JP3667147B2 - 粘性物質充填装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘性物質充填装置及び方法に関し、さらに詳しくは、ノズル本体等に粘性物質が残留せず粘性物質の所望量を正確に充填することができる粘性物質充填装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−１０２５０３号公報においては、液体充填機の滴下防止装置が開示されている。すなわち、下端にノズルを有し、該ノズルを開閉する弁を内蔵した注入器によって袋等の容器に液体を注入充填し、また前記弁ピストンの下端に設けられた円錐形の凹部からエアーを噴射して残留液体を吹き落とす液体充填装置であって、前記凹部の最深部に、該凹部の内面に沿ってエアーを放射状に噴射する複数の噴射孔を設け、前記弁ピストンの上側に，該弁ピストンが前記ノズルを閉じた時該ノズルの内周面に係合する補助弁と、該補助弁をノズルの内周面に圧接させるため下方へ付勢するスプリングとを設けた液体充填機の滴下防止装置が知られている。
【０００３】
特開平９―２２１０３号公報に開示おいては、粘性物質注入管を有するノズル本体にシリンダ中を往復動するピストンに連結された中栓チップを摺動可能に装備し、該中栓チップ先端部を前記注入管の開口に嵌脱自在に備えた粘性物質充填ノズルであって、前記粘性物質充填注入管開口先端部に同心的に囲繞する開口のあるエアーブロー管を粘性物質充填注入管の外周に嵌装配備し、かつ該エアーブロ−管開口に前記中栓チップ先端部を嵌脱配備し、かつ該中栓チップ先端部にエアーブロー管内に連通するエアー孔を設けた粘性物質充填ノズルを開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の特開平４−１０２５０３号公報の液体充填機の滴下防止装置においては、ノズルの内周面に係合する補助弁と、該補助弁をノズルの内周面に圧接させるため下方へ付勢するスプリング弁が設けられ、構造が複雑で作動不良の恐れが高く、特に装置の洗浄を完全に行うことが困難である問題がある。また、シリンダー内を往復動するピストンの上方から該ピストンが固着された弁棒とシリンダーとの間に充填液体が入れられ、ピストンが摺動するシリンダー内面より上方の領域においては充填液体の排除を行わないため、例えばカレールウ等の粘性の高い充填液体を充填する場合には、充填液体が弁棒及びシリンダー内壁に付着し、さらには、シリンダー内壁に付着した充填液体がピストンの摺動や補助弁の作動を妨げる恐れもある。
【０００５】
特開平９―２２１０３号公報に開示された粘性物質充填ノズルは、構造が複雑で奥まった部分が多く、その部分の洗浄が困難であり、また、シリンダーとピストンとの間に粘性物質が入れられ、粘性物質がシリンダー内壁及びピストンに付着する構造であり、付着した粘性物質が衛生上好ましくないだけでなく、充填作動の妨げとなる恐れがある。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、従来の粘性物質充填装置の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、構成部品点数が少なく構造が簡単で、洗浄が容易な粘性物質充填装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、充填装置に粘性物質が残留することなく、充填量を高精度に制御することができ、かつ確実な作動を長期にわたり維持することができる粘性物質充填装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の発明は、筒状であって充填側先端部の近傍の側壁部に粘性物質を流入させるための流入路を設けたノズル本体と、該ノズル本体の中央貫通路内を往復移動して前記流入路を開閉し、充填側に気体を吹き出す気体吹き出し機構を有するスプールとを有する粘性物質充填装置を使用し、
前記スプールを後退させて前記流入口を開き粘性物質を前記中央貫通通路に充填する工程、
前記スプールを前記ノズル本体の先端まで前進させ、前記流入口を閉じる工程、
前記スプールの前記流入口を開く直前まで後退させて停止する工程、及び
前記スプールから気体を吹き出す工程をなすことを特徴とする粘性物質充填方法である。
【０００８】
本発明の実施態様は、以下のとおりである。
前記流入路は、ノズル本体の充填側軸線と該流入路の軸線が９０度より大きな角度を有していることを特徴とする。
