JP3788975B2 - 遮断弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット圧を利用する２段形の遮断弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の技術の電磁遮断弁装置１を示す断面図である。図７は、電磁遮断弁装置１の具体的構成を示す回路図である。電磁遮断弁装置１は、メイン通路２を開閉する遮断弁部３と、遮断弁部３へのパイロット圧を制御する電磁弁部４とを有する。遮断弁部３は、遮断弁体１５の変位によって、一次ポート５と二次ポート６を連通するメイン通路２を開閉する。遮断弁体１５は、一次ポート５における流体の圧力である一次圧力ｐ１に基づく駆動力を開方向に受けるとともに、二次ポート６における流体の圧力である二次圧力ｐ２に基づく駆動力を開方向に受ける。また遮断弁体１５は、背圧力室７における流体の圧力である背圧力ｐｒに基づく駆動力を閉方向に受けるとともに、ばね部材８による駆動力を閉方向に受ける。
【０００３】
電磁弁部４は、一次ポート５と二次ポート６とを、背圧力室７を経てバイパスするパイロット通路９に介在されている。この電磁弁部４は、コイル１０への通電および非通電を制御して、電磁弁体１１を変位駆動し、背圧力室７よりも二次ポート６寄りで、パイロット通路９を開閉する。このパイロット通路９には、背圧力室７よりも一次ポート５寄りに固定絞り１２が介在されている。
【０００４】
この電磁遮断弁１では、電磁弁部４を閉状態にすると、背圧力ｐｒが一次圧力ｐ１と同一となり、遮断弁部３に対する閉方向の駆動力が開方向の駆動力よりも大きくなり、遮断弁部３を閉じることができる。また電磁遮断弁１では、電磁弁部４を閉状態にすると、背圧力ｐｒが一次圧力ｐ１と同一となり、遮断弁部３に対する閉方向の駆動力が開方向の駆動力よりも大きくなり、遮断弁部３を閉じることができる。このように電磁遮断弁１は、一次圧力ｐ１と二次圧力ｐ２との差圧Δｐを利用して、遮断弁部３が開閉動作している。この差圧Δｐは、遮断弁部３が閉状態では、流体が遮断弁部３を流下するときの圧力損失と無関係であるが、開状態では、流体が遮断弁部３を流下するときの圧力損失に基づく差圧となる（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
ＪＩＳ Ｂ ８３７３ 空気圧用２ポート電磁弁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、圧縮性流体が遮断弁部３を流下するときの流量ｑと圧力損失との関係を示すグラフである。図９は、圧縮性流体が遮断弁部３を流下するときの一次圧力ｐ１と圧力損失との関係を示すグラフである。流体が、たとえば気体、および気泡を含む液体などの圧縮性流体である場合、遮断弁部３における圧力損失は、図８および図９に示すように、流量ｑが増加に伴って大きくなり、一次圧力ｐ１の高騰に伴って小さくなる。
【０００７】
電磁遮断弁１を圧縮性流体に対して用いると、遮断弁部３が開状態にあるときの差圧Δｐが、一次圧力ｐ１および流量ｑの変動に伴って変動する。電磁遮断弁１は、遮断弁部３が、差圧Δｐを利用して動作する構成であり、閉動作は、遮断弁部３が開状態にあるときの差圧Δｐを利用しているので、この閉動作は、一次圧力ｐ１および流量ｑの変動の影響を受け、遮断弁体１５を変位させるための駆動力が、大きく変動してしまう。したがって一次圧力ｐ１および流量ｑが、広い範囲にわたる装置には、安定した動作が得られず用いることができない。
【０００８】
このようにパイロット圧を利用する２段形の遮断弁では、動作が不安定になる問題を有しているので、メイン通路を開閉する遮断弁体をソレノイドで直接駆動する直動形の遮断弁を用いることが考えられるが、次のような２つの問題を有する。まず第１に、直動形では、メイン通路を開閉する遮断弁体は、大きな流量キャパシティを確保しようとすると、必然的に大きくなるが、このためには、閉状態を保持するために大きなシート力が必要となる。したがってソレノイドを大形にしなければならず、電磁遮断弁装置が大形化してしまう。また第２に、直動形では、前述のように大きな流量キャパシティを確保しようとすると、ソレノイドなどが設けられる部分にも高圧に耐え得る強度が必要となる。これによってもまた電磁遮断弁装置が大形化してしまう。したがってパイロット圧を利用する２段形の遮断弁の改良が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、パイロット圧を利用する２段形の遮断弁装置であって、広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる遮断弁装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、一次ポートおよび二次ポートを連通するメイン通路に介在されてメイン通路を開閉する遮断弁部であって、一次ポートにおける流体の圧力である一次圧力と二次ポートにおける流体の圧力である二次圧力との差圧を利用して開閉動作する遮断弁部と、
メイン通路における遮断弁部よりも二次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通し、二次圧力をパイロット圧として遮断弁部に導くパイロット通路に介在され、パイロット圧を操作して、遮断弁部を開閉駆動操作する操作弁部と、
メイン通路における遮断弁部よりも一次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通する連通路に介在される固定絞りと、
前記メイン通路に、遮断弁部と、メイン通路および連通路の接続点との間で介在され、遮断弁部が開状態にあるとき、一次圧力および流量に応じて開度を変化させ、一次圧力と二次圧力との差圧をほぼ一定に保持する差圧発生弁部とを含むことを特徴とする遮断弁装置である。
【００１１】
本発明に従えば、メイン通路に介在される遮断弁部は、一次圧力と二次圧力との差圧を利用して、この差圧に基づく駆動力によって開閉動作される。メイン通路における遮断弁部よりも二次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通するパイロット通路が設けられ、このパイロット通路に、操作弁部が介在されている。操作弁部は、遮断弁部に導くパイロット圧を操作することによって、前記差圧の遮断弁部に対する働き方を変化させることができ、遮断弁部を開閉駆動操作することができる。この開閉駆動操作に従って、遮断弁部が開閉動作する。またメイン通路における遮断弁部よりも一次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通する連通路が設けられ、この連通路には、固定絞りが介在されている。さらに加えて、メイン通路に、遮断弁部と、メイン通路および連通路の接続点との間で、差圧発生弁部が介在される。この差圧発生弁部は、遮断弁部が開状態にあって、この遮断弁部を圧縮性を有する流体が流下するとき、一次圧力および流量に応じて開度を変化させ、一次圧力と二次圧力との差圧をほぼ一定に保持する。
