(57)【要約】【課題】流体制御装置において、ハウジングとロータリーバルブの間の寸法精度や、ハウジングの内面やロータリーバルブの外面の表面仕上に頼ることなく、また、グリス等の介在物に頼ることなく、それらの間に良好なシールを提供するシーリング部材を提供すること。【解決手段】流体制御装置に用いるシーリング部材であって、この流体制御装置は、流入口と流出口を有するハウジングと、ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブを備える。ロータリーバルブは、ハウジングの内部で回転したときにハウジングの流入口若しくは流出口と連通し得る開口を有し、開口以外の部分では閉じている。シーリング部材はリング状であって、ハウジングの内面とロータリーバルブの外面の間に設けられている。【選択図】          図５
2005042778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体制御装置に用いるシーリング部材であって、
前記流体制御装置は、
流入口と流出口を有するハウジングと、
前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記ハウジングの内部で回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口と連通し得る開口を有し、前記開口以外の部分では閉じている、前記ロータリーバルブと、を備え、
前記シーリング部材はリング状であって、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に設けられていることを特徴とするシーリング部材。
【請求項２】
流体制御装置に用いるシーリング部材であって、
前記流体制御装置は、
円筒形の内面を有するハウジングであって、前記内面を貫通した状態で設けられた前記ハウジングの内部と外部を連絡し得る流入口と流出口を有する、前記ハウジングと、
円筒形の外面を有し、前記外面と前記ハウジングの内面を面接触させた状態で前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記外面を貫通した状態で設けられた前記ロータリーバルブの内部と外部を連絡し得る開口を有するが前記開口以外の部分では閉じた状態とされ、前記ハウジングの内部で回転したときに前記開口と前記ハウジングの流入口若しくは流出口が連通し得るようになっている、前記ロータリーバルブと、を備え、
前記シーリング部材はリング状であって、前記ロータリーバルブが前記ハウジングの内部で少なくとも１回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口の全領域を横切るように、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に前記ハウジングの内面に密着した状態で設けられていることを特徴とするシーリング部材。
【請求項３】
前記シーリング部材はＯリングである請求項１又は２に記載のシーリング部材。
【請求項４】
流体制御装置において、
流入口と流出口を有するハウジングと、
前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記ハウジングの内部で回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口と連通し得る開口を有し、前記開口以外の部分では閉じている前記ロータリーバルブと、
前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に設けられたリング状のシーリング部材と、を備えることを特徴とする流体制御装置。
【請求項５】
流体制御装置において、
円筒形の内面を有するハウジングであって、前記内面を貫通した状態で設けられた前記ハウジングの内部と外部を連絡し得る流入口と流出口を有する前記ハウジングと、
円筒形の外面を有し、前記外面と前記ハウジングの内面を面接触させた状態で前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記外面を貫通した状態で設けられた前記ロータリーバルブの内部と外部を連絡し得る開口を有するが前記開口以外の部分では閉じた状態とされ、前記ハウジングの内部で回転したときに前記開口と前記ハウジングの流入口若しくは流出口が連通し得るようになっている、前記ロータリーバルブと、
シーリング部材と、を備え、
前記シーリング部材はリング状であって、前記ロータリーバルブが前記ハウジングの内部で少なくとも１回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口の全領域を横切るように、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に前記ハウジングの内面に密着した状態で設けられていることを特徴とする流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体制御装置に用いるシーリング部材及びこのシーリング部材を用いた流体制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体制御装置、例えば、ロータリーバルブを用いた流体制御装置は、弁、計量装置、或いは吐出装置として、食品産業を含め広く工業一般に使用されている。
