充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品
【課題】 充填時間を短縮でき、その上で、構造が簡素で低コスト化が図れ、優れた洗浄性を確保できる充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品を提供することを目的とする。
【解決手段】 液体を貯留させる液タンク１２と、容器８５に挿入可能とされ、液タンク１２に連通されて液体を容器８５に導く充填通路６０と容器８５内を液タンク１２の気相部（主に大気）に連通させる排気通路７５とが内側に設けられるとともに充填通路６０を開閉させる充填弁部８１および排気通路７５を開閉させる排気弁部８２を有する充填バルブ１５とを備え、充填バルブ１５が、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開く。
【解決手段】 液体を貯留させる液タンク１２と、容器８５に挿入可能とされ、液タンク１２に連通されて液体を容器８５に導く充填通路６０と容器８５内を液タンク１２の気相部（主に大気）に連通させる排気通路７５とが内側に設けられるとともに充填通路６０を開閉させる充填弁部８１および排気通路７５を開閉させる排気弁部８２を有する充填バルブ１５とを備え、充填バルブ１５が、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に液体を充填させる際に用いられる充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の口栓を閉塞させた状態で容器内に液体を充填しつつ容器内の空気を液タンクの気相部（主に大気）に排気させるグラビティ方式の充填装置として、例えば、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブを備えたものがある。このような充填装置においては、充填バルブを容器に挿入させた状態で充填弁部および排気弁部を開くことで充填通路を介して液体を容器に充填しつつ排気通路を介して容器内から空気を排気させるようになっており、最終的に排気通路に入り込んだ液体が、タンクの液面と同じ高さになったところでバランスして液の充填が終了するようになっている。そして、その後、充填弁部および排気弁部を閉じた状態で充填バルブを容器から抜き、次の容器に挿入させて、上記と同様にして液の充填を行うことになる。
【０００３】
ところで、上記のように容器への液の充填を終了した後、充填弁部および排気弁部を閉じると、排気通路内にも液が残留した状態となり、次の容器への液充填時に充填弁部および排気弁部を開いても、排気通路内の残留液が排気通路を閉塞させていることから容器内の空気が良好に排気されず、その結果、充填通路から液体を円滑に容器内に充填できず、いわゆる息付きと呼ばれる脈動現象を生じてしまう。つまり、基本的には排気通路内に残留した液が排気通路内で空気と入れ替わりながら容器内に少なくとも一部が流下した後に充填通路からの円滑な充填が開始されることになるが、他方で、次の充填のために充填通路から液が容器に注入されようとしており、その圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害してしまう。その結果、充填時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００４】
このため、排気通路の上部に負圧を生じさせる負圧発生室を設けて残留液を強制的に排出させるもの（例えば特許文献１参照）や、充填開始時に容器の口栓を一旦開放し、排気通路からの残留液の流下を円滑にするもの（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特公昭５８−５２９１４号公報
【特許文献２】特開平７−１８７２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように別途の負圧発生室を設けると、構造が複雑化し、高コストとなり、また洗浄性が低下してしまうという問題があった。また、充填開始時に容器の口栓を一旦開放するものであっても、このために別途の装置が必要となり、構造が複雑化し、高コストになってしまうという問題があった。
したがって、本発明は、充填時間を短縮でき、その上で、構造が簡素で低コスト化が図れ、優れた洗浄性を確保できる充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の充填装置は、液体を貯留させる液タンクと、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部（主に大気、加圧されていることもある）に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、充填バルブは、容器への液充填時に排気弁部を開いた後に充填弁部を開くことを特徴としている。
これにより、充填バルブが、容器への液充填時に、まず充填弁部を閉じた状態で排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【０００８】
充填バルブは、外筒体と、外筒体の内側に相対移動可能に設けられた有底の内筒体とを有しており、内筒体は、下部が外筒体に嵌合する嵌合部とされ、嵌合部よりも上側が外筒体との間に充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有する排気通路とされており、充填通路形成部が外筒体から突出することで充填弁部が開かれ、開口部が外筒体から突出することで排気弁部が開かれる構成とすることができる。これにより、充填バルブが、容器への液充填時に、まず、内筒体の嵌合部より上側の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部が外筒体から突出して排気弁部を開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、内筒体の嵌合部より上側の充填通路形成部が外筒体から突出して充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【０００９】
また、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部が下側に設けられているのが好ましい。充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部を下側に設けることで、内筒体の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部を外筒体から突出させて排気弁部を先に開くことができる。
【００１０】
さらに、開口部は、嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広とされているのが好ましい。このように、開口部の嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広となっているため、排気通路から一層速く残留液が容器に流下することになる。
【００１１】
加えて、充填通路形成部と開口部とが相反位置に配置されており、外筒体の下端縁部は、充填通路形成部側よりも開口部側が高く傾斜させられている構成とするのも有効である。外筒体の下端縁部の充填通路形成部側よりも開口部側を高く傾斜させることで、内筒体の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部を外筒体から突出させて排気弁部を先に開くことができる。
【００１２】
本発明は、液体を貯留させる液タンクと、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、充填バルブは、容器への液充填時に排気弁部を開く前に充填通路を閉じ排気弁部を開いた後に充填通路を開く中間弁部を有することを特徴とすることができる。
これにより、容器への液充填時に、排気弁部を開く前に中間弁部が充填通路を閉じ、その後排気弁部が開かれるため、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、中間弁部が充填通路を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【００１３】
本発明の充填バルブは、容器に挿入可能とされ、液体を貯留させる液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブにおいて、容器への液充填時に排気弁部を開いた後に充填弁部を開くことを特徴とすることもできる。
