JP2004278566A - 流路切換弁 - Google Patents

Abstract

【目的】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の側壁部１ａに第１ポート１及び第２ポート２を本体管部４の軸方向と直交する方向に突設し、本体管部４の一端部に第３ポート３を本体管部４の軸方向に突設して、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り、本体管部４内に、軸方向に往復動する作動軸６を配置し、作動軸６の一端側には、往動時に第１流路Ａを開いて第２流路Ｂを閉じ、復動時に第１流路Ａを閉じて第２流路Ｂを開く弁体７を設け、作動軸６の他端側には本体管部４の他端部を常時閉塞するダイアフラム７を設ける。
【選択図】 図２

Description

【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ポートと第２ポートとの間の第１流路と、第２ポートと第３ポートとの間の第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、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ポートと第２ポートとの間の第１流路と、第２ポートと第３ポートとの間の第２流路とを選択的に切り換える従来の流路切換弁は、夫々の駆動手段で個別に操作される２つのダイアフラムを備え、一方のダイアフラムで第１流路を閉じれば、他方のダイアフラムで第２流路を開き、また一方のダイアフラムで第１流路を開けば、他方のダイアフラムで第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、夫々の駆動手段で個別に操作される２つのダイアフラムを備えて構成されるから、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つの駆動手段による作動軸の往動又は復動の１動作で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も目的とする。
【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の側壁部４ａに第１ポート１及び第２ポート２を本体管部４の軸方向と直交する方向に突設すると共に、第１ポート１と近い側の本体管部４の一端部に第３ポート３を本体管部４の軸方向に突設して、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軸６を配置し、作動軸６の一端側には、往動時又は復動時に第１流路Ａを開いて第２流路Ｂを閉じ、復動時又は往動時に第１流路Ａを閉じて第２流路Ｂを開く弁体７を設け、作動軸６の他端側には本体管部４の他端部を常時閉塞するダイアフラム８を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、作動軸６、弁体７及びダイアフラム８のそれぞれ接液部がフッ素樹脂製の皮膜１１により形成されると共に、作動軸６側の皮膜部１１ａと弁体７側の皮膜部１１ｂとダイアフラム８側の皮膜部１１ｃとが一体に形成されてい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、弁体７は作動軸６と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一部断面正面図、図２は図１に示す流路切換弁の一部拡大図である。これらの図において、４は本体管部で、この本体管部４には側壁部４ａに、第１ポート１及び第２ポート２が、夫々本体管部４の軸方向と直交する方向で互いに反対向きに突設され、また本体管部４の一端部、即ち第１ポート１に近い側の端部には、第３ポート３が本体管部４の軸方向に同心状に突設されている。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軸６が配置され、この作動軸６の一端側には、例えば往動時（図１，図２に関して右から左へ移動する時）に第１流路Ａを開いて第２流路Ｂを閉じ、復動時に第１流路Ａを閉じて第２流路Ｂを開く弁体７が配設され、そして作動軸６の他端側には本体管部４の他端部を常時閉塞するダイアフラム８が設けられている。尚、この実施形態では、作動軸６の往動時に第１流路Ａが開いて第２流路Ｂが閉じるようにしているが、これとは反対に作動軸６の復動時に第１流路Ａが開いて第２流路Ｂが閉じるようにしてもよい。
【００１１】
