JP5659461B2 - 充填バルブ - Google Patents
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Description
すなわち、下端に弁孔が設けられた中空のノズルと、ノズル内に往復移動自在に挿入されるバルブ本体と、を備え、前記バルブ本体はノズルに沿って延びる直線状部材で、先端部にはバルブ本体の往復移動によってノズル先端の弁孔を開閉する弁体が設けられ、中途部には、果肉等大きな粒子が混入した飲料を流す際に、乱流を整えかつ目詰まりも生じない、放射状の整流羽根を有する整流部が設けられている。整流羽根はノズル内周に摺接しており、この整流羽根によって弁体と弁孔に対する芯出しがなされていた。
一方、特許文献2には、整流羽根をノズル側に設けた充填バルブが開示されており、整流羽根の内径端がバルブ本体に摺接して弁体と弁孔に対する芯出しがなされていた。
そこで、整流羽根の交換が必要になった場合、バルブ本体全体あるいはシリンダ全体を交換する必要があり、不経済であった。また、単に整流羽根と、シリンダ内壁またはバルブ本体との間に十分なクリアランスを設けるだけでは、弁体と弁孔を芯出しするための部材が備わっていないので、弁体と弁孔の芯ずれが発生し、開弁時に液体の流出方向が曲ったり、閉弁時に弁孔が完全に閉じず、液垂れが発生するという問題が生じる。
整流部を前記ノズルまたはバルブ本体と非接触状態に設け、前記整流部と前記ノズルま
たはバルブ本体との非接触状態を保持しつつ前記ノズルの弁孔とバルブ本体の弁体との芯出しを行う調芯部を設けた構成で、
前記調芯部は樹脂部材であり、リング状で周方向一箇所がカット部にて切断され、該カット部の間隔を拡げて弾性変形させることによりバブル本体の装着箇所に装着されることを特徴とする。
1.前記整流部をバルブ本体に設けること、
2.前記調芯部をバルブ本体に着脱自在に設けること、
3.前記整流部が放射状の整流羽根を有すること、
4.前記調芯部が放射状の調芯羽根を有すること、
5.前記調芯部が、前記整流部の上流側及び/又は下流側に設けられていること、
が好ましい。
また、前記調芯部の交換が必要となった場合は、充填バルブから容易に調芯部を脱着して交換することが可能となり、部品コストがかからず、メンテナンスが容易である。
また、前記調芯部を樹脂部材とすることによって、前記調芯部の摺動性が良好となる。
さらに、前記調芯部はリング状で周方向一箇所がカット部にて切断され、カット部の間隔を拡げて弾性変形させることによってバブル本体の装着箇所に装着することにより、交換作業が容易となる。
また、前記調芯部をバルブ本体に脱着自在に設けることにより、充填バブルに容易に前記調芯部を充填バブルに設けることができる。
また、前記整流部が放射状の整流羽根を有することにより、飲料が果肉入り果汁飲料の場合に目詰まりが防止される。
また、前記調芯部が放射状の調芯羽根を有することにより、接触部分を少なくして芯出しを行うことができると共に、飲料が果肉入り果汁飲料の場合に目詰まりが防止される。
さらに、前記調芯部が、前記整流部の上流側及び/又は下流側に設けられていること、特に、調芯部を整流部より上流側に設けることで、調芯部にて液体の流れに乱れが生じて
も下流側に整流部が備わっているので、流体は整流されて充填ノズルから吐出される。
また、調芯部を整流部の上流側及び下流側に備えることで、バルブ本体の芯出し及び摺動ガイドがより確実に行われる。
図1及び図2には、本発明の実施例に係る充填バルブを示している。
この充填バルブ1は、一端が不図示の液体供給路に接続され先端に弁孔11が開口する
直線状に延びるノズル10と、ノズル10内に往復移動自在に挿入されるバルブ本体20と、を備えている。
継手部20Cは、T溝20C1と、T溝20C1に係合するT型凸部20C2とによって構成され、軸方向に対して直交方向に着脱される構成となっている。
シリンダ10Bは薄肉円筒形状の部材で、内部に穴径が一定の通路10B1が形成されている。
先端カバー10Cは、円筒部10C1と、円筒部10C1の下端から下方に向けて徐々に突出するように傾斜するテーパ形状部10C2とを有し、テーパ形状部10C2の先端の弁孔11が開口している。
駆動用プランジャ50には内部マグネット52が設けられ、ノズルの上部ノズル10Aの外周には、内部マグネット52を磁気吸引する外部マグネット53が設けられ、外部マグネット53を上下に移動させることにより、駆動用プランジャ50を上下に移動させる構成となっている。なお、内部マグネット52と外部マグネット53とはどちらか一方がマグネットであれば、他方は鉄などの磁石にくっつく磁性体であってもよい。もっとも、駆動手段としては、このようなマグネット方式に限定されず、種々の方式が適用可能である。
