JPH1086997A - ロータリ型充填バルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充填運転時において良好なバルブ機能が得られ
るとともに、そのバルブ摺動面に対する洗浄が容易であ
り、耐久性に関しても問題のないロータリ型充填バルブ
装置を提供する。 【解決手段】充填バルブ装置として、それぞれの端面に
おいて相対的に回転し得るように摺動可能に接合された
固定バルブ部５と回転バルブ部６とを備え、それらの接
合端面に互いに連通可能な位置に偏心した流路の接続口
９，１２を形成するとともに、その接合状態を保持する
スプリング１７などからなる付勢手段を付設し、固定バ
ルブ部５と回転バルブ部６との相対的な回転変位により
容器への充填を制御する。さらに、前記接続口９，１２
の重合度合を調整することにより充填液の流量制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充填機に用いられ
る充填バルブ装置に関する。より詳しくは、充填液タン
クから各容器への充填に対する制御機能に加えて、その
バルブ摺動面に対する洗浄が容易なロータリ型充填バル
ブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、充填機の充填バルブ装置として
は、ポペットバルブを用いた一般的なものや、可撓性を
有する供給管の途中を変形させることによりバルブ作用
を行うピンチバルブを用いたもの（特公平１−４６３９
２号公報）、充填ノズルの先端部に流路に対して直交し
た状態で回転するロータリ弁体を配設したもの（実公昭
６２−１３９９５号公報）などが知られている。ところ
で、ピンチバルブを用いたものはバルブ作用に供給管の
変形を伴うため耐久性に難点があり、また後者のロータ
リ弁体を用いたものはそのロータリ弁体の摺動面に対す
る洗浄が困難であるといった問題があった。これに対し
て、前者のポペットバルブを用いたものは、耐久性や洗
浄性の点では問題が少ないものの、ポペット弁体自体の
開弁あるいは閉弁動作に伴う進退動作によって、その弁
体の外周部に形成される流路の体積が変化するため、動
作速度をあまり速くすると、流路の急激な体積変化によ
る衝撃が流出する液流に影響して液散りや液跳ねの原因
になりやすいといった問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、充填運転
時において良好なバルブ機能が得られるとともに、その
バルブ摺動面に対する洗浄が容易であり、耐久性に関し
ても問題のないロータリ型充填バルブ装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、それぞれの端面において相対的に回転し得
るように摺動可能に接合された固定バルブ部と回転バル
ブ部とを備え、それらの固定バルブ部及び回転バルブ部
のそれぞれの接合端面に互いに連通可能な位置に偏心し
た流路の接続口を形成するとともに、前記固定バルブ部
と回転バルブ部との接合状態を保持する付勢手段を付設
したロータリ型充填バルブ装置を構成し、前記固定バル
ブ部と回転バルブ部との相対的な回転変位により容器へ
の充填を制御するという技術手段を採用した。なお、前
記固定バルブ部と回転バルブ部との相対的な回転角の制
御を介してそれぞれの接合端面に形成された前記接続口
の重合度合を調整することにより、充填液の流量制御も
可能である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明においては、前記固定バル
ブ部と回転バルブ部との相対的な回転変位を介して偏心
した前記接続口の連通状態を制御することにより、充填
動作に関するオンオフ制御、すなわち充填あるいは充填
停止に関する選択的な制御が可能であるとともに、さら
に前記接続口の重合度合を制御することにより充填液の
量的制御を付加することも可能である。なお、どちら側
を固定あるいは回転バルブ部とするかは自由で、上流側
を固定バルブとし下流側を回転バルブ部としても、逆に
上流側を回転バルブ部とし下流側を固定バルブ部として
もよい。要は、相対的な回転が可能な固定バルブ部と回
転バルブ部との組合せから構成すればよい。その場合、
固定バルブ部と回転バルブ部との接合面は、必ずしも平
面に限る必要はない。さらに、下流側を回転バルブ部と
し、その下方に充填ノズルを付設する場合には、充填ノ
ズルを回転バルブ部と一体的に構成して共に回転するよ
うに構成しても、別体に構成して回転バルブ部のみが回
転するように構成してもよい。また、洗浄時において
は、固定バルブ部と回転バルブ部との接合状態を保持す
るために付設された前記付勢手段の付勢力より大きい供
給圧力で洗浄液を供給すれば、その付勢手段の付勢力に
打勝って洗浄液が自動的に固定バルブ部と回転バルブ部
との接合端面間を流通するので、それぞれの接合端面、
すなわちバルブ摺動面に対する洗浄を簡便に行うことが
できる。さらに、洗浄時に固定バルブ部と回転バルブ部
間を機械的に離間させて洗浄を行うように構成すること
も可能である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例に関して説明する。図
１及び図２は本発明の一実施例の要部を示した縦断面図
であり、図１は充填停止時、図２は充填時の状態を示し
たものである。また、図３は前記固定バルブ部と回転バ
ルブ部との接合端面におけるそれぞれの接続口の位置関
係、すなわち接続状態を概略的に示した説明図である。
図１及び図２に示したように、本ロータリ型充填バルブ
装置は、バルブ機構１とそのバルブ機構１を作動させる
駆動機構２から構成される。バルブ機構１及び駆動機構
２は、充填機の適宜の固定側などに固着された取付部材
３を介して相互に一定の位置関係を保持するように装着
される。バルブ機構１は、図示しない充填液タンク側に
装着された接続ブロック４を介して前記充填液タンクに
接続された固定バルブ部５と、その固定バルブ部５の下
方端面に対して相対的に回転可能に接合された回転バル
ブ部６とを主要素として構成される。固定バルブ部５の
内部には、接続ブロック４の流路７を介して充填液タン
クに連通した流路８が形成されており、その流出側は回
転バルブ部６と摺動可能に接合する接合端面において偏
心した状態で開口され、回転バルブ部６側との接続口９
を形成している。他方、回転バルブ部６の内部には、流
出側が充填ノズル１０に接続した流路１１が形成されて
おり、その流入側は固定バルブ部５との接合端面におい
て前記接続口９と連通し得る位置に偏心させた状態で開
口され、その接続口９との接続口１２を形成している。
そして、後述のように、固定バルブ部５に対して回転バ
ルブ部６を相対的に回転することにより、それらの接続
口９と接続口１２とを図１に示した遮断状態あるいは図
２に示した連通状態にセットことによって充填動作をオ
ンオフ制御したり、両接続口９，１２の重合度合を調整
することにより流量制御を行ったりすることができる。

