JP4908298B2 - バルブ組立用治具 - Google Patents

Description

本発明は、ビール缶等の容器の注入口に当接してビール等の液体を注入するバルブユニットの構成部品を組付若しくは分解するためのバルブ組立用治具に関する。

例えば、特許文献１には、ボールバルブの弁箱のステム孔にステムを自動装着するバルブ組立装置が記載されている。また、特許文献２には、ライン配管が加圧状態のままバルブの分解、修理を行う治具が記載されている。また、特許文献３には、工具を用いずに、弁体がケース本体に対して着脱自在なバタフライバルブ装置が記載されている。
特開平０５−０５７５３６号公報 特開２００３−０９７７６１号公報 特開２０００−２５７７２６号公報

従来のバルブユニットに対する構成部品の組付や分解は、専用工具を用いて熟練者が行っているが、現状では１人又は２人の熟練者が手作業で行うため締め付けトルクや組み付け寸法等にばらつきが生じてしまう。また、構成部品同士を接触させた状態で増締めや分解を行うため部品に傷等が付いてしまう。このような締め付けトルクのばらつきや傷はバルブ開度が変動する要因となり、例えば、缶に注入されるビールの入味量のばらつきを招く。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、増締めや分解時に部品に傷を付けず、組み付け寸法等のばらつきを低減し、且つ作業の迅速化に寄与する治具を実現することである。

上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るバルブ組立用治具は、容器の注入口に当接して液体を注入するバルブユニット１０のバルブ本体１１に対し、バルブ開口部を形成するバルブシート１６の組付又は分解を行うためのバルブ組立用治具であって、前記バルブシートを前記バルブ本体に予め仮締結させた状態で、前記バルブ開口部が上方に向いた状態で前記バルブ本体を治具本体に位置決めして固定するクランプ部４３，４４と、前記バルブシートの上端面に係合するように当該バルブシートの上端面の形状に対応した形状部６４を有するアダプタ６０と、前記アダプタを前記バルブシートの上端面に押圧するよう鉛直軸方向に移動可能な押圧部と、を有し、前記押圧部は、鉛直上方に付勢されると共に鉛直軸方向に移動可能な軸部５１と、前記軸部を鉛直下方に移動するように操作するハンドル部５３と、前記ハンドル部の操作により前記アダプタが前記バルブシートの上端面を押圧した状態を保持するように前記軸部を鉛直軸まわりに回転可能に固定させる固定部５４と、を有する。

また、好ましくは、前記バルブシートは、前記バルブ本体の内周面に螺合されることを特徴とする請求項１に記載の治具。

本発明によれば、増締めや分解時に部品に傷を付けず、組み付け寸法等のばらつきを低減し、且つ作業の迅速化に寄与する治具を実現できる。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

［バルブユニットの構成］
図１は、本実施形態のバルブ組立用治具により組付及び分解されるバルブユニットの全体構成を示す側断面図である。図２は、図１のバルブ本体の側断面図（ａ）及び缶口部材の側断面図（ｂ）である。

本実施形態のバルブ組立用治具により組付及び分解されるバルブユニット１０は、例えば、ビール製造工程で空缶にビールを充填するフィラーと呼ばれるビール充填装置（不図示）に搭載される。

図１及び図２に示すように、１１は中空円筒状の外形を有するバルブ本体である。バルブ本体１１の外周面には、バルブ本体１１をフィラーに取り付けるための矩形平板状の支持板１２が固定されている。この支持板１２には、ノズル１３により連通又は遮断が切り替えられる流路１２ａが形成されている。

バルブ本体１１の下端部の外周面には、缶等の容器の注入口に当接する円筒状の缶口部材１４が固定されている。また、缶口部材１４の環状の先端フランジ面には全周に亘って溝１４ａが形成されており、この溝１４ａに樹脂製のシール材１５が圧入され、容器の注入口に当接し密閉する。缶口部材１４の側面には、バルブ本体１１を上下方向に作動させる駆動軸（図３参照）が接続されるアーム部１４ｂが形成されている。

一方、バルブ本体１１の下端部の内周面には、バルブ開口部を形成するバルブシート１６が固定されている。更に、バルブシート１６のバルブ開口部には、リキッドコーンと呼ばれる円錐状の弁部材１７が設けられている。弁部材１７は、バルブ本体１１内を貫通して鉛直上方に延びる中空円筒状のハウジング２０の下端部に螺合されて固定されている。１９は不使用時に保護や衛生上の目的で缶口部材１４の先端面を覆う着脱可能なカバー部材である。

ハウジング２０の内部には中空状の弁軸部材１８が収容されており、この弁軸部材１８の上端部の外周面に設けられたスプリング２１，２２及びスペーサ２３により中立位置に付勢されている。また、ハウジング２０は、バルブ本体１１の上端部の内周面に対して所定距離だけスライド可能であり、ハウジング２０の外周面に設けられたスプリング２４により付勢されている。また、弁軸部材１８は、上部ストッパ２５及び下部ストッパ２６により上方への移動が規制され、下部ストッパ２６により下方への移動が規制される。弁部材１７は、ハウジング２０がバルブ本体１１の内周面に対して相対的に鉛直軸方向に往復動作することにより弁部材１７を駆動してバルブシート１６のバルブ開口部を開閉する。

