JP6303637B2 - Perforated plate for liquid filling nozzle and liquid filling apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、所望の液体を高速で容器に充填する際に使用する液体充填ノズルに用いられる多孔板と、液体充填装置に関する。 The present invention relates to a perforated plate used for a liquid filling nozzle used when filling a container with a desired liquid at high speed, and a liquid filling apparatus.
定量の液体を容器に高速で充填する液体充填装置では、下端側に吐出口を有する液体充填ノズルが使用されている。この液体充填ノズルには、容器に定量の液体が充填され、液体充填が停止した後に容器内に液体が落下するのを防止するために、メッシュが装着されている。通常、液体充填ノズルの吐出口に、液体の流下方向に沿って多段となるように複数枚のメッシュが装着されている。従来、このようなメッシュとして、金属細線の絡まりを有し、液体の落下防止に優れる金網が使用されていた。しかし、金網は、液体の高速充填が繰り返されることにより変形や損傷を生じ易いという問題があった。
このため、金網に代えて、金属薄板をエッチング加工して複数の貫通孔を形成した多孔板がメッシュとして使用されている。このような多孔板は、環状スペーサを介して複数積層された状態で液体充填ノズルに装着され用いられている(特許文献1)。
In a liquid filling apparatus that fills a container with a fixed amount of liquid at a high speed, a liquid filling nozzle having a discharge port on the lower end side is used. The liquid filling nozzle is equipped with a mesh in order to prevent the liquid from falling into the container after the container is filled with a fixed amount of liquid and the liquid filling is stopped. Usually, a plurality of meshes are attached to the discharge port of the liquid filling nozzle so as to be multistage along the flow direction of the liquid. Conventionally, as such a mesh, a wire mesh having tangling of fine metal wires and excellent in preventing liquid drop has been used. However, the metal mesh has a problem that it is likely to be deformed or damaged by repeated high-speed liquid filling.
For this reason, a perforated plate in which a plurality of through holes are formed by etching a thin metal plate is used as a mesh instead of a wire mesh. Such a perforated plate is used by being mounted on a liquid filling nozzle in a state where a plurality of such porous plates are stacked via an annular spacer (Patent Document 1).
上記のような多孔板は、金属細線の絡まりがなく、また、隣接する貫通孔間に存在する部位が金属細線よりも広く、耐久性の点で金網に比べて優れたものである。しかし、このような多孔板を使用した液体充填ノズルは、吐出口から液体が直線的に容器内に充填されるため、以下のような問題があった。例えば、牛乳紙容器のような内壁面がストレート形状の有底筒状容器に液体を充填した場合、直線的に充填された液体流が容器の内壁面にほとんど接触することなく容器の底部に到達する。このため、容器底部で跳ね返されて泡立ちを生じ易く、これにより、容器に充填された液体の液面が泡立ち、直ぐに容器を封止することができず、液体充填工程の効率が悪いという問題があった。また、液面の泡が多い場合には、容器から吹きこぼれて汚れの原因になるという問題もあった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、液体充填ノズルから容器に液体を充填する際の液面の泡立ちを抑制することができる多孔板と、容器への液体充填を高い効率で行える液体充填装置を提供することを目的とする。
The perforated plate as described above has no entanglement of fine metal wires, and the portion existing between adjacent through holes is wider than the fine metal wires, and is superior to a metal mesh in terms of durability. However, the liquid filling nozzle using such a perforated plate has the following problems because the liquid is linearly filled into the container from the discharge port. For example, when a straight bottomed cylindrical container such as a milk paper container is filled with liquid, the linearly filled liquid flow reaches the bottom of the container with little contact with the inner wall of the container. To do. For this reason, it is likely to bounce off at the bottom of the container, thereby causing a problem that the liquid level of the liquid filled in the container is foamed and the container cannot be sealed immediately and the efficiency of the liquid filling process is poor. there were. In addition, when there are many bubbles on the liquid level, there is a problem that the liquid spills from the container and causes dirt.
The present invention has been made in view of the above situation, and includes a porous plate capable of suppressing foaming of a liquid surface when filling a container with a liquid from a liquid filling nozzle, and filling the container with liquid. An object of the present invention is to provide a liquid filling apparatus capable of performing with high efficiency.
このような課題を解決するために、本発明の液体充填ノズル用多孔板は、液体充填ノズルの吐出口近傍に設けられ、充填停止時の液体の落下を抑制する多孔板において、一方の面およびそれに対向する他方の面を有する基材と、前記基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記一方の面から前記他方の面に貫通する複数の貫通孔とを有し、前記複数の貫通孔のうち、少なくとも前記孔部形成領域の周縁寄りに位置する前記貫通孔は、液体入口側である前記一方の面側の開口の中心から前記孔部形成領域の周縁までの距離L1と、液体出口側である前記他方の面側の開口の中心から前記孔部形成領域の周縁までの距離L2との間にL1>L2の関係を有するような構成とした。 To solve such problems, a liquid filling nozzle for perforated plate of the present invention is provided in the discharge opening neighborhood of the liquid filling nozzle in suppressing perforated plate from falling liquid during filling stops, one surface and and a substrate having a second surface which faces, formed by forming the hole forming region of the substrate, and a plurality of through-holes penetrating from the one surface to the other surface, said plurality of Among the through holes, at least the through hole located near the periphery of the hole forming region is a distance L1 from the center of the opening on the one surface side on the liquid inlet side to the periphery of the hole forming region, It was set as the structure which has the relationship of L1> L2 between the distance L2 from the center of opening of the said other surface side which is a liquid exit side to the periphery of the said hole formation region.