作動軸６を往復駆動する駆動手段５は、例えばエアシリンダからなるもので、そのシリンダのピストンロッドに連結された連結ロッド１２がロッドピン９を介して作動軸６の他端側に連動連結されている。しかして、駆動手段５の駆動により作動軸６が往動して、弁体７が図２の仮想線で示される位置から実線図示位置へ移動することにより、第１流路Ａが開いて第２流路Ｂが閉じ、また作動軸６が復動して、弁体７が実線図示位置から仮想線図示位置へ移動することにより、第１流路Ａが閉じて第２流路Ｂが開くことになる。
【００１２】
弁体７は第１流路Ａを開閉する第１弁体部７ａと第２流路Ｂを開閉する第２弁体部７ｂとからなり、第１弁体部７ａは本体管部４内に設けられた第１弁座１０ａに対して接離し、第２弁体部７ｂは第３ポート３の内端部に設けられた第２弁座１０ｂに対して接離するようになっている。
【００１３】
作動軸６と弁体７とは、ステンレス等の金属材により一体形成されると共に、これらの接液部が、フッ素樹脂であるテフロン（登録商標）からなる皮膜１１によって厚肉の層状に一体形成されている。この皮膜１１は、作動軸６及び弁体７の接液部を夫々厚肉層状に形成すると共に、ダイアフラム８の接液部を薄肉の層状に形成している。しかして、この皮膜１１は、作動軸６側の皮膜部１１ａと弁体７側の皮膜部１１ｂとダイアフラム８側の皮膜部１１ｃとからなる一体形成物である。
【００１４】
ダイアフラム８は、作動軸６側の厚肉状皮膜部１１ａから一体に延出した皮膜部１１ｃと、この皮膜部１１ｃの背面側に重合配置される合成ゴム製のバックアップゴム１３とからなるもので、このバックアップゴム１３を背面側から押さえるディスク状の押え板１４が前記連結ロッド１２に取り付けられている。
【００１５】
ダイアフラム８の中心部は、作動軸６の他端部とロッドピン９とに亘り嵌挿されて取り付けられ、その外周縁部は、本体管部４の他端部と取付管１５の端部とに挟まれた状態で、本体管部４側の端部フランジ１８と取付管１５側の端部フランジ１９とをクランプ２０で締め付けることによって取り付けられる。そして、このダイアフラム８は、駆動手段５の駆動による作動軸６の往復動に伴って図２の実線図示状態から同図の仮想線図示の状態に弾性変形するようになっている。また、第３ポート３の基端部にはフランジ部１６が一体形成されていて、このフランジ部１６が本体管部４側の端部フランジ１７に係合されてクランプ２１で接合され、本体管部４の一端部に取付け固定される。
【００１６】
この流路切換弁の組立に際しては、作動軸６及び弁体７に皮膜１１を被着したものを本体管部４内にその一端部から挿入した後、連結ロッド１２及びロッドピン９に取り付けた押え板１４及びバックアップゴム１４を本体管部４の他端側に配置して、ロッドピン９を作動軸６にねじ込み結合すると共に、バックアップゴム１４を皮膜１１の皮膜部１１ｃの背面に重合する。この後、本体管部４の一端部側に第３ポート３を取り付けると共に、本体管部４の他端部に取付管１５を取り付ける。また、取付管１５は、その端部フランジ２２を、駆動手段５のケーシング２３に設けてある取付フランジ２４に係合させてクランプ２５で締め付けることによって、ケーシング２３に取り付ける。
【００１７】
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、弁体７が図２の実線図示位置にある時は、第１弁体部７ａが第１弁座１０ａから離間して、第１流路Ａが開通されていると共に、第２弁体部７ｂが第２弁座１０ｂに接して第２流路Ｂが閉鎖されている。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。
【００１８】
第１流路Ａが開通された状態から、駆動手段５により作動軸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、第１弁体部７ａが第１弁座１０ａに接して第１流路Ａが閉鎖されると共に、第２弁体部７ｂが第２弁座１０ｂから離間して、第２流路Ｂが開通される。従って、流路が第１流路Ａから第２流路Ｂに切り換わり、第１ポート１より供給される液体は、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。
【００１９】
しかして、この流路切換弁によれば、１つの駆動手段５による作動軸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。
【００２０】
また、この流路切換弁にあっては、作動軸６、弁体７及びダイアフラム８のそれぞれ接液部がフッ素樹脂製の皮膜１１によって形成されているから、流通する液体が金属腐蝕性の薬液等であっても、作動軸６や弁体７、あるいはダイアフラム８を腐蝕させることがない。また、流通液体が高温液体の場合であっても、ダイアフラム８を熱変質させることがない上に、切換弁内の洗浄が容易となる。
【００２１】
