JP5363692B1 - ピンチバルブ装置 - Google Patents
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Abstract
構造が簡単で確実に流体を遮断できるピンチバルブ装置を提供する。
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）が回転自在に配置される。シリコンゴム製のチューブ（１５０）は両端がフランジ（１０４）とフランジ（１１４）に固着される。チューブ（１５０）の外側には１対のピンチレバー（１６０）が揺動自在に装備され、ローター（１２０）の回動により第１のカム山（１２４）に押圧されてチューブ（１５０）をピンチして流路を閉じる。
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）が回転自在に配置される。シリコンゴム製のチューブ（１５０）は両端がフランジ（１０４）とフランジ（１１４）に固着される。チューブ（１５０）の外側には１対のピンチレバー（１６０）が揺動自在に装備され、ローター（１２０）の回動により第１のカム山（１２４）に押圧されてチューブ（１５０）をピンチして流路を閉じる。
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。
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。
現状開閉バルブの課題は、バルブ面間の最小化、内部目詰まり防止、部品点数最小化、内部洗浄容易さ、開閉機構コンパクト化、開閉状態の明確化である。
本発明の目的は、上記課題を解決する開閉弁を提供するものである。
現状開閉バルブの課題は、バルブ面間の最小化、内部目詰まり防止、部品点数最小化、内部洗浄容易さ、開閉機構コンパクト化、開閉状態の明確化である。
本発明の目的は、上記課題を解決する開閉弁を提供するものである。
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、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ものである。
そして、バルブハウジングは、互いに外側に突出する配管取付部と、配管取付部の先端に設けられるフランジを備え、チューブの両端部に設けられるチューブフランジを配管取付部のフランジに固着する締付具を備える。
また、ピンチレバーを駆動する手段は、ローターの内側に形成するカム山であり、さらに、ローターの外側に形成されるギヤ部とギヤ部に噛み合うピニオンと、ピニオンを駆動する駆動装置を備えるものである。
そして、バルブハウジングは、互いに外側に突出する配管取付部と、配管取付部の先端に設けられるフランジを備え、チューブの両端部に設けられるチューブフランジを配管取付部のフランジに固着する締付具を備える。
また、ピンチレバーを駆動する手段は、ローターの内側に形成するカム山であり、さらに、ローターの外側に形成されるギヤ部とギヤ部に噛み合うピニオンと、ピニオンを駆動する駆動装置を備えるものである。
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、構造が簡素であり、かつ弾性力の強いシリコンゴム等のチューブを確実に開閉することができる。
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。
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。
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。
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。
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。
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Ｆ１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Ｆ１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Ｓ１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Ｓ１は図に示すようになり、集中力は防止される。
図１１は、ローター１２０によるピンチレバー１６０の操作機構を示す説明図である。
ローター１２０の内部に配設される１対のピンチレバー１６０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の間にとりつけられる支柱１１６に揺動自在に支持される。
ローター１２０が回動すると、ローター１２０の内部に形成された第１のカム山１２４によりピンチレバー１６０は内側に押圧されてチューブ１５０の中央部を中心に向けてピンチする。
ローター１２０の内部に配設される１対のピンチレバー１６０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の間にとりつけられる支柱１１６に揺動自在に支持される。
ローター１２０が回動すると、ローター１２０の内部に形成された第１のカム山１２４によりピンチレバー１６０は内側に押圧されてチューブ１５０の中央部を中心に向けてピンチする。
図１２の（ａ）、（ｂ）は、この作動の詳細を示す。
ローター１２０が図の（ａ）に示すように、矢印Ｒ１方向に回動すると、第１のカム山１２４がピンチレバー１６０に圧力Ｐ１を加えてチューブ１５０を押しつぶす。図の（ｂ）に示すように、ローター１２０が矢印Ｒ２方向に回動すると、第２のカム山１２５がピンチレバー１６０の軸穴１６４の後端部側に圧力Ｐ２を加えてピンチレバー１６０をチューブ１５０から引き離す。
