JPH09236185A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体の移動範囲を規制することにより開閉弁
の信頼性を向上させるとともに、開弁時の弁体の振れ現
象を低減して流出する流体の脈動の発生を抑え、さらに
ハウジングに設ける流路の加工性を改善する。 【解決手段】 弁室２８の内周壁に形成される弁体とし
ての鋼球２７の開弁方向に垂直な方向の移動を規制する
ガイド部と、ハウジング２３の接続端部に溝形状の第２
流路２９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油や空気等の各種
の流体の流れを制御する制御弁において、特に、弁室、
弁体及び流路の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より利用されているこの種の制御弁
として、図２に示すものがある。この制御弁はソレノイ
ドにより弁の開閉動作を行うソレノイド弁１００であ
り、ソレノイド本体１０１とこのソレノイド本体１０１
の一方の開口部内周に同軸的に挿入固定される弁本体２
０１から構成されている。

【０００３】ソレノイド本体１０１は、コイル１０２と
コイル１０２により発生する磁束を集中させると共に稼
動部材となるプランジャ１０３を備え、コイル１０２に
電流を流すことで、弁棒２０２の一方の端部を押圧して
弁棒２０２を軸方向に往復動させるものである。１０４
は弁棒２０２を付勢するスプリング、１０５はソレノイ
ド本体１０１を覆うカバーである。１０７はソレノイド
弁１００を他の構成部材に固定するブラケットである。

【０００４】一方弁本体２０１は、筒状のハウジング２
０３の内径部の一方の側に弁室２０８が設けられ、先の
弁棒２０２が往復動可能に挿入されており、この弁棒２
０２が弁体としての鋼球２０７に当接している。またハ
ウジング２０３の一方の端部にバルブシート２０４が取
付けられている。バルブシート２０４は第１流路２０５
と第１流路２０５と接続する弁座面２０６を備えてお
り、鋼球２０７が当接及び離接することにより流路が開
閉されて流体の制御を行う。

【０００５】また、バルブシート２０４はハウジング２
０３の先端部２０３ａを内側に折り曲げることでバルブ
シート２０４のフランジ部２０４ａを嵌着させて強固に
固定されている。

【０００６】この従来例では、流体は矢印Ａ１０１の方
向から第１流路２０５に進入し、弁座面２０６と鋼球２
０７の隙間から弁室２０８内部に進入する。この時流体
は、矢印Ａ１０２に示されるように、鋼球２０７と弁室
２０８の隙間を通り、ハウジング２０３外側と弁室２０
８を接続する第２流路２０９から矢印Ａ１０３の方向に
流出されている。

【０００７】ところで、上記に説明した従来技術におけ
る弁体として鋼球２０７を弁体として使用している。こ
れは、鋼球２０７の弁座面２０６と当接する表面の位置
が一定ではなく適宜変化することと、球表面の高い加工
精度を利用することによる高いシール性を長期間に渡り
発揮することが可能であるからである。

【０００８】また、弁棒と弁体としての鋼球が一体のも
のは次のような問題があり、この従来技術では弁棒と弁
体が独立した構成が採用されている。

【０００９】まず弁棒と弁体を一体とするために、特別
な製造工程が必要であり、例えば弁棒と鋼球を溶接等の
接合方法により一体にする場合には、鋼球等の接合部で
の熱変形が生じ易く、精度を保つ為に溶接工程の一部に
冷却工程を入れて対応している。

【００１０】弁棒と弁体をカシメた場合には、弁棒の太
さが太くなり、ハウジング２０３の大きさもそれに伴い
大きくなり、また、カシメの部分だけ弁棒を太くする構
成では、この従来技術における構成では弁棒２０２また
はハウジング２０３のどちらか一方を分割式にしないと
組み立てることが不可能となってしまう。

【００１１】また、弁棒と弁体を一体とした時に、弁棒
の軸中心と鋼球の中心が寸法公差範囲内であってもずれ
て接合されることがあり、このずれを見込んで弁室の内
径を大きくする必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の弁棒２０２と弁体としての鋼球２０７を別
体として利用する制御弁では、前述の通り、鋼球２０７
の弁座面２０６と当接する表面の位置が一定ではなく適
宜変化することと、球表面の高い加工精度を利用するこ
とによる高いシール性を長期間に渡り発揮することが可
能であるという利点があるのに対して次のような問題が
ある。

【００１３】まず第１に、ソレノイドによる弁棒のスト
ロークが一般的には短いことから第２流路２０９をハウ
ジング２０３の弁座面２０６の近傍に設けると開弁時に
鋼球２０７が第２流路２０９の方に移動して第２流路２
０９を閉塞してしまう。

【００１４】これを防ぐために第２流路２０９の位置を
弁座面２０６から離れた位置に配設すると共に、弁室２
０８の内径と鋼球２０７の間に流体の通過する隙間を設
ける構成としているが、鋼球２０７と弁室２０８との間
の隙間により鋼球２０７がガタついて閉弁時に弁座２０
６ときちんと当接しない状態で弁棒２０２に付勢され閉
弁しない状態が発生する可能性があり、信頼性が低下す
る。

