JP7417156B1

JP7417156B1 - 弁装置

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Publication number: JP7417156B1
Application number: JP2022210749A
Authority: JP
Inventors: 詢飯田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2042-12-27

Abstract

【課題】メンテナンス性に優れた弁装置を提供する。【解決手段】有底箱状を有し、中央に設けられた筒状部１１の内側に形成された入力室６と、上記筒状部１１の外側に形成された出力室７とを備えた下部ハウジング４と、上記入力室６および出力室７の反対側に設けられたダイアフラムＤが装着された上部ハウジング５とを備え、上記ダイアフラムＤには、上記筒状部１１の先端に形成された主弁座１１ａに着座可能に設けられた主弁体１５が設けられている。上記下部ハウジング４と上部ハウジング５との連結構造を、当該下部ハウジング４および上部ハウジング５を軸方向に摺動させて嵌合するように構成し、かつこれらの摺接部分にリングシール１４を設けたものとした。このような構成により、上記入力室６に正圧が供給された場合には、上記上部ハウジング５が下部ハウジング４に対して摺動して離脱するようになっている。【選択図】図３

Description

本発明は弁装置に関し、詳しくは中央に筒状部が設けられた有底箱状を有する下部ハウジングと、上記下部ハウジングの開口部に連結されるとともにダイアフラムが装着された上部ハウジングとを備えた弁装置に関する。

従来、有底箱状を有し、中央に筒状部が設けられた有底箱状を有する下部ハウジングと、上記下部ハウジングの開口部に連結されるとともにダイアフラムが装着された上部ハウジングと、上記ダイアフラムに設けられた主弁体とを備えた弁装置が知られている（特許文献１）。
上記下部ハウジングの筒状部の内側には負圧源に接続された入力室が形成され、上記筒状部の外側には被排気物が接続された出力室が形成され、上記上部ハウジングとダイアフラムとの間には負圧供給手段に接続された主弁開閉室が形成されている。
このような構成により、上記主弁開閉室に負圧を供給して上記ダイアフラムを変形させると、上記主弁体が上記筒状部の先端に形成された主弁座から離座し、上記入力室と出力室とが連通して上記入力室から出力室へと負圧を流通させて、上記被排気物に負圧を供給するようになっている。

特許第５９２０４３９号公報

ここで、上記特許文献１にかかる弁装置を例えば真空パック用の食品が収容された容器に使用すると、上記出力室に接続された容器から異物等が排出され、出力室や入力室に付着することがある。そこで、定期的なメンテナンスを行って弁装置を分解し、入力室や出力室を清掃する必要がある。
しかしながら、従来の弁装置では、上記下部ハウジングと上部ハウジングとがボルトによって連結されていることが一般的となっており、メンテナンスのたびに下部ハウジングから上部ハウジングを離脱させる作業が煩雑であるとの問題が生じていた。
このような問題に鑑み、本発明はメンテナンス性に優れた弁装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる弁装置は、中央に筒状部が設けられた有底箱状を有する下部ハウジングと、上記下部ハウジングの開口部に連結されるとともにダイアフラムが装着された上部ハウジングと、上記ダイアフラムに設けられた主弁体と、上記主弁体を駆動する駆動手段とを備え、
上記下部ハウジングの筒状部の内側に負圧源に接続された入力室が形成され、上記筒状部の外側に被排気物が接続された出力室が形成され、上記上部ハウジングとダイアフラムとの間に主弁開閉室が形成され、
上記駆動手段が上記ダイアフラムを変形させながら上記主弁体を上記筒状部の先端に形成された主弁座から離座させることで、上記入力室と出力室とを連通させて負圧を上記被排気物に供給する弁装置において、
上記下部ハウジングと上部ハウジングとの連結構造を、当該下部ハウジングおよび上部ハウジングを軸方向に摺動させて嵌合するように構成し、かつこれらの摺接部分にリングシールを設け、
上記入力室に正圧が供給された場合には、上記上部ハウジングが下部ハウジングに対して摺動して離脱するようにしたことを特徴としている。

上記発明によれば、入力室と出力室とが形成された下部ハウジングと、上記弁体を備えたダイアフラムが設けられた上部ハウジングとを、軸方向に摺動させて嵌合させるように構成したため、ボルト等による連結手段は不要となっている。
したがって、メンテナンス時には下部ハウジングに対して上部ハウジングを摺動させるだけで離脱させることができ、特に下部ハウジングに形成された上記入力室と出力室の清掃を容易に行うことができる。
ここで、上記弁装置の使用時には、上記弁装置の入力室と出力室には負圧が流通していることから、上記主弁体が主弁座から離座した作動中には、上記入力室と出力室とを流通する負圧が上記ダイアフラムに作用するため、弁装置の外部の大気圧との差圧により、下部ハウジングと上部ハウジングとが離脱しないようになっている。
逆に、入力室に正圧が供給された場合には、弁装置の外部の大気圧との差圧により、上部ハウジングのダイアフラムが内部より押圧されるため、下部ハウジングから上部ハウジングが離脱するようになっており、暴発や破損を防止することができる。

