JP7049887B2 - 液体充填バルブおよび充填機 - Google Patents

Description

本発明は、飲料等の液体を容器に充填する液体充填バルブおよびそれを備えた充填機に関する。

従来、液体を壜等の容器に充填する機械式の充填バルブが使用されている。この充填バルブは、液体を貯留する槽から下方に延び、壜に口部から所定の入味深さまで挿入されるノズルと、ノズルに設けられた弁体およびベントチューブと、弁体を収容するケースとを備えている。機械式充填バルブは、センタリングカップ（センタリングベル）により口部が位置決めされている壜によりケースが押し上げられることで液体の流路を開く。そして、製品の液面に相当する入味線に位置したノズルの下端部まで壜に液体が充填されると、壜内の空気を液槽内の液面よりも上方に流出させるベントチューブの下方の開口が液体により閉塞されることで液体の充填を停止する。

ノズルが壜に挿入される入味深さは、充填バルブが開いた状態で、センタリングカップとケースとの間のノズル軸方向の長さを決めるスペーサにより調整されている。入味深さが浅い場合には厚いスペーサが用いられ、入味深さが深い場合には薄いスペーサが用いられる。
スペーサと同様、ケースとセンタリングカップとの間の寸法により入味深さを調整するため、ケースおよびセンタリングカップにそれぞれ設けられたレバーと、それらのレバーの間隔を変更するカムとからなる調整機構を備えた液体充填バルブも知られている（特許文献１）。

実開平４－１０２２９９号公報

入味深さは、壜の形状や大きさによって相違するため、製造する品種が切り替わる都度、充填バルブのスペーサを交換する作業が発生する。充填機に多数備えられた充填バルブの各々について、スペーサを取り外し、入味深さに適合する厚さのスペーサを充填バルブに組み付ける作業は非常に繁雑であり、時間が掛かる。また、要求される入味深さ毎に、充填バルブの数だけスペーサが必要となるので、全体として膨大な数のスペーサと、スペーサの保持に必要なホルダ等を調達して管理するコストが高い。

特許文献１のようにレバーおよびカムを用いる調整機構は、入味深さを調整する調整機構のストロークを長く確保しようとすると、レバーが長くなり、周囲の部材と干渉するため、種々の品種の製造に対応することが難しい。
また、スペーサを用いる場合も、レバーおよびカムからなる調整機構を用いる場合も、スペーサや、カム、レバーの寸法および形状が予め設定されているため、入味深さを微調整することが難しい。

以上より、本発明は、入味深さの調整を容易に行え、さらに入味深さの微調整も可能な液体充填バルブ、およびそれを備えた充填機を提供することを目的とする。

本発明は、容器に液体を充填する充填バルブであって、容器に挿入されるノズルを有するバルブ本体と、バルブ本体に形成された流路を延び、ノズルを通じた容器への液体の充填中に容器内の気体が通過するベントチューブと、ノズルの軸方向に伸縮自在であり、バルブ本体に組み付けられる長さ調整部材と、を備え、長さ調整部材は、第１ねじ部と、第１ねじ部に係合する第２ねじ部と、を有することを特徴とする。本発明における長さ調整部材は、容器内における液体の入味深さを決める。

本発明の充填バルブにおいて、第１ねじ部は、バルブ本体の外周に設けられ、雄ねじを有した部材であり、第２ねじ部は、雄ねじと係合する雌ねじを有することが好ましい。

本発明の充填バルブは、第１ねじ部および第２ねじ部を相対的に軸方向に進退させる駆動部を備えることが好ましい。

本発明の充填バルブにおいて、第１ねじ部および第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると第１ねじ部および第２ねじ部を相対的に軸方向に進退させるギヤが備えられていることが好ましい。

本発明の充填バルブは、ノズルに対して容器を位置決めする位置決め部材と、位置決め部材を軸方向に沿って案内するガイド軸と、を備え、第１ねじ部および第２ねじ部のいずれか一方は、ガイド軸と係合していることで軸回り方向への回転が規制されていることが好ましい。

本発明の充填バルブにおいて、第１ねじ部および第２ねじ部は、摩擦角よりもリード角が小さいことが好ましい。

本発明の充填バルブは、液体を貯留する貯留部に支持され、バルブ本体および長さ調整部材を下方に向けて加圧するばねを備え、容器によりばねの弾性力に抗して上方へ押圧されたバルブ本体および長さ調整部材がベントチューブに対して軸方向に相対変位されると、充填バルブが開くことが好ましい。

