特許 6148392 弁装置及びシール装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6148392

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】弁装置及びシール装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/524 20060101AFI20170607BHJP

   B65B 51/10 20060101ALI20170607BHJP

   F16H 25/00 20060101ALN20170607BHJP

   F16H 19/04 20060101ALN20170607BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/524 A

   B65B51/10 Z

   !F16H25/00 Z

   !F16H19/04 Z

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-197327(P2016-197327)

(22)【出願日】2016年10月5日

【審査請求日】2017年1月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236964

【氏名又は名称】富士インパルス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樽本 和好

(72)【発明者】

【氏名】片岡 裕一郎

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９４／０２１９５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０４７００７３５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８３５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６９９４３１９（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 実開昭５６−０３２１７１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／１２−３１／１６５；３１／３６−３１／４２

Ｂ６５Ｂ ５１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチ部を有し、該スイッチ部が動作することで開閉する少なくとも一つの弁と、
電気が供給されることなく、前記弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、外周に凹凸形状を有する回転可能な少なくとも一つの制御カムと、圧力媒体が供給されることで、前記制御カムを、第１回転方向及びその反対方向である第２回転方向のうち、第１回転方向のみに回転させる駆動装置と、を備え、
前記弁は、前記制御カムが回転することで開閉するように、前記スイッチ部が前記制御カムの外周部に接するように配置される、弁装置。

【請求項2】

前記制御カムは、回転することで前記スイッチ部に接すること及び離れることを繰り返すように、配置される、請求項１に記載の弁装置。

【請求項3】

前記弁及び前記制御カムは、それぞれ複数備えられ、
前記駆動装置は、複数の前記制御カムと一体となって同じ軸線を中心に回転するように、複数の前記制御カムにそれぞれ固定される転体を備える、請求項１又は２に記載の弁装置。

【請求項4】

前記駆動装置は、圧力媒体が供給されることで往復運動する可動体と、前記可動体の往復運動を回転運動に変換して前記制御カムに伝達する変換伝達部と、を備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の弁装置。

【請求項5】

前記変換伝達部は、前記可動体に固定されるラックと、前記ラックと噛合することで回転するピニオンと、前記ピニオンの回転トルクのうち第１回転方向のみの回転トルクを前記制御カムに伝達するクラッチと、を備える、請求項４に記載の弁装置。

【請求項6】

前記ピニオンは、前記可動体が往路運動する際に、前記第１回転方向に回転し、
前記駆動装置は、前記可動体が往路運動する際に、前記可動体に対して抗力を与える抵抗体を備える、請求項５に記載の弁装置。

【請求項7】

前記駆動装置は、前記可動体が一往復運動を終えた際に、前記制御カムを原点位置に位置させる位置調整部を備え、
前記位置調整部は、前記制御カムと一体となって回転する回転体と、前記制御カムが原点位置に位置する際に、前記回転体を係止する係止体と、を備える、請求項５又は６に記載の弁装置。

【請求項8】

前記係止体は、前記回転体の外周部をスライドし、
前記位置調整部は、前記係止体を前記回転体に加圧接触させる加圧体を備え、
前記回転体は、前記制御カムが原点位置に位置する際に、前記係止体に係止される凹状の係止部を備え、
前記可動体の１回の往路運動による前記ピニオンの前記第１回転方向の回転量は、１回転以下であり、
前記回転体は、前記可動体の１回の往路運動により前記係止体が位置する位置から前記係止部まで、前記係止体を案内する案内部をさらに備え、
前記案内部は、前記係止体に加圧接触されることで前記回転体が前記第１回転方向に回転するために、前記係止部に向けて次第に深くなる、請求項７に記載の弁装置。

【請求項9】

対象物を挟んでシールするために、互いに接離する一対のシール部と、
前記請求項１〜８の何れか１項に記載の弁装置と、を備え、
前記弁装置は、前記一対のシール部の少なくとも一方の動作を制御する、シール装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開閉する弁を少なくとも一つ備える弁装置に関し、また、当該弁装置を備えるシール装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シール装置として、開閉する弁と、該弁を制御する制御装置を備えるシール装置が、知られている（例えば、特許文献１）。ところで、斯かるシール装置においては、弁は、電磁弁であり、制御装置は、ＣＰＵ等の電気シーケンサである。したがって、弁を制御するために、電気が供給されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−８３５０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、課題は、電気が供給されることなく、弁を制御することができる弁装置及びシール装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

弁装置は、スイッチ部を有し、該スイッチ部が動作することで開閉する少なくとも一つの弁と、電気が供給されることなく、前記弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、外周に凹凸形状を有する回転可能な少なくとも一つの制御カムと、圧力媒体が供給されることで前記制御カムを回転させる駆動装置と、を備え、前記弁は、前記制御カムが回転することで開閉するように、前記スイッチ部が前記制御カムの外周部に接するように配置される。

