JP5607982B2 - ピンチバルブ - Google Patents
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Description
本発明は、粉体や液体などが流動する管路を開閉するピンチバルブに関する。さらに詳しくは粉体や液体などの流体が流動する管路を、可撓性を有する薄膜によって開閉するピンチバルブに関する。
伸縮性のチューブと、このチューブを気密に包囲するバルブ本体とで構成して前記チューブと前記バルブ本体との間であるパイロット部に圧縮空気を出入させることにより開閉するようにしたピンチバルブを作動させる装置であって、前記パイロット部に方向切換弁を介して真空源と圧縮空気源を並列的に接続して、前記方向切換弁の切換により、ピンチバルブを開く時には前記パイロット部を真空源に、また、前記ピンチバルブを閉じる時には前記パイロット部を圧縮空気源にそれぞれ接続するピンチバルブの作動装置に関する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
また、管体を有し、該管体を押圧することにより管路を閉止するピンチバルブにおいて、管路方向に垂直な面で切った前記管体の押圧されないときの開口部の管路断面形状が略紡錘形状であるピンチバルブの技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
しかし、特許文献１に記載のピンチバルブは、圧縮空気を圧入させて図７に示すようなチューブ１１を圧縮させて管路１０を閉塞させるが、チューブ１１は断面が円形状であることによりチューブ１１を押圧したときに円形状の中央部は内壁面が密着するが、両端部の折曲がる部位に図８に示すような空隙１２が生じる。このため、チューブ１１を圧縮空気で押圧しても空隙１２である開口部が両端部に残存し完全な閉塞状態にならず流体の漏れが生じるという問題があった。
また、押圧したチューブ１１の両端部は、繰り返される圧縮によってチューブ１１に亀裂が生じてきてチューブ１１が破損するので耐久性に問題があった。
圧縮空気の圧入又は空気の吸引減圧が、管路１０を形成しているチューブ１１に対して繰り返して行われるため、チューブ１１がバルブ本体から剥離しないようにチューブ１１のバルブ本体に対する固設方法が重要となるが、この固設方法が全く記載されていないため、使用による耐久性が著しく劣るという問題があった。
さらに、管路１０開のときに、真空状態にすることによって、チューブ１１の外周壁部を拡張させ湾曲させて管路１０の内径よりチューブの内径を大きくさせているので、流体が粉体の場合に粉体がチューブ１１の湾曲部に滞留するという問題があった。
特許文献２に記載のピンチバルブは、断面が円形状の管路の間に断面が略紡錘形状のピンチバルブを設置するため、流体が粉体である場合には粉体がピンチバルブ部に滞留しやすいという問題があった。
断面が略紡錘形状のピンチバルブをばねの付勢力によって押圧して管路を閉とし、シリンダーの推力及び可撓性を有する断面が略紡錘形状の管体自体の復元力によって管路を開とするので、前記断面が略紡錘形状の管体の肉厚が厚くなり、このために前記管路の復元力を押圧できるバネの付勢力を必要とし、シリンダーも前記バネの付勢力より強い推進力を有するように設定する。これによって、エアー圧が高くなり、高い圧力用のエアー機器が使用されピンチバルブの構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
また、前記可撓性を有する断面が略紡錘形状の管体の劣化が進行すると、前記略紡錘形状の管路の復元力が低下し管路が元の状態まで開かないという問題があった。
管路を開閉する他の手段として、シャッターを使用する場合があるが、シャッター使用の場合は粉体のときに粉体のもれが発生するという問題や、シャッターの駆動源が必要になり構造が複雑になって重量が重くなるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、管路閉時には低圧で短時間で管路を閉とすることができ、管路開時には短時間で管路を一定の開口部を常に確保して開とすることができ、粉体が滞留することのない構造を有し、管路開閉時に開閉を繰り返す部材の端面が固設され、簡素な構造で軽量化されたピンチバルブを提供することである。