本発明の他の態様として、L1>L2の関係を有する前記貫通孔は、液体出口側の開口径が、液体入口側の開口径よりも大きいような構成とした。
本発明の他の態様として、多孔板の厚みが100〜1000μmの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、多孔板の開口率が40〜80%の範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、前記一方の面側に位置する第1基材と、前記他方の面側に位置する第2基材とを厚み方向に重ねて接合されてなり、前記第1基材は、前記一方の面側に位置する第1面およびそれに対向する第2面を有し、前記第1基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記第1面から前記第2面に貫通する複数の第1貫通孔を有し、前記第2基材は、前記他方の面側に位置する第1面およびそれに対向する第2面を有し、前記第2基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記第2面から前記第1面に貫通する複数の第2貫通孔を有し、前記複数の第1貫通孔は、いずれも、前記液体入口側である前記第1基材の前記第1面側の開口の中心と前記第1基材の前記第2面側の開口の中心とが一致している貫通孔であり、前記複数の第2貫通孔のうち、少なくとも前記孔部形成領域の周縁寄りに位置する前記第2貫通孔は、前記液体出口側である前記第2基材の前記第1面側の開口の中心が、前記第2基材の前記第2面側の開口の中心よりも前記孔部形成領域の周縁から近くに位置する貫通孔であり、前記基材は、前記第1基材の前記第2面側の開口の中心と前記第2基材の前記第2面側の開口の中心とを一致させるようにして前記第1基材と前記第2基材とが接合されてなるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the through hole having a relationship of L1> L2 is configured such that the opening diameter on the liquid outlet side is larger than the opening diameter on the liquid inlet side.
As another aspect of the present invention, the porous plate has a thickness in the range of 100 to 1000 μm.
As another aspect of the present invention, the aperture ratio of the porous plate is in the range of 40 to 80%.
As another aspect of the present invention, the base material is formed by joining a first base material positioned on the one surface side and a second base material positioned on the other surface side in a thickness direction. The first substrate has a first surface located on the one surface side and a second surface opposite to the first surface, and is formed in a hole forming region of the first substrate. A plurality of first through holes penetrating from the first surface to the second surface, and the second base material has a first surface located on the other surface side and a second surface facing the first surface, and the second surface It has a plurality of second through holes formed in the hole forming region of the base material and penetrates from the second surface to the first surface, and each of the plurality of first through holes is the liquid inlet A through hole in which the center of the opening on the first surface side of the first base material that is the side and the center of the opening on the second surface side of the first base material coincide with each other, Among the plurality of second through holes, at least the second through hole located near the periphery of the hole forming region is the center of the opening on the first surface side of the second base material that is the liquid outlet side. Is a through hole located closer to the periphery of the hole forming region than the center of the opening on the second surface side of the second base material, and the base material is the second of the first base material. A configuration in which the first base material and the second base material are joined so that the center of the opening on the surface side coincides with the center of the opening on the second surface side of the second base material. did.
本発明の液体充填装置は、定量貯槽と、液体充填ノズルと、前記定量貯槽と前記液体充填ノズルを接続する接続配管と、を少なくとも備え、前記液体充填ノズルは、前記接続配管と接続される筒状本体と、該筒状本体の下流側に位置する筒状吐出部と、を有し、該筒状吐出部には少なくとも1枚のメッシュが装着されており、該メッシュの少なくとも1枚は上述のいずれかの液体充填ノズル用多孔板であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記筒状吐出部には複数のメッシュが環状スペーサを介して多段に装着されており、前記筒状吐出部の最も下流側に位置する前記メッシュが上述のいずれかの液体充填ノズル用多孔板であるような構成とした。
The liquid filling apparatus of the present invention includes at least a fixed amount storage tank, a liquid filling nozzle, and a connection pipe connecting the fixed quantity storage tank and the liquid filling nozzle, and the liquid filling nozzle is a cylinder connected to the connection pipe. And a cylindrical discharge portion located downstream of the cylindrical main body, and at least one mesh is attached to the cylindrical discharge portion, and at least one of the meshes is the above-mentioned It was set as the structure which is a perforated plate for any one of these liquid filling nozzles.
As another aspect of the present invention, a plurality of meshes are attached to the cylindrical discharge part in multiple stages via an annular spacer, and the mesh located on the most downstream side of the cylindrical discharge part is any of the above-described ones. It was set as the structure which is a perforated plate for liquid filling nozzles.
本発明の多孔板は、液体充填ノズルに用いることにより、容器への液体充填時の液面の泡立ちを抑制することができる。
本発明の液体充填装置は、容器への液体充填を高い効率で行うことができる。
By using the porous plate of the present invention for a liquid filling nozzle, it is possible to suppress foaming of the liquid surface when the container is filled with liquid.
The liquid filling apparatus of the present invention can perform liquid filling into a container with high efficiency.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions of each member, the ratio of sizes between the members, etc. are not necessarily the same as the actual ones, and represent the same members. However, in some cases, the dimensions and ratios may be different depending on the drawing.
