(57)【要約】【課題】簡単で安価な構成で液垂れを防止することが可能な液体充填機用の充填ノズルを提供する。【解決手段】吸引バルブと、充填シリンダーに連結された充填ピストンと、吐出バルブと、先端メッシュと、吸引室と充填室を有する充填ノズル本体と、で構成され、吸引バルブは、充填ピストンが吸引方向に移動することによって、充填液タンクから充填液を充填ノズル本体に吸引するバルブであって、充填ノズル本体に充填液が吸引された後、充填ピストンが吸引方向とは逆の吐出方向に移動することによって吐出バルブが開けられて前記充填液が充填室に移動し、その結果、先端メッシュが設けられた吐出口から前記充填液が吐出して容器に注入され、更に、吐出バルブには、吐出バルブの天地に貫通して設けられたシャフトを支える第一のスプリングと、吐出バルブを支える第二のプリングと、が備えられ、前記先端メッシュからの液垂れを防ぐことを特徴とする充填ノズル。【選択図】図６
2013173558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に液体を注入するための液体充填機に備えられた充填ノズルであって、
吸引バルブと、充填シリンダーに連結された充填ピストンと、吐出バルブと、先端メッシュと、吸引室と充填室を有する充填ノズル本体と、で構成され、
吸引バルブは、充填ピストンが吸引方向に移動することによって、充填液タンクから充填液を充填ノズル本体に吸引するバルブであって、
充填ノズル本体に充填液が吸引された後、充填ピストンが吸引方向とは逆の吐出方向に移動することによって吐出バルブが開けられて前記充填液が充填室に移動し、その結果、先端メッシュが設けられた吐出口から前記充填液が吐出して容器に注入され、更に、
吐出バルブには、吐出バルブの天地に貫通して設けられたシャフトを支える第一のスプリングと、吐出バルブを支える第二のスプリングと、が備えられ、
前記シャフトは液体注入中は吐出バルブの底部からその一部が突出し、液体注入後は前記第一のスプリングによって上方に持ち上げられ、突出した部分が吐出バルブ内に納められ、その結果充填室を減圧状態とすることによって、前記先端メッシュからの液垂れを防ぐことを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
前記第一のスプリングのバネ定数は、前記第二のスプリングのバネ定数より小さいことを特徴とする請求項１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、容器内に液体を注入して充填するための液体充填装置に備えられた充填ノズルであって、更に詳しくは液垂れを防止する充填ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酒、ジュース、その他の液体を紙製、プラスチック製等の容器の中に収容するようにした包装形態が広く使用されている。そのような容器の中に液体を充填するための液体充填装置に関しても既に種々の形式のものが提案されている。従来の液体充填装置は、基本的には、例えば図１に示す構造を有している。
【０００３】
図１に示される液体充填装置は、連結管１によって互いに連結された充填シリンダ２及び充填ノズル３を有している。充填液タンク（図示せず）内に貯溜された液体、例えば酒は、充填ピストン４の働きにより液体供給管５を通して充填シリンダ２内に引き込まれ、さらに充填ノズル３内へ送り出され、吐出バルブ８を通して吐出口６から容器、例えばカートン７内へ注入される（特許文献１）。
【０００４】
上記カートン７内への液体注入の直後の時点では、吐出口６に残留した液体が吐出口から落下して液垂れ現象が生じやすく、液垂れによって容器のシール部に液が付着するとシール不良が発生する欠点があり、また容器外周に垂れると外観も悪く品質低下の不具合となる。このため、吐出口６にメッシュ金網などの通液ネットを備えて液垂れ防止構造としても液温変化や液体粘性などの液質が変わると液垂れ防止が不可能で、その変化ごとに調整することが難しくメッシュ金網のネットや多孔シートのみでは、液垂れの現象をなくすことができず、液体充填作業に悪影響を及ぼす問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するための提案がなされている（特許文献２）。