この装置によれば、所定量の流体を計量し、吐出させることができる。
【０００３】
図１乃至図３に、ローターバルブを用いた従来の流体制御装置を示している。
図１は、この従来装置の概略斜視図、図２は、図１の２−２線断面図、図３は、この装置で使用したロータリーバルブの概略斜視図である。
【０００４】
この流体制御装置は、主に、ハウジング２０と、このハウジング２０の内部で回転可能に設けられたロータリーバルブ３０から成る。
【０００５】
ハウジング２０の外面２１は、全体として略円筒形であり、その内面２２は円筒形とされている。特に内面２２は非常に滑らかなものとなっている。ただし、他の部品（図示されていない）への取り付けを容易にするため、ハウジング２０の外面底部２３は平板状に形成されていてもよい。ハウジング２０の上部２４及び底部２５は開放されている。流体制御装置の組立時に、これらの開放端２４、２５からロータリーバルブ３０を挿入することができる。ハウジング２０の内面２２の一部には、ロータリーバルブ３０への液体の流入を可能にするため、内面２２を貫通した状態で設けられた、ハウジング２０の内部と外部を連絡し得る円形の流入口２６が設けられている。更に、流入口２６の対向側には、ロータリーバルブ３０からの液体の流出を可能にするため、ハウジング２０の内面２２を貫通した状態で設けられた、ハウジング２０の内部と外部を連絡し得る円形の流出口２７が設けられている。尚、これら流入口２６と流出口２７は略同じ径を有すると考えてよい。
【０００６】
ロータリーバルブの外面３１は、ハウジング２０の内面２２に対応して、全体として略完全な円筒形とされている。ハウジング２０内での滑りをよくするため、この外面３１は非常に滑らかなものとなっている。ハウジング２０の流入口２６や流出口２７に対応して、ロータリーバルブ３０の外面３１の前方の一部に、外面３１を貫通した状態で設けられたロータリーバルブ３０の内部と外部を連絡し得る円形の開口３２が設けられている。但し、ロータリーバルブ３０は、ハウジング２０と異なり、その上部３３及び底部３４は完全に閉じた状態とされている。したがって、ロータリーバルブ３０は、この開口３２を通じてのみ流体を受け入れ、吐出すことができる。尚、この開口３２の径は、ハウジング２０の流入口２６や流出口２７よりも若干大き目である。
【０００７】
ロータリーバルブ３０は、ハウジング２０の内部へ、ハウジング２０の中心とロータリーバルブ３０の中心が一致するよう同心的に挿入される。ロータリーバルブ３０がハウジング２０の内部に挿入されたとき、ロータリーバルブ３０の外面３１とハウジング２０の内面２２は、滑らかな面同士によって互いに面接触（面シール）される。この面接触により、ロータリーバルブ３０の外面３１とハウジング２０の内面２２との間の隙間からの流体の漏れが、完全ではないがある程度防止される。
また、ロータリーバルブ３０の開口３２に隣接して、シーリング部材２８が設けられている。このシーリング部材２８は、ロータリーバルブ３０の外周全体を垂直方向において包囲する。このシーリング部材２８に対応して、ロータリーバルブ３０の周囲に、シーリング部材２８を位置決めするための環状の垂直凹部３８が設けられている。ロータリーバルブ３０がハウジング２０の内部に挿入されたとき、シーリング部材２８はこのロータリーバルブの垂直凹部３８に嵌まり、また、ハウジング２０の内壁と密着する。これにより、ロータリーバルブ３０からの流体漏れをより完全に防ぐことができる。
【０００８】
ロータリーバルブ３０をハウジング２０内部で回転させることにより、ロータリーバルブ３０の開口３２とハウジング２０の流入口２６若しくは流出口２７は連通し得る。ロータリーバルブ３０は、例えば、その上部３３に設けたつまみ３５を手動若しくは自動で回転させることによって回転させることができる。尚、ある一時点において、ロータリーバルブ３０の開口３２と連通し得るのは、流入口２６若しくは流出口２７のいずれか一方のみであって、双方と連通してしまうことはない。
【０００９】
明らかなように、ロータリーバルブ３０をハウジング２０の内部で回転させたとき、ロータリーバルブ３０の開口３２とハウジング２０の流入口２６若しくは流出口２７は、互いに所定の領域で重なり合う。
【００１０】
例えば、ロータリーバルブ３０の開口３２が上方に位置付けられて、ハウジング２０の流入口２６との間に重なり合う領域を有するとき、流体はこれら開口３２と流入口２６を通じて、図示矢印Ａ方向にて、ロータリーバルブ３０の内部に流入する。また、ロータリーバルブ３０の開口３２が下方に位置付けられて、ハウジング２０の流出口２７との間に重なり合う領域を有するとき、流体はこれら開口３２と流出口２７を通じて、図示矢印Ｂ方向にて、ロータリーバルブ３０の外部に吐出される。これに対し、ロータリーバルブ３０の開口３２が略中間位置に位置付けられて、ハウジング２０の流入口２６若しくは流出口２７と重なり合う領域を有しないとき、流体はロータリーバルブ３０の内部に保持されたままとなる。以上の構成により、一定量の流体を計量し、また、小分けすることができる。
【００１１】
