JPH08500422A - 合製樹脂製遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 「バッグ・イン・ボックス」に適用される遮断弁は弁ハウジング（１）、弁密封体（２）および操作手段（３）から成っている。弁密封体（２）は弁ハウジング（１）の出口開口（１１）を気密に閉鎖する下側弁板（２０）を有している。弁密封体（２）は主に雌ねじ（２７）を持った密封ピストン（２２）から成っている。密封ピストン（２２）の雌ねじはひねり撮みとして形成されている操作手段（３）のピン（３０）の雄ねじ（３１）にかみ合っている。そのかみ合い結合手段（１６，１７，３４，３７）により、操作手段（３）は弁ハウジング（１）に直接スナップ的に押し被せられる。

Description

【発明の詳細な説明】 合成樹脂製遮断弁 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の合成樹脂製遮断弁に関す る。 かかる弁は特にフィルムで作られた液体容器に採用されている。この容器自体 はボール紙箱の中に設置されている。この包装物は「バッグ・イン・ボックス」 の名前で知られている。かかる包装物は、軽量であり、良好に積み重ねでき、空 になったものを搬送する無駄が避けられ、ガラス容器あるいは金属容器に比べて 安価であるという利点を有する。 この包装物の上述の利点から、液体を取り出すためにかかる包装物に設けられ る遮断弁を安価にしなければならないという問題も生ずる。この場合、容器のフ ィルムにも良好に結合特に溶着できるような合成樹脂で作られた弁しか問題とな らない。多分割構造の複雑な種々の高価な方式の他に幾つかの単純な方式も知ら れている。 プラグ弁として計画されている複雑な遮断弁が米国特許第４３７５８６２号公 報に示されている。合成樹脂ホース袋に溶着されたフランジがボール紙包装物の 中に収納されている。フランジの中に中央差込み開口を持ったプラグハウジング が気密に収納されている。そのプラグ ハウジングは端面が容器に向かって突き込み可能な密封ピンで閉鎖されている。 多分割構造のプラグがプラグハウジングの中で移動できる。そのプラグは密封ピ ンに留められ、これを容器の中に突き込む。本来の開放位置ないし閉鎖位置はプ ラグハウジング内におけるプラグの回転によって行われる。かかる弁は僅かな貫 通開口しか許さず、シール個所と端面側の出口開口との間の距離が非常に長い。 従ってかかる弁は非常に希溶液媒体に対してしか適用できず、弁の閉鎖後におけ る液体の長い時間の滴り落ちが避けられない。 特に単純で僅かな構造部品から成っている弁がオーストラリヤ特許第Ａ−４０ ３９４３号公報に示されている。ここでは弁体は主に円筒状の短管から成ってい る。この短管はその入口側にフランジを備え、端面側を閉鎖するダイアフラムを 持っている。そのフランジに合成樹脂製容器が結合され、ダイアフラムの内側面 に弁棒が配置されている。弁棒に弁板が支持され、この弁板は閉鎖状態において 弁体における弁座に接触する。可撓性のダイアフラムを押圧することによって、 弁棒は弁体における弁板を弁座から移動して遠ざける。いまや液体が弁板の周り を回って流れ、弁座と密封可撓性ダイアフラムとの間の範囲において半径方向流 出孔を通って外に到達する。ここでは弁板は常に弁体の内部にとどまり、開放中 において連続的な貫流障害物を形成している。弁が閉じられ ると、弁板の後ろにおける空間が完全に空になるまで、液体は非常に長い時間に わたって滴り落ちる。この公報には、板が貫流開口付きの線形移動可能なピンに よって置き換えられた変形例も示されている。縦移動可能な密封ピンの側壁は閉 鎖位置において弁体における半径方向出口開口の上に位置する。この方式の場合 も、貫流経路が不利であり、特に後者の方式の場合にはシールにも非常に問題が ある。 米国特許第Ａ４４７１８０７号公報および米国特許第Ａ４４５２４２５号公報 の両公報において、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の構造をした同一出 願人の類似した遮断弁が知られている。この合成樹脂製遮断弁は、入口ノズルと 弁座を形成している出口開口とを持った弁ハウジングおよび縦方向に移動できる 可動弁密封体から成り、この弁密封体が弁棒によって弁座から離れて移動でき、 液圧が弁棒の側において弁密封体に作用する。かかる弁の大きな利点は、弁密封 体自体が弁座を形成しているので、この弁密封体が直接出口開口を閉鎖すること にある。従ってかかる弁の場合、液体の滴り落ちは全く生じない。