また、本発明は、供給された容器に充填バルブにより液体を充填する充填機に用いられる上述した複数の充填バルブからなる充填バルブ群であって、第１ねじ部および第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると第１ねじ部および第２ねじ部を相対的に軸方向に進退させるギヤが備えられ、複数の充填バルブにそれぞれ備わるギヤが、充填機に備わる共通ギヤに従動可能であることを特徴とする。

そして、本発明は、容器に挿入されるノズルを有するバルブ本体を備えた充填バルブに組み付けられ、ノズルの軸方向に伸縮自在な長さ調整部材であって、第１係合部と、第１係合部に対して軸方向に進退自在に係合する第２係合部と、を有することを特徴とする。

本発明の充填機は、上述した複数の充填バルブと、液体を貯留する貯留部と、を備え、供給された容器に、充填バルブにより液体を充填することを特徴とする。

本発明の充填機は、上述した複数の長さ調整部材と、長さ調整部材がそれぞれ組み付けられた複数の充填バルブと、液体を貯留する貯留部と、を備え、供給された容器に、充填バルブにより液体を充填することを特徴とする。
第１係合部は、ねじである第１ねじ部とされ、第２係合部は、第１ねじ部に係合する第２ねじ部とされていることが好ましい。

本発明の充填機において、第１ねじ部および第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると第１ねじ部および第２ねじ部を相対的に軸方向に進退させるギヤが備えられ、複数の充填バルブのそれぞれのギヤを連動させる共通ギヤと、共通ギヤを回転させる駆動部と、を備えることが好ましい。

上記構成において、共通ギヤは、リング状であり、共通ギヤの内端または外端に、複数の充填バルブのそれぞれのギヤが係合することが好ましい。

本発明によれば、ねじ等により係合した部材からなる長さ調整部材を用いることにより、入味深さの調整を容易に行え、さらに入味深さの微調整も可能である。
入味深さは長さ調整部材により決まり、個々の充填バルブに適切なスペーサを組み込む繁雑な作業が必要ないため、製造品種の切替えに要する作業負荷を大幅に軽減することができる。

本発明の実施形態に係る充填バルブを示す断面図である。 図１の部分拡大図である。 （ａ）は、入味深さが深い場合の長さ調整部材の状態を示す図であり、（ｂ）は、入味深さが浅い場合の長さ調整部材の状態を示す図である。 図１に示す充填バルブを備えた充填機を模式的に示す側面図である。 （ａ）～（ｄ）は、入味深さが深い場合の充填バルブの充填時動作を示す図である。 （ａ）～（ｄ）は、入味深さが浅い場合の充填バルブの充填時動作を示す図である。 本発明の変形例に係る充填バルブを示す模式図である。 本発明の他の変形例に係る充填バルブを示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示す充填バルブ１０は、飲料製品の図示しない製造ラインを構成する充填機１に備えられる。

〔充填機〕
充填機１（図４および図１）は、軸回りに回転される回転体１Ａと、回転体１Ａの回転方向に所定間隔をおいて回転体１Ａに設置される多数の充填バルブ１０（充填バルブ群）と、各充填バルブ１０の流路１２０へと供給される液体（製品液）を貯留する液槽１Ｂ（図１および図４）と、回転体１Ａの軸回り方向に回転可能な共通ギヤ１００と、共通ギヤ１００を回転させる駆動部１０１とを備えている。
共通ギヤ１００は、多数の充填バルブ１０の各々が有している従動ギヤ２２１（後述）のいずれをも連動させる。共通ギヤ１００は、リング状（円環状）の歯車であることが好ましい。
駆動部１０１は、例えば、モータ１０１Ａと、モータ１０１Ａの図示しない出力軸に直接あるいは間接に係合した中間ギヤ１０１Ｂとを備えている。モータ１０１Ａは、図示しない制御部から与えられた制御指令により駆動制御される。
モータ１０１Ａの出力する回転駆動力により中間ギヤ１０１Ｂが回転すると、中間ギヤ１０１Ｂに係合した共通ギヤ１００が回転体１Ａ（図４）の軸回りに回転し、共通ギヤ１００に係合した各充填バルブ１０の従動ギヤ２２１が充填バルブ１０の軸回りに回転する。
モータ１０１Ａが出力する回転駆動力を従動ギヤ２２１に伝達する機構は、上記に限らない。例えば、ウォームや傘歯車を含む適宜な歯車列を採用することができる。

回転体１Ａに設けられている図示しない搬送部により、充填バルブ１０のノズル１１に対応する位置に、容器２（図５および図６）が供給される。その容器２により、充填バルブ１０のバルブ本体１２（図２）が押し上げられることで充填バルブ１０が開く。回転体１Ａの回転に伴い容器２が移動されながら、ノズル１１から吐出される液体（製品液）が、規定の入味線まで容器２の内部に充填される。容器２に充填された液体によりベントチューブ１３の下端の開口が塞がれることで容器２への液体の充填を終えたならば、容器２に蓋を装着する処理等を行う図示しない下流の装置に向けて容器２が排出される。

