JPH061753U - 推薬弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立が容易で且つ長期間の使用に耐え得る推
薬弁を提供する。 【構成】 シート部２７に当接し得るポペット３１と、
一端Ａ側に前記ポペット３１を固着したポペットガイド
部材２９と、該ポペットガイド部材２９に外嵌されたガ
イド部材３２とがいずれもケーシング２４の大径開口部
２６内に配置されるので、推薬弁を組立てる際に、予め
ポペット３１とガイド部材３２との軸心が一致するよう
に調整することができ、よって、ポペット３１を最適な
状態でシート部２７に当接させることが可能となる。ま
た、前記大径開口部２６とガイド部材３２との接触面積
が大きいので、推薬弁を長期間使用しても、大径開口部
２６とガイド部材３２とのクリアランスが拡大すること
がほとんどなく、シート部２７に対するポペット３１の
当接状態が変化しない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は推薬弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２はロケットエンジンに用いられる流体圧駆動式の推薬弁の一例を示すもの で、１は一端Ａ側に小径開口部２を、また他端Ｂ側に大径開口部３を有し且つ前 記小径開口部２と大径開口部３の間に形成される仕切壁部４に小径開口部２の底 部から大径開口部３の底部へ貫通する貫通孔５を穿設したケーシングであり、該 ケーシング１には外部から前記小径開口部２内へ連通する推薬出口流路６が設け られている。

【０００３】 ７は前記ケーシング１の一端Ａ側端面に取り付けられた略環状の推薬入口流路 部材であり、該推薬入口流路部材７の内壁部には一端Ａ側から他端Ｂ側へ向って 徐々に内径が小さくなるシート部８が形成されている。

【０００４】 ９は略丸棒状のガイド部１０の長手方向中間部が前記貫通孔５に摺動自在に挿 入され且つ前記ガイド部１０の他端Ｂ側端部に前記大径開口部３の端部を閉塞し 得る略円盤状の受圧部１１を有する弁体作動部材である。

【０００５】 １２は前記推薬入口流路部材７内に位置しガイド部１０の一端Ａ側端に取り付 けられた弁体、１３は弁体１２に前記シート部８へ当接し得るように取り付けら れた略環状のポペット、１４は前記受圧部１１のガイド部１０と反対側の面に取 り付けられた補助ガイド部材、１５は前記受圧部１１の縁部に沿って取り付けら れたシール材、１６は前記貫通孔５の内周部とガイド部１０の外周部との間に設 けられたシール材である。

【０００６】 １７は一端Ａ側に形成した大径開口部１８が前記受圧部１１に外嵌し且つ他端 Ｂ側端面から前記大径開口部１８の底部へ貫通する貫通孔１９に前記補助ガイド 部材１４が嵌入するように前記ケーシング１のＢ側端部に取り付けられたカバー 部材、２０は前記受圧部１１の他端Ｂ側端面と大径開口部１８によって形成され るチャンバ、２１は前記カバー部材１７の外部とチャンバ２０とを連通する流体 圧供給流路である。

【０００７】 ２２，２３は前記大径開口部３，１８によって形成される空間に配設され常時 受圧部１１を反ケーシング側へ付勢するばね材であり、該ばね材２２，２３の弾 性力によりポペット１３がシート部８に当接するようになっている。

【０００８】 上述した構成を有する推薬弁では、通常は、ばね材２２，２３の弾性力により ポペット１３がシート部８に当接しているので、弁体１２とポペット１３とシー ト部８とによって小径開口部２と推薬入口流路部材７内とが非連通状態に保持さ れ、前記推薬入口流路部材７内に流入する推薬（例えばヒドラジンＮ₂Ｈ₄）が小 径開口部２を経て推薬出口流路６からケーシング１の外部へ流出しないようにな っている。

【０００９】 一方、推薬入口流路部材７内に流入する推薬を推薬出口流路６からケーシング １の外部へ流出させる際には、流体圧供給流路２１からチャンバ２０へヘリウム 、空気等の圧縮ガスを流入させる。

