JP4579406B2 - 流体制御バルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体を弁座と当接・離間させることにより流体の流れを制御する流体制御バルブに関し、特に、弁体及び弁座が共に金属製である流体制御バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属製の弁体を金属製の弁座と当接・離間させることにより流体の流れを制御する流体制御バルブが知られている。
例えば、第１の従来形態として、図７に断面図を示す流体制御バルブ２０１が挙げられる。この流体制御バルブ２０１は、バルブ本体２０２にシリンダ２０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体２０２には、入力ポート部２１１（図中右側）と第１出力ポート部２１２（図中左側）と第２出力ポート部２１３（図中下側）の３つポート部が形成されている。
【０００３】
また、バルブ本体２０２には、入力ポート部２１１、第１出力ポート部２１２及び第２出力ポート部２１３とそれぞれ繋がる弁室部２１４が形成されている。そして、この弁室部２１４には、一方で入力ポート部２１１と連通し他方で第１出力ポート部２１２と連通する第１連通開口部２１５が形成されている。この第１連通開口部２１５には、第１弁孔２１６を内側に有する金属製の第１弁座２１７が螺合している。また、弁室部２１４には、一方で入力ポート部２１１と連通し他方で第２出力ポート部２１３と連通する第２連通開口部２１９が形成されている。この第２連通開口部２１９は、その開口が第２弁孔２１８であり、それ自体が第２弁座２１９である。この第２弁座２１９も金属製である。
また、バルブ本体２０２内には、シリンダ２０４から遮断部材２０３の貫通孔２０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド２２１と、この弁ロッド２２１と一体成形された金属製の弁体２２２が挿入されている。
【０００４】
一方、シリンダ２０４には、シリンダ室２３１が形成されている。そして、このシリンダ室２３１内には、弁ロッド２２１の上端を固定するピストン２３２が嵌挿され、さらに、このピストン２３２の下方には、ピストン２３２を図中上方に付勢するスプリング２３３が挿入されている。
また、シリンダ２０４には、シリンダ室２３１の上部に連通するエア入力口２３５が形成されている。
【０００５】
このような流体制御バルブ２０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口２３５に供給されていない状態、つまり、図７に示す状態では、スプリング２３３の付勢力でピストン２３２が上方に位置し、弁体２２２が下方から第１弁座２１７に当接している。一方、弁体２２２は、第２弁座２１９よりも上方に離間している。従って、入力ポート部２１１に送給される流体は、第２弁座２１９の第２弁孔２１８内を通って第２出力ポート部２１３から流出する。
一方、パイロットエアがエア入力口２３５に供給されると、スプリング２３３の付勢力に抗してピストン２３２が下方へ移動する。そして、これと連動して、弁体２２２が第１弁座２１７から下方へ離間し、第２弁座２１９に上方から当接する。従って、入力ポート部２１１に送給される流体は、第１弁座２１７の第１弁孔２１６内を通って第１出力ポート部２１２から流出する。
【０００６】
次に、第２の従来形態として、図８に断面図を示す流体制御バルブ３０１について説明する。
この流体制御バルブ３０１も、バルブ本体３０２にシリンダ３０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体３０２には、入力ポート部３１１（図中右側）と出力ポート部３１２（図中左側）の２つポート部が形成されている。
【０００７】
また、バルブ本体３０２には、入力ポート部３１１及び出力ポート部３１２とそれぞれ繋がる弁室部３１４が形成されている。そして、この弁室部３１４には、一方で入力ポート部３１１と連通し他方で出力ポート部３１２と連通する連通開口部３１５が形成されている。連通開口部３１５には、弁孔３１６を内側に有する金属製の弁座３１７が螺合している。
また、バルブ本体３０２内には、シリンダ３０４から遮断部材３０３の貫通孔３０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド３２１が挿入されている。そして、この弁ロッド３２１の下端には、弁体２２２と弁ロット２２１が一体成形された従来形態１とは異なり、弁ロッド３２１とは別体の金属製の弁体３２２が、平行ピン３２３を用いて、平行ピン３２３を軸に揺動可能に取り付けられている。
【０００８】
一方、シリンダ３０４内には、シリンダ室３３１が形成されている。そして、このシリンダ室３３１内には、弁ロッド３２１の上端を固定するピストン３３２が嵌挿され、また、このピストン３３２の上方には、ピストン３３２を下方に付勢するスプリング３３３が挿入されている。
また、シリンダ３０４には、シリンダ室３３１の下部に連通するエア入力口３３５が形成されている。
【０００９】
このような流体制御バルブ３０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口３３５に供給されていない状態、つまり、図８に示す状態では、スプリング３３３の付勢力でピストン３３２が下方に位置し、弁体３２２が上方から弁座３１７に当接している。従って、入力ポート部３１１に送給される流体の流通を止めることができる。
一方、パイロットエアがエア入力口３３５に供給されると、スプリング３３３の付勢力に抗してピストン３３２が上方へ移動する。そして、これと連動して、弁体３２２が弁座３１７から上方へ離間する。従って、入力ポート部３１１に送給される流体は、弁座３１７の弁孔３１６内を通って出力ポート部３１２から流出する。
【００１０】
次に、第３の従来形態として、図９に断面図を示す流体制御バルブ４０１について説明する。
この流体制御バルブ４０１も、バルブ本体４０２にシリンダ４０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体４０２には、入力ポート部４１１（図中左側）と第１出力ポート部４１２（図中右側）と第２出力ポート部４１３（図中下側）の３つポート部が形成されている。
【００１１】
また、バルブ本体４０２には、入力ポート部４１１、第１出力ポート部４１２及び第２出力ポート部４１３とそれぞれ繋がる弁室部４１４が形成されている。そして、この弁室部４１４には、一方で入力ポート部４１１と連通し他方で第１出力ポート部４１２と連通する第１連通開口部４１５が形成されている。第１連通開口部４１５には、第１弁孔４１６を内側に有する金属製の第１弁座４１７が螺合している。また、弁室部４１４には、一方で入力ポート部４１１と連通し他方で第２出力ポート部４１３と連通する第２連通開口部４１９が形成されている。この第２連通開口部４１９には、第２弁孔４１８を内側に有する金属製の第２弁座４２０が螺合している。
また、バルブ本体４０２内には、シリンダ４０４から遮断部材４０３の貫通孔４０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド４２１が挿入されている。この弁ロッド４２１の下端には、第１弁体４２２と第２弁体４２３とそれらの間を結ぶロッド４２４とが一体成形された弁体部４２６が、弁ロッド４２１の下部と第１弁体４２２とを接続する平行ピン４２５により揺動可能に取り付けられている。
【００１２】
一方、シリンダ４０４内には、シリンダ室４３１が形成されている。そして、このシリンダ室４３１内には、弁ロッド４２１の上端を固定するピストン４３２が嵌挿され、また、このピストン４３２の上方には、ピストン４３２を下方へ付勢するスプリング４３３が挿入されている。
また、シリンダ４０４には、シリンダ室４３１の下部に連通するエア入力口４３５が形成されている。
【００１３】
このような流体制御バルブ４０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口４３５に供給されていない状態、つまり、図９に示す状態では、スプリング４３３の付勢力でピストン４３２が下方に位置し、第１弁体４２２が上方から第１弁座４１７に当接している。一方、第２弁体４２３は、第２弁座４２０の下方に離間している。従って、入力ポート部４１１に送給される流体は、第２弁座４２０の第２弁孔４１８内を通って第２出力ポート部４１３から流出する。
一方、パイロットエアがエア入力口４３５に供給されると、スプリング４３３の付勢力に抗してピストン４３２が上方へ移動する。そして、これと連動して、第１弁体４２２が第１弁座４１７から上方へ離間すると共に、第２弁体４２３が第２弁座４２０に下方から当接する。従って、入力ポート部４１１に送給される流体は、第１弁座４１７の第１弁孔４１６内を通って第１出力ポート部４１２から流出する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来形態１の流体制御バルブ２０１は、弁体２２２が弁ロッド２２１と一体成形されている。その上、第１弁座２１７は第１連通開口部２１５に螺合し、また、第２弁座２１９はバルブ本体２０２と一体成形されている。つまり、第１弁座２１７も第２弁座２１９も、バルブ本体２０２にしっかりと固定されている。このため、弁体２２２や弁ロッド２２１、第１，第２弁座２１７，２１９、バルブ本体２０２、シリンダ２０４等の部材の加工精度や、これらの部材の取り付け精度を極めて高くしなければ、第１，第２弁座２１７，２１９に対し弁体２２２が傾いて当たるなど、弁体２２２が弁座３１７に密着できないことがある。弁体２２２も第１，第２弁座２１７，２１９も金属製であるために、それら自体は変形できないからである。従って、弁体２２２と第１，第２弁座２１７，２１９との間で流体漏れが生じやすい。
【００１５】
これに対して、従来形態２の流体制御バルブ３０１は、平行ピン３２３を用いて、弁体３２２が揺動可能に取り付けられている。従って、バルブ本体３０２や弁ロッド３２１、シリンダ３０４などの各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体３２２と弁座３１７との間に位置ずれが生じたり弁体３２２が弁座３１７に傾いて当たるなどして、弁体３２２が弁座３１７に密着できない場合でも、弁体３２２が弁座３１７の傾きや位置に応じて平行ピン３２３を軸にした方向に動くので、弁体３２２が弁座３１７に密着しやすい。
【００１６】
一方、従来形態３の流体制御バルブ４０１も、平行ピン４２５を用いて、第１，第２弁体４２２，４２３が弁ロッド４２１に取り付けられているので、上記従来形態２と同じく、第１弁体４２２が第１弁座４１７に、また、第２弁体４２３が第２弁座４２０に密着しやすい。
しかし、弁ロッド４２１、弁体部４２６及び平行ピン４２５の加工精度等により、弁ロッド４２１の中心軸と弁体部４２６の中心軸との間にずれが生じると、平行ピン４２５から距離が離れている第２弁体４２３では、位置ずれが大きくなる。このため、第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすい。
また、この流体制御バルブ４０１では、第２弁体４２３を第２弁座４２０に当接させたときに、平行ピン４２５に強い剪断力が掛かる。このため、繰り返しバルブの開閉を行うと、平行ピン４２５が変形するなどして、第１弁体４２２と第１弁座４１７とのシール性や第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性が低下し、流体漏れが生じやすい。つまり、耐久性にも難がある。
【００１７】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、弁体及び弁座が共に金属製である流体制御バルブにおいて、弁体と弁座のシール性が高く、しかも耐久性が高い流体制御バルブを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体及び上記弁座の少なくともいずれかが移動して、上記弁体と上記弁座とが密着する流体制御バルブである。
【００１９】
本発明によれば、弁体を弁座に当接させたときに、弁体及び弁座の少なくともいずれかが移動して、弁体と弁座とが密着する。つまり、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどしても、弁体及び弁座の少なくともいずれかが移動して、弁体と弁座が密着し弁孔を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。従って、本発明では、弁体及び弁座の少なくともいずれかに自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００２０】
また、他の解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁座と上記バルブ本体の連通開口部との間に介在する弾性体であって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体が上記弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記弁座を移動させて、上記弁体と上記弁座とを密着させる弾性体を備える流体制御バルブである。
【００２１】
本発明によれば、弁座とバルブ本体の連通開口部との間に弾性体が介在する。このため、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧し、さらに弁座が弾性体を押圧して、弾性体が変形する。その際、この弾性体は、その押圧力の強さや向きに応じて自由に変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁体の傾きや位置に応じて弁座が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、本発明では、弁座に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００２２】
