(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二本の軟質チューブと、それらの軟質チューブ間に配置された、進退変位する各ロッド端に軟質チューブ押圧手段を設けてなる両ロッド複動シリンダと、各軟質チューブ押圧手段とは、軟質チューブを隔ててそれぞれ対向して配置された、少なくとも進出方向に変位する駆動手段を具えてなるピストンとからなり、かつ前記各ピストンを、可撓膜体によって弁枠体に連結するとともに、その可撓膜体の背面側に画成した閉空間に加圧流体の給排口を設けてなることを特徴とする方向切換弁。
【請求項２】
前記可撓膜体に、ピストンを後退変位させるばね力を付与してなる請求項１に記載の方向切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、方向切換弁に関するものであり、とくには、内部付着物の完全なる除去を、雑菌、塵埃等の付着のおそれなしに、簡単かつ容易に実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から広く一般に使用されている方向切換弁はいずれも、流体と接触する部品が多く、しかも、流体通路が凹凸、迂曲等の複雑な形状を有しているため、その内部を洗浄するに当って、洗浄水等を通過させただけでは可動部品および流体通路への付着物の全てを完全に除去することが実質的に不可避であり、これがため、多くは、弁を分解掃除することによって付着物の完全除去を図っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、方向切換弁の分解掃除のためには多くの作業工数が必要になる他、とくにその方向切換弁が、飲料水、酒類、液体調味料等の輸送に適用されるものである場合には、その分解掃除後の組み立てその他に際する、作業者からの落下菌、浮遊塵埃等のそこへの付着が衛生上の問題となることがあった。
【０００４】
この発明は、従来技術の有するこのような問題点を解決することを課題として検討した結果なされたものであり、その主たる目的は、流体含有物の、流体通路への付着を有効に防止するとともに、たとえばそれが付着した場合であっても、付着物を、簡易、迅速に、しかも完全に除去することができ、併せて、雑菌、塵埃等の入り込みのおそれを十分に取り除くことができる方向切換弁を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の方向切換弁は、一本の通路に接続されて、選択的に使用される二本の軟質チューブを設けるとともに、それらの軟質チューブ間に配置された、進退変位する各ロッド端に軟質チューブ押圧手段を設けてなる両ロッド複動シリンダと、各軟質チューブ押圧手段とは、軟質チューブを隔ててそれぞれ対向して配置された、少なくとも進出方向に変位する駆動手段、たとえばシリンダ、歯車機構等を具えてなるピストンとからなり、かつ前記各ピストンを、可撓膜体によって弁枠体に連結するとともに、その可撓膜体の背面側に画成した閉空間に加圧流体の給排口を設け、その給排口への供給流体をもって、閉空間および可撓膜体を、ピストンの進出駆動手段として機能させるものである。
ここで好ましくは、可撓膜体に、ピストンを後退変位させるばね力を付与する。ここで、このばね力の付与は、可撓膜体それ自体をばね材料にて構成すること、可撓膜体に板ばね等のばね材を局部的に付設すること、可撓膜体に、圧縮もしくは引張りタイプのコイルばねその他を、直接的もしくは間接的に着座させること等によって行うことができる。
【０００６】
かかる方向切換弁では、それの流体通路をシリコーン、シリコーンゴムその他の高分子材料製とすることができる軟質チューブにて構成して、通路内表面を十分平滑なものとすること、ならびに、その軟質チューブをストレートチューブとして、流体通路から凹凸、迂曲等を除去することにより、そこへの流体凝集物等の付着を有効に防止することができる。
【０００７】
またここでは、軟質チューブの外側に配設した両ロッド複動シリンダ、ひいては、それのそれぞれのロッド端に設けた軟質チューブ押圧手段の選択的な進退変位によって、いずれか一方の軟質チューブを圧潰変形させるとともに、他方の軟質チューブに対する拘束を完全に解除することで、流体はその他方の軟質チューブ内を流動することになり、この場合、流体は、その軟質チューブ以外の弁構成部材には接触することなく方向切換弁を通過するので、他の弁構成部材への凝集物等の付着を確実に防止することができる。そしてこのことは、圧潰変形されて、流体の流動を堰止めている軟質チューブについても同様である。
この一方において、凝集物等が、たとえその軟質チューブの内表面に付着することがあっても、高分子材料製等のその軟質チューブはその物性上、剥離性に優れることから、たとえば水蒸気等の高圧洗浄流体をそこに通過させることによって、凝集物等を、その内表面から簡易迅速に、かつ完全に剥離させて除去することができる。
【０００８】
ところで、上述したような軟質チューブ押圧手段に対し、各軟質チューブを隔ててそれと対向するピストンを設けるとともに、各ピストンを少なくとも進出方向に変位させる駆動手段を設けた場合には、ピストンを、軟質チューブ押圧手段と同期させて進出作動させ、それらの両者間で軟質チューブを完全に圧潰変形させることで、方向切換弁の応答速度を大きく高めることができる。
