JP2002188731A - 高圧流体用開閉弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 弁体のシール機構の磨耗を低減した高圧流体
用開閉弁を提供する。 【解決手段】 流体流入通路６と、流体流出通路７と、
流体流入通路６及び流体流出通路７に連通したキャビテ
ィ５とを備えた弁本体２と、弁本体２のキャビティ５内
に配置されている弁体３と、弁体３を操作するための弁
体操作部１８と、弁体操作部１８のシール機構とを、キ
ャビティ５は、流体流入通路６を遮断するための第一シ
ート部８と、シール機構（１５）を遮断するための第二
シート部１０とを有し、弁体は、第一シート部８と当接
可能な第一当接部３ａと、第二シート部１０と当接可能
な第二当接部３５とを有し、閉弁時、弁体３が弁体操作
部１８に押圧されることによって弁体３は第一当接部３
ａで第一シート部８に着座させられ、開弁時、弁体３が
弁体操作部１８と離間することによって弁体３が第二当
接部３ｂで第二シート部１０に着座させられ、弁体操作
部１０のシール機構（１５）が高圧流体から隔離され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高圧流体の流れを制
御するための開閉弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高圧流体用開閉弁として、図３に
示すようなものが公知である。このような弁１の弁本体
２の内部のキャビティ５にはシート部８が設けられてお
り、弁体３をこのシート部８に着座させることによっ
て、キャビティ５に通じた流体流入通路６と流体流出通
路７を遮断して閉弁し、弁体３をシート部８から離間さ
せることによって開弁するように構成されている。この
弁体３及び弁体操作部１８は通路９の内部に配置されて
おり、この通路９から流体が漏れるのを防ぐために通路
９にはシール機構が配置されている。

【０００３】ところが、シール機構の晒される流体の圧
力は例えば１８０ＭＰａ程度であり、パッキン１５を弁
体３及び弁本体２の壁面と強く密着させなければならな
い。そのため、弁操作時に弁体３を移動させる場合に
は、強い密着力によって発生する摩擦力に抗して弁体３
を摺動させなければならず、開弁操作及び閉弁操作の度
にパッキン１５が著しく磨耗してしまい、パッキン１５
を頻繁に交換しなければならないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するために、弁体のシール機構の磨耗を低減
した高圧流体用開閉弁を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の高圧流体用開閉弁は、流体流入通路と、流
体流出通路と、流体流入通路及び流体流出通路に連通し
たキャビティとを備えた弁本体と、弁本体のキャビティ
内に配置されている弁体と、弁体を操作するための弁体
操作部と、弁体操作部のシール機構とを備えた高圧流体
用開閉弁において、キャビティには、流体流入通路を遮
断するための第一シート部と、シール機構を遮断するた
めの第二シート部とが形成されており、弁体には、第一
シート部と当接可能な第一当接部と、第二シート部と当
接可能な第二当接部とが形成されており、閉弁時におい
て、弁体が弁体操作部に押圧されることによって弁体は
第一当接部で第一シート部に着座させられて流体流入通
路と流体流出通路を遮断し、開弁時において、弁体が弁
体操作部と離間することによって弁体が第二当接部で第
二シート部に着座させられ、流体流入通路と流体流出通
路が連通しかつ弁体操作部のシール機構が高圧流体から
隔離される。また、シールは、開弁及び閉弁時において
高圧流体に晒されることがないため、流体の漏れによる
圧損が非常に小さく、高い圧力精度を実現することがで
きる。

【０００６】上記構成が功を奏し、閉弁時及び開弁時に
はシール機構は弁体によって高圧流体と隔離されるた
め、比較的に弱い密着力でシールでき、その結果、シー
ルの弁体との摩擦による磨耗が著しく低減され、シール
の寿命を著しく長くすることができる。

【０００７】また、本発明の高圧流体用開閉弁は、弁体
操作部のシール機構から漏れた流体を流出させるため
に、弁本体の外面に通じた通路がシール機構の近傍に配
置されている。

【０００８】上記構成が功を奏し、弁体が第一シート部
に押圧してシールを高圧流体と隔離した状態から、弁体
が第二シート部と押圧してシールを高圧流体と隔離した
状態へ移行する間に、高圧流体が漏れた場合でもこの流
体を通路を通して排出することができ、漏れた流体が開
閉弁の内部に溜まって弁体の動きを妨害して操作の不具
合の危険をなくすことができる。また、選択的に、通路
から回収した流体を再使用できるという利点がある。