しかし、液体 が弁体の弁棒側にかかり、開放する際に弁板がその圧力の方向に移動されるとい う欠点がある。万一生ずる内圧は弁を自動的に開けてしまう。更に弁棒は可撓性 のダイアフラムを介して開放方向に動かされる。この自由なダイアフラムにおけ る意図しない 圧力は弁の望ましくない開放を引き起こしてしまう。 この第１の問題の対策が米国特許第Ａ４４７１８０７号公報に示されている。 弁棒に作用する転向機構を介して、弁板は入口側開口においてこの開口から離し て容器の中に移動される。これは蓋を複雑にし、媒体の流量を減少する。 第２の問題に対して、保護キャップが可撓性のダイアフラムを介して差し込ま れることによる単純な対策が米国特許第Ａ４４５２４２５号公報に示されている 。この保護キャップはその都度使用前に取り外さねばならない。しかしこれらの 両方式は常に或る構造的な欠点を有している。即ち第１には、容器内の内圧が弁 を閉鎖するために利用されず、第２には、弁を開放する際に弁棒が出口開口の中 に位置し、従ってその自由な貫流断面積を減少し、更に液体の流出中において本 来の弁密封体が自由な液体噴射流の中に直接位置し、これによって液体噴射流が あらゆる方向に飛び散ることになる。 本発明の目的は、上述した欠点が除去された冒頭に述べた形式の合成樹脂製遮 断弁を作ることにある。 この目的は請求の範囲第１項記載の特徴部分を持った遮断弁によって達成され る。即ち、弁板が弁座から弁ハウジングの内部の中に移動させられたとき、弁密 封体は流路を自由に開け、弁棒はもはや出口開口の中に位置せず、閉鎖の際に内 圧が閉鎖力を高める。弁板が弁ハウジ ングの中に入口ノズルと出口開口との間の全貫流室が自由になるまで移動できる ような遮断弁を形成するとき、非常に多量の液体を短時間に流出できる。弁密封 体を弁座から離れて弁体の内部に移動させる手段自体は本発明にとって重要では ない。 別の有利な実施態様は請求の範囲第３項〜第１２項の記載から明らかであり、 以下図面を参照して詳細に説明する。 第１図は組み立てられた弁の垂直断面図で、左側半部が完全に開かれた状態を 示し、右側半部が完全に閉じられた状態を示している断面図、 第２図は第１図における遮断弁の一部平面図、 第３図は本発明に基づく弁の異なった実施例の第１図に相応した断面図で、片 側が完全に開かれた状態にあり、反対側が完全に閉じられた状態にある断面図、 第４図は第３図における遮断弁の一部平面図、 第５図は特別な雌ねじを有している本発明に基づく密封体の垂直断面図、 第６図はこの雌ねじの展開図、 第７図は異なった構造の組み立てられた弁の閉鎖状態における垂直断面図、お よび 第８図はこの弁の開放された状態の断面図である。 本発明に基づく遮断弁は主に二つの構成要素、即ち弁ハウジング１とその中で 移動できる弁密封体２から成っ ている。最も単純な場合には、弁ハウジング１は上側が閉鎖され、弁密封体は弁 板と弁棒から成り、この弁棒は弁ハウジング１から気密に導き出されている。弁 棒に直接あるいは間接的に与えられる引張り力によって、弁板は弁座を形成する 出口開口から上向きに持ち上げられる。この最も単純な方式は図示されておらず 、これ以上は説明しない。以下において図に示されている有利な方式について詳 細に説明する。 図示されている有利な方式において、弁ハウジング１は構造的に全く同じ形を している。これは入口開口を形成している入口ノズル１０を有している。弁ハウ ジングを液体容器に固定するための手段が入口ノズル１０に設けられている。こ の手段は本発明の対象ではなく、従って図示されていない。最も単純な場合にこ の固定手段は液体容器に直接溶着できる薄肉のフランジから成っている。一般に 円筒状をしている入口ノズル１０は弁ハウジング１の同様に円筒状をした貫流室 １３に開口している。貫流室１３は下に円形出口開口１１を有している。この出 口開口は弁座１２を形成している。貫流室１３は上向きにも完全に開かれており 、もっと上向きに延び半径方向に突出した環状壁を有している。この半径方向に 突出した環状壁１４は終端に保持環状バルジ（膨らみ）１５を備えている。保持 環状バルジの下側に外側に向けられた環状の滑り環状バルジ１６が形成されてい る。組立目 的のために滑り環状バルジ１６は少数の個所だけでしか中断されていない。滑り 環状バルジ１６は半径方向外側に向けれた滑り環状面１７によって下側が終えて いる。 弁ハウジング１の中に弁密封体２が突出している。ここでは弁密封体２は密封 ピストン２２として成形されている。密封ピストン２２は上端に一体形成された 可撓性の密封フランジ２３を有している。