JP6786869B2 - 液体充填ノズル用多孔板、液体充填ノズル用積層板および液体充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体充填ノズル用多孔板、液体充填ノズル用積層板および液体充填装置に関する。

飲料等の液体を容器に充填する液体充填装置においては、液体の吐出口に液体充填ノズルが設けられている。液体充填ノズルには、充填停止時に内部の液体が落下するのを防止するよう吐出口の先端側にメッシュを設ける場合がある。このメッシュとしては、金網や、エッチング加工により作製した多孔板が用いられ、枠体を有する環状スペーサを介して、液体充填ノズル内に複数積層されている（特許文献１、２）。

特開平９−９９９１４号公報 実開平５−６８８９９号公報

上述したエッチング加工により作製した多孔板は、金網よりも耐久性に優れていると考えられる。しかしながら、メッシュ付き多孔板を繰り返し使用した場合、多孔板の特定の箇所（例えば環状スペーサに隣接する領域）に繰り返し応力が集中する。このため、この応力が集中した箇所に変形や損傷が生じる場合がある。これに対して、多孔板の強度を増加するために、メッシュの貫通孔間の線幅を太くすることも考えられる。しかしながら、この場合、メッシュの開口率が低下するため、容器に対する液体の充填効率が低下するおそれがある。また、複数枚のメッシュを重ねて一体化し、強度を確保することも考えられるが、この場合、製造コストが増加してしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、液体充填ノズル用多孔板の開口率を維持しつつ、多孔板内の応力集中箇所の強度を高めることが可能な、液体充填ノズル用多孔板、液体充填ノズル用積層板および液体充填装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用多孔板は、液体充填ノズル用多孔板であって、平板状の金属基板を備え、前記金属基板の中央側には、複数の第１貫通孔が規則的に配列された第１貫通孔領域が形成され、前記金属基板の周縁側には、複数の第２貫通孔が規則的に配列された第２貫通孔領域が形成され、各第１貫通孔の形状は、多角形形状であり、各第２貫通孔の形状は、前記第１貫通孔を構成する多角形を縮小した形状であることを特徴とする。

前記液体充填ノズル用多孔板において、前記第２貫通孔領域における前記第２貫通孔の大きさは、前記金属基板の中央側から周縁側に向けて段階的に小さくなっていても良い。

本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用多孔板は、液体充填ノズル用多孔板であって、平板状の金属基板を備え、前記金属基板の中央側には、複数の第１貫通孔が規則的に配列された第１貫通孔領域が形成され、前記金属基板の周縁側には、複数の第２貫通孔が規則的に配列された第２貫通孔領域が形成され、各第１貫通孔の形状は、多角形形状であり、前記第２貫通孔の形状は、前記第１貫通孔の形状と同一であり、前記第２貫通孔領域における前記第２貫通孔を配置する密度を、前記第１貫通孔領域における前記第１貫通孔を配置する密度よりも低くしたことを特徴とする。

前記液体充填ノズル用多孔板において、前記第１貫通孔は六角形形状であり、前記複数の第１貫通孔は、ハニカム状に配置されていても良い。

前記液体充填ノズル用多孔板において、前記金属基板は略矩形形状であり、前記第２貫通孔が形成される領域は、前記金属基板の辺から前記金属基板の幅の１０％以上３０％以下の領域であっても良い。

前記液体充填ノズル用多孔板において、前記金属基板は略矩形形状であり、前記第２貫通孔が形成される領域は、前記金属基板の辺の中心部近傍で最も広く、前記辺の端部に向かうにつれて徐々に狭くなっていても良い。

本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用積層板は、前記液体充填ノズル用多孔板と、前記液体充填ノズル用多孔板に積層され、枠体と開口部とを有する環状スペーサとを備えことを特徴とする。

本発明の一実施の形態による液体充填装置は、液体充填ノズルと、定量シリンダと、前記液体充填ノズルと前記定量シリンダとを接続する接続配管とを有する液体充填装置であって、前記液体充填ノズルは、筒状ノズル本体と、筒状ノズル本体の先端に設けられた吐出口を有し、前記吐出口近傍には、前記液体充填ノズル用積層板が装着されていることを特徴とする。

