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発明の名称 充填バルブ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−168856(P2007−168856A)
公開日 平成19年7月5日(2007.7.5)
出願番号 特願2005−369283(P2005−369283)
出願日 平成17年12月22日(2005.12.22)
代理人 【識別番号】100086852
【弁理士】
【氏名又は名称】相川 守
発明者 塚野 健一
要約 課題
グラビティ式液体フィラJによって、予め固形物が充填された容器B内に液体を充填することを可能にする。

解決手段
内部に液通路34が形成された注液パイプ26と、注液パイプ内に配置されて内部に排気通路32が形成された排気パイプ28と、排気パイプの下部に設けられ、注液パイプの昇降によって開閉される液バルブ12およびエアバルブ14と、容器Bの口部Baに密着して容器内を密封するびん口パッキン50とを有しており、両バルブを開放して、液通路から液体を流下させるとともに、容器内のエアを排気通路から排出して充填を行う。前記エアバルブの開口部(排気口43)を覆う位置に、充填液中の固形物の通過を阻止する大きさの連通孔60aが複数形成された通過阻止部材60を配置し、充填時に容器内のエアを前記通過阻止部材の連通孔を通して前記排気通路に導くようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
内部に液通路が形成された注液パイプと、この注液パイプ内に配置され、その内部に排気通路が形成された排気パイプと、この排気パイプの下部に設けられ、前記注液パイプとの相対移動によって開閉される液バルブおよびエアバルブと、容器の口部に密着して容器内を密封するびん口パッキンとを有する充填バルブにおいて、
前記エアバルブの開口部を覆う位置に、充填液中の固形物の通過を阻止するサイズの孔が複数形成された通過阻止部材を配置し、充填時に容器内のエアを前記通過阻止部材の孔を通して前記排気通路に導くことを特徴とする充填バルブ。
【請求項2】
前記通過阻止部材を、前記注液パイプの外周に配置したことを特徴とする請求項1に記載の充填バルブ。
【請求項3】
前記通過阻止部材を、注液パイプに対して着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項2に記載の充填バルブ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は充填バルブに係り、特に、びん口パッキンにより容器内を密封し、容器内のエアを排気通路から排出しつつ、液通路を介して容器内に液体を充填するグラビティ式の充填装置に備えられた充填バルブに関するものである。
【背景技術】
【0002】
前記グラビティ式の充填バルブは、例えば特許文献1に示すように、充填液タンクの下面に固定された円筒状のバルブボディと、このバルブボディ内に摺動可能に嵌合され、内部に液通路が形成された給液パイプと、前記液通路を開閉する液バルブと、給液パイプの内部に配置され、その内部が排気通路を構成する排気パイプと、この排気通路を開閉するエアバルブと、容器の口部に密着して容器内を密封するびん口パッキンとを備えており、このびん口パッキンにより容器内を密封した状態で液バルブおよびエアバルブを開放して、充填液通路から容器内に液体を充填しつつ、容器内のエアを排気通路から充填液タンクの上部空間(気相部)内に排出することにより充填を行う。そして、容器内に充填された液体の液面が上昇し、エアバルブの高さに達して排気通路を閉塞すると容器内の上部に密封された空間が形成される。さらに、エアバルブの高さに達した充填液が排気通路内を上昇し、容器内の密封空間の圧力が充填液の供給圧力と平衡すると、充填液の流入が停止して充填が終了するようになっている。
【0003】
ところで充填装置によって充填される液体には各種のものがあり、例えば、小豆入りの充填液やコーン入りの充填液など固形物を含む充填液を充填する場合には、固形物と液体を混合して充填する方法と、予め固形物を容器内に充填した後、液体を充填する方法の二通りの方法が一般的に行われている。
