JP4480227B2 - Nozzle for fixed quantity filling - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動体を所定量ずつ計量して充填するための定量充填用のノズルに関し、特に、固形物が混入された流動体(具の入ったカレーやシチュー等)を所定量ずつ計量して充填するのに好適な定量充填用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
液体や粘性体のような流動体を所定量ずつ計量して充填するための装置については、従来から様々な分野で種々の構造のものが公知となっており(例えば、特開昭55−158518号公報,特開昭57−68304号公報,特開昭60−58304号公報,特開平7−329902号公報,特開平10−129610号公報等参照)、一方、無菌状態で充填できる充填ノズルであって、充填物が固形物を混入した食品等であっても、固形物がノズルの通路中に詰まったりすることなくスムーズに充填できるようにした充填ノズルについても従来から公知となっている(特公昭52−10064号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように従来から様々な分野で使用されている公知の定量充填装置については、その殆どが均質な流動体(液体や粘性体)を定量充填するためのものであって、具の入ったカレーやシチューのような固形物が混入された高粘度の流動体を充填するために使用した場合、固形物が装置の通路中に詰まったりすることで、充填量にバラツキがでたり生産効率が悪くなったりするような虞がある。
【0004】
一方、特公昭52−10064号公報に示されている充填ノズルについては、固形物が混入された流動体の食品(具の入ったカレーやシチュー等)を充填する場合に、固形物がノズルの通路中に詰まったりすることなくスムーズに充填できるようにしてはいるが、充填物を所定量ずつ正確に計量して充填するものではないため、各回の充填量にバラツキがでる虞がある。
【0005】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするもので、流動体を所定量ずつ計量して充填するための定量充填用のノズルについて、充填物が固形物を混入した高粘度の流動体であっても、ノズルの通路に固形物を詰まらせることなく、一回毎の充填量を正確に計量して、計量した充填物を残すことなく正確且つ迅速に充填できるようにすることを課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、固形物が混入された流動体を所定量ずつ計量して充填するために、充填物を貯留するタンクの底部に固定的に設置される定量充填用ノズルにおいて、大内径の計量シリンダの下方を小内径の排出シリンダとしたアウターシリンダに対して、排出シリンダと同じ内径のインナーシリンダを、排出シリンダの上端との間に所定の間隔を空けた状態で計量シリンダの内側に同芯的に配設し、上端が貯留タンク内に開放されるように貯留タンクの底部に固定されるアウターシリンダと、流動体中に混入された固形物が通過可能な連結部分を介してアウターシリンダと固定的に連結されるインナーシリンダに対して、計量シリンダの内面とインナーシリンダの外面に摺接するようにアウターピストンを上下動自在に配設し、インナーシリンダの内面と排出シリンダの内面に摺接するようにインナーピストンを上下動自在に配設すると共に、インナーピストンの下部を、インナーシリンダと排出シリンダの間を閉鎖できる長さの円柱状の密閉栓部に形成し、インナーピストンの密閉栓部から上方の部分を、大きく外部に開放された空間部を有する連通経路部に形成することを特徴とするものである。
【0007】
上記のような構造の定量充填用ノズルによれば、同芯的に配置されているアウターピストンとインナーピストンを順次上下往復動させるだけの簡単な動作により、固形物が混入された高粘度の流動体を充填する場合でも、途中で固形物を詰まらせることなく、タンク内に貯留されている充填物を、インナーピストンの連通経路部を通して計量シリンダ内に導入して所定量に計量してから、アウターピストンにより計量シリンダから押し出すことで排出シリンダを通して流下させた後、更に、インナーピストンの密閉栓部により排出シリンダから完全に押し出すことで、計量した所定量を確実且つ迅速に充填することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の定量充填用ノズルの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の定量充填用ノズルについて、図1は、ノズル自体の構造を示し、図2は、ノズルが設置された充填装置の全体の外観を示し、図3〜図6は、充填時におけるノズルの作動状態を示すものである。
【0009】
本実施形態の定量充填用ノズル1は、固形物が混入された流動体の食品(具の入ったカレーやシチュー等)を所定量ずつ計量してカップ容器に連続的に充填するために、図2に示すように、充填物となる流動体の食品が貯留されているタンク2の底部に設置されるものであって、図示していないが、クリーンルーム内(クラス10,000の空気清浄度)に設置されている無菌充填ラインにおいて、このノズル1によるカップ容器への食品の充填は、特に空気清浄度が高レベル領域として画成されたクリーンブース内(クラス100の空気清浄度)で行われるようになっている。
【0010】
定量充填用ノズル1は、図1に示すように、大内径の計量シリンダ12の下方に小内径の排出シリンダ13を設けたアウターシリンダ11に対して、排出シリンダ13と同じ内径のインナーシリンダ14を、排出シリンダ13の上端との間に所定の間隔を空けた状態で計量シリンダ12の内側に同芯的に配設すると共に、計量シリンダ12の内面とインナーシリンダ14の外面とに摺接するようにアウターピストン16を上下動自在に配設し、インナーシリンダ14の内面や排出シリンダ13の内面に摺接するようにインナーピストン17を上下動自在に配設したものである。
