JP4841270B2 - 弁装置および流路制御システム - Google Patents

Description

本発明は、磁力を用い外力によって流路を切り替える弁装置およびこの弁体を利用する流路制御システムに関する。

従来より、各種の制御弁が知られており、例えば電磁弁によれば電流を流通するか否かによって、弁をオンオフすることができる（特許文献１）。

ここで、各種の対象物を移動させる場合等において、対象物を移動装置により把持することが必要になる。一般に把持機構は比較的複雑であり、これに代えて減圧による吸引力によって対象物を引きつける機構が採用される場合も多い。

また、液状の薬剤は、通常ガラス容器に収容した状態で販売されており、この製造工程において薬剤を収容した薬剤容器についての混入異物の検査が行われる。例えば、液剤を薬剤容器に収容し、この撮影画像をＣＣＤカメラで撮影し、得られた画像を画像処理して、混入異物を検出している（特許文献２）。

このような検査においては、その検査の際に薬剤容器を回転させる。この薬剤容器を例えば回転台上において回転させる場合には、薬剤容器を回転台に固定する必要がある。このような薬剤容器の回転台への固定においても、減圧による吸引力が有効と考えられる。

特開２００５−３４４６２８号公報 特開２００２−１４０４９号公報

ここで、上述のような薬剤容器の検査は多数の薬剤容器について順次行わなければならない。従って、複数の回転台について吸引のための機構を設けなければならない。一方、薬剤容器が載らない回転台については、不要な大気を吸引することになるため吸引源との接続を断ちたいという要求がある。

そこで、各回転台に対応して電磁弁を設け、流路をオンオフすればよい。しかし、電磁弁を設けるためにはケーブルなどを設けなければならず、薬剤容器の検査は回転台を移動させながら行う場合が多く、装置が複雑になるという問題がある。

本発明は、薬剤容器の検査装置などに好適な弁装置およびその弁装置を利用した流路制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、ガイド体と、このガイド体内に往復移動自在に保持された移動体と、前記移動体の一端に設けられた磁性体と、該移動体の一端に対向するガイド体の一端側に設けられた磁性体と、を含み、前記磁性体の少なくとも一方を永久磁石とすることで、両磁性体間において吸引力を発生する第１磁力保持手段と、前記移動体の他端に設けられた磁性体と、該移動体の他端に対向するガイド体の他端側に設けられた磁性体と、を含み、前記磁性体の少なくとも一方を永久磁石とすることで、両磁性体間において吸引力を発生する第２磁力保持手段と、前記移動体に設けられ前記移動体を往復移動させる外力を受ける操作部と、前記ガイド体の一端側に設けられ、前記移動体が一端側に位置することで流路が閉じ、前記移動体が他端側に位置することで流路が開く弁部と、を含み、前記移動体が前記ガイド体の一端側の近くに位置した場合には、前記第１磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の一端側に吸引保持し、前記移動体が前記ガイド体の他端側の近くに位置した場合には、前記第２磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の他端側に吸引保持し、前記操作部への外力の印加によって前記移動体を一端側または他端側の他方の近くに移動させることによって、移動体の位置を一端側と他端側に移動することを特徴とする。

また、前記弁部は、前記ガイド体の一端側に設けられ外部と連通する第１流通口と、前記移動体の一端側に設けられ、前記移動体が前記ガイド体の一端側に位置する場合に、前記第１流通口の周囲を閉塞する弁体と、前記ガイド体に設けられ前記移動体の前記弁体を含む周囲を取り囲む密閉室と、この密閉室に設けられ外部と連通する第２流通口と、を含み、前記移動体の移動によって前記弁体が移動して、第１流通口と第２流通口との間の流路を開閉することが好適である。

また、前記弁装置は、円軌道上を回転され、円軌道上の第１の場所には、前記操作部に対し前記移動体を一端側に移動させる第１外力付与ポイントが設けられ、円軌道上の第２の場所には、前記操作部に対し前記移動体を他端側に移動させる第２外力付与ポイントが設けられ、前記第２外力付与ポイントにおいては、前記操作部に対し前記移動体を他端側に移動させるか否かが制御可能であることが好適である。

また、前記第２外力付与ポイントには、アクチュエータによって移動される操作端が設けられ、この操作端の移動によって、前記操作部に外力が付与されることが好適である。

本発明によれば、前記移動体が前記ガイド体の一端側の近くに位置した場合には、前記第１磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の一端側に吸引保持し、前記移動体が前記ガイド体の他端側の近くに位置した場合には、前記第２磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の他端側に吸引保持し、前記操作部への外力の印加によって前記移動体を一端側または他端側の他方の近くに移動させることによって、移動体の位置を一端側と他端側に移動する。従って、外力の印加によって、弁装置の切換ができ、その後は外力の印加の必要がない。従って、弁装置の駆動機構を簡略化できる。

