JP3538788B2 - 強制案内手段を有する弁機構 - Google Patents

強制案内手段を有する弁機構

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JP3538788B2 JP30485094A JP30485094A JP3538788B2 JP 3538788 B2 JP3538788 B2 JP 3538788B2 JP 30485094 A JP30485094 A JP 30485094A JP 30485094 A JP30485094 A JP 30485094A JP 3538788 B2 JP3538788 B2 JP 3538788B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弁を開閉するための１
又は２以上のプレートを具備する弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】類似の弁又は弁機構は、
これまで公知となっている。ドイツ特許 第３０ ２８７
８６号明細書及び同第３２ ２４ ３８７号明細書、さら
には米国特許 第４，４９５，９６６号明細書は、旋回
リンク手段又はボールによって弁の閉鎖を行う弁を開示
している。しかし当業者に公知なこれら全ての弁は、弁
の開放、即ち弁の開口部からのプレートの引き戻しを様
々な形状のバネによって行うという点で非常に不都合で
あった。弁の両側の圧力差が相当大きくなる場合には、
極めて大きな閉鎖のための力（加圧）、又は開放のため
の力（吸引）が必要であった。
【０００３】他の同様の弁が、欧州特許公開 第０，２
７７，３２３号明細書、米国特許 第３，３９７，８６
２号明細書、及び日本国特許公開 平成４年第１１９２
７８号に開示されており、これらに開示される弁の全て
は開放用バネと共に作動するので、上述の文献と同様の
不都合を有するものである。
【０００４】さらにドイツ特許公開 第１９ ５７ ３０
９号明細書は、部分的に強制案内手段を用いて開閉され
る弁を開示している。この文献に於いて弁の開閉は、プ
レートの移動に対して垂直に移動する駆動手段によって
行われる。しかしこの強制案内部材は、かなり大きい接
触面を有しているので、案内部材、ひいては弁それ自体
が早期に破損されることになる。さらにプレートそれ自
体も剛性を有さず、むしろ可撓性を有するので、弁の開
放には開放用バネが少なくとも部分的に寄与する。
【０００５】一方の側が真空圧に近い圧力（即ち、ほぼ
０Ｂａｒ）下にあって、他方の側が通常気圧（即ち１Ｂ
ａｒ）下にある直径１００ｍｍの開口部を有する弁を、
開放用バネによって開放することは実際上不可能であ
る。なぜならこのときに必要とされる力は、略８００Ｎ
にもなるからである。
【０００６】公知の構造を有する弁に必要とされる弁の
開放のための力は、実質的に以下のような不都合を呈す
る： １． 巨大な開放用バネは場所を多く取る、 ２． 閉鎖のための力は、圧力差だけでなく開放用バネ
の抗力にも対抗できるものである必要がある点、 ３． 開放用バネは、過酷な状況下や急な弁操作によっ
て破壊され易いという点である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過酷
な状況に於いても信頼性の高い開閉を行うことができる
弁機構を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、公知の弁機構にみら
れた不都合を解消する弁機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの目的及び他の目
的は、弁を開閉するための１又は２以上の移動可能プレ
ートを具備し、弁の開閉が旋回リンク手段若しくはボー
ルによって行われることを特徴とする弁を提供すること
によって達成される。
【００１０】本発明の利点は： １． 弁の閉鎖力を低減できる点、 ２． 耐性及び信頼性を有する構造である点、 ３． 強制案内手段に変更を加えることにより異なる状
態にも迅速に対応可能である点、 ４． 異なる位置に於いて弁閉鎖の自己保持機能が得ら
れる点である。
【００１１】強制案内部材を設けることにより、弁を閉
じる際に開放用バネのバネ力を克服する必要がなく、弁
の閉鎖に必要な力が低減される。この場合弁の閉鎖に必
要な力は、外部との圧力差及び強制案内手段の摩擦を克
服できる程度のもので必要にして十分である。本発明に
