JP3347960B2 - 調節弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は操作器の駆動によ
るプラグの開閉により流体の流量を制御する調節弁に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の調節弁を示す一部断面図で
あり、（ａ）は弁箱１３以外の上部を、（ｂ）は弁箱１
３の部分を示している。図において、１は通過させる流
体の流量をコントロールする弁としてのプラグ、２はこ
のプラグ１に駆動力を伝達する弁軸、３はこの弁軸２と
ステムコネクタ４により接続されているステム軸、５は
ステム軸３と結合され、シリンダケース６内を上下に往
復運動するピストン、７はシリンダケース上部、８はシ
リンダケース上部７に螺合されているネジ、９はピスト
ン５を図中下向きに付勢するスプリング、１０はスプリ
ング押さえ、１１はシリンダケース６内のピストンより
下の空間に空気を出し入れするための空気入出口、１２
はシリンダケース６と弁箱１３とを接続固定するヨー
ク、１３は弁箱、１４は弁座である。

【０００３】次に動作について説明する。ピストン５の
上面には、スプリング９により常時下向きの付勢圧力が
加えられており、ピストン５に加えられた下向きの付勢
圧力は、ステム軸３、弁軸２を介してプラグ１を下向き
に付勢し、これにより弁が閉じた状態となる。

【０００４】ピストン５の下面はまた、空気入出口１１
から圧縮空気を入出することにより、空気圧による上向
きの付勢圧力を受け、この上向きの付勢圧力は、ステム
軸３、弁軸２を介してプラグ１を上向きに付勢し、これ
により弁が開く。

【０００５】調節弁の作動中は、空気入出口１１から供
給される空気圧を調節することにより、上記のスプリン
グ９による下向きの付勢圧力と空気圧による上向きの付
勢圧力とのバランスが変化し、これにより、プラグ１が
上下してプラグ１と弁座１４との隙間が調節され、流体
の流量が制御される。

【０００６】空気入出口１１からの空気圧を加えず上向
きの付勢圧力を加えない初期状態においては、スプリン
グ９による下向きの付勢圧力によりプラグ１が完全に閉
じて流体の漏れが発生しない状態となる必要がある。こ
のようにプラグ１に対する初期圧力を発生させるために
は、スプリング９を自然長より十分圧縮された状態とし
て初期弾性力を持たせる必要があり、このため、組み付
け時には、シリンダケース上部７に螺着されているネジ
８を締め込んでスプリング押さえ１０の位置を下げてゆ
き、自然長のスプリング９を十分圧縮した状態にする作
業が行われる。

【０００７】なお、図２に示した従来例は、空気入出口
１１より空気が導入されるとピストン５が上昇しプラグ
１が上昇する逆作動型の調節弁であり、空気入出口１１
からの空気圧を加えない初期状態においてプラグ１が完
全に閉じて流体の漏れが発生しない状態とするためにス
プリング９に初期弾性力を付与したが、前記従来例の調
節弁の操作器における構成を転倒させた正作動型の調節
弁、つまり、空気入出口より空気が導入されるとピスト
ンが下降しプラグが下降する正作動型の調節弁において
は、空気入出口からの空気圧を加えない初期状態におい
てプラグが完全に開いて流体が完全に流れる状態とする
ために、スプリングへの初期弾性力の付与が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の調節弁は以上の
ように構成されているので、スプリング９による初期圧
力を十分に発生させるために、組み付けの際にネジ８を
締め込んでスプリング押さえ１０を圧縮側に移動させ、
スプリング９を十分圧縮された状態とする必要があっ
た。このようなスプリング９の圧縮により付与される初
期弾性力は、調節弁の用途によっては２トン程度にも及
び、これを保持するネジ８を回転させるためには例えば
３０ｋｇトルク程度の極めて大きなトルクが必要であ
り、特大のスパナによりネジ８を回転させる場合でも強
い力で回す必要がある。従って、複数の配管等が配置さ
れる調節弁の周囲にスプリング締めつけ作業用のスペー
スが必要となる課題があり、また、組み付けやメンテナ
ンスを行うためには、一般に狭い空間の中でネジ８を強
い力で回転させてスプリング９を自然長と初期長との間
で圧縮伸張させる、極めて大変な作業を行う必要がある
課題があった。