また、このような弁装置を利用すれば、カム台などを用いて、単に外力を作用させるだけで容易に弁の駆動ができ、移動する弁装置についての切換を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る弁装置１００の構成を示す図であり、（ａ）は弁が閉じている状態、（ｂ）は弁が開いている状態を示してある。

ガイド体１０は、両端が閉じた中空の円筒状であり、本体１２は、その胴部であり、例えばステンレスやプラスチックなどで形成される。ガイド体１０の上端部には上部板１４が設けられ、例えば鉄やフェライトなどの磁性体で形成されている。また、ガイド体１０の下端部には、下部板１６が設けられ、これも上部板１４と同様に鉄やフェライトなどの磁性体で形成されている。

下部板１６の中央部には第１流通口１８が形成され、本体１２の下部板１６に近い部分には、第２流通口２０が形成されている。また、本体１２および下部板１６は、台座部２２に固着されており、この台座部２２には、第１流通口１８に通じる流路２４が設けられている。

本体１２の内部の円筒状空間には、円筒形の例えばステンレスで形成された移動体２６が図における上下方向において移動可能に挿入配置されている。移動体２６の下部は、若干大径になっており、その下端はリング状の弁体２８となっている。この弁体２８は、樹脂などシール性の高いものを採用することも好適であり、その場合には移動体２６の下面に貼り付けられる。また、移動体２６を樹脂で形成してもよい。この弁体２８は、第１流通口１８の周囲を覆うように形成されており、下部板１６に弁体２８が接した状態で、第２流通口１８は閉じられる。

移動体の中間部には、外方（図における右側）に向けて伸びる操作腕３０が取り付けられている。この操作腕３０のガイド体１０の外側には、ローラ３２が操作腕３０に対し回転可能に取り付けられている。また、操作腕３０が外方に突出できるように、本体１２の該当部分には、穴３４が設けられている。なお、この穴３４は、操作腕３０が上下動可能なように、上下方向の長穴となっている。

また、移動体２６の下部は、上部に比べて大径の大径部２６ａが形成されており、この大径部２６ａはシリコンで形成されている。そして、移動体２６の大径部２６ａの若干上部である操作腕３０の少し下方部分のまわりには、本体１２の周囲から内側に突出するつば部１２ａが設けられている。そして、移動体２６が上方に移動した場合には、大径部２６ａの肩部が本体１２のつば部１２ａの下面に突き当たり、ここがシールされ、本体１２の内部であって移動体２６の大径部２６ａを取り囲む空間３８が密閉空間となる。一方、移動体２６が上方に位置しない場合には、空間３８は周辺空間と連通している。なお、移動体２６の上端部分のまわりもシール材（軸受け材）４０によって本体１２の内部に上下動自在に支持されている。

また、移動体の上端部には、上部永久磁石４２が埋め込まれ、下端部には下部永久磁石４４が埋め込まれている。

図１（ａ）には、弁が閉じられている状態が示してある。移動体２６は、ガイド体１０の本体１２の内部で、下方に位置しており、移動体２６の下端に形成された弁体２８が下部板１６の上面に接触している。特に、この状態で下部永久磁石４４は、下部板１６の近くにあり、両者の間には磁力による吸引力が働いている。従って、移動体２６は下方に向けて引っ張られ、下部板１６に押しつけられる。このため、弁体２８によって、下部板１６の中央付近に設けられた第１流通口１８の周囲が閉塞され、第１流通口１８は第２流通口２０から切り離される。

図１（ｂ）には、弁が開いている状態が示してある。移動体２６は、ガイド体１０の本体１２の内部で、上方に位置しており、移動体２６の上端が上部板１４の下面に接触している。この状態で、上部永久磁石４２は、上部板１４の近くにあり、両者の間には磁力による吸引力が働いている。従って、移動体２６は上方に向けて引っ張られ、移動体２６は上方に保持される。このため、弁体２８は下部板１６から離れ、第１流通口１８の周囲が開放され、第１流通口１８と第２流通口２０は連通される。

このように、本実施形態においては、移動体２６は永久磁石４２または４４の磁力によって、移動体２６が上方位置または下方位置のいずれかに保持される。従って、操作腕３０に外力を印加して移動体２６を移動させて、反対側に近づかせることで、移動体２６の保持位置を反対側に移動させることができ、外力を加えなければ、そのときの位置に保持されることになる。

なお、本実施形態では、移動体２６に永久磁石４２，４４を設けたが、吸引力が発生すれば、下部板１６および上部板１４に永久磁石を設け、移動体２６側を単なる磁性体で形成してもよく、さらに両者とも永久磁石にしてもよい。

図２には、操作腕３０に外力を付与するための構成を示してある。支持柱５０の上部にはアクチュエータ５２が取り付けられている。このアクチュエータ５２は、その出力軸５４が上下方向に進退自在なもので、この例では電磁ソレノイドであるが、どのような形式のものでもよい。

