JP5930712B2 - 飲料容器用フィッティング - Google Patents

Description

この発明は、ビール樽等の飲料容器の口金として固定されて、ディスペンスヘッドと接続するための飲料容器用フィッティングに関するものであり、さらに詳しくは、口金と取付部材との間隙をなくし異物や雨水等の侵入を完全に防止するとともにメインテナンス作業を軽減することのできる飲料容器用フィッティングに関するものである。

従来のビール樽等の飲料容器では、飲料容器に口金が溶接等によって固定されており、その口金にフィッティングがねじ込まれて取り付けられている。そして、そのフィッティングにディスペンスヘッドが接続される。このディスペンスヘッドを介して飲料容器内に二酸化炭素等の圧力ガスを供給し、飲料容器内の飲料を容器外に注出する。

このような構成の飲料容器では、口金にフィッティングがねじ込み固定されているとはいえ、口金とフィッティングとの間に微少な隙間が存在する。その隙間から雨水や生ビールが侵入する。隙間から侵入したそれらの汚水は、パッキンにより飲料容器内への侵入は阻止されるが、口金とフィッティングとの間に長くとどまり、衛生上好ましいものではない。ビール樽を洗浄し高温殺菌する際に、この隙間内の汚水が沸騰して噴出することから、この隙間内に汚水が溜まっていることを確認することができる。この隙間内の汚水は、ビール樽を炎天下に放置した場合などには、熱膨張して隙間からしみ出てくるおそれがあり、さらには口金内に侵入して生ビールを汚染するおそれもある。

そこで、本発明の発明者らにより、下記の特許文献１および特許文献２のようなフィッティングが提案されている。特許文献１、特許文献２には、飲料容器の口金と取付部材とを一体的に構成した飲料容器用フィッティングが記載されている。この一体型フィッティングでは、ガス弁が、傾斜状態では弁座部の中央孔を通過可能であるが、水平状態では弁座部の中央孔を通過不能である。これにより、ガス弁を傾斜状態としてフィッティング上方から弁座部の中央孔を通して交換可能である。ガス弁を正規の状態である水平状態としてフィッティング内にセットすれば、もはやガス弁がフィッティングから外れることはない。

さらに、本発明の発明者らにより、下記の特許文献３のようなフィッティングが提案されている。特許文献３には、特許文献１および特許文献２のガス弁を改良した飲料容器用フィッティングが記載されている。具体的には、ガス弁の芯金の外周部を上方に折り曲げて小径部としたガス弁を有する飲料容器用フィッティングが記載されている。

特開２００７−５５６１２号公報 国際公開第２００７／０２３７４８号パンフレット 特開２００９−６２０６５号公報

前述のように、飲料容器の口金にフィッティングがねじ込み固定されているものでは、口金とフィッティングとの隙間から汚水等が侵入し、衛生上の問題点があった。特許文献１、特許文献２のようなフィッティングによって、この問題点は解決されるのであるが、以下に説明するような別の問題点が発生する。

特許文献１、特許文献２におけるガス弁は、金属製の芯金の平面外周形状が定径部と小径部とからなるものである。定径部は平面外周形状の直径が一定の部分であり、小径部はその定径部に対して直径が小さい部分である。そして、小径部は平面外周形状が円形の芯金から外周縁の一部を切り取った形状となっている。ガス弁は、このような平面外周形状の金属製芯金と、ゴム等の柔軟性の大きな弁部材とが一体的に成形されたものである。

このガス弁は、閉鎖時にはコイルばねによる付勢力および飲料容器の内部圧力により弁座部に押し付けられている。また、飲料容器の洗浄後の殺菌処理ではガス弁が高温・高圧の環境下に置かれる。このように、ガス弁は、定常的な押圧力を受けたり、一時的に高温・高圧にさらされたりするが、芯金に定径部と小径部があるため、それらの部分に対応する弁部材にも不均一な力が加わることになる。特に小径部に対応する部分の弁部材に過大な力が加わり、長期間の使用によってその部分が変形してしまうことがあった。

