(57)【要約】【解決手段】流路５の形成されたハウジング４と、流路５の途中に形成された弁座９と、上記弁座９に着座して流路５を閉鎖する弁体６と、連結部材１６を介して弁体６を移動させることにより当該弁体６を開閉する第１、第２ピストン１４，１５を備えた充填バルブ１であって、近接センサ２３を第２ピストン１５の進退動するシリンダ１３内に臨ませ、当該近接センサ２３によって第２ピストン１５の移動を検出することにより、上記弁体６の開閉状態を検出する。【効果】近接センサによってピストン若しくは連結部材の移動を直接的に検出することができるので、弁体の開閉状態を確実に検出することが出来る。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填液を流通させる流路を形成したハウジングと、上記流路に形成された弁座と、この弁座に着座して流路を閉鎖する弁体と、上記弁体を弁座に着座する閉鎖位置と弁座から離隔する開放位置とに移動させる駆動手段とを備えた充填バルブにおいて、
上記駆動手段は、シリンダ内部を移動して上記弁体を移動させるピストンを備え、上記シリンダ内に近接センサを臨ませて、上記ピストンが移動して弁体が開放位置または閉鎖位置となったときに、当該近接センサで上記ピストンを検出させることを特徴とする充填バルブ。
【請求項２】
充填液を流通させる流路を形成したハウジングと、上記流路に形成された弁座と、この弁座に着座して流路を閉鎖する弁体と、上記弁体を弁座に着座する閉鎖位置と弁座から離隔する開放位置とに移動させる駆動手段とを備えた充填バルブにおいて、
上記駆動手段は、シリンダ内部を移動するピストンと、上記弁体とピストンとを連結すると共にその表面にキー溝の形成された連結部材と、上記キー溝に係合されて連結部材の回転を防止するキー部材とを備え、
また上記連結部材の移動する位置に近接センサを臨ませて、当該近接センサの位置を、上記弁体が閉鎖位置のときには上記キー溝内に面し、かつ弁体が開放位置のときには連結部材の表面に面する位置とし、当該近接センサは上記連結部材の表面を検出して上記弁体の開放位置を検出することを特徴とする充填バルブ。
【請求項３】
上記駆動手段は制御装置によって制御され、また上記近接センサは弁体が開放位置となった際に上記制御装置に検出信号を送信するようになっており、
上記制御装置が上記弁体を開放位置とするよう駆動手段を制御した際に、上記近接センサからの検出信号が受信できない場合に、上記制御装置は当該充填バルブを異常と判断することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の充填バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充填バルブに関し、詳しくは流路内に弁座及び弁体を備えた充填バルブを備えた充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充填液を流通させる流路を形成したハウジングと、上記流路に形成された弁座と、この弁座に着座して流路を閉鎖する弁体と、上記弁体を弁座に着座する閉鎖位置と弁座から離隔する開放位置とに移動させる駆動手段とを備えた充填バルブが知られており、特に上記弁体に磁石を埋め込み、その動作をハウジングの外に配置した磁力検出器により検出する充填バルブが知られている。（特許文献１）
また、上述したような充填バルブを複数備えた充填装置であって、全ての充填バルブに温度センサの設けられた分岐ドレイン管を接続するとともに、各充填バルブ及び分岐ドレイン管に高温の蒸気を供給してこれらの滅菌を行い、この際上記温度センサによる検出温度によって弁体の開閉状態を検出するう充填バルブの滅菌方法が知られている。（特許文献２）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５４７６３号公報
【特許文献２】
特許登録第２７６２３２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【従来の技術】
しかしながら、上記特許文献１では駆動手段の移動量が小さい場合、磁力検出器に検出される閉鎖位置のときの磁力と、開放位置のときの磁力にそれほどの差がないため、磁力検出器が弁体の開閉状態について誤検出してしまうことがある。