【００１２】
これによって一次圧力および流量が変動しても、前記差圧がほぼ一定に保たれるので、差圧に基づく駆動力は変動しない。したがって遮断弁部は、一次圧力および流量の変動に影響されることなく、安定して動作する。このように遮断弁部の安定した動作が可能であるので、広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる。また差圧発生弁部の構成だけを変更することによって、一次圧力と二次圧力との差圧を設定変更できる利点もある。
【００１３】
さらに操作弁部によって、パイロット圧を操作し、遮断弁部を駆動する構成とすることによって、遮断弁部を駆動するために流体圧を利用することができ、操作弁部は、パイロット通路を開閉できればよく、小形にすることができる。したがって遮断弁装置を小形に実現することができる。つまり広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる遮断弁を、小形に実現することができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明は、遮断弁部は、
弁座が形成される遮断弁ハウジングと、
遮断弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に設けられ、弁座に対して着座および離間してメイン通路を開閉する開閉部を有する遮断弁体であって、弁ハウジングと協働して、一次圧力が導かれる第１圧力室と、一次圧力が導かれる空間に固定絞りを介して連なる背圧力室と、開閉部が配置される第２圧力室とを形成し、第１圧力室の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける第１受圧面と、背圧力室の流体から閉方向の流体圧駆動力を受ける背受圧面と、第２圧力室の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける第２受圧面とが形成される遮断弁体と、
遮断弁体に閉方向のばね駆動力を与える遮断ばね力発生手段であって、ばね駆動力は、背圧力室の流体の圧力である背圧力が一次圧力と同一である場合、前記各受圧面で受ける流体圧駆動力およびばね駆動力の合力である総合駆動力が、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力が二次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、開方向に向かう駆動力となる大きさを有する遮断ばね力発生手段とを備え、
操作弁部は、背圧力室と二次ポートとを連通するパイロット通路に介在され、予め定める操作入力に基づいて、パイロット通路を開閉することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、遮断弁部の遮断弁体には、第１および第２受圧面ならびに背受圧面が形成されており、遮断弁体は、これら各受圧面によって流体から流体圧駆動力を受ける。また遮断弁部には、ばね力発生手段が設けられており、遮断弁体は、ばね力発生手段からばね駆動力を受ける。遮断弁部は、遮断弁体が前記流体圧駆動力およびばね駆動力の合力である総合駆動力によって駆動され、メイン通路を開閉する。
【００１６】
ばね駆動力は、背圧力が一次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力が二次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、開方向に向かう駆動力となるように決定さている。操作弁部が閉状態にあるとき、背圧力は一次圧力と同一となり、各受圧面で受ける流体圧駆動力の合力である差圧駆動力は、閉方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力と協働して遮断弁部を閉じる。操作弁部が開状態にあるとき、背圧力は二次圧力となり、差圧駆動力は、開方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力に抗して遮断弁部を開く。したがって操作弁部によって、遮断弁部を開閉駆動操作し、メイン通路を開閉することができる。
【００１７】
遮断弁部が開状態にあるとき、第１受圧面には、一次圧力が作用し、第２受圧面および背受圧面には、二次圧力およびこれと同一の圧力が作用している。このとき二次圧力は、差圧発生弁部によって、一次圧力との差圧がほぼ一定に保たれている。したがって遮断弁部の安定した動作を達成する電磁遮断弁装置を実現することができる。
【００１８】
また遮断弁部が閉状態にあるとき、前記差圧駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この差圧駆動力が遮断弁部を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力が大きくなると、遮断弁部が閉状態にあるときの前記差圧駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力が高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００１９】
請求項３記載の本発明は、操作弁部は、
弁座が形成される操作弁ハウジングと、
操作弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に設けられ、弁座に対して着座および離間してパイロット通路を開閉する操作弁体であって、閉状態にあるとき、背圧力が導かれる空間から閉方向の駆動力を受けることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、操作弁部は、閉状態にあるとき、操作弁体が遮断弁部における背圧力が導かれる空間から閉方向の駆動力を受ける。このときの背圧力は一次圧力と同一である。このように一次圧力と同一となる背圧力に基づく駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この駆動力が操作弁部を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力が大きくなると、操作弁部が閉状態にあるときの前記駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力が高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００２１】
