JPS5919789A - 三位置切換弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は食品用その他の配管系において流体制御をす
るだめの正位置切換弁の弁位＠を制御するだめの装置に
関するものである。

一般に、正位置切換弁ｄ、相互に連ｉｆｆ！する三つの
流路を備え、その第１流路に対して第２流路と第３流路
とをＦ形分岐状に連通させ、第１流路と第２流路、なら
びに第１流路と第コ流路との各相１７間１′コそＩしぞ
れ開閉弁機構を設け、この開閉弁機＋ｌ’ｔのうちいず
れか一方のもののみを開放して他方のものを閉塞したり
、あるいｄ１双方の開閉弁機ｔｌ’＋　ｔいずＩ′Ｅも
開放し、かつその開度を所望のものに設定することによ
り、上記三つの流路が三種の異なる連通状態となるよう
（で構成されている。

このような正位置切換弁は、ビールやジュースなどの食
品の充填用配管系などのように、流路切換え効率が作業
能率を左右するような分野において人混に用いられてい
るが、上記弁機構における弁体の位置の切換えのために
、正位置切換弁に対して同軸Ｊ：ニその制御装置が付設
されている。

従来の制御装置にあっては、たとえば実公昭５２−４６
３２７号公報にみられるように、上記弁体に一体に連結
きれたピストンを常時一定方向に弾発付勢しで、制御圧
が供給され々いときの弁位置がその上限まだ一下限に設
定されるようにするとともに、上記ピストンを内蔵する
シリンダの制御圧室を二分し、その一方に上記弁体の中
間レベルを設定するだめのストッパ部材を設け、これに
より、上記制御圧室の内圧とピストンイ」勢力とを）・
ランスさゼる形式が採用されていた。

しかし、このような制御装置にあっては、弁体に連結さ
れたピストンの付勢方向か一定のもの（Ｃ設定されてそ
の変更が不可能であるところから、制御圧が供給されな
いときの安全づイドの弁位置を変更することかてきない
。すなわち、製作時に弁体の安全サイドが第１流路を開
放するノーマルオーブンに設定されている場合にけ、配
管への組込後にこれをノーマルクローズ（第１流路が閉
塞される状態）に変更することが不可能てあり、この場
合は、あらかじめノーマルクローズに設定されている制
御装置と交換することを要する。したがって従来の制御
装置は、要求に応じた制御系の変更を迅速に行なうこと
ができず、大がかりな配管系統の手直しを必要とするも
のであり、その改善が望まれていた。これを改善するだ
めに、従来の方式を改良して、と記要望を充足しようと
すれば、制御装置の高さが高くなり、これは、集合配管
に付設する場合にその操作性を著しく低下させ、設置ス
ペースの増大を伴なうので、実際」二手ｎＪａ旨ごあっ
た。８：ＩＱ、、ｉＩ転中にお＋Ｈする弁イ本の（立置
変更、よ−ブｉわち、ストソノ；　Ｈｅ、ｌＨｌｚのレ
ベル変更に多大々労ｊＪ　’７　ＩＱするという欠点も
あった。

この発明υユ従来の制御装置の欠点を改善して、要求ｔ
こ１１＞　シた安全サイドでの弁体位１ｍを、この弁体
（で連結さｔｔだピストンを付勢するだめのスワブ１ノ
ングの介装箇所を変更するだけて所望のものに容易（て
設定゛Ｃき、しかも、コン／ぐりｌ・で操作に労］Ｊを
伴なわない制御装置全提供することを目的としてなされ
たものである。

以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明−する
。

第１図ておいて、制御装置１は正位置切換弁２の上部に
同軸上でイ」設される。正位置切換弁２は略Ｆ形に構成
された三つの流路３ａ、３ｂ、３ｃと二つのｐ　ｍＩＷ
４　＋　５をｆｌｉｔ）え、その弁機構４，５のうちし
Ａずれか一方が閉しられ、かつ、他方が開放されるノー
マル状態と、双方がある開度て開放される状態とに択一
的に設定される。なお、４ａ、５ａは弁体、４ｂ。

