JPS6053226B2 - 自動弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、２方または３方に流路を選択できる自動弁
に関する。

通常、２方弁または３方弁は種々提案され使用されてい
るが、１つの弁で２方向または３方向に使い分けられる
弁は提案されていない。

この発明は、１つの部分交換で２方または３方の使い分
けが簡単にでき、しかも弁本体内を通過する液体が完全
無菌であるときにも外気と遮断し汚染を防ぎうる自動弁
を得ることを目的とする。

以下この発明を実施例を示す図面を参照して説明する。
なお、この明細書において、上下左右とは第１図の上下
左右をいうものとする。しかしながら、この発明による
自動弁の向きは、第１図のものに限らない。自動弁は、
１つの横向きの流入側開口ＩＡ、２つの横向きおよび下
向きの流出側開口ＩＢ、ＩＣならびに１つの上向きの弁
動作制御部取付開口１Ｄを備えかつ隔壁中央水平部に下
向きの弁座ＩＥｊを有する弁本体１と、弁動作制御部取
付開口ＩＤに取付けられて弁棒２が上下に貫通されてい
る弁動作制御用のシリンダ支持体３と、弁本体１内にあ
る弁棒２の下端に取付けられた弁体４と、シリンダ支持
体３の上端に取付けられた弁開閉操作シリング５と、弁
棒２の上端に取付けられかつシリンダ５内を上下に摺動
するピストン６と、シリンダ支持体３に形成されたバリ
アスチーム注入空間３Ａのばね座付上蓋７と、弁棒２の
外側に位置しかつピストン６とばね座付上蓋７との間に
嵌められたコイルばね８と、シリンダヘッド５Ａを上下
に貫通しかつピストン６に下端が連接された弁開閉動検
出ロッド９と、この弁開閉動検出ロッド９により作動せ
られる検出スイッチ１０とからなり、前記シリンダヘッ
ド５Ａおよびシリンダボトム側にそれぞれ作動流体給排
口１１Ａ，１１Ｂが設けられ、バリアスチーム注入空間
３Ａの外壁にバリアスチーム注排口１２，１３が設けら
れ、前記弁本体１の下向きの流出側開口１Ｃには上向き
の弁座１４Ａを備えた配管接続口金１４または開口閉塞
プラグ１５が着脱自在とせられている。

弁本体１の左右両側の横向きの開口１Ａ，１Ｂの外周面
には配管接続用のおねじ部１６，１７が設けられ、上下
部の上下向きの両開口１Ｃ，１Ｄには接続フランジ部１
８，１９が設けられるとともにこのフランジ部１８，１
９の背面１８Ａ，１９Ａはテーパ面とせられている。弁
本体１の隔壁中央水平部には、上下方向の弁孔１Ｆが設
けられ、この弁孔１Ｆの外周下面が弁座１Ｅとせられて
いる。なお、弁本体１内は、弁孔１Ｆの外周上一面も弁
座となしうるように上下対称的に形成されている。シリ
ンダ支持体３は、下から弁棒貫通孔２０、バリアスチー
ム注入空間３Ａおよびシリンダ取付筒状部３Ｂを、順次
その内径が大きくなるように．段階的に備えている。

