特許 6889891 漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置

(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】6889891

(24)【登録日】2021年5月26日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 37/00 20060101AFI20210607BHJP

【ＦＩ】

   F16K37/00 G

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2021-24623(P2021-24623)

(22)【出願日】2021年2月18日

【審査請求日】2021年2月22日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】307032674

【氏名又は名称】京浜ハイフロー販売株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095359

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 篤

(72)【発明者】

【氏名】菅野 泰央

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１９−１５２４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５７１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−５６６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１５５９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２７０４６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３７／００

Ｇ０１Ｍ １３／００−１３／０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流入させる入口側接続口と、
前記流体を排出させる出口側接続口と、
前記入口側接続口と前記出口側接続口とに接続され、前記入口側接続口と前記出口側接続口との間の流路を開閉可能な弁本体と、
前記弁本体の下流に設けられ、常態で閉止し前記弁本体からの前記流体が所定の圧力以上のとき開放する逆止弁部と、
前記弁本体と前記逆止弁部との間の流路に設けられた弁室と、
前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な圧力検出部とを、
有することを特徴とする漏れ検知機能付き弁。

【請求項2】

前記逆止弁部は、
前記弁本体と前記出口側接続口との間の流路に設けられた弁座と、
前記出口側接続口の側から前記弁座を開閉可能な弁体と、
常態で前記弁座を閉止し前記弁本体からの前記流体が所定の圧力以上のとき前記弁座を開放するよう前記弁体を弁座側に付勢するばねとを、
有することを特徴とする請求項１記載の漏れ検知機能付き弁。

【請求項3】

前記入口側接続口と前記弁室とを有して内部に前記逆止弁部を収容する弁箱を有し、前記逆止弁部は前記出口側接続口を有し、前記圧力検出部は圧力検出器とリード線と蓋とを有し、前記圧力検出器は前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な構成を有し、前記リード線は前記圧力検出器の検出信号を外部に出力するよう前記圧力検出器に接続され、前記蓋は前記弁箱の外側面に取り付けられて前記弁箱との間に前記圧力検出器を収容していることを、特徴とする請求項２記載の漏れ検知機能付き弁。

【請求項4】

前記弁本体はダイヤフラム式電磁弁またはポペット式電磁弁から成ることを、特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏れ検知機能付き弁。

【請求項5】

弁に取り付け可能な漏れ検知装置であって、
前記弁は、流体を流入させる入口側接続口と、前記流体を排出させる出口側接続口と、前記入口側接続口と前記出口側接続口とに接続され、前記入口側接続口と前記出口側接続口との間の流路を開閉可能な弁本体とを有し、
前記出口側接続口に接続される弁室と、
前記弁室に接続され、常態で閉止し前記出口側接続口から流入する前記流体が所定の圧力以上のとき開放する逆止弁部と、
前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な圧力検出部とを、
有することを特徴とする漏れ検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、図１に示すダイヤフラム方式の２方向電磁弁および図２に示すポペット方式の２方向電磁弁がある。図１および図２に示す電磁弁は、弁箱１に入口側接続口２と出口側接続口３とを有している。電磁弁の弁本体はアクチュエータ４を有し、入口側接続口２と出口側接続口３との間の流路に弁座５を有している。アクチュエータ４は、コイル６に電流が流れると、固定鉄心７と可動鉄心８とが磁化され、可動鉄心８がコイルばね９に抗して固定鉄心７に吸引されて、可動鉄心８に連結された弁体１０が弁座５を開放し、流体を流すようになっている。なお、ダイヤフラム方式のアクチュエータ４は、ダイヤフラム１１により流路から隔てられている。

【0003】

コイル６への電流の供給を止めると、固定鉄心７と可動鉄心８とが消磁され、可動鉄心８の内部に設置されたコイルばね９の反発力によって可動鉄心８が固定鉄心７から離反して、可動鉄心８に連結された弁体１０が弁座５を閉止し、流体の流れを止める。このとき、弁体１０および弁座５の一方または両方に損傷がある場合や、弁体１０と弁座５の間に上流から流れてきた異物が挟まった場合、流体の流れを完全に閉止することができずに内部漏れ（弁座５漏れ）が発生し、装置に圧力上昇や液垂れなどを引き起こす問題があった。

