(57)【要約】【課題】粘性の高い液状の被充填物を例えば大径部の先端に小径部が接続された異径筒形状の容器に、気泡を混入させることなく充填することができる充填装置と充填方法を提供する。【解決手段】充填工程において、接着剤Ｗは隙間７１を通ってバルブケース３１の内部空間５７、ノズル９の内部空間２３を通ってノズル孔２１から容器３の内部空間４内に小径部７側から充填されて行く。吸引工程において容器３の内部空間４の空気が吸引されて空気吸引経路１５を通って排出され、容器３内はほぼ真空となっているので、接着剤Ｗは空気を巻き込むことなく小径部７を含めて、内部空間４に充填される。従って、容器４には気泡が全く混入しない状態に接着剤Ｗが充填される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の被充填物を硬質の容器内に充填する場合に使用される充填装置において、充填物の経路となる充填経路と、前記充填経路に被充填物を供給する充填手段と、前記充填経路に基端部が接続され、先端部が容器内へ入り込むノズルと、前記容器の開口部を閉鎖するように密着する閉鎖部材と、容器内の空気を吸引する空気吸引手段とを備えていることを特徴とする充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載した充填装置において、ノズルは容器の先端部近傍に達する作用長を有していることを特徴とする充填装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した充填装置において、ノズルを保持するノズルホルダが設けられ、前記ノズルホルダに空気吸引経路が形成されていることを特徴とする充填装置。
【請求項４】
請求項３に記載した充填装置において、前記空気吸引経路は前記ノズルの外周面とノズルホルダとの間に形成される空隙部と、前記空隙部とノズルホルダの外部に連通する接続口とから構成されていることを備えていることを特徴とする充填装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載した充填装置を用いた充填方法において、閉鎖部材を容器の開口部を閉鎖するように密着させて容器の開口部を閉鎖する閉鎖工程と、前記閉鎖工程後、空気吸引手段によって容器内の空気を吸引し、容器内をほぼ真空とする吸引工程と、前記吸引工程後、充填手段によって被充填物を充填経路に供給し、更にノズルから被充填物を容器内へ供給する充填工程とから成ることを特徴とする充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液状の被充填物を定量ずつ容器内に充填する場合に使用される充填装置に係り、特に粘性の高い液状の被充填物内に気泡が混入するのを防止できる充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ある種の合成樹脂のように粘性が高い液状を為していて、空気に晒されると、酸化したり固化したりして変質してしまうものがある。従って、この種の合成樹脂を容器に充填する場合には気泡を含まないように充填する必要がある。ところが従来の充填装置では、容器に充填される合成樹脂が容器内に存在する空気を巻き込み合成樹脂にどうしても気泡が混入してしまう。合成樹脂の粘性がかなり高い場合は、混入した気泡だけを除去することは不可能であるため、合成樹脂の一部を気泡と共に外部に排出することによって気泡を取り除いている。
特に、大径部の先端に小径部が接続された異径筒形状の容器では、小径部に充填された合成樹脂に気泡が混入するのを防ぐことは殆ど不可能であるとされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一旦、充填した合成樹脂の一部を排出すると、排出した分だけ合成樹脂が無駄になるばかりか、合成樹脂の一部を気泡と共に取り除くための工程が必要となり、生産効率が悪くなってしまうという問題がある。
本発明は上記の背景技術が抱える問題点の存在を踏まえてなされたものであって、粘性の高い被充填物を例えば大径部の先端に小径部が接続された異径筒形状の容器に、気泡を混入させることなく充填することができる充填装置と充填方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、液状の被充填物を硬質の容器内に充填する場合に使用される充填装置において、充填物の経路となる充填経路と、前記充填経路に被充填物を供給する充填手段と、前記充填経路に基端部が接続され、先端部が容器内へ入り込むノズルと、前記容器の開口部を閉鎖するように密着する閉鎖部材と、容器内の空気を吸引する空気吸引手段とを備えていることを特徴とする充填装置である。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した充填装置において、ノズルは容器の先端部近傍に達する作用長を有していることを特徴とする充填装置である。