ところで、上記の従来形態２，３のように平行ピンを用いて弁体に自由度を持たせたものでも、弁体と弁座のシール性を上げることができた。しかし、弁体は平行ピンを軸とする方向にしか揺動できないため、弁体と弁座を確実に密着させることは困難であった。これに対し、本発明では、弁体の押圧力に応じて弾性体が自由に変形し、これに合わせて弁座が自由に移動するので、弁体と弁座をより確実に密着させることが可能である。
【００２３】
また、本発明では、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、流体制御バルブの耐久性を高くすることができる。
なお、弾性体としては、弁体の押圧力に対し自由に変形できるものであれば、いずれのものを用いても良いが、例えば、ゴム製の弾性体や皿バネなどの金属製の弾性体が挙げられる。
【００２４】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記弁座と前記バルブ本体の連通開口部との間には、上記弁座と上記連通開口部との隙間をシールするゴム製のＯリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００２５】
上記の発明のように弁座に自由度があると、弁座が移動したときに、弁座とバルブ本体の連通開口部との間に隙間ができ、ここから流体漏れを生じることがある。
しかし、本発明では、弁座と連通開口部との隙間をシールするゴム製のＯリングが介在するので、弁体が当接して弁座が動いても、弁座と連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、Ｏリングはゴム製であるので、弁体を当接させる際の弁座の移動を妨げることがない。
【００２６】
また、他の解決手段は、入力ポート部、第１出力ポート部、第２出力ポート部、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１連通開口部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の第１連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１弁孔が内側に形成された金属製の第１弁座と、上記バルブ本体の第２連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２弁孔が内側に形成された金属製の第２弁座と、上記第１弁座と当接または離間可能に移動する金属製の第１弁体と、上記第１弁体と連動し、上記第１弁体が上記第１弁座に当接したときに上記第２弁座から離間し、上記第１弁体が上記第１弁座から離間したときに上記第２弁座に当接する金属製の第２弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記第１弁座と上記バルブ本体の第１連通開口部との間に介在する第１弾性体であって、上記第１弁体を上記第１弁座に当接させたときに、上記第１弁体が上記第１弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第１弁座を移動させて、上記第１弁体と上記第１弁座とを密着させる第１弾性体と、上記第２弁座と上記バルブ本体の第２連通開口部との間に介在する第２弾性体であって、上記第２弁体を上記第２弁座に当接させたときに、上記第２弁体が上記第２弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第２弁座を移動させて、上記第２弁体と上記第２弁座とを密着させる第２弾性体と、を備える流体制御バルブである。
【００２７】
本発明によれば、第１弁座と第１連通開口部の間にも第２弁座と第２連通開口部の間にも、弾性体が介在する。
このため、第１弁体と第１弁座の組及び第２弁体と第２弁座の組のいずれにおいても、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧し、さらに弁座が弾性体を押圧して、弾性体が変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁体の傾きや位置に応じて弁座が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、弁座に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
その上、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、従来形態３の流体制御バルブ４０１よりも、耐久性を高くすることができる。
【００２８】
さらに、前述した第３の従来形態では、平行ピン４２５から遠い距離にある第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすいという問題があった。
しかし、本発明では、第１弁体と第１弁座についてはもちろん第２弁体と第２弁座についても、第２弁座が第２弁体の押圧力に応じて自由に移動することができるので、第２弁体や弁ロッドの形態に拘わらず、第２弁体と第２弁座とのシール性を十分高くすることができる。
【００２９】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記第１弁座と前記バルブ本体の第１連通開口部との間には、ゴム製の第１Ｏリングが介在し、前記第２弁座と前記バルブ本体の第２連通開口部との間には、ゴム製の第２Ｏリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００３０】
本発明では、第１弁座と第１連通開口部との間に、これらの隙間をシールする第１Ｏリングが介在するので、第１弁体が当接して第１弁座が動いても、第１弁座と第１連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。また同様に、第２Ｏリングによって、第２弁座と第２連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１，第２Ｏリングは共にゴム製であるので、第１または第２弁体を第１または第２弁座に当接させる際の第１または第２弁座の移動を妨げることがない。
【００３１】
また、他の解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁体の近傍に位置する弾性体であって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体が上記弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記弁体を移動させて、上記弁体と上記弁座とを密着させる弾性体を備える流体制御バルブである。
【００３２】
本発明によれば、弁体と弁ロッドとの間など、弁体の近傍に弾性体が存在し、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧する押圧力の反力によって、弾性体が変形する。その際、この弾性体は、その反力の強さや向きに応じて自由に変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁座の傾きや位置に応じて弁体が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、本発明では、弁体に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００３３】
ところで、上記の従来形態２，３のように平行ピンを用いて弁体に自由度を持たせたものでも、弁体と弁座のシール性を上げることができた。しかし、弁体は平行ピンを軸とする方向にしか揺動できないため、弁体と弁座を確実に密着させることは困難であった。これに対し、本発明では、弾性体が自由に変形し、これに合わせて弁体が自由に移動するので、弁体と弁座をより確実に密着させることが可能である。
また、本発明では、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、流体制御バルブの耐久性を高くすることができる。
【００３４】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記弁体とこの弁体が取り付けられた弁ロッドとの間には、上記弁体と上記弁ロッドとの隙間をシールするゴム製のＯリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００３５】
上記の発明のように弁体に自由度があると、弁体が移動したときに、弁体と弁ロッドとの間に隙間ができ、ここから流体漏れを生じることがある。
しかし、本発明では、弁体と弁ロッドとの隙間をシールするゴム製のＯリングが介在するので、弁体が弁座に当接して弁体が動いても、弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、Ｏリングはゴム製であるので、弁体を弁座に当接させる際の弁体の移動を妨げることがない。
【００３６】
また、他の解決手段は、入力ポート部、第１出力ポート部、第２出力ポート部、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１連通開口部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の第１連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１弁孔が内側に形成された金属製の第１弁座と、上記バルブ本体の第２連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２弁孔が内側に形成された金属製の第２弁座と、上記第１弁座と当接または離間可能に移動する金属製の第１弁体と、上記第１弁体と連動し、上記第１弁体が上記第１弁座に当接したときに上記第２弁座から離間し、上記第１弁体が上記第１弁座から離間したときに上記第２弁座に当接する金属製の第２弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記第１弁体の近傍に位置する第１弾性体であって、上記第１弁体を上記第１弁座に当接させたときに、上記第１弁体が上記第１弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記第１弁体を移動させて、上記第１弁体と上記第１弁座とを密着させる第１弾性体と、上記第２弁体の近傍に位置する第２弾性体であって、上記第２弁体を上記第２弁座に当接させたときに、上記第２弁体が上記第２弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記第２弁体を移動させて、上記第２弁体と上記第２弁座とを密着させる第２弾性体と、を備える流体制御バルブである。
【００３７】
本発明では、第１弁体と第１弁座の組及び第２弁体と第２弁座の組のいずれにおいても、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧する押圧力の反力により弾性体が変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁座の傾きや位置に応じて弁体が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、弁体に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。その上、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、従来形態３の流体制御バルブ４０１よりも、耐久性を高くすることができる。
【００３８】
さらに、前述した第３の従来形態では、平行ピン４２５から遠い距離にある第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすいという問題があった。
しかし、本発明では、第１弁体と第１弁座についてはもちろん第２弁体と第２弁座についても、第２弁体が自由に移動することができるので、第２弁座の形態に拘わらず、第２弁体と第２弁座とのシール性を十分高くすることができる。
【００３９】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記第１弁体とこの第１弁体が取り付けられた第１弁ロッドとの間には、上記第１弁体と上記第１弁ロッドとの隙間をシールするゴム製の第１Ｏリングが介在し、前記第２弁体とこの第２弁体が取り付けられた第２弁ロッドとの間には、上記第２弁体と上記第２弁ロッドとの隙間をシールするゴム製の第２Ｏリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００４０】
本発明では、第１弁体が第１弁座に当接したときに第１弁体が動いても、第１Ｏリングにより、第１弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。また同様に、第２Ｏリングによって、第２弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１，第２Ｏリングは共にゴム製であるので、第１または第２弁体を第１または第２弁座に当接させる際の第１または第２弁体の移動を妨げることがない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
