充填用バルブ
【課題】容器に充填用媒体を繰り返し充填しても充填用バルブのシール部材の損傷を防止することができ、シール部材を交換することなく長期間に渡って安定的に充填用媒体を充填することができる充填用バルブを提供する。
【解決手段】本発明の充填用バルブ１２は、筒状のソケット本体１２１と、ソケット本体１２１内に配置されたバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４とソケット本体１２１の間でアダプタ１２４の下部と嵌合してバルブ本体１２２を収容し且つバルブ本体１２２と協働して充填用媒体の流路を開閉するパッキン１２５を支持するパッキンホルダ１２６と、を備え、バルブ本体１２２は、プラグ５１先端面が接触する環状突起部１２２Ｃと、を有し、プラグ５１の先端面が環状突起部１２２Ｃとパッキン１２５の双方に面接触することにより流路を開放する。
【解決手段】本発明の充填用バルブ１２は、筒状のソケット本体１２１と、ソケット本体１２１内に配置されたバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４とソケット本体１２１の間でアダプタ１２４の下部と嵌合してバルブ本体１２２を収容し且つバルブ本体１２２と協働して充填用媒体の流路を開閉するパッキン１２５を支持するパッキンホルダ１２６と、を備え、バルブ本体１２２は、プラグ５１先端面が接触する環状突起部１２２Ｃと、を有し、プラグ５１の先端面が環状突起部１２２Ｃとパッキン１２５の双方に面接触することにより流路を開放する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充填媒体を充填するための充填用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル等の気液混合の気液媒体を散布する散布ノズルを有する散布容器が広く使用されている。散布容器は、加圧気体と所定の液体が気液媒体として圧入されている容器で、加圧気体によって液体を散布して使い果たすとそのまま廃棄されるのが一般的である。しかしながら、最近の環境保護の観点から再充填可能な散布容器が市場に出回っている。再充填可能な容器は、上部に散布ノズルを有し、底面に気液媒体を充填するためのバルブ内蔵型のプラグを有している。液体を使い果たすと、再充填可能な容器のプラグを、充填装置の充填用バルブに接続して容器内に気液媒体を充填し、容器を繰り返し使用するようにしている。このような充填装置としては例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には再充填可能な容器のプラグを接続するための充填用バルブの構造について具体的には記載されていない。しかし、この種の充填用バルブは、通常プラグを接続するソケット本体、シール部材及びバルブ本体を有するものが使用される。容器のプラグを充填装置の充填用バルブに接続する時には、プラグを充填用バルブに接続すると、充填用バルブのバルブ本体がソケット本体内で外部から遮断された状態で開放されて、充填装置から容器内に充填用媒体が充填される。
【０００４】
【特許文献１】特許３２５１７９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の充填装置に用いられている充填用バルブは、再充填可能な容器のプラグを外部からシールするシール部材としてソケット本体の内周面に装着されたＯリングを有しているため、プラグを充填用バルブに接続する際にプラグが充填用バルブのＯリングの内側をＯリングと摺接しながら通り、プラグの先端がＯリングの先に配置されたバルブ本体に接触して充填用バルブを開くようにしてあるため、充填用媒体を再充填する度に容器側のプラグがＯリングをその弾力に抗して押し広げてその内側を通って着脱されるため、プラグがＯリングを損傷しやすく、Ｏリングを頻繁に交換しなくてはならないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、再充填可能な容器やその他の充填可能な容器に充填用媒体を繰り返し充填しても充填用バルブのシール部材の損傷を防止することができ、シール部材を交換することなく長期間に渡って安定的に気液混合媒体等の充填用媒体を充填することができる充填用バルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の充填用バルブは、充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の充填用バルブは、充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記プラグが挿入される筒状のソケット本体と、上記ソケット本体内に配置され且つ上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタと上記ソケット本体の間で上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の充填用バルブは、請求項２に記載の発明において、上記ソケット本体上部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記プラグを上記ソケット本体に接続固定するロック機構を備え、上記ロック機構は、上記プラグが挿入される筒状部材と、上記筒状部材の上部に周方向に所定間隔を空けて出入可能に装着され且つ上記プラグの外周面に形成された溝と嵌合する複数のボールと、上記筒状部材に対して軸方向に弾力を付与するスプリングと、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の充填用バルブは、請求項３に記載の発明において、上記筒状部材の外周面の一部が上記ソケット本体に形成された窓から露出し、上記外周面に形成された切欠部を押圧操作して上記プラグと上記ソケット本体との接続を解除することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の充填用バルブは、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記ソケット本体下部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記充填用媒体が過圧状態になった時に上記バルブ本体を開放する安全機構を備え、上記安全機構は、上記パッキンホルダを弾力的に支持するために上記ソケット本体と上記パッキンホルダの間に配置されたスプリングと、上記スプリングを弾力的に支持するスプリングホルダと、を備え、上記充填用媒体が所定の圧力を超えた時に上記スプリングの弾力に抗して上記パッキンホルダを上記スプリングホルダ側へ移動させて上記充填用媒体の流路を外部へ開放することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、再充填可能な容器やその他の充填可能な容器に充填用媒体を繰り返し充填しても充填用バルブのシール部材の損傷を防止することができ、シール部材を交換することなく長期間に渡って安定的に気液混合媒体等の充填用媒体を充填することができる充填用バルブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明の充填用バルブ及び充填装置について説明する。尚、各図中、図１は本発明の充填用バルブの一実施形態を適用した充填装置の要部を示す断面図、図２は図１の充填用バルブを拡大して示す断面図、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す充填用バルブのバルブ本体を示す図で、（ａ）はその上方からの平面図、（ｂ）はその側面図、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ再充填可能な容器側のバルブ本体を示す図で、（ａ）はその右半分の断面を示す側面図、（ｂ）はその下方からの平面図、図５の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示すバルブ本体とは別のバルブ本体を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は右半分の断面を示す側面図である。
【００１４】