そしてバリアスチーム注入空間３Ａの上部内周面にはめ
ねじ部３Ｃが形成され、中央に弁棒貫通孔２１を有しか
つ上面にばね座２２を備えた上蓋７が、めねじ部３Ｃに
ねじ込まれている。また、シリンダ支持体３のシリンダ
！取付筒状部３Ｂはシリンダボトムとせられ、その外周
面には、おねじ部３Ｄが設けられ、これがシリンダ５の
下部内周面のめねじ部５Ｂにねじ嵌められ、さらに作動
流体（たとえば圧縮空気）給排口１１Ｂがシリンダ取付
筒状部３Ｂに設けられて４いる。弁棒２と弁棒貫通孔２
０，２１との間には、テフロン製のパッキン２３，２４
がそれぞれ嵌められており、弁棒貫通孔２０の上側から
パッキン押え２５が、また弁棒貫通孔２１の下側からパ
ッキン押え２６がそれぞれ嵌め入れられ、両パッキン押
え２５，２６間には弁棒２の外側にコイルばね２７が嵌
められている。テフロン製のパッキン２３，２４は、摩
擦係数が小さく、弁棒２の摺動抵抗が小さくなるように
配慮されており、バリアスチーム注入空間３Ａに高温蒸
気を入れているので給油できないが全く問題なく弁棒２
を支持し、円滑かつ迅速な摺動を可能ならしめている。
シリンダ支持体３のバリアスチーム注入空間３Ａノの周
壁に設けられたバリアスチーム注入口１２にはバリアス
チーム供給管２８が接続され、バリアスチーム排出口１
３には排出管（図示省略）が接続され、排出管の外端開
口は安全な場所に導き、使用済の蒸気を大気放出するよ
うにしてある。バリアスチームは、一次供給部でその圧
力が調整されてバリアスチーム注入空間３Ａに供給され
、パッキン２３，２４に及ぼす影響は小さく、弁棒２の
摺動抵抗が大きくならないよう配慮されている。シリン
ダ支持体３の下部外周には弁本体１への取付フランジ部
２９が形成されており、このフランジ部２９の上面はテ
ーパ面２９Ａとせられ、かつその外周は前記弁本体１の
フランジ部１９の外周と面一となるように同じ直径とせ
られている。

この両フランジ部１９，２９は、その衝合面にＯリング
３０が介装され、クランパ３１により締結されている。
クランパ３１は、第２図および第４図に示されているよ
うに、内周面に凹溝３２をもつ断面略コ字形の２つ割リ
ング３１Ａ，３１Ｂと、両リング３１Ａ，３１Ｂの各一
端を連結するリング中心軸線と平行な連結ピン３３と、
両リング３１Ａ，３１Ｂのそれぞれ他端に外方に突設さ
れた締付耳部３４，３５のうち一方の耳部３４に連結ピ
ン３３と平行なピン３６により回動可能に取付けられた
締付ボルト３７と、蝶ナット３８とから構成されている
。

そして、両リング３１Ａ，３１Ｂの各凹溝３２の対向内
面は、開口１Ｄおよびシリンダ支持体３のフランジ部テ
ーパ面１９Ａ，２９Ａとほぼ同じテーパ面とせられ、前
記フランジ部１９，２９を外側から抱いて締め付けるよ
うになつている。また、各リング３１Ａ，３１Ｂの耳部
３４，３５は二股状となつていて、放射方向に締付ボル
ト３７を出し入れできるようにせられている。弁棒２の
上端外周には、おねじ部２Ａが設けられ、連結ねじソケ
ット３９にねじ嵌められている。この連結ねじソケット
３９は、その上半部に前記ピストン６の中心を貫通して
下方に突出した弁開閉動検出ロッド９の下端おねじ部９
Ａがねじ込まれて、弁棒２、ピストン６、および該検出
ロッド９が一体的に連結されている。ピストン６の弁開
閉動検出ロッド貫通孔６Ａには、０リング４０が介装さ
れ、ピストン６の外周面には、ピストンリング４１が嵌
められている。

このピストンリング４１は、第５図に示されているよう
に、その断面形状が略Ｎ字形に形成されているので、摺
動方向およびこれと直角な方向へのばね作用があり、摺
動抵抗が小さく、作動が円滑かつ確実になされる。シリ
ンダ５は、そのシリンダヘッド５Ａ上端が突出状に縮径
されるとともに中央にパッキン室４２が形成され、Ｕパ
ッキン４３が前記検出ロッド９との間に嵌め込まれてい
る。

４４はパッキン押え、４５はパッキン押え固定用のＣリ
ングである。

なお、シリンダヘッド５Ａに設けられた作動流体給排口
１１Ａおよびシリンダボトムの作動流体給排口１１Ｂに
は、作動流体給排管４６が接続金具４７により接続され
ている。弁開閉動検出ロッド９には、そのほＳ゛中間部
分にテーパ状の段部９Ｂが設けられ、段部９Ｂから上方
部分は縮径されており、この段部９Ｂによつて検出スイ
ッチ１０（たとえばマイクロスイッチ）の検出端子１０
Ａが駆動されるようになつている。

