(57)【要約】【課題】  充填液の泡立ちの発生を防止し、しかも、充填時のプラグの大きい昇降ストロークを必要としないで、効率良く充填を行う。【解決手段】  液体充填ノズルは、下端に吐出口27を有する垂直筒状ノズル本体11と、吐出口27を開閉する昇降プラグ41とを備えている。プラグ41外周面の下端に吐出口27と合致させられるシール部51が設けられている。シール部51の上方に上細りのスプレッダ部52が設けられている。吐出口27からシール部51が離隔させられていくにしたがって、吐出口27から吐出される充填液の吐出方向がスプレッダ部52によって垂直に近い方向から水平に近い方向に拡げられるようにスプレッダ部52の形状が設定されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に吐出口を有する垂直筒状ノズル本体と、吐出口を開閉する昇降プラグとを備えており、プラグ外周面の下端に吐出口と合致させられるシール部が設けられるとともに、シール部の上方に上細りのスプレッダ部が設けられており、吐出口からシール部が離隔させられていくにしたがって、吐出口から吐出される充填液の吐出方向がスプレッダ部によって垂直に近い方向から水平に近い方向に拡げられるようにスプレッダ部の形状が設定されている液体充填ノズル。
【請求項２】
スプレッダ部の垂直縦断面のなす片側の輪郭形状において、スプレッダ部の上から下に向かう複数の基準点における接線が、下のものほど垂直線に近づくようになされている請求項１に記載の液体充填ノズル。
【請求項３】
基準点の数が２であり、同輪郭形状が２つの直線によって区画されている請求項２に記載の液体充填ノズル。
【請求項４】
プラグが、上下２段のテーパ部を持つ円錐体によって形成されている請求項３に記載の液体充填ノズル。
【請求項５】
基準点の数が無限大であり、同輪郭形状が曲線によって区画されている請求項２に記載の液体充填ノズル。
【請求項６】
プラグが、回転放物体によって形成されている請求項５に記載の液体充填ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、牛乳のような流動性食品を容器に充填するために用いられる液体充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充填ノズルとしては、下端に吐出口を有する垂直筒状ノズル本体と、吐出口を開閉する昇降プラグとを備えており、プラグ外周面の下端に吐出口と合致させられるシール部が設けられるとともに、シール部の上方に上細りのスプレッダ部が設けられており、スプレッダ部が、一段のテーパ部をもつ円錐体状に形成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
充填ノズルから吐出される充填液の吐出方向は、ほぼスプレッダ部にそう方向となる。スプレッダ部のテーパ角度を垂直線に対して比較的小さい角度に設定すると、充填液の吐出方向が下向きとなって、充填液が容器内の液面に直接当たり、泡立ちが多くなる。さらに、吐出口の開口面積を大きく取り難いため、プラグの昇降ストロークを大きく取る必要があった。ストロークを大きくすると、動作制御時間が長くなり、プラグの重量も増加する。
【０００４】
逆に、スプレッダ部のテーパ角度を垂直線に対し比較的大きくすると、液面への衝突は避けやすくなるが、充填液が容器の壁面と衝突する衝撃が大きく、泡立ちが多くなり、充填能力が低下するという問題があった。とくに、充填開始時もしくは充填終了時に、充填液が容器内面上縁のシール面となる部分まで飛び散ると、シール不良を来すと言う問題点もあった。
【特許文献１】実開昭４−６５７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、充填液の泡立ちの発生やシール面への飛び散りを防止し、しかも、充填時のプラグの大きい昇降ストロークを必要としないで、効率良く充填を行えることができる液体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】
【０００６】
