JP3758934B2 - 2ポートバルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物が混入している流体の管路において用いるのに適した2ポートバルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
弁本体内において、入力ポート側の開口部の内側周囲に形成した弁座をそれに対向して接離する弁体によって開閉するようにした2ポートバルブでは、流路断面を大きくすることができるが、それをごみ等の異物が大量に混入している流体の管路において用いると、それらの異物が弁体や弁シャフトに絡みつき、あるいは流路の一部に異物が滞留し、それらに起因して2ポートバルブが使用不能になる可能性がある。そのため、異物が大量に混入している流体の管路においては、異物の絡みつきを防止できるボールバルブ等が用いられるが、それらは比較的高価なものである。そのため、安価なパイロット式2ポートバルブなどによって異物の絡みつきや滞留を防止できるようにした製品の開発が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような製品の開発のためになされたものであり、従って、その技術的課題は、基本的には、ごみ等の異物が大量に混入している流体の管路において用いても、それらの異物が弁体や弁シャフトに絡みつき、あるいは流路の一部に異物が滞留することがないところの、構造が簡単で安価な2ポートバルブを提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、弁体を弁本体の外部から簡単且つ容易に挿脱可能にして、ごみ等の異物によって損傷しやすい該弁体の組立性、分解・保守性において優れた2ポートバルブを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の2ポートバルブは、弁本体内において入力ポートと出力ポートとの間の流路をL字状に形成し、入力ポート側の開口部の内側周囲に形成した弁座を、弁体の端面側が該弁座に対向して接離する弁体によって開閉するようにした2ポートバルブにおいて、上記弁本体に設けた弁シャフトの摺動孔から上記流路に出没する弁シャフトの径を、該弁シャフトの先端に設けた弁体の端面側が上記弁座に対向して接離する上記弁体の径と同等かそれよりも若干大きくし、上記弁座の開閉のための弁体のストロークを、上記流路における出力ポートの開口部をほぼ全開させるに必要なストロークに設定したことを特徴とするものである。
【0005】
上記構成を有する2ポートバルブは、弁本体内のL字状の流路における入力ポート側の開口部の内側周囲に弁座を形成し、それに対向配置した弁体によって流路を開閉するようにしているので、2ポートバルブにおける流路断面を十分に大きく設定できるものであるが、上記弁座の開閉のための弁体のストロークを、上記L字状の流路における出力ポートの開口部をほぼ全開させるに必要なストロークに設定しているので、開弁時には、弁本体内の入口ポートから出口ポートに至る流路が最大になって、渦状の流れが抑えられ、この2ポートバルブをごみ等の異物が大量に混入している流体の管路に用いても、異物が流路に滞留することがない。
【0006】
しかも、弁本体から上記流路に出没する弁シャフトの径を、上記弁体の径と同等かそれよりも若干大きくしているので、弁本体内の流路によどみ部分が生じたり、弁体に異物が絡みつく部分が生じたりすることがなく、この点でも異物が流路に滞留するのを防止することができる。
また、上記2ポートバルブは、従来から知られているパイロット式のバルブに構造上の改変を施すことにより形成しているので、従来から異物が混流する流体に対して用いられているボールバルブ等に比して、構造が簡単で安価に提供することができる。
【0007】
上記2ポートバルブは、弁本体外において弁シャフトにピストンを連結して、このピストンによりシリンダ部内に圧力室を区画形成させ、該圧力室をパイロットポートに開口させて、弁体をパイロット流体圧駆動とするのが適切である。この場合に、シリンダ部を弁本体上に着脱可能に被着したカバー内に形成し、該カバーを被着していない状態で、弁本体の外部から弁シャフトの摺動孔に該弁シャフト及び弁体を挿脱自在にすると、ごみ等の異物によって損傷しやすい該弁体の組立性、分解・保守性において優れたものとなる。
また、上記2ポートバルブは、弁本体に設けた弁シャフトの摺動孔における流路側の入口に、該流路側からの異物の進入を抑止するスクレーパを設けるのが、弁構造を異物から保護するために有効である。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る2ポートバルブの一実施例を示している。この2ポートバルブは、主として、ごみや工作機械の切削屑等の異物を多量に含む液体の管路に介装して使用するのに適している。