本実施形態の流体制御バルブは、切削加工等に必要なクーラント液をＮＣ専用機等の加工機械に供給するためのクーラントバルブである。まず、その構造について説明する。図１は、本実施形態の流体制御バルブ１の断面図を示す。この流体制御バルブ１は、バルブ本体２にシリンダ４が固定されている。
【００４２】
このうちバルブ本体２は、ボディ５とその下端に固定されたキャップ６とからなる。バルブ本体２には、外部に開口し外部から内部へ流体が流入する入力ポート部１１（図中右側）と、外部に開口し内部から外部へ流体を流出する第１出力ポート部１２（図中左上）と、同じく外部に開口し内部から外部へ流体を流出する第２出力ポート部１３（図中左下）が形成されている。このうち入力ポート部１１は、使用時に、クーラント液が貯留されたタンクからこの流体制御バルブ１にクーラント液を送給するクーラントポンプに接続される。また、第１出力ポート部１３は、クーラント液を加工機械に送給するため加工機械に接続される。一方、第２出力ポート部１３は、加工機械が停止している間、クーラントポンプから送給されたクーラント液をタンクに戻すためタンクに接続される。
【００４３】
また、バルブ本体２には、入力ポート部１１、第１出力ポート部１２及び第２出力ポート部１３とそれぞれ繋がる弁室部１４が設けられている。そして、この弁室部１４には、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第１出力ポート部１２と連通する第１連通開口部１５と、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第２出力ポート部１３と連通する第２連通開口部１９が設けられている。また、これら第１連通開口部１５と第２連通開口部１９の間には、入力ポート部１１から流入する流体の流れを良くするため凸部１０が設けられている。
第１連通開口部１５には、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第１出力ポート部１２と連通する第１弁孔１６が内側に形成された金属製の第１弁座１７が着脱可能に取り付けられている。また、第２連通開口部１９にも、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第２出力ポート部１３と連通する第２弁孔１８が内側に形成された金属製の第２弁座２０が着脱可能に取り付けられている。
【００４４】
さらに詳細に説明すると、図２に第１弁座１７近傍の部分拡大断面図を示すように、第１弁座１７は、後述する第１弁体２２が当接したときに、バルブ本体２の第１連結開口部１５を押圧する部分である略リング状の張出部１７Ａと、第１弁孔１６を構成する略筒状の壁部１７Ｂとからなる。そして、第１弁座１７の張出部１７Ａと第１連結開口部１５との間には、略リング状の第１弾性体４１が介在する。一方、第１弁座１７の壁部１７Ｂと第１連結開口部１５との間には、第１Ｏリング４２が介在する。さらに、第１連結開口部１５に係合したＣ形止め輪４３が、第１弁座１７の張出部１７Ａ周縁の上部に当接し、第１弁座１７の抜け止めをしている。
【００４５】
なお、第１弁座１７の張出部１７Ａの周縁と第１連通開口部１５との間には、クリアランスＣ１が設けられている。また、第１弁座１７の壁部１７Ｂ全体と第１連通開口部１５との間にもクリアランスＣ２が設けられている。さらに、第１弁座１７の壁部１７Ｂ周縁と第１連通開口部１５との間にもクリアランスＣ３が設けられている。第１弁座１７の移動の自由度を大きくするためである。
【００４６】
第２弁座２０についても、第１弁座１７と同様に、ゴム製の第２弾性体４４とゴム製の第２Ｏリング４５を介して、Ｃ形止め輪４６により第２連通開口部１９に取り付けられている（図１参照）。
なお、第１，第２弁座１７，２０は共に着脱可能に取り付けられているので、キズなどの不具合が生じたときに交換が容易である。
【００４７】
さらに、他の部分について図１を参照して説明する。バルブ本体２内には、シリンダ４から遮断部材３の貫通孔３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド２１が挿入されている。この弁ロッド２１は、遮断部材３の貫通孔３Ｈに摺動可能に保持され、後述するシリンダ４の働きにより、上下に移動することができる。
弁ロッド２１の中間部には、Ｏリングを介して第１弁体２２が挿入され、Ｃ形止め輪４７により着脱可能に取り付けられている。また、弁ロッド２１の下端には、Ｏリングを介して第２弁体２３が挿入され、Ｃ形止め輪４８と、平ワッシャー、スプリングワッシャー及びナットとの間に着脱可能に取り付けられている。このように第１，第２弁体２２，２３も着脱可能に取り付けられているので、キズなどの不具合が生じたときに交換が容易である。
【００４８】
一方、シリンダ４には、シリンダ室３１が形成されている。そして、このシリンダ室３１には、スプリング３３が挿入され、さらにその下方には、弁ロッド２１の上端がナットにより固定されたピストン３２が嵌挿されている。ピストン３２は、スプリング３３により常に下方に付勢されている。
また、シリンダ４には、外部に開口するエア入力口３５が形成されている。このエア入力口３５は、パイロットエアを供給したときに、ピストン３２をスプリング３３に抗して上方に移動させるため、シリンダ室３１内のうち、ピストン３２と遮断部材３との間にできるエアルーム３６に連通している。
【００４９】
次いで、本実施形態の流体制御バルブ１の動作について説明する。
パイロットエアがエア入力口３５に供給されていない状態、即ち、図１に示す状態では、スプリング３３の付勢力でピストン３２が下方に位置し、第１弁体２２が上方から第１弁座１７に当接し密着している。一方、第２弁体２３は第２弁座２０の下方に離間している。従って、入力ポート部１１に送給されるクーラント液は、第２弁座２０の第２弁孔１８内を通って第２出力ポート部１３から流出する。
【００５０】
この状態において、第１弁座１７とバルブ本体２の第１連通開口部１５との間には第１弾性体４１が介在するので、第１弁体２２が第１弁座１７を押圧すると、さらに第１弁座１７が第１弾性体４１を押圧して、第１弾性体４１が変形する。従って、バルブ本体２、シリンダ４、弁ロッド２１等の各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第１弁体２２が第１弁座１７に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第１弁体２２が第１弁座１７に密着できない場合でも、第１弁体２２の傾きや位置に応じて第１弁座１７が自由に動くので、第１弁体２２と第１弁座１７が密着して第１弁孔１６を確実に塞ぐことができる。よって、第１弁体２２と第１弁座１７との間で生じるクーラント液の漏れを防止することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第１弁座１７と第１連通開口部１５との間に、その隙間をシールする第１Ｏリング４２が介在するので、第１弁体２２が当接して第１弁座１７が動いても、第１弁座１７と第１連通開口部１５との間で生じるクーラント液の漏れを確実に防止することができる。一方、第１Ｏリング４２はゴム製であるので、第１弁体２２を当接させる際の第１弁座１７の移動を妨げることがない。
また、本実施形態では、第１弁体２２がＣ形止め輪４７により緩く固定されているので、第１弁体２２にも移動の自由度がある。このため、第１弁体２２も第１弁座１７の傾きや位置に合わせて動くことができるので、より確実に第１弁体２２と第１弁座１７を密着させ、クーラント液の漏れを防止することができる。
【００５２】
一方、パイロットエアがエア入力口３５に供給させると、スプリング３３の付勢力に抗してピストン３２が上方へ移動し、第１弁体２２が第１弁座１７から上方に離間する。一方、第２弁体２３は下方から第２弁座２０に当接する。従って、入力ポート部１１に送給されるクーラント液は、第１弁座１７の第１弁孔１６内を通って第１出力ポート部１２から流出する。
【００５３】
その際、第２弁座２０とバルブ本体２の第２連通開口部１９との間には、第２弾性体４４が介在するので、第２弁体２３が第２弁座２０を押圧すると、さらに第２弁座２０が第２弾性体４４を押圧して、第２弾性体４４が変形する。従って、各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第２弁体２３が第２弁座２０に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第２弁体２３が第２弁座２０に密着できない場合でも、第２弁体２３の傾きや位置に応じて第２弁座２０が自由に動くので、第２弁体２３と第２弁座２０が密着して第２弁孔１８を確実に塞ぐことができる。よって、第２弁体２３と第２弁座２０との間で生じるクーラント液の漏れを防止することができる。特に、第１弁体２２から距離が離れている第２弁体２３と第２弁座２０とのシール性は、シール性に問題があった従来形態３の第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性に比べ、飛躍的に向上する。
【００５４】
さらに、本実施形態では、第２弁座２０と第２連通開口部１９との間に、その隙間をシールする第２Ｏリング４５が介在するので、第２弁体２３が当接して第２弁座２０が動いても、第２弁座２０と第２連通開口部１９との間で生じるクーラント液の漏れを確実に防止することができる。一方、第２Ｏリング４５はゴム製であるので、第２弁体２３を当接させる際の第２弁座２０の移動を妨げることがない。
また、本実施形態では、第２弁体２３もＣ形止め輪４８により緩く固定されているので、第２弁体２３にも移動の自由度がある。このため、第２弁体２３も第２弁座２０の傾きや位置に合わせて動くことができるので、より確実に第２弁体２３と第２弁座２０を密着させ、クーラント液の漏れを防止することができる。
【００５５】
最後に、この液体制御バルブ１の耐久性について述べる。
従来形態３で示した液体制御バルブ４０１では、流体の圧力を０．３ＭＰａ、パイロットエアの圧力を０．２５ＭＰａとして、バルブの開閉を繰り返すと、約１０万回で流体漏れが生じた。これに対し、本実施形態の液体制御バルブ１は、同条件でバルブの開閉を約３００万回繰り返し行っても、流体漏れが認められなかった。
この結果から、本発明を適用することにより、液体制御バルブ１の耐久性が非常に高くなるのが良く判る。
【００５６】
（参考例１）
次いで、参考例１について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態１の流体制御バルブ１は、主に弁座に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させているのに対し、本参考例１の流体制御バルブ５１は、弁体に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させている点が異なる。
【００５７】
まず、その構造について、流体制御バルブ５１の断面図を示す図３を参照しつつ説明する。
この流体制御バルブ５１のうちバルブ本体２は、上記実施形態１と同様に、ボディ５とキャップ６とからなり、入力ポート部１１、第１出力ポート部１２、第２出力ポート部１３、及び弁室部１４が形成されている。さらに、弁室部１４には、入力ポート部１１及び第１出力ポート部１２と連通する第１連通開口部５３と、入力ポート部１１及び第２出力ポート部１３と連通する第２連通開口部５４が設けられている。
【００５８】
第１連通開口部５３には、第１弁孔５６が内側に形成された金属製の第１弁座５７が着脱可能に螺合している。また、第２連通開口部５４にも、第２弁孔５８が内側に形成された金属製の第２弁座５９が着脱可能に螺合している。つまり、本参考例１では、上記実施形態１とは異なり、第１，第２弁座５７，５９は、いずれも第１，第２連通開口部５３，５４に固定されており、移動の自由度がない。
【００５９】
また、バルブ本体２内には、シリンダ４から遮断部材３の貫通孔３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド６１が挿入されている。この弁ロッド６１の中間部には、図４に部分拡大断面図を示すように、略中央に孔を有する円盤状の平座金６２が挿入され、弁ロッド６１の径が太くなった肩部６１Ｋに下方から係合している。その下側には、略中央に孔を有する円盤状の第１弾性体６３が挿入されている。さらに、その下側には、第１Ｏリング６４を介して第１弁体６５が挿入されている。この第１弁体６５の略中央に形成された貫通孔６５Ｈは、内部に比し外側の方が径が大きくされている。第１弁体６５の移動の自由度を大きくするためである。そして、これら平座金６２、第１弾性体６３及び第１弁体６５は、第１弁体６５の下側に位置する第１Ｃ形止め輪６６により着脱可能に取り付けられている。
なお、第１弁体６５と弁ロッド６１との間には、内側よりも外側が広くなったクリアランスＣ４が設けられており、その上、第１弁体６５は、上記のように第１Ｃ形止め輪６６により緩く取り付けられているので、第１弁体６５の移動の自由度が大きい。
【００６０】
また、弁ロッド２１の下端には、図３に示すように、第２Ｏリング６９を介して第１弁体６５と同形状の第２弁体７０が挿入されている。その下側には、中央に孔を有する円盤状の第２弾性体７１が挿入され、さらに、その下側には、平ワッシャー７２及びスプリングワッシャー７３が挿入されている。これら第２弁体７０、第２弾性体７１、平ワッシャー７２及びスプリングワッシャー７３は、第２弁体７０の上側に位置する第２Ｃ形止め輪７４とスプリングワッシャー７３の下側に位置するナット７５により取り付けられている。
なお、第２弁体７０と弁ロッド６１との間にも、図４に示した第１弁体６５等と同様に、内側よりも外側が広くなったクリアランスが設けられており、その上、第２弁体７０も、第２Ｃ形止め輪７４により緩く取り付けられているので、第２弁体７０の移動の自由度が大きい。
【００６１】
次いで、本参考例１の流体制御バルブ５１の動作について説明する。