ローター１２０が図の（ａ）に示すように、矢印Ｒ１方向に回動すると、第１のカム山１２４がピンチレバー１６０に圧力Ｐ１を加えてチューブ１５０を押しつぶす。図の（ｂ）に示すように、ローター１２０が矢印Ｒ２方向に回動すると、第２のカム山１２５がピンチレバー１６０の軸穴１６４の後端部側に圧力Ｐ２を加えてピンチレバー１６０をチューブ１５０から引き離す。
図１３は、ローター１２０によるチューブ１５０のピンチを示す構造図である。
図１４は、図９でも説明した第１のカム山１２４と第２のカム山１２５によるピンチレバー１６０に対する圧力Ｐ１、Ｐ２の作用を示す説明図である。
図１５は、チューブ１５０が完全に押しつぶされて、バルブが閉じた状態を示す。
本発明のピンチバルブにあっては、ローター１２０が回転しながらピンチレバー１６０によりチューブ１５０を押しつぶすために、ピンチレバー１６０がチューブ１５０の外周部に対して回転しつつチューブ１５０を押しつぶす。この作用により、チューブ１５０の外周部の一点を押しつぶす従来のピンチバルブの構造とは異なり、チューブ１５０に作用する応力集中が発生せず、チューブ１５０の耐久性は向上する。
すなわち、1対のピンチレバー１６０は、ローター１２０の回転とともに、第１のカム山１２４によってローター１２０の中心方向に押し出される。
この作用によって、１対のピンチレバー１６０はチューブ１５０の外周部に対して旋回動しつつ接触してチューブを押しつぶす。
そこで、レバーを半径方向に直線的に移動させてチューブを押しつぶす機構に比べて、チューブ１５０に損傷を与える影響を軽減することができるものである。
本発明のピンチバルブにあっては、ローター１２０が回転しながらピンチレバー１６０によりチューブ１５０を押しつぶすために、ピンチレバー１６０がチューブ１５０の外周部に対して回転しつつチューブ１５０を押しつぶす。この作用により、チューブ１５０の外周部の一点を押しつぶす従来のピンチバルブの構造とは異なり、チューブ１５０に作用する応力集中が発生せず、チューブ１５０の耐久性は向上する。
すなわち、1対のピンチレバー１６０は、ローター１２０の回転とともに、第１のカム山１２４によってローター１２０の中心方向に押し出される。
この作用によって、１対のピンチレバー１６０はチューブ１５０の外周部に対して旋回動しつつ接触してチューブを押しつぶす。
そこで、レバーを半径方向に直線的に移動させてチューブを押しつぶす機構に比べて、チューブ１５０に損傷を与える影響を軽減することができるものである。
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
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
１１２ 配管取付部
１１３ 突部
１１４ フランジ
１１６ 支柱
１２０ ローター
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
１６２ 凸部
１６３ 凹溝
１６４ 軸穴
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
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
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
１１２ 配管取付部
１１３ 突部
１１４ フランジ
１１６ 支柱
１２０ ローター
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
１６２ 凸部
１６３ 凹溝
１６４ 軸穴
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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
Claims (9)
- 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円筒形状のチューブと、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対のピンチレバーをチューブの外周部を旋回動しつつ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。
- バルブハウジングは、互いに外側に突出する配管取付部と、配管取付部の先端に設けられるフランジを備え、チューブの両端部に設けられるチューブフランジを配管取付部のフランジに固着する締付具を備える請求項１記載のピンチバルブ装置。
- チューブは１対のピンチレバーに挟まれた開弁状態にあって、円筒形状から少量だけつぶされる状態でピンチレバーの間にとりつけられる請求項１記載のピンチバルブ装置。
- ピンチレバーを駆動する手段は、ローターの内側に形成するカム山である請求項１記載のピンチバルブ装置。
- ローターの外側に形成されるギヤ部とギヤ部に噛み合うピニオンと、ピニオンを駆動する駆動装置を備える請求項１記載のピンチバルブ装置。
- ピニオンを駆動する手段は、エアシリンダとラック・ピニオンで構成される請求項５記載のピンチバルブ装置。
- ピニオンを駆動する手段は、旋回動する手動のハンドルである請求項５記載のピンチバルブ装置。
- チューブの両端部に設けられるチューブフランジは、チューブフランジの外側端面に設けられる突部と、チューブフランジの内側端面に設けられる溝部を備える請求項２記載のピンチバルブ装置。
- チューブは、中央部の肉厚寸法が両端部の肉厚寸法に比べて薄く形成される請求項１記載のピンチバルブ装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2012/078145 WO2014068696A1 (ja) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | ピンチバルブ装置 |
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