於いてはもはや開放用バネは使用される必要がないの
で、本発明に係る構造体は過酷な作動状態にあっても信
頼を置くことができるものである。
【００１２】本発明に係る強制案内部材は、弁プレート
に設けられた溝と、これらの溝に延びるシャフトとから
構成されている。シャフトは、ハウジング内で移動可能
に配置される中央プレートに取り付けられており、該中
央プレートは弁プレートの移動方向に対して垂直方向に
移動する。該弁プレートの溝は、弁プレートの移動方向
に対して一定の角度で傾いているので、弁プレートを中
央プレートの位置から昇降させることができる。溝の幾
何学的形状を変更したり、他の傾斜角又は他の幾何学的
形状を付与することにより、弁それ自体に異なる開閉特
性を与えることが可能である。
【００１３】第１実施例に於ける２つの弁プレートは、
中央プレートの異なる側にそれぞれ設けられている。従
って何れの方向への流れであってもこれをを閉鎖するた
めに弁を使用することができる。本実施例に於いては、
２つの弁プレートが十分な案内機能を果たすので、中央
プレートをハウジング内で案内する必要はない。
【００１４】本発明に係る第２実施例に於いては、弁プ
レートは一つだけ設けられている。本実施例に於ける中
央プレートは、ハウジングに対して案内される。
【００１５】強制案内手段は、以下で簡単に説明される
原理に従い双方の実施例に於いて機能するが、より詳細
な説明については添付図面を参照しつつ以下で説明す
る。
【００１６】中央プレートには、弁プレートの溝に延び
る少なくとも１つのシャフトが設けられている。該溝
は、中央プレートの移動方向に対して一定の傾斜角を有
している。前記弁プレート及び中央プレートを引き戻す
と弁を通ずる自由な流れが可能となる。弁を閉じるに
は、中央プレートを弁開口部方向に移動する。弁プレー
トは、溝に延びるシャフト又は他の適当な手段によっ
て、適当なキャリッジストッパで停止するまで同じ方向
に搬送される。中央プレートをさらに移動させることに
より、弁プレートの溝に延びるシャフトは、弁プレート
に対して移動して弁プレートをそれぞれの弁座に押圧す
る。より効率的にするために、弁プレートに縦方向案内
手段を設けることも可能である。
【００１７】弁を開放するためには中央プレートが引き
戻されるが、弁プレートは弁を閉鎖する場合と同様の適
当な搬送ストッパにより、開口内のそれぞれの位置に引
き続き保持されている。中央プレートと弁プレートとの
移動により、中央プレートのシャフトは溝内を摺動し弁
プレートを中央プレート方向に引っ張る。中央プレート
と弁プレートとの間隔が使用される強制案内手段に応じ
た所定の最小距離になるとすぐに、搬送ストッパが解除
状態となり、弁プレートが中央プレートの移動方向に移
動することが可能となる。
【００１８】当業者であればこれらの開閉過程が、２つ
又は１つのプレートだけで行われることを理解するであ
ろう。
【００１９】シャフト、溝、プレート同士の接触点に於
ける摩擦、関連する案内部材及びハウジング同士の接触
点に於ける摩擦を最小にするため、シャフトには適当な
ベアリングを設けることが可能である。或いは又は追加
的に、平滑面仕上げを施すことも可能である。弁プレー
トが中央プレートと共に安全に移動することを確保する
ため、中央プレートに弁プレート捕捉手段を設けること
も可能である。
【００２０】前記弁プレートの溝の傾斜は、中央プレー
トをその軸線方向（水平方向）に進退動させたときの
み、中央プレートのシャフトが該溝に沿って移動し、弁
プレートに作用する垂直方向への圧力によって前記シャ
フトが上下方向へ押圧されても前記シャフトが該溝に沿
って移動しないように、その傾斜角度が決められるのが
望ましい。
【００２１】該溝の傾斜角度が、該溝とシャフトとの接
触部の摩擦係数、シャフトに作用し得る上下方向力等に
応じて適宜に決められる。例えば該傾斜角は中央プレー
トの摺動方向に対して鋭角をなすものとすることができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照しつつ説明する。図面に於いて同じ参照番号は、本発
明に係る弁機構の同じ構成要素を指し示す場合に使用す
る。図１は、本発明に係る弁機構の第１実施例の断面を
詳細に示す。
【００２３】該弁機構は、流入開口１９及び排出開口２
０が設けられたハウジング６内に装備されている。該ハ
ウジング６内には、各々溝１を備えた案内手段４と、中
央プレート３と、弁プレート２及び５が設けられてい
る。プレート２、３、及び５を適切に配置することによ
