JP3307919B2 - 流体配管用バルブ装置 - Google Patents

流体配管用バルブ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、流体配管
用バルブ装置に関し、より詳しくは、空気圧又は他の手
段を空気圧の代わりに用いて開閉可能とし、その開閉程
度を簡単で精度よく調節し流体流動を迅速かつ円滑にす
ることにより作動信頼性を向上させる流体配管用バルブ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】当業者にとって周知であるように、流体
を供給するために用いられる流体配管には、一以上のバ
ルブシステムが用いられており、当該パイプを通過する
流体流動を制御している。
【０００３】図１及び図２は、流体配管用の従来の空気
圧バルブ装置の構造と作用を図示している。これら図面
に示されているように、従来のバルブ装置は、単一のバ
ルブハウジング１０を構成する第１及び第２分割体１
１、１２から成る本体を備えている。内部流体通路１３
は、当該バルブハウジング１０の中央軸に沿って長手方
向に形成されており、その通路１３の両端に注入口及び
放出口１３ａ、１３ｂが設けられている。この装置の場
合、注入口１３ａは、第１分割体１１に形成され、一
方、放出口１３ｂは第２分割体に形成されている。凹面
状の環状案内溝１３ｃは、放出口１３ｂの内側の通路１
３上に形成されている。
【０００４】軸方向の流体通路孔２１を備えた円筒状バ
ルブ本体２０は、当該通路１３内に軸方向に移動可能に
ぴったり収まるように配設されており、このため、バル
ブ本体２０は、予め定めた範囲においてバルブハウジン
グ１０の軸方向に往復動可能となっている。上記バルブ
本体２０は、このバルブ本体２０が完全に図面右方向に
移動した場合、その第１端部２２によって通路１３を選
択的に閉鎖する。即ち、バルブ本体２０の第１端部１３
は、バルブ装置の通路１３を開放又は閉鎖を行うための
通路制御手段としての役割を果たしている。フランジが
設けられている円筒状ディスク３０は、その側壁に２つ
の流体通過孔３１を備えている。このディスク３０は、
案内溝１３ｃの内側の位置において通路１３に固定的に
挿入されている。往復動可能なバルブ本体２０の第１端
部２２は、バルブ本体２０が完全に図面右側へ移動した
場合、ディスク３０のフランジに選択的に接触し、通路
１３を閉鎖する。
【０００５】環状圧力作動フランジ２５は、バルブ本体
２０の外側に固定的に形成されている。上記フランジ２
５は、バルブハウジング１０内において、空気圧力室１
５ａ、１５ｂをそれらが対向して配置されるように形成
すると共に、２つの可変室１５ａ、１５ｂとの間の連絡
状態を密封している。第１室１５ａには第１空気噴射孔
１６ａが設けられており、気体圧力又は外部の空気圧力
が当該室１５ａ内へ噴射されることにより、通路１３が
開放されるようになっている。第２室１５ｂには第２空
気噴射孔１６ｂが設けられており、外部の空気圧力が当
該室１５ｂ内へ噴射されることにより、通路１３が閉鎖
されるようになっている。
【０００６】以下、上記バルブ装置の流体流動制御作用
を説明する。本バルブ装置の通路１３の開放時には、外
部空気圧力が孔１６ａを通じて第１室１５ａ内へ噴射さ
れ、圧力作動フランジ２５の右側表面に作用する。この
ため、バルブ本体２０は、流体注入口１３ａの方へ移動
し、バルブ本体２０の第１端部２２は、ディスク３０か
ら離間する。従って、本装置の内部流体通路１３は図１
に示されているように開放される。
【０００７】上記のように通路１３が開放されると、注
入口１３ａを通じて通路１３内へ導入された流体は、バ
ルブ本体２０とディスク３０との間の間隙を通って溝１
３ｃ内へと流入する。この流体は、その後、ディスク３
０の流体通過孔３１を通過し、放出口１３ｂを通じて通
路１３から放出される。
【０００８】本バルブ装置の通路１３の閉鎖が必要とな
った場合には、外部空気圧力を孔１６ｂを介して第２室
１５ｂ内へ噴射し、フランジ２５の左側表面に作用させ
る。バルブ本体２０は流体放出口１３ｂの方へ移動し、
バルブ本体２０の第１端部２２がディスク３０に密着す
る。これにより、本装置の内部流体通路１３は、図２に
示されているように、完全に閉鎖される。
【０００９】上述したように、通路１３が閉鎖される
と、注入口１３ａを通じて通路１３内へと導入された流
体の溝１３ｃ内への流入が阻止される。従って、本バル
ブ装置の通路１３から配管内への放出口１３ｂを通じた
放出は不可能となる。
【００１０】しかし、上記のバルブ装置では、バルブ本
体２０が空気圧のでのみ作動するように設計されている
点に問題点があり、精密な制御を達成することができな
い。即ち、バルブ本体２０の開放の精密な制御を行うこ
とができない。
【００１１】上記バルブ装置は、バルブ本体２０を制御
するための他の手段を備えていない。この手段は、空気
圧力を利用することができないような緊急時にバルブ本
体２０を作動させるものである。この問題点は、バルブ
装置の作動信頼性と市場での競争力を低下させる。
【００１２】さらに、バルブ本体２０は、その往復動の
間、通路１３の表面と摩擦接触している。従って、バル
ブ本体２０が通路１３の内部において円滑に動くことが
困難となり、バルブ本体２０の望ましい作動を達成する
ことができない。この問題点は、バルブ本体２０のフラ