後述するように、充填バルブ１０により液体が充填される容器２の底部から天面までの高さに応じて、液槽１Ｂおよび充填バルブ１０の全体が、容器２を供給する搬送部に対して昇降可能に構成されている。図５および図６に、容器２を支持する搬送面５を示している。

「入味深さ」は、容器２の開口部２Ａの天面から、容器２内の液面までの距離を言い、製品の種類や容器２の大きさに応じて適切に定められている。例えば、図５と図６を比較すると、サイズが大きい容器２（図５）の入味深さＤ１は深く、サイズが小さい容器２（図６）の入味深さＤ２は浅い。

〔充填バルブ〕
図１および図２に示すように、充填バルブ１０は、充填機１において上方に配置された液槽１Ｂに支持され、液槽１Ｂから下方に延びている。
充填バルブ１０は、容器２に挿入されるノズル１１を有したバルブ本体１２と、液体の充填中に容器２内の気体が通過するベントチューブ１３と、バルブ本体１２に組み付けられる長さ調整部材２０と、液槽１Ｂに支持された支持部材１４と、バルブ本体１２および長さ調整部材２０を下方に向けて加圧するばね１５と、容器２を位置決めおよびガイドするガイド機構１６とを備えている。

（バルブ本体）
バルブ本体１２は、筒状であり、ノズル１１の下端部１１Ａ（先端部）まで液体を導く流路１２０が内側に形成されている。流路１２０には、液槽１Ｂから液体が供給される。
バルブ本体１２は、弁座１２１Ａが形成されたケース１２１と、ケース１２１の下端部から下方に突出したノズル１１とを有している。
ケース１２１の上端部は、支持部材１４の内側に受け入れられる。
ノズル１１の上端部１１１はケース１２１の下端部１２１Ｂの内側に挿入され、円環状の部材１１３によりケース１２１に固定されている。ノズル１１は、上下方向（鉛直方向）に沿って直線状に延びており、ノズル１１の軸方向は上下方向に沿っている。

（ベントチューブ）
ベントチューブ１３は、流路１２０の内部を上下方向に延びており、ノズル１１を通じて液体が容器２に充填されている間、容器２内の気体を液槽１Ｂにおける液面よりも上方の空間１Ｃに流出させる。ベントチューブ１３は、支持部材１４に形成されている流路１４０を上方へ延びて液槽１Ｂの内部へと延びている。ベントチューブ１３の上端部１３Ｂは、液槽１Ｂにおける液面よりも上方に位置している。ベントチューブ１３は、液槽１Ｂに固定されている。

ベントチューブ１３には、バルブ本体１２の弁座１２１Ａに下方から突き当てられる弁体１３１が形成されている。ベントチューブ１３に対してバルブ本体１２がノズル１１の軸方向に沿って相対変位することでバルブ本体１２の弁座１２１Ａに弁体１３１が近接および離隔する。弁体１３１と弁座１２１Ａとの間はシール１３２により封止されている。
ベントチューブ１３は、弁体１３１よりも上方ではバルブ本体１２および流路１２０と同軸に配置され、弁体１３１よりも下方ではバルブ本体１２および流路１２０の断面中心に対して偏心して配置されることが好ましい。

弁座１２１Ａに弁体１３１が突き当てられて充填バルブ１０が閉じているとき、ベントチューブ１３の下端部１３Ａは、ノズル１１の下端部１１Ａの開口を塞いでいる。
上述の入味深さは、容器２の天面（開口部２Ａの上端）の位置から、容器２に挿入されたノズル１１の下端部１１Ａまでの距離に相当する。

（長さ調整部材）
長さ調整部材２０は、ノズル１１の軸方向に伸縮自在であり、容器２内における液体の入味深さを決める。長さ調整部材２０は、バルブ本体１２に備えられる雄ねじ部２１と、雄ねじ部２１に係合する雌ねじ部２２と、容器２に押される押圧部２３とを有している。
雄ねじ部２１および雌ねじ部２２は、ねじにより相対的に進退可能に係合している。

雄ねじ部２１および雌ねじ部２２は、ノズル１１の軸方向である上下方向に延びている。これらの雄ねじ部２１および雌ねじ部２２がノズル１１の軸方向に沿って相対的に進退されることで、長さ調整部材２０の全長が伸縮自在に構成されている。

