JPH0627557B2 - 流体制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、配管システムにおいて用いられる流体制御
弁、特にその流体制御弁によって流体の流通方向を制御
する少なくとも２つの管部の配設方向を任意に変えるこ
とができ、さらに前記配管システムにおいて、洗浄を容
易にした流体制御弁に関する。

［従来の技術］ 例えば実開昭56−8975号に記載された従来の流体制御弁
について第４図を用いて説明する。

本体(1)には薬品等の被制御流体(8)の導入部(5)、排出
部(6)および弁部(7)が設けられている。導入部(5)と排
出部(6)は仕切り(1a)によって仕切られ、開口部(1b)お
よび(1c)を通して導入部(5)、弁部(7)および排出部(6)
はそれぞれ連通している。第４図に示す流体制御弁は、
導入部(5)と弁部(7)とを結ぶ開口部(1b)が弁体(3)によ
り遮へいされている。弁体(3)は弁棒(4)を介して図示し
ないエアーシリンダーや電磁石等により矢印Ａおよび
Ａ′で示す方向に上下動させることができる。被制御流
体(8)は矢印Ｂで示す方向に導入部(5)の導入口(5a)から
所定の圧力で導入部(5)に流入している。

弁部(3)が矢印Ａで示す方向に上昇すると、被制御流体
(8)は前記所定の圧力により垂直方向に曲げられて弁部
(7)に流入し、さらに開口部(1c)を通って排出部(6)に流
入し、そして排出口(6a)より排出される。

弁体(3)を矢印Ａ′で示す方向に下降させ開口部(1b)を
しや閉することにより被制御流体(8)の導入部(5)から排
出部(6)への流入は阻止され、被制御流体(8)は制御され
る。このとき、弁部(7)に残留した被制御流体(8)は開口
部(1c)より全て排出部(6)へ流入する。

第５図は第４図に示す従来の流体制御弁を用いて配管シ
ステムを構成した一例を示す。配管(13b)、(13c)および
(13d)はそれぞれ一端を原料等の収納タンク(20a)，(20
b)および(20c)に接続され、他端を流体制御弁(10b)，(1
0c)および(10d)に接続されている。さらに各流体制御弁
(10b)，(10c)および(10d)はそれぞれＴ字管(12a)，(12
b)およびＬ字管(12c)に接続され、またＴ字管(12a)，(1
2b)およびＬ字管(12c)は一列に直列接続されている。各
流体制御弁(10a)，(10b)，(10c)および(10d)はそれぞれ
エアーシリンダー(11a)，(11b)，(11c)および(11d)等に
より駆動される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の流体制御弁において被制御流体(8)が導入部(5)か
ら排出部(6)へ流れるためには、一旦弁部(7)を通り仕切
り(1a)を乗り越えなければならない。そのために、第５
図に示す配管システムにおいて、導入方向及び排出方向
が水平方向となるように流体制御弁(10a)を取り付けた
場合には、仕切り(1a)により形成される立上がり部分に
より原料である被制御流体(8)がせき止められて、Ｔ字
管(12a)，(12b)およびＬ字管(12c)等に被制御流体が残
留するという問題点を有していた。

さらに、従来の流体制御弁は被制御流体の流出入端が２
つしかなく、第５図に示すような複数の流出入管が設け
られた配管システムを構成するためにはＴ字管(12a)等
あるいはＬ字管(12c)を用いねばならず、これらの配管
の洗浄時に例えばＴ字管(12a)の凹陥部(12x)や流体制御
弁(10a)の排出部(6a)に洗い残しが生じるという問題点
を有していた。