この実施例は、本発明に係る2ポートバルブを、パイロット式の2ポートバルブとして構成したもので、弁本体1は、互いに直交する方向に開口する入力ポート2と出力ポート3とを備え、弁本体1内において、入力ポート2と出力ポート3との間の流路4をL字状に形成している。
また、上記弁本体1内においては、入力ポート2側の開口部5の内側周囲に弁座7を形設し、該弁座7に対向してそれに接離する方向にパイロット流体圧(空気圧)で駆動される弁体8を、弁本体1に摺動自在に支持された弁シャフト9の先端に配設している。
【0009】
このように、弁本体1内にL字状の流路4を設けて、入力ポート2側の開口部5の内側周囲に弁座7を設け、それを対向配置した弁体8によって開閉すると、基本的に、弁本体1内における流路断面を十分に大きく設定し、しかも、渦状の流れを抑制した流路が形成される。
【0010】
先端に弁体8を配設した弁シャフト9は、弁本体1に設けた摺動孔12を通して上記流路4に液密に出没自在にしたもので、周囲に弁シール部8aを有する該弁体8は、その弁シャフト9の先端にボルト10により取り付けている。この弁体8は、ごみ等の異物によって損傷することがあるため、上記ボルト10により交換可能とするのが望ましいが、必ずしもその必要はなく、図2の実施例に示すように、弁シャフト9と一体化したものとし、該弁シャフト9の先端周囲に弁シール部9aを形成することもできる。
上記弁シャフト9が嵌挿された摺動孔12には、弁シャフト9との間への異物進入の抑止及びその間のシールのため、該摺動孔12における弁本体1の流路4側の入口に、該流路からの異物の進入を抑止するスクレーパ13を設け、また、その背後に流路からの液体の進入を封止するシール材14、及び以下に述べる圧力室23からのパイロット流体圧を封止するシール材15を設けている。
なお、図中、16はガイドブッシュを示している。
【0011】
図1の実施例における上記弁シャフト9は、その径D1を弁体8の径D2と同等かそれよりも若干大きくしたものであり、また、図2の実施例は、弁体を弁シャフト9と一体化しているため、特に弁体に符号を付していないが、弁シャフト9と弁体の径は同一であるといえる。そして、弁座7の開閉のための上記弁体8のストロークAは、上記流路4における出力ポート3の開口部6をほぼ全開させるに必要なストロークに設定している。
【0012】
図3のa〜cは、出力ポート3の開口部6の形状を例示するものであるが、同図a,bに示すような角形またはそれに近い形状で、横幅Cを弁体8または弁シャフト9の径とほぼ同等またはそれ以上に形成することにより、流路断面を可及的に大きくすることができる。
また、上述したところから明らかなように、弁体8を全開させるストロークA(図1)と開口部6の高さBとの間には、A≒Bの関係がある。
【0013】
このように、弁シャフト9の径D1を弁体8の径D2と同等かそれよりも若干大きくし、弁体を出力ポート3の開口部6が全開するまでストロークさせると、開弁時には、弁体8が弁本体1の摺動孔12に殆ど没入した状態になって、入口ポート2から出口ポート3に至る流路断面が最大になり、渦状の流れが生じるのが抑制される。従って、異物が流路4の一部に滞留することはない。
しかも、弁本体1から上記流路4に出没する弁シャフト9の径を、上記弁体8の径と同等かそれよりも若干大きくし、弁体8と摺動孔12との間に殆ど隙間がないようにしているので、弁本体1内の流路4の一部によどみ部分が生じたり、弁体8に異物が絡みつく部分が生じたりすることがなく、この点でも異物が流路に滞留するのを防止することができる。
【0014】
上記弁シャフト9をパイロット流体圧で駆動するため、該弁シャフト9は前記摺動孔12を通して弁本体1から外部に導出し、弁本体1上に着脱可能に被着したカバー20内のシリンダ部において、該弁シャフト9にピストン21をボルト22により連結し、このピストン21によりシリンダ部内に圧力室23とバネ室24を区画形成させ、圧力室23をパイロット通孔25を通してパイロットポート26に開口させている。また、上記バネ室24内においては、カバー20とピストンの凹部との間に第1及び第2のバネ27,28を介装し、このバネ室25を呼吸ポート29によって外部に開放している。
【0015】
このように、弁本体1上に着脱可能に被着したカバー20内にシリンダ部を形成し、弁体8を弁シャフト9と同等またはそれよりも小径に形成すると、カバー20を被着していない状態において、弁本体1の外部から弁シャフト9の摺動孔12に該弁シャフト9及び弁体8を挿脱することができ、ごみ等の異物によって損傷しやすい弁体8の組立性、分解・保守性において優れたものとなる。
なお、上記ピストン21の周囲には、ガイドリング31、パッキング32、及グリースを充填してパッキングへの給油作用を行わせる溝33を設けている。