雄ねじ部２１は、バルブ本体１２のケース１２１の外周部に設けられる筒状の部材である。雄ねじ部２１の外周部には、雄ねじ部２１の全長に亘りねじが形成されている。
本実施形態において、雄ねじ部２１の上端部の内側には、摺動用ブッシュ２１１が装着されている。摺動用ブッシュ２１１は、雄ねじ部２１の内周部と、雄ねじ部２１とは別体であるケース１２１の外周部との間に配置されている。そのため、ケース１２１に雄ねじ部２１が組み付けられている状態で雌ねじ部２２を回転させて入味深さを調整する際に、ケース１２１に対して雄ねじ部２１が軸方向にスムーズに摺動する。

雌ねじ部２２は、雄ねじ部２１の外側に配置される略筒状の部材である。雌ねじ部２２の内側に下方より収容されるバルブ本体１２の鍔部１２２により雌ねじ部２２が支持される。バルブ本体１２は雌ねじ部２２を貫通して上方へ延びている。
雌ねじ部２２の下端部の内側には、雄ねじ部２１の外周部のねじ２１Ａと係合されるねじ２２Ａが形成されている。
雄ねじ部２１と雌ねじ部２２との係合が振動等の外力により緩まないように、それぞれのねじの摩擦角よりもリード角が小さいことが好ましい。緩み防止の観点から、ねじ２２Ａおよびねじ２１Ａの断面形状等を適切に選択して、雄ねじ部２１と雌ねじ部２２とにセルフロック機能を与えることが好ましい。

雌ねじ部２２の上端側の外周部には、従動ギヤ２２１が全周に亘り設けられている。この従動ギヤ２２１が回転されると、雄ねじ部２１と雌ねじ部２２とが相対的にノズル１１の軸方向に進退される。

ここで、回転体１Ａに設けられた多数の充填バルブ１０のいずれの従動ギヤ２２１（図１および図４）も、充填機１の共通ギヤ１００に係合しており、共通ギヤ１００の回転に従動する。このため、多数の充填バルブ１０の各々の長さ調整部材２０の長さの調整を一度に行える。

共通ギヤ１００がリング状であると、共通ギヤ１００の内側に、充填機１を構成する種々の部材を配置できるため、充填機１に共通ギヤ１００を容易に設置することができる。
本実施形態では、共通ギヤ１００の外端に形成された歯が従動ギヤ２２１の歯と係合しているが、共通ギヤ１００の内端に形成された歯が従動ギヤ２２１の歯と係合するように構成することもできる。

なお、共通ギヤ１００が充填機１に備えられていない場合は、従動ギヤ２２１は必要ない。この場合は、勿論、雌ねじ部２２を工具等により手動で回転させることで、長さ調整部材２０の長さの調整が可能である。この場合であっても、長さ調整部材２０を備えておらずバルブ本体１２とセンタリングカップ１６１との間の寸法を調整するために充填バルブにスペーサを組み込む場合と比べて、入味深さの調整作業が大幅に容易となる。
なお、雌ねじ部２２を手動で回転させる場合、押圧部２３の上端と雌ねじ部２２の下端との間に、規定の厚さのスペーサ治具を挟む等の方法により、各充填バルブ１０の長さ調整部材２０を一律の長さに調整することができる。入味深さの調整のために各充填バルブに組み込まれるスペーサが充填バルブの数と同じ数だけ必要となるのとは異なり、スペーサ治具は、充填バルブ１０の数にかかわらず、厚さ毎に１つあれば足りる。

図２および図１に示すように、雌ねじ部２２の内側に雄ねじ部２１のほぼ全体が収容された状態となるように、雄ねじ部２１が上方に向けて後退しているとき、長さ調整部材２０は最も収縮している。図示を省略するが、雌ねじ部２２よりも下方に向けて雄ねじ部２１が前進し、雌ねじ部２２に、雄ねじ部２１の上端部のみがオーバーラップしているとき、長さ調整部材２０は最も伸長している。
製造する飲料製品に要求される入味深さの範囲に応じて、長さ調整部材２０の全長の最小から最大までの調整幅を確保する。かかる調整幅は、例えば、約１０ｃｍあるいはそれ以上である。

本実施形態の長さ調整部材２０は、ねじが採用されているため、レバーやカムを用いる場合と比べて可動部が少なく、堅牢である。そのため、耐久性および信頼性が高い。しかも、ねじによれば、長い調整幅を容易に確保できる。
また、ねじにより、長さを微調整し易い上、他の加圧手段等を付加することなくねじ自体にロック機能を持たせることができる。そのため、入味深さを高精度に設定することに寄与できる上、設定した入味深さを維持することができる。