ンジ２５を作動させる空気圧が基準値よりも低下した場
合、さらに悪化することになる。
【００１３】上記バルブ装置に認められる他の問題点
は、通路１３内での複数の流体流動間での流動速度が異
なるということである。即ち、経路１３の内面に沿って
流れている外側の流体流動は、案内溝１３ｃ内へ比較的
早い速度で容易且つ円滑に導入される。しかし、通路１
３の軸に沿って流れている中央流体流動を、容易且つ円
滑に導入することはできない。これは、中央流体流動と
ディスク３０との間に衝突が生じると共に、経路１３の
中央位置から案内溝１３ｃへと中央流体流動が移動しな
ければならないからである。従って、流体流動の速度は
他の流体流動の速度とは異なってしまうのである。この
ような流動速度の相違により、通路１３における流体の
迅速且つ円滑な流動が不可能となるという問題点があっ
た。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】（発明の開示） したがって、本発明は従来技術の上記問題点に鑑み、空
気圧力又は空気圧力に代わる他の手段を用い容易且つ精
密に作動可能な流体配管用のバルブ装置を提供すること
を目的とする。
【００１５】本発明の他の目的は、本装置の作動中にお
いて相対的に移動する部材間の摩擦力を効果的に減少
し、容易且つ円滑な作動を可能とする流体配管用のバル
ブ装置を提供することにある。
【００１６】本発明のさらに他の目的は、流体が本装置
を円滑且つ迅速に通過できるような流体配管用バルブ装
置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は下記のような構成を有している。ディス
クと往復動バルブ本体は、共に、バルブハウジングの内
部流体通路内部に設けられており、この通路の両端には
流体注入口及び放出口が形成されている。このバルブ本
体は、二つの空気室の何れか一方への空気圧の噴射を利
用して、一般的に空気作用によって作動するように構成
されている。この空気室は、バルブ本体の圧力動作フラ
ンジの両側に設けられており、空気圧の噴射は、先行技
術と同様の方法により、バルブハウジングの第１又は第
２噴射孔を通じて行われる。バルブ本体は、空気圧力に
より、ディスクに密着するか、又は、ディスクから離間
することにより、当該通路の閉鎖又は開放を行う。本発
明のバルブ装置は、さらに、通路に導入される流体に遠
心力を与える回転体を備えている。流体案内ロッドは、
通路の中央に沿って軸方向に延在し、流体の流動を案内
している。当該ディスクは、また、様々な流体案内面を
有することができる流体案内手段を有している。流体
は、従って、より迅速且つ円滑にバルブ装置を通過する
ことができる。
【００１８】さらに、このバルブ本体は、スプリングに
より付勢された複数のバルブ支持部材により移動可能且
つ同心的に支持されている。バルブ本体は、従って、バ
ルブ本体とバルブハウジングとの間の最小の摩擦力によ
り、通路の内部で移動可能となっている。
【００１９】本発明のバルブ装置は、また、バルブ本体
を通路の流体注入口又は放出口の方向へ選択的に移動さ
せるための制御手段を有し、必要な場合には、空気圧力
を用いることなく通路の開放又は閉鎖ができるようにな
っている。
【００２０】実施例において、このバルブ制御手段は、
バルブ本体の圧力動作フランジの円筒状の外側表面に形
成された環状案内溝と連係して作動するバルブ制御レバ
ーを備えている。このような場合、バルブ本体の線状移
動方向と移動距離は、当該レバーの回転方向と回転角度
により決定される。他の実施例において、このバルブ制
御手段は、空気圧力の変わりにバルブ装置を通過する流
体を用いてバルブ本体を作動させるように設計されてい
る。
【００２１】本発明の上記及び他の目的、特徴及び他の
利点は、以下の添付図面を参照しつつ説明する詳細な説
明からより明らかに理解することできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】（発明の好適な実施） 図３ないし図４は、本発明の第１実施例の配管用バルブ
装置を示している。これら図面に示されているように、
本発明のバルブ装置は、単一のバルブハウジング１０を
構成する第１及び第２分割体１１、１２を備えている。
内部流体通路１３は、バルブハウジング１０の中央軸に
沿って、長手方向に形成されており、通路１３の両端に
注入口及び放出口１３ｂが設けられている。本発明のバ
ルブ装置において、注入口１３ａは、第２分割体１２に
形成されており、一方、放出口１３ｂは、第１分割体１
１に形成されている。凹状表面を有する環状案内溝１３
ｃは、放出口１３ｂ内側の位置において経路１３に形成
されている。
【００２３】軸状流体通過孔２１を有する円筒状バルブ
本体２０は、通路１３内に軸方向に移動可能にぴったり
収まるように配設されており、このため、バルブ本体２
０は、予め定めた範囲においてバルブハウジング１０の
軸方向に往復動可能となっている。上記バルブ本体２０
は、バルブ本体２０の圧力動作フランジ２５の片側への
外部空気圧力により、通路１３の左側又は右側へ移動す
る。この外部空気圧力は、第１及び第２空気噴射孔１６
ａ、１６ｂを通じて、フランジ２５の両側においてバル
ブハウジング１０に形成されている二つの空気室１５ａ
と１５ｂの何れか一方に導入される。フランジが形成さ