【0006】

また、弁装置においては、前記駆動装置は、圧力媒体が供給されることで往復運動する可動体と、前記可動体の往復運動を回転運動に変換して前記制御カムに伝達する変換伝達部と、を備える、という構成でもよい。

【0007】

また、弁装置においては、前記変換伝達部は、前記可動体に固定されるラックと、前記ラックと噛合することで回転するピニオンと、前記ピニオンの回転トルクのうち第１回転方向のみの回転トルクを前記制御カムに伝達するクラッチと、を備える、という構成でもよい。

【0008】

また、弁装置においては、前記ピニオンは、前記可動体が往路運動する際に、前記第１回転方向に回転し、前記駆動装置は、前記可動体が往路運動する際に、前記可動体に対して抗力を与える抵抗体を備える、という構成でもよい。

【0009】

また、弁装置においては、前記駆動装置は、前記可動体が一往復運動を終えた際に、前記制御カムを原点位置に位置させる位置調整部を備え、前記位置調整部は、前記制御カムと一体となって回転する回転体と、前記制御カムが原点位置に位置する際に、前記回転体を係止する係止体と、を備える、という構成でもよい。

【0010】

また、弁装置においては、前記係止体は、前記回転体の外周部をスライドし、前記位置調整部は、前記係止体を前記回転体に加圧接触させる加圧体を備え、前記回転体は、前記制御カムが原点位置に位置する際に、前記係止体に係止される凹状の係止部を備え、前記可動体の１回の往路運動による前記ピニオンの前記第１回転方向の回転量は、１回転以下であり、前記回転体は、前記可動体の１回の往路運動により前記係止体が位置する位置から前記係止部まで、前記係止体を案内する案内部をさらに備え、前記案内部は、前記係止体に加圧接触されることで前記回転体が前記第１回転方向に回転するために、前記係止部に向けて次第に深くなる、という構成でもよい。

【0011】

また、シール装置は、対象物を挟んでシールするために、互いに接離する一対のシール部と、前記弁装置と、を備え、前記弁装置は、前記一対のシール部の少なくとも一方の動作を制御する。

【発明の効果】

【0012】

以上の如く、弁装置及びシール装置は、電気が供給されることなく、弁を制御することができる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施形態に係るシール装置の全体斜視図である。

【図2】図２は、同実施形態に係る弁装置の全体斜視図である。

【図3】図３は、同実施形態に係る弁装置の側面図であって、往路運動を開始する前の状態（復路運動を終了した状態）を示す図である。

【図4】図４は、同実施形態に係る弁装置の側面図であって、往路運動を終了した状態（復路運動を開始する前の状態）を示す図である。

【図5】図５は、同実施形態に係る制御装置の要部図であって、一部が断面を示す図である。

【図6】図６は、同実施形態に位置調整部の概要図である。

【図7】図７は、同実施形態に位置調整部の要部図であって、位置調整を説明する図である。

【図8】図８は、同実施形態に位置調整部の要部図であって、位置調整を説明する図である。

【図9】図９は、他の実施形態に係る制御装置の要部図であって、一部が断面を示す図である。

【図10】図１０は、図９のＸ−Ｘ線の断面図である。

【図11】図１１は、さらに他の実施形態に係る駆動装置の要部概要図である。

【図12】図１２は、同実施形態に係る駆動装置の要部概要図である。

【図13】図１３は、さらに他の実施形態に係る位置調整部の要部概要図である。

【図14】図１４は、同実施形態に係る位置調整部の要部概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、弁装置及びシール装置における一実施形態について、図１〜図８を参酌して説明する。なお、各図（図９〜図１４も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

【0015】

図１に示すように、本実施形態に係るシール装置１は、対象物を挟んでシールする一対のシール部１ａ，１ｂと、第１シール部１ａを動作させる動作部１ｃと、内部に各構成を収容する筐体１ｄとを備えている。なお、図１に図示していないが、シール装置１は、筐体１ｄの内部に、第１シール部１ａの動作等を制御する弁装置２を備えている。

【0016】

そして、シール装置１は、第２シール部１ｂの内部に蒸気（加熱媒体）を供給するための蒸気供給部１ｅと、第２シール部１ｂの内部や各構成（例えば、弁装置２）に圧縮エア（冷却媒体、圧力媒体）を供給するためのエア供給部１ｆと、第２シール部１ｂの内部から各媒体を排出するための排出部１ｇとを備えている。また、シール装置１は、一対のシール部１ａ，１ｂでシールする際の加熱時間を設定するタイマ１ｈと、第２シール部１ｂの温度を検出して表示する温度計１ｉとを備えている。

