JP2022124830A - 弁及びこれを用いた流路切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有する管の外径及び内径を、発熱を伴うことなく連続して押圧し続けることができる、新規の弁及びこれを用いた流路切替装置を提供すること。【解決手段】管１１８の外周面を押圧自在な押圧部９７が外周面に配設された回転体６を駆動手段Ｍによって回転させると共に、回転体６と駆動手段Ｍとの間には駆動手段Ｍから回転体６への回転は伝達するが回転体６から駆動手段Ｍへの回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチを介在させる。【選択図】図１２

Description

本発明は、可撓性を有する管の外周面を押圧して管の外径及び内径を低減させる弁及びこれを用いた流路切替装置に関する。

可撓性を有する管の外周面を押圧して管の外径及び内径を低減させる弁はピンチバルブとも称され、その一例として下記特許文献１にはソレノイド式の弁が開示されている。この弁は、管を支持する支持部材と、コイルが励磁されることで可動鉄心が進出するソレノイド部と、ソレノイド部の可動鉄心によって変位されることで管の外周面を押圧自在な押圧部とを具備している。そして、コイルに通電されてこれが励磁されると可動鉄心が進出して押圧部が変位し、押圧部が管を押圧すると共にこれを支持部材が受けることで管が弾性的に圧潰され、管内の流路が閉鎖される。下記特許文献２には流路切替装置を備えた飲料製造装置が開示されており、流路切替装置としてソレノイド式の弁を用いることが開示されている。

ところで、入力軸と出力軸との間の動力伝達状態を変更するクラッチ装置として、入力軸（駆動側）からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力軸（従動側）からの動力伝達は、出力軸を回転不能として遮断するロックタイプ双方向クラッチが存在する。ロックタイプ双方向クラッチにはコイルばねを用いたものやローラーを用いたもの或いは複数の歯車を組み合わせたもの等多様な形式のものが存在し、いずれの形式のロックタイプ双方向クラッチを使用するかは使用目的等に応じて適宜選択される。かようなロックタイプ双方向クラッチの一例として、下記特許文献３には、本願の出願人によって本願より先に出願されて既に特許されたローラーを用いた形式のロックタイプ双方向クラッチの一例が開示されている。

特許第５３３８８８５号公報 特開２０１８－１６６５９２号公報 特許第４８５０６５３号公報

特許文献１に開示された弁にあっては、コイルに通電されてこれが励磁されているときのみ可動鉄心が進出して押圧部が管を押圧することから、管を押圧し続けるにはコイルに通電し続ける必要があり、長時間管を押圧し続けると、コイルが発熱してコイルの周辺機器を溶損又は火災を発生させてしまう虞がある。特許文献２に開示された流路切替装置においても同様の虞がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、可撓性を有する管の外径及び内径を、発熱を伴うことなく連続して押圧し続けることができる、新規の弁及びこれを用いた流路切替装置を提供することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、管の外周面を押圧自在な押圧部が外周面に配設された回転体を駆動手段によって回転させると共に、回転体と駆動手段との間には駆動手段から回転体への回転は伝達するが回転体から駆動手段への回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチを介在させることで、上記主たる技術的課題を解決することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決することができる弁として、可撓性を有する管の外周面を押圧して前記管の外径及び内径を低減させる弁であって、
前記管を支持する支持部材と、
駆動手段によって回転させられる回転体と、
前記回転体と前記駆動手段との間に介在し、前記駆動手段から前記回転体への回転は伝達するが前記回転体から前記駆動手段への回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチとを具備し、
前記回転体の外周面には、前記管の外周面を局所的に押圧しながら旋回可能な押圧部が配設されている、ことを特徴とする弁が提供される。

好ましくは、前記駆動手段は直流式の電動モーターであって直流電源を含む制御手段に電気的に接続されている。この場合には、前記制御手段は前記電動モーターに入る電流の向きが順方向である第一の回路及び逆方向である第二の回路を備え、前記第一の回路及び前記第二の回路は作動スイッチによって選択的に切替自在であり、さらに、前記第一の回路には、前記押圧部が所要角度範囲の周方向片側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが前記周方向片側端部に位置するときには回路を開く第一のスイッチが、前記第二の回路には、前記押圧部が前記所要角度範囲の周方向他側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが前記周方向他側端部に位置するときには回路を開く第二のスイッチが夫々設けられているのが良い。さらに、前記押圧部が前記所要角度範囲を超えて旋回することを規制する回転規制手段が設けられているのが好ましい。前記押圧部は円柱形状のローラーであって、前記ローラーは、前記回転体の外周面に形成されて径方向外方に突出するローラー保持部の突出端面と前記管との間で転動自在に保持されるのがよい。