押圧部２３は、雄ねじ部２１の下端部に一体にフランジ状に形成されており、ノズル１１が押圧部２３を厚み方向に貫通している。押圧部２３には、ガイド機構１６のセンタリングカップ１６１（図１）を介して容器２が下方から突き当てられる。押圧部２３には、液体の漏れを防ぐためのシール２３１，２３２が装着されている。
押圧部２３は、押圧部２３の端部を貫通した、雄ねじ部２１の軸線と平行なガイド軸１６２と係合しており、ガイド軸１６２は、支持部材１４により液槽１Ｂに支持されている。そのため、押圧部２３を備えた雄ねじ部２１の軸回り方向への回転が規制されている。

以上で説明したバルブ本体１２と、雄ねじ部２１と、雌ねじ部２２とは、相互に組み付けられて、ばね１５により下方に向けて加圧されている。
ばね１５（図１）は、バルブ本体１２の周りに配置され、支持部材１４の下端部に固定されたばね受け１５１に支持された状態で雌ねじ部２２を下方に向けて加圧している。ばね１５は、雌ねじ部２２の上端部に配置された部材１５２を押さえている。
バルブ本体１２、雄ねじ部２１、および雌ねじ部２２の組付体が、押圧部２３に突き当てられた容器２によりばね１５の弾性力に抗して押圧されると、ベントチューブ１３の弁体１３１に対して弁座１２１Ａが所定の開閉ストロークＳｔ（図５（ｅ））の分だけ上方へと後退することで、充填バルブ１０が開く。

（支持部材）
上述のばね１５を液槽１Ｂに支持する支持部材１４と、ベントチューブ１３とは、液槽１Ｂに固定されている。ベントチューブ１３は支持部材１４を貫通している。ベントチューブ１３と支持部材１４との間は封止されている。
押圧部２３と同様、支持部材１４の端部をガイド軸１６２が厚み方向に貫通している。

（ガイド機構）
ガイド機構１６（図１）は、ノズル１１に対して容器２を位置決めするセンタリングカップ１６１と、センタリングカップ１６１に突き当てられる容器２を上下方向に沿って案内可能なガイド軸１６２と、ガイド軸１６２を上下方向に駆動する駆動部１６３とを備えている。
センタリングカップ１６１は、ノズル１１の位置に対して容器２の軸心を合わせるように容器２を位置決めするとともに、ノズル１１から容器２に液体を充填する際に容器２を密閉する。センタリングカップ１６１の内側には、容器２の開口部２Ａを封止するシール１６１Ａが設けられている。容器２の形状に適合した形状のセンタリングカップ１６１がガイド軸１６２に装着される。

ガイド軸１６２は、ノズル１１と平行に、直線状に延びている。ガイド軸１６２の下端側にセンタリングカップ１６１が支持されている。
ガイド軸１６２に支持部材１４と、雄ねじ部２１の押圧部２３とが係合しているため、ガイド軸１６２に沿って、支持部材１４、バルブ本体１２、および長さ調整部材２０の全体の姿勢が真っ直ぐに維持される。このため、雄ねじ部２１に対して雌ねじ部２２をスムーズに回転させることができる。
ガイド軸１６２の外周部と、ガイド軸１６２が貫通している押圧部２３や支持部材１４の孔の内壁との間には摺動用のブッシュ１６４（図２）が設定されている。そのため、ガイド軸１６２は、支持部材１４、バルブ本体１２、および長さ調整部材２０に対して上下方向にスムーズに昇降する。

（入味深さの違い）
本実施形態の充填バルブ１０は、ノズル１１の軸方向に伸縮自在な長さ調整部材２０を備えることを主要な特徴としている。
図２および図３（ａ）に示すように、長さ調整部材２０の全長Ｌ１が短ければ、その分、押圧部２３の下方にノズル１１およびベントチューブ１３が突出した長さが長い。その結果、容器２に挿入可能なノズル１１およびベントチューブ１３の部位の長さが長いため、入味深さＤ１が深くなる。この例は、典型的には大きな壜に適合する。

一方、図３（ｂ）に示すように、長さ調整部材２０の全長Ｌ２が長ければ、その分、押圧部２３の下方にノズル１１およびベントチューブ１３が突出した長さが短い。その結果、容器２に挿入可能なノズル１１およびベントチューブ１３の部位の長さが短いため、入味深さＤ２が浅くなる。この例は、典型的には小さな壜に適合する。
以上のように、長さ調整部材２０の全長に応じて、入味深さが決められることとなる。

