JP2019120318A - バルブ機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、簡易な構造で、高圧条件下でも大きな操作力を確保できると共に、サックバック機構を具備するバルブ機構を提供する。【解決手段】本発明に係るバルブ機構1は、バルブハウジング5と、前記バブルハウジングに往復動可能に支持される駆動軸7と、流入口2と連通する第1の空間10、第1の弁座9と第2の弁座12の間に画成された第2の空間13及び前記流出口3と連通する第3の空間15とを画成する第1及び第2の弁座と、前記駆動軸に形成され、前記第2の空間と第3の空間とを連通可能な連通孔70とによって構成され、開弁状態において前記連通孔が第2の空間と前記第3の空間を連通し、閉弁状態において連通孔が第1の弁座及び第2の弁座によって遮断されるものである。【選択図】図1
Description
本発明は、インク、オイル等の液体、空気、ガスなどの気体等の流体が流れる流路の開閉を行うためのバルブ機構に関する。
弁体を直線移動させて弁座に着座させ液体流路の開閉を行う一般的なバルブ機構では、弁体移動方向に閉止のための荷重を与えることで、弁体着座時(面接触または線接触)の接触力により密閉性を発揮させて、流体の通過を阻止している。この場合、弁閉時の着座状態を保持するため、または弁開の際に弁体を着座状態から移動させるためには、流体圧力より弁体に作用する推力を上回る弁体操作力を必要とする。
また、バルブの下流側の流路では、弁閉止後も過渡的な圧力変動や慣性力等の影響により流体の流動が一定程度継続して、バルブ下流に末端が開放された管路等が接続されている場合には、開放端から少量の流体が流出することがある(これを「後垂れ」と称する)。例えば、粘性流体の塗布量を制御する装置において、後垂れは、塗布精度を低下させる原因となるため、弁閉止の際に減容を起こすような機構を弁体近傍に設け、少量の流体の一時的な吸引機構(これを「サックバック」と称する)を付加することによって後垂れを防止する方法がある。
特許文献1(実公平8−10399号公報)は、制御流体用流路と、この制御流体用流路に受圧面が露呈してサックバックを行うダイヤフラムとを備えているサックバックバルブであって、前記ダイヤフラムの受圧面が前記制御流体用流路の流れに沿った内周壁面上に位置されているか、内周壁面より制御流体用流路内に突出されて位置しているサックバックバルブを開示する。この構造によれば、ダイヤフラムの受圧面が制御流体用流路の流れ方向に沿った内周壁面と略同一平面上に位置されるか、または前記内周壁面より制御流体用流路内に突出されて位置されていることにより、ダイヤフラムの受圧面と制御流体用流路の流れ方向の沿った内周壁面との間にデッドスペースが形成されないので、デッドスペースによる泡溜まりや液溜まりを確実に防止することができるという効果を有する。
特許文献2(特開2006−283967号公報)は、ダイヤフラムを利用して流入側(一次側)の圧力変動に対応して流出側(二次側)の流量を一定に保つことができる流量コントロールバルブを開示する。また、この流量コントロールバルブにおいて、流体の流出入のための第1開口及び第2開口が弁座を介して設けられた弁室内に、前記弁座をシールする弁部と前記第1開口側に配された第1ダイヤフラムと前記第2開口側に配された第2ダイヤフラムとを一体に有する弁機構体が、前記弁部を有する第1ダイヤフラム側と第2ダイヤフラム側とで分離可能に構成され、前記第2ダイヤフラムにサックバック機構が設けられていることが開示される。このサックバック機構は、第2ダイヤフラムと一体に形成されるもので、第2ダイヤフラムに取り付けられたスプリングホルダーを介して前記第2ダイヤフラムを弁室方向と反対方向に付勢するバネ部材を備えるものである。このサックバック機構により、駆動部材による加圧手段の活力を所定値以下に下げて閉弁状態となった際に、前記バネ部材の付勢力が加圧手段に加圧力以上となることによって第2機構体が第1機構体から分離して弁室方向と反対側に後退し、第2開口側弁室内の容積を大きくするので、弁室内の圧力が低下して、第2開口に適宜接続される配管内の流体を引き戻すことができ、液漏れの防止や流体の流量の誤差修正等を行うことできるものである。
