JP5702874B1 - ピンチバルブ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】繰り返しの使用によって、ピンチレバーの取付け構造が痛むことがないピンチバルブ装置を提供する。【解決手段】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た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前記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において、前記駆動する手段は、前記ローターの内側に突出して前記ピンチレバーを旋回動するように押圧するカム山と、該カム山に形成された突出カムと、前記ピンチレバーの前記カム山に対向する面に形成された溝部と、からなり、前記突出カムが前記溝部に嵌まり込む態様で摺接する。【選択図】図11

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。
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。
特に、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。
これらの点を改善する装置として、例えば、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ピンチバルブ装置が公知である(〔特許文献1〕参照)。
特許第5363692号公報
特許文献1に開示されているピンチバルブ装置においては、1対のピンチレバーは、ローター回動動作によって搖動するように支柱を介してハウジングに取り付けられている。
当該構成によって、ピンチレバーは、上記支柱を中心にチューブを横切る面内で回動する方向の力を受けるが、同時にチューブに流れる流体により、当該流体の流れに沿う方向にチューブからの反力(すなわち支柱の軸方向のスラスト力)を受けることがある。
このような2つの力を受ける場合、ピンチレバーは支柱による1点固定であるため、ピンチレバーの軸穴と支柱との寸法精度によってはピンチレバーの回動動作がスムーズに行われず、振動を引き起こすとともに最悪の場合は支柱の取付け部の破壊を招くことがあった。
本発明の目的は、繰り返しの使用によって、ピンチレバーの取付け構造が痛むことがないピンチバルブ装置を提供することである。
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た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前記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において、前記駆動する手段は、前記ローターの内側に突出して前記ピンチレバーを旋回動するように押圧するカム山と、該カム山に形成された突出カムと、前記ピンチレバーの前記カム山に対向する面に形成された溝部と、からなり、前記突出カムが前記溝部に嵌まり込む態様で摺接するものである。
また、前記突出カムと前記溝部とは同数であって、かつ複数設けられていてもよい。
また、前記ピンチレバーの互いに対向する側の面に、所定の厚みのスペーサ部材が取付けられていてもよい。
更に、前記突出カム又は前記溝部の一方又は両者に耐摩耗性の表面処理が施されていてもよく、前記突出カムと前記溝部との摺接面に緩衝部材が設けられていてもよい。
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、ピンチレバーが、回動中心となる支柱とローターと係合する溝部との2点支持となるため、チューブ内の流体の流れに伴う流れ方向の力がピンチレバーに加わった場合であっても、ピンチレバーががたつくことがなく、回動動作がスムーズに行われる。
また、ピンチレバーに設けられた溝部とローターとが係合することにより、ピンチレバーの回動動作が安定する。
このため、結果として、ピンチレバーやローター等の耐久性が向上する。
図1は、本発明の実施例を示す斜視図。 図2は、本発明の実施例を示す斜視図。 図3は、本発明の部品構成図。 図4は、本発明の実施例を示す斜視図。 図5は、本発明の実施例を示す斜視図。 図6は、本発明の部品構成図。 図7は、本発明の要部の断面図。 図8は、本発明の要部の断面図。 図9は、本発明の作用を示す説明図。 図10は、本発明の要部の断面図。 図11は、ローターとピンチレバーとを含む一部を抜き出した要部構成図。 図12は、本発明のピンチレバーの要部を示す図。 図13は、本発明のローターの要部を示す図。 図14は、本発明の変形例を示す図。
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。
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。
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。
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。
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。
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F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F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10はチューブ150がピンチにより受ける応力分布S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Sは図に示すようになり、集中力は防止される。
図11は、図3及び図6の部品構成図におけるローター120とピンチレバー160とを含む一部を抜き出した要部構成図である。
図11に示すとおり、1対のピンチレバー160は、ローター120の内側に互いに対向するように配置され、当該ローター120の回動に伴って軸穴164に挿通された支柱(図示せず)を中心に回動することにより、互いの距離を接近又は離間してチューブの開閉を行う。
図12は、本発明のピンチレバー160の要部を示す図である。
ピンチレバー160は、枢支部160aと、本体部160bと、該本体部160bの一方の面に形成された溝部160cとからなる。
枢支部160aには、軸穴164が形成されており、上述したとおり、当該軸穴164に支柱(図示せず)を挿通することにより、ピンチレバー160は支柱を中心に回動する。
図13は、本発明のローター120の要部を示す図である。
ローター120は、第1のカム山124と第2のカム山125を備えており、第1のカム山124には、図12に示すピンチレバー160の溝部160cに隙間なく嵌まるように摺接する突出カム124aが形成されている。
このような構成により、ローター120が回動すると、第1のカム山124とピンチレバー160との摺接位置が変化するため、ピンチレバー160が支柱を中心に回動し、チューブ150を押しつぶす。
このとき、ピンチレバー160に設けられた溝部160cと第1のカム山124の突出カム124aとが隙間なく摺接しているため、チューブ内の流体の流れに伴う流れ方向の力がピンチレバーに加わった場合であっても、ピンチレバーががたつくことがなく、その回動動作がスムーズに行われる。
図12及び図13においては、第1のカム山124に設けられる突出カム124a及びピンチレバー160に設けられる溝部160cをそれぞれ1つずつ形成する場合を例示したが、両者の数が対応するものであれば、上記した突出カム124a及び溝部160cをそれぞれ複数設けてもよい。
また、突出カム124a又は溝部160cの一方又は両者に耐摩耗性の表面処理を行ってもよい。
更に、突出カム124a又は溝部160cの摺接面に緩衝部材(図示せず)を設けてもよい。
これらの構成により、上記突出カム124a及び溝部160cの摺接による摩耗を軽減することができ、結果としてローター120やピンチレバー160の耐久性を更に向上することができる。
図14は、本発明の変形例を示す図である。
1対のピンチレバー160には、2つのピンチレバーが互いに対向する側の面に、所定の厚みのスペーサ部材が取付けられる。
例えば、図14に示すように、ピンチレバー160の枢支部160aにビス等の締結部材172によってスペーサ部材170を取付ける。
このような構成により、1対のピンチレバー160の間の隙間が閉じる方向に回動した場合に、完全に隙間がなくなることなく所望の隙間を得られるため、チューブ150が損傷してしまうような必要以上の力で押しつぶされることがなくなり、チューブの耐久性が向上する。
また、1対のピンチレバー160が互いに衝突することが避けられるため、ピンチレバー160自体の損傷や破損を防ぐことができる。
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
124a 突出カム
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
160a 枢支部
160b 本体部
160c 溝部
164 軸穴
170 スペーサ部材
172 締結部材
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

Claims (5)

  1. 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た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前記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において、
    前記駆動する手段は、前記ローターの内側に突出して前記ピンチレバーを旋回動するように押圧するカム山と、該カム山に形成された突出カムと、前記ピンチレバーの前記カム山に対向する面に形成された溝部と、からなり、
    前記突出カムが前記溝部に嵌まり込む態様で摺接する
    ことを特徴とするピンチバルブ装置。
  2. 前記突出カムと前記溝部とは同数であって、かつ複数設けられている
    ことを特徴とする請求項1記載のピンチバルブ装置。
  3. 前記ピンチレバーの互いに対向する側の面に、所定の厚みのスペーサ部材が取付けられている
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のピンチバルブ装置。
  4. 前記突出カム又は前記溝部の一方又は両者に耐摩耗性の表面処理が施されている
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のピンチバルブ装置。
  5. 前記突出カムと前記溝部との摺接面に緩衝部材が設けられている
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のピンチバルブ装置。
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