パイロットエアがエア入力口３５に供給されていない図３に示す状態では、第１弁体６５が上方から第１弁座５７に当接し密着している。一方、第２弁体７０は第２弁座５９よりも下方に離間している。従って、入力ポート部１１に送給される流体は、第２弁座５９の第２弁孔５８内を通って第２出力ポート部１３から流出する。
【００６２】
この状態において、第１弁体６５と弁ロッド６１の肩部６１Ｋとの間には第１弾性体６３が介在するので、第１弁体６５が第１弁座５７を押圧すると、その押圧力の反力に応じて、第１弾性体６３が変形する。従って、バルブ本体２、シリンダ４、弁ロッド６１等の各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第１弁体６５が第１弁座５７に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第１弁体６５が第１弁座５７に密着できない場合でも、第１弁座５７の傾きや位置に応じて第１弁体６５が自由に動くので、第１弁体６５と第１弁座５７が密着して第１弁孔５６を確実に塞ぐことができる。よって、第１弁体６５と第１弁座５７との間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００６３】
さらに、本参考例１では、第１弁体６５と弁ロッド６１との間に、その隙間をシールする第１Ｏリング６４が介在するので、第１弁体６５が第１弁座５７に当接したときに第１弁体６５が動いても、第１弁体６５と弁ロッド６１との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１Ｏリング６４はゴム製であるので、第１弁体６５の移動を妨げることがない。
【００６４】
一方、パイロットエアがエア入力口３５に供給させると、第１弁体６５が第１弁座５７から上方に離間する。一方、第２弁体７０は下方から第２弁座５９に当接する。従って、入力ポート部１１に送給される流体は、第１弁座５７の第１弁孔５６内を通って第１出力ポート部１２から流出する。
【００６５】
その際、第２弁体７０と平ワッシャー７２との間には第２弾性体７１が介在するので、第２弁体７０が第２弁座５９を押圧すると、その押圧力の反力に応じて、第２弾性体７１が変形する。従って、各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第２弁体７０が第２弁座５９に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第２弁体７０が第２弁座５９に密着できない場合でも、第２弁座５９の傾きや位置に応じて第２弁体７０が自由に動くので、第２弁体７０と第２弁座５９が密着して第２弁孔５８を確実に塞ぐことができる。よって、第２弁体７０と第２弁座５９との間で生じる流体漏れも防止することができる。特に、この第２弁体７０と第２弁座５９とのシール性は、シール性に問題があった従来形態３の第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性に比べ、飛躍的に向上する。
【００６６】
さらに、本参考例１では、第２弁体７０と弁ロッド６１との間に、その隙間をシールする第２Ｏリング６９が介在するので、第２弁体７０が第２弁座５９に当接したときに第２弁体７０が動いても、第２弁体７０と弁ロッド６１との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第２Ｏリング６９はゴム製であるので、第２弁体７０の移動を妨げることがない。
なお、この流体制御バルブ５１も、上記実施形態１と同様に、液体制御バルブ５１の耐久性が非常に高い。
【００６７】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１または参考例１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態１又は参考例１の流体制御バルブ１，５１は、１つの入力ポート部と２つの出力ポート部を持った３方弁であるのに対し、本実施形態の流体制御バルブ１０１は、入力ポート部と出力ポート部を１つずつ有する２方弁である点が異なる。
【００６８】
まず、その構造について、流体制御バルブ１０１の断面図を示す図５を参照しつつ説明する。この流体制御バルブ１０１も、バルブ本体１０２にシリンダ１０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体１０２には、入力ポート部１１１（図中右側）と、出力ポート部１１２（図中左側）が形成されている。
また、バルブ本体１０２には、入力ポート部１１１及び出力ポート部１１２とそれぞれ繋がる弁室部１１４が設けられている。そして、この弁室部１１４には、一方で入力ポート部１１１と連通し他方で出力ポート部１１２と連通する連通開口部１１５が設けられている。
【００６９】
この連通開口部１１５には、一方で入力ポート部１１１と連通し他方で出力ポート部１１２と連通する弁孔１１６が内側に形成された金属製の弁座１１７が着脱可能に取り付けられている。具体的には、上記実施形態１の第１弁座１７及び第２弁座２０と同様にして、第１弁座１１７は、ゴム製の弾性体１４１及びゴム製のＯリング１４２を介して、Ｃ形止め輪１４３によって取り付けられている（図２参照）。
【００７０】
また、バルブ本体１０２内には、シリンダ１０４から遮断部材１０３の貫通孔１０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド１２１が挿入されている。弁ロッド１２１の下端には、弁体１２２がスプリングワッシャーとナットにより着脱可能に固定されている。
なお、シリンダ１０４は、上記実施形態１のシリンダ４とほぼ同様な構造であるので、上記実施形態１と同じ番号を付して説明を省略する。
【００７１】
次いで、本実施形態の流体制御バルブ１０１の動作について説明する。
パイロットエアが供給されていない状態、即ち、図５に示す状態では、スプリング３３の付勢力でピストン３２が下方に位置し、弁体１２２が上方から弁座１１７に当接し密着している。従って、入力ポート部１１１に送給される流体の流通を止めることができる。
【００７２】
この状態において、弁座１２２とバルブ本体１０２の連通開口部１１５との間には弾性体１４１が介在するので、上記実施形態１と同様に、弁体１２２の傾きや位置に応じて弁座１１７が自由に動き、弁体１２２と弁座１１７が密着して弁孔１１６を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。
さらに、上記実施形態１と同様に本実施形態でも、弁座１１７と連通開口部１１５との間にＯリング１４２が介在するので、流体漏れを確実に防止することができ、また、弁座１１７の移動を妨げることがない。
【００７３】
一方、パイロットエアが供給させると、スプリング３３の付勢力に抗してピストン３２が上方へ移動し、弁体１２２が弁座１１７から上方に離間する。従って、入力ポート部１１１に送給される流体は、弁座１１７の弁孔１１６内を通って第１出力ポート部１１２から流出する。
なお、本実施形態の液体制御バルブ１０１も、上記実施形態１の流体制御バルブ１と同様に耐久性が高いことは言うまでもない。
【００７４】
（参考例２）
次いで、参考例２について説明する。なお、上記各実施形態１，２又は参考例１のいずれかと同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態２の流体制御バルブ１０１は、弁座に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させているのに対し、本参考例２の流体制御バルブ１５１は、弁体に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させている点が異なる。
【００７５】
まず、その構造について、この流体制御バルブ１５１の断面図を示す図６を参照しつつ説明する。
この流体制御バルブ１５１のうちバルブ本体１０２には、上記実施形態２と同様に、入力ポート部１１１、出力ポート部１１２、及び弁室部１１４が設けられている。さらに、弁室部１１４には、入力ポート部１１１及び出力ポート部１１２と連通する連通開口部１５３が設けられている。この連通開口部１５３には、弁孔１５４が内側に形成された金属製の弁座１５５が着脱可能に螺合している。
【００７６】
また、バルブ本体１０２内には、シリンダ１０４から遮断部材１０３の貫通孔１０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド１５７が挿入されている。この弁ロッド１５７の下端には、中央に孔を有する円盤状の平座金１５８が挿入され、弁ロッド１５７の径が太くなった肩部に下方から係合している（図４参照）。さらに、その下側には、中央に孔を有する円盤状の弾性体１５９が挿入されている。またさらに、その下側には、Ｏリング１６０を介して、上記参考例１の第１，第２弁体６５，７０と同形状の弁体１６１が挿入されている。また、弁体１６１の下側にはスプリングワッシャー１６２が挿入されている。そして、これら平座金１５８、弾性体１５９、弁体１６１及びスプリングワッシャー１６２は、ナット１６３により着脱可能に取り付けられている。
【００７７】
次いで、本参考例２の流体制御バルブ１５１の動作について説明する。
パイロットエアが供給されていない図６に示す状態では、弁体１６１が上方から弁座１５５に当接し密着している。従って、入力ポート部１１１に送給される流体の流通を止めることができる。
この状態において、弁体１６１と弁ロッド１５７の肩部との間には弾性体１５９が介在するので、上記参考例１と同様に、弁座１５５の傾きや位置に応じて弁体１６１が自由に動き、弁体１６１と弁座１５５が密着して弁孔１５４を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。
さらに、上記参考例１と同様に、弁体１６１と弁ロッド１５７との間にＯリング１６０が介在するので、流体漏れを確実に防止することができ、また、弁体１６１の移動を妨げることがない。
【００７８】
一方、パイロットエアが供給させると、弁体１６１が弁座１５５から上方に離間する。従って、入力ポート部１１１に送給される流体は、弁座１５５の弁孔１５４内を通って第１出力ポート部１１２から流出する。
なお、本参考例２の液体制御バルブ１５１も、上記各実施形態１、参考例１、実施形態２の流体制御バルブ１，５１，１０１と同様に耐久性が高い。
【００７９】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記各実施形態では、シリンダ４，１０４の駆動源がパイロットエアであるエアシリンダを用いた場合を示したが、電磁シリンダを利用することもできる。但し、上記実施形態１のように、クーラントバルブに本発明を適用する場合には、バルブの開閉に大きな力を必要とするため、エアシリンダを用いるのが好ましい。
【００８０】
また、上記実施形態１では、第１弁体２２及び第２弁体２３をＣ形止め輪４７，４８を用いて弁ロッド２１に取り付けているが、ねじ込み等の方法でしっかりと弁ロッド２１に固定しても良い。このようにしても、第１，第２弁座１７，２０は、自由に動くことができるので、第１，第２弁体２２，２３と第１，第２弁座１７，２０とのシール性を十分に確保することができる。
【００８１】
また、上記実施形態１，２では、弾性体を用いて弁座に自由度を持たせ、一方、上記参考例１，２では、弾性体を用いて弁体に自由度を持たせている。しかし、弾性体を用いて弁座に自由度を持たせると共に、弾性体を用いて弁体にも自由度を持たせるようにしても良い。弁体及び弁座の両方に移動の自由度があれば、さらに確実に弁体と弁座とを密着させることができ、流体漏れを防止することができる。
また、上記各実施形態及び参考例では、ゴム製の弾性体を用いたが、その代わりに、皿バネなど金属製のバネを用いることもできる。
【００８２】
また、上記実施形態１では、流体制御バルブ（クーラントバルブ）１の第２出力ポート部１３を、クーラント液を貯留するタンクに接続し、加工機械の停止時に、クーラントポンプから送給されたクーラント液をタンクに戻すようにしている。しかし、流体制御バルブ１の利用方法はこれに限られない。例えば、第２出力ポート部１３から送られるクーラント液を、被加工部材を載置するためのベッドに導き、加工機械の停止時には、加工により生じた金属粉等を流し去ってベッドを洗浄するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図２】 実施形態１に係る流体制御バルブのうち第１弁座近傍を示す部分拡大断面図である。
【図３】 参考例１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図４】 参考例１に係る流体制御バルブのうち第１弁体近傍を示す部分拡大断面図である。
【図５】 実施形態２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図６】 参考例２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図７】 従来形態１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図８】 従来形態２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図９】 従来形態３に係る流体制御バルブの断面図である。
【符号の説明】
１，５１，１０１，１５１ 流体制御バルブ
１１，１１１ 入力ポート部
１２ 第１出力ポート部
１３ 第２出力ポート部
１５，５３ 第１連通開口部
１９，５４ 第２連通開口部
１６，５６ 第１弁孔
１７，５７ 第１弁座
１８，５８ 第２弁孔
２０，５９ 第２弁座
２２，６５ 第１弁体
２３，７０ 第２弁体
４１ 第１弾性体
４４ 第２弾性体
４２ 第１Ｏリング
４５ 第２Ｏリング
