JPH0210310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、びん、缶、たる詰機等の食品機械等
に適用される流体切換弁用のパツキンに関するも
のである。

（従来の技術） 前記流体切換弁の従来例を第１図によつて説明
すると、弁本体１に円筒状穴２と両側の流路３，
４，５を設け、円筒状穴２に嵌挿して摺動される
スプール６に、流路３，４，５間を切り換え連通
する内部流路形成用の環状凹部６ｃを設け、複数
のリング溝６ｂにＯリング７，８，９を嵌装し環
状凹部６ｃを外気に対しシールするとともに、
上、下端部にストツパ６ａ、接触面６ｄを設け、
接触面６ｄに対接したカム等（図示省略）により
スプール６を摺動して、第１図に示すように環状
凹部６ｃにより流路３，４，５を連通し、スプー
ル６の上、下摺動により流路３と４のみを連通
し、あるいは流路３と５のみを連通するように切
り換える構造になつている。

また、複数の流路を有する弁本体内に内部の流
路を形成するパツキンを嵌挿するとともに、該パ
ツキン内に挿入した流路開閉用のスプールの摺動
により、パツキンの中央部に設けた外側突起、あ
るいは内、外側突起を拡縮して内部の流路を開閉
する流体切換弁も開発、提案されている。（例え
ば、特公昭44−11513号公報） （発明が解決しようとする課題） 従来の前記流体切換弁、前記パツキンにおいて
第１図に示す流体切換弁は、スプールの環状凹部
を外気に対しシールするために、スプールに複数
のＯリングを嵌装する必要があり、スプールの摺
動によりＯリングが流路の角部に引き掛つて損傷
され、食品機械において流路をホツトサニテーシ
ヨン（85〜95℃）すると、Ｏリングがドライ状態
となりその摺動抵抗が増加しさらに損傷、疲労さ
れ、また、Ｏリングの円筒状穴に対する摺動によ
り、スプール外面、円筒状穴の内面に付着したゴ
ミ、潤滑剤、水分等が内部流路内へ吸い込まれ易
く、衛生上の問題があり流体の流通性、スプール
の摺動性が低下するなどの問題点がある。

内部流路形成用のパツキンを有する前記流体切
換弁は、同パツキンの適用によりスプールのＯリ
ングを不要にしているが、同パツキンの従来例
は、内部流路を形成する薄肉状の筒状主体部の中
央部外周に外側突起を設け、大径部あるいは小径
部付きスプールが前記筒状主体部の全域にわたり
摺動しかつ拡縮するため、薄肉状の筒状主体部の
損傷、疲労が著しく、同パツキンで形成する内部
流路の断面積が変わりその開閉が困難になり作動
信頼性、耐久性に問題がある。また、前記筒状主
体部の中央部内、外周側に内、外側突起を突設
し、スプールを内側突起のみに摺動させるものも
あるが、筒状主体部に小孔を設けてその内側に流
体を導入して内圧を高め、同筒状主体部に対する
スプールの摺動を防止する機構を設ける必要があ
り、筒状主体部の内側にゴミ等が流入、堆積し衛
生上の問題があるとともに、スプールの摺動性が
悪くなり、筒状主体部の変形、疲労等と相まつて
内、外側突起の倒れが生じ易く、内、外側突起の
拡縮性能が低下し作動信頼性上、耐久性に問題が
ある。

さらに、前記両パツキンは、弁本体の円筒状穴
の全長にわたり嵌挿された長尺の大型形状になつ
ており、高価な該パツキンの取り替えにより著し
くコスト高になるなどの問題点がある。

