JP4478761B2 - Fluid switching device with flat tube - Google Patents
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Description
本発明は、扁平した複数本のチューブを重ねて結束させ、チューブ下流側に設けた例えば非接触可変絞りを調整することにより、絞ったチューブのみから流体を流出させることを可能とする扁平チューブによる流体切換え装置に関する。 The present invention is based on a flat tube that allows a plurality of flat tubes to be stacked and bound, and allows fluid to flow out only from the throttled tube by adjusting, for example, a non-contact variable throttle provided on the downstream side of the tube. The present invention relates to a fluid switching device.
流体を流す配管経路において、配管分岐部に切換え弁が設けられ、分岐配管経路を選択して状況に応じた流体経路を形成する。このような切換え弁システムが特許文献1に記載されている。この従来の切換え弁システムは、1つの入口ポートから第1、第2の2つの出口ポートを選択的に切換えるための切換え部材及びこれを動作させるための移送部材を備えたものである。 In the piping path through which the fluid flows, a switching valve is provided at the piping branch portion, and the branch piping path is selected to form a fluid path according to the situation. Such a switching valve system is described in Patent Document 1. This conventional switching valve system includes a switching member for selectively switching the first and second two outlet ports from one inlet port and a transfer member for operating the switching member.
しかしながら、このような特許文献1に記載の切換え弁システムは、切換え部材等が直接流体と接触するため腐食等の問題を生じやすく、また構造そのものが複雑化し、制御も煩雑化する。 However, the switching valve system described in Patent Document 1 is liable to cause problems such as corrosion because the switching member or the like is in direct contact with the fluid, and the structure itself is complicated and the control is complicated.
また、従来各種の流体アクチュエータの駆動方向を切換えるために、電磁弁あるいは手動切換え弁を用いていた。 Conventionally, an electromagnetic valve or a manual switching valve has been used to switch the driving directions of various fluid actuators.
しかしながら、電磁弁を用いた場合には、電気配線や制御回路が必要であり、複雑な構造となる。また、手動切換え弁の場合には、構造が複雑となるとともに信頼性の高い制御ができないという問題がある。さらに、弁の機械可動部が流体と接触するため、腐食や錆あるいは漏れ等の問題への対策が必要になる。 However, when a solenoid valve is used, electrical wiring and a control circuit are necessary, and the structure is complicated. In addition, in the case of a manual switching valve, there are problems that the structure is complicated and reliable control cannot be performed. Furthermore, since the mechanical moving part of the valve is in contact with the fluid, it is necessary to take measures against problems such as corrosion, rust or leakage.
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、簡単な構造で自動的に確実に流体の流れ方向を切換えることができ、好ましくは流体に非接触で流体の流れ方向を切換えることができる流体切換え装置の提供を目的とする。 The present invention is based on the above prior art, and can automatically and reliably switch the flow direction of fluid with a simple structure, and preferably can switch the flow direction of fluid without contact with the fluid. An object is to provide a fluid switching device.
前記目的を達成するため、請求項1の発明では、複数本の可撓性チューブと、該チューブが接続される共通の流体供給源と、前記複数本のチューブを扁平状態で重ねて結束し扁平面に垂直な方向の動作範囲を規制する結束部とを有し、前記結束部の下流側での各チューブ内の流体圧の変化に基づいて前記結束部を通るチューブの流量割合を変化させることを特徴とする扁平チューブによる流体切換え装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of flexible tubes, a common fluid supply source to which the tubes are connected, and the plurality of tubes are stacked and bundled in a flat state. A bundling portion that regulates an operating range in a direction perpendicular to the surface, and changes a flow rate of the tube passing through the bundling portion based on a change in fluid pressure in each tube on the downstream side of the bundling portion. A fluid switching device using a flat tube is provided.