また、弁部材と芯金とを一体成形してから常温まで冷却する際に、弁部材には一定の割合で収縮が発生する。芯金に定径部と小径部があるため、その収縮量も定径部と小径部とでは異なり、ガス弁の外周形状が真円からずれることになる。このような外周形状の真円からのずれにより、ガス弁としてのシール性能が損なわれることがあった。

このようなガス弁における問題点を解決するために、特許文献３の飲料容器用フィッティングが提案されたのである。しかし、特許文献３の飲料容器用フィッティングにおけるガス弁は、芯金素材の外周部分のごく一部だけを上方に折り曲げ成形して芯金としたものであり、加工性が悪く不良品なども出やすいというさらに別の問題点が発生した。このためガス弁の製造コストが増加してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、口金と取付部材との間隙をなくし、異物や汚水等の侵入を完全に防止するとともにメインテナンス作業を軽減することができる飲料容器用フィッティングにおいて、ガス弁の部分的な変形を防止して長寿命化するとともに、ガス弁のシール性能を向上させ、さらに、ガス弁を低コストで製造することのできる飲料容器用フィッティングを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の飲料容器用フィッティングは、飲料容器の口金と、前記口金の内周側に設けられた弁座部と、前記口金と一体に設けられた取付部と、上端部が前記取付部に支持された管状のダウンチューブと、前記ダウンチューブの上端部に嵌合され、加圧ガスを容器内部に供給するためのガス弁と、前記ダウンチューブの上端部内部に設けられ、飲料を容器外に注出するための飲料弁とを有し、前記ガス弁は、金属製の芯金と、当該芯金と一体的に成形された柔軟性の大きな弁部材とを備えたものであって、傾斜状態では前記弁座部の中央孔を通過可能であるが、水平状態では前記弁座部の中央孔を通過不能であり、前記芯金は、その平面外周形状として直径が一定の定径部と前記定径部に対して直径が小さい小径部とを備えたものであり、さらに、前記芯金は、円形の外周上の中心に対して対称な４位置に切欠が形成された芯金素材を、隣接する前記切欠の内周側の頂点を結ぶ直線より外周側で前記芯金素材の外周部を上方に折り曲げた形状として、前記小径部を形成したものである。そして、前記芯金素材の前記切欠は、前記芯金素材の外周を構成する円弧形状に滑らかに連続する形状のものである。

また、上記の飲料容器用フィッティングにおいて、前記芯金は、前記小径部を形成するための折り曲げ部分の断面形状が滑らかな曲線形状をなすものであることが好ましい。

また、上記の飲料容器用フィッティングにおいて、前記芯金は、厚さ方向に貫通する貫通孔が前記定径部の近傍に形成されたものであることが好ましい。

また、上記の飲料容器用フィッティングにおいて、前記ガス弁は、前記弁部材および前記芯金に一体的に設けられた補強金具を有するものであることが好ましい。

また、上記の飲料容器用フィッティングにおいて、前記ガス弁は、前記芯金と前記弁部材とを一体成形し、さらに前記補強金具を一体的に接続することにより製造することができる。

また、上記の飲料容器用フィッティングにおいて、前記ガス弁は、前記芯金と前記補強金具とを接続して一体化した金具を、前記弁部材と一体成形することにより製造することができる。

本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。

飲料容器の口金に取付部と弁座部が一体に設けられているので、口金と取付部材の上面の間隙がなく、その間隙への異物や汚水等の侵入は発生しない。これによって、口金部の殺菌処理や異物の除去作業等を軽減することができる。また、パッキンの交換作業をなくし、ガス弁の交換作業も容易に行うことができるので、メインテナンス作業を大幅に軽減することができる。さらに、フィッティングの部品点数を減少させ、飲料容器の製造コストを低減させることができる。

そして、芯金の立上部により小径部を形成することにより、ガス弁の寿命を大幅に延長することができるとともに、ガス弁のシール性能を向上させることができる。また、芯金を４位置に切欠のある芯金素材から成形することにより、加工性が向上して低コストでガス弁を製造することができる。

芯金の小径部を形成するための折り曲げ部分の断面形状が滑らかな曲線形状をなすものでは、小径部を形成する際の折り曲げの曲率が小くなり、立上部として形成された小径部の近傍でも、過大な応力集中が発生せず、芯金の強度、寿命および信頼性が向上する。

