JP2017159942A - 充填ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】剪断しにくい軟体物を含む流動状の充填物（例えばイカの塩辛）を充填ノズルにより充填する際、充填物が剪断されずに切れ残って停留することがあった。さらに、従来の充填ノズルは清掃しづらいという課題もあった。
【解決手段】充填物が流入する吐出通路２４を備え、前記吐出通路２４の一端側が充填物を吐出する吐出口２５となるシリンダ２０と、前記シリンダ２０の吐出通路２４に内嵌し、吐出通路２４内の充填物を押し出すピストン１４と、を備えた充填ノズル１０であって、前記シリンダ２０は、前記吐出通路２４に充填物を流入させる供給口２６が側壁に形成されたシリンダ本体２２と、前記シリンダ本体２２に外嵌し、前記供給口２６と連通する連通孔３０を備えたクランプ継手２３からなり、前記シリンダ本体２２の側壁に形成された供給口２６の一端開口部に、前記シリンダ本体２２の吐出通路の他端側に鋭角に傾斜する剪断面２８が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、固形物を含む流動体をカップまたは袋などの包装容器に充填する際に使用される充填ノズルの改良に関する。

従来、固形物を含む流動体、例えばイカの塩辛、モズク、メカブなどをカップまたは袋などの包装容器に自動充填する装置として充填ノズルが知られている。図６は、特許文献１のカットノズル（以下、充填ノズルとする。）の全体及び部分説明図である。この図６に示すように、吐出通路２が貫通したシリンダ４の側壁に充填物の供給口３を設け、この供給口３に充填物の供給通路７が接続し、計量シリンダ９より供給された充填物をシリンダ４に内嵌するピストン５で吐出通路２内から押し出す。また、ピストン５は中空とされ、下端にエアー孔６が形成され、付着した固形物及び液状物をエアーで下方の容器内に吹き飛ばすようになっている。

前記特許文献１のような一般的な充填ノズルは、シリンダ４に、吐出通路２と連通する供給口３が穿設され、この供給口３の外周縁にパイプ状の供給通路７が溶接されている。前記供給口３は、シリンダ４の側壁に円形に穿たれており、このシリンダ４に穿たれた供給口３の周縁部は、水平な供給通路７と垂直な吐出通路２とが交差して、直角な孔部を形成している。

特開２０００−２６４３０８号公報

特許文献１の充填ノズルでは、剪断容易なイカの身はピストン５の下端周縁と、供給口３の孔部により剪断されるが、イカの薄皮は剪断されずにピストン５に引っ張られてピストン５の外周壁とシリンダ４の内周壁の間に引き込まれることがあり、充填物に対する剪断能力が劣るという課題がある。

さらに、特許文献１のような、充填ノズルは、シリンダ４に、パイプ状の供給通路７が溶接されているため、充填ノズルのシリンダ４内の吐出通路２や供給通路７を清掃する場合に、清掃しづらいという課題がある。

本発明は、イカの塩辛のような剪断し難い充填物であっても、確実に剪断することが可能で、しかも分解して清掃が容易な充填ノズルを提供することを目的としてなされたものである。

本発明の充填ノズルは、充填物が流入する吐出通路を備え、前記吐出通路の一端側が充填物を吐出する吐出口となるシリンダと、前記シリンダの吐出通路に内嵌し、吐出通路内の充填物を押し出すピストンと、を備えた充填ノズルであって、前記シリンダは、前記吐出通路に充填物を流入させる供給口が側壁に形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体に外嵌し、前記供給口と連通する連通孔を備えたクランプ継手からなり、前記シリンダ本体の側壁に形成された供給口の一端開口部に、前記シリンダ本体の吐出通路の他端側に鋭角に傾斜する剪断面が形成されていることを特徴とする。

前記構成において、シリンダは、前記吐出通路に充填物を流入させる供給口が側壁に形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体に外嵌し、前記供給口と連通する連通孔を備えたクランプ継手からなることから、シリンダ本体とクランプ継手とに分解することができ、清掃が容易になる。

さらに、前記シリンダ本体の側壁に形成された供給口の一端開口部に、前記シリンダ本体の吐出通路の他端側に鋭角に傾斜する剪断面が形成されたことから、ピストンの一端部と、前記の剪断面により、剪断し難い充填物であっても剪断することができる。

本発明は、上記構成により、シリンダがシリンダ本体とクランプ継手とに分解することができ、充填ノズルの清掃が容易になった。また、ピストンが充填物を吐出通路から押し出す際に、ピストンの一端部と、前記の剪断面とにより、剪断し難い充填物であっても確実に剪断することができる。

本発明の充填ノズルの部分断面図 本発明の充填ノズルの部分分解断面図 本発明の充填ノズルの要部断面図 本発明の充填ノズルの使用状態の断面図 本発明の充填ノズルの他の実施例の要部断面図 従来の充填ノズルの全体及び部分説明図