本発明は、前記のような課題に対処するために
開発されたものであつて、その目的とする処は、
大幅な小型化、コンパクト化とともに、内部流路
を形成する両端外周側のシールリツプにおけるシ
ール性を高め、筒状主体部の損傷、疲労を減少
し、さらに内、外側突起の拡縮性、作動信頼性を
向上させた流体切換弁用パツキンを提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、弁本体の円筒状穴内に嵌挿されて流
体出入用の流路間で開閉される内部流路を形成
し、前記円筒状穴内に嵌挿したパツキン押えで固
定され同パツキン押え内のスプールによつて拡縮
される流体切換弁用パツキンにおいて、前記パツ
キン押えにより内面および両側が支持される可撓
性の筒状主体部と、該筒状主体部の両端外周側に
突設されかつシール周面および前記パツキン押え
で支持されるシール側面を突設したシールリツプ
と、前記筒状主体部の中央部外周側に突設され外
側への拡大により前記内部流路を開閉する曲面接
触部を備えた復元性の外側突起と、前記筒状主体
部の中央部内周側に突設され前記スプールで拡縮
される曲面接触部を備えた内側突起を具備した構
成に特徴を有し、パツキン押えにより内面と両側
が支持される可撓性の筒状主体部として、小型
化、コンパクト化するとともに摺動をなくし、筒
状本体部の両端外周部に突設された両シールリツ
プにシール周面とシール側面を突設して、内部流
路のシール性を高め、筒状主体部の中央部内、外
周側に突設した内、外側突起に曲面接触部を設け
て、スプールによる内、外側突起の拡縮性能を高
め流路開閉を円滑にしている。

（作用） 該パツキンは、弁本体の円筒状穴内に嵌挿され
て流体出入用の流路間で開閉される内部流路を形
成するとともに、パツキン押えによつて筒状本体
部の内面および側面が支持され、前記流路間の所
定位置に固定されるとともに、両シールリツプに
突設したシール側面およびシール周面によつて前
記内部流路の優れたシール性能が得られ、筒状主
体部の中央部内周側に突設された内側突起の曲面
接触部により、パツキン押え内のスプールが円滑
に摺動、係合して、内、外側突起が格別の倒れを
生じることなく円滑に拡縮され、筒状主体部の外
周側に形成された内部流路が円滑に開閉されると
ともに、外側突起に設けた曲面接触部は、内部流
路の開開部における流体抵抗を減少し、ゴミ等の
停滞、付着等を防止し、優れた開閉信頼性が得ら
れる。

（実施例） 第２図ないし第４図に本発明の第１実施例を示
しており、第２図はパツキン、第３，４図は流体
切換弁としての適用図を示し、図中１１はパツキ
ン、１５は弁本体、１７はスプール、１８，１９
はパツキン押えであつて、弁本体１５の円筒状穴
１６内に嵌挿されて流体出入用の流路１３，１４
間で開閉される内部流路ｂ−２１，２２を形成
し、円筒状穴１６内に嵌挿したパツキン押え１
８，１９で固定され同パツキン押え内のスプール
１７によつて拡縮される流体切換用パツキンにお
いて、パツキン押え１８，１９により内面および
両側が支持される可撓性の筒状主体部１１ａと、
筒状主体部１１ａの両端外周側に突設されかつシ
ール周面１１′ｂおよびパツキン押え１８，１９
で支持されるシール側面１１″ｂを突設したシー
ルリツプ１１ｂ，１１ｂと、筒状主体部１１ａの
中央部外周側に突設され外側への拡大により内部
流路ｂを開閉する曲面接触部を備えた復元性の外
側突起１１ｃと、筒状主体部１１ａの中央部内周
側に突設されスプール１７で拡縮される曲面接触
部を備えた内側突起１１ｄを具備した流体切換弁
用パツキンになつている。

第２図に示すパツキン１１は、ゴム、合成樹脂
等からなる可撓性、弾性および復元性のある材料
で全体が成形され、可撓性、伸縮性のある筒状主
体部１１ａを有し、筒状主体部１１ａには、両端
の外周部に突設されたシールリツプ１１ｂ，１１
ｂ、ほぼ中央部の外周面に突設された外側突起１
１ｃ、および外側突起１１ｃの内側に突設された
内側突起１１ｄが一体に形成され、シールリツプ
１１ｂ，１１ｂの外周部にはシール周面１１′ｂ
が突設され、シールリツプ１１ｂ，１１ｂの側部
にはシール側面１１″ｂが突設されているととも
に、内、外側突起１１ｃ，１１ｄは、図示のよう
に幅広とし曲面接触部を形成して、筒状主体部１
１ａの可撓性、伸縮性と内、外側突起１１ｄ，１
１ｃの伸縮性により、スプール１７の大径部分で
内側突起１１ｄとともに外側突起１１ｃが外周へ
拡径、突出され、スプール１７の凹部１７ａで縮
径、復元する。

