JPH0656122A - 充填ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンロッドと可動弁体との結合箇所のシ
ール性を確実なものにした充填ノズルを提供する。 【構成】 第１ピストンロッド１６の下端部を構成する
スリ─ブ３０の内周面に雌ねじ部３０ａが形成され、こ
の雌ねじ部３０ａに螺合する弁体押さえ部材３１によっ
て、可動弁体１５が第１ピストンロッド１６と一体化さ
れている。弁体押さえ部材３１には、２つのＯーリング
３３、３４が配設されている。具体的には、横面である
可動弁体１５の下端面と当接する部位に第１のＯーリン
グ３３が配設され、縦面である可動弁体１５の内周面と
当接する部位に第２のＯーリング３４が配設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は充填ノズルに関し、より
詳しくは、ミネラルウォータ、果汁等の液体を無菌状態
で容器に充填するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】実開昭62-146702 号公報に見られるよう
に、ミネラルウォータ、清涼飲料水、果汁等の充填に無
菌室が用いられる。また、これら液体を容器に充填する
に際し、実開昭62-146702 号公報、特開昭56-113503 号
公報に見られるようなエア圧作動式の充填ノズルを用い
るのが一般的である。すなわち、ミネラルウォータ等の
充填に用いられるノズルは、一般的に、ケーシングの下
端に設けられたミネラルウォータ吐出口と、ケーシング
の下端部に形成された固定弁座と、この固定弁座に対し
て上方から臨ませて配置された可動弁体とを備えてい
る。そして、ケーシング内にはピストンにより圧力室が
画成され、このピストンと可動弁体とが、弁軸であるピ
ストンロッドによって連係されて、上記圧力室へのエア
の供給あるいは排出によって可動弁体の開閉が制御され
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、ピストン
ロッドと可動弁体とが別体の場合、これらピストンロッ
ドと可動弁体とを一体化するに際し、そのシール性の確
保が問題となる。この点について詳しく説明すると、可
動弁体は、当然のことながら、ミネラルウオータの流出
通路内に配設され、これに伴って、ピストンロッドは少
なくともその一部がミネラルウオータの流出通路内に露
出することになる。このことは次のことを意味する。ピ
ストンロッドは、ピストンに連結されて上下動作を行う
ものであるが、その摺動性能を確保するには、潤滑油の
存在が必須のものとなる。このため、ピストンロッドが
ミネラルウオータの流出通路内に露出しているときに
は、潤滑油の漏出によってミネラルウオータが汚染され
てしまうという問題が発生する。この問題を回避する手
段として、ピストンロッドの回りに隔壁としてのベロー
ズを配設することが考えられている（上記特開昭56-113
503 号公報参照）。

【０００４】しかしながら、ベローズによって、折角、
ピストンロッドの回りを覆ったにしても、ピストンロッ
ドと可動弁体との結合箇所におけるシール性が悪かった
ときには、このピストンロッドと可動弁体との結合箇所
から潤滑油が漏れ出すという問題が生じる。そこで、本
発明の目的は、ピストンロッドと可動弁体との結合箇所
のシール性を確実なものとするようにした充填ノズルを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
べく、本発明にあっては、ケーシングの下端に形成され
た流体吐出口と、ケーシングの下端部に形成された固定
弁座と、該固定弁座の上方から望ませて配置され、該固
定弁座に対して離着座するリング状の可動弁体と、該可
動弁体を貫通して延びる弁軸と、前記可動弁体に固着さ
れて前記弁軸の回りを覆うベローズと、前記弁軸の下端
に設けられ、前記可動弁体の下端面と当接して、該可動
弁体を保持する弁体押さえ部と、前記可動弁体の下端面
と前記弁体押さえ部との間に配設された第１シール部材
と、前記可動弁体の内周面と前記弁軸との間に配設され
た第２のシール部材と、を備えた構成としてある。