【0016】
上記構成を有する2ポートバルブは、パイロットポート26から圧力室23にパイロット流体圧が供給されていない状態では、ピストン21に作用する第1及び第2のバネ27,28の付勢力によって、弁体8の弁シール部8a(図2の実施例では9b)が弁座7に圧設し、流路4を閉鎖している。
その状態において、パイロットポート26を通して圧力室23にパイロット流体圧を供給すると、ピストン21が第1及び第2のバネ27,28の付勢力にこうして駆動され、弁座7が開放される。
その際、弁座7の開閉のための弁体8のストロークAを、上記L字状の流路4における出力ポート3の開口部6をほぼ全開させるに必要なストローク(開口部6の高さと同等)に設定しているので、開弁時には、弁本体1内の入口ポート2から出口ポート3に至る流路が最大になって、渦状の流れが抑えられ、この2ポートバルブをごみ等の異物が大量に混入している流体の管路に用いても、異物が流路に滞留することがない。
【0017】
しかも、弁本体1から上記流路4に出没する弁シャフト9の径D1を、上記弁体8の径D2と同等かそれよりも若干大きくしているので、弁本体1内の流路4によどみ部分が生じたり、弁体に異物が絡みつく部分が生じたりすることがなく、この点でも異物が流路に滞留するのを防止することができる。
また、上記2ポートバルブは、従来から知られているパイロット式のバルブに構造上の改変を施すことにより形成しているので、従来から異物が混流する流体に対して用いられているボールバルブ等に比して、構造が簡単で安価に提供することができる。
【0018】
なお、図2の実施例は、以上において特に同図を参照して説明した構成及び作用以外においては、図1の実施例と実質的に差異がないので、図1と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【0019】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明のパイロット式2ポートバルブによれば、ごみ等の異物が大量に混入している流体の管路において用いても、それらの異物が弁体や弁シャフトに絡みつき、あるいは流路の一部に異物が滞留することがないところの、構造が簡単で安価な2ポートバルブを提供することができる。
また、本発明によれば、弁体を弁本体の外部から簡単且つ容易に挿脱可能にして、ごみ等の異物によって損傷しやすい弁体の組立性、分解・保守性を改善した2ポートバルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る2ポートバルブの第1実施例の左半を閉弁状態において、右半を開弁状態において示す縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の左半を閉弁状態において、右半を開弁状態において示す縦断面図である。
【図3】a〜cは、出力ポート3の開口部6の形状を例示する説明図である。
【符号の説明】
1 弁本体
2 入力ポート
3 出力ポート
4 流路
5,6 開口部
7 弁座
8 弁体
9 弁シャフト
12 摺動孔
13 スクレーパ
20 カバー
21 ピストン
23 圧力室
26 パイロットポート
Claims (4)
- 弁本体内において入力ポートと出力ポートとの間の流路をL字状に形成し、入力ポート側の開口部の内側周囲に形成した弁座を、弁体の端面側が該弁座に対向して接離する弁体によって開閉するようにした2ポートバルブにおいて、
上記弁本体に設けた弁シャフトの摺動孔から上記流路に出没する弁シャフトの径を、該弁シャフトの先端に設けた弁体の端面側が上記弁座に対向して接離する上記弁体の径と同等かそれよりも若干大きくし、
上記弁座の開閉のための弁体のストロークを、上記流路における出力ポートの開口部をほぼ全開させるに必要なストロークに設定した、
ことを特徴とする2ポートバルブ。 - 弁本体外において弁シャフトにピストンを連結して、このピストンによりシリンダ部内に圧力室を区画形成させ、該圧力室をパイロットポートに開口させて、弁体をパイロット流体圧駆動とした、
ことを特徴とする請求項1に記載の2ポートバルブ。 - シリンダ部を弁本体上に着脱可能に被着したカバー内に形成し、該カバーを被着していない状態で、弁本体の外部から弁シャフトの摺動孔に該弁シャフト及び弁体を挿脱自在にした、
ことを特徴とする請求項2に記載の2ポートバルブ。 - 弁本体に設けた弁シャフトの摺動孔における流路側の入口に、該流路側からの異物の進入を抑止するスクレーパを設けた、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の2ポートバルブ。
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