(57)【要約】【課題】飲料等の充填装置において充填ノズルの内部に設けられる隔離部材としてのベローズの耐久性を向上させ、装置稼働率を向上可能な充填ノズルおよび充填装置を提供する。【解決手段】飲料等を充填するための充填ノズルであって、前記充填ノズル内部には、充填物の供給を制御するバルブを駆動させるための駆動伝達部品と、前記駆動伝達部品の周りを覆い、前記駆動伝達部品と充填ノズル内部の充填物とを隔離するためのベローズとを少なくとも有しており、前記ベローズはフッ素系樹脂で形成され、且つ、湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有することを特徴とする充填ノズルとする。また、当該充填ノズルを搭載した充填装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料等を充填するための充填ノズルであって、前記充填ノズル内部には、
充填物の供給を制御するバルブを駆動させるための駆動伝達部品と、
前記駆動伝達部品の周りを覆い、前記駆動伝達部品と充填ノズル内部の充填物とを隔離するためのベローズとを少なくとも有しており、
前記ベローズはフッ素系樹脂で形成され、且つ、湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有することを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
前記ベローズが切削加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の充填ノズル。
【請求項３】
前記ベローズの前記山部と前記谷部の繰り返し構造が、Ｕ字型もしくは半円環状型の何れかであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の充填ノズル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の充填ノズルを搭載した充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に飲料等の液体を充填する充填ノズル、およびこれを搭載した充填装置に関し、特に、アセプティック充填を必要とする飲料等の充填装置において、容器内に飲料等を無菌充填する際に好適に用いられる充填ノズル、およびこれを搭載した充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充填ノズルにおいては、容器内に飲料等を充填するためにバルブの開閉動作を行う必要がある。この開閉動作にはエア圧等の力が利用されており、この力で動作するシリンダからの駆動がバルブへと伝えられる。従って、充填ノズルの内部にはシリンダからの駆動を伝えるための駆動伝達部品を配置する必要がある。
【０００３】
バルブを動作させるための駆動伝達部品は、その往復動作機構から潤滑油などが塗布される場合が多い。このため、駆動伝達部品と充填ノズル内部の充填物とを隔離するための部材として、駆動伝達部品の周りを覆うベローズが用いられてきた。
【０００４】
バルブの開閉動作を行う際に駆動伝達部品が往復動作するが、この時、駆動伝達部品の周りを覆っているベローズも伸縮動作を繰り返すこととなる。このベローズとして、従来ゴム製の伸縮体が用いられていた（特許文献１）。このようなゴム製のベローズを用いると、伸縮性に優れていることから駆動伝達部品の往復動作への追従には対応できるが、繰り返しの伸縮動作によりゴムに伸びや破れが発生しやすい傾向があった。このため、繰り返しの使用には適していなかった。万が一ゴムが傷付いたり破れたりしてしまうと、飲料等の充填物の中に油が漏れ出す原因となる。
【０００５】
また、飲料等を充填する充填装置の場合、アセプティックを維持するために、飲料等の充填時以外に、蒸気による滅菌や薬品による洗浄が行われる。こういった環境下においては、長期間の使用によりゴムの形状や物性に変化が発生してしまうため、定期的な交換が必要となる。さらには、ベローズは充填ノズルの内部に設けられているため、定期交換時の交換作業は大きな負担となり、充填装置の稼働率を下げる原因となっていた。
【０００６】
一方、ベローズの耐久性を向上させる目的で、ベローズの構造を２層とする技術が開示されている（特許文献２）。つまり、外方側ベローズと上記外方側ベローズの内方に設けられた内方側ベローズとを形成し、前記外方側ベローズは金属製であると共に前記内方側ベローズはゴム等の弾性材により形成したものである。
【０００７】
このようにベローズの構造を２層とすることで、単にゴム製のベローズを用いた場合と比べて耐久性の向上はある程度見込めるが、ベローズの構造自体が複雑化してしまう点や、依然としてゴム製のベローズを用いていることから、ゴムの破損や物性変化が発生してしまう点、さらには、ゴム製あるいは金属製のベローズのいずれかが破損した場合の発見が遅れてしまう点などが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５００７００号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたものであり、飲料等の充填装置において充填ノズルの内部に設けられる隔離部材としてのベローズの耐久性を向上させ、装置稼働率を向上可能な充填ノズルおよび充填装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題を達成するために、以下の様な手段を講じる。
第１の発明は、飲料等を充填するための充填ノズルであって、前記充填ノズル内部には、充填物の供給を制御するバルブを駆動させるための駆動伝達部品と、前記駆動伝達部品の周りを覆い、前記駆動伝達部品と充填ノズル内部の充填物とを隔離するためのベローズとを少なくとも有しており、前記ベローズはフッ素系樹脂で形成され、且つ、湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有することを特徴とする充填ノズルである。
第２の発明は、前記ベローズが切削加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の充填ノズルである。
