JP2015528428A - 多孔充填ノズル及びその構成要素 - Google Patents

Abstract

本明細書では、充填機用の多孔ノズル構成要素について説明する。多孔ノズル構成要素は、ノズルアセンブリ（２０）の一部であってよい。ノズル構成要素（５２）は、周辺部（５４）と、表面を有する入口側（５６）と、表面を有する出口側（５８）と、を有する。ノズル構成要素は、隣接するその入口側からその出口側へとノズル構成要素を通って延在する複数の別個の通路（５０）を有し、通路は、ノズル構成要素の出口側表面に複数の開口部を形成する。一実施形態において、ノズル構成要素の出口側表面は、その内部にノズル構成要素の出口側表面の該開口部間に延びるように配置された複数の溝（６２）を有する。

Description

本明細書では、充填機用の多孔ノズル及びその構成要素について説明する。

充填ノズルは、米国特許第４，５１２，３７９号（Ｈｅｎｎｉｇ）、欧州特許出願公開第０ ２７８ ５６０号（Ｓｈｉｋｏｋｕ Ｋａｋｏｋｉ、１９８８年８月１７日公開）、米国特許第５，９５４，０８６号（Ｒｏｎｃｈｉ）、同第７，０００，６５６（Ｂ２）号（Ｔｏｄｄ）、同第７，９５８，９１０（Ｂ２）号（Ｎａｋａｍｏｒｉ）、及び仏国特許第２９０５１２１（Ｂ１）号（Ｐａｃｋ Ｒｅａｌｉｓａｔｉｏｎｓに譲渡）などの特許文献に記載されている。

米国特許第４，５１２，３７９号 欧州特許出願公開第０ ２７８ ５６０号 米国特許第５，９５４，０８６号 米国特許第７，０００，６５６（Ｂ２）号 米国特許第７，９５８，９１０（Ｂ２）号 仏国特許第２９０５１２１（Ｂ１）号

しかし、改善された充填機用ノズルが引き続き探求されている。液跳ねを防止しつつ一連の容器を液体で迅速に充填でき、かつ容器間で液体流をきちんと遮断して、容器外で液だれしないようにできる充填機用ノズルに対する必要性が存在する。

本明細書では、充填機用の多孔ノズル及びその構成要素について説明する。多孔ノズルは、ノズルアセンブリの一部であり得るノズル構成要素を含んでよい。ノズル構成要素は、周辺部と、表面を有する入口側と、表面を有する出口側と、を有する。ノズル構成要素は、隣接するその入口側からその出口側へとノズル構成要素を通って延在する複数の別個の通路を有し、通路は、ノズル構成要素の出口側表面に複数の開口部を形成する。一実施形態において、ノズル構成要素の出口側表面は、その内部にノズル構成要素の出口側表面の開口部間に延びるように配置された複数の溝を有する。

充填ノズルの一実施形態の概略側面図である。 図１に示される充填ノズルの断面図である。 瓶の首部の外側でノズルをセンタリングするために、上にセンタリング要素を有するノズル構成要素の一実施形態の斜視図である。 上にセンタリング要素を有さない、図３に示されるノズル構成要素の外側表面の平面図である。 代替のノズル構成要素の斜視図である。 別の代替のノズル構成要素の斜視図である。 別の代替のノズル構成要素の斜視図である。 瓶口に挿入可能なセンタリング機構を有する、代替のノズル構成要素の斜視図である。 充填ノズル用ストッパーの一実施形態の斜視図である。

図１及び２は、多孔ノズルアセンブリ２０の非限定的な一実施例を示す。図２は、多孔ノズルアセンブリ２０が、概してエアシリンダ２２と、任意の接続本体２４と、及びノズル本体２６と、を含み得ることを示す。エアシリンダ２２は、ノズル本体２６内部のストッパー２８を移動させて、ノズルを開放及び閉鎖する。任意の接続本体２４は、エアシリンダ２２をノズル本体２６に接続する。当然のことながら、ノズル本体２６又はその構成要素は、ノズルアセンブリ２０とは別個の、これから分離した発明を含んでよく、ノズルアセンブリの説明は、文脈上でこれらの構成要素を示すために提供される。