【００１０】 チャンバ２０に流入した圧縮ガスの圧力により前記ばね材２２，２３の弾性力 に抗して受圧部１１がケーシング１側へ移動すると、受圧部１１とともにガイド 部１０を介して弁体１２が移動してポペット１３がシート部８から離反し、前記 推薬入口流路部材７内に流入する推薬が小径開口部２を経て推薬出口流路６から ケーシング１の外部へ流出する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

上述した推薬弁を組立てる際には、構造上、ケーシング１の大径開口部３内に ばね材２２，２３を配置したうえ、貫通孔５に弁体作動部材９のガイド部１０を 挿入し、前記ケーシング１の一端Ａ側端面に推薬入口流路部材７を取り付けた後 、ガイド部１０の先端に弁体１２を取り付けるようにしているので、シート部８ に対するポペット１３の当接状態は、ケーシング１、推薬入口流路部材７、弁体 作動部材９、弁体１２等の各部材の製作精度や組立精度に左右される。

【００１２】 よって、ポペット１３を最適な状態でシート部８に当接させるために、上記各 部材の組付け、分解を繰り返し行わなければならず、推薬弁の組立作業を効率よ く行うことができない。

【００１３】 また、貫通孔５とガイド部１０との接触面積及び貫通孔１９と補助ガイド部材 １４との接触面積が比較的小さいので、推薬弁を長期間使用するとなると、弁体 作動部材９の移動が繰り返されることにより、貫通孔５とガイド部１０との間の クリアランスや、貫通孔１９と補助ガイド部材１４との間のクリアランスが徐々 に拡大することが考えられる。

【００１４】 上記クリアランスが拡大すると、ガイド部１０や補助ガイド部材１４が径方向 に変位し、その結果、ポペット１３がシート部８に適切に当接しなくなり、チャ ンバ２０へ圧縮ガスを流入させていないのにもかかわらず、推薬入口流路部材７ 内に流入する推薬が小径開口部２を経て推薬出口流路６からケーシング１の外部 へ流出するという事態が生じ、ロケットエンジンを適確に制御できなくなってし まう。

【００１５】 本考案は、上述の実情に鑑みてなしたもので、組立が容易で且つ長期間の使用 に耐え得る推薬弁を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の推薬弁においては、一端Ａ側に小径開口部 を他端Ｂ側に前記小径開口部に連通する大径開口部を有し且つ該大径開口部内の 一端Ａ側に前記小径開口部へ向って徐々に内径が小さくなるシート部を形成した 筒状のケーシングと、前記大径開口部内に配置されたポペットガイド部材と、該 ポペットガイド部材の一端Ａ側端部に前記シート部に当接し得るように固着され たポペットと、前記大径開口部に沿って摺動し得るようにポペットガイド部材に 外嵌係止された略筒状のガイド部材と、前記シート部とケーシングの内周部とポ ペットガイド部材の外周部とガイド部材の一端Ａ側端部とにより形成されるチャ ンバにケーシングの外部から連通する推薬流入孔と、前記ポペットガイド部材を 小径開口部へ向って常時付勢する弾性体と、該弾性体の付勢力に抗して前記ポペ ットガイド部材を前記小径開口部から離反する方向へ移動させ得る弁体作動装置 とを備えている。

【００１７】

【作用】

本考案の推薬弁においては、シート部を閉塞するためのポペットと、該ポペッ トが固着されたポペットガイド部材と、該ポペットガイド部材を案内するガイド 部材とがいずれもケーシングの大径開口部内に配置されるので、推薬弁の組立作 業に際し、予めポペットとガイド部材との軸心が一致するように調整することが でき、よって、ポペットを最適な状態でシート部に当接させることが可能となる 。

【００１８】 また、ケーシングの大径開口部とガイド部材との接触面積が比較的大きいので 、ガイド部材が摺動する際の安定性やシール性がよく、推薬弁を長期間使用して も、ガイド部材の移動が繰り返されることによって前記大径開口部とガイド部材 とのクリアランスが拡大することがほとんどなく、シート部に対するポペットの 当接状態が変化しない。

