JP6466151B2

JP6466151B2 - 固形物移送用ピンチバルブ、及び固形物供給装置

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Publication number: JP6466151B2
Application number: JP2014235700A
Authority: JP
Inventors: 昭人大木
Original assignee: OHKI-INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: OHKI-INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2034-11-20
Also published as: JP2016098893A

Description

本発明は、固形物を流通する流路を開閉する技術に関し、特に上記流路を開閉するためのピンチバルブ及び当該ピンチバルブを備えた供給装置に関するものである。

従来、錠剤やカプセル等の医薬品、飴や米菓等の菓子類、あるいは小型のマカロニや果物又はゼリー品等の食品類に例示される固形物を貯蔵したりあるいは出荷したりする際に、これらの固形物を移送又は移し替えする工程が行われる。
上記の固形物を移送する工程を行う例として、例えば錠剤、カプセル等の固形医薬品を貯蔵タンクから他の装置に移す供給装置において、貯蔵タンクの排出側にシャッター装置を設け、当該シャッター装置の開閉動作によって所定量又は所定数の固形物を供給する装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−５３２５３号公報

特許文献１に開示されている供給装置においては、シャッター装置の開閉時に固形医薬品がバルブのエッジと貯留槽の内壁面との間に挟まって傷付いてしまうのを回避するために、貯蔵タンクの漏斗状供給部内に笠状の遮蔽体と、上記貯蔵タンクの排出側に設けられた案内筒内を昇降する排出筒と、上記排出筒の下端に連結されたエアシリンダーと、を備えたシャッター装置を用いている。
特許文献１に記載された当該シャッター装置は、排出筒をエアシリンダーで上昇させて笠状の遮蔽体の下面に当接させることにより、固形医薬品を挟むことなく流路の遮断を行うことができる。

しかしながら、特許文献１に記載されたシャッター装置は、流路（案内筒）への固形物の流入を遮断するために、案内筒の内部に排出筒を設ける二重筒構造とするとともに上記排出筒を上昇させるためのエアシリンダーを追加的に設ける必要があり、固形物を案内する流路の構成が複雑になってしまう。
また、案内筒内で排出筒が進退する二重構造の流路の場合、排出筒と案内筒との間には隙間が生じることが多く、このため、シャッター装置の開放時に排出筒が案内筒内に退避する際に上記隙間に固形物を巻き込む（引き込む）ことが避けられない。
そこで、本発明は、複雑な構造を用いずにかつ固形物を破損することなく、流路の開閉動作を行うことができるバルブ及び当該バルブを含む供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の固形物移送用ピンチバルブは、バルブハウジングと、前記バルブハウジングの内部に位置するチューブを挟むように配設される１対のピンチレバーと、前記１対のピンチレバーを接近又は離間させるピンチレバー駆動機構と、前記１対のピンチレバーの最接近時の間隔を調整する間隔調整機構と、を備え、
前記間隔調整機構は、前記ピンチレバーにより押しつぶされた前記チューブ内に所定の隙間を付与するように、前記ピンチレバー駆動機構の駆動距離を制限するストッパーである。

本発明の構成により、複雑な構造を用いずにかつ固形物を破損することなく、流路の開閉動作を行うことができる。

本発明の固形物移送用ピンチバルブを適用した固形物供給装置の概要を示す模式図である。本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブの外観を示す斜視図である。図２に示した固形物移送用ピンチバルブのバルブ本体の内部構造を示す斜視図である。本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブの閉弁動作の概要を示す断面図であって、バルブの開弁時を示すものである。本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブの閉弁動作の概要を示す断面図であって、開弁時と閉弁時との中間状態を示すものである。本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブの閉弁動作の概要を示す断面図であって、バルブの閉弁時を示すものである。本発明の実施例２による固形物移送用ピンチバルブの内部構造を示す断面図である。

図１は、本発明の固形物移送用ピンチバルブ１を適用した固形物供給装置５の概要を示す模式図である。
図１に示すように、固形物供給装置５は、貯蔵タンク３から配管２を通って搬送装置又は梱包装置４に至る固形物Ｐの供給経路を有している。このとき、配管２の中間部には、上記固形物Ｐの流れをせき止め又は開放する固形物移送用ピンチバルブ１が設けられている。
また、固形物の供給経路は、貯蔵タンク３の下端に配管２が接続されて、その後固形物移送用ピンチバルブ１と配管２とを経て搬送装置又は梱包装置４に至る構造となっており、固形物Ｐは固形物移送用ピンチバルブ１が開放時には自重で落下するように構成されている。

