(57)【要約】【課題】整流効果が高く、安定的な円形断面の液流れを形成することができる充填ノズルを提供する。【解決手段】中空のノズル本体２内に、ノズル本体２内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、前記整流部材３は、ノズル本体２内部を軸方向に延びる複数の薄肉材によって複数のスリット状流路に区分する薄肉構造体で、前記整流部材の出口側の先端形状を、中央部が周辺よりも突出する形状としたことを特徴とする。また、整流部材３の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、
前記整流部材は、軸方向に延びる複数の薄肉材によってノズル本体内部を複数のスリット状流路に区分する薄肉構造体で、前記整流部材の出口側の先端形状を、中央部が周辺よりも突出する形状としたことを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
前記整流部材の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっ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】
中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、
前記整流部材の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする充填ノズル。
【請求項４】
整流部材は複数のパイプを所定間隔を隔てて同心円状に重ねて配置した構成で、パイプの間にスリット状の流路を有する構成となっている請求項１乃至３のいずれかの項に記載の充填ノズル。
【請求項５】
整流部材は、複数の放射板を多数配置した構成で、放射板の間にスリット状流路を有する構成となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の充填ノズル。
【請求項６】
中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、
前記整流部材はノズル本体内周に対して外周が所定間隔を隔てて配置される中子構造で、整流部材外周とノズル本体内周との間にスリット状流路を形成し、整流部材の先端形状が、中央部が周辺よりも突出する形状となっていることを特徴とする充填ノズル。
【請求項７】
前記中子の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする請求項６に記載の充填ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば飲料用液体を容器に充填する液体充填装置のフィラーバルブ等に用いられる充填ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、たとえば非接触式液体充填装置のフィラーバルブに用いられる充填ノズルとしては、中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材として、１枚あるいは複数枚のメッシュが組み込まれており、その緩衝作用によって充填内容物の整流効果を得ていた（特許文献１，特許文献２参照）。
しかし、高粘性内容物は繊維質を含有した充填内容物の場合は、その粘性物や繊維質がメッシュに詰まり充填に適さない。
【特許文献１】特開２００３−２０５９１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、主たる目的は、流路が詰まりにくく、かつ安定的な円形断面の液流れを形成することができる充填ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、前記整流部材は、軸方向に延びる複数の薄肉材によってノズル本体内部を複数のスリット状流路に区分する薄肉構造体で、前記整流部材の出口側の先端形状を、中央部が周辺よりも突出する形状としたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、整流部材の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、前記整流部材の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする。
【０００５】