【００１９】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００２０】 図１は本考案の推薬弁の一実施例を示すもので、２４は一端Ａ側に小径開口部 ２５を、また他端Ｂ側に前記小径開口部２５に連通する大径開口部２６を有し且 つ該大径開口部２６内の一端Ａ側に小径開口部２５へ向って徐々に内径が小さく なるシート部２７を形成した筒状のケーシングである。

【００２１】 ２９は前記大径開口部２６内に配置され一端Ａ側端部が閉塞し且つ他端Ｂ側端 部が開口した中空構造のポペットガイド部材、４０は一端Ａ側端部が前記ポペッ トガイド部材２９の他端Ｂ側開口部から中空部へ挿入され且つ閉塞部に対して固 着された弁体作動部材、５５は前記ポペットガイド部材２９の長手方向中間部に ポペットガイド部材２９の内側と外側とを連通するように形成された連通孔５５ である。

【００２２】 ３０は前記小径開口部２５へ向って先細り形状となる略円錐形状を有しポペッ トガイド部材２９の一端Ａ側端部に固着された弁体、３１は前記弁体３０によっ てポペットガイド部材２９の一端Ａ側端部に前記シート部２７に当接し得るよう に固着された略環状のポペット、３２は前記大径開口部２６に沿って摺動し得る ようにポペットガイド部材２９の他端Ｂ側端部外周面に外嵌された略筒状のガイ ド部材、３３は前記ポペットガイド部材２９の中間部に形成された周方向に延び る突起部、３４は一端Ａ側端部外周面に雄ねじ部を有し他端Ｂ側端部にフランジ 部３５を有する略筒状のリテーナ部材である。

【００２３】 前記リテーナ部材３４の雄ねじ部は、前記ポペットガイド部材２９の他端Ｂ側 端部内周部に形成された雌ねじ部に螺合されていて、前記ガイド部材３２はフラ ンジ部３５と突起部３３とによりポペットガイド部材２９に対して軸線方向へ移 動しないように拘束されている。

【００２４】 上記ポペットガイド部材２９、弁体３０、ポペット３１、ガイド部材３２、リ テーナ部材３４、弁体作動部材４０は予め一体的に組付けられていて、ポペット ３１とガイド部材３２との軸心が一致するように調整されている。

【００２５】 また、前記ポペット３１とガイド部材３２は、耐摩耗性、耐薬品性、摺動性に 優れたテフロンにより形成されている。

【００２６】 ５３は前記シート部２７とケーシング２４の内周部とガイド部材３２の一端Ａ 側端部とにより形成されるチャンバ５４へケーシング２４の外部から連通する推 薬流入孔、２８は推薬流入孔５３に接続された推薬入口流路部材であり、前記推 薬流入孔５３は、ポペット３１がシート部２７に当接するようにポペットガイド 部材２９が移動してもガイド部材３２により閉塞されない位置に設けられている 。

【００２７】 ３６は前記ケーシング２４の他端Ｂ側端に形成したフランジ部３７に固着され た略環状の弁体作動装置基部、３８は弁体作動装置基部３６の中空部に嵌合され た略環状の弁体作動部材支持部、３９は弁体作動部材支持部３８の中空部に嵌合 された略環状の弁体作動部材嵌入部であり、前記弁体作動部材４０の他端Ｂ側端 部は弁体作動部材嵌入部３９の中空部を貫通して該弁体作動部材嵌入部３９の他 端Ｂ側に突出している。

【００２８】 ４１は前記弁体作動部材４０の長手方向中間部に遊嵌され且つ一端Ａ側端部が 弁体作動部材４０の一端Ａ側端近傍に形成した突起部４２に当接し他端Ｂ側端部 が前記弁体作動部材支持部３８の一端Ａ側端面に当接したベローズ、４３は前記 弁体作動部材４０の他端Ｂ側端部に固着された略円盤状の受圧部材である。