本発明の弁及び流路切替装置にあっては、管の外周面を押圧自在な押圧部が外周面に配設された回転体を駆動手段によって回転させると共に、回転体と駆動手段との間には駆動手段から回転体への回転は伝達するが回転体から駆動手段への回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチを介在させていることに起因して、駆動手段を作動させなくても押圧部を介して付加される外力によって回転体が回転することはなく押圧部の角度位置は保持されることから、可撓性を有する管の外径及び内径を、発熱を伴うことなく連続して押圧し続けることができる。

本発明に従って構成される弁を利用した流路切替装置の好適実施形態を示す正面図。 図１に示す流路切替装置の背面図。 図１に示す流路切替装置の左側面図。 図１に示す流路切替装置の右側面図。 図１に示す流路切替装置のＡ－Ａ線断面図。 図１に示す流路切替装置のＢ－Ｂ線断面図。 図１に示す流路切替装置のハウジングを単体で示す図。 図１に示す流路切替装置のシールドを単体で示す図。 図１に示す流路切替装置のスイッチプレートを単体で示す図。 図１に示す流路切替装置の回転体を単体で示す図。 図１に示す流路切替装置の接続端子を単体で示す図。 図１に示す流路切替装置のシステム構成図。 図１に示す流路切替装置の作動を説明するための図。 図１に示す流路切替装置の作動を説明するための図。 図１に示す流路切替装置の作動を説明するための図。 図１に示す流路切替装置の作動を説明するための図。 図１に示す流路切替装置の変形例を示す図。 本発明に従って構成される弁の好適実施形態を示す図。 図１５に示す弁の変形例を示す図。

以下、本発明に従って構成される弁及びこれを利用した流路切替装置の好適実施形態について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

本発明に従って構成される弁の好適実施形態の説明に先立ち、便宜上、本発明に従って構成される弁を利用した流路切替装置の好適実施形態から説明する。図１乃至図６に示す全体を番号２で示す流路切替装置は、図５及び図６を参照することによって理解されるとおり、支持部材であるハウジング４と、回転体６と、ロックタイプ双方向クラッチ８とを具備している。

図５及び図６に示すとおり、ハウジング４は内側空間部１０を備えている。図示の実施形態においては、ハウジング４はハウジング本体１２及びシールド板１４から構成されており、これらを組み合わせることで内側空間部１０が画成される。

図１乃至図６と共に図７を参照して説明すると、ハウジング本体１２は合成樹脂製の略直方体形状であって、正面１６、背面１８、左側面２０及び右側面２２が規定されている。正面１６には背面１８に向かって所要程度変位した第一の凹部２４が形成されている。第一の凹部２４は略Ｄ字を左右反転させた形状であり、第一の凹部２４の一部は周方向に円弧状に延びる本体側内周面２６によって規定されている。本体側内周面２６は図７の上段左図において符号ｏ（これを中心ｏとする）を中心に略２３０度の角度範囲に亘って延在している。かかる中心ｏはハウジング本体１２の中央よりも幾分右側面２２側に位置している。図７の下段Ａ－Ａ断面図に示すとおり、正面１６と背面１８との間には、第一の凹部２４の背面１８側において第一の凹部２４と隣接してこれよりも小径の第二の凹部２８、及び第二の凹部２８の背面１８側において第二の凹部２８と隣接してこれよりもさらに小径の第三の凹部３０も設けられている。図７の上段左図も参照することによって理解されるとおり、第二の凹部２８及び第三の凹部３０は共に円形であってこれらの中心は本体側内周面２６を規定する仮想円３２（二点鎖線）の中心ｏと共通である。図７の下段Ａ－Ａ断面図及び上段左図を参照することによって理解されるとおり、第三の凹部３０を規定する内周面には、背面１８側から正面１６側に向かって直線状に延びる係止突条３４が周方向に等角度間隔をおいて３個形成されている。図７の上段右図に示すとおり、背面１８には第三の凹部３０に連通する円形の軸穴３６が形成されており、この軸穴３６の中心は中心ｏと共通する。背面１８には更に、材料使用量の低減等を目的とした肉抜き部３８が複数形成されている。背面１８の角部には正面１６に貫通する装着穴４０も形成されている。