請求項４記載の本発明は、差圧発生弁部は、
差圧弁ハウジングと、
差圧弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に保持され、一次圧力に基づく流体圧駆動力を開方向へ受ける差圧弁体と、
差圧弁体に、閉方向へばね駆動力を与える差圧ばね力発生手段とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、差圧発生弁部の差圧弁体は、一次圧力に基づく流体圧駆動力を開方向へ受けるとともに、差圧ばね力発生手段からばね駆動力を閉方向に受ける。このような差圧発生弁部は、その一次ポート側と、二次ポート側との間に、差圧ばね力発生手段によるばね駆動力に対応する差圧を発生させることができる。したがって遮断弁部が開状態にあるときの一次圧力と二次圧力とをほぼ一定の差圧に保つことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の電磁遮断弁装置２０を示す断面図である。図２は、電磁遮断弁装置２０を示す流体圧回路図である。電磁遮断弁装置２０は、たとえば高圧ガス装置を含む流体圧装置に設けられ、一次側から二次側に流体が流下する流路に介在されて、この流路を開閉する弁装置である。本実施の形態において、流体は、圧縮性を有する圧縮性流体である。圧縮性流体は、空気などの気体であってもよいし、気泡を含有するる液体であってもよいし、その他外圧によって圧縮する流体であればよい。
【００２４】
電磁遮断弁装置２０は、遮断弁部２１と、操作弁部２２と、差圧発生弁部２３とを含んで構成される。電磁遮断弁装置２０は、パイロット圧を利用する２段形の遮断弁装置であって、ハウジング体２４を有し、このハウジング体２４に、メイン通路２５と、パイロット通路２６とが形成されている。メイン通路２５に遮断弁部２１および差圧発生弁部２３が介在され、パイロット通路２６に操作弁部２２が介在される。
【００２５】
ハウジング体２４には、前記流路の一次側に接続される一次ポート２７と、前記流路の二次側に接続される二次ポート２８とが形成され、これら各ポート２７，２８を連通するようにメイン通路２５が形成される。このメイン通路２５の中途部に遮断弁部２１が介在される。遮断弁部２１は、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧ΔＰを利用して、メイン通路２５を開閉する。一次圧力Ｐｉｎは、一次ポート２７における流体の圧力であり、二次圧力Ｐｏｕｔは、二次ポート２８における流体の圧力である。
【００２６】
遮断弁部２１は、遮断弁ハウジング３０と、遮断弁体３１と、遮断ばね力発生手段３２とを備える。遮断弁ハウジング３０は、ハウジング体２４の一部によって構成される。この遮断弁ハウジング３０内に、遮断弁体３１および遮断ばね力発生手段３２とが設けられる。
【００２７】
遮断弁ハウジング３０には、弁座３３が形成されており、遮断弁体３１は、弁座３３に近づく方向および弁座３３から遠ざかる方向に変位自在に設けられている。この遮断弁体３１が弁座３３に着座することによって、メイン通路２５が閉塞され、遮断弁体３１が弁座３３から離間することによって、メイン通路２５が開放される。したがって弁座３３に近づく方向は閉方向であり、弁座３３から遠ざかる方向は開方向である。また遮断弁体３１は、一次ポート２７側から弁座３３に着座する構成である。
【００２８】
遮断弁体３１は、略円柱状の軸部３５と、軸部３５の軸線方向一端部に同軸で連なる略短円柱状のフランジ部３６とを有し、軸線方向に変位自在である。軸部３５は、軸線方向両端部間の中間部で、遮断弁ハウジング３０との間のシールを達成しており、軸線方向他端部に開閉部３７を有する。開閉部３７が、その端面部に設けられるシート部分３８の弁座３３に対する着座および離間によって、メイン通路２５を開閉する。開閉部３７は、軸部分３５の残余の部分よりも小径である。フランジ部３６は、軸部３５よりも大径であり、遮断弁ハウジング３０との間のシールを達成している。
【００２９】
このような遮断弁体３１と前記遮断弁ハウジング３０とが協働して、第１圧力室４０、第２圧力室４１および背圧力室４２が形成される。第１圧力室４０は、遮断弁体３１の軸部３５におけるシール部位およびフランジ部３６におけるシール部位間の部分と、遮断弁ハウジング３０とによって形成される。この第１圧力室４０は、メイン通路２５における遮断弁部２１および差圧発生弁部２３よりも一次ポート２１寄りの位置に、一次圧力導入通路４７によって連通され、一次圧力Ｐ１が導かれている。
【００３０】
第２圧力室４１は、遮断弁体３１の軸部３５におけるシール部位よりも軸線方向一端部側の部分と、遮断弁ハウジング３０とによって形成される。この第２圧力室４１は、開閉部３７が収容されており、シート部分３８が弁座３３に着座した状態で、一次側領域４４と二次側領域４５とに仕切られる。一次側領域４４は、開閉部３７の着座部位よりも半径方向外方側の部分が臨む領域であり、メイン通路２５の一次ポート２７寄りの部分に連なっている。二次側領域４５は、開閉部３７の着座部位よりも半径方向内方側の部分が臨む領域であり、メイン通路２５の二次ポート２８寄りの部分に連なっている。
【００３１】
背圧力室４２は、遮断弁体３１のフランジ部３６におけるシール部位よりも軸部３５とは反対側の部分と、遮断弁ハウジング３０とによって形成される。この背圧力室４２は、一次圧力Ｐ１が導かれる空間である第１圧力室４０に、接続通路４８によって連通される。この接続通路４８は、遮断弁体３１に形成され、固定絞り４９が介在される。
【００３２】
遮断弁ハウジング３０と協働して、前記各圧力室４０〜４２を形成する遮断弁体３１には、第１受圧面５０、第２受圧面５１および背受圧面５２が形成される。第１受圧面５０は、フランジ部３６の軸部３５側の端面から成り、フランジ部３６の軸直角断面積Ａ１から、軸部３５の軸直角断面積Ａ２を減算した受圧面積Ａ１−Ａ２を有する。この第１受圧面５０は、第１圧力室４０に臨み、第１圧力室４０の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける。第１受圧面５０が受ける流体圧駆動力（以下「第１流体圧駆動力」という場合がある）Ｆ１は、第１圧力室４０の流体の圧力である第１圧力Ｐ１に基づく駆動力Ｐ１×（Ａ１−Ａ２）である。