【００２９】 ４４は一端Ａ側端部が前記弁体作動装置基部３６の他端Ｂ側端部に固着された 略筒状のケーシング、４５はケーシング４４の外部から内部へ連通する流体圧供 給流路、４６は前記ケーシング４４の他端Ｂ側端部に固着された略環状のベロー ズ支持部、４７は中間部Ｂ側寄りにフランジ部４８を有し一端Ａ側端部が前記ケ ーシング４４内に位置するようにフランジ部４８が前記ベローズ支持部４６の他 端Ｂ側端面に固着された略筒状のばね材支持部、４９はばね材支持部４７内に固 着された中空構造の補助ガイド部材支持部である。

【００３０】 ５０は一端Ａ側端部が前記弁体作動部材４０の他端Ｂ側端部に固着され且つ他 端Ｂ側端部が前記補助ガイド部材支持部４９の中空部に嵌入された補助ガイド部 材、５１はガイド部材５０の中間部に対して遊嵌され且つ一端Ａ側端部が前記受 圧部材４３の他端Ｂ側端面に当接し他端Ｂ側端部が前記補助ガイド部材支持部４ ９の一端Ａ側端面に当接したばね材、５２はばね材支持部４７のフランジ部４８ よりも一端Ａ側寄りの部分に対して遊嵌され且つ一端Ａ側端部が前記受圧部材４ ３の他端Ｂ側端面に当接し他端Ｂ側端部が前記ベローズ支持部４６の一端Ａ側端 面に当接したベローズである。

【００３１】 前記ばね材５１は弾性力により受圧部材４３を常時ケーシング２４へ向って付 勢しており、前記受圧部材４３に作用する押圧力は、弁体作動部材４０、ポペッ トガイド部材２９を介してポペット３１に伝達され、該ポペット３１が前記シー ト部２７に当接するようになっている。

【００３２】 また、前記流体圧供給流路４５にヘリウム、空気等の圧縮ガスを流入させると 、ケーシング４４内に流入した圧縮ガスの圧力が前記ばね材５１の弾性力に抗し て受圧部材４３をケーシング２４と離反する方向へ押圧し、受圧部材４３ととも に弁体作動部材４０、ポペットガイド部材２９が一体的に移動してポペット３１ 、弁体３０がシート部２７から離反するようになっており、前記弁体作動装置基 部３６、弁体作動部材支持部３８、弁体作動部材嵌入部３９、弁体作動部材４０ 、受圧部材４３、ケーシング４４、ベローズ支持部４６、フランジ部４８、補助 ガイド部材支持部４９等によって、前記ばね材５１の弾性力に抗してポペット３ １を開放させるための弁体作動装置５６を構成している。

【００３３】 以下、本実施例の推薬弁の作動を説明する。

【００３４】 上述した構成を有する推薬弁では、通常は、ばね材５１の弾性力により受圧部 材４３がケーシング２４へ向って付勢されていて、ポペット３１がシート部２７ に当接しているので、弁体３０とポペット３１とシート部２７とによって小径開 口部２５とチャンバ５４とが非連通状態に保持されている。

【００３５】 従って、推薬入口流路部材２８から推薬流入孔５３を介してチャンバ５４へ推 薬（例えばヒドラジンＮ₂Ｈ₄）を流入させても該推薬がチャンバ５４から小径開 口部２５を経てケーシング２４の外部へ流出することはない。

【００３６】 一方、推薬入口流路部材２８からチャンバ５４へ流入する推薬をケーシング２ ４の外部へ流出させる際には、流体圧供給流路４５からケーシング４４へヘリウ ム、空気等の圧縮ガスを流入させる。

【００３７】 ケーシング４４内に流入した圧縮ガスの圧力が前記ばね材５１の弾性力に抗し て受圧部材４３をケーシング２４と離反する方向へ押圧し、受圧部材４３ととも に弁体作動部材４０、ポペットガイド部材２９が一体的に移動してポペット３１ 、弁体３０がシート部２７から離反し、前記チャンバ５４に流入する推薬が小径 開口部２５を経てケーシング２４の外部へ流出する。