請求項４に係る発明は、整流部材は複数のパイプを所定間隔を隔てて同心円状に重ねて配置した構成で、パイプの間にスリット状の流路を有する構成となっていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、整流部材は、複数の放射板を多数配置した構成で、放射板の間にスリット状の流路を有する構成となっていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、中空のノズル本体内に、ノズル本体内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材が設けられた充填ノズルにおいて、前記整流部材はノズル本体内周に対して外周が所定間隔を隔てて配置される中子構造で、整流部材外周とノズル本体内周との間にスリット状の細流路を形成し、整流部材の先端形状が、中央部が周辺よりも突出する形状となっていることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、前記中子の入口側の先端形状が、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、薄肉材によって構成されるので、出口側の端部において、隣合うスリット状流路から射出された液同士が互いに接触し、空気が混入することなく整流化する。
また、整流部材の出口側の先端形状が、中央部が周辺より下方に突出する形状となっているので、射出される液体が中央に収束し、安定的な円形断面の液流れを形成することができる。
請求項２，３に係る発明によれば、中央部が周辺よりも上流側に突出しているので、スリット状流路の入口側の開口面積が大きく、入口側の端部で高粘性内容物や繊維質が引っ掛かって堆積することがない。したがって、ノズルの詰まりを防止することができ、安定した充填が可能となる。
請求項４，５に係る発明の構成により、スリット状流路を有する整流部材を容易に製作することができる。
【０００７】
請求項６に係る発明によれば、整流部材の出口側の先端形状が、中央部が周辺より下方に突出する形状となっているので、整流部材の外周側のスリット状流路から射出される液体が中央に収束し、安定的な円形断面の液流れを形成することができる。
また、整流部材の外周側にしか流路が無いので、高粘性内容物は繊維質が引っ掛かる確率が少なく、ノズルの詰まりを防止できる。
さらに、請求項７に記載のように、中子構造の整流部材の入口側の端部を中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状としたので、液体の流れがよりスムースになり、高粘性内容物や繊維質の堆積をより効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に係る充填ノズルを示している。
この充填ノズル１は、不図示の非接触式液体充填装置のフィラーバルブに用いられるもので、中空のノズル本体２内に、ノズル本体２内を通して射出される液体の流れを整流する整流部材３が設けられている。
ノズル本体２は、フィラーバルブからの流路４が形成された第１ホルダ５と、この第１ホルダ５にねじ込まれる第２ホルダ６によって保持される。
第１ホルダ５の先端部には、外側に向かって張り出すフランジ部５１と、軸方向下方に向かって突出する固定筒部５２とを備えている。この固定筒部５２の内周にノズル本体２の上端部外周に形成された厚肉の固定端部２１が嵌合固定される。一方、固定筒部５２の外周に第２ホルダ６がねじ込まれる。第１ホルダ５と第２ホルダ６には、ノズル本体２の固定端部２１の上下端面が係合可能な段部５３，６１がそれぞれ設けられ、ノズル本体２の固定端部２１を上下から挟み付けて固定するようになっている。下方の第２ホルダ６の段部６１の上にはシール材７が設けられ、固定端部２１はシール材７を介して挟み付けられる。
【０００９】
ノズル本体２の外周は固定端部が突出する段付き円筒形状となっているが、内周は直線状の円筒面で、整流部材３が嵌合される。ノズル本体２の先端部は第２ホルダ６の下端より下方に突出しており、その先端に環状の内向き凸部２２が形成され、整流部材３の脱落を防止する構成となっている。また、ノズル本体２の内径は、第１ホルダ５に設けられた流路４よりも大きくなっている。
整流部材３は、軸方向に延びる複数の薄肉材によってノズル本体２内部を複数のスリット状流路Ｓに区分する薄肉構造体で、前記整流部材３の出口側の先端形状を、中央部が周辺よりも突出する形状としたものである。この実施例では、複数のパイプ、図示例では外側パイプ３１と中央パイプ３２を所定間隔を隔てて同心円状に重ねて配置した構成で、ノズル本体２内部の空間を３つの環状流路に区分し、さらに６つの放射状仕切材３３によって各環状流路を６つに区分している。
【００１０】
そして、整流部材３の出口側の先端形状が、中央部が周辺よりも突出する形状としている。この例では、ノズル本体２の先端に対して、外側パイプ３１よりも中央パイプ３２の先端が下方に突出しており、放射状仕切材３３の先端辺３３ａは、ノズル本体２の先端、外側パイプ３１の先端、中央パイプ３２の先端を結ぶ傾斜辺となっている。
一方、整流部材３の入口側の先端形状についても、中央部が周辺よりも上流側に突出する斜面形状となっている。この例では、ノズル本体２の基端に対して、外側パイプ３１よりも中央パイプ３２の端部が上流側に突出しており、放射状仕切材３３の基端辺３３ｂは、ノズル本体の上流端、外側パイプ３１の上流端、中央パイプ３２の上流端を結ぶ円錐面上に位置している。
【００１１】
次に本実施の形態１に係る充填ノズルの作用について説明する。
弁体側から供給された液体は、整流部材３によって構成されたスリット状流路Ｓに流入し、直線的に延びる各スリット流路Ｓを通過して整流され下方の出口から流出する。