【０００７】固定バルブ部５の周囲にはベアリング１
３，１４を介して回転ハウジング１５が回転可能に配設
されており、その下部には前記回転バルブ部６が支持さ
れている。さらに、回転ハウジング１５は、その上部に
ネジ結合された受け部材１６と前記ベアリング１４のア
ウターレース側との間に配設されたスプリング１７の弾
力によって上方に付勢された状態において、ベアリング
１３，１４の外周面との間で上下し得るように摺動可能
に接合されている。したがって、前記固定バルブ部５と
回転バルブ部６とは、このスプリング１７による上方へ
の付勢力を介してそれらが摺動可能に接合された接合端
面における接合状態が保持されることになる。なお、こ
の場合、回転ハウジング１５の上部にネジ結合された前
記受け部材１６を回転して螺合位置を昇降することによ
ってスプリング１７の弾力を調整することにより上方へ
の付勢力、すなわち接合端面における接合状態に関する
保持力の大きさを調整することが可能である。また、回
転ハウジング１５の外周部には回転ギヤ１８が設けられ
ており、前記駆動機構２を構成するサーボモータ１９等
の回転角制御可能な駆動手段の回転軸２０に装着された
駆動ギヤ２１と歯合してその回転ハウジング１５を回転
駆動するように構成されている。

