JP2597499Y2 - バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、気体および液体等の流
体の流通を制御するバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気体および液体等の流体の流通を
制御するバルブとしては、弁部材を軸線方向に沿って移
動させることにより該弁部材を弁座に離着座させる構成
のものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記構成のバルブにお
いては、閉弁時すなわち弁部材が弁座に着座する際の衝
撃荷重で、弁部材および弁座のシール部の寿命が短くな
るという問題があり、特に閉弁時の高速応答が要求され
るガス圧駆動弁等においてはその傾向が顕著であった。

【０００４】したがって、本考案の目的は、閉弁時の高
速応答が要求されるものにおいても、弁部材および弁座
のシール部の寿命を向上させることができるバルブを提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案のバルブは、軸線方向に沿って移動すること
により弁座に離着座する弁部材を有するものであって、
液体が充填されるとともに前記弁部材の一部を収納する
液圧室を設け、前記液圧室には、該液圧室を二室に区画
するとともに該二室を連通させるオリフィスが穿設され
るピストンを設け、前記ピストンは、前記弁部材が移動
して前記弁座に着座する手前の所定位置から該弁部材の
一部により押圧される位置関係で配置されることを特徴
としている。

【０００６】

【作用】本考案のバルブによれば、開弁時に弁部材が弁
座に着座する方向に移動すると、着座する手前の所定位
置から、その一部が液圧室内に設けられたピストンに当
接しその移動とともに該ピストンを押圧する。すると、
ピストンにより区画された二室のうち、ピストン押圧方
向側の室内の液体がピストンに設けられたオリフィスに
より絞られて他方の室内に流れ出す。このとき、オリフ
ィスが液体通過の抵抗となるため、ピストン押圧方向側
の室内の液量の減少に時間がかかる。したがって、ピス
トンの移動速度が低下し、これにより着座時の弁部材の
移動速度が低下する。これにより、弁部材は、着座する
手前の所定位置まで高速で移動しつつも、閉弁時すなわ
ち弁部材が弁座に着座する直前には移動速度が低下する
ため、弁部材の高速応答化および着座する際の衝撃荷重
の低減化を両立できる。しかも、オリフィスの径を変更
することにより、弁部材の閉弁時の移動速度の低下量を
容易に変更できる。

【０００７】

【実施例】本考案の第１実施例によるバルブについて図
１を参照して以下に説明する。なお、以下の説明におけ
る上下左右は、図面におけるものを便宜上用いるもので
ある。

【０００８】図１中符号１は両端部が閉塞された概略円
筒状をなすケーシングを示しており、ケーシング１内
は、液圧室２と、該液圧室２の下側にこれと離間して設
けられた作動室３と、該作動室３の下側にこれと離間し
て設けられたバルブ室４とに、第一仕切板部５と第二仕
切板部６とにより画成されている。また、ケーシング１
の、液圧室２を形成する部分は、小径部７と該小径部７
の作動室３側の、該小径部より大径の大径部８とに区分
けされている。

【０００９】上記液圧室２と作動室３とバルブ室４と
は、第一仕切板部５および第二仕切板部６に設けられた
貫通孔９で連通されており、ケーシング１の、該貫通孔
９の延長線上の下端閉塞部にはバルブ室４を外部に連通
させる弁出口１０が設けられている。またケーシング１
の側部には、弁出口１０に直交してバルブ室４を外部に
連通させる弁入口１１が設けられており、さらに作動室
３の上部側を外部に連通させる弁閉ポート１２と作動室
３の下側を外部に連通させる弁開ポート１３とがそれぞ
れ所定位置に設けられている。

