JPH02309079A

JPH02309079A - アセプティック流体制御弁

Info

Publication number: JPH02309079A
Application number: JP12866389A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kaga; 加賀　保雄; Toshiaki Iioka; 飯岡　俊明; Michio Watanabe; 道雄渡辺; Nobumichi Yamaguchi; 山口　尹通; Hidekazu Nozawa; 野沢　英一; Shigeru Takamori; 高森　滋
Original assignee: Olympus Corp; Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Olympus Corp; Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1990-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、流体通路を開閉する制御弁において、特に無
菌性保持にすぐれたアセプティック流体制御弁に関する
。

（従来の技術）食品工業や薬品工業の分野では、飲食品、医薬品等の貯
蔵、充填包装等を無菌状態下に行ない、それらの微生物
汚染による変質や、品質低下を防止し、長期保存性の向
上をはかっている０例えば果汁飲料、注射液等の貯蔵で
は、貯蔵タンク、タンクに連結する配管、配管に設けら
れる弁、タンク、配管等に取付けられているその他の付
属備品にいたるまで微生物による僅かの汚染も受けない
ようにしている。すなわち管路の弁には、無菌弁が使用
されている。また、充填包装では無菌充填機を用いて無
菌充填室内であるいは無菌の清浄なゾーンの中で無菌の
容器に充填包装を行なっているが、清浄なゾーンを造る
ために無菌エアが供給される。無菌エアの供給、排出管
路にも無菌弁が使用されている。

しかしながら従来使用されている無菌弁すなわちアセブ
ディック弁は、実用上無菌保持、流体の変質防止等の点
でいろいろ問題がある。

例えば無菌弁（実公昭５８−４３１１８号公報）が提案
されているが、弁の摺動部に蒸気もしくは殺菌剤を流し
てアセプティックバリヤを形成している。このようなも
のでは、外部より混入した微生物を蒸気殺菌もしくは殺
菌剤で殺菌できても、蒸気の高温によって流体が変質す
る恐れや、殺菌剤によって流体が汚染されてしまう恐れ
がある。

また密閉構造のバルブ（実開昭ｆｉＯ−１２８７７５号
公報）が提案されているが、ダイヤフラムによってアセ
プティック性を持たせているバルブの例である。このよ
うなものやベローズを使用した弁はアセプティックバル
ブとして食品工業や薬品工業の配管に広く用いられてい
るが、ダイヤフラムやベローズが万−磨損したり破損し
た時無菌性保持が損なわれ問題を生じる恐れがある。こ
のようにベローズやダイヤフラムの耐久性に不安がある
ため、頻度の高い開閉動作を行なう部位には使用するこ
とができなかった。

（発明が解決しようとする問題点）弁の流体通路部と駆動部とを可撓性隔膜を介して隔離し
、駆動部側には該隔膜を区画壁の一部とした部屋を設け
、該部屋を減圧し、該部屋の圧力を大気圧よりも低く、
かつ該隔壁に接する流体通路部の圧力よりも常に負圧側
に設定することにより、これらの可撓性隔膜が万一破損
しても、可撓性隔膜に接する流体通路部の圧力が該負圧
部屋内の圧力よりも高いために外部より流体通路部へ微
生物が侵入するのを防止でき無菌性を保持できること、
更に可撓性隔膜の破損時に同時に破損を検知する機構を
付与することかでさることを知見し本発明を完成するこ
とができた。

本発明は、ベローズやダイヤフラム等の可撓性隔膜を利
用して無菌性を保っている弁において、これらの膜が万
一破損しても無菌性が破壊されないようにすると同時に
破損を検知する機構を付与することが可撤なアセプティ
ック流体制御弁を提供することを目的とするものである
。

（問題点を解決するための手段）すなわち本発明は、可撓性隔膜を介して流体通路部と駆
動部とを隔離する構造を有する流体制御弁であって、駆
動部側には該隔壁を区画壁の一部とした部屋が設けられ
ており、該部屋の圧力は減圧されて大気圧よりも低く、
かつ該隔膜に接する流体通路部の圧力よりも常に負圧側
に設定されていることを特徴とするアセプティック流体
制御弁を提供するものである。