また、上記特許文献２では弁体が閉鎖位置にあって滅菌が行われていない充填バルブがあっても、当該充填バルブの接続された分岐ドレイン管に他の充填ノズルを通過した蒸気が逆流してしまい、温度センサが当該蒸気によって誤作動して当該充填バルブが滅菌されたと判断してしまうことがある。
このように、弁体の開閉状態が確実に判断されないと、滅菌のされていない充填バルブがそのまま飲料や薬品の充填に用いられてしまうので、不良品の発生を招くこととなってしまう。
このような問題に鑑み、本発明は弁体の開閉状態の判断を正確に行うことの可能な充填バルブを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１に記載の充填バルブは、充填液を流通させる流路を形成したハウジングと、上記流路に形成された弁座と、この弁座に着座して流路を閉鎖する弁体と、上記弁体を弁座に着座する閉鎖位置と弁座から離隔する開放位置とに移動させる駆動手段とを備えた充填バルブにおいて、
上記駆動手段は、シリンダ内部を移動して上記弁体を移動させるピストンを備え、また上記シリンダ内に近接センサを臨ませて、上記ピストンが移動して弁体が開放位置となったときに、当該近接センサで上記ピストンを検出させることを特徴としている。
【０００６】
また請求項２に記載の充填バルブは、充填液を流通させる流路を形成したハウジングと、上記流路に形成された弁座と、この弁座に着座して流路を閉鎖する弁体と、上記弁体を弁座に着座する閉鎖位置と弁座から離隔する開放位置とに移動させる駆動手段とを備えた充填バルブにおいて、
上記駆動手段は、シリンダ内部を移動するピストンと、上記弁体とピストンとを連結すると共にその表面にキー溝の形成された連結部材と、上記キー溝に係合されて連結部材の回転を防止するキー部材とを備え、
また上記連結部材の移動する位置に近接センサを臨ませて、当該近接センサの位置を、上記弁体が閉鎖位置のときには上記キー溝内に面し、かつ弁体が開放位置のときには連結部材の表面に面する位置とし、当該近接センサは上記連結部材の表面を検出して上記弁体の開放位置を検出することを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１及び請求項２における充填バルブによれば、近接センサによってピストン若しくは連結部材の移動を直接的に検出することができるので、弁体の開閉状態を確実に検出することが出来るようになっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について説明すると、図１は本発明に係る充填バルブ１の第１実施例を示したものであり、この充填バルブ１は薬剤や飲料などの充填液を容器に充填する充填装置２（図２参照）に備えられている。
この充填バルブ１は、充填装置２の本体部に備えられた支持部材３によって鉛直方向に固定された円筒状のハウジング４に、充填液の流通する流路５を形成するとともに、当該流路５を開閉する略円錐状の弁体６と、当該弁体６を図示上下方向に移動させる駆動手段７とを備えてる。
上記流路５における弁体６の上方には図示右方よりハウジング４を貫通して給液管８が接続され、この給液管８によって充填液タンク３２（図２参照）からの充填液が流路５内に供給されるようになっている。
また流路５は給液管８が接続された位置の下方で縮径し、この縮径した部分が上記弁体６の着座する弁座９となっている。そしてこの弁座９より下方においては、流路５が縮径するのにあわせてハウジング４の外径も縮径し、当該部分は容器内に挿入されるノズル部１０を構成している。
さらに、上記弁体６の上面の外周部にはベローズ１１が設けられ、このベローズ１１の上端を流路５の上方に設けられたリング部材１２に固定することで、ベローズ１１の外周が流路５を形成し、ベローズ１１の内側を流路５より隔離するようになっている。
【０００９】
上記駆動手段７は上記ハウジング４における流路５の上方に形成されたシリンダ１３を上下方向に移動する第１，第２ピストン１４、１５と、第２ピストン１５と上記弁体６とを連結する連結部材１６とから構成されている。
上記シリンダ１３は上記第１，第２ピストン１４、１５の外径にあわせて大径部１３ａと小径部１３ｂとからなり、上記第１，第２ピストン１４、１５の間にばね１７を弾装することで、第１ピストン１４と第２ピストン１５とは、当該ばね１７によって付勢されてそれぞれシリンダ１３の上端位置と下端位置に着座している。