また、前記スプールの先端部が、円錐形であって、その頂角が１２０度ないし１７０度であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の粘性物質充填装置１は、図１に示すように、ノズル部１０、ノズル部１０を制御する制御レバー部１２、制御レバー部１２を駆動させるエアシリンダー１４、エアシリンダー１４及びノズル部１０に圧搾空気を供給するエアポンプ２０を有する。粘性物質充填装置１はさらに、粘性物質を収容する粘性物質タンク３０、粘性物質タンク３０から粘性物質を搬送しあるいは遮断するロータリーバルブ部３２、ロータリーバルブ部３２からの粘性物質をノズル部１０へ搬送する流入部３４とを有する。
【００１０】
ノズル部１０は、図２に示すように、中間位置に流入部３４が連通されたシリンダー１００内を摺動するピストンすなわちスプール１０２を有し、スプール１０２にはその軸線上を下端部１０４まで延びたエア通路１０６が形成されている。スプール１０２の下端部１０４は、図６に示すように、その頂角が１２０度ないし１７０度である円錐形に形成されている。エア通路１０６の上端部１１０は可撓性パイプ１１２を介してエアポンプ２０に連結されている。スプール１０２の上端部１３０は、タイロッド１３２を介して、軸ピン１３４によって軸支されたクランクレバー１３６によって連結されている。クランクレバー１３６はエアシリンダー１４によって駆動される。
【００１１】
エアシリンダー１４は、図７に示すように、シリンダー部材１５０に先端壁部１５２と中間壁部１５４とを設けており、また、先端壁部１５２の中央開口１５６を通過する第１シャフト１５７を持つ第１ピストン１５８と、中間壁部１５４の中央開口１５９を通過する第２シャフト１６０を持つ第２ピストン１６２とを有する。先端壁部１５２と第１ピストン１５８の間に第１エアチャンバＡＣ１が形成され、第１ピストン１５８と中間壁部１５４との間に第２エアチャンバＡＣ２が形成され、中間壁部１５４と第２ピストン１６２の間に第３エアチャンバＡＣ３が形成され、第２ピストン１６２の第３エアチャンバＡＣ３と反対側に第４エアチャンバＡＣ４が形成される。
ロータリーバルブ部３２は、図１に示すように、バルブシリンダー２００内で回転する回転式のバルブ部材２０１を設けており、垂直断面でＴ形で出入開口ＴＡ，ＴＢ，ＴＣを持つ通路２０２が形成されている。バルブシリンダー２００の頂上部には粘性物質タンク３０の底部に連通した頂上開口２１０が形成され、一方の側部には供給ピストン２２０に連通したピストン側開口２２２が形成され、他方の側部には流入部３４に連通した流入部側開口２２４が形成されている。供給ピストン２２０は、シリンダー２３０内にピストン２３２が往復動可能に配置され、ピストン２３２は制御レバー１２及びエアシリンダー１４と同じ構成の駆動装置（図示せず）によって駆動される。
【００１２】
次に、上述した構成の粘性物質充填装置１の作動について説明する。エアシリンダー１４の第１エアチャンバＡＣ１及び第３エアチャンバＡＣ３にエアポンプ２０から圧搾空気を供給する。図７に示すように、第１シャフト１５７及び第２シャフト１６０が後退し、図２に示すように、スプール１０２が上昇して、ノズル部１０が解放されて粘性物質が流入部３４からシリンダー１００を通過して排出できる状態になる。
この状態で、ピストン側開口２２２が供給ピストン２２０に連通し、流入側開口２２４が流入部３４に連通し、通路２０２及びシリンダー２３０内に吸入されていた粘性物質がピストン２３２よって押出されて、流入部３４及びシリンダー１００を介して、充填容器Ｃに供給される。
次に、図８に示すように、第２エアチャンバＡＣ２及び第４エアチャンバＡＣ４に圧搾空気を供給し、図９に示すように、第１シャフト１５７が最大に前進して、図３に示すように、ノズル部１０及び流入部３４が閉塞され、粘性物質の充填が停止する。
【００１３】
次に、図１０に示すように、第１エアチャンバＡＣ１及び第４エアチャンバＡＣ４に圧搾空気を供給し、図１１に示すように、第１シャフト１５７が半分だけ後退して、図４に示すように、スプール１０２が流入部３４を塞ぐぎりぎりの位置まで後退し、続いて、図５に示すように、エア通路１０６から圧搾空気が輪郭Ｂで示すように吹き出され、図６に示すように、ノズル部１０内の粘性物質を吹き飛ばして充填容器Ｃに入れる。なお、この時、スプール１０２がノズル部１０の先端から流入部１３４を塞ぐぎりぎりの位置まで後退した状態で圧縮空気が吹き出されるので、輪郭Ｂより外側に広がって吹き飛ばされようとした粘性物質は、ノズル部１０の内壁にぶつかって輪郭Ｂより外側すなわち容器の外側に吹き飛ぶことが防止され、これにより粘性物質を確実に容器に充填することができる。
【００１４】