第３の発明は、前記ベローズの前記山部と前記谷部の繰り返し構造が、Ｕ字型もしくは半円環状型の何れかであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の充填ノズルである。
第４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の充填ノズルを搭載した充填装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の充填ノズルによれば、充填ノズルの内部に設けられる隔離部材としてのベローズがフッ素系樹脂で形成されているので、従来のゴム製ベローズと比較して機械的強度に優れ、繰り返しの使用においても形状変化が生じることはない。また、耐薬品性にも優れていることから、薬品による洗浄等が行われた場合であっても物性変化が発生しにくいといった効果も得られる。また、ベローズの構造を２層とする必要がなくなるため構造自体が複雑化せず、ゴム製あるいは金属製のベローズのいずれかが破損した場合であっても、破損の発見が遅れてしまう心配がない。従って、本発明の充填ノズルを搭載した充填装置によれば、定期交換時の交換作業の負担を軽減し、充填装置の稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における充填ノズルの概略断面図。
【図２】（ａ）本発明の実施形態における、ベローズ形状の一例（Ｕ字型形状）を示した概略図。（ｂ）本発明の実施形態における、ベローズ形状の他の例（半円環状型形状）を示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明は、充填装置の稼働率向上に資する充填ノズルを提供するものである。特に、充填ノズルの内部に設けられる隔離部材としてのベローズを２層構造のように複雑な構造とすることなく、また、繰り返しの使用においても形状や物性の変化が発生しにくい素材で形成することで耐久性を向上させている。
ベローズの形状としては湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有している。これは、駆動伝達部品の往復動作へ追従する際に必要な伸縮性を持たせる上で有利な構造である。特に、伸縮性と内部洗浄時における洗浄のし易さ等も考慮した場合、図２に示すようなＵ字型もしくは半円環状型の形状としておくことが好ましいが、適宜、耐久性や洗浄性などを考慮して形状を設計することができる。例えば、上述のようなＵ字型もしくは半円環状型の形状にベローズを設計しておけば、谷部への蒸気や洗浄薬品等の導入がスムーズに行なわれ、洗浄性能の向上が見込める。
また、湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有しているので、伸縮時に局所的に応力が集中することなく、応力を分散させることができる。そのため、ベローズにクラックが入ってしまったり、局所的な疲労による材料の劣化が発生してしまったりする可能性を低減させることができるので、ベローズの耐久性を向上できる。
【００１４】
上述のような湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有するベローズを形成する場合、用いるフッ素系樹脂が所望の形状に加工可能であれば、その加工方法に特に制限はない。例えば、溶融押出成形法、射出成形法、圧縮成形法などの種々の加工方法を用いることができる。これらの成形法を用いた場合、形成されたベローズ内で樹脂内部応力にばらつきが出たり、製造ロット間の品質ばらつきが出たりすることも考えられる。繰り返しの使用において、樹脂内部の応力変化やそれに由来する形状変化を少なくする必要がある場合には、切削加工により所望の形状に加工することが、品質安定化や耐久性の観点からも好ましい。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における充填ノズルの概略断面図である。本実施形態の充填ノズル２の内部にはプランジャー４を備えており、このプランジャー４を往復動作させることで、充填ノズル２の先端部にあるバルブ（図示せず）の開閉動作を行なっている。
【００１６】
このように、バルブの開閉動作を行なうためには、プランジャー４と、それに力を伝える駆動伝達部品３が往復動作するが、駆動伝達部品３の周りには潤滑油が塗布されているため、充填ノズル２内部の充填物流路５を通る充填物と駆動伝達部品３とを隔離するためにベローズ１が設けられている。
【００１７】
ベローズ１の形状は、図１のように湾曲した山部と谷部の繰り返し構造を有しており、駆動伝達部品３の往復動作にあわせて伸縮動作を繰り返す。本発明者は、充填物の充填動作を繰り返し実施することでベローズ１の耐久性確認を行なったが、繰り返しの充填動作によってもベローズ１は破損することなく、飲料等の充填物の中に潤滑油が漏れ出す不具合は発生しなかった。
【００１８】
また、飲料等を充填した後に、アセプティックを維持するための薬品による定置洗浄を行なったところ、充填ノズル２内部に設けられたベローズ１は、その谷部を含めて飲料等の残渣無くきれいに洗浄できた。さらには、内部洗浄後の充填ノズル２を用いて再度飲料等の充填動作を繰り返し試みたところ、洗浄前と同様の充填動作が可能であった。
【００１９】
このように、本発明の充填ノズルを用いることで、繰り返しの使用においてもベローズの形状や物性が変化せず、安定した充填動作が可能であった。また、充填ノズル内部を洗浄した後であっても、洗浄前と同様の充填動作が可能となり、優れた耐久性と洗浄性を有する充填ノズルを提供することができた。また、当該充填ノズルを搭載した充填装置にあっては、その稼働率を向上させることができた。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・ベローズ
２・・・充填ノズル
３・・・駆動伝達部品
４・・・プランジャー
５・・・充填物流路
【図１】
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【図２】
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