JP2001146977A - 急速開閉型ダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全開時にダイヤフラム弁を全開位置に安定的
に保持することができる急速開閉型ダイヤフラム弁を提
供する。 【解決手段】 弁軸（１０）に直交方向に延びるボール
収容孔を全開時にカム溝の全閉域に開口するように穿設
し、部分的に突出可能なボールとボールを半径方向外方
に付勢するばねとをボール収容孔に内設し、全開時にボ
ールをカム溝の全閉域側の端部に突出させて当接させ
る。又は、カム溝の全開域を軸心との直交面に対し０．
１０ｒａｄ（６°）以上０．１７ｒａｄ（１０°）以下
の角度だけ上方に傾斜させ、全閉域を軸心との直交面に
対し０．０５ｒａｄ（３°）以上０．１２ｒａｄ（７
°）以下の角度だけ下方に傾斜させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、急速開閉型のダイ
ヤフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の急速開閉型のダイヤフラム弁は、
上面に開口部を有し内部の流路が弁座によって二分され
た弁体と、弁体の開口部を覆うダイヤフラムと、ダイヤ
フラムの上方に配設されてダイヤフラムを弁体に固定す
るボンネットと、ボンネットに回動可能に軸支された弁
軸と、この弁軸にカム機構を介在して軸方向に往復可能
に接続され、下部がダイヤフラムの中央上部に取り付け
られたコンプレッサとを備えている。

【０００３】カム機構は、弁軸に直交方向に取り付けら
れたカムピンと、弁軸を軸方向に摺動可能にかつ周方向
に回動可能に外嵌するカム筒とから形成される。カム筒
は、そのガイドピンがボンネットのガイド溝に係合する
ことにより周方向に回動不能である。カム筒の下部に
は、コンプレッサの上部が掛け止めされる。カム筒には
カムピンに係合するカム溝が配設され、カム溝は、軸心
との直交面に対し斜めに延びる斜行域と、この斜行域の
下端及び上端にそれぞれ配設された全開域及び全閉域と
から成る。

【０００４】全開時には、弁軸のカムピンがカム溝の全
開域まで移動しする．これにより、カム筒がコンプレッ
サを介してダイヤフラムを引き上げて、ダイヤフラム弁
を開弁させる。また、全閉時には弁軸のカムピンがカム
溝の全閉域まで移動し、カム筒がコンプレッサを介して
ダイヤフラムを押し下げて、ダイヤフラム弁を閉弁させ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の急速開
閉型ダイヤフラム弁は、カムピンが全開時にカム溝の全
開域に入り込み、全閉時には全閉域に入り込むことによ
り、弁がそれぞれ全開位置及び全閉位置に保持される。
また、全閉時にはダイヤフラムが弁体の弁座に押圧され
るため、ダイヤフラムの弾性反発力により、カムピンと
カム溝との間に摩擦力が発生し、ダイヤフラム弁は全閉
位置に比較的安定した形で保持される。しかしながら、
全開時には、カムピンがカム溝の全開域から閉弁方向に
動きだすことがあり、ダイヤフラム弁を全開位置に安定
的に保持することができないという問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その課題は、全開時にダイヤフラム弁
を全開位置に安定的に保持することができる急速開閉型
ダイヤフラム弁を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明が採用する手段は、ボンネットに回動可能
に軸支された弁軸と、この弁軸に直交方向に取り付けら
れたカムピンと、カムピンに係合するカム溝が設けられ
ると共に弁軸を軸方向に摺動可能にかつ周方向に回動可
能に外嵌するカム筒と、このカム筒の下部に上部が掛け
止めされたコンプレッサと、コンプレッサに中央上部が
取り付けられたダイヤフラムとを備えたダイヤフラム弁
において、弁軸に直交方向に延びるボール収容孔を全開
時にカム溝の全閉域に開口するように穿設し、部分的に
突出可能なボールとボールを半径方向外方に付勢するば
ねとをボール収容孔に内設し、全開時にボールをカム溝
の全閉域側の端部に突出させて当接させたことにある。
このように、ボールをばね力によりカム溝の全閉域側の
端部に当接させて、全開時にカムピンがカム溝の全開域
から閉弁方向に容易に動きださないようにする。