また、第１ピストン１４の上方にはハウジング４の上方に突出するロッド１８を設けるとともにその上端にナット１９を設け、さらにハウジング４の上部には、ハウジング４の上部と螺合するとともに、その上面より上記ロッド１８を突出させるキャップ部材２０を設け、このキャップ部材２０の上面とナット１９との間に間隔を設けることで、第１ピストン１４の下降量を規制するようにしている。
【００１０】
さらに、シリンダ１３には第１ピストン１４の上方に第１エア通路Ａを、第１，第２ピストン１４、１５の中間位置には第２エア通路Ｂを、第２ピストン１５の下方には第３エア通路Ｃをそれぞれ形成してそれぞれのエア通路には図示しない正圧源よりエアが供給されるようになっている。
また、上記連結部材１６は上記ハウジング４内に形成された当該連結部材１６と略同径の空間内を上下に摺動し、その表面にはキー溝１６ａが形成されている。そしてこのキー溝１６ａの位置に合わせ、ハウジング４には連結部材１６の回り止めのためのキー部材２１を設け、このキー部材２１はハウジング４の外部より付勢部材２２によってキー溝１６ａ内に押圧されるようになっている。
【００１１】
上記構成の駆動手段７により、弁体６は弁座９に対して開度大と開度小の２段階の開放位置に開かれるようになっており、開度大とするには、第３エア通路Ｃにエアを供給すればよく、第２ピストン１５がばね１７の弾性力に抗して上昇し、上記第１ピストン１４に当接したときの当該第２ピストンの上昇量が弁体６の開度となる。
一方開度小とするには、第１エア通路Ａ及び第３エア通路Ｃにエアを供給すれば良く、第１ピストン１４が下降した位置に第２ピストン１５が当接したときの当該第２ピストンの上昇量が弁体６の開度となり、第１ピストン１４の下降量だけ上記開度大のときに比べて弁体６の開度が小さくなる。
このとき、第１ピストン１４の下降量は上記ナット１９とキャップ部材２０との間隔によって調節可能であり、キャップ部材２０を回転させてキャップ部材２０の上面の位置を変化させることにより、開度小における弁体６の開度を調節することが出来る。
そして、弁体６を閉鎖位置とするには、第２エア通路Ｂにエアを供給すればよく、上記ばね１７の弾性力とともに第１，第２ピストン１４、１５をシリンダ１３の上下に押し付けるようにしている。
【００１２】
さらに本実施例の充填バルブ１には、図１に示すように上記第２ピストン１５の上方にハウジング４の側方より貫通孔４ａを形成し、当該貫通穴４ａに近接センサ２３を気密に設けてこれをホルダ２４によって固定している。
この近接センサ２３は上記駆動手段７が弁体６を開度大としたときに作動して信号を制御装置３７（図２参照）へと送信するようになっており、具体的には、第１ピストン１４が下降していない状態で、第２ピストン１５が第１ピストン１４に当接したときに近接センサ２３が作動するよう、上記貫通穴４ａの位置が定められている。
このように、ハウジング４より近接センサ２３をシリンダ１３の内部に臨ませ、当該近接センサ２７が第２ピストン１５を検出するか否かによって、弁体６が開度大の開放位置にあることを直接的に判断することが出来る。
【００１３】
次に、図２は上記充填バルブ１を複数備えた充填装置２と、当該充填装置２の充填液の流路を滅菌する滅菌装置３１の該略図を示している。
充填装置２は充填液を供給する充填液タンク３２と、充填液タンク３２より供給された充填液を各充填バルブ１へと分配する複数の給液マニホールド３３と、これら給液マニホールド３３と充填液タンク３２との間に設けられて給液マニホールド３３ごと充填バルブ１を水平に回転させるロータリージョイント３４とを備えている。
そして充填液タンク３２から各充填バルブ１におけるノズル部１０までが充填液の流通する流路を形成しており、この流路を滅菌するため、充填液タンク３２とロータリージョイント３４との間には、流路を滅菌するための薬剤を供給する滅菌液供給手段３５が切換弁３６を介して設けられている。なお、この滅菌液供給手段３５は薬剤のほかに高温の蒸気を供給してもよい。
また上述したように各充填バルブ１には近接センサ２３が設けられており、この近接センサ２３からの信号は上記制御装置３７に送信され、制御装置３７は全ての充填バルブ１について弁体６の開閉状態を検出することが出来るようになっている。
一方、滅菌装置３１は各充填バルブ１のノズル部１０の下方に滅菌液供給手段３５からの薬剤を受ける洗浄カップ３８と、各洗浄カップ３８からの薬剤を回収するとともに廃液タンク３９に薬剤を排出する排出マニホールド４０によって構成されている。
【００１４】
