JP4134054B2 - 液充填ノズル - Google Patents

Description

本発明は、液充填ノズルに関する。

袋体等の容器への液充填ノズルとして、特許文献１に記載の如く、ノズル本体の吐出口に網状体を設けたものがある。液体を網状体に通すことによって整流化し、容器への充填時に発泡が生ずることを防止するものである。
特開平9-118314

特許文献１の液充填ノズルでは、ノズル本体の貫通孔状の吐出口に対し、網状体を内側から落とし込んで固定している。従って、網状体は吐出口の内径部の内側に設けられる。このため、液充填ノズルからの充填終了時に、吐出口の口径の範囲（口径内）にある網状体の網目に付着して液溜まりを生ずるとともに、網状体の外側に位置することとなる吐出口の内径部に付着する液溜まりを生じ、これらの液溜まりが液ダレの原因になる。

本発明の課題は、液充填ノズルにおいて、液体の整流化を図り、かつ液ダレを防止することにある。

請求項１の発明は、ノズル本体の吐出口に網状体を設けた液充填ノズルであって、網状体を吐出口の開口又はその近くに設けるとともに、その内部に液を吸引して移動することが可能な毛細管現象が生じる物質体を開口周辺に延在させるとともに網状体の外縁の全周に接するように設けたものである。

液充填装置１０は、図４、図５に示す如く、充填ノズル１２及び吐出バルブ１３を備えた液充填ヘッド１１にポンプ１５の切替バルブ１４が接続されている。切替バルブ１４には給液管１６も接続されている。

充填ノズル１２は、図１、図２に示す如く、ノズル本体２１の吐出口２２に網状体２３を張り設ける。網状体２３は、吐出口２２の吐出方向において外界に臨む開口２２Ａ又はその近く、本実施例では開口２２Ａの口径内前面に設けられる。

また、充填ノズル１２は、毛細管現象が生じる物質体３０を網状体２３の外縁２３Ａの全周に接するようにして吐出口２２の開口２２Ａ周辺に延在させてある。毛細管現象が生じる物質体３０は筒部３０Ａとその先端側に連続する半球面部３０Ｂとで構成される。ノズル本体２１の筒状外周部２１Ａに嵌着された筒部３０Ａとノズル本体２１の半球面状外周部２１Ｂに被着される半球面部３０Ｂの外周に吐出口周壁部を構成するカバー状支持体２５を装填し、この支持体２５をノズル本体２１の外周ねじ部２１Ｃに螺着する。支持体２５の段差面とノズル本体２１の端面の間に、毛細管現象が生じる物質体３０の外周フランジ３０Ｃを挟持する。尚、支持体２５とノズル本体２１をクランプにより固定しても良い。

充填ノズル１２は、毛細管現象が生じる物質体３０をノズル本体２１の吐出口２２の吐出方向外側（図１の下方）より視たとき、前述の如くに吐出口２２の周辺に広がっている。本実施例では、毛細管現象が生じる物質体３０はノズル本体２１の筒状外周部２１Ａ及び半球面状外周部２１Ｂに添って延びている。毛細管現象が生じる物質体３０は、ノズル本体２１の外周部２１Ａ又は半球面状外周部２１Ｂに添うことなく、ノズル本体２１の外壁から離れて延びていても良い。

充填ノズル１２は、ノズル本体２１の吐出口２２の外周に支持体２５を前述の如くに有し、支持体２５とノズル本体２１の外面（筒状外周部２１Ａ、半球面状外周部２１Ｂ）との間に隙間２６を有する。隙間２６内には、物質体３０の吐出口２２の周辺に広がっている部分（半球面部３０Ｂの一部）が存在している。言い換えると、物質体３０は、吐出口２２の周辺において、ノズル本体２１と吐出口周壁部を構成する支持体２５とに挟まれている。

ここで、支持体２５とノズル本体２１の外面との間隙間２６は、吐出口２２に近接するほど大きくすることが好ましい。具体的には、充填液を液体洗剤とするとき、図１に示す如く、支持体２５の吐出口２２に最も近接する最下部から上方に10mm離れた部分の上記隙間ｄ1を0.5mmとするとき、支持体２５の吐出口２２に最も近接する最下部での上記隙間ｄ2を2mmとする。図１において、支持体２５の吐出口２２に最も近接する最下部の内面（Ｋの範囲）には、隙間２６に後述する如くに保持した液が接触せず、液ダレを生じない。

