(57)【要約】【課題】従来の円錐面状と真空ポンプ引きだけの構成では液体を保持するという機能はなく、下面に流れた充填液の粘度が低い液体の場合や充填液の量が多い場合、液だれをおこす場合があった。  また、液体を容器に充填するに際して、常に一定量の液体を充填しようとすることに対し十分に配慮されていなかった。【解決手段】一端の側から液体が供給され他端に液体供給出口２６ａを形成する供給管２１と、液体の供給を止めた際に液体供給出口２６ａから滴下しようとする液体の滴下を抑止する液体供給出口２６ａに配設された液体保持部２５と、液体の供給を止めた際に液体供給出口２６ａから滴下しようとする液体の真空引きを可能にする真空管２２を構成した。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端の側から液体が供給され他端に液体供給出口（２６ａ）を形成する供給管（２１）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体の滴下を抑止する前記液体供給出口（２６ａ）に配設された液体保持部（２５）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体の真空引きを可能にする真空管（２２）を構成したことを特徴とする液体充填ノズル。
【請求項２】
前記供給管（２１）を外側に前記真空管（２２）を突出させて内側に位置させ、前記液体保持部（２５）が前記真空管（２２）端部である真空引き入口部（２２ａ）を覆うように配設した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】
前記液体保持部（２５）は金網（２５）であり、前記金網（２５）と前記真空管（２２）の端部である前記真空引き入口部（２２ａ）とは０〜５ｍｍ離間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】
液体を前記液体供給出口（２６ａ）から充填しようとする際に容器に勢いよく流入するのを防止する目的で、前記真空管（２２）の端部である前記真空引き入口部（２２ａ）の外側にリング状のガイド（２４）を形成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液体充填ノズル。
【請求項５】
一端が液体を供給する分注器（２）に接続して他端が液体供給出口（２６ａ）を形成する供給管（２１）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体を真空引きする真空ポンプ（６３）に接続した真空管（２２）を配設する中で、前記真空ポンプ（６３）によって真空引きをし前記分注器（２）によって吸入と吐出の動作をしている間に、吐出を終了する少し前から吸入を終了して少し後迄の間真空引きを行うことで液体が滴下するのを防止することを特徴とする液体充填方法。
【請求項６】
前記供給管（２１）を外側に前記真空管（２２）を突出させて内側に位置させ、前記液体供給出口（２６ａ）に液体保持部（２５）を前記真空管（２２）を覆うように形成させていることを特徴とする請求項５に記載の液体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体充填ノズルおよび充填方法に関する技術であって、更に詳細に述べると、いかにしたら化粧品や医薬品等の溶液を液だれを防止しながら円滑に常に一定量を容器に充填することが出来るかという技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体充填ノズルおよび充填方法としては、特開平６−１９１５１３に示される技術があった。
【０００３】
この技術は、内径一様な直管で下端にノズル口を有し上端が隔壁により閉止され隔壁近傍に注油口を開口する充填路と、隔壁上部に充填路と一体に形成され開口を有する受液室とからなるノズル部と、ノズル部と同軸な棒状体で下端にノズル口と協働して開閉する弁体と、棒状体内を通り一端が弁体軸上に開口し他端が受液室に開口する導通路とを有する弁ロッドと、弁ロッドの上端に連結され弁体を駆動しノズル口を開閉するアクチュエータとから構成されていた。
【０００４】
また、弁体の先端形状を下端部中心を頂点とする円錐形状としていた。  更に、弁ロッドの導通路と連通する受液室の開口部に真空ポンプを接続していた。
【０００５】
