(57)【要約】【課題】  吐出液の液割れ現象や、風船現象の発生を防止して、トップシール不良を防止することができる液体充填ノズルや、かかる液体充填ノズルを備えた液体充填機械を提供すること。【解決手段】  液体吐出開口を有するノズル本体と、該ノズル本体の液体吐出開口に設けられた１又は２以上の網状体４６とを備えた液体充填ノズルであって、網状体４６の網目状領域７２の一部を非網目状とする閉孔部７４が設けられた液体充填ノズル、及びかかる液体充填ノズルを備えた液体充填機械である。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出開口を有するノズル本体と、該ノズル本体の液体吐出開口に設けられた１又は２以上の網状体とを備えた液体充填ノズルであって、
前記網状体の網目状領域の一部を非網目状とする閉孔部が設けられたことを特徴とする液体充填ノズル。
【請求項２】
網状体が、閉孔部を有していることを特徴とする請求項１に記載の液体充填ノズル。
【請求項３】
ノズル本体の最先端に設けられた網状体が、閉孔部を有していることを特徴とする請求項２に記載の液体充填ノズル。
【請求項４】
閉孔部を有する閉孔部材が、網状体に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体充填ノズル。
【請求項５】
閉孔部材が、ノズル本体の最先端に設けられた網状体に隣接して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体充填ノズル。
【請求項６】
閉孔部が、網状体の中心を通って網目状領域を等分割する部位であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体充填ノズル。
【請求項７】
閉孔部が、周縁部から内方に向かって突出した凸部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体充填ノズル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液体充填ノズルを１又は２以上備えたことを特徴とする液体充填機械。
【請求項９】
液体充填ノズルから吐出される液体量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の液体充填機械。
【請求項１０】
制御手段が、液体充填ノズルから吐出される液体量を最大吐出量よりも少量に制限することを特徴とする請求項９に記載の液体充填機械。
【請求項１１】
容器を間欠的に搬送する搬送コンベアを備え、２以上の液体充填ノズルが前記搬送コンベアの搬送方向に沿って配設されたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の液体充填機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、牛乳パック等の有底筒状容器に液体を充填する際に使用される、液体吐出開口に網状体を備えた液体充填ノズル、及びかかる液体充填ノズルを備えた液体充填機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体の表面張力によって液体の重力による流下を防止するために、開口に網状体を設けた液体充填ノズルが知られており、例えば、ノズル本体と、これの下端開口に装着されている液体重力流下防止部材（網状体）とを備えており、同部材が、上下に間隔をおいて配置された複数の多孔板よりなる液体充填ノズルが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−１６４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記網状体を備えた液体充填ノズルを用いて充填する場合、充填物や充填量によっては、液体充填ノズルからの吐出液の液割れ現象や、充填開始時又は充填終了時の風船現象（図９参照。）が発生していた。
【０００５】
この吐出液の液割れ現象が発生すると、容器のトップシール面を濡らし、トップシール不良になったり、容器外へ流出する場合もある。さらに、液割れ現象の発生により、容器内の泡立ちも多くなり、トップシール不良になりやすくなり、また、充填中の液はねも発生しやすくなる。
【０００６】
また、充填開始時もしくは充填終了時の風船現象が発生すると、搬送される容器に風船が引っ掛かり、トップシール面を濡らしたり、風船が裂けて飛び散り、トップシール面が濡れてトップシール不良になる。
【０００７】
