JP5156501B2 - 充填バルブ - Google Patents

Description

本発明は、容器内にノンガス液体即ち炭酸ガスを含まない飲料類を充填する充填バルブに係わり、特に、容器口パッキンにより容器内を密封し、容器内の空気をベントチューブから排気しつつ、液通路を介して容器内に液体を充填する所謂グラビティ式の充填バルブに関する。

充填装置は、一般に、バルブ本体の内部に形成された液通路と、この液通路の下流端に設けられて液通路を開閉する液バルブを有する充填バルブを備えており、前記液バルブを開放して容器内に液体を充填するようになっていて、液体の種類としては、炭酸ガス飲料やノンガス飲料などがある。
従来の充填バルブについては、特許文献１に示されているように、炭酸ガス飲料とノンガス飲料に対して兼用としている充填バルブに、充填ノズルの出口側にスクリーンを設けて容器内に異物が混入しないようにしたものが開示されている。

また、特許文献２では、予めみかんの砂のうを詰めた缶にジュースなどの液体を充填する充填装置において、液体充填時に缶内の空気を脱気する脱気管の下方の突出部分の下端面開口部を金網で覆った充填バルブが開示されている。

さらに、特許文献３では、内部に液通路が形成された注液パイプと、注液パイプ内に配置されて内部に排気通路が形成された排気パイプと、排気パイプの下部に設けられ、注液パイプの昇降によって開閉される液バルブおよびエアバルブと、容器の口部を気密にシールするびん口パッキンを有する充填バルブにおいて、前記エアバルブの開口部を覆って固形物の通過を阻止する部材または金網を装着した構造が開示されている。
特開２００４−２１７２４６号公報（図３） 実公昭５８−２０５５７号公報（図４） 特開２００７−１６８８５６号公報（図３）

特許文献１によれば、笠状の弁体（６４）（特許文献１の図中の記号を括弧書きで表示する。以下本段落において同じ。）が、弁体（６４）に対応する座面を持った弁座（４５）に離間・密着して、流路（４３）を開放・閉塞できるようにした充填装置（３０Ａ）において、弁体（６４）の下方に設けられたノズル（７０）内に弁体（６４）と離れてスクリーンメッシュ（７２）を装着した構造としており、ノズル（７０）内にスクリーンメッシュ（７２）を設置する箇所が単純な円筒形状であるため、スクリーンメッシュ（７２）の設置が容易であった。
なお、スクリーンメッシュ（７２）を着脱容易にするような技術は開示されていない。

また、特許文献２によれば、ノンガス飲料用の充填バルブを対象としているが、液通路と空気通路が同心円状の単純な構造のもので、金網の設置が容易な箇所となっていると共に、金網を設けた目的が、充填された缶内の砂のうを含むジュースが脱気管の空気通路に入り込んで脱気管が詰まることを防止することにあり、缶内に充填されようとするジュースの中の異物が缶内に入り込むことを防止する技術は開示されていない。

さらに、特許文献３によれば、グラビティ式のノンガス飲料用充填バルブで、液通路と排気通路が偏心した複雑構造のものを対象としているが、排気パイプの排気口に金網のような細かい孔のあいた部材を装着する目的が、特許文献２の場合と同様に、充填された容器内の固形物を含む液体が、排気パイプの排気通路内に入り込むことを防止することにあり、容器内に充填されようとする液体の中の異物が容器内に入り込むことを防止する技術は開示されていない。

容器に飲料等を充填する場合に、食品衛生上の観点で異物混入防止を強く要求されていることから、構造が複雑で、スクリーンを設置しにくいグラビティ式のノンガス飲料用充填バルブにおいても異物混入防止用のスクリーンを設けるようにするという課題があった。
また、スクリーンは、充填液種が多様になってきていることから充填液種に相応したメッシュの大きさのスクリーンに容易に交換できるように、また、洗浄を容易に、かつ、頻繁に行えるように、充填バルブからの着脱を容易にすることが要求されている。