以上のような構成によって、弁体が充填路を閉止している充填完了直後の際、充填液は充填路の壁面より弁の下面に形成された円錐面状の下面を伝わって円錐面状の下面の頂点向けて流れる。  そして、この流れは開口部に接続された真空ポンプにより、円錐面状の下面に流れた充填液を導通路から吸引されて液だれをなくしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の、液体充填ノズルおよび充填方法に関する技術に関しては、以下に示すような課題があった。
【０００７】
第一に、円錐面状と真空ポンプ引きだけの構成では液体を保持するという機能はなく、下面に流れた充填液の粘度が低い液体の場合には、液だれをおこす場合があった。
【０００８】
第二に、円錐面状と真空ポンプ引きだけの構成では液体を保持するという機能はなく、下面に流れた充填液の量が多い場合には、液だれをおこす場合が多多あった。
【０００９】
第三に、液体を容器に充填するに際して、常に一定量の液体を充填しようとすることに対し十分に配慮されていなかった。
本発明はこのような課題を解決することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端の側から液体が供給され他端に液体供給出口（２６ａ）を形成する供給管（２１）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体の滴下を抑止する前記液体供給出口（２６ａ）に配設された液体保持部（２５）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体の真空引きを可能にする真空管（２２）を構成したことを特徴とし、更には、前記供給管（２１）を外側に前記真空管（２２）を突出させて内側に位置させ、前記液体保持部（２５）が前記真空管（２２）端部である真空引き入口部（２２ａ）を覆うように配設したことを特徴とし、更には、前記液体保持部（２５）は金網（２５）であり、前記金網（２５）と前記真空管（２２）の端部である前記真空引き入口部（２２ａ）とは０〜５ｍｍ離間していることを特徴とし、更には、液体を前記液体供給出口（２６ａ）から充填しようとする際に容器に勢いよく流入するのを防止する目的で、前記真空管（２２）の端部である前記真空引き入口部（２２ａ）の外側にリング状のガイド（２４）を形成したことを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【００１１】
また、本発明は、一端が液体を供給する分注器（２）に接続して他端が液体供給出口（２６ａ）を形成する供給管（２１）と、液体の供給を止めた際に前記液体供給出口（２６ａ）から滴下しようとする液体を真空引きする真空ポンプ（６３）に接続した真空管（２２）を配設する中で、前記真空ポンプ（６３）によって真空引きをし前記分注器（２）によって吸入と吐出の動作をしている間に、吐出を終了する少し前から吸入を終了して少し後迄の間真空引きを行うことで液体が滴下するのを防止することを特徴とし、更には、前記供給管（２１）を外側に前記真空管（２２）を突出させて内側に位置させ、前記液体供給出口（２６ａ）に液体保持部（２５）を前記真空管（２２）を覆うように形成させていることを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本願発明による、液体充填ノズルおよび充填方法を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本願発明の全体の関係を示した図であり、図２は、本願発明によるノズルの詳細を示した図であり、図３は、本願発明による分注器その他の作動線図である。
【００１３】
図１に見られるように、１はノズルであり、必要に応じて原料タンク３に貯留された液体をタンク配管７１を経由させて液体吸込口４２より分注器２に吸引して、液体吐出口４０より液体供給用フレキシブルホース２８とこのノズル１を経由させて容器６４に供給出来るようになっている。
【００１４】
この場合、分注器２は液体の吸引と吐出の動作を繰り返して行うことを目的として、シリンダー３１とピストン３２とチェック弁９１、９２を一体に構成し、液体吸込口４２と液体吐出口４０を一体に形成している。  但し、チェック弁９１、９２の構成に関しては、分注器２と一体に構成しないような場合も考えられる。
【００１５】
また、分注器２を構成しているピストン３２の往復運動は、電動機５２の回転運動を回転軸３８を介してレバー３７に伝達し、レバー３７の回転軸３８を中心とする回転運動をレバー３７の他端と接続しているピストン回転軸３４に伝達し、ピストン回転軸３４に回転軸３８を中心とする円運動等を行わせることで可能としている。
【００１６】
尚、分注器２の作動に際し、固定軸３５は、固定した状態を保っているが、分注器２に関してはピストン回転軸３４の運動に合わせて傾動することが自由となっている。  但し、回転軸３８を中心とする円運動に限定される訳でなく、偏心した円運動をしたり、楕円運動を行なったり、偏心した楕円運動を行なうことも考えられる。