本発明によれば、液体充填ノズル用多孔板の開口率を維持しつつ、多孔板内の応力集中箇所の強度を高めることができる。

図１（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用多孔板を示す全体平面図である。 図２は、本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用多孔板を示す部分拡大平面図である（図１のII部拡大図）。 図３は、本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用多孔板を示す部分拡大断面図である（図１のIII−III線断面図）。 図４は、変形例による液体充填ノズル用多孔板を示す全体平面図である。 図５は、変形例による液体充填ノズル用多孔板を示す全体平面図である。 図６は、本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用積層板を示す全体平面図である。 図７は、図６に示す液体充填ノズル用積層板のVII−VII線における部分拡大断面図である。 図８（ａ）（ｂ）は、それぞれ図６に示す液体充填ノズル用積層板のVIIIA部の部分拡大平面図および側面図である。 図９は、本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用積層板の製造方法を示す図である。 図１０は、本発明の一実施の形態による液体充填ノズル用積層板を用いた液体充填ノズルおよび液体充填装置を示す図である。

Ａ．液体充填ノズル用多孔板
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施の形態に係る液体充填ノズル用多孔板の構成について説明する。以下の各図において、同一の部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

まず、本実施の形態による液体充填ノズル用多孔板の構成について説明する。図１〜図５は、本実施の形態による液体充填ノズル用多孔板の一例を示す図である。このうち図１（ａ）（ｂ）は、それぞれ本実施の形態による液体充填ノズル用多孔板１１の全体平面図であり、図２は、図１に示す液体充填ノズル用多孔板１１の部分拡大平面図である。図３は、図１に示す液体充填ノズル用多孔板１１のIII−III線における部分拡大断面図であり、図４および図５は、それぞれ変形例による液体充填ノズル用多孔板１１の部分拡大平面図である。

図１〜図３に示すように、液体充填ノズル用多孔板１１（以下、多孔板１１ともいう）は、メッシュ状かつ平板状の金属基板１２を備えている。

図１（ａ）に示すように、金属基板１２は、略矩形形状であり、より具体的には角部が丸い正方形形状である。金属基板１２の外形をなす直交する２辺は、それぞれ図１（ａ）のＸ方向とＹ方向とに沿って延びている。

金属基板１２には、略全域にわたり多数の貫通孔１８、１９（図２参照）が配置されている。金属基板１２の平面方向中央側には、開口率の高い第１貫通孔領域１６が形成され、金属基板１２の平面方向周縁側には、開口率の低い第２貫通孔領域１７が形成されている。ここで開口率とは、第１貫通孔領域１６（第２貫通孔領域１７）全体に占める開口部分（貫通孔１８、１９）の面積をいう。

第１貫通孔領域１６には、その全体にわたり複数の第１貫通孔１８（図２参照）が規則的に配列されている。また、第２貫通孔領域１７には、複数の第２貫通孔１９（図２参照）が規則的に配列されている。なお、第１貫通孔領域１６と第２貫通孔領域１７との間の境界Ｌ１は、第２貫通孔領域１７のうち、最も内側に位置する第２貫通孔１９を連続的に結んだものである（図２参照）。

図１（ａ）において、第２貫通孔領域１７の幅ｗ２は、金属基板１２の外周に沿って略同一となっている。第２貫通孔領域１７は、金属基板１２の辺から金属基板１２の幅ｗ１の１０％以上３０％以下の領域に設けられることが好ましい（０．１ｗ１≦ｗ２≦０．３ｗ１）。一般に、金属基板１２の外周には応力が集中しやすい傾向がある。このため、第２貫通孔領域１７を、金属基板１２の外周部分の上記範囲に設けることにより、多孔板１１の開口率を維持しつつ、多孔板１１内の応力集中しやすい箇所の強度を重点的に高めることができる。