り、何れの方向にも流れを形成することができる。
【００２４】弁プレート２及び５には、案内手段４の溝
１に案内されるシャフト８及び９が設けられている。弁
プレート２及び５の各側部に溝を図１に示すように一つ
だけ設けることも、又数個の溝を使用することも可能で
ある。中央プレート３には、以下に説明する弁プレート
２及び５の溝１２及び１３に延びる２つのシャフト７が
設けられている。理解し得るように、より多くの又はよ
り少ない数のシャフト７を使用することも可能である。
弁をガタつきなく確実に構成するために、弁プレート２
及び５には夫々Ｏリング１４を設けることができる。
【００２５】図２〜図４は、図１に示された実施例の弁
の数カ所の断面図を示す。中央プレート３は、弁を開閉
するために用いられる駆動ロッド１０を備えている。駆
動ロッド１０の駆動手段は図示しない。
【００２６】図２〜図４に良く表されているように、強
制案内手段は、各弁プレート２，５のの溝１２，１３と
弁プレート３に取り付けられたシャフト７とにより構成
される。弁プレート２, ５は、これらとこれらの中心と
の距離がある一定の値を境としてこれを越えると、シャ
フト８，９により矢印１５，１６で示す方向へ移動でき
るようになっている。このために、弁プレート２, ５
は、図２〜図４の状態下では弁の開閉のために矢印１
７，１８で示す方向にのみ移動され得る。
【００２７】弁を開放するために、駆動ロッド１０が矢
印１６方向に引かれる。駆動ロッド１０に取り付けられ
た中央プレート３は、この動作に従って移動し、シャフ
ト７も同様に矢印１６方向に移動させられる。弁プレー
ト２, ５は、案内手段４の溝１に延びるシャフト８，９
によって移動を停止され、矢印１５，１６方向への移動
が規制され、矢印１７，１８で示す上方、下方にのみ移
動可能である。中央プレート３の矢印１５，１６方向か
ら弁プレート２, ５の矢印１７，１８方向への移動方向
変換は、溝１２，１３に延び且つ弁プレート２, ５を上
方または下方へ移動させるシャフト７によって得られ
る。弁プレート２, ５が中央プレート３に接近すると同
時に、シャフト８，９が溝１の垂直部１ａを離れ、中央
プレート３と同じ方向に移動する（図４参照）。
【００２８】その時弁プレート２, ５は、弁を介して自
由な流れを確保するために中央プレートと共に矢印１６
方向に引かれる。
【００２９】この実施例においては、弁を開閉するため
に中央プレート３を案内することは必要ない。中央プレ
ート３は、弁プレート２, ５の溝１２，１３に延びたシ
ャフト７によって案内される。溝１２，１３が実質的に
同形状を有しているので、中央プレート３は、その中央
で保持され得る。案内手段４に延びる中央プレート３の
ための案内手段は、必要であれば例えば溝１にまでシャ
フト７を延ばしておくことによって提供され得ることは
明らかである。
【００３０】弁を閉鎖するためには、中央プレート３
は、弁プレート２, ５を伴って矢印１５方向に移動させ
られる。シャフト８，９が溝１の垂直端１ａに当接する
と同時に、弁プレート２, ５は、矢印１５方向にはそれ
以上移動できなくなる。中央プレート３を矢印１５方向
へ引き続き移動させると、シャフト７は、弁プレート
２, ５の溝１２，１３を摺動し、弁プレート２，５はこ
れにより矢印１７，１８側に離反され、開口１９，２０
を封鎖して弁を閉鎖する。プレート２，３，５の自由な
移動を確保するために、溝１に延びるシャフト８，９の
直径は、溝１の幅よりもほんの少しだけ小さくなってお
り、該溝幅方向へのプレート２，３，５の僅かな移動を
許容する。中央プレート３は、矢印１５，１６方向に中
央プレート３と共に弁プレート２, ５を搬送するための
手段をさらに備えることもできる。
【００３１】シャフト７，８，９は、それぞれプレート
２，３，５に強固に且つ回動不能に取り付けられてい
る。各々の取り付け方法は、溶接、圧着その他、この発
明に適したものであればよい。
【００３２】図５に示されているように、シャフト７，
８，９と各々の溝１，１２，１３との間の摩擦を最小限
にするのに適したベアリング１１が、これらのシャフト
に備えられてもよい。シャフト、溝或いはそれらの両方
に平滑面仕上を施すことはもちろん可能である。この平
滑面仕上は、付加的にまたは選択的に供給され得るもの
である。
【００３３】図６〜図１０は、この発明に係る弁機構の
第２実施例を示している。この実施例においては、弁プ
レート２，５に替えて弁プレート２１のみが使用され