図１は、本発明の飲料容器用フィッティングの断面図である。 図２は、ガス弁３を上方から見た平面図である。 図３は、ガス弁３のＸ−Ｘ矢視断面図である。 図４は、ガス弁３のＹ−Ｙ矢視断面図である。 図５は、芯金３１の構成を示す平面図である。 図６は、芯金３１のＶ−Ｖ矢視断面図である。 図７は、芯金３１のＷ−Ｗ矢視断面図である。 図８は、芯金３１を形成するための芯金素材の形状を示す図である。 図９は、ガス弁３の製造手順を示す図である。 図１０は、ガス弁３の他の製造手順を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のフィッティングの断面図である。飲料は生ビールであり、飲料容器はビール樽の場合である。従来のフィッティングは、口金の内周にフィッティングの取付部材をねじ込んで固定したものであったが、本発明のフィッティングでは口金と取付部材が一体となっている。その取付部材を一体とした口金９３が、ビール樽９に溶接によって接続固定されて密封容器となっている。口金９３には一体的に取付部９４が形成されており、口金９３の内周側には弁座部９５が形成されている。弁座部９５は図示のように２段階の傾斜面（円錐内面）により形成されている。なお、弁座部９５は通常の１段階の円錐内面で構成しても良い。

取付部９４にはばねで上方に付勢されたダウンチューブ５が支持されている。ダウンチューブ５の上端部にはガス弁３が固定されており、また、ダウンチューブ５の上端内部にはビール弁４が上方に付勢されて設けられている。ガス弁３はダウンチューブ５とともにコイルばね６によって上方に付勢されており、口金９３内周側の弁座部９５に押し付けられている。ビール弁４は、コイルばね７による付勢力によってガス弁３下部の弁座部分に押し付けられている。ガス弁３およびビール弁４は通常状態が閉状態である。

口金９３にはディスペンスヘッドが取り付け可能である。口金９３の上部内周側には内方に突出する係合突起２２が設けられており、ディスペンスヘッドと口金９３とは、係合凹部と係合突起２２とからなる接続機構によって容易に結合することができる。ディスペンスヘッドにより、ガス弁３およびビール弁４を操作し、二酸化炭素ガス等の圧力ガスをビール樽９内に供給し、ビール樽９の内圧を高めて生ビールをダウンチューブ５およびビール弁４を通して容器外に排出させることができる。

ガス弁３は全体形状が環状に形成されており、使用状態では中心軸が垂直方向に向くように配置されている。このガス弁３は、ゴム等の柔軟性部材からなる弁部材３２がステンレス材等からなる芯金３１と一体に成形され、さらに補強金具３３を一体に結合したものである。従来のガス弁ではこの芯金の外周縁が円形であったが、本発明では、ガス弁３を弁座部９５の中央孔を通して交換する必要があるため、芯金３１の外周縁形状を円形とは異なるものとしている。

図２は、ガス弁３を上方から見た平面図である。芯金３１の外周縁には、中心に対して対称な２位置に互いに平行な平坦部が設けられている。このため平坦部が設けられた位置での芯金３１の直径（短径＝平坦部間の距離）は、これと直交する方向の直径（長径）に比較して小さくなっている。この平坦部が設けられた部分は、弁座部９５の中央孔を通過可能な寸法となっている。すなわち、芯金３１の短径寸法は弁座部９５中央孔の直径よりも小さく、芯金３１の長径寸法は弁座部９５中央孔の直径よりも大きくなっている。

また、図３はガス弁３のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図４はガス弁３のＹ−Ｙ矢視断面図である。このガス弁３の製造方法は、まず芯金３１と弁部材３２を一体的に成形する。芯金３１には上面と下面とを連通させる連通孔３１３（図５参照）が複数個形成されており、一体成形の際にゴム等の弁部材３２が上下面間で相互に流動するとともに、成形後は上下面間を強固に連結する。その後、芯金３１と弁部材３２の一体成形品に、上方から補強金具３３を挿入して、図示のように一体に接続する。