れた円筒状のディスク３０は、その側壁上に二つの流体
通過孔３１を有し、案内溝１３ｃの内側に位置する通路
１３に固定的に挿入されている。バルブ本体２０が図面
左方向へ完全に移動すると、バルブ本体２０の端部がデ
ィスク３０に選択的に接触し、バルブ装置の通路１３を
閉鎖する。一方、バルブ本体２０がディスク３０から離
間すると、バルブ本体２０は通路１３を開放する。
【００２４】本発明のバルブ装置には、流体注入口１３
ａ側の通路１３に多数の羽根４２を有する回転体４０が
設けられている。案内ロッド４５は、この回転体４０か
らディスク３０へかけての通路１３に軸方向に延在して
いる。
【００２５】バルブ本体２０の空気圧力動作フランジ２
５は、その円周上の外側表面上に環状案内溝２４を有し
ている。空気圧を用いる代わりに選択的にバルブ本体２
０を手動で移動させるバルブ制御手段が、本バルブ装置
に設けられている。第１実施例において、このバルブ制
御手段は、第１分割体１１の側壁に放射方向に取付けら
れているバルブ制御レバー５０を備えている。バルブ制
御ボルト５２は、レバー５０の偏心位置においてその内
側端部に軸設されている。レバー５０がバルブハウジン
グ５０に設けられている場合、この制御ボルトはフラン
ジ２５の環状案内溝２４に移動可能に係合している。こ
の制御ボルト５２は、レバー５０が手動で回転された
際、バルブ本体２０を何れかの方向へ線状に移動する。
このような場合、バルブ本体２０の移動方向はレバー５
０の回転方向により決定され、また、バルブ本体２０の
移動距離はレバー５０の回転角度により決定される。
【００２６】制御レバー５０の内部側には、制御ボルト
５２の近傍に位置すると共に制御ボルト５２よりも短い
レバー支持ボルト５３が設けられている。このレバー支
持ボルト５３は、その端部がフランジ２５の外側表面に
常にスライド可能に当接するように設けられており、制
御レバー５０の回転作動の際のレバー５０の遊動を防止
している。
【００２７】上記バルブ装置の断面図である図７におい
て、当該装置のバルブ支持手段がより詳細に開示されて
いる。図面に示されているように、このバルブ支持手段
は、バルブハウジング１０に等間隔の位置に設けた複数
のスプリング付勢支持ユニット２６を備えている。各支
持ユニット２６は、中空のボルト型のケーシング２８を
備えている。外側端面に調整ボルト２９を有する各ケー
シング２８は、バルブハウジング１０の外側からバルブ
ハウジング１０の側壁内へ放射状に螺合されている。複
数のバルブ支持プラグ２３は、それぞれケーシング２８
の開口部に挿入されている。各プラグ２３は、開閉作動
弁２０の外側表面に向かって、コイルスプリング２７に
より、通常、付勢されている。このスプリング付勢プラ
グ２３によるバルブ本体２０の支持により、バルブハウ
ジング１０の内部でのバルブ本体２０の移動を可能とし
ている。バルブ支持ユニット２６により、バルブハウジ
ング１０とバルブ本体２０との間に間隙が形成されるも
のの、バルブ本体２０はバルブハウジング１０の内部の
同心的位置に維持される。各バルブ支持ユニット２６に
おいて、コイルスプリング２７の弾発力は、調整ボルト
２９により調整することができる。
【００２８】一例として具体的に設計されている流体案
内部材３３は、ディスク３０の流体の受入端側におい
て、ディスク３０に設けられている。本発明において、
この流体案内部材３３は、ディスク３０と一体に作るこ
とができる。尚、選択的に、ディスク３０と流体案内部
材３３は別体に作ることも可能である。第１実施例の第
１乃至第４の変形例として、この流体案内部材３３は、
図８ａに示す凹状型３４ａ、図８ｂに示す平面型３４
ｂ、図８c又は図８ｄに示す凸状型３４ｃ、３４ｄの表
面形態を有することが可能である。
【００２９】通路１３、バルブ本体２０及びディスク３
０の内部壁面の流動流体との接触面には、望ましくない
酸化を防止するためのテフロンコーティング層を形成す
ることが好ましい。
【００３０】尚、図面中の符号４は締結部材、５はパッ
キング部材、６はテフロンリングを示している。
【００３１】以下、上記バルブ装置の流体流動制御の作
用を説明する。本バルブ装置の通路１３を開放するため
には、外部からの空気圧を孔１６ａを通じて空気室１５
ａへ噴射し、圧力動作フランジ２５の左側面を押圧す
る。そして、バルブ本体２０は、図３に示すように、流
体注入口１３ａ側に移動する。この際、円筒状バルブ本
体２０は、バルブ支持ユニット２６のスプリング付勢プ
ラグ２３により移動可能に支持され、一方、図７に示す
ようにバルブハウジング１０の内壁から離間される。し
たがって、移動時においてバルブ本体２０とバルブハウ
ジング１０との間の摩擦は最小となり、空気圧によるバ
ルブ本体２０の移動が円滑に行われる。
【００３２】各バルブ支持ユニット２６において、調節
ボルト２９を操作することによりコイルスプリング２７
の弾発力を容易に制御することができる。したがって、
ユニット２６のバルブ支持力を制御することができる。
空気圧によるバルブ本体２０の動きやすさを容易且つ精
密に制御することができる。
【００３３】即ち、コイルスプリング２７の弾発力を基
準値よりも低くした場合には、バルブ本体２０はフラン
ジ２５へ加えられる空気圧に対しより動きやすくなる。
この場合、バルブ本体２０は、スプリングの弾発力が強
い場合よりも円滑により長い距離を移動する。
