JPH028138Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は食品機械などにおいて原材料や製品と
しての飲料などを流通させるパイプラインに使用
される開閉弁機構の駆動部構造に関するものであ
る。

近来、食品・醸造・乳業・化学・薬品などの各
業界において、その製造プロセスの自動化が押し
進められており、多種多様な流体がパイプライン
によつて交差されたり、分岐されるようになつ
た。一方、これらのパイプラインに使用される開
閉弁機構は、その衛生上の観点から頻繁に取付け
取外しされるのが普通である上、多数のパイプラ
インの交叉点あるいは分岐点ごとに設けられるも
のであるために、狭いスペースに多数のものを設
置することを余儀なくされる。したがつて、この
種の開閉弁機構は、メンテナンス上、小型である
ことが望ましい。

特に、液体を互いに独立して流通させる二つの
流路の連通部の開閉に用いられる開閉弁機構とし
ては、閉止時に弁体のパツキンの損傷や老化ある
いは弁座との間の異動の挾まりにより漏れを生じ
て両流路の液体が混じり合うことを避ける目的
で、上記開閉を共動して行う一対の弁体を相対向
状に配置して、一方の弁体のシール不良が生じた
際に漏液を両弁体間の間隙を通して適当な排出路
より外部へ導出するようにした所謂二重弁機構が
採用される。そして、この二重弁機構では、開弁
時に該間隙からの無駄な液体流出を防止する必要
から、駆動部には、一方の弁体を閉弁方向に付勢
する第１のコイルスプリングと、該弁体側へ他方
の弁体を押圧する第２のコイルスプリングとを設
け、上記一方の弁体の動作に他方の弁体が追従し
て開閉動作すると共に、開弁時には第２のコイル
スプリングの弾圧によつて両弁体が合接して上記
間隙を閉鎖するようになされている。しかしなが
ら、従来のものは、これら二つのスプリングが各
別のケーシングに内装されるとともに、これらの
ケーシングが上下の位置関係で段積み状に配置さ
れていたがために、その総高が高くなつてその小
型化を阻害していた。

本考案は、以上の事情に鑑みてなされたもので
あり、一方の弁体を開作動させるピストンを備え
た単一のシリンダ内に、上記両弁体を上述のよう
に各別に付勢する両コイルスプリングを該ピスト
ンに対して特定の配置形態となるように装填する
ことにより、従来に比して総高の大幅な低下を実
現し、もつて開閉弁機構の小型化を可能にするこ
とを目的としている。

すなわち、この考案の開閉弁機構の駆動部構造
は、上記目的を達成するために、バルブケーシン
グに液体を互に独立して流通させる二つの流路と
これら流路を連通させる通路とが形成され、該通
路に同軸上に該通路を共に開閉する第１弁体と第
２弁体とが相対向してかつ該通路内で両弁体間に
間隙を形成するように配置され、第１弁体の開閉
駆動に伴つて第２弁体が追従移動するようになさ
れた開閉弁機構において、該バルブケーシングの
外部に上記第１弁体の弁杆に連結されたピストン
を内蔵するシリンダが設けられ、該ピストンがバ
ルブケーシングに対向するシリンダ前室側面の中
央部に凹所を有して、かつシリンダ後室側面に上
記凹所の底面よりもシリンダ前方側に位置した環
状ばね受け部を有し、該ばね受け部とシリンダ後
部端壁との間に該ピストンを第１弁体の閉作動側
に付勢する第１コイルスプリングが装填されると
共に、第１弁体の弁杆に相対摺動自在に外嵌する
第２弁体の筒状弁杆が上記シリンダ内に突入配置
され、該筒状杆体の先端部と上記ピストンの凹所
底面との間に第２弁体を第１弁体側へ付勢する第
２コイルスプリングが装填され、第１弁体がシリ
ンダ前室への圧力供給により開作動すると共に該
前室の排圧により閉作動し、この第１弁体の開閉
作動に追従して第２弁体が開閉作動するように構
成されてなるものである。