【0004】

このような問題を解決可能な方法として、ソレノイド作動式流量制御弁とソレノイド作動式開閉弁と圧力変換器とが共通のハウジング内に配置され、共通の電気レセプタクルに接続されており、圧力変換器は、システムに負圧が導入される漏れテスト時に、計量オリフィス前後の差圧を検出してこの計量オリフィスを通過する流量を計測するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−６８８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の電磁弁は、漏れテストの際に漏れを検出するものであって、使用時に漏れを検出するものではないという課題があった。また、２つの電磁弁を有するため、サイズが大きく、高価になるという課題があった。

【0007】

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、使用時の漏れを検出可能であって、小型化および低廉化を図ることができる漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明に係る漏れ検知機能付き弁は、流体を流入させる入口側接続口と、前記流体を排出させる出口側接続口と、前記入口側接続口と前記出口側接続口とに接続され、前記入口側接続口と前記出口側接続口との間の流路を開閉可能な弁本体と、前記弁本体の下流に設けられ、常態で閉止し前記弁本体からの前記流体が所定の圧力以上のとき開放する逆止弁部と、前記弁本体と前記逆止弁部との間の流路に設けられた弁室と、前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な圧力検出部とを、有することを特徴とする。

【0009】

本発明に係る漏れ検知機能付き弁では、弁本体が開放するとき、流体は入口側接続口から流入し、弁本体、弁室、逆止弁部を順に通って出口側接続口から排出される。弁本体が閉止するとき、流体は停止する。このとき、逆止弁部は常態で閉止しているため、弁室は密閉される。圧力検出部は、弁室の内部の圧力変動を検出する。弁本体の漏れがなければ、密閉された弁室の内部の圧力は弁本体の閉止時の状態から変化しない。弁本体に漏れがあると、弁室の内部の圧力が弁本体の閉止時の状態より上昇していくため、圧力勾配により漏れを検出することができる。このように、使用時の漏れを検出可能であって、弁本体と逆止弁部の選択によって、小型化および低廉化を図ることができる。

【0010】

本発明に係る漏れ検知機能付き弁において、前記逆止弁部は、前記弁本体と前記出口側接続口との間の流路に設けられた弁座と、前記出口側接続口の側から前記弁座を開閉可能な弁体と、常態で前記弁座を閉止し前記弁本体からの前記流体が所定の圧力以上のとき前記弁座を開放するよう前記弁体を弁座側に付勢するコイルばねとを、有することが好ましい。
この場合、逆止弁部が弁座と弁体とコイルばねによる簡易な構成のため、小型化および低廉化を図ることができる。

【0011】

本発明に係る漏れ検知機能付き弁は、前記入口側接続口と前記弁室とを有して内部に前記逆止弁部を収容する弁箱を有し、前記逆止弁部は前記出口側接続口を有し、前記圧力検出部は圧力検出器とリード線と蓋とを有し、前記圧力検出器は前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な構成を有し、前記リード線は前記圧力検出器の検出信号を外部に出力するよう前記圧力検出器に接続され、前記蓋は前記弁箱の外側面に取り付けられて前記弁箱との間に前記圧力検出器を収容していることが好ましい。
この場合、圧力検出器が一体のため、より小型化を図ることができる。
本発明に係る漏れ検知機能付き弁において、前記弁本体はダイヤフラム式電磁弁またはポペット式電磁弁から成る。

【0012】

本発明に係る漏れ検知装置は、弁に取り付け可能な漏れ検知装置であって、前記弁は、流体を流入させる入口側接続口と、前記流体を排出させる出口側接続口と、前記入口側接続口と前記出口側接続口とに接続され、前記入口側接続口と前記出口側接続口との間の流路を開閉可能な弁本体とを有し、前記出口側接続口に接続される弁室と、前記弁室に接続され、常態で閉止し前記出口側接続口から流入する前記流体が所定の圧力以上のとき開放する逆止弁部と、前記弁室の内部の圧力変動を検出可能な圧力検出部とを、有することを特徴とする。
本発明に係る漏れ検知装置は、弁の出口側接続口に取り付けて用いられ、弁の使用時の漏れを検出することができる。本発明に係る漏れ検知装置は、簡易な構成から成るため、小型化および低廉化を図ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、使用時の漏れを検出可能であって、小型化および低廉化を図ることができる漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】従来のダイヤフラム方式の２方向電磁弁を示す縦断面図である。

