JP2003034311A - 無菌充填ノズル及び無菌充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填ノズルを分解しないで殺菌・洗浄を行う
等を可能にした無菌充填ノズルを提供する。 【解決手段】 外筒１０と、該外筒内を上下摺動するプ
ラグロッド２０と、該外筒の下端に充填液注入口１３ｇ
を備えた無菌充填ノズルにおいて、外筒１０にフラッシ
ングエア入口管１３ｅと充填液入口管１３ｆを設け、プ
ラグロッド２０と外筒１０とによりフラッシングエア入
口管１３ｅの開閉弁を形成するとともに、外筒１０とプ
ラグロッド２０とにより充填液入口管１３ｆを開閉する
ピストン弁を形成し、プラグロッド２０を下降させて充
填液注入口１３ｆを閉じる際には、上記ピストン弁付近
に付着した充填液をプラグロッド２０の下端で掻き落
し、フラッシングエア入口管１３ｅから供給されるエア
によって外筒１０に付着した充填液を吹き飛ばす構成と
した無菌充填ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固形物を含有する
液体を無菌状態で口栓を持たない不定形の容器に充填す
るのに好適な充填装置の無菌充填ノズル及び無菌充填方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体や固形物入りの液体(以
下充填液と呼ぶ)を容器に充填する場合には、充填液の
種類、充填される容器の種類、或いは充填する環境等に
対して、種々の充填方法、充填装置やその装置に用いら
れる充填ノズルが提案されている。充填液の殺菌につい
ては、充填後に熱で殺菌する方法と、先に殺菌した容器
に殺菌した充填液を無菌室内で充填する方法がある。容
器への充填については、容器の口栓（注入口）と充填ノ
ズルを近付けてパッキンを介してシールして充填する方
法や、口栓を持たない不定形容器では、上部を開いて保
持した開口部に充填ノズルの先端を挿入して充填する方
法がある。充填する充填液の分量については、ピストン
を用いて容積を計量する方法や、流量と時間を計測して
算出する方法がある。その他、充填後にノズルの先端に
残った充填液が滴下しないように吸入する方法などがあ
る。このような従来の充填方法は、それぞれの充填液や
容器や環境の種類の特定の組合せに対して利点を有する
が、組合わせが異なる場合はいろいろ問題が発生した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】固形物を多く含む液体
を口栓を具備しない不定形容器（パウチ等）に無菌の環
境で充填する充填ノズルには、次に示すような条件が要
求される。 （１）充填作業開始前や充填作業終了後の充填ノズルの
殺菌・洗浄は、充填ノズルを分解しないで行うことがで
きること。 （２）固形分を含む充填液の固形分を開閉弁部に挟み込
むことなく充填できること。 （３）特に薄い野菜の皮や細い繊維を弁の隙間に引込む
ことなく切断できること。 （４）充填動作終了後のノズルに残った液が滴下する後
垂れを無くすこと（特に、口栓を持たない不定形容器で
は、容器の入口に充填液が付着すると熱シール性が阻害
される）。 （５）充填液の液垂れが開閉弁部の特定の位置に集中す
る傾向を排除すること。 （６）無菌室を小さくし、可動部分のシールを確実に行
い、環境の維持に優れていること。本発明は、上記課題
を改善し、固形物を多く含む充填液を、例えば口栓を具
備しない不定形容器等に無菌の環境で充填することがで
きる無菌充填ノズルを提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】充填ノズルは、大きく分
けて、上部外筒，中間外筒及び下部外筒からなる外筒
と、該外筒の中心部を上下動するプラグロッドと、上部