図１（ｂ）は、変形例による多孔板１１を示している。図１（ｂ）において、第２貫通孔領域１７は、金属基板１２の辺の中心部近傍で最も広く、金属基板１２の辺の端部に向かうにつれて徐々に狭くなっている。この場合、金属基板１２の辺の中心における第２貫通孔領域１７の幅ｗ３は、金属基板１２の幅ｗ１の１０％以上３０％以下の領域とすることが好ましい（０．１ｗ１≦ｗ３≦０．３ｗ１）。上述したように、金属基板１２の外周には応力が集中しやすく、更に金属基板１２の辺の中心にいくにつれて、より応力が集中しやすい傾向がある。このため、第２貫通孔領域１７は、金属基板１２の辺の中心部でより幅を広くしている。具体的には、第２貫通孔領域１７は、金属基板１２の全てが第１貫通孔領域１６であると仮定した場合に最大応力が加わる箇所（点Ｐ１に対応する箇所）の応力値の５０％以上となる範囲に設けることが好ましい。これにより、多孔板１１内における応力集中箇所の強度をより効果的に高めることができる。

次に、図２を参照して第１貫通孔１８および第２貫通孔１９の構成について説明する。

図２に示すように、各第１貫通孔１８の形状は、正六角形形状であり、互いにほぼ同一の大きさを有している。複数の第１貫通孔１８は、いわゆるハニカム状に配置されている。すなわち、１つの第１貫通孔１８の周囲には、第１貫通孔１８の各辺に隣接して６個の第１貫通孔１８が配置されている。第１貫通孔１８をハニカム状に配置したことにより、第１貫通孔領域１６の開口率を高く維持しつつ、第１貫通孔領域１６全体の強度を高めることができる。

互いに隣接する第１貫通孔１８同士の間には、直線状の第１メッシュ線２８が形成されている。この第１メッシュ線２８の幅ｗ４は、第１貫通孔１８の各辺の長さｄ１の１０％以上５０％以下とすることが好ましい。第１メッシュ線２８の幅ｗ４は、充填対象とする液体の粘度、充填速度等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは、０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。第１メッシュ線２８の幅ｗ４を上記範囲とすることにより、多孔板１１の開口率を維持しつつ、多孔板１１内の強度を高めることができる。なお、第１貫通孔１８の形状は、正六角形のほか、正方形や正三角形等の多角形形状としても良い。

各第２貫通孔１９の形状は、正六角形形状であり、互いにほぼ同一の大きさを有している。第２貫通孔１９の形状は、第１貫通孔１８を構成する正六角形を縮小した形状からなる。すなわち第１貫通孔１８の形状と第２貫通孔１９の形状とは互いに相似の関係にある。第２貫通孔１９の対向する辺同士の距離ｄ３は、第１貫通孔１８の対向する辺同士の距離ｄ２よりも短い。また、距離ｄ２は、充填対象とする液体の粘度、充填速度等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、好ましくは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。なお、距離ｄ３は、距離ｄ２の５０％以上９０％以下、好ましくは、６０％以上８０％以下である。

複数の第２貫通孔１９は、ハニカム状に配置されている。すなわち、１つの第２貫通孔１９の周囲には、第２貫通孔１９の各辺に隣接して６個の第２貫通孔１９が配置されている。これにより第２貫通孔領域１７の開口率を高く維持しつつ、第２貫通孔領域１７の強度を高めることができる。

互いに隣接する第２貫通孔１９同士の間には、第２メッシュ線２９が形成されている。この第２メッシュ線２９の幅ｗ５は、第１メッシュ線２８の幅ｗ４よりも広く、例えば、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは、０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。第２メッシュ線２９の幅ｗ５を上記範囲とすることにより、多孔板１１の開口率を維持しつつ、第２貫通孔領域１７の強度を高めることができる。

第１貫通孔１８の形状が、正方形や正三角形等の多角形形状である場合、第２貫通孔１９の形状は、当該正方形や正三角形等を縮小した形状からなる。第１貫通孔１８同士の配置および第２貫通孔１９同士の配置は、ハニカム状に限らず、格子状、千鳥状等のパターンとしてもよい。

なお、図２において、直線Ｌ２は、後述する環状スペーサ２１の内周縁の位置を示している（図８参照）。

図３の断面図に示すように、第１貫通孔１８および第２貫通孔１９は、それぞれ金属基板１２を厚み方向（金属基板１２の平面に直交する方向、Ｚ方向）に貫通している。また、第１貫通孔１８および第２貫通孔１９は、それぞれ金属基板１２を両面からエッチングすることにより形成される。このため、金属基板１２の内壁には、第１貫通孔１８および第２貫通孔１９の中心に向かって周状に突出する凸部Ｔが形成されている。これにより、液体の充填停止時に多孔板１１によって液体をより効果的に保持することができる。

