JP2613528B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種の弁装置を始動させ
るのに適したトリガーの役目を果たす弁装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各種弁装置を始動させる為の手段とし
て、従来から所謂パイロットバルブが公知である。パイ
ロットバルブの一般的な構造は図４に示すごときもの
で、基体Ｂと蓋体Ｃの間にダイヤフラムＤを液密的に挟
着し、基体Ｂには一次側通路Ｉと二次側通路ＩＩを穿設
し、これら二つの通路の間の開口部をパッキンＰを有す
る円盤Ｚで遮断すると共に、二次側通路ＩＩに連続して
ダイヤフラムＤに面する加圧室Ｋが設置されている。

【０００３】蓋体Ｃの外部に設置されたハンドルＨのス
ピンドルＪは蓋体Ｃに螺入され、その先端は蓋体Ｃの内
部にあって、一端がダイヤフラムＤに圧接する押圧板Ｏ
に接するスプリングＳの他端に圧接する加圧板Ｑに当接
している。

【０００４】更に、押圧板Ｏから基体Ｂの加圧室Ｋに突
出した突杆Ｔは、一次側通路Ｉと二次側通路ＩＩの間を
遮断する円盤Ｚから延長された軸杆Ｘに当接しており、
円盤Ｚには円盤Ｚが常に二つの通路を遮断する方向に小
スプリングｓが張設されている。尚、図中Ｙは円盤Ｚ部
分の動作を案内し、また円盤Ｚに故障が発生した際に修
理等を施す為のガイドバルブである。

【０００５】パイロットバルブの使用に際しては、図５
に示すようにその一次側通路Ｉを始動させるべき弁装置
Ｖの一次側Ｆ（送水元側）の水圧を受けているピストン
の上室Ｕに接続し、二次側通路ＩＩを弁装置Ｖの二次側
Ｇ（送水先側）に接続する。図示した自動圧力調整型の
弁装置Ｖにおいては、一次側Ｆの圧力に対して二次側Ｇ
の圧力が低い状態（例えば十対七程度の圧力比）で、弁
体Ｅが閉鎖状態を維持しして流路開口Ｍが遮断され続
け、二次側Ｇの圧力が低下して一次側Ｆと二次側Ｇの圧
力比が例えば十対七未満になると弁体Ｅが移動して流路
開口Ｍが開放される形式である。

【０００６】このような弁装置Ｖの始動に使用されたパ
イロットバルブＡの、一次側通路Ｉには十の圧力を有す
る水（或は空気）が供給され、二次側通路ＩＩにはほぼ
七の圧力を有する水（或は空気）が供給されていること
になる。一次側通路Ｉの圧力（十）は円盤Ｚの外周面に
加えられ、二次側通路ＩＩの圧力（七）は円盤Ｚのパッ
キンＰと加圧室Ｋ内のダイヤフラムＤに加えられること
になる。

【０００７】小スプリングｓは円盤Ｚを一次側通路Ｉと
二次側通路ＩＩの間の開口部に圧接させて両者の間の導
通を遮断しているが、二次側通路ＩＩの圧力が低下して
七未満になると、加圧室Ｋの圧力も低下しダイヤフラム
Ｄに加えられていた圧力が小さくなる為、ダイヤフラム
Ｄを介して加圧室Ｋ内の圧力とバランスが取られて中立
状態にあったスプリングＳが作用を果たせる状態に移行
し、押圧板ＯがダイヤフラムＤを図４において下方へ押
し下げ、その押圧板Ｏの動作か突杆Ｔと軸杆Ｘを介して
円盤Ｚに伝達され、円盤Ｚは小スプリングｓの作用に抗
して押し下げられ、前記二つの通路の間の開口部の遮断
が解かれ、一次側通路Ｉ内の水（或は空気）は二次側通
路ＩＩへ流入することになる。

【０００８】パイロットバルブＡは、スプリングＳの圧
力をハンドルＨによって調節することにより、一次側通
路Ｉの圧力と二次側通路ＩＩの圧力が、十対七未満で作
動する状態や、十対八未満で作動する状態を任意に設定
でき、このパイロットバルブＡに引き金の役目を果たさ
せることにより、例えば図５に示すような自動圧力調整
型の弁装置Ｖ等を作動させることができるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】問題点は、パイロット
バルブが常時使用されるものではなく、実際の作動は一
年に一度の定期点検の時のみであるような使用状態がし
ばしばあり、それ以外の長期間は、円盤ＺのパッキンＰ
が二つの通路を常に遮断したままになっていることであ
る。