[液体充填ノズル用多孔板]
図1は、本発明の液体充填ノズル用の多孔板の一実施形態を示す平面図であり、図2は、図1に示される多孔板のI−I線における拡大部分断面図である。図1および図2において、多孔板11は、基材12に設定された孔部形成領域13(一点鎖線で囲まれた領域)に、一方の面12aから他方の面12bに貫通する複数の貫通孔14,15を有している。貫通孔14は、孔部形成領域13に位置する複数の貫通孔のうち、孔部形成領域13の周縁13a寄りに位置し、図1に示す例では、斜線を付している環状領域13Aに位置する貫通孔である。また、貫通孔15は貫通孔14が位置する環状領域13Aよりも孔部形成領域13の内側に位置する貫通孔である。この多孔板11では、液体が図2に示される矢印a方向に流れるものである。尚、図1では、孔部形成領域13に位置する貫通孔14,15の記載を省略している。
[Perforated plate for liquid filling nozzle]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a porous plate for a liquid-filled nozzle according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged partial sectional view taken along line II of the porous plate shown in FIG. 1 and 2, the
孔部形成領域13の周縁13a寄りに位置する貫通孔14では、液体入口側(基材12の面12a側)の開口14aの中心C1と、液体出口側(基材12の面12b側)の開口14bの中心C2とが、基材12の厚み方向において一致していない。そして、液体入口側の開口14aの中心C1から孔部形成領域13の周縁13aまでの距離L1と、液体出口側の開口14bの中心C2から孔部形成領域13の周縁13aまでの距離L2との間にL1>L2の関係が成立している。このような距離L1と距離L2との差、すなわち、貫通孔14の開口14aの中心C1と開口14bの中心C2とのズレ量は、充填する液体の物性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、10〜1000μmの範囲で設定することができる。
一方、貫通孔15では、液体入口側(基材12の面12a側)の開口15aの中心C1′と液体出口側(基材12の面12b側)の開口15bの中心C2′とが、基材12の厚み方向において一致している。
尚、貫通孔14の開口14aの中心C1、開口14bの中心C2、および、貫通孔15の開口15aの中心C1′、開口15bの中心C2′は、基材12の面12a,12bにおける貫通孔14,15の開口形状の重心位置である。
In the
On the other hand, in the
The center C1 of the opening 14a of the through
本発明の多孔板11を構成する基材12の材質は、例えば、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等であってよい。基材12の厚みは、例えば、100〜1000μm、好ましくは200〜600μmの範囲であることが好適である。また、基材12の外形形状は、多孔板11を装着して使用する液体充填ノズルの形状に応じて適宜設定することができ、例えば、多角形、角部が丸められた多角形、円形、楕円形等であってよい。
多孔板11の基材12における孔部形成領域13は、多孔板11を液体充填装置の液体充填ノズルに装着した際に有効な液体吐出面として作用する領域であり、基板12の寸法、形状、多孔板11を装着して使用する液体充填ノズルの仕様等に応じて適宜設定することができる。
多孔板11を構成する貫通孔14の液体入口側(基材12の面12a側)の開口14aの形状、液体出口側(基材12の面12b側)の開口14bの形状、および、貫通孔15の液体入口側(基材12の面12a側)の開口15aの形状、液体出口側(基材12の面12b側)の開口15bの形状は、特に制限はなく、例えば、円形、正六角形のような正多角形、長方形、台形、楕円形等であってもよい。
The material of the
The
The shape of the
図示例では、孔部形成領域13の周縁13a寄りに位置する貫通孔14は、液体出口側の開口径D2が、液体入口側の開口径D1よりも大きいものとなっている。また、貫通孔15は、液体入口側の開口径D1′と液体出口側の開口径D2′とがほぼ等しいものとなっている。ここで、液体入口側の開口径D1,D1′は、貫通孔14,15の開口形状が円形である場合、基材12の面12aにおける貫通孔14,15の開口14a,15aの中心C1,C1′を通る開口径の平均値である。また、貫通孔14,15の開口形状が円形である場合、液体出口側の開口径D2,D2′も、基材12の面12bにおける貫通孔14,15の開口14b,15bの中心C2,C2′を通る開口径の平均値である。一方、貫通孔14,15の開口形状が正多角形や楕円のように、開口径が測定箇所において明らかに異なるような開口形状である場合、貫通孔14,15の開口中心を通る開口径の最小値を開口径とする。
In the illustrated example, the through
多孔板11を構成する貫通孔14の開口径D1,D2、貫通孔15の開口径D1′,D2′は、充填対象の液体の粘度、充填速度等を考慮して設定することができ、例えば、400〜2400μm、好ましくは600〜1500μmの範囲内で適宜設定することができる。また、多孔板11における開口率は、貫通孔14,15の開口径、基材12の材質、充填する液体の物性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、40〜80%の範囲、好ましくは55〜75%の範囲とすることができる。尚、開口率は、孔部形成領域13に占める貫通孔14,15の開口面積の総和の百分率で表される。
