JP2688683B2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばコーヒー抽出器に組込まれて、コー
ヒー粉末への熱湯滴下量を制御する場合のように微流量
の流体吐出を行うのに好適な流量制御装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕 従来、この種の流量制御装置としては、例えば第７図
に示すように、流体容器（31）の底部に0.5mm程度の微
小径のノズル孔（流体流路）（32）を有するノズル体
（33）と、前記ノズル孔（32）の軸方向に進退移動自在
な開閉子（34）とを備え、前記ノズル孔（32）に対する
開閉子（34）の接離動作によりノズル孔（32）の開口度
を絞り調節するもの、あるいは第８図に示すように、流
体容器（35）の底部に管状の流体流出孔（36）を形成す
ると共に、この流体流出孔（36）の途中部にこの孔（3
6）と交差する丸軸状の弁体（37）を回転自在に嵌装
し、この弁体（37）の径方向に穿設した弁孔（流体流
路）（38）の開口度を前記弁体（37）を回転角度変位さ
せることにより絞り調節するものなどが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記いずれの従来例にあっても、微流
量の流体通路（32）（38）の開口度を集中的に絞るもの
であるため、流体中に溶解している空気等の気体が水温
や圧力変化によって気泡となり、前記流体流路（32）
（38）中に進入した場合、流路（32）（38）が気泡によ
って容易に閉塞され、流路下流側で流れが停止するとい
う問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、微流量の流体流路において、流路中に
気泡が進入するような場合にも、流路中の流体の流れを
確保できる流量制御装置の提供を目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、装置本体内に流
体通路を形成し、この流体通路と交差する弁孔を形成す
ると共に、この弁孔に軸状の弁体を回転自在に嵌装し
て、前記弁体と弁孔により前記流体通路の途中部に流量
規制通路を形成し、更に、前記流量規制通路を構成する
弁体と弁孔との壁面部分に親水性促進剤層を形成したこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成においては、流体通路の上流側を所定流量で
流下する流体は流量規制通路で微流量に絞られて下流へ
と流れる。この場合、狭隘な流量規制通路を通過する流
体中に気泡が含まれていても、同通路を形成する弁体と
弁孔との壁面部分は親水性促進剤層により親水性が良好
であり、通路壁面からの気泡の離脱が促進されるので、
気泡によって流量規制通路が閉塞されるのを確実に防止
できるものである。

〔実 施 例〕

以下、本発明の実施例を図面を基づき詳細に説明す
る。この実施例に係る流量制御装置はコーヒー抽出器に
おいて、加熱水をコーヒー粉末へ滴下する際の流量制御
に適用したもので、第５図にそのコーヒー抽出器の全体
構成を示している。

第５図に示すように、このコーヒー抽出器において
は、抽出器本体（１）の上方に設けた容器（２）中の加
熱水は、同容器（２）底部の送出口（３）から開閉弁
（４）へ流下し、更に流量制御装置（５）で微流量に絞
られてバスケット（６）内のコーヒー粉末に滴下され、
これによって抽出されたコーヒー液は下方のガラス製受
け容器（７）に溜められるようになっている。

次に、前記開閉弁（４）および流量制御装置（５）の
具体的構成について説明すると、容器（２）の送出口
（３）にはパッキング（８）を介して弁ケース（９）の
流入側が水密に連設してあり、開閉弁（４）はこの弁ケ
ース（９）内に上下動自在に配設されており、同弁ケー
ス（９）の流出側に形成した弁座（10）を開閉するよう
に構成されている。

すなわち、第１図に示すように、弁ケース（９）は上
部にシリンダ（11）を、また、下部に前記シリンダ（1
1）と同軸の第１流体通路（12）を形成すると共に、第
１流体通路（12）の上端開口部に弁座（10）を形成した
ものである。一方、開閉弁（４）は前記シリンダ（11）
に上下摺動自在に嵌合した操作杆（13）の下端部に弾性
材からなる弁パッキング（14）を取付けると共に、前記
シリンダ（11）から突出する操作杆（13）の上端部を外
部操作子（15）のカム部（16）に連係させてなり、外部
操作子（15）の操作により操作杆（13）を介して弁パッ
キング（14）を上下動させて前記弁座（10）を開閉する
ように動作するものである。

