JP3169498B2 - 微少流量調節弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流量の微量調節が要求さ
れる流体輸送配管に使用される微少流量調節弁に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、鍔部を有する制御弁を採用
することにより、精度良く流量特性が得られ、しかも微
少流量から大流量まで広範囲にわたって制御可能な調節
弁の発明について先に特許出願を行った（特開平４−２
３６８６１号公報参照）。しかし最近では更に微少な流
量の制御に対するニーズが高まってきており、前記先願
の発明による構造では鍔部の大きさに限界があるため、
更に微少な流量調節を行うことは困難であることが分か
った。

【０００３】一方、微少流量を調節する調節弁として
は、周面の一部にＶ字状の切り欠きを有する円柱状プラ
グをシートリングの開口内に摺動嵌合させ、切り欠きの
開口量によって流量を調節するものが多く採用されてい
る。

【０００４】図４は、従来の調節弁の一例について、プ
ラグとシートリングの縦断面を示したものであり、段部
を有する円柱状プラグ２１の小径部周面にＶ字状切り欠
き２１ａが設けられ、シートリング２２の内孔に挿入さ
れている。また、図５の（ａ），（ｂ）は従来のＶ字状
切り欠きを有するプラグの横断面を示したものである。
従来のＶ字状切り欠き２１ａは溝幅Ｌにより断面積を変
化させているため、溝深さＨは一定になっている。

【０００５】ここでプラグ２１を上下動させるとＶ字状
切り欠き２１ａの溝幅が変化し、流量が連続的に調節さ
れる。また、プラグ２１の段部にはテーパ状の着座部２
１ｂが設けられており、これをシートリング２２側に設
けた同テーパの弁座部２２ａに着座押圧させることによ
り、弁が全閉となるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の調節弁にお
いては、流体通過部の開口面積をプラグ２１に形成され
たＶ字状切り欠き２１ａの溝幅Ｌにより調節しているた
め、微少な開口面積を得るには特殊な切削加工具により
Ｖ字状切り欠き２１ａの精密研削を行う必要があり、加
工に多くの労力と費用が掛かるという問題点を有してい
た。

【０００７】また、弁を完全に閉塞するためには、プラ
グ２１の着座部２１ｂとシートリング２２の弁座部２２
ａをラッピングにより擦りあわせて当たり面をなじませ
る必要があり、加工が面倒で高精度を要するばかりでな
く、弁の開閉操作の繰り返しにより当たり面が損傷し、
閉塞不能や調節不能に陥るという問題点があった。

【０００８】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑みなされたもので、その目的は微少流量を調節する
ための溝部の加工を容易かつ安価に行うことができると
ともに、長期にわたって微少流量の調節機能及び弁の閉
塞機能を維持することができる微少流量調節弁を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の構成を本発明の実施例に対応する図１を参
照して説明する。本発明の微少流量調節弁は、弁本体１
内部の入口流路２と出口流路３との間に設けられて流れ
方向をわん曲させる隔壁４と、該隔壁４に設けられて前
記入口流路２と出口流路３とを連通させる開口部５と、
該開口部に対向して配設された閉止弁１０とを具備し、
該閉止弁１０の下端には、前記開口部５の軸線と同軸上
に配され、該開口部５に摺動自在に嵌合支持されるとと
もに、周面には先端に向かって断面積が比例的に増加す
る流量調節用の断面円弧状の溝１２ａが形成された制御
弁１２が突設され、かつ前記閉止弁１０は上下動可能で
その下端面が前記開口部５の周囲に形成された弁座部１
４に当接可能となっていることを特徴としている。

【００１０】本発明の微少流量調節弁の材質は、プラス
チックでも金属でも良く、特に限定されるものではな
い。また、流体の流入、流出の方向性も限定されず、弁
のどちら側からでも流体を流入させることができ、その
調節機能に差はない。

【００１１】

【作用】上記の構成からなる本発明の作用を図１（弁開
状態）、図２（弁閉止状態）に示す微少流量調節弁にも
とづいて説明する。図１において、入口流路２を経由し
て流入した流体は、開口部５と制御弁１２の周面に形成
された円弧状溝１２ａにより制御され出口流路３へと流
出する。