外筒の上に取付けられ、プラグロッドを上下に駆動し、
かつ最大，中間及び最小の３つのストロークを有するサ
ーボシリンダとから成る。中間外筒の上部にはリニアベ
アリングを設けている。また、中間外筒の下部にはフラ
ンジによって外筒内壁と繋がり上方伸びて開く薄肉内筒
と蒸気入口管（接続管）を設けている。下部外筒は、
大，中及び小の３段に縮径された内径部を備えている。
ここで、下部外筒の大内径部に蒸気出口管を設け、中内
径部にフラッシングエア入口管を設け、小内径部に充填
液入口管を設けている。また、下部外筒の下端部には、
エア入口管を備えた筒状のエア吹出管を螺着している。
プラグロッドは、上部に摺動筒部を有し、下部にプラグ
部を有し、中間部にプラグ部より大径の摺動弁部を有
し、これらを若干径の小さいロッドで連結してなる。そ
して、上部の摺動筒部と中間外筒に設けた薄肉内筒とに
よりラビリンス通路を形成している。また、中間部の摺
動弁部と中内径部を滑嵌合させて、上記フラッシングエ
ア入口管を開閉する流れ平行弁である開閉弁を形成して
いる。さらに、下部のプラグ部を小径部と滑嵌合させ
て、上記充填液入口管を開閉する充填液の流れ方向と直
角方向に弁体が移動する弁、いわゆるピストン弁（液
弁）を形成している。サーボシリンダが最大ストローク
摺動したときには、充填液の注入口をプラグ部で閉じ、
中間ストローク摺動したときには充填液の注入口を開
き、最小ストローク摺動したときにはプラグ部と摺動弁
部をそれぞれ開く。このとき、プラグロッドと外筒の間
は、全面に亙って形成される隙間を通じて連通するの
で、適宜の入口管と出口管を開閉して洗浄液を上記隙間
に流すことにより、充填ノズルの外筒内の洗浄を行うこ
とができる。また、別の手段として、上記のプラグロッ
ドの上端をスイベル継手を介して回転自在にサーボシリ
ンダのロッドと連結するとともに、プラグロッドの上部
に直角に突出するカムフォロワを設け、このカムフォロ
ワを上部外筒に設けたカム溝に嵌装する構成としても良
い。この場合、プラグロッドを下降させて開閉弁（ピス
トン弁）が閉じる際に該プラグロッドを円周方向に回転
させるようにする一方、サーボシリンダを任意位置で停
止可能なものとし、最下限位置ではプラグロッドの下端
を下部外筒の下端から突出させるように構成しても良
い。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の無菌充填ノズルの実施例
を図１〜図９によって説明する。 （構成）図１、図２及び図３は、それぞれ本発明の充填
ノズルが待機中、充填中及び洗浄中の状態にあるときの
縦断面図を示し、図４及び図５は図１の上部及び下部の
拡大図を示すものである。これらの図に示されるよう
に、充填ノズル１は、該充填ノズルを一体に纏めている
外筒１０を有する。外筒１０は、上部外筒１１，中間外
筒１２及び下部外筒１３から形成されており、これらの
外筒１１，１２及び１３は、半割継手金具によりフラン
ジ結合されている。上部外筒１１は、薄肉の筒で、その
上部にサーボシリンダ１４が取付けられ、その内部に上
下に伸縮するサーボシリンダ１４のロッド１４ａが収容
されている。ロッド１４ａの先端には、Ｔ字形溝を備え
た継手金具１５が螺着されている。サーボシリンダ１４
は、ロッド１４ａの先端を図３に示す位置で停止させ、
かつ可変速に駆動できるように構成されている。中間外
筒１２は、複数の部材から成り、上半分が厚肉筒部１２
ａ、下半分が薄肉筒部１２ｂとなっている。厚肉筒部１
２ａの上部内側にはリニアベアリング（メタル）１２ｃ
が設けられ、薄肉筒部１２ｂの下部外周には蒸気入口管
（接続管）１２ｄが設けられている。また、中間外筒１
２の内側には隙間を隔てて仕切筒１６が配設されてい
る。仕切筒１６は、その下部に設けられたフランジ１６
ａによって薄肉筒部１２ｂの内壁下端に連接されてい
る。