６３ 第１弾性体
７１ 第２弾性体
６４ 第１Ｏリング
６９ 第２Ｏリング
１１２ 出力ポート部
１１５，１５３ 連通開口部
１１６，１５４ 弁孔
１１７，１５５ 弁座
１２２，１６１ 弁体
１４１ 弾性体
１４２ Ｏリング
１５９ 弾性体
１６０ Ｏリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体を弁座と当接・離間させることにより流体の流れを制御する流体制御バルブに関し、特に、弁体及び弁座が共に金属製である流体制御バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属製の弁体を金属製の弁座と当接・離間させることにより流体の流れを制御する流体制御バルブが知られている。
例えば、第１の従来形態として、図７に断面図を示す流体制御バルブ２０１が挙げられる。この流体制御バルブ２０１は、バルブ本体２０２にシリンダ２０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体２０２には、入力ポート部２１１（図中右側）と第１出力ポート部２１２（図中左側）と第２出力ポート部２１３（図中下側）の３つポート部が形成されている。
【０００３】
また、バルブ本体２０２には、入力ポート部２１１、第１出力ポート部２１２及び第２出力ポート部２１３とそれぞれ繋がる弁室部２１４が形成されている。そして、この弁室部２１４には、一方で入力ポート部２１１と連通し他方で第１出力ポート部２１２と連通する第１連通開口部２１５が形成されている。この第１連通開口部２１５には、第１弁孔２１６を内側に有する金属製の第１弁座２１７が螺合している。また、弁室部２１４には、一方で入力ポート部２１１と連通し他方で第２出力ポート部２１３と連通する第２連通開口部２１９が形成されている。この第２連通開口部２１９は、その開口が第２弁孔２１８であり、それ自体が第２弁座２１９である。この第２弁座２１９も金属製である。
また、バルブ本体２０２内には、シリンダ２０４から遮断部材２０３の貫通孔２０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド２２１と、この弁ロッド２２１と一体成形された金属製の弁体２２２が挿入されている。
【０００４】
一方、シリンダ２０４には、シリンダ室２３１が形成されている。そして、このシリンダ室２３１内には、弁ロッド２２１の上端を固定するピストン２３２が嵌挿され、さらに、このピストン２３２の下方には、ピストン２３２を図中上方に付勢するスプリング２３３が挿入されている。
また、シリンダ２０４には、シリンダ室２３１の上部に連通するエア入力口２３５が形成されている。
【０００５】
このような流体制御バルブ２０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口２３５に供給されていない状態、つまり、図７に示す状態では、スプリング２３３の付勢力でピストン２３２が上方に位置し、弁体２２２が下方から第１弁座２１７に当接している。一方、弁体２２２は、第２弁座２１９よりも上方に離間している。従って、入力ポート部２１１に送給される流体は、第２弁座２１９の第２弁孔２１８内を通って第２出力ポート部２１３から流出する。
一方、パイロットエアがエア入力口２３５に供給されると、スプリング２３３の付勢力に抗してピストン２３２が下方へ移動する。そして、これと連動して、弁体２２２が第１弁座２１７から下方へ離間し、第２弁座２１９に上方から当接する。従って、入力ポート部２１１に送給される流体は、第１弁座２１７の第１弁孔２１６内を通って第１出力ポート部２１２から流出する。
【０００６】
次に、第２の従来形態として、図８に断面図を示す流体制御バルブ３０１について説明する。
この流体制御バルブ３０１も、バルブ本体３０２にシリンダ３０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体３０２には、入力ポート部３１１（図中右側）と出力ポート部３１２（図中左側）の２つポート部が形成されている。
【０００７】
また、バルブ本体３０２には、入力ポート部３１１及び出力ポート部３１２とそれぞれ繋がる弁室部３１４が形成されている。そして、この弁室部３１４には、一方で入力ポート部３１１と連通し他方で出力ポート部３１２と連通する連通開口部３１５が形成されている。連通開口部３１５には、弁孔３１６を内側に有する金属製の弁座３１７が螺合している。
また、バルブ本体３０２内には、シリンダ３０４から遮断部材３０３の貫通孔３０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド３２１が挿入されている。そして、この弁ロッド３２１の下端には、弁体２２２と弁ロット２２１が一体成形された従来形態１とは異なり、弁ロッド３２１とは別体の金属製の弁体３２２が、平行ピン３２３を用いて、平行ピン３２３を軸に揺動可能に取り付けられている。
【０００８】
一方、シリンダ３０４内には、シリンダ室３３１が形成されている。そして、このシリンダ室３３１内には、弁ロッド３２１の上端を固定するピストン３３２が嵌挿され、また、このピストン３３２の上方には、ピストン３３２を下方に付勢するスプリング３３３が挿入されている。
また、シリンダ３０４には、シリンダ室３３１の下部に連通するエア入力口３３５が形成されている。
【０００９】
このような流体制御バルブ３０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口３３５に供給されていない状態、つまり、図８に示す状態では、スプリング３３３の付勢力でピストン３３２が下方に位置し、弁体３２２が上方から弁座３１７に当接している。従って、入力ポート部３１１に送給される流体の流通を止めることができる。
一方、パイロットエアがエア入力口３３５に供給されると、スプリング３３３の付勢力に抗してピストン３３２が上方へ移動する。そして、これと連動して、弁体３２２が弁座３１７から上方へ離間する。従って、入力ポート部３１１に送給される流体は、弁座３１７の弁孔３１６内を通って出力ポート部３１２から流出する。
【００１０】
次に、第３の従来形態として、図９に断面図を示す流体制御バルブ４０１について説明する。
この流体制御バルブ４０１も、バルブ本体４０２にシリンダ４０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体４０２には、入力ポート部４１１（図中左側）と第１出力ポート部４１２（図中右側）と第２出力ポート部４１３（図中下側）の３つポート部が形成されている。
【００１１】
また、バルブ本体４０２には、入力ポート部４１１、第１出力ポート部４１２及び第２出力ポート部４１３とそれぞれ繋がる弁室部４１４が形成されている。そして、この弁室部４１４には、一方で入力ポート部４１１と連通し他方で第１出力ポート部４１２と連通する第１連通開口部４１５が形成されている。第１連通開口部４１５には、第１弁孔４１６を内側に有する金属製の第１弁座４１７が螺合している。また、弁室部４１４には、一方で入力ポート部４１１と連通し他方で第２出力ポート部４１３と連通する第２連通開口部４１９が形成されている。この第２連通開口部４１９には、第２弁孔４１８を内側に有する金属製の第２弁座４２０が螺合している。
また、バルブ本体４０２内には、シリンダ４０４から遮断部材４０３の貫通孔４０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド４２１が挿入されている。この弁ロッド４２１の下端には、第１弁体４２２と第２弁体４２３とそれらの間を結ぶロッド４２４とが一体成形された弁体部４２６が、弁ロッド４２１の下部と第１弁体４２２とを接続する平行ピン４２５により揺動可能に取り付けられている。
【００１２】
一方、シリンダ４０４内には、シリンダ室４３１が形成されている。そして、このシリンダ室４３１内には、弁ロッド４２１の上端を固定するピストン４３２が嵌挿され、また、このピストン４３２の上方には、ピストン４３２を下方へ付勢するスプリング４３３が挿入されている。
また、シリンダ４０４には、シリンダ室４３１の下部に連通するエア入力口４３５が形成されている。
【００１３】
このような流体制御バルブ４０１は、次のように動作する。
即ち、パイロットエアがエア入力口４３５に供給されていない状態、つまり、図９に示す状態では、スプリング４３３の付勢力でピストン４３２が下方に位置し、第１弁体４２２が上方から第１弁座４１７に当接している。一方、第２弁体４２３は、第２弁座４２０の下方に離間している。従って、入力ポート部４１１に送給される流体は、第２弁座４２０の第２弁孔４１８内を通って第２出力ポート部４１３から流出する。
一方、パイロットエアがエア入力口４３５に供給されると、スプリング４３３の付勢力に抗してピストン４３２が上方へ移動する。そして、これと連動して、第１弁体４２２が第１弁座４１７から上方へ離間すると共に、第２弁体４２３が第２弁座４２０に下方から当接する。従って、入力ポート部４１１に送給される流体は、第１弁座４１７の第１弁孔４１６内を通って第１出力ポート部４１２から流出する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来形態１の流体制御バルブ２０１は、弁体２２２が弁ロッド２２１と一体成形されている。その上、第１弁座２１７は第１連通開口部２１５に螺合し、また、第２弁座２１９はバルブ本体２０２と一体成形されている。つまり、第１弁座２１７も第２弁座２１９も、バルブ本体２０２にしっかりと固定されている。このため、弁体２２２や弁ロッド２２１、第１，第２弁座２１７，２１９、バルブ本体２０２、シリンダ２０４等の部材の加工精度や、これらの部材の取り付け精度を極めて高くしなければ、第１，第２弁座２１７，２１９に対し弁体２２２が傾いて当たるなど、弁体２２２が弁座３１７に密着できないことがある。弁体２２２も第１，第２弁座２１７，２１９も金属製であるために、それら自体は変形できないからである。従って、弁体２２２と第１，第２弁座２１７，２１９との間で流体漏れが生じやすい。
【００１５】
これに対して、従来形態２の流体制御バルブ３０１は、平行ピン３２３を用いて、弁体３２２が揺動可能に取り付けられている。従って、バルブ本体３０２や弁ロッド３２１、シリンダ３０４などの各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体３２２と弁座３１７との間に位置ずれが生じたり弁体３２２が弁座３１７に傾いて当たるなどして、弁体３２２が弁座３１７に密着できない場合でも、弁体３２２が弁座３１７の傾きや位置に応じて平行ピン３２３を軸にした方向に動くので、弁体３２２が弁座３１７に密着しやすい。
【００１６】
一方、従来形態３の流体制御バルブ４０１も、平行ピン４２５を用いて、第１，第２弁体４２２，４２３が弁ロッド４２１に取り付けられているので、上記従来形態２と同じく、第１弁体４２２が第１弁座４１７に、また、第２弁体４２３が第２弁座４２０に密着しやすい。
しかし、弁ロッド４２１、弁体部４２６及び平行ピン４２５の加工精度等により、弁ロッド４２１の中心軸と弁体部４２６の中心軸との間にずれが生じると、平行ピン４２５から距離が離れている第２弁体４２３では、位置ずれが大きくなる。このため、第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすい。
また、この流体制御バルブ４０１では、第２弁体４２３を第２弁座４２０に当接させたときに、平行ピン４２５に強い剪断力が掛かる。このため、繰り返しバルブの開閉を行うと、平行ピン４２５が変形するなどして、第１弁体４２２と第１弁座４１７とのシール性や第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性が低下し、流体漏れが生じやすい。つまり、耐久性にも難がある。
【００１７】
本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであって、弁体及び弁座が共に金属製である流体制御バルブにおいて、弁体と弁座のシール性が高く、しかも耐久性が高い流体制御バルブを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体及び上記弁座の少なくともいずれかが移動して、上記弁体と上記弁座とが密着する流体制御バルブである。
【００１９】
本発明によれば、弁体を弁座に当接させたときに、弁体及び弁座の少なくともいずれかが移動して、弁体と弁座とが密着する。つまり、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどしても、弁体及び弁座の少なくともいずれかが移動して、弁体と弁座が密着し弁孔を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。従って、本発明では、弁体及び弁座の少なくともいずれかに自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００２０】
また、他の解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁座と上記バルブ本体の連通開口部との間に介在する弾性体であって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体が上記弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記弁座を移動させて、上記弁体と上記弁座とを密着させる弾性体を備える流体制御バルブである。
【００２１】