【０００９】また、スプリング９の弾性力を変化させる
ためにスプリング押さえ１０の位置を移動させて調節を
行う際にも、ネジ８には常にスプリング９の弾性力がか
かっているため、ネジ８を回転させるために大きなトル
クが必要であり、上記と同様に作業が困難である課題が
あった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、スプリング９等の弾性部材の弾性
力の調節を容易に行え、弾性部材に初期弾性力を与える
作業を狭い設置場所などにおいても容易に行うことが可
能な調節弁を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る調節弁は、シリンダケース内の空間を気密に区画して
前記シリンダケースの内面に沿って摺動可能に形成さ
れ、圧動部材の反対側から弾性部材を保持する保持部材
と、前記保持部材が区画する前記シリンダケース内の空
間のうち前記弾性部材が配置されていない側の空間に外
部から空気を導入して空気圧を印加可能に設けられた空
気導入口と、前記保持部材の保持位置を固定する保持部
材位置固定手段とを備えたものである。

【００１２】請求項２記載の発明に係る調節弁は、保持
部材を、空気圧による付勢圧力を圧動部材に加えない初
期状態において、プラグが完全に閉じて流体の漏れが発
生しない状態またはプラグが完全に開いて流体が完全に
流れる状態となるに必要な初期弾性力を前記弾性部材に
付与する位置まで前記弾性部材を圧縮して摺動可能に設
けたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による調
節弁を示す一部断面図であり、図において、１は通過さ
せる流体の流量をコントロールする弁としてのプラグ、
２はこのプラグ１に駆動力を伝達する弁軸、３はこの弁
軸２とステムコネクタ４により接続されているステム軸
（プラグにつながる軸）、５はステム軸３と結合され、
シリンダケース６内を上下に往復運動するピストン（圧
動部材）、７はシリンダケース上部、８はシリンダケー
ス上部７に螺合されているネジ（保持部材位置固定手
段）、９はピストン５を図中下向きに付勢するスプリン
グ（弾性部材）、１１はシリンダケース６内のピストン
より下の空間に空気を出し入れするための空気入出口、
１２はシリンダケース６と弁箱１３とを接続固定するヨ
ーク、１３は弁箱、１４は弁座であり、以上は図２に示
した従来の調節弁と同様のものである。

【００１４】なお、図２に示した従来例の調節弁と実施
の形態１の調節弁においては、ピストン５の過度の上昇
を防止するリフトストッパの構成が若干異なり、図２の
調節弁は、シリンダケース６として径の異なる２つの部
分を有するシリンダケース６を用いることによりリフト
ストッパを構成するタイプの調節弁であり、図１の調節
弁は、シリンダケース６の内面の径を、ピストン５が往
復運動すべき区間のみ大きく削ってこれにピストン５の
径を合わせることによりリフトストッパを構成するタイ
プの調節弁であるが、この違いはこの発明の要点に関係
するものではない。

【００１５】２０はピストン状スプリング押さえ（保持
部材）であり、前記従来例のスプリング押さえ１０と異
なり、径をシリンダケース６の内径に合わせてシリンダ
ケース６の内面に沿って摺動可能に形成されており、シ
リンダケース６内の空間を気密に区画する。２１はスプ
リング９に初期弾性力を与える際に空気が導入される初
期圧縮用空気導入口（空気導入口）であり、２２はシリ
ンダケース６内のピストン５より上、ピストン状スプリ
ング押さえ２０より下の空間に空気を自由に出入りでき
るようにする空気孔である。

【００１６】次に動作について説明する。ピストン５の
上面にはスプリング９により常時下向きの付勢圧力が加
えられ、ピストン５に加えられた下向きの付勢圧力は、
ステム軸３、弁軸２を介してプラグ１を下向きに付勢
し、これにより弁が閉じた状態となる。ピストン５の下
面はまた、空気入出口１１から圧縮空気を入出すること
により、空気圧による上向きの付勢圧力を受け、この上
向きの付勢圧力は、ステム軸３、弁軸２を介してプラグ
１を上向きに付勢し、これにより弁が開く。調節弁の作
動中は、空気入出口１１から供給される空気圧を調節す
ることにより、上記のスプリング９による下向きの付勢
圧力と空気圧による上向きの付勢圧力とのバランスが変
化し、これにより、プラグ１が上下してプラグ１と弁座
１４との隙間が調節され、流体の流量が制御される。

