(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記特許文献1によれば、エアシリンダに大径ピストンによってストロークを規制される小径ピストンを設けて、個々に動作規制するストッパを調整機構により調整することによって、小径ピストンに連結された弁体ロッドの2段階のストロークを任意に調整して、液バルブの開度を最大限並びに最小限の2段階を選択するとしている。
【0005】
しかしながら、前記特許文献1の技術では、液体性状の異なる2種類以上の液種を兼用する場合、特に2段階より多い多段階の開度変更が必要な場合には、液種毎に開度の調整が必要で、充填バルブを多数個有する充填装置においては全充填バルブに対して都度調整をしなければならず、調整に多くの時間を費やしてしまうという恐れがある。
【0006】
本発明は、上述した事情に鑑み、容易に液バルブの開度を多段階に変更でき、しかも、多段階の開度の各段階でそれぞれに任意で開度調節できて、また、充填バルブを多数個有する充填装置において全充填バルブに対して1個または数個の共通圧気供給切換え手段で多段階の開度パターンの切換えができる充填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】
前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
(1)第1の手段の充填バルブは、充填液通路を開閉する可動弁体と固定弁座とから成る液バルブと、シリンダ本体内に配置されて前記可動弁体に連結されて前記可動弁体を往復動させる第3ピストンと、前記第3ピストンの移動位置規制をする軸方向に移動可能な可動軸体と、前記シリンダ本体内に配置されて前記可動軸体の移動位置規制をする第2ピストンと、前記シリンダ本体内に配置されて前記第2ピストンの移動位置規制をする第1ピストンと、前記シリンダ本体に設けられて前記第1ピストンと前記第2ピストンと前記第3ピストンとを作動させる圧気ポートと、から成り、前記第1ピストンと前記第2ピストンと前記第3ピストンと前記可動軸体との移動位置規制の選択によって、前記可動弁体のストロークを多段階に切り替えて、前記液バルブの開度が多段階に切り替えられるように構成したことを特徴とする。
【0008】
(2)第2の手段の充填バルブは、前記第1の手段の充填バルブにおいて、前記第1ピストンの前記シリンダ本体から突出した部分に取付けられて前記シリンダ本体の第1位置規制部に当接することにより前記第1ピストンの移動位置を規制する第1ストッパと、前記第1ピストンの中空穴を貫通する前記第2ピストンの前記第1ピストンから突出した部分に取付けられて前記第1ピストンの第2位置規制部に当接することにより前記第2ピストンの移動位置を規制する第2ストッパと、前記第2ピストンの中空穴を貫通する前記可動軸体の前記第2ピストンから突出した部分に取付けられて前記可動軸体の前記第2ピストンからの突出位置を規制する第3ストッパと、前記第3ピストンの前記シリンダ本体から突出した部分に取付けられて前記シリンダ本体の第4位置規制部に当接することにより前記第3ピストンの移動位置を規制する第4ストッパと、を備えたことを特徴とする。
【0009】
(3)第3の手段の充填バルブは、前記第2の手段の充填バルブにおいて、前記第1ピストンと前記第1ストッパとの相対位置を調節する第1調節機構と、前記第2ピストンと前記第2ストッパとの相対位置を調節する第2調節機構と、前記可動軸体と前記第3ストッパとの相対位置を調節する第3調節機構と、前記第3ピストンと前記第4ストッパとの相対位置を調節する第4調節機構と、を備えて、前記各調節機構により前記可動弁体の多段階の各ストロークをそれぞれに任意で調節することにより、前記液バルブの開度を多段階でそれぞれに任意で調節できるように構成したことを特徴とする。
【0010】
(4)第4の手段の充填バルブは、前記第1から第3の手段の充填バルブにおいて、該充填バルブが多数個設けられた充填装置の全充填バルブの前記各圧気ポートを1個または少数個の共通圧気供給切換え手段と接続し、全充填バルブについて前記液バルブの多段階の開度切換えを前記共通圧気供給切換え手段により集中コントロールできるようにしたことを特徴とする。