【００３８】 また、前述したケーシング４４に対する圧縮ガスの供給を停止すると、ばね材 ５１の弾性力により受圧部材４３がケーシング２４へ向って付勢され、ポペット ３１がシート部２７に当接することにより小径開口部２５とチャンバ５４とが非 連通状態になる。

【００３９】 本実施例の推薬弁においては、大径開口部２６内に配置されるポペットガイド 部材２９に対して、弁体３０、ポペット３１、ガイド部材３２、弁体作動部材４ ０等を一体的に組付けるので、推薬弁の組立作業に際し、予めポペット３１とガ イド部材３２との軸心が一致するように調整することができる。

【００４０】 よって、推薬弁を構成する各部材の組付け、分解を繰り返し行うことなく、ポ ペット３１を最適な状態でシート部２７に当接させることが可能となり、推薬弁 の組立に要する時間を大幅に節減することができる。

【００４１】 また、ケーシング２４の大径開口部２６とガイド部材３２との接触面積が比較 的大きいので、ガイド部材３２が摺動する際の安定性やシール性がよい。

【００４２】 更に、上述した接触面積が大きいという構造に加えて、ガイド部材３２に耐摩 耗性、耐薬品性テフロンを用いているので、推薬弁を長期間使用しても、ガイド 部材３２の移動が繰り返されることや推薬の影響を受けることによってケーシン グ２４の大径開口部２６とガイド部材３２とのクリアランスが拡大することがほ とんどなく、シート部２７に対するポペット３１の当接状態が変化しない。

【００４３】 なお、本考案の推薬弁は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、本 考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４４】

【考案の効果】

以上述べたように本考案の推薬弁によれば、下記のような種々の優れた効果を 奏し得る。

【００４５】 （１）予め、ポペットガイド部材、ポペット、ガイド部材を一体的に組付ける ので、推薬弁の組立作業に際し、ポペットとガイド部材との軸心を容易に一致さ せることができ、よって、推薬弁を構成する各部材の組付け、分解を繰り返し行 うことなく、ポペットを最適な状態でシート部に当接させることが可能となり、 推薬弁の組立に要する時間を大幅に節減することができる。

【００４６】 （２）ケーシングの大径開口部とガイド部材との接触面積が比較的大きいので 、ガイド部材が摺動する際の安定性やシール性がよく、また、推薬弁を長期間使 用しても、ガイド部材の移動が繰り返されることによって前記大径開口部とガイ ド部材とのクリアランスが拡大することがほとんどなく、シート部に対するポペ ットの当接状態が変化しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の推薬弁の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】従来の推薬弁の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

２４ ケーシング ２５ 小径開口部 ２６ 大径開口部 ２７ シート部 ２９ ポペットガイド部材 ３１ ポペット ３２ ガイド部材 ５１ ばね部材（弾性体） ５３ 推薬流入孔 ５４ チャンバ ５６ 弁体作動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 櫻谷 隆 東京都西多摩郡瑞穂町殿ヶ谷229番地 石 川島播磨重工業株式会社瑞穂工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端Ａ側に小径開口部を他端Ｂ側に前記
   小径開口部に連通する大径開口部を有し且つ該大径開口
   部内の一端Ａ側に前記小径開口部へ向って徐々に内径が
   小さくなるシート部を形成した筒状のケーシングと、前
   記大径開口部内に配置されたポペットガイド部材と、該
   ポペットガイド部材の一端Ａ側端部に前記シート部に当
   接し得るように固着されたポペットと、前記大径開口部
   に沿って摺動し得るようにポペットガイド部材に外嵌係
   止された略筒状のガイド部材と、前記シート部とケーシ
   ングの内周部とポペットガイド部材の外周部とガイド部
   材の一端Ａ側端部とにより形成されるチャンバにケーシ
   ングの外部から連通する推薬流入孔と、前記ポペットガ
   イド部材を小径開口部へ向って常時付勢する弾性体と、
   該弾性体の付勢力に抗して前記ポペットガイド部材を前
   記小径開口部から離反する方向へ移動させ得る弁体作動
   装置とを備えてなることを特徴とする推薬弁。