阅读说明：本技术 切换阀 (Switching valve ) 是由 和田康佑 松本健太 于 2017-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明的切换阀具备：阀头,在前端侧外表面具有用以连接配管的多个连接端口,在内部收容有具有用以将这些所述连接端口间连接的槽的转子,且具有在前端保持所述转子并以可旋转的方式设置的转子轴；以及驱动部,具有保持所述阀头的固持器,且具有用以使所述固持器所保持的所述阀头的所述转子轴旋转的马达。进而,在阀头中设有：起始位置传感器,用于检测所述转子轴的旋转方向上的基准位置；以及教示信息保持部,保持使用所述起始位置传感器所取得的和所述基准位置与所述转子成为既定位置时的所述转子轴的位置与所述基准位置的相对位置关系有关的信息作为教示信息。(The switching valve of the present invention comprises: a valve head having a plurality of connection ports for connecting pipes on an outer surface of a distal end side thereof, a rotor having a groove for connecting the connection ports is housed therein, and a rotor shaft rotatably provided to hold the rotor at a distal end thereof; and a driving part having a holder holding the valve head and having a motor to rotate the rotor shaft of the valve head held by the holder. Further, the valve head is provided with: a home position sensor for detecting a reference position in a rotation direction of the rotor shaft; and a teaching information holding unit that holds, as teaching information, information regarding a relative positional relationship between the reference position and the position of the rotor shaft when the reference position and the rotor are at a predetermined position, the information being acquired using the home position sensor.)

切换阀

技术领域

本发明涉及一种旋转式切换阀，所述切换阀通过使设有用以将端口(port)间连接的槽的转子旋转而切换端口间的连接状态。

背景技术

在液相色谱仪(liquid chromatograph)等分析装置中，通常以使用旋转式切换阀来切换流路构成的方式构成。例如，液相色谱仪中使用将试样(sample)自动注入至分析流路中的自动采样器(autosampler)，自动采样器是以通过旋转式切换阀而切换为自试样容器采集试样时的流路构成、与将所采集的试样注入至分析流路中时的流路构成的方式构成。

旋转式切换阀是由内部具有转子的阀头、及具有用以使阀头内的转子旋转的步进马达(stepping motor)等的驱动部所构成。在阀头的前端侧外表面，设有用以连接配管的多个端口，且在配置于阀头内的转子上设有用以将端口间连接的槽，以通过利用马达使转子旋转而切换端口间的连接状态的方式构成(参照专利文献1)。

转子的旋转方向上的至所需位置的定位是通过以下方式进行：控制距转子的初始位置的步进马达的驱动量，即，控制对步进马达赋予的驱动脉冲数。为了检测转子的初始位置，在将步进马达的旋转传递至转子的轴上安装有具有狭缝的圆板，且设有用以检测所述圆板的狭缝的光传感器(以下称为起始位置传感器(home position sensor))。

转子的旋转方向上的定位精度是由转子相对于转子轴(圆板的狭缝位置)的安装角度所决定。然而，此种位置精度存在由加工、组装的偏差所致的误差，在设计上难以完全消除此种误差。

因此，通常在组装切换阀之后，进行用以使控制装置记住转子相对于转子轴的安装角度的教示(teaching)(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-178002号公报

专利文献2：日本专利特开平10-197504号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在使用液相色谱仪的分析中，近年来高速分析的要求高涨，对自动采样器等装置要求高耐压性能，伴随于此而对组入至这些装置中的切换阀也要求高耐压性能。另一方面，若将切换阀设为高耐压，则阀头内的转子与定子之间的滑动时的摩擦力也相应地增大，故而由转子或定子的磨耗等所致的劣化的速度变快，耐久性降低。因此，理想的是使用耐压性能与用户的用途相应的切换阀。

通常高耐压的切换阀与低耐压的切换阀的差异在于阀头部分，具有马达等的驱动部的构成相同。因此，组入至自动采样器等中的切换阀的耐压性能可通过仅更换切换阀的阀头部分而变更。

然而，现有的切换阀无法仅更换阀头。在以可仅更换阀头的方式设置的情形时，由于转子与转子轴的相对位置关系依各阀头而不同，因此在更换阀头后无法使用在更换阀头之前所取得的教示信息。因此，在更换阀头部分之后需要再次进行教示，而对用户产生大的作业负担。

