JP5787600B2 - 充填ノズル - Google Patents

Description

本発明は、流動性食品などの液体を容器に定量ずつ充填する液体定量充填装置に用いられる充填ノズルに関する。

ジュースや牛乳などの液体食品などは、冷蔵用の屋根型紙容器に充填される。例えば、図４（ｂ）に図示するような屋根型紙容器１５では、図４（ａ）に図示するような空容器１５の上部開口１５ａに、液体食品が、定量ずつ充填する液体定量充填装置を用いて、充填される。

液体定量充填装置の充填ノズルでは、下端開口縁部内面に環状の上向き受け面および下向き押え面が所定間隔をおいて向き合うように設けられている垂直筒状ノズル本体と、受け面および押え面の間に周縁部を介在させるように多段に配されかつノズル本体内の液体の表面張力によって同液体の自重による流下を防止する複数の多孔板（メッシュ）と、隣接する多孔板（メッシュ）の周縁部間に介在させられている環状スペーサとを備えており、多孔板（メッシュ）の孔が、多孔板（メッシュ）の周縁部を含めた全体に散在するようにあけられている。（特許文献１参照）
また、垂直筒状ノズル本体の下端開口に、液体の重力による流下を、液体の表面張力により防止する複数の多孔板（メッシュ）を多段に配置し、隣接する多孔板（メッシュ）の周縁部間に環状スペーサを介在させ、多孔板（メッシュ）の周縁部に、これの全周にわたってのびた環状の孔無し部を設ける。（特許文献２参照）

ホルダがメッシュをノズル内に保持し、このホルダが、バネ特性の棒状材を閉ループにした立体形状を有し、ノズルに着脱する場合はバネ特性によりホルダ外形が縮小し、ノズルへの着脱が容易にできる。この立体形状は、棒状材を菱形に閉ループに形成し、相対する頂点を結ぶ直線を軸にして鋭角に折り曲げて成る立体形状である、又は、棒状材を、相対する２本の平行な直線とそれらを繋ぐ２本の略円弧曲線との閉ループに形成し、前記直線と前記曲線との交点で垂直に折り曲げて成る立体形状である。（特許文献３参照）

実開平０４−９７０１０号公報 特開平０９−９９９１４号公報 特開２００２−１２２０６号公報 実開昭６４−４７６０４号公報 特開昭５９−１３９６号公報 特開昭５８−２１６５８７号公報 特開平９−１１２６１３号公報 特開昭４８−９３８４６号公報 実開昭５０−９４３５２号公報

従来の充填ノズルでは、クリーニングや維持管理のための煩雑な取付け取外し作業を必要とし、また、充填ノズルの上部と下部とでは断面形状が、例えば、角形から円形に変化し、用途に応じて厚みに異なる多孔板（メッシュスクリーン）が用いられることなどによって、多孔板（メッシュスクリーン）の不十分な固定、取り外しのしにくさと、衛生性などの不都合がある。

本発明は、上記の必要性、切望に応えるものであり、クリーニングや維持管理のために簡易な取付け取外しが可能であって、ノズル内部形状の差異、多孔板（メッシュ）の厚みの違いなどにも拘らず、多孔板（メッシュ）を十分に固定することができる充填ノズルを提供することを目的とする。

この課題を解決する本発明の充填ノズルは、液体を容器に定量ずつ充填する液体定量充填装置が容器に液体を吐出する位置に配設される充填ノズルであって、
ノズル本体と、ノズル本体から液体を吐出する吐出口に配設されるメッシュと、吐出口に臨む底部にメッシュを収容して固定しノズル本体の下端に着脱自在に取付けられるノズル先端部とからなり、
ノズル先端部は、ノズル本体の下端を収容する上部開口と、ノズル本体と係合する係合手段と、下端に形成された吐出口と、吐出口からメッシュの落下を防止する係合段と、メッシュを係合段に固定しノズル先端部の内壁との係合を確保する固定確保バネとを有し、
固定確保バネは、２個の閉ループの線状バネからなり、線状バネは、２本の側面Ｚ字状対角バネと、対角バネと対角バネの上端と下端とで平行に連結する２本の平行バネとからなり、ノズル先端部の内壁と係合し対向して挿入される際に、２個の線状バネがそれぞれ邪魔することがないように平行バネの長さが異なり、
対角バネがノズル先端部の内壁に係合することによる変形によって、メッシュの周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加して、メッシュの固定を確保する、
ことを特徴とする。

上記構成の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
本発明の充填ノズルは、液体食品を容器に定量ずつ充填する液体定量充填装置に配設される。充填ノズルは空容器に液体を吐出する位置に配設され、容器の開口から液体食品を容器内に充填する。
充填ノズルは、垂直筒状ノズル本体と、ノズル本体から液体を吐出する吐出口に配設されるメッシュと、吐出口に臨む底部にメッシュを収容して固定しノズル本体の下端に着脱自在に取付けられるノズル先端部とからなる。