まず、本発明の充填用バルブが適用された充填装置について説明する。この充填装置１０は、例えば図１に示すように、充填用媒体の再充填可能な容器５０の底面に装着されたバルブ付きプラグ５１を介して充填用媒体を定量的に供給する定量充填機器（図示せず）と、定量充填機器を操作する操作部材１１と、定量充填機器からの充填用媒体を充填するための充填用バルブ１２と、充填用バルブ１２の上部が中央部に臨み且つ容器５０のプラグ５１と充填用バルブ１２を接続するために容器５０を設置するカップ状の受部材（受皿）１３と、を備え、定量充填機器、充填用バルブ１２及び受皿１３がいずれも基台１４の上面に設けられている。本実施形態の充填装置１０は、主として充填用バルブ１２に特徴があるため、以下では充填用バルブ１２を中心に説明する。
【００１５】
本実施形態の充填用バルブ１２は、図１、図２に示すように、充填用媒体の再充填可能な容器５０の底面に装着されたバルブ付きプラグ５１と接続されて、容器５０内に気液混合媒体等の充填用媒体を充填するように構成されている。この充填用バルブ１２は、同図に示すように、筒状のプラグ５１が挿入される筒状のソケット本体１２１と、ソケット本体１２１内に軸芯を共有して配置され且つ充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に下面側から弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４とソケット本体１２１の間に配置され且つバルブ本体１２２の外周縁部が離接して充填用媒体の流路を開閉する環状のパッキン１２５を支持するパッキンホルダ１２６と、を備え、容器５０のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入されてこれら両者が接続されると、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２とプラグ内のバルブ本体が開放されて充填用媒体が定量充填機器から充填されるように構成されている。
【００１６】
図２に示すようにソケット本体１２１の基部にはフランジ１２１Ａが形成され、このフランジ１２１Ａの上側には雄ねじが形成されている。ソケット本体１２１は、基台１３の下側から貫通孔に挿入された状態で、基台１３の上側から雄ねじにボルト１２１Ｂを締結することによって基台１３に固定されている。ソケット本体１２１の上端部には外径が徐々に小さくなる縮径部１２１Ｃが形成され、この縮径部１２１Ｃに後述のロック機構１２７が嵌め込まれている。また、縮径部１２１Ｃには図１、図２に示すように互いに周方向に１８０°隔てた切欠部が形成され、各切欠部の垂直壁面１２１Ｄにはそれぞれ窓（図示せず）が形成されている。そして、後述するようにこれらの窓からロック機構の一部が露出している。
【００１７】
バルブ本体１２２は、図２、図３に示すように、外径が環状のパッキン１２５の内径より大きく形成された円形状の基部１２２Ａと、基部１２２Ａ上面に軸芯に対して左右対称の板状に形成され且つ左右両端面が環状のパッキン１２５の内周面と接触する板部１２２Ｂとを有し、板部１２２Ｂの両側が充填用媒体の流路となるように構成されている。バルブ本体１２２の基部１２２Ａは、バルブスプリング１２３の作用でパッキン１２５の下面と弾接して充填用媒体の流路を遮断し、プラグ５１の作用でパッキン１２５の下面から離間して流路を開放する。
【００１８】
図３に示すようにバルブ本体１２２の基部１２２Ａの外周縁部には所定幅の環状突起部１２２Ｃが形成され、この環状突起部１２２Ｃがパッキン１２５の下面と弾接して充填用媒体の流路を遮断し、パッキン１２５から離間することで流路を開放するようになっている。基部１２２Ａの内側には環状のパッキン１２５の内径より縮径した円形状の突出面部１２２Ｄが形成され、この突出面部１２２Ｄに板部１２２Ｂが立設されている。
【００１９】
バルブ本体１２２の板部１２２Ｂは、図１〜図３に示すように上端中央に突出部１２２Ｅを有している。板部１２２Ｂの左右の端部が少し落ち込んだ肩部１２２Ｆとして形成され、この肩部１２２Ｆに筒状のプラグ５１が接触し、バルブ本体１２２を押し下げるようになっている。バルブ本体１２２は、環状突起部１２２Ｃがパッキン１２５の下面に接触した状態で板部１２２Ｂの肩部１２２Ｆがパッキン１２５の上面よりやや高い位置にあり、プラグ５１が板部１２２Ｂの左右の肩部１２２Ｆと接触してバルブ本体１２２をバルブスプリング１２３のスプリング力に抗して押し下げて流路を開放した後、パッキン１２５の上面に着座するようになっている。この時、板部１２２Ｂの突出部１２２Ｅでプラグ５１内のバルブ本体を押し上げて流入口を開放し充填用バルブ１２から容器５０内へ充填用媒体を充填する。
【００２０】
図１、図２に示すようにソケット本体１２１上端の縮径部１２１Ｃにはプラグ５１を固定するロック機構１２７が設けられている。このロック機構１２７は、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６との間に軸方向で移動可能に装着され、容器５０のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入された時にプラグ５１をソケット本体１２１内に固定する機能を有している。
【００２１】
即ち、ロック機構１２７は、図１、図２に示すように、上下に形成された小径部１２７Ａと大径部１２７Ｂからなる筒体１２７Ｃと、この筒体１２７Ｃの小径部１２７Ａの周方向等間隔を空けて４箇所に形成された貫通孔１２７Ｄと、これらの貫通孔１２７Ｄに一部が小径部１２７Ａの内周面から突出するよう収納された４個のボール１２７Ｅと、を有し、小径部１２７Ａの外周面がソケット本体１２１の縮径部１２１Ｃの内周面と摺接するように形成されている。貫通孔１２７Ｄは、小径部１２７Ａの内周面から外周面にかけて孔径が拡大するテーパ状に形成されている。
【００２２】
また、図１、図２に示すようにソケット本体１２１の内周面の上下方向の中ほどにはリング部材１２７Ｅが部分的に突出するように装着されている。このリング部材１２７Ｅの突出部と筒体１２７Ｃ下端外周面に形成された段部との間にスプリング１２７Ｆが弾装され、このスプリング１２７Ｆによって筒体１２７Ｃを常に上方へ付勢し、４個のボール１２７Ｅがソケット本体１２１の縮径部１２１Ｃ内のテーパ面に弾接して小径部１２７Ａの内側へ押出されて球面の一部が貫通孔１２７Ｄから突出している。大径部１２７Ｂの内周面は小径部１２７Ａの内周面から拡径して形成されており、この拡径部にパッキンホルダ１２６の外周面が摺接している。そして、大径部１２７Ｂの拡径部の上端とパッキンホルダ１２６の上端との間には僅かな隙間があり、この隙間で筒体１２７Ｃが上下方向に摺動し、ロック機構１２７が作動する。
【００２３】
従って、容器５０側のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入されるとロック機構１２７のボール１２７Ｅに接触して筒体１２７Ｃをスプリング１２７Ｆに抗してソケット本体１２１内に僅かだけ押し込むと共にボール１２７Ｅが貫通孔１２７Ｄ内に一瞬押し込まれてプラグ５１外周面の溝５１Ａに嵌り込んでプラグ５１をソケット本体１２１内に接続固定する。この時、スプリング１２７Ｆの力で筒体１２７Ｃが付勢されているため、４個のボール１２７Ｅがプラグ５１の溝に嵌り込む時にパチッと音がする。この音によりプラグ５１が充填用バルブ１２に接続されたことを確認することができる。
【００２４】
ところが、従来のこの種の充填用バルブは、ロック機構として左右一対のニードルによって構成されていたため、充填用バルブを組み立てる時にニードルの両端をソケットに設けられた４箇所の孔に差し込まなくてはならず、その作業が難しかった。従って、ロック機構の組み立てに時間がかかった。しかも、従来のロック機構は、プラグが挿入された時の左右一対のニードルが弾性変形してプラグの溝に嵌り込む構造のため、本実施形態のロック機構１２７のように接続時にパチッという音がせず、確実接続されているかの確認がし難かった。
【００２５】
また、大径部１２７Ｂの外周面の一部が図１、図２に示すようにソケット本体１２１の垂直壁面１２１Ｄの窓から露出し、露出した部分の略上半分に切欠部が形成されている。その切欠部に垂直壁面１２１Ｄの窓を埋める垂直壁面（図示せず）が形成され、垂直壁面から径方向外側へ肩部１２７Ｇが形成されている。この肩部１２７Ｇから筒体１２７Ｃをスプリング１２７Ｆに抗して押し下げることによってプラグ５１の固定を解除することができる。
【００２６】
また、充填用バルブ１２は、充填用媒体の圧力が所定の圧力より高くなるとバルブ本体１２２を開く安全機構１２８が設けられている。この安全機構１２８は、図１、図２に示すように、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６の間に配置されたスプリング１２８Ａと、スプリング１２８Ａを弾力的に支持するようにソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６の間に配置されたスプリングホルダ１２８Ｂと、を備えている。スプリング１２８Ａは、下端がスプリングホルダ１２８Ｂによって支持されていると共に上端がパッキンホルダ１２６の外周面のフランジ１２６Ａによって支持されている。安全機構１２８は、充填中に充填用媒体が所定の圧力を超えて過圧状態になった時にスプリング１２８Ａに抗してパッキンホルダ１２６をスプリングホルダ１２８Ａ側へ押し下げてバルブ本体１２２をプラグ５１から引き離して充填用媒体の流路を開放して充填用媒体を外部へ放出する。
