JP4687275B2

JP4687275B2 - 充填バルブ

Info

Publication number: JP4687275B2
Application number: JP2005186214A
Authority: JP
Inventors: 了典川向; 伸坂井
Original assignee: Shibuya Machinery Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: JP2007001643A

Description

本発明は、エアシリンダ等の駆動手段によって弁体を作動させてバルブを開閉し、貯液タンクに貯留した液体を充填ノズルを介して容器内に充填する充填バルブに関するものである。

特許文献１に記載された充填装置は、充填ノズルがそれぞれ上方の弾性体チューブおよび給液ホースを介して充填液タンクに接続され、弾性体チューブに設けられた液バルブを開閉することにより、前記充填液タンクから送られた充填液を容器内に充填するようになっている。

また、特許文献２に記載された液状物充填ノズルは、下端に開口部を備える充填筒と、この充填筒内を昇降する弁ロッドと、弁ロッドの先端に連結された弁本体とを有し、弁本体が前記開口部から下方へ突出すると、充填筒内の液状物が開口部から流下するようになっており、前記弁ロッドの先端部外周に、充填筒の内壁との間に所定の間隙を画定する中子を設け、この中子の外周に充填筒の内壁面との隙間を縦方向に仕切る仕切爪を備えた構成を有している。前記充填筒には、上部の側壁に液状物導入部が接続され、充填液が充填筒内に導入される。
特許第２９２１４５０号公報（第２−３頁、図４）特開平９−５８６１５号公報（第３−４頁、図１）

前記特許文献１の構成では、充填バルブとは別の位置に設置した貯液タンクから、ホースを介してノズルへ充填液を送るようにしているので、装置全体としての設置面積が大きくなるという問題があった。

また、特許文献２に記載された発明の構成では、充填筒の側方から液が導入され、充填筒内を落下するので、液が旋回しながら流下し充填筒の開口部から拡がるように放出されるという問題があった。

本発明は、駆動手段により弁体を進退動させて液バルブを開閉し、充填ノズルを介して容器内に液体を充填する充填バルブにおいて、貯液タンクの下面側に形成された液出口に接続されて液体が導入される導入部、この導入部よりも大径で導入部と逆の端部が閉塞部材によって閉塞された流通部およびこの流通部の側部に設けられて充填ノズルが接続される排出口を有する流路が形成された管状体と、前記閉塞部材を貫通して流通部内に挿入した作動ロッドを進退動させる前記駆動手段と、前記作動ロッドの先端に取り付けられ前記流通部内を移動して、導入部と流通部との間を連通遮断する前記弁体と、前記導入部内の弁体よりも上流側に設けられたオリフィスと、前記充填ノズルの吐出口に装着したスクリーンメッシュとを備え、前記流通部内で、前記弁体を液体の流れる方向に移動させて前記液バルブを開放し、流通部に流入した液体を前記排出部に接続された充填ノズルから容器に充填するとともに、前記弁体を前記充填ノズル側への液体の流れ方向と逆方向に移動させて、前記充填ノズル内に残留した液体の落下を防止しながら前記液バルブを閉鎖することを特徴とするものである。

本発明の充填バルブは、充填装置全体の設置面積を小さくすることができ、しかも、流路内に設けたオリフィスによって充填する液体の流量を絞ることにより、流路内を旋回する液体の勢いを低減することができ、充分に整流した状態で容器内に液体を充填することができる。また、弁体を液体の流れる方向と逆の方向に移動させてバルブを閉じるので、充填ノズル内の液体に吸引する力を作用させることができ、充填終了後の液だれを防止することができる。

