JP5368127B2 - ダイアフラム式バルブ - Google Patents

Description

本発明は、容器に飲料及び置換ガスを充填する充填装置に用いられ、気体の流れを制御するためのダイアフラム式バルブに関する。

ビールや発泡酒等の飲料を容器に充填する充填装置には充填バルブユニットが設けられ、充填バルブユニット内には飲料充填の際に容器内の空気を二酸化炭素ガス等の置換ガスに置換するための配管と弁とが適宜設けられている。これらの弁はダイアフラムを有し、空圧操作により開閉動作が行われている（例えば、特許文献１参照。）。その他、ダイアフラムが設けられている充填装置に関する先行技術文献として例えば特許文献２及び３が存在する。

特開２００５−３１３９２８号公報 特開２００１−３１１９７号公報 特開平８−２９５３９６号公報

開閉動作するダイアフラムに対して、受け手側の取付け面には容器内の空気や置換ガスが流れる通路が接続し、ダイアフラムがその取付け面に接触又は離間することにより空気等の流れを制御している。取付け面には接続する通路によって形成される穴部が設けられ、ダイアフラムにはリング形状の凸部が設けられ、取付け面の穴部の周囲を凸部が覆うことにより弁の閉時に空気等が流れないようにシールしている。しかしながら、取付け面に対して空気等の通路が傾斜して設けられているため穴部が楕円形状となり、ダイアフラムの開閉動作に伴い凸部が穴部に接触してダイアフラムに亀裂が発生することがある。

そこで、本発明は、使用時の破損を防止できるダイアフラム式バルブを提供することを目的とする。

本発明のダイアフラム式バルブは、容器（Ｃ）に飲料及び置換ガスを充填する充填装置に設けられるダイアフラム式バルブ（１２〜１４）であって、前記置換ガスを含む気体の流れを制御するためのダイアフラム（２０）と、前記ダイアフラムが取り付けられる取付け面（２２ａ〜２２ｃ）に対して傾斜して接続される、前記気体が流れる通路（８ａ、１０ａ、１１ａ）と、を有し、前記取付け面と接触する前記ダイアフラムの動作面（２０ａ）には、前記通路により前記取付け面に形成される楕円の穴（２３ａ〜２３ｃ）の周囲を取り囲むように、楕円の環状に突出する凸部（２０ｂ）が設けられていることにより上記課題を解決する。

本発明のダイアフラム式バルブによれば、気体が流れる通路に面するダイアフラムの動作面には、凸部が楕円環状に設けられているので、通路が傾斜して接続することによって取付け面に形成される楕円形状の穴の周囲を凸部が取り囲んで通路を密閉することができる。凸部を楕円環状としているので、取付け面の穴に接触しないように動作させることができ、穴の縁と接触することによる凸部の破損を防止することができる。従って、ダイアフラムの耐久性を向上することができ、安定した動作性能を実現することができる。

本発明のダイアフラムの一形態において、前記動作面が、フッ素樹脂でコーティングされていてもよい。この形態によれば、動作面がフッ素樹脂でコーティングされているので、通路に気体が流れる際に、充填する飲料のミストがともに流れ込むことを原因とする取付け面と動作面との間のべたつきを抑えて動作面と取付け面との固着を防ぐことができる。これにより、ダイアフラムの動作不良を防止することができる。それとともに、べたつきによる固着でダイアフラムに欠けが生じることも防止することができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上、説明したように、本発明のダイアフラム式バルブにおいては、気体が流れる通路に面するダイアフラムの動作面には、凸部が楕円環状に設けられているので、通路が傾斜して接続することによって取付け面に形成される楕円形状の穴の周囲を凸部が取り囲んで通路を密閉することができる。凸部を楕円環状としているので、取付け面の穴に接触しないように動作させることができ、穴の縁と接触することによる凸部の破損を防止することができる。従って、ダイアフラムの耐久性を向上することができ、安定した動作性能を実現することができる。