【００２７】
また、容器５０を受ける受皿１３は、図１、図２に示すように容器５０の下部が嵌り込む大きさのカップ状に形成されている。同図に示すように受皿１３の底面の中央には二段階で円形状に隆起する隆起部１３Ａが形成され、隆起部１３Ａの上面に形成された略矩形状の矩形孔１３Ｂにソケット本体１２１の上端部が嵌入している。そして、隆起部１３Ａの上面とロック機構１２７の筒体１２７Ｃの肩部１２７Ｇが接触している。受皿１３は、隆起部１３Ａの周囲に周方向等間隔を空けて配置された複数（例えば、３個）のボルト１５及びナット１５Ａによって基台１４に昇降可能に取り付けられている。受皿１３と基台１４の間にはソケット本体１２１を基台１４に固定するためのボルト１２１Ｂを囲むスプリング１６が弾装され、スプリング１６によって受皿１３を基台１４から所定寸法だけ浮上させて受皿１３を３箇所のナット１５Ａに弾接させている。
【００２８】
従って、容器５０を受皿１３に配置し、容器５０をスプリング１６に抗して基台１４に向けて押し下げると容器５０のプラグ５１と充填用バルブ１２が接続される。また、充填用媒体の充填後に、受皿１３を押し下げると受皿１３の隆起部１３Ａの上面でロック機構１２７の肩部１２７Ｇを介して筒体１２７Ｃを押し下げて充填用バルブ１２とプラグ５１の接続を解除することができる。
【００２９】
また、図１に示すように受皿１３を基台１４に接続する隣接するボルト１５間に容器５０を検出す定量充填機器を操作する操作部材１１が装着されている。この操作部材１１は、容器５０を受皿１３内に設置すると、容器５０の底面と接触してコントロールバルブ１７のスイッチ１７Ａを投入して、定量充填機器を作動させるようになっている。即ち、操作部材１１は、ピストンロッド１１Ａと、ピストンロッド１１Ａを収納するシリンダ１１Ｂとピストンロッド１１Ａにピストン部とシリンダ１１Ｂの底面との間に弾装されたスプリング１１Ｃと、シリンダ１１Ｂの下面を貫通するピストンロッド１１Ａのロッド部の下端に装着された接触子１１Ｄと、を有している。そして、容器５０がピストンロッド１１Ａを押し下げると接触子１１Ｄがコントロールバルブ１７のスイッチ１７Ａを投入するようになっている。
【００３０】
また、図１、図２に示すように充填用バルブ１２のアダプタ１２４の下部には接続部材（例えば、ロータ）１９を介して配管２０が接続され、定量充填機器からアダプタ１２４内へ配管２０を介して充填用媒体を供給するようにしてある。また、配管２０はロックナット１９Ａを介してロータ１９に緊密に固定されている。このロータ１９はアダプタ１２４から外れないようにストップリング１９Ｂによってアダプタ１２４に取り付けられている。尚、図１、図２において１９ＣはＯリングである。
【００３１】
次に、容器５０のプラグ５１について図１を参照しながら説明する。プラグ５１は、図１に示すように、容器５０の底面に容器５０の外径と略同一の外径を有する樹脂製の取付部材５２を介して取り付けられている。この取付部材５２は、容器５０の底面に倣って中央が隆起しており、この隆起部にプラグ５１が装着されている。プラグ５１は、取付部材５２の隆起部、換言すれば下面の凹陥部に取り付けられており、隆起部以外の下面の平坦部から突出することがない。この取付部材５２の凹陥部内に受皿１３の隆起部１３Ａが嵌入し、充填用バルブ１２とプラグ５１が接続される。
【００３２】
プラグ５１は、筒状のプラグ本体５１１と、プラグ本体５１１内に装着されたバルブ本体５１２と、バルブ本体５１２を常に下方へ付勢するバルブスプリング５１３と、を有している。プラグ本体５１１の上端部の外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじに容器５０の内側からナット５１４が螺合してプラグ５１を容器５０の底部及び取付部材５２に装着するようにしてある。プラグ本体５１１の上端には内側へ傾斜するテーパ部５１１Ａが形成され、このテーパ部５１１Ａにバルブ本体５１２の上部に装着されたＯリング５１５が着座するようになっている。また、プラグ本体５１１の外周面の軸方向中ほどには六角状のフランジ５１１Ｂが形成され、ナット５１４をプラグ本体５１１の雄ねじに締結することでプラグ５１が取付部材５２を介して容器５０の底面に固定されている。更に、プラグ本体５１１の外周面の下部には全周に渡って充填用バルブ１２の４個のボール１２７Ｅが嵌入する溝５１１Ｃが形成されている。
【００３３】
バルブ本体５１２は、例えば図４に示すように、円錐台状に形成された上端部５１２Ａと、上端部５１２Ａの下側に連続する上下二段の溝を有する直胴部５１２Ｂと、直胴部５１２Ｂの下側に連続する軸部５１２Ｃと、軸部５１２Ｃの下側に連続する羽根部５１２Ｄと、を有している。羽根部５１２Ｄは、軸部５１２Ｃに対して十字状に交差する４枚羽根からなり、それぞれの略下半分が横方向に拡幅している。４枚羽根の拡幅部は、直胴部５１２Ｂの外周面からプラグ本体５１１の内周面の間近まではみ出し、図１、図２に示すように４枚羽根の拡幅部上端でバルブスプリング５１３の下端を受けるようになっている。直胴部５１２Ｂの下側の溝にはＯリング５１５が装着され、バルブ本体５１２がＯリング５１５を介してプラグ本体５１１のテーパ部５１１Ａに着座するようになっている。また、図１に示すようにプラグ本体５１１のテーパ部５１１Ａの下側には水平な下面が形成され、この下面でバルブスプリング５１３の上端を受けるようになっている。
【００３４】
従って、バルブスプリング５１３は、図１に示すようにプラグ本体５１１のテーパ部５１１の下面とバルブ本体５１２の羽根部５１２Ｄの拡幅部の間に弾装されており、バルブ本体５１２がＯリング５１５を介してテーパ部５１１Ａに着座した状態で常に下方に付勢されている。このバルブ本体５１２は、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２と接触し、バルブスプリング５１３に抗して押し上げられてプラグ５１の流路を開放する。
【００３５】
次に、充填装置１０の動作について説明する。まず、空の容器５０を受皿１３の真上に配置し、容器５０を受皿１３に押し込むと、操作部材１１がコントロールバルブ１７を介して定量充填機器が作動させる。定量充填機器は配管２０を介して充填用バルブ１２へ充填用媒体を供給する。定量充填機器の作動に伴って容器５０のプラグ５１が充填用バルブ１２に接続されて、定量充填機器と容器５０が連通して充填用媒体を充填用バルブ１２からプラグ５１を介して容器５０内へ一定量だけ供給する。そこで、充填用バルブ１２とプラグ５１の接続時の動作について詳述する。
【００３６】
容器５０を受皿１３に押し付けると、プラグ５１のプラグ本体５１１の下部が充填用バルブ１２のソケット本体１２１の上端部から挿入される。これによりプラグ本体５１１の下端がロック機構１２７の４個のボール１２７Ｅに接触する。プラグ本体５１１の下端が４個のボール１２７Ｅと接触しても各ボール１２７Ｅがソケット本体１２１のテーパ部１２１Ｃによって規制されているため、貫通孔１２７Ｄ内へ入り込めない。
【００３７】
そこで、ロック機構１２７の筒体１２７Ｃがスプリング１２７Ｆに抗してパッキンホルダ１２６に接触するまで押し下げられると、各ボール１２７Ｅがソケット本体１２１のテーパ部１２１Ｃの規制を外れてそれぞれの貫通孔１２７Ｄ内に入り込みプラグ本体５１１の下端がロック機構１２７の小径部１２７Ａを通過する。この間にも筒体１２７Ｃは常にスプリング１２７Ｆによって上方に付勢されているため、プラグ本体５１１の溝５１１Ｃが４個のボール１２７Ｅに達するとスプリング１２７Ｆの作用で４個のボール１２７Ｅが溝５１１Ｃ内に嵌入してパチッという音がしてプラグ５１がソケット１２１内に固定される。この時の音からプラグ５１と充填用バルブ１２とが接続されたことを確認することができる。
【００３８】
