JP2015209892A

JP2015209892A - ピンチバルブ装置

Info

Publication number: JP2015209892A
Application number: JP2014091176A
Authority: JP
Inventors: 昭人大木; Akito Oki
Original assignee: OHKI INDUSTRY CO Ltd
Current assignee: OHKI INDUSTRY CO Ltd
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-11-24

Abstract

【課題】内部でチューブが破断又は破損した場合であっても、チューブ内の液体等が漏れ出すのを防止することが可能なピンチバルブ装置を提供する。
【解決手段】円盤形状のバルブハウジング１００、１１０と、バルブハウジングの内部に回転自在に配設されるローター１２０と、ローターの内側に配設されるチューブを挟み込んで該チューブの開閉動作を行う１対のピンチレバーと、を備えるピンチバルブ装置において、バルブハウジングとローターとの間に、シール部材５００を設ける。
【選択図】図１１

Description

本発明は、液体の開閉弁、特にピンチバルブに係るものである。

この種のピンチバルブにあっては、シリコンゴム等の弾性力の強いチューブを外部から機械的に押しつぶして閉弁操作を行う。
特に、液体食料品、乳飲料、医薬、化粧品等を生産するプラントにあっては、配管ラインに装備される開閉弁の内部目詰まり防止、内部洗浄容易さ及び分解組立の容易さが必要とされる。
これらの点を改善する装置として、例えば、円盤形状のバルブハウジングと、バルブハウジングの内部に回転自在に配設されるローターと、ローターの内側に配設される弾性材料でつくられるチューブと、チューブの中央部の外側に揺動自在に配設される１対のピンチレバーと、１対のピンチレバーでチューブを挟み込む方向に駆動する手段を備えるピンチバルブ装置が公知である（〔特許文献１〕参照）。

特許第５３６３６９２号公報

特許文献１に開示されているピンチバルブ装置においては、一対のピンチレバーでチューブを挟んで閉弁するために、例えばピンチ力が過剰な場合等にチューブが破断又は破損し、内部の液体等がピンチバルブ装置自体から漏れ出してしまいという問題があった。
本発明の目的は、内部でチューブが破断又は破損した場合であっても、チューブ内の液体等が漏れ出すのを防止することが可能なピンチバルブ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のピンチバルブ装置は、円盤形状のバルブハウジングと、バルブハウジングの内部に回転自在に配設されるローターと、前記ローターの内側に配設されるチューブを挟み込んで該チューブの開閉動作を行う１対のピンチレバーと、を備えるピンチバルブ装置において、前記バルブハウジングと前記ローターとの間に、シール部材を設けたものである。

また、前記シール部材は、底部と該底部から一方向に突出する突出部とを備えた環状の部材である。
また、前記バルブハウジングにおいて、前記ローターと対向する面に環状の凹部が形成され、前記ローターにおいて、前記バルブハウジングの環状の凹部に対向する両面の位置にそれぞれ環状の凹部が形成され、前記シール部材は、前記バルブハウジング又は前記ローターのいずれかに形成された環状の凹部内に配置される。
更に、前記シール部材は、前記チューブが破断又は破損した場合に流出する液体の圧力により前記突出部が変形する程度の弾力を備えた弾性部材で形成されている。

以上の手段を備えることにより、本発明のピンチバルブ装置は、簡素な構成により、チューブの破断や破損があっても液漏れを確実に防ぐことができる。
また、上記のシール部材の形状により、通常時はローターが回動する際に摩擦抵抗を生じないため、ローターを回動させるための駆動力が、例えばＯリング等の密着するシール部材を用いた場合に比べて小さくなり、装置全体の小型化を実現できる。