【０００６】

【作用】本発明の充填ノズルによれば、可動弁体と弁軸
との結合箇所に第１、第２の二重のシール部材が配置さ
れることになる。二重のシールを行うことに関し、可動
弁体の下端面と上記弁体押さえ部との間に、横並びに第
１、第２のシール部材を配設することが考えられる。し
かしながら、このように横並びに二重のシール部材を配
設するようにした場合、２つのシール部材を横並びで配
置できるだけの大きさを上記弁体押さえ部が有していな
ければならない。このことは、２つのシール部材を配置
するために、わざわざ弁体押さえ部の径寸法を大きくす
る必要が生じ、仮に弁体押さえ部の径寸法を大きくした
としても、この弁体押さえ部の径寸法は可動弁体の径寸
法に制約を受けるものであるため、２つのシール部材を
横並びで配置できるだけの寸法を確保できない恐れがあ
る。

【０００７】これに対して、本発明にあっては、可動弁
体の内周面と弁軸との間に第２のシール部材を配置する
ようにしてあるため、上記のような問題は生じないばか
りでなく、第１、第２のシール部材は、可動弁体と弁軸
との間で、横方向と縦方向とに、夫々、シールを与える
ことになる。つまり、第１シール部材は横方向のシール
性を確保し、第２シール部材は縦方向のシール性を確保
することになる。これにより、ミネラルウオータの充填
の際に、動圧が第１シール部材に作用してそのシール性
が損なわれたとしても、動圧がそのまま第２シール部材
に作用することはない。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図１は充填ノズルの詳細を示すもので
ある。充填ノズル１は、空ボトルにミネラルウオータ等
の飲料水を充填する充填機に装着されるものである。充
填ノズル１はケーシング１０を有し、ケーシング１０に
は、その下端に吐出口１１が形成され、また下端部の側
壁に入口ポート１２が開口されて、この入口ポート１２
と吐出口１１との間にミネラルウォータの流出通路１３
が形成されている。流出通路１３の途中には、この通路
１３を規定する壁面に、下方に向うに従って徐々に縮径
するテーパ面１４が設けられ、このテーパ面１４が固定
弁座を形成している。そして、この固定弁座１４に対
し、リング状の可動弁体１５が上方から臨ませて配設さ
れ、可動弁体１５は、ケーシングの軸線上に配置された
第１ピストンロッド１６の下端に固定されている。第１
ピストンロッド１６と可動弁体１５との結合構造につい
ては後に詳しく説明する。

【０００９】他方、第１ピストンロッド１６の上端はケ
ーシング１０の中間部まで延びている。ケーシング１０
の中間部には、圧力室１７が形成され、この圧力室１７
は、上下に離置された２つのピストン１８、１９により
３つの圧力室２０、２１、２２に区画されている。すな
わち、２つのピストン１８、１９は、下方に位置するピ
ストン１８が小径ピストンとされ、上方に位置するピス
トン１９が大径ピストンとされて、小径ピストン１８の
下方域に第１圧力室２０が画成され、小径ピストン１８
と大径ピストン１９との間に、共通圧力室としての第２
圧力室２１が画成され、大径ピストン１９の上方域に第
３圧力室２２が画成されている。そして、第１圧力室２
０には第１エア給排ポート２３が開口され、第２圧力室
２１には第２エア給排ポート２４が開口され、第３圧力
室２２には第３エア給排ポート２５が開口されている。

【００１０】上記小径ピストン１８は前述した第１ピス
トンロッド１６の上端に固定される。他方、大径ピスト
ン１９は、ケーシングの軸線上に配置された第２のピス
トンロッド２６に固定されている。第２ピストンロッド
２６は、大径ピストン１９から上方に延びてケーシング
１０の上端を貫通して外部に突出し、この第２ピストン
ロッド２６の上端部にはナット２７が固設されている。

【００１１】ナット２７と、ケーシング１０の上端面１
０ａとの間には調整キャップ２８が配設され、調整キャ
ップ２８は、ケーシング１０の上端部に螺合され、ロッ
クねじ２９により固定されるようになっている。この調
整キャップ２８の機能については後に詳しく説明する。
ケーシング１０の上端部には、径方向外方に向けて突出
するフランジ１００が形成されている。他方、充填ノズ
ル１はその上端部を覆う主キャップ１０１を有し、この
主キャップ１０１は、上端が閉塞され、下方に向けて開
口した筒形状とされて、この主キャップ１０１により、
第２ピストンロッド２６の突出部、調整キャップ２８、
ロックねじ２９が全体的に覆われている。主キャップ１
０１は、その下端がシール部材１０２を介してフランジ
１００の外周端に載置され、ボルト１０３により、フラ
ンジ１００に締結されて、主キャップ１０１内への洗浄
水の侵入を防止するようにしてある。ちなみに、充填ノ
ズル１の洗浄においては、この充填ノズル１対して洗浄
水をかけることにより行われる。