【００３３】
第２受圧面５１は、開閉部３７の外表面から成り、軸部３５の軸直角断面積Ａ２と同一の受圧面積Ａ２を有する。この第２受圧面５１のうち、弁座３３に着座する着座部位よりも内側の受圧面部分は、着座部位の円の面積、すなわち弁座３３の直径と同一の円の面積Ａ３と同一の面積Ａ３を有し、着座部位よりも外側の受圧面部分は、前記第２受圧面５１全体の受圧面積Ａ２から内側の受圧面部分Ａ３の面積を減算した面積Ａ２−Ａ３を有する。
【００３４】
また第２受圧面５１は、第２圧力室４１に臨み、第２圧力室４１の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける。第２受圧面５１が受ける流体圧駆動力は、内外の各受圧面部分が受ける流体駆動力の合力である。内側の受圧面部分が受ける流体圧駆動力（以下「内側第２流体圧駆動力」という場合がある）Ｆ２ｉは、二次側領域４５の流体の圧力である二次側第２圧力Ｐ２ｏに基づく駆動力Ｐ２ｏ×Ａ３であり、外側の受圧面部分が受ける流体圧駆動力（以下「外側第２流体圧駆動力」という場合がある）Ｆ２ｏは、一次側領域４４の流体の圧力である一次側第１圧力Ｐ２ｉに基づく駆動力Ｐ２ｉ×（Ａ２−Ａ３）である。
【００３５】
背受圧面５２は、フランジ部３６の軸部３５とは反対側の端面から成り、フランジ部３６の軸直角断面積Ａ１と同一の受圧面積Ａ１を有する。この背受圧面５２は、背圧力室４２に臨み、背圧力室４２の流体から閉方向の流体圧駆動力を受ける。背受圧面５２が受ける流体圧駆動力（以下「背流体圧駆動力」という場合がある）Ｆｒは、背圧力室４２の流体の圧力である背圧力Ｐｒに基づく駆動力Ｐｒ×Ａ１である。
【００３６】
遮断ばね力発生手段３２は、遮断弁体３１に閉方向のばね駆動力Ｆｓｐｒを与える手段であって、ばね部材、たとえば圧縮コイルばねによって実現される。この遮断ばね力発生手段３２は、背圧力４２に設けられ、一端部が遮断弁ハウジング３０に支持され、他端部が遮断弁体３１に支持されて設けられる。
【００３７】
遮断ばね力発生手段３２のばね駆動力Ｆｓｐｒは、背圧力Ｐｒが一次圧力Ｐｉｎと同一である場合、前記各受圧面５０〜５２で受ける流体圧駆動力Ｆ１，Ｆ２ｉ，Ｆ２ｏ，Ｆｒおよびばね駆動力Ｆｓｐｒの合力である総合駆動力Ｆｔが、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力Ｐｒが二次圧力Ｐｏｕｔと同一である場合、前記総合駆動力Ｆｔが、開方向に向かう駆動力となる大きさを有する。
【００３８】
総合駆動力Ｆｔは、厳密には、遮断弁ハウジング３０と遮断弁体３１との間の摺動抵抗力Ｆｓｅａｌを考慮される。この摺動抵抗力Ｆｓｅａｌは、たとえば遮断弁体３１の軸部３５と弁ハウジング３０の間のシールを達成するためのシール部材、および断弁体３１のフランジ部３６と弁ハウジング３０の間のシールを達成するためのシール部材などに大きく起因するものであり、その配置および個数などを考慮し、適宜求めることができる。摺動抵抗力Ｆｓｅａｌは、言うまでもなく、遮断弁体３１に対して、変位方向と逆方向に働く力である。
【００３９】
パイロット通路２６は、メイン通路２５の遮断弁部２１および差圧発生弁部２３よりも二次ポート２８寄りの位置と、遮断弁部２１の背圧力室４２を連通するように形成されている。このパイロット通路２６の中途部に操作弁部２２が介在される。
【００４０】
操作弁部２２は、電磁弁によって実現され、操作弁ハウジング５５と、操作弁体５６と、操作ばね力発生手段５７と、駆動ソレノイド手段５８とを備える。操作ばね力発生手段５７と駆動ソレノイド手段５８とによって、操作弁部２２の駆動手段が構成される。操作弁ハウジング５５は、ハウジング体２４の一部によって構成される。この操作弁ハウジング５５内に、操作弁体５６および操作ばね力発生手段５７とが設けられ、操作弁ハウジング５５を外囲するようにして駆動ソレノイド手段５８が設けられる。
【００４１】
操作弁ハウジング５５には、弁座６０が形成されており、操作弁体５６は、弁座６０に近づく方向および弁座６０から遠ざかる方向に変位自在に設けられている。この操作弁体５６が弁座６０に着座することによって、パイロット通路２６が閉塞され、操作弁体５６が弁座６０から離間することによって、パイロット通路２６が開放される。したがって弁座６０に近づく方向は閉方向であり、弁座６０から遠ざかる方向は開方向である。操作弁体５６は、背圧力室４２側から弁座６０に着座する。
【００４２】
操作弁体５６は、略円柱状の軸部５８と、軸部５８の軸線方向一端部に同軸で連なる略短円柱状のプランジャ部５９とを有し、軸線方向に変位自在である。軸部５８は、軸線方向他端部に開閉部６２を有し、開閉部６２が、その端面部に設けられるシート部分６３の弁座６０に対する着座および離間によって、パイロット通路２６を開閉する。
【００４３】
この操作弁体５６は、操作弁ハウジング５５に対して緩やかに保持されており、操作弁体５６と操作弁ハウジング５５との間に流体が流下可能な隙間を有する。操作弁体５６が弁座６０に着座した閉状態で、開閉部６２の着座部位よりも半径方向外方側の部分が配置される空間６４が、パイロット通路２６の操作弁部２２よりも背圧力室４２寄りの部分に連なっており、この背圧力Ｐｒが導かれる空間６４の圧力Ｐ６４が、前記隙間を介して操作弁体５６の軸線方向他端部に導かれ、この軸線方向他端部の受圧面で、閉方向の駆動力として受ける。この駆動力は、前記空間６４の圧力Ｐ６４に基づく駆動力である。
【００４４】
操作ばね力発生手段５７は、操作弁体５６に閉方向のばね駆動力を与える手段であって、ばね部材、たとえば圧縮コイルばねによって実現される。この操作ばね力発生手段５７は、操作弁体５６の軸線方向他端部側に設けられ、一端部が操作弁ハウジング５５に支持され、他端部が操作弁体５６に支持されて設けられる。
【００４５】
駆動ソレノイド手段５８は、操作弁体５６のプランジャ部５９を外囲するように設けられ、操作弁体５６に開方向の電磁駆動力を与えるための手段であって、ソレノイドコイルによって実現される。この駆動ソレノイド手段５８は、駆動電流Ｉが供給されることによって、操作ばね力発生手段５７のばね駆動力に抗して操作弁体５６を開方向へ変位させる電磁駆動力を、操作弁体５６に与え、操作弁体５６が開方向へ駆動される。また駆動ソレノイド手段５８は、駆動電流Ｉの供給が停止されることによって、電磁駆動力の発生が停止され、この状態では、操作ばね力発生手段５７のばね駆動力によって、操作弁体５６が閉方向へ駆動される。
【００４６】