【0017】

図２に示すように、弁装置２は、開閉する複数の弁３と、電気が供給されることなく、弁３を制御する制御装置４とを備えている。制御装置４は、外周に凹凸形状を有する回転可能な複数の制御カム５と、圧力媒体が供給されることで制御カム５を回転させる駆動装置６とを備えている。

【0018】

弁３は、媒体（例えば、圧縮エア）が入るための入口部３ａと、開放した際に、該媒体が出るための出口部３ｂとを備えている。また、弁３は、スイッチ部３ｃを備えている。そして、弁３は、該スイッチ部３ｃが動作することで、開閉する。具体的には、弁３は、電気が供給されることなく、動作するメカニカルバルブである。

【0019】

そして、弁３は、制御カム５が回転することで開閉するように、スイッチ部３ｃが制御カム５の外周部に接するように配置されている。なお、スイッチ部３ｃは、常に、制御カム５の外周部に接する構成に限られず、例えば、接すること及び離れることを繰り返す構成でもよい。即ち、弁３が開放する際（又は閉塞する際）のみに、スイッチ部３ｃは、制御カム５の外周部に接する構成でもよい。

【0020】

なお、複数の弁３は、例えば、第２シール部１ｂに加熱媒体（蒸気）や冷却媒体（圧縮エア）を供給するために、開閉する熱媒体用弁を備えている。また、複数の弁３は、例えば、動作部１ｃに圧力媒体（圧縮エア）を供給するために、開閉する圧力媒体用弁を備えている。

【0021】

駆動装置６は、本体７ａ，８ａに対して可動する可動体７ｂ，８ｂを有する第１及び第２シリンダ７，８を備えている。また、駆動装置６は、第１及び第２シリンダ７，８の往復直線運動を回転運動に変換して制御カム５に伝達する変換伝達部９と、第１及び第２シリンダ７，８に対して抗力を与える抵抗体１０とを備えている。

【0022】

本実施形態においては、第１及び第２シリンダ７，８は、圧力媒体が圧縮エアであるエアシリンダを二つ備えているが、斯かる構成に限られない。例えば、シリンダは、圧力媒体が油である油圧シリンダである、という構成でもよく、また、例えば、シリンダは、一つ備えられている、という構成でもよい。

【0023】

変換伝達部９は、第２可動体８ｂに固定される長尺な直線状のラック１１と、外周部がラック１１の側面と噛合することで回転するピニオン１２と、ピニオン１２の回転トルクのうち第１回転方向Ｄ４のみの回転トルクを制御カム５に伝達するクラッチ１３とを備えている。また、本実施形態においては、抵抗体１０は、弦巻バネとしているが、斯かる構成に限られない。例えば、抵抗体１０は、ロータリーダンパーでもよい。

【0024】

ここで、駆動装置６の動作について説明する。まず、図３に示すように、第１及び第２シリンダ７，８が前回の往復運動を終えた際には、第１可動体７ｂの大部分は、第１本体７ａの外に配置されており、第２可動体８ｂの大部分は、第２本体８ａの中に配置されている。

【0025】

そして、第１及び第２本体７ａ，８ａにそれぞれ圧力媒体が供給されることで、図４に示すように、第１可動体７ｂが第１本体７ａの中に入るように動き、第２可動体８ｂが第２本体８ａから外に出るように動く。このとき、第２シリンダ８は、第１シリンダ７に対して移動している。これにより、第２可動体８ｂが、第１本体７ａに対して直線の往路運動をする（第１方向Ｄ１の矢印方向（図３及び図４のおいては、左方向）に移動する）。

【0026】

それに伴って、ラック１１が第２可動体８ｂと共に直線運動をし、ピニオン１２がラック１１と噛合することで第１回転方向Ｄ４に回転運動する。そして、クラッチ１３がピニオン１２の第１回転方向Ｄ４の回転トルクを制御カム５に伝達するため、制御カム５は、第１回転方向Ｄ４に回転する。

【0027】

ところで、制御カム５の外周部が凹凸形状であり、また、複数の制御カム５の外周部の凹凸形状もそれぞれ異なるため、複数の制御カム５を一体に回転させるために必要な回転トルクは、回転する位置で変化する。そして、該回転トルクの変化は、変換伝達部９を経由して、第２可動体８ｂに伝達され、第２可動体８ｂの抗力となる。これにより、第１及び第２シリンダ７，８に同じ量の圧力媒体が供給され続けても、第２可動体８ｂの移動速度が変化することになる。

【0028】

そこで、抵抗体１０は、伸びるように弾性変形するため、第２可動体８ｂが往路運動する際に、第２可動体８ｂに対して抗力を与えている。そして、該抗力は、該回転トルクよりも、大きく設定されている。例えば、該抗力は、該回転トルクの２倍以上であり、好ましくは、５倍以上であり、さらに好ましくは、１０倍以上である。