この発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たものであり、Ｔ字管やＬ字管を用いずに容易に複数の
流出入管を有する配管システムを構成することができ、
かつ被制御流体が配管部分に残留せず、洗浄の容易な流
体制御弁を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る流体制御弁は、 (a)第１のブロツクの一面に形成され被制御流体を流出
入させるパイプ接続用開口部を一端とし、他端が前記第
１のブロツクを貫通する貫通孔に接続された第１の管
部、 前記貫通孔を実質的に貫通して配設され、前記貫通孔の
一方の開口部近傍において、先端部が弁頭部として前記
第１の管部の軸に対して実質的に直角の方向に往復動作
して弁の開閉作用をするように配設された棒状部、 前記貫通孔の他方の開口部の縁部と前記棒状部の後端部
外周とに固着され、前記貫通孔の他方の開口部を密閉す
るダイヤフラム部、 前記ダイヤフラム部を介在させつつ、前記第１のブロツ
クの前記貫通孔の他方の開口部のある面を閉塞しつつ、
前記棒状部を駆動する駆動軸を貫通せしめたカバー、 前記棒状部の先端部近傍が配置された前記貫通孔の開口
部を有する前記第１のブロツクの一面に設けられ、前記
棒状部の中心軸を中心とした環状の段部が形成された第
１の嵌合部、 を具備する第１のユニツトと、 (b)前記棒状部の先端部に対向する第２のブロツクから
なる第２のユニツトの一面に形成され、前記第１のユニ
ツトの環状の段部に回動可能に、かつ分割可能に嵌合す
る環状の段部が形成された第２の嵌合部、 前記棒状部の先端部に対向する位置に開口部を有して前
記棒状部の動作方向と同方向の中心軸を持つように形成
され、当該開口部の口径よりその中心軸に沿った長さの
方が短い第２の管部、 前記第２の管部の中心軸に対して実質的に直角の方向に
設けられ、かつ前記第２の管部とその内部において被制
御流体が流出入するように導通し、さらに被制御流体を
流出入させるためのパイプ接続用開口部を少なくとも１
つ有する第３の管部、 前記第２の嵌合部の環状の段部の内側に装着され、前記
棒状部の往復動作によって弁頭部としての前記棒状部の
先端部により開閉される弁穴部を有する弁シート、 を具備し、 前記第１のユニツトに対して、前記棒状部の中心軸の回
りにおいて、前記第１の管部と前記第３の管部が互に任
意の角度をなすように、前記第１のユニツト嵌合部と前
記第２のユニツト嵌合部とを嵌合することにより回動自
在在に、かつ着脱自在に構成された第２のユニツトとを
具備している。

［作用］ 第１図はこの発明に係る流体制御弁の一実施例を示す断
面図であり、第２図は第１図の流体制御弁の分解斜視図
である。

第１の管部(101)および第３の管部(201)はそれぞれの軸
が弁体(103)の棒状部(103X)の動作方向に対して実質的
に直角の方向になるように設けられており、弁体(103)
を有する弁部(104)と第３の管部(201)とをつなぐ第２の
管部(202)は、その軸が前記棒状部(103X)の動作方向と
同方向になるように設けられ、かつ当該第２の管部(20
2)の開口部の口径よりその中心軸に沿った長さの方が短
く形成されている。このため、複数の流出入管を有する
配管システムにおいて、この発明に係る流体制御弁を用
いた場合、第１の管部(101)あるいは第３の管部(201)の
いずれか一方を被制御流体の流入側として設定すれば、
弁部(104)に流入した被制御流体は排出側となる他方の
管部から全て排出される。

第１のユニツト(100)と第２のユニツト(200)を具備する
流体制御弁における、第１のユニツト(100)の第１の嵌
合部(100X)と第２のユニツト(200)の第２の嵌合部(200)
とは、互いに回動可能に、かつ分割可能に形成されて装
着され、第１のユニツト(100)と第２のユニツト(200)は
相互に回動自在であり、かつ着脱自在である。したがっ
て、第１の管部(101)と第３の管部(201)とは互いに任意
の角度をなして配設される。

［実施例］ 以下、第１図及び第２図に示したこの発明に係る流体制
御弁の一実施例を説明する。第１図は本実施例の流体制
御弁の断面図であり、第２図は第１図の流体制御弁の分
解斜視図である。第１図及び第２図に示すように、本実
施例の流体制御弁は、第１のユニツト(100)および第２
のユニツト(200)を具備しており、第１のユニツト(100)
と第２のユニツト(200)は後述するように互いに回動自
在に、かつ着脱自在に構成されている。