また、ピストンを可撓膜体によって弁枠体に連結するとともに、可撓膜体の背面側に画成した閉空間に加圧流体給排口を設け、その閉空間および可撓膜体を、加圧流体給排口から閉空間へ供給されるたとえば圧縮空気の作用の下で、ピストンの進出駆動手段として機能させることにより、流量制御弁それ自体に特別の駆動手段を付設することが不要となって、その方向切換弁の構造を簡単にし、かつ、それの全体を小型化することができる。
【０００９】
なお、この場合におけるピストンの進出作動は、軟質チューブ内を流動する流体が、その軟質チューブを介してピストンに及ぼす後退方向の押圧力と、閉空間に供給された圧縮空気が、直接的および間接的にピストンに及ぼす進出方向の押圧力との関連の下で行なわれ、閉空間内圧に基づく、ピストンの進出方向押圧力が、それの後退方向押圧力に打ち勝ったときに、ピストンの進出変位がもたらされ、そのピストンは、それと同期して作動される軟質チューブ押圧手段との協働下で、軟質チューブを速やかに、かつ完全に圧潰変形させて、流体の流動を阻止する。
この一方において、軟質チューブに対する拘束の解除は、これも軟質チューブ押圧手段の作動と同期をとって、閉空間内圧を低下させて、ピストンに作用する進出方向押圧力を、後退方向に作用する押圧力より小さくすることにより行なわれ、その閉空間内圧を大気圧まで低下させたときは、軟質チューブの圧潰変形量は極めて迅速に零となり、流路の速やかなる切換えが行なわれる。
【００１０】
このような方向切換弁において、可撓膜体に、それ自身、ひいては、ピストンを後退位置に復帰させるばね力を付与した場合には、閉空間内圧がたとえば零となったときに、軟質チューブの圧潰変形を、流動体がピストンに及ぼす後退方向押圧力に依存することなく確実かつ迅速に取り除くことができ、方向切換弁の切換応答性を一層高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明に係る方向切換弁の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の一の実施形態を示す部分断面側面もしくは平面図であり、図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。
図中１および２は、軟質チューブ、たとえばシリコーンチューブを示し、ここにおけるこれらのシリコーンチューブ１、２はともに、それらの両端部分に嵌め込んだ一対のフランジ付きインサート３、４と、それらの各端部分外周に、たとえば、かしめ等によって固定したスリーブ５、６とで端部分を液密に保持される。  またここでは、スリーブ５、６を介してハウジング７に取付けた二本のシリコーンチューブ１、２の間に、既知の両ロッド複動シリンダ８を配置するとともに、この両ロッド複動シリンダ８をそれぞれのブラッケト９を介してハウジング７に固定し、それらの各ロッド端に、図２に示すところから明らかなように、シリコーンチューブ１、２に接触してそれの圧潰変形をもたらす押圧手段10、11を設ける。
ここで、この両ロッド複動シリンダ８では、それの作動に基づいて、それぞれのロッド、ひいては、それぞれの押圧手段10、11が交互に進退変位するので、それぞれのシリコーンチューブ１、２が、各押圧手段10、11の反対側で剛性部材によってバックアップされている場合には、押圧手段10、11の進退ストローク量を適宜に選択することで、それらの押圧手段10、11だけをもって、それぞれのシリコーンチューブ１、２を直接的に圧潰変形させ、また、その変形を解除することも可能である。
【００１２】
この一方で、図示の好適実施形態では、図２に示すように、各シリコーンチューブ１、２を隔てて押圧手段10、11と対向して位置するピストン12、13を配設し、各ピストン12、13の先端に、シリコーンチューブ１、２に接触する押圧部材12a ，13a を設ける。この押圧部材12a ，13a は、押圧手段10、11と同様に、シリコーンチューブ１、２の直径を幾分越える程度の幅を有し、それの先端面は、これも押圧手段10、11と同様に、その全幅にわたって平坦面をなす。ところで、各ピストン12、13は、それを少なくとも進出方向へ、押圧手段10、11と同期して進出変位させる既知のいずれかの駆動手段に連結する。
ここにおいては、かかる駆動手段を、弁枠体14、15とそれに嵌め込んだ蓋体16、17との間に周縁部分をたとえば気密に挟持した可撓膜体18、19の、中央貫通孔の縁部分を各ピストン12、13にこれも気密に連結するとともに、その可撓膜体18、19の背面側に、それと蓋体や16、17とで閉空間20、21を画成し、そしてその閉空間20、21に、加圧流体の給排口22、23を設けることによって構成し、このような駆動手段をそれぞれの弁枠体14、15のハウジング７への取付けによってそこに固定している。この駆動手段では、それの不作用状態の下では、ピストン12、13は、図２の下半部に例示するように、輸送流体によるシリコーンチューブ内圧に基づいてそれの後退位置にあり、これにより、押圧部材は、シリコーンチューブ２の外周面上に位置する。
【００１３】
この一方で、駆動手段を、前記給排口に接続した加圧流体給排手段から、閉空間内への加圧流体、たとえば加圧空気の供給によって作動させた場合には、ピストン12、13、ひいては、押圧部材12a ，13a は、図の上半部に例示するように、可撓膜体18、19の前方側限界位置への変形に基づき、両ロッド複動シリンダ８の一方のロッド、直接的には一方の押圧手段との同期作動下で弁枠体14、15から突出して、シリコーンチューブ１をその内圧に抗して完全に圧潰変形させてチューブ内流体の流動を阻止する。
