(57)【要約】【課題】容器に流体を充填する流体充填装置において、充填停止時、流体の流れを確実に遮断し、充填ノズルからの液だれを防止できる流体充填装置および流体充填方法を提供する。【解決手段】流体充填装置ｂは、バルブ本体１内に、流体の流れを開閉制御する弁体２と、この弁体２を案内する案内部材３と、この案内部材３の流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材４と、弁体２を環状のシール部材４に向かって付勢する弾性部材５とを備え、弁体２に環状のシール部材４の内径よりも大きな外径を有する当接部２ｃを設けることにより、充填時には弁体２を下降させて弁体２の凹部２ｂを介して流体を流通させ、充填停止持には弾性部材５の弾性力により弁体２の当接部２ｃを環状のシール部材４に密接させて流体を遮断させる。【選択図】図１
2007145336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れを開閉制御する弁体を内蔵したバルブ本体と、
このバルブ本体内に設けられ、前記弁体を案内する案内部材と、
この案内部材の前記流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材と、
前記バルブ本体内に設けられ、前記弁体を前記環状のシール部材に向かって付勢する弾性部材と、
前記弁体の前記流体の流れの上流側の部位に当接して前記弾性部材により付勢された前記弁体を移動させる移動部材と、
この移動部材を進退させる進退手段と、
前記バルブ本体の前記弁体より前記流体の流れの下流側に接続され、前記流体を容器に充填する充填ノズルと、
を備え、
前記弁体は、
前記環状のシール部材に当接し前記環状のシール部材の内径よりも大きな外径を有する当接部と、
前記当接部より前記流体の流れの上流側にあって前記案内部材と離間して前記流体の流れを許容する凹部と、
を備えていることを特徴とする流体充填装置。
【請求項２】
環状のシール部材に当接する弁体の当接部は、流体の流れの下流側に向かって漸次拡径するテーパー形状となっていることを特徴とする請求項1に記載の流体充填装置。
【請求項３】
流体の流れを開閉制御する弁体を内蔵したバルブ本体と、
このバルブ本体内に設けられ、前記弁体を案内する案内部材と、
この案内部材の前記流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材と、
前記バルブ本体内に設けられ、前記弁体を前記環状のシール部材に向かって付勢する弾性部材と、
前記弁体の前記流体の流れの上流側の部位に当接して前記弾性部材により付勢された前記弁体を移動させる移動部材と、
この移動部材を進退させる進退手段と、
前記バルブ本体の前記弁体より前記流体の流れの下流側に接続され、前記流体を容器に充填する充填ノズルと、
を備え、
充填時、前記進退手段により前記移動部材を前進させ、前記弁体を移動し、前記弁体と前記環状のシール部材とを離間させて前記流体を流通させ、前記充填ノズルを介して前記流体を前記容器に充填し、
充填停止時、前記進退手段により前記移動部材を後退させ、前記弾性部材により付勢した前記弁体を前記環状のシール部材に密接させて前記流体の流れを遮断し、前記充填ノズルからの前記流体の漏出を防止することを特徴とする流体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を容器に充填する流体充填装置および流体充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体充填装置の内部に設けられた弁を用いて流体の流れを開閉制御する手段として、たとえば図４に示したように案内部材３０内に弁体２０を設け、充填時には弁体２０に設けられた凹部２０ｂと案内部材３０の内壁３０ｃの間隙を通して流体を流通させ（図４（ａ）参照）、充填停止時には弁体２０を移動部材９２により移動させて弁体外周部２０ａと案内部材３０の内壁３０ｃを接触させて流体の流れを遮断し（図４（ｂ）参照）、充填を停止させていた（図４（ｂ）は特許文献１の図５に対応している）。
【０００３】
【特許文献１】特願２００４−１８９４５４号
【０００４】
