JP2784446B2 - 緩作動開閉弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、ゆっくりした開閉動作が得られる緩作動開
閉弁に関する。

「従来技術およびその問題点」 例えば反応室である種の気体を混合する際には、混合
すべき気体をできるだけゆっくりと反応室に供給するこ
とが要求されることがある。

「発明の目的」 本発明は、このような要求に応え得る緩作動開閉弁を
得ることを目的とする。

また本発明は、開弁動作自体はゆっくりでありなが
ら、開弁信号を与えてから開弁動作に至る応答性には優
れた緩作動開閉弁を得ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、従来用いられているダイアフラム開閉弁を
ベースに、これに改変を加えて完成されたものである。

すなわち本発明の緩作動開閉弁は、弁座に接離して流
路を開閉する弁体を作動させるバルブロッド；このバル
ブロッドを閉弁方向に付勢するばね手段；このバルブロ
ッドを接続したダイアフラム；このダイアフラムにより
画成され、パイロット圧力が及ぼされたとき、上記ばね
手段の力に抗してバルブロッドに開弁方向の力を及ぼす
開弁圧力室；この開弁圧力室に連通するパイロット圧通
路；このパイロット圧通路に設けた流量制御機構；開弁
圧力室とパイロット圧力源とを連通させる、パイロット
圧通路とは別の予圧通路；及びバルブロッドが閉弁位置
にあるときにはこの予圧通路を開通させ、該予圧通路を
介して開弁圧力室に導かれるパイロット圧力が一定値以
上に達したときに、該予圧通路を閉じる予圧通路開閉機
構；を備えたことを特徴としている。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第１図は
本発明による緩作動開閉弁の第一の実施例を示す。第１
図の左方は、本発明による緩作動開閉弁の全体構造を示
す断面図であり、右方は同一の開閉弁の別の断面を示す
一部断面図である。

バルブボディ11には、流体通路12が設けられ、その一
部に、環状弁座13が形成されている。環状弁座13には、
バルブロッド14の下端に設けた弁体15が接離して流体通
路12が開閉される。

バルブロッド14は、スペーサ16およびコネクタスリー
ブ17を貫通して突出している。バルブロッド14の下部と
スペーサ16の間には、蛇腹18が張設されていて、流体通
路12を流れる流体が、バルブロッド14の軸部に達しない
ようにされている。すなわちこの開閉弁は、流体通路12
を流れる流体のクリーン度を蛇腹18によって保証するク
リーンバルブである。コネクタスリーブ17内には、ワッ
シャ19を介してバルブロッド14を閉弁方向に移動付勢す
る圧縮ばね20が挿入されている。21は、コネクタスリー
ブ17をバルブボディ11に固定する袋ナットである。以上
の要素は、予めクリーンルーム内で組み立てられ、ユニ
ット化される。

本発明は、例えば以上のように構成された開閉弁を作
動させるもので、コネクタスリーブ17の外周には、シリ
ンダ22が嵌められ、これがワッシャ23aおよびストップ
リング23bを介して、該コネクタスリーブ17に固定され
ている。

またバルブロッド14のコネクタスリーブ17からの突出
部には、ダイアフラム組立体27が摺動可能に、かつ弁体
15側に移動付勢されて設けられている。すなわちダイア
フラム組立体27は、ローリングダイアフラム24の中心部
を狭着したメインブロック25とリテーナ26とを有し、バ
ルブロッド14の先端には、一対のワッシャプレート28
a、28bが摺動自在に嵌められ、さらにストップリング29
が固定されている。そしてワッシャプレート28aと28bの
間には、ウェーブワッシャ30が挿入されていて、このウ
ェーブワッシャ30により、ダイアフラム組立体27がバル
ブロッド14に対し弁体15側（図の下方）に移動付勢され
ている。ダイアフラム組立体27の下方への移動端は、バ
ルブロッド14の拡径段部14aが規制している。

ローリングダイアフラム24の周縁ビード部24aは、シ
リンダ22とボンネット31との間に挟まれ、シリンダ22と
ボンネット31とは、周縁ビード部24aを圧縮した状態
で、ロックリング32によって固定されている。

以上の構造により、ローリングダイアフラム24の下部
には開弁圧力室33が形成され、上部には抵抗圧力室34が
形成される。ローリングダイアフラム24は変位してもそ
の受圧面積が変化しないダイアフラムである。