このように駆動手段は、ばね力発生手段５７によって遮断弁体５６に開方向および閉方向のいずれか一方へばね駆動力を与え、駆動ソレノイド手段５８によって遮断弁体５６に開方向および閉方向のいずれか他方へばね駆動力より大きい電磁駆動力を選択的に与え、パイロット通路２６を開閉制御することができる。ばね駆動力と電磁駆動力とは、相互に反対方向への駆動力であればよく、ばね駆動力が開方向に与えられ、電磁駆動力が閉方向に与えられてもよい。
【００４７】
差圧発生弁部２３は、メイン通路２５の遮断弁部２１よりも一次ポート２７寄りで、かつ一次圧導入通路４７の接続点よりも二次ポート２８寄りで、メイン通路２５に介在される。差圧発生弁部２３は、差圧弁ハウジング７０と、差圧弁体７１と、差圧ばね力発生手段７２とを備える。差圧弁ハウジング７０は、ハウジング体２４の一部によって構成される。この差圧弁ハウジング７０内に、差圧弁体７１および差圧ばね力発生手段７２とが設けられる。
【００４８】
差圧弁ハウジング７０には、弁座７３が形成されており、差圧弁体７１は、弁座７３に近づく方向および弁座７３から遠ざかる方向に変位自在に設けられている。この差圧弁体７１が弁座７３に着座することによって、メイン通路２５が閉塞され、差圧弁体７１が弁座７３から離間することによって、メイン通路２５が開放される。したがって弁座７３に近づく方向は閉方向であり、弁座７３から遠ざかる方向は開方向である。差圧弁体７１は、二次ポート２８側から弁座７３に着座する。
【００４９】
差圧弁体７１は、略円柱状の部材であり、軸線方向に変位自在である。差圧弁体７１は、軸線方向一端部の端面部にシート部分７５を有し、このシート部分７５の弁座７３に対する着座および離間によって、メイン通路２５を開閉する。この差圧弁体７１は、軸線方向一端部の弁座７３への着座部位の内側の部分は、メイン通路２５の一次ポート２７寄りの部分に連なる空間に臨んでおり、軸線方向一端部の着座部位の外側の部分が臨む空間が、メイン通路２５の一次ポート２７寄りの部分に、差圧弁体７１に形成される通路を介して連なっている。
【００５０】
このような差圧弁体７１には、弁座７３に着座する着座部位を軸線方向に垂直な面に投影した面積の開受圧面７７を有するとともに、この開受圧面７７と同一面積の閉受圧面７８を有する。開受圧面７７は、差圧弁部２３に関してメイン通路２５の一次ポート２７側の部分から流体の圧力に基づく開方向の流体圧駆動力を受ける。閉受圧面７８は、差圧弁部２３に関してメイン通路２５の二次ポート２８側の部分から流体の圧力に基づく閉方向の流体圧駆動力を受ける。
【００５１】
差圧ばね力発生手段７２は、差圧弁体７１に閉方向のばね駆動力を与える手段であって、ばね部材、たとえば圧縮コイルばねによって実現される。この差圧ばね力発生手段７２は、差圧弁体７１の二次ポート２８側に設けられ、一端部が差圧弁ハウジング７０に支持され、他端部が差圧弁体７１に支持されて設けられる。
【００５２】
このような差圧弁部２３では、差圧弁体７１が開受圧面７７で受ける流体圧駆動力と、差圧弁体７１が閉受圧面７８で受ける流体圧駆動力および差圧ばね力発生手段から受けるばね駆動力の合力とが釣り合うように、メイン通路２５を開閉する。これによって差圧弁部２３は、メイン通路２５における差圧弁部２３に関して、一次ポート２７側の部分と二次ポート２８側の部分との間に、クラッキング圧などの呼ばれるばね力発生手段７２によるばね力に対応した設定圧力に相当する差圧が生じるように、メイン通路２５を開閉する。つまりメイン通路２５における差圧弁部２３に関して、一次ポート２７側の部分と二次ポート２８側の部分とに、設定される一定の差圧を発生させ、その差圧に保持することができる。この差圧の設定は、ばね力発生手段７２の選択によって、任意かつ容易に設定することができる。
【００５３】
このような電磁遮断弁装置２０では、遮断弁部２１および操作弁部２２が閉状態にある状態から、駆動ソレノイド手段５８に駆動電流Ｉが供給されて、操作弁部２２が開状態にされると、背圧力室４０の背圧力Ｐｒがパイロット通路２６を介して抜け、固定絞り４９によって、第１圧力Ｐ１と、背圧力Ｐｒとの間に差圧が発生する。このときの遮断弁体３１に働く駆動力の関係式は、次式（１）で表される。
【００５４】
【数１】

【００５５】
このとき、流体がメイン通路２５を流下していないので、差圧発生弁部２３に関して一次ポート２７側および二次ポート２８側は、同一の圧力であり、一次側第２圧力Ｐｉは、一次圧力Ｐｉｎと同一となる。また第１圧力Ｐ１は、一次圧力Ｐｉｎと同一であり、背圧力Ｐｒおよび二次側第２圧力Ｐ２ｏは、二次圧力Ｐｏｕｔと同一である。またこのように遮断弁部２１が閉状態にあるときの二次圧力Ｐｏｕｔは、一次圧力Ｐｉｎに比べて十分小さく、二次圧力Ｐｏｕｔに基づく流体圧駆動力は、遮断弁体３１の駆動への影響が殆どなく、無視できるものとなる。したがって前記式（１）は、次式（２）のようになり、遮断弁部２１は、ばね駆動力Ｆｓｐｒおよび摺動抵抗力Ｆｓｅａｌに打ち勝って、開動作し、メイン通路２５を開く。
Ｆｓｐｒ＋Ｆｓｅａｌ＜Ｐｉｎ（Ａ１−Ａ３） …（２）
【００５６】
このようにして遮断弁部２１が開状態となると、流体がメイン通路２５を流下するので、差圧発生弁部２３に関して一次ポート２７側および二次ポート２８側の間に、前記設定される差圧が生じる。差圧発生弁部２３に関して、一次ポート２７側の圧力は、一次圧力Ｐｉｎであり、二次ポート２８側の圧力は、二次圧力Ｐｏｕｔである。このときの遮断弁体３１に働く駆動力の関係式は、次式（３）で表される。
【００５７】
【数２】

【００５８】
このとき第１圧力Ｐ１が一次圧力Ｐｉｎであり、各第２圧力Ｐ２ｉ，Ｐ２ｏおよび背圧力ＰｒがＰｏｕｔとなる。したがって前記式（３）は、次式（４）のようになり、開方向の駆動力が閉方向の駆動力より大きい状態が保たれるので、開状態が保たれる。
Ｆｓｐｒ＋Ｐｏｕｔ×（Ａ１−Ａ２）＜Ｐｉｎ（Ａ１−Ａ２）
Ｆｓｐｒ＜（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）×（Ａ１−Ａ２）
Ｆｓｐｒ＜ΔＰ×（Ａ１−Ａ２） …（４）
【００５９】
ここでΔＰは、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧であり、式（４）を満たすような圧力損失ΔＰを差圧発生弁部２３で生み出す。
【００６０】
このように遮断弁部２１および操作弁部２２が開状態にある状態から、駆動ソレノイド手段５８への駆動電流Ｉ供給が停止されて、操作弁部２２が閉状態にされると、背圧力室４０の背圧力Ｐｒが上昇し、第１圧力Ｐ１と同一となる。このときの遮断弁体３１に働く駆動力の関係式は、次式（５）で表される。
【００６１】
【数３】

【００６２】
