JP2000104836A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の弁装置では、弁体に設けられたシー
ル部材が弁座と摺動することによって破損し、弁装置自
体の寿命が著しく短くなる場合がある。 【解決手段】 駆動機構６とアーム弁軸30とからなる
第１の駆動部により弁体７を弁座シート4bに対して流れ
方向に間隔をもって平行に移動させ、次いで、弁体７が
前記弁座シート4bに対峙した位置まで変位したとき前記
第１の駆動部による弁体７の移動方向の力を流れ方向の
移動の力に変換して前記弁体７を前記弁座弁座シート4b
へ押圧するリンク機構31やロッド33等からなる第２の駆
動部を設けたので、弁体７の変位過程でも弁体７のシー
ル部分が摺動せずに損傷されず、弁装置の長期間の安定
した性能が保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流れる管路
を閉塞する弁装置に関し、特に、弁体を摺動させずに管
路の開口を開閉することができる弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、弁装置としては種々の方式が存
在する。特に、流体が流れる管路を閉塞する弁装置とし
ては、小型，軽量なバタフライ弁が多用されており、
又、遮断後の確実性が要求される場合にはボール弁も用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの弁
装置では、弁体に設けられたシール部材が弁座と摺動す
ることによって破損し、弁装置自体の寿命が著しく短く
なる場合がある。特に、ボール弁構造の弁装置にあって
はシール部材が弁体と常時、摺接するため、シール部材
の破損は著しく、このための改良も多々提案されてい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の弁装置では、流体が流れる管路と、この
管路の弁座を開閉する弁体と、前記弁体を駆動する駆動
部とからなる弁装置において、流れ方向に間隔をもって
前記弁体を前記弁座に対して平行に移動させる第１の駆
動部と、前記第１の駆動部に設けられ前記弁体が前記弁
座に対峙した位置まで変位したとき前記第１の駆動部に
よる弁体の移動方向の力を流れ方向の移動の力に変換し
て前記弁体を前記弁座へ押圧する第２の駆動部とを具備
するようにしたものである。

【０００５】従って、請求項１の発明によれば、第１の
駆動部により流れ方向に間隔をもって弁体を弁座に対し
て平行に移動させ、次いで、弁体が前記弁座に対峙した
位置まで変位したとき前記第１の駆動部による弁体の移
動方向の力を流れ方向の移動の力に変換して前記弁体を
前記弁座へ押圧する第２の駆動部を設けたので、弁体の
変位過程でも弁体のシール部分が摺動せずに損傷され
ず、弁装置の長期間の安定した性能が保持できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。

【０００７】図１は本発明の弁装置の正面外観図で、図
２は図１の平面図である。図３は図１の左側面図であ
る。図４は図１のIV−IV矢視断面図、図５は本体１の側
方に位置する駆動機構６の拡大部分断面図である。

【０００８】図において、１は本体で、この本体１は、
薄い円筒状を呈し、２つの円筒1a，1bが複数のボルト２
で締結されて構成されている。３，４は前記本体１にそ
れぞれ固着して設けられた流入管路，流出管路である。
そして、この流出管路４には内部に流出口4aが形成さ
れ、この流出口4aは前記本体１内に形成された弁室５に
連通している。又、図１，４に見られるように前記流入
管路３には内部に流入口3aが形成され、この流入口3aは
前記本体１内に形成された弁室５に連通している。

【０００９】６は前記本体１外に形成して設けられた駆
動機構で、この駆動機構６により弁室５内部の弁７が後
述の弁座（後述の文章ではこの弁座は弁座シート4bとし
て述べられている）に対して流体の流れ方向に間隔を持
ちながら平行に、次いで、流出口4aへの流体の流れ方向
に変位し、前記弁座を閉塞する。