つぎに、本考案をその実施例を示す図面にした
がつて説明する。

第１図および第３図において、１はバルブを示
し、このバルブ１のケーシング２は、その内部に
互に平行なあるいは交叉方向の二つの流路３ａ，
３ｂと、これらを連通する通路４とが形成される
とともに、その上部および下部にそれぞれ開口部
５，６が形成される。７は開閉弁機構を示してお
り、この開閉弁機構７は、相対向状に配置される
一対の弁体８ａ，８ｂと、それらの相手方である
弁筒９とからなり、そのうちの下部弁体８ａには
上方へ延びる第１弁杆１０および下方へ延びる液
体導出管１１が同軸上で一体に形成される。そし
て、この下部弁体８ａは、その外周に、上記弁筒
９の内周に形成されている摺接面９ａに対して密
閉摺動する環状パツキン１２を備えるとともに、
その内周部における上記第１弁杆１０と液体導出
管１１との接続部に液溜用の環状凹部１３を有
し、この環状凹部１３と上記液体導出管１１とが
放射状に穿設された複数の通孔１４によつて連通
される。一方、上部弁体８ｂは、上記第１弁杆１
０に外嵌された第２弁杆１５を一体に有して、こ
の第１弁管１０に対して外嵌状に配置され、その
外周部に上記弁筒９の上端内周に形成されている
テーパ状の弁座面９ｂおよび上記下部弁体８ａの
外周上面１６の双方に対向する環状パツキン１７
を備える。また、上部弁体８ｂの下端部内周と第
１弁杆１０の基端部外周との間にガイドシール１
８が介装される一方、第１弁杆１０の上端部に、
第２弁杆１５の内周面に摺接するＯリングからな
るシール材１９が配設される。

つぎに、ケーシング２における上下部の各開閉
口部５，６には、これらを塞ぐようにそれぞれス
リーブ２０，２１が一体に固着される。そして、
上部スリーブ２０は、上記上部流路３ａの後部に
おいて第２弁杆１５を外套するとともに、その上
端部および下端部にそれぞれパツキン２２ａ，２
２ｂを備え、これらのパツキン２２ａ，２２ｂに
よつて上記第２弁杆１５が往復密閉摺動自在に支
持される。また、上部スリーブ２０の上端部に
は、その上下の各パツキン２２ａ，２２ｂ相互間
において洗浄液注入口２３が開設されるととも
に、この洗浄液注入口２３と上記開閉弁機構７と
の間にわたつて、これらを連絡する洗浄液通路２
４が形成される。図示例において、この洗浄液通
路２４は、上部スリーブ２０と第２弁杆１５との
間の環状空間２４ａ、この環状空間２４ａの下部
に対応して第２弁杆１５に周方向等ピツチおきに
形成された通孔２４ｂ、第２弁杆１５と第１弁杆
１０との間の環状空間２４ｃならびにこの環状空
間２４ｃの下部から上部弁体８ｂの下面外周に向
けて放射状に貫設された通孔２４ｄとからなり、
その終端である通孔２４ｄの開口部には、放射状
のすべての通孔２４ｄの開口部を連絡する環状溝
２５が形成される。一方、下部スリーブ２１も上
部スリーブ２０と同様にその上端部および下端部
にそれぞれパツキン２６ａ，２６ｂを備えてお
り、これらのパツキン２６ａ，２６ｂによつて上
記液体導出管１１が密閉摺動自在に支持される。
そして、下部スリーブ２１の下端部には、上記各
パツキン２６ａ，２６ｂの相互間において洗浄液
注入口２７が開設され、この洗浄液注入口２７
が、下部スリーブ２１と液体導出管１１との間の
洗浄液通路２８に連通し、また、この洗浄液通路
２８が液体導出管１１に形成された通孔２９によ
つて液体導出路３０に連通される。

つぎに、３１は開閉弁機構７の駆動部を示す。
この駆動部３１は、ピストン３２と、このピスト
ンを内蔵したシリンダ３３と、シリンダ３３に対
して出退自在でかつ相互に摺動自在な一対の杆体
３４，３５と、同心状に配設された内外一対のコ
イルスプリング３６，３７とを備える。

すなわち、一方の杆体３４は、第１弁杆１０に
連結されて該第１弁杆１０と共に下部弁体８ａの
弁杆を構成し、またピストン３２のピストンロツ
ドをなすものであり、シリンダ３３をその軸心上
で貫通するうよに配設され、その中間部の段付部
３４ａとリング３４ｂとの間でスペーサ３８を介
してピストン３２が挾持される形で連結されてい
る。そして、他方の杆体３５は、杆体３４に相対
摺動自在に外嵌されて一端が第２弁杆１５の端部
に突き合わせ当接した筒状部材からなり、該第２
弁杆１５と共に上部弁体８ｂの筒状弁杆を構成す
るものであり、シリンダ前部端壁３３ｂを出退自
在に貫通している。