図１に示す駆動部１０１により共通ギヤ１００を駆動することで、共通ギヤ１００に係合した各従動ギヤ２２１を一括して、一定の回転角だけ回転させることができる。そのため、多数の充填バルブ１０のそれぞれの長さ調整部材２０を速やかに所定量だけノズル１１の軸方向に伸縮させて、品種に規定の入味深さに対応させることができる。共通ギヤ１００を用いて、各従動ギヤ２２１を僅かな回転角だけ一度に回転させて、入味深さの微調整も容易に行える。

図７に変形例を示すように、共通ギヤ１００を使用せず、各充填バルブ１０にそれぞれ、雌ねじ部２２を個別に回転させる駆動部１０３を与えることもできる。駆動部１０３を使用して入味深さの調整を容易に自動的に行える。駆動部１０３は、例えば、モータ１０３Ａと、モータ１０３Ａから出力された回転駆動力を従動ギヤ２２１に伝達するウォーム１０３Ｂとを備えている。モータ１０３Ａは、図示しない制御部から与えられた制御指令により駆動制御される。
充填バルブ１０の部品の組み付け誤差等に起因した入味深さのばらつきがあるとすれば、複数の充填バルブ１０の個々に与えられた駆動部１０３による長さ調整部材２０の長さ調整により、入味深さのばらつきに対応することができる。

共通ギヤ１００を駆動する駆動部１０１のモータ１０１Ａ（図１）や、図７に示す駆動部１０３のモータ１０３Ａが、逆回転防止のためのブレーキ機能を有する場合は、雄ねじ部２１と雌ねじ部２２とが必ずしもセルフロック機能を有している必要はない。

〔充填バルブの充填時動作〕
図５を参照し、入味深さが深い場合の充填バルブ１０の充填時動作の一部を説明する。以下では、炭酸ガスを含んでいない酒や清涼飲料である液体を、壜である容器２に充填する例を説明する。

製造する品種の容器２の高さおよび入味深さに対応して、液槽１Ｂおよび充填バルブ１０の全体が、図示しない昇降機構により、上下方向の基準の位置である搬送面５に対して適切な高さに配置される。
そして、長さ調整部材２０も、容器２に定められた入味深さに適合する長さに調整されるものとする。

図５（ａ）に、容器２を待ち受けるときの充填バルブ１０の状態を示す。このとき、センタリングカップ１６１は、自重により、搬送面５よりも上方の最下点にある。図５（ｂ）に示す容器２の供給に先立ち、センタリングカップ１６１をガイド機構１６の駆動部１６３によりガイド軸１６２に沿って上方へ退避させる。

図示しない搬送部により、図５（ｂ）に示すように容器２がノズル１１の下方に供給されると、図５（ｃ）に示すように、センタリングカップ１６１をガイド軸１６２に沿って下降させる。センタリングカップ１６１は容器２の開口部２Ａおよびその近傍を収容し、容器２をノズル１１に対して位置決めする。充填機１の回転体１Ａに設けられている容器搬送部は、回転体１Ａの回転に伴って回転体１Ａの周方向に移動する。

次いで、図５（ｄ）に示すように、図示しない搬送部に備わる昇降機構により容器２を上昇させると、センタリングカップ１６１の中央にあいた孔を通じてノズル１１が容器２に挿入される。
続いて、バルブ本体１２および長さ調整部材２０の組付体を支持するばね１５の弾性変形を伴って容器２が昇降機構によりさらに上昇する。すると、センタリングカップ１６１を介して押圧部２３に突き当てられた容器２によって押し上げられたバルブ本体１２の弁座１２１Ａと、液槽１Ｂに固定されているベントチューブ１３の弁体１３１との間に隙間Ｇがあくとともに、ベントチューブ１３の下端部１３Ａに対してノズル１１の下端部１１Ａが上方に変位したことでノズル１１の下端の開口が開く。これをもって充填バルブ１０が開いた状態となり、液槽１Ｂの液体が流路１２０を流れてノズル１１から容器２へ吐出される。このときセンタリングカップ１６１および押圧部２３に設けられているシール１６１Ａ，２３１，２３２により容器２の内部は密閉されている。
図５（ｄ）に示すように充填バルブ１０が開くと、充填バルブ１０が閉じている状態（図５（ｃ））から開閉ストロークＳｔの分だけバルブ本体１２が上方へ変位している。
充填バルブ１０が開くのと同時に、ベントチューブ１３の下端も容器２内に開放されるため、ベントチューブ１３を通じて容器２の内部空間と液槽１Ｂの液面よりも上方の空間１Ｃとが連通する。