ハウジング２０の上端部に取り付けられたプレッシャキャップ３０から上方に延びる弁軸部材１８の上端部には、吸盤状のリッドシール２７がナット２８により固定されている。また、弁軸部材１８の下端部には、上下方向に所定距離だけ浮動可能な球体２９ａを有する弁機構２９が取り付けられ、容器内に注入された液体の液面が缶口部材１４に近づくにつれて球体２９ａが上昇し、液面が所定位置になったときに弁軸部材１８の下端開口部を閉塞することで弁軸部材１８の中空孔１８ａの連通が遮断される。

次に、バルブユニット１０の駆動機構について説明する。

図３は、本実施形態のバルブユニットの駆動機構を示す正面図（ａ）、（ａ）のｉ−ｉ断面図（ｂ）及び（ａ）の上面図（ｃ）である。

図３に示すように、バルブユニット１０は支持板１２を介してベース部材１に支持される。また、缶口部材１４のアーム部１４ｂには、上方に延びる駆動軸３１が回動自在に連結されている。駆動軸３１は、下部が支持板１２、上部がベース１に対して夫々軸受３２を介してスライド可能に支持されている。また、駆動軸３１は、駆動軸３１の外周に設けられたスプリング３３により下方に付勢されつつ、駆動軸３１の中央部分に取り付けられた駆動ローラ３４が上下に移動するのに連動して上下方向に駆動される。

また、ベース１における駆動軸３１の上端部近傍には、駆動ローラ３５の上下動によりリンク部材３６が揺動して回動する回動軸３７が設けられ、回動軸３７がリンク部材３８を介してバルブユニット１０のハウジング２０（及び弁軸部材１８）を上下方向に移動させることで弁部材１７が上下に作動しバルブシート１６が開閉される。

即ち、駆動軸３１が下方の位置Ｐ１に移動することで、缶口部材１４が容器の注入口２に密着し、この状態でバルブシート１６を開成することで液体が容器内に注入されていくと同時に、容器内のエアが押し出されつつ、弁軸部材１８の中空孔１８ａを通って不活性ガスが容器内に注入される。また、駆動軸３１が上位置Ｐ２に移動することで、缶口部材１４が容器の注入口２から離間し、バルブシート１６が弁部材１７により閉成された状態となり、液体の注入が停止される。

［治具の構成］
図４は、本発明に係る実施形態のバルブ組立用治具の正面図（ａ）、側断面図（ｂ）及び平面図（ｃ）である。但し、図４（ａ）及び（ｃ）では、上部の構成部材は省略して示している。

図４に示すように、本実施形態のバルブ組立用治具は、基板４１と、基板４１から上方に延びる４本の脚部４２と、脚部４２の上端部で上下反転された状態のバルブユニット１０の支持板１２を位置決めする固定台４３と、バルブユニット１０の支持板１２を固定台４３に固定するクランプ部４４と、固定台４３下方の脚部４２に設けられ、上下反転された状態のバルブ本体１１の上端部（使用状態）に位置するハウジング２０ａに当接して保持する保持部４５と、脚部４２から固定台４３の上方に延びて上端部が水平方向に折曲げられたアーム部４６と、アーム部４６に対して上下方向に移動可能に支持された押圧部４７と、を備える。

基板４１、脚部４２、固定台４３、及びアーム部４６は金属製であり、固定台４３の上面及び保持部４５は夫々支持板１２及びバルブ本体１１との滑りを良くするためにナイロン樹脂等で構成される。クランプ部４４は固定台４３に固定されており、作業者が操作可能なレバー４８を有する。

固定台４３には、バルブユニット１０の支持板１２と略同じ寸法（幅、長さ及び厚さ）の凹状の収容部が形成されている。この収容部は、バルブユニット１０の支持板１２と略同じ長さ及び厚さの対向する側壁部４３ａと略同じ幅及び厚さの後壁部４３ｂとで囲まれたスペースとして形成されている。更に、各側壁部４３ｂには、バルブユニット１０の支持板１２の浮きを抑える浮き止め板４３ｃが形成されている。

押圧部４７は、軸受４９を介してアーム部４６に対して上下方向にスライド可能及び鉛直軸まわりに回転可能に軸支される軸部５１と、軸部５１の上端部に設けられてスプリング５２により上方に付勢されている軸部５１を下方に押し下げるためのハンドル部５３と、軸部５１を押し下げた位置で固定する固定ねじ５４と、軸部５１の下端部に装着されてバルブユニット１０の弁部材１７の端面に係合する組付用アダプタ６０を下方に押圧する円錐状の係止部５５と、を有する。