【０００６】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した充填装置において、ノズルを保持するノズルホルダが設けられ、前記ノズルホルダに空気吸引経路が形成されていることを特徴とする充填装置である。
【０００７】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した充填装置において、前記空気吸引経路は前記ノズルの外周面とノズルホルダとの間に形成される空隙部と、前記空隙部とノズルホルダの外部に連通する接続口とから構成されていることを備えていることを特徴とする充填装置である。
【０００８】
請求項５に記載した発明は、請求項１から４のいずれかに記載した充填装置を用いた充填方法において、閉鎖部材を容器の開口部を閉鎖するように密着させて容器の開口部を閉鎖する閉鎖工程と、前記閉鎖工程後、空気吸引手段によって容器内の空気を吸引し、容器内をほぼ真空とする吸引工程と、前記吸引工程後、充填手段によって被充填物を充填経路に供給し、更にノズルから被充填物を容器内へ供給する充填工程とから成ることを特徴とする充填方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粘性の高い被充填物を例えば大径部の先端に小径部が接続された異径筒形状の容器に、気泡を混入させることなく充填することができる。従って、被充填物の一部を気泡と共に外部に排出する工程が不要で、被充填物を無駄にせず、しかも生産効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の充填装置を実施するための最良の形態として図示の実施の形態を例に採って具体的に説明する。
本実施の形態おいて、被充填物は粘性流体であり、粘性の高い液状の合成樹脂から成る接着剤Ｗである。この接着材Ｗの粘度は、１００，０００ＣＰＳ程度である。
また、容器３として大径部５の先端部に小径部７が接続された硬質の異径筒形状の容器を適用した。硬質の容器３を用いるのは、後述するように内部空間４がほぼ真空となるため、これに容器３が変形しないように耐えるものであることが必要だからである。
この容器３の中心には図５に示すように接着剤Ｗの充填空間となる段差状の内部空間４が形成されており、内部空間４の大径部５側の開口を閉塞する止栓蓋６と、内部空間４の小径部７側の開口を閉塞するキャップ８とが取り付けられる。
【００１１】
本発明の充填装置１は、容器３の先端部近傍に達することができる作用長Ｌを有するノズル９と、このノズル９の基端部１１を保持し内部に接着剤Ｗの充填経路１３と空気吸引経路１５とが形成されているホルダ部１７とを有している。更に充填装置１は、充填経路１３の途中に設けられる逆止弁１９と、充填経路１３に接続され、充填経路１３内に接着剤Ｗを供給する充填手段としての図示しない被充填物圧送装置と、空気吸引経路１５に接続された空気吸引手段としての図示しない空気吸引装置とを有している。
【００１２】
ノズル９は、その直径が３．５ｍｍ、ホルダ部１７から突出している作用長Ｌが６０ｍｍ程度の小径長尺のパイプ状の部材である。ノズル９の先端面には直径１ｍｍ程度のノズル孔２１が形成されており、ノズル９内に供給された接着剤Ｗはノズル９内に形成されている内部空間２３を通ってノズル孔２１から流出し、容器３内に充填されるようになっている。
【００１３】
ホルダ部１７は支持部材２５に対して固定されるホルダベース２７と、ノズル９の基端部１１の周囲に設けられるノズルホルダ２９と、ホルダベース２７とノズルホルダ２９とを接続するバルブケース３１とを備えることによって構成されている。
ホルダベース２７は略円板状の部材で側周面には支持部材２５を受け入れる係合溝３３が形成されている。ホルダベース２７の側周面の一部を垂直に切断した側端面には、テーパネジが切られた取付穴３７が刻設されている。取付穴３７には図示しない被充填物圧送装置から延びるホースジョイント３５が取り付けられる。ホルダベース２７の支持部材２５に対する固定は図１、２に示す２つの固定ノブ２６を使用して行われる。
【００１４】
ホルダベース２７の内部には、フランジ部３８にかけて垂直に内部空間３９が形成されており、この内部空間３９は取付穴３７と連通している。内部空間３９には、後述する逆止弁１９の弁体４１を常時閉弁方向Ｃに付勢するための圧縮コイルバネ４３と、圧縮コイルバネ４３のバネ受座を兼ねた弁座４５と、バルブケース３１の大径筒部４７とが収容されている。