５ｂは弁座を示す。

つぎに、制御装置１は、そのピストン６か正位置切換弁
２の上部に連結されｌこシリンダ７ＶＣ内蔵されるとと
もに、このシリンダ７のと部に制御部８を有する。

第２１ｉ１Ｃおいて、上記ピストン６は、その上面およ
び下面にそれぞれ凹入部９ａ、９ｂ　ｋ有し、かつ、そ
の中心部に、このピストン６と上記弁体４ａ、５ａとを
連結する連結ロッド１０が固着される。また、このピス
トン６によって区画形成されるシリンダ７内の第１圧力
室１１ａおよび第２圧力室１１１）の各外壁にそれぞれ
給排圧ボー）Ａ、Ｂが設けられる（第１図参照）。ピス
トン６を往動方向（上方）また−復動方向（下方）へ付
勢するだめのスプリングなどの弾性部材１２は上記第７
圧力室１１ａおよび第２圧力室１１ｂへ択一的に介装さ
れるが、その場合、図示例のように、弾性部材１２とし
て圧縮コイルスプリングを用い、これを第２圧力室１１
ｂへ介装した場合には、ピストン６ないし弁体４ａ、５
ａが常時往動方向へ付勢されるため、第１図に奥実線て
示−Ｆ」う（ご、」二部弁機構４が閉、下部弁機構５−
１・開と今って第１流路３ａと第１流路３ａとが連通さ
１１・いわゆるノーマルオーブン状態となる。これ（く
Ｊ勢（でよって、下部弁機構５が閉、上部弁機構４が開
となって第、２流路３１）と第３流路３Ｃとが連通さ１
′ｌ、、いわゆるノーマルクローズ状態となる。上記し
た二つの状態のうち、いずれに設定するかけ、安全ヤイ
ドがいずれにあるかによって決定される。

なお、弾性部ｆＡ１２を設置する場合には、上記ピスト
ン６の門人部９ａ　、　９ｂが、コイルスプリングの端
７４１（を位置決めするのに役立つ。

つぎに、制御部８は、制御用弁箱１３の内部に所定の機
構を内蔵してなる。すなわち、弁箱１３は筒状壁１３ａ
の中間部に仕切壁１４を備え、この仕切壁１４ＶＣよっ
て第１室：５と第２室１６とが区画形成される。そして
、第１室１５の内壁面の一部にねじ部１７が設けられ、
このわし部１７に螺入出自在に螺合された筒状の位置決
め部＋第１Ｂの下端中央部に弁座１９が形成される。ま
た、筒状壁＋３ａの上端部して蓋体を兼用する回動部材
２０が回動自在に設りられ、この回動部材２０の内面に
下向きて突設された複数本のビン２１が、上記位置決め
部材１８の複数筒所て形成された縦孔２２に摺動自在に
嵌入される。したかつて、回動部材２０の外周に設けら
れた）・ンドル２３を手で持って、この回動部材２０を
正または逆方向に所定角度回動させることにより、上記
位置決め部材１Ｂが正または逆方向に回動されつつ、」
二部に変位される。なお、回動部材２０の近傍の筒状壁
１３ａにはブラケット２４が突設され、このブラケット
２４にストッパビス２５が設けられる。

また、上記第１室１５および第２室１６を挿通して設け
られた制御用ロンド２６は、上記ピストン６に連結され
た下部ロッド２６ａおよび上記回動部材２０を貫通する
土部ロッド２６ｂを弁箱内部で連結して々す、この連結
部において、弁箱１３の第１室１５と第２室１６とを相
互に連通ずる通孔２７が形成される。

そし２て、上記第１室１５においては、上部ロッド２６
ｂに筒状の可動弁部材２Ｂが密閉摺動自在に外嵌されて
お１）、このＯ」動弁部材２８に、上記通孔２７の第１
室側ボート２７ａを開閉するだめの第１弁部２８ａと、
」二記位置決め部材１８の弁座１９１Ｃ対応する第２弁
部２８ｂとが設けられる一方、上部ロンド２６ｂにおけ
る上記第１室側ボー）　２７ａの直下位に段付部２９ａ
が形成されるとともに、この段１１部２９ａ（て対して
常時可動弁部材２８を押付けるスプリング２９ｂが、こ
の可動弁部材２日とＬ配回動弁部材２０との間に介装さ
れる。これら段付部２９ａおよびスプリング２９１）に
可動弁部材２Ｂの位置決め機構２９を構成し、可動弁部
４′Ａ２８の第２弁部２８１）が位置決め部＋；ｔ　＋
　８の弁座１９（て当接していないときには、この位置
決め機構２９０作用により、上記第１室側ホ“−）　２
７ａが可動弁部材２８の第７弁部２８ａ　Ｖｃよって閉
じられるように設定される。