【００１０】上記貫通孔９には、弁部材１５が上下移動
自在に挿入されている。この弁部材１５は、貫通孔９に
移動自在に支持される軸部１６を有しており、この軸部
１６の、バルブ室４内にある下端部には、弁出口１０と
バルブ室４との境界部分で構成される弁座１７に当接す
る先細テーパ状のポペット１８が設けられており、弁座
１７およびポペット１８の当接部分が、弁出口１０を介
してバルブ室４が外部に連通するのを遮断するシール部
１９を構成している。軸部１６の中間所定位置には、径
方向外方に突出する円板状のピストン部２０が設けられ
ており、このピストン部２０は、作動室３内に収納さ
れ、該作動室３内を弁閉ポート１２に常時連通する弁閉
室２１と弁開ポート１３に常時連通する弁開室２２とに
区画している。また、軸部１６の、液圧室２内にある上
端部には径方向外方に突出する円板状のストッパ部２３
が設けられている。

【００１１】液圧室２を形成する大径部８には、小径部
７より大径の有孔円板状の浮動ピストン（ピストン）２
４が設けられており、この浮動ピストン２４により、液
圧室２内は作動室３側の緩衝室２５とこれと反対側の逃
圧室２６とに画成されている。この浮動ピストン２０の
孔部２７には弁部材１５のストッパ部２３とピストン部
２０との間の軸部１６が挿通されている。また、浮動ピ
ストン２４には軸線方向に沿って穿設された所定径のオ
リフィス２８が設けられている。そして、浮動ピストン
２４と第一仕切板部５との間には、浮動ピストン２４を
作動室３に対して反対方向に付勢しこれを大径部８と小
径部７との境界部分の段部２９に当接させる所定付勢力
のスプリング３０が設けられている。ここで、液圧室２
内にはあらかじめ液体が充填されている。

【００１２】なお、ケーシング１の第二仕切板部６には
バルブ室４と作動室３との間をシールするシール部材３
１が、ピストン部２０の外周部には作動室３の弁閉室２
１と弁開室２２との間をシールするシール部材３２が、
第一仕切板部５には作動室３と液圧室２との間をシール
するシール部材３３が、浮動ピストン２４には、その外
周部および内周部に液圧室２の緩衝室２５と逃圧室２６
との間をシールするシール部材３４，３５が、それぞれ
設けられている。

【００１３】以上のような構成の本実施例のバルブによ
れば、弁開ポート１３を介して弁開室２２にガス等の圧
力媒体を導入した状態においては、弁部材１５が開方向
（図における上方向、以下同）の移動限界位置にありポ
ペット１８が弁座１７から離れていて弁入口１１から弁
出口１０への流体の通過を許容した状態にある。

【００１４】そして、閉弁する必要が生じ、弁開室２２
から圧力媒体を排出させるとともに弁閉ポート１２を介
して弁閉室２１に圧力媒体を導入すると、ピストン部２
０に作用するガス圧で弁部材１５がそのポペット１８を
弁座１７に着座させる閉方向（図における下方向、以下
同）に移動する。そして、この移動の途中、着座の手前
で、ストッパ部２３が液圧室２内に設けられた浮動ピス
トン２４に当接しその移動とともに該浮動ピストン２４
を押圧する。すると、浮動ピストン２４により区画され
た二室２５，２６のうち、浮動ピストン２４の押圧方向
側の緩衝室２５内の液体が浮動ピストン２４に設けられ
たオリフィス２８により絞られて逃圧室２６内に流れ出
す。このとき、オリフィス２８が液体通過の抵抗となる
ため、押圧方向側の緩衝室２５内の液量の減少に時間が
かかる。したがって、浮動ピストン２４の移動速度が低
下し、これにより弁部材１５の移動速度が低下するた
め、閉弁時すなわち弁部材１５が弁座１７に着座する際
の衝撃荷重を小さくできる。したがって、弁座１７およ
びポペット１８のシール部１９の寿命を大幅に向上させ
ることができる。

【００１５】しかも、上記オリフィス２８の径を変更す
ることにより、通過する液体の流量を容易に変更するこ
とができるため、弁部材１５の閉弁時の移動速度の低下
量を必要に応じて容易に変更できる。

【００１６】次に、本考案の第２実施例によるバルブを
図２を参照して以下に説明する。なお、第１実施例と同
様の部分には同一の符号を付し、相違部分を中心に説明
する。