【特許文献1】特開2005−145550号公報(第3−4頁、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前者の方法の場合には、固形物を攪拌しなければならないため、充填液タンクに攪拌装置を設置する必要があり、構造が複雑でコスト高であった。しかも、充填液を攪拌しながら充填をしても、容器内に充填された充填液中の固形物の比率が一定にはならないという問題があった。
【0005】
そのため、固形物の比率を一定にするには後者の方法により充填を行うことが好ましい。しかしながら、後者の方法を、前述のように容器内のエアを排気通路から排出しつつ液体の充填を行うグラビティ式の充填バルブで行うと、予め容器内に投入されていた固形物がエアバルブの開口部を塞いでしまうため、グラビティ方式の充填バルブによって固形物入りの充填液を充填することはほとんど不可能であった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、内部に液通路が形成された注液パイプと、この注液パイプ内に配置され、その内部に排気通路が形成された排気パイプと、この排気パイプの下部に設けられ、前記注液パイプとの相対移動によって開閉される液バルブおよびエアバルブと、容器の口部に密着して容器内を密封するびん口パッキンとを有する充填バルブにおいて、前記エアバルブの開口部を覆う位置に、充填液中の固形物の通過を阻止するサイズの孔が複数形成された通過阻止部材を配置し、充填時に容器内のエアを前記通過阻止部材の孔を通して前記排気通路に導くことを特徴とするものである。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、前記通過阻止部材を、前記注液パイプの外周に配置したことを特徴とするものである。
【0008】
さらに、請求項3に記載の発明は、前記通過阻止部材を、注液パイプに対して着脱可能に取り付けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
充填液内に含まれる固形物の通過を阻止する大きさの複数の孔が設けられた通過阻止部材を、エアバルブの開口部を覆う位置に配置するという構成で、予め固形物が充填された容器に、グラビティ式のフィラによって液体を充填することが可能となる。また、すでに設置されているグラビティ式の充填装置を、固形物入りの液体の充填用に容易に改造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
注液パイプの内部に排気パイプを配置し、排気パイプ内を排気通路とするとともに、注液パイプの内面と排気パイプの外面との間の空間を注液通路とし、びん口パッキンを容器の口部に密着させて容器内を密封した状態で、前記注液パイプと排気パイプとの相対移動によって液バルブとエアバルブを開閉させて、前記注液通路と排気通路を開閉し液体の充填を行い、さらに、前記エアバルブの開口部を覆う位置に、充填液中の固形物の通過を阻止するサイズの孔が複数形成された通過阻止部材を配置することで、グラビティ式の充填バルブによって固形物が充填された容器内に液体を充填することを可能にするという目的を達成する。
【実施例1】
【0011】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図1は本発明の一実施例に係る充填バルブを備えたグラビティ式液体フィラを含む充填ラインの全体の構成を簡略化して示す平面図、図2は本発明の一実施例に係る充填バルブの縦断面図である。先ず、図1によって充填ラインの全体の構成を簡単に説明する。搬送コンベヤAによって搬送されてきた容器B(図2参照)は、第1のインフィードスクリューCによって一定の間隔に切り離された後、第1の供給スターホイールDを介して固形物フィラEに搬入される。この容器Bは、固形物フィラE内で固形物が充填された後、第1の排出スターホイールFによって前記供給コンベヤA上に排出される。
【0012】