前記パツキン１１を適用した本発明の流体切換
弁１２は、第３図に示すようになり、弁本体１５
には、円筒状穴１６が貫設され円筒状穴１６に連
通した複数の流体出入用流路１３，１４（増設可
能）が両側に設けられて、流路１３，１４は上下
差をつけて配設され、円筒状穴１６内にパツキン
１１を嵌挿し、シールリツプ１１ｂ，１１ｂ間に
流路１３，１４が配置される位置にして、スプー
ル１７の挿通孔を有する上、下のパツキン押え１
８，１９を円筒状穴２に上、下側から挿入し、パ
ツキン押え１８，１９によりパツキン１１の両側
面部および内面部を覆い支持、固定して、パツキ
ン押え１８，１９に設けた内面支持部１８ｂ，１
９ｂにより内面部を覆つて支持するとともに内側
突起１１ｄのみを内方に突出し、パツキン押え１
８，１９内には凹部１７ａを有するスプール１７
を挿入している。

前記パツキン押え１８，１９は、外端部にスプ
ール１７を案内するブツシユ２０，２０が嵌着さ
れ、弁本体１５のインロー穴１５ａ，１５ａでパ
ツキン１１保持の位置決めがなされ弁本体１５内
に嵌着、固定される。外側に突出したボス１８
ａ，１９ａを把持し弁本体１５から取り出され
る。

前記スプール１７は、内側突起１１ｄに係合す
る凹部（溝）１７ａと凹部１７ａに続く拡大部１
７ｂを有し、図示省略した駆動源によりカム等を
介して所定位置に摺動され、凹部１７ａが内側突
起１１ｄを嵌合すると、内側突起１１ｄ、外側突
起１１ｃが復元力により縮径して弁開となりパツ
キン１１の外周側に開流路が形成され（第３図参
照）、スプール１７の拡大部１７ｂで内側突起１
１ｄとともに外側突起１１ｃが拡径されて弁閉と
し、パツキン１１外周側の流路が閉鎖される。

第２図に示すように前記パツキン１１の外側突
起１１ｃおよび内側突起１１ｄは、広幅にかつ曲
面接触部を備え、第３図に示すようにシールリツ
プ１１ｂのシール周面１１′ｂが円筒状穴１６の
内面に、シール側面１１″ｂがシール押え１８，
１９の側面にそれぞれ密着してシール性能が確保
される。

第３，４図に示す前記流体切換弁１２は、リー
ク防止、開弁時の流動抵抗の減少のための開路の
断面積確保、作動信頼性、耐久性能を得ることが
重要な要件となり、主要な構成になつているパツ
キン１１に下記事項が必要となる。

外側角部（１１′ｂと１１″ｂの部分）からの
リークがなく、かつ外側突起１１ｃが弁本体１
５の円筒状穴１６に押しつけられた時、外側突
起１１ｃにより内部流路ｂにおける分離された
空間２１と２２の間にシール不良による連通が
ないこと。

開弁時、外側突起１１ｃと弁本体１５の円筒
状穴１６間に十分なスキマ（0.5mm程度以上）、
即ち開通断面積を確保すること。

外側突起１１ｃを拡径するためのスプール１
７作動力は小さいこと。即ち、内側突起１１ｄ
は拡縮が容易であり、かつ内側突起１１ｄの拡
径が外側突起１１ｃに有効に伝達されること。

