特表 2024-539309 弁制御デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-28

(54)【発明の名称】弁制御デバイス

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/44 20060101AFI20241018BHJP

   F16H 21/12 20060101ALI20241018BHJP

   F16C 11/06 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

F16K31/44 F

F16H21/12

F16C11/06 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525122

(86)(22)【出願日】2022-10-24

(85)【翻訳文提出日】2024-04-25

(86)【国際出願番号】 SE2022050970

(87)【国際公開番号】W WO2023075662

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】2151342-9

(32)【優先日】2021-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509066156

【氏名又は名称】ノルデン・マシーナリー・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マッツ・トルンクヴィスト

【テーマコード（参考）】

3H063

3J062

3J105

【Ｆターム（参考）】

3H063AA06

3H063BB36

3H063BB37

3H063BB47

3H063DA14

3H063DB43

3H063EE05

3H063EE07

3J062AA31

3J062AB26

3J062BA14

3J062BA35

3J062CB02

3J062CB20

3J062CB32

3J105AA23

3J105AA37

3J105AB03

3J105AC01

3J105CC02

3J105CF03

(57)【要約】

第1の制御アーム(2)と第2の制御アーム(3)とを含む、弁(16)の開閉を制御するための弁制御デバイス(1)であって、第1の制御アーム(2)は、第1の端部(6)において、第1の軸(4)を中心として回動するように用意されており、第2の制御アーム(3)は、第1の端部(8)において、第2の軸(5)を中心として回動するように用意されており、第1の軸(4)は第2の軸(5)に対して垂直であり、第1の制御アーム(2)と第2の制御アーム(3)との間のインターフェースは分岐部(10)と回転可能部材(13)とを含み、回転可能部材(13)の中心軸(14)は分岐部(10)の上方軸受表面(11)および下方軸受表面(12)に平行である。本発明の利点は、回転可能部材の磨耗が低減されることである。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第1の制御アーム(2)と第2の制御アーム(3)とを含む、弁(16)の開閉を制御するための弁制御デバイス(1)であって、前記第1の制御アーム(2)は、第1の端部(6)において、第1の軸(4)を中心として回動するように用意されており、前記第2の制御アーム(3)は、第1の端部(8)において、第2の軸(5)を中心として回動するように用意されており、前記第1の軸(4)は前記第2の軸(5)に対して垂直であり、前記第1の制御アーム(2)の第2の端部(7)は、上方軸受表面(11)および下方軸受表面(12)を有する分岐部(10)を設けられており、前記第2の制御アーム(3)の第2の端部(9)は回転可能部材(13)を設けられており、前記回転可能部材(13)は中心軸(14)を中心として回転可能であり、前記回転可能部材(13)は前記第2の制御アーム(3)の取付け表面(15)上に取り付けられている、前記弁制御デバイスにおいて、前記第2の制御アーム(3)に対する前記第1の制御アーム(2)の動作中、前記回転可能部材(13)の前記中心軸(14)が前記分岐部(10)の前記上方軸受表面(11)および前記下方軸受表面(12)に平行であるように、前記取付け表面(15)の平面は、前記第2の回動軸(5)に対して垂直な、前記第2の制御アーム(3)の平面に対して、角度が付けられていることを特徴とする、弁制御デバイス。

【請求項2】

前記回転可能部材(13)は玉である、請求項1に記載の弁制御デバイス。

【請求項3】

前記回転可能部材(13)はホイールである、請求項1に記載の弁制御デバイス。

【請求項4】

前記回転可能部材(13)はころ軸受上に取り付けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の弁制御デバイス。

【請求項5】

前記回転可能部材(13)は滑り軸受上に取り付けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の弁制御デバイス。

【請求項6】

前記第1の軸(4)と前記第2の軸(5)とは同一平面内に配置されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の弁制御デバイス。

【請求項7】

請求項1から6のいずれか一項に記載の少なくとも1つの弁制御デバイス(1)を含むチューブ充填機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボール弁またはプラグ弁などの回転可能な弁を開閉するようになされている弁制御デバイスに関する。デバイスは、第1の弁アームと第2の弁アームとの間の除去可能なインターフェースに磨耗の低減をもたらすようになされている。デバイスは、容器内へ製品、例えばペースト、を充填する時に使用される。

【背景技術】

【0002】

チューブまたは容器内へ物質を導入するための充填機の使用は、当技術分野において周知である。この種の充填機の使用が特に一般的である1つの分野が、チューブ内へ導入される練り歯磨きの分野である。練り歯磨き、および比較的高い粘性のペーストおよびクリームを含有する同様の製品をチューブおよび容器内へ充填する場合、適量のペーストが容器内へ導入されることが重要である。量が少な過ぎる場合、チューブは廃棄されなければならない。量が多過ぎる場合、チューブは廃棄されなければならないかまたは多過ぎるペーストが捨てられる。量があまりにも多過ぎる場合、チューブを適正な方法で閉鎖することが不可能である可能性がある。