【００１２】ここで閉止弁１０を開口部５の方向（図で
は下方向）へ移動させると、制御弁１２もこれに追随し
て下方へ移動し、これに伴い円弧状溝１２ａと開口部５
とで形成される流体通過部の開口面積は比例的に小さく
なるので流量は制御弁１２の移動量に対して比例的に減
少する。逆に閉止弁１０を開口部５から離れる方向（図
では上方向）に移動させると、流体通過部の開口面積は
比例的に増加し、流量は制御弁１２の移動量に対して比
例的に増加する。このようにして流体の微少流量が制御
弁１２の移動量に対して比例的に調節される。

【００１３】また閉止弁１０を開口部５の方向へ移動さ
せ続けると、ついには閉止弁１０の下端面である着座部
１１が開口部５の周囲の弁座部１４に当接して押圧され
る。そのため、入口流路２と出口流路３との間が完全に
閉塞されて弁閉塞状態になる。（図２の状態）

【００１４】

【実施例】以下、本考案の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本考案の一実施例を示す縦断面図
で、同図において１は弁本体であってその内部に、入口
流路２と出口流路３とを仕切る隔壁４が設けられ、これ
ら両流路２，３の間にわん曲した流路が形成されるよう
にしている。また弁本体１の内部には、入口流路２と出
口流路３の軸線に対して垂直方向の弁室８が形成され、
弁室８内には閉止弁１０が配設されている。

【００１５】隔壁４には入口流路２と出口流路３とを連
通させる円筒状の開口部５が設けられる。この開口部５
は、具体的には隔壁４に螺合接着された縮流管１３を貫
通して形成されるものである。

【００１６】縮流管１３は、その上部外周面に嵌合接着
されたシール用の弾性体からなる弁座部１４を有し、か
つ入口流路２と出口流路３とを隔てる隔壁４に設けられ
た一部に雌ねじ部を有する大きな開口に、弁座部１４を
挟み込むようにして螺合接着されている。なお本実施例
においては、開口部５は縮流管１３を弁本体１内に螺合
接着して設けられているが、隔壁４に直接開口させるこ
とによって設けてもよい。

【００１７】閉止弁１０は、弁本体１の上部に固定され
た蓋体７に保持されている弁軸９の下端部に一体成形に
よって設けられ、開口部５の軸線にその軸線を一致さ
せ、弁本体１の上部に位置する首部６によって形成され
ている弁室８内に気密に嵌合するとともに、上下方向に
進退動可能に保持されている。閉止弁１０の下端部の周
囲には前記弁座部１４と当接可能とされた環状の着座部
１１が形成されている。

【００１８】１２は制御弁であって、前記閉止弁１０の
下端部に螺合接着されており、前記開口部５の軸線とそ
の軸線を一致させて、開口部５に摺動自在に気密に嵌合
支持されるとともに、周面には先端に向かって断面積が
比例的に増加する流量調節用の断面円弧状の溝１２ａが
形成されている。

【００１９】図３の（ａ），（ｂ）は円弧状溝１２ａを
含む制御弁１２の横断面図であり、（ａ）は円弧状溝１
２ａの断面積が最大となる位置の近傍の断面を示し、一
方、（ｂ）は断面積が（ａ）の場合の１０分の１になる
位置の断面を示している。

【００２０】円弧状溝１２ａは半径Ｒを同じくした円弧
状溝であって、その円弧の長さと溝の深さを変化させる
ことによって、断面積が比例的に増加するように形成さ
れている。なお、図３（ａ）の円弧状溝１２ａの断面積
は従来例を示す図５（ａ）の切り欠き２１ａの断面積と
略等しく、同様に、図３（ｂ）の円弧状溝の断面積は図
５（ｂ）の切り欠きの断面積と略等しくしてある。