【0011】
(5)第5の手段の充填バルブは、前記共通圧気供給切換え手段を、前記全充填バルブの液バルブ開度を大と小、准大と准小というようにパターンで集中コントロールできるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
第1の手段の充填バルブは、充填液通路を開閉する可動弁体と固定弁座とから成る液バルブを有する充填バルブにおいて、シリンダ本体内に配置され可動弁体に連結されて可動弁体を往復動させる第3ピストンと、第3ピストンの移動位置規制をする軸方向に移動可能な可動軸体と、シリンダ本体内に配置され可動軸体の移動位置規制をする第2ピストンと、シリンダ本体内に配置され第2ピストンの移動位置規制をする第1ピストンと、シリンダ本体に設けられ第1ピストン、第2ピストン並びに第3ピストンを作動させる圧気ポートとから成り、第1ピストン、第2ピストンおよび第3ピストン並びに可動軸体の移動位置規制の選択によって、可動弁体のストロークを多段階に切り替えられるように構成したことによって、液バルブの開度が多段階に、即ち、可動弁体を大ストローク、小ストローク、准大ストローク、准小ストロークというように多段階に設定でき、粘性の異なる充填液種の多くの種類に対応できるという効果を有する。
【0013】
第2及び第3の手段の充填バルブは、第1の手段における充填バルブにおいて、第1ピストンのシリンダ本体から突出した部分に取付けられシリンダ本体の第1位置規制部に当接することにより第1ピストンの移動位置を規制する第1ストッパと、第1ピストンの中空穴を貫通する第2ピストンの第1ピストンから突出した部分に取付けられ第1ピストンの第2位置規制部に当接することにより第2ピストンの移動位置を規制する第2ストッパと、第2ピストンの中空穴を貫通する可動軸体の第2ピストンから突出した部分に取付けられ可動軸体の第2ピストンからの突出位置を規制する第3ストッパと、第3ピストンのシリンダ本体から突出した部分に取付けられシリンダ本体の第4位置規制部に当接することにより第3ピストンの移動位置を規制する第4ストッパを備え、第1ピストンと第1ストッパとの相対位置を調節する第1調節機構と、第2ピストンと第2ストッパとの相対位置を調節する第2調節機構と、可動軸体と第3ストッパとの相対位置を調節する第3調節機構と、第3ピストンと第4ストッパとの相対位置を調節する第4調節機構とを備えて、各調節機構により可動弁体の多段階の各ストロークをそれぞれに任意で調節するようにしたことにより、液バルブの開度を多段階でそれぞれに任意で調節でき、即ち、可動弁体を大ストローク、小ストローク、准大ストローク、准小ストロークというように多段階で、それぞれ一定の範囲内で調節ができて、粘性の異なる充填液種の多くの種類に対して流量調整が柔軟にできるという効果を有する。
【0014】
第4及び第5の手段の充填バルブは、第1の手段から第3の手段における充填バルブにおいて、該充填バルブが多数個設けられた充填装置の全充填バルブの各圧気ポートを1個または少数個の共通圧気供給切換え手段と接続して、全充填バルブについて液バルブの多段階の開度切換えを共通圧気供給切換え手段により集中コントロールできるようにし、また、共通圧気供給切換え手段を、全充填バルブの液バルブ開度を大と小、准大と准小というようにパターンで集中コントロールできる共通圧気供給切換え手段としたことにより、切換え操作性が大幅に向上するという効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0017】
(本発明の実施の形態)
本発明の実施の形態を
図1から
図6に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係わる充填バルブの正面断面図であり、液バルブの開度が大の場合を示している。
図2は、