前記流量制御装置（５）の装置本体（17）は弁ケース
（９）の下端部に水密状態で一体的に連設されている。
この装置本体（17）内には前記弁ケース（９）の第１流
体通路（12）に連通する第２流体通路（18）を上下方向
に穿設してあり、更に、この第２流体通路（18）の中間
部に同通路（18）と交差して水平方向の弁孔（19）を形
成してある。この弁孔（19）にはステンレス鋼等よりな
る円筒状の軸受部材（20）を嵌着してあり、この軸受部
材（20）に弁体（21）を回転自在に嵌装してある。

前記軸受部材（20）は弁体（21）の円滑な回動動作を
図るために、必要に応じて同弁体（21）と弁孔（19）間
に介在させるもので、第３図に示すように、軸方向中間
部に周壁上面に前記第２流体通路（18）と同径の第１通
孔（22）を、また、同周壁下面に第２流体通路（18）よ
りも小径の第２通孔（23）を穿設すると共に、軸方向に
一端部上下に切欠係合凹部（24）を対向状に形成してな
り、これら上下切欠係合凹部（24）を弁孔（19）の奥端
部に設けた突起（図示せず）に係合することにより、前
記第１、第２通孔（22）（23）が第２流体通路（18）と
連通する状態で弁孔（19）に回り止め状に係止されるよ
うにしてある。なお、当然のことながら、この実施例に
おいては、この軸受部材（20）の内周面が弁孔（19）の
内周面に相当することになる。

前記弁体（21）は外部操作摘み（25）（第５図参照）
により回動操作されるものであって、第４図に示すよう
に、第２流体通路（18）を横切る部分、つまり、軸受部
材（20）の第１、第２通孔（22）（23）と対応する部分
に半月状切欠部（26）を形成してある。この半月状切欠
部（26）は前記第２流体通路（18）の径とほぼ同一の軸
方向長さを有し、その両側の弁体（21）部分よりも小径
に形成してなり、同切欠部（26）の外周面とこの外周面
両側の弁体（21）部分の側壁部分とにより半円弧状の凹
溝（27）が形成される一方、同凹溝（27）の反対面側に
大きく切欠かれた切欠溝（28）が形成される。

したがって、この弁体（21）を軸受部材（20）に嵌装
した状態においては、半月状切欠部（26）の凹溝（27）
と弁孔（19）の内周面（軸受部材（20）の内周面）との
間にスリット状の流量規制通路（29）が前記第２流体通
路（18）の上流側と下流側とに連通する状態で形成され
るものである。

また、前記軸受部材（20）の内周面および第２通孔
（23）の内周面と、前記弁体（21）の半月状切欠部（2
6）の外周面には、エッチング等による粗面化処理を施
すと共に、これら粗面化処理面にコロイダルシリカ等の
親水性促進剤を塗布してなる親水性促進剤層（30）が形
成されている。この親水性促進剤層（30）におけるコロ
イダルシリカ粒子の表面状態を第６図（Ａ）に示し、更
に、第６図（Ｂ）にその詳細を部分的に拡大して示す。

更に、第２流体通路（18）の流出側下方となる装置本
体（17）の下端部にはシールリング（31）を介して凹状
の熱板（32）を配設してあり、更に、この熱板（32）の
底部には前記第２流体通路（18）の流出側開口と非対向
に位置ずれされた状態で透孔（33）を形成してある。

次に、上記構成によりコーヒー液を抽出する過程の一
例を説明する。まず、外部操作摘み（25）を操作して第
２図に示すように、弁体（21）の半月状切欠部（26）を
切欠溝（28）が最大開度で第２流体通路（18）と連通す
る位置に設定した上で、外部操作子（15）を操作して開
閉弁（４）を上昇させて弁座（10）を開くと、容器
（２）中の加熱水は第１流体通路（12）を通じて流量制
御装置（５）の第２流体通路（18）に至る。このとき、
切欠溝（28）は最大開度で第２流体通路（18）に連通し
ているので、開閉弁（４）の閉成した後であっても、第
２流体通路（18）に侵入した空気は速やかに排出され
る。