容器２に挿入されたノズル１１を通じて容器２内への液体の充填を継続し、液面の高さが規定の入味線（破線で示す）に達したとき、液体によってベントチューブ１３の下端の開口が塞がれるため、ノズル１１からの液体の吐出が停止する。
その後、図示を省略するが、センタリングカップ１６１により容器２の開口部２Ａをガイド軸１６２に沿ってガイドしながら、搬送部の昇降機構により容器２を下降させると、ばね１５の弾性力によりバルブ本体１２および長さ調整部材２０の組付体が下方へと復帰する。ノズル１１から下方へ離脱した容器２は下流の工程へと搬送される。

次に、図６に示すように、入味深さが浅い品種の製造に切り替えるものとする。製造品種の切り替えのため、容器２の高さおよび入味深さに対応して、液槽１Ｂおよび充填バルブ１０の全体が、図示しない昇降機構により、上下方向の基準の位置である搬送面５に対して適切な高さに配置される。そして、長さ調整部材２０も、容器２に定められた入味深さに適合する長さに調整される。
本実施形態の場合は、上述したように、共通ギヤ１００を駆動部１０１により回転させることで全ての充填バルブ１０における入味深さ調整を一度に、容易に行うことができる。但し、共通ギヤ１００によらなくても、長さ調整部材２０の雌ねじ部２２を工具等で回転させることで各充填バルブ１０における入味深さの調整を簡便に行うことができるので、全ての充填バルブ１０の入味深さの調整を行う作業に手間が掛からない。そのため、製造品種の切り替えを短時間で終えることができる。
以上より、本実施形態の長さ調整部材２０を備えた充填バルブ１０は、多品種小ロット生産にも向いている。

図６（ａ）～（ｄ）に示すステップは、上述の図５（ａ）～（ｄ）に示すステップと同様であるため、説明を省略する。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本発明の長さ調整部材の構成は、バルブ本体に組み付けられ、軸方向に伸縮自在である限り、種々の形態に変更することができる。例えば、上記実施形態において、押圧部２３（図２）が備わる部材を雌ねじ部に変更し、その雌ねじ部の内側に上方から雄ねじ部を収容し、雄ねじ部でばね１５（図２）を受けるようにしてもよい。その場合は、雄ねじ部に、共通ギヤ１００と係合する従動ギヤを設けることができる。共通ギヤ１００により雄ねじ部が軸回りに回転されると、雄ねじ部に対して雌ねじ部が軸方向に進退することで入味深さが調整される。

本発明に係る長さ調整部材は、必ずしもねじを利用したものには限らない。ねじによる進退機構を、例えば、ラックアンドピニオンによる進退機構や、ボールねじによる進退機構により代替可能である。ピニオンや、ボールねじのねじ軸を回転させるために、上述の共通ギヤ１００および駆動部１０１や、充填バルブ１０に個別の駆動部１０３等を用いることができる。
図８に示す長さ調整部材３０は、ラックアンドピニオン機構に相当する。調整部材３０は、筒体３１の外周部に軸方向に沿って設けられたラック３１Ａと、ラック３１Ａに係合するピニオン３２とを備えている。ピニオン３２の位置は固定されている。ピニオン３２を回転させると、ラック３１Ａの備わる筒体３１がピニオン３２に対して上下方向に進退することにより、入味深さを調整可能である。

本発明に係る長さ調整部材は、既存の充填機１に備えられた既設の充填バルブに装着して用いることもできる。

１ 充填機
１Ａ 回転体
１Ｂ 液槽（貯留部）
１Ｃ 空間
２ 容器
２Ａ 開口部
５ 搬送面
１０ 充填バルブ
１１ ノズル
１１Ａ 下端部（先端部）
１２ バルブ本体
１３ ベントチューブ
１３Ａ 下端部
１３Ｂ 上端部
１４ 支持部材
１５ ばね
１６ ガイド機構
２０，３０ 長さ調整部材
２１ 雄ねじ部（第１ねじ部）
２１Ａ ねじ
２２ 雌ねじ部（第２ねじ部）
２２Ａ ねじ
２３ 押圧部
３１ 筒体
３１Ａ ラック（第２係合部）
３２ ピニオン（第１係合部）
１００ 共通ギヤ
１０１ 駆動部
１０１Ａ モータ
１０１Ｂ 中間ギヤ
１０３ 駆動部
１０３Ａ モータ
１０３Ｂ ウォーム
１１１ 上端部
１１３ 部材
１２０ 流路
１２１ ケース
１２１Ａ 弁座
１２１Ｂ 下端部
１２２ 鍔部
１３１ 弁体
１４０ 流路
１５１ ばね受け
１５２ 部材
１６１ センタリングカップ（位置決め部材）
１６１Ａ シール
１６２ ガイド軸
１６３ 駆動部
１６４ ブッシュ
２１１ 摺動用ブッシュ
２２１ 従動ギヤ
２３１，２３２ シール
Ｇ 隙間
Ｌ１ 全長
Ｌ２ 全長
Ｓｔ 開閉ストローク