【００１７】
この場合、電動機５２の回転運動を伝えている回転軸３８とレバー３７の何れかの場所に近接スィッチドグ５４及び近接スィッチ５５を設け、スィッチＯＮの情報をコントロール盤４に送ることによってコントロール盤４に持っているタイマー機能を使って接続している真空引き電磁弁６１を制御可能にしている。
【００１８】
ここで、ノズル１は、図２にみられるように、外側に形成した供給管２１の内側に真空管２２を形成し、供給管２１の上流側の一端である液体供給口２６ｂ側で液体供給用フレキシブルホース２８を接続してホースバンド２８ａで確実に固定し、供給管２１の下流側の他端である液体供給出口２６ａ側に液体保持部２５としての金網２５を配設している。
【００１９】
この場合、金網２５の配設は、液だれの防止と液体を充填する際の飛散の防止を目的としている。  また、金網２５である液体保持部２５によって分注器２が液体の吐出を行なう前後で液体を保持することで、真空引き入口部２２ａよりの真空引きを確実なものとし、吐出精度を向上させている。
【００２０】
尚、金網２５は、金網本体と金網保持部を金網接続部２５ａでロー付けによって一体に形成し、金網保持部を供給管２１管端の液体供給出口２６ａ内側に離脱しないように装着するようになっていて、金網２５の分解清掃が簡単に出来るようにもなっている。
【００２１】
また、金網２５と接している液体供給出口２６ａの内側は液体の流れが円滑になるようにテーパー形状になっていて、供給管２１と金網２５の接合部も含めてテーパー状にすることでこの部分に液体が停滞しないように配慮している。この場合、液体供給口２６ｂと液体供給出口２６ａの間は、液体が通過する液体供給通路２６を形成している。
【００２２】
そして、内側に形成した真空管２２は、真空引き接続口２２ｂ側の端部の近傍を直角に曲げた状態で、外側に形成した供給管２１の液体供給口２６ｂ側の近傍の側面を貫通させて位置させ、真空管２２の真空引き接続口２２ｂ側の端部の外側にパイプ２３を被せた状態でパイプ２３と供給管２１の側面との間に隙間を形成し、パイプ接続部２１ａで真空管２２の外側と供給管２１の外側面とパイプ２３の端面をロー付けや溶接によって一体に漏れのないように固定している。
【００２３】
尚、パイプ２３の固定していない側の端部には、真空引き用フレキシブルホース２９を接続してホースバンド２９ａで確実に固定している。  但し、真空管２２の真空引き接続口２２ｂ側の端部の曲げる形状に関しては、直角でなくても構わない。
【００２４】
一方、真空管２２の真空引き入口部２２ａは、供給管２１の端部の液体供給出口２６ａより下側に突出させて形成し、真空管２２の端部である真空引き入口部２２ａの外周には、リング状のガイド２４を位置させてロー付け部２４ａ、２４ｂの一方または両方によってロー付けまたはその他の方法によって固定している。
この場合、ガイド２４の目的とする所は、液体を液体供給出口２６ａから容器６４に充填しようとする際に容器６４に、勢いよく流入して泡立ったりするのを防止するために形成したものである。
【００２５】
従って、金網２５は、真空管２２端部である真空引き入口部２２ａを覆うように配設したものであり、断面の形状としては、ｙ＝ｘ２、ｙ＝ａｘ２ｎの偶関数に近いものを示していたり、略Ｕ字に近いものを示しているのが望ましい。また、金網２５は、４０メッシュ程度の物が理想的であるが、２５〜１００メッシュ程度であれば十分使用可能である。  この場合、２５メッシュ以下であると液体を保持することが困難である。
【００２６】
更に、液体保持部２５である金網２５と真空管２２の端部である真空引き入口部２２ａの間とは０〜５ｍｍ離間していることが望ましい。  但し、０〜１ｍｍ離間していることが最も望ましい。  この場合、距離が長すぎると、当然ながら吸引の効果が悪く液体が滴下する可能性がある。
【００２７】
尚、供給管２１と真空管２２と流体保持部２５の関係としては、前述のものに限定する必要は無く、供給管２１と真空管２２を並べて配設し、液体供給口２６ａと真空引き入口部２２ａを液体保持部２５としての金網２５で覆うような構成も考えられる。
【００２８】
ここで、真空引き用フレキシブルホース２９は、真空引き電磁弁６１とその途中に絞り弁９３を配設した真空引き配管７２と真空引き補助タンク６２と真空ポンプ配管７３を経由して真空ポンプ６３に接続している。  特に、真空引き補助タンク６２は、ノズル１の真空引き入口部２２ａから真空引きした液体を溜める目的と、安定した真空引きを行う為に設けたものである。
【００２９】