図1の充填バルブの液バルブの開度が小の場合を示している。
図3は、
図1の充填バルブの液バルブの開度が准大の場合を示している。
図4は、
図1の充填バルブの液バルブの開度が准小の場合を示している。
図5は、
図1の充填バルブの液バルブが閉の場合を示している。
図6は、
図1から
図5の部分拡大図である。
なお、
図2から
図6において、
図1と同じ構造のものは一部記号の表示を省略している。
【0018】
図1において、本発明の実施の形態に係わる充填バルブ1は、液バルブ4とエアシリンダ20によって主に構成されている。
前記液バルブ4は、可動弁体6の矢印6F方向の上昇移動によって、可動弁体6のシールパッキン6Sとバルブ本体5の固定弁座5Sとの間に隙間S1が形成されて該液バルブ4が開となり、バルブ本体5に設けられた充填液供給穴5Hから矢印F方向に供給された充填液が、可動弁体6とバルブ本体5の内径側との間に形成される液通路5Rを経て、該液バルブ4の下方の図示しない容器内へ充填液が矢印L方向に充填されるようになっているとともに、可動弁体6の矢印6F方向の下降移動によって、
図5をもとに後述するように、前記シールパッキン6Sと前記固定弁座5Sの液密シールにより該液バルブ4が閉となって液充填が停止されるようになっている。
なお、
図1に示す隙間S1は、液バルブの開度によって、
図2においては隙間S2で、
図3においては隙間S3で、
図4においては隙間S4で、
図5においては隙間S5(即ち閉)で表示されている。
【0019】
また、前記液バルブ4には、バルブ本体5の傾斜座5Cと可動弁体6のテーパ部6Cとの間に絞りC1が形成されるようになっていて、充填液供給穴5Hから供給された充填液が充填液通路(以下、単に液通路とも称する)5Rの前記絞りC1を通過する際に、適宜充填液の速度を落とすようになっている。
なお、
図1に示す絞りC1は、前記液バルブの開度に応じて、
図2においては絞りC2で、
図3においては絞りC3で、
図4においては絞りC4で、
図5においては絞りC5で表示されている。
さらに、バルブ本体5の上部において、可動弁体6の往復動を案内する案内筒7が設けられていて、該案内筒7とバルブ本体5の内径側との間、および、該案内筒7と可動弁体6の摺動部は、充填液が外部へ漏れないように液密構造となっている。
【0020】
前記エアシリンダ20は、
図5の部分拡大図にも示すように、第1シリンダ本体21と、第2シリンダ本体22と、第1シリンダ本体21と第2シリンダ本体22を連結し、後述する第2ピストンのガイド穴を有する連結筒23と、第1シリンダ本体21の上部蓋21Hと、第2シリンダ本体22の下部蓋24と、第1シリンダ本体21内の第1ピストン11と、第2シリンダ本体22内の第2ピストン12並びに第3ピストン13と、後述する可動軸体10によって主に構成されており、図示しないフレームに固定されている。
なお、前記下部蓋24の下面と前記バルブ本体5の上面とが枠9によって連結されている。
【0021】
また、第1シリンダ本体21に前記第1ピストン11を上下動させるためのエアAを供給する圧気ポートP1および圧気ポートP2が設けられており、第2シリンダ本体22に前記第2ピストン12を上下動させるためのエアAを供給する圧気ポートP3および圧気ポートP4、並びに、前記第3ピストン13を上方へ駆動するための圧気ポートP5が設けられている。
なお、前記圧気ポートP4は第2ピストン12を上方へ駆動する機能と、第3ピストン13を下方へ駆動する機能の両方を兼ね備えている。
【0022】
該充填バルブ1は、図示しない充填装置に円周等分に複数個が設けられており、全充填バルブ1の前記各圧気ポートP1からP5をそれぞれ充填装置の1個の共通圧気供給切換え手段30と接続されるように構成されている。
なお、全充填バルブをグループ分けとして少数個のグループ毎の図示しない共通圧気供給切換え手段と接続する構成としてもよいが、ここでは1個の共通圧気供給切換え手段30として説明する。
【0023】
ここで、前記第3ピストン13の下部は連結金具8によって前記可動弁体6の上部と連結されている。