液充填ノズル１０による袋体（スタンディングパウチ）等への液充填動作は以下の如くなされる。

(1)ポンプ１５の切替バルブ１４を給液管１６につなぎ、ポンプ１５のピストンを引いてそのシリンダに液体を計量する（図４（Ａ））。

(2)ポンプ１５の切替バルブ１４を充填ヘッド１１につなぎ、かつ吐出バルブ１３を開き、ポンプ１５のピストンを押してそのシリンダ内の液体を充填ノズル１２から吐出する（図４（Ｂ））。このとき、吐出液体は充填ノズル１２の網状体２３を通る際に整流化され、発泡を生じない。

(3)上述(2)の充填終了直前に、ポンプ１５のピストンを少し引き、切替バルブ１４から充填ノズル１２までの液圧力（液流れ）を抑え、充填終了時の充填ノズル１２への残液を少なくさせる（図５（Ａ））。

尚、液充填装置１０の洗浄時には、図５（Ｂ）に示す如く、充填ノズル１２の支持体２５の外面に、洗浄カップ１７の封着部１７Ａを密着させ、ポンプ１５が圧送する洗浄液を充填ヘッド１１経由で洗浄カップ１７に排出する。

液充填装置１０は、充填終了後の充填ノズル１２からの液ダレを以下の如く防止する（図３）。

(1)充填ノズル１２から容器への充填時に、液体Ｌはノズル本体２１の吐出口２２から網状体２３を通って吐出される（図３（Ａ））。

(2)充填ノズル１２からの充填終了時に、吐出口２２の開口２２Ａの範囲内にある網状体２３に液体が保持される。保持された液体により、液溜まりが生ずる（図３（Ｂ））。

(3)開口２２Ａ内にある液体の一部が、開口２２Ａ外の、即ち吐出口２２の周辺の毛細管現象が生じる物質体３０の毛細管現象により吸引されてその毛細管現象が生じる物質体３０内に移動する(図３（Ｃ）)。また、上述(2)の液溜まりを形成する液体の一部は、開口２２Ａ外の支持体２５とノズル本体２１の外面の間の隙間２６に至る。

(4)充填ノズル１２からの再充填時に、ノズル本体２１の吐出口２２から網状体２３を通って吐出される液体が周辺に及ぼす負圧により、上述(2)の液溜まり及び、(3)の吐出口２２の周辺部及び隙間２６に移動した液は、吐出される液体とともに充填ノズル１２の外に排出される。

尚、充填ノズル１２からの充填終了後の液ダレを防止するため、毛細管現象が生じる物質体３０の面積は、開口２２Ａの吐出口面積の0.2倍以上にすることが好ましく、１倍以上とすることがより好ましい。吐出する液の種類にもよるが、充填ノズル１２からの充填終了時に液ダレの原因となる液について、吐出口面積の0.2倍の表面積をもつ毛細管現象が生じる物質体３０を設けることによりその予想される最小量の液を保持でき、吐出口面積の１倍の表面積をもつ毛細管現象が生じる物質体３０を設けることによりその予想される最大量の液を保持できると予想している。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)充填ノズル１２は、吐出液体のための整流手段になって液体の整流化を図る網状体２３を、ノズル本体２１における吐出口２２の外界に臨む開口２２Ａの前面に設けた。従って、網状体２３は液体吐出方向に沿う方向において直接外界に臨み、充填ノズル１２からの充填終了時に、残留した液は吐出口２２の開口２２Ａの範囲（口径内）にある網状体２３の網目に付着してその網目内に保持され、液溜まりを生ずることがあっても、網状体２３の外には液ダレの原因になる液溜まりを生じない。