【００３４】上述したようにバルブ本体２０が流体注入
口１３ａ側に移動すると、バルブ本体２０の先端の第１
端２２がディスク３０と離隔する。これにより、本装置
の内部流体通路１３が開放される。
【００３５】上記のように通路１３が開放されると、注
入口１３ａを通じて通路１３に導入された流体は、バル
ブ本体２０とディスク３０との間の間隙を通じて案内溝
１３ｃへ流入する。その後、流体はディスク３０の孔３
１を通りぬけ、放出口１３ｂを通じて通路１３から放出
される。
【００３６】流体が注入口１３ａを通じて通路１３内へ
導入されると、流体は回転体４０の羽根４２を通過し、
流体には遠心力と放射方向外側への付勢が生じる。さら
に、中央流体流動は、流体案内ロッド４５により、通路
１３の内壁側へ案内される。流体は、したがって、円滑
且つ迅速に通路１３を通過する。
【００３７】ディスク３０の端部に受け入れられた流体
は、案内部材３３の流体案内面を越えるように流入す
る。そして、ディスク３０により流体に及ぼされる摩擦
抵抗は最小化される。このことは、溝１３ｃ内への流体
の円滑且つ迅速な流入を可能とする。
【００３８】したがって、ディスク３０の回転体４０、
流体案内ロッド４５及び流体案内部材３３により注入口
１３ａを通じて通路１３内へと導入された流体は、より
円滑且つ迅速に放出口１３ｂを通じて通路１３から排出
される。
【００３９】流体案内部材３３の輪郭形態は、図８ａの
凹状案内面３４ａ、図８ｂの平面状案内面３４ｂ、図８
ｃ又は図８ｄの凸状案内面から、本バルブ装置の流動量
に応じて自由に選択することができる。図９は、４つの
ディスクの開口率別の流動係数を示すグラフ図であり、
それぞれ案内面３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを伴
う４つの流体案内部材を有している。
【００４０】図９のグラフに示されているように、ディ
スク３０が５０％の開口率を備えている場合、凹状表面
３４ａは８０％の流動係数を達成する。ディスク３０の
開口率が同様である場合、平面表面３４ｂと凸状表面３
４ｃ及び３４ｄは、それぞれ約５０％、３５％、２０％
の流動係数を達成する。したがって、本バルブ装置の流
動速度は、凸状表面の部材３３の方が他の凹状表面の部
材３３よりも顕著に増大する。このデータを本バルブ装
置の設計に用いらることが好ましい。
【００４１】バルブ装置の通路１３を閉鎖することが必
要な場合、外部空気圧力を孔１６ｂを通じて第２室１５
ｂ内へ噴射し、フランジ２５の右側面に働かせる。バル
ブ本体２０は、したがって、図４に示されているよう
に、流体放出口１３ｂの方向へ移動する。
【００４２】このような場合、バルブ本体は、すでに述
べたバルブの開放の場合と同様に、バルブ支持ユニット
２６によりバルブ本体２０とバルブハウジング１０との
間の最小化された摩擦力を伴って、より円滑に安定して
移動する。
【００４３】流体放出口１３ｂの方向へバルブ本体が移
動した際、バルブ本体の第１端２２は、ディスク３０に
密着する。本装置の内部流体通路１３は、したがって、
バルブ本体２０により完全に閉鎖される。
【００４４】上述したように通路１３が閉鎖されると、
注入口１３ａを通じて通路１３内へと導入された流体
は、溝１３ｃ内への流入が阻止される。したがって、放
出口１３ｂを通じて通路１３から配管への流体の放出が
不可能となる。
【００４５】バルブ本体２０の精密な制御が必要な場
合、また、本バルブ装置用の外部空気圧力を得ることが
不可能な場合には、バルブ本体２０は、図６ａ及び図６
ｂに図示されるように、バルブ制御レバー５０により手
動で制御される。
【００４６】さらに詳しく説明すると、レバー５０をバ
ルブ装置の通路１３を開放又は閉鎖する方向へ回転した
際、バルブ制御ボルト５２は、同じ方向へ回転される。
【００４７】この場合、バルブ制御ボルト５２は、バル
ブ本体２０の環状案内溝２４の案内にしたがって回転さ
れ、このため、希望する方向へバルブ本体が線状に移動
する。即ち、バルブ本体２０は、注入口１３ａ又は放出
口１３ｂの方へ移動し、通路１３を開放又は閉鎖する。
【００４８】このようなバルブ制御レバー５０の回転動
作中では、通路１３内でのバルブ本体２０の線状移動距
離は、バルブ制御ボルト５２の回転角度により正確に制
御される。したがって、ディスク３０とバルブ本体２０
の第１端２２との間の間隙の開口率は、レバー５０の回
転角度を制御することにより、正確に制御することが可
能となる。このことは、本バルブ装置の流体流動速度を
正確に制御することを可能とする。
【００４９】制御ボルト５２に隣接した位置において、
レバー５０の内側端へ取付けられたレバー支持ボルト５
３は、フランジ２５の内面にその端部を常にスライド可
能に接触している。従って、レバー５０の回転動作中、
レバー５０が望ましくない動作（遊動）を行うことを完
全に防止する。故に、精密で安全性のあるレバー５０の
制御が可能となる。
【００５０】本発明において、上記レバー５０は、一般
的なレバー又は一般的な増速装置付手動ハンドルと同様
の構造を有することにより、手動制御されるように設計
することができる。しかしながら、レバー５０のより精
密な制御が必要な場合には、レバー５０は、一般的なポ
ジショナー（positioner）、一般的なリミットスイッ
チ、又は、一般的な近接センサを使用するように設計す
ることもできる。