即ち、前記可動弁体6の往復動は前記第3ピストン13の往復動によって行われるようになっている。
【0024】
第1ピストン11は、前記上部蓋21Hの上面即ち第1位置規制部ST1より上方に突出しており、該突出した箇所の外ねじと螺合する第1ストッパN11によって、該第1ピストン11と第1ストッパN11の上下の相対位置(図示距離H1)が調節できるようになっており、位置調節後は廻り止めナットN12により位置固定がなされるようになっていて、該位置調節機構を第1調節機構と称することにする。
【0025】
第2ピストン12は、前記第1ピストン11の中空穴である内径穴を貫通して、第1ピストン11の上端即ち第2位置規制部ST2より上方に突出しており、該突出した箇所の外ねじと螺合する第2ストッパN21によって、該第2ピストン12と第2ストッパN21の上下の相対位置(図示距離H2)が調節できるようになっており、位置調節後は廻り止めナットN22により位置固定がなされるようになっていて、該位置調節機構を第2調節機構と称することにする。
【0026】
可動軸体10は、前記第2ピストン12の内径穴を貫通して、第2ピストン12の上端即ち第3位置規制部ST3より上方に突出しており、該突出した箇所の外ねじと螺合する第3ストッパN3によって、該可動軸体10と軸方向である第3ストッパN3の上下の相対位置(図示距離H3)が調節できるようになっているとともに、第3ストッパN3の第2ピストン12の上端面への締め付けによって位置固定がなされるようになっていて、該位置調節機構を第3調節機構と称することにする。
【0027】
第3ピストン13は、前記下部蓋24の下面即ち第4位置規制部ST4より下方に突出しており、該突出した箇所の外ねじと螺合する第4ストッパN41によって、該第3ピストン13と第4ストッパN41の上下の相対位置即ち第3ピストン13の位置13Eと第4ストッパN41の下面の距離(図示距離H4)が調節できるようになっており、位置調節後は廻り止めナットN42により位置固定がなされるようになっていて、該位置調節機構を第4調節機構と称することにする。
ここで、前記第3ピストン13の頭部は、可動軸体10の下面と接触離合できるようになっており、該可動軸体10によって第3ピストン13の上方への移動が位置規制されるようになっている。
前記説明のように、前記第3ピストン13は、可動軸体10の位置規制、および、可動軸体10を介しての第2ピストン12並びに第1ピストン11の各移動位置規制により、4段階のストロークが選択可能となっている。
即ち、前記可動弁体6は、前記第3ピストン13と同じ4段階のストロークが選択可能となっている。
【0028】
次に、本発明の実施の形態に係わる充填バルブ1の作用を
図1から
図5を基に説明する。
図1において、エアシリンダ20の圧気ポートP1、圧気ポートP3、圧気ポートP4にエアが供給されず、圧気ポートP2および圧気ポートP5にエアAが供給されると、第1ピストン11と第3ピストン13が上昇する。
第1ピストン11の上昇に伴い、第2ピストン12を介した可動軸体10による位置決め規制が解除されて、前記上昇する第3ピストン13は、第4ストッパN41の上面が第4位置規制部ST4に当接して上昇位置が規制され、それに伴って可動弁体6が該第3ピストン13の上昇分に相当する距離だけ上方へ移動して、シールパッキン6Sと固定弁座5Sとの間の隙間S1の形成を介して液通路5Rが開となり、液通路5R内の充填液が図示しない容器内へ矢印L方向に充填される。
この状態で、第4位置規制部ST4と第4ストッパN41の下面との距離をH41として図示してある。
ここでは、
図1の状態での可動弁体6のストロークを後述するように大ストロークと称し、該大ストロークが最大領域となる。
【0029】
充填終了時は、
図5に示すように、エアシリンダ20の圧気ポートP3、圧気ポートP5にエアが供給されず、圧気ポートP4にエアAが供給されると、第3ピストン13は下部蓋24の上面T5への当接に向けて下降し、これに伴って可動弁体6が下降してシールパッキン6Sが固定弁座5Sに当接して下降移動が停止し、シールパッキン6Sと固定弁座5Sとの間の隙間S5が閉となって、充填液の充填が終了する。
