JP2002174359A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】構造が簡単で、且つ、弁の修理・保守・試験な
どのために弁前後の流体通路を遮断する仕切弁の敷設を
必要としない弁装置を得る。 【解決手段】流体の遮断および開放を行う弁体が、一端
に開口８ｂを有するシリンダー構造８であって、弁装置
本体１内部に収容されたスリーブ９内を液密的に摺動自
在である。そしてそのシリンダー８の内腔に圧力を持っ
た作動流体を導入するピストン１１を挿入して、ピスト
ン１１経由で圧力流体を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は一斉開放弁等をはじ
め広い範囲で使用できる新規の弁装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】流通の制御をすべき流体を利用して開閉
を行わせる形式の従来の弁装置は、図６に示すごとく一
組のピストンＰとシリンダＣにより操作杆Ｔを移動さ
せ、その移動によって流体の流通を遮断している弁体Ｖ
ａならびに弁体Ｖｂを弁座Ｓａ或いは弁座Ｓｂから開離
させて、送水元側Ｈの流体を送水先側Ｌへ送り込む形式
であった。図示例の場合には、流体の流通に関して単な
る「遮断」「開放」を行わしめるのみでなく、送水先側
Ｌの状況に応じて小さな流量の供給と大きな流量の供給
を段階的に行い得るよう、弁体と弁座を大小二組設置し
て、それらを操作杆Ｔによって操作するように設計され
ているが、弁体が単一であってもこの形式で開閉の制御
が行えるのは当然であり、弁装置の基本的動作は、送水
元側Ｈの圧力を受けている弁体Ｖａ及び弁体Ｖｂの受圧
面積と、図６においてピストンＰの下側Ｕに加えられる
圧力との関係の上に成立しており、図面から明らかなご
とくピストンＰの上側Ｏには送水先側Ｌの圧力が加えら
れているので、ピストンＰの下側Ｕに加えられる流体の
圧力が上側Ｏに加えられている圧力を超えるとピストン
Ｐの上昇が始まり、それによって上昇せしめられる操作
杆Ｔが先ず弁体Ｖａを押し上げ、更に、操作杆Ｓが上昇
すれば弁体Ｖｂが押し上げられ、その結果として送水元
側Ｈの流体が弁座Ｓａ及び弁座Ｓｂを経て送水先側Ｌへ
流入することになる。

【０００３】送水先側Ｌの圧力が所望の値に達すると、
開弁の際とは逆の動作によって弁体Ｖｂと弁体Ｖａが閉
鎖され、送水元側Ｈから送水先側Ｌへの送水が停止され
る。この場合には、ピストンＰの下面Ｕへの圧力と上面
Ｏへの圧力のバランスの変化によって、ピストンＰが下
降して、その結果弁体Ｖｂと弁体Ｖａがそれぞれの弁座
Ｓａ弁座Ｓｂを閉鎖することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の弁装置の流体制
御に関する機能的な問題点は各種の研究によってそれぞ
れ解決の道が見出され、それによって図６に示すごとき
具体的な弁装置が市場に供給されてきた。しかしなが
ら、現在において要求される機能的確実性、経済性、生
産性などの諸点が、これまでの技術によって達成されて
いるとは言い難い。解決すべき課題の第一は、弁装置の
構造的複雑さと部品点数の多さである。改良に改良を加
えて、時代に要求される機能を果たすものを求めた結
果、その構造は年々複雑になり、部品点数が増加して生
産コストが増大し、また複雑になっただけ装置自体も繊
細になりメインテナンスに費用がかかる状況は、どんな
機械装置においても共通の悩みであるが、その点が省み
られることは無く現在にいたっている。

