(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気源からの負圧が供給される入力室と、該入力室に隣接して形成されるとともに被排気物に連通する出力室と、ダイアフラムを挟んで入力室および出力室の反対側に形成された主弁開閉室と、上記入力室と出力室との境界に形成された主弁座と、上記ダイアフラムに設けられるとともに上記主弁座に着座して上記入力室と出力室とを遮断する主弁体とを備え、
上記主弁座に着座した主弁体が主弁座より離座すると、入力室と出力室とが連通して負圧を上記被排気物に供給する弁装置において、
上記主弁開閉室に連通するとともに上記吸気源に接続された分岐通路と、上記主弁開閉室の負圧を解消する負圧解消手段と、上記主弁開閉室に設けられて上記主弁座より離座した主弁体を保持する保持手段とを備え、
上記主弁開閉室に負圧が供給されると、上記主弁開閉室と上記入力室および出力室との差圧により上記主弁体が主弁座より離座して、上記保持手段が当該主弁体を保持し、
この状態から上記負圧解消手段が上記主弁開閉室の負圧を解消すると、上記保持手段が上記主弁体を解放して、当該主弁体が上記主弁座に着座することを特徴とする弁装置。
【請求項２】
上記吸気源と被排気物とを上記入力室および出力室を介さずに接続する吸引通路を設け、当該吸引通路における流量を、上記入力室および出力室における流量よりも小さくし、
上記出力室に連通する被排気物が所定の気圧になると、上記主弁体が主弁座に着座して上記出力室からの被排気物への負圧の供給を停止させ、上記吸引通路により被排気物に負圧を供給することを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弁装置に関し、詳しくは負圧の供給される入力室と、被排気物に連通する出力室と、ダイアフラムを挟んで入力室および出力室の反対側に形成された主弁開閉室とを備えた弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、負圧の供給される入力室と、該入力室に隣接して形成されるとともに被排気物に連通する出力室と、ダイアフラムを挟んで入力室および出力室の反対側に形成された主弁開閉室と、上記入力室と出力室との境界に形成された主弁座と、上記ダイアフラムに設けられて上記主弁座に着座する主弁体とを備えた弁装置が知られている（特許文献１）。
上記特許文献１の図１に記載された弁装置の主弁体には、当該主弁体よりも大径のピストンを有したシリンダが連結されており、当該シリンダに負圧を供給することで上記主弁体を主弁座より離座させるようになっている。
また図７に示す従来の弁装置は、特許文献１の図１の弁装置と同様、主弁体にシリンダを連結した構成となっているが、当該シリンダの駆動には正圧源を用い、上記特許文献１の弁装置よりも小径のピストンを作動させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３９３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、上記特許文献１の弁装置および図７に示す従来の弁装置はそれぞれ上記主弁体の開閉にピストンを必要としており、特に図７に示す従来の弁装置では吸気源の他に正圧源も必要となるなど、弁装置の構成が複雑になるという問題がある。
また上記構成を有する弁装置では、主弁体と主弁座との隙間を負圧が流通して入力室から出力室へと負圧が流通するが、その際に上記ダイアフラムの変位によって主弁体と主弁座との隙間が変動すると、被排気物への負圧の供給が不安定となってしまう恐れがある。
このような問題に鑑み、本発明はより簡易な構成で主弁体を主弁座より離座させ、かつ主弁体を安定的に離座させた状態に保持することが可能な弁装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明にかかる弁装置は、吸気源からの負圧が供給される入力室と、該入力室に隣接して形成されるとともに被排気物に連通する出力室と、ダイアフラムを挟んで入力室および出力室の反対側に形成された主弁開閉室と、上記入力室と出力室との境界に形成された主弁座と、上記ダイアフラムに設けられるとともに上記主弁座に着座して上記入力室と出力室とを遮断する主弁体とを備え、