図１は、本発明の充填ノズルの部分断面図である。この図に示すように、本発明の充填ノズル１０は、上部に駆動シリンダ１１を備え、下部に液充填用のノズル１２を備え、前記駆動シリンダ１１とノズル１２はパイプ状の継手１３で連結されている。（以後、充填ノズル１０の上側を他端とし、下側を一端として説明する。）前記駆動シリンダ１１は、後述するピストン１４を駆動する駆動源であって、ロッド１８を介してピストン１４の他端と連結している。１５はスピードコントローラを示し、１６はセンサースイッチを示している。前記継手１３の側壁にはエルボ１７が取り付けられ、後述するピストン１４に形成されたエアー通路１９に圧縮空気を供給する。

前記ノズル１２はシリンダ２０とピストン１４とから構成され、ノズル１２の他端は、前記継手１３の一端にクランプ２１により連結されている。図２はノズル１２の分解断面図であって、シリンダ２０はシリンダ本体２２とクランプ継手２３とからなり、ピストン１４は、シリンダ本体２２の充填物が流入する吐出通路２４に内嵌している。前記吐出通路２４の一端側は充填物を吐出する吐出口２５となっており、前記駆動シリンダ１１によりピストン１４が往復移動して吐出通路２４内の充填物を吐出口２５から押し出す。

前記シリンダ本体２２はステンレス製の筒体であって、このシリンダ本体２２の中央部より少し一端側の側壁に、クランプ継手２３から前記吐出通路２４に充填物を流入させる供給口２６が形成されている。この供給口２６については、さらに詳細に後述する。なお、シリンダ本体２２の一端部はテーパ状に加工されている。

前記シリンダ本体２２は、材質を硬くしてピストン１４の剪断部２７と供給口２６の剪断面２８のエッジとの剪断性を良くするため、焼き入れによる熱処理が施されている。さらに、このピストン１４にクロムメッキを施してもよい。なお、特許文献１の従来の充填ノズルは、シリンダ４と供給通路７は焼き入れによる熱処理を施すとシリンダ４と供給通路７の溶接ができなくなるため、前記のような焼き入れによる熱処理は施されていない。

シリンダ本体２２の側壁に形成された供給口２６は、図３の左図に示すように、一端側下縁部が円弧状、他端側上縁部が方形状に形成されている。この供給口２６の前記円弧状の一端開口部に、前記シリンダ本体２２の他端側に鋭角に傾斜するＵ字形の剪断面２８が形成されている。この剪断面２８はシリンダ本体２２の内壁２９に対する角度θは３０度±１０度の角度であるのが好ましく、さらに好ましくは３０度±５度の角度である。この剪断面２８のエッジと前記ピストン１４の一端側の剪断部２７により、イカの薄皮のような剪断しづらい充填物であっても確実に剪断することができる。

前記供給口２６の周縁部は、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）処理が施されている。即ち、供給口２６の少なくとも剪断面２８は、切れ味を良くするため、できるだけ硬質とするのが望ましい。そのためにシリンダ本体２２を焼き入れすると共に、供給口２６の周縁部（例えば、図３の左図のグレーで示した部分）をＤＬＣ処理することにより表面の硬質化を図ってもよい。ここで、ＤＬＣとは、イオンを利用した気相合成法により合成されるダイヤモンドに類似した高硬度な性質を持つカーボン薄膜を指す。ＤＬＣ処理法によれば、望みの面だけを容易に硬質化処理できるので、好都合である。なお、シリンダ本体２２を焼き入れにより熱処理をするか、前記供給口２６の外周部をＤＬＣ処理するか、何れかであってもよい。

前記シリンダ本体２２に外嵌したクランプ継手２３は、前記シリンダ本体２２に外嵌する主管３１と、この主管３１に直角に接合した分岐管３２から構成されている。主管３１には、前記シリンダ本体２２の供給口２６と連通する連通孔３０が形成され、この連通孔３０とシリンダ本体２２の供給口２６が重なり合うように、シリンダ本体２２にクランプ継手２３が外嵌している。このクランプ継手２３もステンレス製である。

シリンダ本体２２内を往復移動する前記ピストン１４は、前記のように、シリンダ本体２２に内嵌し、駆動シリンダ１１のロッド１８の一端と接合している。このピストン１４は、円柱状のステンレスでできており、シリンダ本体２２と同様に焼き入れによる熱処理が施されている。さらに、このピストン１４にクロムメッキを施してもよいし、このピストンの剪断部２７に前記ＤＬＣ処理を施してもよい。このピストン１４の軸線の他端から一端にかけてエアー通路１９が貫通形成されている。このエアー通路１９の他端は継手１３内と連通し、エルボ１７から圧入された圧縮空気がこのエアー通路１９を通ってピストン１４の一端の開口から噴射されピストン１４の一端部に付着した充填物を容器３３内に吹き落とす。