【００１７】空気入出口１１からの空気圧を加えず上向
きの付勢圧力を加えない初期状態においてはスプリング
９による下向きの付勢圧力によりプラグ１が完全に閉じ
て流体の漏れが発生しない状態となる必要があるが、こ
のようなプラグ１に対する初期圧力の元となるスプリン
グ９の初期弾性力を与える作業は、従来例と異なり、以
下のように行う。

【００１８】まず、プラント内などに一般的に配置され
ている計装エア等の高圧空気源を減圧弁等を介して初期
圧縮用空気導入口２１に接続し、高圧空気を初期圧縮用
空気導入口２１から導入する。これにより、ピストン状
スプリング押さえ２０をスプリング９の弾性に抗して降
下させ、スプリング９を所定の初期弾性力を有する状態
まで圧縮する。そして、この状態でネジ８を回転させて
下げ、ピストン状スプリング押さえ２０の固定を行う。

【００１９】この際にネジ８を回転させる力は、ネジ８
にスプリング９の弾性力が直接かかっていないため、極
めて小さな力で済み、従来のようにネジ８を大型のスパ
ナ等を用いて強い力で締め込んでゆくような作業の必要
がない。

【００２０】また、スプリング９がピストン５に与える
弾性力をさらに強く調節する場合には、高圧空気を初期
圧縮用空気導入口２１から導入してピストン状スプリン
グ押さえ２０の位置をさらに降下させ、その状態でネジ
８を回転させて下げ、ピストン状スプリング押さえ２０
の固定を行う。

【００２１】また、スプリング９がピストン５に与える
弾性力を弱く調節する場合には、ネジ８をそのまま緩め
てもよいが、高圧空気を初期圧縮用空気導入口２１から
導入してピストン状スプリング押さえ２０の位置を少し
降下させてネジ８にスプリング９の弾性力がかからない
ようにし、この状態でネジ８を回転させて上げ、その
後、初期圧縮用空気導入口２１からの高圧空気の導入を
止めてピストン状スプリング押さえ２０を上昇させてネ
ジ８により固定されたかたちとするのがよい。

【００２２】上記のスプリング９の弾性力の調節におい
ては、いずれの場合にも、ネジ８の上げ下げの際にネジ
８にスプリング９の弾性力がかからない状態でネジ８の
回転を行うことができるため、ネジ８を回転させる力は
極めて小さな力で済む。

【００２３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、プラント内などにおいて一般に使用可能な計装エア
などの高圧空気を用いてスプリング９を初期弾性力を有
するまで圧縮することができるため、大型のスパナ等の
大型工具を用いてネジ８を強い力で締め上げる等の困難
な作業を行う必要がなくなり、調節弁の設置場所が狭い
場合などにおいても、容易にスプリング９に初期弾性力
を与えて調節弁を設置することが可能となる。

【００２４】また、スプリング９の弾性力の強弱の調節
を行う際などにも、ネジ８にスプリング９の弾性力が直
接かからない状態でネジ８を回転させて上げ下げを行う
ことができ、大型工具や広い作業空間を必要とせずに容
易にスプリング９の弾性力の調節等の作業を行うことが
可能となる。

【００２５】なお、上記においては、両面に弾性部材お
よび空気圧による付勢圧力を受ける圧動部材としてピス
トン５を用いた調節弁を示したが、圧動部材としてダイ
アフラム等の他の圧動部材を用いた調節弁においても、
この発明を適用することが可能であり、また弾性部材と
してスプリング９以外の弾性部材を備えた調節弁にもこ
の発明が適用可能であることはいうまでもない。また、
ピストン状スプリング押さえ２０を固定する保持部材位
置固定手段は、固定可能なものであればネジ８以外の型
式の固定手段を使用してもよく、また上記のように１個
でなく複数の保持部材位置固定手段を設けてもよいこと
はいうまでもない。