【図2】従来のポペット方式の２方向電磁弁を示す縦断面図である。

【図3】本発明の実施の形態の漏れ検知機能付き弁を示す縦断面図である。

【図4】図３に示す漏れ検知機能付き弁の直角に交差する方向の縦断面図である。

【図5】本発明の実施の形態の漏れ検知機能付き弁を示す斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態の漏れ検知機能付き弁の漏れがない場合の弁室内の圧力変化を示すグラフである。

【図7】本発明の実施の形態の漏れ検知機能付き弁の漏れがある場合の弁室内の圧力変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の形態の漏れ検知機能付き弁は、生化学自動分析装置などの臨床検査用装置の流体制御に好適な電磁弁である。
図３〜図５に示すように、漏れ検知機能付き弁は、弁箱２０と、弁本体３０と、逆止弁部４０と、圧力検出部５０とを有している。
弁箱２０は、内部に、流体を流入させる入口側接続口２１を有している。弁本体３０は、ダイヤフラム方式の２方向電磁弁の構造を有する。ただし、弁本体３０は、ポペット方式の電磁弁から成っていてもよい。

【0016】

弁本体３０は、弁箱２０と一体的に設けられ、入口側接続口２１と出口側接続口２２とに接続されている。弁本体３０は、入口側接続口２１と出口側接続口２２との間の流路に主弁座３１を有している。弁本体３０は、アクチュエータ３２と主弁体３３とダイヤフラム３４とを有している。アクチュエータ３２は、フレーム３５内に収容され、コイル３６と固定鉄心３７と可動鉄心３８とコイルばね３９とを有している。主弁体３３は、ゴム弾性体から成り、可動鉄心３８に連結されている。可動鉄心３８は、可動鉄心３８の内部に設置されたコイルばね３９により、主弁座３１の方向に固定鉄心３７から離れるよう付勢されている。ダイヤフラム３４は、アクチュエータ３２を流路から隔てている。

【0017】

アクチュエータ３２は、コイル３６に電流が流れると、固定鉄心３７と可動鉄心３８とが磁化され、可動鉄心３８がコイルばね３９に抗して固定鉄心３７に吸引されて主弁体３３が主弁座３１を開放し、流体を流すようになっている。コイル３６への電流の供給を止めると、固定鉄心３７と可動鉄心３８とが消磁され、コイルばね３９の反発力によって可動鉄心３８が固定鉄心３７から離反して主弁体３３が主弁座３１を閉止し、流体の流れを止めるようになっている。これにより、弁本体３０は、入口側接続口２１と出口側接続口２２との間の流路を開閉可能である。

【0018】

逆止弁部４０は、弁箱２０の内部に収容され、弁本体３０の下流に設けられている。逆止弁部４０は、継手４１と弁座４２と弁体４３とピストン４４とコイルばね４５とを有している。継手４１は、流体を排出させる出口側接続口２２を有している。弁座４２は、弁本体３０と出口側接続口２２との間の流路に設けられている。弁体４３は、ゴム弾性体から成り、出口側接続口２２の側から弁座４２を開閉可能となっている。弁体４３は、ピストン４４の先端に固定されている。ピストン４４は、後部が継手４１の内部で往復運動するように設けられている。コイルばね４５は、常態で弁座４２を閉止し弁本体３０からの流体が所定の圧力以上のとき弁座４２を開放するよう弁体４３を弁座４２側に付勢している。
弁箱２０は、内部に、弁本体３０と逆止弁部４０との間の流路に設けられた弁室２３を有している。

