JP2898349B2

JP2898349B2 - 充填用シャットノズル

Info

Publication number: JP2898349B2
Application number: JP12051990A
Authority: JP
Inventors: 庄次福島; 裕勝平田
Original assignee: Pola Chemical Industries Inc
Current assignee: Pola Orbis Holdings Inc
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0418204A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は充填用シャットノズルに係り、特に小形化に
適するようにした形式のものに関する。

〔従来の技術〕

従来、粘性物を容器に充填するシャットノズルとして
は、例えば、特開昭56−57625号公報に記載されている
ものがある。

これは、ノズル本体の一端を小径としてノズル口と
し、このノズル本体の内部に、先端に凹所を有するシャ
ット軸をスライド自在に内装したものであり、シャット
軸を上動させた位置においてはノズル口が解放されて半
練り状の充填物が容器内に充填されるようになってい
る。充填を終了する際にはシャット軸を下動させノズル
口に内嵌させる。

このように従来のものにあっては、ノズル口から一定
径の充填物を押し出し、かつ、瞬時にこれを止めること
ができるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年、試供品用として小さなチューブ（内
径８〜22mm、充填量１〜20g）に内容物を充填するニー
ズが高まっているが、小さなチューブに充填するには必
然的に小形の充填用ノズルが必要となる。しかし、現時
点では適当な小形のシャットノズルはないため、本出願
人は従来の充填用ノズルの寸法を縮尺して小形化したも
のを試作し実験を行った。

ところが、実験の結果、従来の充填用ノズルを単に小
形化しただけでは、内容物の漏れや液垂れが避けられ
ず、実用性に欠けるということが明らかとなった。

即ち、充填用シャットノズルを単に小形化した場合の
充電物の動きを子細に観察したところ、充填を完了して
シャット軸を引き下げる際、シャット軸先端の凹所に充
填物が溜まることが確認された。この現象はシャット軸
を引き上げることによってノズル本体の内圧が上昇し、
これによってシャット軸とノズル口との間隙から充填物
が流出して凹所内に入ることによるものである。また、
縮尺通りに小径化したシャット軸ではシャット時に最低
位置まで十分に下がり切らず、シャットが不完全となり
やすいことが確認された。

本願発明者らは研究の過程において、内容物の漏れや
液垂れを防止するには、シャット軸の質量を増加させ、
またの値を大きくするのが望ましいことを突きとめた。

しかし、これらの条件はチューブ容器の径及び長さ、
内容量によって決まるため、小容量のチューブでの達成
は非常に困難であり、かつこれらは互いに相溶れない条
件であるため、どのような範囲にこれらを設定すれば所
期の目的が達成できるのかを子細に検討する必要があ
る。

本願発明者らは適切な条件の範囲に見出すことにより
本発明を完成したもので、本発明は内容物の漏れや液垂
れがなく、十分なシャットが可能な小形の充填用シャッ
トノズルを提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記技術的課題を解決するために、ノズル基
部2aにノズル口金2bを接続したノズル本体１と、ノズル
本体１内をノズル本体１の軸方向に移動自在で、先端に
凹所3dを有し、進出時に先端がノズル口金2b先端の口部
1cに内嵌するシャット軸３とを備えた充填用シャットノ
ズルにおいて、以下のような範囲のものとした。

即ち、前記口部1cの内径を５〜6mm、シャット軸３を
内装した状態のノズル本体内容積を4.8〜7.0cm³、ノズ
ル口金2bに対応する部位のシャット軸３の直径を4.5〜
8.0mm、シャット軸３の質量を25〜40gとして充填用シャ
ットノズルとした。

ここで、前記シャット軸３は、ノズル基部2aに対応す
る基部の直径A₂が５〜14mmで、 A₂≧B₂ を満たすのがよい。

〔作用〕

口部1cの内径、ノズル本体内容積、シャット軸３の直
径、シャット軸３の質量を前記のように最適化すること
によって、内容積の漏れや液垂れがなく、大幅に小形化
できた。

これは従来のものをそのまま縮小した場合に比べ、シ
ャット軸３の質量と、の値の比率が大きく異なる。適度な質量のシャット軸に
よって充填物が遮断され、またシャット軸のストローク
時のノズル内圧の変化が適切に調整されて、シャット軸
とノズル口との間隙から充填物の流出が抑制されたため
と考えられる。

本発明のシャットノズルは、2,000〜150,000CPSの粘
度を有する液体充填に好適に使用できる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。ノズル
本体１はノズル基部2aにノズル口金2bを着脱自在に取り
付けて形成されている。そして、ノズル基部2aの上端に
はエアシリンダ装置（Ｓ）が設けられ、そのエアシリン
ダ装置（Ｓ）のピストン（Ｐ）にシャット軸３が連結さ
れている。

前記ノズル口金2bは、流体の充填ルートが基部の大内
径部1aからテーパー部を経て小内径部1bに続き、さらに
先端の口部1cに続いており、大内径部の内径A₁は約11.5
mm、小内径部の内径B₁は約9.3mm、先端口部1cの内径C₁
は約6.0mmに設定してある。

前記シャット軸３はノズル本体１内をノズル本体１の
軸方向に移動自在に支持され、ノズル基部2aに対応する
基部の大外径部3aからテーパー部を経て、ノズル口金2b
に対応する小外径部3bに続き、さらに先端が径大部3cと
なっている。この径大部3cは前記口部1cに内嵌可能で、
この径大部の底面、即ちシャット軸３の先端に深さ3.0m
mの凹所3dを設けてある。そして、前記シャット軸３の
進出時には径大部が口部1cに内嵌するようになってい
る。

