(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物の導入路を有するノズル本体と、
一端をノズル本体に接合し、他端には小径開口部を有する注入管と、少なくとも注入管内部に進退駆動可能に設けられ、先端に前記注入管の小径開口部と密接嵌合する閉止栓を有するスピンドルと
を有する充填ノズルにおいて、
前記スピンドルを内部に摺動自在に包有した管状のスピンドルカバーを有し、
前記スピンドルカバーの端部先端は、前記小径開口部より前記注入管の内方に位置していることを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
前記充填ノズルにおいて、
スピンドルカバーの一端には前記スピンドルと嵌合するシール材を有し、
スピンドルカバーの他端はノズル本体と接合された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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充填ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粘性、曳糸性を有する液状、半固形状の化粧品類、医薬品類、食品類、更に接着剤類等の内容物を容器類に充填する充填ノズルは、充填終わりにおいてノズル口より圧縮空気を噴射して曳糸を防止していたのが一般的であった。しかし前記の手段によると、ノズル口より噴射する圧縮空気により一部の内容物が飛散し、容器類の口部及びその周辺に付着し、汚損する欠点があり、また内容物の押し出し操作と圧縮空気噴射操作とを内容物の粘性、曳糸性等の物性によってその都度調整する必要があった。
【０００３】
そこで本件出願人は、これらの欠点を解決する手段として特公昭５８−２２４０２号公報に開示した如く、充填終わりにおける遮断、切断の機能効果を有していて、内容物による注入管の開口部の曳糸の除去と曳糸による容器口部の汚損を防止する極めて有効な充填ノズルを提供した。
【０００４】
更に本出願人は、実公平４−２７７６１号公報に開示した如く、注入管の開口部の口径を、容易で、かつ、安価に変更できると共に、一つの充填ノズルの口径を多様なものに形成できる充填ノズルを提供した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの充填ノズルは構造上、ノズル先端で機能効果を必要とするため、ノズル中央にスピンドルを有していて、ノズル内部を通って充填される内容物はスピンドルにも接触し、特に１００００ｃＰ以上の高粘度を有する内容物を充填する場合には、スピンドルに作動抵抗が生じていた。
【０００６】
そのため、スピンドルが作動した時に、内容物とスピンドルとの間に摩擦が生じて内容物が掻乱され、部分的な変圧が生じたり、スピンドルの作動スピードが変化することにより、内容物を排出する際の切れの悪さや、充填と切れとのタイミングが不安定になることによる充填精度の低下、または弁作動不良によって内容物を充填ノズル内に圧送する押圧装置であるポンプ等の過負荷による故障等の問題を有していた。
【０００７】
よって本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、高粘性の内容物であっても、スピンドルの作動抵抗を小さくすることが可能であり、内容物の充填精度向上やポンプ等の過負荷トラベルの削減が可能となる充填ノズルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、内容物の導入路を有するノズル本体と、一端をノズル本体に接合され、他端には小径開口部を有した注入管と、少なくとも注入管、設計の都合に応じてノズル本体内部に進退駆動可能に設けられ、先端には前記注入管の他端に有した小径開口部と密接嵌合する閉止栓を有したスピンドルとを有する充填ノズルにおいて、前記スピンドルを内部に摺動自在に包有したスピンドルカバーを導入路内に有することを特徴とする充填ノズルとした。
【０００９】
つまりは、ノズルの閉止弁である注入口の構成上、内容物中を貫通して閉止弁の栓となるスピンドルの、内容物と接する箇所に被覆を設けて、スピンドルと内容物が接する面積を極力小さくし、スピンドルに係る負荷を低減すると言う発明である。
【００１０】
前記のスピンドルカバーはそれ自体が圧縮されて包有するスピンドルと密接し、摺動の妨げにならないように、最低限内容物の圧送圧力に耐えられる強度が必要であるが、逆にその圧力に耐えられる素材であるならば、金属、樹脂などの素材については特に言及しないものである。
【００１１】
また、スピンドルカバーの一端は、スピンドルを気密状に保持するために、その導入路内部に有するスピンドルカバーの一端に前記スピンドルと嵌合するシール材を有し、他端はノズル本体と接合されたことにより内容物がスピンドルカバー内部へ浸入することを防止する。
【００１２】
以上の発明によりスピンドルの作動抵抗を低減することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として図１に示す充填装置１について述べる。該装置は、化粧品、食品、医薬品等の高粘度の液体を所定の容器内に注入することを目的として構成されている。
【００１４】
充填装置１は主な構成として内容物の投入箇所であるホッパ２、圧送装置である充填ポンプ３，内容物の排出通路を切り替える切り替えバルブ４，内容物を所定の容器に充填する充填ノズル５から成り立つ。
【００１５】
所定の容器への内容物の充填方法としては、先ずホッパ２内に内容物を投入する。ホッパに充填された内容物は切り替えバルブ４を通して充填ポンプ３内に移動する。
【００１６】
この時充填ポンプ３により内容物はポンプ内に吸引され、このピストン７の位相に同調して切り替えバルブ４内の通路６が変化する。