これにより、容器への液充填時に、まず充填弁部を閉じた状態で排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【００１４】
本発明は、外筒体の内側に相対移動可能に設けられ、有底の筒状をなすとともに、下部が外筒体に嵌合する嵌合部とされ、嵌合部よりも上側が外筒体との間に液タンクに連通する充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有し液タンクの気相部に連通する排気通路とされたバルブ用部品とすることもでき、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴としている。
このように、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部を下側に設けることによって、容器への液充填時に、まず充填通路形成部の下端部が外筒体から突出することで開く充填弁部を閉じた状態で、開口部が外筒体から突出することで開く排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストかつ簡素な構造で充填時間を短縮することができ、しかも洗浄性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照して以下に説明する。
図１に示す充填装置１１は、充填用の液体を貯留させる液タンク１２と、液タンク１２の底部１３の穴部１４に取り付けられる充填バルブ１５とを有している。
【００１７】
充填バルブ１５は、底部１８側から液タンク１２の穴部１４に挿入された状態で外側のフランジ部１９で液タンク１２の下面に当接させられる略有底筒状のベース筒状体２０と、このベース筒状体２０を一端側の内側に嵌合させた状態で液タンク１２の下面に当接させられる略円筒状の外側筒状体２２と、外側筒状体２２の他端側に螺合される略円筒状の支持筒状体２４とを有している。
【００１８】
また、充填バルブ１５は、ベース筒状体２０の開口側の内側に一側が、支持筒状体２４の内側に逆側がそれぞれ摺動可能に嵌合させられるスライド筒状体２６と、スライド筒状体２６の中間位置に形成されたフランジ部２７とベース筒状体２０のフランジ部１９との間に介装されるスプリング２９とを有している。
【００１９】
さらに、充填バルブ１５は、一端側の大径円筒部３１においてスライド筒状体２６の下端側に嵌合させられるとともにこの大径円筒部３１よりも外径が小径で全周にわたって同一長さである小径円筒部３２をスライド筒状体２６よりも下方に延出させる段付き円筒状の外筒体３３と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともに外筒体３３の大径円筒部３１に当接させられる円筒状のスペーサ３５と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともにスペーサ３５の下部に嵌合させられる円環状の支持リング３６と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともに支持リング３６の下部に嵌合させられる円環状の口栓シールリング３７とを有している。
【００２０】
また、充填バルブ１５は、外筒体３３の内側に設けられた図２にも示す有底の内筒体（バルブ用部品）４０を有している。この内筒体４０は、その下部が、図３〜図５にも示すように、外筒体３３の下端側に全周にわたって嵌合する嵌合外周部４１を有する嵌合部４２と、嵌合部４２の上側にあって嵌合部４２から半径方向一側に偏りながら上方に窄まる形状の窄形状部４４と、嵌合部４２における半径方向一側に偏りながらこの窄形状部４４から上方に延出する筒状の下部筒部４５とを有しており、この下部筒部４５からさらに上方に延出する筒部４６を有している。
【００２１】
筒部４６が、図１に示すように、外筒体３３からスライド筒状体２６およびベース筒状体２０の内側を通ってベース筒状体２０の底部１８の一側に偏って形成された穴部４８に挿通されて液タンク１２内に突出する状態でベース筒状体２０に固定されている。ここで、筒部４６の上部には、ベース筒状体２０の底部１８を筒部４６の当接部５１とで上下から挟持する取付部材４９，５０が設けられており、これら取付部材４９，５０によって内筒体４０がベース筒状体２０に固定される。なお、内筒体４０の上端部つまり筒部４６の上端部は液タンク１２の液面よりも上側に突出させられている。
【００２２】
ここで、図５に示すように、下部筒部４５は、偏心方向の面が嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５２とされており、下部筒部４５には、この案内面５２とは反対に突出する突起部５３が形成されていて、この突起部５３の先端も嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５４となっている。そして、上記のように内筒体４０がベース筒状体２０に取り付けられた状態で両側の案内面５２，５４が外筒体３３の内周面に接触する。
【００２３】
図２および図４に示すように、嵌合部４２よりも上側にある窄形状部４４の上面は、平面状をなしており、下部筒部４５から離れるほど下側に位置するように傾斜する傾斜面５６となっている。また、窄形状部４４の側面は嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５７となっている。ここで、図１に示すように、ベース筒状体２０には、液タンク１２内とベース筒状体２０の内側とを連通させる連通穴５９が形成されており、これにより、充填バルブ１５のベース筒状体２０、スライド筒状体２６および外筒体３３と、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の窄形状部４４の傾斜面５６、下部筒部４５の外面および筒部４６の外面との間とが、液タンク１２内と連通する充填通路６０となっている。つまり、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の窄形状部４４の傾斜面５６、下部筒部４５の案内面５２を除く外面および筒部４６の外面が外筒体３３等との間に充填通路６０を形成する充填通路形成部６１となっている。
【００２４】
ここで、ベース筒状体２０のフランジ部１９の上端面側には、液タンク１２の底部１３との隙間をシールするシールリング６３が連通穴５９よりも外側に保持されており、また、ベース筒状体２０のフランジ部１９の外周側には外側筒状体２２との隙間をシールするシールリング６４が保持されている。加えて、ベース筒状体２０の内周側には、スライド筒状体２６との隙間をシールするシールリング６５が保持されている。また、支持筒状体２４の外周側には外側筒状体２２との隙間をシールするシールリング６６が保持されており、外側筒状体２２の内周側にもスライド筒状体２６との隙間をシールするシールリング６７が保持されている。さらに、スライド筒状体２６の内周側には外筒体３３との隙間をシールするシールリング６８が保持されており、支持リング３６の内周側にも外筒体３３との隙間をシールするシールリング６９が保持されている。なお、外側筒状体２２の上部には、ベース筒状体２０およびスライド筒状体２６との間の空間部７１からエアを給排する連通管７２が接続されており、外側筒状体２２の下部にも連通管７３が接続されている。
【００２５】
また、内筒体４０の筒部４６および下部筒部４５の内側が外気に連通する排気通路７５とされている。この排気通路７５は、内筒体４０において下部筒部４５から窄形状部４４および嵌合部４２の上部まで形成されており、図３に示すように、下部に側方に開口させられる開口部７６を有している。つまり、この開口部７６は嵌合部４２から下部筒部４５にかけて形成されている。この開口部７６は略一定幅で上下方向に長い長穴状に形成されており、充填通路形成部６１に対し１８０度相反する位置に配置されている。
【００２６】
そして、スライド筒状体２６がスプリング２９を伸縮させながらベース筒状体２０および支持筒状体２４に支持されて上下に摺動することで、スライド筒状体２６、外筒体３３、スペーサ３５、支持リング３６および口栓シールリング３７が一体に昇降する。ここで、外筒体３３が最も下側に位置するとき、位置固定の内筒体４０の嵌合部４２の嵌合外周部４１に嵌合させられることになる。なお、嵌合外周部４１には外筒体３３との隙間をシールするスリッパシールリング７８が保持されており、その下側には外筒体３３よりも大径の大径部７９が形成されている。
【００２７】