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
（１）第１の手段の充填バルブは、内部に液通路が形成された筒状体と、該筒状体の内側に配置され、その内部に空気通路が形成されたベントチューブと、該ベントチューブの下部に設けられ、前記筒状体との相対移動によって開閉される液バルブおよび空気バルブと、容器の口部に密着して容器内を密封する容器口パッキンとを有する充填バルブにおいて、液バルブの開口部の前記筒状体の内側に、液バルブの開口部以上の大きさを持ったスクリーンを設けて、液体を充填中の容器内への異物の混入を防止し、前記ベントチューブの前記液バルブの位置に、前記ベントチューブの下部のノズルとの間に前記スクリーンを嵌装して、該スクリーンを着脱容易に保持できるスクリーン保持枠を設けたことを特徴とする。

（２）第２の手段の充填バルブは、前記第１の手段の充填バルブにおいて、前記スクリーン保持枠を、前記ベントチューブの前記液バルブの位置に、長さが液バルブの開口部の高さよりも大きく、その外筒が前記筒状体の内筒より僅かに小さい直径で、液バルブ側に液バルブの開口部に相応する大きさの開口部を有し、空気バルブ側に空気バルブの開口部に相応する大きさの開口部を有する薄肉管を、該薄肉管の下端が前記ベントチューブの下部の液バルブ体の前記液バルブ開口部の直下箇所に位置するように、前記液バルブ体の外径部に設けた段差部に液バルブ体の外径よりもはみ出さないように固着して構成したことを特徴とする。
（３）第３の手段の充填バルブは、前記第２の手段の充填バルブにおいて、前記液バルブ体の前記液バルブ開口部の直下箇所の外径部に、その下端が前記スクリーン保持枠設置用の段差の下端よりも上方の位置にくるように２段目の段差を設けて、該２段目の段差と前記スクリーン保持枠内側とで構成される断面がＣ形の溝に前記スクリーンを嵌装するようにしたことを特徴とする。

（４）第４の手段の充填バルブは、前記第３の手段の充填バルブにおいて、前記スクリーンを、高さが前記スクリーン保持枠の高さに適合し、断面形状が円形の一部を欠いたＣ形として、該スクリーンが前記スクリーン保持枠内側の断面Ｃ形の溝に嵌装されるような形状に構成したことを特徴とする。

請求項１〜４に係わる本発明は、ノンガス飲料用充填バルブの液バルブ部にスクリーンを設け、前記スクリーンを前記液バルブ部に対して着脱容易な構造としたので、飲料が充填される容器への異物の混入を防止でき、前記スクリーンの交換を容易に行え、また、洗浄を容易に、かつ、頻繁に行えるという効果を有する。

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明の実施の形態を図１〜図４によって説明する。
図１は、本発明を適用した充填バルブの充填前で、容器が充填バルブに係合しようとしている状態を示す側面断面図である。図２は、図１の充填バルブの充填中の状態を示す側面断面図である。図３は、前記充填バルブの液バルブ部を拡大した一部断面図の側面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面の拡大図である。

図において、充填バルブ１の円筒状のバルブ本体上部１１は、液体３が一定の液面３ａの高さに溜められているフィラーボウル２の底板に明けられた孔２ａに、その上部を突き出し、図示しないシールリングでフィラーボウル２の底板と液密に固設され、フィラーボウル２内の液体３を内部に導入する液流入孔１１ａを有しており、バルブ本体下部６と螺合等により一体結合されている。前記バルブ本体上部１１の筒内を液密にシールされて摺動自在に貫通している摺動体１２は、下端に液バルブ１０および空気バルブ７の外筒を形成している筒状体８を嵌め込み、溶接等により一体に結合しており、液通路９を有している。

１３はベントチューブで、フィラーボウル２内の液面３ａより上方で上端１３ａが開口し、固定部１３ｂにおいてバルブ本体上部１１に固定され、中間部はバルブ本体上部１１および摺動体１２、筒状体８の中を通る空気通路１３ｃとなっている。ベントチューブ１３の下端部に溶接等で一体に固定されたノズル３１は、側面に開口する排気口３０と共に液バルブ１０の注液口３２を形成するノズル３１が一体に結合されている。
また、２４は液バルブ１０および空気バルブ７を形成するシールリングである。
前記摺動体１２は、前記バルブ本体上部１１の段差部１１ｂと摺動体１２の段差部１２ａとの間に装填された圧縮ばね１４により下方へ付勢されるようになっていると共に、前記バルブ本体下部６のフランジ６ａと前記摺動体１２のフランジ１２ｂの当接により定位置から下方へ移動しないようになっている。