本発明によれば、弁座とバルブ本体の連通開口部との間に弾性体が介在する。このため、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧し、さらに弁座が弾性体を押圧して、弾性体が変形する。その際、この弾性体は、その押圧力の強さや向きに応じて自由に変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁体の傾きや位置に応じて弁座が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、本発明では、弁座に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００２２】
ところで、上記の従来形態２，３のように平行ピンを用いて弁体に自由度を持たせたものでも、弁体と弁座のシール性を上げることができた。しかし、弁体は平行ピンを軸とする方向にしか揺動できないため、弁体と弁座を確実に密着させることは困難であった。これに対し、本発明では、弁体の押圧力に応じて弾性体が自由に変形し、これに合わせて弁座が自由に移動するので、弁体と弁座をより確実に密着させることが可能である。
【００２３】
また、本発明では、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、流体制御バルブの耐久性を高くすることができる。
なお、弾性体としては、弁体の押圧力に対し自由に変形できるものであれば、いずれのものを用いても良いが、例えば、ゴム製の弾性体や皿バネなどの金属製の弾性体が挙げられる。
【００２４】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記弁座と前記バルブ本体の連通開口部との間には、上記弁座と上記連通開口部との隙間をシールするゴム製のＯリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００２５】
上記の発明のように弁座に自由度があると、弁座が移動したときに、弁座とバルブ本体の連通開口部との間に隙間ができ、ここから流体漏れを生じることがある。
しかし、本発明では、弁座と連通開口部との隙間をシールするゴム製のＯリングが介在するので、弁体が当接して弁座が動いても、弁座と連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、Ｏリングはゴム製であるので、弁体を当接させる際の弁座の移動を妨げることがない。
【００２６】
また、他の解決手段は、入力ポート部、第１出力ポート部、第２出力ポート部、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１連通開口部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の第１連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１弁孔が内側に形成された金属製の第１弁座と、上記バルブ本体の第２連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２弁孔が内側に形成された金属製の第２弁座と、上記第１弁座と当接または離間可能に移動する金属製の第１弁体と、上記第１弁体と連動し、上記第１弁体が上記第１弁座に当接したときに上記第２弁座から離間し、上記第１弁体が上記第１弁座から離間したときに上記第２弁座に当接する金属製の第２弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記第１弁座と上記バルブ本体の第１連通開口部との間に介在する第１弾性体であって、上記第１弁体を上記第１弁座に当接させたときに、上記第１弁体が上記第１弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第１弁座を移動させて、上記第１弁体と上記第１弁座とを密着させる第１弾性体と、上記第２弁座と上記バルブ本体の第２連通開口部との間に介在する第２弾性体であって、上記第２弁体を上記第２弁座に当接させたときに、上記第２弁体が上記第２弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第２弁座を移動させて、上記第２弁体と上記第２弁座とを密着させる第２弾性体と、を備える流体制御バルブである。
【００２７】
本発明によれば、第１弁座と第１連通開口部の間にも第２弁座と第２連通開口部の間にも、弾性体が介在する。
このため、第１弁体と第１弁座の組及び第２弁体と第２弁座の組のいずれにおいても、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧し、さらに弁座が弾性体を押圧して、弾性体が変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁体の傾きや位置に応じて弁座が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、弁座に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
その上、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、従来形態３の流体制御バルブ４０１よりも、耐久性を高くすることができる。
【００２８】
さらに、前述した第３の従来形態では、平行ピン４２５から遠い距離にある第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすいという問題があった。
しかし、本発明では、第１弁体と第１弁座についてはもちろん第２弁体と第２弁座についても、第２弁座が第２弁体の押圧力に応じて自由に移動することができるので、第２弁体や弁ロッドの形態に拘わらず、第２弁体と第２弁座とのシール性を十分高くすることができる。
【００２９】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記第１弁座と前記バルブ本体の第１連通開口部との間には、ゴム製の第１Ｏリングが介在し、前記第２弁座と前記バルブ本体の第２連通開口部との間には、ゴム製の第２Ｏリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００３０】
本発明では、第１弁座と第１連通開口部との間に、これらの隙間をシールする第１Ｏリングが介在するので、第１弁体が当接して第１弁座が動いても、第１弁座と第１連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。また同様に、第２Ｏリングによって、第２弁座と第２連通開口部との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１，第２Ｏリングは共にゴム製であるので、第１または第２弁体を第１または第２弁座に当接させる際の第１または第２弁座の移動を妨げることがない。
【００３１】
また、他の解決手段は、入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記弁体の近傍に位置する弾性体であって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体が上記弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記弁体を移動させて、上記弁体と上記弁座とを密着させる弾性体を備える流体制御バルブである。
【００３２】
本発明によれば、弁体と弁ロッドとの間など、弁体の近傍に弾性体が存在し、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧する押圧力の反力によって、弾性体が変形する。その際、この弾性体は、その反力の強さや向きに応じて自由に変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁座の傾きや位置に応じて弁体が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、本発明では、弁体に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００３３】
ところで、上記の従来形態２，３のように平行ピンを用いて弁体に自由度を持たせたものでも、弁体と弁座のシール性を上げることができた。しかし、弁体は平行ピンを軸とする方向にしか揺動できないため、弁体と弁座を確実に密着させることは困難であった。これに対し、本発明では、弾性体が自由に変形し、これに合わせて弁体が自由に移動するので、弁体と弁座をより確実に密着させることが可能である。
また、本発明では、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、流体制御バルブの耐久性を高くすることができる。
【００３４】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記弁体とこの弁体が取り付けられた弁ロッドとの間には、上記弁体と上記弁ロッドとの隙間をシールするゴム製のＯリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００３５】
上記の発明のように弁体に自由度があると、弁体が移動したときに、弁体と弁ロッドとの間に隙間ができ、ここから流体漏れを生じることがある。
しかし、本発明では、弁体と弁ロッドとの隙間をシールするゴム製のＯリングが介在するので、弁体が弁座に当接して弁体が動いても、弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、Ｏリングはゴム製であるので、弁体を弁座に当接させる際の弁体の移動を妨げることがない。
【００３６】
また、他の解決手段は、入力ポート部、第１出力ポート部、第２出力ポート部、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１連通開口部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２連通開口部を有するバルブ本体と、上記バルブ本体の第１連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１弁孔が内側に形成された金属製の第１弁座と、上記バルブ本体の第２連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２弁孔が内側に形成された金属製の第２弁座と、上記第１弁座と当接または離間可能に移動する金属製の第１弁体と、上記第１弁体と連動し、上記第１弁体が上記第１弁座に当接したときに上記第２弁座から離間し、上記第１弁体が上記第１弁座から離間したときに上記第２弁座に当接する金属製の第２弁体と、を備える流体制御バルブであって、上記第１弁体の近傍に位置する第１弾性体であって、上記第１弁体を上記第１弁座に当接させたときに、上記第１弁体が上記第１弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記第１弁体を移動させて、上記第１弁体と上記第１弁座とを密着させる第１弾性体と、上記第２弁体の近傍に位置する第２弾性体であって、上記第２弁体を上記第２弁座に当接させたときに、上記第２弁体が上記第２弁座を押圧する押圧力の反力に応じて変形し、上記第２弁体を移動させて、上記第２弁体と上記第２弁座とを密着させる第２弾性体と、を備える流体制御バルブである。
【００３７】
本発明では、第１弁体と第１弁座の組及び第２弁体と第２弁座の組のいずれにおいても、弁体を弁座に当接させたときに、弁体が弁座を押圧する押圧力の反力により弾性体が変形する。従って、流体制御バルブを構成する各部材の加工寸法、同軸度等のバラツキによって、弁体と弁座との間に位置ずれが生じたり弁体が弁座に傾いて当たるなどして、弁体が弁座に密着できない場合でも、弁座の傾きや位置に応じて弁体が自由に動くので、弁体と弁座が密着して弁孔を確実に塞ぐことができる。つまり、弁体に自由度を持たせることで、弁体と弁座とを確実に密着させることができ、これらの間で生じる流体漏れを防止することができる。その上、弁体が弁座に当接するときの衝撃を弾性体が吸収するので、衝撃音の発生や弁体・弁座の変形が軽減される。従って、従来形態３の流体制御バルブ４０１よりも、耐久性を高くすることができる。
【００３８】
さらに、前述した第３の従来形態では、平行ピン４２５から遠い距離にある第２弁体４２３と第２弁座４２０との間では、シールが不安定になり流体漏れが生じやすいという問題があった。
しかし、本発明では、第１弁体と第１弁座についてはもちろん第２弁体と第２弁座についても、第２弁体が自由に移動することができるので、第２弁座の形態に拘わらず、第２弁体と第２弁座とのシール性を十分高くすることができる。
【００３９】
さらに、上記の流体制御バルブであって、前記第１弁体とこの第１弁体が取り付けられた第１弁ロッドとの間には、上記第１弁体と上記第１弁ロッドとの隙間をシールするゴム製の第１Ｏリングが介在し、前記第２弁体とこの第２弁体が取り付けられた第２弁ロッドとの間には、上記第２弁体と上記第２弁ロッドとの隙間をシールするゴム製の第２Ｏリングが介在する流体制御バルブとすると良い。
【００４０】
本発明では、第１弁体が第１弁座に当接したときに第１弁体が動いても、第１Ｏリングにより、第１弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。また同様に、第２Ｏリングによって、第２弁体と弁ロッドとの間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１，第２Ｏリングは共にゴム製であるので、第１または第２弁体を第１または第２弁座に当接させる際の第１または第２弁体の移動を妨げることがない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。
本実施形態の流体制御バルブは、切削加工等に必要なクーラント液をＮＣ専用機等の加工機械に供給するためのクーラントバルブである。まず、その構造について説明する。図１は、本実施形態の流体制御バルブ１の断面図を示す。この流体制御バルブ１は、バルブ本体２にシリンダ４が固定されている。