他方、外筒体３３が上側に移動し、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部を構成する傾斜面５６が外筒体３３から下方に突出すると充填通路６０を開放する。これにより、充填通路形成部６１と外筒体３３の下端縁部とで充填通路６０を開閉させる充填弁部８１が構成される。また、外筒体３３が上側に移動し、開口部７６が外筒体３３から下方に突出すると排気通路７５を開放する。これにより、開口部７６と外筒体３３の下端縁部とで排気通路７５を開閉させる排気弁部８２が構成される。なお、外筒体３３よりも嵌合部４２が突出した状態では、下部筒部４５の案内面５２および突起部５３の案内面５４で内筒体４０の下部と外筒体３３との同軸を維持する。
【００２８】
以上に述べた充填バルブ１５は、図６に示すように、外筒体３３と内筒体４０とが容器８５にその口栓８６側から挿入可能とされ、挿入状態で容器８５の口栓８６が口栓シールリング３７に当接すると口栓８６をシールする。この状態で容器８５が上側に移動すると、容器８５に押し上げられて、口栓シールリング３７、支持リング３６、スペーサ３５、外筒体３３およびスライド筒状体２６が一体に上昇することで閉状態にあった充填弁部８１および排気弁部８２が開状態となる。
【００２９】
以上により、充填バルブ１５は、液タンク１２に連通されて液体を容器８５に導く充填通路６０と容器８５内を液タンク１２の気相部に連通させる排気通路７５とが内側に設けられるとともに充填通路６０を開閉させる充填弁部８１および排気通路７５を開閉させる排気弁部８２を有しており、内筒体４０は、外筒体３３の内側に外筒体３３に対し相対移動可能に設けられている。
【００３０】
そして、第１実施形態においては、図７に示すように充填通路形成部６１の下端部である傾斜面５６の下端部よりも排気通路７５の開口部７６の下端部が下側に設けられており、その結果、充填バルブ１５は、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開く。
【００３１】
つまり、上記したように、容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の充填弁部８１および排気弁部８２を閉塞させた状態の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６で口栓シールリング３７に当接することで口栓８６が封止された状態で、さらに口栓シールリング３７を押し上げると、外筒体３３がスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇して、位置固定の内筒体４０との間の充填弁部８１および排気弁部８２が開状態となる。これにより、充填通路６０を介して液タンク１２の液体を容器８５に充填しつつ封止された容器８５内から排気通路７５を介して空気を排気させるようになっており、最終的に排気通路７５に入り込んだ液体が、液タンク１２の液面と同じ高さになったところでバランスして液の充填が終了する。そして、その後、容器８５を下降させることで外筒体３３をスプリング２９の付勢力で一体に下降させて充填弁部８１および排気弁部８２を閉じた状態で、さらに下降する容器８５が充填バルブ１５から離れる。このとき、排気弁部８２が閉じられることで排気通路７５には残留液が残る。なお、容器８５の昇降は図示略のカムやエアシリンダ等で行われる。
【００３２】
次に、別の容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６において口栓シールリング３７に当接し、さらに口栓シールリング３７を押し上げて、外筒体３３をスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇させる。すると、上記したように、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部よりも排気通路７５の開口部７６の下端部が下側に設けられていることから、まず、充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開くことになり、充填通路６０からの液体の圧力で排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害せず、よって、排気通路７５から円滑に残留液が容器８５に流下する。その後、内筒体４０の嵌合部４２より上側の充填通路形成部６１が外筒体３３から突出して充填弁部８１を開くことで充填通路６０を介しての液タンク１２からの液体の円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。なお、排気弁部８２の開作動のタイミングに対する充填弁部８１の開作動のタイミングの遅れ時間は、例えば排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害しないレベルまで液充填を停止できる時間とする。また、この排気通路７５からの残留液の流下を確実にするために、充填弁部８１を閉じ排気弁部８２を開いた状態で容器８５の上昇を一時停止させても良い。
【００３３】
以上に述べた第１実施形態によれば、充填バルブ１５内に設けられた排気通路７５を開閉させる排気弁部８２および充填バルブ１５内に設けられた充填通路６０を開閉させる充填弁部８１の開作動のタイミングをずらすだけで、充填時間を短縮することができるため、構造を簡素にでき、低コスト化が図れ、洗浄性を確保することができる。
【００３４】
しかも、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６の外筒体３３からの突出と、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の充填通路形成部６１の外筒体３３からの突出とのタイミングをずらすだけで、充填時間を短縮することができるため、確実に構造を簡素にでき、確実に低コスト化が図れる。
【００３５】
加えて、充填通路形成部６１の下端部よりも開口部７６の下端部を下側に設けることで、充填時間を短縮することができるため、さらに確実に構造を簡素にでき、さらに確実に低コスト化が図れる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態を主に図８および図９を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３７】
第２実施形態においては、内筒体４０の排気通路７５の開口部７６の形状が第１実施形態と相違している。つまり、第２実施形態では、開口部７６が下部筒部４５の案内面５２にその形状に合わせて形成された一定幅の定幅部８８と、この定幅部８８の下端に連続するように窄形状部４４の案内面５７にその形状に合わせて形成された下側ほど幅が広がる形状の幅拡大部８９と、この幅拡大部８９の下端に連続するように嵌合部４２の嵌合外周部４１に形成された幅広部９０とを有している。その結果、開口部７６は、嵌合部４２に位置する下部の幅広部９０が上部の定幅部８８よりも幅広とされている。
【００３８】
このような第２実施形態によれば、充填バルブ１５による容器８５への液充填時に、まず、充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開く状態になると、幅広部９０から突出することになり、排気通路７５から幅広部９０を介して一層速く残留液が容器８５に流下することになる。したがって、充填時間をさらに短縮できる。
【００３９】
なお、排気弁部８２および充填弁部８１の開作動のタイミングをずらさずに、開口部７６を第２実施形態のように下部が幅広の形状としても効果は得られるが、より好ましくは、第２実施形態のようにした方が効果的である。
【００４０】
次に、本発明の第３実施形態を主に図１０を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００４１】
第３実施形態においては、外筒体３３の下端縁部の形状が第１実施形態と相違している。つまり、第３実施形態では、外筒体３３の下端縁部が、内筒体４０における充填通路形成部６１側よりもこれと相反する開口部７６側が高く傾斜するように、つまり外筒体３３の長さが充填通路形成部６１側が開口部７６側よりも長くなるように平面状に斜めに切断された傾斜面９３となっている。
【００４２】
このような第３実施形態によれば、外筒体３３の下端縁部の傾斜面９３を充填通路形成部６１側よりも開口部７６側を高く傾斜させることで、内筒体４０の充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６を一層速く外筒体３３から突出させて排気弁部８２を一層先に開くことができる。このように、外筒体３３の下端縁部の充填通路形成部６１側よりも開口部７６側を高く傾斜させることで、充填時間を一層短縮することができるため、確実に構造を簡素にでき、確実に低コスト化が図れる。
【００４３】