【００５１】図１０ａ及び図１０ｂは平面図であり、本
発明の第２実施例に関するバルブ制御手段の作用を示し
ている。図１１は平面図であり、本発明の第３実施例に
関するバルブ制御手段の作用を示している。
【００５２】図１０ａ及び図１０ｂの第２実施例では、
バルブ制御手段は、バルブハウジング１０の側壁上に軸
方向に形成されている長手案内孔１８を備えている。バ
ルブ制御ボルト６２は、バルブ本体２０の環状案内溝２
４にボルト６２がスライド可能に係合するまで、案内孔
１８に挿入されている。この制御ボルト６２は、また、
バルブ制御レバー６０の一端に軸設されており、レバー
６０の他端は回転シャフト６３に固定されている。バル
ブ制御レバー６０は、回転シャフト６３の回転によっ
て、本バルブ装置の通路１３を開放又は閉鎖するように
反対方向に回転可能となっている。即ち、レバー６０が
シャフト６３によって一方向に回転されると、バルブ制
御ボルト６２は、長手孔１８の案内にしたがい、同方向
へ線状に移動し、同時にバルブ本体２０も同方向へ線状
に移動する。このため、バルブ本体２０は通路１３を開
放又は閉鎖する。
【００５３】このようなバルブ制御レバー６０の回転動
作の間、通路１３内のバルブ本体２０の線状移動距離
は、レバー６０の回転角度によって精密に制御される。
したがって、レバー６０の回転角度の制御によって、デ
ィスク３０とバルブ本体２０の第１端２２との間の間隙
の開口率を精密に制御することができる。このことは、
バルブ装置の流体流動速度を精密に制御することを可能
にする。
【００５４】図１１に示す第３実施例において、バルブ
制御手段は、空気圧力又は上記レバー５０、６０の代わ
りにバルブ装置を通過する流体を用いてバルブ本体２０
を作動させるように設計されている。
【００５５】詳細に説明すると、２つの流体圧力ライン
Ｐ１とＰ２は、それぞれバルブハウジング１０の第１及
び第２空気噴射孔１６ａ、１６ｂに連結されている。第
１及び第２圧力ラインＰ１、Ｐ２は、３分枝バルブＶを
介して主圧力ラインＰに共通して接続されている。主圧
力ラインＰは、バルブハウジング１０の流体注入口１３
ａへ延長されている。通路１３を開放する必要がある場
合、３分枝バルブＶは第１圧力ラインＰ１を開放し、ラ
インＰから孔１６ａを通じて圧力室１５ａ内へと流体を
噴射する。これにより、バルブ本体２０は通路１３を開
放する方向へ移動する。
【００５６】通路１３を閉鎖する必要が生じた場合は、
３分枝バルブＶは第２圧力ラインＰ２を開放し、ライン
Ｐから孔１６ｂを通じて圧力室１５ｂ内へと流体を噴射
する。これにより、バルブ本体２０は、通路１３を閉鎖
する方向へ移動する。図１１に示すバルブ制御手段は、
配管の流体を利用することにより、別途設けられた圧力
や機構を用いることなく、より簡素にバルブ本体２０を
移動する。
【００５７】さらに、流体圧力は、空気圧力を使用する
場合よりもバルブ本体２０をより効率的且つ円滑に制御
し、また、図１１のバルブ制御手段は、バルブ本体２０
をより精密に制御する。
【００５８】図１２乃至図１５は、本発明の第４及び第
５実施例に関する流体配管用バルブ装置を示している。
【００５９】図１２に示す第４実施例において、バルブ
装置は、回転体４０と流体案内ロッド４５を持たない簡
素な構造を有し、この点で図３及び図４に示す第１実施
例と異なる。本バルブ装置の操作上の効果は、第１実施
例のために述べたものと同様であり、さらなる説明が必
要ではないと考える。
【００６０】図１３ａ乃至図１５に示す第５実施例にお
いて、ディスク３０を伴うバルブ本体２０の流体流動制
御作用を行うように設計されたバルブ装置であり、これ
は、図３及び図４に示されている第１実施例とは異なる
２つの段階を通じて安定的に機能するものである。
【００６１】詳細に説明すると、バルブ本体２０の第１
端には段差があり、段差端部２２’が形成されている。
バルブ本体２０の段差の形状に合致するように、ディス
ク３０は段差端部２２’に対応する面において段差があ
り、段差面３６を有している。
【００６２】外側に傾斜した複数の螺旋状孔２１１と一
つの支持孔２１２を有している支持部材２１０は、円筒
状バルブ本体２０内部へねじ込まれている。この螺旋状
孔２１１は、支持部材２１０の外側部分に形成され、同
時に、互いに等間隔で規則的、角度的に離間されてい
る。支持孔２１２は部材２１０の中央に形成されてい
る。その第１端でバルブ装置に移動可能に保持されてい
る作動ロッド４５’は、通路１３の中央に沿って軸状に
延在し、同時に、部材２１０の支持孔２１２内に移動可
能に取付けられている。作動ロッド４５’は、また、第
２端においてディスク３０に螺子型の螺合手段により係
合している。バルブ本体２０に固定されて設けられてい
る支持部材２１０は、ディスク３０に沿った通路１３内
部において軸方向に移動可能となっている。作動ロッド
４５’は、その中間部分においてストッパー４５５を有
している。支持部材２１０は、したがって、バルブ本体
２０の線状の往復動の間、ストッパー４５５に接触する
ようになっており、ストッパー４５５は、作動ロッド４
５’のバルブ本体２０に沿った移動を可能にしている。
【００６３】図面において、参照番号４５１は、作動ロ
ッド４５’上に設けられている軸案内ピンである。軸案
内ピン４５１は、支持部材２１０の案内孔２１３内に移
動可能にぴったりと取付けられている。