第１のユニツト(100)は第１のブロツク(100A)とカバー
(107)とにより構成されており、この第１のブロツク(10
0A)には第１の管部(101)、弁部(104)及び第１の嵌合部
(100X)が設けられている。第１の管部(101)の一方の開
口端であるパイプ接続用開口部(101X)は、第１のブロツ
ク(100A)の側面に形成されており、第１の管部(101)の
他方の開口端は第１のブロツク(100A)を貫通する貫通孔
(500)に接続されている。この貫通孔(500)はその中心軸
が前記第１の管部(101)の中心軸に対して直交するよう
に形成されており、弁体(103)を有する弁部(104)が配設
されている。

第１図に示すように、棒状部(103X)とダイヤフラム部(1
03Y)とを有する弁体(103)は、前記貫通孔(500)内を上下
に移動するように配設されており、前記棒状部(103X)は
その先端部(103Z)が弁頭部として前記貫通孔(500)内を
往復動作して前記貫通孔(500)の一方の開口部(500X)近
傍に配設された弁シート(106)の弁穴部(106X)を開閉す
るように構成されている。

第１図に示すダイヤフラム部(103Y)の上部外周縁部は、
貫通孔(500)の他方（上方）の開口部の上縁部に固着さ
れ、またダイヤフラム部(103Y)の下部筒状部は棒状部(1
03X)の上端部外周に固着され、貫通孔(500)の他方の開
口部を密閉するように配設されている。貫通孔(500)の
上方の開口部は、カバー(107)により閉塞されており、
前記ダイヤフラム部(103Y)の上部外周縁部はカバー(10
7)と第１のブロツク(100A)とにより挟着されている。こ
のカバー(107)は、弁体(103)を上下動するためのエアー
シリンダ等の駆動源(300)の駆動軸に貫通されている。

第２図に示すように前記貫通孔(500)の一方の開口部(50
0X)の回りには、第１の嵌合部(100X)が形成されてお
り、この第１の嵌合部(100X)は前記棒状部(103X)の中心
軸を中心とした環状の段部（凹部）により構成されてい
る。

一方、第２のユニツト(200)は第２のブロツク(200A)か
らなり、この第２のブロツク(200A)には前記第１の嵌合
部(100X)の段部（凹部）と回動可能で、かつ分割可能な
環状の段部（凸部）を有する第２の嵌合部(200X)が形成
されている。また、この第２のブロツク(200A)には第２
の嵌合部(200X)の環状の段部（凸部）の中央に開口部(2
02X)を有する第２の管部(202)が形成されている。第２
の管部(202)は、前記棒状部(103X)の動作方向と同じ方
向の中心軸を持つように形成されており、またその内部
に被制御流体である薬品などが残留するのを防ぐため
に、第２の管部(202)の開口部(202X)はその口径に比べ
て深さ（中心軸に沿った長さ）が短く形成されている。
第２の管部(202)の深さは、その開口部(202X)の口径に
比べてできるだけ浅くする（長さを短くする）ことが望
ましい。第２の管部(202)とその内部において被制御流
体(8)が流出入するように導通した第３の管部(201)は、
第２の管部(202)の中心軸に対して実質的に直角の方向
に設けられている。第１図に示すように、この第３の管
部(201)は、第２のユニツト(200)を貫通して設けられそ
の両側にパイプ接続用開口部(201X)，(201Y)が形成され
ている。なお、第１図に示す第３の管部(201)は第２の
ユニツト(200)を貫通するように設けられているが、本
実施例の変形例として、第３の管部(201)は一方の開口
端をパイプ接続用開口部として第２のブロツク(200A)と
接続したものとすることもできる。

第２図に示すように、棒状部(103X)の往復動作により開
閉される弁穴部(106X)を有する弁シート(106)は、第２
の嵌合部(200X)の環状の段部（凸部）の内側に装着され
て、第１のブロツク(100A)と第２のブロツク(200A)とに
より挟着されるように構成されている。

上記流体制御弁は薬品製造工程等において用いられるよ
うに、第１の管部(101)、第２の管部(202)、第３の管部
(201)および弁部(104)は、それぞれの内壁が耐薬品性を
有する樹脂、例えばフツ素系樹脂等で造られた被膜(10
2)，(203)，および(108)によりおおわれている。また弁
体(103)および弁シート(106)もそれぞれ耐薬品性を有す
る樹脂等で造られている。また第１の管部(101)の開口
部(101X)、および第３の管部(201)の開口部(201X)と(20
1Y)はそれぞれ、他の配管、例えば規格品のパイプ等と
接続できるような構造になっている。