【0003】

したがって、適量のペーストがチューブ内へ導入されることが重要である。製品の導入量を制御するために、ピストンポンプが使用される。ピストンが製品中で吸引する時、ポンプ内の弁が製品入口に対して開かれる。ピストンが製品を押し出し始める時、弁は、それがポンプ出口および充填ノズルに対して開かれるように回転させられる。食品産業には、従うべき高い清浄度要求(cleanliness requirement)が存在する。ペーストと接触しているポンプを清浄化することができるように、ポンプが適正に清浄化され、再配置されることが可能であるように、ポンプが駆動ユニットから迅速にかつ容易に取り外され得ることが有利である。

【0004】

取外し可能であるように、モータアームと弁アームとの間のインターフェースは分岐部と回転可能な玉とを含有し、玉は分岐部の歯間に保持されている。図4および図5は、そのような既知のインターフェース解決策の例を示す。分岐部の動作が一平面内で半径に沿って動き、かつ玉は垂直平面内で半径に沿って動くので、玉は分岐部の軸受表面に当接して転がり、滑動する。玉は、玉の取付け軸を中心として転がり、モータアームの平面内で滑動するであろう。

【0005】

この解決策に関する1つの問題が、分岐部の歯と玉との間の軸受表面が経時的に磨耗するであろうということである。モータアームは、モータ軸に対して垂直な平面内で、モータと共に動く。分岐部が配置されている、モータアームの端部は、平面内で半径に沿って動く。弁は、回転動作で開閉する回転可能な弁であるので、玉は、モータアームの平面に対して垂直な平面内で半径に沿って動く。軸受表面が磨耗した場合、開閉動作の正確さは低下するであろうし、ペースト量は異なり始める可能性がある。また、磨耗は振動を導入する可能性がある。クリーンルーム内で、例えば医療用ペーストを充填する場合、磨耗粒子が空気およびペーストを汚染する可能性がある。したがって、インターフェースの構成要素は管理され、比較的頻繁に交換されなければならない。

【0006】

したがって、改良型弁制御デバイスの余地がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、注入弁用の改良型弁制御デバイスを提供することである。本発明による、問題に対する解決策は、弁制御デバイスに関する請求項1の特徴部分において説明されている。その他の請求項は弁制御デバイスの有利なさらなる進歩を含む。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第1の制御アームと第2の制御アームとを含む、弁の開閉を制御するための弁制御デバイスにおいて、第1の制御アームは、第1の端部において、第1の軸を中心として回動するように用意されており、第2の制御アームは、第1の端部において、第2の軸を中心として回動するように用意されており、第1の軸は第2の軸に対して垂直であり、第1の制御アームの第2の端部は、上方軸受表面および下方軸受表面を有する分岐部を設けられており、第2の制御アームの第2の端部は回転可能部材を設けられており、回転可能部材は中心軸を中心として回転可能であり、回転可能部材は第2の制御アームの取付け面上に取り付けられており、本発明の目的は、第2の制御アームに対する第1の制御アームの動作中、回転可能部材の中心軸が分岐部の上方軸受表面および下方軸受表面に平行であるように、取付け面の平面は、第2の回動軸に対して垂直な、第2の制御アームの平面に対して角度が付けられているので、達成される。

【0009】

本発明による供給デバイスのこの第1の実施形態によって、第1の制御アームと第2の制御アームとの間のインターフェースにおける磨耗が低減される弁制御デバイスが提供されている。回転可能部材の中心軸が第1の制御アームの上方軸受表面および下方軸受表面に平行であるように、インターフェースの回転可能部材は第2の制御アーム上に取り付けられている。これにより、第1の制御アームおよび第2の制御アームが動き、弁を開閉すると、回転可能部材が回転することが可能になるであろう。これによりインターフェースの磨耗が低減され、磨耗によって作り出される磨耗粒子量が減少するであろう。弁制御デバイスは、チューブ充填機の一部を成し、例えば、練り歯磨きチューブ内へ練り歯磨きを充填するのに使用される。

【0010】

本発明は、添付の図面に示されている実施形態を参照して、以下に、より詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による弁制御デバイスの図である。

【図2】本発明による弁制御デバイスの側面図である。

【図3a】本発明による弁制御デバイスの詳細の図である。

【図3b】本発明による弁制御デバイスの詳細の図である。

【図3c】本発明による弁制御デバイスの詳細の図である。

【図4】既知の弁制御デバイスの側面図である。

【図5a】図4の弁制御デバイスの詳細の図である。

【図5b】図4の弁制御デバイスの詳細の図である。

【図5c】図4の弁制御デバイスの詳細の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に説明されているさらなる進歩を伴う本発明の実施形態は、もっぱら例と見なされるべきであり、特許請求の範囲によって定められている保護の範囲を全く制限しない。