図２は、エアシリンダ２２が、内部に内部中空空間３２を有するハウジング３０を含み得ることを示す。エアシリンダ２２は更に、ロッド３４と、ピストン３６と、バネ３８と、を含む。その通常の配向では、作業中にエアシリンダ２２はロッド３４を上方に移動させてノズルを開放し、また下方に移動させてノズルを閉鎖するであろう。バネ３８は、ノズル本体２６の開口部に対してストッパー２８を保持し、充填機に対する空気圧がオフにされた際（緊急、メンテナンス、空気管類破損などの場合）、液体がノズルから流出しないようにする。エアシリンダ２２は、市販の任意の好適なエアシリンダを含んでよい。

任意の接続本体２４は、エアシリンダ２２をノズル本体２６に接続するのに好適な任意の構成の要素を含んでよい。

ノズル本体２６は、ノズルアセンブリ２０の他の一部に接合して、ノズルアセンブリ２０の出口を形成する。ノズル本体２６は、ハウジング４２を含み、ノズル本体２６の内部チャンバ４４と液体連通するように、そこに接合した少なくとも１つの入口導管４０を有する。ノズルアセンブリ２０は、エアシリンダロッド３４に接合した任意のステム４６を更に含んでよい。可撓性隔膜４８は、エアシリンダロッド３４又はステム４６の長さの少なくとも一部を取り囲む。

ノズル本体２６は、ノズル本体を貫通する、複数の離隔された通路５０を有する。通路５０は、ハウジング４２などノズル本体２６自体の一部に一体的に形成されてよいか、通路５０は、ノズル本体２６の残りの部分と接合した、インサート又はアタッチメントなど別個のノズル部品に形成されてよい。例えば、かかる別個のノズル部品５２は、ノズル本体のハウジング４２に取り外し可能に（クランプなどによって）固着されてよい。「ノズル構成要素」という用語は、本明細書において、内部に形成された通路５０を有するノズル本体２６の一部、又は内部に形成された通路５０を有する別個のノズル部品のいずれかのノズル構造を説明するために使用される。ノズル本体２６は、その内部のエアシリンダロッド３４又は任意のステム４６の端部に、通路５０を閉鎖し、ノズルを遮断するためのストッパー２８を有する。

図３は、ノズル部品の形態であるノズル構成要素５２の一実施形態をより詳細に示す。ノズル構成要素５２は、周辺部５４と、表面を有する入口側５６と、表面を有する出口側５８と、を有する。ノズル構成要素５２は、その入口側からその出口側まで延在する中心線Ｌを有する。ノズル構成要素５２は、ノズル構成要素を通って隣接するその入口側からその出口側まで延在する、複数の別個の離隔された通路５０を含む。いくつかの実施形態において、複数の通路５０は、ノズル構成要素５２の入口側５６の表面へと形成されてよい。図２に示されるものなど他の実施形態において、ノズル構成要素５２の入口側５６は、その内部に形成された単一の開口部、つまり陥凹部（又は、場合によっては、複数の開口部）を有してよい。陥凹部は、ノズル構成要素５２の入口側５６に隣接して基部を有してよく（例えば、棚を形成してよく）、複数の通路５０はこの棚内に形成されてよい。「隣接する」という用語は、両種類の実施形態を包含することを意図する。したがって、通路５０は、ノズル構成要素５２の入口面５６に単一、又は複数の開口部５０Ａを形成してよく、ノズル構成要素５２の出口側５８に複数の開口部を形成してよい。当然のことながら、ノズル２６本体又はそのハウジング４２が内部に形成された通路５０を有するノズル構成要素を含む場合、ノズル本体２６（又はそのハウジング４２）は、ノズル部品について本明細書に記載した機構に対応する機構を有する。

図３は、ノズル構成要素５２が、その出口側５８から外向きに延在するセンタリング機構６０を更に含んでよいことを示す。センタリング機構６０は、ノズル構成要素を、充填する瓶の首部に揃えるために使用される。この実施形態において、センタリング機構６０は、ノズル構成要素の周辺部５４の延長部を含む、いくつかの離間したセンタリング要素６０Ａ〜６０Ｅを含む。センタリング要素６０Ａ〜６０Ｅは、その基部（つまり「近位端」）においてより幅広であり、その遠位端においてより狭いようにテーパ形状である内表面を有する。

図３及び４に示されるように、いくつかの実施形態において、ノズル構成要素５２を通って延在する通路５０は、実質的に互いに平行であってよく、ノズル構成要素５２の中心線に平行であってもよい。通路５０は、任意の好適な寸法であってよく、任意の好適な断面構成を有してよい。通路５０は、全て同一の断面寸法であってよいか、異なる断面寸法を有してよい。好適な断面構成としては、実質的に円形の断面が挙げられるが、これに限定されるものではない。通路５０は、液体がノズルを介して供給されるときに、液体が各通路５０からの別個の流れの形態で出口側から出るように、寸法決定され構成されてよい。