（作用）本発明の７セプテイツク流体制御弁は、流体通路部と駆
動部とを可撓性隔膜により隔離した構造を有するが、こ
の隔膜の駆動部側に隔膜を区画壁の一部とした部屋に設
けたこと及びこの部屋の圧力を減圧により大気圧よりも
低くしかも隔膜に接する流体通路部の圧力よりも常に負
圧側に設定したことが特徴である。

可撓性隔膜は、流体通路部と駆動部とを隔離し、流体通
路部に微生物や微生物の混入のおそれのある空気或いは
異物等が混入するのが防止されるが、この可撓性隔膜は
弁の駆動に伴なう屈曲や伸縮等の変形を頻繁に受けるた
め、破損と迄はいかないにしてもクラック、ピンホール
等の微細な傷や潜在重傷を発生し易い。弁が開いていて
流体通路部を流体が流れている場合にはこの隔膜に負圧
が発生する場合もあり、またこの弁が内容物充填管にと
りつけられていて、弁を閉じた場合には弁より先の部分
の内容物が重力により排出されるため、やはり隔膜には
負圧を発生する。この負圧により前述した傷を通して流
体通路部に微生物の混入のおそれのある空気或いは異物
等が吸引されることになる。

本発明によれば、隔膜の駆動部側、即ち流体通路側との
反対側に隔膜を区画壁の一部どした部屋を設け、この部
屋の圧力を、大気圧よりも低くかつ流体通路部の圧力よ
りも常に低い圧力に設定したことにより、可撓性隔膜に
傷が入った場合にも、前記流体通路部の負圧に打克つよ
うに負圧が隔膜に加えられ、その結果として流体通路部
に微生物の混入のおそれのある空気或いは異物等が吸引
されるのが防止されることになる。また、可撓性隔膜の
駆動部側は減圧されているのみであり、殺菌剤や殺菌蒸
気等を一切使用しないので、内容品等の変質等を防止で
き、保守も容易である。

また、減圧に維持する部屋或いはこれに接続される外部
に圧力検知機構もしくは流体を検知するための機構・を
設けておくことにより、可撓性隔膜の破損とこれによる
漏洩の発生を検出することが可能となる。

本発明におい−Ｃ用いる可撓性隔膜は、弁の開閉駆動に
容易に追従し得るようなものであり、ダイヤプラム弁に
おけるダイヤフラムやベローズ弁におけるベローズがこ
れに該当する。負圧部屋における負圧の程度は、流体制
御弁の適用場所によっても相違するが、一般に絶対圧と
して、１Ｏ−４乃至７５９　Ｔｏｒｒ、特にｌｏ−２乃
至５００　Ｔｏｒｒの範囲が適当であり、これは一般に
は負圧部屋を真空乃至減圧ポンプに接続することにより
行われる。

（実施例）本発明のアセプティック流体制御弁を図面に示す実施例
に基いて説明する。

第１図及び第２図は１本発明の１実施例を示すもので、
第１図はダイヤフラム弁の７セプテイック流体制御弁の
１実施例の断面図、第２図は通常の弁にベローズを付け
てアセブティｙり性を持たせたベローズ弁の７セプテイ
ツク流体制御弁の１実施例の断面図である。

第１図において（１）は流体通路部、（２）は弁座、（
３）はダイヤフラムの可撓性隔膜で弁体（４）を形成し
ている。（５）は弁体保持具、（８）は弁棒である。ダ
イヤフラム（３）は流体通路部（１）と駆動部側とを隔
離している。駆動部側にはダイヤフラム（３）を区画壁
の一部とした部屋の負圧部屋（７）が設けられている。

（８）はバキューム吸引用管で負圧部屋（７）に通じて
いる。第２図において（８）はベローズの可撓性隔膜で
他の記号は第１図と同様である。ベローズ（８）は流体
通路部（１）と駆動部側と隔離している。駆動部側には
ベローズ（８）を区画壁の一部とした部屋の負圧部屋（
７）が設けられている。負圧部屋（７）にバキューム吸
引用管（８）が通じている。第１図、第２図共に弁棒（
６）の駆動体は図示していないが、図の弁棒（６）の上
方に設けられている。一般に駆動体には、エアシリンダ
ーやネジ機構（手動及び電動）が用いられるが、他にも
ダイヤフラムによる空圧制御機構やラックアンドビニオ
ン式の機械的開閉機構等が用いられる。