因此，本发明的目的在于即便更换旋转式切换阀的阀头也无需执行教示。

解决问题的技术手段

本发明的切换阀具备：阀头，在前端侧外表面具有用以连接配管的多个连接端口，在内部收容有具有用以将这些所述连接端口间连接的槽的转子，且具有在前端保持所述转子并以可旋转的方式设置的转子轴；以及驱动部，具有保持所述阀头的固持器，且具有用以使所述固持器所保持的所述阀头的所述转子轴旋转的马达。进而，在阀头中设有：起始位置传感器，用于检测所述转子轴的旋转方向上的基准位置；以及教示信息保持部，保持和所述转子成为既定位置时的所述转子轴的位置与所述基准位置的相对位置关系有关的信息作为教示信息。

如上文已述那样，转子的旋转方向上的定位精度是由转子相对于转子轴的相对安装位置的精度所决定。以往，在更换转子的情形时，转子相对于转子轴的安装位置变化，故而需要再次进行教示而取得和转子轴与转子的相对位置关系有关的信息。

相对于此，在本发明中，使阀头中具备用以检测转子轴的旋转方向上的基准位置的起始位置传感器。因此，使用起始位置传感器所取得的和转子轴与转子的相对位置关系有关的信息、即教示信息成为所述阀头固有的信息。在本发明中，使阀头中具备保持各阀头固有的教示信息的教示信息保持部。

本发明的切换阀优选为具备控制部，所述控制部是以自驱动部的固持器所保持的所述阀头的所述教示信息保持部中读取所述教示信息，并根据所述教示信息来控制所述马达的运行的方式构成。由此，在更换阀头时，自新阀头的教示信息保持部中读出所述阀头固有的教示信息并用于转子的定位，因此用户无需实施教示作业。

发明的效果

本发明的切换阀中，阀头具备用以检测转子轴的旋转方向上的基准位置的起始位置传感器、以及保持使用所述起始位置传感器所取得的和转子轴与转子的相对位置关系有关的阀头固有的教示信息的教示信息保持部，故而阀头自身保持阀头固有的教示信息。因此，在将阀头更换成新阀头时，若自设于所述新阀头中的教示信息保持部中读出教示信息，则无需重新进行教示作业。由此，不需要更换阀头后的教示作业。

附图说明

[图1]为表示切换阀的一实施例的将阀头与驱动部分开的状态的立体图。

[图2]为表示将所述实施例的切换阀的阀头安装于驱动部的状态的立体图。

[图3]为所述实施例的切换阀的剖面图。

[图4]为表示所述实施例的控制系统的一例的概略构成图。

具体实施方式

以下，使用图1～图4对本发明的切换阀的一实施例进行说明。

如图1及图2所示，切换阀具备阀头2及驱动部4，阀头2与驱动部4彼此可装卸。图1表示将阀头2自驱动部4卸除的状态，图2表示将阀头2安装于驱动部4的状态。

阀头2为在前端部具有用以连接配管的多个端口6的圆筒状构件。在阀头2内设有定子42、转子44及用以使转子44旋转的转子轴46(参照图3)，以在将阀头2安装于驱动部4时转子轴46的基端与驱动部4的马达28的驱动轴28a连结，通过马达28使转子44旋转的方式构成。关于阀头2或驱动部4的内部构造，将在下文中描述。

驱动部4在基端侧具备用以使阀头2的转子轴46(参照图3)旋转的马达28，在前端侧具备用以将阀头2自基端侧嵌入并加以保持的固持器30。固持器30为在前端具有开口32的圆筒状构件。阀头2是通过将设于较基端部8更靠前端侧的大径部12自开口32嵌入至固持器30内而安装于驱动部4。

在驱动部4的固持器30上，在彼此相向的两处位置设有固定销34(固定具)，所述固定销34是在将阀头2***至固持器30内的既定位置时，卡在阀头2外表面的阶差部分14上而将阀头2固定于固持器30。对于固定销34而言，基端通过螺杆而固定于固持器30的外表面，前端向固持器30的前端侧(开口32侧)延伸，在其前端部设有与阀头2的阶差部分14卡合的爪部36。固定销34是由合成树脂等可弹性变形的弹性构件所构成，可使爪部36在固持器30的半径方向上弹性移位。