【０００６】下部外筒１３の内径は、上から下に向かっ
て３段に縮径され、大内径部１３ａ、中内径部１３ｂ，
小内径部１３ｃとなっている。他方、下部外筒１３の外
径は大小２段となっている。下部外筒１３の大内径部１
３ａの下部外側には、蒸気出口管１３ｄが設けられ、中
内径部１３ｂの下部外周にはフラッシングエア入口管１
３ｅが設けられ、小内径部１３ｃの上下の中間部外周に
は充填液を導く充填液入口管１３ｆが設けられ、その下
部外周には雄ねじ１３ｇが設けられている。下部外筒１
３の下端には、エア吹出管１７が取付けられている。エ
ア吹出管１７は、下部外筒１３の下端外壁と相俟って先
細筒状のエア通路を形成している。エア吹出管１７は、
その外周にエア入口管１７ａを備え、ユニオンナット１
７ｂによって下部外筒１３下部の雄ねじ１３ｇに螺着さ
れている。

【０００７】外筒１０内には、該外筒の中心部を上下動
するプラグロッド２０が配設されている。プラグロッド
２０は、複数の部材で構成されているが、その連結方法
については説明を省略する。摺動筒部２０ａの上端には
Ｔ字形突起が設けられている。Ｔ字形突起は、継手金具
１５のＴ字形溝に係合させてサーボシリンダ１４のロッ
ド１４ａに連結されている。プラグロッド２０の上部に
は、大径の摺動筒部２０ａが備えられ、その下部には小
径のプラグ部２０ｂが備えられている。摺動筒部２０ａ
とプラグ部２０ｂとの間で下側寄りには、中径の摺動弁
部２０ｃ及びこれらを繋ぐロッド部２０ｄ，２０ｅが備
えられている。摺動筒部２０ａは、中間外筒１２のリニ
アベアリング１２ｃに摺動自在に内嵌装されている。摺
動弁部２０ｃは、パッキン２０ｆを備えており、下部外
筒１３の中内径部１３ｂに液密で摺動自在に内嵌装され
ている。小径のプラグ部２０ｂは、上部にパッキン２０
ｇを備えており、小内径部１３ｂ内に液密で摺動自在に
嵌装されている。また、摺動筒部２０ａは、その下側の
大半が下側に開く薄肉のスカート筒となっている。この
スカート筒は、厚肉筒部１２ａおよび薄肉筒部１２ｂの
内壁と仕切筒１６の外壁との間に間隙を設けて挿入され
ている。これにより、蒸気入口管１２ｄから入り摺動筒
部２０ａのスカート筒部の内壁と仕切筒１６の外壁の間
の隙間を通って上昇し、折返して仕切筒１６の内壁とロ
ッド部２０ｄとの間の隙間を通って下降し大内径部１３
ａの内側に通ずるラビリンス通路（図４中のＬ参照）が
形成される。また、プラグ部２０ｂは、小内径部１３ｃ
に形成された充填液入口管１３ｆ用の開口孔１３ｈとと
もに、ピストン弁を形成している。プラグ部２０ｂに
は、円錐状に窪んだ下端の中心から垂直に上り、かつ水
平に屈折してロッド部２０ｅの側面に開口する細孔２０
ｈが設けられている。

【０００８】工場内の一般空間と無菌室が天板３０によ
り画成されている。すなわち、天板３０の下側が無菌
室、上側が工場内の一般空間である。天板３０の開口部
の周りには、深溝トラフ３１が気密に固設されている。
充填ノズル１の蒸気入口管１２ｄの下部の適宜の位置に
は、覆蓋３２が取付けられている。覆蓋３２は、その周
端部に垂直に垂下ったカーテン部３２ａを備えており、
その下端部が深溝トラフ３１の中に挿入されている。深
溝トラフ３１には消毒剤を含む水が所定高さに満たされ
ている。この水は図示省略の循環ポンプによって緩やか
に循環される。これにより、充填ノズル１の下端を容器
の中に挿入すべく充填ノズル１を上下動させても、カー
テン部３２ａは常にトラフ３１内の水に浸かっているよ
うになっている。なお、図１には、口栓を持たない不定
形容器４０の開口した上端部が示されている。無菌室内
を一度、無菌状態にしておき、その後無菌エアを同無菌
室内に送り続けて同室内を陽圧に維持することで、無菌
状態を維持しても良い。