【００１０】この駆動機構６の作動原理は、特開昭５２
−１２５８２４号に記載されており、次に、駆動機構６
について図５を中心に説明する。８はソレノイドで、こ
のソレノイド８内にはコイルとこのコイルの中心に鉄芯
が位置して配置されている（共に図示せず）。９は前記
ソレノイド８の端子箱で、9aはこの端子箱９の蓋、9bは
端子箱９内へのケーブルの引出口である。10は、前記鉄
芯の一端を覆うキャップで、前記鉄芯を手動により操作
する場合にこのキャップ10を外し、露呈した鉄芯を手動
により上方へ引っ張る。このようにすれば、前記弁７を
手動で閉止操作できることになる（詳細は後述）。前記
ソレノイド８の他端はフック11に結合されており、この
フック11にはニードル12が取り付けら、前記ソレノイド
８を作動すると前記フック11を介してニードル12が上動
し（図５の状態）、ロッド13がばね14に付勢されて下動
し、弁７が閉弁動作する。前記フック11はニードル12側
が二股に分岐した分岐部11ａとなり、前記ニードル12の
上端12ａはこの分岐部11ａに挟まれている。前記ニード
ル12は中央が大径部12ｂとなり、最下方は前記大径部12
ｂより細い細径部12ｃとなっている。ところで、前記駆
動機構６を構成する駆動機構本体6aは前記円筒1bから側
方に突出して形成され、前記ロッド13は駆動機構本体6a
に形成された孔15内に上下に摺動自在に設けられ、下端
部15ａにはラック15ｂが形成され、途中には、前記ばね
14のばね受け14ａがワッシャ16により固定されている。

【００１１】符号17は軸受で、この軸受17は前記駆動機
構本体6aにボルト18，18，…により螺着され、前記ソレ
ノイド８は、この軸受17にボルト19，19，…により螺着
されている。又、前記駆動機構本体6aには前記孔15に連
続し、孔15より大径の中孔20とこの中孔20に連続し、中
孔20より大径の大孔21が形成されている。そして、中孔
20と大孔21の接続箇所が前記ばね受け14ａのストッパ22
となっている。一方、軸受17には前記ロッド13が貫通す
る孔23が形成され、この孔23の上部は孔23より大径の大
径部23ａとなっている。そして、前記ロッド13にはロッ
ド13の上端から孔24とこの孔24に連続し、孔24より小径
の孔24ａが形成されており、孔24の周壁にはロッド13の
内外を連通する孔25が形成され、この孔25内にはボール
26が収納されている。

【００１２】前記ニードル12の細径部12ｃは前記孔24ａ
内に摺動自在とされ、大径部12ｂは孔24内に遊嵌され、
前記ボール26が大径部12ｂと当接している状態では前記
ボール26の１／３程を孔25外方に突出させ、前記ボール
26が細径部12ｃと当接している状態では前記ボール26の
１／３程は孔25の内方へ突出させる。

【００１３】ラック15ｂに噛合しているのはピニオン27
で、このピニオン27は軸28の端部28ａに形成されてい
る。軸28の他の端部28ｂは前記円筒1aから外部に突出し
て手動端29となっており、軸28の中央は大径部28ｃとな
ってこの大径部28ｃに前記弁７のアーム弁軸30が取り付
けられている。

【００１４】ここで前記アーム弁軸30と駆動機構６とに
より弁座に対して流体の流れ方向に間隔を維持しつつ平
行に弁体７を移動させる第１の駆動部が構成され、この
第１の駆動部には弁体７と弁座とが対峙したときに第１
の駆動部の弁体７平行移動力を変換して弁体７が流体の
流れ方向に移動する力とする第２の駆動部としてのリン
ク機構31，ロッド33等が取り付けられている。以下、こ
の第２の駆動部を詳述する。

【００１５】第２の駆動部の一部であるリンク機構31部
分の拡大図を図６〜８に示す。

【００１６】図６において、アーム弁軸30先端表面には
中空の円筒32がアーム弁軸30に溶接されている。そし
て、円筒32内には円筒32の内径と略等しい径のロッド33
が出没自在に嵌合されている。又、円筒32の端部32ａに
は長溝32ｂが形成され、この長溝32ｂ内に前記ロッド33
に固定された可動ピン34が摺動自在に設けられ、この可
動ピン34の両端は前記円筒32を貫通して円筒32の両側に
突出している。35は、前記円筒32の端部32ｃに位置さ
れ、前記円筒32を貫通して設けられた固定ピンで、この
固定ピン35も両端が前記円筒32を貫通して円筒32の両側
に突出しており、固定ピン35の全長は前記可動ピン34よ
り短くなっている。一方、前記円筒32の下方のアーム弁
軸30にはアーム弁軸30を貫通する矩形の孔36が穿設さ
れ、この孔36内に後述のリンクも配置される。