【0013】

図1から図3までは、本発明による発明の弁制御デバイス1を示し、図4および図5は既知の先行技術の弁制御デバイス101を示す。

【0014】

図1から図3までに示されている弁制御デバイス1は、第1の制御アームを上下に動かすようになされているアクチュエータに取り付けられている第1の制御アーム2を含む。第1の制御アーム2の第1の端部6は、本例では、第1の軸4を中心として第1の制御アーム2を回動させる電動機に取り付けられている。第1の制御アームの動作は弁16を開閉し、それによりピストンポンプが制御される。第1の制御アーム2の第2の端部7は、上方軸受表面11と下方軸受表面12とを有する分岐部10を設けられている。分岐部10は、第2の制御アーム3に取り付けられている回転可能部材13と協働するであろう。分岐部10と回転可能部材13とは第1の制御アーム2と第2の制御アーム3との間のインターフェースを構成する。

【0015】

第2の制御アーム3は弁16の弁部材に取り付けられている。弁部材は、弁16内の通路を開閉するであろう回転可能弁部材である。第2の制御アームの第1の端部が弁部材に取り付けられており、弁部材が通路を開閉するように、第2の軸5を中心として回動することができる。第2の制御アーム3の第2の端部9は回転可能部材13、図示の例では玉、を設けられている。回転可能部材は、玉またはホイールなどの任意の円筒形要素であってもよい。回転可能部材は、回転可能部材の中心軸14を中心として回転することができる。回転可能部材は第2の制御アーム3の取付け表面15上に取り付けられている。

【0016】

取付け表面15の取付け面は、第2の回動軸5に対して垂直な、第2の制御アーム3の平面に対して、角度が付けられている。中心軸14は、それが分岐部10の上方軸受表面11および下方軸受表面12に平行であるように方向付けられている。回転可能部材13には、中心軸14に対して垂直な円形軸受表面17が備わっている。円形軸受表面17は、最大直径を有しかつ中心軸14に対して垂直な、回転可能部材の軸受表面である。このように方向付けられている中心軸を配置することによって、回転可能部材13の円形軸受表面17は、弁16が開閉された場合、上方軸受表面11または下方軸受表面12どちらかと常に接触している。

【0017】

図3aは、最下位置にある、分岐部10および回転可能部材13の図を示し、弁は出口に対して完全に閉じられているが、入口に対して開いている。ここで、円形軸受表面17は上方軸受表面11および下方軸受表面12に対して垂直であり、中心軸14は上方軸受表面11および下方軸受表面12に平行である。

【0018】

図3bでは、分岐部10および回転可能部材13は中間位置にあり、弁は入口および出口の両方に対して閉じられている。ここで、円形軸受表面17は上方軸受表面11および下方軸受表面12に対して垂直であり、中心軸14は上方軸受表面11および下方軸受表面12に平行である。

【0019】

図3cでは、分岐部10および回転可能部材13は最上位置にあり、弁は出口に対して完全に開かれているが、入口に対して閉じられている。ここで、円形軸受表面17は上方軸受表面11および下方軸受表面12に対して垂直であり、中心軸14は上方軸受表面11および下方軸受表面12に平行である。回転可能部材13の中心軸14は、第2の制御アーム3に対する第1の制御アーム2の動作中、分岐部10の上方軸受表面11および下方軸受表面12に平行であろう。

【0020】

第1の制御アームと第2の制御アームの両方は回動軸上に取り付けられているので、各アームの第2の端部は半径に沿って動くであろう。それは、分岐部の上方軸受表面11および下方軸受表面12と円形軸受表面17との間の接触点が、アームの動作中、移動するであろうことを意味する。アームがどの方向に動くかに応じて、軸受表面11、12の一方のみが円形軸受表面17と接触しているように、上方軸受表面11と下方軸受表面12との間の距離は回転可能部材13の直径よりも僅かに長い。これは、同時に、回転可能要素が、軸受表面に当接して滑動する代わりに、分岐部の軸受表面に当接して転がることを可能にし、それは、円形軸受表面が分岐部の軸受表面に対して垂直でない場合である。

【0021】

円形軸受表面17と上方軸受表面11および下方軸受表面12との間の接触点は、第1の回動軸4に対して、長手方向にいくらか移動するであろう。しかし、回転可能部材13が分岐部の軸受表面に当接して転がることができるので、この長手方向移動は転がって行われるであろうし、円形軸受表面17と上方軸受表面11または下方軸受表面12との間で滑動移動が全くないか、または最小限の滑動移動が存在するであろう。