シリンダ22には、開弁圧力室33と連通するパイロット
圧通路36が形成されている。このパイロット圧通路36
は、符合36aで示す通路によりまず予圧開閉弁室38に連
通し、次に予圧開閉弁45に穿けた連通孔45a、別の通路3
6bを介してニードル弁40に連通し、さらに通路36cを介
して開弁圧力室33に連通している。

ニードル弁40は、パイロット圧通路36内に臨むニード
ル41aを有する雄ねじ体41をシリンダ22に螺合させたも
ので、その螺合位置を調節することにより、ニードル41
aによる流路絞量を大小に変化させる。

予圧開閉弁室38は、第２図に拡大して示すように、予
圧通路43を介して、開弁圧力室33に連通しており、この
開弁圧力室33には予圧開閉弁45が設けられている。この
予圧開閉弁45は圧縮ばね46によってそのＯリング47が開
弁圧力室33の下面に着座する方向、つまり閉弁方向に付
勢されており、従って、予圧開閉弁45に外力が加わらな
い状態では、予圧通路43は閉じる。またこの予圧開閉弁
45は、その上端が開弁圧力室33内に延びていて、圧縮ば
ね20の力によりバルブロッド14が閉弁位置にあるとき、
ダイアフラム組立体27のリテーナ26によってその頭部を
押圧されて変位する。すなわちウェーブワッシャ30の力
は、圧力ばね46の力より強く、圧縮ばね20の力によりバ
ルブロッド14が図の閉弁位置にあるときには、予圧開閉
弁45がリテーナ26により押圧されて圧縮ばね46の力に抗
して変位し、予圧通路43が開く。つまりリテーナ26は、
予圧開閉弁作動部材である。

パイロット圧通路36は、切換弁50を介してパイロット
圧源Ｐに通じている。またこのパイロット圧源Ｐは、開
閉弁51を介して、開弁圧力室33に開口させた急速開弁通
路49に連通している。開閉弁51は常時は閉じている。

上記構成の本緩作動開閉弁は、開弁圧力室33にパイロ
ット圧を導入しない状態では、圧縮ばね20の力によっ
て、バルブロッド14の弁体15が環状弁座13に着座し、流
体通路12を閉じている。この状態においてはまた、ダイ
アフラム組立体27のリテーナ26が予圧開閉弁45の頭部を
押し、予圧通路43を開いている。つまり開弁圧力室33
は、パイロット圧通路36だけでなく、予圧通路43を介し
て、パイロット圧源Ｐと連通できる状態にある。

この状態において、切換弁50のポート50aを流路に接
続すると、パイロット圧源Ｐからのパイロット圧が、ニ
ードル弁40を有するパイロット圧通路36だけでなく、予
圧通路43を介して、開弁圧力室33に導かれる。よって、
開弁圧力室33内の圧力は速やかに上昇し、やがてその圧
力がウェーブワッシャ30の力に打ち勝つと、ダイアフラ
ム組立体27がウェーブワッシャ30を撓ませながら上昇す
る。このダイアフラム組立体27の上昇量が一定値に達す
ると、リテーナ26が予圧開閉弁45から離れ、このとき予
圧開閉弁45のＯリング47が圧縮ばね46の力により予圧通
路43の下面に着座して該予圧通路43を閉じる。よって開
弁圧力室33は、ニードル弁40を介してのみ、パイロット
圧源Ｐと連通することとなる。ウェーブワッシャ30は、
このとき殆ど全圧縮状態となり、この後は、ダイアフラ
ム組立体27はバルブロッド14と一体に上昇する。

従って、パイロット圧源Ｐからのパイロット圧の供給
を継続すると、この後は、ニードル弁40の開度に応じた
速度で、バルブロッド14が一体に上昇して、流体通路12
を開く。この開弁の速度は、ニードル弁40の開度の調節
によって自由に設定できるから、特にゆっくりと開弁す
ることができる。

すなわち本発明によれば、切換弁50のポート50aを流
路に接続してから、流体通路12が開き始める迄の時間を
短縮して応答性を高めることができ、しかも開き始めて
からの開弁速度はゆっくりしたものとすることができ
る。

切換弁50のポート50bを流路に接続すると、開弁圧力
室33内のパイロット圧がニードル弁40およびパイロット
圧通路36を介してやがて排出されるため、圧縮ばね20の
力により、バルブロッド14は図示位置に復帰し、このと
きダイアフラム組立体27のリテーナ26が予圧開閉弁45を
押して開き、予圧通路43を開く。