アクチュエータ５２の出力軸５４には、付勢用部材５６が接続され、この付勢用部材５６に下部バネ押さえ部５８が取り付けられている。この下部バネ押さえ部５８は、バネ６０を支持柱５０に固定された上部バネ押さえ部６２との間で保持するものである。また、バネ６０の中心部を貫通して軸６６が上部バネ押さえ部６２と下部バネ押さえ部５８との間に配置されており、バネ６０は軸６６を取り巻くように位置している。また、バネ６０は、上部バネ押さえ部６２と下部バネ押さえ部５８との間に圧縮保持されているため、下部バネ押さえ部５８はバネ６０の力によって下方に向けて付勢され、従って付勢用部材５６も下方に向けて付勢されている。

付勢用部材５６には、カム台６４が接続されている。このカム台６４は、上述した操作腕３０に取り付けられたローラ３２の軌道上に配置されており、このカム台６４の上面側をローラ３２が走行する。そして、カム台６４はローラ３２が移動してくる方向の先端部は厚みが薄く、中間から後ろに向けて厚みが厚くなっており、カム台６４は移動してくるローラ３２を押し上げるようになっている。

ここで、このカム台６４は、付勢用部材５６を介しアクチュエータ５２の出力軸５４に取り付けられている。そして、アクチュエータ５２は力を出力しているときには、バネ６０の力に抗してカム台６４を引き上げ、アクチュエータ５２が力を出力していないときにはカム台６４はバネ６０の力によって下方に移動する。

これによって、アクチュエータ５２により、カム台６４が引き上げられている場合には、図３の左に示すように、ローラ３２は、カム台６４の上面により上方に押し上げられる。一方、アクチュエータ５２により、カム台６４が引き上げられていない場合には、図３の右に示すように、ローラ３２は、カム台６４の上方を素通りするため、上方に押し上げられることはない。

ここで、ローラ３２が上方に押し上げられると、操作腕３０が上方に押し上げられ、従って移動体２６が上方に移動する。従って、ガイド体１０を移動して、その時にローラ３２がカム台６４によって押し上げられることで、移動体２６がガイド体１０内で上方に移動して第１流通口１８と、第２流通口２０が連通する。このため、ローラ３２が通過するときに、アクチュエータ５２によってカム台６４を引き上げることによって、移動体２６を上方に移動できる。一方、アクチュエータ５２から力が出力されずカム台６４が下方に下がっていた場合には移動体２６が上方に移動することはない。

そこで、図４に示すように下方へ移動させるためのカム台７０を固定的に設けておき、ローラ３２がここを通過する際に移動体２６を下方に移動させておき、その後カム台６４を上を通過させるようにすることで、移動体２６を上方に位置させるかまたは下方に位置させるかをアクチュエータ５２により制御することができる。

なお、移動体２６に上方および下方へ移動させる構成について、その力を付与できれば、上述の以外の構成を採ってもよい。

図５には、ガイド体１０等の移動ステージの概略が示してある。移動体２６を収容したガイド体１０を含む弁装置１００は、円盤６６の周囲に固定されて回転移動する。そして、第２外力付加ポイントである、図における左側の１つのガイド体移動位置（時計でいう９時位置）に対応してアクチュエータ５２により駆動されるカム台６４が配置されている。また、第１外力付加ポイントである、図における下側の１つのガイド体移動位置（時計でいう６時位置）には、固定の下側付勢用のカム台７０が配置されている。

従って、全ての弁装置１００における移動体２６は、７時位置で必ず下側に移動され、カム台６４がアクチュエータ５２によって引き上げられている場合に、該当する移動体２６が上側に移動する。

また、ガイド体１０の上方には、薬剤容器であるバイアルビン８０を載せる載置台（図示せず）が設けられており、この載置台上に８時位置でバイアルビン８０が導入され、４時位置においてバイアルビン８０が排出される。そして、バイアルビン８０が導入され載置された載置台については、対応する移動体２６が上方に移動され、弁装置が開放されて真空ポンプからの減圧が作用され、バイアルビン８０が載置台に吸引される。一方、バイアルビン８０が導入載置されなかった載置台に対応する移動体２６については移動体２６は下方に位置したままとなり、弁装置を閉じた状態にする。これによって、吸引力の効率的な利用が図られる。

図６には、吸引のシステムが模式的に示されている。真空ポンプ７８が第１流通口１８に接続され、第２流通口２０には、載置台７２の開口７６に通じる流路７４が接続される。従って、移動体２６が上方に移動している場合には、真空ポンプ７８によって載置台７２の開口７６から吸引され、その上におかれたバイアルビン８０が吸い付けられる。