本発明の課題は、吐出液の液割れ現象や、風船現象の発生を防止して、トップシール不良を防止することができる液体充填ノズルや、かかる液体充填ノズルを備えた液体充填機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、網状体を備えた液体充填ノズルを用いて充填する場合に生じる液割れ現象の発生や風船現象の発生を防止すべく鋭意検討した結果、まず、液体吐出開口径を小さくすることによりかかる問題を解決できることを見い出したが、単に液体吐出開口径を小さくすると、吐出面積が小さくなり、充填中の液はね及び容器内の泡立ちが多くなり、トップシール不良になり、また同時に、充填直後の容器搬送時の液ゆれも高くなり、トップシール面を濡らすという問題に直面した。そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討した結果、網状体の網目状領域の一部を非網目状とする閉孔部を設けて、液体吐出開口における網状体の網目状領域の最大内接円を小さくすることにより、液割れ現象の発生や風船現象の発生を防止することができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、（１）液体吐出開口を有するノズル本体と、該ノズル本体の液体吐出開口に設けられた１又は２以上の網状体とを備えた液体充填ノズルであって、前記網状体の網目状領域の一部を非網目状とする閉孔部が設けられたことを特徴とする液体充填ノズルや、（２）網状体が、閉孔部を有していることを特徴とする前記（１）に記載の液体充填ノズルや、（３）ノズル本体の最先端に設けられた網状体が、閉孔部を有していることを特徴とする前記（２）に記載の液体充填ノズルや、（４）閉孔部を有する閉孔部材が、網状体に隣接して設けられていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の液体充填ノズルや、（５）  閉孔部材が、ノズル本体の最先端に設けられた網状体に隣接して設けられていることを特徴とする前記（４）に記載の液体充填ノズルや、（６）閉孔部が、網状体の中心を通って網目状領域を等分割する部位であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の液体充填ノズルや、（７）閉孔部が、周縁部から内方に向かって突出した凸部であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の液体充填ノズルに関する。
【００１０】
また本発明は、（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液体充填ノズルを１又は２以上備えたことを特徴とする液体充填機械や、（９）液体充填ノズルから吐出される液体量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする前記（８）に記載の液体充填機械や、（１０）制御手段が、液体充填ノズルから吐出される液体量を最大吐出量よりも少量に制限することを特徴とする前記（９）に記載の液体充填機械や、（１１）容器を間欠的に搬送する搬送コンベアを備え、２以上の液体充填ノズルが前記搬送コンベアの搬送方向に沿って配設されたことを特徴とする前記（８）〜（１０）のいずれかに記載の液体充填機械に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液体充填ノズルを用いることにより、吐出液の液割れ現象や風船現象の発生を防止して液体を充填することができ、トップシール不良を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の液体充填ノズルとしては、液体吐出開口を有するノズル本体と、該ノズル本体の液体吐出開口に設けられた１又は２以上の網状体とを備えた液体充填ノズルであって、前記網状体の網目状領域の一部を非網目状とする閉孔部が設けられた液体充填ノズルであれば特に制限されるものではなく、本発明によれば、液体吐出開口における網状体の網目状領域の最大内接円を小さくして、吐出液の液割れ現象や風船現象の発生を防止して液体を充填することができ、トップシール不良を有効に防止することができる。また、閉孔部により、吐出される液の断面を分断することができるので、吐出液が容器の底に当った時の衝撃が分散されるため小さくなり、容器内の泡立ち、充填中の液はねを抑制することができ、充填する時の容器の押し上げ量が少ない場合や充填する時の容器の押上がない場合にも有効である。
【００１３】