本実施形態にかかる弁装置の断面図であって、主弁体の着座状態を示している。上記主弁体の離座状態を示す断面図。弁装置の組み立て構造を示した断面図。第２の実施形態にかかる弁装置を示した断面図。第２実施形態の弁装置の構造を示した断面図。

以下図示実施形態について説明すると、図１～図３は第１実施形態にかかる弁装置１を示し、図１、図２は動作を説明する図を、図３は構造を説明する図となっている。
上記弁装置１には、配管を介して負圧を供給する負圧源２と、内部に食品等を収容した真空パックなどの被排気物３とが接続され、上記負圧源２の負圧を弁装置１を介して被排気物３へと供給することで、上記真空パックを真空にする動作を行うようになっている。
また図３に示すように、本実施形態の上記弁装置１は下部ハウジング４および上部ハウジング５によって構成され、後述するように本実施形態では上部ハウジング５と下部ハウジング４とを軸方向（図示上下方向）に摺動させることで、ボルト等の連結手段を用いることなく、これらを連結させることが可能となっている。
また弁装置１の内部には、上記負圧源２に接続される入力室６と、上記被排気物３に接続される出力室７と、ダイアフラムＤを介して上記入力室６および出力室７の上方に形成された主弁開閉室８とが形成されている。

下部ハウジング４は有底円筒状を有しており、上端部には断面円形に形成された開口部が形成され、当該開口部の内周面４ａは滑らかに形成されている。
上記下部ハウジング４の底部中央には、上端部に主弁座１１ａが形成された円筒状を有する筒状部１１が設けられており、当該筒状部１１の内周側に上記入力室６が、筒状部１１の外周側に上記出力室７が形成されるようになっている。
また下部ハウジング４には、上記筒状部１１の内側に形成された入力室６と下部ハウジング４の側面とを連通させるとともに、上記負圧源２に接続される入力通路６ａと、上記被排気物３に接続されるとともに、上記出力室７に連通する出力通路７ａとが設けられている。

上記上部ハウジング５は略円盤状を有しており、上部ハウジング５の上部には本発明にかかる駆動手段として、上記主弁開閉室８に負圧を供給するための接続ポート１２が設けられている。
また上部ハウジング５の下方には外周縁に沿って無端状にリブ１３が形成されており、当該リブ１３の下面に上記ダイアフラムＤが設けられている。
上記リブ１３の外周面１３ａは断面円形に形成されており、その外周面１３ａは滑らかに形成されるとともに、外径は上記下部ハウジング４の開口部の内周面４ａと同径に形成されている。
また上記リブ１３の外周面１３ａには無端状に収容溝１３ｂが形成されており、当該収容溝１３ｂには樹脂製のリングシール１４が装着されている。
このような構成により、上記リブ１３の外周面１３ａを上記下部ハウジング４の開口部の内周面４ａに嵌合させることが可能となっており、さらにこれらを軸方向（図示上下方向）に摺動させることにより、これらを嵌合することが可能な連結構造を有したものとなっている。
また、これらの摺接部分には上記リングシール１４が設けられているため、下部ハウジング４と上部ハウジング５との気密が維持され、具体的には下部ハウジング４に形成された出力室７と外部との連通を遮断して、出力室７からの負圧のリークを防止するようになっている。
このように本実施形態の弁装置１は、上記下部ハウジング４と上部ハウジング５とをボルトなどの連結手段を用いずに連結することが可能となっており、これにより後述するようにメンテナンスを容易に行うことが可能となっている。

上記ダイアフラムＤは略円形を有した弾性を有する素材によって構成され、その外周縁がボルトＢによって上部ハウジング５のリブ１３に固定されている。これにより、上記上部ハウジング５とダイアフラムＤとの間には上記主弁開閉室８が形成されるようになっている。
上記ダイアフラムＤの中央には金属製の円盤状を有した主弁体１５が設けられており、上記ダイアフラムＤの変形に伴って上記主弁体１５が上下に移動すると、図１に示すように上記主弁体１５が上記下部ハウジング４の筒状部１１に形成された主弁座１１ａに着座した着座状態か、もしくは図２に示すように主弁座１１ａより離隔した離座状態に切り替わるようになっている。
上記主弁体１５の上部には磁石１６Ａが固定されており、これと同様上部ハウジング５の天面には磁石１６Ｂが固定されている。これら磁石１６Ａと磁石１６Ｂとは磁着するように構成されており、上記主弁体１５が上方に位置すると、上記磁石１６Ａと磁石１６Ｂとが磁着して、上記主弁体１５の離座状態を維持するようになっている。