なお、第３実施形態の外筒体３３を用いれば、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部と排気通路７５の開口部７６の下端部の高さが例えば同じであっても、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開くことができる。
【００４４】
また、第３実施形態の外筒体３３を第２実施形態に用いれば、充填時間をより一層短縮することができる。
【００４５】
次に、本発明の第４実施形態を主に図１１を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００４６】
第４実施形態においては、外筒体３３と内筒体４０との間に中間弁部９５を設けた点が第１実施形態と相違している。つまり、第４実施形態では内筒体４０の筒部４６の途中位置から上側が外筒体３３と同軸をなすように下部の所定位置で曲げられており、内筒体４０の筒部４６の外筒体３３に対し同軸をなす部分と、これに対応する外筒体３３とに中間弁部９５が設けられている。
【００４７】
この中間弁部９５は、外筒体３３の内周面に固定される円筒状の外弁体９６と、内筒体４０の筒部４６の外周面に固定される、外弁体９６の内径とほぼ同径の外径を有する円筒状の内弁体９７とで構成されている。外弁体９６および内弁体９７は例えば樹脂製となっている。
【００４８】
外弁体９６の上面は外径側ほど上側に位置するように傾斜するテーパ面９８とされており、外弁体９６の下面は外径側ほど下側に位置するように傾斜するテーパ面９９とされている。逆に、内弁体９７の上面は外径側ほど下側に位置するように傾斜するテーパ面１００とされており、内弁体９７の下面は外径側ほど上側に位置するように傾斜するテーパ面１０１とされている。なお、中間弁部９５は、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開く前に充填通路６０を閉じ、排気弁部８２を開いた後であって充填弁部８１を開く時点以降に充填通路６０を開くように外弁体９６および内弁体９７の位置関係が設定されている。
【００４９】
このような第４実施形態においては、前の容器８５に液が充填された後、充填バルブ１５の充填弁部８１および排気弁部８２を閉じた状態で、別の容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６において口栓シールリング３７に当接し、さらに口栓シールリング３７を押し上げて、外筒体３３をスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇させる。すると、充填バルブ１５は、排気弁部８２を開く前のタイミングで中間弁部９５が図１１（ａ）に示すように外弁体９６の上部の内側に内弁体９７が嵌合して充填通路６０を閉じ、図１１（ｂ）に示すように外弁体９６の下部に内弁体９７が重なるタイミングで充填通路６０を閉じた状態のまま、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開くことになり、充填通路６０からの液体の圧力で排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害せず、よって、排気通路７５から円滑に残留液が容器８５に流下する。その後、図１１（ｃ）に示すように、外弁体９６から内弁体９７が抜け出し充填通路６０を開くと、すでに、内筒体４０の充填通路形成部６１が外筒体３３から突出して充填弁部８１を開いており、充填通路６０を介しての液タンク１２からの液体の円滑な充填を開始させ、充填時間を短縮できる。
【００５０】
このような第４実施形態によれば、排気弁部８２を開く前に充填通路６０を閉じ排気弁部８２を開いた後に開く中間弁部９５を設けるだけで、充填時間を短縮することができるため、構造を簡素にでき、低コスト化が図れ、洗浄性を確保することができる。
【００５１】
なお、第４実施形態では、中間弁部９５、排気弁部８２および充填弁部８１を上記したタイミングで開閉させることができれば、第１実施形態のように内筒体４０の充填通路形成部６１および開口部７６の高さを異ならせたり、第３実施形態のように外筒体３３の下端縁部を傾斜させたりする必要はない。ただし、第２実施形態のような開口部７６の形状を適用すれば、排気通路７５からの残留液の流下を速く行うことができる。
【００５２】
以上の実施形態においてはノンガスの液体を容器に充填させる場合を例にとり説明したが、ガス入りの液体にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態による充填装置を示す正断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による充填バルブの下部の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による充填装置を示す液充填時の正断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による充填バルブの下部の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大正面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による充填バルブの下部の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による充填バルブの中間弁部周辺の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１…充填装置、１２…液タンク、１５…充填バルブ、３３…外筒体、４０…内筒体（バルブ用部品）、４１…嵌合外周部、４２…嵌合部、６０…充填通路、６１…充填通路形成部、７５…排気通路、７６…開口部、８１…充填弁部、８２…排気弁部、８５…容器、９５…中間弁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に液体を充填させる際に用いられる充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の口栓を閉塞させた状態で容器内に液体を充填しつつ容器内の空気を液タンクの気相部（主に大気）に排気させるグラビティ方式の充填装置として、例えば、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブを備えたものがある。このような充填装置においては、充填バルブを容器に挿入させた状態で充填弁部および排気弁部を開くことで充填通路を介して液体を容器に充填しつつ排気通路を介して容器内から空気を排気させるようになっており、最終的に排気通路に入り込んだ液体が、タンクの液面と同じ高さになったところでバランスして液の充填が終了するようになっている。そして、その後、充填弁部および排気弁部を閉じた状態で充填バルブを容器から抜き、次の容器に挿入させて、上記と同様にして液の充填を行うことになる。
【０００３】
ところで、上記のように容器への液の充填を終了した後、充填弁部および排気弁部を閉じると、排気通路内にも液が残留した状態となり、次の容器への液充填時に充填弁部および排気弁部を開いても、排気通路内の残留液が排気通路を閉塞させていることから容器内の空気が良好に排気されず、その結果、充填通路から液体を円滑に容器内に充填できず、いわゆる息付きと呼ばれる脈動現象を生じてしまう。つまり、基本的には排気通路内に残留した液が排気通路内で空気と入れ替わりながら容器内に少なくとも一部が流下した後に充填通路からの円滑な充填が開始されることになるが、他方で、次の充填のために充填通路から液が容器に注入されようとしており、その圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害してしまう。その結果、充填時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００４】
このため、排気通路の上部に負圧を生じさせる負圧発生室を設けて残留液を強制的に排出させるもの（例えば特許文献１参照）や、充填開始時に容器の口栓を一旦開放し、排気通路からの残留液の流下を円滑にするもの（例えば特許文献２参照）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特公昭５８−５２９１４号公報
【特許文献２】特開平７−１８７２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように別途の負圧発生室を設けると、構造が複雑化し、高コストとなり、また洗浄性が低下してしまうという問題があった。また、充填開始時に容器の口栓を一旦開放するものであっても、このために別途の装置が必要となり、構造が複雑化し、高コストになってしまうという問題があった。