本発明の液体充填ノズルにおける閉孔部は、網状体自体に設けられていてもよいし、網状体とは別個に設けられていてもよく、これらを併用してもよい。
【００１４】
網状体自体が閉孔部を有する場合、２以上の網状体を有するときには、すべての網状体に閉孔部を設けてもよいし、一部の網状体に閉孔部を設けてもよいが、最先端に設けられた網状体に閉孔部が設けられていることが、液割れ現象及び風船現象をより効果的に防止できることから好ましい。閉孔部の形状としては、網状体の周縁部（枠部材）から内方に向かって設けられた部位や、網状体の中心部に設けられた部位が挙げられ、網状体の周縁部（枠部材）から内方に向かって設けられた部位としては、例えば、網状体の中心を通って網目状領域を等分割する部位や、網状体の周縁部から内方に向かって突出した凸部を挙げることができる。網状体の中心を通って網目状領域を等分割する部位としては、具体的に、枠部材を直線的に連結して網目状領域を２分割する板状又は棒状部や、網状体の中心から放射状に延びた網目状領域を３，４，５…分割する板状又は棒状部が挙げられる。また、網状体の周縁部から内方に向かって突出した凸部としては、本発明の効果を奏する限度において内方に向かって突出した部位であればよく、具体的に、枠部材から中心に向かって延びた１又は２以上の板状又は棒状部が挙げられる。凸部の長さとしては、例えば、網目状領域の半径（四角形の場合は一辺の長さの１／２）の２割以上であることが好ましく、３〜８割程度であることがより好ましい。また、網状体の中心部に設けられた部位としては、網状体の中心部に設けられた円形、三角形、四角形、星形、十字状等の部位を挙げることができる。
【００１５】
閉孔部が網状体とは別個に設けられている場合、２以上の網状体を有するときには、かかる閉孔部は、２以上の網状体の間に設けられたスペーサーに設けることもできるし（閉孔部を有する閉孔部材（以下、閉孔部材という。））、両端の網状体の外側に隣設された部材に設けることもでき（閉孔部材）、最先端に設けられた網状体に隣接して閉孔部材が設けられていることが、液割れ現象及び風船現象をより効果的に防止できることから好ましい。また、１の網状体を有するときには、その両側又は片側に、閉孔部材を設けることができる。網状体と別個に設けられた閉孔部材の網状領域の一部を非網目状とする形態としては、上記網状体自体に設けられる場合と同様である。
【００１６】
また、本発明の液体充填ノズルにおける筒状ノズルや網状体としては、従来公知のものと同様のものを用いることができ、ノズル本体の液体吐出開口の形状としては、例えば、円形、四角形、三角形等が挙げられる。
【００１７】
また、本発明の液体充填機械としては、上記閉孔部を有する液体充填ノズルを１又は２以上備えた液体充填機械であれば特に制限されるものではなく、液体充填ノズルから吐出される液体量を制御する制御手段、特に、液体充填ノズルから吐出される液体量を最大吐出量よりも少量に制限する制御手段を備えている態様を挙げることができる。風船現象は、充填量を抑えて充填する際に発生しやすいが、この風船現象を有効に防止することができる。
【００１８】
また、本発明の液体充填機械としては、容器を間欠的に搬送する搬送コンベアを備え、上記閉孔部材を有する２以上の液体充填ノズルが前記搬送コンベアの搬送方向に沿って配設された態様を挙げることができ、この容器昇降手段を備えていない態様の場合、閉孔部により吐出される液の断面が分割され、吐出液が容器の底に当った時の衝撃が分散されるため小さくなって、容器内の泡立ち、充填中の液はねを抑制することができるので、特に有用である。また、多数の容器を間欠的に搬送する搬送コンベアと、該搬送コンベアの搬送方向に沿って順次配設され、搬送される所望の容器に対してそれぞれ所定量の液体を順次充填して所望の容器を充満させる２以上の液体充填ノズルを備えた液体充填機械が挙げられ、この場合、各液体充填ノズルの吐出量を多くしたり少なくしたり調整してそれぞれの液体充填ノズルの吐出量が均一とならないので、さらに風船現象を生じやすいという問題が生じるが、本発明によればこれも同時に防止することができる。