図３及び４に示されるように、ノズル構成要素５２の出口側５８の表面は、その内部にノズル構成要素５８の出口側５８の表面の開口部５０Ａの間を延びるように配置された複数の溝６２を有する。ノズル構成要素の出口側５８の表面の溝６２は、任意の好適な構成であってよく、任意の好適なパターンで配置されてよい。溝６２は、直線状、曲線状、又はこれらの組み合わせであってよい。溝６２は、ノズル閉鎖後の通路５０からの液だれを減少されるように、寸法決定され構成されてよい。溝６２は、ノズル構成要素の出口側の開口部５０Ａで形成される個別の液体メニスカスのいずれかが結合して大滴が生じ得ないように、出口側５８の開口部５０Ａを互いから離すことによりこれを行う。したがって、溝６２は、少なくとも部分的に開口部５０Ａを包囲して、開口部を互いから隔ててよい。溝６２によって互いから隔てられる開口部５０Ａの数は、粘度など供給される液体の特性に応じて、１〜６以上の範囲であってよい。ノズル構成要素の出口側の開口部５０Ａで形成される個別の液体メニスカスのいずれかが結合して大滴が生じ得ないように十分に大きい距離で通路５０を離すことは可能であるが、溝６２は、これを生じさせずに、通路５０を互いに対してより近くに配置させることができる。

図３及び４に示される実施形態において、溝６２は、ノズル構成要素の周辺部に向けて中心線Ｌから半径方向外向きに延在する。溝６２は、ノズル構成要素の中心線Ｌにおいて互いに交差してよい。溝６２は、ノズル構成要素の周辺部まで延在してよいが、必ずしもそうである必要はない。図示される特定の実施形態において、溝６２は、開口部５０Ａを３つの群に分ける。この実施形態において、開口部５０Ａの直径は約２〜５ｍｍであり、これらは、３．４ｍｍの距離で離間されている。溝６２の幅は約２〜４ｍｍであり、深さは約２ｍｍである。

図５〜７は、いくつかの他の考えられ得るノズル通路開口部５０Ａ及び溝６２の構成の非限定例である。これらの図は、開口部５０Ａ（したがって、通路の断面寸法）は異なる寸法であってよく、したがって、形成される開口部５０Ａを分割する溝６２は、多数の異なるパターンで配置されてよいことを示す。

図８は、ノズル構成要素５２の出口側５８が、ノズル構成要素の出口側５８の中心部分が出口側５８の残りの部分に対して外向きに突出する構成を有してよいことを示す。図８に示される実施形態において、構成は、円錐台構成の形態又は他の構成であってよい。一部の瓶は、ノズル構成要素の中心部から延在するノズル構成要素によるセンタリングの影響をより受けやすい。この実施形態において、斜面部分を瓶の口部に突き刺し、瓶の外面を収縮させることによりセンタリングするのではなく、瓶をノズルの中心に置くことができる。

図２及び９は、充填ノズルのストッパー２８の一実施形態を示す。ストッパー２８は、任意の好適な構成であってよく、また任意の好適な材料で作製されてよい。示される実施形態では、ストッパー２８は、ノズル本体の入口側５６の通路５０により形成される開口部の全てを同時に覆うのに十分大きい、実質的に平坦な遠位端を有するように構成される。ストッパー２８は、ステンレス鋼など単一材料で作製されてよい。図９に示される実施形態において、ストッパー２８は、金属インサート７０と、少なくともその端部にある、ノズルを遮断するための圧縮性材料７２と、を含む。図２及び９に示されるように、圧縮性材料７２は金属インサート７０を包み込んでよい。

多孔ノズルアセンブリ２０の構成要素は、任意の好適な材料から任意の好適な方法で作製されてよい。様々な構成要素（ストッパーに使用される任意の圧縮性材料以外）は、ステンレス鋼など金属から、若しくはプラスチックから機械加工されるか、鋳造されてよい。又は、特定の構成要素が金属で作製されてよく、特定の構成要素がプラスチックで作製されてよい。