阀头2的设于较基端部8更靠前端侧的大径部12具有较设于固持器30的两个固定销34彼此的爪部36的间隔更大的外径。阀头2的较大径部12更靠前端侧成为外径较大径部12更小的小径部10，在小径部10与大径部12的边界部分设有阶差部分14。

阀头2的大径部12的外径较两个固定销34的爪部36彼此的间隔更大，因此在向固持器30内***阀头2时，固定销34的爪部36与阀头2的大径部12接触并向彼此远离的方向扩展，各固定销34弹性变形。若自所述状态起进一步将阀头2向固持器30内***而固定销34的爪部36到达阀头2的小径部10，则爪部36因固定销34的弹性力而向内侧方向返回，阶差部分14与爪部36彼此卡合。由此，阀头2不会自固持器30脱开，而将阀头2固定于固持器30。

反之，在自驱动部4卸除阀头2时，若将两个固定销34的爪部36彼此的间隔扩展至较阀头2的大径部12的外形更大，则可使固定销34不卡住阀头2的阶差部分14而将阀头2自固持器30拔下。

以可容易地进行阀头2自驱动部4的卸除的方式在阀头2上设有固定解除构件16。固定解除构件16为设于阀头2的小径部16的外周的环状构件。固定解除构件16具有向阀头2的基端侧延伸的解除用爪部18，所述解除用爪部18的前端部20具有以越向前端侧越变细的方式倾斜的形状。在固定解除构件16中，设有供自阀头2的小径部10的外周面向半径方向突起的防旋转销24贯通的防旋转槽22。由此，固定解除构件16虽然由防旋转销24相对于阀头2的周方向而固定，但可沿着小径部10的外表面而在一定范围内滑动。

在固定销34的爪部36的附近，设有用以利用固定解除构件16的滑动将爪部36向外侧推开的解除用突起部38。解除用突起部38是以如下方式构成：在将阀头2固定于固持器30的状态下，在固定解除构件16的解除用爪部18向基端侧移动时与解除用爪部18抵接，自解除用爪部18受到将爪部36向外侧推开的方向上的应力。即，对于固定解除构件16而言，在使固定解除构件16向阀头2的基端侧滑动时，解除用爪部18的前端部20进入至固持器30的外周面与解除用突起部38之间，利用解除用爪部18的前端部20的倾斜使爪部36向外侧移位，由此解除固定销34对阀头2的固定。

如此，通过在阀头2上设有固定解除构件16，而在自驱动部4卸除阀头2时，仅使固定解除构件16向阀头2的基端侧滑动便使固定销34的爪部36离开阀头2的阶差部分14，而成为可将阀头2自驱动部4的固持器30拔下的状态，故而阀头2自驱动部4的卸除非常容易。

再者，以在将阀头2安装于驱动部4时，将固定解除构件16的解除用爪部18的位置自动地定位于设有固定销34的位置的方式，在阀头2的外表面设有突起26，且在固持器30上设有供所述突起26通过的导槽40。由此，将阀头2安装于驱动部4时，仅以突起26通过导槽40的方式进行对位并将阀头2***至固持器30内的一定位置，便完成阀头2对驱动部4的安装、及解除用爪部18相对于固定销34的定位。

继而，使用图3对切换阀的内部构造进行说明。

在阀头2的内部，主要设有定子42、转子44及转子轴46。定子42与转子44均为圆盘状构件，定子42固定于阀头2的内壁面，转子44固定于转子轴46的前端部。定子42与转子44彼此密接，随着转子轴46的旋转而转子44一面与定子42滑动一面旋转。在定子42中设有与阀头2的各端口6连通的贯通孔，在转子44中设有用以将定子42的这些贯通孔间连接的槽。

转子轴46的基端向阀头2的基端侧延伸。在转子轴46的基端部，安装有用以与驱动部4的马达28的驱动轴28a连结的转子轴侧连结具48。驱动部4的马达28是以驱动轴28a与固定于固持器30的阀头2的转子轴46成为同轴上的方式设置。在马达28的驱动轴28a的前端，设有与转子轴侧连结具48具有嵌合构造的驱动轴侧连结具50。