「発明が解決しようとする課題」に記載した課題を解決するために、請求項１にかかるピンチバルブ１の発明は、粉体が流動する管路１０を開閉するピンチバルブ１であって、両端に管路１０方向に沿ってＬ字に折曲されたフランジ部２１を有する半円筒形状の２つのバルブケース半体３で、前記２つのバルブケース半体３の内周壁面側を対峙させて管路１０を形成するバルブケース２と、前記２つのバルブケース半体３のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路１０方向に沿った直線状の端部は前記２つのバルブケース半体３のフランジ部２１とともに挟着され、管路１０方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体３の端部で折り曲げられて前記バルブケース半体３の端部全周に亘って密着され、全周の端部が抜け止めされた２枚の可撓性を有し、圧縮された気体の給気により該２枚が密着し又は該気体の排気により該２枚が離反する薄膜４と、を含む手段からなることを特徴とする。
請求項２に記載のピンチバルブ１の発明は、粉体が流動する管路１０を開閉するピンチバルブ１であって、前記ピンチバルブ１の両端部に配置した２つの輪状フランジ体５と、前記２つの輪状フランジ体５間に配設した、両端部に略Ｕ字型の円弧状フランジ体７を有し前記円弧状フランジ体７間のそれぞれの円弧の端部間に２本の棒状支持体８を有する構成からなる枠体６で、かつ１つの前記輪状フランジ体５に２つの前記円弧状フランジ体７が当接し、前記２つの円弧状フランジ体７を対峙させて形成した孔部に管路１０を挿設する前記枠体６と、前記２つの対峙した枠体６の内側に配設され、両端に管路１０方向に沿ってＬ字に折曲されたフランジ部２１を有する半円筒形状の２つのバルブケース半体３で、前記２つのバルブケース半体３の内周壁面側を対峙させて管路１０を形成するバルブケース２と、前記２つのバルブケース半体３のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路１０方向に沿った直線状の端部は前記２つのバルブケース半体３のフランジ部２１と前記棒状支持体８で挟着されて締結され、管路１０方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体３の端部で折り曲げられて前記輪状フランジ体５、前記円弧状フランジ体７並びに前記バルブケース半体３とにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた２枚の可撓性を有し、圧縮された気体の給気により該２枚が密着し又は該気体の排気により該２枚が離反する薄膜４と、を含む手段からなることを特徴とする。
請求項３に記載のピンチバルブ１の発明は、請求項１又は２において、前記２つのバルブケース半体３の外周面にそれぞれ圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手９を配設し、２つの継手９と２つの薄膜４とをそれぞれ対応させ、それぞれの継手９を通過して圧入される圧縮流体によりそれぞれ対応する薄膜４が、管路１０方向と直角方向はバルブケース２が形成する管路１０の直径の長さに亘り略平板形状で密着して管路を閉塞し、それぞれの継手９から圧縮流体を吸引することによりそれぞれ対応する薄膜４を前記バルブケース半体３の内周壁面に密着させて管路１０を開とすることを特徴とする。
請求項１に記載の発明は、管路１０を開閉するバルブとして管状のチューブ１１でなくシート状の薄膜４を使用し、管路１０閉のときは２枚のシート状の薄膜４が管路１０の直径の幅で平板状に密着して管路１０を閉塞するので、チューブ１１の場合には図８に示すように圧縮したときに両端に空隙１２という開口部が残存するのに対し、２枚のシート状の薄膜４の本発明では図５に示すように両端に開口部が残存せず完全に管路１０を閉塞できるという効果を奏する。
また、前記シート状の薄膜４の２枚をそれぞれバルブケース半体３の内周壁面側に覆設させて引張状態にして前記薄膜４のすべての端部を挟着させ固設させているため、薄膜４に外力を加えない状態でも薄膜４は管路を閉塞させる方向に変化する性質を有しており、かつ可撓性を有する薄膜であるので、管路閉塞時の圧縮流体圧は、例えば圧縮空気圧であると約０．０２ＭＰａでよいので、圧縮流体圧を大幅に下げられるという効果を奏する。
