JP2000146012A - パイロット作動流量調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】上流の流体圧が高圧でも、パイロット通路が閉
じられたときには、下流側への流体の流れを確実に止め
ることができるパイロット作動流量調整弁を提供するこ
と。 【解決手段】弁座１の下流側の流路３から分岐して形成
された調圧室８と下流側の流路３との間に設けた受圧部
材９を主弁４と一体的に移動するように連結し、弁座１
より上流側の流路２内と調圧室８内とを連通させるパイ
ロット通路１５を定差圧弁２０で開閉するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、弁の前後差圧を
一定に保って流体の流量を調整するようにしたパイロッ
ト作動流量調整弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】流量調整弁は、一般に、電磁ソレノイド
で弁の前後差圧を調整して、その設定差圧に対応して流
量が制御されるようになっている。

【０００３】しかし、その差圧が例えば５０気圧ないし
１００気圧と非常に大きい場合には、流路の断面積に比
較して巨大なソレノイドが必要となって実用的でなくな
るため、パイロット作動の流量調整弁が用いられる。

【０００４】そのようなパイロット作動の流量調整弁
は、単なるパイロット作動の開閉弁と違って、パイロッ
ト通路を開閉する弁を定差圧弁にする必要がある。そこ
で従来は、主弁の下流側流路と調圧室内との間に形成し
たパイロット通路を、ソレノイドで付勢される定差圧弁
により下流側から開閉するようにし、上流側流路と調圧
室内とを細いリーク路で連通させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
構成をとると、弁閉時にパイロット通路が閉じられたと
き、細いリーク路を介して上流側と連通する調圧室内が
高圧になる。すると上述のように下流側との差圧が非常
に大きい場合には、パイロット通路やその周辺を通じて
調圧室内から下流側に流体が流れてしまい、常にある程
度以上の流量が発生してしまう不都合がある。

【０００６】そこで本発明は、上流の流体圧が高圧で
も、パイロット通路が閉じられたときには、下流側への
流体の流れを確実に止めることができるパイロット作動
流量調整弁を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のパイロット作動流量調整弁は、高圧の流体
が送られてくる流路内に形成された弁座に上流側から当
接して閉状態になるように配置された主弁と、上記弁座
の下流側の流路から分岐して形成された調圧室と、上記
弁座の下流側の流路内の圧力と上記調圧室内の圧力とを
表裏両面に受けて上記主弁と一体的に移動するように上
記主弁と連結部材によって連結された受圧部材と、上記
弁座の下流側の流路内と上記調圧室内との間を細い断面
積でリークさせるリーク路と、上記弁座より上流側の流
路内と上記調圧室内とを連通させるパイロット通路と、
上記パイロット通路の入口と出口の差圧が一定以上にな
ると開いて上記パイロット通路の入口と出口の差圧を一
定に保つパイロット通路定差圧弁とを設けたことを特徴
とする。

【０００８】なお、上記パイロット通路定差圧弁が電磁
作動弁であり、電磁コイルへの通電電流によって差圧値
を制御することができるようにしてもよく、上記パイロ
ット通路を開閉する開閉弁が上記パイロット通路定差圧
弁と直列に接続配置されていてもよい。

【０００９】また、上記パイロット通路が上記連結部材
中から上記受圧部材中にわたって形成されていて、上記
パイロット通路定差圧弁がその部分に配置されていても
よい。

【００１０】その場合、上記パイロット通路定差圧弁
が、電磁コイルによって駆動される可動鉄芯によりパイ
ロット弁体を付勢する電磁作動弁であり、上記パイロッ
ト通路中に配置された可動鉄芯が外部に配置された電磁
コイルによって駆動されるようにしてもよい。

【００１１】そして、上記可動鉄芯が上記パイロット通
路の上流側に向けて上記パイロット弁体を付勢し、上記
可動鉄芯の下流側端部に上記パイロット通路を開閉する
ための開閉弁が連結されていてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。本発明のパイロット作動流量調整弁は、
例えば炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルの膨張弁や、
内燃機関の直噴燃料制御弁あるいは高水圧の流量制御弁
等のように、高圧の流体が送られてきて大きな差圧下で
動作させる必要がある弁に用いられる。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施の形態のパイ
ロット作動流量調整弁を示しており、例えば５０気圧な
いし１００気圧という高圧の流体が送られて来る管路の
途中に、環状に弁座１が形成されている。