したがって、本発明は、充填時間を短縮でき、その上で、構造が簡素で低コスト化が図れ、優れた洗浄性を確保できる充填装置、充填バルブおよびバルブ用部品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の充填装置は、液体を貯留させる液タンクと、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部（主に大気、加圧されていることもある）に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、充填バルブは、容器への液充填時に排気弁部を開いた後に充填弁部を開くことを特徴としている。
これにより、充填バルブが、容器への液充填時に、まず充填弁部を閉じた状態で排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【０００８】
充填バルブは、外筒体と、外筒体の内側に相対移動可能に設けられた有底の内筒体とを有しており、内筒体は、下部が外筒体に嵌合する嵌合部とされ、嵌合部よりも上側が外筒体との間に充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有する排気通路とされており、充填通路形成部が外筒体から突出することで充填弁部が開かれ、開口部が外筒体から突出することで排気弁部が開かれる構成とすることができる。これにより、充填バルブが、容器への液充填時に、まず、内筒体の嵌合部より上側の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部が外筒体から突出して排気弁部を開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、内筒体の嵌合部より上側の充填通路形成部が外筒体から突出して充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【０００９】
また、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部が下側に設けられているのが好ましい。充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部を下側に設けることで、内筒体の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部を外筒体から突出させて排気弁部を先に開くことができる。
【００１０】
さらに、開口部は、嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広とされているのが好ましい。このように、開口部の嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広となっているため、排気通路から一層速く残留液が容器に流下することになる。
【００１１】
加えて、充填通路形成部と開口部とが相反位置に配置されており、外筒体の下端縁部は、充填通路形成部側よりも開口部側が高く傾斜させられている構成とするのも有効である。外筒体の下端縁部の充填通路形成部側よりも開口部側を高く傾斜させることで、内筒体の充填通路形成部が外筒体内にあって充填弁部を閉じた状態で、内筒体において側方に開口する排気通路の開口部を外筒体から突出させて排気弁部を先に開くことができる。
【００１２】
本発明は、液体を貯留させる液タンクと、容器に挿入可能とされ、液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、充填バルブは、容器への液充填時に排気弁部を開く前に充填通路を閉じ排気弁部を開いた後に充填通路を開く中間弁部を有することを特徴とすることができる。
これにより、容器への液充填時に、排気弁部を開く前に中間弁部が充填通路を閉じ、その後排気弁部が開かれるため、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、中間弁部が充填通路を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【００１３】
本発明の充填バルブは、容器に挿入可能とされ、液体を貯留させる液タンクに連通されて液体を容器に導く充填通路と容器内を液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに充填通路を開閉させる充填弁部および排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブにおいて、容器への液充填時に排気弁部を開いた後に充填弁部を開くことを特徴とすることもできる。
これにより、容器への液充填時に、まず充填弁部を閉じた状態で排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【００１４】
本発明は、外筒体の内側に相対移動可能に設けられ、有底の筒状をなすとともに、下部が外筒体に嵌合する嵌合部とされ、嵌合部よりも上側が外筒体との間に液タンクに連通する充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有し液タンクの気相部に連通する排気通路とされたバルブ用部品とすることもでき、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴としている。
このように、充填通路形成部の下端部よりも開口部の下端部を下側に設けることによって、容器への液充填時に、まず充填通路形成部の下端部が外筒体から突出することで開く充填弁部を閉じた状態で、開口部が外筒体から突出することで開く排気弁部を先に開くことになり、充填通路からの液体の圧力で排気通路からの残留液の容器内への流下を阻害せず、よって、排気通路から円滑に残留液が容器に流下する。その後、充填弁部を開くことで円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストかつ簡素な構造で充填時間を短縮することができ、しかも洗浄性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照して以下に説明する。
図１に示す充填装置１１は、充填用の液体を貯留させる液タンク１２と、液タンク１２の底部１３の穴部１４に取り付けられる充填バルブ１５とを有している。
【００１７】
充填バルブ１５は、底部１８側から液タンク１２の穴部１４に挿入された状態で外側のフランジ部１９で液タンク１２の下面に当接させられる略有底筒状のベース筒状体２０と、このベース筒状体２０を一端側の内側に嵌合させた状態で液タンク１２の下面に当接させられる略円筒状の外側筒状体２２と、外側筒状体２２の他端側に螺合される略円筒状の支持筒状体２４とを有している。
【００１８】
また、充填バルブ１５は、ベース筒状体２０の開口側の内側に一側が、支持筒状体２４の内側に逆側がそれぞれ摺動可能に嵌合させられるスライド筒状体２６と、スライド筒状体２６の中間位置に形成されたフランジ部２７とベース筒状体２０のフランジ部１９との間に介装されるスプリング２９とを有している。
【００１９】
さらに、充填バルブ１５は、一端側の大径円筒部３１においてスライド筒状体２６の下端側に嵌合させられるとともにこの大径円筒部３１よりも外径が小径で全周にわたって同一長さである小径円筒部３２をスライド筒状体２６よりも下方に延出させる段付き円筒状の外筒体３３と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともに外筒体３３の大径円筒部３１に当接させられる円筒状のスペーサ３５と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともにスペーサ３５の下部に嵌合させられる円環状の支持リング３６と、外筒体３３の小径円筒部３２を内側に嵌合させるとともに支持リング３６の下部に嵌合させられる円環状の口栓シールリング３７とを有している。
【００２０】
また、充填バルブ１５は、外筒体３３の内側に設けられた図２にも示す有底の内筒体（バルブ用部品）４０を有している。この内筒体４０は、その下部が、図３〜図５にも示すように、外筒体３３の下端側に全周にわたって嵌合する嵌合外周部４１を有する嵌合部４２と、嵌合部４２の上側にあって嵌合部４２から半径方向一側に偏りながら上方に窄まる形状の窄形状部４４と、嵌合部４２における半径方向一側に偏りながらこの窄形状部４４から上方に延出する筒状の下部筒部４５とを有しており、この下部筒部４５からさらに上方に延出する筒部４６を有している。
【００２１】