液体が導入される導入部とこの導入部よりも大径の流通部とこの流通部の導入部と逆の端部を閉塞部材によって閉鎖した流路を有する管状体の、前記閉塞部材を貫通させて駆動手段の作動ロッドを流通部内に挿入し、この作動ロッドの先端に取り付けた弁体によって前記導入部と流通部との間を開閉するように構成し、さらに、前記導入部内の弁体よりも上流側にオリフィスを設け、弁体を液体の流れる方向に移動させて流路を開放することにより、前記管状体の側部に形成した排出口に接続した充填ノズルから容器内に液体を充填し、充填終了時には、前記液体の流れ方向と逆方向に弁体を移動させてバルブを閉鎖するようにしたので、液だれを防止するという目的を達成することができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る充填バルブ２を備えた充填装置の側面図、図２は前記充填バルブ２の縦断面図である。この充填装置は、基台４上に支柱６を介して固定された貯液タンク８と、この貯液タンク８の下面に取り付けられた充填バルブ２と、この充填バルブ２による充填位置Ａ（充填ノズル１０の下方の位置）に容器１２を搬入するスターホイール１４等を備えており、液体が充填される容器１２は、ガイド１６に案内されつつ容器搬送コンベヤ１８によって搬送され、基台４上に設置されたスターホイール１４に保持されて回転搬送され、前記充填位置Ａに供給される。容器１２が充填位置Ａに停止すると、充填バルブ２の内部に設けられた液バルブ２０を開放して貯液タンク８内の液体を充填ノズル１０から容器１２内に充填する。液体が充填された容器４は、ガイド１３に案内されて図１の手前方向に排出される。

前記貯液タンク８の底面８ａには貫通孔８ｂが形成され、この貫通孔８ｂ内に前記充填バルブ２の上端部が取り付けられている。充填バルブ２は、前記貫通孔８ｂ内に一端が挿入され、内部に充填液の上部流路２２ａが形成された上部筒体２２と、この上部筒体２２の下面に結合され、内部に前記流路２２ａに連通する流路（後に説明する導入部２４ａと流通部２４ｂ）が形成されたメイン筒体２４と、このメイン筒体２４の下端部に結合されて前記流通部２４ｂの下端部を閉塞する閉塞部材２６とを備えている。前記上部筒体２２の内部に形成された上部流路２２ａに連通するメイン筒体２４の内部の流路は、前記上部流路２２ａから液体が流入する小径の導入部２４ａと、その下方に導入部２４ａへの液体の流入方向と同一方向に連続する大径の流通部２４ｂとを備えており、その流通部２４ｂの導入部２４ａと逆の端部となる下端が前記閉塞部材２６によって閉塞されている。この閉塞部材２６は、その上端に形成されたテーパー部２６ａが流通部２４ｂ内に挿入されており、その部分の流路面積が狭くなっている。

メイン筒体２４の、前記閉塞部材２６のテーパー部２６ａが挿入されて流路面積が狭くなっている部分の側壁に排出口２４ｃが形成されており、この排出口２４ｃに前記充填ノズル１０が接続されている。この充填ノズル１０の下端の吐出口１０ａにスクリーンメッシュ２８が装着されている。

前記閉塞部材２６の下面に、液バルブ２０の駆動手段としてのエアシリンダ３０が固定されている。このエアシリンダ３０のピストンロッド３２は、閉塞部材２６の内部を貫通してメイン筒体２４の上部まで延びており、その先端３２ａに、前記充填液の流路２４ａ、２４ｂを連通遮断する液バルブ２０の弁体３４が固定されている（図２および図３参照）。この弁体３４の上部に大径部３４ａが形成されており、この大径部３４ａの上面側にＯリング３６が嵌着されている。前記メイン筒体２４内の流路は、前述のように上端に小径の導入部２４ａが、そして、その下方に大径の流通部２４ｂが形成されており、これら導入部２４ａと流通部２４ｂとの間の段部２４ｄに、前記液バルブ２０の弁座が形成されている。前記エアシリンダ３０の作動によりピストンロッド３２が伸張すると、弁体３４のＯリング３６が前記弁座（段部２４ｄ）に圧着されて液バルブ２０が閉じ、ピストンロッド３２が収縮すると弁体３４が前記弁座２４ｄから離れて液バルブ２０が開放する。