次に、第１エアチャンバＡＣ１に圧搾空気を供給して、第１ピストン１５８及び第２ピストン１６２を後退させて、図７に示す最初の状態にする。
ロータリーバルブ部３２は、上述したように図１に示す状態で粘性物質を流入部３４及びノズル部１０に供給後、バルブ部材２０１を反時計方向に９０°回転させ、出入開口ＴＡと頂上開口２１０とを合致させ、出入開口ＴＢとピストン側開口２２２とを合致させる。この状態で、ピストン２３２を後退させて粘性物質をシリンダー２３０内に収容し、粘性物質供給の準備が完了した。
なお、本発明の対象とする粘性物質としては、例えばカレールウ、シチュールウ、各種ソース類、飴等を挙げることができる。
【００１５】
【発明の効果】
上述した構成を有する本発明によれば、構成部品点数が少なく構造が簡単で、洗浄が容易な粘性物質充填装置を構成することができ、また、充填装置に粘性物質が残留することなく、充填量を高精度に制御することができ、かつ確実な作動を長期にわたり維持することができる粘性物質充填装置を構成することができ、またこのような方法を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のノズル部の解放状態の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のノズル部の閉塞状態の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のノズル部の半解放状態の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のノズル部の半解放状態で空気吹き出し時の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のノズル部の半解放状態で空気吹き出し時の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーのピストンの後退状態の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーのピストンの後退状態から前進状態に変化する時の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーのピストンの前進状態の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーのピストンの後退状態から前進状態に変化する時の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーのピストンの前進状態から半後退状態に変化する時の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態の粘性物質充填装置のエアシリンダーの半後退状態から後退状態に変化する時の説明図である。
【符号の説明】
１ 粘性物質充填装置
１０ ノズル部
１２ 制御レバー部
１４ エアシリンダー
２０ エアポンプ
３０ 粘性物質タンク
３２ ロータリーバルブ部
３４ 流入部
１００ シリンダー
１０２ スプール
１０４ 下端部
１０６ エア通路
１１２ 可撓性パイプ
１３２ タイロッド
１３４ 軸ピン
１５０ シリンダー部材
１５２ 先端壁部
１５４ 中間壁部
１５６ 中央開口
１５８ 第１ピストン
１６２ 第２ピストン
２００ バルブシリンダー
２０２ 通路
２２０ 供給ピストン
２３０ シリンダー

Claims (3)

1. 筒状であって充填側先端部の近傍の側壁部に粘性物質を流入させるための流入路を設けたノズル本体と、該ノズル本体の中央貫通路内を往復移動して前記流入路を開閉し、充填側に気体を吹き出す気体吹き出し機構を有するスプールとを有する粘性物質充填装置を使用し、
   前記スプールを後退させて前記流入口を開き粘性物質を前記中央貫通通路に充填する工程、
   前記スプールを前記ノズル本体の先端まで前進させ、前記流入口を閉じる工程、
   前記スプールの前記流入口を開く直前まで後退させて停止する工程、及び
   前記スプールから気体を吹き出す工程をなすことを特徴とする粘性物質充填方法。
2. 前記流入路は、ノズル本体の充填側軸線と該流入路の軸線が９０度より大きな角度を有していることを特徴とする請求項１に記載の粘性物質充填方法。
3. 前記スプールの先端部が、円錐形であって、その頂角が１２０度ないし１７０度であることを特徴とする請求項１に記載の粘性物質充填方法。

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