【０００６】
特許文献２では２つの充填ノズルの例が示されているが、その内の１例を図２に示す。      
【０００７】
図２に示される充填ノズル３１は三方弁Ｂを有する液体分配管路系Ａを備え、導液口１２と吐出口１３とを有するノズル本体１１の内部に吐出導入路１４と、該吐出導入路１４の下方部にバルブ閉塞室１５と、を設け、ノズル本体１１の先端部にメッシュネット１６ａを有する吐出部材１７を備えると共に、前記バルブ閉塞室１５中に閉塞バルブ１８を作動シリンダ２０で昇降自在に設けて、該閉塞バルブ１８の上昇時に前記吐出導入路１４を閉塞するように構成してある。
【０００８】
前記閉塞バルブ１８は、外周にシールリング１８ａがあるピストンを用い、ノズル本体１１内に摺動自在に嵌装し、シャフト１９によって作動シリンダ２０に連結してあり、液体の注入、停止を行う三方弁ＢのＯＮ−ＯＦＦのタイミングと連動して図示しない作動シリンダ制御装置によって作動シリンダ２０を制御し、閉塞バルブ１８を昇降動させて吐出開始並びに停止ができるようになっている。
【０００９】
また、ノズル本体１１の先端部には、吐出口１３を覆うメッシュネット１６ｂを用いて、液充填終了後、三方弁の０ＦＦ後に閉塞バルブ１８の上昇時の際に、両ネット１６ａと１６ｂとの間に液膜を生成して液垂れを防ぐ形態としている。
【００１０】
更に図３に特許文献２に記載された他の１例の充填ノズルを示す。
【００１１】
図３に示される充填ノズル３２は、導液口１２と吐出口１３を有するノズル本体１１の内部に吐出導入路１４と、該吐出導入路１４の下方部にバルブ閉塞室１５と、を設け、ノズル本体１１の先端部にメッシュネット１６ｂを有する吐出部材１７を備えると共に、バルブ閉塞室１５中に閉塞バルブ１８をシャフト１９を介して作動シリンダ２０で昇降自在に設けて、該閉塞バルブ１８の上昇時に前記吐出導入路１４を閉塞するように構成し、閉塞バルブ１８及びシャフト１９にバルブ閉塞室１５に連通する吸気路２１を設け、該吸気路２１にチャンバ２２を経てエジェクタ用シリンダ２４を有する吸引用ピストン２３を備えたものである。
【００１２】
この場合、液体分配管路系Ａの三方弁ＢをＯＮしたタイミングで、閉塞バルブ１８を下降し、容器に液充填を開始する。そして、充填完了で三方弁ＢをＯＦＦすると同時に、作動シリンダ２０により閉塞バルブ１８を上昇し、吐出導入路１４を閉塞して流路を遮断すると共に、エジェクタ用シリンダ２４を作動し、吸引用ピストン２３でチャンバ２２内を負圧として、閉塞バルブ１８の下面からバルブ閉塞面１５中の液体を吸い上げ、該チャンバ２２内に溜め、吐出口１３からの液垂れを防止する形態となっている。
【００１３】
また、充填チャンバを負圧にして液垂れを防止する別の提案がされている（特許文献３）。特許文献３に示されている充填ノズルを図４に示す。
【００１４】
図４に示す充填ノズル３３では、充填液タンクからの液は図示しない充填シリンダーを介して充填ノズル２５に連通していて、図示しない充填ピストンの往復運動と、ノズル作動用シリンダー２５ａで上下する充填バルブ２５ｂの作用によって、メッシュカップ２５ｃを介して充填ノズルの先端部２５ｄに設けられたメッシュスクリーン２５ｅから一定液が容器２８に注入されるようになっている。２６は負圧発生用ピストン、２６ａはリングであり、２７は負圧発生用ピストン作動シリンダーである。
【００１５】
負圧発生用ピストン２６は充填終了前に前進を終了しており、充填終了直後に後退作動に入るようになっている。このようにして充填終了後の充填バルブ室Ｃを負圧に保ち、充填ノズルの先端部に設けられメッシュスクリーン２５ｅを有する充填ノズルの先端部２５ｄからの液垂れを防止する形態となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−２６３１０４号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０５３０７４号公報