【００１５】
バルブケース３１は大径筒部４７と、フランジ部４９と、小径筒部５１とを一体に備えたジョイント部材である。大径筒部４７の周囲にはリング状の周溝５３が形成されており、この周溝５３にはホルダベース２７とバルブケース３１との密閉性を確保するためのＯリング５５が外嵌めされている。
フランジ部４９はホルダベース２７のフランジ部３８に対して密着状態で取り付けられる部分であり、図示しない固定ボルト等を使用して固定される。
【００１６】
小径筒部５１の外側にはノズルホルダ２９が取り付けられ、内側には上記ノズル９の基端部１１が取り付けられている。
バルブケース３１の中心には上下に貫通する内部空間５７が形成されており、この内部空間５７は先端側が窄まっている。そして内部空間５７には逆止弁１９の弁体４１が収容されている。
弁体４１は球状をしており、弁体４１には上方へ突出する係止ボルト５９が取り付けられている。また係止ボルト５９には２つのナット６１が取り付けられており、これら２つのナット６１を利用して圧縮コイルバネ４３の一端が係止されている。
【００１７】
ノズルホルダ２９の中心には、バルブケース３１の小径筒部５１と、ノズル９の基端部１１とを受け入れる段差状の受入穴部６３が形成されている。また受入穴部６３の途中には接続口６５が設けられており、この接続口６５はノズルホルダ２９の外部に連通している。接続口６５にはホルダ部１７の側方へ向けて延長形成された雌ネジが切られており、この雌ネジに螺合される接続具６６には図示しないエアホースの一端が接続されている。更にエアホースの他端には図示しない空気吸引手段としての空気吸引装置が接続されている。
ノズル９の基端部１１側の外周面とノズルホルダ２９との間には空隙部６７が形成されており、この空隙部６７は前記接続口６５と連通している。これら空隙部６７と接続口６５とによって空気吸引経路１５が構成されている。
このように、ノズル９を保持するノズルホルダ２９に空気吸引経路１５を設けたので、部品点数が増加せず、コストを最小限に抑えることができる。
【００１８】
充填経路１３は取付穴３７、ホルダベース２７の内部空間３９、バルブケース３１の内部空間５７及びノズル９の内部空間２３とから構成されている。
ノズルホルダ２９の下面には容器３の上端部に密着して、上側の開口部３ａを閉鎖する閉鎖部材としての吸着パット６９が設けられている。
【００１９】
次にこのようにして構成される本発明の充填装置１の動作を（１）閉鎖工程、（２）吸引工程、（３）充填工程に分けて説明する。
（１）閉鎖工程（図３参照）
本発明の充填装置１を使用して接着剤Ｗの充填を開始する場合には、容器３の小径部７にキャップ８を嵌め、内部空間４の小径部７側の開口を閉塞しておく。そして容器３の大径部５の上部に吸着パット６９を密着させ、容器３の上側の開口３ａを閉鎖する。
【００２０】
（２）吸引工程（図３参照）
閉鎖工程後、図示しない空気吸引装置を作動させる。これにより容器３の内部空間４の空気が吸引されて空気吸引経路１５、更に接続具６６とエアホースを通って排出され、容器３内はほぼ真空状態となる。
充填装置１は、ノズル９とノズルホルダ２９との隙間を空隙部６７としているので簡単な構造で空気吸引経路１５を確保することができる。即ち、吸着パット６９に孔を空けてホースを接続する等、吸着パット６９に特別な加工を施す必要がないので、簡単な構造で空気吸引経路１５を確保することができ、更に吸着パット６９に加工を施さないので、吸着パット６９が変形するおそれがなくて、吸着パット６９は容器３の大径部５の上部に確実に密着して、容器３の上側の開口部３ａを隙間のない状態に閉鎖することができる。
【００２１】
（３）充填工程
吸引工程後、図示しない被充填物圧送装置を作動させて、ホースジョイント３５を経由して、接着剤Ｗを充填経路１３内に送る。充填経路１３とノズル９は予め接着剤Ｗに満たされており、空気は混入していない。充填経路１３内に流入した接着剤Ｗは、逆止弁１９の弁体４１を圧縮コイルバネ４３の付勢力に抗して押し下げ、弁体４１と弁座４５との間に隙間７１を形成する。
そして接着剤Ｗは隙間７１を通ってバルブケース３１の内部空間５７を経て、更にノズル９の内部空間２３を通ってノズル孔２１から容器３の内部空間４内に小径部７側から充填されて行く。
前述のように容器３内はほぼ真空となっているので、接着座Ｗは空気を巻き込むことなく小径部７を含めて、内部空間４に充填される。従って、容器３には気泡が全く混入しない状態に接着剤Ｗが充填される。
【００２２】
そして所定量の接着剤Ｗが充填されたところで図示しない被充填物圧送装置と空気吸引装置の作動を停止して吸着パット６９から容器３を取り外し、大径部５側の内部空間４の開口を止栓蓋６によって閉塞する。