筒部４６が、図１に示すように、外筒体３３からスライド筒状体２６およびベース筒状体２０の内側を通ってベース筒状体２０の底部１８の一側に偏って形成された穴部４８に挿通されて液タンク１２内に突出する状態でベース筒状体２０に固定されている。ここで、筒部４６の上部には、ベース筒状体２０の底部１８を筒部４６の当接部５１とで上下から挟持する取付部材４９，５０が設けられており、これら取付部材４９，５０によって内筒体４０がベース筒状体２０に固定される。なお、内筒体４０の上端部つまり筒部４６の上端部は液タンク１２の液面よりも上側に突出させられている。
【００２２】
ここで、図５に示すように、下部筒部４５は、偏心方向の面が嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５２とされており、下部筒部４５には、この案内面５２とは反対に突出する突起部５３が形成されていて、この突起部５３の先端も嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５４となっている。そして、上記のように内筒体４０がベース筒状体２０に取り付けられた状態で両側の案内面５２，５４が外筒体３３の内周面に接触する。
【００２３】
図２および図４に示すように、嵌合部４２よりも上側にある窄形状部４４の上面は、平面状をなしており、下部筒部４５から離れるほど下側に位置するように傾斜する傾斜面５６となっている。また、窄形状部４４の側面は嵌合外周部４１と同軸同径の円筒面からなる案内面５７となっている。ここで、図１に示すように、ベース筒状体２０には、液タンク１２内とベース筒状体２０の内側とを連通させる連通穴５９が形成されており、これにより、充填バルブ１５のベース筒状体２０、スライド筒状体２６および外筒体３３と、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の窄形状部４４の傾斜面５６、下部筒部４５の外面および筒部４６の外面との間とが、液タンク１２内と連通する充填通路６０となっている。つまり、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の窄形状部４４の傾斜面５６、下部筒部４５の案内面５２を除く外面および筒部４６の外面が外筒体３３等との間に充填通路６０を形成する充填通路形成部６１となっている。
【００２４】
ここで、ベース筒状体２０のフランジ部１９の上端面側には、液タンク１２の底部１３との隙間をシールするシールリング６３が連通穴５９よりも外側に保持されており、また、ベース筒状体２０のフランジ部１９の外周側には外側筒状体２２との隙間をシールするシールリング６４が保持されている。加えて、ベース筒状体２０の内周側には、スライド筒状体２６との隙間をシールするシールリング６５が保持されている。また、支持筒状体２４の外周側には外側筒状体２２との隙間をシールするシールリング６６が保持されており、外側筒状体２２の内周側にもスライド筒状体２６との隙間をシールするシールリング６７が保持されている。さらに、スライド筒状体２６の内周側には外筒体３３との隙間をシールするシールリング６８が保持されており、支持リング３６の内周側にも外筒体３３との隙間をシールするシールリング６９が保持されている。なお、外側筒状体２２の上部には、ベース筒状体２０およびスライド筒状体２６との間の空間部７１からエアを給排する連通管７２が接続されており、外側筒状体２２の下部にも連通管７３が接続されている。
【００２５】
また、内筒体４０の筒部４６および下部筒部４５の内側が外気に連通する排気通路７５とされている。この排気通路７５は、内筒体４０において下部筒部４５から窄形状部４４および嵌合部４２の上部まで形成されており、図３に示すように、下部に側方に開口させられる開口部７６を有している。つまり、この開口部７６は嵌合部４２から下部筒部４５にかけて形成されている。この開口部７６は略一定幅で上下方向に長い長穴状に形成されており、充填通路形成部６１に対し１８０度相反する位置に配置されている。
【００２６】
そして、スライド筒状体２６がスプリング２９を伸縮させながらベース筒状体２０および支持筒状体２４に支持されて上下に摺動することで、スライド筒状体２６、外筒体３３、スペーサ３５、支持リング３６および口栓シールリング３７が一体に昇降する。ここで、外筒体３３が最も下側に位置するとき、位置固定の内筒体４０の嵌合部４２の嵌合外周部４１に嵌合させられることになる。なお、嵌合外周部４１には外筒体３３との隙間をシールするスリッパシールリング７８が保持されており、その下側には外筒体３３よりも大径の大径部７９が形成されている。
【００２７】
他方、外筒体３３が上側に移動し、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部を構成する傾斜面５６が外筒体３３から下方に突出すると充填通路６０を開放する。これにより、充填通路形成部６１と外筒体３３の下端縁部とで充填通路６０を開閉させる充填弁部８１が構成される。また、外筒体３３が上側に移動し、開口部７６が外筒体３３から下方に突出すると排気通路７５を開放する。これにより、開口部７６と外筒体３３の下端縁部とで排気通路７５を開閉させる排気弁部８２が構成される。なお、外筒体３３よりも嵌合部４２が突出した状態では、下部筒部４５の案内面５２および突起部５３の案内面５４で内筒体４０の下部と外筒体３３との同軸を維持する。
【００２８】
以上に述べた充填バルブ１５は、図６に示すように、外筒体３３と内筒体４０とが容器８５にその口栓８６側から挿入可能とされ、挿入状態で容器８５の口栓８６が口栓シールリング３７に当接すると口栓８６をシールする。この状態で容器８５が上側に移動すると、容器８５に押し上げられて、口栓シールリング３７、支持リング３６、スペーサ３５、外筒体３３およびスライド筒状体２６が一体に上昇することで閉状態にあった充填弁部８１および排気弁部８２が開状態となる。
【００２９】
以上により、充填バルブ１５は、液タンク１２に連通されて液体を容器８５に導く充填通路６０と容器８５内を液タンク１２の気相部に連通させる排気通路７５とが内側に設けられるとともに充填通路６０を開閉させる充填弁部８１および排気通路７５を開閉させる排気弁部８２を有しており、内筒体４０は、外筒体３３の内側に外筒体３３に対し相対移動可能に設けられている。
【００３０】
そして、第１実施形態においては、図７に示すように充填通路形成部６１の下端部である傾斜面５６の下端部よりも排気通路７５の開口部７６の下端部が下側に設けられており、その結果、充填バルブ１５は、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開く。
【００３１】
つまり、上記したように、容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の充填弁部８１および排気弁部８２を閉塞させた状態の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６で口栓シールリング３７に当接することで口栓８６が封止された状態で、さらに口栓シールリング３７を押し上げると、外筒体３３がスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇して、位置固定の内筒体４０との間の充填弁部８１および排気弁部８２が開状態となる。これにより、充填通路６０を介して液タンク１２の液体を容器８５に充填しつつ封止された容器８５内から排気通路７５を介して空気を排気させるようになっており、最終的に排気通路７５に入り込んだ液体が、液タンク１２の液面と同じ高さになったところでバランスして液の充填が終了する。そして、その後、容器８５を下降させることで外筒体３３をスプリング２９の付勢力で一体に下降させて充填弁部８１および排気弁部８２を閉じた状態で、さらに下降する容器８５が充填バルブ１５から離れる。このとき、排気弁部８２が閉じられることで排気通路７５には残留液が残る。なお、容器８５の昇降は図示略のカムやエアシリンダ等で行われる。
【００３２】