この発明による液体充填ノズルは、下端に吐出口を有する垂直筒状ノズル本体と、吐出口を開閉する昇降プラグとを備えており、プラグ外周面の下端に吐出口と合致させられるシール部が設けられるとともに、シール部の上方に上細りのスプレッダ部が設けられており、吐出口からシール部が離隔させられていくにしたがって、吐出口から吐出される充填液の吐出方向がスプレッダ部によって垂直に近い方向から水平に近い方向に拡げられるようにスプレッダ部の形状が設定されているものである。
【０００７】
この発明による液体充填ノズルでは、充填開始当初は、充填液が垂直に近い方向に吐出されるため、容器の壁面と衝突することがなく、充填が進むにしたがって、充填液の吐出方向が垂直に近い方向から水平に近い方向に向けられるため、上昇してくる液面との衝突が防止される。したがって、充填液の泡立ちの発生を防止し、効率よく充填することができる。さらに、充填開始時もしくは充填終了時に、充填液が容器内面上縁のシール面となる部分まで飛び散ることもない。また、プラグの昇降ストロークを大きく取る必要もない。
【０００８】
さらに、スプレッダ部の垂直縦断面のなす片側の輪郭形状において、スプレッダ部の上から下に向かう複数の基準点における接線が、下のものほど垂直線に近づくようになされていることが好ましい。
【０００９】
また、基準点の数が２であり、同輪郭形状が２つの直線によって区画されていると、
プラグを比較的シンプルな形状でもって形成することができる。
【００１０】
また、プラグが、上下２段のテーパ部を持つ円錐体によって形成されていてもよい。
【００１１】
さらに、基準点の数が無限大であり、同輪郭形状が曲線によって区画されていると、プラグの形状を任意の形状に形成することができる。
【００１２】
また、プラグが、回転放物体によって形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、充填液の泡立ちの発生やシール面への飛び散りを防止し、しかも、充填時のプラグの大きい昇降ストロークを必要としないで、効率良く充填を行えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。
【００１５】
図１を参照すると、液体充填ノズルは、垂直筒状ノズル本体11と、ノズル本体11内の高さの中程に備えられている逆止弁12と、ノズル本体11下端に備えられている開閉弁13とを備えている。
【００１６】
ノズル本体11上端には垂直筒状ヨーク21を介して流体圧シリンダ22が垂直下向きに取付られている。流体圧シリンダ22のピストンロッド23は、ノズル本体11頂壁を貫通してノズル本体11内に進入させられている。ピストンロッド23の、ノズル本体11内に進入している部分はベローズ24によって密封されている。ノズル本体11の胴壁上端近くには流入口25が形成されている。流入口25は、接続管26を介して、図示しない定量シリンダに接続されている。定量シリンダから、ノズル本体11内に、充填液が一定量ずつ間欠的に送り込まれる。ノズル本体11下端には吐出口27が形成されている。
【００１７】
逆止弁12は、ノズル本体11内面の高さの中程に設けられているシートリング31と、外周縁部にＯリング32が取付られかつＯリング32をシートリング31に下側から密接させるように昇降させられる算盤玉状弁体33と、弁体33上面中央から真っ直ぐ上向きにのびかつピストンロッド23の下端と若干の間隔をおいて相対させられたばね押え34を上端に有する垂直状ステム35と、シートリング31周方向複数位置から斜め上方向に内向きにのびたアーム36を介して設けられかつステム35を挿通させたステムガイド37と、ばね押え34およびアーム36先端間に介在させられかつステム35にはめられた圧縮コイルばね38とを備えている。
【００１８】
開閉弁13は、吐出口27に出没させられる略円錐状プラグ41と、プラグ41の上端から真っ直ぐ上向きにのびかつ上端で弁体33の下端と一体化させられている垂直状ステム42とを備えている。
【００１９】
ステム42の下部からプラグ41の外周面にかけて、プラグ41を周方向に３等分する位置には３つの放射状ガイドベーン43が設けられている。図２に詳細に示すように、ガイドベーン43の先端部には、ノズル本体11内面と摺接させられた円弧状ガイド面44が設けられている。
【００２０】
定量シリンダから充填液がノズル本体11内に送り込まれてくると、その液圧によって逆止弁12が開かれる。これと同時に、プラグ41押下げられ、吐出口27から充填液が吐出させられる。