そして上記駆動手段として、上記上部ハウジング５に設けた接続ポート１２には、配管を介して負圧供給手段１７が接続されており、上記配管には上記主弁開閉室８の負圧を大気開放するための負圧解消弁１８が設けられている。
負圧供給手段１７が主弁開閉室８に負圧を供給すると、上記ダイアフラムＤが変形して上記主弁体１５が上昇し、当該主弁体１５を上記主弁座１１ａより離座させることができる。
一方、主弁開閉室８が負圧の状態から上記負圧解消弁１８を作動させると、上記主弁開閉室８が大気開放され、上記入力室６と出力室７との間を流通している負圧との差圧によってダイアフラムＤが変形し、主弁体１５が下降して上記主弁座１１ａに着座させることができる。

以下、上記構成を有する弁装置１の動作について説明する。
まず図１に示す上記主弁体１５が主弁座１１ａに着座した状態から、負圧源２が負圧を供給すると、上記入力通路６ａを介して負圧が入力室６に供給される。ただし、このとき主弁体１５は主弁座１１ａに着座した着座状態を維持しており、出力室７に接続された被排気物３には負圧は供給されていない。
この状態から上記負圧供給手段１７が上記主弁開閉室８に負圧を供給すると、主弁開閉室８に流入した負圧によるダイアフラムＤの主弁開閉室８側に作用する吸着力が、入力室６に流入した負圧による入力室６および出力室７側に作用する吸着力よりも高くなる。
これにより、図２に示すように上記ダイアフラムＤが主弁開閉室８側へと引き上げられ、これにより主弁体１５が主弁座１１ａから離座して入力室６と出力室７とが連通し、上記出力室７から被排気物３へと負圧が供給されることとなる。
ここで、引き上げられた主弁体１５は、当該主弁体１５に設けられた磁石１６Ａが上部ハウジング５に設けられた磁石１６Ｂに磁着することで、離座状態を維持するようになっており、主弁開閉室８に負圧が供給されている間、離座状態が維持されて入力室６と出力室７とが連通した状態を維持することができる。

次に、被排気物３への負圧の供給が終了すると、上記上部ハウジング５の接続ポート１２に接続された配管の負圧解消弁１８を作動させ、上記主弁開閉室８を大気開放する。
このように主弁開閉室８が大気開放されると、ダイアフラムＤにおける入力室６および出力室７を流通する負圧による吸着力が、上記主弁開閉室８側の大気圧に対して上回ることとなる。
一方、上記主弁体１５を保持している磁石１６Ａと磁石１６Ｂとの磁力は、主弁開閉室８が大気開放された状態における入力室６および出力室７側の吸着力よりも低く設定されており、これにより主弁体１５は磁石１６Ｂから離脱するようになっている。
すると、上記主弁体１５は主弁座１１ａに着座して、入力室６と出力室７との連通が遮断され、出力室７に接続された被排気物３への負圧の供給が停止されることとなる。

このように、上記構成を有する弁装置１を使用すると、上記被排気物３に対して負圧を供給することから、被排気物３中の内容物の一部が弁装置１に吸い込まれることがあり、上記負圧が流通する出力室７や入力室６に付着することとなる。
このため、上記弁装置１を定期的にメンテナンスする必要があり、具体的には下部ハウジング４から上部ハウジング５を取り外して、上記負圧が流通する出力室７や入力室６を清掃する必要がある。
しかして本実施形態の弁装置１の場合、図３のように上記下部ハウジング４と上部ハウジング５とを嵌合により組み立てており、これらをボルトＢ等の連結手段を用いずに連結していることから、メンテナンス時には下部ハウジング４から上部ハウジング５を容易に取り外すことが可能となっている。
そして上部ハウジング５を取り外した下部ハウジング４については、上方の開口部から上記筒状部１１の内側および外側に形成された上記入力室６および出力室７に容易にアクセスすることができるため、これらを容易に洗浄することができる。
一方上部ハウジング５についても、上記ダイアフラムＤにおける上記入力室６と出力室７とに面した図示下方側の面を清掃すればよい。なお主弁開閉室８には基本的には負圧供給手段１７の負圧しか供給されないため、頻繁なメンテナンスは不要となっている。