【００１４】
なお、駆動手段のこのような作用に際するそれぞれのピストン12、13および押圧部材12a ，13a の進出限位置は、可撓膜体18、19が、その前面側に形成される、弁枠体14、15の截頭円錐面14a ，15a に接触することによって特定されることになり、また、可撓膜体18、19が、その前方側へ変形するに際しての、または、それがピストン12、13の不作用位置に復帰するに際しての、各可撓膜体18、19と截頭円錐面14a ，15a とで区画される前面側閉空間からの空気の排出またはそこへの空気の吸入は、弁枠体14、15とピストン12、13との間での空気の流通をもって、もしくは、可撓膜体18、19の前方側で弁枠体14、15に設けた図示しない外部連通孔への空気の流通をもって十分に許容することができる。
ところで、可撓膜体18、19の前方側で、弁枠体14、15に外部連通孔を設けたときには、その外部連通孔に加圧流体給排手段を接続することも可能であり、これによれば、ピストン12、13の進出変位に当たって、外部連通孔から流体を積極的に排出する一方、ピストン12、13の後退変位に当たって、外部連通孔へ加圧流体を供給することで、ピストン12、13の進退各変位を一層迅速に行うことができる。
【００１５】
ここで、可撓膜体18、19は、補強層を埋設した、もしくは埋設しない、ガス不透過性のゴム、合成樹脂材料等にて構成し得ることはもちろんであるが、それらの材料に、ピストン12、13をそれの後退位置に自己復帰させるばね部材を付設した場合、または、可撓膜体それ自体をピストン12、13を自己復帰させる弾性膜体にて構成した場合には、可撓膜体18、19の前面側の閉空間に加圧流体を供給しない構成の下においても、ピストン12、13の迅速にして確実な復帰を確保することができる。
【００１６】
以上のように構成してなる方向切換弁における流路の切換えは、図１、２に示すところでは、両ロッド複動シリンダ８を作動させて、一方のロッドおよび押圧手段10を進出作動させるとともに、その進出作動に同期させて一方のピストン12および押圧部材12a を進出させ、併せて、両ロッド複動シリンダ８の他方の押圧手段11の後退変位に同期させて他方のピストン13および押圧部材13a を後退変位させることによって、一方のシリコーンチューブ１を圧潰変形させて、そこへの流体の流動を完全に防止し、また、他方のシリコーンチューブ２に対する押圧手段10および押圧部材13a の拘束を解除して、それを、流体の自由な流動を十分に許容する原形状に復帰させることにより行うことができる。なおここで、シリコーンチューブ１への流体の流動は、押圧手段10、11および押圧部材12a ，13a のそれぞれを、図示の姿勢から、上述したところとは逆方向へ変位させることによって実現されることになる。
【００１７】
ところで、このような方向切換弁内で流路を画成するシリコーンチューブ１、２は、内表面が十分平滑であるとともに、その物性上、流体凝集物等が付着し難く、加えて、直線状の流体流路を画成することから、その内表面への流体凝集物等の付着を長期間にわたって有効に阻止して、流体流量の不測の変動を十分に防止することができる。
【００１８】
この一方で、流体凝集物等がシリコーンチューブ１、２の内表面にたとえ付着することがあっても、その付着物の多くは、方向切換弁の作用に基づく、それ自身の幾分の伸びを伴う圧潰変形および、縮みを伴う原形状への復帰によってそこから剥離されることになる。また、シリコーンチューブ１、２はそもそも、付着物の剥離性に優れる物性を有しており、しかも、この方向切換弁では、流動流体はシリコーンチューブ以外の弁構成部材とは接触することがなく、シリコーンチューブ１、２の外側に、凝集物等が付着するおそれは全くないことから、たとえば、高温、高圧の水蒸気等の洗浄流体をそこに通過させることによって、付着物の全てを、簡易・迅速に剥離除去させることができる。
かくしてここでは、付着物の除去のための、弁の分解掃除が不要となり、それ故に、掃除後の弁の組立に際する、弁構成部材への、雑菌や塵埃等の付着の恐れを十分に除去することができる。
【００１９】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、流体凝集物等の、方向切換弁への付着堆積を有効に防止して、流体流量の変動を、長期間にわたって十分に防止することができ、たとえその方向切換弁に凝集物等の付着があっても、弁を分解掃除等することなしにその付着物を、洗浄流体の流動によって完全に剥離除去することができるので、分解掃除等に起因する、方向切換弁への雑菌、塵埃等の付着のおそれを確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す部分断面側面もしくは平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１、２  シリコーンチューブ
３、４  フランジ付きインサート
５、６  スリーブ
７  ハウジング
８  両ロッド複動シリンダ
９  ブラケット
10、11  押圧手段
12、13  ピストン
12a ，13a   押圧部材
14、15  弁枠体
16、17  蓋体
18、19  可撓膜体
20、21  閉空間
22、23  給排口
【図１】
0003706676.tif 000002
【図２】
0003706676.tif 000003