【0029】

これにより、該回転トルクの変化が、該抗力に対して小さいため、第２可動体８ｂに対する抗力は、略一定となる。したがって、第１及び第２シリンダ７，８に同じ量の圧力媒体が供給され続けることで、第２可動体８ｂの移動速度は、略一定となる。その結果、ラック１１の移動速度、ピニオン１２の回転速度、及び制御カム５の回転速度も、略一定となる。

【0030】

その後、第１及び第２本体７ａ，８ａからそれぞれ圧力媒体が排出されると、抵抗体１０が第２可動体８ｂに抗力を与えているため、図３に示すように、第１可動体７ｂが第１本体７ａから外に出るように動き、第２可動体８ｂが第２本体８ａの中に入るように動く。これにより、第２可動体８ｂは、第１本体７ａに対して直線の復路運動をする（第１方向Ｄ１の矢印方向と反対方向（図３及び図４においては、右方向）に移動する）。

【0031】

それに伴って、ラック１１が第２可動体８ｂと共に直線運動をし、ピニオン１２がラック１１と噛合することで第２回転方向Ｄ５に回転運動する。しかしながら、クラッチ１３は、ピニオン１２の第２回転方向Ｄ５の回転トルクを制御カム５に伝達しない。これにより、制御カム５は、回転しない。

【0032】

このように、第１及び第２本体７ａ，８ａにそれぞれ圧力媒体が供給されることで、第２可動体８ｂは、第１本体７ａに対して往復運動する。そして、変換伝達部９は、第２可動体８ｂの往路運動を第１回転方向Ｄ４の回転運動に変換して制御カム５に伝達する一方、第２可動体８ｂの復路運動を制御カム５に伝達しない。

【0033】

ここで、クラッチ１３の構造について説明する。図５に示すように、クラッチ１３は、環状の外転体１３ａと、外転体１３ａの内部に配置される内転体１３ｂと、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクの伝達と当該伝達の遮断を行うクラッチ部１３ｃとを備えている。本実施形態においては、クラッチ１３は、ワンウェイクラッチとしている。

【0034】

外転体１３ａは、複数の制御カム５に固定されており、複数の制御カム５と一体となって同じ軸線を中心に回転する。そして、内転体１３ｂは、軸状に形成され、端部がピニオン１２に固定されており、ピニオン１２と一体となって同じ軸線を中心に回転する。また、本実施形態においては、クラッチ部１３ｃは、クラッチローラ（スチールボール）１３ｄ及びスプリング１３ｅを有するカム式としているが、例えば、スプラグ式でもよい。

【0035】

そして、内転体１３ｂの第１回転方向Ｄ４の回転速度が外転体１３ａの当該速度よりも大きい場合に、クラッチ部１３ｃは、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクを伝達する。また、外転体１３ａの第２回転方向Ｄ５の回転速度が内転体１３ｂの当該速度よりも大きい場合に、クラッチ部１３ｃは、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクを伝達する。

【0036】

反対に、内転体１３ｂの第２回転方向Ｄ５の回転速度が外転体１３ａの当該速度よりも大きい場合に、クラッチ部１３ｃは、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクの伝達を遮断する。また、外転体１３ａの第１回転方向Ｄ４の回転速度が内転体１３ｂの当該速度よりも大きい場合に、クラッチ部１３ｃは、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクの伝達を遮断する。

【0037】

そこで、第２可動体８ｂ及びラック１１が往路運動した際には、ピニオン１２及び内転体１３ｂが第１回転方向Ｄ４に回転する。これにより、内転体１３ｂの第１回転方向Ｄ４の回転速度が、停止している外転体１３ａの当該速度よりも大きくなるため、内転体１３ｂの回転トルクは、クラッチ部１３ｃにより、外転体１３ａに伝達される。その結果、外転体１３ａが第１回転方向Ｄ４に回転するため、制御カム５は、外転体１３ｄと一体となって第１回転方向Ｄ４に回転する。

【0038】

反対に、第２可動体８ｂ及びラック１１が復路運動した際には、ピニオン１２及び内転体１３ｂが第２回転方向Ｄ５に回転する。これにより、内転体１３ｂの第２回転方向Ｄ５の回転速度が、停止している外転体１３ａの当該速度よりも大きくなるため、内転体１３ｂの回転トルクは、クラッチ部１３ｃにより、外転体１３ａに伝達されない。その結果、外転体１３ａ及び制御カム５は、回転しない。

【0039】

このように、第２可動体８ｂ及びラック１１が往路運動し、ピニオン１２が第１回転方向Ｄ４に回転した際には、クラッチ１３は、制御カム５に第１回転方向Ｄ４の回転トルクを伝達する。一方、第２可動体８ｂ及びラック１１が復路運動し、ピニオン１２が第２回転方向Ｄ５に回転した際には、クラッチ１３は、制御カム５に第２回転方向Ｄ５の回転トルクを伝達しない。

