JPH11325276A - 流路切換バルブ - Google Patents

流路切換バルブ

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JPH11325276A
JPH11325276A JP13656698A JP13656698A JPH11325276A JP H11325276 A JPH11325276 A JP H11325276A JP 13656698 A JP13656698 A JP 13656698A JP 13656698 A JP13656698 A JP 13656698A JP H11325276 A JPH11325276 A JP H11325276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plunger
flow path
circular hole
valve body
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP13656698A
Other languages
English (en)
Inventor
Yousuke Iwata
庸助 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP13656698A priority Critical patent/JPH11325276A/ja
Publication of JPH11325276A publication Critical patent/JPH11325276A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成のもとに、高圧下での動作時にお
いても液漏れが生じず、動作による削り屑が発生しにく
く、かつ、鏡面接着現象等による動作異常も生じにくい
流路切換バルブを提供する。 【解決手段】 バルブ本体1に形成した円孔部12内に
プランジャ2を軸方向に摺動自在に挿入し、円孔部12
には液の出入口13,14a,14bを形成するととも
に、これらを挟んでその両側にリング状シール3a,3
bを設け、プランジャ2には流路21a,21bを貫通
形成して、アクチュエータ5によって軸方向に移動させ
ることにより、液の流路を選択的に変化させる。シール
をリング状シール3a,3bとてし、直線運動するプラ
ンジャ2の外周面に接触させるため、その接触面積を少
なくして有効なシールが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は流路切換バルブに関
し、特に高速液体クロマトグラフに用いるのに適した流
路切換バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】高速液体クロマトグラフにおいては、3
00kg/cm2 にも及ぶ高圧力下において液体の流路
を切り換える必要があるが、このような用途における流
路切換バルブとしては、通常、ディスク状の円板に切換
流路を形成したロータを、同じく円板状のステータに対
して平面で接触させつつ、ステッピングモータ等によっ
て回転させる構造の、いわゆるロータリーバルブと称さ
れる切換バルブを用いている。ロータとステータとは、
通常、相互に面接触することによってシールされる。
【0003】このような構造の従来の流路切換バルブの
材質は、ロータはセラミック、ステータはデルリン(商
品名)等のエンジニアリングプラスチック、またはセラ
ミックなどとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の流路切換バルブにおいては、液漏れを防止する
ために、ロータはステータに対して強い力で押しつけら
る。面接触状態で強い力でステータに押しつけられた状
態でロータが回転すると、ステータの材質が樹脂である
場合には、回転による摩擦でステータが削り取られて削
り屑が発生し、後段のカラムの劣化の原因となる。一
方、ステータの材質をセラミックとする場合にはそのよ
うな削り屑は発生しにくいが、この場合、シール性を考
慮してステータ、ロータともにその接触面の表面粗さを
細かくし、平坦度も高精度に仕上げる必要があり、その
ような面どうしを強い力で押しつけると、いわゆるリン
キング等と称される鏡面接着現象が生じ、ロータの回転
動作を損なうという問題がある。
【0005】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、簡単な構成のもとに、高圧下での動作時におい
ても液漏れが生じず、また、削り屑が発生しにくく、し
かも鏡面接着現象等による動作異常も生じにくい流路切
換バルブの提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の流路切換バルブは、円孔部を有し、その円
孔部の内周面に向けて開口する少なくとも1つづつの液
体入口および出口が形成されたバルブ本体と、そのバル
ブ本体の円孔部内に軸方向に摺動自在に挿入されたプラ
ンジャと、そのプランジャを摺動変位させるアクチュエ
ータを備えるとともに、プランジャには、外周面に開口
して当該プランジャを貫通する少なくとも1つの流路が