図７の上段左図と共に図３を参照することによって理解されるとおり、正面１６における左側面２０側の側縁部（換言すれば、左側面２０における正面１６側の側縁部）には、他の部分よりも背面１８側に局所的に変位された段部４２が設けられている。左側面２０において段部４２が形成されている部位には、第一の凹部２４に連通するＵ字形状乃至半円形状の片側連通溝４４が１つ形成されている。図７の上段左図及び中央図を参照することによって理解されるとおり、正面１６における右側面２２側の側縁部（換言すれば、右側面２２における正面１６側の側縁部）には、他の部分よりも背面１８側に変位された段部４６が設けられている。右側面２２において段部４６が形成されている部位には、第一の凹部２４に連通する半円形状の他側連通溝４８が２つ形成されている。２つの他側連通溝４８は図７の上段左図において片側連通溝４４の中心と中心ｏとを通過する直線に対して線対称に配置されている。

主に図８を参照してシールド板１４について説明すると、シールド板１４は合成樹脂製の略矩形形状であって、正面５２、背面５４、左側面５６及び右側面５８が規定されている。シールド板１４には、正面５２から背面５４に貫通する円形の貫通穴６０が形成されている。貫通穴６０はシールド板１４の中央よりも幾分右側面５８側に位置し、その中心はシールド板１４がハウジング本体１２と組み合された際に上記中心ｏと整合する。正面５２には、貫通穴６０の外周縁の幾分外側を囲繞する円筒形状の装着壁６２が立設されており、装着壁６２の内側には後述するスイッチプレート７６が装着される（図１を参照されたい）。図８の上段左図に示されるとおり、装着壁６２の端面の所要角度位置には装着壁６２の高さ方向に延びる一対のスリット６４が形成されている。正面５２の角部には背面５４に貫通する装着穴６６も形成されている。図８の上段右図に示すとおり、背面５４には、ハウジング本体１２に形成された第一の凹部２４と対応する凹部６８が形成されている。凹部６８は貫通穴６０を含むように配置されている。かような凹部６８の一部はハウジング本体１２の本体側内周面２６と対応する円弧状のシールド側内周面６９によって規定されている。図８の上段右図及び下段Ａ－Ａ断面図を参照することによって理解されるとおり、背面５４における左側面５６側の側縁部の中央部分には矩形形状の突出部７０が設けられている。そして、左側面５６において突出部７０が存在する部位には、凹部６８に連通する半円形状の片側連通溝７２が１つ形成されている。図８の上段右図及び図４を参照することによって理解されるとおり、右側面５８には、凹部６８に連通する半円形状の他側連通溝７４が２つ形成されている。２つの他側連通溝７４は図８の上段右図において片側連通溝７２の中心と中心ｏとを通過する直線に対して線対称に配置されている。右側面５８を規定する壁の裏面において背面視において２つの他側連通溝７４の間には、凹部６８の底面から直線状に起立する起立壁７５が設けられている。起立壁７５は凹部６８の底面から背面５４を超えて延びており、両側縁部には左側面５６側に向かって突出する突条７５ａが形成されている。背面視において突条７５ａの突出端は貫通穴６０の幾分外側に位置し、突条７５ａは後述するとおりに回転体６が回転した際にこれと当接することで、後述する押圧部が所要角度範囲を超えて旋回することを規制する回転規制手段として作用する（図６も参照されたい）。所望ならば、起立壁７５及びこれに設けられた突条７５ａをシールド板１４に替えてハウジング本体１２の所要位置に設けるようにしてもよい。

装着壁６２に配設されるスイッチプレート７６について、図９を参照して説明すると、スイッチプレート７６は合成樹脂製の（換言すれば絶縁性を有する）基板７８と基板７８に添着された２本の帯状の電極８０ａ及び８０ｂとから構成されている。基板７８は略半円形状の主部８２と主部８２の周方向両側端から外側に延出する一対の爪部８４とを含んでいる。図９の下段展開図に示されているとおり、２本の電極８０ａ及び８０ｂは基板７８の内周面において幅方向に間隔をおいて平行に配置されており、電極８０ａは２つの爪部８４の一方から他方の手前まで、電極８０ｂは２つの爪部８４の他方から一方の手前まで夫々延在しており、爪部８４に添着された側の端部の幅は夫々局所的に拡張されている（同図においては容易に理解できるよう電極８０ａ及び８０ｂにはハッチングを付している）。そして、電極８０ａは爪部８４に添着された側の端部において後述する第一の回路１１２に、電極８０ｂは爪部８４に添着された側の端部において後述する第二の回路１１４に夫々電気的に接続されることで、スイッチプレート７６は後述する制御手段１０８の一部となる。かようなスイッチプレート７６は、基板７８の主部８２の外周面がシールド板１４に形成された装着壁６２の内周面と対向した状態で、爪部８４が装着壁６２に形成されたスリット６４に挟み込まれることで装着壁６２に装着される。