次に、上記の流体制御弁を複数個用いて、公知のエアー
シリンダーやパイプと組合せた配管システムを第３図に
示す。第３図中(a)，(b)，(c)，(d)及び(e)は各流体制
御弁を示し、(100a)，(100b)，(100c)，(100d)及び(100
e)はそれぞれ流体制御弁(a)，(b)，(c)，(d)及び(e)の
第１のユニツトであり、(200a)，(200b)，(200c)，(200
d)，及び(200e)は流体制御弁(a)，(b)，(c)，(d)及び
(e)の第２のユニツトである。また(300a)，(300b)，(30
0c)，(300d)及び(300e)は公知のエアーシリンダーであ
り、(400b)，(400c)，(400d)，(400e)，，(400g)，(400
h)，(400i)，(400j)，及び(400k)は公知のパイプであ
る。第３図は上記の部品により構成された配管システム
を概略的に示している。

流体制御弁(a)および(b)はそれぞれ第１図における第３
の管部(201)を被制御流入体の流部とし、第１の管部(10
1)を被制御流体の排出部とするように用いたものであ
り、弁体(103)の作用方向を重力の作用方向に対して垂
直（すなわち地面に対し平行）となるようにエアーシリ
ンダー(300a)および(300b)の作動方向を地面に対し平行
となるように配置している。ここにおいて、流体制御弁
(a)および(b)のそれぞれの第３の管部(201)の開口部(20
1X)と(201Y)は公知のパイプ(400b)および(400c)に接続
されている。また、それぞれの第１の管部(101)の開口
部(101X)はパイプ(400j)および(400k)にそれぞれ接続さ
れている。

流体制御弁(c)，(d)および(e)はそれぞれ第１図におけ
る第１の管部(101)を被制御流体の流入部とし、第３の
管部(201)を被制御流体の排出部とするように用いたも
のであり、弁体(103)の作用方向を重力の作用方向と同
一（すなわち地面に対して垂直）となるようにエアーシ
リンダー(300c)，(300d)および(300e)の作動方向を地面
に対し垂直となるように配置している。図中では第１の
管部(101)と第３の管部(201)は全て実質的に直角をなす
ように配置してあるが、前述のように第１のユニツト(1
00)と第２のユニツト(200)は互に任意の角度をなすよう
に回動自在なので、任意の方向に対して配管を設置する
ことができる。

パイプ(400g)，(400h)および(400i)はそれぞれ図示しな
い原料タンクなどに接続され、被制御流体は矢印Ｆ，
Ｇ，およびＨに示す方向に流体制御弁(c)，(d)および
(e)に流入する。ここで、例えばエアーシリンダー(300
b)および(300c)を操作して図には表れていない弁を開く
ことにより、被制御流体は矢印Ｆから矢印Ｅに示すルー
トで流れて、図示しない反応タンク等に流入する。

次にこの配管システムを洗浄するには、矢印Ｈで示す方
向に洗浄液を流し、矢印Ｄで示す方向へ排出すればよ
く、この配管システムにおける各流体制御弁は必ず被制
御流体の残留が生じないよう、構成されているため、洗
浄液は排出部の全てを流れて洗い残し部分が生じない。
さらに、第３図から明らかなように、この発明に係る流
体制御弁を用いて前述のように配管システムを構成すれ
ば、Ｔ字管および／またはＬ字管は不要となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明に係る流体制御弁は、第１の管
部(101)および第３の管部(201)が弁部(104)における弁
体(103)の動作方向に対して実質的に角角の方向に設け
られている。また、弁部(104)と第３の管部(201)とをつ
なぐための第２の管部(202)が弁体(103)の動作方向と同
方向に設けられ、かつその開口部の口径と長さを比較す
ると長さの方が短く形成されている。このため、第１の
管部(101)あるいは第３の管部(201)のいずれか一方を被
制御流体(8)の流入側として設定しても、弁部(104)に流
入した被制御流体の排出側のすべては、他方の管部から
確実に排出される。従って、配管システムを洗浄する
際、被制御流体の残留がなく容易に洗浄できる。

