(57)【要約】【目的】１つの駆動手段のみで流路の切り換えを行なえて、弁構造の小型化を図り、製作コストの低廉化を図ることのできる流路切換弁を提供する。【解決手段】本体管部４の中間部に第１ポート１を突設し、その両側に第２ポート２及び第３ポート３を突設し、第１ポート１から第２ポート２に至る第１流路Ａと、第１ポート１から第３ポート３に至る第２流路Ｂとを選択的に切り換える流路切換弁であって、本体管部４内に軸方向に往復動する作動ロッド６を配置し、作動ロッド６の両端側には、本体管部４の両端部を夫々常時閉塞する一対のダイアフラム８，８を設け、作動ロッド６の往動時に第１流路Ａを閉じ、第２流路Ｂを開き、復動時に第１流路Ａを開き、第２流路Ｂを閉じる一対の弁体７Ａ，７Ｂを両ダイアフラム８，８の内側に夫々隣り合わせに設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体管部の中間部に第１ポートを突設し、その両側に第２ポート及び第３ポートを第１ポートと平行に突設し、第１ポートから第２ポートに至る第１流路と、第１ポートから第３ポートに至る第２流路とを選択的に切り換える流路切換弁であって、本体管部内に、駆動手段に連結されて軸方向に往復動する作動ロッドを配置し、作動ロッドの両端側には、本体管部の両端部を夫々常時閉塞する一対のダイアフラムを設けると共に、作動ロッドの往動時又は復動時に第１流路を閉じて第２流路を開き、復動時又は往動時に第１流路を開いて第２流路を閉じる一対の弁体を両ダイアフラムの内側に夫々隣り合わせに設けてなる流路切換弁。
【請求項２】
各弁体は、作動ロッドに固着される芯金と、芯金にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の皮膜とからなる請求項１に記載の流路切換弁。
【請求項３】
各弁体は、作動ロッドに固着される芯金と、芯金にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の皮膜とからなり、各ダイアフラムは、接液側に位置するフッ素樹脂製の皮膜と、作動ロッドに固着され、皮膜の背面側に配置されるバックアップゴムとからなるもので、弁体側の皮膜とダイアフラム側の皮膜とは一体に形成されてなる請求項１又は２に記載の流路切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイアフラムを使用した流路切換弁に関するもので、第１ポートと第２ポートと第３ポートの３つのポートのうち、第１ポートから第２ポートに至る第１流路と、第１ポートから第３ポートに至る第２流路とを選択的に切り換えるようにした流路切換弁に関し、主として食品工業や医薬品工業等における各種液体配管に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように３つのポートを有する流路切換弁で、第１ポートから第２ポートに至る第１流路と、第２ポートから第３ポートに至る第２流路とを選択的に切り換える従来の流路切換弁は、夫々の駆動手段によって個別に操作される２つのダイアフラム弁を備え、一方のダイアフラム弁で第１流路を閉じれば、他方のダイアフラム弁で第２流路を開き、また一方のダイアフラム弁で第１流路を開けば、他方のダイアフラム弁で第２流路を閉じるというような操作を行なっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３１２８１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流路切換弁は、２つのダイアフラム弁を夫々の駆動手段によって個別に作動させるように構成されているから、２つの駆動手段が必要となって、弁構造が大型化すると共に、製作コストが高くつく、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み、１つの駆動手段のみで第１流路と第２流路の２つの流路の切り換えを行なうようにすることによって、弁構造の小型化を図り、製作コストの低廉化を図ることのできる流路切換弁を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、本体管部４の中間部に第１ポート１を突設し、その両側に第２ポート２及び第３ポート３を第１ポート１と平行に突設し、第１ポート１から第２ポート２に至る第