そして、大外径部の直径A₂は8mm、小外径部の直径B₂
は4.5mmに設定され、径大部の外径C₁は前記先端口部1c
に嵌合できるよう約6.0mmより若干小さくなっている。
また、シャット軸３の質量は38.2gである。

また、ノズル基部2aの側部には内容物供給のための供
給口４が形成されている。そして、シャット軸３を内装
した状態でのノズル本体１の内容積は6.335cm₃であっ
た。

以上の条件で試作した充填用シャットノズルで実際に
充填実験をしたところ、シャット軸３の先端に凹所3dに
内容物がほとんど入り込むことがなく、内容物の漏れや
液垂れはみられなかった。これは、シャット軸３の質量
を前記の値に設定することによって十分な慣性が得ら
れ、充填物の抵抗等によってシャット軸３の引き下げ速
度が途中で低下することが防止されるためと思料され
る。これによりシャット軸３は最低位置まで迅速に下が
り充填物は外部と適確に遮断される。また、ノズル本体
１の内径、シャット軸３の外径を前記の値に設定したこ
とによって、シャット軸上昇時におけるノズル本体の内
圧上昇が最小限に抑えられ、これによってシャット軸３
の径大部3cとノズル口部1cとの間隙から充填物が流出す
ることが防止できることによるものと思われる。

なお、実験の結果、前記口部1cの内径C₁は５〜6mmの
範囲、シャット軸３を内装した第１図の状態でのノズル
本体内容積は、4.8〜7.0cm³の範囲、ノズル口金2bに対
応する部位のシャット軸３の直径すなわち小外径部の直
径B₂は4.5〜8.0mmの範囲、シャット軸３の質量は25〜40
gの範囲とすれば同等の効果を得られることが明らかと
なった。また、凹所3dの深さは0.5〜4.0mmの範囲とする
のがよい。

実施例のシャットノズルは従来の充填用シャットノズ
ルをそのまま（1/2）に縮小した場合に比較して、口部1
cの内径で31％増、ノズル本体内容積で21％増、シャッ
ト軸３の直径で38％増、またシャット軸３の質量で42％
増となった。とりわけ、シャット軸３の質量を増大させ
たことによってシャット軸下動時の慣性が十分に得ら
れ、内容物の抵抗に打ち勝って口部1cを完全に閉塞でき
た。

なお、前記シャット軸３は、ノズル基部2aに対応する
基部の大外径部3aからテーパー部を経て、ノズル口金2b
に対応する小外径部3bに続き、さらに先端が径大部3cと
なっているが、ノズル基部2aに対応する基部とノズル口
金2bに対応する部分とを同一径にしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各部の数値設定を最適化したことに
より内容積の漏れや液垂れが生ずることなく、充填用シ
ャットノズルを大幅に小形化することができた。

（試験例）シャットノズルとシャット軸の各部の径、断面積、及
びシャット軸の質量が異なったものを製造し、それぞれ
実際に使用した。

第１表は条件を変えて液垂れの様子を観察したもので
ある。

なお、シャット軸３のストロークは20mmとして実験し
た。

第１表において、ノズルNo.4が本発明の実施例のノズ
ル、またノズルNo.5は従来のシャットノズルである。

（ノズルNo.1）従来のものと同様に、シャット軸の大径部3aの内径を
11mmとした。他の部分は縮小し、シャット軸質量を46.6
gとした。

シャットノズルとしての機能が発揮されず、液垂れが
多くて使用不可能であった。

（ノズルNo.2）ノズルNo.1のものについて、シャット軸のみを質量を
69.6gに変更したが液垂れは改善されなかった。

（ノズルNo.3）シャット軸の大径部3aの内径を5mmとし、シャット軸
の質量を22.3gとした。

シャットノズルとしての機能は大幅に改善されたが、
粘度が高い充填物ではまだ液垂れを生じる。

（ノズルNo.4）前記のノズルNo.1から３に比べて、シャット軸の質量
と、の値、の双方が適度な大きさになるようにした。

すなわち、これらは一方を大きくすると他方が小さく
なる関係にあるので、双方がバランスする範囲の値を選
択した。

液垂れがなくなり、ノズルNo.5の従来品と比べても機
能的に差異のないものが得られた。

上記の試験によれば小形のシャットノズルでは、シャ
ット軸３の質量は最低でも25g以上、より望ましくは30g
以上あることが必要で、その場合はシャット時の切れが
良好となる。

また、（ノズル本体内実容積）／（シャット軸の20mm
のストローク時の容積変化分）の値が大きいほどシャッ
ト時の切れが良好となることが確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図はその正
面図である。１……ノズル本体、1c……口部３……シャット軸、3d……凹所

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65B 1/00 - 3/36 B65B 37/00 - 39/14 B67C 3/00 - 3/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル基部にノズル口金を接続したノズル
本体と、ノズル本体内をノズル本体の軸方向に移動自在
で、先端に凹所を有し、進出時に先端がノズル口金先端
の口部に内嵌するシャット軸とを備えた充填用シャット
ノズルにおいて、前記口部1cの内径が５〜6mm、シャッ
ト軸３を内装した状態のノズル本体内容積が4.8〜7.0cm
³、ノズル口金2bに対応する部位のシャット軸３の直径B
₂が4.5〜8.0mm、シャット軸３の質量が25〜40gであるこ
とを特徴とする充填用シャットノズル。
【請求項２】前記シャット軸３は、ノズル基部2aに対応
する基部の直径A₂が５〜14mmで、 A₂≧B₂ を満たすことを特徴とする請求項１記載の充填用シャッ
トノズル。