【００６４】本発明の第５実施例に係るバルブ装置は、
以下のような作用を有する。通路１３を開放する場合、
空気圧力は孔１６ａを介して空気室１５ａ内へ噴射さ
れ、バルブ本体２０は、最初に、流体注入口１３ａの方
へに移動する。流体注入口１３ａの方向へバルブ本体２
０が最初の移動を行った際、バルブ本体２０の段差がつ
いた第１端２２’はディスク３０の段差表面３６から離
間する。これが通路１３の開口の第１段階である。
【００６５】この場合において、作動ロッド４５’の案
内ピン４５１は、支持部材２１０の案内孔２１３を通過
するため、ロッド４５’が通路１３内部において望まし
くない回転を行うことが防止される。さらに、バルブハ
ウジング１０の流体放出口１３ｂがディスク３０により
未だ閉鎖されているため、流体は通路１３から放出され
ない。
【００６６】バルブ本体２０が同じ方向にさらに移動す
ると、支持部材２１０は作動ロッド４５’のストッパー
４５５に接触するようになる。このため、作動ロッド４
５’は、バルブ本体２０に沿って同じ方向へ移動を開始
する。この作動ロッド４５’の移動により、ディスク３
０は流体放出口１３ｂから離間し、それにより、流体放
出口１３ｂは開口する。これが通路１３を開口する第２
段階である。流体は、したがって、流体放出口１３ｂを
通じて通路１３から放出される。
【００６７】通路１３を通じて流体が流動し、放出口１
３ｂを通じて通路１３から放出されると、流体は、最初
に、回転体４０の羽根４２を通過し、次に、支持部材２
１０の外側に傾斜した螺旋状孔２１１を通過する。この
流体は、したがって、通路１３内において遠心力が与え
られ、より迅速に通路１３を流出する。流体に遠心力が
与えられるため、流体とディスク３０の流体案内部材３
３との間の摩擦力を最小化することができ、容易且つ円
滑に流体を環状案内溝１３ｃに導入することができる。
この流体は、したがってより効率的且つ迅速に、放出口
１３ｂを通じて通路１３から放出される。
【００６８】通路１３を閉鎖する必要があるときは、空
気圧力を孔１６ｂを通じて第２空気室１５ｂに噴射し、
最初に、バルブ本体２０を流体放出口１３ｂの方へ移動
させる。バルブ本体２０が流体放出口１３ｂの方へ最初
の移動を行った際、バルブ本体２０の段差がついた第１
端２２’は、ディスク３０の段差表面３６に密着する。
これが、通路１３の閉鎖の第１段階である。
【００６９】このような場合において、ディスク３０は
バルブ本体２０によりわずかに押されているので、ディ
スク３０がバルブ本体２０と接触するに至る際のバルブ
本体２０による望ましくない衝撃から、ディスク３０は
ほとんど完全に開放される。バルブ本体２０が上述した
ようにディスク３０と密着するようになるとき、流体は
通路１３から環状案内溝１３ｃへ流入しない。
【００７０】バルブ本体２０がさらに同じ方向へ移動す
ると、ディスク３０は放出口１３ｂを閉鎖する。これ
は、放出口１３ｂを閉鎖する第２段階である。
【００７１】上記バルブ装置において、通路１３は２つ
の段階を経て開放され又は閉鎖される。このため、バル
ブ本体２０のディスク３０との関係における密閉効果が
改善される。さらに、このバルブ装置は、作動中におい
て、バルブ本体２０からディスク３０へ加えられる衝撃
を効果的に減少し、ディスク３０への損傷をほぼ完全に
防止する。バルブ本体２０とディスク３０の当接部分に
小さな破損が生じた場合さえも、ディスク３０は放出口
１３ｂと密着するため放出口１３ｂはディスク３０によ
って完全に閉鎖される。したがって、バルブ装置の作動
が達成される。
【００７２】言うまでも無く、第５実施例のバルブ装置
は、必要な場合には圧力空気に代えてバルブ制御レバー
５０、６０により作動させることができると理解しなけ
ればならない。
【００７３】図１６は、本発明の複数のバルブ装置が流
体配管Ｄに設置された状態を示す説明図である。図面に
示されているように、複数のバルブ装置が流体配管Ｄに
装着されている場合、一つのバルブ装置の制御レバー５
０又は回転シャフト６３の回転方向と回転角度を検出す
ることが可能であり、当該検出結果に応じて、液圧又は
空気圧アクチュエータにより他のバルブ装置の制御をす
ることができる。したがって、一つの流体配管Ｄの複数
のバルブ装置を同じ開口率に制御することが可能とな
る。
【００７４】
【発明の効果】（産業上の利用可能性） 上述したように、本発明は流体配管用のバルブ装置を提
供するものである。このバルブ装置は、空気圧又はバル
ブ制御レバーや液圧のような空気圧に代わる他の手段を
用いて制御可能に設計されているものであり、容易且つ
精密な制御ができるものである。このバルブ装置は、し
たがって、様々な工業的分野に自由に使用することがで
きる。
【００７５】本発明のバルブ装置は、また、本装置の作
動中、相対的に移動する部材間の摩擦力を効果的に減少
し、容易且つ円滑な本装置の作動を可能にする。また、
本バルブ装置は、流体が円滑且つ迅速に本装置を通過す
ることを可能とする。これは、バルブ装置の作動信頼性
と市場競争力を向上させる。
【００７６】本発明の好適な実施例は、説明として開示
されたものであり、当該技術分野の専門家であれば、請
求の範囲に開示された発明の範囲及び精神から離れるこ
となく、様々な変形、付加、及び、置換が可能である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】従来の流体配管用の空気圧バルブ装置を示す縦