しかしながら、前述の流体充填装置においては、充填停止時、弁体２０を移動させて弁体外周部２０ａと案内部材３０の内壁３０ｃを接触させた状態であっても、供給される流体の種類や圧力等によっては案内部材３０の内壁３０ｃと弁体外周部２０ａとの間の僅かな隙間から徐々に流体が漏出して充填ノズルからの液だれを起こすこともあった（図４（ｂ）参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、流体充填装置内において、充填停止時、流体の流れを確実に遮断し、充填ノズルからの液だれを防止できる流体充填装置および流体充填方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る手段は、流体の流れを開閉制御する弁体を内蔵したバルブ本体と、このバルブ本体内に設けられ、前記弁体を案内する案内部材と、この案内部材の前記流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材と、前記バルブ本体内に設けられ、前記弁体を前記環状のシール部材に向かって付勢する弾性部材と、前記弁体の前記流体の流れの上流側の部位に当接して前記弾性部材により付勢された前記弁体を移動させる移動部材と、この移動部材を進退させる進退手段と、前記バルブ本体の前記弁体より前記流体の流れの下流側に接続され、前記流体を容器に充填する充填ノズルと、を備え、前記弁体は、前記環状のシール部材に当接し前記環状のシール部材の内径よりも大きな外径を有する当接部と、前記当接部より前記流体の流れの上流側にあって前記案内部材と離間して前記流体の流れを許容する凹部と、を備えている流体充填装置である。
【０００７】
請求項２に係る手段は、請求項１に記載の流体充填装置であって、環状のシール部材に当接する弁体の当接部は、流体の流れの下流側に向かって漸次拡径するテーパー形状となっている流体充填装置である。
【０００８】
請求項３に係る手段は、流体の流れを開閉制御する弁体を内蔵したバルブ本体と、
このバルブ本体内に設けられ、前記弁体を案内する案内部材と、この案内部材の前記流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材と、前記バルブ本体内に設けられ、前記弁体を前記環状のシール部材に向かって付勢する弾性部材と、前記弁体の前記流体の流れの上流側の部位に当接して前記弾性部材により付勢された前記弁体を移動させる移動部材と、この移動部材を進退させる進退手段と、前記バルブ本体の前記弁体より前記流体の流れの下流側に接続され、前記流体を容器に充填する充填ノズルと、を備え、充填時、前記進退手段により前記移動部材を前進させ、前記弁体を移動し、前記弁体と前記環状のシール部材とを離間させて前記流体を流通させ、前記充填ノズルを介して前記流体を前記容器に充填し、充填停止時、前記進退手段により前記移動部材を後退させ、前記弾性部材により付勢した前記弁体を前記環状のシール部材に密接させて前記流体の流れを遮断し、前記充填ノズルからの前記流体の漏出を防止する流体充填方法である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の流体充填装置とすることで、案内部材の流体の流れの下流側に設けられた環状のシール部材に弾性部材により付勢した弁体の当接部を密接させて流体の流れを確実に遮断でき、従来の流体充填装置に比べて流体の遮断性能が向上し、充填ノズルからの液だれを防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の流体充填装置とすることで、請求項１に記載の当接部をテーパー形状とすることにより、弾性部材によって付勢した弁体が流体の流れの上流側に移動するほど環状のシール部材への密着性が高まるため、流体の遮断性能がいっそう向上し、充填ノズルからの液だれを防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の流体充填方法とすることで、充填停止時、弁体の当接部が弾性部材の弾性力により環状のシール部材に密接して流体の流れを確実に遮断できるため、従来の流体充填方法に比べて流体の遮断性能が向上し、充填ノズルからの液だれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図１乃至図３に基づき説明する。
【００１３】
図１においてａは流体充填装置であり、この流体充填装置ａは供給された例えば液体などの流体を容器ｃに充填し、所定量の流体を充填し終わると流体の流れを遮断し充填を停止するものである。
【００１４】
この流体充填装置ａは、バルブ本体１と、このバルブ本体１の上方に設けられた進退手段ｂと、バルブ本体１の下方に設けられた充填ノズル８とを有している。
【００１５】