形成され、バルブ本体には、液体入口および出口の開口
部を挟んでその両側にプランジャとの間をシールするリ
ング状のシールが配設されていることによって特徴づけ
られる(請求項1)。
【0007】ここで、本発明において、プランジャに形
成する流路の数は1以上任意数とすることができるが、
複数の流路を形成する場合には、各流路は、軸方向に所
定の距離を空けて形成し、その各流路の一端開口部は周
方向同一角度上に、他端開口部は周方向に異なる角度上
に設ける構成を採る(請求項2)。本発明は、プランジ
ャの円孔部に対する軸方向への直線動作により流路を切
り換える構成を採用し、そのプランジャと円孔部とのシ
ールは、円孔部に開口する液体出入口を挟む2つのリン
グ状シールによって行うことにより、シールに要する面
積を少なくし、所期の目的を達成しようとするものであ
る。
【0008】すなわち、前記した従来のロータリーバル
ブの場合、ステータ直径は20mmであり、ロータとの
接触面積は314mm2 である。本発明の構成を採用し
た場合、2つのリング状シールの厚みは1mm程度です
み、プランジャの外径(リング状シールの内径)を例え
ば5mmとすると、プランジャとリング状シールの接触
面積は31.4mm2 となり、従来の1/10になり、
その接触面積が減少した分、磨耗による削り屑等の発生
量も減少する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の中央
縦断面図である。また、図2にはそのバルブ本体1の中
央縦断面図(A)およびそのB−B断面図(B)を示
し、図3にはプランジャ2の斜視図を示す。
【0010】バルブ本体1は全体として円筒状をしてお
り、その内面側中央部分に内向きに突出する内フランジ
部11が形成されている。この内フランジ部11の中心
には円孔部12が貫通形成されている。その円孔12の
上下両端部分には段部12a,12bが形成され、それ
ぞれリング状シール3a,3bが圧入されている。各リ
ング状シール3a,3bはフランジ部分を有し、後述す
るプランジャ2との密閉性を高めるために、内フランジ
部11の両側から挿入されたバックアップリング4a,
4bにより押しつけられて、組立状態においてフランジ
部分がつぶされている。
【0011】バルブ本体1には、図2に示すように、1
つの液入口13と、2つの液出口14a,14bの合計
3つの流路が形成されており、これらは全て円孔部12
の内面に向けて開口している。2つの液出口14a,1
4bのうち一方の液出口14aは液入口13に対向する
位置に形成されているとともに、他方の液出口14bは
液入口13に対して円孔12の周方向に90°の角度を
なす位置に形成されている。また、これら液入口13お
よび液出口14a,14bの円孔12の軸方向への位置
は全て同じとされている。
【0012】プランジャ2は円柱形であり、バルブ本体
1の円孔部12内に軸方向に摺動自在に挿入され、リン
グ状シール3a,3bとの接触によりシールされる。こ
のプランジャ2には、図3に示すように、その外周面に
それぞれ両端が開口して当該プランジャ2を貫通する2
本の流路21a,21bが形成されている。各流路21
a,21bはプランジャ2の軸方向に互いに所定の距離
を開けて形成され、一方の流路21aは一直線状で、他
方の流路21bはプランジャ2内で90°に屈曲してい
る。また、この流路21bの一方の開口部は流路21a
の一方の開口部の直下に位置し、周方向に同一位置とな
ってている。そして、このプランジャ2は、周方向同一
位置に開口する流路21a,21bの一方の開口部の形
成位置が、液入口13の形成位置を向くように、バルブ
本体1の円孔部12内に挿入される。
【0013】バルブ本体1の上下両端部には蓋15a,
15bが固着されており、下側の蓋15bとプランジャ
2の下端面の間には、アクチュエータとしてのピエゾ素
子5が配設されている。このピエゾ素子5には、図1に
示す印加電圧0の状態と、プランジャ2の2つの流路2
1a,21b間の軸方向距離に等しい量だけ長さが増大
するような電圧の印加状態との、いずれかの状態をとれ
るような駆動回路が接続される。
【0014】また、プランジャ2の上端部にはバネ座5
が取り付けられ、そのバネ座6と上側の蓋15aとの間
には圧縮コイルバネ7が挿入されている。以上の構成に
おいて、ピエゾ素子5に対する印加電圧が0の状態で
は、図1にして示すように、プランジャ2の上側の流路
21aが、バルブ本体1の液入口13とそれに対向する
一方の液出口14aとを連結し、液入口13から流入し
た液は液出口14aから流出する。この状態では、プラ
ンジャ2の下側の流路21bの両端開口部は上下のリン
グ状シール3a,3bで挟まれた空間外に位置してい
る。
【0015】上記状態から、ピエゾ素子5に対して上記
した電圧を印加すると、図4に示すように、プランジャ
2が上昇して下側の流路21bがバルブ本体1の液入口
13および液出口14a,14bの形成位置の高さにま
で到達し、その結果、この下側の流路21bが液入口1
3aと他方の液出口14bとを連結し、液入口13から
流入した液は液出口14bから流出する。この状態で
は、プランジャ2の上側の流路21aの両端開口部は、
上下のリング状シール3a,3bで挟まれた空間外に位