このように、金属基板１２の中央側に、開口率の高い第１貫通孔領域１６を配置し、金属基板１２の周縁側に、第１貫通孔領域１６よりも開口率の低い第２貫通孔領域１７を配置している。これにより、第２貫通孔領域１７の強度を相対的に高め、多孔板１１内において応力集中しやすい箇所の強度を高めることができる。一方、第１貫通孔領域１６の開口率が相対的に高く維持されているので、液体を充填する際に充填の生産性が大きく低下することはない。

図４は、多孔板１１の変形例を示している。図４において、図１〜図３に示す形態と異なり、第２貫通孔領域１７における第２貫通孔１９の大きさは、金属基板１２の中央側（Ｘ方向マイナス側）から周縁側（Ｘ方向プラス側）に向けて段階的に小さくなっている。この場合、第２貫通孔１９は、３種類の大きさの第２貫通孔１９ａ〜１９ｃを含む。このうち第２貫通孔１９ａは、最も第１貫通孔領域１６側に位置し、第２貫通孔１９ｂは、中間に位置し、第２貫通孔１９ｃは最も周縁側に位置している。なお、第２貫通孔１９の大きさは、２種類又は４種類以上であっても良い。また、第２貫通孔１９の大きさが、金属基板１２の辺の長さ方向に沿って変化しても良い。

第２貫通孔１９ａの対向する辺同士の距離をｄ３ａとし、第２貫通孔１９ｂの対向する辺同士の距離をｄ３ｂとし、第２貫通孔１９ｃの対向する辺同士の距離をｄ３ｃとした場合、ｄ３ｃ＜ｄ３ｂ＜ｄ３ａ（＜ｄ２）という関係が成り立つ。この場合、距離ｄ３ｃは距離ｄ３ｂの６０％以上９０％以下とし、距離ｄ３ｂは距離ｄ３ａの６０％以上９０％以下とし、距離ｄ３ａは距離ｄ２の６０％以上９０％以下とすることが好ましい。

さらに、第２メッシュ線２９の幅ｗ５ａ〜ｗ５ｃは、金属基板１２の中央側から周縁側に向けて段階的に太くなっている。すなわち、図４において、第２メッシュ線２９の幅ｗ５ａ〜ｗ５ｃは、（ｗ４＜）ｗ５ａ＜ｗ５ｂ＜ｗ５ｃという関係が成り立つ。この場合、幅ｗ５ｃは幅ｗ５ｂの１２５％以上１５０％以下とし、幅ｗ５ｂは幅ｗ５ａの１２５％以上１５０％以下とし、幅ｗ５ａは幅ｗ４の１２５％以上１５０％以下とすることが好ましい。

このように、第２メッシュ線２９の幅ｗ５ａ〜ｗ５ｃを、金属基板１２の中央側から周縁側に向けて徐々に太くしたことにより、相対的に応力が集中しやすい箇所である、金属基板１２の周縁部の領域を重点的に強化することができる。

図５は、多孔板１１の他の変形例を示している。図５において、図１〜図３に示す形態と異なり、第２貫通孔領域１７における第２貫通孔１９を配置する密度を、第１貫通孔領域１６における第１貫通孔１８を配置する密度よりも低くしている。この場合、第２貫通孔１９は、第１貫通孔１８と同一の大きさの正六角形からなる。なお、貫通孔１８、１９を配置する密度とは、単位面積あたりの貫通孔１８、１９の個数をいう。

図５において、Ｃ１〜Ｃ３は、第２貫通孔１９を配置する仮想列を示している。仮想列Ｃ１〜Ｃ３は、それぞれ第２貫通孔領域１７の長手方向（Ｙ方向）に沿ってジグザグ状に３列に延びている。仮想列Ｃ１〜Ｃ３のうち、最も第１貫通孔領域１６側に位置する仮想列Ｃ１には、第２貫通孔１９が設けられていない。また、中間に位置する仮想列Ｃ２には、仮想列Ｃ２の長さ方向に沿って１つおきに第２貫通孔１９が設けられている。さらに、最も周縁側に位置する仮想列Ｃ３には、第２貫通孔１９が設けられていない。なお、図５において、二点鎖線は、第２貫通孔１９を第１貫通孔１８と同一のピッチに配置したと仮定した場合に、各第２貫通孔１９が配置される部分であって、実際には第２貫通孔１９が存在しない部分を示している。