このとき、流体がメイン通路２５を流下しているので、差圧発生弁部２３に関して一次ポート２７側および二次ポート２８側の間に、前記設定される差圧が生じる。差圧発生弁部２３に関して、一次ポート２７側の圧力は、一次圧力Ｐｉｎであり、二次ポート２８側の圧力は、二次圧力Ｐｏｕｔである。第１圧力Ｐ１および背圧力Ｐｒは、一次圧力Ｐｉｎであり、各第２圧力Ｐ２ｉ，Ｐ２ｏは、二次圧力Ｐｏｕｔである。したがって前記式（５）は、次式（６）のようになり、遮断弁部２１は、摺動抵抗力Ｆｓｅａｌに打ち勝って、閉動作し、メイン通路２５を開く。
Ｆｓｐｒ＋ΔＰ×Ａ２＞Ｆｓｅａｌ …（６）
【００６３】
ここでΔＰは、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧である。このようにして遮断弁部２１が閉状態となると、流体がメイン通路２５を流下しなくなるので、差圧発生弁部２３に関して一次ポート２７側と二次ポート２８側とは、同一の圧力となる。このときの遮断弁体３１に働く駆動力の関係式は、次式（７）で表される。
【００６４】
【数４】

【００６５】
このとき第１圧力Ｐ１、一次側第２圧力Ｐ２ｉおよび背圧力Ｐｒは、一次圧力Ｐｉｎとなり、二次側第２圧力Ｐ２ｏは、二次圧力Ｐｏｕｔとなる。したがって前記式（７）は、次式（８）のようになり、開方向の駆動力が閉方向の駆動力より大きい状態が保たれるので、開状態が保たれる。
Ｆｓｐｒ＋Ｐｉｎ×Ａ３＞Ｐｏｕｔ×Ａ３ …（８）
【００６６】
このように電磁遮断弁装置２０では、操作弁部２２の開閉によって、遮断弁部２１のパイロット圧としての背圧力Ｐｒを操作し、遮断弁部２１を開閉することができる。遮断弁部２１は、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧ΔＰを利用して開閉動作している。具体的には、遮断弁部２１が閉状態にあるときの前記差圧ΔＰは、遮断弁部２１が閉状態にあるときの二次圧力Ｐｏｕｔが極めて小さいので、一次圧力Ｐｉｎが、そのまま差圧に相当しており、式（２）に示すように差圧に相当する一次圧力Ｐｉｎに基づいて開動作している。また遮断弁部２１が閉状態にあるときの前記差圧ΔＰは、差圧発生弁部２３によって設定される差圧であり、式（６）に示されるように、差圧ΔＰに基づいて閉動作している。
【００６７】
図３は、メイン通路２５を流下する流体の流量Ｑと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。図４は、一次圧力Ｐｉｎと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。図５は、メイン通路２５を流下する流体の流量Ｑと、一次圧力Ｐｉｎと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。
【００６８】
図３および図４において、各実線８０，８１は、本実施の形態における関係を示し、各仮想線８２，８３は、従来の技術における関係を示す。また図５において、実線８５は、一次圧力Ｐｉｎが比較的高圧である場合の流量Ｑと圧力損失との関係を示し、破線８６は、一次圧力Ｐｉｎが比較的低圧である場合の流量Ｑと圧力損失との関係を示す。一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失によって、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの間に差圧ΔＰが生じる。
【００６９】
電磁遮断弁装置２０では、メイン通路２５に介在される遮断弁部２１は、操作弁部２２の操作に従って、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧ΔＰを利用して、この差圧ΔＰに基づく駆動力によって開閉動作される。メイン通路２５の遮断弁部２１よりも一次ポート寄りには、差圧発生弁部２３が介在される。この差圧発生弁部２３は、遮断弁部２１が開状態にあって、この遮断弁部２１を圧縮性を有する流体が流下するときでも、一次圧力Ｐｉｎおよび流量Ｑに応じて開度を変化させ、一次圧力Ｐｉｎと二次圧力Ｐｏｕｔとの差圧ΔＰをほぼ一定に保持する。したがって前記式（４），（６）に示される差圧ΔＰが一定に保たれるので、遮断弁部２１を閉動作させる駆動力が、一次圧力Ｐｉｎおよび流量Ｑが変動しても、ほぼ一定に保たれ、安定した閉動作をすることができる。このように遮断弁部２１の安定した動作が可能であるので、電磁遮断弁装置２０は、広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる。また差圧発生弁部２３の構成だけを変更することによって、特に差圧ばね力発生手段７２を変えることによって、前記差圧ΔＰを容易に設定変更できる利点もある。
【００７０】
さらに操作弁部２２によって、パイロット圧として背圧力Ｐｒを操作し、遮断弁部２１を駆動する構成とすることによって、遮断弁部２１を駆動するために流体圧を利用することができ、操作弁部２１は、パイロット通路２６を開閉できればよく、小形にすることができる。つまり操作弁部２２におけるシート径、つまり着座部位の径を小さくし、この操作弁部２２の閉状態に保つレシート力を小さく抑えることができ、駆動ソレノイド手段５８などを小形にし、したがって遮断弁装置を小形に実現することができる。つまり広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる遮断弁を、小形に実現することができる。
【００７１】
また遮断弁部２１の遮断弁体３１には、第１および第２受圧面５０，５１ならびに背受圧面５２が形成されており、遮断弁体３１は、これら各受圧面５０〜５２によって流体から流体圧駆動力Ｆ１，Ｆ２ｉ，Ｆ２ｏ，Ｆｒを受ける。また遮断弁部２１には、ばね力発生手段３２が設けられており、遮断弁体３１は、ばね力発生手段３２からばね駆動力Ｆｓｐｒを受ける。遮断弁部２１は、遮断弁体３１が前記流体圧駆動力Ｆ１，Ｆ２ｉ，Ｆ２ｏ，Ｆｒおよびばね駆動力Ｆｓｐｒの合力である総合駆動力Ｆｔによって駆動され、メイン通路２５を開閉する。
【００７２】