【００１０】このパッキンＰは、その平面部が通路の開
口部に密着してこれを遮断する形式であるので、長期間
にわたって閉鎖遮断が行われると変形し、平面部に開口
部が埋没した状態になったり、或はパッキンＰが開口部
に張り付いたりする事故が避けられない。

【００１１】前者の場合には、二次側通路ＩＩの圧力が
所定の値未満に下がって円盤Ｚが移動した場合に、その
移動距離を充分に確保できず、結果的に開口部の遮断が
充分に解かれない状態を生み出し、後者の場合には円盤
Ｚ自体が移動できずにこれもまた遮断が解かれない状態
になる。

【００１２】このようなパイロットバルブＡをスプリン
クラー装置の回路に使用すると、作動を必要とする緊急
時にパイロットバルブＡの不作動または作動不全によっ
てスプリンクラーが全く作用しない状態も充分に考えら
れる。これは、円盤ＺのパッキンＰの平面部によって開
口部の遮断を行う構造自体に起因するもので、一般の水
道蛇口に使用される「コマ」等においても折々見られる
現象である。

【００１３】しかしながら家庭用の水道蛇口では余り問
題にされないこのような事態が、スプリンクラー等の保
安装置にとっては致命的な欠陥となるのは明らかであ
り、このような事態は何らかの手段によって解消されな
ければならない。

【００１４】

【課題を解決するための手段】パッキンＰが一次側通路
Ｉと二次側通路ＩＩの間の開口部を遮断し続けると、パ
ッキンＰの変形や、開口部に対するパッキンＰの張り付
きを生じるのは、パッキンＰの平面部を開口部に圧接さ
せて遮断を行うことに起因しており、遮断の為に他の方
法或は形式を採用できればこの問題は解決されると考え
られる。

【００１５】通路を気密的に或は液密的に遮断する際
に、パッキンの平面部を使用しない方法としては、Ｏ−
リングによる形式が考えられるが、前述のごとく弁装置
の一次側には十、二次側には七程度の圧力が加えられた
状態で、通常は二つの通路の間を遮断し、二次側の圧力
が七から七未満に低下した場合に、前記の遮断を解くこ
とができるようにする為には、平面型パッキンをＯ−リ
ングに置き換えるだけでは問題を解決できない。

【００１６】この問題を解決する為に本発明において
は、シリンダに、弁装置Ｖの一次側Ｆ（ピストンの上室
Ｕ）と二次側Ｇに接続される二つの通路を設置し、その
シリンダの内部に摺動子を封入し、摺動子の両端に各々
の通路に対面する受圧面を設置し、一次側Ｆに対面する
受圧面と二次側Ｇに対面する受圧面の面積比を、例えば
１：３とすることによって、一次側Ｆの圧力（十）に対
して二次側Ｇの圧力（七）の遮断時は摺動子に加えられ
る圧力の比率が１０：２１となり、一次側Ｆの圧力
（十）に対して二次側Ｇの圧力が（三）になると比率が
１０：９になって遮断が解かれるようにした。

【００１７】この場合、摺動子の両端の受圧面積は任意
に設計できるが、別途のスプリングなどを使用せず、両
端に加えられる圧力のバランスのみで摺動子を制御する
為に安全率を大きく取って受圧面積の比率を１：３とし
た。それによって本発明装置を在来のパイロットバルブ
Ａに併設した場合、パイロットバルブＡが十対七未満の
所望の圧力比で作動した場合には、本発明装置は全く作
動せず、パイロットバルブＡが全く作動せずに二次側の
圧力が著しく低下した時にのみ本発明装置が作動してパ
イロットバルブＡの不作動を補う、という組み合わせを
得ることができる。

【００１８】シリンダと摺動子の間のシールはＯ−リン
グによって行い、Ｏ−リングに例えばシリコングリスを
充分に与えることによって、平型のパッキンＰでは得ら
れなかった満足すべき能力を与えることができる。長時
間に渡って装置が動作しない場合には、使用されている
Ｏ−リングにも変形は生じるが、それは平型のパッキン
Ｐの変形とは異なり、Ｏ−リングの円形断面が楕円形に
変形する種類のものであるので、作動時の移動量不足が
生じにくい上に、張り付きによる不作動もほぼ完全に除
去することができる。