【特許文献３】実開昭６２−１４６７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら図２に示した充填ノズル３１では、閉塞バルブ１８を上昇移動させる場合、ノズル本体１１に閉塞バルブ１８が接し、液の供給を止めた状態で上昇移動しなければならない。この上昇移動を繰り返し行うことで、ノズル本体１１と閉塞バルブ１８の間に隙間が生じ、これに起因して液垂れを起こすことがある。
【００１８】
また図３に示した充填ノズル３２では、バルブ閉塞室１５を減圧するために吸気路２１、チャンバ２２、エジェクタ用シリンダ２４、吸引用ピストン２３を備えるため、それを構成する設備が大掛かりになってしまう。
【００１９】
図４に示した充填ノズル３３においても、負圧発生用ピストン２６、負圧発生用ピストン作動シリンダー２７を備える必要があるため、設備が大掛かりになってしまう。
【００２０】
そこで本発明は、簡単で安価な構成で液垂れを防止することが可能な液体充填機用の充填ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の請求項１に係る発明は、容器に液体を注入するための液体充填機に備えられた充填ノズルであって、
吸引バルブと、充填シリンダーに連結された充填ピストンと、吐出バルブと、先端メッシュと、吸引室と充填室を有する充填ノズル本体と、で構成され、
吸引バルブは、充填ピストンが吸引方向に移動することによって、充填液タンクから充填液を充填ノズル本体に吸引するバルブであって、
充填ノズル本体に充填液が吸引された後、充填ピストンが吸引方向とは逆の吐出方向に移動することによって吐出バルブが開けられて前記充填液が充填室に移動し、その結果、先端メッシュが設けられた吐出口から前記充填液が吐出して容器に注入され、更に、
吐出バルブには、吐出バルブの天地に貫通して設けられたシャフトを支える第一のスプリングと、吐出バルブを支える第二のスプリングと、が備えられ、
前記シャフトは液体注入中は吐出バルブの底部からその一部が突出し、液体注入後は前記第一のスプリングによって上方に持ち上げられ、突出した部分が吐出バルブ内に納められ、その結果充填室を減圧状態とすることによって、前記先端メッシュからの液垂れを防ぐことを特徴とする充填ノズルである。
【００２２】
本発明の請求項２に係る発明は、前記第一のスプリングのバネ定数は、前記第二のスプリングのバネ定数より小さいことを特徴とする請求項１に記載の充填ノズルである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による充填ノズルによれば、簡単で安価な構成で液垂れを防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の液体充填装置の構造を示す図。
【図２】特許文献２に示される充填ノズルの一例を示す図。
【図３】特許文献２に示される充填ノズルの一例を示す図で、図２とは別の充填ノズルを示す。
【図４】特許文献３に示される充填ノズルを示す図。
【図５】本発明の充填ノズルの概略構成を示す図。
【図６】本発明に係る吐出バルブを詳細に示す図。（ａ）は充填中の吐出バルブの状態を示す。（ｂ）は充填終了後の吐出バルブの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明に係る充填ノズルを実施するための形態を説明する。
【００２６】
図５は本発明の充填ノズルの概略構成を示す図である。図５に示される本発明の充填ノズルは吸引バルブ５１と、充填シリンダー５２に連結された充填ピストン５３と、吐出バルブ５４と、先端メッシュ５５と、吸引室５６と充填室５８を有する充填ノズル本体５９と、で構成されている。
【００２７】
吸引バルブ５１は、充填ピストン５２が矢印５７ａで示す方向（吸引方向）に移動することによって、充填液タンクから充填液を吸引室５６に吸引する。吸引室５６に充填液が吸引された後、充填ピストンが吸引方向とは逆に矢印５７ｂで示す方向（吐出方向）に移