Claims (12)

1. 容器に液体を充填する充填バルブであって、
   前記容器に挿入されるノズルを有するバルブ本体と、
   前記バルブ本体に形成された流路を延び、前記ノズルを通じた前記容器への前記液体の充填中に前記容器内の気体が通過するベントチューブと、
   前記ノズルの軸方向に伸縮自在であり、前記バルブ本体に組み付けられる長さ調整部材と、
   前記ノズルに対して前記容器を位置決めする位置決め部材と、
   前記位置決め部材を前記軸方向に沿って案内するガイド軸と、を備え、
   前記長さ調整部材は、第１ねじ部と、前記第１ねじ部に係合する第２ねじ部と、を有し、
   前記第１ねじ部および前記第２ねじ部のいずれか一方は、前記ガイド軸と係合していることで軸回り方向への回転が規制されている、
   ことを特徴とする充填バルブ。
2. 前記第１ねじ部は、前記バルブ本体の外周に設けられ、雄ねじを有した部材であり、
   前記第２ねじ部は、前記雄ねじと係合する雌ねじを有する、
   請求項１に記載の充填バルブ。
3. 前記第１ねじ部および前記第２ねじ部を相対的に前記軸方向に進退させる駆動部を備える、
   請求項１または２に記載の充填バルブ。
4. 前記第１ねじ部および前記第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると前記第１ねじ部および前記第２ねじ部を相対的に前記軸方向に進退させるギヤが備えられている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の充填バルブ。
5. 前記第１ねじ部および前記第２ねじ部は、摩擦角よりもリード角が小さい、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の充填バルブ。
6. 前記液体を貯留する貯留部に支持され、前記バルブ本体および前記長さ調整部材を下方に向けて加圧するばねを備え、
   前記容器により前記ばねの弾性力に抗して上方へ押圧された前記バルブ本体および前記長さ調整部材が前記ベントチューブに対して前記軸方向に相対変位されると、前記充填バルブが開く、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の充填バルブ。
7. 供給された容器に充填バルブにより液体を充填する充填機に用いられる請求項１から６のいずれか一項に記載の複数の充填バルブからなる充填バルブ群であって、
   前記第１ねじ部および前記第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると前記第１ねじ部および前記第２ねじ部を相対的に前記軸方向に進退させるギヤが備えられ、
   前記複数の充填バルブにそれぞれ備わる前記ギヤが、前記充填機に備わる共通ギヤに従動可能である、
   ことを特徴とする充填バルブ群。
8. 容器に液体を充填する充填バルブであって、
   前記容器に挿入されるノズルを有するバルブ本体と、
   前記バルブ本体に形成された流路を延び、前記ノズルを通じた前記容器への前記液体の充填中に前記容器内の気体が通過するベントチューブと、
   前記ノズルの軸方向に伸縮自在であり、前記バルブ本体に組み付けられる長さ調整部材と、
   前記ノズルに対して前記容器を位置決めする位置決め部材と、
   前記位置決め部材を前記軸方向に沿って案内するガイド軸と、を備え、
   前記長さ調整部材は、第１係合部と、前記第１係合部に対して前記軸方向に進退自在に係合する第２係合部と、を有し、
   前記第１係合部および前記第２係合部のいずれか一方は、前記ガイド軸と係合していることで軸回り方向への回転が規制されている、
   ことを特徴とする充填バルブ。
9. 請求項１から６のいずれか一項に記載の複数の充填バルブと、
   液体を貯留する貯留部と、を備え、
   供給された容器に、前記充填バルブにより前記液体を充填する、
   ことを特徴とする充填機。
10. 請求項８に記載の複数の充填バルブと、
    液体を貯留する貯留部と、を備え、
    供給された容器に、前記充填バルブにより前記液体を充填する、
    ことを特徴とする充填機。
11. 前記第１ねじ部および前記第２ねじ部のいずれか一方には、回転されると前記第１ねじ部および前記第２ねじ部を相対的に前記軸方向に進退させるギヤが備えられ、
    前記複数の充填バルブのそれぞれの前記ギヤを連動させる共通ギヤと、
    前記共通ギヤを回転させる駆動部と、を備える、
    請求項９に記載の充填機。
12. 前記共通ギヤは、リング状であり、
    前記共通ギヤの内端または外端に、前記複数の充填バルブのそれぞれの前記ギヤが係合する、
    請求項１１に記載の充填機。

Images