断面図であって、バルブが開放位置の状態を示してい
る。
【図２】従来の流体配管用の空気圧バルブ装置を示す縦
断面図であって、バルブが閉鎖位置の状態を示してい
る。
【図３】本発明に係る流体配管用バルブ装置の第１実施
例を示す縦断面図であって、バルブが開放位置の状態を
示している。
【図４】本発明に係る流体配管用バルブ装置の第１実施
例を示す縦断面図であって、バルブが閉鎖位置の状態を
示している。
【図５】図３及び図４に示すバルブ装置の部分分解図で
ある。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、それぞれ、図３及び図４
に示すバルブ装置のバルブ制御手段として用いられるバ
ルブ制御レバーの作動状態を示す平面図である。
【図７】図３及び図４に示すバルブ装置の断面図であ
り、当該装置のバルブ支持手段をより詳細に示してい
る。
【図８】図８ａないし図８ｄは、ディスク用の４つの流
体案内部材の形態をそれぞれ示しており、本発明の第１
実施例の４つの変形例を示している。
【図９】図８ａないし図８ｄに示す４つの流体案内部材
をそれぞれ有している４つのディスクの開口率別の流動
係数を示すグラフ図である。
【図１０】図１０ａ及び図１０ｂは、それぞれ、本発明
の第２実施例のバルブ制御手段の作動を示す平面図であ
る。
【図１１】本発明の第３実施例のバルブ制御手段の作動
を示す平面図である。
【図１２】本発明の第３実施例の流体配管用のバルブ装
置の縦断面図である。
【図１３】図１３ａ及び図１３ｂは、それぞれ、本発明
の第５実施例の流体配管用のバルブ装置を示す縦断面図
であり、図１３ａは装置の開放位置の状態を示し、ま
た、図１３ｂは装置の閉鎖位置の状態を示している。
【図１４】図１３のバルブ装置の分解断面図である。
【図１５】図１３のバルブ装置の断面図であり、バルブ
装置のバルブ支持手段をさらに詳細に示している。
【図１６】本発明のバルブ装置を流体配管上に複数設置
した状態を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 501020958 Ｓｕｉｔｅ 103， ５ＲＡ−301， Ｓ ｈｉｗｈａ−ｋｏｎｇｄａｎ， 672, Ｓｕｎｇｋｏｋ−ｄｏｎｇ， Ａｎｓ ａｎ−Ｓｉ， Ｋｙｕｎｇｋｉｄｏ 425−110 （ＫＲ) (72)発明者 ドゥ、 ユン ギー 大韓民国 429−450 キュンキドゥ、シ ヘウン−シ、ジュンワン−ドン、ブロッ ク ナンバー 64−２−11、ドンウォン アパートメント 902−106 (56)参考文献 特開 昭51−90028（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−234988（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−187789（ＪＰ，Ｕ) 米国特許2833508（ＵＳ，Ａ) 米国特許2130614（ＵＳ，Ａ) 英国特許出願公開1162996（ＧＢ，Ａ) 仏国特許出願公開1324371（ＦＲ，Ａ １) 仏国特許出願公開1312087（ＦＲ，Ａ １) 仏国特許出願公開2255523（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 1/00 F16K 31/12

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体配管用バルブ装置であって、 両端部に流体注入口及び放出口を有し、該流体放出口の
    内側に位置し凹状表面を有する環状案内溝を備えた内部
    流体通路が中心軸に沿って形成されている単一のバルブ
    ハウジングを構成する二つの分割体と、 内部に軸状流体通過孔と外周面上に圧力動作フランジを
    有し、前記内部流体通路内に軸方向に移動可能に設置さ
    れ、バルブハウジングの第１及び第２空気噴射孔の何れ
    か一方を通じて導入される外部空気圧力が圧力動作フラ
    ンジの何れかの一側に作用することにより、バルブハウ
    ジングの軸方向の予め定められている範囲内で往復動可
    能である円筒状のバルブ本体と、 環状案内溝の内側に位置し内部流体通路の内部に設けら
    れ、バルブ本体が選択的に密着又は離隔して前記内部流
    体通路を開閉させるディスクと、 複数の羽根を有し、流体注入口の内部の内部流体通路内
    に設けられた回転体と、 前記回転体から前記ディスクまでの内部流体通路の中央
    に軸方向に延在された案内ロッドと、 必要な場合、空気圧を使用することなく前記内部流体通
    路の注入口孔又は放出口側にバルブ本体を選択的に移動
    させ内部流体通路を開閉させるバルブ制御手段とを備え
    ていることを特徴とする流体配管用バルブ装置。
  2. 【請求項２】 前記バルブハウジング上であって規則的
    且つ角度的に離間した位置に設けられ、前記バルブ本体
    を前記内部流体通路内で同心的に支持している複数のス
    プリング付勢バルブ支持ユニットをさらに備え、 該各スプリング付勢バルブ支持ユニットは、 バルブハウジングの側壁内へ放射状に螺合されその側壁
    に保持されている中空のボルト型ケーシングと、 前記バルブ本体の外側表面の方向へ圧縮コイルスプリン
