JP3568598B2 - 液体充填用ノズル板 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液体を容器に充填するのに用いられる液体充填用ノズル板に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、牛乳やジュースなどの液体を容器に自動的に充填するために液体充填装置が開発され使用されている。
【０００３】
図１０はこの種の液体充填装置の要部を示す概略側断面図である。同図に示すようにこの液体充填装置は、液体タンク６０の底に配管６１を接続し、該配管６１中に２つの逆止弁６３，６５を取り付け、さらにその下に液体充填管６７を取り付け、一方２つの逆止弁６３，６５の間に配管６９を接続し、該配管６９の下端に液体定量吐出機７１を取り付けて構成されている。
【０００４】
ここで２つの逆止弁６３，６５は、いずれもコイルスプリング６４，６６によって上方向に弾発されており、下方向に向かってのみ液体を導けるように構成されている。
【０００５】
液体定量吐出機７１はシリンダ７３内にピストン７５を上下動自在に収納して構成されており、該ピストン７５の上下ストロークを一定としている。
【０００６】
また液体充填管６７の下端開口部には、液体充填用ノズル板８０が取り付けられている。
【０００７】
ここで図１１は従来の液体充填用ノズル板８０を示す図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。同図に示すようにこの液体充填用ノズル板８０は、金属製の円板８１内に多数の貫通孔８３を設けて構成されている。
【０００８】
次にこの液体充填装置の動作を主として図１０を用いて説明すると、まず液体タンク６０内の液体は、配管６１から液体充填管６７の先端までと、配管６９からピストン７５の上部まで充満している。
【０００９】
そしてピストン７５を矢印Ａ方向に引き下げると、逆止弁６３が開いて液体タンク６０内の液体が液体定量吐出機７１内に導入される。
【００１０】
次にピストン７５を矢印Ｂ方向に押し上げると、逆止弁６３が閉じて逆止弁６５が開き、該液体定量吐出機７１内の液体が液体充填管６７を通って液体充填用ノズル板８０の貫通孔８３から吐出され、図示しない容器に供給される。
【００１１】
ここで液体充填用ノズル板８０を取り付けたのは、該液体充填用ノズル板８０から液体を吐出しない状態のときに、液体充填管６７内に充満している液体が流出（いわゆる液垂れ）しないようにするためである。
【００１２】
即ち、液体充填用ノズル板８０に設けた多数の貫通孔８３の部分において、液体充填管６７内に充満した液体の表面張力が働き、この力が該液体の重力による流出を防止し、これによって液垂れを防止しているのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の液体充填用ノズル板８０に設けた貫通孔８３の形状は、図１２にその断面を示すように、上下方向に向かってストレートな内側面８５を持つ形状に形成されていた。
【００１４】
このため該貫通孔８３における表面張力はあまり大きくなく、このため液垂れが生じてしまう恐れがあった。一方、表面張力を大きくして液垂れを防止するためには貫通孔８３の径を小さくすれば良いが、それでは液体を吐出させるときの流体抵抗が大きくなってしまう。
【００１５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、貫通孔の径を小さくしなくても効果的に液垂れが防止できる液体充填用ノズル板を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、多数の貫通孔を設けた板体からなり、液体充填管の下端開口部に取り付けて該液体充填管内に充満した液体の表面張力によって該液体の流出を防止する液体充填用ノズル板において、前記液体充填用ノズル板に設ける貫通孔の内周面側に、貫通孔の内径を小さくする方向に向かって周状に突出する突部を設けた。
【００１８】
【作用】
上記構成によって、貫通穴内において液体を保持しようとする表面張力が増加し、これによって該貫通穴からの液垂れが効果的に防止できる。
【００１９】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
〔本願発明〕