このような貫通孔14は、上記のように多孔板11の孔部形成領域13の周縁13a寄りの環状領域13A(図1を参照)に位置するものであり、貫通孔14の配置は、図示例では孔部形成領域13の周縁13aに沿って1列であるが、複数列であってもよく、環状領域13Aの幅、貫通孔14の開口径、液体の物性等を考慮して適宜設定することができる。貫通孔14が位置する環状領域13Aは、充填する液体の物性、貫通孔14の開口14aの中心C1と開口14bの中心C2とのズレ量(距離L1と距離L2との差)、多孔板11の開口率等を考慮して設定することができ、例えば、孔部形成領域13の周縁13aから内側方向に0.5〜20mmの範囲内の幅で設定される帯状の範囲とすることができる。環状領域13Aに貫通孔14が複数列存在する場合、外側の列に位置する貫通孔14のズレ量(距離L1と距離L2との差)と、内側に位置する貫通孔14のズレ量(距離L1と距離L2との差)は、同じであってもよく、異なるものであってもよい。
The opening diameters D1 and D2 of the through
Such a through
このような本発明の多孔板11は、液体充填ノズルにメッシュとして用いることにより、特に複数のメッシュを液体充填ノズルに装着する場合には、最も下流側に位置するメッシュとして用いることにより、図2に鎖線矢印で示すように、孔部形成領域13の周縁13a側において、液体出口側(基材12の面12b側)から液体が外側に拡がるように吐出される。したがって、液体を充填する対象容器が、内壁面がストレート形状の有底筒状容器であっても、液体充填ノズルから吐出された液体流が容器の内壁面に接触しながら充填されるので、容器底部での液体の跳ね返りが抑制される。これにより容器への液体充填時の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれが抑制され、容器に定量の液体が充填された後、直ちに容器の封止を行うことが可能となる。
上記の本発明の多孔板11では、貫通孔14の液体出口側の開口径D2が、液体入口側の開口径D1よりも大きいものであるが、図3に示されるように、液体入口側の開口径D1と液体出口側の開口径D2とがほぼ等しいものであってもよい。
Such a
In the
図4は、本発明の液体充填ノズル用の多孔板の他の実施形態を示す図2相当の拡大部分断面図である。図4に示される多孔板21は、基材22Aと基材22Bとが接合された基材22を有する例であり、当該基材22は、その孔部形成領域23に、一方の面22aから他方の面22bに貫通する複数の貫通孔24,25を有している。貫通孔24は、孔部形成領域23に位置する複数の貫通孔のうち、孔部形成領域23の周縁23a寄りの環状領域23Aに位置する貫通孔である。また、貫通孔25は貫通孔24が位置する環状領域23Aよりも孔部形成領域23の内側に位置する貫通孔である。この多孔板21は、液体が図4に示される矢印a方向に流れるものである。
孔部形成領域23の周縁23a寄りに位置する貫通孔24では、液体入口側(基材22の面22a側)の開口24aの中心C1と液体出口側(基材22の面22b側)の開口24bの中心C2とが、基材22の厚み方向において一致していない。そして、液体入口側の開口24aの中心C1から孔部形成領域23の周縁23aまでの距離L1と、液体出口側の開口24bの中心C2から孔部形成領域23の周縁23aまでの距離L2との間にL1>L2の関係が成立している。一方、貫通孔25では、液体入口側(基材22の面22a側)の開口25aの中心C1′と液体出口側(基材22の面22b側)の開口25bの中心C2′とが、基材22の厚み方向において一致している。
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the porous plate for a liquid-filled nozzle of the present invention. The
In the through
上記の基材22を構成する一方の基材22Aは、液体入口側に位置するものであり、孔部形成領域23に、複数の貫通孔24A,25Aを有している。基材22Aが有する貫通孔24A,25Aは、液体入口側の開口の中心と液体出口側(基材22Bとの接合面側)の開口の中心とが、基材22Aの厚み方向において一致している。また、貫通孔24Aの開口径D1と、貫通孔25Aの開口径D1′はほぼ等しい大きさとなっている。
また、上記の基材22を構成する他方の基材22Bは、液体出口側に位置するものであり、孔部形成領域23に、複数の貫通孔24B,25Bを有している。基材22Bが有する貫通孔24Bは、液体入口側(基材22Aとの接合面側)の開口の中心に対して、液体出口側の開口の中心が孔部形成領域23の周縁23a寄りに位置し、両者が基材22Bの厚み方向において一致しないものである。また、貫通孔24Bの開口は、基材22Aとの接合面側の開口径がD1であり、液体出口側の開口径がD2であり、開口径D2は開口径D1よりも大きいものである。これに対し、基材22Bが有する貫通孔25Bは、液体入口側(基材22Aとの接合面側)の開口の中心と液体出口側の開口の中心とが、基材22Bの厚み方向において一致しており、その開口径D2′は、基材22Aの貫通孔25Aの開口径D1′はほぼ等しい大きさの貫通孔となっている。
One
The
このような基材22A、基材22Bの材質は、上述の基材12の材質と同様のものとすることができる。基材22Aと基材22Bは、基材22Aの貫通孔24Aの接合面側の中心が、基材22Bの貫通孔24Bの接合面側の中心と一致し、基材22Aの貫通孔25Aの接合面側の中心が、基材22Bの貫通孔25Bの接合面側の中心と一致するように位置合わせを行い、接合されて基材22を構成している。
上記のように、基材22を基材22Aと基材22Bとが接合されたものとすることにより、基材22が有する貫通孔24,25のアスペクト比(基材22の厚み方向における貫通孔の長さ/貫通孔の開口径)を大きなものとすることができる。
The material of the
As described above, when the
このような本発明の多孔板21は、液体充填ノズルにメッシュとして用いることにより、特に複数のメッシュを液体充填ノズルに装着する場合には、最も下流側に位置するメッシュとして用いることにより、図4に鎖線矢印で示すように、孔部形成領域23の周縁23a側において、液体出口側(基材22の面22b側)から液体が外側に拡がるように吐出される。したがって、液体を充填する対象容器が、内壁面がストレート形状の有底筒状容器であっても、液体充填ノズルから吐出された液体流が容器の内壁面に接触しながら充填されるので、容器底部での液体の跳ね返りが抑制され、これにより容器への液体充填時の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれが抑制され、容器に定量の液体が充填された後、直ちに容器の封止を行うことが可能となる。
Such a