上述したハウジング本体１２及びシールド板１４は、ハウジング本体１２の正面１６とシールド板１４の背面５４とを対向させた状態で装着穴４０及び６６にボルトの如き締結具を挿通することで固定され、かくしてハウジング４が形成される。ハウジング４が形成されると、内部に内側空間部１０が画成されると共に、ハウジング４の左側面にはハウジング本体１２及びシールド板１４の各々の左側面２０及び５６に形成された片側連通溝４４及び７２によって内側空間部１０に連通する片側連通孔８６が（図３を参照されたい）、ハウジング４の右側面にはハウジング本体１２及びシールド板１４の各々の右側面２２及び５８に形成された他側連通溝４８及び７４によって内側空間部１０に連通する２つの他側連通孔８８が（図４を参照されたい）画成される。更に、ハウジング４の内側にはハウジング本体１２に規定された本体側内周面２６とシールド板１４に規定されたシールド側内周面６９とによって後述する管を支持する内周面８９が画成される（図５を参照されたい）。

続いて、主に図１０を参照して回転体６について説明すると、適宜の合成樹脂によって形成される回転体６は円形の台座部９０及び台座部９０の中央から軸線方向に延びる断面円形の軸部９２を備えており、図５に示すとおり、台座部９０はハウジング本体１２に形成された第二の凹部２８に、軸部９２の先端部はシールド板１４に形成された貫通穴６０に夫々回転可能に嵌め合わされる。回転体６の外周面には、ハウジング４の内周面８９と協働して後述する管の外周面を局所的に押圧しながら旋回可能な押圧部が配設されている。図６も参照して説明すると、図示の実施形態においては、押圧部は金属製の円柱形状のローラー９７であって、これはローラー保持部９４によって管との間で転動可能に保持されている。図１０の上段左図及び中央図に示すとおり、ローラー保持部９４は軸部９２の外周面の所要角度部位における上記先端部を除く部分において径方向外方に突出している。ローラー保持部９４は径方向外側に向かって先細り形状であり、その突出端面９６は径方向内側に向かって円弧形状に没入された凹状となっており、ローラー９７は突出端面９６と管との間で転動可能に挾持される。所望ならば、押圧部はローラー９７に替えて回転体６の外周面から径方向外方に局所的に突出する突出部としてもよい（図１６を参照されたい）。図１０の下段Ａ－Ａ断面図に示すとおり、回転体６の中心には軸線方向に延びる貫通穴９８が形成されている。図１０の上段中央図も参照することによって理解されるとおり、貫通穴９８の断面形状は、台座部９０側にあっては円形であるが、軸部９２側にあっては略Ｄ字形状となっている。そして、軸部９２の端面には貫通穴９８を含んだ所要形状の嵌合凹部１００が形成されている。嵌合凹部１００は、貫通穴９８の外周縁の外側を囲繞した円形の主部１００ａと、主部１００ａの外周縁を径方向外方に偏倚させた接続部１００ｂと、接続部１００ｂの延出端から外側に向かって所要深さで直線状に延びて軸部９２の外側に開放される細長溝部１００ｃと、細長溝部１００ｃと同じ深さでこれに対して平行に延びる細短溝部１００ｅとを備えている。