なお、全ての弁装置は、１つの真空ポンプ７８に接続される。ここで、真空ポンプ７８は、固定されており、弁装置１０は回転移動するため、ロータリジョイント８２を介し、第１流通口１８に流路が接続される。また、載置台７２にバイアルビン８０が載っているか否かが予めわかっていれば、その信号に基づいてアクチュエータ５２を制御すればよく、所望の検出手段によりバイアルビン８０が載っているか否かを検出して、その検出結果に基づいてアクチュエータ５２を制御してもよい。

弁装置の構成を示す図である。 カム台６４の移動機構を示す図である。 カム台６４の移動と、ローラの動きを示す図である。 カム台７０の作用を示す図である。 移動ステージの構成を示す図である。 吸引のシステムを示す図である。

符号の説明

１０ ガイド体、１２ 本体、１４ 上部板、１６ 下部板、１８ 流通口、２０ 流通口、２２ 台座部、２４ 流路、２６ 移動体、２８ 弁体、３０ 操作腕、３２ ローラ、３４ 穴、３６ シール材、３８ 密閉空間、４２ 上部永久磁石、４４ 下部永久磁石、５０ 支持柱、５２ アクチュエータ、５４ 出力軸、５６ 付勢用部材、５８ 下部バネ押さえ部、６０ バネ、６２ 上部バネ押さえ部、６４，７０ カム台、６６ 軸、７０ 円盤、７２ 載置台、７４ 流路、７６ 開口、７８ 真空ポンプ、８０ バイアルビン、１００ 弁装置。

Claims (4)

1. ガイド体と、
   このガイド体内に往復移動自在に保持された移動体と、
   前記移動体の一端に設けられた磁性体と、該移動体の一端に対向するガイド体の一端側に設けられた磁性体と、を含み、前記磁性体の少なくとも一方を永久磁石とすることで、両磁性体間において吸引力を発生する第１磁力保持手段と、
   前記移動体の他端に設けられた磁性体と、該移動体の他端に対向するガイド体の他端側に設けられた磁性体と、を含み、前記磁性体の少なくとも一方を永久磁石とすることで、両磁性体間において吸引力を発生する第２磁力保持手段と、
   前記移動体に設けられ前記移動体を往復移動させる外力を受ける操作部と、
   前記ガイド体の一端側に設けられ、前記移動体が一端側に位置することで流路が閉じ、前記移動体が他端側に位置することで流路が開く弁部と、
   を含み、
   前記移動体が前記ガイド体の一端側の近くに位置した場合には、前記第１磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の一端側に吸引保持し、前記移動体が前記ガイド体の他端側の近くに位置した場合には、前記第２磁力保持手段が前記移動体をガイド体内の他端側に吸引保持し、前記操作部への外力の印加によって前記移動体を一端側または他端側の近くに移動させることによって、移動体の位置を一端側と他端側に移動する弁装置を有し、
   前記弁装置は、円軌道上を回転され、
   円軌道上の第１の場所には、前記操作部を介して前記移動体を前記ガイド体の一端側に移動させる第１外力付与ポイントが設けられ、
   円軌道上の第２の場所には、前記操作部を介して前記移動体を前記ガイド体の他端側に移動させる第２外力付与ポイントが設けられ、
   前記第２外力付与ポイントにおいては、前記操作部を介して前記移動体を前記ガイド体の他端側に移動させるか否かが制御可能であることを特徴とする流路制御システム。
2. 請求項１に記載の流路制御システムにおいて、
   前記弁部は、
   前記ガイド体の一端側に設けられ外部と連通する第１流通口と、
   前記移動体の一端側に設けられ、前記移動体が前記ガイド体の一端側に位置する場合に、前記第１流通口の周囲を閉塞する弁体と、
   前記ガイド体に設けられ前記移動体の前記弁体を含む周囲を取り囲む密閉室と、
   この密閉室に設けられ外部と連通する第２流通口と、
   を含み、
   前記移動体の移動によって前記弁体が移動して、第１流通口と第２流通口との間の流路を開閉することを特徴とする弁装置。
3. 請求項１または２に記載の流路制御システムにおいて、
   前記第２外力付与ポイントには、アクチュエータによって移動される操作端が設けられ、この操作端の移動によって、前記操作部に外力が付与されることを特徴とする流路制御システム。
4. 請求項３に記載の流路制御システムにおいて、
   前記操作部には、ローラが設けられ、
   前記第１外力付与ポイントには、ローラの走行面であって、ローラが走行面上を走行することによって前記移動体が前記ガイド体の一端側に移動するカム面が設けられ、
   前記第２外力付与ポイントには、ローラの走行面であって、ローラが走行面上を走行することによって前記移動体が前記ガイド体の他端側に移動するカム面が設けられ、
   前記第２外力付与ポイントのカム面がローラと係合する位置と係合しない位置に移動されることを特徴とする流路制御システム。
   
   

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