【００１７】
つまりは充填ポンプ３が内容物を吸引する場合には図１のように切り替えバルブ４内の通路６を設置し、充填ノズル５への通路を遮断してホッパ２から充填ポンプ３までの通路のみを形成している。
【００１８】
その後、充填ポンプ３内のピストン７の変位が最大となった状態で図２のように通路６を切り替え、今度はホッパ２への通路を遮断して充填ポンプ３から充填ノズル５までの通路を形成し、充填ポンプ３によって加圧されることにより、充填ノズル５に内容物が送られる。
【００１９】
次に充填ノズル５について述べる。図３より充填ノズル５はノズル本体１１を主体として上部にシリンダ１２を密着して突接し、ねじ込みキャップ１４ａにてノズル本体１１に固着させる。また、下部には注入管１３をねじ込みキャップ１４ｂにより、シリンダ１２と同様に固着する。また注入管１３の下部には小径開口部１５を有し、これにより内容物を注入している。
【００２０】
図４より、充填ノズル５内部にはノズル本体１１及び注入管１３を通して内容物の導入路２１を穿設している。シリンダ１２内部にはピストン２２が嵌入されており、このピストン２２下部にピストン軸となるスピンドル２３を突合して垂設する。このピストン２２を動かす動力としては圧縮空気を利用し、その圧縮空気流入孔２７をそれぞれシリンダ１２の上部及び側面下部に穿設する。
【００２１】
ピストン２２に垂設されたスピンドル２３はノズル本体１１とシリンダ１２との間に狭持されるスペーサ２４に穿設された摺動孔２９及び、スピンドルカバー２５内部を挿通し、注入管１３端部に有する小径開口部１５付近まで延ばされ、その先端はピストン２２が下降した際に小径開口部１５と密接嵌合して、閉止弁の栓となる。またその作動範囲としてはピストン２２の上死点においてスピンドル２３端部がスピンドルカバー２５の端部面と同一になり、下死点においては図５に示すように小径開口部１５の端部面と同一になるようにする。
【００２２】
前記スペーサ２４は摺動孔２９内部にシール材２６ａ有してスピンドル２３を保持することにより、スピンドル２３を摺動可能にしながら固定している。またスペーサ２４が狭持されている面にはパッキン２８を配置して内容物の導入路とシリンダ内部及び外部とを気密的に遮断する。
【００２３】
スピンドルカバー２５にもスペーサ２４と同様にスピンドル２３を保持して固定するシール材２６ｂを有し、かつその端部先端には、その先端を鋭角として、その鋭角部分にてスピンドル２５を保持するシール材２６ｃを有している。このシール材２６ｃにより、内容物を圧送時に、スピンドルカバー２５より外部に突出するスピンドル２３に付着する内容物を刮取し、スピンドルカバー２５内部に浸入する内容物を遮断する。
【００２４】
また、スピンドル２３はスピンドルカバー２５との余分な接触を防止するために、シール材２６ａ、ｂ、ｃにより保持される両端部と比較して中央部を細くし、スピンドルカバー２５が多少歪んだとしても不用意に接触しないようにする。これに対してスピンドルカバー２５も内容物の圧送により生じる圧力に対して変形しない素材にて作製する。
【００２５】
以上からなる充填ノズル５を使用して内容物を各容器に充填する。充填する際にはスピンドル２３と小径開口部１５からなる閉止弁と充填ポンプよりの圧送を同調させる。
【００２６】
つまりは、閉止弁を開けると共に充填ポンプ３よりの圧送を開始し、内容物を充填した容器に所定の量注入したところで充填ポンプ３よりの圧送を停止すると共に図５に示すよう閉止弁を閉止する。
【００２７】
この際、閉止弁の開閉手段であるスピンドル２３がスピンドルカバー２５内部にあるため、内容物と接する面積は小さく、その結果として摺動時に係る抵抗が少なくなり充填ポンプ３の作動に遅れることなく閉止弁を開閉可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明を行うことにより、充填ノズルの閉止栓であるスピンドルの摺動抵抗を減少させて、スピンドルの摺動速度を安定化することが可能である。また、スピンドルの摺動により導入路中の内容物が乱されることもなくなるため、小径開口部より押出される内容物の単位時間当たりの押出量も安定したものとなる。
【００２９】
また、スピンドルの抵抗が減少することにより、充填ポンプにて行われる内容物を圧送するための加圧制御と充填ノズルの閉止弁の開閉の制御との同調を図ることが容易となるため充填装置全体としての安定が増し、加圧制御と開閉制御との不調によって発生する過負荷等による機械の損傷も低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る充填装置の概略図である。
【図２】本実施の形態に係る充填装置の概略図である。
【図３】本実施の形態に係る充填ノズルの側面図である。
【図４】本実施の形態に係る充填ノズルの断面図である。
【図５】本実施の形態に係る充填ノズルの閉止時の断面図である。
【符号の説明】
１  充填装置
２  ホッパ
３  充填ポンプ
４  切り替えバルブ
５  充填ノズル
６  通路
７  ピストン
１１  ノズル本体
１２  シリンダ
１３  注入管
１４ａ  ねじ込みキャップ
１４ｂ  ねじ込みキャップ
１５  小径開口部
２１  導入路
２２  ピストン
２３  スピンドル
２４  スペーサ
２５  スピンドルカバー
２６ａ  シール材
２６ｂ  シール材
２６ｃ  シール材
２７  圧縮空気流入孔
２８  パッキン
２９  摺動孔
【図１】
0003784299.tif 000002
【図２】
0003784299.tif 000003
【図３】
0003784299.tif 000004
【図４】
0003784299.tif 000005
【図５】
0003784299.tif 000006