２枚の薄膜４を密着させる圧力を低圧で設定できるため、ピンチバルブ１自体に対する高耐圧力や高強度を必要としない。例えば、管路１０の内径が約８ｃｍの大口径のピンチバルブ１で比較すると、従来のチューブ１１を使用したピンチバルブ１の場合には、約０．７ＭＰａの圧縮空気圧を必要とするので、ピンチバルブ１自体の耐圧力や強度を高めなければならず、材質を鋳物やステンレスにすると総重量が約３０〜４０ｋｇになる。これに対して、本発明の場合は管路１０の材質を高分子化合物とすることができるので総重量が約１ｋｇである。したがって、チューブ１１使用のピンチバルブ１に対して総重量を約１／３０〜１／４０まで軽量化できるという効果を奏する。
微小な圧力で変動する薄膜４を使用しているので、シリンダーなどのアクチュエーターやバネを使用しないで管路１０を開閉することができ、ピンチバルブ１としての構造が簡素であるという効果を奏する。
薄膜４であるので追従性が高く、圧縮流体で加圧すると短時間に２枚の薄膜４が密着して管路１０を漏れのないように完全に閉塞するので、計量検出時と管路１０閉塞時との時間差がほとんどなく、かつ高い計量精度が得られるなどの計量効果が高まるという効果を奏する。
開閉に使用するバルブ構造として、チューブのような円筒形状の構造でなく、２枚の薄膜４シートを対峙させた構造とし、吸引によってそれぞれのバルブケース半体３の内周壁面に密着させるので、ピンチバルブ１全開時に管路１０は完全に一定の内径を確保した開となる。これによって、管路１０の流路が狭まれることがなく、流体である粉体の滞留が生じないという効果を奏する。
請求項２の発明は請求項１の発明と同じ効果を奏する。さらに、薄膜４の全周の端部を他の部位により挟着され締結しているので、圧縮流体の圧入又は吸引を繰り返しても薄膜４が剥離することはないという効果を奏する。
請求項３の発明は請求項１または２と同じ効果を奏する。さらに、２枚のシート状の薄膜４それぞれに圧縮流体などの流出入用の継手９を設けたので、圧縮流体の圧入時の２枚の薄膜同士の密着完了や、圧縮流体吸引時におけるそれぞれの薄膜のバルブケース半体３への密着完了が短時間にできるという効果を奏する。
図１、図２、図３及び図４で説明する。本発明であるピンチバルブ１は、ピンチバルブ１の両端部に配置した２つの輪状フランジ体５と、前記２つの輪状フランジ体５間に配設した、両端部に略Ｕ字型の円弧状フランジ体７を有し前記円弧状フランジ体７間の端部間に２本の棒状支持体８を有する構成からなる枠体６で、かつ１つの前記輪状フランジ体５に２つの前記円弧状フランジ体７が当接し、前記２つの円弧状フランジ体７を対峙させて形成した孔部に管路１０を挿設する前記枠体６と、前記２つの対峙した枠体６の内側に配設され、両端に管路１０方向に沿ってＬ字に折曲されたフランジ部２１を有する半円筒形状の２つのバルブケース半体３で、前記２つのバルブケース半体３の内周壁面側を対峙させて管路１０を形成するバルブケース２と、前記２つのバルブケース半体３のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路１０方向に沿った直線状の端部は前記２つのバルブケース半体３のフランジ部２１と前記棒状支持体８で挟着されて締結され、管路１０方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体３の端部で折り曲げられて前記輪状フランジ体５、前記円弧状フランジ体７並びに前記バルブケース半体３とにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた２枚の可撓性を有する薄膜４と、前記２つのバルブケース半体３の外周面にそれぞれ圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手９と、を含む手段からなる。
本発明であるピンチバルブ１は、粉体や液体を流体とする管路１０において、落下などにより管路１０内を移送される流体を分離したり通過させるために管路１０を開閉する。
２つの輪状フランジ体５は、平らな輪状の形状を有し、輪状フランジ体５の内径は管路１０の内径を略同一であり、輪状フランジ体５には他の管路１０部品との接続用のボルト挿入用孔２２及び他のピンチバルブ１部品との締結用のボルト挿入孔２３が設けられている。そして、２つの輪状フランジ体５はそれぞれピンチバルブ１の両端部に配置される。