図１は、本発明の実施例を示す斜視図。図２は、本発明の実施例を示す斜視図。図３は、本発明の部品構成図。図４は、本発明の実施例を示す斜視図。図５は、本発明の実施例を示す斜視図。図６は、本発明の部品構成図。図７は、本発明の要部の断面図。図８は、本発明の要部の断面図。図９は、本発明の作用を示す説明図。図１０は、本発明の要部の断面図。図１１は、第１のバルブハウジングと第２のバルブハウジングとローターとを含む一部構成を抜き出した要部構成図。図１２は、第１のバルブハウジングとローターとシール部材との配置関係を示す図。図１３は、第１のバルブハウジングとローターとシール部材との他の配置関係を示す図。図１４は、本発明のピンチバルブ装置の使用中にチューブの破断又は破損が生じた場合の、シール部材の挙動（機能）を説明する図。

図１、図２は、本発明の自動式ピンチバルブ装置１の外観を示す斜視図、図３は部品構成図である。

自動ピンチバルブ装置１は円盤状の外観を有するバルブ本体１０と、バルブ本体１０内部に装備されるチューブを開閉するピンチレバー１６０を備える。
バルブ本体１０は、第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０を備え、第１のバルブハウジング１００には配管取付部１０２が設けられ、第２のバルブハウジング１１０には配管取付部１１２が設けられる。

駆動装置２０は、アクチュエータハウジング２００、第１のプレート２２０、カバー２３０、第２のプレート２４０を有し、アクチュエータハウジング２００のポート２０５より高圧の空気を流入させラックとピニオンを介して駆動軸２１２を回動することにより、ピニオン２５０を回転駆動する。ピニオン２５０は、ローター１２０のギヤ部１２２に噛み合っており、ローター１２０が回動することにより、第１のカム山１２４、第２のカム山１２５によりピンチレバー１６０を操作してチューブ１５０をピンチする。
また、アクチュエータハウジング２００のポート２０６より高圧の空気を流入させ、チューブ１５０を開放する。
駆動軸の回転位置は表示盤２１０に示される。

駆動軸２１２は、第１のプレート２２０、カバー２３０、第２のプレート２４０により覆われ、ピニオン２５０を駆動する。駆動軸２１２の回動は開閉表示盤２１０に伝えられ、開閉表示盤２１０はバルブ開閉状態を表示する。

図４、図５は、本発明の手動式ピンチバルブ装置２の外観を示す斜視図、図６は部品構成図である。

手動ピンチバルブ装置２は円盤状の外観を有するバルブ本体１０と、バルブ本体１０内部に装備されるチューブを開閉するピンチレバー１６０を備える。
バルブ本体１０は、第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０を備え、第１のバルブハウジング１００には配管取付部１０２が設けられ、第２のバルブハウジング１１０には配管取付部１１２が設けられる。

手動式の駆動装置３０は、ハンドル２１３、駆動軸２１４、ストッパー２１５、ネジピース２１６、第１のプレート２２０、カバー２３０、第２のプレート２４０を有し、ハンドル２１３により駆動軸２１４を回動することにより、ピニオン２５０を回転駆動する。ピニオン２５０は、ローター１２０のギヤ部１２２に噛み合っており、ローター１２０が回動することにより、第１のカム山１２４、第２のカム山１２５によりピンチレバー１６０を操作してチューブ１５０をピンチ又は開放する。

軸２２８の端部は、軸受２１８により支持され、カバー２１９で覆われる軸受２１８は駆動軸２１４の一端部を支持し、駆動軸２１４はカバー２１５、第１のプレート２２０、カバー２３０、第２のプレート２４０を貫通して、カバー２４５により他端部が支持される。

軸２２８にとりつけられる傘歯車２１７は、駆動軸２１４にとりつけられる傘歯車２１６と噛み合い、軸２２８の旋回動を駆動軸２１４に伝達する。
駆動軸２１４はピニオン２５０にキーを介して連結され、ピニオン２５０を回転駆動する。

第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０の内部には、ローター１２０が回動自在に挿入される。ローター１２０の外周部の一部にはギヤ部１２２が形成され、ローター１２０の内部には１対の第１のカム山１２４、第２のカム山１２５が対向して設けられる。

ローター１２０の内部にはチューブ１５０が装備される。チューブ１５０は弾性力の強いシリコンゴム等で製造され、その両端部は、第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０のフランジ部に堅固に把持される。チューブ１５０の中央部の外側には、チューブ１５０をピンチして内部を流れる流体の流れを封止する１対のピンチレバー１６０が揺動自在に設けられる。ピンチレバー１６０は、ローター１２０の回動により後述する態様によってチューブ１５０の外周部を押しつぶして内部を封止する。