液体は、ノズル本体の筒内部を降下して通過し、ノズル本体の下端吐出口から吐出する。メッシュが吐出口に配設されている。このメッシュが、定量ずつ容器に充填する為に、液体の重力による流下を液体の表面張力により防止する。
ノズル先端部は、吐出口に臨む底部にメッシュを収容して固定しノズル本体の下端に着脱自在に取付ける。ノズル先端部を着脱することで、充填ノズルの中で最もクリーニングや維持管理が必要なメッシュを容易に簡易に取り外し取付けることができる。

ノズル先端部は、ノズル本体の下端を収容する上部開口と、ノズル本体と係合する係合手段、具体的には、例えば、ノズル本体とバヨネットによって係合する係合溝と、下端に形成された吐出口と、吐出口からメッシュの落下を防止する係合段と、メッシュを係合段に固定しノズル先端部の内壁との係合を確保する固定確保バネとを有する。
ノズル本体から流れてきた液体食品は、ノズル先端部の上部開口から流入し、下端に形成された吐出口より出る。ノズル先端部は、上部開口でノズル本体下端を収容し、ノズル本体と係合手段、例えば、バヨネット方式によって係合溝と係合する。
ここで係合手段のためのバヨネットは、２〜４箇所の爪部分と溝がノズル本体とノズル先端部につけられており、ノズル先端部を差し込み爪と溝とを嵌合させ、そのままひねることで装着が可能となる。

ノズル先端部は、吐出口に臨む底部にメッシュを収容する。メッシュは、ノズル先端部の係合段と引っ掛かって落下防止される。下から係合段で支えられるメッシュは、更に、固定確保バネによって固定される。
固定確保バネは、対角バネと対角バネの上端と下端とで平行に連結する２本の平行バネとからなり、ノズル先端部の内壁と係合し対向して挿入される際に、２個の線状バネがそれぞれ邪魔することがないように平行バネの長さが異なる。
対角バネがノズル先端部の内壁に係合することによる変形によって、メッシュの周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加して、メッシュの固定を確保する、

本発明の充填ノズルの固定確保バネによって、メッシュ及びノズル先端部を、クリーニングや維持管理のために簡易に取付け、また取外しが容易に可能となる。
他方、固定確保バネのバネによって、多孔板（メッシュ）を十分に固定することができる。
固定確保バネのバネが、メッシュの周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加するので、機械的に弱い中央部のメッシュを破損することが無い。

この発明による充填ノズル例であって、線状バネ例を示す斜視図である。 この発明による充填ノズル例であって、ノズル先端部に線状バネを装着した様子を示す断面図である。 この発明による充填ノズル例であって、ノズル先端部に線状バネを装着した様子を示す斜視図及び斜視断面図である。 充填前の包装容器例（ａ）及び、充填封止後の包装容器例（ｂ）の斜視図である。 充填ノズルが配設された液体定量充填装置を示す斜視透視図である。 ノズル先端部からメッシュを取外した分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図５は、液体定量充填装置の参考例を概略的に示す。
この液体定量充填装置は、液体食品を収容するタンク１１、タンク１１内の液体食品を計量する往復動型の計量用ポンプ１２、計量用ポンプ１２に接続された充填ノズル１３及び、ノズル先端部１４からなる。タンク１１内の液体食品は、計量用ポンプ１２によって定量ずつ計量され、充填ノズル１３及び、ノズル先端部１４を介して上端が開口されたカートン（容器）１５に充填される。
液体定量充填装置例は、コンベヤ上の容器の搬送経路上方に配置される。

液体食品は、計量用ポンプ１２を駆動してタンク１１から液体食品を吸い込む吸込モード、及び吸い込んだ液体食品を充填ノズル１３に送り出す送出しモードによって計量され、充填される。
図５は、吸込モードの状態を示し、液体食品は矢印方向に計量用ポンプ１２に吸い込まれる。
タンク１１の底部には吐出開口が形成され、タンク１１内は吐出開口及び吸込弁を介して計量用ポンプ１２の計量スペースと連通する。吐出開口の下方に弁本体が取り付けられ、弁本体の下方に弁ハウジングが取り付けられる。弁ハウジングの下方に充填ノズル１３及びノズル先端部１４が取り付けられる。

図１〜図３を参照して、本発明による充填ノズルの実施例を概略的に説明する。
充填ノズルは、液体を容器に定量ずつ充填する液体定量充填装置に配設される。充填ノズル１３は容器１５に液体を吐出する位置に配設され、容器１５の開口１５ａから液体食品を容器内に充填する。
充填ノズルは、垂直筒状ノズル本体１３と、ノズル本体から液体を吐出する吐出口４４に配設されるメッシュ４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、吐出口４４に臨む底部にメッシュを収容して固定しノズル本体の下端に着脱自在に取付けられるノズル先端部１４とからなる。

液体は、ノズル本体１３の筒内部を降下して通過し、ノズル本体の下端の下方の吐出口４４から吐出する。メッシュ４１ａ、４１ｂ、４１ｃが吐出口４４に配設されている。このメッシュが、定量ずつ容器に充填する為に、液体の重力による流下を液体の表面張力により防止する。
ノズル先端部１４は、吐出口４４に臨む底部にメッシュ４１を収容して固定しノズル本体の下端に着脱自在に取付ける。ノズル先端部１４を着脱することで、充填ノズルの中で最もクリーニングや維持管理が必要なメッシュ４１を容易に簡易に取り外し取付けることができる。