多孔ノズルアセンブリ２０は、以下のように機能する。容器に充填される液体は、圧力下でノズル入口４０に送達される。エアシリンダロッド３４は、閉鎖位置にある。この位置では、液体はノズル本体２６のチャンバ４４内部に収容されている。容器が充填位置に置かれると、機械プログラムが電磁弁に信号を送信し、これにより、電磁弁が移動して、エアシリンダに空気圧をかける。エアシリンダロッド３４は上方に移動して、液体が通路５０を通って瓶に流れ込むようにできる。正しい量の流体が容器に送達されたことを機械プログラムが検出すると、電磁弁に信号が送信され、これにより、エアシリンダロッド３４が下方に移動して通路５０を閉鎖し、ノズルから更なる液体が一切流出しないようにする。

本明細書で使用するとき、「接合した」という用語は、ある要素を他の要素に直接固着することによって、要素を別の要素に直接固定する構成、ある要素を中間部材（類）に固着し、次にその中間部材を他の要素に固着することによって、ある要素を他の要素に間接的に固定する構成、ある要素が別の要素と一体化する構成、すなわち、ある要素が他の要素の本質的に一部分である構成を包含する。「接合した」という用語は、要素の１つの表面全体にわたり要素が完全に別の要素に固定されている構成に加え、要素が別の要素の選択された位置に固定されている構成を包含する。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。

本明細書の全体を通じて与えられるすべての最大の数値限定は、それよりも小さい数値限定を、そうしたより小さい数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているものと同様にして包含するものと理解すべきである。本明細書全体を通して記載される全ての最小数値限定は、このようなより高い数値限定が本明細書に明示的に記載されているかのように、全てのより高い数値限定を含む。本明細書全体を通して記載される全ての数値範囲は、このようなより狭い数値範囲が本明細書に明示的に記載されているかのように、このようなより広い数値範囲内の全てのより狭い数値範囲を含む。

任意の相互参照又は関連特許若しくは関連出願を包含する本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、その全てを本明細書中に参照により組み込まれる。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の全ての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書において、用語の任意の意味又は定義の範囲が、参考として組み込まれた文書中の同様の用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書中で用語に割り当てられる意味又は定義に準拠するものとする。

本発明の特定の実施形態が例示され記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (9)

1. 充填機用の多孔ノズル構成要素であって、
   当該多孔ノズル構成要素は、周辺部と、表面を有する入口側と、表面を有する出口側と、を備え、
   当該ノズル構成要素は、隣接するその入口側からその出口側まで当該ノズル構成要素を通って延在する複数の別個の通路を更に含み、
   前記通路は、当該ノズル構成要素の前記出口側の前記表面に複数の開口部を形成し、
   当該ノズル構成要素の前記出口側の前記表面は、その内部に、当該ノズル構成要素の前記出口側の前記表面の前記開口部間に延びるように配置された複数の溝を有することを特徴とする、多孔ノズル構成要素。
2. 当該ノズル構成要素を通って延在する前記通路は、実質的に互いに平行である、請求項１に記載の多孔ノズル構成要素。
3. 前記通路は、実質的に円形の断面を有する、請求項１又は２に記載の多孔ノズル構成要素。
4. 前記通路は、液体が当該ノズルを通って供給されるとき、前記液体が別個の流れの形態で各通路から前記出口側を出るように、寸法決定され構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔ノズル構成要素。
5. 当該ノズル構成要素の前記出口側の前記表面に前記通路によって形成された前記開口部間の前記溝は、少なくとも部分的に前記開口部を包囲して、前記開口部を互いから隔てている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔ノズル構成要素。
6. 前記溝によって互いから隔てられている開口部の数が、１〜６以上の群の範囲であり得る、請求項５に記載の多孔ノズル構成要素。
7. 当該ノズル構成要素は、前記入口側から前記出口側まで延在する中心線を有し、
   当該ノズル構成要素の前記出口側の前記表面の前記溝は、前記中心線から当該ノズル構成要素の前記周辺部に向けて半径方向外向きに延在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多孔ノズル構成要素。
8. 前記溝は、前記中心線において互いに交差している、請求項７に記載の多孔ノズル構成要素。
9. 前記溝は、当該ノズル構成要素の前記出口側の前記開口部で形成される個々のメニスカスのいずれかが結合して大滴を生じ得ないように、前記出口側の前記開口部を互いから離すことにより、当該ノズルの閉鎖後の液だれを低減させるように、寸法決定され構成されている、請求項６に記載の多孔ノズル構成要素。

Images