具体的に本実施形態の弁装置１は、上記下部ハウジング４の開口部の内周面４ａと、上記上部ハウジング５のリブ１３の外周面１３ａとが、それぞれ同径に形成されるとともに滑らかに構成されているため、これらを軸方向（図示上下方向）に摺動させるだけで、上部ハウジング５を下部ハウジング４に嵌合させることが可能となっている。
そして上記弁装置１を作動させた状態では、上記下部ハウジング４に形成された入力室６や出力室７に負圧が流通しているため、ダイアフラムＤにおける下部ハウジング５側の面に負圧が作用するようになっている。
このため、弁装置１の外部の大気圧との間の差圧により、ボルトＢ等を用いずとも、下部ハウジング４と上部ハウジング５との嵌合状態を維持することができる。
さらに本実施形態では、弁装置１の作動時には上記上部ハウジング５に形成された主弁開閉室８にも負圧が流通しているため、ダイアフラムＤの主弁体１５が引き上げられた状態が維持され、弁装置１の外部の大気圧との間の差圧により、下部ハウジング４と上部ハウジング５との嵌合状態を維持することができる。
そして上記リブ１３にはリングシール１４が設けられているため、上記下部ハウジング４の開口部の内周面４ａと、上記上部ハウジング５のリブ１３の外周面１３ａとがシールされ、上記弁装置１を作動させた際に、上記入力室６や出力室７を流通する負圧がリークすることもない。

さらに、弁装置１の入力室６に負圧源２ではなく正圧源を接続してしまった場合、出力室７に正圧が供給されると、外部の大気圧との差圧によって上部ハウジング５が下部ハウジング４から押し出されることとなる。
このとき、下部ハウジング４と上部ハウジング５とが摺動することにより嵌合する構成を有していることから、差圧によって上部ハウジング５が離脱するため、暴発の恐れや弁装置１の損傷を防止することができる。
なお、上記実施形態において、上部ハウジング５と下部ハウジング４にそれぞれねじ部を形成し、これらを螺合させてることでボルトＢ等を用いずに連結することが考えられる。
しかしながら、このような構成とすると、上述したように入力室６に正圧を供給した場合に、下部ハウジング４から上部ハウジング５を離脱させることができず、暴発や弁装置１の損傷を防止することができないこととなる。

図４、図５は第２実施形態にかかる弁装置１０１を示し、図４は動作状態を、図５は分解した状態を示したものとなっている。なお以下の説明のうち、上記第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態で使用した符号に１００を加算したものとなっている。
本実施形態の弁装置１０１も下部ハウジング１０４と上部ハウジング１０５とを備えており、このうち下部ハウジング１０４については第１実施形態で用いたものと略同じ構成であるため詳細な説明については省略する。
上記上部ハウジング１０５は、上記ダイアフラムＤが設けられるとともに、上記下部ハウジング１０４に対して軸方向に摺動させて嵌合するように構成されたリング状部材１０５Ａと、上記リング状部材１０５Ａの上部に嵌合するキャップ１０５Ｂとから構成されている。
上記リング状部材１０５Ａは円筒状のリング部１２１と、当該リング部１２１の内周面４ａの略中央に設けられたフランジ部１２２とから構成されており、上記フランジ部１２２の下面には上記ダイアフラムＤがボルトＢによって固定されるとともに、当該ダイアフラムＤの中央には主弁体１１５が設けられている。
上記リング部１２１の内周面１２１ａは滑らかに形成されており、これに対し、下部ハウジング１０４の開口部の外周面１０４ｂは滑らかに形成されており、当該外周面１０４ｂはリング部１２１の内周面１２１ａと同径に形成されている。
また上記リング部１２１の内周面１２１ａには、上記フランジ部１２２に対して上方および下方のそれぞれに無端状の収容溝１２１ｂが形成され、当該収容溝１２１ｂにはリングシール１１４が装着されている。

上記キャップ１０５Ｂの外周縁には上下方向に肉厚に形成された肉厚部１２３が形成されており、当該肉厚部１２３の外周面１２３ａは滑らかに形成されるとともに、上記リング状部材１０５Ａのリング部１２１の内周面１２１ａと同径となっている。
またキャップ１０５Ｂの上部には図示しない負圧供給手段に接続される接続ポート１１２が設けられ、また下面中央部には上記主弁体１１５に設けられた磁石１１６Ａと磁着する磁石１１６Ｂが設けられている。