【０００９】（作用）上記構成の無菌充填ノズル１の作
用を説明する。充填を行う前は、充填ノズル１は、図１
に示す待機状態にある。このとき、サーボシリンダ１４
は、ロッド１４ａをその全ストロークを延ばされてお
り、これにより、プラグロッド２０は下がって最下限の
位置にある。このとき、プラグ部２０ｂの下端は下部外
筒１３に螺着されたエアー吹出管１７の下端と一致して
いる。まず、無菌状態の不定形容器（パウチ）４０がそ
の開いた口を上側にして充填ノズル１の真下に送られて
停止すると、充填ノズル１は図示省略の昇降装置によっ
て所定距離（例えば４０mm程度)下降して小内径部１３
ｃの下端を不定形容器４０の中に挿入する（図２の容器
４０参照）。

【００１０】次いで、サーボシリンダ１４がロッド１４
ａを縮めてプラグロッド２０を中間位置まで引上げてプ
ラグ部２０ｂの下端を開口孔１３ｈの上側に一致させ
て、開口孔１３ｈを開閉する、いわゆるピストン弁を全
開させる。これにより、図示省略の計量装置で計量され
た所定量の殺菌済みの充填液が容器４０内に充填され
る。この状態が図２に示されている。この充填が終わっ
たら、サーボシリンダ１４のロッド１４ａをその全スト
ロークを延ばして、充填ノズル１を図１に示す待機位置
に戻す。このとき、下部外筒１３側の開口孔１３ｈとプ
ラグ部２０ｂは、流れ直角弁（ピストン弁）を形成して
いるので、プラグ部２０ｂの下降に際して充填液中の固
形物は切断されて掻き落される。このため、プラグ部２
０ｂがその上下から挟まれて止められることはない。プ
ラグロッド２０が定位置まで下降すると、下降したプラ
グ部２０ｂの下端面には、下部外筒１３の小内径部１３
ｃの内壁面からしごき取られた充填液の液や固形物が垂
下がるように付着している。このため、図示省略のクリ
ーンエア供給源の開閉弁を開いて、圧縮クリーンエアを
フラッシングエア入口管１３ｅ及びエア吹出管１７のエ
ア入口管１７ａに供給する。フラッシングエアー入口管
１３ｅから入ったエアは、小内径部１３ｃとプラグブ部
２０ｂとの隙間から、細孔２０ｈを通ってプラグ部２０
ｂの下端中央側から吹出す。エア入口管１７ａから入っ
たエアは、エア吹出管１７を通って、外側から付着した
充填液を吹飛ばす。次いで、図示省略の昇降装置で充填
ノズル１を元の位置まで上昇させた後、容器４０は、下
流のステーションに送られて、該容器内の空気抜き、そ
の開口部のシーリング等の工程を経て無菌室を出る。

【００１１】上記充填工程中は、図示省略の蒸気供給源
から蒸気入口管１２ｄに蒸気が送られる。この蒸気は、
前述のラビリンス通路を経て圧力を落とし、大内径部１
３ａとロッド部２０ｄの間を通り、蒸気出口管１３ｄか
ら室外に排出される。このとき、中間外筒１２内は、充
填ノズル１の外側に対して常に正圧に保たれている。ま
た、中間外筒１２は、長いラビリンス通路を備えている
ので、プラグロッド２０が上下動してもリニアベアリン
グ１２ｃとの摺動部から外気が下部外筒１３内に侵入す
ることはない。なお、充填液の種類によっては、上述の
蒸気に代えて圧縮クリーンエアを用いても良い。

【００１２】次ぎに、充填作業開始前の殺菌洗浄及び充
填作業後の充填ノズル１の洗浄を行う場合には、充填ノ
ズル１の下端のエア吹出管１７に洗浄用キャップ５０
（図３参照）を気密に装着し、サーボシリンダ１４のロ
ッド１４ａを最上限の位置まで引上げて図３に示す洗浄
状態にする。この洗浄状態では、プラグロッド２０の摺
動弁部２０ｃが下部外筒１３の大内径部１３ａに移動す
ることにより両者の間に隙間が生じ、プラグ部２０ｂが
中内径部１３ｂに移動することにより両者の間に隙間が
生じる。このため、中間外筒１２及び下部外筒１３の内
壁とプラグロッド２０の外壁の間はラビリンス通路を含
めて全体が連通する。従って、蒸気入口管１２ｄから蒸
気、消毒液、またはクリーンエアを供給して充填液入口
管１３ｆから排出すれば、図示省略の充填液タンクを含
め充填バルブ１を分解することなく内部の充填液と接触
する全ての部分を殺菌洗浄することができる。