固形物が充填された容器Bは供給コンベヤAによってさらに下流側に搬送され、第2のインフィードスクリューGによって一定の間隔に切り離されて、第2の供給スターホイールHを介してグラビティ式の液体フィラJに搬入される。容器Bは、この液体フィラJ内で回転搬送される間に、後に説明する充填バルブによって液体が充填された後、中間ホイールKに引き渡される。この中間ホイールK内で回転搬送される間に、容器B内に充填された液体の上部の空間内のエアが窒素置換される。その後、容器Bは、キャッパLに送られてキャッピングが行われた後、第2の排出スターホイールMを介して供給コンベヤA上に排出され、次の工程に送られる。なお、前記固形物フィラEの構成は、特に限定されるものではなく、容器B内に固形物を一定量充填できるものであれば、どのような構成のものであってもよい。
【0013】
前記グラビティ式の液体フィラJは、図2に示すように、内部に充填液4が貯留され、中央の図示しない回転軸上に固定されて回転する充填液タンク6と、この充填液タンク6の底面6aの外周部寄りに、円周方向等間隔で取り付けられた複数の充填バルブ8と、これら各充填バルブ8の下方にそれぞれ配置され、充填バルブ8とともに回転しつつ昇降手段(図示せず)によって昇降するびん台10とを備えている。
【0014】
容器Bは、前述のように、供給コンベヤAによって搬送され、第2の供給スターホイールHを介して液体フィラJ内に搬入される。液体フィラJ内に搬入された容器Bは、各びん台10上にそれぞれ載せられ、前記回転軸の回転に伴って回転搬送される。びん台10が回転に伴って上昇すると、後に説明するように、びん台10上の容器Bによって、充填バルブ8に設けられた液バルブ12およびエアバルブ14が開放されて液体の充填が行われる。
【0015】
各充填バルブ8の構成について、図2により説明する。充填液タンク6の底面6aの外周寄りに上下に貫通する取り付け孔6bが形成され、この取り付け孔6bの下面側に筒状のバルブボディ24が固定されている。バルブボディ24の内部には、上部が充填液タンク6の内部に延びる注液パイプ26が摺動可能に挿通されている。この注液パイプ26の内部に間隙を隔てて排気パイプ28が挿通され、ブラケット30を介して前記バルブボディ24に固定されている。この排気パイプ28の内部が排気通路32を、そして、排気パイプ28の外面と注液パイプ26の内面との間の空間が液通路34を構成している。この液通路34内には、注液パイプ26に形成された上下方向の液導入用長穴(図示を省略)を介して充填液タンク6の充填液4が流入する。前記注液パイプ26および排気パイプ28の上端部は、充填液タンク6内に貯留された充填液4の上方の気相部36まで伸びている。
【0016】
前記注液パイプ26の下部には、充填時に容器B内に挿入される小径部26a(充填バルブ8の下端部を拡大して示す図3参照)が一体的に設けられている。一方、前記排気パイプ28の下端には、排気パイプ28よりも大径のノズル40が固定されている。前記注液パイプ26の下端小径部26aはこのノズル40の外面に嵌合しており、ノズル40の外面を摺動して昇降するようになっている。このノズル40には、注液口42と排気口43とが形成されており、注液口42は前記液通路34に、排気口43は排気通路32にそれぞれ連通している。排気パイプ28に固定されたノズル40と、注液パイプ26の下端小径部26aとにより、注液口42を開閉する液バルブ12および排気口43を開閉するエアバルブ14が構成されており、充填液タンク6に固定されている排気パイプ28に対し注液パイプ26が上昇したときに、液バルブ12およびエアバルブ14が開放し、注液パイプ26が下降して、注液パイプ38の小径部26aの先端が前記ノズル40の下端に設けられた弁座40aに着座したときに液バルブ12およびエアバルブ14が閉じる。なお、この実施例では、注液パイプ26の昇降によって液バルブ12およびエアバルブ14の開閉を行うようになっているが、逆に、排気パイプ28の昇降によって両バルブ12、14を開閉させることもできる。
【0017】
バルブボディ24の下方に突出している注液パイプ26の下部外周に、フランジ状のばね座44が形成されており、このばね座44とバルブボディ24の下部に取り付けられたばね座46との間にスプリング48が介装されて、注液パイプ26を常時下方へ付勢している。前記注液パイプ26の下端小径部26aの外周には、びん口パッキン50が取り付けられており、前記びん台10の上昇によってびん台10上の容器Bが上昇し、このびん口パッキン50の下面50aに密着すると容器B内が密封される。さらにびん台10が上昇すると、びん台10上の容器Bによってびん口パッキン50が押し上げられ、このびん口パッキン50と一体的に注液パイプ26が上昇して前記液バルブ12およびエアバルブ14が開放するようになっている(図3に示す状態)。