【0011】
ノズル1のシリンダ部分となるアウターシリンダ11とインナーシリンダ14は、充填物となる食品を貯留するタンクの底部に適宜の結合手段で固定的に設置されるものであって、本実施形態では、アウターシリンダ11は、分解可能に連結される複数の部品11a,11b,11c,11dにより構成されており、インナーシリンダ14は、上方の部品11aの上端部で、食品中に混入されている固形物が詰まらないような連結部分(例えば、少ない本数の細いブリッジ部分等)14aを介して、アウターシリンダ11と固定的に連結されている。
【0012】
アウターシリンダ11において、その上部は、部品11a,11bおよび部品11cの一部分により大きな内径の計量シリンダ12として形成されており、その下部は、部品11cの大部分と部品11dにより小さな内径の排出シリンダ13として形成されていて、アウターシリンダ11の部品11cの計量シリンダ12と排出シリンダ13の間に形成される段部15は、傾斜角度が約30°の逆円錐状の傾斜面となっている。
【0013】
ノズル1のピストン部分となるアウターピストン16とインナーピストン17は、貯留タンクを上方から貫通しているアウターロッド18とインナーロッド19のそれぞれの下端に螺着により着脱可能に連結されており、異なるタイミングで交互に上下往復駆動される各ロッド18,19の動きに連れてそれぞれ上下往復動するものであって、計量シリンダ12とインナーシリンダ14の間に配設されるアウターピストン16では、その下端面16aがアウターシリンダ11の段部15の傾斜面と合致する逆円錐状の傾斜面に形成されている。
【0014】
一方、インナーシリンダ14(及び排出シリンダ13)の内側に配設されるインナーピストン17では、インナーシリンダ14と排出シリンダ13の間を閉鎖できる長さで、インナーピストン17の下部が中実円柱状の密閉栓部17aとして形成されており、この密閉栓部17aから上方の部分は、中空円筒体の周壁部分の一部だけが支柱として残されたような状態で、大きく外部に開放された空間部を有する連通経路部17bとして形成されている。
【0015】
なお、そのようなインナーピストン17について、更に本実施形態では、充填物が連通経路部17bの底部に留まることなく計量シリンダ12内にスムーズに流入するように、連通経路部17bの底面(密閉栓部17aの上端面)が上方に突出した傾斜面17cに形成されており、また、充填物の排出後に密閉栓部17aの下端面に付着した充填物の液状体が滴り落ちるのを防止するために、密閉栓部17aの下端面には適宜の形状の凹凸(例えば、複数のリング状溝を同芯的に設けることによる凹凸等)17dが形成されている。
【0016】
上記のような構造を備えた本実施形態の定量充填用ノズル1について、その充填時の作動状態を図3〜図6によって以下に説明する。
【0017】
固形物が混入された流動体の食品を貯留するタンク内では、攪拌板3が上下往復動することで固形物が偏らないように食品が常に攪拌されており、そのようなタンクの底部に設置されているノズル1では、図示していないが、アウターピストン16とインナーピストン17が共に下限位置にある状態で、インナーシリンダ14と排出シリンダ13の間がアウターピストン16により密閉され、排出シリンダ13がインナーピストン17の密閉栓部17aにより密閉されていて、タンクの内部とインナーピストン17の連通経路部17bは連通されている。
【0018】
そのようにアウターピストン16とインナーピストン17が共に下限位置にある状態から、図3に示すように、アウターロッド18が上昇するのに連れてアウターピストン16が上昇すると、アウターピストン16が上限位置で停止するまでは、アウターピストン16の上昇により発生する吸引力によって、食品が固形物を混入した高粘度の流動体であっても、タンク内の食品はインナーピストンの連通経路部17bを通って計量シリンダ12内に強制的に導入される。
【0019】
次いで、アウターピストン16が上限位置で停止した状態から、インナーロッド19が上昇するのに連れてインナーピストンの密閉栓部17aが上昇すると、インナーシリンダ14と排出シリンダ13の間が密閉栓部17aにより一時的に閉鎖されて、所定量の食品が計量シリンダ12により正確に計量されてから、図4に示すように、タンク内から計量シリンダ12への食品の流入が遮断された状態で、インナーシリンダ14と排出シリンダ13の間が開くことにより、計量シリンダ12で計量された所定量の食品だけが、排出シリンダ13を通って下方に落下し始めることで充填が開始される。
【0020】
次いで、図5に示すように、インナーピストン17が上限位置で停止した状態(密閉栓部17aによりタンク内から計量シリンダ12への食品の流入を遮断している状態)から、アウターロッド18が下降するのに連れてアウターピストン16が下降すると、計量シリンダ12内にある食品は、固形物が混入された高粘度の流動体であっても、アウターピストン16により計量シリンダ12から強制的に残らず押し出され、排出シリンダ13を通って下方に落下することで充填される。
【0021】
そして、図6に示すように、アウターピストン16が下限位置で停止した状態から、インナーロッド19が下降するのに連れてインナーピストン17が下降すると、計量シリンダ12から排出シリンダ13に押し出された食品は、インナーピストン17の密閉栓部17aによって排出シリンダ13から強制的に残らず押し出され、インナーピストン17が下限位置で停止した段階で、その回の充填が完了して次回の充填に連続的に移行することとなる。
【0022】
上記のように作動する本実施形態の定量充填用ノズル1によれば、同芯的に配置されているアウターピストン16とインナーピストン17を異なるタイミングで交互に上下往復動させるだけの簡単な機構により、固形物が混入された高粘度の流動体を充填する場合でも、ノズルの通路に固形物を詰まらせることなく、一回毎の充填量を正確に計量してから、計量した流動体をノズル内に残すことなく正確且つ迅速に連続して充填することができる。
【0023】