また、上述のようにプラグ５１が押し下げられてプラグ本体５１１がロック機構１２７に達するとバルブ本体１２２の突出部１２２Ｅがプラグ本体５１１内のバルブ本体５１２の下端に接触してバルブ本体５１２をバルブスプリング５１３に抗して押し上げてバルブ本体５１２によってプラグ本体５１１内の流路を開放する。一方、プラグ本体５１１の下端がバルブ本体１２２の両肩部１２２Ｆに接触してバルブ本体１２２を押し下げて充填用媒体の流路を開放した後、プラグ本体５１１が更にバルブスプリング１２３に抗してバルブ本体１２２を押し下げると、プラグ本体５１１の下端がバルブ本体１２２の両肩部１２２Ｅに接触したままパッキン１２５の上面に着座し、バルブ本体１２２によって充填用バルブ１２内の流路を完全に開放すると同時に、バルブ本体１２２の突出部１２２Ｅがプラグ本体５１１内のバルブ本体５１２を完全に開放して流路を全開し、充填用媒体が充填用バルブ１２から容器５０内へ充填される。
【００３９】
定量充填機器による充填用媒体の充填を終了すると、容器５０内には所定圧の充填用媒体が充填される。そこで、容器５０を受皿１３から取り外す。それには受皿１３の縁を押し下げると、隆起部１３Ａの上面がロック機構１２７の筒体１２７Ｃの肩部１２７Ｇに接触しているため、筒体１２７Ｃを隆起部１３Ａの上面を介してスプリング１２７Ｆに抗して押し下げる。これにより筒体１２７Ｃがパッキンホルダ１２６の上端に接触するまで押し下げられ、４個のボール１２７Ｅが貫通孔１２７Ｄ内に入り込み充填用バルブ１２のバルブ本体１２２がバルブスプリング１２３の力を得てプラグ５１、つまり容器５０を跳ね上げて充填用バルブ１２から容器５０を外す。
【００４０】
万一、充填用媒体を充填している時に何等かの原因で充填用媒体が過圧状態になると、充填用バルブ１２内の最も大きな断面積を有するパッキンホルダ１２６を安全機構１２８のスプリング１２８Ａに抗して押し下げる。これによりパッキンホルダ１２６がプラグ本体５１１の下端から離間してプラグ本体５１１とパッキン１２５間の遮断が解除されて充填用バルブ１２内の充填用媒体が一気に外部へ放出され、過圧による危険を回避することができる。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４の下部と嵌合してバルブ本体１２２を収容し且つバルブ本体１２２と協働して充填用媒体の流路を開閉するパッキン１２５を支持する筒状のパッキンホルダ１２６と、を備え、バルブ本体１２２は、プラグ５１側のバルブ本体５１２を開閉作動させる突出部１２２Ｅと、プラグ本体５１１の先端面が接触する環状突起部１２２Ｃと、を有し、プラグ本体５１１の先端面が環状突起部１２２Ｃとパッキン１２５の双方に面接触することにより充填用媒体を充填する流路を開放するようにしたため、プラグ５１によるパッキン１２５の損傷を防止することができ、容器５０へ充填用媒体を長期間に渡って繰り返し安定した充填を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、上記パッキンホルダ１２６をソケット本体１２１内に設けたため、ソケット本体１２１内にプラグ５１を挿入するだけで充填用バルブ１２とプラグ５１を接続し、充填用媒体を容器５０内に充填することができる。また、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６との間にロック機構１２７を設けたため、ロック機構１２７によってプラグ５１と充填用バルブ１２との接続を安定化することができ、充填溶媒体の充填作業を安全に行うことができる。また、ロック機構１２７の筒体１２７Ｃの外周面の一部がソケット本体１２１の垂直壁１２１Ｄに形成された窓から露出し、筒体１２７Ｃに形成された肩部１２７Ｇを、受皿１３を介して押圧操作することによりプラグ５１とソケット本体１２１との接続を簡単に解除することができる。また、安全機構１２８を設けたため、充填用媒体が過圧状態になると自動的にバルブ本体１２２を作動させて充填用媒体を外部へ放出し、過圧状態による危険を防止することができる。
【００４３】
上記実施形態では、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２が板部１２２Ｂを有するものについて説明したが、バルブ本体１２２は例えば図５に示すように筒体として形成されたものであっても良い。このバルブ本体１２２は、図５に示すように、大径部１２２Ｈと、大径部１２２Ｈの下側に連続して形成された小径部１２２Ｉと、を有している。大径部１２２Ｈの外周面と小径部１２２Ｉの外周面の境界にある段部でバルブスプリングを受けるようにしてある。また、小径部１２２Ｉの下部には周方向等間隔を空けて４個のポート１２２Ｊが形成され、これらのポート１２２Ｊが充填用媒体の流路を開放するようになっている。また、小径部１２２Ｉの下側に形成された溝１２２Ｋ内にＯリングが装着される。
【００４４】
尚、上記実施形態では充填用媒体を再充填可能な容器を例に挙げて説明したが、本発明の充填用バルブは、充填用媒体を充填するためのプラグを有する容器であれば、それらの容器に対しても本発明を適用することができる。従って、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の各構成要素を適宜設計変更したもので、本発明の要旨を逸脱しない限り本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、気液混合媒体等の充填用媒体を収容するための容器に気液混合媒体等の充填用媒体を充填する充填用バルブに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の充填用バルブの一実施形態を適用した充填装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１の充填用バルブを拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す充填用バルブのバルブ本体を示す図で、（ａ）はその上方からの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ再充填可能な容器側のバルブ本体を示す図で、（ａ）はその右半分の断面を示す側面図、（ｂ）はその下方からの平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示すバルブ本体とは別のバルブ本体を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は右半分の断面を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１２ 充填用バルブ
１３ 受皿（受部材）
１２１ ソケット本体
１２２ バルブ本体
１２２Ｃ 環状突起部（接触部）
１２２Ｅ 突出部（作動部）
１２３ バルブスプリング
１２４ アダプタ
１２５ パッキン
１２６ パッキンホルダ
１２７ ロック機構
１２７Ｃ 筒体（筒状部材）
１２７Ｅ ボール
１２７Ｆ スプリング
１２８ 安全機構
１２８Ａ スプリング
１２８Ｂ スプリングアダプタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充填媒体を充填するための充填用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル等の気液混合の気液媒体を散布する散布ノズルを有する散布容器が広く使用されている。散布容器は、加圧気体と所定の液体が気液媒体として圧入されている容器で、加圧気体によって液体を散布して使い果たすとそのまま廃棄されるのが一般的である。しかしながら、最近の環境保護の観点から再充填可能な散布容器が市場に出回っている。再充填可能な容器は、上部に散布ノズルを有し、底面に気液媒体を充填するためのバルブ内蔵型のプラグを有している。液体を使い果たすと、再充填可能な容器のプラグを、充填装置の充填用バルブに接続して容器内に気液媒体を充填し、容器を繰り返し使用するようにしている。このような充填装置としては例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には再充填可能な容器のプラグを接続するための充填用バルブの構造について具体的には記載されていない。しかし、この種の充填用バルブは、通常プラグを接続するソケット本体、シール部材及びバルブ本体を有するものが使用される。容器のプラグを充填装置の充填用バルブに接続する時には、プラグを充填用バルブに接続すると、充填用バルブのバルブ本体がソケット本体内で外部から遮断された状態で開放されて、充填装置から容器内に充填用媒体が充填される。
【０００４】
