JPH028567A - 切換弁装置 - Google Patents

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、流路を切換えるための切換弁の技術分野にお
いて利用され、特に温度変化を伴う状況で使用されて切
換時にかじり等の影舌を受けやすい切換弁装置に関する
。

［従来の技術］ 流体の流路の切換えを行うために、流路の一部をなす溝
もしくは貫通孔が形成された弁体を弁本体内にて所定角
だけ摺接回転することにより、弁本体の出入口間の流路
の切換え及び／もしくは遮断を行う切換弁が広く使用さ
れている。この切換弁では、弁体が上記所定角だけ回転
を受けると、その溝もしくは貫通孔が弁本体の出入口と
連通したりあるいは他の出入口だけ連通したりするよう
になっており、その流路が切換えられる。また流路の遮
断も可能である。そして弁本体と弁体との間の摺接面は
、切換えのための回転時であっても洩れのないように摺
接しており、さらにはシール部材を伴っていることもあ
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述のごとくの切換弁は、流体あるいは周囲のはげしい
温度変化を受ける場合弁本体と弁体との間の摺接面に熱
膨張の影響を受けて、かじりを生じたり回転が困難とな
ることがある。さりとて、予めこれを考慮した寸法にし
ておけば、降温時には隙間が生じここで洩れという問題
をもたらす。

本発明は、かかる問題を解決し、温度変化がはげしく生
じても何ら摺接状態が変わらず円滑に切換回転ができ、
しかも当初の良好に設定されたシール状態を維持できる
切換弁装置を提供することを目的としている。

さらに本発明は、不使用時に弁の内部を容易に洗浄でき
るように上記摺接面を離間して洗浄液の流通を可能とす
る切換弁装置を提供することも他の目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば上記前者の目的は、弁本体と弁体の摺接
面は、回転軸線を中心軸とする円錐面をなし、弁体には
、上記摺接面に接圧を加減自在に印加する押圧手段が接
続されており、上記接圧は、弁体の切換え回転動作時に
は減圧され、非回転時には増圧されるように設定されて
いることにより達成される。

そして、上記後者の目的は、弁本体と弁体の摺接面は、
回転軸線を中心軸とする円錐面をなし、弁体には、該弁
体を回転軸線の方向に移動して摺接面同士を離間可能な
らしめる離間手段が接続されていることにより達成され
る。その際、離間手段は、弁体の小径端部と弁本体との
間に配される圧縮ばねと、弁体の大径端部に接続され解
除自在に上記大径端部を圧する押圧手段とで成るように
することが可能である。

また、上記二つの目的に対応するそれぞれの構成におい
て、弁体の大径端部側及び小径端部側で該弁体と弁本体
の間に殺菌室が形成され、該殺菌室には外部より殺菌流
体を受けこれを流出する接続口が設けられていることと
するならば、切換弁における無菌性を要求される利用分
野にあっても、これに対処できる。

〔作用〕

上述のごとくの本発明によれば、弁装置の使用中にあっ
て流路の切換え／遮断のための弁体回転時には押圧手段
の印加力は減ぜられて摺接面の接圧は低下し、弁体は円
滑に回転を受ける。なお、その際、圧接は低下しても摺
接状態はそのまま維持されている。次に、切換後の弁体
の非回転時には押圧手段の印加力は強くなり、上記接圧
は増大し摺接面でのシールはより確実となり、流路内の
流体圧によっても摺接面内へ流体が進入しない。

弁装置の不使用時に弁内部の洗浄を行うときには、離間
手段が作用して弁体を回転軸線方向に移動せしめる。弁
体と弁本体の摺接は円錐面をなしているので、弁体の上
記軸方向移動によって摺接面同士が互に離間される。そ
してこの離間により形成された空間に洗浄液を流通せし
めることにより、洗浄がなされる。

上記離間手段が圧縮ばね及び押圧手段から成る場合には
、押圧手段の印加力を解除すると圧縮ばねの復元力によ
り上記離間動作がなされる。また洗浄後弁の使用に際し
ては、押圧手段に印加力を生じせしめ上記圧縮ばねに抗
して弁体は移動し弁本体と摺接状態に戻る。

さらに、殺菌室が設けられている場合、弁装置の使用中
接続孔から蒸気等の殺菌流体が供給されて外部の菌が進
入することがない。

〔実施例〕

以下、添付図面にもとづいて本発明の一実施例を説明す
る。

第１図は本実施例装置の縦断面図、第２図は第１図にお
ける■−■断面図、第３図は第１図装置の弁体の斜視図
、第４図は第１図装置が充填装置に採用された際の斜視
図である。

図においてｌは弁本体で、ケースＩＡと蓋体ＩＢがシー
ルリングＩＣを介してＶリングＩＤによって結合されて
構成されている。

上記弁本体１のケースＩＡには上部に人口２、下部に出
口３が設けられ了おり、例えば第４図のごとく上記人口
２は原料を供給するホッパーＩＩに、そして出口３は包
装袋（図示せず）内に上記原料を注入するために充填管
Ｓに接続されている。さらに、ケースＩＡは側部に接続
口４．５が設けられており、上記第４図の例の場合、接
続口４にはポンプＰ１そして接続口５にはポンプＰ２が
接続されている。なお、この場合ポンプＰ１及びＰ２は
シリンダ内に往復ピストンを有してシリンダ内に原料を
一定量吸入して吐出するもので、一方が吸入時のときは
他方は吐出時にあるように設定されている。