ここにおいて、上記第１室１５は位置決め部材１８の弁
座１９ＶＣよってｔ部区画室１５ａと下部区画室１５ｂ
に二部され、各区画室１５ａ、１５ｂ　Ｖｃ対応する筒
状壁１３ａの所定部位にそれぞれ給排圧ポー）　０．Ｄ
が設けられ、また、上記第２室１６に対応する筒状壁１
３ａの所定部位にも給排圧ボー）Ｅが設けられる。

以上説明した制御装置１によれば、三位首切換弁２の弁
体４ａ、４ｂの位置をその上限（上部弁機構４が閉の状
態）、下限（下部弁機構５か閉の状態）およびその中間
位置に容易に設定することがてき、まだ、上述したノー
マルオープンとノーマルクローズの各状ＢＶｃ容易に設
定することがてきる。

すなわち、シリンダ７の第２圧力室１１ｂＶＣ圧縮コイ
ルスプリングからなる弾性部材１２を介装することによ
ってノーマルオーブン状態が設定される一方、この弾性
部材１２をシリンダ７の第７圧カ室１１ａＶＣ介装する
ことによってノーマルクローズ状態が設定される。した
がって、この制御装置においては、上記二つの状態をそ
の相互間で変更する際に、従来のように、あらかじめノ
ーマルオープンあるいはノーマルクローズに設定された
各別の制御装置を用いる必要がなく、シかも、大かがす
な配管系統の手直しを必要とすることもない。

また、弁体４ａ、４ｂを中間位置に設定して三つの流路
３ａ、３ｂ、３ｃを相互に連通させるときは、次の手１
１（ｌｌＪよビ）。

第７図（で示すようしで、ノーマルオープンに設定３Σ
７１ている稈きにｄ１給排圧ボート１）と八を配管３１
ニよって接続し、この状態で、弁体４ａ、４ｂの位置、
つまり、上部弾機［４および上部弁機構５の弁開度全所
望のものとするために、ハンドル２３を操作して回動部
拐２０を一定角度だけ正または逆方向に回動させ、これ
によって、位置決め部材１８を、たとえば、第２図中矢
印Ｊ）て示すように、上記開度に応じた位置まて変位さ
せる。これによって、１ｉｆ動弁部材２８の第２弁部２
８１〕と位置決め部４′Ａ１Ｂの弁座１９との間に通路
（イ）が形成される。

この状態から給抽圧ボートＣＶｃ給圧すると、その流体
圧が上部区画室１５ａ、通路（イ）、下部区画室１５ｂ
、給排圧ボートＤ１配管３１および給排圧ボートΔをこ
の順に通って第１圧力室１１ａに入るので、ピストン６
および弁体４ａ　、　５ａが弾性部材１２のイ」勢に抗
して押下げられ、これによって上部弁機構４が開放され
る。このようなピストン６および弁体４ａ　、　５３の
下降ｒ伴ない、制御用ロッド２６が下降し、これに追従
して可動弁部材２８が第５図中矢印Ｑのように下降する
が、可動弁部材２８の第２弁部２８１〕が位置決め部材
１８の弁座１９に当接した時点てｄ、同図のように、上
部区画室１５ａと下部区画室＋５ｂをが遮断され、第１
圧力室１１ａへの給圧が停止される。そのため、ピスト
ン６および弁体４ａ　、５ａの下降が停止し、これらは
その中間位置に保持されて、三つの流路３ａ、３ｂ、３
ｃが相互に連通きれる。なお、上記第２弁部２８ｂと弁
座１９とが当接した時点において、第１圧力室１１ａに
過剰圧が作用した場合には、第６図矢印刊のように、制
御用ロンド２６が弾性部材１２の付勢に抗して下降する
が、このとき可動弁部材２８が位置決め部材１Ｂによっ
て位置決めされている関係上、通孔２７の第１室側ボー
ト２７ａが下部区画室＋５ｂに開放され、これによって
、上記第１圧力室１１ａの余剰圧が給排圧ボートＡ、配
管３１、給排圧ボートＤおよび下部区画室１５ｂを逆流
し、さらに、第１室側ボー）　２７ａ、通孔２７、第、
２　室側ホー　）　２７ｂ　、第２室１６および給排庄
ボートＥをこの順に通って大気中へ放出される。こうし
て削刺Ｉ十；５；　ｌｉｄ出きれると、弾性部（Ａ１２
のイ」勢によって、弁体４ａ、５ａが適正位置に設定さ
れる（第５図参１ｊ；ｊ　）。