【００４２】
このうちバルブ本体２は、ボディ５とその下端に固定されたキャップ６とからなる。バルブ本体２には、外部に開口し外部から内部へ流体が流入する入力ポート部１１（図中右側）と、外部に開口し内部から外部へ流体を流出する第１出力ポート部１２（図中左上）と、同じく外部に開口し内部から外部へ流体を流出する第２出力ポート部１３（図中左下）が形成されている。このうち入力ポート部１１は、使用時に、クーラント液が貯留されたタンクからこの流体制御バルブ１にクーラント液を送給するクーラントポンプに接続される。また、第１出力ポート部１３は、クーラント液を加工機械に送給するため加工機械に接続される。一方、第２出力ポート部１３は、加工機械が停止している間、クーラントポンプから送給されたクーラント液をタンクに戻すためタンクに接続される。
【００４３】
また、バルブ本体２には、入力ポート部１１、第１出力ポート部１２及び第２出力ポート部１３とそれぞれ繋がる弁室部１４が設けられている。そして、この弁室部１４には、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第１出力ポート部１２と連通する第１連通開口部１５と、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第２出力ポート部１３と連通する第２連通開口部１９が設けられている。また、これら第１連通開口部１５と第２連通開口部１９の間には、入力ポート部１１から流入する流体の流れを良くするため凸部１０が設けられている。
第１連通開口部１５には、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第１出力ポート部１２と連通する第１弁孔１６が内側に形成された金属製の第１弁座１７が着脱可能に取り付けられている。また、第２連通開口部１９にも、一方で入力ポート部１１と連通し他方で第２出力ポート部１３と連通する第２弁孔１８が内側に形成された金属製の第２弁座２０が着脱可能に取り付けられている。
【００４４】
さらに詳細に説明すると、図２に第１弁座１７近傍の部分拡大断面図を示すように、第１弁座１７は、後述する第１弁体２２が当接したときに、バルブ本体２の第１連結開口部１５を押圧する部分である略リング状の張出部１７Ａと、第１弁孔１６を構成する略筒状の壁部１７Ｂとからなる。そして、第１弁座１７の張出部１７Ａと第１連結開口部１５との間には、略リング状の第１弾性体４１が介在する。一方、第１弁座１７の壁部１７Ｂと第１連結開口部１５との間には、第１Ｏリング４２が介在する。さらに、第１連結開口部１５に係合したＣ形止め輪４３が、第１弁座１７の張出部１７Ａ周縁の上部に当接し、第１弁座１７の抜け止めをしている。
【００４５】
なお、第１弁座１７の張出部１７Ａの周縁と第１連通開口部１５との間には、クリアランスＣ１が設けられている。また、第１弁座１７の壁部１７Ｂ全体と第１連通開口部１５との間にもクリアランスＣ２が設けられている。さらに、第１弁座１７の壁部１７Ｂ周縁と第１連通開口部１５との間にもクリアランスＣ３が設けられている。第１弁座１７の移動の自由度を大きくするためである。
【００４６】
第２弁座２０についても、第１弁座１７と同様に、ゴム製の第２弾性体４４とゴム製の第２Ｏリング４５を介して、Ｃ形止め輪４６により第２連通開口部１９に取り付けられている（図１参照）。
なお、第１，第２弁座１７，２０は共に着脱可能に取り付けられているので、キズなどの不具合が生じたときに交換が容易である。
【００４７】
さらに、他の部分について図１を参照して説明する。バルブ本体２内には、シリンダ４から遮断部材３の貫通孔３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド２１が挿入されている。この弁ロッド２１は、遮断部材３の貫通孔３Ｈに摺動可能に保持され、後述するシリンダ４の働きにより、上下に移動することができる。
弁ロッド２１の中間部には、Ｏリングを介して第１弁体２２が挿入され、Ｃ形止め輪４７により着脱可能に取り付けられている。また、弁ロッド２１の下端には、Ｏリングを介して第２弁体２３が挿入され、Ｃ形止め輪４８と、平ワッシャー、スプリングワッシャー及びナットとの間に着脱可能に取り付けられている。このように第１，第２弁体２２，２３も着脱可能に取り付けられているので、キズなどの不具合が生じたときに交換が容易である。
【００４８】
一方、シリンダ４には、シリンダ室３１が形成されている。そして、このシリンダ室３１には、スプリング３３が挿入され、さらにその下方には、弁ロッド２１の上端がナットにより固定されたピストン３２が嵌挿されている。ピストン３２は、スプリング３３により常に下方に付勢されている。
また、シリンダ４には、外部に開口するエア入力口３５が形成されている。このエア入力口３５は、パイロットエアを供給したときに、ピストン３２をスプリング３３に抗して上方に移動させるため、シリンダ室３１内のうち、ピストン３２と遮断部材３との間にできるエアルーム３６に連通している。
【００４９】
次いで、本実施形態の流体制御バルブ１の動作について説明する。
パイロットエアがエア入力口３５に供給されていない状態、即ち、図１に示す状態では、スプリング３３の付勢力でピストン３２が下方に位置し、第１弁体２２が上方から第１弁座１７に当接し密着している。一方、第２弁体２３は第２弁座２０の下方に離間している。従って、入力ポート部１１に送給されるクーラント液は、第２弁座２０の第２弁孔１８内を通って第２出力ポート部１３から流出する。
【００５０】
この状態において、第１弁座１７とバルブ本体２の第１連通開口部１５との間には第１弾性体４１が介在するので、第１弁体２２が第１弁座１７を押圧すると、さらに第１弁座１７が第１弾性体４１を押圧して、第１弾性体４１が変形する。従って、バルブ本体２、シリンダ４、弁ロッド２１等の各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第１弁体２２が第１弁座１７に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第１弁体２２が第１弁座１７に密着できない場合でも、第１弁体２２の傾きや位置に応じて第１弁座１７が自由に動くので、第１弁体２２と第１弁座１７が密着して第１弁孔１６を確実に塞ぐことができる。よって、第１弁体２２と第１弁座１７との間で生じるクーラント液の漏れを防止することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第１弁座１７と第１連通開口部１５との間に、その隙間をシールする第１Ｏリング４２が介在するので、第１弁体２２が当接して第１弁座１７が動いても、第１弁座１７と第１連通開口部１５との間で生じるクーラント液の漏れを確実に防止することができる。一方、第１Ｏリング４２はゴム製であるので、第１弁体２２を当接させる際の第１弁座１７の移動を妨げることがない。
また、本実施形態では、第１弁体２２がＣ形止め輪４７により緩く固定されているので、第１弁体２２にも移動の自由度がある。このため、第１弁体２２も第１弁座１７の傾きや位置に合わせて動くことができるので、より確実に第１弁体２２と第１弁座１７を密着させ、クーラント液の漏れを防止することができる。
【００５２】
一方、パイロットエアがエア入力口３５に供給させると、スプリング３３の付勢力に抗してピストン３２が上方へ移動し、第１弁体２２が第１弁座１７から上方に離間する。一方、第２弁体２３は下方から第２弁座２０に当接する。従って、入力ポート部１１に送給されるクーラント液は、第１弁座１７の第１弁孔１６内を通って第１出力ポート部１２から流出する。
【００５３】
その際、第２弁座２０とバルブ本体２の第２連通開口部１９との間には、第２弾性体４４が介在するので、第２弁体２３が第２弁座２０を押圧すると、さらに第２弁座２０が第２弾性体４４を押圧して、第２弾性体４４が変形する。従って、各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第２弁体２３が第２弁座２０に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第２弁体２３が第２弁座２０に密着できない場合でも、第２弁体２３の傾きや位置に応じて第２弁座２０が自由に動くので、第２弁体２３と第２弁座２０が密着して第２弁孔１８を確実に塞ぐことができる。よって、第２弁体２３と第２弁座２０との間で生じるクーラント液の漏れを防止することができる。特に、第１弁体２２から距離が離れている第２弁体２３と第２弁座２０とのシール性は、シール性に問題があった従来形態３の第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性に比べ、飛躍的に向上する。
【００５４】
さらに、本実施形態では、第２弁座２０と第２連通開口部１９との間に、その隙間をシールする第２Ｏリング４５が介在するので、第２弁体２３が当接して第２弁座２０が動いても、第２弁座２０と第２連通開口部１９との間で生じるクーラント液の漏れを確実に防止することができる。一方、第２Ｏリング４５はゴム製であるので、第２弁体２３を当接させる際の第２弁座２０の移動を妨げることがない。
また、本実施形態では、第２弁体２３もＣ形止め輪４８により緩く固定されているので、第２弁体２３にも移動の自由度がある。このため、第２弁体２３も第２弁座２０の傾きや位置に合わせて動くことができるので、より確実に第２弁体２３と第２弁座２０を密着させ、クーラント液の漏れを防止することができる。
【００５５】
最後に、この液体制御バルブ１の耐久性について述べる。
従来形態３で示した液体制御バルブ４０１では、流体の圧力を０．３ＭＰａ、パイロットエアの圧力を０．２５ＭＰａとして、バルブの開閉を繰り返すと、約１０万回で流体漏れが生じた。これに対し、本実施形態の液体制御バルブ１は、同条件でバルブの開閉を約３００万回繰り返し行っても、流体漏れが認められなかった。
この結果から、本発明を適用することにより、液体制御バルブ１の耐久性が非常に高くなるのが良く判る。
【００５６】
（参考例１）
次いで、参考例１について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態１の流体制御バルブ１は、主に弁座に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させているのに対し、本参考例１の流体制御バルブ５１は、弁体に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させている点が異なる。
【００５７】
まず、その構造について、流体制御バルブ５１の断面図を示す図３を参照しつつ説明する。
この流体制御バルブ５１のうちバルブ本体２は、上記実施形態１と同様に、ボディ５とキャップ６とからなり、入力ポート部１１、第１出力ポート部１２、第２出力ポート部１３、及び弁室部１４が形成されている。さらに、弁室部１４には、入力ポート部１１及び第１出力ポート部１２と連通する第１連通開口部５３と、入力ポート部１１及び第２出力ポート部１３と連通する第２連通開口部５４が設けられている。
【００５８】
第１連通開口部５３には、第１弁孔５６が内側に形成された金属製の第１弁座５７が着脱可能に螺合している。また、第２連通開口部５４にも、第２弁孔５８が内側に形成された金属製の第２弁座５９が着脱可能に螺合している。つまり、本参考例１では、上記実施形態１とは異なり、第１，第２弁座５７，５９は、いずれも第１，第２連通開口部５３，５４に固定されており、移動の自由度がない。
【００５９】
また、バルブ本体２内には、シリンダ４から遮断部材３の貫通孔３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド６１が挿入されている。この弁ロッド６１の中間部には、図４に部分拡大断面図を示すように、略中央に孔を有する円盤状の平座金６２が挿入され、弁ロッド６１の径が太くなった肩部６１Ｋに下方から係合している。その下側には、略中央に孔を有する円盤状の第１弾性体６３が挿入されている。さらに、その下側には、第１Ｏリング６４を介して第１弁体６５が挿入されている。この第１弁体６５の略中央に形成された貫通孔６５Ｈは、内部に比し外側の方が径が大きくされている。第１弁体６５の移動の自由度を大きくするためである。そして、これら平座金６２、第１弾性体６３及び第１弁体６５は、第１弁体６５の下側に位置する第１Ｃ形止め輪６６により着脱可能に取り付けられている。
なお、第１弁体６５と弁ロッド６１との間には、内側よりも外側が広くなったクリアランスＣ４が設けられており、その上、第１弁体６５は、上記のように第１Ｃ形止め輪６６により緩く取り付けられているので、第１弁体６５の移動の自由度が大きい。
【００６０】
また、弁ロッド２１の下端には、図３に示すように、第２Ｏリング６９を介して第１弁体６５と同形状の第２弁体７０が挿入されている。その下側には、中央に孔を有する円盤状の第２弾性体７１が挿入され、さらに、その下側には、平ワッシャー７２及びスプリングワッシャー７３が挿入されている。これら第２弁体７０、第２弾性体７１、平ワッシャー７２及びスプリングワッシャー７３は、第２弁体７０の上側に位置する第２Ｃ形止め輪７４とスプリングワッシャー７３の下側に位置するナット７５により取り付けられている。
なお、第２弁体７０と弁ロッド６１との間にも、図４に示した第１弁体６５等と同様に、内側よりも外側が広くなったクリアランスが設けられており、その上、第２弁体７０も、第２Ｃ形止め輪７４により緩く取り付けられているので、第２弁体７０の移動の自由度が大きい。
【００６１】
次いで、本参考例１の流体制御バルブ５１の動作について説明する。