次に、別の容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６において口栓シールリング３７に当接し、さらに口栓シールリング３７を押し上げて、外筒体３３をスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇させる。すると、上記したように、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部よりも排気通路７５の開口部７６の下端部が下側に設けられていることから、まず、充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開くことになり、充填通路６０からの液体の圧力で排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害せず、よって、排気通路７５から円滑に残留液が容器８５に流下する。その後、内筒体４０の嵌合部４２より上側の充填通路形成部６１が外筒体３３から突出して充填弁部８１を開くことで充填通路６０を介しての液タンク１２からの液体の円滑な充填が開始され、その結果、充填時間を短縮できる。なお、排気弁部８２の開作動のタイミングに対する充填弁部８１の開作動のタイミングの遅れ時間は、例えば排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害しないレベルまで液充填を停止できる時間とする。また、この排気通路７５からの残留液の流下を確実にするために、充填弁部８１を閉じ排気弁部８２を開いた状態で容器８５の上昇を一時停止させても良い。
【００３３】
以上に述べた第１実施形態によれば、充填バルブ１５内に設けられた排気通路７５を開閉させる排気弁部８２および充填バルブ１５内に設けられた充填通路６０を開閉させる充填弁部８１の開作動のタイミングをずらすだけで、充填時間を短縮することができるため、構造を簡素にでき、低コスト化が図れ、洗浄性を確保することができる。
【００３４】
しかも、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６の外筒体３３からの突出と、内筒体４０の嵌合部４２よりも上側の充填通路形成部６１の外筒体３３からの突出とのタイミングをずらすだけで、充填時間を短縮することができるため、確実に構造を簡素にでき、確実に低コスト化が図れる。
【００３５】
加えて、充填通路形成部６１の下端部よりも開口部７６の下端部を下側に設けることで、充填時間を短縮することができるため、さらに確実に構造を簡素にでき、さらに確実に低コスト化が図れる。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態を主に図８および図９を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００３７】
第２実施形態においては、内筒体４０の排気通路７５の開口部７６の形状が第１実施形態と相違している。つまり、第２実施形態では、開口部７６が下部筒部４５の案内面５２にその形状に合わせて形成された一定幅の定幅部８８と、この定幅部８８の下端に連続するように窄形状部４４の案内面５７にその形状に合わせて形成された下側ほど幅が広がる形状の幅拡大部８９と、この幅拡大部８９の下端に連続するように嵌合部４２の嵌合外周部４１に形成された幅広部９０とを有している。その結果、開口部７６は、嵌合部４２に位置する下部の幅広部９０が上部の定幅部８８よりも幅広とされている。
【００３８】
このような第２実施形態によれば、充填バルブ１５による容器８５への液充填時に、まず、充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開く状態になると、幅広部９０から突出することになり、排気通路７５から幅広部９０を介して一層速く残留液が容器８５に流下することになる。したがって、充填時間をさらに短縮できる。
【００３９】
なお、排気弁部８２および充填弁部８１の開作動のタイミングをずらさずに、開口部７６を第２実施形態のように下部が幅広の形状としても効果は得られるが、より好ましくは、第２実施形態のようにした方が効果的である。
【００４０】
次に、本発明の第３実施形態を主に図１０を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００４１】
第３実施形態においては、外筒体３３の下端縁部の形状が第１実施形態と相違している。つまり、第３実施形態では、外筒体３３の下端縁部が、内筒体４０における充填通路形成部６１側よりもこれと相反する開口部７６側が高く傾斜するように、つまり外筒体３３の長さが充填通路形成部６１側が開口部７６側よりも長くなるように平面状に斜めに切断された傾斜面９３となっている。
【００４２】
このような第３実施形態によれば、外筒体３３の下端縁部の傾斜面９３を充填通路形成部６１側よりも開口部７６側を高く傾斜させることで、内筒体４０の充填通路形成部６１が外筒体３３内にあって充填弁部８１を閉じた状態で、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６を一層速く外筒体３３から突出させて排気弁部８２を一層先に開くことができる。このように、外筒体３３の下端縁部の充填通路形成部６１側よりも開口部７６側を高く傾斜させることで、充填時間を一層短縮することができるため、確実に構造を簡素にでき、確実に低コスト化が図れる。
【００４３】
なお、第３実施形態の外筒体３３を用いれば、内筒体４０の充填通路形成部６１の下端部と排気通路７５の開口部７６の下端部の高さが例えば同じであっても、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開いた後に充填弁部８１を開くことができる。
【００４４】
また、第３実施形態の外筒体３３を第２実施形態に用いれば、充填時間をより一層短縮することができる。
【００４５】
次に、本発明の第４実施形態を主に図１１を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００４６】
第４実施形態においては、外筒体３３と内筒体４０との間に中間弁部９５を設けた点が第１実施形態と相違している。つまり、第４実施形態では内筒体４０の筒部４６の途中位置から上側が外筒体３３と同軸をなすように下部の所定位置で曲げられており、内筒体４０の筒部４６の外筒体３３に対し同軸をなす部分と、これに対応する外筒体３３とに中間弁部９５が設けられている。
【００４７】
この中間弁部９５は、外筒体３３の内周面に固定される円筒状の外弁体９６と、内筒体４０の筒部４６の外周面に固定される、外弁体９６の内径とほぼ同径の外径を有する円筒状の内弁体９７とで構成されている。外弁体９６および内弁体９７は例えば樹脂製となっている。
【００４８】
外弁体９６の上面は外径側ほど上側に位置するように傾斜するテーパ面９８とされており、外弁体９６の下面は外径側ほど下側に位置するように傾斜するテーパ面９９とされている。逆に、内弁体９７の上面は外径側ほど下側に位置するように傾斜するテーパ面１００とされており、内弁体９７の下面は外径側ほど上側に位置するように傾斜するテーパ面１０１とされている。なお、中間弁部９５は、容器８５への液充填時に排気弁部８２を開く前に充填通路６０を閉じ、排気弁部８２を開いた後であって充填弁部８１を開く時点以降に充填通路６０を開くように外弁体９６および内弁体９７の位置関係が設定されている。
【００４９】
このような第４実施形態においては、前の容器８５に液が充填された後、充填バルブ１５の充填弁部８１および排気弁部８２を閉じた状態で、別の容器８５が、充填装置１１の充填バルブ１５の外筒体３３および内筒体４０を挿入させ、その口栓８６において口栓シールリング３７に当接し、さらに口栓シールリング３７を押し上げて、外筒体３３をスプリング２９の付勢力に抗して一体に上昇させる。すると、充填バルブ１５は、排気弁部８２を開く前のタイミングで中間弁部９５が図１１（ａ）に示すように外弁体９６の上部の内側に内弁体９７が嵌合して充填通路６０を閉じ、図１１（ｂ）に示すように外弁体９６の下部に内弁体９７が重なるタイミングで充填通路６０を閉じた状態のまま、内筒体４０において側方に開口する排気通路７５の開口部７６が外筒体３３から突出して排気弁部８２を開くことになり、充填通路６０からの液体の圧力で排気通路７５からの残留液の容器８５内への流下を阻害せず、よって、排気通路７５から円滑に残留液が容器８５に流下する。その後、図１１（ｃ）に示すように、外弁体９６から内弁体９７が抜け出し充填通路６０を開くと、すでに、内筒体４０の充填通路形成部６１が外筒体３３から突出して充填弁部８１を開いており、充填通路６０を介しての液タンク１２からの液体の円滑な充填を開始させ、充填時間を短縮できる。
【００５０】
このような第４実施形態によれば、排気弁部８２を開く前に充填通路６０を閉じ排気弁部８２を開いた後に開く中間弁部９５を設けるだけで、充填時間を短縮することができるため、構造を簡素にでき、低コスト化が図れ、洗浄性を確保することができる。
【００５１】
なお、第４実施形態では、中間弁部９５、排気弁部８２および充填弁部８１を上記したタイミングで開閉させることができれば、第１実施形態のように内筒体４０の充填通路形成部６１および開口部７６の高さを異ならせたり、第３実施形態のように外筒体３３の下端縁部を傾斜させたりする必要はない。ただし、第２実施形態のような開口部７６の形状を適用すれば、排気通路７５からの残留液の流下を速く行うことができる。