このように、第２貫通孔領域１７における第２貫通孔１９を配置する密度を、第１貫通孔領域１６における第１貫通孔１８を配置する密度よりも低くしている。このことにより、第２貫通孔１９と第１貫通孔１８との間隔Ｇ１や、第２貫通孔１９同士の間隔Ｇ２を、第１メッシュ線２８の幅ｗ４よりも広くすることができる。この結果、応力が集中のしやすい箇所である、金属基板１２の周縁部の領域を重点的に強化することができる。

Ｂ．液体充填ノズル用積層板
次に、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板の構成について説明する。図６および図７は、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板の一例を示す説明図である。図６は、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０の全体平面図であり、図７は、図６に示す液体充填ノズル用積層板１０のVII−VII線における部分拡大断面図である。

図６および図７に示すように、液体充填ノズル用積層板１０は、上述した多孔板１１と、多孔板１１に積層された環状スペーサ２１とを備えている。このうち環状スペーサ２１は、枠体２２と、枠体２２によって取り囲まれた開口部２３とからなる。液体充填ノズル用積層板１０において、多孔板１１の周縁に位置する第２貫通孔１９は、環状スペーサ２１の枠体２２と重なる領域にも形成されている。

図６に示すように、環状スペーサ２１は、角部が丸い正方形であり、これらの外形をなす直交する２辺は、図６のＸ方向とＹ方向とに沿って延びている。多孔板１１と環状スペーサ２１とは、ほぼ同一の大きさを有し、それぞれの外形が一致するよう積層されている。一方、多孔板１１の第２貫通孔領域１７は、環状スペーサ２１によって覆われる領域と、環状スペーサ２１よりも内側に位置する領域とに分離されている。

図７の断面図に示すように、本実施の形態において、多孔板１１を２枚、貫通孔１８、１９が重なるように積層しているため、凸部Ｔは連結された各貫通孔１８、１９の内側に２ヶ所設けられている。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ図６に示す液体充填ノズル用積層板１０のVIIIA部の部分拡大平面図と、VIIIA部を液体充填ノズル用積層板１０の外側（図６（ａ）のVIIIB方向）から見た側面図である。図８（ａ）において、網掛けで示す領域は、多孔板１１と環状スペーサ２１の枠体２２とが平面視で重なる領域である。Ｌ２は、環状スペーサ２１の内周縁の位置を示す。また、枠体２２（環状スペーサ２１）の外形Ｌ３の外側には第２貫通孔１９のパターンは存在しないが、説明のために図示している。

貫通孔１８、１９のパターンは、多孔板１１のうち、環状スペーサ２１の枠体２２と重なる領域（以下、枠体領域１４という）と、環状スペーサ２１の開口部２３と重なる領域（以下、開口領域１５という）とに、一様に形成されている。この場合、第２貫通孔１９が多孔板１１の枠体領域１４にも形成され、多孔板１１と環状スペーサ２１とを積層した際に、第２貫通孔１９が枠体２２と重なるよう構成されている。そのため、従来の貫通孔が枠体領域１４に形成されない場合のように、開口領域１５の外縁部に位置する貫通孔１８、１９を枠体２２の形状に沿って形成する必要がない。したがって、多孔板１１をエッチングにより作製しても、これらの貫通孔１８、１９が設計よりも小さく形成されたり、貫通しなかったりすることがなく、流れ抵抗の小さな液体充填ノズル用積層板とすることができる。

本実施の形態による多孔板１１の金属基板１２の材質としては、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、ニッケル合金等が挙げられる。

また、環状スペーサ２１の材質としては、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、ニッケル合金等が挙げられる。

多孔板１１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。また、環状スペーサ２１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。

多孔板１１および環状スペーサ２１の大きさは、使用する液体充填ノズルの形状に応じて、例えば、一辺の長さが３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下とすることができ、形状は、正方形に限定されず、使用する液体充填ノズルの形状に応じて、他の矩形、多角形、円形、楕円形等であってもよい。