【００１３】図６〜図８に示した無菌充填ノズル１′
は、前述の無菌充填ノズル１と類似の構造をしているの
で、理解を容易にするために無菌充填ノズル１と同じ又
は類似の構成要素については同じ番号を用いて説明す
る。図６は、無菌ノズル１′の上下の中間部を省略した
一部を断面とした側面図を示し、図７は図６の上部を左
から視た側断面図を示し、図８は図７のＦ-Ｆ断面図を
示し、図９はプラグロッドの動作を示す図である。これ
らの図に示されるように、充填ノズル１′は、該充填ノ
ズルを一体に纏めている外筒１０´を有する。外筒１
０′は、該外筒を形成する上部外筒１１′を除いて、充
填ノズル１の中間外筒１２及び下部外筒１３と同じもの
を有する。外筒１１′は、長さ及び肉厚が充填ノズル１
のものより大きくなっていて、その側壁には、区間Ａ〜
Ｂ及びＣ〜Ｄ（図６参照）の直線部と、両区間を繋ぐ区
間Ｂ〜Ｃの逆Ｓ字形の曲線部より成る溝カム１１ａ′と
を備えている。上部外筒１１′の上部にはサーボシリン
ダ１４′が取付けられている。上下に伸縮するサーボシ
リンダ１４′のロッド１４ａ′は上部外筒１１′内に収
容されている。ロッド１４ａ′の先端には、Ｔ字形溝を
備えた継手金具１５′を回転自在に支承するスイベル継
手６０が螺着されている。サーボシリンダ１４′はロッ
ド１４ａ′の先端を任意位置で停止させることができ、
可変速で移動可能である。

【００１４】プラグロッド２０は、その上端に設けたＴ
字形突起をスイベル継手６０の継手金具１５′のＴ字形
溝に係合させることにより、サーボシリンダ１４′のロ
ッド１４ａ′に回転自在に連結されている。Ｔ字形突起
の下側には、カムフォロワ６１を有する回転駆動リング
６２が割リングを介して２本のねじによって取付けられ
ている。カムフォロワ６１は、上部外筒１１′のカム溝
１１ａ′に嵌装されて案内され、プラグロッド２０がサ
ーボシリンダ１４′によって上下に移動するときに、直
線及び回転の運動を規制している。カム溝１１ａ′の区
間Ｂ〜Ｃの曲線部は、緩やかに傾斜を強めた後、緩やか
に戻る近似の正弦曲線となっている。この曲線部に沿っ
てプラグロッド２０が回転し、その回転角度θ（図８
参）は６０゜程度である。

【００１５】上記構成の充填ノズル１′の作用を図９を
参照しながら説明する。図９は、サーボシリンダ１４′
が同じ速度でロッド１４ａ′を伸縮させた時のプラグロ
ッド２０の動作を示す図である。同図において、時間ｔ
₀でカムフォロワ６１がストローク位置Ｃにあるときに
は、プラグロッド２０の下部のプラグ部２０ｂの下端
は、下部外筒１３の下端と一致していて図１に示す待機
状態となっている。