【００５２】
以上の実施形態においてはノンガスの液体を容器に充填させる場合を例にとり説明したが、ガス入りの液体にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態による充填装置を示す正断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による充填バルブの下部の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による充填装置を示す液充填時の正断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による充填バルブの下部の部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態による充填バルブの内筒体の下部を示す部分拡大正面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による充填バルブの下部の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による充填バルブの中間弁部周辺の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１…充填装置、１２…液タンク、１５…充填バルブ、３３…外筒体、４０…内筒体（バルブ用部品）、４１…嵌合外周部、４２…嵌合部、６０…充填通路、６１…充填通路形成部、７５…排気通路、７６…開口部、８１…充填弁部、８２…排気弁部、８５…容器、９５…中間弁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留させる液タンクと、
容器に挿入可能とされ、前記液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、
前記充填バルブは、前記容器への液充填時に前記排気弁部を開いた後に前記充填弁部を開くことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記充填バルブは、外筒体と、該外筒体の内側に相対移動可能に設けられた有底の内筒体とを有しており、
前記内筒体は、下部が前記外筒体に嵌合する嵌合部とされ、該嵌合部よりも上側が前記外筒体との間に前記充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有する前記排気通路とされており、
前記充填通路形成部が前記外筒体から突出することで前記充填弁部が開かれ、前記開口部が前記外筒体から突出することで前記排気弁部が開かれることを特徴とする請求項１記載の充填装置。
【請求項３】
前記充填通路形成部の下端部よりも前記開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の充填装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広とされていることを特徴とする請求項２または３記載の充填装置。
【請求項５】
前記充填通路形成部と前記開口部とが相反位置に配置されており、
前記外筒体の下端縁部は、前記充填通路形成部側よりも前記開口部側が高く傾斜させられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の充填装置。
【請求項６】
液体を貯留させる液タンクと、
容器に挿入可能とされ、前記液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、
前記充填バルブは、前記容器への液充填時に前記排気弁部を開く前に前記充填通路を閉じ前記排気弁部を開いた後に前記充填通路を開く中間弁部を有することを特徴とする充填装置。
【請求項７】
容器に挿入可能とされ、液体を貯留させる液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブにおいて、
前記容器への液充填時に前記排気弁部を開いた後に前記充填弁部を開くことを特徴とする充填バルブ。
【請求項８】
外筒体の内側に相対移動可能に設けられ、有底の筒状をなすとともに、下部が前記外筒体に嵌合する嵌合部とされ、該嵌合部よりも上側が前記外筒体との間に液タンクに連通する充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有し前記液タンクの気相部に連通する排気通路とされたバルブ用部品であって、
前記充填通路形成部の下端部よりも前記開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴とするバルブ用部品。
【請求項１】
液体を貯留させる液タンクと、
容器に挿入可能とされ、前記液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、
前記充填バルブは、前記容器への液充填時に前記排気弁部を開いた後に前記充填弁部を開くことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記充填バルブは、外筒体と、該外筒体の内側に相対移動可能に設けられた有底の内筒体とを有しており、
前記内筒体は、下部が前記外筒体に嵌合する嵌合部とされ、該嵌合部よりも上側が前記外筒体との間に前記充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有する前記排気通路とされており、
前記充填通路形成部が前記外筒体から突出することで前記充填弁部が開かれ、前記開口部が前記外筒体から突出することで前記排気弁部が開かれることを特徴とする請求項１記載の充填装置。
【請求項３】
前記充填通路形成部の下端部よりも前記開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴とする請求項２記載の充填装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記嵌合部に位置する下部が上部よりも幅広とされていることを特徴とする請求項２または３記載の充填装置。
【請求項５】
前記充填通路形成部と前記開口部とが相反位置に配置されており、
前記外筒体の下端縁部は、前記充填通路形成部側よりも前記開口部側が高く傾斜させられていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の充填装置。
【請求項６】
液体を貯留させる液タンクと、
容器に挿入可能とされ、前記液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブとを備えた充填装置において、
前記充填バルブは、前記容器への液充填時に前記排気弁部を開く前に前記充填通路を閉じ前記排気弁部を開いた後に前記充填通路を開く中間弁部を有することを特徴とする充填装置。
【請求項７】
容器に挿入可能とされ、液体を貯留させる液タンクに連通されて前記液体を前記容器に導く充填通路と前記容器内を前記液タンクの気相部に連通させる排気通路とが内側に設けられるとともに前記充填通路を開閉させる充填弁部および前記排気通路を開閉させる排気弁部を有する充填バルブにおいて、
前記容器への液充填時に前記排気弁部を開いた後に前記充填弁部を開くことを特徴とする充填バルブ。
【請求項８】
外筒体の内側に相対移動可能に設けられ、有底の筒状をなすとともに、下部が前記外筒体に嵌合する嵌合部とされ、該嵌合部よりも上側が前記外筒体との間に液タンクに連通する充填通路を形成する充填通路形成部とされるとともに、内側が側方に開口する開口部を有し前記液タンクの気相部に連通する排気通路とされたバルブ用部品であって、
前記充填通路形成部の下端部よりも前記開口部の下端部が下側に設けられていることを特徴とするバルブ用部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２３２３１０（Ｐ２００６−２３２３１０Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４７８０８（Ｐ２００５−４７８０８）
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（５０５１９３３１３）三菱重工食品包装機械株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２３日（２００５．２．２３）
【出願人】（５０５１９３３１３）三菱重工食品包装機械株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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