助弁が設けられ、この補助弁をノズルの内周面に圧接させるために、補助弁を下方に付勢するスプリングが取り付けられる。
【０００３】
特公昭５８−２２４０２号公報及び実公平４−２７７６１号公報は、粘性物質等を充填するための充填ノズルに関し、ノズル本体より下方に突設注入管の先端に小径開口部を形成し、前記ノズル本体のシリンダー部内を上下に摺動するピストン部を形成し、前記ピストン部に連接して下端面に凹部を形成したスピンドルの先端を、前記スピンドルが下位にあるとき、前記小径開口部に密嵌合する構成を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平４−１０２５０３号公報に開示された液体充填機の滴下防止装置においては、ノズル内周面に係合する補助弁と、該補助弁をノズル内周面に圧接させるため下方へ付勢するスプリング弁が設けられるという複雑な構造のために作動不良が起る恐れが高く、また滴下防止装置装置の洗浄を完全に行うのが困難であるという問題もある。その上、シリンダー内を往復運動するピストンの上方から該ピストンが固着された弁棒とシリンダーとの間に充填液体が入れられ、ピストンが摺動するシリンダー内面より上方の領域においては充填液体の排除を行わないため、例えば、カレールウ等の粘性の高い充填液体を充填する場合には、充填液体が弁棒及びシリンダー内壁に付着し、さらには、シリンダー内壁に付着した充填液体がピストンの摺動や補助弁の作動を妨げる恐れもある。
【０００５】
上述した従来の特公昭５８−２２４０２号公報及び実公平４−２７７６１号公報に開示された充填ノズルは、シリンダー内を往復運動するピストンの上方からの該ピストンが固着された弁棒とシリンダーとの間に充填液体が入れられ、ピストンが摺動する前記小径開口部より上方の領域においては充填液体の排除を行わないため、例えば、カレールウ等の粘性の高い充填流体を充填する場合には、充填流体がピストン外面やシリンダー内壁に付着し、さらには、シリンダー内壁に付着した充填流体がピストンの摺動を妨げる恐れもある。
さらに、上記の装置で充填を行うと、容器等に充填された粘性物質の表面にノズルによって形成される環状の模様が浮き出るという問題も起る。
【０００６】
【本発明の目的】
本発明の目的は、ノズルやシリンダーの内面に粘性物質の残留を起こしたり、液垂れを発生することなく、充填量を高精度に制御することができる粘性物質充填装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、容器等に充填された粘性物質の表面にノズルによって形成される環状の模様が浮き出ることのない粘性物質充填装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の粘性物質充填装置は、先端から粘性物質を吐出させる、先端部において内径が一定のシリンダーと、シリンダーの中間部分に開口した流入部と、シリンダーの中で往復運動するスプールとを有し、スプールを往復運動させることによって流入部を開閉し、更に、スプールの先端の充填側先端部には凹部が設けられ、かつ、スプールの先端の外側面の外径がスプールの他の部分よりも小さく形成されたことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明において、好ましくは、スプールの先端の充填側先端部を、更に、スプールの長手方向軸線に直交する平面に対して傾斜するように形成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明による粘性物質充填装置１は、図１に示すように、粘性物質充填通路の開閉装置部分１０を有する。本発明による装置を他の任意の装置と組合せて使用することもできる。尚、本発明は、粘性物質の粘度が、例えば、１０００〜１５０００ｍＰａ・ｓ、とりわけ２０００〜７０００ｍＰａ・ｓである場合に特に有効である。
【００１０】
粘性物質充填装置１は、タンク３０を有し、タンク３０の底部には鉛直方向通路３５に連通した開口が設けられている。鉛直方向通路３５の下端はロータリーバルブ部３２に連通する。ロータリーバルブ部３２は、バルブシリンダー２００と、その中で回転する回転式のバルブ部材２０１とを有し、バルブ部材２０１は、鉛直断面でＴ字形に構成された通路２０２を有する。Ｔ字形の通路２０２は３つの出入開口ＴＡ、ＴＢ、ＴＣを有する。バルブシリンダー２００は、頂部に設けられた頂上開口２１０と、一方の側部に設けられたピストン側開口２２２と、他方の側部に設けられた流入部側開口２２４とを有し、頂上開口２１０は鉛直方向通路３５に、ピストン側開口２２２は供給ピストン２２０に、流入部側開口２２４は流入部３４に夫々連通する。供給ピストン部２２０は供給シリンダー２３０と、その中で往復運動するピストン２３２とを有する。ピストン２３２はクランク機構等（図示せず）を介してエアシリンダー等のピストン駆動装置（図示せず）によって駆動される。
【００１１】
開閉装置部分１０は、シリンダー１００と開閉用ピストン即ちスプール１０２とを有し、シリンダー１００の中間位置には流入部出口３３が設けられ、シリンダー１００は流入部出口３３によって流入部３４と連通する。シリンダー１００の下端部は粘性物質を吐出するノズルを構成する。スプール１０２は、図２に示すように、スプールの上端部１３０でタイロッド１３２に連結される。タイロッド１３２は軸ピン１３４によって軸支されたクランクレバー１３６に連結され、クランクレバー１３６はエアシリンダー等の開閉用駆動装置（図示せず）によって駆動される。
【００１２】
スプール１０２は、図５に示すように、直径２９ｍｍの円柱形であり、下端、即ち充填側先端部１０４には凹部１０６が形成されている。凹部１０６は、好ましくは、頂角が２５゜の截頭円錐形状であり、該截頭円錐の中心軸線がスプールの長手方向中心軸線と一致する位置に設けられる。凹部の深さは、好ましくは、１５ｍｍであり、凹部の底面は、スプールの長手方向軸線に直交する平面で構成される。