かくして、上記ケースＩＡの入口２、出口３そして接続
口４，５の四つの開花は十文字をなす位置に形成されて
いる。

上記ケースＩへの内部は、上記十文字を含む面に垂直で
該十文字の交差点を通る線を軸線７とする大小二つの円
筒面６Ａ、６Ｃと該二つの円筒面の間に形成された円錐
面６Ｂを有しており、上記人口２、出口３、そして接続
口４．５のいづれも上記円錐面６Ｂに開孔している。

上記ケースＩＡ内には、上記二つの円筒面６Ａ、６Ｃの
軸方向両端部に空間を残す範囲で、該円筒面６Ａ６Ｃそ
して円錐面６Ｂにそれぞれ接する円筒面８Ａ、８Ｃ及び
円錐面８Ｂを外周面にもつ形状の弁体９が、上記軸線７
まわりに回転自在かつ軸線７方向に変位自在に配されて
いる。該弁体９の円錐面８Ｂには、軸線７のまわりに９
０度にわたり周方向に延びる溝１０Ａ、　ＩＯＢが形成
されている（第２図参照）。

さらに、上記弁体９の二つの円筒面８Ａ　、　８Ｃには
環状溝が形成され、ここにシールのための０リングｌＩ
Ａ、１１ｃが嵌着されている。

上記弁体９の軸方向両端部にケースＩＡ内に形成された
それぞれの空間は殺菌室１２Ａ、１２Ｃをなしている。

これらの殺菌室１２Ａ、１２Ｃには弁体Ｉの周壁（ケー
ス１八及び蓋体ＩＢ）に設けられた接続口１３Ａ。

１３Ａ’そして１３Ｃ，１３Ｃ’が開孔しており、蒸気
等の殺菌流体が接続口１３Ａ、　１３Ｃから殺菌室１２
Ａ、　１２Ｃに流入し接続口１３Ａ’　、　１３Ｃ’か
ら流出するようになっている。

殺菌室１２Ｃ内には、軸線７上に中心軸をもつ圧縮ばね
１４が弁体９の小径端面とケースＩＡとの間に圧縮され
た状態で配されている。

一方、弁体９の大径端面には、直径線上にて延びる係止
溝１５が形成せられ、ここに押圧手段としての駆動軸１
６の先端に設けられた係止板１７が嵌挿せられている。

該係止板１７は上記係止溝１５内にあって直径線方向に
変位可能であるが軸線７まわりの回転については互に拘
束されて一体的に回転するようになっている。駆動軸Ｉ
６は蓋体１Ｂを貫通して外部に延出しており、駆動シリ
ンダ（図示せず）のロッドに連結されている。該シリン
ダはロッドを一定の設定圧で軸線７の方向に押し出して
弁体の円錐面８Ｂとケースの円錐面６Ｂに一定の接圧を
もたらすと共に、該接圧を減圧そして解除可能となって
いる。したがって、駆動軸１６　（及び弁体９）は、シ
リンダの作動時には第１図中の矢印Ａの左方向へ、そし
てシリンダの非作動時には上記圧縮ばね１４の復元力に
よって矢印Ａの右方向に移動することとなる。かくして
、押圧手段たる駆動軸１６と圧縮ばね１４は弁体９及び
弁本体１の円錐面８Ｂと６８　（以下「摺接面」という
）を離間せしめる離間手段を構成する。また、駆動軸１
６は、他の駆動源（図示せず）によって９０度毎に軸線
７まわりに回転可能となっている。

さらに、上記駆動軸１６の中間部には、外周に環状溝１
ｇが形成されており、その前後にはシールのためのＯリ
ング１９Ａ、　１９Ｂが嵌着されている。蓋体ＩＢの円
筒部には上記環状溝１８に連通ずる二つの接続口２ＯＡ
、２０Ｂが設けられ、殺菌流体が一方の接続口２０Ａか
ら流入して他方の接続口２０Ｂを経て流出するようにな
っている。なお、上記環状溝１８の軸方向長さは、駆動
軸１６が往復ストローク動しても、常時接続口２ＯＡ、
２０Ｂが環状溝１８に連通しているのに十分なものに設
定されている。

次に、以上のごとくの本実施例装置について、その動作
を説明する。

［Ａ）使用状態の場合 ■　先ず、弁体９が第１図及び第２図に示す位置にある
本実施例装置が第４図のごとくホンパーＨ、ポンプＰ１
．Ｐ２そして充填管Ｓに接続されていて、使用状態にあ
る場合、駆動軸１６は、シリンダにより押圧力を受けて
いて、摺接面は比較的高い接圧のもとに接触している。