さらに、本発明の流体制御弁は、第１のユニツト(100)
と第２のユニツト(200)が回動自在であり、かつ着脱自
在であるため、第１の管部(101)と第３の管部(201)は互
いに任意の角度をなすように設定することができる。こ
のため、本発明によれば、配管システムを構成する際、
Ｔ字管およびＬ字管を用いることなく、配管システムに
おける配管の融通性は大幅に増大し、取り扱いの容易な
流体制御弁となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る流体制御弁の一実施例の構成を
示す断面図、第２図は第１図の流体制御弁の分解斜視
図、第３図はこの発明に係る流体制御弁を用いた配管シ
ステムを示す図、第４図は従来の流体制御弁を示す断面
図、第５図は従来の流体制御弁を用いた配管システムを
示す図である。 図中(100)は第１のユニツト、(100X)は第１の嵌合部、
(101)は第１の管部、(103X)は棒状部、(103Y)はダイヤ
フラム部、(106)は弁シート、(106X)は弁穴部、(107)は
カバー、(200)は第２のユニツト、(200X)は第２の嵌合
部、(201)は第３の管部、(202)は第２の管部、(500)は
貫通孔である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 敏男 兵庫県西宮市塩瀬町生瀬610―10 (72)発明者 石岡 征悟 神奈川県厚木市戸田1412 (72)発明者 藤本 耕二 奈良県生駒市一分町1220−４ (56)参考文献 実開 昭58−142463（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−5038（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭38−15274（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭38−15275（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭39−21484（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a)第１のブロツクの一面に形成された被
   制御流体を流出入させるパイプ接続用開口部を一端と
   し、他端が記記第１のブロツクを貫通する貫通孔に接続
   された第１の管部、 前記貫通孔を実質的に貫通して配設され、前記貫通孔の
   一方の開口部近傍において、先端部が弁頭部として前記
   第１の管部の軸に対して実質的に直角の方向に往復動作
   して弁の開閉作用をするように配設された棒状部、 前記貫通孔の他方の開口部の縁部と前記棒状部の後端部
   外周とに固着され、前記貫通孔の他方の開口部を密閉す
   るダイヤフラム部、 前記ダイヤフラム部を介在させつつ、前記第１のブロツ
   クの前記貫通孔の他方の開口部のある面を閉塞しつつ、
   前記棒状部を駆動する駆動軸を貫通せしめたカバー、 前記棒状部の先端部近傍が配置された前記貫通孔の開口
   部を有する前記第１のブロツクの一面に設けられ、前記
   棒状部の中心軸を中心とした環状の段部が形成された第
   １の嵌合部、 を具備する第１のユニツトと、 (b)前記棒状部の先端部に対向する第２のブロツクから
   なる第２のユニツトの一面に形成され、前記第１のユニ
   ツトの環状の段部に回動可能に、かつ分割可能に嵌合す
   る環状の段部が形成された第２の嵌合部、 前記棒状部の先端部に対向する位置に開口部を有して前
   記棒状部の動作方向と同方向の中心軸を持つように形成
   され、当該開口部の口径よりその中心軸に沿った長さの
   方が短い第２の管部、 前記第２の管部の中心軸に対して実質的に直角の方向に
   設けられ、かつ前記第２の管部とその内部において被制
   御流体が流出入するように導通し、さらに被制御流体を
   流出入させるためのパイプ接続用開口部を少なくとも１
   つ有する第３の管部、 前記第２の嵌合部の環状の段部の内側に装着され、前記
   棒状部の往復動作によって弁頭部としての前記棒状部の
   先端部により開閉される弁穴部を有する弁シート、 を具備し、 前記第１のユニツトに対して、前記棒状部の中心軸の回
   りにおいて、前記第１の管部と前記第３の管部が互に任
   意の角度をなすように、前記第１のユニツト嵌合部と前
   記第２のユニツト嵌合部とを嵌合することにより回動自
   在に、かつ着脱自在に構成された第２のユニツトと、 を具備する流体制御弁。