ばね駆動力Ｆｓｐｒは、背圧力Ｐｒが一次圧力Ｐｉｎと同一である場合、前記総合駆動力Ｆｔが、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力Ｐｒが二次圧力Ｐｏｕｔと同一である場合、前記総合駆動力Ｆｔが、開方向に向かう駆動力となるように決定さている。操作弁部２２が閉状態にあるとき、背圧力Ｐｒは一次圧力Ｐｉｎと同一となり、各受圧面で受ける流体圧駆動力Ｆ１，Ｆ２ｉ，Ｆ２ｏ，Ｆｒの合力である差圧駆動力は、閉方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力Ｆｓｐｒと協働して遮断弁部２１を閉じる。操作弁部２２が開状態にあるとき、背圧力Ｐｒは二次圧力Ｐｏｕｔとなり、差圧駆動力は、開方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力Ｆｓｐｒに抗して遮断弁部２１を開く。したがって操作弁部２２によって、遮断弁部２１を開閉駆動操作し、メイン通路２５を開閉することができる。
【００７３】
遮断弁部２１が開状態にあるとき、第１受圧面５０には、一次圧力Ｐｉｎが作用し、第２受圧面５１および背受圧面５２には、二次圧力Ｐｏｕｔが作用している。このとき二次圧力Ｐｏｕｔは、差圧発生弁部２３によって、一次圧力Ｐｉｎとの差圧ΔＰがほぼ一定に保たれている。したがって遮断弁部２１の安定した動作を達成する電磁遮断弁装置２０を実現することができる。
【００７４】
また遮断弁部２１が閉状態にあるとき、前記差圧駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この差圧駆動力が遮断弁部２１を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力Ｐｉｎが大きくなると、遮断弁部２１が閉状態にあるときの前記差圧駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力Ｐｉｎが高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００７５】
また操作弁部２２は、閉状態にあるとき、操作弁体５６が遮断弁部２１における背圧力Ｐｒが導かれる空間６４から閉方向の駆動力を受ける。このときの背圧力Ｐｒは一次圧力Ｐｉｎと同一である。このように一次圧力Ｐｉｎに基づく駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この駆動力が操作弁部２２を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力Ｐｉｎが大きくなると、操作弁部２２が閉状態にあるときの前記駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力Ｐｉｎが高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００７６】
上述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえば接続通路４８は、遮断弁体３１以外に形成される構成であってもよいし、またメイン通路２５の一次圧力Ｐｉｎに保たれる部位と背圧力室４２とを連通する通路をハウジング体２４に形成する構成であって、この通路に固定絞りを介在させる構成であってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、メイン通路に介在される遮断弁部は、一次圧力と二次圧力との差圧を利用して、この差圧に基づく駆動力によって開閉動作される。メイン通路における遮断弁部よりも二次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通するパイロット通路が設けられ、このパイロット通路に、操作弁部が介在されている。操作弁部は、遮断弁部に導くパイロット圧を操作することによって、前記差圧の遮断弁部に対する働き方を変化させることができ、遮断弁部を開閉駆動操作することができる。この開閉駆動操作に従って、遮断弁部が開閉動作する。またメイン通路における遮断弁部よりも一次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通する連通路が設けられ、この連通路には、固定絞りが介在されている。さらに加えて、メイン通路に、遮断弁部と、メイン通路および連通路の接続点との間で、差圧発生弁部が介在される。この差圧発生弁部は、遮断弁部が開状態にあって、この遮断弁部を圧縮性を有する流体が流下するとき、一次圧力および流量に応じて開度を変化させ、一次圧力と二次圧力との差圧をほぼ一定に保持する。
【００７８】
これによって一次圧力および流量が変動しても、前記差圧がほぼ一定に保たれるので、差圧に基づく駆動力は変動しない。したがって遮断弁部は、一次圧力および流量の変動に影響されることなく、安定して動作する。このように遮断弁部の安定した動作が可能であるので、広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる。また差圧発生弁部の構成だけを変更することによって、一次圧力と二次圧力との差圧を設定変更できる利点もある。
【００７９】
さらに操作弁部によって、パイロット圧を操作し、遮断弁部を駆動する構成とすることによって、遮断弁部を駆動するために流体圧を利用することができ、操作弁部は、パイロット通路を開閉できればよく、小形にすることができる。したがって遮断弁装置を小形に実現することができる。つまり広い一次圧力範囲および広い流量範囲で好適に用いることができる遮断弁を、小形に実現することができる。
【００８０】
また本発明によれば、遮断弁部の遮断弁体には、第１および第２受圧面ならびに背受圧面が形成されており、遮断弁体は、これら各受圧面によって流体から流体圧駆動力を受ける。また遮断弁部には、ばね力発生手段が設けられており、遮断弁体は、ばね力発生手段からばね駆動力を受ける。遮断弁部は、遮断弁体が前記流体圧駆動力およびばね駆動力の合力である総合駆動力によって駆動され、メイン通路を開閉する。
【００８１】
ばね駆動力は、背圧力が一次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力が二次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、開方向に向かう駆動力となるように決定さている。操作弁部が閉状態にあるとき、背圧力は一次圧力と同一となり、各受圧面で受ける流体圧駆動力の合力である差圧駆動力は、閉方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力と協働して遮断弁部を閉じる。操作弁部が開状態にあるとき、背圧力は二次圧力となり、差圧駆動力は、開方向に向かう駆動力となり、ばね駆動力に抗して遮断弁部を開く。したがって操作弁部によって、遮断弁部を開閉駆動操作し、メイン通路を開閉することができる。
【００８２】