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液体充填装置を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の液体充填機械の概略図であり、図２は図１に示される液体充填機械の液体充填部を詳細に示す図であり、図３は図１に示される液体充填機械の液体充填ノズルの拡大図であり、図４は図３に示される液体充填ノズルの先端部の部分拡大図であり、図５〜図７は本発明の閉孔部（閉孔部材）の配置態様を示す図であり、図８は、本発明の閉孔部による網目状領域の閉孔態様を具体的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る液体充填機械は、容器供給装置１と、殺菌装置２と、容器底部成形装置３と、搬送コンベア６と、液体充填装置４と、容器頂部成形装置５とを備えており、殺菌装置２から容器頂部成形装置５にかけての容器搬送経路は無菌チャンバ７と呼ばれるクリーンルームに覆われ、常に無菌エアーが供給されることで陽圧に保たれた無菌空間を形成している。液体充填機械の運転開始前には、この無菌チャンバ７内を殺菌剤で殺菌する。なお、符号１１はマガジンを示し、符号１２は容器供給装置を示し、符号２１は殺菌セクションを示し、符号２２は乾燥セクションを示し、符号３０は水平回転軸を示し、符号３１はマンドレルを示し、符号３２は一次底部加熱装置を示し、符号３３は二次底部加熱装置を示し、符号３４は癖折り装置を示し、符号３５は底部加圧密封装置を示し、符号５０は一次頂部癖折り装置を示し、符号５１は二次頂部癖折り装置を示し、符号５２は頂部加熱装置を示し、符号５３は頂部加圧密封装置を示し、符号６０は容器保持片を示し、符号６１はチェーンを示し、符号６２は案内レールを示す。
【００２１】
液体充填装置４は、液体充填ノズル４１と、定量シリンダ４２と、タンク４３とを備えている。液体充填ノズル４１は、容器搬送方向に沿って、上流側から同一構造の一次液体充填ノズル、二次液体充填ノズル及び三次液体充填ノズルを有している。図２に示すように、液体充填ノズル４１は、垂直ノズル本体４５と、充填液の自重による流下を防止するようにノズル本体４５の下端開口に設けられている網状体４６と、ノズル本体４５の高さの中程に備えられている流出用逆止弁４７と、ノズル本体４５の上端に垂直下向きに取付けられかつ逆止弁４７の弁棒と当接し逆止弁４７を開放するように押動するピストンロッド４８を有する弁開放用流体圧シリンダ４９とを備えている。
【００２２】
また、ノズル本体４５に接続管５４によって接続されている定量シリンダ４２内には、ピストン４４が往復動自在に設けられている。定量シリンダ４２の上端には垂直状入口管５５が接続されており、入口管５５内には流入用逆止弁５６が備えられている。入口管５５の上端には弁開放用流体圧シリンダ５７が垂直下向きに取付けられており、ピストンロッド５８が逆止弁５６の弁棒と当接し逆止弁５６を開放する。また、入口管５５の高さの中程には供給管５９の出口端が接続されている。供給管５９の入口端は、タンク４３に接続されている。
【００２３】
定量シリンダ４２内に設けられたピストン４４は、図示しない駆動手段によって、往復動させられる。駆動手段は、ピストン４４の往復動作の速度、距離を任意に変更することができる。一次液体充填ノズル、二次液体充填ノズル、三次液体充填ノズルへ液体を送る３つの定量シリンダ４２のピストン４４は、図示しない制御装置によって制御された駆動手段によってそれぞれ異なる動作パターン（動作曲線）で往復動させられている。すなわち、例えば、サーボモータを正逆回転させることにより、ピストン４４が左右に往復動させられる。ピストン４４が左動すると、流入用逆止弁５６が開かれて、タンク４３から定量シリンダ４２に充填液が流入する。ピストン４４が右動すると、今度は、流出側逆止弁４７が開かれて、定量シリンダ４２から液体充填ノズル４１に充填液が送り込まれ、送り込まれた量に相当する充填液が液体充填ノズル４１から吐出される。
【００２４】
上記の液体充填装置４によって、例えば、一次液体充填ノズルにより容器Ｃの容量の２０〜３０％に相当する液体が充填され、続く二次液体充填ノズルにより容器Ｃの容量の４０〜５０％に相当する液体が充填され、最後に三次液体充填ノズル４１ｃにより容器Ｃの容量の２５〜３５％に相当する液体が充填されて、容器Ｃへの充填が完了する。
【００２５】
また、図３及び図４に示すように、ノズル本体４５の下端開口に設けられている網状体４６は、平面視して円形の枠部材７１内部に網目状領域７２を有する網状部材であって、スペーサー７３を介して、所定間隔をあけて４枚設けられている。なお、それぞれの網状体４６における網目の大きさは、適宜調整されている。かかる網状体４６の網目状領域７２の一部を非網目状とする閉孔部７４としては、例えば、図５〜図７に示すような態様が挙げられる。図５に示される態様においては、最先端（最下端）の網状体４６自体に閉孔部７４が設けられており、かかる閉孔部７４は、網状体４６の中心から放射状に延びた網目状領域を３分割する板状部である。また、図６に示される態様においては、最先端（最下端）の網状体４６に隣設されたスペーサー７３に閉孔部７４が設けられており（閉孔部材）、かかる閉孔部７４は、網状体４６の中心から放射状に延びた網目状領域を３分割する板状部である。また、図７に示される態様においては、最先端（最下端）の網状体４６の先端側（外側）に隣設されており（閉孔部材）、かかる閉孔部７４は、網状体４６の中心から放射状に延びた網目状領域を３分割する板状部である。