【特許文献１】特許３２５１７９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の充填装置に用いられている充填用バルブは、再充填可能な容器のプラグを外部からシールするシール部材としてソケット本体の内周面に装着されたＯリングを有しているため、プラグを充填用バルブに接続する際にプラグが充填用バルブのＯリングの内側をＯリングと摺接しながら通り、プラグの先端がＯリングの先に配置されたバルブ本体に接触して充填用バルブを開くようにしてあるため、充填用媒体を再充填する度に容器側のプラグがＯリングをその弾力に抗して押し広げてその内側を通って着脱されるため、プラグがＯリングを損傷しやすく、Ｏリングを頻繁に交換しなくてはならないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、再充填可能な容器やその他の充填可能な容器に充填用媒体を繰り返し充填しても充填用バルブのシール部材の損傷を防止することができ、シール部材を交換することなく長期間に渡って安定的に気液混合媒体等の充填用媒体を充填することができる充填用バルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の充填用バルブは、充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の充填用バルブは、充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記プラグが挿入される筒状のソケット本体と、上記ソケット本体内に配置され且つ上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタと上記ソケット本体の間で上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の充填用バルブは、請求項２に記載の発明において、上記ソケット本体上部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記プラグを上記ソケット本体に接続固定するロック機構を備え、上記ロック機構は、上記プラグが挿入される筒状部材と、上記筒状部材の上部に周方向に所定間隔を空けて出入可能に装着され且つ上記プラグの外周面に形成された溝と嵌合する複数のボールと、上記筒状部材に対して軸方向に弾力を付与するスプリングと、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の充填用バルブは、請求項３に記載の発明において、上記筒状部材の外周面の一部が上記ソケット本体に形成された窓から露出し、上記外周面に形成された切欠部を押圧操作して上記プラグと上記ソケット本体との接続を解除することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の充填用バルブは、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記ソケット本体下部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記充填用媒体が過圧状態になった時に上記バルブ本体を開放する安全機構を備え、上記安全機構は、上記パッキンホルダを弾力的に支持するために上記ソケット本体と上記パッキンホルダの間に配置されたスプリングと、上記スプリングを弾力的に支持するスプリングホルダと、を備え、上記充填用媒体が所定の圧力を超えた時に上記スプリングの弾力に抗して上記パッキンホルダを上記スプリングホルダ側へ移動させて上記充填用媒体の流路を外部へ開放することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、再充填可能な容器やその他の充填可能な容器に充填用媒体を繰り返し充填しても充填用バルブのシール部材の損傷を防止することができ、シール部材を交換することなく長期間に渡って安定的に気液混合媒体等の充填用媒体を充填することができる充填用バルブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明の充填用バルブ及び充填装置について説明する。尚、各図中、図１は本発明の充填用バルブの一実施形態を適用した充填装置の要部を示す断面図、図２は図１の充填用バルブを拡大して示す断面図、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す充填用バルブのバルブ本体を示す図で、（ａ）はその上方からの平面図、（ｂ）はその側面図、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ再充填可能な容器側のバルブ本体を示す図で、（ａ）はその右半分の断面を示す側面図、（ｂ）はその下方からの平面図、図５の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示すバルブ本体とは別のバルブ本体を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は右半分の断面を示す側面図である。
【００１４】
まず、本発明の充填用バルブが適用された充填装置について説明する。この充填装置１０は、例えば図１に示すように、充填用媒体の再充填可能な容器５０の底面に装着されたバルブ付きプラグ５１を介して充填用媒体を定量的に供給する定量充填機器（図示せず）と、定量充填機器を操作する操作部材１１と、定量充填機器からの充填用媒体を充填するための充填用バルブ１２と、充填用バルブ１２の上部が中央部に臨み且つ容器５０のプラグ５１と充填用バルブ１２を接続するために容器５０を設置するカップ状の受部材（受皿）１３と、を備え、定量充填機器、充填用バルブ１２及び受皿１３がいずれも基台１４の上面に設けられている。本実施形態の充填装置１０は、主として充填用バルブ１２に特徴があるため、以下では充填用バルブ１２を中心に説明する。
【００１５】
本実施形態の充填用バルブ１２は、図１、図２に示すように、充填用媒体の再充填可能な容器５０の底面に装着されたバルブ付きプラグ５１と接続されて、容器５０内に気液混合媒体等の充填用媒体を充填するように構成されている。この充填用バルブ１２は、同図に示すように、筒状のプラグ５１が挿入される筒状のソケット本体１２１と、ソケット本体１２１内に軸芯を共有して配置され且つ充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に下面側から弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４とソケット本体１２１の間に配置され且つバルブ本体１２２の外周縁部が離接して充填用媒体の流路を開閉する環状のパッキン１２５を支持するパッキンホルダ１２６と、を備え、容器５０のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入されてこれら両者が接続されると、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２とプラグ内のバルブ本体が開放されて充填用媒体が定量充填機器から充填されるように構成されている。
【００１６】
図２に示すようにソケット本体１２１の基部にはフランジ１２１Ａが形成され、このフランジ１２１Ａの上側には雄ねじが形成されている。ソケット本体１２１は、基台１３の下側から貫通孔に挿入された状態で、基台１３の上側から雄ねじにボルト１２１Ｂを締結することによって基台１３に固定されている。ソケット本体１２１の上端部には外径が徐々に小さくなる縮径部１２１Ｃが形成され、この縮径部１２１Ｃに後述のロック機構１２７が嵌め込まれている。また、縮径部１２１Ｃには図１、図２に示すように互いに周方向に１８０°隔てた切欠部が形成され、各切欠部の垂直壁面１２１Ｄにはそれぞれ窓（図示せず）が形成されている。そして、後述するようにこれらの窓からロック機構の一部が露出している。
【００１７】
バルブ本体１２２は、図２、図３に示すように、外径が環状のパッキン１２５の内径より大きく形成された円形状の基部１２２Ａと、基部１２２Ａ上面に軸芯に対して左右対称の板状に形成され且つ左右両端面が環状のパッキン１２５の内周面と接触する板部１２２Ｂとを有し、板部１２２Ｂの両側が充填用媒体の流路となるように構成されている。バルブ本体１２２の基部１２２Ａは、バルブスプリング１２３の作用でパッキン１２５の下面と弾接して充填用媒体の流路を遮断し、プラグ５１の作用でパッキン１２５の下面から離間して流路を開放する。
【００１８】
図３に示すようにバルブ本体１２２の基部１２２Ａの外周縁部には所定幅の環状突起部１２２Ｃが形成され、この環状突起部１２２Ｃがパッキン１２５の下面と弾接して充填用媒体の流路を遮断し、パッキン１２５から離間することで流路を開放するようになっている。基部１２２Ａの内側には環状のパッキン１２５の内径より縮径した円形状の突出面部１２２Ｄが形成され、この突出面部１２２Ｄに板部１２２Ｂが立設されている。
【００１９】