図６および図７においては、多孔板１１が２枚積層され、さらにこの上下に環状スペーサ２１が１枚ずつ積層されているが、本実施の形態の液体充填ノズル用積層板１０はこれに限定されず、環状スペーサ２１は、１枚あるいは３枚以上の多孔板１１の上下に積層されていてもよく、また、多孔板１１の上側あるいは下側の一方にのみ積層されていてもよく、さらに多孔板１１の間に積層されていてもよい。

次に、多孔板１１と環状スペーサ２１の枠体２２とが重なる部分について説明する。図８（ａ）に示すように、液体充填ノズル用積層板１０は、環状スペーサ２１の枠体２２の幅に、多孔板１１の第２貫通孔１９が入るように構成されている。すなわち、枠体２２の幅ｗ６は、第２貫通孔１９の対向する辺同士の距離ｄ３よりも大きく、多孔板１１と環状スペーサ２１とは、枠体２２の幅に第２貫通孔１９が入るよう積層されている。

このように、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０は、環状スペーサ２１の枠体２２の幅に、多孔板１１の第２貫通孔１９が入るよう構成されているため、多孔板１１の第２貫通孔１９の周囲の金属基板１２を環状スペーサ２１の枠体２２に接合させることができる。したがって、多孔板１１と環状スペーサ２１の接合強度を大きくすることができ、より耐久性に優れた液体充填ノズル用積層板とすることができる。なお、枠体が矩形状の場合には、各辺でそれぞれ貫通孔が少なくとも１つ以上含まれるように形成することが強度の点で好ましい。

環状スペーサ２１の枠体２２の幅ｗ６は、使用する液体充填ノズル６０（図１０参照）の形状に応じて、例えば、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることができる。

Ｃ．液体充填ノズル用積層板の製造方法
次に、本実施の形態に係る液体充填ノズル用積層板の製造方法について説明する。

本実施の形態においては、平面内に多孔板１１が複数設けられた多孔板シート３０と、平面内に環状スペーサ２１が複数設けられた環状スペーサシート４０とを積層し、この積層体を、多孔板１１および環状スペーサ２１ごとに個片化して、液体充填ノズル用積層板１０を作製する。

すなわち、まず、図９（ａ）に示すように、平板状の金属基板シート１０Ａを準備する。この金属基板シート１０Ａは、後述のように、平板状の金属基材に、環状スペーサ２１の開口部２３が複数設けられた環状スペーサシート４０と接合し、その後、開口部２３ごとに切断することにより、複数の液体充填ノズル用積層板１０を多面付けして作製することが可能な大きさを有している。この金属基板シート１０Ａの材質は、上述の金属基板１２と同じである。

次に、図９（ｂ）に示すように、金属基板シート１０Ａに複数の第１貫通孔１８および複数の第２貫通孔１９を形成し、多孔板シート３０を作製する。多孔板シート３０は多孔板１１の多面付け体であり、第１貫通孔１８および第２貫通孔１９は、多孔板シート３０の外周を除く全面に形成されている。この場合、第１貫通孔１８は、各多孔板１１の中央に対応する領域（第１貫通孔領域１６）に形成され、第２貫通孔１９は、各多孔板１１の周縁に対応する領域（第２貫通孔領域１７）に形成される。

第１貫通孔１８および第２貫通孔１９は、金属基板シート１０Ａに対して、表裏からウエットエッチングまたはドライエッチングを施すことにより形成される。この際のエッチング液は、使用する金属基板シート１０Ａの材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板シート１０Ａとしてステンレス鋼を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、スプレーエッチングにて行うことができる。

図９（ｂ）に示すように、多孔板シート３０の外周には、多孔板シート３０および環状スペーサ２１を積層する際に用いる位置合わせ用孔部３３が形成されていてもよい。ここで、位置合わせ用孔部３３は、多孔板シート３０の４隅と外周の４辺とに複数設けられている。

次に、図９（ｃ）に模式的に示すように、多孔板シート３０を２枚積層し、接合する。この接合は、焼結接合、拡散接合、アーク溶接、抵抗溶接、ロウ付け等により行うことができる。