また、ピストン３２は、径方向断面略Ｗ字形を
なし、シリンダ前室S₁側の面の中央部に凹所３２
ａを有すると共に、シリンダ後室S₂側の面には環
状溝形のばね受け部３２ｂを有しており、かつこ
のばね受け部３２ｂの底面が凹所３２ａの底面よ
りもシリンダ前方側に位置するように構成されて
いる。そして、このピストン３２のばね受け部３
２ｂとシリンダ後部端壁３３ａとの間にコイルス
プリング３６が装填され、また凹所３２ａの底面
と杆体３５の内端部に形成された鍔部３５ａとの
間にコイルスプリング３７が装填され、これによ
つて両スプリング３６，３７はシリンダ３２内に
おいて同心状で一部分が内外に重なつた状態に配
置している。

ここで、コイルスプリング３６はコイルスプリ
ング３７よりも弾圧力の大きいものからなり、上
記構成により、コイルスプリング３６はピストン
３２を介して下部弁体８ａを閉作動側に付勢して
おり、またコイルスプリング３７は上部弁体８ｂ
を下部弁体８ａ側へ押圧するように付勢してい
る。

そして、開閉機構駆動部３１の重量をケーシン
グ２で支持させるために、シリンダ３３とケーシ
ング２との間に窓付きヨーク４１が介在される。

なお、シリンダ３３の後部端壁３３ａ上には必
要に応じてリミツトスイツチなどを内蔵した制御
ボツクス３９が設置される。また、４０ａ，４０
ｂはシリンダ３３に形成されている給排圧ポート
を示す。

以上において、シリンダ３３の内部に作動圧力
が供給されないときは、外部コイルスプリング３
６の付勢によつてピストン３２が押下げられ、こ
れに伴なつて、このピストン３２に係止されてい
る一方の杆体３４およびこの杆体３４に結合され
ている第１弁杆１０が押下げられて下部弁体８ａ
がその下限位置で二つの流路３ａ，３ｂを連通す
る通路４を閉塞する。これに対して、上部弁体８
ｂは、内部コイルスプリング３７の付勢によつて
他方の杆体３５およびこれに突合わされた第２弁
杆１５が押下げられるのに伴なつてその下限位置
に設定され、その環状パツキン１７が弁筒９の弁
座面９ｂに圧接されて上記通路４を閉塞する。こ
の状態においては、上部流路３ａと通路４、下部
流路３ｂと通路４とがそれぞれ上部弁体８ｂ、下
部弁体８ａによつて遮断されており、これら相互
間での液の流通は生じない。また、下部弁体８ａ
と上部弁体８ｂとの間には一定の間隙Ｓが保持さ
れる。この場合に、たとえば、下部弁体８ａの環
状パツキン１２に不良が生じると、下部流路３ｂ
を流通する飲料のみがそのシール不良部分を通過
して上記間隙Ｓ内に流入し、さらに、環状凹部１
３、通孔１４および液体導出路３０を伝つて外部
へ流出する。したがつて、下部弁体８ａの環状パ
ツキン１２の不良が的確に早期発見できる。逆
に、上部弁体８ｂの環状パツキン１７に不良が生
じた場合には、上部流路３ａを流通する洗浄液の
みがそのシール不良部分を通過し、上記した経路
を伝つて外部へ流出するので、上部弁体８ｂの環
状パツキン１７の不良が直ちに確認できる。この
ような場合においても、シール不良部分を通過し
た液が他の流路３ｂまたは３ａに流入することは
ないので、二液が混合するおそれはない。