嵌合凹部１００には図１１に示す接続端子１０２が装着される。接続端子１０２はその全体が金属製であって、薄板円形状の主部１０２ａと、主部１０２ａの外周縁を径方向外方に偏倚させた接続部１０２ｂと、接続部１０２ｂの延出端に接続された当接壁１０２ｃとを含んでいる。当接壁１０２ｃは主部１０２ａに対して垂直に所要程度延びており、接続部１０２ｂに接続されて外側に向かって直線状に延びる片側支持部１０２ｃ－１と、片側支持部１０２ｃ－１の端縁から連続するくの字形状の当接部１０２ｃ－２と、当接部１０２ｃ－２の端縁から連続して片側支持部１０２ｃ－１と平行に僅かに直線状に延びる他側支持部１０２ｃ－３とを含んでいる。かような接続端子１０２は、図１１と共に図１及び図１０を参照して説明すると、主部１０２ａが嵌合凹部１００の主部１００ａに、接続部１０２ｂが接続部１００ｂに、当接壁１０２ｃの片側支持部１０２ｃ－１が細長溝部１００ｃに、当接壁１０２ｃの他側支持部１０２ｃ－３が細短溝部１００ｅに夫々嵌め合わされて、当接部１０２ｃ－２が回転体６の外周面の一部を覆った状態で回転体６に嵌め合わされてこれと一体となって回転可能となる。接続端子１０２が回転体６と共にハウジング４に組み合されると、接続端子１０２の当接壁１０２ｃの当接部１０２ｃ－２がシールド板１４に装着されたスイッチプレート７６の内周面に配設された電極８０ａ及び８０ｂと電気的に接続可能となる。そして、接続端子１０２は図示しない接続手段によって電動モーターＭとも電気的に接続されて後述する制御手段１０８の一部となる。

図５を参照して説明すると、ロックタイプ双方向クラッチ８はハウジング本体１２に形成された第三の凹部３０において、ここに形成された係止突条３４（図７も参照されたい）によって係止されてハウジング本体１２に対し回転不能な状態で配設される。ロックタイプ双方向クラッチ８は回転体６とこれを回転駆動する駆動手段（図示の実施形態においては電動モーターＭ）との間に介在し、駆動手段に接続される入力部材８ａと回転体６の貫通穴９８に接続される出力軸８ｂとを具備している。そして、ロックタイプ双方向クラッチ８は、駆動手段から回転体６への回転は伝達するが回転体６から駆動手段への回転はロックして伝達しない。かようなロックタイプ双方向クラッチ８は既に周知である上述した種々の形式のいずれのものでもよく、その内部構造等の詳細な説明は本明細書では省略する。

図示の実施形態においては、回転体６を回転駆動する駆動手段は直流式の電動モーターＭであってこれは制御手段１０８に電気的に接続されている。制御手段１０８について主に図１２を参照して説明すると、制御手段１０８は直流電源１１０と、電動モーターＭに入る電流の向きが順方向である第一の回路１１２及び逆方向である第二の回路１１４とを備えている。第一の回路１１２及び第二の回路１１４は、一体となって作動する２つの作動スイッチ１１６によって選択的に切り替え自在である。図示の実施形態においては、第一の回路１１２は図１３－１及び図１３－２において実線で示される閉回路であって、第一の回路１１２において電流は電動モーターＭに図の右から左に流れる。第二の回路１１４は図１３－４において実線で示される閉回路であって、第二の回路１１４において電流は電動モーターＭに図の左から右に流れる。従って、第一の回路１１２と第二の回路１１４とでは電動モーターＭに流れる電流の向きが異なる。そして、第一の回路１１２には、押圧部（ローラー９７）が所要角度範囲の周方向片側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが上記所要角度範囲の周方向片側端部に位置するときには回路を開く第一のスイッチが、第二の回路１１４には、押圧部（ローラー９７）が上記所要角度範囲の周方向他側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが上記所要角度範囲の周方向他側端部に位置するときには回路を開く第二のスイッチが夫々設けられている。上記第一のスイッチ及び第二のスイッチは、ハウジング４に装着されたスイッチプレート７６及び回転体６に装着された接続端子１０２から構成され、図１２及び図１３－１乃至図１３－４に示す第一の回路１１２及び第二の回路１１４において、符号ａ及びｂで示す円弧状曲線部は夫々スイッチプレート７６が備える電極８０ａ及び８０ｂに相当し、符号ｃで示す直線部は接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２に相当する。従って、上記図において、円弧状曲線部ａ及びｂは回転不能であるが、直線部ｃは電動モーターＭによる回転体６の回転に起因して中心ｏを軸に旋回可能である。そして、直線部ｃの先端が円弧状曲線部ａと接触しているときは接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２が電極８０ａと、直線部ｃが円弧状曲線部ｂと交差しているときは接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２が電極８０ｂと夫々電気的に接続されていることを示す。一方、直線部ｃが円弧状曲線部ａ及びｂから離隔しているときは、接続端子１０２は電極８０ａ及び／又は８０ｂと電気的に接続されていないことを示す。第一のスイッチ及び第二のスイッチの作動ついて、図１３－１乃至図１３－４を参照して、以下に説明する。