る。開閉過程及び一般的構成は、上記実施例と同様であ
り、その説明を省略する。
【００３４】上述の第１実施例と図６〜図９に示された
第２実施例との間の主な相違点は、中央プレート３に設
けられたシャフト２５が、弁プレート２１の溝１２を介
して、ハウジング６に装着された案内手段４の各々の溝
２３，２４にまで延びていることである。中央プレート
３の案内は、中央プレート３上の単一の弁プレート２１
により必然的に起こるものである。弁プレート２１は、
１又は２以上のシャフト２６を有し、このシャフト２６
が、付加的な案内の役割と、弁を開閉する際のキャリッ
ジ停止手段としての役割との両方を果たしている。
【００３５】図８は、弁プレート２１の斜視図である。
この弁プレート２１は、多少の修正を伴って第１実施例
においても使用できる。この図において、溝１２は、略
円弧状である。弁プレート２１は、弁プレート２, ５と
同様に、Ｏリングを受けるためにその上側に環状溝２８
を備えている。弁プレート２１の両側には、シャフト２
６を受けるためのドリル孔２７が形成されている。
【００３６】図９は、案内手段２２を備える中央プレー
ト３の斜視図を示している。シャフト２５が案内手段２
２の溝２３，２４に延び、中央プレート３を垂直方向に
保持している。
【００３７】図１０は、溝２３（２４もこれと同様）に
関する概略図を示している。図には一方の溝２３のみが
示され、これに中央プレート３のシャフト２５，２６が
挿通されている。溝２３（２４）の部分２９は、それに
よって弁を開閉するために矢印１７，１８方向での弁プ
レート２１の移動を許容するために必要である。
【００３８】図１１は、弁プレート２, ５，２１の各々
に関する概略側面図である。溝１２，１３は、図２〜
４，７に示されたような直線状に延びる形状、図８に示
されるような円弧形状又は、他の適した形状である。図
１１の中央の例に示されているような２つの直線的な形
状を結合することもできる。これと同様のことが、略円
弧形状によってもなされる。
【００３９】図１１の右の例のような凹所を持った溝１
２，１３を備えることもできる。このことは、弁のいく
つかの静止位置を形成し、弁の完全な開放が起こらない
ことに基づいて、安全目的のために、又は、弁を通る流
れを制限するためのいずれにも使用され得る。
【００４０】特殊な態様においては、シャフト７，２５
と溝１２，１３は、弁封鎖の自己保持を達成するために
お互いに採用される。このことは、シャフト７，２５が
溝１２，１３内で移動を制止されるために、弁プレート
２, ５，２１が中央プレート３側へ移動できないことを
意味する。しかしながら、開放方向１６に中央プレート
３を移動することにより、それらを停止しないようにす
ることは可能である。この実施例をもってすれば、弁の
自己開放が起こり得ることは、原理的にあり得ない。
【００４１】この発明による弁機構は、弁機構において
更なる進歩を提供するとともに、信頼性の向上と構造の
単純化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】弁が閉じられた状態にある本発明に係る弁機構
の第１実施例の断面図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ線に沿う弁機構の縦断面図であ
る。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う弁機構の断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う弁機構の断面図である。
【図５】図１の弁機構の拡大部分断面図である。
【図６】本発明に係る弁機構の第２実施例の縦断面図で
ある。
【図７】図６のＤ−Ｄに沿う弁機構の断面図である。
【図８】第２実施例に使用される弁プレートの斜視図で
ある。
【図９】図６に示される第２実施例に係る案内手段を有
する中央プレートの斜視図である。
【図１０】図９をＸ方向から見た図である。
【図１１】本発明に係る弁機構に使用される弁プレート
の側面図である。
【図１２】図６に示される第２実施例に係る案内手段を
有する中央プレートの斜視図である。
【符号の説明】
１ 溝 ２ 弁プレート ３ 中央プレート ４ 案内手段 ５ 弁プレート ６ ハウジング ７ シャフト ８ シャフト ９ シャフト １０ 駆動ロッド １１ ベアリング １２ 溝 １３ 溝 １４ Ｏリング １５ 矢印 １６ 矢印 １７ 矢印 １８ 矢印 １９ 開口 ２０ 開口 ２１ 弁プレート ２２ 案内手段 ２３ 溝 ２４ 溝 ２５ シャフト ２６ シャフト ２７ ドリル孔 ２８ 環状溝 ２９ 部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/528 F16K 3/00 - 3/36 F16K 51/02