この整流部材３は薄肉材によって構成されるので、スリット状流路Ｓの出口側の端部において、隣合うスリット状流路Ｓから射出された液同士が互いに接触し、空気が混入することなく整流化する。特に、整流部材３の出口側の先端形状が、中央部が周辺より下方に突出する形状となっているので、図中二点鎖線で示すように、射出される液体が中央に収束し、安定的な円形断面の液流れを形成することができる。
また、整流部材３の入口側端部についても、中央部が周辺よりも上流側に突出しているので、各スリット状流路Ｓは内径側の流路壁より外径側の流路壁の高さが低くなっているので、同一高さの場合よりも開口面籍が大きく、粘性状内容物や繊維質が引っ掛かりにくい。したがって、ノズルの詰まりを防止することができ、安定した充填が可能となる。
【００１２】
また、各スリット状流路Ｓは、中央部に向かって流路長さ増加する構成となっているので、流れ中心の流速を流路抵抗により抑制することができ、ノズルの中央と周辺との流速が均一化できる。したがって、外周側のスリット状流路で部分的に液が流れないという現象を抑制することができ、液が乱れはじめる流量下限界を引き下げ、充填適応流量範囲を拡大させることができるという利点もある。
薄肉構造体の整流部材としては、このような薄肉のパイプを用いる例に限定されず、たとえば、図１（Ｃ），図２（Ｂ）に示すように、複数の放射状の仕切板を多数配置した構成とし、仕切板の間にスリット状の流路を設けるような構成としてもよい。
【００１３】
図示例では、ノズル本体の中心にてほぼ９０°に曲げて、９０°離れた一対の仕切りを構成する薄肉の第１の屈曲板３５と、ノズル本体２の中心にてほぼ３０°の角度に曲げて３０°離れた一対の仕切を構成する第２の屈曲板３６を一組と、４組の各組ごとにの９０°の区画を３０°づつの３つのスリット状流路に区分し、合計１２のスリット状流路に区分したものである。
そして、整流部材３の出口側の先端形状は、特に図示しないが、パイプを用いる場合と同様に、中央部が周辺より下方に突出する形状とし、また、上流側の入口側端部についても、中央部が周辺よりも上流側に突出しており、上記したパイプ構成の整流部材と同様の効果が得られる。
【００１４】
実施の形態２
次に本発明の実施の形態２に係る充填ノズルについて説明する。
以下の説明では、上記実施の形態１と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付してその説明は省略する。
この充填ノズルにおいては、整流部材１０３はノズル本体２内周に対して外周が所定間隔を隔てて配置される中実の中子構造で、整流部材１０３外周とノズル本体２内周との間に一つのスリット状流路Ｓ３を形成したものである。そして、整流部材１０３の先端形状が、中央部が周辺よりも突出する円錐形状の先端テーパ部１３１、入口側の先端形状についても、中央部が周辺よりも上流側に突出する円錐形状の上流側テーパ部１３２となっている。
図示例では中子構造の整流部材１０３について、特に支持機構を記載していないが、たとえば整流部材１０３の外周とノズル本体２との間に、隙間を保持するような凸部等を設けて支持するようにしておけばよい。
【００１５】
この実施の形態２によれば、整流部材１０３の出口側の先端形状が、中央部が周辺より下方に突出する形状となっているので、整流部材１０３の外周側のスリット状流路Ｓ３から射出される液体が中央に収束し、安定的な円形断面の液流れを形成することができる。
また、整流部材１０３の外周側にしか流路が無いので、高粘性内容物は繊維質が引っ掛かる確率が少なく、ノズルの詰まりを防止できる。
さらに、中子構造の整流部材１０３の入口側の端部についても中央部が周辺よりも上流側に突出する円錐形状の上流側テーパ部１３２を有する形状としたので、液体の流れがよりスムースになり、高粘性内容物や繊維質の堆積をより効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る充填ノズルを示すもので、同図（Ａ）は縦断面図、同図（Ｂ）は整流部材の平面図、同図（Ｃ）は整流部材の変形例を示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１（Ｂ）の整流部材の斜視図、同図（Ｂ）は図１（Ｃ）の整流部材の斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係る充填ノズルの縦断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  充填ノズル
２  ノズル本体
２１  固定端部
２２  内向き凸部
３  整流部材
３１  外側パイプ
３２  中央パイプ
３３  放射状仕切材
３５  第１の屈曲板
３６  第２の屈曲板
４  流路
５  第１ホルダ
５１  フランジ部
５２  固定筒部
６  第２ホルダ
１０３  整流部材
１３１  先端テーパ部
１３２  上流側テーパ部
Ｓ  スリット状流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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