請求項2の発明では、前記結束部の下流側に設けた流体に非接触な可変絞りにより、各チューブ内の流体圧を変化させ、絞ったチューブのみから流体を流出させることを特徴としている。
請求項3の発明では、前記複数本のチューブを水道管に接続して使用可能としたことを特徴としている。
The invention according to
The invention of
請求項1の発明によれば、扁平状態で重ねて結束した複数本のチューブのうち、下流側で絞られる等により圧力が高くなったチューブが膨らんで、低圧のチューブを押し潰すため、低圧チューブの流路が遮断され、高圧チューブにのみ流体が流れる。これにより、下流側の流体圧の変化に応じて、流路を高圧になったチューブに切換えて高圧チューブにのみ流体を確実に流すことができる。 According to the first aspect of the present invention, among the plurality of tubes stacked and bound in a flat state, the tube whose pressure is increased by being squeezed on the downstream side swells and crushes the low-pressure tube. And the fluid flows only through the high-pressure tube. Thereby, according to the change of the fluid pressure on the downstream side, the flow path can be switched to the tube having a high pressure, and the fluid can be reliably flowed only to the high pressure tube.
請求項2の発明によれば、流体に非接触な可変絞りにより流体を流したいチューブを絞り、この絞ったチューブにのみ流体を流すため、絞り機構が流体による腐食や錆等の問題を生ずることなくチューブを切換えることができる。
請求項3の発明によれば、家庭用の水道の蛇口にホースを接続してこのホースから複数本のチューブを分岐させて用いることにより、特別な専用配管設備を用いることなく、簡単に使用することができ、利便性が向上する。
According to the second aspect of the present invention, the tube to which the fluid is to be flowed is squeezed by the variable throttle that is not in contact with the fluid, and the fluid is caused to flow only to the throttled tube, so that the throttle mechanism causes problems such as corrosion and rust by the fluid. Without switching the tube.
According to the invention of
図1は、本発明の実施例の原理説明図である。
(A)に示すように、共通の入口チューブ13から第1系統チューブ11と第2系統チューブ12の2本のチューブに分岐する。この場合、そのままの状態では、(A)に示すように、流体は第1系統及び第2系統のチューブ11,12に同等に流れる。本発明では、(B)に示すように、2本のチューブ11,12を結束部14で扁平な状態で重ね、例えば剛性の強い紐で縛ったり、剛体で拘束して両チューブ11,12同士を結束して絞る。したがって、扁平面に垂直方向の動作範囲、すなわち両チューブの膨らみ量が規制され、2本のチューブ全体の流路面積が広がらないように規制される。この状態で、一方のチューブ(例えば第1系統チューブ)11の下流側で、加圧部15の力が作用してチューブ11を塞ぐ方向に加圧した場合、チューブ11内の圧力が上昇してチューブ11が膨らむ。したがって、結束部14において、第1系統チューブ11が膨らむため、第2系統チューブ12が扁平に押し潰されてチューブが塞がれ、流体が流れなくなる。これにより、流体は、加圧された側のチューブ11にのみ流れて加圧力に対抗して流体を供給する。なお、一方のチューブが完全に閉じることなく、圧力差に応じて、両チューブ11,12を流れる流量の割合が変わるように、加圧部15の圧力を調整してもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of an embodiment of the present invention.
As shown to (A), it branches into two tubes, the
図2は、本発明の別の実施例の基本構成図である。この実施例は3系統のチューブを切換えるものである。
(A)に示すように、共通の入口チューブ13から、ヘッダ18を介して3系統のチューブ19,20,21が分岐する。3本のチューブ19,20,21は、結束部22で、扁平な状態で重ねられ、扁平面に垂直方向の動作範囲が規制されるとともに、3本のチューブの合計の流路面積が拡大しないように膨らみが規制される。この結束部22の下流側に、加圧部23,24,25が備わる。各加圧部23,24,25は、例えば各種動作の流体アクチュエータであって、動作に応じてチューブ内の流体圧が変化したり、あるいはチューブを外側から絞って又はバルブ等により流路を絞って内圧を上げることにより、各チューブの流体圧を変化させ、結束部22における各チューブの背圧を変化させる部分である。
なお、図の例は、加圧部23,24,25が絞り弁構造であって、弁体が流体に接触する構造を示すが、このような構造に代えて、各チューブを外側から絞ってチューブ内圧力を高める構造として、絞り機構が流体と非接触な構造とすれば、流体による腐食や錆等の問題や漏れの問題が生じにくいため好ましい。
FIG. 2 is a basic configuration diagram of another embodiment of the present invention. In this embodiment, three tubes are switched.