(b)毛細管現象が生じる物質体３０が、吐出口２２の吐出方向視で、吐出口２２の周辺まで広がることにより、充填終了時に、網状体２３の吐出口２２の開口２２Ａ内にある網目に付着した液溜まりの一部が開口２２Ａの外に広がる毛細管現象が生じる物質体３０の毛細管現象により吸引されてその毛細管現象が生じる物質体３０内に保持される。吐出口２２の開口２２Ａ内の網状体２３による液保持範囲が、毛細管現象が生じる物質体３０により開口２２Ａの外にまで拡張され、液ダレを一層防止できる。

(c)ノズル本体２１の吐出口２２の外周に支持体２５を被着し、支持体（吐出口周壁部）２５とノズル本体２１の外面との間に隙間２６を設けたことにより、充填ノズル１２からの充填終了時に、網状体２３の吐出口２２の開口２２Ａ内にある網目に付着した液の一部が開口２２Ａの外にある支持体２５とノズル本体２１の外面との間の隙間２６に吸引されてその隙間２６内に保持され、液ダレを一層防止できる。

(d)前述(a)の吐出口２２の開口２２Ａ内にある網状体２３の網目内に保持された液、前述(b)の開口２２Ａ外の毛細管現象が生じる物質体３０内に保持された液、前述(c)の支持体２５とノズル本体２１の外面との間の隙間２６に保持された液のそれぞれは、充填ノズル１２からの再充填時に、吐出口２２から吐出する液体が周辺に及ぼす負圧により吐出する液体とともに充填ノズル１２の外に排出される。従って、前述(a)〜(c)の液が液溜まりとして成長する可能性を減らすことができ、長時間から形成される液溜まりによる液ダレを防止できる。

尚、本発明の実施において、網状体２３は吐出口２２の開口２２Ａの近くであれば、開口２２Ａから吐出口２２の吐出方向に僅かに離隔する外側に設けられても良い。

また、網状体２３と毛細管現象が生じる物質体３０を一体成形する等により、一体結合するものでも良い。

また、毛細管現象が生じる物質体３０としては、ポリプロピレン等の硬質樹脂多孔質体、ステンレス鋼や黄銅の焼結金属体、スポンジ等を採用できる。

また、毛細管現象が生じる物質体３０を構成する多孔質体は、平均孔径を0.27〜1.56mm、厚みを1〜3mmとするとき、液保持を良好にして液ダレを少なくするとともに、毛細管現象が生じる物質体３０に保持されていた液をノズル吐出口より吐出される液の流れに合わせて良好に排出でき、格別なメンテナンスを施すことなく液ダレ防止性能を維持できる。

図１は液充填ノズルを示す断面図である。 図２は液充填ノズルの分解図である。 図３は液充填ノズルの液ダレ防止メカニズムを示す模式図である。 図４は充填装置を示す模式図である。 図５は充填装置を示す模式図である。

符号の説明

１２ 充填ノズル
２１ ノズル本体
２２ 吐出口
２２Ａ 開口
２３ 網状体
２５ カバー状網支持体（網支持体）
２６ 隙間
３０ 毛細管現象が生じる物質体

Claims (5)

1. ノズル本体の吐出口に網状体を設けた液充填ノズルであって、
   網状体を吐出口の開口又はその近くに設けるとともに、その内部に液を吸引して移動することが可能な毛細管現象が生じる物質体を開口周辺に延在させるとともに網状体の外縁の全周に接するように設けた液充填ノズル。
2. 前記毛細管現象が生じる物質体が、前記ノズル本体の吐出口面積の少なくとも0.2倍以上の面積範囲に亘って吐出口の開口周辺に広がっている請求項１に記載の液充填ノズル。
3. 前記ノズル本体の吐出口の外周に吐出口周壁部を設け、該吐出口周壁部と、ノズル本体の外面との間に設けた隙間内に前記毛細管現象が生じる物質体を存在させた請求項１又は２に記載の液充填ノズル。
4. 前記吐出口周壁部と前記ノズル本体の外面との間の隙間を吐出口に近接するほど大きくする請求項３に記載の液充填ノズル。
5. 前記ノズル本体の吐出口の周辺に延在させた毛細管現象が生じる物質体を前記吐出口周壁部とノズル本体の外面との間に設けた請求項３又は４に記載の液充填ノズル。

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