１流路Ａと、第１ポート１から第３ポート３に至る第２流路Ｂとを選択的に切り換える流路切換弁であって、本体管部４内に、駆動手段５に連結されて軸方向に往復動する作動ロッド６を配置し、作動ロッド６の両端側には、本体管部４の両端部を夫々常時閉塞する一対のダイアフラム８，８を設けると共に、作動ロッド６の往動時又は復動時に第１流路Ａを閉じて第２流路Ｂを開き、復動時又は往動時に第１流路Ａを開いて第２流路Ｂを閉じる一対の弁体７Ａ，７Ｂを両ダイアフラム８，８の内側に夫々隣り合わせに設けてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１に記載の流路切換弁において、各弁体７Ａ，７Ｂは、作動ロッド６に固着される芯金１１と、芯金１１にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の皮膜１２とからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、請求項１又は２に記載の流路切換弁において、各弁体７Ａ，７Ｂは、作動ロッド６に固着される芯金１１と、芯金１１にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の皮膜１２とからなり、各ダイアフラム８は、接液側に位置するフッ素樹脂製の皮膜１３と、作動ロッド６に固着され、皮膜１３の背面側に配置されるバックアップゴム１４とからなるもので、弁体側の皮膜１２とダイアフラム側の皮膜１３とは一体に形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る流路切換弁の一実施形態を示す半断面正面図、図２は図１の一部拡大図、図３は図２の矢印Ｘで示す部分の拡大図である。これらの図において、４は本体管部で、この本体管部４には長手方向中間部に、第１ポート１が本体管部４の軸方向と直交する方向に突設され、この第１ポート１の左右両側には、第２ポート２及び第３ポート３が、第１ポート１とは反対向きではあるが、互いに同じ向きに突設されている。また図において、Ａは第１ポート１から第２ポート２に至る第１流路、Ｂは第１ポート１から第３ポート３に至る第２流路である。
【００１０】
この流路切換弁は、第１流路Ａと第２流路Ｂとを選択的に切り換えるもので、本体管部４内には、駆動手段５によって本体管部４の軸方向に往復動する作動ロッド６が配置され、この作動ロッド６の両端側には、本体管部４の両端部を夫々常時閉塞する一対のダイアフラム８，８が設けると共に、作動ロッド６の往動時（又は復動時）に第１流路Ａを閉じて第２流路Ｂを開き、作動ロッド６の復動時（又は往動時）に第１流路Ａを開いて第２流路Ｂを閉じる一対の弁体７Ａ，７Ｂが両ダイアフラム８，８の内側に夫々隣り合わせに設けられている。
【００１１】
作動ロッド６を往復駆動する駆動手段５は、例えばエアシリンダ（図示省略）からなるもので、そのシリンダのピストンロッド１２に作動ロッド６の一端部が連動連結されている。しかして、駆動手段５であるエアシリンダの伸長作動により作動ロッド６が例えば往動すると、一方の弁体７Ａが本体管部４内の一方の弁座１０Ａに接して第１流路Ａを閉鎖し、同時に他方の弁体７Ｂが本体管部４内の他方の弁座１０Ｂから離れて第２流路Ｂを開放することになり、またエアシリンダが収縮作動して作動ロッド６が復動すると、一方の弁体７Ａが弁座１０Ａから離間して第１流路Ａを開き、同時に他方の弁体７Ｂが弁座１０Ｂに接して第２流路Ｂを閉鎖することになる。
【００１２】
作動ロッド６はステンレス又はその他の金属棒からなるもので、この作動ロッド６には、図１に示すように、一端部の径大ロッド部６ｏを除いてフッ素樹脂製の皮膜チューブ９が嵌装されている。
【００１３】
各弁体７Ａ，７Ｂは、作動ロッド６に固着される芯金１１と、この芯金１１にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の厚肉の皮膜１２とからなる。芯金１１はステンレスによって形成される。各ダイアフラム８は、接液側に位置するフッ素樹脂製の薄肉の皮膜１３と、作動ロッド６に固着され、皮膜１３の背面側に配置される合成ゴム製のバックアップゴム１４とからなるもので、バックアップゴム１４を背面側から押さえるステンレス等金属製のディスク状押え板１５が作動ロッド６に取り付けられている。そして、弁体７Ａ，７Ｂ側の厚肉皮膜１２とダイアフラム８側の薄肉皮膜１３とは一体に形成されたものである。両皮膜１２，１３を一体形成するフッ素樹脂としては、テフロン（登録商標）が使用される。