なお、この場合、圧気ポートP1と圧気ポートP2にはエアAの供給があってもなくてもよい。
この状態で、第4位置規制部ST4と第4ストッパN41の下面との距離をH45として図示してある。
ここで、前記大ストロークは、前記距離H45から距離H41を差し引いた分となって、大ストロークによる充填を大流量充填と称することにする。
【0030】
次に、
図2に示すように、エアシリンダ20の圧気ポートP1、圧気ポートP4にエアが供給されず、圧気ポートP2および圧気ポートP5に加えて圧気ポートP3にエアAが供給されると、第2ピストン12が下降されて、第2ストッパN21の下面が第2位置規制部ST2に当接して下降位置が規制されるのを介して可動軸体10が第2ピストン12の下降分だけ下降して位置規制され、それに伴って第3ピストン13が可動軸体10によって位置規制されてシールパッキン6Sと固定弁座5Sとの間の隙間S2が形成され、液通路5R内の充填液が隙間S2の開度で図示しない容器内へ矢印L方向に充填される。
この状態で、第4位置規制部ST4と第4ストッパN41の下面との距離をH42として図示してある(H41<H42)。
ここで、
図2の状態での可動弁体6のストロークを小ストロークと称すると、小ストロークは前記距離H45から距離H42を差し引いた分となって、該小ストロークは前記大ストロークと対比して小さく、小ストロークによる充填を小流量充填と称することにする。
【0031】
次いで、
図3に示すように、エアシリンダ20の圧気ポートP2、圧気ポートP3、圧気ポートP4にエアが供給されず、圧気ポートP1および圧気ポートP5にエアAが供給されると、第1ピストン11は第1ストッパN41の下面が第1位置規制部ST1に当接するまで下降し、該第1ピストン11の下端の第2ピストン12の段差部T3への当接により第2ピストン12を押し下げ、それに伴って可動軸体10を介して第3ピストン13が位置規制されて、シールパッキン6Sと固定弁座5Sとの間の隙間S3が形成され、液通路5R内の充填液が隙間S3の開度で図示しない容器内へ矢印L方向に充填される。
この状態で、第4位置規制部ST4と第4ストッパN41の下面との距離をH43として図示してある(H41<H43)。
ここで、
図3の状態での可動弁体6のストロークを准大ストロークと称すると、准大ストロークは前記距離H45から距離H43を差し引いた分となって、該准大ストロークは前記大ストロークと対比して小さく、准大ストロークによる充填を准大流量充填と称することにする。
【0032】
次に、
図4に示すように、エアシリンダ20の圧気ポートP2、圧気ポートP4にエアが供給されず、圧気ポートP1および圧気ポートP5に加えて圧気ポートP3にエアAが供給されると、第2ピストン12が第2シリンダ本体22の段差部T4に当接するまで下降して位置決めされる。
それに伴って、可動軸体10が位置規制されて、第3ピストン13の上昇時にシールパッキン6Sと固定弁座5Sとの間の隙間S4が形成され、液通路5R内の充填液が隙間S4の開度で図示しない容器内へ矢印L方向に充填される。
この状態で、第4位置規制部ST4と第4ストッパN41の下面との距離をH44として図示してある。(H43<H44)
ここで、
図4の状態での可動弁体6のストロークを准小ストロークと称すると、准小ストロークは前記距離H45から距離H44を差し引いた分となって、該准小ストロークは前記准大ストロークと対比して小さく、准小ストロークによる充填を准小流量充填と称することにする。
【0033】
前記説明のように、大ストローク、小ストローク、准大ストロークおよび准小ストロークの上昇並びに液バルブ閉は、圧気ポートP1、圧気ポートP2、圧気ポートP3、圧気ポートP4、圧気ポートP5へのエアの供給と停止の組合せによって行われるが、充填バルブ1が図示しない充填装置に複数個設けられている場合には、複数個の全充填バルブ1の圧気ポートP1乃至は圧気ポートP5からの配管をそれぞれに1箇所にまとめて、前記充填装置の1個の共通圧気供給切換え手段30に接続することにより、該共通圧気供給切換え手段30の切換え操作によってエアの供給或いは停止を行うと、各充填バルブ1の圧気ポートP1乃至は圧気ポートP5へのエアの供給或いは停止の作業性が大幅に向上する。