【００１３】
更に好ましくは、スプール１０２の外側面の下端部分をスプール１０２の上方部分よりも細くなるように形成する。即ち、図６に示すように、スプール１０２の外側面に段を付け、スプール１０２の下端部付近の外径が、他の部分の外径よりも小さくなるように形成する。好ましくは、スプール１０２の下端、即ち先端から３ｍｍまでの外径が、他の部分の外径よりも１．２ｍｍ小さくなるように形成する。
或いは、スプール１０２の下端部の外側面をテーパの付いた先細形状にしても良い。好ましくは、スプール１０２の下端から３ｍｍの位置からテーパ形状が始まり、スプール１０２の先端で１．２乃至０．６ｍｍ外径が小さくなるように形成する。
【００１４】
更に、スプール１０２の先端の面を、図７に示すように、スプールの長手方向軸線に直交する平面に対して傾斜させても良い。好ましくは、先端の面を、スプール１０２の長手方向軸線に直交する平面に対して４゜乃至１０゜傾斜させる。また、図８に示すように、上記の先端部に段を有するスプール１０２の先端を傾斜させても良い。
スプール１０２の下端部分を上記の形態とすることにより、スプール１０２の先端部分や、シリンダー１００の内面に付着する粘性物質の量を少なくすることができる。更に、上記の形態を採用することにより、容器等に充填された粘性物質の表面にノズルによって形成される環状の模様が残り難くなる。また、上記のスプール１０２の寸法、形状は充填装置の適用に合わせて適宜変更することができる。
【００１５】
次に、本発明による粘性物質充填装置１の作動を説明する。まず、回転式のバルブ部材２０１を回転させ、出入開口ＴＡと頂上開口２１０、及び、出入開口ＴＢとピストン側開口２２２を夫々整合させる。次に、ピストン駆動装置（図示せず）を作動させ、ピストン２３２を後退、即ち図１の右方へ移動させると、タンク３０内の粘性物質は出入開口ＴＡ及び出入開口ＴＢを通って供給シリンダー２３０の中に吸込まれる。次に、バルブ部材２０１を時計回りに９０゜回転させることによって、図１に示すように、出入開口ＴＡとピストン側開口２２２、及び、出入開口ＴＣと流入部側開口２２４を夫々整合させる。ここで、開閉用駆動装置（図示せず）を作動させることによってスプール１０２を図２に示す位置に上昇させる。この状態でピストン２３２を前進、即ち図１の左方に移動させると、供給シリンダー２３０内の粘性物質は、出入開口ＴＡ、出入開口ＴＣ、流入部３４を順に通過してシリンダー１００の開放端から押出され、ノズルの下に配置された充填容器Ｃに充填される。粘性物質が所望の量押出されたならば、開閉用駆動装置（図示せず）を作動させて、スプール１０２を図３に示す位置まで下降させ、流入部出口３３を閉鎖する。次に、スプール１０２を図４に示す位置、即ちスプール１０２の充填側先端部１０４が流入部出口３３の下端よりも少し下にある位置に上昇させる。以上の操作を繰り返して順次充填を行う。
【００１６】
粘性物質が流入部出口３３から押出されるとき、及びスプール１０２を下降させて流入部出口３３を閉鎖するとき、粘性物質はスプール１０２の充填側先端部１０４と接触する。しかし、充填側先端部１０４の凹部１０６及び凹部付近に付着する粘性物質の量は、スプール１０２の表面と粘性物質との間に凹部１０６によって形成される空気層によって極めて少なくなる。また、スプール１０２の先端を先細形状にしたり、先端面を傾斜させることにより、容器等に充填された粘性物質の表面にノズルによって形成される環状の模様が浮き出ることがなくなる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、ノズルやシリンダー１００の内面に粘性物質の残留を起こしたり、液垂れを発生することなく、充填量を高精度に制御することができる粘性物質充填装置が得られる。更に、本発明により、容器等に充填された粘性物質の表面にノズルによって形成される環状の模様が浮き出ることのない粘性物質充填装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による粘性物質充填装置を示す。
【図２】図２は通路を開放した本発明による粘性物質充填装置の部分拡大図である。
【図３】図３は通路を閉鎖した本発明による粘性物質充填装置の部分拡大図である。
【図４】図４は、通路を閉鎖した後、スプールを少し上昇させた本発明による粘性物質充填装置の部分拡大図である。
【図５】図５は、シリンダー及びスプールの下端部分の拡大断面図である。
【図６】図６はスプールの下端部分の拡大断面図である。
【図７】図７は他の実施形態におけるスプールの下端部分の拡大断面図である。
【図８】図８は更に別の実施形態におけるスプールの下端部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
Ｃ        充填容器
ＴＡ      出入開口
ＴＢ      出入開口
ＴＣ      出入開口
１        粘性物質充填装置
１０      粘性物質充填通路の開閉装置部分
３０      タンク
３２      ロータリーバルブ部
３３      流入部出口
３４      流入部
３５      鉛直方向通路
１００    シリンダー
１０２    スプール
１０４    充填側先端部
１０６    凹部
１３２    タイロッド
１３４    軸ピン
１３６    クランクレバー
２００    バルブシリンダー
２０１    バルブ部材
２０２    Ｔ字形通路
２１０    頂上開口
２２０    供給ピストン部
２２２    ピストン側開口
２２４    流入部側開口
２３０    供給シリンダー
２３２    ピストン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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