【００１６】充填を開始するためには、まず、サーボシ
リンダ１４′のロッド１４ａ′のストロークを縮めて時
間ｔ₁でカムフォロワ６１をＢ位置に移す。すると、プ
ラグ部２０ｂは円周方向に角度θだけ回転しながら上昇
し、Ｂ位置ではプラグ部２０ｂの下端は開口孔１３ｈの
上側に一致し、図２に示す状態と同じ充填中の状態とな
る。この状態で充填液の充填を行い、充填を終えた時間
ｔ₂からサーボシリンダ１４′のロッド１４ａ′のスト
ロークを伸ばして、カムフォロワ６１を時間ｔ ₃までス
トローク位置Ｃを経由して位置Ｄ側寄りに移動させる。
時間ｔ₃の位置Ｃまでは、プラグ部２０ｂは円周方向に
回転しながら下降して、前述のように、プラグ部２０ｂ
の下端が下部外筒１３の下端と一致する。次いで、位置
Ｃを越えて真っすぐ下降して位置Ｄ側に移動すると、プ
ラグ部２０ｂの下端は下部外筒１３の下端より下側に距
離ｈ（図６参照）、例えば４〜５mm程度突出する。さら
に、プラグ部２０ｂの下端が位置Ｃまで真っすぐ引戻
し、引続いて時間ｔ₄まで複数回（図では２回）その突
出及び引戻しを繰り返す。この後、時間ｔ₄〜ｔ₅の間
に、プラグ部２０ｂの下端中央の細孔２０ｈとエア吹出
管１７とから、それらの内外から空気を吹出して付着し
た充填液を吹飛ばす。次いで、容器４０を送出して、時
間ｔ₅のところで次の充填サイクルに戻る。時間ｔ₀とｔ
₅の間の時間Ｔ_cは、１回の充填に要するサイクルタイム
で、例えば１.５秒程度である。なお、図９では、サー
ボシリンダ１４′の駆動速度を常時一定としたが、速度
を変えて時間を調節するようにしても良い。

【００１７】時間ｔ₆に示すストローク位置Ａは、カム
フォロワ６１が最上限の位置に移動しており、図３に示
す状態と同じような洗浄回路を形成する状態にあること
を示している。なお、上記した無菌充填ノズル１を用い
ることにより、プラグロッド２０を回転させながら下降
させてプラグ部２０ｂと下部外筒１３とで形成されるピ
ストン弁を閉じ、さらに、プラグ部２０ｂの下端を下部
外筒１３の下端から突出させて元に戻す動作を複数回繰
返した後、内外からエアによる吹払いを行う方法を実施
することができる。この方法は、請求項６に記載された
無菌充填方法に対応するものである。

【００１８】

【発明の効果】本発明の無菌充填ノズルによって次の効
果が得られる。 （１）従来より行われていた充填作業後の人手による分
解洗浄作業を、該ノズルを分解することなく自動で行う
ことができるので、洗浄作業の効率を高めることができ
る。 （２）充填液の充填通路の開閉弁を、プラグロッドを用
いて構成した、充填液の流れ方向と直角の弁である、い
わゆるピストン弁としているので、従来の流れ平行弁の
ように閉弁時に固形物を上下から挟んで止められること
がなくなり、固形物を含む充填液の充填に好適である。 （３）充填液の開閉弁を、上下動とともに回転を行うプ
ラグロッドを用いて構成した弁とした場合には、充填液
入口管の開口孔とプラグロッドの先端で形成する切断刃
の相対速度を大きくすることができる。したがって、プ
ラグロッドによる固形物の切断を効果的に行うことがで
き、固形物を挟んでプラグロッドの動作を留めてしまう
ような不具合が発生することを確実に防止することがで
きる。

【００１９】（４）充填液の開閉弁を、上下動とにとも
に回転を行うプラグロッドを用いて構成した弁とした場
合には、この充填液の開閉弁を閉じると、小内径部とプ
ラグロッドの間に残る充填液が円周方向に広がるので、
充填液が円周の特定部分に片寄って集まって液垂れを助
長するような不具合が生じることを防止することができ
る。 （５）充填終了時にノズル下端に付着する充填液を中心
部及び外周部の両方からエアで吹き払うようにしている
ので、充填液の後垂れによる不具合の発生を完全に防止
することができる。 （６）水封式シールを用い支持構造や付属機器のついた
上下動する充填ノズルの上部を無菌室外に出す構成とし
ているので、無菌室を小さくすることができるととも
に、無菌室内で使用するクリーンエアの量を削減でき、
しかも、コストの低減に寄与することができる。 （７）請求項６に記載の方法によれば、小内径部とプラ
グロッドの間に残る充填液を円周方向に均一に広げ、さ
らにプラグロッドを下方に突出させた後元に戻す動作を
複数回繰り返して、該ノズル内の隙間に残った充填液を
しごき出すことができるので、後垂れを無くすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無菌充填ノズルの待機中の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の無菌充填ノズルが充填中の状態にある
様子を示す縦断面図である。