この場合、絞り弁９３は、ノズル１を形成している真空管２２の太さに適応させて、真空引き配管７２を流れる液体の流量が調整可能なように設けたものである。
【００３０】
最後に、電動機５２と、回転軸３８またはレバー３７に配設している近接スィッチドグ５４に対応した近接スィッチ５５と、真空引き電磁弁６１と、真空ポンプ６３は、配線８１、８２、８３、８４によってコントロール盤４と接続して制御可能となっている。  また、コントロール盤４にはタイマーの機能を持っていると同時に、配線８５によって電源と接続している。
【００３１】
尚、液体を充填する空の容器６４に関しては、液体を充填する速度に合わせて順次コンベア６５で送り込まれるようになっている。  同時に、充填を完了した容器６４に関しても、そのままコンベア６５で順次送り出されるようになっている。
【００３２】
その際、図１では、容器６４とノズル１と分注器２と電動機５２に関しては、各一組の構成としているが、各々の構成を各二組としても構わない。  そして、その二組が同一のサイクルで二組同時に液体を充填させることも出来るし、その他に半サイクルずらして一組ずつ別々に液体を充填させることも考えられる。
更に拡大させると、容器６４とノズル１と分注器２と電動機５２に関して各四組の構成とし、半サイクルずらして二組ずつ別々に液体を充填させることも考えられる。
【００３３】
本発明による、液体充填ノズルおよび充填方法は前述したように構成されており、以下に、その動作について詳細に説明する。
【００３４】
先ず始めに、関係する各機器１、２、３、６１、６２、６３、９３に、各配管やホース２８、７１、２９、７２、７３を各々接続し、コントロール盤４からの電気系統の配線８１、８２、８３、８４と、電源に接続する配線８５を結線しておく。
【００３５】
続いて、原科タンク３に充填する液体が存在しているかを確認した後、コントロール盤４の全スィッチを作動状態にする。
【００３６】
この場合、電動機５２の回転運動が伝わることによって分注器２が傾動しながら上下運動を行い、分注器２を構成しているピストン３２が完全に縮小した状態から延びてくると、分注器２を構成しているシリンダー３１との間に空間部を形成していき原料タンク３に溜まった液体をチェック弁９１を介して空間部に吸引する。  ここで、チェック弁９２においては液体吐出口４０からの吸引を遮断するようになっていてその方から何等かの流体を吸引するようなことは無い。
【００３７】
一方、分注器２を構成しているピストン３２が完全に延びきった状態から縮小していくと、分注器２を構成しているシリンダー３１との間に形成した空間部に保持された液体は、チェック弁９２を介してノズル１を通って容器６４に送り込まれる。  ここで、チェック弁９１においては液体が液体吸込口４２の側に送り込むことを遮断している。
【００３８】
所で、電動機５２が回転するに従って回転軸３８が一回転する毎に、即ち一サイクル毎に近接スィッチ５５が作動するようになっている。
【００３９】
このような状態に於いて、分注器２の作動に対応させて、真空引き電磁弁６１の作動開始と完了のタイミングを決めるようにタイマーの設定を行なっているのである。  この場合、分注器２の作動サイクルに関しては、同一の時間を形成している吸入と吐出を合わせて１サイクルとなっている。
【００４０】
ここで、真空ポンプ６３による真空引きは、分注器２が作動している中で吐出の終了近くで液だれの可能性が考えられ、吐出の開始近くではタイミングのずれの可能性が考えられ、分注器２が作動している中で吐出の開始と終了近くで空気と液体が混合したりすることで液量を不均一にする可能性が考えられるために、これらの点も考慮して行うものである。
【００４１】
従って、分注器２が吐出の作動をしている中で、容器６４に液体を充填する際には、開始時には少し遅らせて終了時には少し早くして安定した状態の液体を供給するようにし、即ち、常に一定の時間安定した状態の間真空引きを停止することで、その間は常に一定量の液体の供給状態を維持することが出来るということが言えるのである。
【００４２】
但し、分注器２を作動開始させての当初は、ノズル１からは安定した状態で供給することが出来ないので何サイクルかの間は別に準備された大きな容器に液体を受け、安定した状態になってからコンベア６５を動かし、流れて来る容器６４に充填する。
【００４３】
以上のような観点から、一つの例として、図３に見られるように、サイクルタイムを４秒間とした場合、吸入と吐出は各２秒間であり、近接スィッチ５５を吐出の丁度中間で作動するように位置させると、真空引き電磁弁６１開始のタイマーは近接スィッチ５５作動後０．８秒後、真空引き電磁弁６１完了のタイマーは近接スィッチ５５作動後３．２秒後に設定することで、真空引き電磁弁６１の作動線図を確定しているのである。