【0034】
ここで、前記複数個の全充填バルブ1の圧気ポートのエア供給、停止をまとめて行うパターンについて言及する。
前記説明の大ストローク(大流量充填)、小ストローク(小流量充填)、液バルブ閉を第一パターンとして、前記説明の准大ストローク(准大流量充填)、准小ストローク(准小流量充填)、液バルブ閉を第二パターンとすると、第一パターンでは圧気ポートP2が常時エア供給、圧気ポートP5と圧気ポートP4へのエア供給入替え、圧気ポートP3へのエア供給有無によって、大流量充填と小流量充填の切換えができ、また、第二パターンでは第一パターンに対して圧気ポートP2から圧気ポートP1へのエア供給入替えによって、准大流量充填と准小流量充填の切換えができるというように、パターンを入れ替えて充填液種等に対応した液バルブ開度での充填切換えが容易にできる。
【0035】
次に、第1ストッパN11、第2ストッパN21、第3ストッパN3、第4ストッパN41の位置調節について説明する。
先ず、第4ストッパN41に係わる位置調節機構(第4調節機構)について説明すると、廻り止めナットN42を緩めて第4ストッパN41と第3ピストン13との距離H4を適宜に調節し、廻り止めナットN42で位置固定することによって、第3ピストン13の上下位置を調節でき、それに伴って可動弁体6の上昇位置が変化して、大流量充填の充填量を一定の範囲内で少し大きく或いは小さくして調節することができる。
即ち、大流量充填の充填に幅を持たせた範囲として調節を行うことができる。
【0036】
次に、第2ストッパN21に係わる位置調節機構(第2調節機構)について説明すると、廻り止めナットN22を緩めて第2ストッパN21と第2ピストン12との距離H2を適宜に調節し、廻り止めナットN22で位置固定することによって、第2ピストンの上下位置が変化し、それに伴って可動軸体10の上下位置の変化を介して第3ピストンの上下の規制位置が変化し、可動弁体6の上昇位置が変化(
図2に示す距離H42が変化)して、小流量充填の充填量を一定の範囲内で少し大きく或いは小さくする調節を行うことができる。
【0037】
続いて、第1ストッパN11に係わる位置調節機構(第1調節機構)について説明すると、廻り止めナットN12を緩めて第1ストッパN11と第1ピストン11との距離H1を適宜に調節し、廻り止めナットN12で位置固定することによって、第1ピストンの上下位置が変化し、それに伴って、第2ピストンさらには可動軸体10の上下位置の変化を介して第3ピストンの上下の規制位置が変化し、可動弁体6の上昇位置が変化(
図3に示す距離H43が変化)して、准大流量充填の充填量を一定の範囲内で少し大きく或いは小さくする調節を行うことができる。
【0038】
さらに、第3ストッパN3に係わる位置調節機構(第3調節機構)について説明すると、第3ストッパN3を緩めて該第3ストッパN3と可動軸体10の頭部との距離H3を調節することにより、可動軸体10の上下位置が変化し、それに伴って第3ピストンの上下の規制位置が変化し、可動弁体6の上昇位置が変化(
図4に示す距離H44が変化)して、准小流量充填の充填量を一定の範囲内で少し大きく或いは小さくする調節を行うことができる。
【0039】
前記説明のように、本発明の実施の形態による充填バルブ1は、各圧気ポートP1乃至はP5へのエア供給並びに停止の切換えを集中コントロールできて、大流量充填、小流量充填、准大流量充填、准小流量充填、充填停止に容易に切換えることができるとともに、第1調節機構、第2調節機構、第3調節機構、第4調節機構による調節を行うことによって、大流量充填、小流量充填、准大流量充填、准小流量充填の各充填において、一定の範囲内で流量に幅を持たせた充填、即ち充填液種の粘度等に適した充填を行うことができる。