なお、１０Ｂはスイッチ取付ブラケット、１０Ｃはリー
ド線、１０Ｄはコネクタである。シリンダヘッド５Ａの
縮径部上端には、弁開閉動検出ロッド９および検出スイ
ッチ１０を保護しかつダスト付着等による動作不良を防
止するためにキャップ４８が取付けられ、キャップ４８
と前記ロッド９との間にはダストシール４９が介装され
ている。配管接続口金１４は、筒状体で上端には上向き
の弁座１４Ａが形成せられ、下端の開口１４Ｃ外周には
配管接続おねじ部５０が設けられ、中間部外周には接続
フランジ部５１が突設されている。

この接続フランジ部５１は、下面がテーパ面５１Ａとせ
られ、その外周端面は、前記開口１Ｃのフランジ部１８
外周端面と面一となるように同一直径とせられている。
そして、フランジ部１８，５１は、その衝合面にＯリン
グ５２が介装され、前記クランパ３１により着脱自在に
締結されている。開口閉塞プラグ１５は、第３図に示さ
れているように、下端外周にテーパ面５３Ａを有するフ
ランジ部５３が形成され、弁本体１の開口１Ｃに嵌めら
れ、両フランジ部１８，５３はその衝合面に０リング５
４が介装され、前記クランパ３１により着脱自在に締結
されるようになつている。

したがつて、配管接続口金１４を取付けた場合は、３方
弁としての機能を有し、この口金１４に代えて開口閉塞
プラグ１５を取付けた場合は２方弁としての機能を有す
る自動弁となる。各接続フランジ部１８，１９，２９，
５１，５３のテーパ面１８Ａ，１９Ａ，２９Ａ，５１Ａ
，５３Ａのテーパ角度はすべて同一とせられており、同
一形状・寸法のクランパ３１によつて接続できるように
なされている。

上記の自動弁は、３方弁として使用する場合、第１図の
ように配管接続口金１４を装着し、それぞれの開口１Ａ
，１Ｂ，１４Ｃに配管（図示省略）を接続してシリンダ
５のシリンダヘッド５Ａ側の空気を抜くと同時にシリン
ダボトム側に圧縮空気を供給すると、弁棒２がピストン
６と共に引き上げられ、弁体４の上面が弁座１Ｅに圧接
され、流体は開口１Ａから流入し、開口１Ｃ，１４Ｃか
ら流出する（第１図の状態）。

このとき検出ロッド９が検出スイッチ１０を作動させて
、開口１Ｂの閉塞状態が検出される。そこで、シリンダ
ヘッド５Ａ側の空気室に圧縮空気を供給すると同時にシ
リンダボトム側の空気室内の空気を抜くと、ピストン６
がコイルばね８の力に抗して押し下げられ、弁棒２、弁
体４および検出ロッド９が門共に押し下げられて弁体４
の下面が配管接続口金１４の弁座１４Ａに押しつけられ
、流体は開口１Ａから流入し、弁孔１Ｆを通つて開口１
Ｂから流出する（第１図に２点鎖線で示す状態）。一方
、弁棒２が下降するとき、・ ・・・維持することがで
フきる。このとき、検出ロッド９が検出スイッチ１０を
作動させて、開口１Ｃ，１４Ｃの閉塞状態が検出される
。一方、バリアスチーム注入空間３Ａに供給される高温
蒸気により、弁本体１内が外気と遮断され、また、弁棒
２が下降するときにバリアスチーム注入空間３Ａを通り
弁棒２の弁本体１内に入る部分が高温蒸気により殺菌さ
れるので、汚染した弁棒２の部分が弁本体１内に入るこ
とがない。

このため、弁本体１内の汚染を防止して、弁本体１内の
無菌状態を維持することができる。また、上記の自動弁
を２方弁として使用する場合は、第３図のように、弁本
体１の開口１Ｃに開口閉塞プラグ１５を取付け、３方弁
の場合と同様に操作することによつて、弁孔１Ｆの開閉
を行なうことができる。