バルブ本体１２２の板部１２２Ｂは、図１〜図３に示すように上端中央に突出部１２２Ｅを有している。板部１２２Ｂの左右の端部が少し落ち込んだ肩部１２２Ｆとして形成され、この肩部１２２Ｆに筒状のプラグ５１が接触し、バルブ本体１２２を押し下げるようになっている。バルブ本体１２２は、環状突起部１２２Ｃがパッキン１２５の下面に接触した状態で板部１２２Ｂの肩部１２２Ｆがパッキン１２５の上面よりやや高い位置にあり、プラグ５１が板部１２２Ｂの左右の肩部１２２Ｆと接触してバルブ本体１２２をバルブスプリング１２３のスプリング力に抗して押し下げて流路を開放した後、パッキン１２５の上面に着座するようになっている。この時、板部１２２Ｂの突出部１２２Ｅでプラグ５１内のバルブ本体を押し上げて流入口を開放し充填用バルブ１２から容器５０内へ充填用媒体を充填する。
【００２０】
図１、図２に示すようにソケット本体１２１上端の縮径部１２１Ｃにはプラグ５１を固定するロック機構１２７が設けられている。このロック機構１２７は、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６との間に軸方向で移動可能に装着され、容器５０のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入された時にプラグ５１をソケット本体１２１内に固定する機能を有している。
【００２１】
即ち、ロック機構１２７は、図１、図２に示すように、上下に形成された小径部１２７Ａと大径部１２７Ｂからなる筒体１２７Ｃと、この筒体１２７Ｃの小径部１２７Ａの周方向等間隔を空けて４箇所に形成された貫通孔１２７Ｄと、これらの貫通孔１２７Ｄに一部が小径部１２７Ａの内周面から突出するよう収納された４個のボール１２７Ｅと、を有し、小径部１２７Ａの外周面がソケット本体１２１の縮径部１２１Ｃの内周面と摺接するように形成されている。貫通孔１２７Ｄは、小径部１２７Ａの内周面から外周面にかけて孔径が拡大するテーパ状に形成されている。
【００２２】
また、図１、図２に示すようにソケット本体１２１の内周面の上下方向の中ほどにはリング部材１２７Ｅが部分的に突出するように装着されている。このリング部材１２７Ｅの突出部と筒体１２７Ｃ下端外周面に形成された段部との間にスプリング１２７Ｆが弾装され、このスプリング１２７Ｆによって筒体１２７Ｃを常に上方へ付勢し、４個のボール１２７Ｅがソケット本体１２１の縮径部１２１Ｃ内のテーパ面に弾接して小径部１２７Ａの内側へ押出されて球面の一部が貫通孔１２７Ｄから突出している。大径部１２７Ｂの内周面は小径部１２７Ａの内周面から拡径して形成されており、この拡径部にパッキンホルダ１２６の外周面が摺接している。そして、大径部１２７Ｂの拡径部の上端とパッキンホルダ１２６の上端との間には僅かな隙間があり、この隙間で筒体１２７Ｃが上下方向に摺動し、ロック機構１２７が作動する。
【００２３】
従って、容器５０側のプラグ５１がソケット本体１２１内に挿入されるとロック機構１２７のボール１２７Ｅに接触して筒体１２７Ｃをスプリング１２７Ｆに抗してソケット本体１２１内に僅かだけ押し込むと共にボール１２７Ｅが貫通孔１２７Ｄ内に一瞬押し込まれてプラグ５１外周面の溝５１Ａに嵌り込んでプラグ５１をソケット本体１２１内に接続固定する。この時、スプリング１２７Ｆの力で筒体１２７Ｃが付勢されているため、４個のボール１２７Ｅがプラグ５１の溝に嵌り込む時にパチッと音がする。この音によりプラグ５１が充填用バルブ１２に接続されたことを確認することができる。
【００２４】
ところが、従来のこの種の充填用バルブは、ロック機構として左右一対のニードルによって構成されていたため、充填用バルブを組み立てる時にニードルの両端をソケットに設けられた４箇所の孔に差し込まなくてはならず、その作業が難しかった。従って、ロック機構の組み立てに時間がかかった。しかも、従来のロック機構は、プラグが挿入された時の左右一対のニードルが弾性変形してプラグの溝に嵌り込む構造のため、本実施形態のロック機構１２７のように接続時にパチッという音がせず、確実接続されているかの確認がし難かった。
【００２５】
また、大径部１２７Ｂの外周面の一部が図１、図２に示すようにソケット本体１２１の垂直壁面１２１Ｄの窓から露出し、露出した部分の略上半分に切欠部が形成されている。その切欠部に垂直壁面１２１Ｄの窓を埋める垂直壁面（図示せず）が形成され、垂直壁面から径方向外側へ肩部１２７Ｇが形成されている。この肩部１２７Ｇから筒体１２７Ｃをスプリング１２７Ｆに抗して押し下げることによってプラグ５１の固定を解除することができる。
【００２６】
また、充填用バルブ１２は、充填用媒体の圧力が所定の圧力より高くなるとバルブ本体１２２を開く安全機構１２８が設けられている。この安全機構１２８は、図１、図２に示すように、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６の間に配置されたスプリング１２８Ａと、スプリング１２８Ａを弾力的に支持するようにソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６の間に配置されたスプリングホルダ１２８Ｂと、を備えている。スプリング１２８Ａは、下端がスプリングホルダ１２８Ｂによって支持されていると共に上端がパッキンホルダ１２６の外周面のフランジ１２６Ａによって支持されている。安全機構１２８は、充填中に充填用媒体が所定の圧力を超えて過圧状態になった時にスプリング１２８Ａに抗してパッキンホルダ１２６をスプリングホルダ１２８Ａ側へ押し下げてバルブ本体１２２をプラグ５１から引き離して充填用媒体の流路を開放して充填用媒体を外部へ放出する。
【００２７】
また、容器５０を受ける受皿１３は、図１、図２に示すように容器５０の下部が嵌り込む大きさのカップ状に形成されている。同図に示すように受皿１３の底面の中央には二段階で円形状に隆起する隆起部１３Ａが形成され、隆起部１３Ａの上面に形成された略矩形状の矩形孔１３Ｂにソケット本体１２１の上端部が嵌入している。そして、隆起部１３Ａの上面とロック機構１２７の筒体１２７Ｃの肩部１２７Ｇが接触している。受皿１３は、隆起部１３Ａの周囲に周方向等間隔を空けて配置された複数（例えば、３個）のボルト１５及びナット１５Ａによって基台１４に昇降可能に取り付けられている。受皿１３と基台１４の間にはソケット本体１２１を基台１４に固定するためのボルト１２１Ｂを囲むスプリング１６が弾装され、スプリング１６によって受皿１３を基台１４から所定寸法だけ浮上させて受皿１３を３箇所のナット１５Ａに弾接させている。
【００２８】
従って、容器５０を受皿１３に配置し、容器５０をスプリング１６に抗して基台１４に向けて押し下げると容器５０のプラグ５１と充填用バルブ１２が接続される。また、充填用媒体の充填後に、受皿１３を押し下げると受皿１３の隆起部１３Ａの上面でロック機構１２７の肩部１２７Ｇを介して筒体１２７Ｃを押し下げて充填用バルブ１２とプラグ５１の接続を解除することができる。
【００２９】
また、図１に示すように受皿１３を基台１４に接続する隣接するボルト１５間に容器５０を検出す定量充填機器を操作する操作部材１１が装着されている。この操作部材１１は、容器５０を受皿１３内に設置すると、容器５０の底面と接触してコントロールバルブ１７のスイッチ１７Ａを投入して、定量充填機器を作動させるようになっている。即ち、操作部材１１は、ピストンロッド１１Ａと、ピストンロッド１１Ａを収納するシリンダ１１Ｂとピストンロッド１１Ａにピストン部とシリンダ１１Ｂの底面との間に弾装されたスプリング１１Ｃと、シリンダ１１Ｂの下面を貫通するピストンロッド１１Ａのロッド部の下端に装着された接触子１１Ｄと、を有している。そして、容器５０がピストンロッド１１Ａを押し下げると接触子１１Ｄがコントロールバルブ１７のスイッチ１７Ａを投入するようになっている。
【００３０】
また、図１、図２に示すように充填用バルブ１２のアダプタ１２４の下部には接続部材（例えば、ロータ）１９を介して配管２０が接続され、定量充填機器からアダプタ１２４内へ配管２０を介して充填用媒体を供給するようにしてある。また、配管２０はロックナット１９Ａを介してロータ１９に緊密に固定されている。このロータ１９はアダプタ１２４から外れないようにストップリング１９Ｂによってアダプタ１２４に取り付けられている。尚、図１、図２において１９ＣはＯリングである。
【００３１】
次に、容器５０のプラグ５１について図１を参照しながら説明する。プラグ５１は、図１に示すように、容器５０の底面に容器５０の外径と略同一の外径を有する樹脂製の取付部材５２を介して取り付けられている。この取付部材５２は、容器５０の底面に倣って中央が隆起しており、この隆起部にプラグ５１が装着されている。プラグ５１は、取付部材５２の隆起部、換言すれば下面の凹陥部に取り付けられており、隆起部以外の下面の平坦部から突出することがない。この取付部材５２の凹陥部内に受皿１３の隆起部１３Ａが嵌入し、充填用バルブ１２とプラグ５１が接続される。