上述したように、弁体の着座状態を保持するためや開方向並進移動のために往復動式アクチュエータ(弁駆動機構)を設ける場合、流体圧力に応じて弁体に作用する推力が大きくなると、特に高圧条件下で大きな操作力が必要になり、アクチュエータの大型化や、弁体・弁座及び弁棒等の構造を強化する必要が生じることから、機器自体が大型化なる、構造成立が困難になるなどの不具合があった。
また、バルブ機構に、ダイヤフラム変形やピストン移動等により減容効果を得るサックバック機構を付加する場合には、サックバック機構を有しない構造と比較して内部構造が複雑で部品点数が多くなることから、コストの上昇と共に、耐圧性が減少するという問題が生じる。
このため、本発明は、簡易な構造で、高圧条件下でも比較的小さな操作力で容易に開閉操作ができると共に、サックバック機構を具備するバルブ機構を提供するものである。
本発明に係るバルブ機構は、一端が流体の流入口と連通すると共に他端が流体の吐出口と連通する円筒状の内部空間を画成するバルブハウジングと、前記バブルハウジングに往復動可能に支持されると共に、前記内部空間内の往復動する駆動軸と、前記内部空間の一端と所定の間隔をあけて配置され、前記流入口と連通する第1の空間を画成すると共に前記駆動軸を摺動自在に保持する第1の弁座と、前記第1の弁座と所定の間隔を空けて配置され、第2の空間を画成すると共に前記駆動軸を摺動自在に保持する第2の弁座と、前記内部空間の他端と前記第2の弁座との間に画成され、前記駆動軸の先端が所定の範囲で突出すると共に前記流出口と連通する第3の空間と、前記第1の弁座に軸方向に形成され、前記第1の空間と前記第2の空間とを連通する複数の貫通孔と、弁の閉鎖状態において第1の弁座及ぶ第2の弁座に閉鎖されると共に、弁の開通状態において前記第2の空間と前記第3の空間を連通するように前記駆動軸に形成される連通孔とによって構成される。
以上の構成により、駆動軸が、弁の閉鎖位置から開方向に移動した場合、前記連通孔が前記第2の空間と前記第3の空間を連通するので、流入口から第1の空間、第1の弁座に形成された複数の貫通孔を経て第2の空間、第2の空間から駆動軸に形成された連通孔を介して第3の空間を経て、流出口が連通状態となり、流体が流入口から流出口に向けて流れることができることができるものである。
また、駆動軸が、弁の開放位置から閉方向に移動した場合、前記駆動軸に形成された連通孔の流入側の開口部が前記第1の弁座によって閉鎖され、連通孔の流出側の開口部が前記第2の弁座によって閉鎖されることによって、第2の空間と前記第3の空間が遮断されるため、前記流入口と前記流出口の間が遮断され、流体の流れが停止される。この場合、弁閉時の流体の圧力は、駆動軸を移動させるための力にあまり影響を与えない。
前記駆動軸のさらなる弁の閉方向への移動によって、前記駆動軸の先端が前記第3の空間に突出した部分が、前記第2の弁座内に移動する体積分だけ、前記第3の空間の容積を拡大することができるため、サックバック機能を得ることができるものである。
さらに、前記第1の弁座は、第1の空間に配される第1の弁座押さえ及び第2の空間に配される第2の弁座押さえによって挟持固定されると共に、第1の弁座が、第2の空間に配される第2の弁座押さえ及び第3の空間に配される第3の弁座押さえによって挟持固定されることが望ましい。
これによって、前記バルブハウジング内に画成された内部空間に、第1の弁座押さえ、第1の弁座、第2の弁座押さえ、第2の弁座、第3の弁座押さえと順に装着し、さらに駆動軸を、バルブハウジング、第1の弁座及び第2の弁座を貫通させて配置することによって、バルブ機構を簡単に組み立てることができるものである。尚、前記バルブハウジングに画成された内部空間の第3の空間側は、流出口が形成された蓋部が螺合することによって閉塞されることが望ましい。
本発明に係るバルブ機構によれば、弁閉時に流体圧力による推力弁体に作用しないため、弁閉止保持のためのアクチュエータ操作力を必要としない。このため、流体圧力の大きさによらず、小型化を図ることできるものである。
さらに、弁体と弁座のみによってサックバック機能を達成できるため、サックバック機構のための特別な部品を必要としないので、これらの部品の適切な強度設計により、サックバック機能と高度の耐圧性を両立することを可能にするものである。
以下、本発明の実施例について図面により説明する。