可撓性のフランジ２３は半径方向に境 界づける保持リング２４を備えている。保持リング２４に環状溝２５が設けられ ている。保持リング２４の環状溝２５の中に、弁ハウジング１の半径方向に突出 した環状壁１４にある保持環状バルジ１５がぴったりかみ合ってはまり込む。密 封ピストン２２は弁ハウジング１における出口開口１１より幾分大きな直径を有 している。密封ピストン２２は下が弁板２０を形成している底で閉じられている 。軸方向に延び弁板２０に形成されたシール舌片２６だけが弁の閉鎖状態におい て正確に出口開口１１の中に係合する。この場合、弁棒２１は密封ピストン２２ の円筒状壁として成形されている。 弁板２０および弁棒２１は従って密封ピストン２２として成形された弁密封体２ を形成している。弁密封体２が上昇および下降されるとき、可撓性の密封フラン ジ２２がこの運動に追従する。一方ではこの運動が実施できるようにするために 、他方では出口開口１１の範囲において或る材料の不正確さを吸収できるように するために、 弁密封体２を有利に全部をエラストマーで作る。 弁密封体２を操作するために、最も単純な場合、手動で操作できる引張り手段 が直接設けられる。ここに示されている実施例の場合、ひねり撮みの形をした操 作手段３が設けられている。ひねり撮みは天井面３２を有し、その下側に下向き に開いている中空ピン３０が一体成形されている。この中空ピン３０は密封ピス トン２２にある雌ねじとかみ合う雄ねじ３１を備えている。ひねり撮みの外周面 は、ウェブ３５を介して天井面３２に結合されている垂直な円胴壁３３を形成し ている。この垂直な円胴壁３３の下端に内側に向けられた断面フック状の滑りバ ルジ３４が一体成形されている。その正確に半径方向内側に向けられ使用状態に おいて水平な滑り面３７は、弁ハウジング１の滑り面１７に正確に接触する。周 辺範囲において斜め下側に引っ張られた天井面３２と円胴壁３３との間に、ウェ ブ３５だけしか中断されていない貫通開口３６が設けられている。この貫通開口 はフック状の滑りバルジ３４の内側に突出した部分を、そのためにスライダを必 要とせずに射出成形で作ることを可能にしている。円胴壁３３がウェブ３５の範 囲において僅かしか可撓性を有していないので、その範囲における弁ハウジング １の半径方向に突出した環状壁１４の滑り環状バルジ１６は減少されている。 弁を組み立てるために、ひねり撮みの形をした操作手 段が弁密封体２に完全にあるいは部分的にねじ込まれ、それから弁密封体２と操 作手段３から成るユニットが弁ハウジング１に直接に押し被せられる。弁ハウジ ング１の環状壁１４における保持環状バルジ１５が弁密封体２の保持リング２４ の溝２５の中に完全に押し込まれたときにはじめて、操作手段３が、フック状の 滑りバルジ３４が半径方向に突出した環状壁１４における滑りバルジ１６の下側 に係合するまで下向きに押し込まれる。いま操作手段３をひねり回したとき、こ の操作手段３は並進運動成分なしに回転運動だけを行う。これに対して弁密封体 ２は半径方向にではなく軸方向にだけ動く。 弁ハウジング１における弁座１２と密封ピストン２２の形をした弁体の円筒壁 との間の弁のシールはただ外周だけで行われるので、弁板２０は完全にあるいは ほぼ完全に省略できる。これを完全に省略したとき、一方では蓋の開放状態にお いて液体が密封ピストン２２の中空室の中に侵入し、この液体があとから蓋の閉 鎖状態において滴り落ちることになる。従って密封ピストン２２の下側を弁体２ ０によって閉鎖することが有利である。これは追加的に大きな強度も与える。非 常に小さな面の弁板２０が弁を使用する際に同様に液体でぬらされ、この面積は 非常に小さいけれど、そこに付着した液体があとから滴り落ちる。これがなるべ く弁の閉鎖直後に行われるようにするために、弁板２０に孔２８を設けることが 有 利である。 第３図および第４図における実施例の場合、弁ハウジング１は変更されていな い。弁密封体２も第１図および第２図における実施例と異なった形をしていない 。ただ密封ピストン２２において円筒状壁の外側面に半径方向に突出した密封バ ルジ２９が設けられている。更に密封ピストン２２の雌ねじ２７が特別に形成さ れている。これは特に第５図および第６図から明らかに分かる。第５図は弁密封 体２だけを垂直断面図で示し、第６図はこのねじを展開図で示している。このね じは、大きなピッチ角度の第１のねじ部分２７′と小さなピッチ角度の第２のね じ部分２７″を有する二つのねじ経過を持っている。これによって、弁密封体２ は最下位の閉鎖ないし開放範囲において回転運動に比べて非常にゆっくりと軸方 向に移動され、或る開放後において完全な開放が急速に行われることになる。