作動スイッチ１１６が一方向に切り替えられて図１３－１に示すとおり第一の回路１１２が閉成されると、回転体６は図１３－２に示すとおり時計方向に回転する。このとき、回転体６に装着された接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は、回転初期にあってはスイッチプレート７６の内周面に配設された電極８０ａとのみ当接するが、その後電極８０ａ及び８０ｂの両方と当接する（ｃは回転初期にあってはａとのみ接するが、その後ａと接すると共にｂと交差する）。回転体６に装着された接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２と電極８０ａとが当接している間（ａとｃとが接している間）、回転体６は連続して回転する。図１３－１に示す状態から回転体６が所要角度回転すると、図１３－３に示すとおり、接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は電極８０ａから離隔し、接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は電極８０ｂとのみ当接することとなる（ｃはａから離隔してｂとのみ交差する）。かくすると、接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２から電極８０ａ（ｃからａ）への通電は遮断されて第一の回路１１２は開き、電動モーターＭの回転は自動的に停止する。

図１３－３に示す状態から作動スイッチ１１６が反対方向に切り替えられて第二の回路１１４が閉成されると、図１３－４に示すとおり、第二の回路１１４中を同図において矢印で示すとおりに電流が流れ、回転体６は反時計方向に回転する。このとき、回転体６に装着された接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は、回転初期にあってはスイッチプレート７６の内周面に配設された電極８０ｂとのみ当接するがその後電極８０ａ及び８０ｂの両方と当接する（ｃは回転初期にあってはｂとのみ交差するが、その後ｂと交差すると共にａと接する）。回転体６に装着された接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２と電極８０ｂとが当接している間（ｃがｂと交差している間）、回転体６は連続して回転する。図１３－３に示す状態から回転体６が所要角度回転すると、接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は電極８０ｂから離隔し、接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２は電極８０ａとのみ当接する（ｃはｂから離隔してａとのみ接する）こととなる。かくすると、電極８０ｂから接続端子１０２の当接部１０２ｃ－２（ｂからｃ）への通電は遮断されて第二の回路１１４は開き、電動モーターＭの回転は自動的に停止し、回転体６は図１３－１で示す角度位置に戻る。このことから、電動モーターＭは、回転体６に配設された押圧部（ローラー９７）が作動スイッチ１１６の操作により所要角度範囲内を旋回動した後に自動的に停止することとなる。

図６には、流路切替装置２が適用される管１１８も２点鎖線で示されている。管１１８はシリコンの如き合成樹脂製であって可撓性を有し、同図において矢印で示す方向に内側を流体が流れる。管１１８は主流管１１８ａ、及び主流管１１８ａの下流端において分岐する２本の分岐管１１８ｂ及び１１８ｃを備えている。主流管１１８ａはハウジング４の片側連通孔８６を通って内側空間部１０に進入し、主流管１１８ａの下流端は内側空間部１０を臨む。２本の分岐管１１８ｂ及び１１８ｃは夫々主流管１１８ａの下流端からハウジング４の内周面８９に沿って相互に周方向の反対側に延在した後に他側連通孔８８を通ってハウジング４の外部へ延出している。２本の分岐管１１８ｂ及び１１８ｃの上流端はハウジング４の内側空間部１０内において連通している。ここで、２本の分岐管１１８ｂ及び１１８ｃのいずれか一方は、図６に示されるとおり回転体６に付設されたローラー９７（押圧部）とハウジング４の内周面８９とによって圧潰され、圧潰された方の分岐管は閉塞つまり内径が零となる。図６に示す状態においては、分岐管１１８ｂが閉塞されている。