【0040】

ところで、変換伝達部９は、ラック１１と、ピニオン１２と、ピニオン１２の回転トルクのうち第１回転方向Ｄ４のみの回転トルクを制御カム５に伝達するクラッチ１３とを備えている。したがって、ラック１１の往路運動のみが回転運動に変換されて、制御カム５に伝達されるため、ラック１１の往路運動で、制御カム５が正確に一回転しなかった場合に、制御カム５の回転開始位置が徐々に位置ずれすることになる。

【0041】

それに対して、図６に示すように、駆動装置６は、第２可動体８ｂが一往復運動を終えた際に、制御カム５を原点位置（制御カム５が回転を開始する際に位置すべき位置）に位置させる位置調整部１４を備えている。該位置調整部１４は、回転する回転体１５と、回転体１５の外周部をスライドし、制御カム５が原点位置に位置する際に、回転体１５を係止する係止体１６とを備えている。

【0042】

回転体１５は、外転体１３ａに固定されており、外転体１３ａと一体となって同じ軸線を中心に回転する。したがって、回転体１５は、制御カム５と一体となって同じ軸線を中心に回転する。また、位置調整部１４は、係止体１６を回転体１５に径方向内方に向けて加圧接触させる加圧体１７を備えている。本実施形態においては、加圧体１７は、弦巻バネとしている。

【0043】

そして、第２可動体８ｂ及びラック１１の１回の往路運動によるピニオン１２の第１回転方向Ｄ４の回転量は、１回転以下（本実施形態においては、１回転未満）に設定されている。そこで、回転体１５は、制御カム５が原点位置に位置する際に、係止体１６に係止される凹状の係止部１５ａと、係止体１６を係止部１５ａに案内する案内部１５ｂとを備えている。

【0044】

案内部１５ｂは、係止部１５ａと、第１回転方向Ｄ４側で連接されている。具体的には、案内部１５ｂは、少なくとも、第２可動体８ｂ及びラック１１の１回の往路運動により係止体１６が位置する位置から、係止部１５ａまで、配置されている。そして、案内部１５ｂは、係止部１５ａに向けて次第に深くなっている。

【0045】

ここで、位置調整部１４の作用について説明する。まず、第２可動体８ｂ及びラック１１が往路運動をすると、図７に示すように、係止体１６は、回転体１５の案内部１５ｂに位置している。このとき、第２可動体８ｂ及びラック１１が復路運動を開始し、内転体１３ｂが第２回転方向Ｄ５に回転しても、外転体１３ａが回転しないため、回転体１５も第２回転方向Ｄ５に回転しない。

【0046】

一方、係止体１６は、係止部１５ａに向けて次第に深くなっている案内部１５ｂに、加圧接触している。これにより、回転体１５は、係止体１６及び加圧体１７から、第１回転方向Ｄ４の回転トルクを受けることになる。このとき、内転体１３ｂが第２回転方向Ｄ５に回転している、又は、停止しているため、回転体１５及び外転体１３ａの第１回転方向Ｄ４の速度が、内転体１３ｂの当該速度よりも大きくなっている。

【0047】

これにより、クラッチ部１３ｃが、外転体１３ａ及び内転体１３ｂ間の回転トルクの伝達を遮断するため、外転体１３ａ及び回転体１５は、内転体１３ｂに係止されることなく、第１回転方向Ｄ４に回転する。そして、図８に示すように、回転体１５の係止部１５ａが係止体１６に係止されることで、制御カム５は、原点位置に位置する。これにより、制御カム５の回転開始位置は、常に、原点位置となる。

【0048】

このように、本実施形態に係るシール装置１及び弁装置２によれば、弁３や制御装置４に、電気が供給されることなく、複数の弁３を制御することができる。したがって、シール装置１及び弁装置２は、電気を必要としない完全な防爆仕様のシール装置１及び弁装置２としても使用することもできる。

【0049】

以上より、本実施形態に係るシール装置１は、対象物を挟んでシールするために、互いに接離する一対のシール部１ａ，１ｂと、前記弁装置２と、を備え、前記弁装置２は、前記一対のシール部１ａ，１ｂの少なくとも一方（本実施形態においては、一方のシール部１ａ）の動作を制御する。

【0050】

また、本実施形態に係る弁装置２は、スイッチ部３ｃを有し、該スイッチ部３ｃが動作することで開閉する少なくとも一つの弁３と、電気が供給されることなく、前記弁３を制御する制御装置４と、を備え、前記制御装置４は、外周に凹凸形状を有する回転可能な少なくとも一つの制御カム５と、圧力媒体が供給されることで前記制御カム５を回転させる駆動装置６と、を備え、前記弁３は、前記制御カム５が回転することで開閉するように、前記スイッチ部３ｃが前記制御カム５の外周部に接するように配置される。