本発明のピンチバルブにあっては、チューブ１５０をピンチレバー１６０の間に挟んで配置する際に、初期状態（開弁状態）において、予めチューブ１５０を少量だけつぶしてセットしておく。この設定によりチューブ１５０の開閉速度が向上し、また、ピンチレバー１６０の旋回動作も短くてすむ。

図７は、チューブ１５０の取付構造を示す断面図である。
チューブ１５０は、シリコンゴム等の円筒状のもので、中央部は肉薄部１５１に形成され、その両端部にはチューブフランジ１５２が設けてある。第１のバルブハウジング１００の配管取付部１０２の端部には突部１０３を有するフランジ１０４が設けてあり、第２のバルブハウジング１１０の配管取付部１１２の端部には突部１1３を有するフランジ１１４が設けてある。
チューブ１５０の両側には配管３００と配管３１０が連結され、締付具４００を用いて締結される。

図８は、チューブ１５０の両端部の取付構造の詳細を示す。
チューブ１５０のチューブフランジ１５２は突部チューブフランジの外側端面に設けられる１５４とチューブフランジの内側端面に設けられる溝部１５３を有し、配管３１０の配管フランジ３１２は溝部３１４を有する。チューブフランジ１５２の突部１５４を配管３１０の溝部３１４に、チューブフランジ１５２の溝部１５３にフランジ１１４の突部１1３を嵌合させ、締付具４００で締付ける。

チューブ１５０はピンチレバー１６０によりピンチされると、全体に伸びて内部を封止する。チューブフランジ１５２の溝部１５３とフランジ１１４の突部１1３の嵌合によりチューブ１５０の両端部の把持をより堅実にしこのチューブ１５０の変形に対応する。また、チューブ１５０の中央部を肉薄部１５１に形成してあるので、閉弁時のシール性も向上する。

図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はピンチレバー１６０によるチューブ１５０のピンチの状態を示す。図６の（ａ）はチューブ１５０が全開した状態を示し、内部を流れる流体の流れＦ_１は最大の流量となる。図の（ｂ）はピンチレバー１６０によりチューブ１５０が半分程度押しつぶされた状態を示し、流量Ｆ_１は減少する。
図の（ｃ）はピンチレバー１６０によりチューブ１５０が完全に押しつぶされた状態を示し、流体の流れは停止する。

図１０はチューブ１５０がピンチにより受ける応力分布Ｓ_１を示す。ピンチレバー１６０の先端を円弧状の凸部１６２に形成することにより、チューブ１５０のピンチ部が受ける応力Ｓ_１は図に示すようになり、集中力は防止される。

図１１は、図３及び図６の部品構成図における第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０とローター１２０とを含む一部を抜き出した要部構成図である。
図１１に示すとおり、第１のバルブハウジング１００及び第２のハウジング１１０のそれぞれローター１２０に対向する面には、シール部材５００が取り付けられる環状の凹部（１００ａ又は１１０ａ）が形成されている。
また、ローター１２０において、第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０にそれぞれ対向する面にも、シール部材５００が取付けられる環状の凹部（１２０ａ）が形成されている。

図１２及び図１３は、それぞれ図１１の具体例における第１のバルブハウジング１００と、ローター１２０と、シール部材５００との配置関係を示す図である。
シール部材５００は、例えばゴム等の弾性材料で形成されており、上記した環状の凹部（１００ａ、１１０ａ又は１２０ａ）の溝幅に対応する幅を有する底部と該底部から一方向に突出する突出部とからなる環状の部材として形成されている。

そして、図１２示すように、第１のバルブハウジング１００とローター１２０との間、及び第２のバルブハウジング１１０とローター１０との間に、それぞれシール部材５００を配置する。
このとき、シール部材５００は、第１のバルブハウジング１００の凹部１００ａと第２のバルブハウジング１１０の凹部１１０ａとのそれぞれに嵌め込まれ、突出部をローター１２０側となるように配置される。