このような構成を持つ流体制御装置１０では、ハウジング２０の内面２２とロータリーバルブ３０の外面３１との面接触の状態、つまり、ハウジング２０とロータリーバルブ３０の間のシーリング能力が重要な特性の１つとなる。換言すれば、このような構成の流体制御装置１０では、ハウジング２０と内径とロータリーバルブ３０の外径の寸法精度やハウジング２０の内面２２とロータリーバルブ３０の外面３１の表面仕上に、非常に厳しい要求が課されることになる。
【００１２】
【特許文献１】
特許第３０３２７８７号
この文献には、スープ等の流体を小分けする小分け装置と通常のパッキンが開示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、寸法精度や表面仕上だけで完全なシールを達成することは非常に困難を伴う。このため、上記の構成を持つ流体制御装置では、一般に、ハウジングとロータリーバルブの間にグリス等の介在物が使用されていた。しかしながら、グリス等は衛生上の理由から食品には不向きである。また、例えば、流体が高温の場合、ハウジングやロータリーバルブの熱膨張によって寸法精度に狂いが生じ、ハウジングとロータリーバルブの間の嵌め合いが不良となり、結果的に、流体漏れや機械トラブルが生じてしまう危険があった。更に、例えば、ロータリーバルブの回転中にハウジングのシール面に傷がつき、この傷を通じて流体が漏れ出てしまう危険もあった。
【００１４】
本発明はこれらの問題点を解決するためになされたものであり、ハウジングとロータリーバルブの間の寸法精度や、ハウジングの内面やロータリーバルブの外面の表面仕上に頼ることなく、また、グリス等の介在物に頼ることなく、良好なシールを達成するシーリング部材を提供することを目的とする。また、高温にも耐えることができるシーリング部材を提供することを目的とする。更に、シール面に傷をつけにくいシーリング部材を提供することを目的とする。更に、このようなシーリング部材を用いた流体制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、流体制御装置に用いるシーリング部材であって、前記流体制御装置は、流入口と流出口を有するハウジングと；前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記ハウジングの内部で回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口と連通し得る開口を有し、前記開口以外の部分では閉じている、前記ロータリーバルブと；を備え、前記シーリング部材はリング状であって、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、流体制御装置に用いるシーリング部材であって、前記流体制御装置は、円筒形の内面を有するハウジングであって、前記内面を貫通した状態で設けられた前記ハウジングの内部と外部を連絡し得る流入口と流出口を有する、前記ハウジングと；円筒形の外面を有し、前記外面と前記ハウジングの内面を面接触させた状態で前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記外面を貫通した状態で設けられた前記ロータリーバルブの内部と外部を連絡し得る開口を有するが前記開口以外の部分では閉じた状態とされ、前記ハウジングの内部で回転したときに前記開口と前記ハウジングの流入口若しくは流出口が連通し得るようになっている、前記ロータリーバルブと；を備え、前記シーリング部材はリング状であって、前記ロータリーバルブが前記ハウジングの内部で少なくとも１回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口の全領域を横切るように、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に前記ハウジングの内面に密着した状態で設けられていることを特徴としている。
【００１７】
更に、本発明は、流体制御装置において、流入口と流出口を有するハウジングと；前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記ハウジングの内部で回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口と連通し得る開口を有し、前記開口以外の部分では閉じている前記ロータリーバルブと；前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に設けられたリング状のシーリング部材と；を備えることを特徴としている。
【００１８】
更にまた、本発明は、流体制御装置において、円筒形の内面を有するハウジングであって、前記内面を貫通した状態で設けられた前記ハウジングの内部と外部を連絡し得る流入口と流出口を有する前記ハウジングと；円筒形の外面を有し、前記外面と前記ハウジングの内面を面接触させた状態で前記ハウジングの内部で回転し得るロータリーバルブであって、前記外面を貫通した状態で設けられた前記ロータリーバルブの内部と外部を連絡し得る開口を有するが前記開口以外の部分では閉じた状態とされ、前記ハウジングの内部で回転したときに前記開口と前記ハウジングの流入口若しくは流出口が連通し得るようになっている、前記ロータリーバルブと；シーリング部材と；を備え、前記シーリング部材はリング状であって、前記ロータリーバルブが前記ハウジングの内部で少なくとも１回転したときに前記ハウジングの流入口若しくは流出口の全領域を横切るように、前記ハウジングの内面と前記ロータリーバルブの外面の間に前記ハウジングの内面に密着した状態で設けられていることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図４、図５を参照して、本発明の一実施形態による流体制御装置を説明する。これら図４、図５は、それぞれ、上の図２、図３に対応するものと考えてよい。以下、図１乃至図３に示した従来装置１０と本発明の流体制御装置１との主な相違を説明する。尚、同様の部材には同様の参照番号を付す。