枠体６は、両端部に略Ｕ字型の円弧状フランジ体７を有し前記円弧状フランジ体７間の円弧状の端部間に２本の棒状支持体８を有する構成からなり、前記円弧状フランジ体７には、他の管路１０との接続用のボルト挿入用孔２２及び輪状フランジ体５などとの締結用のボルト挿入孔２３が設けられ、前記棒状支持体８には、前記枠体６同士の締結用のボルト挿入孔２４が設けられている。そして、一つのピンチバルブ１に対し２個の枠体６が配備される。
前記枠体６の両端部に構成された円弧状フランジ体７は、それぞれ輪状フランジ体５に片面を全面当接させてボルトナット３３で締結され、前記円弧状フランジ体７の円弧形状の両端部で２つの円弧状フランジ体７を接続させる２本の棒状支持体８部において２つの枠体６同士をボルトナット３４で締結する。また、ピンチバルブ１を管路１０に配設するときは、ピンチバルブ１以外の他の構成部品とボルトナット３２で締結する。
これによって、側面視では略コ字形状の枠体６を２つ締結させることによって、側面視で略エ字形状となる。そして、前記２つの円弧状フランジ体７を対峙させて形成した孔部には管路１０を挿設することができる。
次に、バルブケース２について説明する。２つのバルブケース半体３の内周壁面側を対峙させて組み合わせることによってバルブケース２が形成され、前記バルブケース２は管路１０を形成することができる。そして、バルブケース２の材質は、塩化ビニル、プラスチック、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、高分子材料などのうち圧縮流体などの圧力によっても変形しない材質であればよい。また、透明にすれば粉体などの流体の移送状況を観察することができる。
バルブケース半体３の形状は、略半円筒形状で、前記略半円筒形状のうちの直線部の端部で略Ｌ字形に折曲されてフランジ部２１が設けられ、前記略半円筒形状部には圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手９が螺入されている。
前記バルブケース半体３のピンチバルブ１における配置は、前記２つのバルブケース半体３の内周壁面側を対峙させてバルブケース２を形成した状態で、前記２つの対峙した枠体６の内側に配設されて、前記バルブケース半体３の半円筒形状部のうち半円部の上下端が前記輪状フランジ体５の段付部４０及び前記円弧状フランジ体７の内周面に当接され、２つのバルブケース半体３の前記フランジ部２１同士を前記棒状支持体８によって挟着させボルトナット３４で締結する。
次に、薄膜４について説明する。薄膜４の材質は、例えばシリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム又はエチレンプロピレンゴムなどの合成ゴムなど可撓性を有する材質であればよい。
薄膜４の配設は、前記２つのバルブケース半体３のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路１０方向に沿った端部は、もう一方の薄膜４の端部及び前記２つのバルブケース半体３のフランジ部２１とともに前記棒状支持体８により挟着されて締結され、管路１０方向と直角方向の端部は前記バルブケース半体３の円弧状側の端部に沿って折り曲げられて前記バルブケース半体３と前記輪状フランジ体５とにより挟着され、さらに薄膜４の端部は延設され前記輪状フランジ体５と前記円弧状フランジ体７とにより挟着され、前記薄膜４の全周の端部が抜け止めされて配設されている。
薄膜４は、管路１０を閉状態にするときは、圧縮流体を薄膜４とバルブケース半体３との間に圧入させることによって、図５又は図６に示すように管路１０の中央部まで拡張され２枚の薄膜４が平面状となって幅広い範囲で密着し管路１０をすべて閉塞することができる。
一方、薄膜４とバルブケース半体３との間に存する圧縮流体を吸引することによって真空状態にすることにより、図５又は図６に示すように管路１０の中央部まで拡張され平面状であった２枚の薄膜４を、図２又は図４に示すように前記バルブケース半体３の内周壁面に凹状状態で密着させることができる。
次に、本発明であるピンチバルブ１の使用について説明する。バルブケース２に螺設された継手９を通してバルブケース２内壁と薄膜４間に存する気体や液体などの流体を吸引して真空状態にし、図２又は図４に示すように薄膜４をバルブケース２内壁面に密着させる。これにより、管路１０は全開状態となる。