こ れは容器から液体を正確に配量して少量排出することも可能にする。従って操作 手段３のピン３０はもはや完全な雄ねじを備えていない。何故ならば完全な雄ね じは勿論異なったねじピッチを持っていないからである。従ってピン３０におけ る雄ねじは、半径方向に対向して位置し異なって傾斜して延びる縁面部分３８な いし３８′を有する二つのねじ部分を持った二つの連動要素３１，３１′に減少 されている。ねじピッチ２７′の急勾配の範囲に急勾配の縁面３８が接触し、僅 かな勾配のねじ範囲２７″に緩い縁面３８′が接触している。雄ねじ部分３１′ もスライダなしに型外しできるようにするために、天井面３２に二つの型外しス リット３９が開けられている。 本発明にとって重要ではないが、実際の使用に対して、ひねり撮みの円胴壁３ ３が外側面にローレット３７を備えていることが有利である。 第７図および第８図に示されている第３の実施例は勿論構造的には本発明に基 づいて、弁密封体２が弁ハウジングの内部にはめ込み移動できるようにされてい る。この実施例において弁を容器に固定するための手段１８も十分に示されてい る。これは主に、容器の開口に直接あるいは容器に取り付けられた蓋に気密にぴ ったりはまり込む密封フランジ１９から成っている。 弁体の構造は上述した実施例と全く同じに形成されており、従ってここでも１ ０は入口ノズル、１１は出口開口、１２は弁座、１３は貫流室、１４は半径方向 にずらされた環状壁である。 弁密封体２はここでも密封ピストン２２として成形されている。この密封ピス トン２２は下に設けられたシール舌片２６付きの弁板２０によって閉じられてい る。しかしここでは密封ピストンは二重壁構造に作られ、可撓性のフランジを持 っていない。内側壁１２０は上縁から密封板２０まで円筒状に延びている。密封 板２０から見 て上にずれて、内側壁１２０を同心的に包囲する第２の壁１２１が存在している 。コップ状の中空密封ピストン２２の内側壁１２０は上縁から内側壁１２０と外 側壁１２１との結合個所まで軸方向に延びるスリットないし溝の形をしたガイド １２２を有している。外側壁１２１は雄ねじ１２４を備えている壁厚肉部１２３ を有している。外側壁１２１の外側面の延長部における環状切込み１２５は、ね じが半径方向に弾性を有し、従って弁ハウジング１の半径方向環状壁１４の雌ね じ１４１にぴったりはまり込むように作用する。 ここでも操作手段３はひねり撮みの形に形成され、密封ピストンの円筒状中空 室の中にかみ合い結合するピン３０を有している。このピン３０の外側壁に外側 に向けられた例えば半径方向リブの形をした連動体１３０が設けられている。こ れはガイド１２２の中にはまり込み、ひねり撮み３の回転運動を弁密封体２に伝 達するので、この弁密封体２は回転・並進複合運動を行う。 弁密封体２が弁ハウジング１から完全にねじ外されないこと、ないしは弁の閉 鎖の際に過度にひねられないようにすることを保証するために、ストッパ１３１ ，１３２が設けられている。 更にこの弁のシールは、密封ピストンに密に接触する弁ハウジング１における 環状シール舌片１４２によって一層向上させられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年１０月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １． 入口ノズル（１０）と弁座（１２）を形成している出口開口（１１）と を持った弁ハウジング（１）および縦方向に移動できる可動弁密封体（２）から 成り、この弁密封体（２）が弁棒によって弁座から離れて移動でき、液圧が弁棒 の側において弁密封体に作用し、弁板（２０）が弁座（２１）から弁ハウジング （１）の内部の中に移動でき、弁密封体（２）が弁ハウジング（１）に設けられ た雌ねじ（１４１）にねじ込まれる密封ピストン（２２）であり、この密封ピス トン（２２）がひねり撮みの形をした操作手段（３）によってその弁板（２０） として使用する下側範囲が弁座（１２）の中まで移動できるような液体容器用の 合成樹脂製遮断弁において、 密封ピストン（２２）が二重壁構造であり、内側壁（１２０）が操作手段（３ ）における連動体（１３０）と共働するガイド（１２２）を有し、外側壁（１２ １）に、雌ねじ（１４）とかみ合う雄ねじ（１２４）を持った壁厚肉部（１２３ ）が設けられていることを特徴とする合成樹脂製遮断弁。 ２． 弁密封体（２）が弁ハウジング（１）の中に、入口ノズルと出口開口と の間の全貫流室（１３）が自由になるまで移動できることを特徴とする請求の範 囲第１ 項記載の遮断弁。 ３． 壁厚肉部（１２３）が、ねじ（１２４）の半径方向に密封作用をするば ね圧を助成する環状の切込み（１２５）を有していることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の遮断弁。 ４． 弁ハウジング（１）に、密封ピストン（２２）に接触する環状シール舌 片（１４２）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の遮断弁 。 ５． 弁板（２０）に環状シール舌片（２６）が設けられていることを特徴と する請求の範囲第１項記載の遮断弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，Ｕ Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 入口ノズル（１０）と弁座（１２）を形成している出口開口（１１）と を持った弁ハウジング（１）および縦方向に移動できる可動弁密封体（２）から 成り、この弁密封体（２）が弁棒によって弁座から離れて移動でき、液圧が弁棒 の側において弁密封体に作用するような液体容器用の合成樹脂製遮断弁において 、 弁板（２０）が弁座（２１）から弁ハウジング（１）の内部の中に移動できるこ とを特徴とする合成樹脂製遮断弁。 ２． 弁密封体（２）が弁ハウジング（１）の中に、入口ノズルと出口開口と の間の全貫流室（１３）が自由になるまで移動できることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の遮断弁。 ３． 弁密封体（２）および弁棒が可撓性の密封フランジ（２３）を介して弁 ハウジング（１）を閉鎖する密封ピストン（２２）から成り、この密封ピストン （２２）が操作手段（３）によって縦方向に移動できることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の遮断弁。 ４． 密封ピストン（２２）が中空円筒状に形成され、その円筒状外側壁が出 口開口（１１）にぴったりはまり込んでいることを特徴とする請求の範囲第３項 記載の遮断弁。 ５． 円筒状外側壁（２１）が環状の終端密封バルジ（２９）を備えているこ とを特徴とする請求の範囲第４項記載の遮断弁。 ６． 密封ピストン（２２）が下が開いていることを特徴とする請求の範囲第 ４項記載の遮断弁。 ７． 密封ピストン（２２）が下が閉じられていることを特徴とする請求の範 囲第４項記載の遮断弁。 ８． 密封ピストンが下が通気用の孔（２８）まで閉じられていることを特徴 とする請求の範囲第７項記載の遮断弁。 ９． 弁ハウジング上に回転可能に支持されているひねり撮み（３）が弁ハウ ジングの上に被せられ、このひねり撮み（３）が密封ピストン（２２）の円筒状 中空室にかみ合い係合するピン（３０）を有し、このピン（３０）の少なくとも 一つの雄ねじ部分（３１）が密封ピストン（２２）の中空室の中における雌ねじ にかみ合い、これによりひねり撮み（３）の回転運動が密封ピストンの並進運動 を強制することを特徴とする請求の範囲第４項記載の遮断弁。 １０． 雄ねじ部分（３１）が、密封ピストン（２２）の内側壁に設けられた 二つのねじ軌道（２７）の中を走る少なくとも二つの連動体（３１′）に減少さ れていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の遮断弁。 １１． 弁密封体（２）が弁ハウジング（１）に設け られた雌ねじ（１４１）にねじ込まれる密封ピストン（２２）であり、この密封 ピストン（２２）がひねり撮みの形をした操作手段によってその弁板（２０）と して使用する範囲が弁座（１２）まで移動できることを特徴とする請求の範囲第 １項記載の遮断弁。 １２． 密封ピストン（２２）が二重壁構造であり、内側壁（１２０）が操作 手段（３）における連動体（１３０）と共働するガイド（１２２）を有し、外側 壁（１２１）に、雌ねじ（１４）とかみ合う雄ねじ（１２４）を持った壁厚肉部 （１２３）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の遮断弁 。 １３． 壁厚肉部（１２３）が、ねじ（１２４）の半径方向に密封作用をする ばね圧を助成する環状の切込み（１２５）を有していることを特徴とする請求の 範囲第１１項記載の遮断弁。 １４． 弁ハウジング（１）に、密封ピストン（２２）に接触する環状シール 舌片（１４２）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の遮 断弁。