【００１４】
各弁体７Ａ，７Ｂは、厚肉状皮膜１２の先端側周縁部１２ａ，１２ｂが本体管部４内部の弁座１０Ａ，１０Ｂに当接して第１流路Ａ又は第２流路Ｂを閉鎖し、またその先端側周縁部１２ａ，１２ｂが弁座１０Ａ，１０Ｂから離間して第１流路Ａ又は第２流路Ｂを開放する。
【００１５】
図２から分かるように、各ダイアフラム８のバックアップゴム１４及びディスク状押え板１５は、作動ロッド６にブッシュ１６を介して嵌挿固定されている。尚、作動ロッド６にはフッ素樹脂製の皮膜チューブ９が嵌装されている。また、ダイアフラム８と隣り合わせに設けられる各弁体７Ａ，７Ｂは、図２に示すように、その芯金１１が作動ロッド６に皮膜チューブ９及び接着剤層１７を介して外嵌固定されている。そして、芯金１１の表面全域、即ち接液部を覆うように皮膜１２が被着され、この皮膜１２とダイアフラム８の皮膜１３とが一体を成して、各弁体７Ａ，７Ｂ及びダイアフラム８の接液部全体を覆っている。
【００１６】
図３はから分かるように、各弁体７Ａ，７Ｂの皮膜１２の先端側中央部１２ｏは、芯金１１の先端側中央突起１１ｏを被覆すると共に、作動ロッド６外周部の皮膜チューブ９に食い込ませた状態で取り付けられている。皮膜チューブ９に食い込んだ皮膜１２の食い込み部分をｋで示す。このように、皮膜１２の先端部ｋを皮膜チューブ９に食い込ませることによって、弁体７Ａ，７Ｂの先端部が作動ロッド６の皮膜チューブ９に確実に接合されると共に、その接合箇所に滓等の溜まり場となる凹部が形成されることがなくなって、非常に衛生的となる。また図３に示すように、皮膜チューブ９を挟んで皮膜チューブ９の食い込み部分ｋの対向側にはゴムリング１８が外嵌されているが、このゴムリング１８は、皮膜チューブ９に対する弁体７Ａ，７Ｂの先端部の食い込みを容易にさせるためのものである。
【００１７】
各弁体７Ａ，７Ｂはフッ素樹脂のみで形成することもできるが、このフッ素樹脂のみで形成すると、弁体の径方向の熱伸縮が大きくなって、特に弁閉鎖時に、各弁体７Ａ，７Ｂとこれが当接する弁座１０Ａ，１０Ｂとの間に隙間が生じるなどしてシール性に悪影響を及ぼすことになる。これがために、各弁体７Ａ，７Ｂを、作動ロッド６に固着される芯金１１と、この芯金１１にその接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の厚肉の皮膜１２とによって形成することにより、芯金１１がフッ素樹脂の径方向の膨張や収縮を規制して、弁体７Ａ，７Ｂのシール性を常に良好に維持できるようにしている。
【００１８】
また、上記のように作動ロッド６に中心部側が取付け固定されたダイアフラム８の外周縁部は、図１及び図２に示すように、本体管部４の端部と取付部材１９の端部との間に挟み込んだ状態で、端部フランジ２０，２１をクランプ２２で締め付けることによって、本体管部４及び取付部材１９，２３に対し水密シール状態に取り付け固定される。しかして、各ダイアフラム８は、図示は省略するが、駆動手段５の駆動による作動ロッド６の往復動に伴って弾性変形するようになっている。
【００１９】
上記のように構成される流路切換弁を組み立てるには、作動ロッド６の径大ロッド部６ｏ側の端部に押え板１５、バックアップゴム１４及び弁体７Ａを取り付け、この作動ロッド６を本体管部４内に図１に関してその左側端部より挿入し、この作動ロッド６の右側端部に弁体７Ｂ、バックアップゴム１４及び押え板１５を取り付けた後、一方側（右側）の取付部材２３を本体管部４の一端部にクランプ２２で取り付け、また他方側（左側）の取付部材１９を本体管部４の他端部にクランプ２２で取り付ける。また取付部材１９は、その端部フランジ２４を、駆動手段５のケーシング２５に設けてある取付フランジ２６に係合させてクランプ２７で締め付けることによって、ケーシング２５に取り付ける。
【００２０】
上記のように構成される流路切換弁の使用において、この流路切換弁は、駆動手段５により作動ロッド６が往動して（図１の左方から右方へ移動して）弁体７Ａ，７Ｂが夫々図１の実線図示位置に来た時は、第１流路Ａが閉鎖され、第２流路Ｂが開通されている。従って、第１ポート１より供給される液体は、開通された第２流路Ｂを通って第３ポート３から出てゆくことになる。