【００１５】また、開弁時にこの隙間の間で流体の流れ
により鋼球２０７が前後左右に振れる現象が発生し、第
２流路２０９に流出する流体が脈動してしまうことと、
鋼球２０７が弁室２０８にぶつかる騒音が発生するとい
う問題がある。

【００１６】次に、ハウジング２０３に横孔として加工
される第２流路２０９の弁室２０８側の開口縁にバリが
発生し、内径側であるために非常にバリの除去が困難で
あり、加工性が低いものであり、またバリが残った場合
には制御弁の作動に支障が生じることやバリの落下によ
る問題が発生してしまう場合があった。

【００１７】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、弁体の
移動範囲を規制することにより開閉弁の信頼性を向上さ
せるとともに、開弁時の弁体の振れ現象を低減して流出
する流体の脈動の発生を抑え、さらにハウジングに設け
る流路の加工性を改善することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、制御する流体の第１流路となる内
径部を有し、この内径部の一方の端部に弁体が当接する
弁座面を備えた筒状のバルブシートと、前記バルブシー
トの弁座面に対向する開口部を有する弁室と、この弁室
に接続する第２流路と、前記弁室の開口部の周囲に前記
バルブシートと接続するための接続端部とを有するハウ
ジング部材と、前記弁室内部に配設される弁体と、この
弁体に係合して弁と弁座面の開閉を制御する弁棒とを備
えた制御弁であって、前記弁室の内周壁に形成され、弁
体の開弁方向に垂直な方向の移動を規制するガイド部
と、前記接続端部に前記第２流路として設けられた溝と
を備える。

【００１９】但し、前記弁体は球形状であり、前記ガイ
ド部はこの球形状の弁体の直径よりもわずかに大きな直
径の弁室の内周壁であることも好適である。

【００２０】上記の構成による本発明の作用として、ガ
イド部により弁体の開弁方向に垂直な方向の移動が規制
され、開閉弁時の弁体の位置が定まる。また、開弁時に
流出する流体による弁体の振れ現象が低減して流出する
流体の脈動の発生が抑えられるとともに、弁座面から流
出する流体の流路が溝方向へと定まるので流体の圧力損
失も少なく、圧力応答性が良い。

【００２１】弁体が球形状であり、ガイド部が球形状の
弁体の直径よりもわずかに大きな直径の弁室の内周壁で
あることで、弁体の開弁方向の移動量が小さいものであ
っても溝である第２流路が弁体により塞がれておらず、
弁体により流量が規制されることがない。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下に本発明を適用した制御弁の実施
の形態を図示に基づいて説明する。 図１は、本発明を
適用した制御弁としてのソレノイド弁１の断面構成説明
図である。このソレノイド弁１の構成は、従来技術の項
で説明した図２の構成を基本とするものであり、ソレノ
イド本体１０とこのソレノイド本体１０の一方の開口部
内周に同軸的に挿入固定される弁本体２０から構成され
ている。

【００２３】ソレノイド本体１０は、コイル１２とコイ
ル１２により発生する磁束を集中させると共に可動部材
となるプランジャ１３を備え、コイル１２に電流を流す
ことで、弁棒２２の一方の端部を押圧して弁棒２２を軸
方向に往復動させるものである。１４は弁棒２２を付勢
するスプリング、１５はソレノイド本体１０を覆うカバ
ーである。１７はソレノイド弁１を不図示の他の構成部
材に固定するブラケットである。

【００２４】一方弁本体２０は、筒状のハウジング２３
の内径部の一方の側に弁室２８が設けられ、先の弁棒２
２が往復動可能に挿入されており、この弁棒２２が弁体
としての鋼球２７に当接している。

【００２５】またハウジング２３の一方の端部には、弁
室２８の開口部２８ａの周囲に接続端部として機能する
バルブシート２４の端面と当接する当接面２３ａと、内
側に折り曲げることでバルブシート２４のフランジ部２
４ａを把持する折り曲げ端２３ｂが設けられ、ハウジン
グ２３とバルブシート２４が接続固定されている。

【００２６】バルブシート２４は制御する流体が流入す
る側の第１流路２５と第１流路２５と接続する弁座面２
６を備えており、鋼球２７が当接及び離接することによ
り流路が開閉されて流体の制御を行う。また、開口部２
８ａがテーパー形状となっているので、このテーパー部
に流体が流れ込むので流量を規制することがない。

【００２７】弁室２８の内周壁は鋼球２７の直径よりも
わずかに大きな直径を備えたもので、非常に小さなクリ
アランスであるために、鋼球２７は開弁方向には移動す
ることができるが、内周壁がガイド部となり開弁方向に
垂直な方向には自由に移動不可能な構成としている。