なお、本実施形態では、インナーピストン17の連通経路部17bの底面を上方に突出した傾斜面17cに形成していることで、連通経路部17bの底面に固形物を留めるようなことなく、連通経路部17bから計量シリンダ12内への充填物の流入をスムーズに行わせることができる。
【0024】
また、本実施形態では、アウターシリンダ11の計量シリンダ12と排出シリンダ13の間にある段部15を逆円錐状の傾斜面に形成すると共に、この段部と対向するアウターピストン16の下端面16aを逆円錐状の傾斜面に形成していることで、計量シリンダ12で計量した所定量の充填物をスムーズに排出シリンダ13に流出させることができる。
【0025】
さらに、本実施形態では、インナーピストン17の密閉栓部17aの下端面に適宜の形状で凹凸17dを形成していることにより、密閉栓部17aの下端面に対する液体の表面張力が大きくなり、密閉栓部17aにより排出シリンダ13から充填物を押し出した後で、密閉栓部17aの下端面に付着した液状の充填物が滴り落ちるのを防止することができることから、連続的に搬送されている容器に充填する際に、充填終了後に充填物が滴り落ちて容器の縁部に付着したりするのを防止することができる。
【0026】
以上、本発明の定量充填用ノズルの一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に示した具体例にのみ限定されるものではなく、その用途については、カレーやシチューのような固形物が混入された食品の無菌充填に好適なものではあるが、無菌充填以外の充填にも使用可能であり、また、ノズル自体の構造についても、実施形態で示した具体的な構造に限らず、例えば、アウターシリンダとインナーシリンダをどのような部品で形成するか等、適宜設計変更可能なものであることは言うまでもない。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の定量充填用ノズルによれば、アウターピストンとインナーピストンを交互に上下往復動させるだけの簡単な機構により、固形物が混入された高粘度の流動体を充填する場合でも、ノズルの通路に固形物を詰まらせることなく、一回毎の充填量を正確に計量してから、計量した充填物をノズル内に残すことなく、正確且つ迅速に所定量ずつ連続して充填することができて、各回の充填量にバラツキがでたり、生産効率が悪化したりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定量充填用ノズルの一実施形態を示す部分断面側面図。
【図2】図1に示したノズルが設置されている定量充填装置の外観を示す側面図。
【図3】図1に示したノズルの計量時の状態を示す縦断面図。
【図4】図1に示したノズルの充填開始時の状態を示す縦断面図。
【図5】図1に示したノズルの充填中途時の状態を示す縦断面図。
【図6】図1に示したノズルの充填終了時の状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 定量充填用ノズル
11 アウターシリンダ
12 (アウターシリンダの)計量シリンダ
13 (アウターシリンダの)排出シリンダ
14 インナーシリンダ
15 (アウターシリンダの)段部
16 アウターピストン
16a (アウターピストンの)下端面
17 インナーピストン
17a (インナーピストンの)密閉栓部
17b (インナーピストンの)連通経路部
17c (連通経路部の底部の)傾斜面
17d (密閉栓部の下端面の)凹凸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quantitative filling nozzle for weighing and filling a fluid by a predetermined amount, and in particular, measures a fluid (such as curry or stew containing a solid) mixed with a solid by a predetermined amount. It is related with the nozzle for fixed quantity filling suitable for filling.
[0002]
[Prior art]
As devices for measuring and filling fluids such as liquids and viscous materials by predetermined amounts, various structures have been known in various fields (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-158518). No. 57-68304, No. 60-58304, No. 7-329902, No. 10-129610, etc.), on the other hand, with a filling nozzle that can be filled in aseptic conditions In addition, even when the filling material is a food mixed with a solid material, a filling nozzle that can be filled smoothly without clogging the solid material in the passage of the nozzle has been conventionally known ( (See Japanese Patent Publication No. 52-10064).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as for the well-known fixed amount filling apparatus conventionally used in various fields as mentioned above, most of them are for quantitatively filling a homogeneous fluid (liquid or viscous material). When used to fill fluids with high viscosity mixed with solids such as curry and stew, solids clogged in the passage of the device, resulting in variations in the filling amount. There is a possibility that efficiency may deteriorate.