動することによってバルブ５４ａが開けられて、充填液が充填室５８に移動し、その結果、先端メッシュ５５が設けられた吐出口６０から充填液が吐出して容器６１に注入される。
【００２８】
図６は吐出バルブ５４を詳細に示す図である。吐出バルブ５４には、その天地に貫通して設けられたシャフト５４ｂを支える第一のスプリング５４ｃと、バルブ５４ａを支える第二のスプリング５４ｄと、が備えられている。
【００２９】
第一のスプリング５４ｃは流動受圧部５５ｅに充填液によって流動圧力がかかった場合に流動受圧部５５ｅを降下させるようにそのばね定数を選択され、また第二のスプリング５４ｄは充填液によってバルブ５４ａに流動圧力がかかった場合にバルブ５４ａを降下させるようにそのばね定数は選択される。
【００３０】
更に、第一のスプリング５４ｃのバネ定数は、第二のプリング５４ｄのバネ定数より小さく、その結果、液体充填動作時はバルブ５４の上方に設けられた流動受圧部５５ｅに充填液によって流動圧力がかかった場合に、シャフト５４ｂは降下してバルブ５４ａの底部からその一部５４ｂ−１が突出する。またバルブ５４ａ自体にも流動圧力がかかるためバルブ５４ａが降下して充填が行われる（図６（ａ））。
【００３１】
充填が終了するとバルブ５４ａは第二のプリング５４ｄによって矢印６２で示す方向に持ち上げられ、バルブシート５４ｆに戻り流路を塞ぐ。またシャフト５４ｂは第一のスプリング５４ｃによって矢印６３で示す方向に持ち上げられるため、シャフト５４ｂの突出した部分５４ｂ−１が吐出バルブ５４ａ内に納められ、その結果、充填室５８の容積は減じられ、充填室５８を減圧状態とすることが出来るため、先端メッシュ５５からの液垂れを防ぐことが出来る（図６（ｂ））。
【００３２】
以上のように本発明の充填ノズルによれば、第二のプリング５４ｄに加えて第一のスプリング５４ｃとシャフト５４ｂを備えるといった簡単で安価な構成で、充填室５８を減圧状態とし、液垂れを防止することが出来る。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・連結管
２・・・充填シリンダ
３・・・充填ノズル
４・・・充填ピストン
５・・・液体供給管
８・・・吐出バルブ
６・・・吐出口
７・・・カートン
１１・・・ノズル本体
１２・・・導液口
１３・・・吐出口
１４・・・吐出導入路
１５・・・バルブ閉塞室
１６ａ、ｂ・・・メッシュネット
１７・・・吐出部材
１８・・・閉塞バルブ
１８ａ・・・シールリング
１９・・・シャフト
２０・・・作動シリンダ
２１・・・吸気路
２２・・・チャンバ
２３・・・吸引用ピストン
２４・・・エジェクタ用シリンダ
２５・・・充填ノズル
２５ａ・・・ノズル作動用シリンダー
２５ｂ・・・充填バルブ
２５ｃ・・・メッシュカップ
２５ｄ・・・充填ノズルの先端部
２５ｅ・・・メッシュスクリーン
２６・・・負圧発生用ピストン
２６ａ・・・リング
２７・・・負圧発生用ピストン作動シリンダー
２８・・・容器
３１・・・充填ノズル
３２・・・充填ノズル
３３・・・充填ノズル
５１・・・吸引バルブ
５２・・・充填シリンダー
５３・・・充填ピストン
５４・・・吐出バルブ
５４ａ・・・バルブ
５４ｂ・・・シャフト
５４ｂ−１・・・シャフトの突出した部分
５４ｃ・・・第一のスプリング
５４ｄ・・・第二のスプリング
５５ｅ・・・流動受圧部
５４ｆ・・・バルブシート
５５・・・先端メッシュ
５６・・・吸引室
５７ａ、ｂ・・・充填シリンダー５２の移動方向を示す矢印
５８・・・充填室
５９・・・充填ノズル本体
６０・・・吐出口
６１・・・容器
６２・・・バルブ５４ａが上昇する方向を示す矢印
６３・・・シャフト５４ｂが上昇する方向を示す矢印
Ａ・・・液体分配管路系
Ｂ・・・三方弁
【図１】
2013173558.tif 000003
【図２】
2013173558.tif 000004
【図３】
2013173558.tif 000005
【図４】
2013173558.tif 000006
【図５】
2013173558.tif 000007
【図６】
2013173558.tif 000008