上記の本発明の多孔板21は、貫通孔24の液体出口側の開口径D2が、液体入口側の開口径D1よりも大きいものであるが、図5に示されるように、液体入口側の開口径D1と液体出口側の開口径D2とがほぼ等しいものであってもよい。
また、上記の本発明の多孔板21は、基材22を構成する一方の基材22Aにおいて、貫通孔24Aの液体入口側の開口の中心と液体出口側(基材22Bとの接合面側)の開口の中心とが、基材22Aの厚み方向において一致しているが、図6に示されるように、貫通孔24Aの液体入口側の開口の中心に対して、液体出口側(基材22Bとの接合面側)の開口の中心が孔部形成領域23の周縁23a寄りに位置し、両者が基材22Aの厚み方向において一致していないものであってもよい。
In the
Further, the
上述の本発明の多孔板11は、基材12の両面12a,12bに所望のエッチングマスクを形成し、基材12の両面からウエットエッチング、あるいは、ドライエッチングにより貫通孔14、および、貫通孔15を形成して製造することができる。この場合、貫通孔14の形成では、基材12の面12aに設けるエッチングマスクの開口径よりも、基材12の面12bに設けるエッチングマスクの開口径を大きいものとし、かつ、基材12の面12bに設けるエッチングマスクの開口中心を孔部形成領域13の周縁13a寄りにずらしてドライエッチングを行う。
In the above-described
また、上述の本発明の多孔板21の製造では、まず、基材22Aの両面に所望のエッチングマスクを形成し、基材22Aの両面からウエットエッチング、あるいは、ドライエッチングにより貫通孔24A、および、貫通孔25Aを形成する。また、基材22Bの両面に所望のエッチングマスクを形成し、基材22Bの両面からウエットエッチング、あるいは、ドライエッチングにより貫通孔24B、および、貫通孔25Bを形成する。その後、基材22Aの貫通孔24Aの接合面側の中心が、基材22Bの貫通孔24Bの接合面側の中心と一致し、基材22Aの貫通孔25Aの接合面側の中心が、基材22Bの貫通孔25Bの接合面側の中心と一致するように位置合わせを行った後、例えば、焼結接合、拡散接合、アーク溶接、抵抗溶接、ロウ付け等により基材22Aと基材22Bを接合して製造することができる。基材22Bの貫通孔24Bの形成は、上記の基材12における貫通孔14の形成の形成と同様にして行うことができる。
上述の実施形態は例示であり、本発明の液体充填ノズル用多孔板はこれらの実施形態に限定されるものではない。
In the production of the
The above-described embodiments are examples, and the perforated plate for liquid-filled nozzles of the present invention is not limited to these embodiments.
[液体充填装置]
図7および図8は、本発明の液体充填装置の一実施形態を示す概略構成図である。図7および図8において、本発明の液体充填装置51は、定量貯槽52、この定量貯槽52に液体を供給する供給管53、液体充填ノズル55、定量貯槽52と液体充填ノズル55を接続する接続配管54を備えている。また、液体充填ノズル55は、接続配管54と接続している筒状本体56と、この筒状本体の下流側に位置する筒状吐出部57とを有している。
図9は、本発明の液体充填装置51を構成する液体充填ノズル55の筒状吐出部57の一例を示す概略断面図である。図9に示されるように、筒状吐出部57の先端部には、吐出口58を囲むように係止部57aが設けられており、この係止部57aに複数のメッシュ31が環状スペーサ41を介して多段に装着されている。この筒状吐出部57の外形形状、および、吐出口58の開口形状、および、これらの寸法は、液体を充填する対象の容器の形状に応じて適宜設定することができ、形状は、例えば、矩形、円形等であってよい。
[Liquid filling device]
7 and 8 are schematic configuration diagrams showing an embodiment of the liquid filling apparatus of the present invention. 7 and 8, the
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the
このような筒状吐出部57は、筒状本体56の下流側に嵌着されており、筒状本体56の先端部56aは環状スペーサ41を介して複数のメッシュ31を係止部57aとの間に固定する作用をなしている。そして、筒状吐出部57の吐出口58の下方の所定位置に口部が位置するよう、あるいは、筒状吐出部57の吐出口58が容器の口部に挿入されるように容器を配置した状態で液体充填が行われる。
尚、本発明において、メッシュとは、多孔板および金網を包含する用語として用いる。
本発明の液体充填装置は、筒状吐出部に装着されている複数のメッシュの少なくとも1枚のメッシュが本発明の液体充填ノズル用多孔板である。図9に示される例では、3枚のメッシュ31の内、最下流に位置する1枚が本発明の液体充填ノズル用多孔板11であり、他のメッシュ31は、従来の液体充填ノズル用の多孔板、あるいは、金網であってもよい。このように、筒状吐出部57の最下流に位置するメッシュ31を本発明の液体充填ノズル用多孔板11とすることにより、液体を充填する対象容器が、内壁面がストレート形状の有底筒状容器であっても、液体充填ノズルから吐出された液体流が容器の内壁面に接触しながら充填されるので、容器底部での液体の跳ね返りが抑制され、容器への液体充填時の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれが抑制され、容器に定量の液体が充填された後、直ちに容器の封止を行うことが可能となり、容器への液体充填を高い効率で行うことができる。さらに、メッシュ31の耐久性が高く、メッシュ交換の間隔を長くすることができる。尚、液体充填ノズルから吐出された液体流が容器の内壁面に接触しながら充填され、本発明の効果が奏される場合には、筒状吐出部57における本発明の液体充填ノズル用多孔板11の装着位置は、最下流でなくてもよい。
Such a
In the present invention, the term “mesh” is used as a term including a perforated plate and a wire mesh.