As shown in (A), three systems of
In the example shown in the figure, the
(A)の状態では、加圧部23,24,25の圧力が等しいため、各チューブ19,20,21を通る流量は等しい。この状態から、(B)に示すように、チューブ19の加圧部23が動作してチューブ19内の圧力が上昇すると、このチューブ19が膨らみ、結束部22において、膨らんだチューブ19が他の2本のチューブ20,21を押し潰し、これらのチューブ20,21の流路を遮断する。したがって、入口チューブ13から供給される流体は、高圧になったチューブ19に流れる。なお、各チューブの圧力に応じて、各チューブに流れる流量の割合が変わるように加圧部での圧力を調整してもよい。
In the state of (A), since the pressures of the pressurizing
図3は、本発明の適用例の基本構成説明図である。この例は、本発明の流体切換え装置を流体圧モータに適用したものである。
(A)に示すように、固定外枠を構成するドラム1の円筒状内周面2に、軸方向に平行に可撓性材料からなる複数の(図では2本の)チューブ3が固定される。このドラム1の内面に回転体(図2)が同軸的に嵌め込まれる。回転体の外面には螺旋状の突起が形成されている。この螺旋突起4は(B)に示すように、複数の回転可能なローラ5からなり、各チューブ3に圧接する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a basic configuration of an application example of the present invention. In this example, the fluid switching device of the present invention is applied to a fluid pressure motor.
As shown in (A), a plurality of (two in the figure)
各チューブ3に流体(例えば水道水)が矢印Wのように供給されると、螺旋突起4の手前側のチューブ3が水圧により膨らみ、螺旋突起4を図の左側に押圧して回転体を回転させる。
When a fluid (for example, tap water) is supplied to each
図4は、図3のドラムに嵌め込まれる回転体の基本構成図であり、(A)は正面図、(B)は側面図である。
回転軸6に回転体7が装着される。この回転体7は、薄板回転板8を積層して形成される。各薄板回転板8は、同厚の薄板ローラ5を外周に沿って複数個(この例では4個)備える。各ローラ5は、その半円以上の部分が回転板8の円弧状切欠き8a内に回転可能に保持され、残りの一部の円弧部分が回転板8の外面に突出する。このローラ5の突出部が、軸方向から見て位相が徐々にずれるように回転板8を積層し、全体として回転体7の外面にネジ状の螺旋突起4を形成する(図3(B)参照)。
4 is a basic configuration diagram of a rotating body fitted into the drum of FIG. 3, (A) is a front view, and (B) is a side view.
A rotating
図5は、本発明の適用例に係る流体圧モータのチューブに対する圧力状態の説明図である。
ドラム1の内周面に、第1系統のチューブ11と第2系統のチューブ12がそれぞれ4本ずつ交互に装着される。このドラム1の内面に回転体7が嵌め込まれ、矢印方向に回転する。回転体7は、外面に4つのローラ5が突出して前述のように螺旋突起4(図3,4参照)を形成する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a pressure state with respect to a tube of a fluid pressure motor according to an application example of the present invention.
Four
(A)の状態では、矢印方向に回転するローラ5の前側の第2系統チューブ12が低圧でチューブが扁平に潰れ、ローラ5が乗越え中又は乗越え直後の第1系統チューブ11が高圧状態でチューブが膨らんでいる。この状態からローラ5が回転して第2系統チューブ12を乗越えるとき及び乗越えた後は、(B)に示すように、第2系統チューブ11が高圧で膨らみ、第1系統チューブ11は低圧となって扁平に潰れる。この(A)(B)の状態を、前述の流体圧の自動切換え作用により、交互に繰り返すことによって、回転体7は、ドラム1内で2系統のチューブ11,12を円滑に乗越えながら回転する。
In the state of (A), the
図6は、本発明の適用例に係る流体圧モータの配管系統図である。
水道の蛇口に接続された入口チューブ13は、前述のように、第1系統チューブ11と第2系統チューブ12の2系統に分岐し、結束部14で重ねて絞られる。この結束部14の下流側で、さらにそれぞれ4本に分岐してドラム1内に装着される。チューブはポリオレフィン系樹脂からなる柔軟な可撓性チューブである。
FIG. 6 is a piping system diagram of a fluid pressure motor according to an application example of the present invention.