【００３２】
プラグ５１は、筒状のプラグ本体５１１と、プラグ本体５１１内に装着されたバルブ本体５１２と、バルブ本体５１２を常に下方へ付勢するバルブスプリング５１３と、を有している。プラグ本体５１１の上端部の外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじに容器５０の内側からナット５１４が螺合してプラグ５１を容器５０の底部及び取付部材５２に装着するようにしてある。プラグ本体５１１の上端には内側へ傾斜するテーパ部５１１Ａが形成され、このテーパ部５１１Ａにバルブ本体５１２の上部に装着されたＯリング５１５が着座するようになっている。また、プラグ本体５１１の外周面の軸方向中ほどには六角状のフランジ５１１Ｂが形成され、ナット５１４をプラグ本体５１１の雄ねじに締結することでプラグ５１が取付部材５２を介して容器５０の底面に固定されている。更に、プラグ本体５１１の外周面の下部には全周に渡って充填用バルブ１２の４個のボール１２７Ｅが嵌入する溝５１１Ｃが形成されている。
【００３３】
バルブ本体５１２は、例えば図４に示すように、円錐台状に形成された上端部５１２Ａと、上端部５１２Ａの下側に連続する上下二段の溝を有する直胴部５１２Ｂと、直胴部５１２Ｂの下側に連続する軸部５１２Ｃと、軸部５１２Ｃの下側に連続する羽根部５１２Ｄと、を有している。羽根部５１２Ｄは、軸部５１２Ｃに対して十字状に交差する４枚羽根からなり、それぞれの略下半分が横方向に拡幅している。４枚羽根の拡幅部は、直胴部５１２Ｂの外周面からプラグ本体５１１の内周面の間近まではみ出し、図１、図２に示すように４枚羽根の拡幅部上端でバルブスプリング５１３の下端を受けるようになっている。直胴部５１２Ｂの下側の溝にはＯリング５１５が装着され、バルブ本体５１２がＯリング５１５を介してプラグ本体５１１のテーパ部５１１Ａに着座するようになっている。また、図１に示すようにプラグ本体５１１のテーパ部５１１Ａの下側には水平な下面が形成され、この下面でバルブスプリング５１３の上端を受けるようになっている。
【００３４】
従って、バルブスプリング５１３は、図１に示すようにプラグ本体５１１のテーパ部５１１の下面とバルブ本体５１２の羽根部５１２Ｄの拡幅部の間に弾装されており、バルブ本体５１２がＯリング５１５を介してテーパ部５１１Ａに着座した状態で常に下方に付勢されている。このバルブ本体５１２は、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２と接触し、バルブスプリング５１３に抗して押し上げられてプラグ５１の流路を開放する。
【００３５】
次に、充填装置１０の動作について説明する。まず、空の容器５０を受皿１３の真上に配置し、容器５０を受皿１３に押し込むと、操作部材１１がコントロールバルブ１７を介して定量充填機器が作動させる。定量充填機器は配管２０を介して充填用バルブ１２へ充填用媒体を供給する。定量充填機器の作動に伴って容器５０のプラグ５１が充填用バルブ１２に接続されて、定量充填機器と容器５０が連通して充填用媒体を充填用バルブ１２からプラグ５１を介して容器５０内へ一定量だけ供給する。そこで、充填用バルブ１２とプラグ５１の接続時の動作について詳述する。
【００３６】
容器５０を受皿１３に押し付けると、プラグ５１のプラグ本体５１１の下部が充填用バルブ１２のソケット本体１２１の上端部から挿入される。これによりプラグ本体５１１の下端がロック機構１２７の４個のボール１２７Ｅに接触する。プラグ本体５１１の下端が４個のボール１２７Ｅと接触しても各ボール１２７Ｅがソケット本体１２１のテーパ部１２１Ｃによって規制されているため、貫通孔１２７Ｄ内へ入り込めない。
【００３７】
そこで、ロック機構１２７の筒体１２７Ｃがスプリング１２７Ｆに抗してパッキンホルダ１２６に接触するまで押し下げられると、各ボール１２７Ｅがソケット本体１２１のテーパ部１２１Ｃの規制を外れてそれぞれの貫通孔１２７Ｄ内に入り込みプラグ本体５１１の下端がロック機構１２７の小径部１２７Ａを通過する。この間にも筒体１２７Ｃは常にスプリング１２７Ｆによって上方に付勢されているため、プラグ本体５１１の溝５１１Ｃが４個のボール１２７Ｅに達するとスプリング１２７Ｆの作用で４個のボール１２７Ｅが溝５１１Ｃ内に嵌入してパチッという音がしてプラグ５１がソケット１２１内に固定される。この時の音からプラグ５１と充填用バルブ１２とが接続されたことを確認することができる。
【００３８】
また、上述のようにプラグ５１が押し下げられてプラグ本体５１１がロック機構１２７に達するとバルブ本体１２２の突出部１２２Ｅがプラグ本体５１１内のバルブ本体５１２の下端に接触してバルブ本体５１２をバルブスプリング５１３に抗して押し上げてバルブ本体５１２によってプラグ本体５１１内の流路を開放する。一方、プラグ本体５１１の下端がバルブ本体１２２の両肩部１２２Ｆに接触してバルブ本体１２２を押し下げて充填用媒体の流路を開放した後、プラグ本体５１１が更にバルブスプリング１２３に抗してバルブ本体１２２を押し下げると、プラグ本体５１１の下端がバルブ本体１２２の両肩部１２２Ｅに接触したままパッキン１２５の上面に着座し、バルブ本体１２２によって充填用バルブ１２内の流路を完全に開放すると同時に、バルブ本体１２２の突出部１２２Ｅがプラグ本体５１１内のバルブ本体５１２を完全に開放して流路を全開し、充填用媒体が充填用バルブ１２から容器５０内へ充填される。
【００３９】
定量充填機器による充填用媒体の充填を終了すると、容器５０内には所定圧の充填用媒体が充填される。そこで、容器５０を受皿１３から取り外す。それには受皿１３の縁を押し下げると、隆起部１３Ａの上面がロック機構１２７の筒体１２７Ｃの肩部１２７Ｇに接触しているため、筒体１２７Ｃを隆起部１３Ａの上面を介してスプリング１２７Ｆに抗して押し下げる。これにより筒体１２７Ｃがパッキンホルダ１２６の上端に接触するまで押し下げられ、４個のボール１２７Ｅが貫通孔１２７Ｄ内に入り込み充填用バルブ１２のバルブ本体１２２がバルブスプリング１２３の力を得てプラグ５１、つまり容器５０を跳ね上げて充填用バルブ１２から容器５０を外す。
【００４０】
万一、充填用媒体を充填している時に何等かの原因で充填用媒体が過圧状態になると、充填用バルブ１２内の最も大きな断面積を有するパッキンホルダ１２６を安全機構１２８のスプリング１２８Ａに抗して押し下げる。これによりパッキンホルダ１２６がプラグ本体５１１の下端から離間してプラグ本体５１１とパッキン１２５間の遮断が解除されて充填用バルブ１２内の充填用媒体が一気に外部へ放出され、過圧による危険を回避することができる。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体１２２と、バルブ本体１２２に弾力を付与するバルブスプリング１２３を支持するアダプタ１２４と、アダプタ１２４の下部と嵌合してバルブ本体１２２を収容し且つバルブ本体１２２と協働して充填用媒体の流路を開閉するパッキン１２５を支持する筒状のパッキンホルダ１２６と、を備え、バルブ本体１２２は、プラグ５１側のバルブ本体５１２を開閉作動させる突出部１２２Ｅと、プラグ本体５１１の先端面が接触する環状突起部１２２Ｃと、を有し、プラグ本体５１１の先端面が環状突起部１２２Ｃとパッキン１２５の双方に面接触することにより充填用媒体を充填する流路を開放するようにしたため、プラグ５１によるパッキン１２５の損傷を防止することができ、容器５０へ充填用媒体を長期間に渡って繰り返し安定した充填を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、上記パッキンホルダ１２６をソケット本体１２１内に設けたため、ソケット本体１２１内にプラグ５１を挿入するだけで充填用バルブ１２とプラグ５１を接続し、充填用媒体を容器５０内に充填することができる。また、ソケット本体１２１とパッキンホルダ１２６との間にロック機構１２７を設けたため、ロック機構１２７によってプラグ５１と充填用バルブ１２との接続を安定化することができ、充填溶媒体の充填作業を安全に行うことができる。また、ロック機構１２７の筒体１２７Ｃの外周面の一部がソケット本体１２１の垂直壁１２１Ｄに形成された窓から露出し、筒体１２７Ｃに形成された肩部１２７Ｇを、受皿１３を介して押圧操作することによりプラグ５１とソケット本体１２１との接続を簡単に解除することができる。また、安全機構１２８を設けたため、充填用媒体が過圧状態になると自動的にバルブ本体１２２を作動させて充填用媒体を外部へ放出し、過圧状態による危険を防止することができる。
【００４３】