この状態から二つの流路３ａ，３ｂを切換え
て、下部流路３ｂを洗浄する際は、下部流路３ｂ
への飲料供給を停止させた後、下部弁体８ａおよ
び上部弁体８ｂを第３図に示す位置まで上方へ往
動させて通路４を開放し、この通路４を経て上部
流路３ａの洗浄液を下部流路３ｂへ流入させる。
この操作は、シリンダ３３内部へ給圧してピスト
ン３２を外部コイルスプリング３６の付勢に抗し
て押上げることによつて行なわれる。すなわち、
ピストン３２が押上げられると、このピストン３
２とともに一方の杆体３４および第１弁杆１０が
上昇され、第１段階として、下部弁体８ａの外周
上面１６が上部弁体８ｂの環状パツキン１７に圧
接し、第２図のように、上記間隙Ｓが塞がれる。
つぎに、第２段階として、上部弁体８ｂが下部弁
体８ａにより、内部コイルスプリング３６の付勢
に抗して押上げられ、これらの弁体８ａ，８ｂが
一体となつて第３図で示されているそれらの上限
まで往動して通路４が開放される。したがつて、
上部流路３ａを流通していた洗浄液が通路４を経
て下部流路３ｂに導入される。この操作中におい
ては、上記第１段階で下部弁体８ａと上部弁体８
ｂとの間隙Ｓが確実に塞がれるので、第２段階で
これらの弁体８ａ，８ｂが上部流路３ａ内へ往動
しても、この上部流路３ａ内の洗浄液がその間隙
Ｓを通り、さらに環状凹部１３、通孔１４および
液体導出路３０を経て外部へ流出することがな
く、洗浄液の損失は全く生じない。

つぎに、通路４を閉塞して通常のパイプライン
操作に移行させるには、シリンダ３３内部を排圧
する。この操作によつて外部コイルスプリング３
６の付勢によつてピストン３２が押下げられるか
ら、それに伴なつて一方の杆体３４および第１弁
杆１０が下動し、下部弁体８ａが通路４内に挿入
されてその環状パツキン１２が弁筒９の摺接面９
ａに圧接して通路４を閉塞する。また、上部弁体
８ｂは、内部コイルスプリング３７の付勢によつ
て当初は下部弁体８ａに追従して上記間隙Ｓを塞
いだまま一体に復動し、その環状パツキン１７が
弁筒９の弁座面９ｂに圧接した時点でその復動が
停止し、同時に通路４を閉塞する。したがつて、
第１図のように、下部弁体８ａと上部弁体８ｂと
の間には、再び当初の間隙Ｓが保持される。

上記のような開閉弁機構７の開閉作動により、
弁筒９の摺接面９ａや各環状パツキン１２，１７
には上部流路３ａあるいは下部流路３ｂを流通す
る飲料などの液体が付着し、これが時間の経過に
よつて腐食などを起こして、再度の開閉作動時に
各流路３ａ，３ｂ内の液体に混入するおそれがあ
るため、これを洗浄して除去しておく必要があ
る。また、第２弁杆１５および液体導出管１１に
は、上記開閉作動時に上部スリーブ２０のパツキ
ン２２ａおよび下部スリーブ２１のパツキン２６
ｂの内外間で移動する部分が存在するため、この
部分が外気に直接接触してごみ、細菌などを付着
させることがある。そのため、何らかの原因で洗
浄液通路２４，２８内部に飲料などが滞溜した場
合には、この細菌などが飲料中に混入されるおそ
れがある。その可能性は極めて低いものであるも
のの、やはり、このようなごみ、細菌などは除
去・滅菌しておく必要がある。

このような洗浄・滅菌作業は、上部スリーブ２
０の洗浄液注入口２３および下部スリーブ２１の
洗浄液注入口２７から洗浄液を注入して行なわれ
る。すなわち、上部スリーブ２０の洗浄液注入口
２３から洗浄液を注入すると、この洗浄液w₁で
第２弁杆１５の外気と接触した部分１５ａが洗浄
される。つづいて、この洗浄液は環状空間２４
ａ、通孔２４ｂ、環状空間２４ｂを通つた後、放
射状の通孔２４ｄから噴出して弁筒９の摺接面９
ａ、および環状パツキン１２，１７と接触し、さ
らに環状溝２５、環状凹部１３、通孔２９および
液体導出路３０を通つて外部へ排出されるから、
これら一連の壁面が容易に洗浄される。特に、上
記摺接面９ａおよび環状パツキン１２，１７に対
しては、洗浄液自体の洗浄力のほかに、通孔２４
ｄから噴出された洗浄液の力学的作用が付加され
るので、それらが確実に洗浄される。また、液体
導出管１１の外気と触れる部分は、下部スリーブ
２１の洗浄液注入口２３から洗浄液を注入すれ
ば、容易に洗浄される。なお、液体導出管１１を
通して排出される洗浄液は必要に応じて回収され
る。