■　かかる状態で、両ポンプＰＩ、Ｐ２のピストンが共
に第４図にて右方に移動したとする。するとポンプＰ２
は吸入工程に入りホッパーＨから原料をシリンダ内に吸
入し、ポンプＰ１は吐出工程に入ってシリンダ内に充満
していた原料を吐出し、原料は充填管Ｓを通して包装袋
内に定量だけ充填される。このとき、上記摺接面には高
い接圧が作用しているので、ポンプの圧力によって原料
が摺接面に入り込むことはない。

■　次に、駆動軸１６の押圧力を減じせしめる。ただし
、その際、摺接面に低い接圧が残るようにする。

■　しかる後、駆動軸１６が一方向に９０度だけ回転す
る。すると弁体９も同じだけ回転してポンプＰ１がホッ
パーＨと接続され、ポンプＰ２は充填管Ｓと接続される
。上記駆動軸１５による弁体９の回転の際、摺接面の接
圧は低いために弁体９の回転はきわめて楽に行われる。

またポンプは両方とも作動していないので、低い接圧で
も、原料が摺接面に進入することはない。

■　次に、両ポンプＰ１及びＰ２のピストンを第４図に
て左方に作動させる。すると、ポンプＰ１は吸入工程に
入ってホッパーＨから原料をシリンダ内に吸入し、ポン
プＰ２は吐出工程に入って上記■の工程で吸入した原料
を吐出して充填管へ送り出す。

■　そして再び■の工程を経て、駆動軸１６をさらに９
０度回転もしくは逆方向に９０度回転せしめて弁体９を
第１図及び第２図の状態に戻す。

■　こうして再び■に戻り■までの工程を繰り返す。

■　なお、上記工程にあって、殺菌室１２Ａ、１２Ｃに
はその接続口１３Ａ、１３Ｃからの蒸気等の殺菌流体を
常時受けこれを接続口１３Ａ”、１３Ｃ’　から流出し
ており、殺菌がなされている。

ＣＢ）不使用時にあって弁内部を洗浄する場合■　弁の
不使用時に弁内部を洗浄する場合には、先ず駆動軸１６
の押圧力を解除する。すると、弁体は圧縮ばね１４の復
元力によって第１図において右方に変位して、摺接面は
互に離間する。

■　次に、入口２から洗浄液を流入させつつ弁体をゆっ
くりと回転せしめれば、これが上記離間した摺接面にも
至り弁内のすべての空間が洗浄される。

■　洗浄完了後、再び駆動軸１６に押圧力を加えて原位
置に復帰させた後、摺接面に接圧を生じさせて使用に備
える。

■　なお、上記駆動軸１６の往復動の際、該駆動軸１６
と蓋体ＩＢの円筒部との間は、環状溝１８に洗浄液を流
入させることによってここも洗浄される。

本発明は以上のごとくであるが、実施例の形態に限られ
ず、例えば弁体の溝の数と弁本体の出入口を適宜変える
ことにより、一系統の流路の開閉あるいは三系統以上の
流路の切換えやまた流路の遮断も可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように弁体と弁本体との摺接面を円錐
面として加減自在に接圧を印加することとしたので、回
転切換時に低接圧として弁体の円滑な回転がなされ、ま
た摺接面が摩耗しても自動調整されて常に一定条件下で
作動するという効果を得る。

まだ、摺接面が離間自在であれば弁体の移動によって摺
接面に生した空間に洗浄液を流入せしめることができ容
易に洗浄がなされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例装置の縦断面図、第２図は第１図にお
ける■−■断面図、第３図は第１図装置の弁体の斜視図
、第４図は第１図装置が充填装置に採用された際の斜視
図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）流路の一部をなす溝もしくは貫通孔が形成された
   弁体を弁本体内にて所定角だけ摺接回転することにより
   、弁本体の出入口間の流路の切換え及び／もしくは遮断
   を行う切換弁装置において、弁本体と弁体の摺接面は、
   回転軸線を中心軸とする円錐面をなし、 弁体には、上記摺接面に接圧を加減自在に印加する押圧
   手段が接続されており、 上記接圧は、弁体の切換え回転動作時には減圧され、非
   回転時には増圧されるように設定されている、 ことを特徴とする切換弁装置。
2. （２）流路の一部をなす溝もしくは貫通孔が形成された
   弁体を弁本体内にて所定角だけ摺接回転することにより
   、弁本体の出入口間の流路の切換え及び／もしくは遮断
   を行う切換弁装置において、弁本体と弁体の摺接面は、
   回転軸線を中心軸とする円錐面をなし、 弁体には、該弁体を回転軸線の方向に移動して摺接面同
   士を離間可能ならしめる離間手段が接続されている、 ことを特徴とする切換弁装置。
3. （３）離間手段は、弁体の小径端部と弁本体との間に配
   される圧縮ばねと、弁体の大径端部に接続され解除自在
   に上記大径端部を圧する押圧手段とで成ることとする請
   求項（２）に記載の切換弁装置。
4. （４）弁体の大径端部側及び小径端部側に該弁体と弁本
   体の間に殺菌室が形成され、該殺菌室には外部より殺菌
   流体を受けこれを流出する接続口が設けられていること
   とする請求項（１）ないし請求項（３）のうちの１つに
   記載の切換弁装置。