続いて、図９（ｄ）に示すように、環状スペーサ２１の多面付け体である環状スペーサシート４０を準備し、多孔板シート３０の表面および裏面に積層しかつ接合することにより、液体充填ノズル用積層板シート５０を得る。環状スペーサシート４０は、平面内に環状スペーサ２１が複数設けられた環状スペーサ２１の多面付け体であり、枠体連結部４１に環状スペーサ２１の開口部２３が複数設けられている。また、多孔板シート３０に位置合わせ用孔部３３が形成されている場合には、環状スペーサシート４０にも、多孔板シート３０と積層した際に重なる位置に位置合わせ用孔部３３が形成される。

多孔板シート３０と環状スペーサシート４０との接合は、上述の多孔板シート３０同士の接合と、同様の方法により行うことができる。ここで焼結接合や拡散接合のように高温雰囲気下で長時間かけて接合する工程では、熱変形（特に伸びる変形）が発生しやすい。そこで位置合わせ用孔部３３を各辺の中央付近に長円形状で設けるか、もしくは環状スペーサシート４０の位置合わせ用孔部３３よりも多孔板シート３０の位置合わせ用孔部３３の方が大きくなるよう形成することで熱変形の影響を抑えて積層することができる。

次に、図９（ｅ）に示すように、このようにして作製された多孔板シート３０と環状スペーサシート４０の積層体を、ワイヤー放電カット等により、環状スペーサシート４０の開口部２３ごとに切断する。開口部２３は、それぞれ環状スペーサ２１に対応するため、これにより、多孔板シート３０と環状スペーサシート４０との積層体を、環状スペーサ２１ごとに個片化することができる。このようにして、図６〜図８に示す液体充填ノズル用積層板１０を得ることができる。なお、図９（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）においては、積層体の層構成が分かり易いよう多孔板１１と環状スペーサ２１とを分けて図示しているが、実際はこれらは互いに接合されている。

本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０は、上述のように作製されるため、多孔板１１の第２貫通孔１９を、環状スペーサ２１の枠体２２と重なる領域にも形成することができる。そのため、従来の貫通孔が枠体２２と重なる領域に形成されない場合のように、多孔板１１の開口領域１５端部の貫通孔を、枠体２２の形状に沿って形成する必要がなく、耐久性に優れ、流れ抵抗の小さな液体充填ノズル用積層板１０とすることができる。

また、第２貫通孔１９を、多孔板１１の開口領域１５の端部まで設けることができるため、開口率が高く、流れ抵抗が小さな液体充填ノズル用積層板１０を得ることができる。

図９（ｃ）、（ｄ）においては、２枚の多孔板シート３０を積層し、さらにこの表裏に環状スペーサ２１を積層する場合を示したが、本実施の形態の液体充填ノズル用積層板の製造方法はこれに限定されない。環状スペーサ２１は、１枚あるいは３枚以上の多孔板シート３０の表裏に積層してもよく、また、多孔板シート３０の積層体の表側または裏側の一方にのみ積層してもよく、さらに多孔板シート３０同士の間に積層してもよい。また、液体充填ノズル用積層板１０を製造する場合、上記に限らず、多孔板１１と環状スペーサ２１とを個々に作製し、互いに積層するようにしても良い。

Ｄ．液体充填ノズル
次に、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０を有する液体充填ノズル６０の一実施形態について説明する。図１０は、液体充填ノズル６０および液体充填装置７０の一例を示す説明図である。

図１０に示すように、液体充填ノズル６０は、筒状ノズル本体６１と、筒状ノズル本体６１の先端に設けられた吐出口６２を有している。本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０は、固定部材により、液体充填ノズル６０の吐出口６２近傍、特に吐出側先端に装着される。

Ｅ．液体充填装置
次に、本実施の形態による液体充填ノズル用積層板１０を有する液体充填装置７０の一実施形態について説明する。本実施の形態による液体充填装置７０は、液体充填ノズル６０と、定量シリンダ７１と、図示しないタンクとを備えている。液体充填ノズル６０と定量シリンダ７１とは接続配管７３により接続され、また定量シリンダ７１とタンクとは、供給管７４により接続されている。接続配管７３と供給管７４とには、それぞれ流出逆止弁７５と流入逆止弁７６とが設けられている。

定量シリンダ７１の内部には、ピストン７７が上下動可能に設けられている。ピストン７７を下方へ移動させると、流入逆止弁７６が開き、タンクの液体が、供給管７４を通って定量シリンダ７１へと供給される。また、ピストン７７を上方へ移動させると、流出逆止弁７５が開き、定量シリンダ７１へ供給された液体が、接続配管７３を通って液体充填ノズル６０に送り込まれ、図示しない容器へと充填される。