【００１７】第２実施例のケーシング１は、四つの概略
円筒状のケース部材４０〜４３を有しており、第一ケー
ス部材４０には、第二ケース部材４１との接合側の部分
がテーパ状に形成された弁出口１０が設けられている。
また第一ケース部材４０に接合される第二ケース部材４
１にはその中間所定位置に第二仕切板部６が設けられて
おり、該第二仕切板部６より下側の側部には所定角度で
傾斜した状態で弁入口１１が設けられている。そして、
この第二ケース部材４１の第二仕切板部６と第一ケース
部材４０とで囲まれた部分がバルブ室４を構成してい
る。また、第二ケース部材４１の第二仕切板部６の上側
には外部に連通する弁開ポート１３が設けられており、
該第二ケース部材４１の上端部には外部に連通する弁閉
ポート１２が設けられている。

【００１８】第三ケース部材４２の下端部には、この部
分を閉塞させる中間仕切板部４４が設けられており、こ
の中間仕切板部４４と第二ケース部材４１の第二仕切板
部６より上側で囲まれた部分が作動室３を構成してい
る。第三ケース部材４２の上側にはこれを閉塞させる、
一つの部材からなる第一仕切板部５が接合されており、
この第一仕切板部５と第三ケース部材４２とで囲まれた
部分がセンサ室４５を形成している。第一仕切板部５の
上側には第四ケース部材４３が設けられており、第四ケ
ース部材４３の上端部にはこの部分を閉塞させる蓋部材
４６が接合されている。これら第一仕切板部５、第四ケ
ース部材４３および蓋部材４６で囲まれた部分が、液体
が充填される液圧室２を構成している。なお、第一仕切
板部５および第四ケース部材４３には、液圧室２内の液
体の充填・排出を行なうため三つのポート４７〜４９が
それぞれ所定の位置に設けられている。

【００１９】上記第一仕切板部５、中間仕切板部４４お
よび第二仕切板部６には、第１実施例と同様、弁出口１
０と同一軸線をなすように貫通孔９が設けられており、
この貫通孔９に弁部材１５が設けられている。第２実施
例の弁部材１５の下端部のポペット１８には、弁出口１
０のテーパ部分の弁座１７に当接してこの部分を閉塞さ
せるシールリング５０が嵌合固定されている。

【００２０】弁部材１５のピストン部２０と、中間仕切
板部４４との間には弁部材１５を閉方向に付勢するスプ
リング５１が設けられている。また、弁部材１５の上端
部のストッパ部２３には、軸線方向に沿う所定径の第二
オリフィス５２が複数形成されており、その外周部に
は、第四ケース部材４３との隙間をシールするシール部
材５３が設けられている。

【００２１】そして、センサ室４５内には、第四ケース
部材４３にブラケット５４を介して支持された状態でマ
イクロスイッチ等の開位置検知センサ５５と閉位置検知
センサ５６とが設けられている。ここで、開位置検知セ
ンサ５５は、弁部材１５が弁座１７から離座し所定の位
置に至ったときに該弁部材１５の開用凸部５７でＯＮさ
れて図示せぬ開表示ランプを点灯させるものであり、閉
位置検知センサ５６は、弁部材１５が弁座１７に着座し
たときに該弁部材１５の閉用凸部５８でＯＮされて図示
せぬ閉表示ランプを点灯させるものである。

【００２２】ストッパ部２３の上側には中央に第三オリ
フィス６０が形成された開作動制御ピストン６１が設け
られており、該開作動制御ピストン６１と蓋部材４６と
の間には開作動制御ピストン６１を閉方向に付勢するス
プリング６２が設けられている。また、この開作動制御
ピストン６１には、そのストローク位置を検知して外部
表示させるための位置検知器６３が設けられている。

【００２３】このような構成の第２実施例のバルブによ
れば、弁開ポート１３を介して弁開室２２にガス等の圧
力媒体を導入した状態においては、弁部材１５が開方向
限界位置にありポペット１８が弁座１７から離れていて
弁入口１１から弁出口１０への流体の通過を許容した状
態にある。