置している。また、図4の状態から電圧印加を停止する
と、ピエゾ素子5の長さは収縮し、圧縮コイルバネ7に
よる押圧力によりプランジャ2が下降して、図1の状態
に戻る。
【0016】以上の実施の形態において特に注目すべき
点は、液の流路を切り換えるためのプランジャ2の2つ
の流路21a,21bは、バルブ本体1の内フランジ部
11に取り付けられた2つのリング状シール3a,3b
によって、使用側のもののみがシールされる点であり、
これにより、従来のロータリー型のバルブに比してプラ
ンジャ2に対する接触面積が大幅に小さくなる。なお、
以上の実施の形態では、プランジャ2を駆動するための
アクチュエータとしてピエゾ素子を用いたが、本発明は
これに限定されることなく、例えばモータ駆動方式等、
他の公知の駆動方式を採用することができる。また、以
上の実施の形態ではプランジャ2に2つの流路21a,
21bを形成し、バルブ本体1には2つの液出口14
a,14bを形成した例を示したが、流路並びに液出口
の数は任意であり、例えばそれぞれを1とした場合に
は、開閉弁を構成することになる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、バルブ
本体に形成した円孔部に軸方向に摺動自在のプランジャ
を挿入し、円孔部には液の出入口を開口させる一方、プ
ランジャには流路を貫通形成し、円孔部の液出入口を挟
んで2つのリング状シールを設けているから、簡単な構
造のもとに、駆動体であるプランジャとシールとの接触
面積を、従来のロータリー型のバルブに比して大幅に小
さくすることが可能となり、バルブの駆動時における磨
耗による削り屑の発生を大幅に低減することができると
ともに、駆動体とバルブ本体との間の鏡面接着現象等が
生じるといった不具合も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示す中央縦断面図
である。
【図2】本発明を構成するバルブ本体1の縦断面図
(A)とそのB−B断面図である。
【図3】本発明を構成するプランジャ2の斜視図であ
る。
【図4】ピエゾ素子5に対して電圧を印加した状態で示
す本発明の実施の形態の中央縦断面図である。
【符号の説明】 1 バルブ本体 11 内フランジ部 12 円孔部 13 液入口 14a,14b 液出口 15a,15b 蓋 2 プランジャ 21a,21b 流路 3a,3b リング状シール 4a,4b バックアップリング 5 ピエゾ素子 6 バネ座 7 圧縮コイルバネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01N 30/26 G01N 30/26 M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円孔部を有し、その円孔部の内周面に向
    けて開口する少なくとも1つづつの液体入口および出口
    が形成されたバルブ本体と、そのバルブ本体の円孔部内
    に軸方向に摺動自在に挿入されたプランジャと、そのプ
    ランジャを摺動変位させるアクチュエータを備えるとと
    もに、上記プランジャには、外周面に開口して当該プラ
    ンジャを貫通する少なくとも1つの流路が形成され、上
    記バルブ本体には、液体入口および出口の開口部を挟ん
    でその両側にプランジャとの間をシールするリング状の
    シールが配設されてなる流路切換バルブ。
  2. 【請求項2】 上記プランジャに、軸方向に所定の距離
    を開けて複数の流路が形成され、その各流路の開口部の
    一端側は周方向同一角度上にあり、他端側が周方向に異
    なる角度上にあることを特徴とする、請求項1に記載の
    流路切換バルブ。
JP13656698A 1998-05-19 1998-05-19 流路切換バルブ Pending JPH11325276A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011131594A (ja) * 2009-12-23 2011-07-07 Sumitomo Rubber Ind Ltd 空気および(または)シーラントをタイヤへ挿入するための装置
JP2014513257A (ja) * 2011-05-05 2014-05-29 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 可変圧力荷重を有する高圧流体切替弁
CN107121519A (zh) * 2016-02-24 2017-09-01 北京历元仪器有限公司 一种内置流通通道结构的切换阀
CN110108533A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 常州派斯杰医疗设备有限公司 组织脱水机

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CN110108533A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 常州派斯杰医疗设备有限公司 组织脱水机
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