前述のバルブ本体１には、充填する流体をこのバルブ本体１内に供給するための流体供給管１４が接続され、バルブ本体１内には、流体を流通および遮断するための案内部材３、弁体２、弾性部材５が設けられている。
【００１６】
図２にバルブ本体１に内蔵した案内部材３、弁体２および弾性部材５の分解斜視図を示した。
【００１７】
案内部材３は、案内部材３の入口部３ｄから案内部材３の出口部３ｅに向かって流体を流通するための円筒状の管３ａを有しており、この円筒状の管３ａの流体の流れの下流方向の内周縁３ｂに設けられた凹部には環状のシール部材４（例えば、Ｏリングなど）が周設されている。この環状のシール部材４の材料は流体の種類によって使い分けられるが、例えば耐薬品性や耐熱性に優れた合成ゴムなどが用いられる。
【００１８】
前述の弁体２は、案内部材３の円筒状の管３ａの内部に進退自在となるように設けられるものであり、全周に渡って案内部材３の内壁３ｃに当接する弁体外周部２ａと、この弁体外周部２ａよりも流体の流れの上流側に位置し案内部材３の内壁３ｃから離間して弁体２の長手方向に沿って設けられた複数の凹部２ｂ、２ｂ、・・と、弁体外周部２ａよりも流体の流れの下流側には案内部材３の円筒状の管３ａの内径よりも大きな外径を有する環状のシール部材４に当接する当接部２ｃを備えている。この当接部２ｃは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、流体の流れの下流側に向かって漸次拡径するテーパー形状とすることが好ましい。弁体２が流体の流れの上流側に移動するほど環状のシール部材４への密着性が高まるためであり、流体の遮断性能がいっそう向上するからである。さらに、この当接部２ｃの流体の流れの下流側には後述する弾性部材５を支承するバネ座２ｄが流体の流れの下流側に突出するように設けられている。なお、弁体２の上端中心部には図２に示したように凹部２ｅを設けることが好ましい。後述する移動部材９の先端に設けられた押部によって押力を加えた際の弁体２の軸ブレを防止するためである。
【００１９】
前述の弾性部材５は、弁体２のバネ座２ｄに当接して弁体２を流体の流れの上流側に付勢し弁体２の当接部２ｃを環状のシール部材４に押し当てるものであり、例えば図２に示すようにバネなどが用いられる。
【００２０】
さらに、図１に示したように弾性部材５よりも流体の流れの下流側には連結部材６が設けられている。この連結部材６は前述の弾性部材５を支承する凸状のバネ座６ｂと、充填する流体を流通するための通孔６ａ、６ａ、・・を備えており、覆体７１によって案内部材３およびバルブ本体１に固定されている。なお、この覆体７１にはノズルホルダ８２を介して充填ノズル８が接続されている。
【００２１】
次に移動部材９および進退手段ｂについて説明する。図１に示したように、移動部材９はバルブ本体１の上方に設けられ、後述する進退手段ｂにより上下方向に移動するものであり、下端は漸次縮径して先端に下向きに凸状の押部を有している。この押部が前述の弁体２の凹部２ｅに当接して弁体２を弾性部材５の弾性力に抗して下方へ移動させる働きをする。
【００２２】
進退手段ｂはたとえば圧縮空気を利用して移動部材９を上下に進退させるものであり、移動部材９上部のフランジ部９ａの下面９ｂに作用して移動部材９を上昇させたり、フランジ部９ａの上面９ｃに作用して移動部材９を下降させたりする。具体的には、進退手段ｂはフランジ部９ａの下面９ｂに圧縮空気を作用させるためのガイド筒１０を備え、このガイド筒１０とバルブ本体１と移動部材９とにより囲まれた空間に空気室１０ａおよび空気室１０ｂを形成し、移動部材９の上昇時にはバルブ本体１に接続された通気管１１を介して供給された圧縮空気を空気室１０ａ、通気孔１０ｃ、空気室１０ｂの順路で送気してフランジ部９ａの下面９ｂを押圧して移動部材９を上方に移動させることができる。一方、フランジ部９ａの上面側には移動部材９とバルブ本体１に接続した覆体７２とに囲まれた空間に空気室１０ｄが設けられ、移動部材９の下降時には覆体７２に接続された通気管１２を介して供給された圧縮空気を空気室１０ｄに送気し、フランジ部９ａの上面９ｃを押圧して移動部材９を下方に移動させることができる。
【００２３】
なお、１３は移動部材９の移動を規制するためのストッパーであり、移動部材９が上昇したときにストッパー１３の下端部を移動部材９の上部に当接させて移動部材９の上昇を止めるものである。このストッパー１３を設けることにより移動部材９の過度な上昇を抑えることができ、上下動のストロークを短くして弁体２の開閉動作を素早くさせることができる。
【００２４】