一方、第８図Ｖで示されるように、ノーマルクローズに
設定されているときには、給排圧ボートＤと給拮圧ボー
トＢとを配管３２Ｖｃよって接続し、給俳圧ボートＥに
給圧するのである。この場合には、当初、通孔２７の第
１室側ボー）　２７ａが、たとえば第６図のようして、
下部区画室＋５ｂに開放されているため、シリンダ７の
第２圧力室１１ｂへは配管３２を通しで第７室１５から
送圧され、この送圧によってピストン６および弁体４ａ
　、５ａが上昇されると、第５図のように、可動弁部材
２８の第１弁部２８ａによって通孔２７の第１室側ボー
ト２７ａが閉じられるので、これによって、第２圧力室
１１ｂへの送圧が停止され、弁体４ａ　、　５ａが所定
位置に設定されて、各流路３ａ、３Ｊ３ｃが相互に連通
される。また、第２圧力室Ｈｂ　Ｖｃ対して過剰圧が供
給されたときには、その過剰分に見合う量だけ余分に制
御用ロッド２６が押」−げられるので、それに伴なって
、たとえば第２図に示されるような通路（イ）が形成さ
れ、この通路（イ）を通して余剰圧が給排圧ボートＣよ
り大気中へ放出される。したがって、弁体４ａ、５ａが
適正な位Ｍに設定されることになる。

以上説明したような制御方法を採った場合、弁体４ａ　
、５ａはそのＬ下限および中間の各位置をとり得るだけ
であって、ハンドル２３を操作する場合以外においては
、弁体４ａ、５ａを中間位置から上限または下限に設定
することはできない。つまり、各流路３ａ、３ｂ、３．
ｃが相互に連通している状態から、瞬時に第２流路３ｂ
および第３流路３Ｃの相互間のみが連通ずる状態に切換
えたり、第１流路３ａおよび第３流路３ｃの相互間のみ
が連通する状態に切換えることは不可能である。

そこで、１記要望に対処するために、第２図〜第４図に
示される制御バルブ４０が何役される。

第２図において、制御バルブ４０は、その弁箱４１の内
部が仕切板４２によって第７室４３と第２室４４とに二
部され、これら第１室４３および第２室４４にそレソれ
第１ピストン４５および第２ピストン４６が各別１内装
さ１１て）とともＱこ、こハら各ピストン４５゜４６・
）受月曲４５ａ、４６ａ　Ｌ・Ｃそれぞれ対向する上記
弁箱４１の外壁部位（こ、そ）ｌぞれ一対づつの給排圧
ボー）　Ｆ、Ｕ、ＩＩ、Ｊが設（Ｊらｈる。まだ、第２
ピストン４６；；ｊその軸心位置して貫通状の弁孔４９
が形成され、この弁孔４９における背面側の開口部およ
びＬ記受圧面４６ａ側の開口部にそれぞれ第１弁座部５
０ａおよび第２弁座部５０ｂが設けられる一方、上記第
１ピストン４５に一体形成された軸部４５ｂが第２室４
４内１・で突出されて、その先端に、上記第１弁座部５
０ａ（て対応する第１弁体５１ａが設けられ、また、上
記弁孔４９内に、第２弁座部５０ｂに対応する第２弁体
５１ｂが設けられる。