【００２６】また、上記においては、空気入出口１１よ
り空気が導入されるとピストン５が上昇しプラグ１が上
昇する逆作動型の調節弁にこの発明を適用した例を示し
たが、この発明は、空気入出口１１より空気が導入され
るとピストン５が下降しプラグ１が下降する正作動型の
調節弁においても適用可能であり、図１に示した操作器
における各部品をほぼ転倒させた形として、ネジ８等の
保持部材位置固定手段を、シリンダケース６の下面のボ
ンネット部分等に、ステム軸３に干渉しないように複数
設けるなどの構成により同様に実施可能であることはい
うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、シリンダケース内の空間を気密に区画して前記シ
リンダケースの内面に沿って摺動可能に形成され、圧動
部材の反対側から弾性部材を保持する保持部材と、前記
保持部材が区画する前記シリンダケース内の空間のうち
前記弾性部材が配置されていない側の空間に外部から空
気を導入して空気圧を印加可能に設けられた空気導入口
と、前記保持部材の保持位置を固定する保持部材位置固
定手段とを備えるように構成したので、圧動部材に対し
て付勢圧力を加える弾性部材の弾性力の調節等の作業
を、従来の調節弁におけるように弾性部材の弾性力が直
接かかったネジを大型のスパナ等の大型の工具により強
い力により回転させる作業の必要なく、空気導入口から
空気圧力を導入して弾性部材の弾性力との均衡の下で保
持部材の位置を目的位置に移動させて保持部材固定手段
により固定することにより容易に行うことができる効果
がある。従って、従来のように大型の工具を必要とせ
ず、狭い設置場所においても、容易に調節弁における弾
性部材の弾性力の調節等の作業を行うことができる効果
がある。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、保持部材
を、空気圧による付勢圧力を圧動部材に加えない初期状
態において、プラグが完全に閉じて流体の漏れが発生し
ない状態またはプラグが完全に開いて流体が完全に流れ
る状態となるに必要な初期弾性力を前記弾性部材に付与
する位置まで前記弾性部材を圧縮して摺動可能に設ける
ように構成したので、逆作動型または正作動型の調節弁
において初期弾性力を前記弾性部材に付与する作業を、
従来の調節弁におけるように弾性部材の弾性力が直接か
かったネジを大型のスパナ等の大型の工具により強い力
により回転させる作業の必要なく、空気導入口から空気
圧力を導入して保持部材の位置を弾性部材の弾性力に抗
して移動させ、保持部材位置固定により固定することに
より、容易に行うことができる効果がある。従って、従
来のように大型の工具を必要とせず、狭い設置場所にお
いても、容易に弾性部材に初期弾性力を付与して調節弁
を設置することが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による調節弁を示す
一部断面図である。

【図２】 従来の調節弁を示す一部断面側面図であり、
（ａ）は弁箱以外の上部を、（ｂ）は弁箱の部分を示し
ている。

【符号の説明】

１ プラグ ３ ステム軸（プラグにつながる軸） ５ ピストン（圧動部材） ６ シリンダケース ８ ネジ（保持部材位置固定手段） ９ スプリング（弾性部材） ２０ ピストン状スプリング押さえ（保持部材） ２１ 初期圧縮用空気導入口（空気導入口）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラグにつながる軸と連結され、一方の
   面に弾性部材による付勢圧力を受け、他方の面に空気圧
   による付勢圧力を受けてシリンダケース内を往復運動し
   て前記プラグへ駆動力を伝達する圧動部材と、 前記シリンダケース内の空間を気密に区画して前記シリ
   ンダケースの内面に沿って摺動可能に形成され、前記圧
   動部材の反対側から前記弾性部材を保持する保持部材
   と、 前記保持部材が区画する前記シリンダケース内の空間の
   うち前記弾性部材が配置されていない側の空間に外部か
   ら空気を導入して空気圧を印加可能に設けられた空気導
   入口と、 前記保持部材の保持位置を固定する保持部材位置固定手
   段とを備えた調節弁。
2. 【請求項２】 保持部材は、空気圧による付勢圧力を圧
   動部材に加えない初期状態において、プラグが完全に閉
   じて流体の漏れが発生しない状態またはプラグが完全に
   開いて流体が完全に流れる状態となるに必要な初期弾性
   力を前記弾性部材に付与する位置まで前記弾性部材を圧
   縮して摺動可能であることを特徴とする請求項１記載の
   調節弁。