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央プレート（３）と、弁を開閉するた
    めの移動可能な１以上の弁プレート（２，５，２１）と
    を具備した弁機構であって、 前記弁プレート（２，５，２１）は、中央プレート
    （３）に取り付けられたシャフト（７）を案内するよう
    な溝（１２，１３）を備え、さらに、 前記弁プレート（２，５，２１）は、中央プレート
    （３）の移動方向に対して垂直な方向である弁の開閉方
    向に弁プレート（２，５，２１）を案内するための案内
    手段（４）に延びるシャフト（８，９）を備えており、 前記中央プレート（３）を一方向に動かす動作にリンク
    して、前記弁プレート（２，５）が前記弁の開閉方向に
    移動し、それによって弁の開閉が行われ、 前記中央プレート（３）を移動して弁を開く際に、該中
    央プレート（３）と、前記弁プレート（２，５）との距
    離が所定の値を越えて接近した場合に、前記シャフト
    （８，９）が案内手段（４）を離れ、前記弁プレート
    （２，５）が中央プレート（３）と同じ方向に移動する
    ように構成されていることを特徴とする弁機構。
  2. 【請求項２】前記中央プレート（３）の一方の側に弁プ
    レート（２１）が一つだけ設けられていることを特徴と
    する請求項１に記載の弁機構。
  3. 【請求項３】 前記中央プレート（３）の各側には、１
    つの弁プレート（２、５）が設けられていることを特徴
    とする請求項１に記載の弁機構。
  4. 【請求項４】 前記弁プレート（２、５、２１）の前記
    溝（１２、１３）は、前記中央プレート（３）の移動方
    向（１５、１６）に対して一定の角度で傾斜しているこ
    とを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の弁機
    構。
  5. 【請求項５】 前記溝（１２、１３）は、実質的に直線
    状に延びた形状を有することを特徴とする請求項４に記
    載の弁機構。
  6. 【請求項６】 前記溝（１２、１３）は、１又は２以上
    のアーチ形部材を具備していることを特徴とする請求項
    ４に記載の弁機構。
  7. 【請求項７】 前記溝（１２、１３）は、前記シャフト
    （７、２５）と共に弁封鎖の自己保持機能を有すること
    を特徴とする請求項４から６の何れかに記載の弁機構。
  8. 【請求項８】 前記溝（１２、１３）には、前記シャフ
    ト（７、２５）を受け入れて所定の状態に前記弁プレー
    ト（２、５、２１）を保持するための１又は２以上の凹
    所が設けられていることを特徴とする請求項４から６に
    記載の弁機構。
  9. 【請求項９】 前記弁プレート（２、５、２１）には、
    弁の開閉の初期に於いて中央プレート（３）の移動方向
    （１５、１６）への各プレートの移動を阻止するための
    １又は２以上の停止手段（８、９、２６）が設けられて
    いることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の
    弁機構。
  10. 【請求項１０】 前記各弁プレート（２、５、２１）
    は、ハウジング（６）内を溝（１、２３、２４）内のシ
    ャフト（８、９、２５、２６）によって案内されること
    を特徴とする請求項１から６の何れかに記載の弁機構。
  11. 【請求項１１】 前記シャフト（７、８、９、２５、２
    ６）には、ベアリング（１１）が設けられており、且つ
    ／又は前記溝（１、１２、１３、２３、２４）には平滑
    面仕上げが施されていることを特徴とする請求項１から
    ６の何れかに記載の弁機構。
  12. 【請求項１２】 前記中央プレート（３）は、前記ハウ
    ジング（６）に対して案内されることを特徴とする請求
    項１から６の何れかに記載の弁機構。
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