上記主弁座に着座した主弁体が主弁座より離座すると、入力室と出力室とが連通して負圧を上記被排気物に供給する弁装置において、
上記主弁開閉室に連通するとともに上記吸気源に接続された分岐通路と、上記主弁開閉室の負圧を解消する負圧解消手段と、上記主弁開閉室に設けられて上記主弁座より離座した主弁体を保持する保持手段とを備え、
上記主弁開閉室に負圧が供給されると、上記主弁開閉室と上記入力室および出力室との差圧により上記主弁体が主弁座より離座して、上記保持手段が当該主弁体を保持し、
この状態から上記負圧解消手段が上記主弁開閉室の負圧を解消すると、上記保持手段が上記主弁体を解放して、当該主弁体が上記主弁座に着座することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によれば、上記分岐通路から主弁開閉室に負圧が導入されると、ダイアフラムを挟んで主弁開閉室側に作用する吸着力が、入力室および出力室側の吸着力よりも高くなるため、主弁体を主弁座から離座させることができ、シリンダや正圧源による駆動が不要となっている。
さらに、上記離座した主弁体は保持手段によって保持され、主弁体と主弁座との隙間を一定に保持することができることから、ダイアフラムのばたつきによる上記入力室から出力室への負圧の流通が不安定になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例にかかる弁装置の断面図を示し、主弁体の着座状態を示している。
【図２】上記主弁体の離座状態を示した断面図。
【図３】弁装置の作動を示したグラフ。
【図４】弁装置の使用の一例を示した構成図。
【図５】図４の構成における弁装置の作動を示したグラフ。
【図６】他の構成における弁装置の作動を示したグラフ。
【図７】従来の弁装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について説明すると、図１、図２は本発明にかかる弁装置１の断面図を示し、本実施例の弁装置１には、配管Ｐを介して負圧を供給する吸気源２と、内部に食品等を収容した真空パックなどの被排気物３とが接続されており、上記吸気源２の負圧を弁装置１を介して被排気物３へと供給するようになっている。
上記弁装置１は下部ハウジング４および上部ハウジング５によって構成され、下部ハウジング４と上部ハウジング５とを分離することでメンテナンスを容易に行うことが可能となっている。
下部ハウジング４および上部ハウジング５の内部には、上記吸気源２に接続される入力室６と、上記被排気物３に接続される出力室７と、上記入力室６および出力室７の上方に形成された主弁開閉室８とが形成されている。
上記入力室６は上記下部ハウジング４の略中央に形成された円管状の空間の内部に形成され、その上面開口部にはリング状の主弁座９が設けられている。また入力室６の下部には上記配管Ｐを介して上記吸気源２と接続される入力通路６ａが形成されている。
上記出力室７は上記入力室６に隣接した位置に上記主弁座９を囲繞するように形成され、また出力室７の下部は配管Ｐを介して上記被排気物３と接続される出力通路７ａが形成されている。
【０００９】
上記主弁開閉室８は上記上部ハウジング５に形成され、上記入力室６および出力室７の上方に形成されるとともに、上記出力室７との境界には段差部が形成されている。また主弁開閉室８には上記吸気源２に接続される分岐通路８ａが形成されている。
上記吸気源２に接続された配管Ｐは、上記入力室６の入力通路６ａとの接続位置の途中において分岐しており、上記主弁開閉室８の分岐通路８ａに接続される分岐配管Ｐ１を有し、当該分岐配管Ｐ１には負圧解消手段としての電磁弁１０が設けられている。
上記電磁弁１０は上記吸気源２からの負圧を上記主弁開閉室８に供給する状態と、上記主弁開閉室８を大気開放する状態とに切り替え可能となっている。
【００１０】
そして、主弁開閉室８と出力室７との境界部分に形成された段差部には可撓性を有するダイアフラム１１が設けられており、当該ダイアフラム１１によって主弁開閉室８と上記入力室６および出力室７とは気密を保った状態で区画されるようになっている。