また、シール部材５００は、図１３に示すように、シール部材５００は、ローター１２０の凹部１２０ａにそれぞれ嵌め込まれ、突出部がそれぞれ第１のバルブハウジング１００及び第２のバルブハウジング１１０側となるように配置されてもよい。

図１４は、本願発明のピンチバルブ装置の使用中にチューブの破断又は破損が生じた場合の、シール部材５００の挙動（機能）を説明する図である。
チューブが破断又は破損していない通常時には、シール部材５００の突出部は対向する凹部の開口端部には接触しないように配置されている。
その結果、ローター１２０が回動する際に摩擦抵抗を生じないため、ローター１２０を回動させるための駆動力が、例えばＯリング等の密着するシール部材を用いた場合に比べて小さくなり、装置全体の小型化を実現できる。

一方、チューブが破断又は破損した時には、チューブの破断部又は破損部から流出した液体がハウジングの外に漏れ出そうとして凹部（１００ａ、１１０ａ又は１２０ａ）に流入する。
このとき、シール部材５００が弾性部材で形成されているため、凹部の内部に流入する液体の内圧により突出部が変形し、当該突出部と凹部の開口端部とが密着することによりシールされて液漏れを防ぐことができる。

なお、シール部材５００の断面形状として、例えば図１２には略Ｌ字形、図１３には略Ｔ字形の断面形状のものが例示されているが、本願発明のシール部材５００は、上述のとおり、チューブの破断又は破損時に凹部に流入する液体の内圧により変形し、当該凹部の開口端部と接触することにより液漏れを防ぐことができるものであれば、どのような形状のものでもよい。

１自動ピンチバルブ装置
２手動ピンチバルブ装置
１０バルブ本体
２０駆動装置
３０駆動装置
１００第１のバルブハウジング
１００ａ凹部
１０２配管取付部
１０３突部
１０４フランジ
１１０第２のバルブハウジング
１１０ａ凹部
１１２配管取付部
１１３突部
１１４フランジ
１１６支柱
１２０ローター
１２０ａ凹部
１２２ギヤ部
１２４第１のカム山
１２５第２のカム山
１５０チューブ
１５１肉薄部
１５２チューブフランジ
１５３溝部
１５４突部
１６０ピンチレバー
２００アクチュエータハウジング
２０５ポート
２０６ポート
２１０開閉表示盤
２１２駆動軸
２１３ハンドル
２１４駆動軸
２１５カバー
２１６歯車
２１７歯車
２１８軸受
２１９カバー
２２０第１のプレート
２２２プレート
２２４半円プレート
２２６軸受
２２８軸
２２９ハンドル受
２３０カバー
２４０第２のプレート
２４５カバー
２５０ピニオン
３００配管
３１０配管
３１２配管フランジ
３１４溝部
４００締付具
５００シール部材

Claims

円盤形状のバルブハウジングと、バルブハウジングの内部に回転自在に配設されるローターと、前記ローターの内側に配設されるチューブを挟み込んで該チューブの開閉動作を行う１対のピンチレバーと、を備えるピンチバルブ装置において、
前記バルブハウジングと前記ローターとの間に、シール部材を設けた
ことを特徴とするピンチバルブ装置。
前記シール部材は、底部と該底部から一方向に突出する突出部とを備えた環状の部材である
ことを特徴とする請求項１記載のピンチバルブ装置。
前記バルブハウジングにおいて、前記ローターと対向する面に環状の凹部が形成され、
前記ローターにおいて、前記バルブハウジングの環状の凹部に対向する両面の位置にそれぞれ環状の凹部が形成され、
前記シール部材は、前記バルブハウジング又は前記ローターのいずれかに形成された環状の凹部内に配置される
ことを特徴とする請求項１又は２記載のピンチバルブ装置。
前記シール部材は、前記チューブが破断又は破損した場合に流出する液体の圧力により前記突出部が変形する程度の弾力を備えた弾性部材で形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のピンチバルブ装置。