補強金具３３は図示のようにガス弁３の内周面から上面内周側部分を覆う形状とされている。補強金具３３の内周側の下端部は、接続前は鉛直方向に形成されているが、補強金具３３の内周側の下端部を図示のように外側に押し広げる。このように補強金具３３の内周側下端部を拡径することにより、補強金具３３が芯金３１の内周部と一体的に接続され、弁部材３２、芯金３１および補強金具３３が一体のガス弁３となる。

図５は、芯金３１の構成を示す平面図である。また、図６は芯金３１のＶ−Ｖ矢視断面図であり、図７は芯金３１のＷ−Ｗ矢視断面図である。これらの図を参照して芯金３１の形状をさらに詳しく説明する。芯金３１は垂直方向の中心軸Ｃを有する環状に形成されている。従来の芯金では、上方から見た外周側の輪郭形状（以下、平面外周形状という）が完全に円形である。図５では従来の円形輪郭形状を点線で示している。

この芯金３１は、平面外周形状が円形の一部を平坦とした形状とされており、長軸と短軸を有する形状とされている。ここで、平面外周形状の長軸方向を直線Ａとして、短軸方向を直線Ｂとする。直線Ａおよび直線Ｂは、中心軸Ｃと１点で交わり、互いに直交している。芯金３１の平面外周形状は、円形から点線で示す部分を平坦部として成形し、小径部３１２が形成されている。小径部３１２は、例えば、本来の円形輪郭形状の点線部分に対応する部分を上方に折り曲げて立上部とすることにより形成する。

芯金３１の内周側には、芯金３１の厚さ方向に貫通する連通孔３１３が複数形成されている。連通孔３１３は円周方向に６個形成されている。ただし、連通孔３１３は小径部３１２の近傍位置には設けられていない。芯金３１と弁部材３２を一体的に成形する際に、ゴム等の弁部材３２が連通孔３１３を通って流動するが、小径部３１２の近傍では小径部３１２の外方からゴム等の弁部材３２が流動できるため連通孔３１３は特に必要ない。

互いに対向する小径部３１２間の距離が図示の短径ｄとなる。短径ｄは芯金３１の直線Ｂ方向の寸法である。これに対して、芯金３１の直線Ａ方向の寸法が長径Ｄとなる。芯金３１の平面外周形状の小径部３１２以外の部分は直径が一定の定径部３１１となっている。定径部３１１の直径が長径Ｄである。連通孔３１３はこの定径部３１１の近傍位置に設けられている。定径部３１１の近傍の隣接する２個の連通孔３１３と中心のなす角度は４５度である。

定径部３１１は円弧形状である。芯金３１の平面外周形状は、図５に示すように、直線Ａに対して対称形であり、直線Ｂに対しても対称形である。芯金３１の典型的な寸法例としては、長径Ｄが３４ｍｍ、短径ｄは２８ｍｍである。弁座部９５中央孔の直径は約３１．８ｍｍであるから、長径Ｄは中央孔の直径より大きく、短径ｄは中央孔の直径より小さくなっている。

図７に示すように、定径部３１１においては芯金３１の外周部が外方に平面状に張り出している。しかし、図６に示すように、小径部３１２においては芯金３１の外周部は、上方に折り曲げられて立上部とされている。その立上部が小径部３１２をなしている。小径部３１２を形成するための折り曲げ部分の断面形状は、図示のように滑らかな曲線形状をなしている。このため折り曲げられて形成された小径部３１２の近傍でも、過大な応力集中が発生せず、芯金３１の強度、寿命および信頼性が向上する。

ガス弁３をダウンチューブ５の上端部に取り付ける際には、ガス弁３を直線Ａの方向に傾斜させて弁座部９５中央孔を通過させる必要がある。したがって、ガス弁３に直線Ａ方向を示すマークや刻印などを形成することが望ましく、これによりガス弁３（芯金３１）の直線Ａ方向が一目で判別でき、取付作業の作業性が著しく向上する。

図８は、芯金３１を形成するための芯金素材３０の形状を示す図である。芯金素材３０はステンレス鋼の板材を打ち抜き加工によって形成した素材であり、中央孔３０３が設けられたほぼ円環板状の形状である。芯金素材３０の外周形状は、点線で示す円形の外周から図示の４位置に示す切欠３０１が形成された形状となっている。４位置の切欠３０１は、円形の外周上で中心に対して対称な位置に形成されている。