流体通路12を急速に開く必要のあるときには、開閉弁
51を開く。すると、流路絞作用のない急速開弁通路49を
介して開弁圧力室33にパイロット圧が急速に導かれ、そ
の結果、ダイアフラム組立体27およびバルブロッド14は
急速に上昇して、弁体15が環状弁座13から離れ、流体通
路12が開く。

第３図は本発明の第二の実施例を示す。この実施例
は、第一の実施例のウェーブワッシャ30に代えて、内外
二重の圧縮ばね30A、30Bを用いた実施例である。この圧
縮ばね30Aと30Bは、バルブロッド14の先端に一体に設け
たばね座54と、ダイアフラム組立体27のメインブロック
25との間に設けられており、その合成ばね力は、予圧開
閉弁45の圧縮ばね46より強い。この他の部分は第一の実
施例と同一である。この実施例においても第一の実施例
と同様の作用が得られる。

「発明の効果」 以上のように本発明は、開弁圧力室へパイロット圧を
導入する作動初期においては、開弁圧力室が流量制御機
構を有するパイロット圧通路だけでなく、予圧通路によ
っても連通するため、開弁圧力室へのパイロット圧の導
入を速やかに行なうことができる。そして、開弁圧力室
に導かれるパイロット圧力が一定値に達すると、予圧通
路が閉じて流量制御機構によりパイロット圧の導入速度
を制御することができるため、ダイアフラムの開弁方向
への変位をゆっくりと行なわせることができる。よって
本発明によれば、開弁速度はゆっくりでありながら、開
弁応答性がよい緩作動開閉弁が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による緩作動開閉弁の実施例を示す要
部を断面とした正面図、第２図は第１図の予圧開閉弁部
分の拡大断面図、第３図は本発明による緩作動開閉弁の
他の実施例を示す要部の断面図である。 11……バルブボディ、12……流体通路、13……環状弁
座、バルブロッド、14……バルブロッド、15……弁体、
16……スペーサ、17……コネクタスリーブ、18……蛇
腹、20……圧縮ばね、22……シリンダ、24……ローリン
グダイアフラム、24a……周縁ビード部、25……メイン
ブロック、26……リテーナ、27……ダイアフラム組立
体、30……ウェーブワッシャ（付勢手段）、30A、30B…
…圧縮ばね、33……開弁圧力室、34……抵抗圧力室、、
36……パイロット圧通路、38……予圧開閉弁室、40……
ニードル弁、43……予圧通路、45……予圧開閉弁、46…
…圧縮ばね、47……Ｏリング、49……急速開弁通路、50
……切換弁、51……開閉弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青樹 壽一 埼玉県大宮市三橋１―840 藤倉ゴム工 業株式会社大宮工場内 (72)発明者 星 光昇 埼玉県大宮市三橋１―840 藤倉ゴム工 業株式会社大宮工場内 (72)発明者 染谷 久雄 埼玉県大宮市三橋１―840 藤倉ゴム工 業株式会社大宮工場内 (72)発明者 江尻 隆 東京都中野区中野３―13―16 (72)発明者 鈴木 雅史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 中沢 正彦 埼玉県浦和市西堀1178―３ 株式会社フ ジキン技術開発センター東京研究所内 (56)参考文献 実開 昭56−173845（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−135728（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/126

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁座に接離して流路を開閉する弁体を作動
   させるバルブロッド； このバルブロッドを閉弁方向に付勢するばね手段； このバルブロッドを接続したダイアフラム； このダイアフラムにより画成され、パイロット圧力が及
   ぼされたとき、上記ばね手段の力に抗してバルブロッド
   に開弁方向の力を及ぼす開弁圧力室； この開弁圧力室に連通するパイロット圧通路； このパイロット圧通路に設けた流量制御機構； 上記開弁圧力室とパイロット圧力源とを連通させる、上
   記パイロット圧通路とは別の予圧通路；及び 上記バルブロッドが閉弁位置にあるときにはこの予圧通
   路を開通させ、該予圧通路を介して開弁圧力室に導かれ
   るパイロット圧力が一定値以上に達したときに、該予圧
   通路を閉じる予圧通路開閉機構； を備えたことを特徴とする緩作動開閉弁。