[0004]
On the other hand, in the filling nozzle shown in Japanese Patent Publication No. 52-10064, when filling a fluid food (such as curry or stew containing ingredients) mixed with solid matter, Although it is possible to smoothly fill the passage without being clogged, the filling amount is not accurately measured and filled by a predetermined amount, and there is a possibility that the filling amount varies each time.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a high-viscosity flow in which a solid material is mixed with a filling material for a fixed-quantity filling nozzle for weighing and filling a fluid by a predetermined amount. Even if it is a body, it is possible to accurately measure the amount of each filling without clogging solid matter in the nozzle passage so that it can be filled accurately and quickly without leaving a weighed filling. It is to be an issue.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is fixedly installed at the bottom of a tank for storing a filling in order to measure and fill a fluid mixed with solid matter by a predetermined amount. In the fixed-quantity filling nozzle, an inner cylinder with the same inner diameter as the discharge cylinder is spaced a predetermined distance from the upper end of the discharge cylinder with respect to the outer cylinder having a small inner diameter discharge cylinder below the large inner diameter measuring cylinder. The outer cylinder is concentrically arranged inside the measuring cylinder and is fixed to the bottom of the storage tank so that the upper end is opened in the storage tank, and the solid matter mixed in the fluid passes through it. above for linkage portion inner cylinder fixedly connected to the outer cylinder via the outer piston to sliding contact with the inner surface of the inner cylinder outer surface of the metering cylinder The inner piston can be moved up and down so as to be in sliding contact with the inner surface of the inner cylinder and the inner surface of the discharge cylinder, and the lower part of the inner piston can be closed between the inner cylinder and the discharge cylinder. A cylindrical sealing plug portion is formed, and a portion above the sealing plug portion of the inner piston is formed in a communication path portion having a space portion that is largely open to the outside.