図１は本願発明の１実施例にかかる液体充填用ノズル板１０の要部拡大側断面図である。同図に示すようにこの液体充填用ノズル板１０の貫通孔１１は、その内周面１３側の上下端部に、該貫通孔１１の内径を小さくする方向に向かって周状に突出する突部１５，１５を設けて構成されている。
【００２０】
なおこれら突部１５，１５は、その側断面が略円弧を描く形状で突出しており、これによって貫通孔１１内部はほぼ球の上下を平行に切った形状となっている。
【００２１】
貫通孔１１をこのように形成することによって従来例に比べてより確実に液垂れが防止できることが、本願発明者の実験によって確認された。その理由は以下のように考えられる。
【００２２】
即ち、本実施例の場合、図２（ａ）に示すように、液体充填用ノズル板１０の上部に充満した液体は貫通孔１１内にも充満するが、該液体は貫通孔１１の下面から下方に略円弧状に突出した状態で表面張力によって落下しないで該貫通孔１１内に支えられる。
【００２３】
一方従来例にかかる液体充填用ノズル板８０の場合も、図２（ｂ）に示すように、貫通孔８３内に充満した液体は、貫通孔８３の下面から下方に略円弧状に突出した状態で表面張力によって落下しないで保持される。
【００２４】
そして両者を比較した場合、本実施例の方は、貫通孔１１の下端部において、内側に突出する突部１５が設けられており、この突部１５は貫通孔１１の下面から略円弧状に突出する液体表面の円弧と略一致する方向を向く。つまり貫通孔１１の突部１５の突出方向は液体が円弧状になろうとする表面張力の方向とほぼ合致し、これによって液体を該貫通孔１１の下端部で効果的に保持できると考えられる。
【００２５】
一方従来例の場合は、貫通孔８３の内周面の全ての部分が上下方向に向かって直線状に形成されているので、貫通孔８３の下端部において略円弧状に突出する液体表面の円弧と貫通孔８３の下端部の形状が全く一致しない。従って液体を貫通孔８３の下端部で保持する力は上記本願実施例に比べて小さくなるものと考えられる。
【００２６】
ところでこの実施例にかかる液体充填用ノズル板１０は、耐腐食性金属薄板をエッチングまたは機械加工することによって製造される。
【００２７】
次に図３は他の実施例にかかる液体充填用ノズル板２０の要部拡大側断面図である。同図に示すようにこの実施例においては、貫通孔２１の内側に向かって周状に突出する突部２３を、貫通孔２１の上下端部のみでなく、その中央にも設けている。このように構成すれば、中央の突部２３部分においても液体を保持しようとする力が働き、同時に貫通穴２１の長さが長くなるので、さらに効果的に表面張力が作用して液体を保持できる。
【００２８】
ここで図４はこの液体充填用ノズル板２０の製造方法の１例を示す図である。同図に示すように液体充填用ノズル板２０を製造するには、耐腐食性の金属板２５の両面にマスク材２７を塗布する。このとき貫通孔１１の上下開口となる部分には円形の穴２８を開けておく。そしてこの金属板２５をエッチング液に浸すと、点線で示すように穴２８の部分からエッチングされ、図３に示すような液体充填用ノズル板２０が製造できる。
【００２９】
但しエッチング液の濃度などによってエッチング速度は変化し、これによって必ずしも図３に示すような形状の貫通穴２１になるとは限らないので、エッチング材料及びその他の条件を選ぶ必要がある。
【００３０】
なおこの液体充填用ノズル板２０の製造は、図５に示すように、図１に示す液体充填用ノズル板１０を２枚用意し、これを重ね合わせて一体に固定することによって行っても良い。
【００３１】
次に図６はさらに他の実施例にかかる液体充填用ノズル板３０を示す要部拡大側断面図である。この実施例においても前記図１に示す実施例と同様に、貫通孔３１の上下に突部３５，３５が設けられている。但しこの実施例の場合は、貫通孔３１の内部の形状が２つの円錐台形の底面同志を重ねあわせた形状となっている点で図１の実施例とは相違している。
【００３２】
貫通孔３１をこのように形成することによっても上記図１に示す実施例と同様の理由によって従来例に比べてより確実に液垂れが防止される。
【００３３】
次に図７はさらに他の実施例にかかる液体充填用ノズル板４０を示す拡大側断面図である。この実施例は、図６に示す液体充填用ノズル板３０を２枚重ね合わせて一体に固定することによって製造される。このように構成すれば、貫通穴４１内の中央の突部４５部分においても液体を保持しようとする力が働き、同時に貫通穴４１の長さが長くなるので、さらに効果的に液体だれが防止できる。
【００３４】