可撓性隔膜のダイヤフラム（３）は、ゴム、テフロン、
プラスチック等で造られている。またベローズ（９）は
金属（例えばステンレススチール）、ゴム、テフロン、
プラスチック等で造られている。

負圧部屋（７）の圧力は、バキューム吸引用管（８）を
通して減圧されて大気圧よりも低く、かつ可撓性隔膜に
接する流体通路部（１）の圧力よりも常に負圧側に設定
されている。尚バキューム吸引といっても必ずしも高度
の真空である必要はなく、大気圧よりも低く、かつ流体
通路部（１）の圧力よりも負圧側であれば良い。負圧部
屋（７）、バキューム吸引用管（８）２　あるいはそれ
に続く管路に圧力の検出機構や流体の存在を検知する機
構を設けることができる。

圧力の検出はブルドン管式弾性膨圧力計の他にチャンバ
式、ベローズ式等の弾性膨圧力計、直管式、Ｕ字管式、
傾斜管式等の液柱膨圧力計、歪ゲージ式、ピエゾ圧電式
、静電容量式、振動式、磁歪式等の圧力変換器や、マク
ロウド真空計、ビラ二真空計等が使用できる。

流体の存在を検知する方法は、流体の種類によって異な
るが、流体の果汁飲料や注射液などの液体の場合にはガ
ラス管を設けて目視するのが最も簡単であり、他に電気
抵抗、光電センサー、湿度センサー、振動式センサー等
が使用できる。流体が無菌エアーや無菌窒素などの気体
の場合には、ガスクロマトグラフィー、ガス濃度計、ガ
ス透過針等に使用されている種々の検知手段が利用でき
る。

本発明のアセプティック流体制御弁は、各種容器へのア
セプティック充填機に関連する全ての流体通路の開閉制
御や流量制御等に使用される。例えば、この流体制御弁
は、各種飲料等の液体内容物、窒素、炭酸ガス等の充填
用気体或いは無菌空気のような無菌雰囲気維持用気体の
供給制御のための弁として使用される。

（発明の効果）本発明の７セプテイツク流体制御弁は、上述のように構
成されているので、ダイヤプラムやベローズ等の可撓性
被膜が共用中に万一破損しても、負圧部屋の圧力が常時
大気より低く、かつ可撓性隔膜に接する流体通路部の圧
力より負圧側に設定されているため、流体通路部から流
体が負圧部屋に流れることはあっても、その逆の流れが
生じないので、破損した可撓性隔膜を通して外部から微
生物の侵入することがなく、無菌性が破壊されず保持さ
れる。また負圧部屋、負圧部屋に通じるバキューム吸引
用管路に圧力検知機構、流体検知機構を設けることより
可撓性隔膜の破損を破損時に同時に検知することができ
る０本発明の７セプテイツク流体制御弁は、このような
保証機構が付与されているので、従来ダイヤフラムやベ
ローズの耐久性には不安があるため使用されていなかっ
た頻度の高い開閉動作を行なう部位に初めて使用が可能
となる等非常にすぐれた効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の１実施例を示すもので、第１図は、ダ
イヤフラム弁の７セプテイツク流体制御弁の断面図、第
２図は、通常の弁にベローズを付けてアセプティック性
を持たせたベローズ弁のアセプティック流体制御弁の断
面図である。図において、（１）流体通路部　　　（２）弁座（３）ダイヤフラム　　（４）弁体（５）弁体保持具　　　（６）弁棒（７）負圧部屋　　　　（８）バキューム吸引用管（９
）ベローズ第　１　図第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可撓性隔膜を介して流体通路躯と駆動部とを隔離
する構造を有する流体制御弁であって、駆動部側には該
隔膜を区画壁の一部とした部屋が設けられており、該部
屋の圧力は減圧されて大気圧よりも低く、かつ該隔膜に
接する流体通路部の圧力よりも常に負圧側に設定されて
いることを特徴とするアセプティック流体制御弁。
（２）前記部屋にその圧力を検知する機構を設けたこと
を特徴とする請求項１記載のアセプティック流体制御弁
。
（３）前記部屋の内部又はこれに接続される外部に流体
を検知するための機構を設けて成る請求項１記載のアセ
プティック流体制御弁。