本発明の一形態に係るダイアフラムが適用される充填バルブユニットの概略図。 図１の破線Ｌにてバルブ本体からエアオペレーションバルブユニットを取り外した状態のバルブ本体を示す図。 ダイアフラムの斜視図。 ダイアフラムの断面図。

図１に本発明の一形態に係るダイアフラムが適用される充填バルブユニットの概略図を示す。充填バルブユニット１はビールや発泡酒等の飲料を容器としての缶Ｃに充填する充填装置に設けられている。充填装置は、所定の回転軸線を中心として水平に旋回可能なスターホイール式搬送機構を有し、その外周には、所定のピッチで配置される複数の充填バルブユニット１と、各充填バルブユニット１と上下方向に位置を揃えるようにして缶Ｃを取り込む複数のポケット（不図示）とが設けられている。

充填バルブユニット１は、バルブ本体２と、そのバルブ本体２の内部に配置された弁体３と、その弁体３を上下方向の軸線に沿って駆動するシリンダ装置４と、飲料を充填する際に二酸化酸素ガス等の置換ガスを容器に充填するためのエアオペレーションバルブユニット５とを備えている。バルブ本体２の内部流路２ａは、飲料供給管６を介して不図示のフィラーボールと接続され、飲料供給管６に設置されたタービンメータ７にて飲料の流量が測定される。弁体３が図示の開位置にあるときはバルブ本体２の下端部の弁座２ｂと弁体３との間に隙間が生じ、飲料供給管６から内部流路２ａを経て缶Ｃに飲料が充填される。弁体３が開位置よりも下方に駆動されると、弁体３が弁座２ｂに密着して内部流路２ａが閉鎖され、缶Ｃに対する飲料の供給が阻止される。

弁体３の中心線上にはガス流路３ａが設けられ、そのガス流路３ａは、ガス流路８を介してフィラーボールのヘッドスペースと接続されている。バルブ本体２の下端部には気体抜き路９がバルブ本体２を一周するように設けられている。気体抜き路９を流れる気体は、一対のガス流路１０、１１を介して回収される。ガス流路８、１０、１１はそれぞれ、エアオペレーションバルブユニット５を経由して接続されており、エアオペレーションバルブユニット５には、それぞれの流路８、１０、１１に対してダイアフラム式バルブとしてのバルブ１２、１３、１４が設けられている。バルブ１２を開くと、フィラーボール内の置換ガスをガス流路３ａから缶Ｃ内に送り込み、あるいは余剰の置換ガスをフィラーボールへと戻すことができる。また、バルブ１３、１４を開くと、缶Ｃ内部の気体（空気又は置換ガス）を回収することができる。

図２に図１の破線Ｌにてバルブ本体２からエアオペレーションバルブユニット５を取り外した状態のバルブ本体２を示す。エアオペレーションバルブユニット５に設けられているバルブ１２〜１４はそれぞれ、ダイアフラム２０を有し、駆動装置２１による空圧操作でダイアフラム２０を動作させてバルブ１２〜１４の開閉を行うダイアフラム式バルブである。図３にダイアフラム２０の斜視図、図４にダイアフラム２０の断面図をそれぞれ示す。ダイアフラム２０は、バルブ本体２の取付け面２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（特に区別しない場合は参照符号２２で代表することがある。）のそれぞれに対して、その動作面２０ａが接触するようにして取り付けられる。バルブ本体の取付け面２２ａ〜２２ｃには、ガス流路８、１０、１１がそれぞれ接続され、バルブ１２〜１４が開状態となると、通路としての中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａと接続通路８ｂ、１０ｂ、１１ｂとが連結して気体が流れる。取付け面２２における中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａは、取付け面２２に対して傾斜して接続されているため、中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａにより取付け面２２ａ〜２２ｃにそれぞれ形成される穴２３ａ〜２３ｃ（特に区別しない場合は参照符号２３で代表することがある。）は、楕円形状となる。