【００４４】
ここでは、１分間に１５個の容器６４に液体を充填する例を示したものであるが、その数はサイクルタイムの変更によって変えることも出来るし、ノズルの数を変えることによっても可能である。
【００４５】
尚、図３の応用して、サイクルタイムをもっと短くしたり長くしたり、近接スィッチ５５を吐出の中間でない位置で作動させたり、真空引き電磁弁６１開始のタイマーや真空引き電磁弁６１完了のタイマーを近接スィッチ５５作動後もっと短くしたり長くしたりすることも考えられる。
【００４６】
この様にして、空の容器６４にノズル１を挿入することによって原料タンク３からの液体が充填される。  その際、分注器２の吐出時間がタイマーによって設定された真空引き電磁弁６１の作動によって一定時間に規制されている為に一定量の充填が可能となっているのである。
【００４７】
この場合、液体保持部２５である金網２５に滞留している液体は真空管２２を形成している真空引き入口部２２ａより真空引きされ真空引き補助タンク６２に吸引される。
【００４８】
以上の様にして、空の容器６４に液体が充填されると分注器２が次の吸入動作をしている間にノズル１を取り出し、コンベア６５によって送り込まれてくる次の空の容器６４にノズル１を挿入して次の充填を行なう。  尚、ノズル１の挿入と取り出しの作業に関して、人手によっても構わないし、ロボットで行なうことも考えられる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、下記のような効果をあげることができる。
【００５０】
第一に、液体の供給を止めた際に液体供給出口から滴下しようとする液体の滴下を抑止する液体供給出口に形成された液体保持部を配設することで、液体の滴下を防止することが可能となった。
【００５１】
第二に、供給管を外側に真空管を突出させて内側に位置させ、液体保持部が真空管端部である真空引き入口部を覆うように形成することで、液体の滴下を防止することが可能となった。
【００５２】
第三に、液体保持部として金網を配設し、金網と真空管の端部である真空引き入口部の間とは０〜５ｍｍ離間させることで、液体の滴下を防止することが可能となった。
【００５３】
第四に、真空ポンプによって真空引きをした後に、分注器によって吸入と吐出の動作をしている間に吐出を終了する少し前から吸入を終了して少し後迄の間真空引きを停止することで液体が滴下するのを防止し、一定量の充填を可能とし、吐出精度が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の全体の関係を示した図
【図２】本願発明によるノズルの詳細を示した図
【図３】本願発明による分注器その他の作動線図
【符号の説明】
１・・・・・・ノズル（機器）
２・・・・・・分注器（機器）
３・・・・・・原料タンク（機器）
４・・・・・・コントロール盤
２１・・・・・供給管
２１ａ・・・・パイプ接続部
２２・・・・・真空管
２２ａ・・・・真空引き入口部
２２ｂ・・・・真空引き接続口
２３・・・・・パイプ
２４・・・・・ガイド
２４ａ・・・・ロー付け部
２４ｂ・・・・ロー付け部
２５・・・・・金網（液体保持部）
２５ａ・・・・金網接続部
２６・・・・・液体供給通路
２６ａ・・・・液体供給出口
２６ｂ・・・・液体供給口
２７・・・・・真空引き通路
２８・・・・・液体供給用フレキシブルホース（配管やホース）
２８ａ・・・・ホースバンド
２９・・・・・真空引き用フレキシブルホース（配管やホース）
２９ａ・・・・ホースバンド
３１・・・・・シリンダー
３２・・・・・ピストン
３４・・・・・ピストン回転軸
３５・・・・・固定軸
３７・・・・・レバー
３８・・・・・回転軸
４０・・・・・液体吐出口
４２・・・・・液体吸込口
５２・・・・・電動機
５４・・・・・近接スイッチドグ
５５・・・・・近接スイッチ
６１・・・・・真空引き電磁弁（機器）
６２・・・・・真空引き補助タンク（機器）
６３・・・・・真空ポンプ（機器）
６４・・・・・容器
６５・・．・・コンベア
７１・・・・・タンク配管（配管やホース）
７２・・・・・真空引き配管（配管やホース）
７３・・・・・真空ポンプ配管（配管やホース）
８１・・・・・配線
８２・・・・・配線
８３・・・・・配線
８４・・・・・配線
８５・・・・・配線
９１・・・・・チェック弁
９２・・・・・チェック弁
９３・・・・・絞り弁（機器）
【図１】
2004359340.tif 000003
【図２】
2004359340.tif 000004
【図３】
2004359340.tif 000005