【図３】本発明の無菌充填ノズルが洗浄中の状態にある
様子を示す縦断面図である。

【図４】図１に示した無菌充填ノズルの上半分を示す拡
大図である。

【図５】図１に示した無菌充填ノズルの下半分を示す拡
大図である。

【図６】無菌充填ノズルの上部及び下部の一部を断面に
して示す側面図である。

【図７】図６に示した無菌充填ノズルの上部を左から視
た様子を示す縦断面図である。

【図８】図７におけるＦ-Ｆ線断面図である。

【図９】プラグロッドの動作を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ 無菌充填ノズル １１ 上部外筒 １２ 中間外筒 １２ｃ リニアベアリング １２ｄ 蒸気入口管 １３ 下部外筒 １３ａ 大内径部 １３ｂ 中内径部 １３ｃ 小内径部 １３ｅ エア入口管 １３ｆ 充填液入口管 １３ｇ 充填液注入口 １４ サーボシリンダ １４ａ ロッド １６ 仕切筒 １６ａ フランジ １７ エア吹出管 １７ａ エア入口管 ２０ プラグロッド ２０ａ 摺動筒部 ２０ｂ プラグ部 ２０ｃ 摺動弁部 ２０ｄ ロッド部 ２０ｅ ロッド部 ２０ｆ パッキン ２０ｇ パッキン ２０ｈ 細孔 ３０ 天板 ３１ 深溝トラフ ３２ 覆蓋 ３２ａ カーテン部 １′ 無菌充填ノズル １１′ 上部外筒 １１ａ′ カム溝 ６０ スイベル継手 ６１ カムフォロワ ６２ 回転駆動リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 洋三 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社産業機器事業部内 Ｆターム(参考） 3E055 AA01 AA10 DA03 DA06 DA10 FA01 3E079 AA08 AB09 BB01 BB05 DD06 EE02 EE12 GG04 3E118 AA07 AB16 CA05 CA07 CA14 EA02 EA07 FA01 FA02 FA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と、該外筒内を上下摺動するプラグ
   ロッドと、該外筒の下端に充填液注入口を備えた無菌充
   填ノズルであって、 上記外筒にフラッシングエア入口管と充填液入口管を設
   け、 上記プラグロッドと上記外筒とにより上記フラッシング
   エア入口管の開閉弁を形成するとともに、上記外筒と上
   記プラグロッドとにより上記充填液入口管を開閉するピ
   ストン弁を形成し、 上記プラグロッドを下降させて上記充填液注入口を閉じ
   る際には、上記ピストン弁付近に付着した充填液を上記
   プラグロッドの下端で掻き落すとともに、上記フラッシ
   ングエア入口管から供給されるエアによって上記外筒に
   付着した充填液を吹き飛ばすことを特徴とする無菌充填
   ノズル。
2. 【請求項２】 中間外筒及び下部外筒を含む外筒と、該
   外筒の中心部を上下摺動するプラグロッドと、該下部外
   筒の下端に充填液注入口を備えた無菌充填ノズルであっ
   て、 上記中間外筒には薄肉内筒と蒸気入口管を設け、 上記下部外筒を大内径部と中内径部と小内径部とから形
   成し、該大内径部に蒸気出口管を設け、該中内径部にフ
   ラッシングエア入口管を設け、該小内径部に充填液入口
   管を設け、 上記下部外筒の下端部には、エア入口管を備えた筒状の
   エア吹出管を設け、 上記プラグロッドを摺動筒部と摺動弁部とプラグ部とを
   備えた構成とし、該摺動筒部と上記中間外筒の薄肉内筒
   とによりラビリンス通路を形成し、該摺動弁部と上記中
   内径部とにより上記フラッシングエア入口管の開閉弁を
   形成し、該プラグ部と上記小内径部とにより上記充填液
   入口管を開閉するピストン弁を形成し、 上記プラグロッドを最下位置に移動させたときには、上
   記充填液注入口が上記プラグ部で閉じられるとともに、
   上記ピストン弁付近に付着した充填液を上記プラグロッ
   ドの下端で掻き落し、上記プラグロッドを中間位置に位
   置させたときには、上記充填液注入口が開かれて、充填
   液を上記充填液注入口を通じて供給できる状態となると