【0018】
注液パイプ26および排気パイプ28の上部には、充填終了時に排気パイプ28内に残留した液を、充填開始と同時に排出して充填時の排気通路32を確保するために、排気パイプ28の上部に負圧を発生させる負圧発生室52が設けられている。この負圧発生室52は、注液パイプ26の上端に固定したプランジャ54を排気パイプ28の上端に摺動自在に密嵌した構成を有しており、注液パイプ26の上昇とともにプランジャ54が上昇すると、排気パイプ28内の容積が増大して負圧が発生し、その後プランジャ54がさらに上昇すると、排気パイプ28の上部が、充填液タンク6の上部空間(気相部36)に連通し、排気パイプ28内に残留していた充填液が吸い上げられて充填液タンク6内に排出される。
【0019】
さらに本実施例に係る充填バルブ8には、図3および図4に示すように、エアバルブ14の開口部(排気口43)を覆って、充填液中に混入している固形物が排気通路32内に侵入することを防止するプロテクタ(通過阻止部材)60が取り付けられている。この通過阻止部材60は、上部60aが円筒形で下部60bが半円形をしており、その上部60aが前記びん口パッキン50に一体的に固定されている。びん口パッキン50はゴム等の弾性部材からなり、この通過阻止部材60は樹脂製である。また、通過阻止部材60の半円形の下部60bは、びん口パッキン50および注液パイプ26が上昇して液バルブ12およびエアバルブ14が開放した時に、エアバルブ14の排気口43の周囲を覆うようになっている。この通過阻止部材60の下部60bの、エアバルブ14の排気口43と対応する位置に、エアが流通するための連通孔60cが複数設けられている。さらに、通過阻止部材60の下部60bの内面は、前記ノズル40の下端に形成された大径の弁座40aとの間に、固形物が通過できない程度の僅かな隙間62が形成される。前記びん口パッキン50と通過阻止部材60とは溶着により固定してもよく、また、通過阻止部材60をびん口パッキン50に嵌め込んで、弾性部材であるびん口パッキン50の弾性力によって保持するようにしてもよい。
【0020】
前記びん口パッキン50は、注液パイプ26に対して着脱可能に取り付けられており、固形物の入っていない充填液を容器Bに充填する際には取り外すようにしている。この実施例では、びん口パッキン50は、注液パイプ26の外周に嵌め込んで、その弾性力のみで固定されている。
【0021】
前記構成の充填ラインの作動について説明する。供給コンベヤAによって搬送されてきた容器Bは、第1のインフィードスクリューCおよび第1の供給スターホイールDを介して固形物フィラEに搬入される。この固形物フィラEにおいて、所定量の固形物が容器B内に投入される。この容器Bは、第1の排出スターホイールFを介して前記供給コンベヤA上に排出される。
【0022】
固形物が充填された容器Bは、第2のインフィードスクリューGおよび第2の供給スターホイールHを介してグラビティ式の液体フィラJ内に供給され、各びん台10上に順次載せられる。回転に伴ってびん台10が上昇すると、先ず、注液パイプ26の下端小径部26aおよび排気パイプ28の下端に取り付けたノズル40が容器B内に挿入され、続いて、びん台10上の容器Bの口部Baがびん口パッキン50に密着して容器Bの内部が密封される。さらにびん台10および容器Bが上昇すると、びん口パッキン50およびこれと一体の注液パイプ26が上昇する。注液パイプ26が排気パイプ28およびノズル40に対して上昇すると、ノズル40に形成されている注液口42および排気口43が外部に露出して、液バルブ12およびエアバルブ14が開放する。このとき、注液パイプ26の上昇によって、排気パイプ28の上端に形成された負圧発生室52に負圧が発生した後、排気通路32が充填液タンク6の気相部36内に連通し、排気通路32内の残留液が充填液タンク6に放出される。
【0023】