芯金素材３０の切欠３０１の部分の形状は、芯金素材３０１の外周を構成する円弧形状に滑らかに連続している。４位置の切欠３０１により、芯金素材３０は花弁が４弁の花のような形状となっている。これらの切欠３０１のうち互いに隣接する２組の切欠３０１の内周側の頂点を結ぶ直線Ｅ，Ｅ（破線で示す）より外周側の芯金素材３０の外周部分が上方に折り曲げられた形状に成形される。その折り曲げられた立上部が芯金３１の小径部３１２となる。

また、芯金素材３０には貫通孔３０２が６位置に設けられている。貫通孔３０２は、芯金３１における連通孔３１３に対応するものである。平板状の芯金素材３０は、さらにプレス成形により立体的な形状に成形加工されて、図５から図７に示すような芯金３１の形状とされる。小径部３１２としての立上部の形成においても、芯金素材３０に切欠３０１が設けられているため加工性がよい。

図９は、ガス弁３の製造手順を示す図である。まず芯金３１と弁部材３２を一体的に成形する。芯金３１には接着剤が塗布され、モールド成形等によって芯金３１と弁部材３２とが一体的に成形される。芯金３１には上面と下面とを連通させる連通孔３１３（図５参照）が複数個形成されており、一体成形の際にゴム等の弁部材３２が上下面間で相互に流動するとともに、成形後は上下面間を強固に連結する。

その後、芯金３１と弁部材３２の一体成形品に、上方から補強金具３３を挿入して、図示のように一体に接続する。補強金具３３の内周側の下端部は、接続前は鉛直方向に形成されているが、補強金具３３の内周側の下端部を図示のように外側に押し広げる。このように補強金具３３の内周側下端部を拡径することにより、補強金具３３が芯金３１の内周部と一体的に接続され、弁部材３２、芯金３１および補強金具３３が一体のガス弁３となる。

図１０は、ガス弁３の他の製造手順を示す図である。この製造手順では、まず芯金３１と補強金具３３とを一体的に接続する。芯金３１の上方から補強金具３３を挿入して、補強金具３３の内周側の下端部を外側に押し広げ、図示のように一体に接続する。その後、芯金３１と補強金具３３とを一体化した金具に接着剤を塗布し、モールド成形等によって弁部材３２を一体的に成形することによりガス弁３となる。

以上のように、芯金３１の外周部分を上方に折り曲げた立上部により小径部３１２を形成することにより、小径部に対応する部分の弁部材に過大な力が加わることを防止でき、弁部材の全周にわたりほぼ均等な力が加わるようにできる。これにより、ガス弁３の寿命を大幅に延長することができる。また、弁部材と芯金とを一体成形する際にも、立上部によって弁部材の収縮を抑制でき、弁部材の全周にわたりほぼ均等な収縮量とすることができる。これにより、ガス弁のシール性能を向上させることができる。

ガス弁３をフィッティングに組み付けるには、ガス弁３を直線Ａの方向に傾斜させて弁座部９５中央孔を通過させて行う。専用の作業工具を使用することにより、ガス弁３の取り付け、取り外し、交換の作業を簡単に行うことができる。本発明のフィッティングでは、交換等の保守作業が必要な部品はガス弁３のみであり、ガス弁３の交換作業も簡単に行うことができるため、保守作業のためのコストを大幅に低減することができる。

以上のように、本発明によれば、ビール樽の口金に取付部と弁座部が一体に設けられているので、口金と取付部材の上面の間隙がなく、その間隙への異物や汚水等の侵入は発生しない。これによって、口金部の殺菌処理や異物の除去作業等を軽減することができる。また、パッキンの交換作業をなくし、ガス弁の交換作業も容易に行うことができるので、メインテナンス作業を大幅に軽減することができる。