前記弁体３４の下部側にテーパー状の小径部３４ｂが形成されており（図３では図示を省略しているので図２を参照）、この小径部３４ｂと、前記閉塞部材２６の上端のテーパー部２６ａの外面との間に、ピストンロッド３２の外面をシールするシリコンチューブ３８が装着されている。そして、このシリコンチューブ３８の内側の、ピストンロッド３２の外周面にばね４０が装着されている。このばね４０は、シリコンチューブ３８が中折れすることを防止するものであり、付勢力は作用させていない。

前述のようにエアシリンダ３０のピストンロッド３２の上端には弁体３４が固定されており、さらにこの弁体３４の上端にオリフィス部材４２が取り付けられている。このオリフィス部材４２は、メイン筒体２４の上端に形成された流路の導入部２４ａの内径よりも僅かに小さい外径を有する円形のプレートの、三方の面４２ａを切り欠いた形状をしている。この切り欠かれた面４２ａと導入通路２４ａの内面との間の隙間がオリフィス４４を構成している。この実施例では、オリフィス部材４２は弁体３４と一体になっており、エアシリンダ３０の駆動による弁体３４の進退動とともに前記導入部２４ａ内を進退動する。

以上の構成に係る充填バルブ２の作動について説明する。充填開始前は、図２に示すように、エアシリンダ３０によってピストンロッド３２を伸張させた状態で、弁体３４に装着されているＯリング３６を上方の弁座２４ｄに押しつけて液バルブ２０を閉じている。この状態で、容器搬送コンベヤ１８によって搬送されてきた容器１２がスターホイール１４に受け渡され、このスターホイール１４の回転によって充填ノズル２の下方の充填位置Ａに送られると、エアシリンダ３０が作動してピストンロッド３２を下降させ、弁体３４のＯリング３６を弁座２４ｄから離座させて液バルブ２０を開放する。

この充填バルブ２は貯液タンク８の底面８ａに直接取り付けてあり、貯液タンク８の底面８ａに形成された液出口から上部筒体２２内の上部流路２２ａ、メイン筒体２４内の導入部２４ａ、オリフィス部材４２の切り欠き４２ａと導入部２４ａ内面との間のオリフィス４４および開放した液バルブ２０を通って、メイン筒体２４の導入部２４ａよりも下部側の流通部２４ｂに流入し、メイン筒体２４下部の側壁に形成された排出口２４ｃに接続されている充填ノズル１０を通って容器１２内に充填される。この実施例では、流路２２ａ、２４ａ、２４ｂ内の液体の流れ方向（上方から下方）と同一方向に弁体３４が移動して液バルブ２０を開放する。

充填終了時には、エアシリンダ３０によって下降していた弁体３４を上昇させ、弁体３４の外周に装着されているＯリング３６を、小径の導入部２４ａと大径の流通部２４ｂとの間の段部２４ｄ（弁座）に着座させて液バルブ２０を閉じる。この実施例のように貯液タンク８の底面８ａに直づけした充填バルブ２の場合には、オリフィスが無い構成では、貯液タンク８内の充填液の圧力が流路に直接作用しているが、この実施例のように小径の導入部２４ａ内にオリフィス４４を設けたことにより、充填ノズル１０側に作用する圧力を抑えることができ、液バルブ２０閉鎖後の液だれを防止することができる。しかも、この実施例では、液バルブ２０の弁体３４を充填ノズル１０側への液体の流れ方向と逆方向に移動させて液バルブ２０を閉鎖するようにしているので、充填ノズル１０内の液体を吸引する状態になり、充填ノズル１０内に残留した液体の落下（液だれ）を防止することができる。なお、この実施例では、オリフィス部材４２が小径の導入部２４ａ内でストロークするように構成されているが、さらに下降して、大径の流通部２４ｂ内まで移動するようにしてもよい。この場合にも、液バルブ２０の閉鎖時には、オリフィス部材４２が小径の導入部２４ａ内に戻って、オリフィス４４により流路を絞った状態にしてから弁体３４を弁座２４ｄに着座させるので、前記実施例と同様の効果を奏することができる。