In the liquid filling apparatus of the present invention, at least one mesh of a plurality of meshes mounted on the cylindrical discharge portion is the porous plate for a liquid filling nozzle of the present invention. In the example shown in FIG. 9, one of the three meshes 31 located on the most downstream side is the
但し、上記のように、最下流に位置するメッシュ31以外の他のメッシュ31として金網を使用する場合、従来の液体充填ノズル用の多孔板を用いる場合に比べて耐久性の点で劣ることになる。尚、図9では、メッシュ31である本発明の液体充填ノズル用多孔板11の貫通孔14,15は省略している。
本発明の液体充填装置51を構成する液体充填ノズル55の筒状吐出部57に装着するメッシュ31の数は3枚に限定されるものではない。例えば、筒状吐出部57に装着するメッシュ31が1枚であり、このメッシュ31が本発明の液体充填ノズル用多孔板であってもよい。
本発明の液体充填装置51では、定量貯槽52の供給管53側に逆止弁61が位置しており、定量貯槽52内にはピストン63が上下動可能に設けられている。また、接続配管54にも逆止弁65が設けられている。
However, as described above, when a wire mesh is used as the
The number of
In the
次に、図7および図8を参照しながら本発明の液体充填装置51の動作を説明する。まず、図7に示されるように、定量貯槽52内において上昇終点に位置するピストン63が下降することにより、逆止弁61が開状態となって供給管53から液体が定量貯槽52内に流入し、ピストン63が下降終点に到達することにより、定量貯槽52内での液体貯留が終了し、逆止弁61が閉状態となる。この間、逆止弁65は閉状態となっている。
次に、図8に示されるように、定量貯槽52内において下降終点に位置するピストン63が上昇することにより、逆止弁65が開状態となり、接続配管54を通って液体が液体充填ノズル55に供給され、筒状吐出部57から容器(図示せず)内への液体充填が開始される。そして、ピストン63が上昇終点に到達した時点で逆止弁65が閉状態となり、液体の充填が停止される。これにより、容器(図示せず)内に定量の液体が充填される。この間、逆止弁61は閉状態となっている。
このような本発明の液体充填装置は、容器への液体充填時の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれが抑制され、容器への液体充填を高い効率で行うことができる。
また、本発明の液体充填装置により液体を充填する対象の容器は、内壁面がストレート形状の有底筒状容器に限定されるものではなく、容器の形状、材質には特に制限はなく、例えば、種々の形状の紙製容器、樹脂製容器、ガラス製容器、金属製容器等が挙げられる。
上述の実施形態は例示であり、本発明の液体充填装置はこの実施形態に限定されるものではない。
Next, the operation of the
Next, as shown in FIG. 8, when the
In such a liquid filling apparatus of the present invention, bubbling of the liquid surface during filling of the liquid into the container and spilling from the container are suppressed, and the liquid can be filled into the container with high efficiency.
Further, the container to be filled with the liquid by the liquid filling apparatus of the present invention is not limited to a bottomed cylindrical container whose inner wall surface is a straight shape, and the shape and material of the container are not particularly limited. And various shapes of paper containers, resin containers, glass containers, metal containers, and the like.
The above-described embodiment is an exemplification, and the liquid filling apparatus of the present invention is not limited to this embodiment.
次に、具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[多孔板(試料1)の作製]
多孔板用の基材としてステンレス鋼(SUS316L、68mm×68mm、厚み200μm)を準備した。この基材の中心の64mm×64mmの領域を孔部形成領域として設定し、さらに、この孔部形成領域の周縁から内側に3mm幅の環状領域(図1を参照)を設定した。
Next, the present invention will be described in more detail by showing specific examples.
[Preparation of perforated plate (sample 1)]
Stainless steel (SUS316L, 68 mm × 68 mm, thickness 200 μm) was prepared as a substrate for the perforated plate. An area of 64 mm × 64 mm in the center of the substrate was set as a hole forming area, and an annular area (see FIG. 1) having a width of 3 mm was set inward from the periphery of the hole forming area.
この基材の両主面に感光性ドライフィルム(旭化成イーマテリアルズ(株)製) SUNFORT)をラミネートした後、所望のマスクを介して露光し、現像することにより基材の両面にエッチングマスクを形成した。このように形成したエッチングマスクは、孔部形成領域の環状領域では、多孔板において液体入口側となる面に、開口径が750μmである正六角形の開口部がピッチ1050μmで配列され、多孔板において液体出口側となる面に、開口径が950μmの大きい正六角形の開口部が、同じピッチ1050μmで配列され、表裏のエッチングマスクの開口部は、液体出口側となる面の開口部の中心が、液体入口側となる面の開口部の中心よりも孔部形成領域の周縁方向に100μmずれたものであった。また、形成したエッチングマスクの孔部形成領域の環状領域よりも内側の領域では、開口径が850μmである正六角形の開口部が、ピッチ1050μmで配列され、表裏のエッチングマスクの開口部の中心が一致するものであった。 After laminating a photosensitive dry film (manufactured by Asahi Kasei E-materials Co., Ltd. SUNFORT) on both main surfaces of this base material, exposure is performed through a desired mask, and development is performed on both surfaces of the base material. Formed. In the annular region of the hole forming region, the thus formed etching mask has regular hexagonal openings with an opening diameter of 750 μm arranged at a pitch of 1050 μm on the surface on the liquid inlet side of the porous plate. Large hexagonal openings having an opening diameter of 950 μm are arranged at the same pitch of 1050 μm on the surface that becomes the liquid outlet side, and the openings of the front and back etching masks are centered on the opening on the surface that becomes the liquid outlet side, It was shifted by 100 μm in the peripheral direction of the hole forming region from the center of the opening on the surface on the liquid inlet side. Further, in the region inside the annular region of the hole forming region of the formed etching mask, regular hexagonal openings having an opening diameter of 850 μm are arranged at a pitch of 1050 μm, and the centers of the openings of the etching masks on the front and back sides are arranged. It was a match.