【００２４】そして、閉弁する必要が生じ、弁開室２２
から圧力媒体を排出させるとともに弁閉ポート１２を介
して弁閉室２１に圧力媒体を導入すると、ピストン部２
０に作用するガス圧とスプリング５１の付勢力とで弁部
材１５がそのポペット１８のシールリング５０を弁座１
７に着座させる閉方向に即座に移動する。そして、第１
実施例と同様、この移動の途中、着座の手前で、ストッ
パ部２３が液圧室２内に設けられた浮動ピストン２４に
当接しその移動とともに該浮動ピストン２４を押圧す
る。すると、浮動ピストン２４により区画された二室２
５，２６のうち、浮動ピストン２４押圧方向側の緩衝室
２５内の液体が浮動ピストン２４に設けられたオリフィ
ス２８により絞られて逃圧室２６内に流れ出す。このと
き、オリフィス２８が液体通過の抵抗となって浮動ピス
トン２４の移動速度が低下し、よって着座時の弁部材１
５の移動速度が低下するため、閉弁時すなわち弁部材１
５のシールリング５０が弁座１７に着座する際の衝撃荷
重を小さくできる。したがって、シール部１９の寿命を
大幅に向上させることができる。なお、このとき、開作
動制御ピストン６１は、スプリング６２の付勢力によっ
て開方向に移動することになるが第三オリフィス６０が
通過液体の抵抗となるため、弁部材１５の移動とは別に
徐々に開方向に移動することになる。

【００２５】そして、開弁させる場合には、弁閉室２１
から圧力媒体を排出させるとともに弁開室２２に圧力媒
体を導入する。すると、弁部材１５はスプリング５１，
６２の付勢力に抗しつつ開作動制御ピストン６１を移動
させながら開方向に移動し、加えてこのとき開作動制御
ピストン６１に設けられた第三オリフィス６０が通過液
体の抵抗となるため、開作動制御ピストン６１および弁
部材１５の閉方向への移動速度を低下させることにな
る。

【００２６】以上により、第２実施例のバルブによれ
ば、第１実施例と同様の効果を奏することは勿論、開作
動時には弁部材１５の移動速度を遅くし、閉作動時には
弁部材１５の移動速度を速くすることができる。しかも
開作動時の弁部材１５の移動速度も第三オリフィス６０
の径を変更することにより容易に変更できることにな
る。

【００２７】なお、本実施例においては、ガス等の圧力
媒体により弁部材１５を作動させるものを例にとり説明
したが、これに限定されることなく、例えばソレノイド
により弁部材１５を作動させるもの等、種々のバルブに
適用できる。

【００２８】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案のバルブに
よれば、ピストンに設けられたオリフィスが液体通過の
抵抗となってピストンの移動速度が低下し、よって所定
位置からの弁部材の移動速度が低下するため、弁部材
は、着座する手前の所定位置まで高速で移動しつつも、
閉弁時すなわち弁部材が弁座に着座する直前には移動速
度が低下し、弁部材が着座する際の衝撃荷重を小さくで
きる。したがって、弁部材の高速応答化を図りつつ、シ
ール部の寿命を大幅に向上させることができる。

【００２９】しかも、オリフィスの径を変更することに
より、弁部材の閉弁時の移動速度の低下量を容易に変更
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例によるバルブを概略的に示
す断面図である。

【図２】本考案の第２実施例によるバルブを示す断面図
である。

【符号の説明】

２ 液圧室 １５ 弁部材 １７ 弁座 ２４ 浮動ピストン（ピストン） ２５，２６ 室 ２８ オリフィス

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向に沿って移動することにより弁
   座に離着座する弁部材を有するバルブにおいて、 液体が充填されるとともに前記弁部材の一部を収納する
   液圧室を設け、前記液圧室には、該液圧室を二室に区画するとともに該
   二室を連通させるオリフィスが穿設されるピストンを設
   け、 前記ピストンは、前記弁部材が移動して前記弁座に着座
   する手前の所定位置から該弁部材の一部により押圧され
   る位置関係で配置される ことを特徴とするバルブ。