次に図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれさらに他の実施例にかかる液体充填用ノズル板の貫通穴の構造を示す拡大側断面図である。
【００３５】
即ち液体充填用ノズル板の貫通穴は、同図（ａ），（ｂ）に示すように、その下端部のみに突部４６，４７を設けても良いし、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、中央のみに突部４８，４９を設けても良い。
【００３６】
なお上記各実施例においては貫通穴の形状（平面形状）を円形としたが、本発明はこれに限られず、正方形、長方形、楕円形、多角形など、他の形状としてもよいことは言うまでもない。
【００３７】
〔参考例〕
図９は参考例にかかる液体充填用ノズル板５０の要部拡大平面図である。同図に示すようにこの液体充填用ノズル板５０に設ける貫通孔５１の形状は、細長いスリット形状に形成されている。
【００３８】
貫通孔１１をこのように形成することによって従来例に比べてより確実に液垂れが防止されることが、本願発明者の実験によって確認された。その理由は以下のように考えられる。
【００３９】
即ち、本参考例にかかる貫通穴５１の場合は、向き合う長手方向の２辺５３，５３同志が接近しているので、その分表面張力が増加し、これによって同じ面積の他の形状（円や正方形）の貫通穴に比べて液垂れが生じにくくなるものと考えられる。２つの辺５３，５３を接近させれば表面張力が増加することは、例えば、２枚の平板を平行に接近させてその下端を水槽に漬けた場合、該２枚の平板の間隔が狭ければ狭いほど毛細管現象によって両平板に挟まれた空間において引き上げられる水柱の高さが高くなる現象からも分かる。
【００４０】
なおこの参考例にかかる液体充填用ノズル板５０の開孔率Ｆは５０％前後とした。開孔率Ｆの式を以下に示す。
【００４１】
Ｆ＝｛（２ＷＬ_１−０．４３Ｗ）／ＳＬ_２｝×１００（％）
なお、Ｗ ：貫通穴５１の幅（短い側）
Ｌ_１：貫通穴５１の幅（長い側）
Ｌ_２：長い側に向かう貫通穴５１間のピッチ
Ｓ ：短い側に向かう貫通穴５１間のピッチ
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる液体充填用ノズル板によれば、効果的に液垂れが防止できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第１発明の１実施例にかかる液体充填用ノズル板１０の要部拡大側断面図である。
【図２】本願発明にかかる液体充填用ノズル板１０と従来例にかかる液体充填用ノズル板８０の作用について比較説明するための図である。
【図３】他の実施例にかかる液体充填用ノズル板２０の要部拡大側断面図である。
【図４】液体充填用ノズル板２０の製造方法の１例を示す図である。
【図５】液体充填用ノズル板２０の他の製造方法を示す図である。
【図６】他の実施例にかかる液体充填用ノズル板３０を示す要部拡大側断面図である。
【図７】他の実施例にかかる液体充填用ノズル板４０を示す拡大側断面図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれさらに他の実施例にかかる液体充填用ノズル板の貫通穴の構造を示す拡大側断面図である。
【図９】参考例にかかる液体充填用ノズル板５０の要部拡大平面図である。
【図１０】液体充填装置の要部を示す概略側断面図である。
【図１１】従来の液体充填用ノズル板８０を示す図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図１２】液体充填用ノズル板８０の要部拡大側断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０ 液体充填用ノズル板
１１，２１，３１，４１，５１ 貫通孔
１３ 内周面
１５，２３，３５，４５，４６，４７，４８，４９ 突部
６７ 液体充填管

Claims (1)

1. 多数の貫通孔を設けた板体からなり、液体充填管の下端開口部に取り付けて該液体充填管内に充満した液体の表面張力によって該液体の流出を防止する液体充填用ノズル板において、
   前記液体充填用ノズル板に設ける貫通孔の内周面側には、貫通孔の内径を小さくする方向に向かって周状に突出する突部を設けたことを特徴とする液体充填用ノズル板。

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