そして以下に上記滅菌装置３１を用いた充填装置２の滅菌について説明すると、上記流路の滅菌は充填装置２による充填作業の前後に行われ、各充填バルブ１のノズル部１０に洗浄カップ３８を装着したら、制御装置３７は各充填バルブ１の弁体６を開度大となるように駆動手段７を作動させる。
次に、切換弁３６を切り換えて滅菌液供給手段３５と流路とを連結させ、流路に薬剤を供給して当該流路の滅菌を行い、ノズル部１０より排出された薬剤は洗浄カップ３８によって受け取られた後、排出マニホールド４０を介して廃液タンク３９へと排出される。
このとき、一部の充填バルブ１において弁体６が弁座９に着座したまま閉鎖位置にある場合には、弁体６より先の流路５が滅菌されないこととなり、その後充填される充填液に菌等が侵入してしまうおそれが生じるので、当該充填バルブ１の特定をしてしかるべき処置を施す必要がある。
そこで、本実施例の充填バルブ１のように近接センサ２３をシリンダ１３室内に臨ませ、第２ピストン１５の移動を近接センサ２３によって検出することで、制御装置３７は弁体６が閉鎖位置か開放位置のいずれに位置しているのかを確実に特定することができ、上記特許文献１や特許文献２のように充填バルブの開閉状態について誤検出されることはない。
しかも、近接センサ２３は流路内に露出していないので、薬剤が流路を流れることによる誤作動や、近接センサ２３による充填液の汚染について心配する必要はない。
【００１５】
そして、図３は上記充填バルブ１についての第２の実施例を示したものであり、図中の符号については、上記第１の実施例における充填バルブ１と同一の符号を付している。
本実施例における近接センサ２３は上記駆動手段７の連結部材１６に形成されたキー溝１６ａを検出するようになっており、上記貫通孔４ａを連結部材の摺動する位置に形成するとともに、弁体６が閉鎖位置にあるときに近接センサ２３がキー溝１６ａ内に露出するようになっている。
従って、第２ピストン１５が上昇して弁体６が開放状態となると、キー溝１６ａ部分が上方に移動して連結部材１６の表面が近接センサ２３に検出され、この信号が上記制御装置３７に送信されるようになっている。
そしてこの充填バルブ１も上記図２に示す滅菌装置３１を用いた滅菌に使用することが可能であり、このときも弁体６の開閉状態について確実に検出することが出来る。
【００１６】
なお、上記実施例に限らず、上記弁体６が閉鎖位置に位置して第２ピストン１４がシリンダ１３の下端に位置している時に近接センサ２３を作動させるようにしてもよい。
この場合、第２ピストン１４が上昇して弁体６が開放位置となれば近接センサ２３が作動しなくなるので、制御装置３では弁体６が開放位置にあるものと判断することとなる。
また、上記構成の充填バルブ１は弁体６を開度大および開度小のいずれかの開度に切換可能な構成となっているが、これに限らず、弁体６が開放位置若しくは閉鎖位置のいずれかにしか切り替わらない充填バルブであっても良いことは言うまでもないことである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の充填バルブによれば、近接センサによってピストン若しくは連結部材の移動を直接的に検出するので、弁体の開閉状態を確実に検出することが出来るようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における充填バルブの第１の実施例を示す断面図。
【図２】上記充填バルブを備えた充填装置と、当該充填装置を滅菌する滅菌装置についての該略図。
【図３】本発明における充填バルブの第２の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１  充填バルブ              ４  ハウジング
５  流路                    ６  弁体
７  駆動手段                ９  弁座
１３  シリンダ              １４  第１ピストン
１５  第２ピストン          １６  連結部材
１６ａ  キー溝              ２１  キー部材
２３  近接センサ            ３１  滅菌装置
３７  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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