    グにより通常付勢されることでバルブ本体を移動可能且
    つ同心的に支持すると共にバルブハウジングとバルブ本
    体間に間隙を形成するバルブ支持プラグと、 前記ボルト型ケーシングの外側端面内に移動可能に螺合
    されると共に必要に応じて前記圧縮コイルスプリングの
    付勢力を調整する調整ボルトとを備えていることを特徴
    とする請求の範囲第１項記載の流体配管用バルブ装置。
  3. 【請求項３】 前記バルブ制御手段は、 前記バルブ本体の圧力動作フランジの外周面に形成され
    た環状案内溝と、 前記バルブハウジングの側壁に放射状に取付けられたバ
    ルブ制御レバーと、 前記バルブ制御レバーの内側端面の偏心位置に軸方向に
    装着されると共に前記圧力動作フランジの前記環状案内
    溝と移動可能に係合され、バルブ制御レバーが回転され
    ると、前記内部流体通路の流体流入口又は放出口側に線
    状に移動させて内部流体通路を開閉するようになし、前
    記バルブ本体の両線状移動の方向と移動距離はバルブ制
    御レバーの回転方向と回転角により決定されるように構
    成されたバルブ制御ボルトとを備えていることを特徴と
    する請求の範囲第１項記載の流体配管用バルブ装置。
  4. 【請求項４】 前記バルブ制御手段は、 前記バルブ本体の圧力動作フランジの外周面に形成され
    た環状案内溝と、 前記バルブハウジングの側壁に軸方向に形成された長手
    案内孔と、 前記バルブ本体の環状案内溝にスライド可能に係合する
    まで長手案内孔に移動可能に挿入されたバルブ制御ボル
    トと、 前記バルブ制御ボルトの第１端に軸設されたバルブ制御
    レバーと、 前記バルブハウジングの側壁に回転可能に設けられると
    共に前記バルブ制御レバーの第２端に固定され、前記バ
    ルブ制御レバーを選択的に何れかの一方の方向に回転さ
    せながら前記長手案内孔の案内により前記バルブ制御ボ
    ルトを同一方向に線状に移動させ、よって前記内部流体
    通路内でバルブ本体を線状に移動させて内部流体通路を
    開閉させ、前記バルブ本体の線状の移動方向と移動距離
    は前記バルブ制御レバーの回転方向及び回転角により決
    定されるように構成された回転シャフトとを備えている
    ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の流体配管用バ
    ルブ装置。
  5. 【請求項５】 前記バルブ制御手段はバルブ装置を通過
    する流体を使用してバルブ本体を作動させるものであ
    り、 前記バルブ制御手段は、 前記内部流体通路の流体注入口の主圧力ラインから、そ
    れぞれ、バルブハウジングの第１及び第２空気噴射孔ま
    で延長される第１及び第２流体圧力ラインから構成さ
    れ、三つの流体圧力ライン間の連結部には３分枝バルブ
    が設けられ、前記第１及び第２流体圧力ラインは前記３
    分枝バルブの制御により選択的に開放され、よって主圧
    力ラインからの流体圧力がバルブ本体の圧力動作フラン
    ジの一側に作用してバルブ本体を内部流体通路内で移動
    させるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項記
    載の流体配管用バルブ装置。
  6. 【請求項６】 両端部に流体注入口及び放出口を有し、
    該流体放出口の内側に位置し凹状表面を有する環状案内
    溝を備えた内部流体通路が中心軸に沿って形成されてい
    る単一のバルブハウジングを構成する二つの分割体と、 内部に軸状流体通過孔と外周面上に圧力動作フランジを
    有し、前記内部流体通路内に軸方向に移動可能に設置さ
    れ、バルブハウジングの第１及び第２空気噴射孔の何れ
    か一方を通じて導入される外部空気圧力が圧力動作フラ
    ンジの何れかの一側に作用することにより、バルブハウ
    ジングの軸方向の予め定められている範囲内で往復動可
    能である円筒状のバルブ本体と、 環状案内溝の内側に位置し内部流体通路の内部に設けら
    れ、バルブ本体が選択的に密着する又は離隔して前記内
    部流体通路を開閉させるディスクと、 前記バルブ本体の前記流体通過孔内に螺合され、外側に
    傾斜した複数の螺旋状孔が規則的に外側部分に形成され
    ると共に互いに角度的に離間され、中心に一つの支持孔
    が形成されている支持部材と、 前記内部流体通路の中心に沿って軸方向に移動可能に延
    在されると共に前記支持部材の支持孔内に移動可能に取
    付けられており、一端で前記ディスクと固定して内部流
    体通路内でディスクと伴に軸方向に移動する作動ロッド
    と、 前記作動ロッドの中間部分に形成され、前記バルブ本体
    の線状移動中に前記支持部材と選択的に接触して作動ロ
    ッドがバルブ本体とともに移動できるようにするストッ
    パーとを備えた流体配管用バルブ装置であって、 前記ディスクは前記内部流体通路の流体放出口の開閉中
    に第１及び第２段階を経てバルブ本体とともに動作する
    ことを特徴とする流体配管用バルブ装置。
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