【００１７】37は前記弁７の一面7aに設けられた環状の
シールで、このシール37が図４の流出口4aに取り付けら
れた弁座としての環状の弁座シート4bに着座することに
より流出口4aが閉塞される。前記弁７の他面7bには凸所
38が弁７から隆起して形成され、この凸所38は前記アー
ム弁軸30の孔36内に位置するように配置される。そし
て、前記凸所38には単一のピン39が凸所38を貫通して設
けられ、ピン39の両端39ａ，39ｂも前記孔36内に位置す
る。

【００１８】40，41は第１，第２のリンクで図６に見ら
れるように左右にそれぞれ１本づつ配置されて２本で一
対となり、第１のリンク40は一端40ａが前記ピン34の両
側に回動自在に結合され、他端40ｂは前記ピン39の両端
39ａ，39ｂに回動自在に結合されている。又、第２のリ
ンク41は一端41ａが前記ピン35の両側に回動自在に結合
され、他端41ｂは前記ピン39の両端39ａ，39ｂに回動自
在に結合されている。

【００１９】42，43はばね機構で、このばね機構42，43
は同一の機構であるためばね機構42のみを説明し、ばね
機構43の説明は省略する。

【００２０】ばね機構42は、アーム弁軸30に穿設され端
部がばね受け42ａとなった孔42ｂと、この孔42ｂより小
径となされ孔42ｂに連続する孔42ｃと、一端が前記弁７
の一面7bに螺着され他端がばね受け42ｄとなったボルト
42ｅと、前記ばね受け42ａとばね受け42ｄとの間に縮設
されたばね42ｆとからなる。そして、このばね機構42
は、前記弁７に常時開弁方向の力（図７において弁７の
上方向の力）を付与している。尚、前記ばね機構42，43
の代わりにロッド33の端部33ａと固定ピン35との間にば
ねを設けるようにしても良い。この場合、ロッド33の端
部33ａに孔を穿設し、その孔内にばねを設けるようにす
ればばね自体の取付けが安定する。

【００２１】次に、実施形態につきその作動を説明す
る。

【００２２】図９は弁７の作動前を符号Ａで、作動後を
符号Ｂで示す。そして、弁室５の内壁には前記ロッド33
が当接する突起5aが形成されているが、この突起5aはロ
ッド33が若干長く、かつ、弁室５の内壁を傷付けない工
夫がロッド33先端にあれば必要はない。

【００２３】作動前は、弁７はＡの位置にある。このと
き、駆動機構６のロッド13はばね14を圧縮して上方に位
置しており、このとき、ボール26はニードル12の大径部
12ｂと軸受17の大径部23ａとの間に位置しており、ロッ
ド13の下方への移動は阻止されている（ロッド13が下方
へ移動しないことについては特開昭５２−１２５８２４
号により詳述されている）。

【００２４】そして、この状態で図示しない感震器等の
機器より前記端子箱９へ信号が送られ、ソレノイド８が
励磁され、ソレノイド８の鉄芯が上方へ変位する。この
鉄芯の変位は前記フック11の変位となり、フック11の上
方変位は前記ニードル12を上方へ引き上げることにな
る。すると、前記ボール26とニードル12の細径部12ｃと
が対峙することになり、ボール26は内方への変位が可能
となり、図５の状態となってロッド13はばね14のばね力
により下方へ変位し、ラック15ｂがピニオン27を回動さ
せる。この結果、弁７はアーム弁軸30を介して図９のＡ
の状態からＢの状態に変位する。このとき、弁７は弁座
4bに対して流体の流れ方向に間隔を維持しつつ平行に移
動される。そして、図９のＢの状態では弁７は流出口4a
の弁座シート4bと隙間をもって対峙する。弁７が弁座シ
ート4bと対峙するように変位したときも弁７のシール37
はどこにも接することがなく、シール37が不要に損傷し
ない。更に、アーム弁軸30の変位が進行すると、ロッド
33が突起5aと当接し、アーム弁軸30が更に変位すると、
ロッド33が円筒32に対して没することになる。