【００２６】
また、閉孔部７４による網目状領域７２の閉孔態様としては、図８に示されるものが挙げられ、網状体４６が円形の場合、円形の網目状領域７２を複数のより小さな網目状領域に分断する態様（図８（ａ））や、円形の網目状領域７２を直線的に２分割する態様（図８（ｂ））や、円形の網目状領域７２を等間隔に４分割する態様（図８（ｃ））や、円形の網目状領域７２の外周から内方に向かって突出した複数の凸部により網目状領域の一部を分断する態様（図８（ｄ））が挙げられる。また、網状体４６が四角形の場合、四角形の網目状領域７２の一辺の中央から直線的に２分割する態様（図８（ｅ））や、四角形の網目状領域７２の一辺の中央から直線的に４分割する態様（図８（ｆ））や、四角形の網目状領域７２の角部から対角線で４分割する態様（図８（ｇ））や、四角形の網目状領域７２の中心部に設けられた十字状部位により、網目状領域の一部を分断する態様（図８（ｈ））が挙げられる。
【００２７】
以上のような、閉孔部７４を有する網状体４６を備えた液体充填ノズル４１を備えた液体充填機械においては、搬送コンベア６によって、容器Ｃは、容器底部成形装置３から液体充填装置４へと順次送られ、その際、一次〜三次液体充填ノズル４１によって、容器Ｃに充填がなされるが、上記のように、本発明の液体充填機械における液体充填ノズル４１は閉孔部を有しているので、吐出液の液割れ現象や風船現象の発生を防止することができ、トップシール不良を有効に防止することができる。また、吐出される液の断面を分断することができるので、吐出液が容器の底に当った時の衝撃が分散されるため小さくなり、容器内の泡立ち、充填中の液はねを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の液体充填機械の概略図である。
【図２】図１に示される液体充填機械の液体充填部を詳細に示す図である。
【図３】図１に示される液体充填機械の液体充填ノズルの拡大図である。
【図４】図３に示される液体充填ノズルの先端部の部分拡大図である。
【図５】本発明の閉孔部（閉孔部材）の一配置態様を示す図である。
【図６】本発明の閉孔部（閉孔部材）の一配置態様を示す図である。
【図７】本発明の閉孔部（閉孔部材）の一配置態様を示す図である。
【図８】本発明の閉孔部による網目状領域の閉孔態様を具体的に示す図である。
【図９】従来の液体充填ノズルにおいて生じる風船現象を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    容器供給装置
２    殺菌装置
３    容器底部成形装置
４    液体充填装置
５    容器頂部成形装置
６    搬送コンベア
７    無菌チャンバ
１１    マガジン
１２    容器供給装置
２１    殺菌セクション
２２    乾燥セクション
３０    水平回転軸
３１    マンドレル
３２    一次底部加熱装置
３３    二次底部加熱装置
３４    癖折り装置
３５    底部加圧密封装置
４１    液体充填ノズル
４２    定量シリンダ
４３    タンク
４４    ピストン
４５    ノズル本体
４６    網状体
４７    流出用逆止弁
４８    ピストンロッド
４９    弁開放用流体圧シリンダ
５０    一次頂部癖折り装置
５１    二次頂部癖折り装置
５２    頂部加熱装置
５３    頂部加圧密封装置
５４    接続管
５５    入口管
５６    流入用逆止弁
５７    弁開放用流体圧シリンダ
５８    ピストンロッド
５９    供給管
６０    容器保持片
６１    チェーン
６２    案内レール
７１    枠部材
７２    網目状領域
７３    スペーサー
７４    閉孔部
【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】
2006224973.tif 000010
【図９】
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