上記ダイアフラム１１の中央には主弁体１２が設けられており、ダイアフラム１１が変位することで当該主弁体１２が上記入力室６の上端部に設けられた主弁座９に着座するようになっている。
主弁体１２が主弁座９に着座すると、上記入力室６から出力室７への負圧の流通が遮断され、主弁体１２が主弁座９より離座すると、入力室６の負圧が出力室７に流入し、上記出力通路７ａを介して被排気物３に負圧が供給されるようになっている。
【００１１】
このような構成により、上記弁装置１は以下のように作動するようになっている。まず図１に示す上記主弁体１２が主弁座９に着座した状態から吸気源２が負圧を供給すると、上記入力通路６ａを介して入力室６に負圧が供給され、主弁体１２は着座した状態を維持する。
この状態から上記電磁弁１０が作動して上記分岐配管Ｐ１および分岐通路８ａを介して負圧が上記主弁開閉室８に流入すると、主弁開閉室８に流入した負圧によるダイアフラム１１の主弁開閉室８側に作用する吸着力が、入力室６に流入した負圧による入力室６および出力室７側に作用する吸着力よりも高くなる。
その結果、図２に示すように上記ダイアフラム１１が主弁開閉室８側へと吸引されて引き上げられ、これにより主弁体１２が主弁座９より離座して入力室６と出力室７とが連通し、被排気物３に負圧が供給されるようになっている。
【００１２】
ここで、このようにして入力室６と出力室７とが連通して排気が進行すると、ダイアフラム１１の入力室６および出力室７側に作用する吸着力が、上記主弁開閉室８側に作用する吸着力と均衡することとなる。
吸着力が均衡すると、上記ダイアフラム１１には元の形状に復帰しようとする力が作用しているため、主弁体１２が下降して主弁座９に着座し、出力室７への負圧の供給が停止することとなる。
しかしながら、出力室７への負圧の供給が停止すると、再度主弁開閉室８側に作用する吸着力が入力室６および出力室７側に作用する吸着力を上回るため、再度ダイアフラム１１が引き上げられて主弁体１２が主弁座９より離座することとなる。
このように、ダイアフラム１１が上下動して主弁体１２が主弁座９に対して着座と離座とを繰り返してしまうと、負圧の供給状態と遮断状態とが断続的に繰り返されることとなり、上記被排気物３に対して図３の破線で示すような不安定な負圧が供給されてしまうという問題が発生してしまう。
【００１３】
このような問題に対処するため、本実施例の弁装置１は、上記主弁開閉室８に磁石からなる保持手段１３を設けたものとなっており、上記主弁座９より離座した主弁体１２を、この保持手段１３によって保持するものとなっている。
上記主弁体１２は上記保持手段１３の磁石によって磁着可能な素材によって構成されており、上記保持手段１３は、上述したようにダイアフラム１１における主弁開閉室８側の吸着力と入力室６および出力室７側の吸着力とが均衡した状態において、主弁体１２を保持可能な磁力を有している。
これにより、上記主弁体１２が主弁座９より離座した場合には、当該主弁体１２を上記保持手段１３によって保持することができ、図３のグラフにおいて実線で示すように、弁装置３による負圧の供給を安定的に行うことができる。
このように負圧を安定的に供給することは、例えば被排気物として水分を含んだ多孔質の物体から水分を排除する際に、当該多孔質の物体を所定時間真空状態に保持するのに好適なものとなっている。
【００１４】
そして上記保持手段１３に保持された主弁体１２は、上記配管Ｐに設けた負圧解消手段としての電磁弁１０を切り換えることにより、上記主弁開閉室８を大気開放させることで、主弁座９に着座させることができる。
つまり、主弁開閉室８が大気開放されると、ダイアフラム１１における入力室６および出力室７側の吸着力が、上記主弁開閉室８側の大気圧に対して上回ることとなる。
上記保持手段１３の磁力は、主弁開閉室８が大気開放された状態における入力室６および出力室７側の吸着力よりも低く設定されており、これにより主弁体１２が保持手段１３より離脱して主弁座９に着座し、出力室７への負圧の供給が停止される。
このように、本実施例の弁装置１によれば、特許文献１における大径のピストンを有するシリンダや、図７に示す従来の弁装置におけるシリンダへの正圧源といった構成が不要となることから、弁装置１の構成を簡易なものとすることができる。