続いて、流路切替装置２の作動について図１３－１乃至１３－４を参照して説明すると、図１３－１において作動スイッチ１１６が同図に示される側に切り替えらえる直前の状態にあっては、回転体６は同図に示す状態で停止しており、分岐管１１８ｂは回転体６に付設されたローラー９７とハウジング４の内周面８９とによって圧潰されて閉塞される一方、分岐管１１８ｃは開放されている。かかる状態にあっては管１１８内を流れる流体は主流管１１８ａから分岐管１１８ｃへ流れる。作動スイッチ１１６が切り替えられて図１３－１に示すとおり第一の回路１１２が閉成されると、制御手段１０８の作動により回転体６が時計方向に回転することで、ローラー９７はハウジング４の内周面８９との協働によって分岐管１１８ｂを圧潰させつつ回転体６の突出端面９６上で転動しながら公転する。図示の実施形態においては、ローラー９７は回転体６の突出端面９６と分岐管１１８ｂとの間で転動することから、突出部が回転体６と一体でこれの外周面から径方向外方に局所的に突出する場合と比べて、回転体６にかかる抵抗は低減する。そして、ローラー９７が図１３－１に示す状態から時計方向に略９０度を超えて回転すると、図１３－２に示すとおり、ローラー９７はハウジング４の内周面８９との協働によって分岐管１１８ｂを圧潰することに替えて分岐管１１８ｃを圧潰し始める。かくすると、それまで圧潰されていた分岐管１１８ｂは弾性的に復元されて開放される一方、分岐管１１８ｃが圧潰されて閉塞され、管１１８内を流れる流体は主流管１１８ａから分岐管１１８ｂへ流れることとなる。ローラー９７が図１３－３に示す状態まで公転すると制御手段１０８の作動により電動モーターＭへの通電が遮断されて回転体６の回転は自動的に停止する。図１３－３に示す状態で作動スイッチ１１６が反対側に切り替えられて図１３－４に示すとおり第二の回路１１４が閉成されると、制御手段１０８の作動により回転体６は反時計方向に回転する（図１３―４）。そして、ローラー９７が図１３－１に示す角度位置まで公転すると、制御手段１０８の作動により電動モーターＭへの通電が遮断されて回転体６の回転が停止して再び図１３－１に示す状態となる。

従って、流路切替装置２にあっては、回転体６と電動モーターＭ（駆動手段）との間に、電動モーターＭから回転体６への回転は伝達するが回転体６から電動モーターＭへの回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチが介在していることに起因して、駆動手段を作動させなくてもローラー９７を介して付加される外力によって回転体６が回転することはなくローラー９７の角度位置は保持されることから、可撓性を有する管１１８の外径及び内径を、発熱を伴うことなく連続して押圧し続けることができる。

図１４には本発明に従って構成される弁を用いた流路切替装置の変形例が示されている。図１４に示される流路切替装置２´にあっては、ハウジング４´の左側面に２つの片側連通孔８６´が形成されている。そして、２本の管１１８´が、２つの片側連通孔８６´の各々を通過してハウジング４´の内側空間部１０´に進入した後に、内側空間部１０´から２つの他側連通孔８８´の各々を通過してハウジング４´の外部に延出している。かような２本の管１１８´の片端はハウジング４´の内側空間部１０´内において連通するのではなく、ハウジング４´の外側にて図示しないコネクター等によって図示しない他の上流管に接続される。また、本実施形態の回転体６´にあっては押圧部であるローラー９７´を単数ではなく間隔をおいて２つ備えている。ローラー９７´を複数備えることでより確実に管を押圧することができる。本実施形態にも、押圧部が所要角度範囲を超えて旋回することを規制する回転規制手段が設けられている。本実施形態の回転規制手段は、回転体６´の外周面に形成された相互に平行な一対の平坦面１２０´と、ハウジング本体１２´に付設された矩形形状の規制壁部１２２´とから構成され、平坦面１２０´が規制壁部１２２´に当接することで回転体６´が過剰に回転することが防止される。

上述した流路切替装置にあっては２本の管が適用されていたが、上述した構成を１本の管にのみ適用すれば弁となる。本発明に従って構成される弁の好適実施形態について、図１５を参照して説明すると、全体を２０２で示す弁は上述した流路切替装置２と類似しているが、支持部材であるハウジング４の内側空間部１０には補助部材２０４が配設されており、弁２０２は１本の管２１８にのみ適用される点で上述した流路切替装置２と相違する。従って、以下の説明では、流路切替装置２との相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の番号を付してその説明は省略する。適宜の合成樹脂により形成される補助部材２０４は、ハウジング４に形成された２つの他側連通孔８８のいずれか一方を閉塞する閉塞部２０６と、閉塞部２０６からハウジング４の内周面８９に沿って円弧状に延びる支持部２０８とを備えている。支持部２０８の内周面も平坦な円弧状であってここを回転体６の外周面に配設されたローラー９７が回転体６の回転によって転動する。管２１８はハウジング４の片側連通孔８６を通って内側空間部１０に進入して補助部材２０４の閉塞部２０６によって閉塞されていない他側連通孔８８を通ってハウジング４の外側に延出している。本弁２０２においても制御手段１０８の作動によって回転体６は上述したとおりに回転し、これにより、ローラー９７が管２１８をハウジング４の内周面８９と協働して圧潰してこれを閉塞又はローラー９７が管２１８から離隔してこれを開放する。