As described above, the
このような配管構成において、結束部14の上流側では2本のチューブ内の圧力は等しく、下流側の背圧が異なる。すなわち、ドラム1内で回転体のローラがチューブを乗越えるときに高圧になるため、前述のように、第1系統及び第2系統のチューブ内の圧力が交互に高低を繰り返す。この第1チューブ11と第2チューブ12の圧力差により、結束部14において、高圧チューブが低圧チューブを押し潰し、低圧チューブの流れが遮断される。
In such a piping configuration, the pressure in the two tubes is equal on the upstream side of the bundling
これにより、ドラム1内で第1系統チューブ11と第2系統チューブ12の自動切換え動作が行われる。すなわち、ローラに潰されているチューブ(例えば第1系統)は高圧になり、これから潰されようとしているチューブ(第2系統)は低圧状態にある。このため、結束部14では、第1系統チューブ11が第2系統チューブ12の流路を遮断し(図示した状態)、第2系統チューブ12の圧力がさらに低下する。その結果、ドラム内で第2系統のチューブ12をローラが押し潰して回転し、第2系統が高圧化する。逆に第1系統ではローラが離れて低圧化する。すると結束部14において今度は逆に第2系統チューブ12が第1系統チューブ11の流路を遮断して再びローラが回転する。以上の繰り返しにより、切換え動作が自励的に行われる。
As a result, the automatic switching operation of the
この場合、結束部14の位置を変化させることにより圧力伝達の時定数が変化するため、切換えの振動数を調節することができる。
In this case, since the time constant of pressure transmission changes by changing the position of the
本発明は、流体に直接接触せずに流出方向を切換えられるため、例えば漏れの許されない危険試薬流体の容器詰め作業、あるいは原子炉冷却水の制御、もしくは工場汚水の流量センサ等の分野で利用できる。 Since the present invention can switch the outflow direction without directly contacting the fluid, for example, it can be used in the field of dangerous reagent fluid container filling operation that does not allow leakage, reactor cooling water control, factory wastewater flow sensor, etc. it can.
1:ドラム、2:内周面、3,3a,3b:チューブ、4:螺旋突起、
5:ローラ、6:回転軸、7:回転体、8:薄板回転板、8a:切欠き、
11:第1系統チューブ、12:第2系統チューブ、13:入口チューブ、
14:結束部、15:加圧部、18:ヘッダ、19,20,21:チューブ、
22:結束部、23,24,25:加圧部。
1: drum, 2: inner peripheral surface, 3, 3a, 3b: tube, 4: spiral protrusion,
5: roller, 6: rotating shaft, 7: rotating body, 8: thin plate rotating plate, 8a: notch,
11: 1st system tube, 12: 2nd system tube, 13: Inlet tube,
14: Bundling part, 15: Pressurizing part, 18: Header, 19, 20, 21: Tube,
22: Bundling part, 23, 24, 25: Pressurizing part.
Claims (3)
該チューブが接続される共通の流体供給源と、
前記複数本のチューブを扁平状態で重ねて結束し扁平面に垂直な方向の動作範囲を規制する結束部と、
前記可撓性チューブを流れる流体の流れに対して前記結束部の下流側に配置された加圧部と、
該加圧部により前記各チューブ内の流体圧を選択的に上昇させることで、前記結束部を通る前記各チューブの流量割合を変化させることを特徴とする扁平チューブによる流体切換え装置。 A plurality of flexible tubes;
A common fluid source to which the tubes are connected;
A bundling portion that stacks and bundles the plurality of tubes in a flat state and regulates an operation range in a direction perpendicular to the flat surface ;
A pressurizing unit disposed on the downstream side of the binding unit with respect to the flow of fluid flowing through the flexible tube;
A fluid switching device using a flat tube , wherein the flow rate of each tube passing through the binding portion is changed by selectively increasing the fluid pressure in each tube by the pressurizing unit.
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