ここにおいて、第１ピストン４５および第２ピストン４
６と仕切板４２の各相互間にスプリング５２．５３が介
装されて、両ピストン４５．４６が和瓦する方向（て付
勢され、これにより、自然状態では第１弁座部５０ａと
第１弁体５１ａとが開放されている。また、第２ピスト
ン４６および第２弁体５１ｂの相互間にスプリング５４
が介装されて、この第２弁体５１ｂが閉動方向に付勢さ
れる。その場合、自然状態てに、第２弁体５１ｂの先端
面が弁箱４１の゛外壁に当たって、上記付勢にもかかわ
らず、第２弁座５０ｂと第２弁体５１ｂとの相互間は開
放されている。さらに、第１ピストン４５の軸部４５ｂ
　ＶＣば、この第１ピストン４５の受圧面４５ａ部と第
２室４４とを連通ずる連通孔５５カ形ｌｉ＆すれ、第２
ピストン４６には、その外周面部と第１弁座部５０ａ　
（！：の間にわたる連通孔５６が形成され、また、第２
弁体５１ｂにも、この第２弁体５１ｂによって区画され
る上記弁孔４９内の二つの区画室を連通ずる連通孔５７
が形成される。そして、上記連通孔５６に対応する給排
圧ボート、Ｊが弁箱４１の外壁に設けられる。

なお、第２図において、５８は切換弁、５９は送圧用コ
ンプレッサ、６０ｉｄ盲蓋ヨ稠千＃ホー°゛≠を示す。

以上において、この制御バルブ４０に上述の作用を行な
わせるには、第２図のように、制御装置１がノーマルオ
ーブンに設定されている場合、配管６１．６２．６３に
より給排圧ボート０．１！：Ｇ、Ｄ々Ｊ　、Δと■がそ
ねぞれ接続される一方、配管６４．６５によって給用圧
ボートＦと１１が切換弁５ＢＶＣ接続きれる。

この状態において、切換弁５８が中立位＠に設定されて
いるとき、第２図から明らか々ように、制制バルブ４０
しておける紛排圧ボー）　Ｆと１が連通孔５５、弁孔４
９、連通孔５７Ｖｃよって連通される関係上、シリンダ
７の第１圧力室１１ａが大気に開放され、弁体４ａ　、
　５ａが弾性部材１２の付勢によってその上限に設定さ
れて、上部弁機構４が閉塞される。したがって、第１流
路３ａおよび第３流路３ｃの相互間のみが連通される。

つぎに、弁体４ａ　、　５ａを所望の中間位置に設定す
るときは、上述のように位置決め部材１８を所定のレベ
ルに変位させた後、切換弁５８全第１位置４’ＰＬに設
定する。これにより、給排圧ポートＦから送圧された流
体圧が第１ピストン４５の受圧面４５ａに作用し、この
第７ピストン４５を第３図中矢印Ｓのように下動させる
。このため、その第７弁体５１ａが第１弁座部５０ａを
閉じ、上記流体圧は給排圧ボー）Ｇおよび配管６１を通
して給排圧ボートＣに人る。一方、給排圧ボートＪと■
は、連通孔５６、弁孔４９および連通孔５７ニよって連
通されているため、給排圧ボー）ＤとＨ［連通されてい
る。したがって、上述したところと同様にして弁体４ａ
　、　５ａか所定の中間位置に設定され、各流路３ａ、
３ｂ、３ｃか相互に連通される。

この状態から、下部弁機構５を閉しる必要が牛じた場合
には、切換弁５８を第２位置Ｐ２に設定し給排圧ボート
ＨＫ送圧する。これにより、第４図のように、給排圧ボ
ー１−Ｆから送圧された流体圧が第２ピストン４６の受
圧面４６ａ　Ｋ作用し、この第２ピストン４６を第４図
中矢印Ｔのように上動させる。

このため、第２弁座部５０ｂと第２弁体５１ｂとの押合
いによってこれが閉じられ、シリンダ７の第１圧力室１
１ａへは、給排圧ボー）Ｉおよび配管６３を通して直接
流体圧が送給されることになり、弁体４ａ、５ａが弾性
部１ｆＡ１２の付勢に抗してその下限まで移動され、下
部弁機構５が閉じられる。