【０００８】次に、図３を用いて充填に関する制御動作
に関して説明する。図３は前述のように、固定バルブ部
５と回転バルブ部６との接合部における各動作時の接続
口９と接続口１２との接続状態を概略的に示した説明図
である。図中、状態Ａは両接続口９，１２が離間した遮
断状態を示したもので、図１の充填停止時の動作状態に
あたる。また、状態Ｂは両接続口９，１２が完全に重合
した連通状態を示したもので、図２の充填時の動作状態
にあたる。このように、充填動作のオンオフ制御は、前
記サーボモータ１９等の回転角制御可能な駆動手段を介
して回転ハウジング１５の回転角を制御することによ
り、前記状態Ａあるいは状態Ｂを選択することによって
実行される。さらに、状態Ｃ及び状態Ｄは、状態Ａの遮
断状態と状態Ｂの連通状態との中間的な状態を示したも
ので、状態Ｃは前記接続口９，１２が部分的に重合した
半開状態を示したものであり、状態Ｄは更に細かく流量
制御を行う場合の動作過程を段階的に示したものであ
る。すなわち、サーボモータ１９を介して回転ハウジン
グ１５の回転角を制御することにより、状態Ａと状態Ｂ
とを用いて充填の開始及び停止に関するオンオフ制御が
実行できるほか、その中間的な状態Ｃあるいは状態Ｄを
用いることにより流量制御を付加することも可能であ
る。特に、状態Ｄのように両接続口９，１２の重合度合
を微調整し得るように構成すれば、きめ細かい流量制御
が可能となり、充填開始時から充填終了までの１行程中
における各時点の流量を微妙に制御することも可能であ
る。なお、以上の充填のオンオフ制御あるいは流量制御
においては、固定バルブ部５の流路８あるいは回転バル
ブ部６の流路１１自体の流路体積は全く変化しない。し
たがって、前述のように、従来のポペットバルブを使用
した場合に、その弁体自体の進退動作に伴って生じる流
路の体積変化に基づく衝撃の影響によって発生する液散
りや液跳ねなどは問題にならない。

【０００９】次に、本ロータリ型充填バルブ装置の洗浄
作業に関して説明する。洗浄作業においては、充填液に
替えて洗浄液を前記接続ブロック４の流路７を介して固
定バルブ部５の流路８及び回転バルブ部６の流路１１、
更に充填ノズル１０に供給することにより行われる。そ
の場合、図３の状態Ｂのように前記接続口９，１２を重
合した連通状態にセットして洗浄液を流通させれば、各
流路７，８，１１内及び充填ノズル１０の部分を洗浄す
ることができる。また、状態Ａのように両接続口９，１
２を離間した遮断状態にセットして洗浄液を供給した場
合に、流路８内の洗浄液圧が前記スプリング１７の付勢
力に打勝つ圧力に昇圧すれば、その洗浄液自体の圧力に
よって回転バルブ部６が下方に押下され、洗浄液が自動
的に固定バルブ部５と回転バルブ部６との接合端面間を
流通し、それぞれの接合端面、すなわちバルブ摺動面を
自動洗浄することが可能である。なお、固定バルブ部５
と回転バルブ部６との接合端面間を必要に応じて機械的
に離間し得るように構成しておけば、洗浄液の圧力の大
小に拘らず固定バルブ部５と回転バルブ部６と接合端面
を洗浄することが可能である。