上記構成を有する弁装置１０１は、上記第１実施形態の弁装置１と同様に作動させることができる。すなわち、入力室６に負圧源（図示せず）からの負圧を入力し、その状態で主弁開閉室１０８に負圧供給手段（図示せず）から負圧を供給することで、ダイアフラムＤを変形させて主弁体１１５を主弁座１１１ａから離脱させることができる。
離座した主弁体１１５は、上記上部ハウジング１０５を構成するキャップ１０５Ｂに設けられた磁石１１６Ｂによって離座状態に保持され、これにより上記入力室１０６と出力室１０７とが連通した状態が維持され、被排気物（図示せず）に対して負圧が供給されることとなる。
そして被排気物３への負圧の供給が終了すると、主弁開閉室１０８が大気開放され、これにより離座状態だった主弁体１１５が磁力に抗してキャップ１０５Ｂから離脱し、上記主弁座１１１ａに着座した着座状態となって、入力室１０６と出力室１０７とが遮断されるようになっている。

そして本実施形態の弁装置１０１も、図４に示すように、上記下部ハウジング１０４と、上部ハウジング１０５を構成するリング状部材１０５Ａとキャップ１０５Ｂとを、それぞれ摺動させて嵌合させることにより連結することが可能となっており、ボルトＢ等の連結部材は不要となっている。
具体的には、下部ハウジング１０４を構成するリング部１２１の内周面１２１ａに対し、下部ハウジング１０４の外周面１０４ｂおよびキャップ１０５Ｂの外周面１２３ａの径が同一となっていることから、これらの部材を軸方向（図示上下方向）に摺動させるだけで、これらを嵌合させて連結することができる。
また、上記リング状部材１０５Ａの内周面１２１ａにリングシール１１４を設けたため、これらを嵌合させることで気密を保った状態で連結することができ、弁装置１０１の作動中に負圧が漏れることを防止することができる。
また入力室１０６に正圧が供給された場合には、外部との差圧によってダイアフラムＤが押圧され、下部ハウジング１０４から上部ハウジング１０５を離脱させることができ、暴発や破損が防止されるようになっている。

そしてメンテナンスの際には、上記第１実施形態と同様、上部ハウジング１０５と下部ハウジング１０４とを摺動させることで、上部ハウジング１０５を下部ハウジング１０４から離脱させることができ、下部ハウジング１０４の入力室１０６および出力室１０７を容易に洗浄することができる。
一方、上部ハウジング１０５についても、リング状部材１０５Ａとキャップ１０５Ｂとを摺動させることで離脱させることができるため、上記主弁開閉室１０８の清掃も容易に行うことが可能となっている。

なお上記実施形態では、上記主弁体１５、１１５を駆動する駆動手段として、主弁開閉室８、１０８に負圧を供給する負圧供給手段１７を用いているが、これに代えて、上記主弁体１５、１１５を上下動させる電動のアクチュエーター等を用いてもよい。
この場合、主弁開閉室８、１０８に負圧を供給する必要はないが、上記ダイアフラムＤは上記上部ハウジング５、１０５に対して気密を保った状態で装着する必要がある。

１、１０１弁装置２負圧源
３被排気物４、１０４下部ハウジング
５、１０５上部ハウジング６、１０６入力室
７、１０７出力室８、１０８主弁開閉室
１１、１１１筒状部１１、１１１ａ主弁座
１４、１１４リングシール１５、１１５主弁体
Ｄダイアフラム

Claims

中央に筒状部が設けられた有底箱状を有する下部ハウジングと、上記下部ハウジングの開口部に連結されるとともにダイアフラムが装着された上部ハウジングと、上記ダイアフラムに設けられた主弁体と、上記主弁体を駆動する駆動手段とを備え、
上記下部ハウジングの筒状部の内側に負圧源に接続された入力室が形成され、上記筒状部の外側に被排気物が接続された出力室が形成され、上記上部ハウジングとダイアフラムとの間に主弁開閉室が形成され、
上記駆動手段が上記ダイアフラムを変形させながら上記主弁体を上記筒状部の先端に形成された主弁座から離座させることで、上記入力室と出力室とを連通させて負圧を上記被排気物に供給する弁装置において、
上記下部ハウジングと上部ハウジングとの連結構造を、当該下部ハウジングおよび上部ハウジングを軸方向に摺動させて嵌合するように構成し、かつこれらの摺接部分にリングシールを設け、
上記入力室に正圧が供給された場合には、上記上部ハウジングが下部ハウジングに対して摺動して離脱するようにしたことを特徴とする弁装置。