これらの必要条件を満足するための流体切換弁
１２の構造としては、下記(A)〜(G)の項目が必要か
つ有効となる。

(A) パツキン１１の外側中央部で閉時のシールを
するため、即ち、内部流路ｂを開閉するための
外側突起１１ｃがあり、内側中央部にスプール
１７の動きに対応して拡縮する内側突起１１ｄ
を持つこと。

(B) パツキン１１の外側端部に設けたシールリツ
プ１１ｂにシール周面１１′ｂ又はシール側面
１１″ｂがあること。

(C) 自然状態でのパツキン１１の最大外径Goは Go＝Ｇ＋（0.4〜1.2）mm Ｇ：円筒状穴１６の径 mm (D) 自然状態でのパツキン１１の長さHoは Ho＝Ｈ＋（0.2〜1.2）＝2Hd＋（９〜14）mm Ｈ：パツキン押え１８，１９により決るパツキ
ン１１の収納部長さ mm Hd：流路１３，１４の径 mm (E) パツキン１１の内径伸ばし率exは ex＝（ｄ−do）／ｄ＋100＝20〜30 ｄ：スプール１７の拡大部の径であり、閉弁時
パツキン１１の内側突起１１ｄと接触するス
プール１７の径 mm do：パツキン１１の内側突起１１ｄの最小径
mm (F) パツキン１１の有効拡大比ηは η＝（ｄ−do）／（Do−do）＝0.2〜0.3 Do：パツキン１１の外側突起１１ｃ最大径
mm (G) 円筒状部１１ａの厚さｔは ｔ＝（Co−Bo）／２＝１〜３mm Co：円筒状部１１ａの外径 mm Bo：同内径 mm 第２図に示した流体切換弁用のパツキン１１
は、前記条件を満足する構造になつているので、
該パツキン１１を第３図に示すように流体切換弁
１２に組み込むと、シールリツプ１１ｂは円筒状
穴１６とパツキン押え１８，１９に押し付けられ
て固定され、円筒状穴１６、両端のシールリツプ
１１ｂ，１１ｂおよび筒状主体部１１ａで画成さ
れて流路１３，１４を連通する内部流路ｂが形成
され、該内部流路ｂは外気とシール遮断されてい
る。スプール１７は内部流路ｂの弁内空間２１，
２２を開閉し閉時にシールするものであつて、ス
プール１７は図示省略した駆動源によりカム等を
介して所定位置に上下に摺動され、第３図では、
パツキン１１の内側突起１１ｄがスプール１７の
凹部１７ａ内に係合した状態で同スプール１７が
位置決めされ、パツキン１１の内側突起１１ｄ、
外側突起１１ｃは拡径されないで、外側突起１１
ｃと円筒状穴１６間の内部流路ｂが開に保たれ、
流路１３と１４間は連通している。

スプール１７が第４図に示す位置に摺動される
と、スプール１７の拡大部１７ｂがパツキン１１
の内側突起１１ｄを押し拡げ、外側突起１１ｃも
拡径されて弁本体１５の円筒状穴１６に押しつけ
られ、内部流路ｂが閉にされ空間２１と２２に遮
断されて、流路１３と１４間が遮断される。パツ
キン１１は可撓性、弾性体であり、その弾性抵抗
（復元力）によりスプール１７はその中心に向く
力を受け保持される。第４図から第３図の状態に
切り換える時、パツキン１１はその復元力と空間
２１，２２内の流体の圧力により第３図の状態に
復帰する。

従つて、前記流体切換弁１２によれば、弁部材
の円筒状穴１６の内面、両端のシールリツプ１１
ｂ，１１ｂおよび可撓性、弾性の筒状主体部１１
ａにより、摺動部分のない内部流路ｂが画成さ
れ、弁内流体から遮断された内側突起１１ｄの拡
径（スプール１７による）により外側突起１１ｃ
を拡径させて内部流路ｂを２分して開閉する弁開
閉機能を有し、さらに、シールリツプ１１ｂによ
り十分なシール機能を有する高性能なパツキン１
１になつており、また、これを第３図に示すよう
に流体切換弁１２内に装着して、弁構造が簡素化
されるとともに優れた切換弁機能を有し十分な耐
久性が得られる。