【０００８】又は、カム溝は、軸心との直交面に対し斜
めに延びる斜行域と、この斜行域の下端及び上端からそ
れぞれ相反する方向に延びる全開域及び全閉域とから成
り、この全開域を軸心との直交面に対し０．１０ｒａｄ
（６°）以上０．１７ｒａｄ（１０°）以下の角度だけ
上方に傾斜させ、全閉域を軸心との直交面に対し０．０
５ｒａｄ（３°）以上０．１２ｒａｄ（７°）以下の角
度だけ下方に傾斜させたことにある。このように、カム
溝の全開域及び全閉域に斜行域とは反対方向の傾斜を設
けて、カムピンがカム溝の山を乗り越えない限り、全開
域及び全閉域からそれぞれ閉弁及び開弁方向に動きだせ
ないようにする。ここで、全開域及び全閉域の傾斜角度
がそれぞれ０．１０ｒａｄ（６°）及び０．０５ｒａｄ
（３°）未満の場合には、カムピンに対する押え効果が
期待できず、傾斜角度がそれぞれ０．１７ｒａｄ（１０
°）及び０．１２ｒａｄ（７°）を超える場合には、ダ
イヤフラムを全開及び全閉位置からさらに大きくそれぞ
れ開弁及び閉弁方向に動かすことになり、ダイヤフラム
の耐久性を損なう。

【０００９】好ましくは、上記２つの手段を併せて実施
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る急速開閉型ダイヤフ
ラム弁を、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、ダイヤフラム弁は、弁体１、ダイヤ
フラム５、ボンネット７、コンプレッサ９、弁軸１０等
から構成される。弁体１は、上部に開口部２を有し、弁
座３によって内部の流路が二分される。ダイヤフラム５
は、弾性素材により形成され、ダイヤフラム５の上方に
配設されたボンネット７により、弁体１に固定される。
弁軸１０は、スラストワッシャ３０、閉位置調整ねじ３
１、Ｃ形止め輪３２等により、ボンネット７に回動可能
に軸支される。ボンネット７の上部にはキャップ８が取
り付けられ、弁軸１０の上部にはハンドル３３が取り付
けられる。コンプレッサ９は、弁軸１０にカム筒２３を
介在して軸方向に往復可能に接続される。コンプレッサ
９の下部には、ダイヤフラム５の中央上部が係止され
る。カムピン２１が弁軸１０を直交方向に貫通し、この
カムピン２１の両端部に、カム機構の作動をスムーズに
するためのローラ２２を回動可能に取り付ける。カムピ
ン２１とローラ２２は、ボンネット７により直径方向へ
の飛び出しが抑えられる。

【００１１】図２に示すように、弁軸１０に、直交方向
に延びるボール収容孔１１を穿設し、このボール収容孔
１１にばね１２とボール１３とを内設する。ばね１２と
ボール１３をこの順に挿入した後、ボール収容孔１１の
入口をかしめて、ボール１３の脱落を防止する。ボール
１３は、ばね１２により半径方向外方に付勢され、ボー
ル収容孔１１内において摺動自在であると共に、ボール
収容孔１１から部分的に突出可能である。図１に示すよ
うに、カム筒２３は、上部が円筒状に形成されて、弁軸
１０を軸方向に摺動可能にかつ周方向に回動可能に外嵌
する。カム筒２３の下部には、コンプレッサ９の上部が
掛け止めされる。カム筒２３は、その外周面から突出す
るガイドピン２５がボンネット７の図示しない上下方向
に延びるガイド溝に係合することにより、軸方向に摺動
可能にかつ周方向に回動不能である。

【００１２】図３に示すように、カム筒２３にカム溝２
６を直径方向に２つ配設する。このカム溝２６は、軸心
との直交面に対し斜めに延びる斜行域２７と、斜行域２
７の下端及び上端からそれぞれ相反する方向に延びる全
開域２８及び全閉域２９とから成る。全開域２８は、軸
心との直交面に対して０．１４ｒａｄ（８°）の角度だ
け上方に傾斜し、全閉域２９は０．０９ｒａｄ（５°）
の角度だけ下方に傾斜する。このカム溝２６にカムピン
２１のローラ２２が摺動可能に嵌合する。