ダイアフラム２０の動作面２０ａには、楕円の環状に突出する凸部２０ｂが設けられている。動作面２０ａは連続した面を有し、その中央に位置する凸部２０ｂの内側は、凹んだ椀形状を有している。凸部２０ｂの内径が取付け面２２の穴２３の長径及び短径よりも大きくなるように、凸部２０ｂは形成され、ダイアフラム２０の動作時に凸部２０ｂが穴２３に接触しないように構成されている。バルブ１２〜１４が閉状態となると、中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａの周囲が凸部２０ｂにより覆われて密閉され、気体の流れが遮断される。

ダイアフラム２０は、ゴム製で、かつ動作面２０ａには、フッ素樹脂によるコーティングが施されている。これにより、取付け面２２とダイアフラム２０との固着を防止して動作安定性を向上させている。動作面２０ａの裏面側に位置する駆動面２０ｃには駆動装置２１が取り付けられ、各取付け面２２ａ〜２２ｃに取り付けられたダイアフラム２０をそれぞれ駆動させる。駆動装置２１は、取付け面２２に対してダイアフラム２０の凸部２０ｂを接触又は離間させ、各バルブ１２〜１４の開閉動作を制御する。駆動装置２１は周知技術を利用して構成してもよい。また、各バルブ１２〜１４に対して共通して設けられていてもよい。なお、ダイアフラム２０の内部には、アラミド補強布２０ｄが埋め込まれ、ダイアフラム２０の耐久性を向上させている。

ダイアフラム２０の動作を説明する。各バルブ１２〜１４の開時には、駆動装置２１が凸部２０ｂを取付け面２２から離間させ、中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａと接続通路８ｂ、１０ｂ、１１ｂとがそれぞれ連結することにより空気や置換ガスが流れる。一方、各バルブ１２〜１４の閉時には、駆動装置２１が凸部２０ｂを取付け面２２に接触させ、穴２３を密閉することにより、中心側通路８ａ、１０ａ、１１ａと接続通路８ｂ、１０ｂ、１１ｂとが遮断されて空気等の流れを止める。凸部２０ｂと穴２３とが接触しないので、穴２３の縁に接触する等して凸部２０ｂに亀裂が生じることを防止できる。また、各バルブ１２〜１４に空気等が流れる際に、飲料のミストが空気等とともに流れ込むことがあり、取付け面２２とダイアフラム２０との間のべたつきの原因となっているが、フッ素樹脂にて動作面２０ａをコーティングすることにより、べたつきによるダイアフラム２０の動作不良を防止することができる。それとともに、べたつきによる固着でダイアフラム２０に欠けが生じることも防止することができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、複数のバルブ１２〜１４に対してダイアフラム２０を有するダイアフラム式バルブを設けたが、ダイアフラム２０は、装置の構成に応じて適宜設けることができる。動作面２０ａに対する凸部２０ｂの位置、大きさ、形状等についても、相手側の穴２３の形状等に応じて適宜変更してよい。

１ 充填バルブユニット
２ バルブ本体
５ エアオペレーションバルブユニット
８、１０、１１ ガス流路
８ａ、１０ａ、１１ａ 中心側通路（通路）
２０ ダイアフラム
２０ａ 動作面
２０ｂ 凸部
２２ａ〜２２ｃ 取付け面
Ｃ 缶（容器）

Claims (2)

1. 容器に飲料及び置換ガスを充填する充填装置に設けられるダイアフラム式バルブであって、
   前記置換ガスを含む気体の流れを制御するためのダイアフラムと、前記ダイアフラムが取り付けられる取付け面に対して傾斜して接続される、前記気体が流れる通路と、を有し、
   前記取付け面と接触する前記ダイアフラムの動作面には、前記通路により前記取付け面に形成される楕円の穴の周囲を取り囲むように、楕円の環状に突出する凸部が設けられていることを特徴とするダイアフラム式バルブ。
2. 前記動作面が、フッ素樹脂でコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム式バルブ。

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