【００１２】尚、図１において、符号１０４はリターン
スプリングで、リターンスプリング１０４は小径ピスト
ン１８と大径ピストン１９との間に介装されている。ま
た、同図において、符号１０５はベローズであり、ベロ
ーズ１０５は、その下端が可動弁体１５に固着され、上
端がケーシング１０に固着されて、このベローズ１０５
により、第１ピストンロッド１６の下端部、より詳しく
は、ミネラルウォータの流出通路１３に露出する部位が
覆われている。また符号１０６は、ミネラルウォータの
供給管である。

【００１３】充填ノズル１の作動について説明する。 （１）閉弁（ミネラルウォータの充填停止） 第１圧力室２０及び第３圧力室２２のエアが排出され、
第２圧力室２１にエアが供給される。つまり、小径ピス
トン１８と大径ピストン１９との間の圧力室２１が高圧
とされ、小径ピストン１８の下方室２０及び大径ピスト
ン１９の上方室２２が共に低圧とされる。これにより、
第１ピストン１８は下方動、つまり可動弁体１５を固定
弁座１４に対して押し付ける閉弁動作を行なうことにな
る。他方、第２ピストン１９は上方動する。 （２）開弁（ミネラルウォータの充填） 第２ピストンロッド２６の位置、すなわち、第２ピスト
ンロッド２６が上ストローク端に位置して第２ピストン
１９が上限位置をとったときと、第２ピストンロッド２
６が下ストローク端に位置して第２ピストン１９が下限
位置をとったときとで、ミネラルウォータの吐出量を２
段階に調整できるようになっている。 小吐出量 第２圧力室２１のエアが排出され、第１圧力室２０及び
第３圧力室２２にエアが供給される。すなわち、小径ピ
ストン１８と大径ピストン１９との間の圧力室２１が低
圧とされ、小径ピストン１８の下方室２０及び大径ピス
トン１９の上方室２２が共に高圧とされる。これによ
り、大径ピストン１９は下限位置をとる。この大径ピス
トン１９の下限位置は、ナット２７（第２ピストンロッ
ド２６）が調整キャップ２８と衝合することにより規定
される。他方、小径ピストン１８は上方動することにな
るが、この小径ピストン１８の上限ストロークは、大径
ピストン１９と小径ピストン１８との間の受圧面積の差
に基づき大径ピストン１９によって規制され、このた
め、可動弁体１５は半開き状態となる。 大吐出量 第２圧力室２１及び第３圧力室２２のエアが排出され、
第１圧力室２０にエアが供給される。つまり、大径ピス
トン１９の上方室２２と、小径ピストン１８と大径ピス
トン１９との間の圧力室２１とが共に低圧とされ、他
方、小径ピストン１８の下方室２０が高圧とされる。こ
れにより、小径ピストン１８は大径ピストン１９によっ
て規制されることなく上方移動し、可動弁体１５はいっ
ぱいに開かれることになる。

【００１４】尚、ミネラルウォータの小吐出量の調整
は、調整キャップ２８の高さ位置を調整することにより
行なわれる。すなわち、ロックねじ２９を緩めて、調整
キャップ２８を回転させ、調整キャップ２８の高さ位置
を所望の位置にセットし直した後に、再びロックねじ２
９を締め込むことにより行なわれる。ちなみに、調整キ
ャップ２８の高さ位置を高位置にしたときには、大径ピ
ストン１９の下限ストローク端の位置が高められるた
め、ミネラルウォータの吐出量は多くなる。逆に、調整
キャップ２８の高さ位置を低位置にしたときには、大径
ピストン１９の下限ストローク端の位置が低められるた
め、ミネラルウォータの吐出量は少なくなる。