【０００９】また、本発明の高圧流体用開閉弁は、弁体
操作部のシール機構から漏れた流体の圧力を低減するた
めに、空洞部がシール機構外周に沿って形成されてい
る。

【００１０】上記構成が功を奏し、シール近傍に空洞部
を設けることにより、シール機構を通して漏れた流体を
空洞部で減圧させることができるので、高圧流体が漏れ
た場合にも漏れ流体の圧力によって操作の不具合の危険
をなくすことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。図１は、本発明による高圧流体
用開閉弁の閉弁時の断面図である。図１において、１は
高圧流体用開閉弁、２は弁本体、３は弁体、１８は弁体
操作部をそれぞれ示している。最初に本発明の高圧流体
用開閉弁１の構成について説明する。弁本体２の内部に
は、その内部には弁体３が移動可能な寸法のキャビティ
５が形成されている。キャビティ５の下部は略円錐状と
なっており、このキャビティ下部には、弁体３の第一当
接部３ａの着座する第一シート部８が形成されている。
第一シート部８よりも下の部分から弁本体２の底面の入
口６ａへ流体流入通路６が延びている。この入口には、
高圧流体を供給するために高圧ポンプ（図示せず）が接
続されている。また、キャビティ５の上部は略円錐状と
なっており、このキャビティ上部には、弁体３の第二当
接部３ｂの着座する第二シート部１０が形成されてい
る。第二シート部１０よりも上の部分から弁本体２の上
面へ通路９が延びている。この通路９には、弁体の操作
機構及びシール機構が配置されている。また、第一シー
ト部８と第二シート部１０の間のキャビティ５の部分か
ら弁本体２の側面の出口７ａへ流体流出通路７が延びて
いる。出口７ａには、例えば高圧試験装置などに接続さ
れている。

【００１２】図１において３は弁体を示している。弁体
３は弁本体２の内部に形成されたキャビティ５の内部に
開弁位置と閉弁位置の間で弁体操作部１８によって移動
可能に配置されている。弁体３は、弁本体２の第一シー
ト部８と当接する第一当接部３ａを下部において有し、
弁本体２の第二シート部１０と当接する第二当接部３ｂ
を上部において有している。また、第二当接部３ｂの上
部には、弁体操作部１８の弁体加圧部４と当接するため
の第三当接部３ｃが形成されている。また、弁体３は、
好適には、当接部３ｂから下方に弁体３の第二シート部
１０の下部には流体流入通路６内に弁体案内部１３が延
長している。これにより、弁体３が移動時に傾いた場合
にも弁体案内部１３が流体流入通路６にガイドされるの
で、開弁及び閉弁時において当接部３ａ、３ｂとシート
部８、１０の当接が容易となる。また、閉弁操作では、
弁体操作部１８を下降させて弁体３に押圧することによ
って、高圧流体に抗して弁体３が下に押圧されて閉弁位
置に保たれる。閉弁位置では、弁体３の当接部３ｂが第
一シート部８に当接することにより流体流入通路６が遮
断される。開弁操作では、弁体操作部１８を上昇させる
ことによって、弁体３は下面で圧力を受けて上昇し、弁
体３が第二シート部１０に当接した時、弁体３は第二シ
ート部１０で囲んだ領域分だけ下向きの力よりも大きな
上向きの力を受けるので、開弁位置に保たれる。開弁位
置では、弁体３の当接部３ａが第二シート部１０から離
間し、流体流入通路６と流体流出通路７が連通した状態
となる。

【００１３】図１において１８は弁体操作部である。弁
体操作部１８の上部において、アクチュエータとして機
能する例えば油圧式ピストン（図示せず）と連結される
端部を有し、下部において弁体３の第三当接部３ｃと当
接する弁体加圧部４を有する。また、弁体操作部１８の
シール部と接触する部分には耐磨耗処理が施されてい
る。

【００１４】次に、弁体操作部１８のシール機構につい
て説明する。弁本体２の通路９には筒状の凹所が設けら
れており、この凹所内には、下から上へ順に第一スペー
サ１４、シール１５、第二スペーサ１６、プラグ１７が
配置されている。これらの構成要素のそれぞれには、弁
体操作部及び弁体が略垂直方向に移動可能に通ることの
できるように開口が中央に設けられている。弁本体２の
凹所には雌ねじ部が形成されており、雄ねじ部が形成さ
れたプラグ１７を回転させることによって、シール１５
を圧縮してシール１５を横方向に膨張させて弁体操作部
１８及び弁本体２の凹所の壁面に密着してシールする。

【００１５】図３に示す従来の開閉弁では、常にシール
１５が流体に晒されるので、流体の圧力に応じて強くプ
ラグを締め付けてシール１５を密着させる必要がある。
それに対して、本発明の開閉弁では、図２に示すよう
に、開弁時には、弁体３は、第二シート部１０に当接し
た状態を保っており、通路９が第二シート部１０で遮断
されるのでシール１５は高圧流体から隔離されている。
このように、弁体３のシール１５は、閉弁状態及び開弁
状態において高圧流体に晒されることがないので、シー
ル１５と弁体操作部１８の間の密着力を強くする必要が
ない。それにより、密着力が小さいのでシール１５の磨
耗量を低減し、シール１５の寿命を長くすることができ
る。