【００１９】シリンダ内を摺動する摺動子によって、流
体通路の遮断と開放を行う為、摺動子の摺動方向に沿っ
て一次側通路と二次側通路を穿設し、これを始動させる
べき弁装置Ｖの一次側Ｆと二次側Ｇにそれぞれ接続し、
両通路からの圧力はそれぞれ摺動子の端部の一方に加え
られるようにすると、前述のごとく摺動子の移動の為に
スプリング等の付勢用の部品を一切設けることなく、摺
動子に加えられる圧力の変化のみで本発明品を作動させ
ることができる。

【００２０】このようなシリンダと摺動子の間をＯ−リ
ングによって密封するには、シリンダと摺動子の間に、
例えば自動車エンジンのピストンリングのような状態に
Ｏ−リングを設置してもよいが、より望ましくは、シリ
ンダの内壁を一周する６０度程度の傾斜面を設け、摺動
子にもこれに対応する傾斜面を設け、これらのいずれか
の傾斜面に沿ってＯ−リングを設置すれば、Ｏ−リング
に無用の圧力をかけることなく、密封遮断と開放を円滑
に行わせることができる。

【００２１】このような構造は、摺動子がピストンの形
状を有する場合のみでなく、一般の水道蛇口用の「コ
マ」や、従来のパイロットバルブの円盤Ｚにも利用で
き、それぞれ充分に満足できる機能が達成される。

【００２２】

【実施例】図面に従って本発明の一実施例を説明する。
図１において、１は弁装置Ｖの一次側Ｆに接続されるべ
き一次側通路２と小内腔３を有すると共に、その端部に
螺着用の牡ネジ４を備えた第一シリンダ、５は弁装置Ｖ
の二次側Ｇに接続されるべき二次側通路６と大内腔７を
有すると共に、端部に第一シリンダ１の牡ネジ４に螺着
される雌ネジ８を備えた第二シリンダ、９は第二シリン
ダ５に螺入され第一シリンダ１と第二シリンダ５を相互
に固定する為の固定ネジである。

【００２３】第一シリンダ１と第二シリンダ５をそれら
の牡ネジ４と雌ネジ８を相互に螺着することにより一体
にすると、それらに設置された小内腔３と大内腔７は連
続して一個の内腔を形成する。また、一次側通路２は小
内腔３に、二次側通路６は大内腔７に連続しており、第
一シリンダ１と第二シリンダ５によって、一次側通路２
−小内腔３−大内腔７−二次側通路６という流路が形成
されることになる。

【００２４】第一シリンダ１の小内腔３の一次側通路２
に近接した部分には、小内腔３の径を広げる形に拡大室
１０が設置され、一次側通路２と拡大室１０の間には拡
大室１０に向かって開いた形状に小内腔斜面部１１が設
置されている。同様に、二次側通路６と大内腔７の間に
は大内腔７に向かって開いた形状の大内腔斜面部１２が
設置されている。

【００２５】１３は、小内腔３と大内腔７によって形成
された内腔内部に設置された摺動子で、拡大室１０と大
内腔７を連通させる導通路１４が穿設されると共に、小
内腔３内にある端部には小内腔斜面部１１に適合する小
内腔摺動子斜面部１５が、また、大内腔７内にある端部
には大内腔斜面部１２に適合する大内腔摺動子斜面部１
６がそれぞれ設置されている。

【００２６】摺動子１３と内腔の間にはＯ−リングから
なるシール材が施されており、第一シール材１７は摺動
子１３と小内腔３の内壁の間に、第二シール材１８は摺
動子１３の拡大直径部１３’と大内腔７の内壁の間にそ
れぞれ設置され、これら二つのシール材により摺動子１
３が気密的に両内腔内で摺動することができる。

【００２７】第三シール材１９は小内腔摺動子斜面部１
５に設置されており、小内腔斜面部１１と小内腔摺動子
斜面部１５が互いに当接した際に両者の間の気密性を維
持し、第四シール材２０は大内腔斜面部１２と大内腔摺
動子斜面部１５が互いに当接した際に両者の間の気密性
を維持する役目を果たす。