【0051】

斯かる構成によれば、制御カム５は、外周に凹凸形状を有していると共に、回転可能である。また、圧力媒体が駆動装置６に供給されることで、駆動装置６は、電気が供給されることなく、制御カム５を回転させる。そして、弁３のスイッチ部３ｃが制御カム５の外周部に接しているため、スイッチ部３ｃが制御カム５の回転に伴って動作することで、弁３が開閉する。これにより、電気が供給されることなく、弁３を制御することができる。

【0052】

また、本実施形態に係る弁装置２においては、前記駆動装置６は、圧力媒体が供給されることで往復運動する可動体８ｂと、前記可動体８ｂの往復運動を回転運動に変換して前記制御カム５に伝達する変換伝達部９と、を備える、という構成である。

【0053】

斯かる構成によれば、圧力媒体が供給されることで、可動体８ｂが往復運動する。そして、変換伝達部９が、可動体８ｂの往復運動を回転運動に変換して制御カム５に伝達する。これにより、例えば、可動体８ｂの一往復運動が、制御カム５の一回転に対応させることで、繰り返し制御の安定性（毎回同じ制御を行えること）を確保することができる。

【0054】

また、本実施形態に係る弁装置２においては、前記変換伝達部９は、前記可動体８ｂに固定されるラック１１と、前記ラック１１と噛合することで回転するピニオン１２と、前記ピニオン１２の回転トルクのうち第１回転方向Ｄ４のみの回転トルクを前記制御カム５に伝達するクラッチ１３と、を備える、という構成である。

【0055】

斯かる構成によれば、ピニオン１２は、可動体８ｂに固定されるラック１１と噛合することで、回転する。そして、クラッチ１３は、ピニオン１２の回転トルクのうち第１回転方向Ｄ４のみの回転トルクを、制御カム５に伝達している。これにより、制御カム５が第１回転方向Ｄ４のみに回転するため、適切な制御を行うことができる。

【0056】

また、例えば、可動体８ｂが一方側にむけて等速の直線運動を行うことで、制御カム５は、第１回転方向Ｄ４に等速の回転運動を行うことができる。したがって、制御カム５の等速の回転運度を容易に実現することができるため、さらに適切な制御を行うことができる。

【0057】

また、本実施形態に係る弁装置２においては、前記ピニオン１２は、前記可動体８ｂが往路運動する際に、前記第１回転方向Ｄ４に回転し、前記駆動装置６は、前記可動体８ｂが往路運動する際に、前記可動体８ｂに対して抗力を与える抵抗体１０を備える、という構成である。

【0058】

斯かる構成によれば、可動体８ｂが往路運動する際に、ピニオン１２が第１回転方向Ｄ４に回転するため、制御カム５も、第１回転方向Ｄ４に回転する。このとき、制御カム５の外周部の形状に起因して、弁３のスイッチ部３ｃが制御カム５の外周部に接する位置が、変化することに伴って、制御カム５を回転させるための回転トルクは、変化する。これにより、制御カム５の回転速度が変化する可能性がある。

【0059】

そこで、抵抗体１０は、可動体８ｂが往路運動する際に、可動体８ｂに対して抗力を与えている。そして、当該抗力が、制御カム５を回転させるための回転トルクの変化よりも、大きくなればなるほど、当該回転トルクの変化に起因する制御カム５の回転速度の変化が小さくなる。これにより、例えば、制御カム５が略等速の回転運動を行うことができるため、適切な制御を行うことができる。

【0060】

また、本実施形態に係る弁装置２においては、前記駆動装置６は、前記可動体８ｂが一往復運動を終えた際に、前記制御カム５を原点位置に位置させる位置調整部１４を備え、前記位置調整部１４は、前記制御カム５と一体となって回転する回転体１５と、前記制御カム５が原点位置に位置する際に、前記回転体１５を係止する係止体１６と、を備える、という構成である。

【0061】

斯かる構成によれば、可動体８ｂが一往復運動を終えた際に、位置調整部１４は、制御カム５を原点位置に位置させている。そして、制御カム５が原点位置に位置する際に、係止体１６は、制御カム５と一体となって回転する回転体１５を係止している。これにより、制御カム５が常に原点位置から制御（回転）を開始するため、繰り返し制御の安定性を確保することができる。