５は充填バルブ１の下方で容器４を載せられて容器４を昇降させる容器台で、図示しない昇降手段により昇降するようになっている。１７は容器４が上昇する際に容器４の口部をセンタリングするセンタリングベルで、容器口パッキン１８を有しており、該容器口パッキン１８は容器４の口部天面が押し付けられることにより容器４内を気密にシールするようになっている。

容器４が上昇すると、容器口パッキン１８を介してセンタリングベル１７の上面がスペーサ４３に当接して、スペーサ４３，４２，４１を介して摺動体１２が、圧縮ばね１４の付勢に押し勝って上昇し、摺動体１２の段部１２ｃがバルブ本体１１の下端１１ｃに当接すると上昇が停止するようになっている。スペーサ４１，４２，４３は、筒状体８に外挿されるとともに、摺動体１２の下端に脱着可能に固定されている。
なお、スペーサ４１，４２，４３は、容器４内に充填される液体３の液面高さ、即ち入味高さを調整するためのもので、必要に応じて取り替えられる。

また、センタリングベル１７は、センタリングベル１７と螺合している外筒１６、外筒１６と螺合している摺動ブッシュ１５を介して、該摺動ブッシュ１５の内筒部１５ａがバルブ本体下部６の外筒部６ｂに摺動しながらガイドされて昇降するようになっており、摺動ブッシュ１５の下端部１５ｂがバルブ本体下部６の段差６ｃと当接することにより定位置から下方へ移動しないようになっている。

２０は、容器４に充填されようとしている液体３の中に異物があった場合に、容器４内に異物を混入させないように阻止するスクリーンで、充填対象の液種、阻止対象の異物の大きさにより、メッシュの大きさが適宜に選定される。２１は、その内筒側にスクリーン２０を保持するスクリーン保持枠で、その外筒が前記筒状体８の内筒より僅かに小さい直径となっていて、高さ方向は上端が注液口３２の開口部ＶＬより上方になり、下端が液通路下部斜面３１ｃよりも下方になるように、ノズル３１の外周の段差部３１ａにノズル３１の外周よりもはみ出さないようにノズル３１を巻くような形で溶接等により固着され、注液口３２の開口部ＶＬに相応する部分に開口部２１ａを形成していると共に排気口３０の開口部ＶＡに相応する部分に開口部２１ｂを形成しており、ノズル３１の２段目の段差部３１ｂと該スクリーン保持枠２１の内側とにより断面形状がＣ形の溝２３を形成するようになっている。

また、スクリーン２０は、高さが前記スクリーン保持枠２１の内筒側に収められたとき、前記スクリーン保持枠２１の上方にはみ出る高さとなり、断面形状が円形の一部を欠いたＣ形で、前記スクリーン保持枠２１の内側の断面Ｃ形の溝２３に嵌装されるようになっており、充填中は脱落せずに、スクリーン２０を交換する場合または洗浄する場合には、スクリーン保持枠２１に対して押し下げおよび引き上げをすることにより容易に着脱できる構成となっている。

次に、本実施の形態に係わる充填バルブの作用を説明する。
容器台５に載置された容器４が上昇すると、容器４の口部天面が容器口パッキン１８に当接し、さらに上昇すると容器口パッキン１８を介してセンタリングベル１７を持ち上げ、さらにセンタリングベル１７の上面がスペーサ４３に当接し、スペーサ４３，４２，４１を介して摺動体１２とともに筒状体８が上昇する。筒状体８の下端が図３の図示Ｃの位置からＤの位置に向かって上昇すると、液バルブ１０が開口して開口部ＶＬを形成すると共に空気バルブ７が開口して開口部ＶＡを形成し、液通路９の液体３が矢印Ｌに沿って容器４内に充填されると共に、容器４内の空気が押し出されて矢印Ａに沿って空気バルブ７の開口部ＶＡを経由してベントチューブ１３内に入り込み、空気通路１３ｃを経由して上端１３ａの開口部からフィラーボウル２内の液面３ａの上方の空間に押し出される。
液バルブ１０の開口部ＶＬから液体３が容器４に充填される際、液体３がスクリーン２０を通って流れるため、液通路９の中の液体３に異物があった場合には、異物がスクリーン２０で阻止されて容器４内に混入しない。