図１６を参照して説明すると、本発明に従って構成される弁にあっては、支持部材は必ずしもハウジングである必要はなく、支持部材４´は管２１８´を支持すると共にこれを回転体６´の外周面に配設された押圧部（ローラー）と協働して圧潰可能であればよい。従って、押圧部９７´がローラーではなく回転体６´と一体でこれの外周面において径方向外方に局所的に突出している場合には、同図に示すとおり、支持部材４´は平坦面であってもよい。さらにまた、弁が図１６に示す形態である場合には、回転体６´は必ずしも正逆方向に回転可能である必要はなく、正逆いずれか一方にのみ回転可能としてもよい。

従って、本発明の弁及び流路切替装置にあっては、管の外周面を押圧自在な押圧部が外周面に配設された回転体を駆動手段によって回転させると共に、回転体と駆動手段との間には駆動手段から回転体への回転は伝達するが回転体から駆動手段への回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチを介在させていることに起因して、駆動手段を作動させなくても押圧部を介して付加される外力によって回転体が回転することはなく押圧部の角度位置は保持されることから、可撓性を有する管の外径及び内径を、発熱を伴うことなく連続して押圧し続けることができる。

以上、本発明に従って構成された弁及びこれを用いた流路切替装置について添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、駆動手段は直流式の電動モーターＭであったが、交流モーターに適宜のコンバーターを組み合わせてもよい。交流電源に適宜のコンバーターを組み合わせることもありうる。また、ロータリータイプのソレノイド式のものであってもよい。図示の実施形態においては、電動モーターＭの作動はスイッチプレート７６と接続端子１０２との電気的接続の断接によっていわば機械的に制御されていたが、押圧部の角度位置を適宜のセンサで読み込めば電動モーターＭの作動を電子的に制御することもできる。また、押圧部は必ずしも管を完全に閉塞させなくてもよく、管の内径を低減させて管内を流れる流体の流量を低減させることもありうる。

２：流路切替装置
４：ハウジング（支持部材）
６：回転体
８：ロックタイプ双方向クラッチ
１０：内側空間部
９７：ローラー（押圧部）
１１８：管
２０２：弁
２１８：管
Ｍ：駆動手段（電動モーター）

Claims (7)

1. 可撓性を有する管の外周面を押圧して前記管の外径及び内径を低減させる弁であって、
   前記管を支持する支持部材と、
   駆動手段によって回転させられる回転体と、
   前記回転体と前記駆動手段との間に介在し、前記駆動手段から前記回転体への回転は伝達するが前記回転体から前記駆動手段への回転はロックして伝達しないロックタイプ双方向クラッチとを具備し、
   前記回転体の外周面には、前記管の外周面を局所的に押圧しながら旋回可能な押圧部が配設されている、ことを特徴とする弁。
2. 前記駆動手段は直流式の電動モーターであって直流電源を含む制御手段に電気的に接続されている、請求項１に記載の弁。
3. 前記制御手段は前記電動モーターに入る電流の向きが順方向である第一の回路及び逆方向である第二の回路を備え、前記第一の回路及び前記第二の回路は作動スイッチによって選択的に切替自在であり、さらに、前記第一の回路には、前記押圧部が所要角度範囲の周方向片側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが前記周方向片側端部に位置するときには回路を開く第一のスイッチが、前記第二の回路には、前記押圧部が前記所要角度範囲の周方向他側端部を除く部分に位置するときには回路を閉じるが前記周方向他側端部に位置するときには回路を開く第二のスイッチが夫々設けられている、請求項２に記載の弁。
4. 前記押圧部が前記所要角度範囲を超えて旋回することを規制する回転規制手段が設けられている、請求項３に記載の弁。
5. 前記押圧部は円柱形状のローラーであって、前記ローラーは、前記回転体の外周面に形成されて径方向外方に突出するローラー保持部の突出端面と前記管との間で転動自在に保持される、請求項１乃至４のいずれかに記載の弁。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された単一の弁を２本の管と組み合わせ、前記押圧部が選択的に前記２本の管のいずれか一方を押圧して閉塞させる、流路切替装置。
7. 前記支持部材は内側空間部を備えたハウジングであって、前記ハウジングの前記内側空間部の一部は周方向に延びる平坦な円弧状の内周面によって規定されており、前記２本の管は前記ハウジングの前記内周面に沿って相互に周方向の反対側に延在する、請求項６に記載の流路切替装置。

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