【0062】

また、本実施形態に係る弁装置２においては、前記係止体１６は、前記回転体１５の外周部をスライドし、前記位置調整部１４は、前記係止体１６を前記回転体１５に加圧接触させる加圧体１７を備え、前記回転体１５は、前記制御カム５が原点位置に位置する際に、前記係止体１６に係止される凹状の係止部１５ａを備え、前記可動体８ｂの１回の往路運動による前記ピニオン１２の前記第１回転方向Ｄ４の回転量は、１回転以下であり、前記回転体１５は、前記可動体８ｂの１回の往路運動により前記係止体１６が位置する位置から前記係止部１５ａまで、前記係止体１６を案内する案内部１５ｂをさらに備え、前記案内部１５ｂは、前記係止体１６に加圧接触されることで前記回転体１５が前記第１回転方向Ｄ４に回転するために、前記係止部１５ａに向けて次第に深くなる、という構成である。

【0063】

斯かる構成によれば、係止体１６は、加圧体１７により回転体１５の外周部に加圧接触しつつ、回転体１５の外周部をスライドしている。そして、制御カム５が原点位置に位置する際に、係止体１６は、回転体１５の凹状の係止部１５ａを係止している。ところで、可動体８ｂの１回の往路運動によるピニオン１２の第１回転方向Ｄ４の回転量は、１回転以下である。これにより、可動体８ｂの１回の往復運動により、制御カム５が原点位置を超えることはない。

【0064】

そして、案内部１５ｂは、可動体８ｂの１回の往路運動により係止体１６が位置する位置から係止部１５ａまで、係止部１５ａに向けて次第に深くなっている。これにより、係止体１６が案内部１５ｂを加圧接触しているため、回転体１５は、第１回転方向Ｄ４に回転する。そして、係止体１６が案内部１５ｂに係止部１５ａまで案内されて係止部１５ａを係止することで、制御カム５は、原点位置に位置する。

【0065】

なお、シール装置１及び弁装置２は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、シール装置１及び弁装置２は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

【0066】

上記実施形態に係る弁装置２においては、駆動装置６は、往復運動する可動体８ｂと、可動体８ｂの往復運動を回転運動に変換して制御カム５に伝達する変換伝達部９とを備えている、という構成である。即ち、駆動装置６は、往復運動する可動体８ｂを有する駆動源（シリンダ）７，８を備えている、という構成である。しかしながら、弁装置２は、斯かる構成に限られない。例えば、図９及び図１０に示すように、駆動装置６は、回転運動をする駆動源１８を備えている、という構成でもよい。

【0067】

図９及び図１０に係る駆動源１８は、制御カム５（内転体１３ｂ）と一体となって同じ軸線を中心に回転する軸体１８ａと、軸体１８ａと一体となって同じ軸線を中心に回転する板体１８ｂと、軸体１８ａ及び板体１８ｂの内部に圧力媒体（例えば、油、水、圧縮エア）を流通させる流通部１８ｃとを備えている。そして、板体１８ｂの内部の流通部１８ｃは、径方向に対して交差するように延びている。

【0068】

これにより、圧力媒体が、流通部１８ｃの内部を流通し、板体１８ｂから勢いよく噴出することで、第１回転方向Ｄ４の回転トルクが板体１８ｂに発生する。したがって、駆動源１８に圧力媒体が供給されることで、駆動装置６は、制御カム５を第１回転方向Ｄ４に回転させることができる。

【0069】

また、上記実施形態に係る弁装置２においては、変換伝達部９は、可動体８ｂに固定されるラック１１と、ラック１１と噛合することで回転するピニオン１２とを備えている、という構成である。しかしながら、弁装置２は、斯かる構成に限られない。例えば、図１１及び図１２に示すように、変換伝達部９は、制御カム５（内転体１３ｂ）と一体となって同じ軸線を中心に回転する円体１９と、円体１９と可動体７ｂとを連結するリンク２０と備えている、という構成でもよい。

【0070】

図１１及び図１２に係る変換伝達部９は、リンク２０が死点に位置する際に、円体１９を第１回転方向Ｄ４に付勢する付勢体２１を備えている。なお、図１１及び図１２においては、付勢体２１は、弦巻バネとしている。また、図１１及び図１２に係る駆動装置６は、本体７ａ及び可動体７ｂを有する一つのシリンダ７を備えている。

【0071】

そして、図１１に示すように、リンク２０が第１の死点に位置する際に、付勢体２１は、縮むように弾性変形しているため、伸びるような弾性復元力を発生する。これにより、付勢体２１は、円体１９を第１回転方向Ｄ４に付勢している。

【0072】

また、図１２に示すように、リンク２０が第２の死点に位置する際に、付勢体２１は、伸びるように弾性変形しているため、縮むような弾性復元力を発生する。これにより、付勢体２１は、円体１９を第１回転方向Ｄ４に付勢している。