次に、上記構成に係る流体充填装置ａの動作について説明する。充填停止時には図示していない送気手段により通気管１１を介して圧縮空気が流体充填装置ａに供給されており、前述のようにフランジ部９ａの下面９ｂが押圧され、通気管１２を介して空気室１０ｄ内の空気を排出し移動部材９が上昇している。そのため図３（ｂ）に示したように移動部材９の下端の押部は弁体２の上端から離間しており、弾性部材５により付勢した弁体２の当接部２ｃが環状のシール部材４に密接し、案内部材３の出口部３ｅが塞がれて流体の流れが遮断されている。
【００２５】
充填停止状態から充填への移行は前述の送気手段を切り替えることによって行われる。すなわち、圧縮空気の送気を通気管１２を通して行うと同時に通気管１１から空気の排気を行うことによりフランジ部９ａの上面９ｃにかかった圧縮空気の押圧により移動部材９が下降し、図３（ａ）に示したように移動部材９の下端の押部が弁体２の上端に当接し、弾性部材５により付勢した弁体２を弾性部材５の弾性力に抗して押し下げる。このとき弁体２の当接部２ｃは環状のシール部材４から離間し、案内部材３の出口部３ｅが開口するため、弁体２の凹部２ｂを介して案内部材３の出口部３ｅから流体が流出し、連結部材６の通孔６ａを介して充填ノズル８の吐出孔８ａから所定量の流体が吐出して容器ｃに充填される。
【００２６】
充填状態から充填停止への移行は前述の送気手段を切り替えることによって行われる。すなわち、圧縮空気の送気を通気管１１を介して行うと同時に通気管１２から空気の排気を行うことによりフランジ部９ａの下面９ｂが押圧されて移動部材９が上昇し、図３（ｂ）に示したように移動部材９の下端の押部が弁体２の上端から離間するため、弁体２は弾性部材５の弾性力により上昇して弁体２の当接部２ｃが環状のシール部材４に密接し、流体の流れが遮断されて充填が完了する。なお、図示していない容器移動手段により順次容器ｃ、ｃ、・・が入れ替えられ、前述の動作が繰り返されて各容器ｃに所定量の流体が充填される。
【００２７】
ここで、前述の流体の流れの遮断について詳述すると、図３（ａ）に示した流体の流通状態から図３（ｂ）に示した流体の停止状態に至るまでの間には以下に示すような過程を経る。すなわち、図３（ａ）に示した状態から弁体２が上昇を開始すると、まず弁体２の凹部２ｂの下端が環状のシール部材４の内側面に接触し、案内部材３の出口部３ｅが閉じられ流体の流れが停止する。その後、弁体外周部２ａと環状のシール部材４および案内部材３の内壁３ｃとが接触しながら弁体２が上昇するため、弁体２よりも下流側（充填ノズル８側）は負圧となり充填ノズル８内に残留している流体は上流側（弁体２側）に吸引される。そして、更に弁体２が上昇すると当接部２ｃが環状のシール部材４に密接し、弁体２の上昇は停止する。
【００２８】
したがって、再び移動部材９が下降して弁体２を押し下げない限り弁体２の当接部２ｃと環状のシール部材４の密接状態は弾性部材５の弾性力によって維持されるため、充填ノズル８内の流体は上流側（弁体２側）に吸引した状態が保たれ、流体が充填ノズル８の吐出孔８ａから流出して液だれを起こすことはない。
【００２９】
なお、送気手段からの圧縮空気の送気が停止して進退手段ｂの動作が解除された場合であっても弾性部材５の弾性力により弁体２の当接部２ｃと環状のシール部材４の密接状態が維持されるため、流体充填装置ａに供給される流体の圧力によっても弁体２が押し下げられることはなく、流体が吐出孔８ａから流出して液だれを生ずることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を示す充填時の流体充填装置の垂直断面図である。
【図２】図１の流体充填装置に内蔵した案内部材、弁体、弾性部材の分解斜視図である。
【図３】図１の流体充填装置の弁体の開閉状態を示す図であり、図３（ａ）は充填時の一部断面図、図３（ｂ）は充填停止時の一部断面図である。
【図４】従来の流体充填装置を説明するための図であり、図４（ａ）は充填時の一部断面図、図４（ｂ）は充填停止時の一部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      バルブ本体
２      弁体
２ｃ    当接部
３      案内部材
４      環状のシール部材
５      弾性部材
６      連結部材
８      充填ノズル
９      移動部材
【図１】
2007145336.tif 000003
【図２】
2007145336.tif 000004
【図３】
2007145336.tif 000005
【図４】
2007145336.tif 000006