【００１４】弁座１より上流側の管路２と下流側の管路
３とは直角に曲がって形成されていて、弁座１は上流側
の管路２内に形成されている。主弁４は、上流側の端面
が塞がった円筒状に形成されて、軸線方向に進退自在に
弁座１内に嵌挿配置されていて、主弁４の側壁面に流量
調整用のスリット５が形成されている。

【００１５】また、主弁４の上流側端部には止め弁部６
がフランジ状に突出形成されていて、この止め弁部６が
弁座１に押し付けられると、主弁４が全閉状態になるよ
うになっている。

【００１６】上流側の管路２の軸線の延長線位置には、
弁座１の径より大きな径のシリンダ状の調圧室８が下流
側の管路３から分岐して形成されており、その中にピス
トン円盤状の受圧部材９が軸線方向に進退自在に嵌挿さ
れている。１７は、調圧室８の外面隔壁であり、この実
施の形態では蓋状に形成されている。

【００１７】受圧部材９は、一直線にある上流側の管路
２の軸線と調圧室８の軸線とを結ぶ位置に配置された連
結棒１０によって主弁４と一体的に連結されている。し
たがって、主弁４と受圧部材９とは一体となって移動す
る。１２及び１３は、それらがガタつかないように両側
から付勢する圧縮コイルスプリングである。

【００１８】主弁４は一方の面で上流側の管路２内の圧
力を受圧し、反対側から下流側の管路３内の圧力を受圧
する。また受圧部材９は、一方の面で調圧室８内の圧力
を受圧し、反対側の面で下流側の管路３内の圧力を受圧
する。

【００１９】そして、受圧部材９の受圧面積（＝調圧室
８の断面積）が主弁４の受圧面積（＝弁座１の断面積）
より広く（例えば２〜１０倍程度広く）形成されてい
る。したがって、調圧室８内の圧力を制御することによ
って、受圧部材９と連結棒１０を介して主弁４の状態が
制御される。

【００２０】弁座１と下流側の管路３を通らずに上流側
の管路２から調圧室８内に通じるパイロット通路１５が
設けられており、パイロット通路定差圧弁２０と止め弁
３０がパイロット通路１５の途中に直列に介挿接続され
ている。

【００２１】１５Ａは、パイロット通路１５のうちの定
差圧弁座２１より上流側の部分、１５Ｂは、定差圧弁座
２１とパイロット開閉弁座３１との間の部分、１５Ｃ
は、パイロット開閉弁座３１より下流側の部分である。
また、調圧室８内と下流側の管路３とは細い断面積のリ
ーク路１６で連通している。ただし、リーク路１６は受
圧部材９に形成してもよい。

【００２２】止め弁３０は、パイロット通路１５の途中
に形成されたパイロット開閉弁座３１をパイロット開閉
弁体３２で単純に開閉する電磁開閉弁であり、電磁コイ
ル３４への通電がないときは、パイロット開閉弁体３２
に連結された可動鉄芯３３が固定鉄芯３５に吸引されな
いので、閉弁状態になる。３６は、可動鉄芯３３と固定
鉄芯３５との間に配置された圧縮コイルスプリングであ
る。以下、この止め弁３０が開状態であるとの前提で説
明をする。

【００２３】パイロット通路定差圧弁２０は、パイロッ
ト通路１５の内面に形成されたパイロット弁座２１に下
流側から対向して配置された円錐状のパイロット弁体２
２が、電磁コイル２４で駆動される可動鉄芯２３に連結
された構造の電磁駆動定差圧弁である。可動鉄芯２３
は、電磁コイル２４から生じる磁界によって固定鉄芯２
５に吸引されてパイロット弁体２２を閉じ方向に付勢す
る。

【００２４】その結果、電磁コイル２４への通電電流値
が一定の状態においては、パイロット弁座２１の上流側
と下流側の差圧（即ち、パイロット通路１５の入口と出
口の差圧）が一定以上になるとパイロット弁体２２が開
き、差圧が一定より小さくなるとパイロット弁体２２が
閉じて、パイロット通路１５の入口と出口の差圧が一定
に保たれる。

【００２５】したがって、一定に保たれるパイロット通
路１５の入口と出口の差圧値を、電磁コイル２４への通
電電流値を選択することによって制御することができ、
電磁コイル２４への通電がない状態では差圧値が最小に
なる。

【００２６】調圧室８内の圧力はパイロット通路１５の
出口圧力なので、このような構成により、上流側の管路
２内の圧力と調圧室８内の圧力との差圧が一定に維持さ
れ、それによって主弁４の開度が制御されて、上流側の
管路２から下流側の管路３へ流れる流体の流量が一定に
制御される。したがって、パイロット通路定差圧弁２０
の電磁コイル２４への通電電流値を変えることにより、
上流側の管路２から下流側の管路３へ流れる流体の流量
を任意に制御することができる。