遮断弁部が開状態にあるとき、第１受圧面には、一次圧力が作用し、第２受圧面および背受圧面には、二次圧力およびこれと同一の圧力が作用している。このとき二次圧力は、差圧発生弁部によって、一次圧力との差圧がほぼ一定に保たれている。したがって遮断弁部の安定した動作を達成する電磁遮断弁装置を実現することができる。
【００８３】
また遮断弁部が閉状態にあるとき、前記差圧駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この差圧駆動力が遮断弁部を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力が大きくなると、遮断弁部が閉状態にあるときの前記差圧駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力が高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００８４】
また本発明によれば、操作弁部は、閉状態にあるとき、操作弁体が遮断弁部における背圧力が導かれる空間から閉方向の駆動力を受ける。このときの背圧力は一次圧力と同一である。このように一次圧力と同一となる背圧力に基づく駆動力が閉方向に向かう駆動力となっており、この駆動力が操作弁部を閉状態に保つレシート力として働く。一次圧力が大きくなると、操作弁部が閉状態にあるときの前記駆動力が大きくなり、前記レシート力が大きくなるので、一次圧力が高圧のときでも、高いレシート性を確保して、閉状態を確実に保持することができる。
【００８５】
また本発明によれば、差圧発生弁部の差圧弁体は、一次圧力に基づく流体圧駆動力を開方向へ受けるとともに、差圧ばね力発生手段からばね駆動力を閉方向に受ける。このような差圧発生弁部は、その一次ポート側と、二次ポート側との間に、差圧ばね力発生手段によるばね駆動力に対応する差圧を発生させることができる。したがって遮断弁部が開状態にあるときの一次圧力と二次圧力とをほぼ一定の差圧に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の電磁遮断弁装置２０を示す断面図である。
【図２】電磁遮断弁装置２０を示す流体圧回路図である。
【図３】メイン通路２５を流下する流体の流量Ｑと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。
【図４】一次圧力Ｐｉｎと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。
【図５】メイン通路２５を流下する流体の流量Ｑと、一次圧力Ｐｉｎと、一次ポート２７から二次ポート２８に至るまでの圧力損失との関係を示すグラフである。
【図６】従来の技術の電磁遮断弁装置１を示す断面図である。
【図７】電磁遮断弁装置１を示す流体圧回路図である。
【図８】圧縮性流体が遮断弁部３を流下するときの流量ｑと圧力損失との関係を示すグラフである。
【図９】圧縮性流体が遮断弁部３を流下するときの一次圧力ｐ１と圧力損失との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２０ 電磁遮断弁装置
２１ 遮断弁部
２２ 操作弁部
２３ 差圧発生弁部
２７ 一次ポート
２８ 二次ポート

Claims (4)

1. 一次ポートおよび二次ポートを連通するメイン通路に介在されてメイン通路を開閉する遮断弁部であって、一次ポートにおける流体の圧力である一次圧力と二次ポートにおける流体の圧力である二次圧力との差圧を利用して開閉動作する遮断弁部と、
   メイン通路における遮断弁部よりも二次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通し、二次圧力をパイロット圧として遮断弁部に導くパイロット通路に介在され、パイロット圧を操作して、遮断弁部を開閉駆動操作する操作弁部と、
   メイン通路における遮断弁部よりも一次ポート寄りの位置と、遮断弁部の背圧力室とを連通する連通路に介在される固定絞りと、
   前記メイン通路に、遮断弁部と、メイン通路および連通路の接続点との間で介在され、遮断弁部が開状態にあるとき、一次圧力および流量に応じて開度を変化させ、一次圧力と二次圧力との差圧をほぼ一定に保持する差圧発生弁部とを含むことを特徴とする遮断弁装置。
2. 遮断弁部は、
   弁座が形成される遮断弁ハウジングと、
   遮断弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に設けられ、弁座に対して着座および離間してメイン通路を開閉する開閉部を有する遮断弁体であって、弁ハウジングと協働して、一次圧力が導かれる第１圧力室と、一次圧力が導かれる空間に固定絞りを介して連なる背圧力室と、開閉部が配置される第２圧力室とを形成し、第１圧力室の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける第１受圧面と、背圧力室の流体から閉方向の流体圧駆動力を受ける背受圧面と、第２圧力室の流体から開方向の流体圧駆動力を受ける第２受圧面とが形成される遮断弁体と、
   遮断弁体に閉方向のばね駆動力を与える遮断ばね力発生手段であって、ばね駆動力は、背圧力室の流体の圧力である背圧力が一次圧力と同一である場合、前記各受圧面で受ける流体圧駆動力およびばね駆動力の合力である総合駆動力が、閉方向に向かう駆動力となり、背圧力が二次圧力と同一である場合、前記総合駆動力が、開方向に向かう駆動力となる大きさを有する遮断ばね力発生手段とを備え、
   操作弁部は、背圧力室と二次ポートとを連通するパイロット通路に介在され、予め定める操作入力に基づいて、パイロット通路を開閉することを特徴とする請求項１記載の遮断弁装置。
3. 操作弁部は、
   弁座が形成される操作弁ハウジングと、
   操作弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に設けられ、弁座に対して着座および離間してパイロット通路を開閉する操作弁体であって、閉状態にあるとき、背圧力が導かれる空間から閉方向の駆動力を受けることを特徴とする請求項２記載の遮断弁装置。
4. 差圧発生弁部は、
   差圧弁ハウジングと、
   差圧弁ハウジング内に、開方向および閉方向へ変位自在に保持され、一次圧力に基づく流体圧駆動力を開方向へ受ける差圧弁体と、
   差圧弁体に、閉方向へばね駆動力を与える差圧ばね力発生手段とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遮断弁装置。

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