スプール１７による流路１３，１４の遮断、連
通操作に際し、流路１３，１４を横切つてシール
部材が相対的に摺動することがないため、外側か
らゴミ、潤滑油、水分等を内部流路ｂ内に持ち込
み停滞させることがなく、弁内の流体が汚染され
ない。また、逆にスプール１７側に流体からゴ
ミ、水分等が流入されず、スプール１７の摺動が
円滑となる。

直接に流路１３，１４間を遮断、連通する外側
突起１１ｃの動きを制御するスプール１７と内側
突起１１ｄは、弁内の流体と遮断され外気に解放
されているので、パツキン１１の拡縮を確実にし
寿命を高めるために適当な潤滑剤をパツキン１１
内のスプール１７との接触部に供給することがで
きる。

次に、第５図に本発明の第２実施例を示してお
り、第１実施例に比べると、第２図に示したパツ
キン１１を２個内装して形成した流体切換弁にな
つており、３個の流路２３，２４，２５間の遮
断、連通を行う構成に特徴を有し、スプール２６
が位置２６Ａの場合は、流路２３と２４間が連通
し、流路２５は遮断され、位置２６Ｂの場合は、
流路２３，２４，２５が全て遮断され、位置２６
Ｃの場合は、流路２３と２５間が連通し、流路２
４が遮断されて、２連の流路開閉が可能となり基
本的には第１実施例と同様な作用効果が得られ
る。

（発明の効果） 本発明は、前述のような構成になつており、該
パツキンは、弁本体の円筒状穴内に嵌挿されて流
体流入用の流路間で開閉される内部流路を形成す
るとともに、パツキン押えによつて筒状主体部の
内面および側面が支持され、流路間の所定位置に
固定されるとともに、シールリツプに突設したシ
ール周面とシール側面で内部流路の優れたシール
性能が得られ、筒状主体部の中央部内、外周側に
突設された内、外側突起は曲面接触部を備え、パ
ツキン押え内でスプールが円滑に摺動、係合し
て、内、外側突起が円滑に拡縮され、内部流路の
開閉が円滑になるとともに、外側突起の曲面接触
部は内部流路の開閉部の流体抵抗を少なくし、優
れた開閉信頼性が得られ、該パツキンは損傷、疲
労が減少され耐久性を有し、大幅に小型化、コン
パクト化されてコスト節減可能となり、流体切換
弁性能、信頼性を著しく向上されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す縦断面図、第２図は本発
明の第１実施例を示すパツキン縦断面図、第３図
は第２図のパツキン組立状態を示す流体切換弁の
縦断面図、第４図は第３図の作動を示す縦断面
図、第５図は第２実施例を示す縦断面図である。 １１：パツキン、１１ｂ：シールリツプ、１
１′ｂ：シール周面、１１″ｂ：シール側面、１１
ｃ：外側突起、１１ｄ：内側突起、１５：弁本
体、１３，１４，２３，２４，２５：流路、１
７：スプール、１８，１９：パツキン押え、１８
ｂ，１９ｂ：内面支持部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁本体の円筒状穴内に嵌挿されて流体出入用
   の流路間で開閉される内部流路を形成し、前記円
   筒状穴内に嵌挿したパツキン押えで固定され同パ
   ツキン押え内のスプールによつて拡縮される流体
   切換弁用パツキンにおいて、前記パツキン押えに
   より内面および両側が支持される可撓性の筒状主
   体部と、該筒状主体部の両端外周側に突設されか
   つシール周面および前記パツキン押えで支持され
   るシール側面を突設したシールリツプと、前記筒
   状主体部の中央部外周側に突設され外側への拡大
   により前記内部流路を開閉する曲面接触部を備え
   た復元性の外側突起と、前記筒状主体部の中央部
   内周側に突設され前記スプールで拡縮される曲面
   接触部を備えた内側突起を具備したことを特徴と
   する流体切換弁用パツキン。