＜実施例１＞
図２は、本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブ１の外観を示す斜視図である。また、図３は、図２に示した固形物移送用ピンチバルブ１のバルブ本体１０の内部構造を示す斜視図である。
図２に示すように、固形物移送用ピンチバルブ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の内部に設けられた機構を駆動させる駆動装置２０とを備えている。
また、図２に示したバルブ本体１０は、図３に示すように、第１のバルブハウジング１００と、当該第１のバルブハウジング１００に設けられた配管取付部１０２と、第２のバルブハウジング１１０と、当該第２のバルブハウジングに設けられた配管取付部１１２と、を備えている。

図３に示すように、バルブ本体１０を構成する第１のバルブハウジング１００と第２のバルブハウジング１１０との内部には、後述の１対のピンチレバーを駆動するピンチレバー駆動機構として機能するローター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、駆動装置２０に設けられたピニオンギア２５０と噛合している。一方、ローター１２０の内部には、第１のカム山１２４及び第２のカム山１２５が対向して１対設けられる。
また、ローター１２０の内部には、弾性材料からなるチューブ１５０が配置されており、その両端部のフランジ部１５３が、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の配管取付部１０２及び配管取付部１１２にそれぞれ接触するように取り付けられる。チューブ１５０の材料としては、シリコンゴムやフッ素系樹脂、あるいはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の高分子材料が例示できる。

ローター１２０の内側でチューブ１５０の中央部の外側には、当該チューブ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が支柱１１６を中心に回動自在に設けられる。
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回動する。当該回動動作により１対のピンチレバー１６０の間隔が小さくなり、チューブ１５０の中央部を押しつぶしてピンチする。

図３に示すように、１対のピンチレバー１６０の互いに対向する面には、ピンチ動作時の１対のピンチレバー１６０の最接近時の間隔を調整する間隔調整機構として機能するスペーサー１６１が取り付けられている。スペーサー１６１の材料としては、金属、硬質のゴム、セラミック等の任意のものが適用可能である。このとき、繰り返しのピンチ動作を考慮して、スペーサー１６１のピンチレバー１６０との対向面に耐摩耗性を有するコーティングを設けてもよい。
また、スペーサー１６１は、ピンチバルブ全体の軽量化を考慮すれば、１対のピンチレバー１６０の少なくとも一方に配置すれば良いが、ピンチバルブの重量バランスを考慮して、１対のピンチレバーの両方に設けてもよい。

図４は、本発明の実施例１による固形物移送用ピンチバルブ１の閉弁動作の概要を示す断面図である。
図４ａに示すように、固形物移送用ピンチバルブ１は、開弁状態にあるときに、１対のピンチレバー１６０がローター１２０の第１のカム山１２４にそれぞれ嵌合している。そして、ローター１２０が矢印Ｒ１方向に回動すると、第１のカム山１２４がピンチレバー１６０のそれぞれに圧力Ｐ１を加えることとなり、１対のピンチレバー１６０の間隔が小さくなる方向に支柱１１６を中心に回動する。
図４ｂに示すように、ローター１２０が矢印Ｒ１方向にさらに回動すると、第１のカム山１２４がさらにピンチレバー１６０の接触面を押圧することにより、１対のピンチレバー１６０の間隔がさらに小さくなる。
そして、図４ｃに示すように、一方のピンチレバー１６０に取り付けられたスペーサー１６１が他方のピンチレバー１６０に接触する位置で、ピンチレバー１６０の回動が止まる。
このような動作により、１対のピンチレバー１６０の間隔がスペーサー１６１の厚みとなるようにチューブ１５０を押しつぶして閉弁する。

実施例１に示す固形物移送用ピンチバルブ１において、スペーサー１６１の厚みを移送される固形物の最小厚さ又は最小径と同一あるいはほぼ同一とすることにより、流路を流れる固形物を破損することなくピンチバルブを閉弁することが可能となる。
例えば、固形物として錠剤やカプセル等の医薬品に本発明の固形物移送用ピンチバルブ１を適用した場合、スペーサー１６１の厚みを上記錠剤又はカプセルの最小径（短軸径）と同一又はほぼ同一とすれば、１対のピンチレバー１６０で押しつぶされたチューブ１５０の隙間を上記医薬品が通過することができなくなる。
また、仮に上記医薬品が１対のピンチレバー１６０の間に挟まれたとしても、医薬品は直接ピンチレバー１６０に接触せずに弾性部材からなるチューブ１５０に接触するため、チューブ１５０の医薬品を挟んでいる部分が弾性変形することにより、医薬品への過剰な加圧を抑制し、結果として医薬品の変形や破損を防止することができる。
さらに、例えば大きさの異なる複数種の医薬品が流路を流れる場合であっても、当該複数種の医薬品の中で最も小さいものの径に合わせて上記スペーサー１６１の厚みを決定しておけば、流路を流れるすべての固形物を遮断することが可能である。