この実施例の充填バルブ２の構成では、流路（特に小径の導入部２４ａ）内に流量の上限を規制するオリフィス４４を設けたので、液バルブ２０の最終ストロークにおける開度のばらつきに影響を受けることなくバルブ全開位置での流量を設定することができる。しかも、オリフィス４４を構成するオリフィス部材４２を液バルブ２０の弁体３４と一体として設けているので、部品点数を少なくすることができ、また、弁体３４とともに取り外すことができるので充填バルブ２内の洗浄性が向上し、しかも、コストダウンを図ることもできる。さらに、オリフィス４４によって流量を絞ることによって流れ落ちる液体の勢いを低減することができ充分に整流した状態で容器１２に充填することができる。また、この充填バルブ２は、貯液タンク８の底面８ａに直づけしているので、従来の構成（特許文献１参照）のように貯液タンクを別置きしてホースを介して液を供給するようにした場合に比較して、装置全体の設置面積を大幅に小さくすることができる。なお、この実施例ではオリフィス４４を弁体３４と一体として進退動する構成としたが、流路内に固定オリフィスとして配置するようにしてもよい。

図４は第２の実施例に係る充填バルブ１０２を示す図であり、充填バルブ１０２の内部の構造は前記実施例と同一であるが、貯液タンク８への取付構造が異なっている。前記実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、相違する部分につてだけ説明する。前記実施例では縦方向に配置されている充填バルブ２が、この実施例では、横向きに配置されている。貯液タンク８の底面８ａには、液出口となる貫通孔が形成されており、この貫通孔に給液管１５０が接続されている。この給液管１５０の他端が、前記充填バルブ１０２内の流路に接続されている。また、前記実施例では、充填ノズル１０が縦方向に配置された充填バルブ２の側壁に接続されているので、充填ノズル１０がＬ字状に折り曲げられて容器１２の口部に対向するようになっていたが、この実施例の充填ノズル１１０は、充填バルブ１０２の筒体の側壁に取り付けられて鉛直方向に延びている。この実施例の充填バルブ１０２も、前記第１実施例の充填バルブ２と同様に作動し同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施例に係る充填バルブを備えた充填装置の側面図である。（実施例１）前記充填バルブの縦断面図である。弁体の要部を拡大して示す斜視図である。第２の実施例に係る充填バルブを備えた充填装置の側面図である。（実施例２）

符号の説明

２充填バルブ
１０充填ノズル
２０液バルブ
２４管状体（メイン筒体）
２４ａ導入部
２４ｂ流通部
２４ｃ排出口
２６閉塞部分（閉塞部材）
３０駆動手段（エアシリンダ）
３２作動ロッド（ピストンロッド）
３４弁体
４４オリフィス

Claims

駆動手段により弁体を進退動させて液バルブを開閉し、充填ノズルを介して容器内に液体を充填する充填バルブにおいて、
貯液タンクの下面側に形成された液出口に接続されて液体が導入される導入部、この導入部よりも大径で導入部と逆の端部が閉塞部材によって閉塞された流通部およびこの流通部の側部に設けられて充填ノズルが接続される排出口を有する流路が形成された管状体と、前記閉塞部材を貫通して流通部内に挿入した作動ロッドを進退動させる前記駆動手段と、前記作動ロッドの先端に取り付けられ前記流通部内を移動して、導入部と流通部との間を連通遮断する前記弁体と、前記導入部内の弁体よりも上流側に設けられたオリフィスと、前記充填ノズルの吐出口に装着したスクリーンメッシュとを備え、
前記流通部内で、前記弁体を液体の流れる方向に移動させて前記液バルブを開放し、流通部に流入した液体を前記排出部に接続された充填ノズルから容器に充填するとともに、前記弁体を前記充填ノズル側への液体の流れ方向と逆方向に移動させて、前記充填ノズル内に残留した液体の落下を防止しながら前記液バルブを閉鎖することを特徴とする充填バルブ。
前記オリフィスが前記弁体に一体として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填バルブ。