【００２１】
第２流路Ｂが開通された状態から、駆動手段５により作動ロッド６が復動して弁体７が図２の実線図示位置から仮想線図示位置へ移動すると、弁体７Ａが弁座１０Ａから離間して第１流路Ａが開通されると共に、弁体７Ｂが弁座１０Ｂに当接して、第２流路Ｂが閉鎖される。従って、流路が第２流路Ｂから第１流路Ａに切り換わり、第１ポート１より供給される液体は、第１流路Ａを通って第２ポート２から出てゆくことになる。
【００２２】
しかして、この流路切換弁によれば、１つの駆動手段５による作動ロッド６の往動又は復動の１動作によって第１流路Ａと第２流路Ｂとの流路の切り換えを行なえるから、その流路切換動作を迅速且つ的確に行なうことができ、また１つの駆動手段５で済むため、弁構造の小型化を図ることができると共に、製作コストの低廉化を図ることができることになる。
【００２３】
また、この流路切換弁にあっては、弁体７Ａ，７Ｂ側の皮膜１２とダイアフラム８側の皮膜１３とを一体に形成したことによって、各種液体の残液や滓等が付着残存したり溜まったりするような箇所が形成されず、そのため残液や滓等が弁内に残存して腐るようなことがなくなり、しかも切換弁内の洗浄が一層容易となり、従って極めて衛生的である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の流路切換弁によれば、１つの駆動手段による作動ロッドの往動又は復動の動作によって第１流路と第２流路との流路の切り換えを行なえるから、その流路切換動作を迅速且つ的確に行なうことができ、また１つの駆動手段で済むため、弁構造の小型化を図ることができると共に、製作コストの低廉化を図ることができることになる。
【００２５】
請求項２に係る発明の流路切換弁によれば、各弁体が、作動ロッドに固着される芯金と、この芯金の接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の厚肉の皮膜とで形成されているから、フッ素樹脂製の厚肉皮膜によって、弁座に対する弁体の良好なシール性を確保でき、そしてまた芯金によってフッ素樹脂の径方向の膨張収縮を規制できるため、弁座に対するシール性を常に良好に維持できる。
【００２６】
請求項３に係る発明の流路切換弁によれば、各弁体が、芯金と、この芯金の接液部を覆うように被着されたフッ素樹脂製の皮膜とからなり、各ダイアフラムが、接液側に位置するフッ素樹脂製の皮膜と、皮膜の背面側に配置されるバックアップゴムとからなるもので、弁体側の皮膜とダイアフラム側の皮膜とが一体に形成されているから、フッ素樹脂製の厚肉皮膜によって、弁座に対する弁体の良好なシール性を確保でき、芯金によりフッ素樹脂の径方向の膨張収縮を規制して、弁座に対するシール性を常に良好に維持できると共に、弁体側の皮膜とダイアフラム側の皮膜とを一体に形成したことによって、各種液体の残液や滓等が付着残存したり溜まったりするような箇所が形成されず、そのため残液や滓等が弁内に残存して腐るようなことがなくなり、しかも切換弁内の洗浄が一層容易となって、極めて衛生的な流路切換弁となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流路切換弁を示す半断面正面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】図２の矢印Ｘで示す部分の拡大図である。
【符号の説明】
１                第１ポート
２                第２ポート
３                第３ポート
Ａ                第１流路
Ｂ                第２流路
４                本体管部
５                駆動手段
６                作動ロッド
７Ａ，７Ｂ        弁体
８                ダイアフラム
１０Ａ，１０Ｂ    弁座
１１              芯金子
１２              弁体側の皮膜
１３              ダイアフラム側の皮膜
１４              バックアップゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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