【００１５】
図４は、上記構成を有する弁装置１を、上記被排気物３としての液体を含んだ食品等を収容した真空パック３ａを短時間で真空にするために用いる構成を示している。
図１、２の構成に対し、本実施例では上記吸気源２に接続された配管Ｐに、上記弁装置１を介さずに上記被排気物３に接続される吸引通路Ｐａをさらに設けたものとなっている。
具体的に説明すると、上記吸引通路Ｐａは、一端が上記分岐通路８ａに連通する配管Ｐにおける上記電磁弁１０よりも吸気源２側に隣接した位置に接続され、他端が上記出力室７の出力通路７ａに接続されている。
上記吸引通路Ｐａには流量を調整する図示しない絞り弁が設けられており、これにより当該吸引通路Ｐａを流通する負圧の流量は、出力通路７ａによる大流量排気よりも低く設定されている。具体的には、上記出力通路７ａによる大流量排気による急激な圧力の低下によって、真空パック３ａ内の液体が沸騰状態とならない程度の流量となっている。
さらに分岐通路８ａに連通する配管Ｐにおける上記吸引通路Ｐａの接続位置の上流側には、上記分岐通路８ａに連通する配管Ｐおよび吸引通路Ｐａを開閉する第２電磁弁１４が設けられている。
【００１６】
図５は上記構成を有する弁装置１を用いて真空パック３ａより空気を排出する際の負圧の状態を示したものであり、縦軸は負圧を、横軸は経過時間となっている。なお図５の破線は、上記吸引通路Ｐａのみによって供給される負圧により真空パック３ａを真空にしたときのグラフを示している。
まず、吸気源２が負圧を供給していない状態から、上記吸気源２が負圧の供給を開始する。その際上記第２電磁弁１４は閉鎖されており、負圧は上記入力通路６ａを介して入力室６にのみ供給される。
その後上記第２電磁弁１４が開放されると、吸気源２の負圧が上記吸引通路Ｐａを介して真空パック３ａに供給され、また上記電磁弁１０を介して主弁開閉室８にも供給される。
上記主弁開閉室８に負圧が供給されることで、上記ダイアフラム１２における主弁開閉室８側の吸引力が入力室６および出力室７側の吸引力を上回り、主弁体１２が主弁座９より離座して入力室６と出力室７とが連通すると、出力室７より負圧が真空パック３ａに供給されることとなる。
その結果、上記真空パック３ａには出力室７および吸引通路Ｐａからの負圧が供給されることとなり、真空パック３ａは急激に負圧となってゆく。
【００１７】
このようにして真空パック３ａが急激に負圧となり、かつその負圧が所定の負圧に達すると、真空パック３ａの内部の液体に沸騰状態が発生するため、図示しない圧力センサ等によって出力室７の負圧を測定しておき、上記所定の負圧に達する直前に、上記主弁開閉室８に連通する配管Ｐ１の電磁弁１０を大気開放する。
これにより上記主弁開閉室８が大気開放されて上記保持手段１３が主弁体１２を開放し、上記主弁体１２が直ちに主弁座９に着座するため、真空パック３ａへの負圧の供給が停止される。
その後も上記第２電磁弁１４は開放された状態を維持し、上記吸引通路Ｐａを介しての真空パック３ａへの負圧の供給が継続される。上記吸引通路Ｐａにおける負圧の流量は真空パック３ａにおいて上記沸騰状態が発生しない程度に設定されていることから、その後真空パック３ａが真空状態となると、図示しないヒートシール手段によって真空パック３ａが密閉されるようになっている。
以上のように、本実施例の弁装置１を用いることで、真空パック３ａ内に沸騰状態を発生させることなく、上記吸引通路Ｐａのみを用いた場合に比べて短時間で当該真空パック３ａを真空状態とすることができる。
【００１８】
図５は図４の構成を有する弁装置を用いて、液体を収容した真空パック３ａ内を真空にする際のグラフを示すのに対し、図４の構成を有した弁装置を用いれば、図６に示すグラフに基づいて粉体を収容した真空パック３ａを真空にすることも可能となっている。
ここで、粉体を収容した真空パック３ａを真空にする場合、最初から真空パック３ａに上記出力通路７ａによる大流量排気によって圧力を低下させると、真空パック３ａ内の粉体が舞い上がってしまうという問題が発生する。