前記ピストン１４の一端側の押し出し端部は剪断部２７を構成し、前記供給口２６の一端側開口部の剪断面２８のエッジと共働して剪断し難い充填物を剪断する。前記剪断部２７は、図５に示すように、ピストン１４の一端側の押し出し端部を凹入湾曲面３５としてもよいし、図３に示すように、ピストン１４の一端側の押し出し端部を凹入湾曲面３５と、円周方向に連続する波線状湾曲面３６と、を組み合わせて形成したものであってもよい（図３の右下図では４つの波線状湾曲面３６が形成されている。）。ピストン１４の一端側の押し出し端部を図５に示す凹入湾曲面３５とすることにより、供給口２６の剪断面２８とでハサミで剪断するように確実に剪断することができる。さらに、ピストン１４の一端側の剪断部２７に凹入湾曲面３５を形成すると共に、円周方向に連続する波線状湾曲面３６を組み合わせて形成することにより、剪断しづらい充填物を波線状湾曲面３６で捕らえながら確実に剪断することができる。なお、前記ピストン１４、又はピストン１４の少なくとも剪断部２７にＤＬＣ処理を施してもよい。

次に、前記充填ノズル１０の使用状態を説明する。
図４は、前記充填ノズル１０の使用状態を示す断面図であって、上段の図はピストン１４が上昇位置にあり、センサースイッチ１６がＯＮして計量シリンダ（図６参照）により充填物が分岐管３２を通って連通孔３０と供給口２６を介して吐出通路２４に押し出された状態を示している。この図に示す通り、分岐管３２と吐出通路２４に跨って剪断しづらい例えばイカの切れ端３４などが停留している。

図４の中段の図は、駆動シリンダ１１が駆動してロッド１８を介してピストン１４が一端方向に摺動し始め、センサースイッチ１６がＯＦＦになって計量シリンダが停止した状態を示している。ピストン１４の一端側の剪断部２７により、イカの切れ端３４が剪断される直前である。この後、ピストン１４がさらに一端側に摺動すると、切れ端３４がピストン１４の一端側の剪断部２７に形成された波線状湾曲面３６で捕らえて、この剪断部２７とシリンダ本体２２の供給口２６の剪断面２８のエッジとで確実に剪断される。

図４の下段の図は、ピストン１４がさらに一端側に摺動してピストン１４の一端がシリンダ本体２２の吐出口２５から突出した状態を示している。剪断されたイカの切れ端３４の一部は、シリンダ本体２２の一端から落下して容器３３内に落ち、残りは分岐管３２に留まり、次の充填まで停留する。図４の下段の図では、エアー通路１９の一端の開口から圧縮空気が噴射され、ピストン１４の一端部に付着した充填物を容器３３内に吹き落とす。上記のような動作を繰り返して充填物を容器３３に充填する。

なお、図４の使用状態は、ピストン１４の一端側の剪断部２７に波線状湾曲面３６が形成された例で説明したが、図５に示すような、ピストン１４の一端側の剪断部２７に凹入湾曲面３５を形成したものでも同様である。

上記のような充填作業が終わって、充填ノズル１０を清掃する場合、シリンダ２０は、シリンダ本体２２と、クランプ継手２３に分解することができることにより、シリンダ本体２２とクランプ継手２３とピストン１４とを別々に分解して洗浄することができる。このため、充填ノズルの清掃が容易となる。

本発明は、イカの塩辛、モズク、わかめなどのように流動性の充填物を、容器に自動充填する充填ノズルに有用である。

１０ 充填ノズル、１１ 駆動シリンダ、１２ ノズル、１４ ピストン、１９ エアー通路、２０ シリンダ、２２ シリンダ本体、２３ クランプ継手、２４ 吐出通路、２５ 吐出口、２６ 供給口、２７ 剪断部、２８ 剪断面、３０ 連通孔

Claims (6)

1. 充填物が流入する吐出通路を備え、前記吐出通路の一端側が充填物を吐出する吐出口となるシリンダと、前記シリンダの吐出通路に内嵌し、吐出通路内の充填物を押し出すピストンと、を備えた充填ノズルであって、
   前記シリンダは、前記吐出通路に充填物を流入させる供給口が側壁に形成されたシリンダ本体と、前記シリンダ本体に外嵌し、前記供給口と連通する連通孔を備えたクランプ継手からなり、
   前記シリンダ本体の側壁に形成された供給口の一端開口部に、前記シリンダ本体の吐出通路の他端側に鋭角に傾斜する剪断面が形成されていることを特徴とする充填ノズル。
2. シリンダ本体側壁に形成された供給口は、一端側下縁部が円弧状、他端側上縁部が方形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の充填ノズル。
3. 前記シリンダ本体とピストンの少なくともいずれか一方に、焼き入れによる熱処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充填ノズル。
4. 前記シリンダ本体の供給口の周縁部とピストンの剪断部の少なくともいずれか一方に、ＤＬＣ処理を施すか、又は前記シリンダ本体とピストンの少なくともいずれか一方に、クロムメッキを施していることを特徴とする請求項1又は請求項２又は請求項３に記載の充填ノズル。
5. ピストンの一端側の押し出し端部が凹入湾曲面とされていることを特徴とする請求項１に記載の充填ノズル。
6. ピストンの一端側の押し出し端部の円周部が円周方向に連続する波線状の湾曲面を組み合わせた請求項５に記載の充填ノズル。