【００１５】第１ピストンロッド１６と可動弁体１５と
の結合構造は以下のようになっている。図２に示すよう
に、第１ピストンロッド１６には、その下端部を構成す
るスリーブ３０の内周面に雌ねじ部３０ａが形成されて
いる。他方、可動弁体１５は、その貫通穴１５ａの下端
開口に、拡径した段部１５ｂが形成されている。

【００１６】上記雌ねじ部３０ａには、弁体押さえ部材
３１が螺合され、弁体押さえ部材３１には、可動弁体１
５の下端面と当接する大径部３１ａと、上記段部１５ｂ
と適合する大きさとされて、この段部１５ｂ内に嵌まり
込む小径部３１ｂとを有し、大径部３１ａと上記スリー
ブ３０とで可動弁体１５を挟持するようになっている。
そして、大径部３１ａには上方に向けて開口する環状の
第１シール溝３１ｃが形成され、小径部３１ｂには、側
方に向けて開口する環状の第２シール溝３１ｄが形成さ
れて、第１シール溝３１ｃには、第１のＯーリング３３
が配設され、第２シール溝３１ｄには第２のＯーリング
３４が配設され、この二重のシール構造によって、弁体
押さえ部材３１と可動弁体１５との間のシール性を確実
なものとしてある。すなわち、第１のＯーリング３３が
横面であるシール面に配設され、第２のＯーリング３４
が縦面であるシール面に配設されているため、仮に第１
のＯーリング３３のシール性が損なわれたとしても、ミ
ネラルウオータ充填の際に作用する動圧がそのまま第２
のＯーリング３４に作用することがなく、したがって確
実なるシール性を確保することができる。

【００１７】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれに限定されることなく、例えば、第１ピストン
ロッド１６の下端を可動弁体１５よりも下方に延長し
て、この延長部に雄ねじを設け、他方、弁体押さえ部材
３１を截頭円錐形状に形成して、弁体押さえ部材３１に
第１ピストンロッド１６の下端部（雄ねじ部）を受け入
れる穴を形成して、該穴に雌ねじを設けることによっ
て、第１ピストンロッド１６と弁体押さえ部材３１とを
一体化するものであってもよい。この場合、第１ピスト
ンロッド１６の下端部（可動弁体と当接する部位）に、
第２のＯーリング３４を収容する溝を設けて、第１ピス
トンロッド１６に第２のＯーリング３４を配設すればよ
い。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、弁体押さえ部の径方向の寸法を拡大すること
なく、二重のシールによって確実なるシール性を確保す
ることができる。特に、可動弁体の下端面のシールを行
う第１シール部材のシール性が損なわれたとしても、第
２シール部材には、動圧が直接的に作用することがない
ため、単に第１、第２シール部材を横並びに配置したの
もに比べて、高いシール性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ミネラルウオータの充填に用いられる充填ノズ
ルの縦断面図。

【図２】図１に示す充填ノズルの下端部（弁部）を拡大
して示す要部拡大図。

【符号の説明】

１ 充填ノズル １０ ケーシング １１ 吐出口 １４ 固定弁座 １５ 可動弁体 １５ａ 貫通孔 １５ｂ 段付開口 １６ 第１ピストンロッド ３０ 第１ピストンロッドの下端部を構成するスリー
ブ ３０ａ 雌ねじ部 ３１ 弁体押さえ部材 ３１ａ 大径部 ３１ｂ 小径部 ３１ｃ 第１シール溝 ３１ｄ 第２シール溝 ３３ 第１のＯーリング ３４ 第２のＯーリング

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの下端に形成された流体吐出
   口と、 ケーシングの下端部に形成された固定弁座と、 該固定弁座の上方から望ませて配置され、該固定弁座に
   対して離着座するリング状の可動弁体と、 該可動弁体を貫通して延びる弁軸と、 前記可動弁体に固着されて前記弁軸の回りを覆うベロー
   ズと、 前記弁軸の下端に設けられ、前記可動弁体の下端面と当
   接して、該可動弁体を保持する弁体押さえ部と、 前記可動弁体の下端面と前記弁体押さえ部との間に配設
   された第１シール部材と、 前記可動弁体の内周面と前記弁体押さえ部との間に配設
   された第２のシール部材と、を備えていることを特徴と
   する充填ノズル。