【0073】

なお、図１１及び図１２に係る変換伝達部９においては、例えば、可動体７ｂが等速の直線往復運動をした場合に、円体１９、即ち、制御カム５は、等速の回転運動にはならない。したがって、制御カム５を等速の回転運動とするためには、可動体７ｂの直線往復運動の速度を変化させる必要がある。

【0074】

また、上記実施形態に係る弁装置２においては、位置調整部１４は、係止部１５ａに連接する案内部１５ｂを備えており、可動体８ｂの１回の往路運動によるピニオン１２の第１回転方向Ｄ４の回転量は、１回転以下である、という構成である。しかしながら、弁装置２は、斯かる構成に限られない。例えば、図１３及び図１４に示すように、可動体８ｂの１回の往路運動によるピニオン１２の第１回転方向Ｄ４の回転量は、１回転以上である、という構成でもよい。

【0075】

図１３及び図１４に係る係止体１６は、例えば圧力媒体が供給されることで、回転体１５に対して上下方向に移動することができる。また、図１３及び図１４に係る位置調整部１４は、ピニオン１２と制御カム５との間に、所定のトルク以上がかかると接続を遮断する接続部２２を備えている。該接続部２２は、例えば、トルクリミッタや安全クラッチともいう。

【0076】

ここで、図１３及び図１４に係る位置調整部１４の作用について説明する。まず、係止体１６は、制御カム５が原点位置に位置する際に、回転体１５の凹状の係止部１５ａを係止している。そして、制御カム５が回転を開始する際に、係止体１６は、上昇し、回転体１５の係止部１５ａから抜き出る。その後、回転体１５が第１回転方向Ｄ４に所定量回転すると、係止体１６は、下降し、回転体１５の外周部に、径方向内方に加圧接触しつつスライドする。

【0077】

そして、ピニオン１２及び制御カム５の第１回転方向Ｄ４の回転量が１回転になると、係止体１６は、回転体１５の係止部１５ａに入り、回転体１５を係止する。その後、ピニオン１２が第１回転方向Ｄ４に回転しようとすると、接続部２２が接続を遮断するため、ピニオン１２は、第１回転方向Ｄ４に回転する一方、回転体１５及び制御カム５は、回転しない。これにより、制御カム５は、可動体８ｂが一往復運動を終えた際に、原点位置に位置している。

【0078】

また、上記実施形態に係る弁装置２においては、クラッチ１３は、外転体１３ａ及び内転体１３ｂを有するワンウェイクラッチである、という構成である。しかしながら、弁装置２は、斯かる構成に限られない。例えば、クラッチ１３は、ギヤ同士が噛合する状態と離れる状態とに切り替えるギヤクラッチである、という構成でもよく、ラチェット機構を有するフリーホイールである、という構成でもよい。

【0079】

また、上記実施形態に係る弁装置２は、シール装置１に用いられている、という構成である。しかしながら、弁装置２は、斯かる構成に限られない。例えば、弁装置２は、弁３で制御する包装装置や他の装置に用いられている、という構成でもよい。

【符号の説明】

【0080】

１…シール装置、１ａ…第１シール部、１ｂ…第２シール部、１ｃ…動作部、１ｄ…筐体、１ｅ…蒸気供給部、１ｆ…エア供給部、１ｇ…排出部、１ｈ…タイマ、１ｉ…温度計、２…弁装置、３…弁、３ａ…入口部、３ｂ…出口部、３ｃ…スイッチ部、４…制御装置、５…制御カム、６…駆動装置、７…第１シリンダ、７ａ…第１本体、７ｂ…第１可動体、８…第２シリンダ、８ａ…第２本体、８ｂ…第２可動体、９…変換伝達部、１０…抵抗体、１１…ラック、１２…ピニオン、１３…クラッチ、１３ａ…外転体、１３ｂ…内転体、１３ｃ…クラッチ部、１３ｄ…クラッチローラ、１３ｅ…スプリング、１４…位置調整部、１５…回転体、１５ａ…係止部、１５ｂ…案内部、１６…係止体、１７…加圧体、１８…駆動源、１８ａ…軸体、１８ｂ…板体、１８ｃ…流通部、１９…円体、２０…リンク、２１…付勢体、２２…接続部、Ｄ４…第１回転方向、Ｄ５…第２回転方向

【要約】

【課題】 電気が供給されることなく、弁を制御することができる弁装置を提供する。
【解決手段】 弁装置は、スイッチ部を有し且つ該スイッチ部が動作することで開閉する少なくとも一つの弁と、電気が供給されることなく、弁を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、外周に凹凸形状を有する回転可能な少なくとも一つの制御カムと、圧力媒体が供給されることで制御カムを回転させる駆動装置と、を備え、弁は、制御カムが回転することで開閉するように、スイッチ部が制御カムの外周部に接するように配置される。
【選択図】 図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】