【００２７】このようなパイロット作動流量調整弁にお
いて、止め弁３０をオフにして閉じれば、パイロット通
路１５が閉じられるので、リーク路１６を介して下流側
の管路３側と連通する調圧室８内が下流側の管路３内と
同じ低圧になる。

【００２８】その結果、その圧力と上流側の管路２内の
圧力との差圧により主弁４の止め弁部６が弁座１に押し
付けられ、主弁４が全閉状態になる。そして、調圧室８
内は下流側の管路３内と同じ低圧なので、上流側の管路
２側がどんなに高圧でも、調圧室８から下流側の管路３
への漏れがなく完全な流量ゼロの状態を安定して得るこ
とができる。

【００２９】図２は、本発明の第２の実施の形態のパイ
ロット作動流量調整弁を示しており、パイロット通路１
５を、連結棒１０中から受圧部材９中にまたがって形成
して、パイロット通路定差圧弁２０のパイロット弁座２
１、パイロット弁体２２、可動鉄芯２３及び固定鉄芯２
５をその内部に配置したものである。電磁コイル２４
は、それらを囲む状態で外部に配置されている。

【００３０】この第２の実施の形態において前述の第１
の実施の形態と同じ機能の部分には同じ符合を付してあ
る。新しい符号は１９だけであり、先が塞がった円筒状
に形成された外面隔壁１７と固定鉄芯２５との嵌合部の
隙間により形成されたリーク路１６の圧損を減じるため
に、固定鉄芯２５の外周面に形成された三つの円周溝で
ある。

【００３１】この第２の実施の形態においても、弁座１
と上流側の管路２と下流側の管路３との位置関係は第１
の実施の形態と同じである。ただし、主弁４は弁座１に
対して上流側の管路２側の正面から対向配置されてい
る。止め弁部６はゴム製の円盤状である。

【００３２】調圧室８は、先が塞がれた円筒形状の外面
隔壁１７の奥の空間によって形成されており、その内部
に円筒状の受圧部材９と固定鉄芯２５とが一体に連結さ
れた状態で軸線方向に進退自在に嵌挿配置されている。

【００３３】その結果、受圧部材９の端面で調圧室８内
の圧力が受圧され、固定鉄芯２５の端面で下流側の管路
３内の圧力が受圧される。したがって、固定鉄芯２５は
受圧部材９を兼用している（或いは、固定鉄芯２５が受
圧部材９の半部を構成している）。

【００３４】このように受圧部材９の半部を兼用する固
定鉄芯２５と主弁４とを連結する連結棒１０はパイプ状
であり、その孔部がパイロット通路１５の一部（１５
Ａ）になり、下流側端部の口元がパイロット通路定差圧
弁２０のパイロット弁座２１になっている。

【００３５】受圧部材９（及び固定鉄芯２５）の受圧面
積は弁座１の断面積より広く（例えば２〜１０倍程度広
く）形成されている。そして、固定鉄芯２５の軸線位置
に形成された孔内にパイロット通路定差圧弁２０のパイ
ロット弁体２２が配置されていて、電磁コイル２４への
通電により、受圧部材９内の空間に配置された可動鉄芯
２３が固定鉄芯２５側に吸引されると、それによってパ
イロット弁体２２がパイロット弁座２１に押し付けられ
る。

【００３６】また、受圧部材９と固定鉄芯２５の内部空
間がパイロット通路１５の一部（１５Ｂ）になってい
る。そして、受圧部材９と調圧室８とを通じさせる孔
（１５Ｃ）の内側口元が止め弁のパイロット開閉弁座３
１になっており、それに対向する可動鉄芯２３の端部に
パイロット開閉弁体３２が突設されている。

【００３７】このように構成された第２の実施の形態の
パイロット作動流量調整弁において、電磁コイル２４へ
の通電電流値が一定の状態においては、パイロット弁座
２１の上流側と下流側の差圧（即ち、パイロット通路１
５の入口と出口の差圧）が一定以上になるとパイロット
弁体２２が開き、差圧が一定より小さくなるとパイロッ
ト弁体２２が閉じて、パイロット通路１５の入口と出口
の差圧が一定に保たれる。