【００２８】２１は第二シリンダ５に穿設された通気孔
で、大内腔７内にある摺動子１３と第一シリンダ１の端
部の間にある空気を外部と流通させる為に設けられてい
る。例えば図１のごとく、小内腔斜面部１１と小内腔摺
動子斜面部１５が当接している状態から、図２のごとく
大内腔斜面部１２と大内腔摺動子斜面部１６が当接する
状態に移行する為には、第一シリンダ１の端部と摺動子
１３の拡大直径部１３’の間に外部の空気を吸引し、そ
の逆の動作の場合には内部の空気を外部に排出する通路
となる。

【００２９】本実施例を自動圧力調整弁Ｖに適用し、パ
イロットバルブＡの補助を行わしめる場合の接続は、図
３に示すごとく、既設のパイロットバルブＡと平行に、
本発明トリガーバルブＬの一次側通路２に送水元側仕切
弁２２を介して自動圧力調整弁Ｖの一次側Ｆ（図示の場
合にはピストン室の上室Ｕ）を接続し、二次側通路６を
送水先側仕切弁２３を介して自動圧力調整弁Ｖの二次側
Ｇに接続する。

【００３０】トリガーバルブＬをセットするには、送水
元側仕切弁２２と送水先側仕切弁２３を「閉」の状態に
したままで、既設のパイロットバルブＡの調整と自動圧
力調整弁Ｖ各部への流体の供給を行った後、全体が安定
状態になった時点で、まず送水先側仕切弁２３を「開」
とし、トリガーバルブＬの二次側通路６に自動圧力調整
弁Ｖの二次側Ｇの流体圧を加える。

【００３１】それによって、任意の位置にあった摺動子
１３は図１のごとく内腔内の左端に移動し、小内腔斜面
部１１と小内腔摺動子斜面部１５が接触し、第三シール
材１９が一次側通路２を閉鎖する。

【００３２】次に、送水元側仕切弁２２を「開」とし、
自動圧力調整弁Ｖの一次側Ｆ（この場合にはピストン室
の上室Ｕ）の流体圧を、第一シリンダ１の一次側通路２
に加える。この場合、既に一次側通路２を閉鎖している
摺動子１３の端部に圧力が加えられることになるが、摺
動子１３に対して一次側通路２から加えられる圧力を受
ける面積と、二次側通路６から加えられる圧力を受ける
面積が、１：３程度の比率を形成するように設計されて
いるので、一次側Ｆの圧力が（十）また二次側Ｇの圧力
が（七）に設定されている場合に、摺動子１３は一次側
通路２から（十）の力によって押圧され、二次側通路６
から（二十一）の力で押圧されることになるため、図１
の状態から移動することが無い。

【００３３】自動圧力調整弁Ｖが組み込まれたスプリン
クラー回路において、火災が発生して二次側通路６の圧
力が急激に低下した場合、図３においてパイロットバル
ブＡが適切に作動すれば問題は無いが、それが故障して
作動しない場合には、トリガーバルブＬの二次側通路６
及び大内腔７に加えられていた圧力が低下し、摺動子１
３に加えられていた（二十一）の力が減少して行き、二
次側Ｇの圧力が（三）まで降下すると、１０：２１であ
ったピストン１３への力が１０：９に変化して、一次側
通路２からの圧力によってピストン１３は図１から右方
へ摺動し、一次側通路２の遮断が解かれるとともに、一
次側通路２内の流体は拡大室１０、摺動子１３の導通孔
１４、大内腔７を経て二次側通路６へ流入し、更に自動
圧力調整弁Ｖの二次側Ｇへ流れ込む。

【００３４】この一連の流体の移動によって、図３にお
ける弁装置Ｖのピストン室の上室Ｕの圧力が低下し、ピ
ストン室内の弁体駆動ピストンは一次側Ｆの流体圧によ
って押し上げられ、弁装置ピストンに連結された弁体Ｅ
が上昇して流通開口Ｍの閉鎖が解かれ、一次側Ｆの流体
は流通開口Ｍから二次側Ｇへ流入し、送水先のスプリン
クラーなどへ送られることになる。

【００３５】このように、本発明によるトリガーバルブ
Ｌを従来のパイロットバルブＡに併設することにより、
パイロットバルブＡの作動不良による事故を完全に防止
できる。また実際の使用においては、図３におけるパイ
ロットバルブＡの作動圧力をトリガーバルブＬの作動圧
力よりも高く設定することによって、パイロットバルブ
Ａが適切に作動する場合にはトリガーバルブＬは作動せ
ず、パイロットバルブＡが不作動だった場合にのみトリ
ガーバルブＬが作動するように設定することも容易に可
能である。