これに対し、制御装置１がノーマルクローズに設定され
ている場合は、第９図のように、配管６６゜６７．６８
　ｔζよって給排圧ボート■りと（Ｕ、’ＤとＪ　、Ｂ
と１夕そ１１ぞれ接続する。この場合の作用は上述し２
．生きころから明らかであるのてその詳細は省略する。

以」−の説明から明らかなように、この発明によｆｌば
、弁体に連結されたピストンを往動または復動方向へ（
＝Ｊ勢する弾性部＋４の設置箇所をシリンダの第１圧力
室おＪ、び第２圧力室の相互間で変更するだけ′て、そ
のノーマルオープンおよびノーマルクローズの状態を容
易に設定できるので、この要望に対処するために、従来
のように各別の制御装置を要せず、また、犬がかりな配
管工事が不要となるばかりでなく、装置全体がコンパク
ト化され、価格も低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｑｊこの発明の実施例（でよる制御装置が取（＝
ＪＵらノｌだ三位置間換弁の一部切欠側面図、第２図ｖ
′、１制御バルブが取イ」けられた制御装置の一部切欠
側面図、第３図および第４図は制御バルブの作動を説明
するだめの縦断側面図、第５図および第６図に制御装置
の作動を説明するための要部縦断側面図、第７図はノー
マルオーブン時の配管系統図、第８図および第９図はノ
ーマルクローズ時の配管系統図である。 １・・・制御装置、２・・・三位置間換弁、３ａ、３ｂ
、３ｃ・・・流路、４，５・・・弁機構、４ａ、５ａ・
・・弁体、６・・・ピストン、７ＴＴＴシリンダ、１０
・譬・連結ロッド、１１ａ−Ｑ・第１圧力室、ｌｌｂ・
・・第２圧力室、１２・・・弾性部材、１３・・・制御
用弁箱、＋３ａ・・・筒状壁、１５・・・第１室、１６
・・・第、２曇ｉ室、１８・・・位置決め部材、２０・
・・回動部材、２３・・・ハンドル、２６・・・制ａ　
用ロッド、２７・・・１ｍｌ孔、２７ａ・・・第１室側
ボート、２７ｂ・・・第２室側ボート、２８・・・可動
弁部材、２８ａ・・・第７弁部、２８ｂ・・・第２弁部
、２９・・・位置決め機構、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ・・・
給朗圧ボート。 第３図 ６１９４ 第４図 ５ａ 第５図 第６図 ９ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁体が上下限およびその中間の三位置相互間で切換えら
   Ｊすることにより、三つの流路が三種の異なる連通状態
   （（設定されるように構成された正位置切換弁において
   、上記弁体に連結されたピストンを内蔵するシリンダの
   上記ピストンによって区画形成された第１圧力室および
   第２圧力室の各外０７　Ｋそれぞれ給料１圧ボートを設
   け、上記ピストンを往動または復動力向へイ」勢する弾
   性部４１を上記第７圧力室および第２圧力室へ択一的に
   介装可能とする一方、相異なる第１室および第２室が区
   画形成された制御用弁箱の上記第１室に上記弁体の中間
   位置設定用の位置決め部材を変位可能ｔ／ｃ設（プ、こ
   の弁箱の第１室および第２室を挿通して設りられた制御
   用ロッドを上記弁体に連結し、この制御用ロッドに、」
   二記弁箱の第１室および第３基を相げに連通する通孔を
   形成する・とともに、上記第１室において可動弁部材を
   軸方向摺動自在に外（６；シ、この可動弁部材に上記第
   １室側ボートを開閉すＺ）第７弁部と、上記位置決め部
   材に形成された弁座に対応する第２弁部とを設り、上記
   第２弁部か上記弁座に当接していないときのみ可動弁部
   ４ｎの第１弁部によって上記第１室側排気ボートか閉し
   られるように可動弁部材を制御用ロッドに対して位置決
   めする位置決め機構を、上記弁箱内部に設け、上記第１
   室におけるＬ記弁座によって区画された二つの区画室の
   各外壁ならびに上記第２室の外壁にそれぞれ給排気ボー
   トを設けたことを特徴とする正位置切換弁の制御装置。