【0019】

圧力検出部５０は、圧力検出器５１とリード線５２と蓋５３とを有している。圧力検出器５１は、弁室２３の内部の圧力変動を検出可能な構成を有している。リード線５２は、圧力検出器５１に電圧を供給し、圧力検出器５１の圧力に応じた検出信号を外部に出力するよう圧力検出器５１に接続されている。蓋５３は、弁箱２０の外側面に取り付けられて弁箱２０との間に圧力検出器５１を収容している。

【0020】

次に、作用について説明する。
漏れ検知機能付き弁では、弁本体３０の主弁体３３が主弁座３１を開放するとき、流体は入口側接続口２１から流入し、弁本体３０、弁室２３、逆止弁部４０を順に通って逆止弁部４０の出口側接続口２２から排出される。弁本体３０の主弁体３３が主弁座３１を閉止するとき、流体は停止する。このとき、逆止弁部４０は弁体４３がコイルばね４５により付勢されて常態で弁座４２を閉止しているため、弁室２３は密閉される。

【0021】

圧力検出部５０は、弁室２３の内部の圧力変動を検出する。弁本体３０の弁座漏れがなければ、図６に示すように、密閉された弁室２３の内部の圧力は弁本体３０の閉止時の状態から変化しない。弁本体３０に弁座漏れがあると、図７に示すように、弁室２３の内部の圧力が弁本体３０の閉止時の状態より上昇していくため、圧力勾配により漏れを検出することができる。このように、使用時の漏れを検出可能であって、弁本体３０と逆止弁部４０の選択によって、小型化および低廉化を図ることができる。逆止弁部４０は弁座４２と弁体４３とコイルばね４５による簡易な構成のため、特に小型化および低廉化を図ることができる。また、圧力検出器５１が弁箱２０および弁本体３０と一体のため、より小型化を図ることができる。

【0022】

なお、弁室２３および逆止弁部４０を弁箱２０から切り離し、圧力検出部５０と一体にして、図１および図２に示す電磁弁などの弁に取り付け可能な漏れ検知装置を構成してもよい。この場合、弁室２３は弁の出口側接続口３に接続され、逆止弁部４０は弁室２３に接続されて常態で閉止し出口側接続口３から流入する流体が所定の圧力以上のとき開放する構成とする。圧力検出部５０は、弁室２３の内部の圧力変動を検出可能に設けられる。
この場合、漏れ検知装置は、市販の電磁弁などの弁の出口側接続口３に取り付けて用いられ、弁の使用時の漏れを検出することができる。漏れ検知装置は、簡易な構成から成るため、小型化および低廉化を図ることができる。

【符号の説明】

【0023】

１ 弁箱、２ 入口側接続口、３ 出口側接続口、４ アクチュエータ、５ 弁座、６ コイル、７ 固定鉄心、８ 可動鉄心、９ コイルばね、１０ 弁体、１１ ダイヤフラム、２０ 弁箱、２１ 入口側接続口、２２ 出口側接続口、２３ 弁室、３０ 弁本体、３１ 主弁座、３２ アクチュエータ、３３ 主弁体、３４ ダイヤフラム、３５ フレーム、３６ コイル、３７ 固定鉄心、３８ 可動鉄心、３９ コイルばね、４０ 逆止弁部、４１ 継手、 ４２ 弁座、４３ 弁体、４４ ピストン、４５ コイルばね、５０ 圧力検出部、５１ 圧力検出器、５２ リード線、５３ 蓋

【要約】      （修正有）

【課題】使用時の漏れを検出可能であって、小型化および低廉化を図ることができる漏れ検知機能付き弁および漏れ検知装置を提供する。
【解決手段】流体を流入させる入口側接続口と、流体を排出させる出口側接続口とを有する。弁本体３０が入口側接続口と出口側接続口とに接続され、入口側接続口と出口側接続口との間の流路を開閉可能である。逆止弁部が弁本体３０の下流に設けられ、常態で閉止し弁本体３０からの流体が所定の圧力以上のとき開放する。弁室２３が弁本体３０と逆止弁部との間の流路に設けられている。圧力検出部５０が弁室２３の内部の圧力変動を検出可能である。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】