ところで、上述したようなバルブ１は、食品機
械などにおいては多数のパイプラインの交叉点あ
るいは分岐点ごとに設けられるものであるため、
狭いスペースに多数のものを設置することを余儀
なくされる上、衛生上などの観点から頻繁に取付
け取外しが行われることから、スペース効率およ
びメンテナンスの両面より小型化が重要な課題と
なる。この点に関し、例示したものは、一対の弁
体８ａ，８ｂを各別に付勢するコイルスプリング
３６，３７が単一のシリンダ３３内に装填され、
しかも下部弁体を開動作させる該シリンダ３３内
のピストン３２が特異な形状を有して、この特異
形状を利用して両コイルスプリング３６，３７の
一端側をピストン３２に係止させることにより、
両コイルスプリング３６，３７が同心状で内外に
重なりを生じる配置状態としているので、この重
なり長さだけシリンダ総高が低くなり、もつて従
来に比して開閉弁機構全体の大幅な小型化が達成
されている。すなわち、外部コイルスプリング３
６の内部は本来デツドスペースとして放置される
のであるが、上記のものは、このデツドスペース
が、内部コイルスプリング３７の配置スペースと
して有効に利用されている。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、バルブケーシングに液体を互に独立して流通
させる二つの流路とこれら流路を連通させる通路
とが形成され、該通路に同軸上に該通路を共に開
閉する第１弁体と第２弁体とが相対向してかつ該
通路内で両弁体間に間隙を形成するように配置さ
れ、第１弁体の開閉駆動に伴つて第２弁体が追従
移動するようになされた開閉弁機構において、第
１弁体を開作動させる単一のシリンダとこれに内
蔵されるピストンの形状を利用して、両弁体を上
記の駆動および追従作動させるのに必要な２つの
コイルスプリングが上記単一のシリンダ内に極め
て機能的にかつ空間的無駄なく装填されたコンパ
クトな駆動部構造を採用しているため、このシリ
ンダ総高つまり駆動部の総高が低くなり、それだ
け従来に比して全体としてのバルブ総高が低くな
つて小型化が達成される。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示しており、第１図お
よび第３図は全体縦断面図、第２図は開閉弁機構
の断面図である。 １……バルブ、２……ケーシング、３ａ，３ｂ
……流路、４……通路、７……開閉弁機構、８ａ
……下部弁体（第１弁体）、８ｂ……上部弁体
（第２弁体）、１０……第１弁体（弁杆）、１５…
…第２弁杆（筒状弁杆）、３２……ピストン、３
２ａ……凹所、３２ｂ……ばね受け部、３３……
シリンダ、３３ａ……後部端壁、３３ｂ……前部
端壁、３４……杆体（弁体）、３５……杆体（筒
状弁杆）、３６……コイルスプリング（第１コイ
ルスプリング）、３７……コイルスプリング（第
２コイルスプリング）、S₁……シリンダ前室、S₂
……シリンダ後室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バルブケーシングに液体を互に独立して流通さ
   せる二つの流路とこれら流路を連通させる通路と
   が形成され、該通路に同軸上に該通路を共に開閉
   する第１弁体と第２弁体とが相対向してかつ該通
   路内で両弁体間に間隙を形成するように配置さ
   れ、第１弁体の開閉駆動に伴つて第２弁体が追従
   移動するようになされた開閉弁機構において、該
   バルブケーシングの外部に上記第１弁体の弁杆に
   連結されたピストンを内蔵するシリンダが設けら
   れ、該ピストンがバルブケーシングに対向するシ
   リンダ前室側面の中央部に凹所を有して、かつシ
   リンダ後室側面に上記凹所の底面よりもシリンダ
   前方側に位置した環状ばね受け部を有し、該ばね
   受け部とシリンダ後部端壁との間に該ピストンを
   第１弁体の閉作動側に付勢する第１コイルスプリ
   ングが装填されると共に、第１弁体の弁杆に相対
   摺動自在に外嵌する第２弁体の筒状弁杆が上記シ
   リンダ内に突入配置され、該筒状杆体の先端部と
   上記ピストンの凹所底面との間に第２弁体を第１
   弁体側へ付勢する第２コイルスプリングが装填さ
   れ、第１弁体がシリンダ前室への圧力供給により
   開作動すると共に該前室の排圧により閉作動し、
   この第１弁体の開閉作動に追従して第２弁体が開
   閉作動するように構成されてなることを特徴とす
   る開閉弁機構の駆動部構造。