傾斜するテーパ部41が設けられ、バルブ本体20の軸方向のストロークによってノズル10内の絞り部10A2との隙間を調整するようになっている。テーパ部41から下方の部分は、さらにテーパ状に縮径され、小径の連結軸部23を介して継手部20Cに連なっている。
一方、バルブ本体20のバルブ下部構造20Bは、連結軸部23よりも大径で駆動用プランジャ部50より小径の直線状に延びる本体軸部20B1を有している。本実施例では調芯リング30はこの本体軸部20B1の上流端部近くに設けられている。そして後述の整流部22がその下流側に備わり、それより下流側に調芯リング30が備わっていないので、調芯リングにより液体は流れが多少乱されても、整流部22で整流され弁孔11より吐出される。
調芯羽根32の数は、図示例では6枚であるが、数は限定されず、図1(D)に示すように、最低3枚あれば調芯の機能を果たす。
この調芯リング30の長さは整流部22よりも短く、この例では、シリンダ部10Bの内径の半分程度となっている。
また、整流羽根221の厚みは少なくとも下端部(整流板221の下流側の端部で、本実施例では下流側の傾斜辺)が、先細り形状などで薄く尖っていると流れの乱れを防げる
ので好ましい。上端部も薄く尖っているとより好ましい。また、整流羽根221全体が薄くなっていると上端部または下端部での乱流を防げるので整流作用の点ではさらに好ましい。また、図1(E),(F)に示すように中心に本体軸部20B1に近い側(中心寄り)の整流羽根を薄くしても整流効果は高くなる。
整流羽根221と調芯羽根32の周方向の位置若しくは位相は特に合致させるものではないが、合致させるようにしてもよい。
整流部22の長さは、この実施例では、シリンダ10Bの長さ方向ほぼ中央に位置し、シリンダ10Bの長さの三分の一程度に設定されており、整流部22と弁体20の間および整流部22と調芯部30の間は、整流羽根221の無い本体軸部20B1のみの直線状に延びる直線部24となっている。シリンダ10Bと円筒状の直線部24の間に、直線状に延びる管状の環状流路が構成される。
弁体21は円錐形状で、その付け根部に位置するテーパ形状部21aが、弁孔11の孔縁に位置するテーパ座面部22aに着座するようになっている。
開弁する際には、ノズル20の外部に配置された外部マグネット53を上方に移動すると、ノズル10内部の駆動用プランジャ50に設けられた内部マグネット52が外部マグネット53との磁気吸引力によって上方に引き寄せられ、バルブ本体20全体が上方に移動し弁体21がテーパ座面座部22aから離間して弁孔11が開き、内部に滞留していた充填液体が弁孔11から流出する。外部マグネット53の移動量に応じて流量調節部40が絞り部10A2に対する移動量が決まり、絞り部10A2との開口面積に応じて流量が調整される。
外部マグネット53を下方に移動させると、ノズル10内部の駆動用プランジャ50に設けられた内部マグネット52が外部マグネット53との磁気吸引力によって下方に引き寄せられ、バルブ本体20全体が下方に移動し、弁体21がテーパ座面部22a着座して弁孔11が閉じる。このとき、流量調節部40は絞り部10A2に接触せず、流量調節部40は完全には閉じない。この閉弁時において、整流羽根221がシリンダ10Bに接触していなくても、調芯部30によってバルブ本体20の弁体21が弁孔11に対して芯出しされているので、弁孔11を確実に閉弁することができ、液垂れが防止される。
ノズル10内周に接触させず、調芯部30によってバルブ本体20の芯出しを行うようになっているので、整流部22の整流羽根221がノズル10(シリンダ10B)の内周に接触することがなく破損が防止される。
さらに、調芯部30の定期交換時期がきた場合には、調芯リング30のみを交換することができる。調芯リング30の交換は、たとえば、図3に示すように、まず、ノズル10のシリンダ10Bを外す。シリンダ10Bを外すと、調芯リング30が露出するので、調芯リング30のリング本体31のカット部33を開くように弾性変形させて調芯リング30を取り外し、新しい調芯リング30を装着する。
以下の説明では上記実施例と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略するものとする。
図4(A)に示す例では、調芯部30を整流部22の下流側、すなわち整流部22と弁体21の間に配置した例である。図示例では、整流部30と弁体21との間に直線状の直線部24が設けられ、整流部22の長さをバルブ本体20の下部構造部20Bの継手部20C付近まで長く延ばした構成となっている。もっとも、この配置構成で、整流部22を長くせず、整流部22の上端と継手部20Cとの間に直線状に延びる直線部24を設けていてもよい。
なお、上記実施例では、調芯部として放射状の調芯羽根32を有する調芯リング30(調芯部)を例にとって説明したが、このような構成に限定されるものではなく、ノズル内周またはバルブ外周に摺接して芯出しを行うものであればよい。