【００１３】次に、上述した急速開閉型ダイヤフラム弁
の作動を、図１ないし図５を参照して説明する。図３に
示すように、ダイヤフラム弁の全開時には、カムピン２
１のローラ２２がカム溝２６の全開域２８に入り込み、
図１に示すように、カム筒２３はその最上点近くまで引
き上げられる。このため、ダイヤフラム５も弁体１の弁
座３から引き離されて、ダイヤフラム弁は全開状態とな
る。図２に示すように、このとき、弁軸１０内のボール
１３は、ばね１２により半径方向外方に付勢されてボー
ル収容孔１１から部分的に突出し、カム溝２６の全閉域
２９側の端部に当接する。このように、ダイヤフラム弁
の全開時に、ボール１３がばね力によりカム溝２６の全
閉域２９側の端部に突出して当接するから、カムピン２
１がカム溝２６の全開域２８から閉弁方向に容易に動き
だすことはない。従って、全開時に、ダイヤフラム弁を
全開位置に安定的に保持することができる。

【００１４】図３に示すように、カム溝２６の全開域２
８は、軸心との直交面に対して０．１４ｒａｄ（８°）
だけ上方に傾斜するから、カムピン２１は全開位置から
一旦カム溝２６の山を乗り越えない限り閉弁方向に動く
ことはできない。カム溝２６のこの複雑形状により、カ
ムピン２１がカム溝２６の全開域２８から閉弁方向に容
易には動かず、これによっても全開時にダイヤフラム弁
を全開位置に安定的に保持することができる。

【００１５】次に、ダイヤフラム弁を全閉させるとき
は、図５に示すように、ハンドル３３を全閉位置まで回
転する。図４に示すように、このとき、弁軸１０内のボ
ール１３がカム筒２３によって、図２のばね１２のばね
力に抗してボール収容孔１１内に押し込まれる。これと
共に、カムピン２１のローラ２２が、カム筒２３を全開
位置から一旦上昇させてカム溝２６の山を乗り越え、カ
ム溝２６の斜行域２７を通過して、カム溝２６の全閉域
２９に入り込む。図５に示すように、これにより、カム
筒２３が下降し、ダイヤフラム５を押し下げて弁体１の
弁座３に押圧して、ダイヤフラム弁を閉弁させる。

【００１６】図３に示すように、カム溝２６の全閉域２
９は、軸心との直交面に対して０．０９ｒａｄ（５°）
だけ下方に傾斜するから、カムピン２１は全閉位置から
一旦カム溝２６の山を乗り越えない限り開弁方向に動く
ことはできない。全閉時には、ダイヤフラム５が弁体１
の弁座３に押圧されて、上方への弾性反発力を発生させ
ているから、この反発力を超える押下げ力がカム筒２３
に作用しない限り、カム筒２３が開弁方向に動きだすこ
とはできない。従って、カムピン２１がカム溝２６の全
閉域２９から開弁方向に容易に動きだすことはなく、全
閉時にダイヤフラム弁を確実に全閉位置に保持すること
ができる。図４に示すように、弁軸１０内のボール１３
は、ボール収容孔１１内に押し込まれた状態で、ばね１
２によりカム筒２３の内周面に当接している。このた
め、ボール１３とカム筒２３との間の摩擦力によって
も、ダイヤフラム弁を全閉位置に安定的に保持すること
ができる。

【００１７】ダイヤフラム弁を再び全開させるときは、
図１に示すように、ハンドル３３を全開位置まで閉弁時
とは逆方向に回転する。図３に示すように、このとき、
カムピン２１のローラ２２が、カム筒２３を全閉位置か
ら一旦下降させてカム溝２６の山を乗り越え、カム溝２
６の斜行域２７を通過してカム溝２６の全開域２８に入
り込み、上述した全開時の状態に戻る。

【００１８】なお、全開時に係合するボールとボール収
容孔は、必ずしも１組に限定されるものではなく、２組
以上設けてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の急
速開閉型ダイヤフラム弁は、弁軸に直交方向に延びるボ
ール収容孔を全開時にカム溝の全閉域に開口するように
穿設し、部分的に突出可能なボールとボールを半径方向
外方に付勢するばねとをボール収容孔に内設し、全開時
にボールをカム溝の全閉域側の端部に突出させて当接さ
せたから、全開時にダイヤフラム弁を全開位置に安定的
に保持することができるという優れた効果を奏する。。