在本实施例中，在转子轴侧连结具48上设有直线形状的突起，在驱动轴侧连结具50上设有用以供转子轴侧连结具48的突起嵌入的槽。通过将转子轴侧连结具48的直线形状的突起嵌入至驱动轴侧连结具50的槽中，而将驱动轴28a的旋转传递至转子轴46，由此转子44旋转。

在驱动轴侧连结具50上，安装有在驱动轴28a的轴方向上伸缩的螺旋弹簧等弹性体52。弹性体52是以在通过固定销34将阀头2固定于固持器30时，介于转子轴侧连结具48与驱动轴侧连结具50之间并成为压缩状态的方式设置。由此，在通过固定销34将阀头2固定于固持器30时，成为压缩状态的弹性体52将转子轴侧连结具48向阀头2的前端侧挤压，由此向将阀头2整体自固持器30拔下的方向施力。通过向将阀头2自固持器30拔下的方向施力，而将阀头2的阶差部分14强烈地按压于固定销34的爪部36。由此，阀头2的姿势稳定。

即，弹性体52形成在将阀头2固定于固持器30时成为压缩状态，向将阀头2自固持器30拔下的方向施力的施力构件。此种施力构件未必一定要设于图3所示的位置，也能以挤压阀头2的其他部分、例如阀头2的大径部12的下端面等的方式设置。

另外，在转子轴46上，相对于转子轴46的轴方向而垂直地安装有用以检测转子44的基准位置的圆板状的狭缝板54。狭缝板54在一处具有狭缝。狭缝板54随着转子轴46的旋转而旋转，由此在旋转方向上移位。

阀头2具备由检测狭缝板54的狭缝的光传感器所构成的起始位置传感器56。起始位置传感器56用于检测转子轴46的“基准位置”。即，使转子轴46旋转而起始位置传感器56检测出狭缝板54的狭缝时的转子轴46的旋转位置成为转子轴46的旋转方向上的“基准位置”。

如图4所示，起始位置传感器56的检测信号被取入至控制部60中。控制部60是以如下方式构成：通过起始位置传感器56来检测转子轴46的基准位置，并通过距所述基准位置的马达28的驱动量将转子44定位至所期望的位置。再者，控制部60是通过微计算机等运算元件及由所述运算元件所执行的程序而实现。

自转子轴46位于基准位置时起将转子44定位至所期望的位置所必需的马达28的驱动量是由转子44与转子轴46(狭缝板54的狭缝)的相对位置关系而决定。在本实施例中，在阀头2内设有非挥发存储器(只读存储器(Read Only Memory，ROM))58，在所述非挥发存储器58内，保持有和转子44位于既定位置时的转子轴46的位置与基准位置的相对位置关系有关的信息作为教示信息。非挥发存储器58实现保持教示信息的教示信息保持部。

再者，所谓转子44位于既定位置时，是指设于转子44的切口等记号位于预定位置时。在教示作业中，例如测量自起始位置传感器56检测出狭缝板54的狭缝的位置、即转子轴46位于基准位置的状态起，至设于转子44的记号到达预定位置为止所必需的马达28的驱动脉冲数。此种教示作业是在组装有阀头2的阶段中实施，并将其测量结果作为教示信息保持于非挥发存储器58中。教示信息为每个阀头2的固有信息。

控制部60是以自安装于驱动部4的阀头2的非挥发存储器58中读入教示信息，并利用所述教示信息将转子44定位至所需位置的方式构成。

虽图示省略，但在阀头2上设有用于对起始位置传感器56及非挥发存储器58电性连接控制部60的连接器。在更换阀头2时，用户经由设于阀头2的连接器而将控制部60连接于起始位置传感器56及非挥发存储器58，由此控制部60可利用起始位置传感器56的检测信号及非挥发存储器58的教示信息而进行转子44的定位控制。

符号的说明

2：阀头

4：驱动部

6：端口

8：阀头的基端部

10：小径部

12：大径部

14：阶差部分

16：固定解除构件

18：解除用爪部

20：解除用爪部的前端部

22：防旋转槽

24：防旋转销

26：突起

28：马达

30：固持器

32：开口

34：固定销

36：爪部

38：解除用突起部

40：导槽

42：定子

44：转子

46：转子轴

48：转子轴侧连结具

50：驱动轴侧连结具

52：弹性体(施力构件)

54：狭缝板

56：起始位置传感器

58：非挥发存储器(教示信息保持部)

60：控制部。