液バルブ12およびエアバルブ14が開放すると、注液パイプ26に形成された液導入用長穴(図示を省略)から充填液通路34内に流入した充填液タンク6内の液体4が、ノズル40の注液口42を通って容器B内に流下する。びん口パッキン50によって密封された容器B内に充填液が流入するとともに、容器B内のエアはガスバルブ14の開口部(排気口43)から排気通路32内に入り、充填液タンク6の上部の気相部36内に排出されて液体の充填が行われる。この実施例では、ノズル40に形成されている排気口43の外側を通過阻止部材60が覆っているので、容器B内のエアは、通過防止部材60に形成されている複数の連通孔60cおよび通過阻止部材60とノズル40の下端に形成された弁座40aとの間の隙間62を通って排気通路32内に導入される。
【0024】
容器B内に充填された液の液面が上昇し、ノズル40に形成された排気口43の高さに達すると、液体は、通過阻止部材60の連通口60aおよび通過阻止部材60とノズル40との間の隙間62を通って排気口43内に入り、排気通路32内を上昇する。容器B内には、この液体フィラJに供給される以前に、固形物フィラEにおいて予め固形物が充填されており、液体が注入されれるとこの液体に混ざり、液体とともに固形物が排気口43内に流入しようとするが、排気口43の周囲に通過阻止部材60が設けられているので、固形物は流入を阻止され、液体だけが流入する。容器B内に充填された液体が排気口43の上端まで到達すると、容器B内の上部に密封された空間(ヘッドスペース)が形成される。排気口43から流入した充填液はさらに排気通路32内を上昇し、容器Bの上部密封空間内の圧力が充填液の供給圧力と平衡したときに充填液の流入が停止して充填が終了する。
【0025】
従来の構成のグラビティ式液体フィラによって固形物を含む充填液の充填を行うと、充填の終了時点で、固形物がエアバルブの開口部(排気口)から排気通路内に侵入して通路が詰まるおそれがあるため、適用することは不可能であるが、この実施例では、排気通路32の開口部(排気口43)の周囲に、エアや液体の通過は許容するが、一定以上の大きさの固形物の通過を阻止する通過阻止部材60を配置しているので、グラビティ式液体フィラJを、固形物を含む液体の充填に使用することが可能である。しかも、前記通過阻止部材60は、簡単に着脱できるので、固形物を含む液体と含まない液体の充填に兼用することが容易である。
【0026】
その後、びん台10を下降させると、容器Bの下降とともにびん口パッキン50および注液パイプ26がともに下降し、注液パイプ26の下端がノズル40の下端の弁座40aに着座すると液バルブ12およびエアバルブ14が閉じる。さらに容器Bが下降すると、上方で停止したびん口パッキン50が容器Bの口部Baから離れ、続いて注液パイプ26の下端小径部26aが容器B内から抜け出す。
【0027】
このように固形物および液体の充填が終了した容器Bは、中間ホイールKに引き渡されて、液面上部の空間のガス置換が行われた後、キャッパLに送られてキャッピングが行われる。その後、第2の排出スターホイールMを介して供給コンベヤA上に排出され、次の工程に送られる。なお、前記実施例では、通過阻止部材60として上部60aが円筒形で下部60bが半円形の樹脂製部材を用いたが、このような構成に限定されるものではなく、エアバルブ14の排気口43に直接金網のような細かい孔のあいた部材を装着するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の一実施例に係る充填バルブを備えた充填ラインを簡略化して示す平面図である。
【図2】前記充填バルブの縦断面図である。(実施例1)
【図3】前記充填バルブの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図4】図3のIV方向矢視図である。
【符号の説明】
【0029】
B 容器
12 液バルブ
14 エアバルブ
26 注液パイプ
28 排気パイプ
32 排気通路
34 液通路
43 エアバルブの開口部(排気口)
60 通過阻止部材
60a 通過阻止部材の孔




 

 


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