【００２３】
（４）作動停止時（図３参照）
図示しない被充填物圧送装置と空気吸引装置の作動を停止すると、逆止弁１９の弁体４１は圧縮コイルバネ４３の付勢力によって図示のように閉弁方向Ｃに移動する。そして弁体４１は弁座４５に当接した状態になり、逆止弁１９は閉弁状態になる。
【００２４】
以上、本発明を実施するための最良の形態として図示の実施の形態を例に採って詳述してきたが、本発明の具体的構成は図示の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明の充填装置１はホルダ部１７とノズル９が１組ずつ配置される他、複数組のホルダ部１７とノズル９とが並列状態で配置されるように構成することも可能である。また吸着パット６９の形状や大きさ、ノズル９の直径や作用長Ｌは容器３の形状や大きさに併せて適宜変更することが可能である。
また、上記実施の形態では被充填物として粘度が１００，０００ＣＰＳ程度の液状の接着剤を示したが、本発明はこれに限定されず、粘度１００，００ＣＰＳ〜１２０，０００ＣＰＳの範囲の液状の被充填物を気泡の含有しない状態に充填することが可能である。更に、接着剤に限らず、化粧品、食品、薬品及びこれらの材料等、上記の粘度を有する液状の被充填物であれば如何なるものでも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は被充填物を定量ずつ容器内に充填する場合に使用される充填装置の製造、使用分野等で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る充填装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る充填装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る充填装置の動作を説明するための側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る充填装置の動作を説明するための側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る充填装置の充填対象である容器を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  充填装置                        ３  容器
４  内部空間                        ５  大径部
６  止栓蓋                          ７  小径部
８  キャップ                        ９  ノズル
１１  基端部                        １３  充填経路
１５  空気吸引経路                  １７  ホルダ部
１９  逆止弁                        ２１  ノズル孔
２３  内部空間                      ２５  支持部材
２６  固定ノブ                      ２７  ホルダベース
２９  ノズルホルダ                  ３１  バルブケース
３３  係合溝                        ３５  ホースジョイント
３７  取付穴                        ３８  フランジ部
３９  内部空間                      ４１  弁体
４３  圧縮コイルバネ                ４５  弁座
４７  大径筒部                      ４９  フランジ部
５１  小径筒部                      ５３  周溝
５５  Ｏリング                      ５７  内部空間
５９  係止ボルト                    ６１  ナット
６３  受入穴部                      ６５  接続口
６６  接続具                        ６７  空隙部
６９  吸着パット                    ７１  隙間
Ｗ  接着剤                          Ａ  空気
Ｃ  閉弁方向                        Ｌ  作用長
３ａ  開口部
【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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