このような構成により、流路に接続されたピンチバルブを利用することによって、複雑な構成を追加することなくかつ固形物を破損することなく、流路の開閉動作を行うことができる。
また、流路を流れる固形物を破損することがないため、ピンチバルブ自体や流路を形成する配管の清掃あるいはメンテナンスの頻度を下げることができる。

＜実施例２＞
図５は、本発明の実施例２による固形物移送用ピンチバルブ１の内部構造を示す断面図である。
図５に示すように、本発明の実施例２による固形物移送用ピンチバルブ１において、１対のピンチレバー１６０の最接近時の間隔を調整する間隔調整機構として、上記１対のピンチレバー１６０と接触することにより当該ピンチレバー１６０とローター１２０との相対回転を規制するストッパー１６２が、ローター１２０の内側に突出する態様で取り付けられている。
ストッパー１６２は、ピンチレバー駆動機構であるローター１２０の回動動作により１対のピンチレバー１６０が回動した際に、当該１対のピンチレバー１６０が所定の間隔となるようなローター１２０の回動位置（駆動距離）となる位置に取り付けられる。

ストッパー１６２の材料としては、金属、硬質のゴム、セラミック等の任意のものが適用可能であるが、ストッパー１６２はピンチレバー１６０と突き当てる動作を繰り返すため、当該突き当て動作に対して変形しない程度の剛性を有する材料が好ましい。
また、繰り返しの突き当て動作を考慮して、ストッパー１６２のピンチレバー１６０との対向面に耐摩耗性を有するコーティングを設けてもよい。

このような構成により、ローター１２０の回動位置（駆動距離）を規制するストッパー１６２を用いることによって、１対のピンチレバー１６０の間が所定の間隔となるようにピンチ動作を行うことが可能となる。
したがって、実施例１と同様に、複雑な構成を追加することなくかつ固形物を破損することなく、流路の開閉動作を行うことができる。

また、実施例２において、ローター１２０に取り付けるストッパー１６２は、その取り付け位置が任意に変えられるように着脱自在としてもよい。例えば、ローター１２０にストッパー１６２を着脱自在に取り付ける手法としては、ローター１２０にスロットを形成してストッパー１６２を差し込み嵌合したり、ローター１２０にボルトや接着剤等の固着手段を用いて締結又は接合したりするものが例示できる。
このような構成を採用することにより、流路を流れる固形物のサイズが変わった場合であっても、ストッパー１６２のローター１２０への取り付け位置を調整することにより、１対のピンチレバー１６０の間隔を任意に調整することができるため、ローターごと交換する必要がない。
なお、実施例２において、ストッパー１６２をローター１２０に取り付けてピンチレバー１６０の回動動作を規制する場合を例示したが、ストッパー１６２をローター１２０又はバルブハウジング１００のいずれかに取り付けて、ローター１２０とバルブハウジング１００との相対回転量を規制するように変更してもよい。

＜実施例３＞
本発明の実施例３による固形物移送用ピンチバルブ１においては、１対のピンチレバーの最接近時の間隔を調整する間隔調整機構として、図２に示すバルブ本体１０の内部に設けられた機構を駆動させる駆動装置２０と、当該駆動装置２０にバルブの開閉を指令する信号を発する制御装置（図示せず）とを用いる。
本発明の固形物移送用ピンチバルブ１に用いられる駆動装置２０は、図２及び図３に示すバルブ本体１０のバルブハウジング１００内に設けられたローター１２０を回動させるための装置であって、例えば、図２に示すピニオン２５０を回転させる駆動軸２１２を出力軸とするモータ、もしくは油圧又は空圧のシリンダやラック機構等の直進運動をピニオン２５０の回転運動に変換する機構を含んでいる。なお、図２には示していないが、駆動装置２０として、油圧又は空圧のシリンダやラック機構等の直進運動を直接ローター１２０の回転運動に変換し得るように構成してもよい。

実施例３において１対のピンチレバー１６０の最接近時の間隔を調整する動作としては、上記モータに制御装置が所定の方向への回転信号を出力している間だけ、当該回転信号の指令を受けたモータが回転するようなものが例示できる。
例えば、本発明の固形物移送用ピンチバルブ１において、ピンチバルブ１６０が回動する角度はローター１２０のバルブハウジング１００に対する相対回転角度に対応する。そこで、流路を流れる固形物（例えば錠剤）の径に対応するローター１２０の相対回転角度を予め算出しておき、ローター１２０が上記相対回転角度だけ回転するように、制御装置が上記モータを回転させるための回転信号を出力する。