図５は、組付用アダプタの構成を示す上面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。

図５に示すように、組付用アダプタ６０は、バルブシート１６をバルブ本体１１の内周面に螺合する際に使用される部品であり、逆凹状のアダプタ本体６１の上面部に、アダプタ６０をレンチ等で回転させるための矩形状の突起部６２が形成されている。この突起部６２の上端部には、係止部５５の円錐状の先端部を係合させる穴部６３が形成されている。また、アダプタ本体６１の外周部には一対の対向する壁部６４が形成されている。この壁部６４は、バルブシート１６の先端部の外周面に形成された一対の切欠部に対応した形状を有する。

図６は、保持部４５に介装される補助部品を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

図６に示すように、補助部品７０は、複数の形状の異なるバルブユニット１０が存在する場合に、バルブユニット１０を固定台４３に固定する際にバルブ本体１１の上端部に位置するハウジング２０ａと保持部４５との間に介装することで、ハウジング２０をバルブ本体１１に対して（つまり、弁部材１７をバルブシート１６に対して開弁する方向に）移動させてバルブシート１６と弁部材１７との間に隙間を形成し接触しないようにするために使用される。この補助部品７０は、バルブユニット１０のハウジング２０との干渉を避けるためのＵ字状の切欠部７１が形成され、バルブ本体１１の形状に応じたテーパ状や溝状に形成された表面部７２を有する。

［組付・分解手順］
次に、図４を参照して、本実施形態のバルブ組立用治具を用いてバルブユニット１０に対する弁部材の組付及び分解を行う手順について説明する。

図４（ｂ）に示すように、必要に応じて補助部品７０を介装することで弁部材１７がバルブシート１６に接触しない状態でバルブユニット１０の支持板１２をクランプ部４４で固定台４３に固定する。

次に、アダプタ６０をバルブシート１６の外周面の切欠部に係合させてハンドル部５３を押し下げて、突起部６２の上端部に係止部５５の円錐状の先端部を係合させて押圧した状態で固定ねじ５４を締めて固定する。

この状態で、アダプタ６０の突起部６２をトルクレンチ等で回転させることで、バルブシート１６を所定のトルクで締め付け或いは緩めることができる。

これにより、増締めや分解時に部品に傷を付けず、組み付け寸法等のばらつきを低減し、且つ作業を迅速化することができる。

本実施形態のバルブ組立用治具により組付及び分解されるバルブユニットの全体構成を示す側断面図である。 図１のバルブ本体の側断面図（ａ）及び缶口部材の側断面図（ｂ）である。 本実施形態のバルブユニットの駆動機構を示す正面図（ａ）、（ａ）のｉ−ｉ断面図（ｂ）及び（ａ）の上面図（ｃ）である。 本発明に係る実施形態のバルブ組立用治具の正面図（ａ）、側断面図（ｂ）及び平面図（ｃ）である。 組付用アダプタの構成を示す上面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。 補助部品を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

符号の説明

１０ バルブユニット
１１ バルブ本体
１２ 支持板
１３ ノズル
１４ 缶口部材
１５ シール材
１６ バルブシート
１７ 弁部材
１８ 弁軸部材
１９ カバー部材
２０ ハウジング
２１，２２，２４ スプリング
２３ スペーサ
２５，２６ ストッパ
２７ リッドシール
２８ ナット
２９ 弁機構
３０ プレッシャキャップ
３１ 駆動軸
３２ 軸受
３３ スプリング
３４，３５ 駆動ローラ
３６，３８ リンク部材
３７ 回動軸
４１ 基板
４２ 脚部
４３ 固定台
４４ クランプ部
４５ 保持部
４６ アーム部
４７ 押圧部
４８ レバー
４９ 軸受
５１ 軸部
５２ スプリング
５３ ハンドル部
５４ 固定ねじ
５５ 係止部
６０ 組付用アダプタ
７０ 補助部品

Claims (2)

1. 容器の注入口に当接して液体を注入するバルブユニットのバルブ本体に対し、バルブ開口部を形成するバルブシートの組付又は分解を行うためのバルブ組立用治具であって、
   前記バルブシートを前記バルブ本体に予め仮締結させた状態で、前記バルブ開口部が上方に向いた状態で前記バルブ本体を治具本体に位置決めして固定するクランプ部と、
   前記バルブシートの上端面に係合するように当該バルブシートの上端面の形状に対応した形状部を有するアダプタと、
   前記アダプタを前記バルブシートの上端面に押圧するよう鉛直軸方向に移動可能な押圧部と、を有し、
   前記押圧部は、鉛直上方に付勢されると共に鉛直軸方向に移動可能な軸部と、前記軸部を鉛直下方に移動するように操作するハンドル部と、前記ハンドル部の操作により前記アダプタが前記バルブシートの上端面を押圧した状態を保持するように前記軸部を鉛直軸まわりに回転可能に固定させる固定部と、を有することを特徴とする治具。
2. 前記バルブシートは、前記バルブ本体の内周面に螺合されることを特徴とする請求項１に記載の治具。

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