【０００５】解決すべき課題の第二の点は、実際の使用
に際しては図６のごとき弁装置の送水元側Ｈに連続し
て、仕切り弁を設置し、弁装置及び弁装置の送水先側Ｌ
に接続される管路の修理点検或いは試験を行う際に、そ
の仕切り弁を閉鎖して送水元側Ｈからの流体の流入を停
止する必要があることである。流体操作の弁装置には仕
切り弁が付設されることが常識であり、これまで仕切り
弁の設置に疑問が提示されたことは無いが、弁装置に更
に仕切り弁を付設すると完全な状態の装置全体の重量及
び体積は大きなものとなり、設置のための空間をそれに
対応する大きさに定めなければならないため、設備費の
増大、施設建設費の増加を招くことになり、弁装置のみ
で全ての機能が達成できる形式のものが要求されてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述のごとく従来品にお
いては、弁体Ｖａならびに弁体Ｖｂを移動させるため
に、シリンダーＣとそれに内挿され且つ弁体を操作する
ための操作杆Ｔを有するピストンＰが使用されてきた。
そして、流体の適当な方向への供給によりピストンＰを
シリンダーＣ内で摺動させ、その動作を操作杆Ｔによっ
て弁体Ｖａ及び弁体Ｖｂに伝達して弁装置の開閉を制御
した。この形式は旧来からの弁装置の概念を踏襲するの
みに止まっており、新しい弁装置のためには新しい弁装
置の概念が生み出されなければならない。

【０００７】本発明における発想の根本は、弁装置の要
求される機能が流体の制御であると言う基本概念だけを
追求すること、ならびに従来は弁装置と組み合わせて使
用されてきた仕切り弁の機能を弁装置自体に具備させる
と言う二つの命題の追求にある。弁体を駆動するために
ピストンを移動させると言う発想は前述のごとく従来か
ら存在していたが、本発明においては移動する必要のあ
るものは即ち弁体であると言う観点から、弁体とピスト
ンの移動を同一視し、ピストンをそのまま弁体に置換す
れば、部品点数を減縮し所望の設計が得られるのではな
いかと言う取り掛かりから追求がなされたが、ピストン
の二つの受圧面にそれぞれ送水元側と送水先側の圧力を
加えることによって適切な制御が出来ないと言う状況が
あり、これら二つの圧力によって望ましい動きが得られ
るのはピストンではなく、ピストンが収容されるシリン
ダーではないかと言う着想が生まれ、本発明の基本構想
が完成された。

【０００８】ピストンを固定すると共にそのピストンに
流体供給及び排出の流路を備えさせ、ピストンが内挿さ
れているシリンダーを液密的且つ可動的に設置して、ピ
ストンからシリンダー内腔に供給された流体の圧力によ
って、シリンダーを摺動させて弁座とシリンダーの間で
流体の遮断及び開放を制御させる。これによって、これ
までピストンと別体に設置しなければならなかった弁体
を構造的に省略することが可能となり、且つ、弁装置の
送水元側と送水先側をシリンダーによって明確に分割す
ることが出来るため、仕切り弁の作用を弁装置自体に付
属させることも可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１及び図２によって本発明の具
体的実施例を説明すると、図面において１は弁装置本
体、２は弁本体の送水元側３と連続する開口４を閉鎖す
る蓋体、５は隔壁６によって送水元側３と仕切られた送
水先側、７は隔壁６に設置された弁座で該弁座７を介し
て送水元側３と送水先側５は接続されている。８は開口
４の内壁に設置されたスリーブ９に沿って液密的に摺動
可能に設置され且つ端部が弁座７に当接して送水元側３
と送水先側５の間を遮断するシリンダーで、図示のごと
く断面はコの字状を呈する中空の筒形で、筒形の閉鎖端
８ａは蓋体２に対面し、筒形の開放端８ｂは弁座７内に
あって送水先側５に対面している。図１に示すごとく、
開放端８ｂに近接して設置されたシール１０が弁座７に
圧接して、送水元側３と送水先側５の間が遮断されてい
る。１１は送水先側５からシリンダー８の内腔８ｃに挿
入されたピストンで、弁装置本体１の外部からシリンダ
ー８の内腔８ｃに流体を供給するための流路１１ａを有
すると共に、該流路１１ａから余剰の流体を送水先側５
へ放出するための通路１１ｂが穿設されている。シリン
ダー８はその内腔８ｃに挿入されたピストン１１に対し
ても液密的に摺動できるように設置されている。