【００１０】図４及び図５は本ロータリ型充填バルブ装
置をロータリ形充填機あるいはライン形充填機に適用す
る場合のバルブ機構に対する駆動の仕方に関して模式的
に例示した概略説明図である。先ず図４に例示したよう
に、ロータリ形充填機２２に本ロータリ型充填バルブ装
置を適用する場合には、１個の駆動機構２を挟んでその
両側に前述のバルブ機構１を配設したものをユニットと
して充填作業ラインに沿って所要数配置するようにすれ
ば、駆動機構２の設置数を抑えることが可能である。な
お、図中、２３，２４は導入側及び排出側のスターホイ
ールを示したものである。また、図５に例示したよう
に、ライン形充填機に本ロータリ型充填バルブ装置を適
用する場合には、前述のバルブ機構１を充填作業ライン
に沿って所要数、所定間隔ごとに配置し、それらをラッ
クピニオン機構２５等を介してエアシリンダ２６などか
らなる１個の駆動機構２により駆動するように構成すれ
ば、同様に駆動機構２の設置数を大幅に抑えることがで
きる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を得ることが
できる。 （１）固定バルブ部と回転バルブ部との相対的な回転変
位によりバルブ動作を行うように構成したので、従来の
ポペットバルブのようにバルブ動作に伴って流路の体積
が変化するようなことはない。したがって、動作速度を
上げた場合にそのバルブ動作に伴う流路の体積変化に基
づいて液散りや液跳ねを招くといった従来の不具合は解
消されるので、動作速度の向上にきわめて有効である。 （２）バルブ動作に従来のピンチバルブのような変形は
伴わないから、装置としての耐久性がよい。 （３）洗浄作業においては、固定バルブ部と回転バルブ
部との間に洗浄液を流通させることにより、バルブ摺動
面を容易かつ確実に洗浄することができる。 （４）固定バルブ部と回転バルブ部の接合端面に形成さ
れた接続口の重合度合を調整することにより、容易かつ
的確に充填液の流量を制御することができる。したがっ
て、バルブとしての動作行程を細分化して時系列的に流
量を制御することにより、よりスムーズな充填作業を容
易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の充填停止時の要部を示した
縦断面図である。

【図２】 本発明の実施例の充填時の要部を示した縦断
面図である。

【図３】 前記実施例における固定バルブ部と回転バル
ブ部との接続状態を示した概略説明図である。

【図４】 本発明をロータリ形充填機に適用する場合の
バルブ機構に対する駆動の仕方に関して模式的に例示し
た概略説明図である。

【図５】 本発明をライン形充填機に適用する場合のバ
ルブ機構に対する駆動の仕方に関して模式的に例示した
概略説明図である。

【符号の説明】

１…バルブ機構、２…駆動機構、３…取付部材、４…接
続ブロック、５…固定バルブ部、６…回転バルブ部、
７，８…流路、９…接続口、１０…充填ノズル、１１…
流路、１２…接続口、１３，１４…ベアリング、１５…
回転ハウジング、１６…受け部材、１７…スプリング、
１８…回転ギヤ、１９…サーボモータ、２０…回転軸、
２１…駆動ギヤ、２２…ロータリ形充填機、２３，２４
…スターホイール、２５…ラックピニオン機構、２６…
エアシリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填液タンクから容器に対する充填を制
   御する充填バルブ装置であって、該充填バルブ装置は、
   それぞれの端面において相対的に回転し得るように摺動
   可能に接合された固定バルブ部と回転バルブ部とを備
   え、それらの固定バルブ部及び回転バルブ部のそれぞれ
   の接合端面に互いに連通可能な位置に偏心した流路の接
   続口を形成するとともに、前記固定バルブ部と回転バル
   ブ部との接合状態を保持する付勢手段を付設し、それら
   の固定バルブ部と回転バルブ部との相対的な回転変位に
   より容器への充填を制御することを特徴とするロータリ
   型充填バルブ装置。
2. 【請求項２】 前記固定バルブ部と回転バルブ部との相
   対的な回転角を制御することによりそれぞれの接合端面
   に形成された前記接続口の重合度合を調整し得るように
   構成し、前記回転角の制御を介して充填液の流量制御を
   行うことを特徴とする請求項１記載のロータリ型充填バ
   ルブ装置。