次に、下記のエッチング条件のスプレーエッチングにより、基材を両面からエッチングして貫通孔を形成し、その後、エッチングマスクを除去し、洗浄した。
(エッチング条件)
・エッチング液 : 塩化第二鉄溶液
・比重 : 45ボーメ(Be)
・温度 : 55℃
・スプレー圧 : 0.3MPa
このスプレーエッチングにより、開口形状が正六角形の貫通孔を複数有する多孔板(試料1)が得られた。
Next, the substrate was etched from both sides by spray etching under the following etching conditions to form through holes, and then the etching mask was removed and washed.
(Etching conditions)
・ Etching solution: Ferric chloride solution ・ Specific gravity: 45 Baume (Be)
・ Temperature: 55 ℃
・ Spray pressure: 0.3 MPa
By this spray etching, a porous plate (sample 1) having a plurality of through-holes having a regular hexagonal opening shape was obtained.
このように製造された多孔板(試料1)において、孔部形成領域の環状領域に形成された貫通孔を透過型三次元測定器を用いて観察し測定した結果、液体入口側となる面の開口が開口径745μmである正六角形であり、液体出口側となる面の開口が開口径930μmである正六角形であり、液体出口側となる面の開口の中心が、液体入口側となる面の開口の中心よりも孔部形成領域の周縁方向に98μmずれたものであった。また、孔部形成領域の環状領域よりも内側の領域に形成された貫通孔は、開口が開口径855μmである正六角形であり、表裏の開口の中心が一致するものであった。また、この多孔板(試料1)の開口率(孔部形成領域に占める貫通孔の開口面積の総和の百分率)は63%であった。 In the perforated plate (sample 1) manufactured as described above, the through hole formed in the annular region of the hole forming region was observed and measured using a transmission type three-dimensional measuring instrument. The opening is a regular hexagon with an opening diameter of 745 μm, the opening on the surface on the liquid outlet side is a regular hexagon with an opening diameter of 930 μm, and the center of the opening on the surface on the liquid outlet side is the surface on the surface on the liquid inlet side It was shifted by 98 μm in the peripheral direction of the hole forming region from the center of the opening. Moreover, the through-hole formed in the area | region inside the cyclic | annular area | region of a hole formation area was a regular hexagon whose opening is 855 micrometers in opening diameter, and the center of opening of front and back corresponded. Moreover, the aperture ratio (percentage of the total opening area of the through holes in the hole forming region) of this porous plate (Sample 1) was 63%.
[多孔板(試料2)の作製]
上記と同様の基材の中心の64mm×64mmの領域を孔部形成領域として設定し、この基材の両面にエッチングマスクを形成した。このように形成したエッチングマスクは、開口径が850μmである正六角形の開口部が、ピッチ1050μmで配列されたものであり、表裏のエッチングマスクの開口部の中心が一致するものであった。次いで、上記の多孔板(試料1)と同様のエッチング条件でスプレーエッチングを行って、基材を両面からエッチングして貫通孔を形成し、その後、エッチングマスクを除去し、洗浄した。
このスプレーエッチングにより、開口形状が正六角形の貫通孔を複数有する多孔板(試料2)が得られた。
このように製造された多孔板(試料2)の孔部形成領域に形成された貫通孔は、開口が開口径855μmである正六角形であり、表裏の開口の中心が一致するものであった。
[Preparation of perforated plate (sample 2)]
An area of 64 mm × 64 mm in the center of the base material similar to the above was set as a hole forming area, and an etching mask was formed on both surfaces of the base material. In the etching mask formed in this manner, regular hexagonal openings having an opening diameter of 850 μm are arranged at a pitch of 1050 μm, and the centers of the openings of the front and back etching masks coincide with each other. Next, spray etching was performed under the same etching conditions as the above porous plate (Sample 1) to etch the substrate from both sides to form through holes, and then the etching mask was removed and washed.
By this spray etching, a porous plate (sample 2) having a plurality of through-holes having a regular hexagonal opening shape was obtained.
The through hole formed in the hole forming region of the perforated plate thus manufactured (sample 2) was a regular hexagon having an opening diameter of 855 μm, and the centers of the openings on the front and back sides coincided with each other.
[液体充填]
次に、図7〜図9に示されるような液体充填装置の液体充填ノズルの筒状吐出部に装着する3枚のメッシュの中で、最も下流側に位置する1枚を上記の多孔板(試料1)とし、他の2枚のメッシュを上記の多孔板(試料2)とした。
次いで、上記のように3枚のメッシュを装着した液体充填装置において、液体として液温80℃の純水を使用し、液体充填ノズルから1000mlの液体を、内壁面がストレート形状の有底筒状容器(内部形状が70mm角の正方形の断面を有する筒状の内部形状を有する)に1秒間で吐出する操作を3秒間隔で繰り返して1000個の容器に充填し、各液体充填における充填後の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれの有無を観察した。その結果、泡立ち、吹きこぼれ共に見られず、良好であった。
また、同様の液体充填装置の液体充填ノズルの筒状吐出部に装着する3枚のメッシュとして、全て上記の多孔板(試料2)を使用した他は、上記と同様に液体充填を行い、充填後の液面の泡立ち、容器からの吹きこぼれの有無を観察した。その結果、泡立ち、吹きこぼれが30%程度の頻度で発生し、充填性が悪いことが確認された。
[Liquid filling]
Next, among the three meshes mounted on the cylindrical discharge portion of the liquid filling nozzle of the liquid filling apparatus as shown in FIGS. Sample 1) and the other two meshes were used as the perforated plate (sample 2).