【００２０】
従来装置１０と本発明の装置１との主な相違は、本発明の装置１では、良好なシールを達成するために、シーリング部材２８に加えて更に、ハウジング２０の内面２２とロータリーバルブ３の外面３１との間にシーリング部材としてＯリング５が設けられている点にある。
【００２１】
Ｏリング５は全体として楕円形であり、例えば、弾性材料である耐熱樹脂で形成されている。耐熱性としたことにより、流体が高温であってもＯリングは変形してしまうことはなく、シーリング能力が低下してしまうことはない。また、樹脂性としたことにより、ロータリーバルブ３がハウジング２０の内部で回転したときに、ハウジング２０の内面２２を傷つけてしまうことも少ない。
【００２２】
Ｏリング５は、ロータリーバルブ３の外面３１に設けた傾斜溝、更に言えば、ロータリーバルブ３が回転する際の軸方向（水平方向）に対して約４５度傾斜している傾斜溝３６に嵌め込むことによって位置決めされ、保持される。Ｏリング５はこの所定位置においてロータリーバルブ３とともに回転し得る。ただし、このＯリング５を設ける位置は、シーリング部材２８よりも、より開口３２に近い側とする。Ｏリング５は、傾斜溝３６に嵌め込まれた後も、その上部は傾斜溝３６から多少突出した状態とされるため、ロータリーバルブ３をハウジング２０に挿入したとき、Ｏリング５は、ハウジング２０の内面２２とロータリーバルブ３の外面３１との間において、ハウジング２０の内面２２に所定の接圧で接した状態でそこに密着されることになる。
【００２３】
尚、ハウジング２０の流入口２６や流出口２７からの流体漏れを防ぐことができるように、Ｏリングは、ロータリーバルブ３がハウジング２０の内部で少なくとも１回転したときに、ハウジング２０の流入口２６や流出口２７の全領域を横切るような位置に配置される必要がある。また、ハウジング２０の流入口２６や流出口２７及びロータリーバルブ３の開口３２からの流体漏れを防ぐことができるように、流入口２６や流出口２７及び開口３２は、ロータリーバルブ３が回転する際の軸方向（水平方向）において、Ｏリング５の内側に配置される必要がある。つまり、図５によく示されているように、ロータリーバルブ３が回転する際の軸方向におけるＯリング５の長さ部分「ア」は、ロータリーバルブ３の開口３２の水平方向における長さ部分「イ」やハウジング２０の流入口２６や流出口２７の水平方向における長さ部分「ウ」（流入口２６や流出口２７の径）よりも大きくなければならず、また、Ｏリング５の長さ部分「ア」の範囲内に、「イ」や「ウ」の長さ部分が含まれなければならない。Ｏリング５は、少なくともこれらの条件を満たすような大きさ及び位置を有しなければならない。
【００２４】
明らかなように、Ｏリング５を用いることにより、ハウジング２０とロータリーバルブ３の間の面接触にもかかわらず、それらの隙間から流体が漏れ出たときでも、流体はＯリング５によって塞き止められ、或いは、Ｏリング５が流入口２６や流出口２７を横切るときに、漏れ出た流体はそれら流入口２６や流出口２７へ戻されるため、流体の外部漏れをより有効に防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ハウジングとロータリーバルブの間の寸法精度や、ハウジングの内面やロータリーバルブの外面の表面仕上に頼ることなく、また、グリス等の介在物に頼ることなく、良好なシールを提供するシーリング部材を提供することができる。また、高温にも耐えることができるシーリング部材を提供することができる。更に、シール面に傷をつけにくいシーリング部材を提供することを目的とする。更に、このようなシーリング部材を用いた流体制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローターバルブを用いた従来の流体制御装置の概略斜視図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図１の装置で使用したロータリーバルブの概略斜視図。
【図４】本発明の流体制御装置を示す図であって、従来装置の図２に対応する図。
【図５】本発明の流体制御装置を示す図であって、従来装置の図３に対応する図。
【符号の説明】
１    流体制御装置
３    ロータリーバルブ
５    Ｏリング
２０  ハウジング
【図１】
2005042778.tif 000003
【図２】
2005042778.tif 000004
【図３】
2005042778.tif 000005
【図４】
2005042778.tif 000006
【図５】
2005042778.tif 000007