これらの場合、調芯リング301を使用する場合は、図3(B)のようにバルブ20の本体軸部20B1に装着溝20B2を設けるか、またはシリンダ10B(あるいは先端カバー10Cの円筒部10C1)側に不図示の装着溝を設け、設けた装着溝に調芯リング301を装着し使用する。また、調芯リング302を使用する場合は、図3(B)における装着溝20B2の代わりにシリンダ10B(あるいは先端カバー10Cの円筒部10C1)側に不図示の装着溝を設けて調芯リング302をこの装着溝に装着し使用する。
その他、図示しないが、シリンダ内周とバルブ本体外周間の環状隙間を埋める低摩擦材のリング体とし、上流側と下流側を連通する流路を設けたものなど、種々の構成を適用可能である。
また、調芯部(調芯リング)の装着・固定については、本発明の参考例であるが、カット部の無い調芯リング30をバルブ20の軸本体部20B1、あるいはシリンダ10Bの一端から挿入可能に設定・挿入し、図示する止め輪70や、不図示のボルトなどの公知の締結要素によって固定することもできる。図5(C)に示す整流部22の下流側に配置される調芯リングは、図3(B)に示すような内向きの調芯羽根302aを備えた調芯リング302であり、止め輪70によって固定した構成を示している。図示例では、調芯リング302の軸方向の幅が、上流側の調芯リング30の幅より小さい。
さらには、整流効果としては、上述のようにバルブ20の本体軸部20B1側に整流羽根221を設ける方が好ましいが、必要に応じてシリンダ10側、あるいは本体軸部20B1とシリンダ10の両側に整流羽根を設けてもよい。図5(C)に示す整流部22は、本体軸部側20B1の外向きの整流羽根221とシリンダ10側の内向きの整流羽根221Aの両方を備えたものである。すなわち、一方の整流羽根221の外周はノズルを構成するシリンダ10Bに非接触状態に設けられ、他方の内向きの整流羽根221Aはバルブ20に対して非接触状態に設けられている。 また、図示しないが、飲料に含まれる粒子や固形分の大きさによっては、整流羽根の代わりに、大きい穴状,幅の大きいスリット状,格子穴状の整流部を設けてもよいし、粒子や固形分を含まない場合は、細孔,細スリット,細格子穴を複数備えた整流部でもよい。いずれにしても、整流部は、バルブ本体とノズルの少なくともいずれか一方に固定され、他方との間が非接触状態に設けられる。
10 ノズル
10A 上部ノズル、
10A1 大径穴部、10A2 絞り部、10A3 小径穴部、10A4 テーパ穴部
10B シリンダ、10B1 通路
10C 先端カバー、10C1 円筒部、10C2 テーパ形状部
11 弁孔
20 バルブ本体
20A バルブ上部構造、
20B バルブ下部構造、20B1 本体軸部
20C 継手部
20C1 T型凸部、20C2 T型溝
21 弁体、 21a テーパ形状部、22a テーパ部
22 整流部
221 整流羽根
221A 整流羽根(内向き)
23 連結軸部
24 直線部
30 調芯リング(調芯部)
31 リング本体、32 調芯羽根、33 カット部
40 流量調節部
41 テーパ部
50 駆動用プランジャ部
51 連通路、52 内部マグネット、53 外部マグネット
60 摺動部材
70 止め輪
Claims (6)
- 中空のノズルと、該ノズル内に往復移動自在に挿入されるバルブ本体とを備えた充填バブルにおいて、
整流部を前記ノズルまたはバルブ本体と非接触状態に設け、
前記整流部と前記ノズルまたはバルブ本体との非接触状態を保持しつつ前記ノズルの弁孔とバルブ本体の弁体との芯出しを行う調芯部を設けた構成で、
前記調芯部は樹脂部材であり、リング状で周方向一箇所がカット部にて切断され、該カット部の間隔を拡げて弾性変形させることによりバブル本体の装着箇所に装着されることを特徴とする充填バルブ。 - 前記整流部をバルブ本体に設けたことを特徴とする請求項1に記載の充填バルブ。
- 前記調芯部をバルブ本体に脱着自在に設けたことを特徴とする請求項1または2のいずれかの項に記載の充填バルブ。
- 前記整流部が放射状の整流羽根を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの項に記載の充填バルブ。
- 前記調芯部が放射状の調芯羽根を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載の充填バルブ。
- 前記調芯部が、前記整流部の上流側及び/又は下流側に設けられていることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかの項に記載の充填バルブ。
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