また、本実施の形態による液体充填装置により液体が充填される対象となる容器の形状、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、金属製容器等を用いることができる。

このような液体充填装置７０を使用する際、液体充填ノズル用積層板１０によって液体が整流され、図示しない容器へ送り込まれる。この際、液体充填ノズル用積層板１０の多孔板１１には、高圧の液体によって繰り返し圧力が加わり、多孔板１１のうち、とりわけ周縁部に応力が集中する。

これに対して本実施の形態によれば、多孔板１１の金属基板１２の中央側に、複数の第１貫通孔１８が規則的に配列され、金属基板１２の周縁側には、複数の第２貫通孔１９が規則的に配列されている。この場合、各第１貫通孔１８の形状は、多角形形状であり、各第２貫通孔１９の形状は、第１貫通孔１８を構成する多角形を縮小した形状である。あるいは、第２貫通孔領域１７における第２貫通孔１９を配置する密度を、第１貫通孔領域１６における第１貫通孔１８を配置する密度よりも低くしている。このように、多孔板１１のうち、応力が集中しやすい箇所である周縁部の強度を確保しつつ、多孔板１１全体としての開口率を高く維持している。これにより、液体充填装置７０を長期間使用した後であっても、多孔板１１に変形や損傷が生じることを防止することができる。また、多孔板１１の開口率が大きく低下することがないので、液体充填装置７０による充填の生産性が低下するおそれもない。

上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０ 液体充填ノズル用積層板
１１ 液体充填ノズル用多孔板
１２ 金属基板
１６ 第１貫通孔領域
１７ 第２貫通孔領域
１８ 第１貫通孔
１９ 第２貫通孔
２１ 環状スペーサ
２２ 枠体
２３ 開口部
２８ 第１メッシュ線
２９ 第２メッシュ線
７０ 液体充填装置

Claims (7)

1. 液体充填ノズル用多孔板であって、
   平板状の金属基板を備え、
   前記金属基板の中央側には、複数の第１貫通孔が規則的に配列された第１貫通孔領域が形成され、
   前記金属基板の周縁側には、複数の第２貫通孔が規則的に配列された第２貫通孔領域が形成され、
   各第１貫通孔の形状は、多角形形状であり、
   各第２貫通孔の形状は、前記第１貫通孔を構成する多角形を縮小した形状であり、
   互いに隣接する前記第１貫通孔同士の間には、直線状の第１メッシュ線が形成され、
   互いに隣接する前記第２貫通孔同士の間には、直線状の第２メッシュ線が形成され、
   前記第２メッシュ線の幅は、前記第１メッシュ線の幅よりも広いことを特徴とする液体充填ノズル用多孔板。
2. 前記第２貫通孔領域における前記第２貫通孔の大きさは、前記金属基板の中央側から周縁側に向けて段階的に小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の液体充填ノズル用多孔板。
3. 前記第１貫通孔は六角形形状であり、前記複数の第１貫通孔は、ハニカム状に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体充填ノズル用多孔板。
4. 前記金属基板は略矩形形状であり、前記第２貫通孔が形成される領域は、前記金属基板の辺から前記金属基板の幅の１０％以上３０％以下の領域に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体充填ノズル用多孔板。
5. 前記金属基板は略矩形形状であり、前記第２貫通孔が形成される領域は、前記金属基板の辺の中心部近傍で最も広く、前記辺の端部に向かうにつれて徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体充填ノズル用多孔板。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体充填ノズル用多孔板と、
   前記液体充填ノズル用多孔板に積層され、枠体と開口部とを有する環状スペーサとを備えたことを特徴とする液体充填ノズル用積層板。
7. 液体充填ノズルと、定量シリンダと、前記液体充填ノズルと前記定量シリンダとを接続する接続配管とを有する液体充填装置であって、
   前記液体充填ノズルは、筒状ノズル本体と、筒状ノズル本体の先端に設けられた吐出口を有し、前記吐出口近傍には、請求項６に記載の液体充填ノズル用積層板が装着されていることを特徴とする液体充填装置。
   

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