JP4677012B2 - 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、この網状体の外側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の外側に少なくとも１つの網状体を設け、網状体が、ノズル本体の吐出口の吐出方向外側より視て吐出口及びその周辺に広がる半球面部を有してなる液充填ノズルであって、前記網状体の半球面部が、ノズル本体の吐出口の周辺の半球面状外周部に被着されているものである。

（実施例１）（図１〜図５、図９）
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の吐出方向に沿う前面及び外周に亘って吐出口２２及びその周辺に広がる１枚の網状体２３を備えている。網状体２３は筒部２３Ａとその先端側に連続する半球面部２３Ｂ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２３Ａの外周に筒状網押さえ２４を装填することにてノズル本体２１に網状体２３は固定化される。ノズル本体２１の半球面状外周部２１Ｂに被着されている半球面部２３Ｂ及び網押さえ２４の外周に吐出口周壁部を構成するカバー状網支持体２５を装填し、この網支持体２５をノズル本体２１の外周ねじ部２１Ｃに螺着する。網支持体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、網状体２３をノズル本体２１の吐出口２２の吐出方向に沿う外側（吐出口２２の開口２２Ａの外）に備える。

また、充填ノズル１２は、網状体２３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、吐出口２２の周辺に広がっている。本実施例では、網状体２３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。

充填ノズル１２は、ノズル本体２１の吐出口２２の外周に網支持体２５を有し、網支持体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、網状体２３の吐出口２２の周辺に広がっている部分（半球面部２３Ｂの一部）が存在している。言い換えると、網状体２３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網支持体２５とに挟まれている。

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の網支持体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３参照）。尚、図３では、ノズル本体２１の外周に広げられた網状体２３により液が捕捉される範囲の変化を示すため、ノズル本体２１の外周の網押さえ２４、網支持体２５を省略している。

(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の外の、即ち網状体２３の吐出口２２の周辺の網目の毛細管現象により吸引されてその網目内に移動する(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外にある網支持体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の周辺部分及び隙間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に、網状体２３の面積は吐出口２２の面積の1.2倍以上にすることが好ましく、2倍以上の面積にすることがより好ましい。吐出する液の種類にもよるが、吐出口２２の開口２２Ａ内にある網目に付着して液ダレの原因となる液について、吐出口２２の面積の1.2倍の表面積をもつ網状体２３を設けることにより付着の予想される最小量の液を保持でき、吐出口２２の面積の2倍の表面積をもつ網状体２３を設けることにより付着の予想される最大量の液を保持できると予想している。

充填ノズル１２において、網支持体２５とノズル本体２１の外面との間に設ける隙間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、液体洗剤を充填液とするとき、図９に示す如く、網支持体２５の吐出口２２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、網支持体２５の吐出口２２に最も近い最下部の上記隙間ｄ2を2mmとする。網支持体２５即ち吐出口周壁部とノズル本体２１の外面との間の隙間２６が吐出口２２に近接するほど大きくなるようにすることで、網支持体２５の最下部内面（径の範囲）に存在する液を減少させ、条件によっては全くなくすことができ、結果として液ダレ発生の防止に寄与する。尚、図９は、網支持体２５とノズル本体２１をクランプ１００により固定した充填ノズル１２を示す。

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の内径部（開口２２Ａ）の外側に設けた。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)網状体２３が、吐出口２２の吐出方向外側より視て、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の外に広がる網状体２３の毛細管現象により吸引されて開口２２Ａの外の網目内に保持される。網状体２３による液保持範囲が吐出口２２の開口２２Ａ内だけでなく、開口２２Ａ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の外周に網支持体２５を被着し、網支持体（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外にある網支持体２５とノズル本体２１の外面との間にある隙間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外の網状体２３の網目内に保持された液、前述(c)の網支持体（吐出口周壁部）２５とノズル本体２１の外面との間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、長時間かけて形成される液溜まりによる液ダレを防止できる。

（参考例１）（図６、図７）
参考例１の充填ノズル１２は、図６、図７に示す如く、ノズル本体３１の吐出口３２の吐出方向に沿う前面（必要により、前面及び外周）に網状体３３を設けるに際し、ノズル本体３１の外周に螺着される（クランプでも可）カバー状網支持体３４の中央孔部３４Ａの内縁に網状体３３の外縁を一体結合したものである。

充填ノズル１２は、網状体３３をノズル本体３１の吐出口３２の吐出方向に沿う外側（吐出口３２の開口３２Ａの外）に備える。

充填ノズル１２は、ノズル本体３１の吐出口３２の外周に吐出口周壁部を構成する網支持体３４を有し、網支持体３４とノズル本体３１の外面との間に隙間３５を有する。

従って、液充填装置１０にあっては、充填終了後の充填ノズル１２からの液ダレを以下の如くにして防止する。

(1)充填ノズル１２から容器への充填時に、液体は吐出口３２から網状体３３を通って吐出される。

(2)充填ノズル１２からの充填時終了時に、吐出口３２の開口３２Ａの範囲内にある網状体３３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。