【００２０】又は、カム溝は、軸心との直交面に対し斜
めに延びる斜行域と、この斜行域の下端及び上端からそ
れぞれ相反する方向に延びる全開域及び全閉域とから成
り、この全開域を軸心との直交面に対し０．１０ｒａｄ
（６°）以上０．１７ｒａｄ（１０°）以下の角度だけ
上方に傾斜させ、全閉域を軸心との直交面に対し０．０
５ｒａｄ（３°）以上０．１２ｒａｄ（７°）以下の角
度だけ下方に傾斜させたから、全開時にダイヤフラム弁
を全開位置に安定的に保持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】

【図１】本発明に係る急速開閉型ダイヤフラム弁を示す
縦断面図であり、全開位置の状態である。

【図２】図１のII−II線矢視図である。

【図３】カム筒の外周面を示す展開図であり、カムピン
が全開位置にある状態を示す。

【図４】図３と同様の図であり、カムピンが全閉位置に
ある状態を示す。

【図５】図１と同様の図であり、全閉位置の状態を示
す。

【符号の説明】

１ 弁体、２ 開口部、３ 弁座、５ ダイヤフラム、
７ ボンネット、８キャップ、９ コンプレッサ、１０
弁軸、１１ ボール収容孔、１２ ばね、１３ ボー
ル、２１ カムピン、２２ ローラ、２３ カム筒、２
５ ガイドピン、２６ カム溝、２７ 斜行域、２８
全開域、２９ 全閉域、３０ スラストワッシャ、３１
閉位置調整ねじ、３２ Ｃ形止め輪、３３ ハンドル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンネットに回動可能に軸支された弁軸
   （１０）と、前記弁軸に直交方向に取り付けられたカム
   ピン（２１）と、前記カムピンに係合するカム溝（２
   ６）が設けられると共に前記弁軸を軸方向に摺動可能に
   かつ周方向に回動可能に外嵌するカム筒（２３）と、前
   記カム筒の下部に上部が掛け止めされたコンプレッサ
   （９）と、前記コンプレッサに中央上部が取り付けられ
   たダイヤフラム（５）とを備えたダイヤフラム弁におい
   て、前記弁軸に直交方向に延びるボール収容孔（１１）
   を全開時に前記カム溝の全閉域（２９）に開口するよう
   に穿設し、部分的に突出可能なボール（１３）と前記ボ
   ールを半径方向外方に付勢するばね（１２）とを前記ボ
   ール収容孔に内設し、全開時に前記ボールを前記カム溝
   の前記全閉域側の端部に突出させて当接させたことを特
   徴とする急速開閉型ダイヤフラム弁。
2. 【請求項２】 ボンネットに回動可能に軸支された弁軸
   （１０）と、前記弁軸に直交方向に取り付けられたカム
   ピン（２１）と、前記カムピンに係合するカム溝（２
   ６）が設けられると共に前記弁軸を軸方向に摺動可能に
   かつ周方向に回動可能に外嵌するカム筒（２３）と、前
   記カム筒の下部に上部が掛け止めされたコンプレッサ
   （９）と、前記コンプレッサに中央上部が取り付けられ
   たダイヤフラム（５）とを備えたダイヤフラム弁におい
   て、前記カム溝は、斜めに延びる斜行域（２７）と、前
   記斜行域の下端及び上端からそれぞれ相反する方向に延
   びる全開域（２８）及び全閉域（２９）とから成り、前
   記全開域を軸心との直交面に対し０．１０ｒａｄ（６
   °）以上０．１７ｒａｄ（１０°）以下の角度だけ上方
   に傾斜させ、前記全閉域を軸心との直交面に対し０．０
   ５ｒａｄ（３°）以上０．１２ｒａｄ（７°）以下の角
   度だけ下方に傾斜させたことを特徴とする急速開閉型ダ
   イヤフラム弁。
3. 【請求項３】 前記弁軸（１０）に直交方向に延びるボ
   ール収容孔（１１）を全開時に前記カム溝（２６）の全
   閉域（２９）に開口するように穿設し、部分的に突出可
   能なボール（１３）と前記ボールを半径方向外方に付勢
   するばね（１２）とを前記ボール収容孔に内設し、全開
   時に前記ボールを前記カム溝の前記全閉域側の端部に突
   出させて当接させたことを特徴とする、請求項２に記載
   の急速開閉型ダイヤフラム弁。