本発明に係るバルブ機構1は、図1乃至図3に示すように、一端が流体の流入口2と連通すると共に他端が流体の吐出口3と連通する円筒状の内部空間4を画成するバルブハウジング5を具備する。この実施例では、前記バルブハウジング5の内部空間4の他端側には、吐出口3が形成された蓋部6が配される。この蓋部6は、前記バルブハウジング5に螺合により固定されるものである。
前記内部空間4の一端の周縁には、軸方向に所定の幅を有する第1の弁座押さえ8が配置され、さらに第1の弁座押さえ8の次には軸方向に所定の幅を有する第1の弁座9が配置され、前記第1の弁座9と前記内部空間4の一端の間には、前記第1の弁座押さえ8によって周縁に配置された第1の空間10が画成される。
また、前記第1の弁座9の次には、第2の弁座押さえ11が配置され、さらに次には第2の弁座12が配置され、前記第1の弁座9と第2の弁座12との間に第2の空間13が画成される。さらに前記蓋部6と第2の弁座12とは第3の弁座押さえ14が配置され、第2の弁座12が保持固定されると共に、流出口3と連通する第3の空間15が画成される。また、前記第1の弁座9には、軸方向に貫通する複数の貫通孔16が形成され、前記第1の空間10と前記第2の空間13とを連通している。
また、駆動軸7は、図示しないアクチュエータ等に接続されて往復動するもので、前記バブルハウジング5に往復動可能に支持されると共に、前記第1の弁座9及び第2の弁座12に摺動自在に保持される。また、前記駆動軸7には、この駆動軸7の先端近傍であって駆動軸7の先端から所定の位置の側面に開口する吐出側連通孔71と、吐出側連通孔71と所定の間隔を空けて側面に開口する流入側連通孔72と、前記駆動軸7内に形成され、前記吐出側連通孔71と前記流入側連通孔72とを連通する中央連通孔73とによって構成される連通孔70が形成される。尚、前記吐出側連通孔71と前記流入側連通孔72は、前記バルブ機構1の閉弁時には、図2及び図3で示されるように、前記第1の弁座9及び前記第2の弁座12によって閉鎖される位置に形成される。このように、本発明では、駆動軸7は弁体の役目を担う。
以上の構成により、バルブ機構1の開弁時には、図1で示すように、駆動軸7が押し下げられて、前記流入側連通孔72が前記第2の空間13に開口して連通すると同時に、前記吐出側連通孔71が第3の空間15に開口して連通するため、吸入口2、第1の空間10、第1の弁座9に形成された貫通孔16、第2の空間13、連通孔70(流入側連通孔72、中央連通孔73及び吐出側連通孔71)、及び第3の空間15を介して流出口3が連通状態となるため。流入口2から流出口3に流体が流れるものである。
前記バルブ機構1の閉弁時には、図2及び図3に示すように、前記バルブ機構1の駆動軸7が引き上げられて、前記流入側連通孔72が第1の弁座9の内周面によって閉鎖され、前記吐出側連通孔71が第2の弁座12によって閉鎖されることによって、第2の空間13と第3の空間15との連通が遮断されるため、流入口2と吐出口3との間は遮断されるので、流体の流れは停止される。
また、バルブ機構1の閉弁動作において、駆動軸7が図2に示す閉弁位置から図3に示す位置まで移動した場合、言い換えると駆動軸7が図2で示す吐出側連通孔71が第2の弁座12内で遮断される位置から図3で示す駆動軸7が第2の弁座12内に入り込んだ位置まで移動した場合、駆動軸7の前記吐出側連通孔12の端部から先端までの距離と駆動軸7の断面積により決定される体積分、第3の空間15の容積を拡大することなるため、サックバック機能を構築できるものである。
以上のように、本発明のバルブ機構1によれば、弁閉時に流体圧力による推力弁体に作用しないため、弁閉止保持のためのアクチュエータ操作力を必要としない。このため、流体圧力の大きさによらず、小型化を図ることできるものである。
さらに、駆動軸(弁体)と弁座のみによってサックバック機能を達成できるため、サックバック機構のための特別な部品を必要としないので、これらの部品の適切な強度設計により、サックバック機能と高度の耐圧性を両立することを可能にするものである。
1 バルブ機構
2 吸入口
3 吐出口
4 内部空間
5 バルブハウジング
6 蓋部
7 駆動軸
8 第1の弁座押さえ
9 第1の弁座
10 第1の空間
11 第2の弁座押さえ
12 第2の弁座
13 第2の空間
14 第3の弁座押さえ
15 第3の空間
16 貫通孔
70 連通孔