次に、管路１０を閉状態にしたいときに、バルブケース２に螺設された継手９を通して約０．０２ＭＰａの低圧の圧縮流体を圧入させて、バルブケース２内壁と薄膜４間に圧縮流体を短時間に充満させて、図５又は図６に示すように２枚の薄膜４を密着させる。管路１０は完全閉状態となる。
以上、低圧の流体の圧入によって管路１０を閉にし、前記圧入された流体の吸引によって完全開とすることができ、極めて簡素な構造で軽量化できたピンチバルブ１を製造することができる。
１ ピンチバルブ
２ バルブケース
３ バルブケース半体
４ 薄膜
５ 輪状フランジ体
６ 枠体
７ 円弧状フランジ体
８ 棒状支持体
９ 継手
１０ 管路
１１ チューブ
１２ 空隙
２１ フランジ部
２２ ボルト挿入用孔
２３ ボルト挿入用孔
２４ ボルト挿入用孔
３２ ボルトナット
３３ ボルトナット
３４ ボルトナット
４０ 段付部
２ バルブケース
３ バルブケース半体
４ 薄膜
５ 輪状フランジ体
６ 枠体
７ 円弧状フランジ体
８ 棒状支持体
９ 継手
１０ 管路
１１ チューブ
１２ 空隙
２１ フランジ部
２２ ボルト挿入用孔
２３ ボルト挿入用孔
２４ ボルト挿入用孔
３２ ボルトナット
３３ ボルトナット
３４ ボルトナット
４０ 段付部
Claims (3)
- 粉体が流動する管路を開閉するピンチバルブであって、両端に管路方向に沿ってＬ字に折曲されたフランジ部を有する半円筒形状の２つのバルブケース半体で、前記２つのバルブケース半体の内周壁面側を対峙させて管路を形成するバルブケースと、前記２つのバルブケース半体のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路方向に沿った直線状の端部は前記２つのバルブケース半体のフランジ部とともに挟着され、管路方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体の端部で折り曲げられて前記バルブケース半体の端部全周に亘って密着され、全周の端部が抜け止めされた２枚の可撓性を有し、圧縮された気体の給気により該２枚が密着し又は該気体の排気により該２枚が離反する薄膜と、を含む手段からなることを特徴とするピンチバルブ。
- 粉体が流動する管路を開閉するピンチバルブであって、前記ピンチバルブの両端部に配置した２つの輪状フランジ体と、前記２つの輪状フランジ体間に配設した、両端部に略Ｕ字型の円弧状フランジ体を有し前記円弧状フランジ体間のそれぞれの円弧の端部間に２本の棒状支持体を有する構成からなる枠体で、かつ１つの前記輪状フランジ体に２つの前記円弧状フランジ体が当接し、前記２つの円弧状フランジ体を対峙させて形成した孔部に管路を挿設する前記枠体と、前記２つの対峙した枠体の内側に配設され、両端に管路方向に沿ってＬ字に折曲されたフランジ部を有する半円筒形状の２つのバルブケース半体で、前記２つのバルブケース半体の内周壁面側を対峙させて管路を形成するバルブケースと、前記２つのバルブケース半体のそれぞれの内周壁面及び端部全周を覆うように配設され、管路方向に沿った直線状の端部は前記２つのバルブケース半体のフランジ部と前記棒状支持体で挟着されて締結され、管路方向と直角方向の円弧状の端部は前記バルブケース半体の端部で折り曲げられて前記輪状フランジ体、前記円弧状フランジ体並びに前記バルブケース半体とにより挟着され、全周の端部が抜け止めされた２枚の可撓性を有し、圧縮された気体の給気により該２枚が密着し又は該気体の排気により該２枚が離反する薄膜と、を含む手段からなることを特徴とするピンチバルブ。
- 前記２つのバルブケース半体の外周面にそれぞれ圧縮流体圧入用及び圧縮流体吸引用の継手を配設し、２つの継手と２つの薄膜とをそれぞれ対応させ、それぞれの継手を通過して圧入される圧縮流体によりそれぞれ対応する薄膜が、管路方向と直角方向はバルブケースが形成する管路の直径の長さに亘り、管路方向は略平板形状で密着して管路を閉塞し、それぞれの継手から圧縮流体を吸引することによりそれぞれ対応する薄膜を前記バルブケース半体の内周壁面に密着させて管路を開とすることを特徴とする請求項１または２に記載のピンチバルブ。
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