上記実施形態では、充填用バルブ１２のバルブ本体１２２が板部１２２Ｂを有するものについて説明したが、バルブ本体１２２は例えば図５に示すように筒体として形成されたものであっても良い。このバルブ本体１２２は、図５に示すように、大径部１２２Ｈと、大径部１２２Ｈの下側に連続して形成された小径部１２２Ｉと、を有している。大径部１２２Ｈの外周面と小径部１２２Ｉの外周面の境界にある段部でバルブスプリングを受けるようにしてある。また、小径部１２２Ｉの下部には周方向等間隔を空けて４個のポート１２２Ｊが形成され、これらのポート１２２Ｊが充填用媒体の流路を開放するようになっている。また、小径部１２２Ｉの下側に形成された溝１２２Ｋ内にＯリングが装着される。
【００４４】
尚、上記実施形態では充填用媒体を再充填可能な容器を例に挙げて説明したが、本発明の充填用バルブは、充填用媒体を充填するためのプラグを有する容器であれば、それらの容器に対しても本発明を適用することができる。従って、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の各構成要素を適宜設計変更したもので、本発明の要旨を逸脱しない限り本発明に包含される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、気液混合媒体等の充填用媒体を収容するための容器に気液混合媒体等の充填用媒体を充填する充填用バルブに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の充填用バルブの一実施形態を適用した充填装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１の充填用バルブを拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す充填用バルブのバルブ本体を示す図で、（ａ）はその上方からの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ再充填可能な容器側のバルブ本体を示す図で、（ａ）はその右半分の断面を示す側面図、（ｂ）はその下方からの平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示すバルブ本体とは別のバルブ本体を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線方向の断面図、（ｂ）は右半分の断面を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１２ 充填用バルブ
１３ 受皿（受部材）
１２１ ソケット本体
１２２ バルブ本体
１２２Ｃ 環状突起部（接触部）
１２２Ｅ 突出部（作動部）
１２３ バルブスプリング
１２４ アダプタ
１２５ パッキン
１２６ パッキンホルダ
１２７ ロック機構
１２７Ｃ 筒体（筒状部材）
１２７Ｅ ボール
１２７Ｆ スプリング
１２８ 安全機構
１２８Ａ スプリング
１２８Ｂ スプリングアダプタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とする充填用バルブ。
【請求項２】
充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記プラグが挿入される筒状のソケット本体と、上記ソケット本体内に配置され且つ上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタと上記ソケット本体の間で上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とする充填用バルブ。
【請求項３】
上記ソケット本体上部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記プラグを上記ソケット本体に接続固定するロック機構を備え、上記ロック機構は、上記プラグが挿入される筒状部材と、上記筒状部材の上部に周方向に所定間隔を空けて出入可能に装着され且つ上記プラグの外周面に形成された溝と嵌合する複数のボールと、上記筒状部材に対して軸方向に弾力を付与するスプリングと、を有することを特徴とする請求項２に記載の充填用バルブ。
【請求項４】
上記筒状部材の外周面の一部が上記ソケット本体に形成された窓から露出し、上記外周面に形成された切欠部を押圧操作して上記プラグと上記ソケット本体との接続を解除することを特徴とする請求項３に記載の充填用バルブ。
【請求項５】
上記ソケット本体下部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記充填用媒体が過圧状態になった時に上記バルブ本体を開放する安全機構を備え、上記安全機構は、上記パッキンホルダを弾力的に支持するために上記ソケット本体と上記パッキンホルダの間に配置されたスプリングと、上記スプリングを弾力的に支持するスプリングホルダと、を備え、上記充填用媒体が所定の圧力を超えた時に上記スプリングの弾力に抗して上記パッキンホルダを上記スプリングホルダ側へ移動させて上記充填用媒体の流路を外部へ開放することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の充填用バルブ。
【請求項１】
充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とする充填用バルブ。
【請求項２】
充填用媒体の容器に装着されたバルブ付きプラグと接続されて、上記容器内に充填用媒体を充填するための充填用バルブであって、上記プラグが挿入される筒状のソケット本体と、上記ソケット本体内に配置され且つ上記充填用媒体の流路を開閉するバルブ本体と、上記バルブ本体に弾力を付与するバルブスプリングを支持するアダプタと、上記アダプタと上記ソケット本体の間で上記アダプタの下部と嵌合して上記バルブ本体を収容し且つ上記バルブ本体と協働して上記充填用媒体の流路を開閉するパッキンを支持する筒状のパッキンホルダと、を備え、上記バルブ本体は、上記プラグ先端面が接触する接触部を有し、上記プラグの先端面が上記パッキンと面接触することにより上記充填用媒体を充填する流路を開放することを特徴とする充填用バルブ。
【請求項３】
上記ソケット本体上部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記プラグを上記ソケット本体に接続固定するロック機構を備え、上記ロック機構は、上記プラグが挿入される筒状部材と、上記筒状部材の上部に周方向に所定間隔を空けて出入可能に装着され且つ上記プラグの外周面に形成された溝と嵌合する複数のボールと、上記筒状部材に対して軸方向に弾力を付与するスプリングと、を有することを特徴とする請求項２に記載の充填用バルブ。
【請求項４】
上記筒状部材の外周面の一部が上記ソケット本体に形成された窓から露出し、上記外周面に形成された切欠部を押圧操作して上記プラグと上記ソケット本体との接続を解除することを特徴とする請求項３に記載の充填用バルブ。
【請求項５】
上記ソケット本体下部と上記パッキンホルダの間で軸方向に移動可能に配置され且つ上記充填用媒体が過圧状態になった時に上記バルブ本体を開放する安全機構を備え、上記安全機構は、上記パッキンホルダを弾力的に支持するために上記ソケット本体と上記パッキンホルダの間に配置されたスプリングと、上記スプリングを弾力的に支持するスプリングホルダと、を備え、上記充填用媒体が所定の圧力を超えた時に上記スプリングの弾力に抗して上記パッキンホルダを上記スプリングホルダ側へ移動させて上記充填用媒体の流路を外部へ開放することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の充填用バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２５４７６３（Ｐ２００８−２５４７６３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９７８８４（Ｐ２００７−９７８８４）
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（５０７１０８８９６）アルテック・インターナショナル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月３日（２００７．４．３）
【出願人】（５０７１０８８９６）アルテック・インターナショナル株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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