【００１０】作動につき説明すると、図１において送水
元側３の圧力が送水先側５の圧力よりも高い状態であ
り、送水先側５への送水が必要とされる場合、外部から
送水元側３と同圧の流体をピストン１１の流路１１ａを
介してシリンダー８の内腔８ｃへ供給する。シリンダー
８の送水元側３に露出している受圧面積と内腔８ｃの受
圧面積は予め計算されており、後者がより広くなるよう
に設計されているので、内腔８ｃへ供給された流体はそ
の一部が流路１１ａの通路１１ｂから送水先側５へ漏出
するにもかかわらず、蓋体２とシリンダー８の間に張設
されたスプリング１２の圧力に抗してシリンダー８を図
中上方へ押し上げ、図２の状態へ移行させる。

【００１１】図２において、シリンダー８は弁座７から
開離して、送水元側３の流体は弁座７の開口を介して送
水先側５へ流入し、流体の必要な供給が行われる。必要
とされた流体の供給が達成された時点で、ピストン１１
の流路１１ａによるシリンダー８の内腔８ｃへの流体の
供給を停止すると、内腔８ｃ内の圧力は無くなり、シリ
ンダー８はスプリング１２と送水元側３内にある部分の
受圧によって下降し、最終的に図１の状態に復帰する。
この際に下降するシリンダー８によって加圧された内腔
８ｃ内の残存流体は、流路１１ａの通路１１ｂから送水
先側５へ流出する。

【００１２】図３に示す実施例は図１及び図２に示すも
のと全く同様に作動するものであるが、シリンダー８の
形状に多少の変更を加えたもので、閉弁時に弁座７内に
突入しているシリンダー８の端部８ｄの外周を端部８ｄ
先端に向かう傾斜面として、シリンダー８が弁座７から
開離し始めると、送水元側３から送水先側５への流体供
給が等比級数的に増大すべく設計されたものである。

【００１３】図４に示す実施例は図１に示したものと同
様であるが、弁装置の管理のために弁装置本体１の底部
に別体のプラグ１３を螺着し、プラグ１３によってピス
トン８を支持せしめたものである。このような変更は図
３に示した実施例においても全く同様に採用できる。こ
れらの装置においては、シリンダー８を弁座７に圧接さ
せた「閉」の状態で、プラグ１３を螺脱し、更に蓋体２
を弁装置本体１から離脱することによって、図５に示す
ごとく、送水元側３からの流体をシリンダー８で遮断し
た状態で、送水先側５での任意の作業が出来、また、弁
装置の開口４内のスプリング１２の交換作業などが行え
る。

【００１４】

【発明の効果】以上のごとく本発明によると、従来は弁
体を操作するための手段であったピストン１１とシリン
ダー８を利用して、シリンダー８を弁体として作用させ
ることが出来るので、弁装置の構造の大幅な改良が可能
となると共に、シリンダー８が弁体であるため、制御さ
れるべき流体を導通させたままで弁装置を分解すること
が可能となり、それによって従来は弁装置に不可分に連
接されていた仕切り弁の機能を弁装置自体に具備させる
ことが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の閉状態にある断面図であ
る。

【図２】本発明第一実施例の開状態にある断面図であ
る。

【図３】本発明第二実施例の開状態にある断面図であ
る。

【図４】本発明第一実施例の変形の閉状態にある断面図
である。

【図５】図４に示す例の分解した状態の断面図である。

【図６】従来品弁装置の閉状態の断面図である。

【符号の説明】

１ 弁装置本体 ２ 蓋体 ３ 送水元側 ４ 開口 ５ 送水先側 ６ 隔壁 ７ 弁座 ８ シリンダー ８ａ 閉鎖端 ８ｂ 開放端 ８ｃ 内腔 ８ｄ 端部 ９ スリーブ １０ シール １１ ピストン １１ａ 流路 １１ｂ 通路 １２ スプリング １３ プラグ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送水元側と送水先側の間の流路を遮断し
   或いは開放することによって流体の流通を制御する弁装
   置において、流通を制御する弁体が一端に開口を有する
   筒体であり、該筒体の内腔に圧力流体を導入する手段を
   有していることを特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 弁体が弁装置本体内部に収容されたスリ
   ーブ内を液密的に摺動自在であると共に、弁体の内腔に
   挿入されたピストンに対しても液密的に摺動自在である
   ことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
3. 【請求項３】 圧力流体を導入する手段が弁体の内腔に
   挿入されたピストンを経由して設置されていることを特
   徴とする請求項１記載の弁装置。