そして、芯金３１の立上部により小径部３１２を形成することにより、ガス弁３の寿命を大幅に延長することができるとともに、ガス弁のシール性能を向上させることができる。また、芯金３１を４弁の花形状の素材から成形することにより、加工性が向上して低コストでガス弁を製造することができる。さらに、芯金の小径部を形成するための折り曲げ部分の断面形状が滑らかな曲線形状をなすものでは、小径部３１２を形成する際の折り曲げの曲率が小くなり、立上部として形成された小径部３１２の近傍でも、過大な応力集中が発生せず、芯金３１の強度、寿命および信頼性が向上する。

なお、以上の実施の形態では、飲料として生ビール、飲料容器としてビール樽を例に挙げて説明したが、それ以外の任意の飲料と飲料容器にも適用することができる。

本発明によれば、口金と取付部材との間隙が存在しないので異物や汚水等の侵入も発生せず衛生的に優れた飲料容器用フィッティングを低コストで提供し、飲料容器用フィッティングのメインテナンス作業を大幅に軽減することができる。また、ガス弁の寿命を大幅に延長することができるとともに、ガス弁のシール性能を向上させることができ、さらに、ガス弁の製造コストを低減させることができる。

３ ガス弁
４ ビール弁
５ ダウンチューブ
６，７ コイルばね
９ ビール樽
２２ 係合突起
３０ 芯金素材
３１ 芯金
３２ 弁部材
３３ 補強金具
９３ 口金
９４ 取付部
９５ 弁座部
３０１ 切欠
３０２ 貫通孔
３０３ 中央孔
３１１ 定径部
３１２ 小径部
３１３ 連通孔

Claims (6)

1. 飲料容器（９）の口金（９３）と、
   前記口金（９３）の内周側に設けられた弁座部（９５）と、
   前記口金（９３）と一体に設けられた取付部（９４）と、
   上端部が前記取付部（９４）に支持された管状のダウンチューブ（５）と、
   前記ダウンチューブ（５）の上端部に嵌合され、加圧ガスを容器内部に供給するためのガス弁（３）と、
   前記ダウンチューブ（５）の上端部内部に設けられ、飲料を容器外に注出するための飲料弁（４）とを有し、
   前記ガス弁（３）は、金属製の芯金（３１）と、当該芯金（３１）と一体的に成形された柔軟性の大きな弁部材（３２）とを備えたものであって、傾斜状態では前記弁座部（９５）の中央孔を通過可能であるが、水平状態では前記弁座部（９５）の中央孔を通過不能であり、
   前記芯金（３１）は、その平面外周形状として直径が一定の定径部（３１１）と前記定径部（３１１）に対して直径が小さい小径部（３１２）とを備えたものであり、
   さらに、前記芯金（３１）は、円形の外周上の中心に対して対称な４位置に切欠（３０１）が形成された芯金素材（３０）を、隣接する前記切欠（３０１）の内周側の頂点を結ぶ直線より外周側で前記芯金素材（３０）の外周部を上方に折り曲げた形状として、前記小径部（３１２）を形成したものであり、
   前記芯金素材（３０）の前記切欠は、前記芯金素材（３０）の外周を構成する円弧形状に滑らかに連続する形状のものである飲料容器用フィッティング。
2. 請求項１に記載した飲料容器用フィッティングであって、
   前記芯金（３１）は、前記小径部（３１２）を形成するための折り曲げ部分の断面形状が滑らかな曲線形状をなすものである飲料容器用フィッティング。
3. 請求項１，２のいずれか１項に記載した飲料容器用フィッティングであって、
   前記芯金（３１）は、厚さ方向に貫通する貫通孔（３１３）が前記定径部（３１１）の近傍に形成されたものである飲料容器用フィッティング。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した飲料容器用フィッティングであって、
   前記ガス弁（３）は、前記弁部材（３２）および前記芯金（３１）に一体的に設けられた補強金具（３３）を有するものである飲料容器用フィッティング。
5. 請求項４に記載した飲料容器用フィッティングであって、
   前記ガス弁（３）は、前記芯金（３１）と前記弁部材（３２）とを一体成形し、さらに前記補強金具（３３）を一体的に接続したものである飲料容器用フィッティング。
6. 請求項４に記載した飲料容器用フィッティングであって、
   前記ガス弁（３）は、前記芯金（３１）と前記補強金具（３３）とを接続して一体化した金具を、前記弁部材（３２）と一体成形したものである飲料容器用フィッティング。

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