[0007]
According to the quantitative filling nozzle having the above-described structure, a high-viscosity flow in which solid matter is mixed by a simple operation of reciprocating up and down sequentially the outer piston and inner piston arranged concentrically. Even when filling the body, without clogging solids on the way, the filling stored in the tank is introduced into the measuring cylinder through the communication path part of the inner piston, and measured to a predetermined amount, After flowing out from the discharge cylinder by being pushed out from the measuring cylinder by the outer piston, the predetermined amount weighed can be reliably and quickly filled by further pushing out from the discharge cylinder by the sealing plug portion of the inner piston.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the quantitative filling nozzle of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the nozzle for fixed quantity filling of this embodiment, FIG. 1 shows the structure of nozzle itself, FIG. 2 shows the external appearance of the whole filling apparatus in which the nozzle was installed, FIGS. The operation state of the nozzle in is shown.
[0009]
The
[0010]
As shown in FIG. 1, the fixed-
[0011]
The
[0012]
In the
[0013]
The
[0014]
On the other hand, the
[0015]
In addition, with respect to such an
[0016]
With respect to the
[0017]
In the tank that stores the fluid food mixed with solid matter, the stirring plate 3 is reciprocated up and down so that the solid matter is always stirred so that the solid matter is not biased, and installed at the bottom of such a tank. In the
[0018]
As shown in FIG. 3, when the
[0019]
Next, when the
[0020]
Next, as shown in FIG. 5, the
[0021]
Then, as shown in FIG. 6, when the
[0022]
According to the
[0023]
In the present embodiment, the bottom surface of the
[0024]
Further, in the present embodiment, the
[0025]
Furthermore, in this embodiment, by forming the
[0026]
As mentioned above, although one embodiment of the nozzle for quantitative filling of the present invention was described, the present invention is not limited only to the specific example shown in the above embodiment, and its use is like curry or stew. a solids albeit suitable to aseptic filling of food products mixed, but it can also be used to fill non-aseptic filling, as for the structure of the nozzle itself, the specific structure shown in embodiment limited without, for example, or the like formed in any part of the outer cylinder and the inner cylinder, it goes without saying as it can be designed and changed.
[0027]
【The invention's effect】
According to the quantitative filling nozzle of the present invention as described above, when a high-viscosity fluid mixed with solid matter is filled by a simple mechanism that reciprocates the outer piston and the inner piston alternately up and down. However, without clogging the solid matter in the nozzle passage, accurately measure the amount of each filling, and then continuously and accurately by a predetermined amount without leaving the weighed filling in the nozzle. Thus, it is possible to prevent the filling amount from being varied and the production efficiency from being deteriorated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing an embodiment of a quantitative filling nozzle of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an appearance of a constant-quantity filling apparatus in which the nozzle shown in FIG. 1 is installed.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state when the nozzle shown in FIG. 1 is weighed.
4 is a longitudinal sectional view showing a state at the start of filling of the nozzle shown in FIG. 1;
5 is a longitudinal sectional view showing a state in the middle of filling of the nozzle shown in FIG.
6 is a longitudinal sectional view showing a state at the end of filling of the nozzle shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
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