以下、図６のグラフに基づいて説明すると、まず吸気源２が負圧を供給していない状態から、上記吸気源２が負圧の供給を開始する。その際上記第２電磁弁１４は閉鎖されており、負圧は上記入力通路６ａを介して入力室６にのみ供給され、上記主弁体１２は着座している。
その後、上記第２電磁弁１４が開放されて吸気源２の負圧が上記吸引通路Ｐａを介して真空パック３ａへと供給されるが、当該吸引通路Ｐａによる負圧の流量は真空パック３ａの内部の粉体の舞い上がりが発生しない程度の流量に設定されている。
一方、上記分岐配管Ｐ１における電磁弁１０は閉鎖されており、上記主弁開閉室８には負圧が供給されないことから、上記主弁体１２は着座した状態を維持することとなる。
従って、真空パック３ａには吸引通路Ｐａからの負圧だけが供給され、粉体が舞い上がらないようになっている。
【００１９】
その後、真空パック３ａが粉体の舞い上がりが発生しない程度の所定の負圧に達すると、これを出力室７に設けた圧力センサ等によって検出し、電磁弁１０が作動して吸引配管Ｐ１を介して上記主弁開閉室８に負圧を供給する。
その結果、上記ダイアフラム１２が変位して、主弁体１２が主弁座９より離座し、出力室７および出力通路７ａを流通した負圧が真空パック３ａに供給されることとなる。
真空パック３ａでは出力通路７ａからの大流量排気が行われるため、上記吸引通路Ｐａのみを用いた場合に比べて短時間に当該真空パック３ａを真空状態とすることができる。
【００２０】
なお、上記実施例では負圧解消手段として分岐配管Ｐ１に電磁弁１０を備えているが、他の構成とすることも可能である。
例えば、上記上部ハウジング５に上記主弁開閉室８に連通する負圧解消手段としての大気開放通路を形成するとともに、この大気開放通路に絞り弁を設けて、流通する大気の流量を上記分岐通路８ａを流通する負圧の流量よりも十分に小さく設定して、大気開放通路を常時大気開放する構成とすることができる。
そして上記実施例と同様、上記吸気源２より主弁開閉室８に負圧を供給すると、主弁開閉室８側の吸引力によって主弁体１２が主弁座９より離脱して上記保持手段１３に保持され、上記出力室７より被排気物３に負圧を供給することができる。
そして上記吸気源２からの主弁開閉室８への負圧の供給を停止させることにより、当該主弁開閉室８の負圧が上記大気開放通路から排出され、主弁開閉室８側の吸引力が低下して上記保持手段１３が保持した主弁体１２を解放するため、主弁体１２を主弁座９に着座させることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  弁装置                    ２  吸気源
３  被排気物                  ３ａ  真空パック
６  入力室                    ７  出力室
８  主弁開閉室                ８ａ  分岐通路
９  主弁座                    １０  電磁弁（負圧解消手段）
１１  ダイアフラム            １２  主弁体
１３  保持手段                １４  第２電磁弁
Ｐ  配管                      Ｐ１  分岐配管
Ｐａ  吸引通路
【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で主弁体を主弁座より離座させ、かつ主弁体を安定的に離座させた状態に保持することが可能な弁装置を提供する。【解決手段】主弁開閉室８に連通するとともに吸気源２に接続された分岐通路８ａと、主弁開閉室８の負圧を解消する負圧解消手段１０と、主弁開閉室８に設けられて主弁座９より離座した主弁体１２を保持する保持手段１３とを備え、主弁開閉室８に負圧が供給されると、主弁開閉室８と入力室６および出力室７との差圧により主弁体１２が主弁座９より離座して、保持手段１３が主弁体１２を保持し、この状態から負圧解消手段１０が主弁開閉室８の負圧を解消すると、保持手段１３が主弁体１２を解放して、主弁体１２が主弁座９に着座する。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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