【００２５】ロッド33が円筒32に対して没すると、図６
において、可動ピン34が固定ピン35方向に変位し、第
１，２のリンク40，41が変位する。第１，２のリンク4
0，41の変位はピン39の変位となり、ピン39の変位は図
７において弁７をばね42ｆに抗して下動させる（図７は
弁７が閉じてしまった状態を示す）。即ち、第１の駆動
部による弁７の弁座に対する平行な移動力を、弁７の流
出口4aへの流体の流れ方向に変位する力に変換してい
る。そして、アーム弁軸30が更に変位すると、その変位
はロッド33の変位となってその変位で弁７が図７のよう
に弁座シート4bを完全に閉塞し、流出口4aの流体の流れ
は完全に遮断される。

【００２６】以上の作動は連続して行われるので、緊急
に流体の流れを遮断したい場合、特に、ガスの供給ライ
ンや石油プラントのライン等に用いられて好適となる。

【００２７】また、遮断してしまった流出口4aを開放す
るときには前記ニードル12を手動で上方に変位させたま
ま、手動端29を回動し（前記ピニオン27が反時計方向に
回動するように）、所定の位置までロッド13が上動した
らニードル12を開放（下動させる）すれば弁７は待機状
態となる。

【００２８】尚、前記ラック15ｂとピニオン27との間に
更にピニオンを入れれば、待機状態の弁７の位置は上方
となり、閉弁時には弁７が下動するので重力に逆らわな
い構造の弁装置とすることもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、流体が流
れる管路と、この管路の弁座を開閉する弁体と、前記弁
体を駆動する駆動部とからなる弁装置において、流れ方
向に間隔をもって前記弁体を前記弁座に対して平行に移
動させる第１の駆動部と、前記第１の駆動部に設けられ
前記弁体が前記弁座に対峙した位置まで変位したとき前
記第１の駆動部による弁体の移動方向の力を流れ方向の
移動の力に変換して前記弁体を前記弁座へ押圧する第２
の駆動部とを設けたので、弁体が弁座を密閉するまで他
の部材に接触せず、弁体のシールが損傷せず弁装置とし
ての長寿命化が期待でき、特に、普段は作動することが
無い緊急遮断弁等に用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である弁装置の正面外観図
である。

【図２】図２は図１の平面図である。

【図３】図３は図１の左側面図である。

【図４】図４は図１のIV−IV矢視断面図である。

【図５】図５は本体１の側方に位置する駆動機構６の拡
大部分断面図である。

【図６】図６はリンク機構31部分の拡大平面図である。

【図７】図７は図６のVII−VII断面図である。

【図８】図８は図７のVIII−VIII断面図である。

【図９】図９は本装置の作動状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 本体 1a 円筒 1b 円筒 ３ 流入管路 ４ 流出管路 4b 弁座シート ５ 弁座 5a 突起 ６ 駆動機構 6a 駆動機構本体 ７ 弁 ８ ソレノイド ９ 端子箱 10 キャップ 11 フック 12 ニードル 13 ロッド 14 ばね 15 孔 16 ワッシャ 17 軸受 20 中孔 21 大孔 22 ストッパ 23 孔 24 孔 25 孔 26 ボール 27 ピニオン 28 軸 29 手動端 30 アーム弁軸 31 リンク機構 32 円筒 33 ロッド 34 可動ピン 35 固定ピン 36 孔 37 シール 38 凸所 39 ピン 40 第１のリンク 41 第２のリンク 42 ばね機構 43 ばね機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流れる管路と、この管路の弁座
   を開閉する弁体と、前記弁体を駆動する駆動部とからな
   る弁装置において、流れ方向に間隔をもって前記弁体を
   前記弁座に対して平行に移動させる第１の駆動部と、前
   記第１の駆動部に設けられ前記弁体が前記弁座に対峙し
   た位置まで変位したとき前記第１の駆動部による弁体の
   移動方向の力を流れ方向の移動の力に変換して前記弁体
   を前記弁座へ押圧する第２の駆動部とからなる弁装置。