ノズル先端部１４は、ノズル本体の下端を収容する上部開口４３と、ノズル本体１３とバヨネット（係合手段）によって係合する係合溝４２と、下端に形成された吐出口４４と、吐出口４４からメッシュの落下を防止する係合段１４ａと、メッシュ４１を固定しノズル本体との係合を確保する固定確保バネの２個の線形バネ４５ａ，４５ｂとを有する。
ノズル本体１３から流れてきた液体食品は、ノズル先端部の上部開口４３から流入し、下端に形成された吐出口４４より出る。ノズル先端部１４は、上部開口４３でノズル本体下端を収容し、ノズル本体１３とバヨネット方式によって係合溝４２と係合する。
ここでバヨネットは、２〜４箇所の爪部分と溝がノズル本体１３とノズル先端部１４につけられており、ノズル先端部を差し込み爪と溝とを嵌合させ、そのままひねる事で装着が可能となる。

ノズル先端部１４は、吐出口に臨む底部にメッシュ４１ａ、４１ｂ、４１ｃを収容する。メッシュは、ノズル先端部の係合段１４ａと引っ掛かって落下防止される。下から係合段１４ａで支えられるメッシュ４４は、更に、固定確保バネ４５の２個の線形バネ４５ａ，４５ｂによって固定される。
固定確保バネ４５の２個の線形バネ４５ａ，４５ｂは、上部開口４３を通過可能な寸法を有する。
固定確保バネ４５は、対角バネ４５ｃと、対角バネ４５ｃの上端と下端とで平行に連結する２本の平行バネ４５ｄとからなり、ノズル先端部の内壁と係合し対向して挿入される際に、２個の線状バネがそれぞれ邪魔することがないように平行バネの長さが異なる。実施例では、線形バネ４５ａの平行バネの長さが，線形バネ４５ｂの平行バネの長さより長い。

上記構造によって、対角バネがノズル先端部の本体４６の内壁に係合することによる変形によって、メッシュの周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加して、メッシュの固定を確保する、
ここでバネは、金属などの弾性体の復元力を利用し、弾性エネルギーを蓄積する機械要素である。バネに力を加え、弾性エネルギーを蓄積することを蓄勢（ちくせい）という。弾性体は弾性範囲内ではかかった力に応じて変形し、かかった力を取り去ればもとの形に戻る。これを応用して、力をかけて変形させ、あるいは変形させることで力を蓄えることができる

実施例の充填ノズルの固定確保バネ４５によって、メッシュ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及びノズル先端部１４を、クリーニングや維持管理のために簡易に取付け、また取外しが容易になる。
固定確保バネ４５のバネ４５ｂによって、メッシュ４１を十分に固定する。
固定確保バネ４５のバネ４５ｂが、メッシュ４１の周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加するので、機械的に弱い中央部のメッシュを破損することが無い。
更に、固定確保バネのバネ４５ｂとリング４５ａとは、ノズル先端部１４の内部周辺部に位置するようになり、その中央部・中心部が空洞になるので、液体食品の流れを妨げる不要なものがない。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明は、ジュース、牛乳などの飲料を包装容器で包装充填する製造に適用することができる。

１１ ・・ タンク
１２ ・・ 計量用ポンプ
１３ ・・ 充填ノズル
１４ ・・ ノズル先端部
１４ａ・・ 係合段
４１ ・・ メッシュ
４５ ・・ 固定確保バネ
４２ ・・ 係合溝

Claims (1)

1. 液体を容器に定量ずつ充填する液体定量充填装置が容器に液体を吐出する位置に配設される充填ノズルであって、
   ノズル本体と、該ノズル本体から液体を吐出する吐出口に配設されるメッシュと、該吐出口に臨む底部に該メッシュを収容して固定し該ノズル本体の下端に着脱自在に取付けられるノズル先端部とからなり、
   該ノズル先端部は、該ノズル本体の下端を収容する上部開口と、該ノズル本体と係合する係合手段と、下端に形成された該吐出口と、該吐出口から該メッシュの落下を防止する係合段と、該メッシュを該係合段に固定し該ノズル先端部の内壁との係合を確保する固定確保バネとを有し、
   該固定確保バネは、２個の閉ループの線状バネからなり、該線状バネは、２本の側面Ｚ字状対角バネと、該対角バネと該対角バネの上端と下端とで平行に連結する２本の平行バネとからなり、該ノズル先端部の内壁と係合し対向して挿入される際に、２個の該線状バネがそれぞれ邪魔することがないように該平行バネの長さが異なり、
   該対角バネが該ノズル先端部の内壁に係合することによる変形によって、該メッシュの周辺を下方及び外方に、バネの復元力を付加して、メッシュの固定を確保する、
   ことを特徴とする充填ノズル。