【００３８】調圧室８内の圧力はパイロット通路１５の
出口圧力なので、このような構成により、上流側の管路
２内の圧力と調圧室８内の圧力との差圧が一定に維持さ
れ、それによって主弁４の開度が制御されて、上流側の
管路２から下流側の管路３へ流れる流体の流量が一定制
御される。

【００３９】したがって、パイロット通路定差圧弁２０
の電磁コイル２４への通電電流値を変えることにより、
上流側の管路２から下流側の管路３へ流れる流体の流量
を任意に制御することができる。

【００４０】そして、電磁コイル２４をオフにすると、
可動鉄芯２３が固定鉄芯２５側に全く吸引されなくなる
ので、図３に示されるように、可動鉄芯２３と固定鉄芯
２５との間に配置された圧縮コイルスプリング３６によ
って、パイロット開閉弁体３２がパイロット開閉弁座３
１に押し付けられてパイロット通路１５が塞がれた状態
になる。

【００４１】このとき調圧室８内は、第１の実施の形態
の場合と同様に、下流側の管路３内と同じ低圧なので、
上流側の管路２内がどんなに高圧でも、調圧室８から下
流側の管路３への漏れがなく完全な流量ゼロの状態を安
定して得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、弁座の下流側の流路か
ら分岐して形成された調圧室と下流側の流路との間に設
けた受圧部材を主弁と一体的に移動するように連結し、
弁座より上流側の流路内と調圧室内とを連通させるパイ
ロット通路を定差圧弁で開閉するようにしたので、定差
圧弁を制御することにより弁座部分の流量を制御するこ
とができると共に、調圧室内は下流側流路内と同じ低圧
なので、上流側流路側がどんなに高圧でも、調圧室から
下流側流路への漏れがなく、パイロット通路が閉じられ
たときには、下流側への流体の流れを確実に止めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のパイロット作動流
量調整弁の縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態のパイロット作動流
量調整弁の縦断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態のパイロット作動流
量調整弁の全閉状態の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 弁座 ２ 上流側の管路（流路） ３ 下流側の管路（流路） ４ 主弁 ８ 調圧室 ９ 受圧部材 １０ 連結棒 １５ パイロット通路 １６ リーク路 ２０ パイロット通路定差圧弁 ２１ パイロット弁座 ２２ パイロット弁体 ２３ 可動鉄芯 ２５ 固定鉄芯 ３１ パイロット開閉弁座 ３２ パイロット開閉弁体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧の流体が送られてくる流路内に形成さ
   れた弁座に上流側から当接して閉状態になるように配置
   された主弁と、 上記弁座の下流側の流路から分岐して形成された調圧室
   と、 上記弁座の下流側の流路内の圧力と上記調圧室内の圧力
   とを表裏両面に受けて上記主弁と一体的に移動するよう
   に上記主弁と連結部材によって連結された受圧部材と、 上記弁座の下流側の流路内と上記調圧室内との間を細い
   断面積でリークさせるリーク路と、 上記弁座より上流側の流路内と上記調圧室内とを連通さ
   せるパイロット通路と、 上記パイロット通路の入口と出口の差圧が一定以上にな
   ると開いて上記パイロット通路の入口と出口の差圧を一
   定に保つパイロット通路定差圧弁とを設けたことを特徴
   とするパイロット作動流量調整弁。
2. 【請求項２】上記パイロット通路定差圧弁が電磁作動弁
   であり、電磁コイルへの通電電流によって差圧値を制御
   することができる請求項１記載のパイロット作動流量調
   整弁。
3. 【請求項３】上記パイロット通路を開閉する開閉弁が上
   記パイロット通路定差圧弁と直列に接続配置されている
   請求項１又は２記載のパイロット作動流量調整弁。
4. 【請求項４】上記パイロット通路が上記連結部材中から
   上記受圧部材中にわたって形成されていて、上記パイロ
   ット通路定差圧弁がその部分に配置されている請求項
   １、２又は３記載のパイロット作動流量調整弁。
5. 【請求項５】上記パイロット通路定差圧弁が、電磁コイ
   ルによって駆動される可動鉄芯によりパイロット弁体を
   付勢する電磁作動弁であり、上記パイロット通路中に配
   置された可動鉄芯が外部に配置された電磁コイルによっ
   て駆動される請求項４記載のパイロット作動流量調整
   弁。
6. 【請求項６】上記可動鉄芯が上記パイロット通路の上流
   側に向けて上記パイロット弁体を付勢し、上記可動鉄芯
   の下流側端部に上記パイロット通路を開閉するための開
   閉弁が連結されている請求項５記載のパイロット作動流
   量調整弁。