71 吐出側連通孔
72 流入側連通孔
73 中央連通孔
2 吸入口
3 吐出口
4 内部空間
5 バルブハウジング
6 蓋部
7 駆動軸
8 第1の弁座押さえ
9 第1の弁座
10 第1の空間
11 第2の弁座押さえ
12 第2の弁座
13 第2の空間
14 第3の弁座押さえ
15 第3の空間
16 貫通孔
70 連通孔
71 吐出側連通孔
72 流入側連通孔
73 中央連通孔
Claims (2)
- 一端が流体の流入口と連通すると共に他端が流体の吐出口と連通する円筒状の内部空間を画成するバルブハウジングと、
前記バブルハウジングに往復動可能に支持されると共に、前記内部空間内を往復動する駆動軸と、
前記内部空間の一端と所定の間隔をあけて配置され、前記流入口と連通する第1の空間を画成すると共に前記駆動軸を摺動自在に保持する第1の弁座と、
前記第1の弁座と所定の間隔を空けて配置され、第2の空間を画成すると共に前記駆動軸を摺動自在に保持する第2の弁座と、
前記内部空間の他端と前記第2の弁座との間に画成され、前記駆動軸の先端が所定の範囲で突出すると共に前記流出口と連通する第3の空間と、
前記第1の弁座に軸方向に形成され、前記第1の空間と前記第2の空間とを連通する複数の貫通孔と、
弁の閉鎖状態において第1の弁座及ぶ第2の弁座に閉鎖されると共に、弁の開通状態において前記第2の空間と前記第3の空間を連通するように前記駆動軸に形成される連通孔とによって構成されることを特徴とするバルブ機構。 - 前記第1の弁座は、第1の空間に配される第1の弁座押さえ及び第2の空間に配される第2の弁座押さえによって挟持固定されると共に、第1の弁座が、第2の空間に配される第2の弁座押さえ及び第3の空間に配される第3の弁座押さえによって挟持固定されることを特徴とする請求項1記載のバルブ機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018000412A JP2019120318A (ja) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | バルブ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018000412A JP2019120318A (ja) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | バルブ機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019120318A true JP2019120318A (ja) | 2019-07-22 |
Family
ID=67307119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018000412A Pending JP2019120318A (ja) | 2018-01-05 | 2018-01-05 | バルブ機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019120318A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111946880A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-17 | 安徽斯瑞尔阀门有限公司 | 一种具有节流、限流结构的节水水阀及其加工工艺 |
-
2018
- 2018-01-05 JP JP2018000412A patent/JP2019120318A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111946880A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-17 | 安徽斯瑞尔阀门有限公司 | 一种具有节流、限流结构的节水水阀及其加工工艺 |
CN111946880B (zh) * | 2020-08-04 | 2022-06-03 | 安徽斯瑞尔阀门有限公司 | 一种具有节流、限流结构的节水水阀及其加工工艺 |
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