【００１６】図１において１２は流体排出通路である。
弁本体２の凹所の壁面から弁本体２の外面へ通じた流体
排出通路１２が形成されている。このため、シール１５
と弁本体２の凹所の間を漏れ出る流体があった場合に
は、この漏れ流体を排出通路１２を通して弁本体２の外
部に取り出すことができる。これにより、漏れた流体が
開閉弁の内部に溜まって弁体の動きを妨害して操作の不
具合の危険をなくすことができる。また、排出通路１２
を形成することにより通路１２から回収した流体を再使
用できるという利点がある。

【００１７】図１において１１は空洞部である。シール
１５近傍に空洞部１１が形成されている。これにより、
シール１５を通して漏れた流体を空洞部１１で減圧させ
ることができるので、高圧流体が漏れた場合にも漏れ流
体の圧力によって操作の不具合の危険をなくすことがで
きる。

【００１８】次に、本発明の高圧流体用開閉弁の作用に
ついて説明する。まず開閉弁１の設定を行う。高圧ポン
プに通じた管（図示せず）を開閉弁１の入口６ａに接続
し、例えば高圧試験装置等の目的の装置に通じた管（図
示せず）を開閉弁１の出口７ａに接続する。弁１のプラ
グ１７を締め、弁体操作機構のシール１５を確保する。
弁体操作部１８の端部に油圧ピストン（図示せず）を連
結し、ピストンを下降して弁体３を第一シート部１０に
固定し、弁を閉弁状態に保つ。弁体操作部１８、高圧ポ
ンプを作動することによって、流体流入通路６内に流体
を所定の値の高圧で貯留する。

【００１９】次に、開弁を行う。開弁タイミング時に油
圧ピストンを上昇させることにより弁体操作部１８を上
昇させる。その直後、弁体３は底面に流体の圧力を受
け、弁本体の第一シート部８から離間して上昇し、弁体
３は第二シート部１０と当接して開弁状態となる。一
方、流体は、キャビティ５及び流体流出通路７を通って
高圧試験装置に供給される。

【００２０】最後に、閉弁を行う。閉弁タイミング時に
油圧ピストンを下降させて弁体操作部１８を下降させる
ことにより、弁体３を第一シート部８に着座させて閉弁
させることによって高圧ポンプから切り離す。それと同
時に、高圧試験装置に通じた管を切り離すことによって
キャビティ５内の圧力を解放し、弁操作を終了する。

【００２１】以上のように、開弁及び閉弁状態の時、シ
ールは高圧流体と隔離されている。そのため、シールを
強く弁体操作部に密着させる必要がなく、その結果、シ
ールの弁体との摩擦による磨耗が著しく低減され、シー
ルの寿命を著しく長くすることができる。また、流体の
漏れによる圧損が非常に小さく、高い圧力精度を実現す
ることができるという利点がある。

【００２２】以上の説明において、本実施形態では弁１
と接続する装置を高圧試験装置として説明したが、当
然、高圧試験装置に限らない。また、弁体３と弁体操作
部１８が一体となった構成でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧流体用開閉弁の開弁時の断面図で
ある。

【図２】本発明の高圧流体用開閉弁の閉弁時の断面図で
ある。

【図３】従来の高圧流体用開閉弁の閉弁時の断面図。

【符号の説明】

１…高圧流体用開閉弁 ２…開閉弁本体 ３…弁体 ３ａ…第一当接部 ３ｂ…第二当接部 ４…弁体加圧部 ５…キャビティ ６…流体流入通路 ７…流体流出通路 ８…第一シート部 １０…第二シート部 １１…空洞部 １２…排出通路 １５…シール １８…弁体操作部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体流入通路と、流体流出通路と、前記
   流体流入通路及び前記流体流出通路に連通したキャビテ
   ィとを備えた弁本体と、 前記弁本体の前記キャビティ内に配置されている弁体
   と、 前記弁体を操作するための弁体操作部と、 前記弁体操作部のシール機構とを備えた高圧流体用開閉
   弁において、 前記キャビティには、前記流体流入通路を遮断するため
   の第一シート部と、前記シール機構を遮断するための第
   二シート部とが形成されており、 前記弁体には、前記第一シート部と当接可能な第一当接
   部と、前記第二シート部と当接可能な第二当接部とが形
   成されており、 閉弁時において、前記弁体が前記弁体操作部に押圧され
   ることによって前記弁体は前記第一当接部で前記第一シ
   ート部に着座させられて前記流体流入通路と前記流体流
   出通路を遮断し、 開弁時において、前記弁体が前記弁体操作部と離間する
   ことによって前記弁体が前記第二当接部で前記第二シー
   ト部に着座させられ、前記流体流入通路と前記流体流出
   通路が連通しかつ前記弁体操作部のシール機構が高圧流
   体から隔離されることを特徴とする高圧流体用開閉弁。
2. 【請求項２】 前記弁体操作部のシール機構から漏れた
   流体を流出させるために、前記弁本体の外面に通じた通
   路が前記シール機構の近傍に配置されていることを特徴
   とする請求項１に記載の高圧流体用開閉弁。
3. 【請求項３】 前記弁体操作部のシール機構から漏れた
   流体の圧力を低減するために、空洞部が前記シール機構
   外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の高圧流体用開閉弁。