   ともに、上記フラッシングエア入口管から供給されるエ
   アによって上記外筒の下端付近に付着した充填液を吹き
   飛ばすことを特徴とする無菌充填ノズル。
3. 【請求項３】 無菌の環境下で口栓を持たない不定形の
   容器に固形物を含む充填液の一定量を充填する無菌充填
   ノズルであって、 上部にサーボシリンダが固設され、該サーボシリンダの
   ロッドを収容する上部外筒と、上部にリニアベアリング
   と下部にフランジによって上下を仕切り上方に伸びる薄
   肉筒及び該フランジの上側に蒸気入口管を備えた中間外
   筒と、 上から大、中、小の内径部をこの順に備え、上記大内径
   部の下部に蒸気出口管を備え、上記中内径部の下部にフ
   ラッシングエア入口管を備え、上記小内径部の中間部に
   充填液入口管を備えた下部外筒と、 上記下部外筒の下端部の外周に螺着され該下部外筒の外
   周部と相俟って環状のエア通路を形成し、エア入口管を
   備えたエア吹出管と、 上端部が上記サーボシリンダのロッドと連結され、上部
   に外周部が上記リニアベアリングと滑嵌合し下側が下方
   に開く薄肉筒となった摺動筒部を備え、中間部の下側寄
   りにパッキンを備えた摺動弁部を備え、下部にパッキン
   を備えたプラグ部を備えたプラグロッドとから成り、 上記プラグロッド上部の摺動筒部の薄肉筒と上記中間外
   筒の薄肉筒でラビリンス通路を形成し、上記摺動弁部と
   上記下部外筒の中内径部とを滑合させて、上記摺動弁部
   が大内径部内に移動したときに開く開閉弁を形成し、 上記プラグ部と上記小内径部を滑嵌合させて充填液入口
   管と相俟ってピストン弁を形成し、 上記プラグ部内にエア通路を設け、 上記プラグロッドが下限位置にあるときは上記プラグ部
   は上記充填液入口管を閉じ、上記プラグロッドが中間位
   置にあるときは上記充填液入口管を開き、上記プラグロ
   ッドが上限位置にあるときは上記プラグ部は上記下部外
   筒の中内径部に位置し、上記摺動弁部は上記大内径部に
   移動して上記中間外筒及び下部外筒と上記プラグロッド
   との間全体に隙間ができるように構成したことを特徴と
   する無菌充填ノズル。
4. 【請求項４】 上記サーボシリンダを任意の指定位置で
   停止できるものとし、上記上部外筒の側壁に軸方向に沿
   って上下に配設され、円周方向の位置を異にする２つの
   直線部と、該２つの直線部を繋ぐ近似正弦曲線とより成
   るカム溝を設け、上記プラグロッドの上端をスイベル継
   手を介して回転自在に上記サーボシリンダのロッドの下
   端と連結するとともに、該プラグロッドの上部にカムフ
   ォロワを有する回転駆動リングを固設し、該カムフォロ
   ワアを上記上部外筒のカム溝に嵌装して、プラグロッド
   が上下動して上記ピストン弁を開閉するときに円周方向
   に回転するようにし、さらに、上記プラグロッドが最下
   限に下がったときには上記プラグロッドの下端が上記下
   部外筒の下端より下に突出するように構成したことを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無菌充填ノズ
   ル。
5. 【請求項５】上記下部外筒の上部に覆蓋を気密に固設
   し、該覆蓋の外周端部に設けた垂直に垂れ下がる環状の
   カーテン部の下端を無菌室の天板の開口部の周囲に設け
   た深溝トラフ中を循環する殺菌液の中に上下動自由に挿
   入して無菌室の内外を密封することを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の無菌充填ノズル。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の無菌充填
   ノズルを用いて、上記プラグロッドを下降させて上記ピ
   ストン弁を閉じるときに該プラグロッドを円周方向に回
   転させ、次いで、該プラグロッドの下端を上記下部外筒
   の下端より下側に若干突出させた後元に戻す動作を複数
   回繰返し、この後、上記プラグロッドの下端の細孔及び
   上記下部外筒の下端のエア吹出管からエアを吹出すこと
   を特徴とする無菌充填方法。