そして、特にこの流路切換弁では、皮膜１１は、作動軸６側の皮膜部１１ａと弁体７側の皮膜部１１ｂとダイアフラム８側の皮膜部１１ｃとからなる一体形成物であるため、各種液体の滓等が付着残存したり溜まったたりするようなことがない上、切換弁内の洗浄が一層容易となって、衛生上極めて有効である。また、弁体７が作動軸６と一体に形成されているから、弁体７及び作動軸６の製作が容易であると共に、弁体７及び作動軸６への皮膜１１の形成が簡単容易となる。
【００２２】
図３は本発明に係る流路切換弁の他の実施形態を示す一部断面正面図である。図１及び図２の流路切換弁では、本体管部４の側壁部４ａの両側に第１ポート１と第２ポート２を互いに反対向きに突設しているが、この図３の流路切換弁では、第１ポート１と第２ポート２とを本体管部４の側壁部４ａの片側に隣合わせに同じ向きに突設したもので、この点だけが異なり、他の構成については、図３の流路切換弁とほとんど同様である。従って、同様な部材については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２３】
この流路切換弁において、作動軸６が往動して弁体７が図３の実線図示位置にある時、第１弁体部７ａが第１弁座１０ａから離間して第１流路Ａが開放され、第２弁体部７ｂが第２弁座１０ｂに接して第２流路Ｂが閉鎖される。従って、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。この状態から、駆動手段５により作動軸６が復動して弁体７が実線図示位置から仮想線図示位置へ移動すると、第１弁体部７ａが第１弁座１０ａに接して第１流路Ａが閉鎖され、第２弁体部７ｂが第２弁座１０ｂから離間して、第２流路Ｂが開放される。従って、流路は第１流路Ａから第２流路Ｂに切り換わり、第１ポート１より供給される液体は、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。
【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軸の往動又は復動の１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る。また、１つの駆動手段で済むから、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。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれ接液部がフッ素樹脂製の皮膜により形成されると共に、作動軸側の皮膜部と弁体側の皮膜部とダイアフラム側の皮膜部とが一体に形成されているから、これらの作動軸、弁体及びダイアフラム上に各種液体の滓等が付着残存したり溜まったりするようなことがない上、切換弁内の洗浄が一層容易となって、衛生上極めて有効である。
【００２６】
請求項３に係る発明によれば、弁体が作動軸と一体に形成されているから、弁体及び作動軸の製作が容易であると共に、弁体及び作動軸への皮膜の形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流路切換弁の一実施形態を示す一部断面正面図であ
る。
【図２】図１に示す流路切換弁の一部拡大図である。
【図３】本発明に係る流路切換弁の他の実施形態を示す一部断面正面図で
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 作動軸
７ 弁体
８ ダイアフラム
１１ 皮膜
１１ａ 作動軸側の皮膜部
１１ｂ 弁体側の皮膜部
１１ｃ ダイアフラム側の皮膜部

Claims (3)

1. 本体管部の側壁部に第１ポート及び第２ポートを本体管部の軸方向と直交する方向に突設すると共に、第１ポートと近い側の本体管部の一端部に第３ポートを本体管部の軸方向に突設して、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軸を配置し、作動軸の一端側には、往動時又は復動時に第１流路を開いて第２流路を閉じ、復動時又は往動時に第１流路を閉じて第２流路を開く弁体を設け、作動軸の他端側には本体管部の他端部を常時閉塞するダイアフラムを設けてなる流路切換弁。
2. 作動軸、弁体及びダイアフラムのそれぞれ接液部がフッ素樹脂製の皮膜により形成されると共に、作動軸側の皮膜部と弁体側の皮膜部とダイアフラム側の皮膜部とが一体に形成されている請求項２に記載の流路切換弁。
3. 弁体は作動軸と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。

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