このような構成及び動作により、制御装置から出力される指令に応じてローター１２０のバルブハウジングに対する相対回転角度が制御されることによって、１対のピンチレバー１６０の間が所定の間隔となるようにピンチ動作を行うことが可能となる。
したがって、実施例１及び実施例２の場合と同様に、複雑な構成を追加することなくかつ固形物を破損することなく、流路の開閉動作を行うことができる。
ここで、制御装置がモータへの回転信号を出力する場合を例示したが、例えば制御装置が上記油圧又は空圧のシリンダのピストンもしくは上記ラック機構を進退させるための指令信号を出力する時間を制御することにより、ローター１２０のバルブハウジング１００に対する相対回転角度を制御するようにしてもよい。

本発明の固形物移送用ピンチバルブは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例や組合せが含まれる。
その他、本発明の固形物移送用ピンチバルブ及び固形物供給装置は、その構成の一部について、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、その他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、実施例１〜３では、１対のピンチレバーがローターの回転に応じて回動することによってピンチ動作を行うピンチバルブを例示したが、１対のピンチレバーをチューブに対して平行に対向させ、それらの対向する面を近接するように平行移動することによってピンチ動作を行うようなピンチバルブにも適用することができることは言うまでもない。
また、バルブハウジング内に配置されるチューブのピンチされる領域に筒状の外周部材を設けてもよい。このような構成により、チューブ自体の寿命を延ばすことができる。
さらに、例えば図１では、固形物供給装置の配管が鉛直方向となる、すなわち固形物がピンチバルブを介して下方に移送される態様を例示したが、配管が水平方向に配置された場合、あるいは水平方向に対して傾斜した場合であっても、本発明の固形物移送用ピンチバルブによって、上記効果を得ることが可能である。

本発明の固形物移送用ピンチバルブによれば、１対のピンチレバーの最接近時の間隔を所定の間隔に調整する間隔調整機構（スペーサーやストッパー等）を備えるため、ピンチ動作によって挟まれると変形又は破損してしまうような固形物を移送する際に、当該固形物をピンチ部分で挟むことなくバルブの開閉動作を行うことが可能である。
また、仮に上記固形物をピンチ部分で挟んでしまった場合であっても、１対のピンチレバーと固形物との間にシリコンゴム等の弾性部材からなるチューブも挟まれるため、チューブが弾性変形して固形物への過剰な加圧力を吸収することで、固形物の変形や破損を防止することができる。
さらに、スペーサーやストッパーのサイズや取付位置を適宜調整することにより、１対のピンチレバーの最接近時の間隔を容易に調整できるため、移送される固形物のサイズや形状や異なる場合であってもバルブ自体を交換することなく、上記スペーサーやストッパー等の交換のみで対応でき、様々な用途への適用が期待できる。

１固形物移送用ピンチバルブ
１０バルブ本体
２０駆動装置
１００第１のバルブハウジング
１０２配管取付部
１１０第２のバルブハウジング
１１２配管取付部
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、２５１チューブ本体
１６０ピンチレバー
１６１スペーサー
１６２ストッパー

Claims

バルブハウジングと、前記バルブハウジングの内部に位置するチューブを挟むように配設される１対のピンチレバーと、前記１対のピンチレバーを接近又は離間させるピンチレバー駆動機構と、前記１対のピンチレバーの最接近時の間隔を調整する間隔調整機構と、を備え、
前記間隔調整機構は、前記ピンチレバーにより押しつぶされた前記チューブ内に所定の隙間を付与するように、前記ピンチレバー駆動機構の駆動距離を制限するストッパーである、
ことを特徴とする固形物移送用ピンチバルブ。
前記間隔調整機構は、前記ピンチレバー駆動機構に所定の駆動距離だけ駆動するように指令を発する制御装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の固形物移送用ピンチバルブ。
前記１対のピンチレバーは、前記バルブハウジング内で一端が回転軸として固定される態様で搖動自在に固定されており、
前記ピンチレバー駆動機構は、前記バルブハウジング内で前記チューブの中心軸と同軸で回転するローターである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固形物移送用ピンチバルブ。
請求項１〜３のいずれかに記載された固形物移送用ピンチバルブを、固形物供給経路に取り付けた
ことを特徴とする固形物供給装置。