【0022】

回転可能部材13の円形軸受表面17は、回転可能部材13の中心軸14に対して常に垂直である。しかし、この長手方向移動は、回転可能部材13の転がり方向を、中心軸14に対して垂直な転がり方向からいくらか逸脱させる可能性がある。この逸脱は第1制御アーム2の長さおよび角運動によって決まり、回転可能部材13の同じ総移動に関して、第1の制御アームの1つの選択された長さでは零度の間かつ別の選択された制御アーム長では最大2～3度までであり得る。そのような小さい逸脱は許容可能であり、回転可能部材13が、最小限の磨耗で、分岐部の上方軸受表面11または下方軸受表面12に当接して回転することを可能にするであろう。

【0023】

上方軸受表面11および下方軸受表面12と平行な中心軸を有する回転可能部材を取り付けることのさらなる利点が、回転可能部材13が円形の玉である必要がないことである。代わりに、回転可能部材の接触表面が、中心軸に対して垂直な同一平面内に常に配置されるので、ホイールが使用され得る。ホイールは、例えば、振動および磨耗を低減するであろうかつ交換し易い、薄いゴムスリーブまたはタイヤを設けられていてもよい。

【0024】

図4および図5は、既知の先行技術の弁制御デバイス101の例を示す。弁制御デバイス101は、第1の制御アームと第2の制御アームとの間のインターフェースは別として、本発明の弁制御デバイス1と類似している。弁制御デバイス101は、第1の制御アームを上下に動かすようになされているアクチュエータに取り付けられている第1の制御アーム102を含む。第1の制御アーム102の第1の端部106は第1の軸104を中心として回動する。第1の制御アーム102の第2の端部107は、上方軸受表面111と下方軸受表面112とを有する分岐部110を設けられている。分岐部は第2の制御アーム103の玉部材と協働するであろう。

【0025】

第2の制御アーム103は、第1の端部108において、弁116の弁部材に取り付けられており、第2の軸105を中心として回動し、それが弁部材を回転させて、弁116内の通路を開閉する。第2の制御アーム103の第2の端部109は回転可能部材113、図示の例では玉、を設けられている。玉は玉の中心軸114を中心として回転することができる。玉は第2の制御アーム103の取付け表面115上に取り付けられている。

【0026】

既知の弁制御デバイス101では、取付け表面115の取付け面は、第2の回動軸105に対して垂直な、第2の制御アームの平面に対して平行である。したがって中心軸114は第2の制御アーム103に対して垂直である。この方向に玉を取り付けることによって、制御アームが上下に動いた時、玉113の軸受表面と上方軸受表面111および下方軸受表面112との間の接触点は玉の表面に沿って移動するであろう。これは、玉の表面を分岐部の接触面に当接して滑動させ、それにより、玉上の磨耗を誘発するであろう。分岐部は金属で作製されており、玉はプラスチックで作製されている。玉が比較的頻繁に交換されなければならないように、磨耗は弁の公差を増加させるであろう。磨耗粒子、特に小さい粒子は空中を浮遊するであろうし、充填される製品を汚染する可能性がある。これは、例えばクリーンルーム内で医療製品を充填する場合、問題であり、浮遊粒子は最小限に低減されなければならない。

【0027】

図5aでは、分岐部110および玉113は最下位置に配置されており、弁は出口に対して完全に閉じられているが、入口に対して開いている。図5bでは、分岐部110および玉113は中間位置にあり、弁は入口と出口の両方に対して閉じられている。図5cでは、分岐部110および玉113は最上位置にあり、弁は出口に対して完全に開いているが、入口に対して閉じられている。図に示されているように、分岐部110の上方軸受表面111および下方軸受表面112と玉113との間の接触点は、制御アームの位置に応じて変遷する。玉は、このように、軸受表面に当接して転がることができないであろうが、代わりに滑動するであろう。

【0028】

本発明は、前述されている実施形態に限定されると見なされるべきでなく、後続の特許請求の範囲の範囲内で、多くの追加の変形形態および修正形態が可能である。

【符号の説明】

【0029】

1 弁制御デバイス
2 第1の制御アーム
3 第2の制御アーム
4 第1の軸、第1の回動軸
5 第2の軸、第2の回動軸
6 第1の制御アームの第1の端部
7 第1の制御アームの第2の端部
8 第2の制御アームの第1の端部
9 第2の制御アームの第2の端部
10 分岐部
11 上方軸受表面
12 下方軸受表面
13 回転可能部材
14 中心軸
15 取付け表面
16 弁
17 円形軸受表面
101 弁制御デバイス
102 第1の制御アーム
103 第2の制御アーム
104 第1の軸
105 第2の軸、第2の回動軸
106 第1の制御アームの第1の端部
107 第1の制御アームの第2の端部
108 第2の制御アームの第1の端部
109 第2の制御アームの第2の端部
110 分岐部
111 上方軸受表面
112 下方軸受表面
113 回転可能部材、玉
114 中心軸
115 取付け表面
116 弁

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【国際調査報告】