【００２８】２９は弁室２８に接続する第２流路であ
り、接続端部としての当接面２３ａと折り曲げ端２３ｂ
の環状の先端部の一部を切り欠いた溝形状としている。
第２流路を溝形状とすることで、加工がハウジング２３
の接続端部側から加工を行うことが可能で、従来のよう
にハウジングに横孔を開ける加工方法と比較して発生す
るバリの除去が簡単になる。この溝形状の第２流路２９
は、本発明の実施の形態では一つのみ設けられている
が、これに限らず弁室２８から放射状に複数本備えるこ
ともなんら規制するものではない。

【００２９】このような構成の実施の形態においては、
閉弁時は鋼球２７は弁棒により閉弁方向に付勢され弁座
面２６に当接して弁を閉じている。そして、開弁する場
合に弁棒２７がソレノイド本体１０に引かれて図１にお
ける上方に移動すると流体の圧力により鋼球２７が押さ
れて開弁し、流体は矢印Ａ１の方向から第１流路２５に
進入し、弁座面２６と弁座面２６から離れた鋼球２７の
隙間から弁室２８内部に進入し、（矢印Ａ２で示される
流体の流路）溝形状である第２流路２９を流れ矢印Ａ３
方向に流出する。

【００３０】従って、内周壁２８により鋼球２７の開弁
方向に垂直な方向の移動が規制され、開閉弁時の鋼球２
７の位置が定まる。また、開弁時に流出する流体は、鋼
球２７と弁室２８のクリアランスの間を通るものではな
いので、鋼球２７の振れ現象が低減して流出する流体の
脈動の発生が抑えられるとともに、鋼球２７のぶつかる
騒音が低減する。また、弁座面２６から流出する流体の
流路が第２流路（溝）方向へと定まるので流体の圧力損
失も少なく、圧力応答性が良い。

【００３１】さらに、鋼球２７の開弁方向の移動量が小
さいものであっても鋼球により第２流路が塞がれていな
いことと、第１流路２５から弁室２８に流入する流体は
弁室２８の一部であるテーパー形状の開口部２８ａを流
れるので、流量が規制されることがない。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、ガイド部により弁体の開弁方向に垂直な方向の
移動が規制され、開閉弁時の弁体の位置が定まり、開弁
動作の信頼性が向上する。

【００３３】また、開弁時に流出する流体による弁体の
振れ現象が低減して流出する流体の脈動の発生が抑えら
れるとともに弁体が弁室内部でぶつかることによるノイ
ズも低減される。

【００３４】弁座面から流出する流体の流路が溝方向へ
と定まるので流体の圧力損失も少なく、圧力応答性が良
いもので、流体の流れを高精度に制御することが可能と
なる。

【００３５】弁体が球形状であり、ガイド部が球形状の
弁体の直径よりもわずかに大きな直径の弁室の内周壁で
あることで、弁体の開弁方向の移動量が小さいものであ
っても溝である第２流路が弁体により塞がれておらず、
弁体により流量が規制されることがない。

【００３６】第２流路を溝形状とすることで、加工がハ
ウジング部材の接続端部側から加工を行うことが可能
で、従来のようにハウジングに横孔を開ける加工方法と
比較して発生するバリの除去が簡単になり加工コストの
低減が図れるとともに、バリ残りによる問題の発生が減
少して制御弁の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を適用する制御弁の断面説明図。

【図２】図２は従来の制御弁の断面説明図。

【符号の説明】

１ ソレノイド弁（制御弁） １０ ソレノイド本体 １２ コイル １３ プランジャ １４ スプリング １５ カバー １７ ブラケット ２０ 弁本体 ２２ 弁棒 ２３ ハウジング ２３ａ 当接面（接続端部） ２３ｂ 折り曲げ端（接続端部） ２４ バルブシート ２５ 第１流路 ２６ 弁座面 ２７ 鋼球（弁体） ２８ 弁室 ２８ａ 開口部 ２９ 第２流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御する流体の第１流路となる内径部を
   有し、この内径部の一方の端部に弁体が当接する弁座面
   を備えた筒状のバルブシートと、 前記バルブシートの弁座面に対向する開口部を有する弁
   室と、この弁室に接続する第２流路と、前記弁室の開口
   部の周囲に前記バルブシートと接続するための接続端部
   とを有するハウジング部材と、 前記弁室内部に配設される弁体と、 この弁体に係合して弁と弁座面の開閉を制御する弁棒と
   を備えた制御弁であって、 前記弁室の内周壁に形成され、弁体の開弁方向に垂直な
   方向の移動を規制するガイド部と、 前記接続端部に前記第２流路として設けられた溝とを備
   えたことを特徴とする制御弁。
2. 【請求項２】 前記弁体は球形状であり、前記ガイド部
   はこの球形状の弁体の直径よりもわずかに大きな直径の
   弁室の内周壁であることを特徴とする請求項１に記載の
   制御弁。