【００３６】図６に示したものは、本発明の発想を従来
のパイロットバルブＡに適用した実施例で、従来のパイ
ロットバルブＡの円盤Ｚと平型のパッキンＰを円盤斜面
部１５’と円盤斜面部１５’に設置されたシール材１
９’に置き換え、一次側通路Ｉと二次側通路ＩＩの間の
開口部を円盤斜面部１５’に対応する開口斜面部１１’
として、開口斜面部１１’と円盤斜面部の圧接によって
流体の流通遮断を行うものである。同様の加工は、水道
蛇口の「コマ」にも簡単に適用できることは明白であ
り、各種の弁装置に広い範囲で応用が可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上のごとく本発明によると、平型のパ
ッキンを使用した弁体の作動不良を確実に除去した新規
の装置を得ることができるとともに、これによってパイ
ロットバルブの作動不良の解決策となるトリガーバルブ
を得ることができ、更にこれの応用によって新しい形式
のパイロットバルブ等を獲得できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の閉鎖時における断面図である

【図２】本発明実施例の開放時における断面図である

【図３】弁装置に本発明実施例を取り付ける場合の概念
図である。

【図４】従来のパイロットバルブの断面図である。

【図５】従来品のパイロットバルブを取り付けた自動圧
力調整弁の概念図である。

【図６】本発明をパイロットバルブに適用した実施例の
部分的断面図である。

【符号の説明】

１ 第一シリンダ ２ 一次側通路 ３ 小内腔 ４ 牡ネジ ５ 第二シリンダ ６ 二次側通路 ７ 大内腔 ８ 雌ネジ ９ 固定ネジ １０ 拡大室 １１ 小内腔斜面部 １２ 大内腔斜面部 １３ 摺動子 １４ 導通孔 １５ 小内腔ピストン斜面部 １６ 大内腔ピストン斜面部 １７ 第一シール材 １８ 第二シール材 １９ 第三シール材 ２０ 第四シール材 ２１ 通気孔 ２２ 送水元仕切弁 ２３ 送水先仕切弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に同心的に且つ連続して、一端が外部
   に開口した一次側通路、一端が一次側通路に連続し他端
   に向かって傾斜が拡大する小内腔斜面部、一端が小内腔
   斜面部に連続する拡大部、一端が拡大部に連続し他端が
   外部に開口し且つ拡大部の径よりも小なる径を有する小
   内腔が穿設され、小内腔が開口する端部外周に牡ネジが
   削設された第一シリンダと、 内部に同心的に且つ連続して、前記第一シリンダの小内
   腔の外部への開口に連続する大内腔、一端が大内腔に連
   続し他端に向かって傾斜が縮小する大内腔斜面部、一端
   が大内腔斜面部に連続し他端が外部に開口した二次側通
   路が穿設され、大内腔の内周に第一シリンダの牡ネジに
   螺着される雌ネジが削設された第二シリンダと、一端に第一シリンダの小内腔斜面部を閉鎖する小内腔摺
   動子斜面部を有し、他端に第二シリンダの大内腔斜面部
   に当接する大内腔摺動子斜面部を有し、更に第二シリン
   ダの大内腔に沿って摺動する拡大直径部を有する 摺動子
   とからなり、 第一シリンダと第二シリンダを相互に螺着して形成した
   内部空間に摺動子を液密的に摺動自在に収容し、第一シ
   リンダの小内腔斜面部と摺動子の小内腔摺動子斜面部の
   間、第一シリンダの小内腔と摺動子の間、第二シリンダ
   の大内腔と摺動子の拡大直径部の間、及び第二シリンダ
   の大内腔斜面部と摺動子の大内腔摺動子斜面部の間のシ
   ール材として、それぞれの箇所の摺動子上にＯリングか
   らなる第三シール材、第一シール材、第二シール材及び
   第四シール材を関着設置し、 摺動子に第一シリンダの拡大室と第二シリンダの二次側
   通路を導通させる導通路を穿設すると共に、第一シリン
   ダの牡ネジが削設された側の端面と摺動子の拡大直径部
   の間の第二シリン側面に通気孔を貫通させ、 摺動子の小内腔摺動子斜面部が第一シリンダの小内腔斜
   面部を閉鎖した状態で、摺動子を、一次側通路からの圧
   力を受ける面積を１とした場合、二次側通路からの圧力
   を受ける面積が３となるように したことを特徴とする弁
   装置。