【００２１】本実施例では円弧状溝１２ａは、半球形の
先端を有するエンドミルや円弧形外縁を持つフライスカ
ッターを使用して次第に切り込みを深くして行く方法に
よって形成されたものであるが、射出成形等により制御
弁１２を成形する時に同時に形成してもよい。

【００２２】本実施例では円弧状溝１２ａは一個設けら
れているが並列に二個以上設けてもさしつかえない。ま
た、制御弁１２は閉止弁１０の下端部に一体成形によっ
て設けても良い。

【００２３】上記の構成からなる本実施例の微少流量調
節弁の作動は、以下の通りである。図１において、入口
流路２を経由して流入した流体は、開口部５と制御弁１
２の周面に形成された円弧状溝１２ａにより制御されて
出口流路３へ流出する。ここで、自動制御装置による駆
動部の作動もしくは手動操作によって、弁軸９を介して
閉止弁１０を開口部５の方向へ移動させると、制御弁１
２もこれに追随して移動する。それに伴い円弧状溝１２
ａと開口部５によって形成される流体通過部の開口面積
は比例的に小さくなるので、流量は制御弁１２の移動量
に対して比例的に減少する。逆に、閉止弁１０を開口部
５から離れる方向に移動させると、流体通過部の開口面
積は比例的に拡大し、流量は制御弁１２の移動量に対し
て比例的に増加する。このようにして、流体の微少流量
が制御弁１２の移動量に対して比例的に増減して調節さ
れる。

【００２４】また、閉止弁１０を開口部５の方向へ移動
させ続けると、ついには閉止弁１０の下端面である着座
部１１が開口部５の周囲の弁座部１４に当接して押圧さ
れ、その結果、入口流路２と出口流路３との間が完全に
閉塞されて流体の流れが止められる。この状態が図２に
示されている。以上のような作用により、流体の流量が
連続的に、かつ微少に調節され、また弁の完全な閉塞が
行われる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明の微少流量調節弁を
使用すると以下の効果が得られる。 微少流量を比例的に増減することができる円弧状溝
を容易かつ安価に形成することができるため、加工のた
めの労力と費用を大幅に削減することができ、経済的で
ある。 加工や擦り合わせ等を必要とする面倒なテーパー状
の着座部や弁座部がないため、容易かつ安価に製造する
ことができ、また、弁の開閉操作の繰り返しによる接触
面の損傷を受けにくいため、長期にわたって微少流量の
調節機能及び弁の閉塞機能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微少流量調節弁の一実施例を示す一部
正面図を含む縦断面図である。

【図２】図１における微少流量調節弁の全閉状態を示す
縦断面図である。

【図３】図１における円弧状溝部を含む制御弁の横断面
図である。

【図４】従来の微少流量調節弁におけるプラグとシート
リングの要部を示す一部断面図を含む正面図である。

【図５】従来のＶ字状切り欠きを有するプラグの横断面
図である。

【符号の説明】

１…弁本体 ２…入口流路 ３…出口流路 ４…隔壁 ５…開口部 ６…首部 ７…蓋体 ８…弁室 ９…弁軸 １０…閉止弁 １１…着座部 １２…制御弁 １２ａ…円弧状溝 １３…縮流管 １４…弁座部 ２１…プラグ ２１ａ…Ｖ字状切り欠き ２１ｂ…テーパ状着座部 ２２…シートリング ２２ａ…テーパ状弁座

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体内部の入口流路と出口流路との間
   に設けられて流れ方向をわん曲させる隔壁と、該隔壁に
   設けられて前記入口流路と出口流路とを連通させる開口
   部と、該開口部に対向して配設された閉止弁とを具備
   し、該閉止弁の下端には、前記開口部の軸線と同軸上に
   配され、該開口部に摺動自在に嵌合支持されるととも
   に、周面には先端に向かって断面積が比例的に増加する
   流量調節用の断面円弧状の溝が形成された制御弁が突設
   され、かつ前記閉止弁は上下動可能でその下端面が前記
   開口部の周囲に形成された弁座部に当接可能となってい
   ることを特徴とする微少流量調節弁。