Next, in the liquid filling apparatus equipped with the three meshes as described above, pure water having a liquid temperature of 80 ° C. is used as the liquid, 1000 ml of liquid is supplied from the liquid filling nozzle, and the bottom wall is cylindrical with a straight inner wall surface. The operation of discharging in 1 second into a container (internal shape has a cylindrical internal shape having a square cross section of 70 mm square) is repeated at intervals of 3 seconds to fill 1000 containers, and after filling in each liquid filling The liquid surface was observed for bubbling and spilling from the container. As a result, neither foaming nor spilling was observed, which was good.
In addition, liquid filling is performed in the same manner as above except that the above-described porous plate (sample 2) is used as all three meshes mounted on the cylindrical discharge portion of the liquid filling nozzle of the same liquid filling apparatus. The subsequent liquid level was observed for bubbling and spilling from the container. As a result, it was confirmed that foaming and spilling occurred at a frequency of about 30%, and the filling property was poor.
容器への液体の充填工程を有する種々の分野において利用することができる。 The present invention can be used in various fields having a liquid filling process into a container.
11,21…多孔板
12,22,22A,22B…基材
13,23…孔部形成領域
14,15,24,25,24A,24B,25A,25B…貫通孔
31…メッシュ
51…充填装置
53…定量貯槽
54…接続配管
55…液体充填ノズル
56…筒状本体
57…筒状吐出部
11, 21 ... perforated
Claims (7)
一方の面およびそれに対向する他方の面を有する基材と、前記基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記一方の面から前記他方の面に貫通する複数の貫通孔とを有し、
前記複数の貫通孔のうち、少なくとも前記孔部形成領域の周縁寄りに位置する前記貫通孔は、液体入口側である前記一方の面側の開口の中心から前記孔部形成領域の周縁までの距離L1と、液体出口側である前記他方の面側の開口の中心から前記孔部形成領域の周縁までの距離L2との間にL1>L2の関係を有することを特徴とする液体充填ノズル用多孔板。 In the perforated plate that is provided near the discharge port of the liquid filling nozzle and suppresses the drop of the liquid when filling stops,
A substrate having one surface and the other surface opposite to the substrate, and a plurality of through holes formed in the hole forming region of the substrate and penetrating from the one surface to the other surface; ,
Among the plurality of through holes, at least the through hole located near the periphery of the hole forming region is a distance from the center of the opening on the one surface side on the liquid inlet side to the periphery of the hole forming region. A porous liquid filling nozzle characterized by having a relationship of L1> L2 between L1 and a distance L2 from the center of the opening on the other surface side on the liquid outlet side to the periphery of the hole forming region. Board.
前記第1基材は、前記一方の面側に位置する第1面およびそれに対向する第2面を有し、前記第1基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記第1面から前記第2面に貫通する複数の第1貫通孔を有し、
前記第2基材は、前記他方の面側に位置する第1面およびそれに対向する第2面を有し、前記第2基材の孔部形成領域に形成されてなる、前記第2面から前記第1面に貫通する複数の第2貫通孔を有し、
前記複数の第1貫通孔は、いずれも、前記液体入口側である前記第1基材の前記第1面側の開口の中心と前記第1基材の前記第2面側の開口の中心とが一致している貫通孔であり、
前記複数の第2貫通孔のうち、少なくとも前記孔部形成領域の周縁寄りに位置する前記第2貫通孔は、前記液体出口側である前記第2基材の前記第1面側の開口の中心が、前記第2基材の前記第2面側の開口の中心よりも前記孔部形成領域の周縁から近くに位置する貫通孔であり、
前記基材は、前記第1基材の前記第2面側の開口の中心と前記第2基材の前記第2面側の開口の中心とを一致させるようにして前記第1基材と前記第2基材とが接合されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の液体充填ノズル用多孔板。 The base material is formed by joining a first base material located on the one surface side and a second base material located on the other surface side in a thickness direction,
The first base material has a first surface located on the one surface side and a second surface facing the first surface, and is formed in a hole forming region of the first base material. A plurality of first through holes penetrating the second surface;
The second base material has a first surface located on the other surface side and a second surface facing the first surface, and is formed in a hole forming region of the second base material. A plurality of second through holes penetrating the first surface;
Each of the plurality of first through holes includes a center of an opening on the first surface side of the first base material on the liquid inlet side and a center of an opening on the second surface side of the first base material. Is a through hole that matches,
Of the plurality of second through holes, at least the second through hole located near the periphery of the hole forming region is the center of the opening on the first surface side of the second base material on the liquid outlet side. Is a through hole located closer to the periphery of the hole forming region than the center of the opening on the second surface side of the second base material,
The base material is arranged such that the center of the opening on the second surface side of the first base material and the center of the opening on the second surface side of the second base material are aligned with each other. The perforated plate for a liquid-filled nozzle according to any one of claims 1 to 4, wherein the second substrate is joined.
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