(3)開口３２Ａ内にあって上述(2)の液溜まりを形成する液体の一部が、開口３２Ａの外にある網支持体３４とノズル本体３１の外面の間の隙間３５の毛細管現象によって吸引されてその隙間３５内に至る。

(4)充填ノズル１２からの再充填時に、吐出口３２から網状体３３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)の隙間３５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。

参考例１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３３を、ノズル本体３１における吐出口３２の内径部の外側に設けた。従って、網状体３３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３２の開口３２Ａの範囲（開口内）にある網状体３３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３３の外には、液ダレの原因になる液溜まりを生じない。

(b)ノズル本体３１の吐出口３２の外周に網支持体３４を被着し、網支持体（吐出口周壁部）３４とノズル本体３１の外面との間に隙間３５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３３の吐出口３２の開口３２Ａ内にある網目に付着した液の一部が開口３２Ａの外にある網支持体３４とノズル本体３１の外面との間にある隙間３５に吸引されてその隙間３５内に保持され、液ダレを一層防止できる。

(c)前述(a)の吐出口３２の開口３２Ａ内にある網状体３３の網目内に保持された液、前述(b)の網支持体（吐出口周壁部）３４とノズル本体３１の外面との間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３２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)〜(b)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、長時間かけて形成される液溜まりによる液ダレを防止できる。

（実施例２）（図８）
実施例２の充填ノズル１２は、図８に示す如く、Ｏリング４０を用いて網状体２３をノズル本体２１に固定するものである。

（実施例３）（図１０）
実施例３の充填ノズル１２は、図１０に示す如く、実施例１の充填ノズル１２においてノズル本体２１の吐出口２２に張り設けた１枚の網状体２３を、２枚の積層して重ね合せた網状体４１、４２の組に代えたものである。両網状体４１、４２は筒部４１Ａ、４２Ａの先端側に半球面部４１Ｂ、４２Ｂを連続してなり、ノズル本体２１の筒状外周部２１Ａに嵌着された筒部４１Ａ、４２Ａの外周に筒状網押さえ２４を装填し、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４１Ｂ、４２Ｂ及び網押さえ２４の外周にカバー状網支持体２５を装填し、この網支持体２５をノズル本体２１の外周ねじ部２１Ｃに螺着することにてノズル本体２１に固定化される。

本発明において、網状体のメッシュの大きさは、網目開口部の１辺を0.14〜2.07mm（♯100〜♯10）、網を形成する線の太さをφ0.1〜φ0.47mmとするのが好ましい。特に、粘度が1〜2500mPa・s程度の液に対しては、網目開口部が上述の範囲にあることで液を保持しつつ、充填の度にノズル吐出口より吐出される液の流れにつられて網目開口部に保持されている液もあわせて排出され、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。

尚、本発明者は、実施例１の液充填装置１０において、線径0.345ｍｍのポリエチレン素線からなる20メッシュの網状体２３を用いて充填ノズル１２を構成し、この液充填装置１０を粘度21mPa・s、比重1.007、液温20℃の液体洗剤の充填に供し、液体吐出性、液ダレ防止性の双方で良好な結果を得た。

また、実施例１の液充填装置１０において、線径0.2mmのSUS304素線からなる20メッシュの網状体４１、４２を2枚重ね合せて充填ノズル１２を構成し、この液充填装置１０を粘度約100mPa・s、比重1.04、液温20℃の液体洗剤の充填に供し、液体吐出性、液ダレ防止性の双方で良好な結果を得た。

図１は実施例１の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。 図６は参考例１の液充填ノズルを示す断面図である。 図７は液充填ノズルの分解図である。 図８は実施例２の液充填ノズルを示す斜視図である。 図９は液充填ノズルの網支持体とノズル本体の間の隙間状態を示す断面図である。 図１０は実施例３の液充填ノズルを示す断面図である。

符号の説明

１２ 充填ノズル
２１ ノズル本体
２２ 吐出口
２３、４１、４２ 網状体
２５ カバー状網支持体（網支持体）
２６ 隙間
４０ Ｏリング

Claims (2)

1. ノズル本体の吐出口の外側に少なくとも１つの網状体を設け、
   網状体が、ノズル本体の吐出口の吐出方向外側より視て吐出口及びその周辺に広がる半球面部を有してなる液充填ノズルであって、
   前記網状体の半球面部が、ノズル本体の吐出口の周辺の半球面状外周部に被着されている液充填ノズル。
2. 前記網状体が前記ノズル本体の吐出口面積の少なくとも1.2倍の面積範囲に亘って広がっている請求項１に記載の液充填ノズル。

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