上記実施例によれば、配管接続口金１４および開口閉塞
プラグ１５の取替えをクランパ３１によつて簡単かつ迅
速に行なうことができる。

また、弁棒２の摺動部には、テフロン製のパッキン２３
，２４が使用され、これによつて弁棒２が支持されてい
るので、従来のＯリングを使用した場合のようなリング
のねじれや寸法のばらつきによる摺動不良およびシール
不良などがなく、摺動抵抗が小さいため弁棒２の作動が
迅速かつ円滑である。そのうえ、ピストンリング４１は
断面形状が略Ｎ形で、しかもばね作用があるので、ピス
トン６の摺動抵抗が小さく迅速かつ円滑に摺動し、弁開
閉動作を敏速に行なうことができる。前記検出スイッチ
１０は、上記実施例では１個５設けられているが、弁の
正確な開閉状態を検出する必要のある場合には２個設け
られればよい。

この発明の自動弁によれば、弁本体１の下向きの流出側
開口１Ｃに上向きの弁座１４Ａを備えた配管接続口金１
４または開口閉塞プラグ１５が着Ｉ脱自在とせられてい
るので、目的に応じてこれらを交換することにより、１
つの弁を３方弁と２方弁に使い分けることができる。す
なわち、弁本体１の下向きの開口１Ｃに弁座１４Ａを有
する配管接続口金１４を取付けることにより、弁本体１
の弁座１Ｅとこれに対向している弁座１４Ａに弁体４を
当接させることによつて流路を切り換える３方弁として
使用でき、配管接続口金１４を取りはずして開口閉塞プ
ラグ１５を取付けることによつて流路を単に開閉する通
常の２方弁として使用できる。また、シリンダ支持体３
内の弁棒２の周りにバリアスチーム注入空間３Ａが設け
られて、バｌノアスチーム注入空間３Ａの外壁にバリア
スチーム注排口１２，１３が設けられているので、バリ
アスチーム注入空間３Ａに供給される高温蒸気により、
弁本体１内を外気と遮断するとともに、弁棒２の弁本体
１内への出入による汚染を防止して、弁本体１内の無菌
状態を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例を示すもので、第１図は縦断
面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図
は弁本体の下部開口に閉塞プラグを取付けた状態を示す
部分断面図、第４図は全体分解斜視図、第５図はピスト
ンリングの断面図である。 １・・・・・・弁本体、１Ａ・・・・・・流入側開口、
１Ｂ，１Ｃ・・・・・・流出側開口、１Ｄ・・・・・・
弁動作制御部取付開口、１Ｅ，１４Ａ・・・・・・弁座
、２・・・・・・弁棒、３・・・・シリンダ支持体、３
Ａ・・・・・・バリアスチーム注入空間、４・・・・・
・弁体、５・・・・・・弁開閉操作シリンダ、５Ａ・・
・・・・シリンダヘッド、６・・・・・・ピストン、８
・・・・・コイルばね、１１Ａ，１１Ｂ・・・・・・作
動流体給排口、１２，１３・・・・・・バリアスチーム
注排口、１４・・・配管接続口金、１５・・・・・・開
口閉塞プラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つの横向きの流入側開口１Ａ、２つの横向きおよ
   び下向きの流出側開口１Ｂ、１Ｃならびに１つの上向き
   の弁動作制御部取付開口１Ｄを備えかつ隔壁中央水平部
   に下向きの弁座１Ｅを有する弁本体１と、弁動作制御部
   取付開口１Ｄに取付けられて弁棒２が上下に貫通されて
   いる弁動作制御用のシリンダ支持体３と、弁本体１内に
   ある弁棒２の下端に取付けられた弁体４と、シリンダ支
   持体３の上端に取付けられた弁開閉操作シリンダ５と、
   弁棒２の上端に取付けられかつシリンダ５内を上下に摺
   動するピストン６と、弁棒２の外側に位置しかつピスト
   ン６とシリンダ支持体３との間に嵌められたコイルばね
   ８とを備え、シリンダ５のシリンダヘッド５Ａおよびシ
   リンダボトム側にそれぞれ作動流体給排口１１Ａ、１１
   Ｂが設けられた自動弁において、シリンダ支持体３内の
   弁棒２の周りにバリアスチーム注入空間３Ａが設けられ
   て、バリアスチーム注入空間３Ａの外壁にバリアスチー
   ム注排口１２、１３が設けられ、弁本体１の下向きの流
   出側開口１Ｃに上向きの弁座１４Ａを備えた配管接続口
   金１４または開口閉塞プラグ１５が着脱自在とせられて
   いる自動弁。