容器４へ充填された液体３が容器４内を上昇して、空気バルブ７の開口部ＶＡの上端に達すると、液体３は、ベントチューブ１３内に入り、空気通路１３ｃ内を上昇して、容器４内の上部空間内の圧力が充填される液体３の供給圧力と平衡したときに液体３の流入が停止する。液体３の流入が停止すると、図示しない昇降手段により容器台５が下降し、容器４の下降に伴って、圧縮ばね１４の付勢を受けた摺動体１２および筒状体８が下降して、液バルブ１０が閉じられ、次いで空気バルブ７が閉じられて充填は終了する。なお、空気バルブ７が閉じられる前に、ベントチューブ１３内に入っていた液体３は、容器４の下降によって作られる負圧により容器４内に吸い戻される。
充填バルブ１を装備した充填機が停止している間に、充填液種の変更に伴い、メッシュの大きさが異なったスクリーン２０に交換するとき、あるいは、スクリーン２０を洗浄するとき等において、スクリーン２０はスクリーン保持枠２１に対して容易に着脱できる。

本発明の実施の形態に係わる充填バルブの充填前で、容器が充填バルブに係合しようとしている状態を示す側面断面図である。 図１の充填バルブの充填中の状態を示す側面断面図である。 図１および図２の充填バルブの液バルブ部を拡大した一部断面図の側面図である。 図３のＢ−Ｂ断面の拡大図である。

符号の説明

１…充填バルブ、
３…液体、
４…容器、
７…空気バルブ、
８…筒状体、
９…液通路、
１０…液バルブ、
１１…バルブ本体上部、
１２…摺動体、
１３…ベントチューブ、
１３ｃ…空気通路、
１８…容器口パッキン、
２０…スクリーン、
２１…スクリーン保持枠、
２３…溝、
３１…ノズル、
３１ａ…段差部、
３１ｂ…（２段目の）段差部、
ＶＡ…（空気バルブの）開口部、
ＶＬ…（液バルブの）開口部

Claims (4)

1. 内部に液通路が形成された筒状体と、該筒状体の内側に配置され、その内部に空気通路が形成されたベントチューブと、該ベントチューブの下部に設けられ、前記筒状体との相対移動によって開閉される液バルブおよび空気バルブと、容器の口部に密着して容器内を密封する容器口パッキンとを有する充填バルブにおいて、液バルブの開口部の前記筒状体の内側に、液バルブの開口部以上の大きさを持った、液体を充填中の容器内への異物の混入を防止するスクリーンを設け、
   前記ベントチューブの前記液バルブの位置に、前記ベントチューブの下部のノズルとの間に前記スクリーンを嵌装して、該スクリーンを着脱容易に保持できるスクリーン保持枠を設けたことを特徴とする充填バルブ。
2. 請求項１に記載する充填バルブにおいて、前記スクリーン保持枠を、前記ベントチューブの前記液バルブの位置に、長さが液バルブの開口部の高さよりも大きく、その外筒が前記筒状体の内筒より僅かに小さい直径で、液バルブ側に液バルブの開口部に相応する大きさの開口部を有し、空気バルブ側に空気バルブの開口部に相応する大きさの開口部を有する薄肉管で構成するとともに、該薄肉管の下端が前記ベントチューブ下部のノズルの前記液バルブ開口部の直下箇所に位置するようにし、前記ノズルの外径部に設けた段差部に同ノズルの外径よりもはみ出さないように固着して構成したことを特徴とする充填バルブ。
3. 請求項２に記載する充填バルブにおいて、前記ノズルの前記液バルブ開口部の直下箇所の外径部に、その下端が前記スクリーン保持枠設置用の段差の下端よりも上方の位置にくるように２段目の段差を設けて、該２段目の段差と前記スクリーン保持枠内側とで構成される断面Ｃ形の溝に前記スクリーンを嵌装するようにしたことを特徴とする充填バルブ。
4. 請求項３に記載する充填バルブにおいて、前記スクリーンを、高さが前記スクリーン保持枠の高さに適合し、断面形状が円形の一部を欠いたＣ形として、該スクリーンが前記スクリーン保持枠内側の断面Ｃ形の溝に嵌装されるような形状に構成したことを特徴とする充填バルブ。

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