次いで僅かの時間の経過後、外部操作摘み（25）を操
作して弁体（21）を角度90゜だけ回動させると、第１図
に示すように、切欠溝（28）が第２流体通路（18）に対
向して、流量規制通路（29）のみが第２流体通路（18）
と連通する状態となり、同通路（29）を通過する加熱水
は微流量に絞られて、熱板（32）上に滴下され、同熱板
（32）の透孔（33）からバスケット（６）内のコーヒー
粉末に注入される。

狭隘な流量規制通路を通過する流体中に気泡が含まれ
ていても、同通路を形成する弁体と弁孔との壁面部分は
親水性促進剤層により親水性が良好であり、通路壁面か
らの気泡の離脱が促進されるので、気泡によって流量規
制通路が閉塞されるのを確実に防止できるものである。

この場合、水の流通量を絞る流量規制通路（29）中に
おいて気泡が発生しても、この流量規制通路（29）を構
成する壁面にはコロイダルシリカ等の親水性促進剤層
（30）を形成してあるので、第６図（Ａ）（Ｂ）に示す
ように、コロイダルシリカの粒子表面には−SiOH基およ
び−OHイオンが存在してH₂Oとの水素結合による極めて
高い親水性を有するものとなる。したがって、気泡の流
量規制通路（29）壁面に対する接触面積が小さくなっ
て、気泡はそれ自体の浮力により壁面から容易に離脱す
るため、微流量に絞る流量規制通路（29）の気泡による
閉塞が生じないものである。

なお、軸受部材（20）の内面と弁体（21）の外面で形
成されるスリット状の流量規制通路（29）は、軸受部材
（20）の下側に設けた第２通孔（23）と弁体（21）の切
欠溝（28）とにより形成しても同様な作用・効果を得る
ことができる。

また、本発明の流量制御装置は上記実施例で示したコ
ーヒー抽出器の他、例えばスチームアイロン等、各種機
器の流量制御構造に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の流量制御装置によるとき
は、流量規制通路を構成する弁体と弁孔との壁面部分に
親水性促進剤層を形成したので、狭隘な流量規制通路を
通過する流体中に気泡が発生しても、通路壁面からの気
泡の離脱が促進されるので、気泡によって流量規制通路
が閉塞されるのを確実に防止できる。

したがって、微流量の流体を滞ることなく、確実に連
続供給できるという、実用上、優れた効果を発揮するも
のとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示しており、第１
図は流体通路の上下流を流量規制通路により連通させた
状態の要部縦断正面図、第２図は流体通路の上下流を切
欠溝と弁孔間の流路により連通させた状態の要部縦断正
面図、第３図は弁孔に嵌装される軸受部材の斜視図、第
４図は弁体の斜視図、第５図はこの実施例が適用される
コーヒー抽出器の一部切欠側面図、第６図（Ａ）（Ｂ）
は親水性促進剤層の表面状態を模式的に示し、第６図
（Ａ）は弁体の外周面におけるコロイダルシリカ粒子の
状態を示す模式図、第６図（Ｂ）はその詳細を示す部分
拡大図である。第７図は従来例の要部断面図、第８図は
他の従来例の要部断面図である。 （17）……装置本体、（18）……流体通路、（19）……
弁孔、（21）……弁体、（29）……流量規制通路、（3
0）……親水性促進剤層。

フロントページの続き (72)発明者 青木 哲郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 大藪 一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 神庭 隆男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−229968（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置本体内に流体通路を形成し、この流体
   通路と交差する弁孔を形成すると共に、この弁孔に軸状
   の弁体を回転自在に嵌装して、前記弁体と弁孔により前
   記流体通路の途中部に流量規制通路を形成し、更に、前
   記流量規制通路を構成する弁体と弁孔との壁面部分に親
   水性促進剤層を形成したことを特徴とする流量制御装
   置。