【００２１】
流体圧シリンダ22のピストンロッド23を進出させて逆止弁12のステム35を押し下げると、シートリング31から弁体33が離隔させられかつ吐出口27からプラグ41が離隔させられて、逆止弁12および開閉弁13がともに開放状態に保持される。この状態で、充填ノズル内に洗浄・殺菌液を流すことにより、充填ノズルの洗浄・殺菌が行われる。
【００２２】
図３に、プラグ41の詳細形状が示されている。プラグ41の外周面の下端に、吐出口27と合致させられる円環状シール部51が設けられている。シール部51の上方には上細りのスプレッダ部52が設けられている。スプレッダ部52は、上テーパ部61および下テーパ部62を有する円錐体よりなる。
【００２３】
上テーパ部61の上端径D1、上テーパ部61および下テーパ部62の境界径D2、下テーパ部62の下端径D3、上テーパ部61の高さL1、下テーパ部62の高さL2とする。上テーパ部61のテーパ：(D2−D1）／L1は、下テーパ部62のテーパ：(D3−D2）／L2よりも大である。スプレッダ部52の形状について、別の表現をすると、スプレッダ部52を、その垂直縦断面のなす片側の輪郭形状において見たときに、同輪郭形状は、上直線M1および下直線M2によって区画されている。上直線M1が垂直線に対してなす角度θ1は、下直線M2が垂直線に対してなす角度θ2はよりも大である。
【００２４】
図３(a)は、充填を開始した直後の状態を示している。この状態では、吐出口27下縁部は下テーパ部62と相対させられている。吐出口27下縁部および下テーパ部62間から充填液は吐出させられるが、下テーパ部62外面にそって拡がる。
【００２５】
図３(b)は、吐出口27がほぼ全開の状態を示している。この状態では、吐出口27下縁部は下テーパ部62に代わって、上テーパ部61と相対させられている。充填液は上テーパ部61外面にそって拡がるが、その拡がり方は、図３(a)で示す状態のときよりも、垂直に近い方向から水平に近い方向に向けられている。すなわち、図３(a)で示す状態では、図３(b)で示す状態よりも、下に向けられている。そのため、充填液が容器の壁に向かうことが少なくなる。容器内面上縁部のシールされるべき部分に充填液が付着することがない。図３(b)で示す状態では、図３(a)で示す状態よりも、充填液がより容器の壁に向かう方向に向けられている。そのため、充填が進むにしたがって次第に上昇してくる液面と充填液が衝突することが防止される。
【００２６】
図４には別の形態をしたプラグ41が示されている。このプラグ41は、上記のものと同様に、シール部51およびスプレッダ部52よりなる。スプレッダ部52は、回転放物体よりなる。
【００２７】
図４において、上直線N1および下直線N2が示されている。上直線N1は、上基準点O1の接線であり、下直線N2は、上基準点O2の接線である。上直線N1および下直線N2は、上記直線M1、M2と対応させられている。上直線N1が垂直線に対してなす角度θ1は、下直線N2が垂直線に対してなす角度θ2はよりも大である。
【００２８】
スプレッダ部52の上から下にかけて、基準点を連続して設定したときに、それぞれの基準点における接線は、下に行くにしたがって、垂直線に対する角度が次第に小さくなっていく。
【００２９】
図４に示すプラグ41を用いた場合、充填当初下向きであった充填液が充填が進むにつれて、垂直に近い方向から水平に近い方向に向けられていく様子は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明による充填ノズルの垂直縦断面図である。
【図２】図１のII−II線にそう断面図である。
【図３】同充填ノズルのプラグ詳細形状を示す説明図である。
【図４】他のプラグの例を示す図３相当の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
11  ノズル本体
27  吐出口
41  プラグ
51  シール部
52  スプレッダ部
N1、N2  接線
O1、O2  基準点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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