パイロットエアがエア入力口３５に供給されていない図３に示す状態では、第１弁体６５が上方から第１弁座５７に当接し密着している。一方、第２弁体７０は第２弁座５９よりも下方に離間している。従って、入力ポート部１１に送給される流体は、第２弁座５９の第２弁孔５８内を通って第２出力ポート部１３から流出する。
【００６２】
この状態において、第１弁体６５と弁ロッド６１の肩部６１Ｋとの間には第１弾性体６３が介在するので、第１弁体６５が第１弁座５７を押圧すると、その押圧力の反力に応じて、第１弾性体６３が変形する。従って、バルブ本体２、シリンダ４、弁ロッド６１等の各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第１弁体６５が第１弁座５７に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第１弁体６５が第１弁座５７に密着できない場合でも、第１弁座５７の傾きや位置に応じて第１弁体６５が自由に動くので、第１弁体６５と第１弁座５７が密着して第１弁孔５６を確実に塞ぐことができる。よって、第１弁体６５と第１弁座５７との間で生じる流体漏れを防止することができる。
【００６３】
さらに、本参考例１では、第１弁体６５と弁ロッド６１との間に、その隙間をシールする第１Ｏリング６４が介在するので、第１弁体６５が第１弁座５７に当接したときに第１弁体６５が動いても、第１弁体６５と弁ロッド６１との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第１Ｏリング６４はゴム製であるので、第１弁体６５の移動を妨げることがない。
【００６４】
一方、パイロットエアがエア入力口３５に供給させると、第１弁体６５が第１弁座５７から上方に離間する。一方、第２弁体７０は下方から第２弁座５９に当接する。従って、入力ポート部１１に送給される流体は、第１弁座５７の第１弁孔５６内を通って第１出力ポート部１２から流出する。
【００６５】
その際、第２弁体７０と平ワッシャー７２との間には第２弾性体７１が介在するので、第２弁体７０が第２弁座５９を押圧すると、その押圧力の反力に応じて、第２弾性体７１が変形する。従って、各部材の加工寸法のバラツキや取り付け位置のバラツキなどによって、第２弁体７０が第２弁座５９に対し位置ずれしたり傾いて当たるなどして、第２弁体７０が第２弁座５９に密着できない場合でも、第２弁座５９の傾きや位置に応じて第２弁体７０が自由に動くので、第２弁体７０と第２弁座５９が密着して第２弁孔５８を確実に塞ぐことができる。よって、第２弁体７０と第２弁座５９との間で生じる流体漏れも防止することができる。特に、この第２弁体７０と第２弁座５９とのシール性は、シール性に問題があった従来形態３の第２弁体４２３と第２弁座４２０とのシール性に比べ、飛躍的に向上する。
【００６６】
さらに、本参考例１では、第２弁体７０と弁ロッド６１との間に、その隙間をシールする第２Ｏリング６９が介在するので、第２弁体７０が第２弁座５９に当接したときに第２弁体７０が動いても、第２弁体７０と弁ロッド６１との間で生じる流体漏れを確実に防止することができる。一方、第２Ｏリング６９はゴム製であるので、第２弁体７０の移動を妨げることがない。
なお、この流体制御バルブ５１も、上記実施形態１と同様に、液体制御バルブ５１の耐久性が非常に高い。
【００６７】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１または参考例１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態１又は参考例１の流体制御バルブ１，５１は、１つの入力ポート部と２つの出力ポート部を持った３方弁であるのに対し、本実施形態の流体制御バルブ１０１は、入力ポート部と出力ポート部を１つずつ有する２方弁である点が異なる。
【００６８】
まず、その構造について、流体制御バルブ１０１の断面図を示す図５を参照しつつ説明する。この流体制御バルブ１０１も、バルブ本体１０２にシリンダ１０４が固定されたものである。
このうちバルブ本体１０２には、入力ポート部１１１（図中右側）と、出力ポート部１１２（図中左側）が形成されている。
また、バルブ本体１０２には、入力ポート部１１１及び出力ポート部１１２とそれぞれ繋がる弁室部１１４が設けられている。そして、この弁室部１１４には、一方で入力ポート部１１１と連通し他方で出力ポート部１１２と連通する連通開口部１１５が設けられている。
【００６９】
この連通開口部１１５には、一方で入力ポート部１１１と連通し他方で出力ポート部１１２と連通する弁孔１１６が内側に形成された金属製の弁座１１７が着脱可能に取り付けられている。具体的には、上記実施形態１の第１弁座１７及び第２弁座２０と同様にして、第１弁座１１７は、ゴム製の弾性体１４１及びゴム製のＯリング１４２を介して、Ｃ形止め輪１４３によって取り付けられている（図２参照）。
【００７０】
また、バルブ本体１０２内には、シリンダ１０４から遮断部材１０３の貫通孔１０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド１２１が挿入されている。弁ロッド１２１の下端には、弁体１２２がスプリングワッシャーとナットにより着脱可能に固定されている。
なお、シリンダ１０４は、上記実施形態１のシリンダ４とほぼ同様な構造であるので、上記実施形態１と同じ番号を付して説明を省略する。
【００７１】
次いで、本実施形態の流体制御バルブ１０１の動作について説明する。
パイロットエアが供給されていない状態、即ち、図５に示す状態では、スプリング３３の付勢力でピストン３２が下方に位置し、弁体１２２が上方から弁座１１７に当接し密着している。従って、入力ポート部１１１に送給される流体の流通を止めることができる。
【００７２】
この状態において、弁座１２２とバルブ本体１０２の連通開口部１１５との間には弾性体１４１が介在するので、上記実施形態１と同様に、弁体１２２の傾きや位置に応じて弁座１１７が自由に動き、弁体１２２と弁座１１７が密着して弁孔１１６を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。
さらに、上記実施形態１と同様に本実施形態でも、弁座１１７と連通開口部１１５との間にＯリング１４２が介在するので、流体漏れを確実に防止することができ、また、弁座１１７の移動を妨げることがない。
【００７３】
一方、パイロットエアが供給させると、スプリング３３の付勢力に抗してピストン３２が上方へ移動し、弁体１２２が弁座１１７から上方に離間する。従って、入力ポート部１１１に送給される流体は、弁座１１７の弁孔１１６内を通って第１出力ポート部１１２から流出する。
なお、本実施形態の液体制御バルブ１０１も、上記実施形態１の流体制御バルブ１と同様に耐久性が高いことは言うまでもない。
【００７４】
（参考例２）
次いで、参考例２について説明する。なお、上記各実施形態１，２又は参考例１のいずれかと同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
上記実施形態２の流体制御バルブ１０１は、弁座に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させているのに対し、本参考例２の流体制御バルブ１５１は、弁体に自由度を持たせて、弁体と弁座とのシール性を向上させている点が異なる。
【００７５】
まず、その構造について、この流体制御バルブ１５１の断面図を示す図６を参照しつつ説明する。
この流体制御バルブ１５１のうちバルブ本体１０２には、上記実施形態２と同様に、入力ポート部１１１、出力ポート部１１２、及び弁室部１１４が設けられている。さらに、弁室部１１４には、入力ポート部１１１及び出力ポート部１１２と連通する連通開口部１５３が設けられている。この連通開口部１５３には、弁孔１５４が内側に形成された金属製の弁座１５５が着脱可能に螺合している。
【００７６】
また、バルブ本体１０２内には、シリンダ１０４から遮断部材１０３の貫通孔１０３Ｈを通って下方に延びる弁ロッド１５７が挿入されている。この弁ロッド１５７の下端には、中央に孔を有する円盤状の平座金１５８が挿入され、弁ロッド１５７の径が太くなった肩部に下方から係合している（図４参照）。さらに、その下側には、中央に孔を有する円盤状の弾性体１５９が挿入されている。またさらに、その下側には、Ｏリング１６０を介して、上記参考例１の第１，第２弁体６５，７０と同形状の弁体１６１が挿入されている。また、弁体１６１の下側にはスプリングワッシャー１６２が挿入されている。そして、これら平座金１５８、弾性体１５９、弁体１６１及びスプリングワッシャー１６２は、ナット１６３により着脱可能に取り付けられている。
【００７７】
次いで、本参考例２の流体制御バルブ１５１の動作について説明する。
パイロットエアが供給されていない図６に示す状態では、弁体１６１が上方から弁座１５５に当接し密着している。従って、入力ポート部１１１に送給される流体の流通を止めることができる。
この状態において、弁体１６１と弁ロッド１５７の肩部との間には弾性体１５９が介在するので、上記参考例１と同様に、弁座１５５の傾きや位置に応じて弁体１６１が自由に動き、弁体１６１と弁座１５５が密着して弁孔１５４を確実に塞ぎ、流体漏れを防止することができる。
さらに、上記参考例１と同様に、弁体１６１と弁ロッド１５７との間にＯリング１６０が介在するので、流体漏れを確実に防止することができ、また、弁体１６１の移動を妨げることがない。
【００７８】
一方、パイロットエアが供給させると、弁体１６１が弁座１５５から上方に離間する。従って、入力ポート部１１１に送給される流体は、弁座１５５の弁孔１５４内を通って第１出力ポート部１１２から流出する。
なお、本参考例２の液体制御バルブ１５１も、上記各実施形態１、参考例１、実施形態２の流体制御バルブ１，５１，１０１と同様に耐久性が高い。
【００７９】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記各実施形態では、シリンダ４，１０４の駆動源がパイロットエアであるエアシリンダを用いた場合を示したが、電磁シリンダを利用することもできる。但し、上記実施形態１のように、クーラントバルブに本発明を適用する場合には、バルブの開閉に大きな力を必要とするため、エアシリンダを用いるのが好ましい。
【００８０】
また、上記実施形態１では、第１弁体２２及び第２弁体２３をＣ形止め輪４７，４８を用いて弁ロッド２１に取り付けているが、ねじ込み等の方法でしっかりと弁ロッド２１に固定しても良い。このようにしても、第１，第２弁座１７，２０は、自由に動くことができるので、第１，第２弁体２２，２３と第１，第２弁座１７，２０とのシール性を十分に確保することができる。
【００８１】
また、上記実施形態１，２では、弾性体を用いて弁座に自由度を持たせ、一方、上記参考例１，２では、弾性体を用いて弁体に自由度を持たせている。しかし、弾性体を用いて弁座に自由度を持たせると共に、弾性体を用いて弁体にも自由度を持たせるようにしても良い。弁体及び弁座の両方に移動の自由度があれば、さらに確実に弁体と弁座とを密着させることができ、流体漏れを防止することができる。
また、上記各実施形態及び参考例では、ゴム製の弾性体を用いたが、その代わりに、皿バネなど金属製のバネを用いることもできる。
【００８２】
また、上記実施形態１では、流体制御バルブ（クーラントバルブ）１の第２出力ポート部１３を、クーラント液を貯留するタンクに接続し、加工機械の停止時に、クーラントポンプから送給されたクーラント液をタンクに戻すようにしている。しかし、流体制御バルブ１の利用方法はこれに限られない。例えば、第２出力ポート部１３から送られるクーラント液を、被加工部材を載置するためのベッドに導き、加工機械の停止時には、加工により生じた金属粉等を流し去ってベッドを洗浄するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図２】 実施形態１に係る流体制御バルブのうち第１弁座近傍を示す部分拡大断面図である。
【図３】 参考例１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図４】 参考例１に係る流体制御バルブのうち第１弁体近傍を示す部分拡大断面図である。
【図５】 実施形態２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図６】 参考例２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図７】 従来形態１に係る流体制御バルブの断面図である。
【図８】 従来形態２に係る流体制御バルブの断面図である。
【図９】 従来形態３に係る流体制御バルブの断面図である。
【符号の説明】
１，５１，１０１，１５１ 流体制御バルブ
１１，１１１ 入力ポート部
１２ 第１出力ポート部
１３ 第２出力ポート部
１５，５３ 第１連通開口部
１９，５４ 第２連通開口部
１６，５６ 第１弁孔
１７，５７ 第１弁座
１８，５８ 第２弁孔
２０，５９ 第２弁座
２２，６５ 第１弁体
２３，７０ 第２弁体
４１ 第１弾性体
４４ 第２弾性体
４２ 第１Ｏリング
４５ 第２Ｏリング
６３ 第１弾性体
７１ 第２弾性体
６４ 第１Ｏリング
６９ 第２Ｏリング
１１２ 出力ポート部
１１５，１５３ 連通開口部
１１６，１５４ 弁孔
１１７，１５５ 弁座
１２２，１６１ 弁体
１４１ 弾性体
１４２ Ｏリング
１５９ 弾性体
１６０ Ｏリング
Claims (2)
- 入力ポート部、出力ポート部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する連通開口部を有するバルブ本体と、
上記バルブ本体の連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記出力ポート部と連通する弁孔が内側に形成された金属製の弁座と、
上記弁座と当接または離間可能に移動する金属製の弁体と、
を備える流体制御バルブであって、
上記弁座と上記バルブ本体の連通開口部との間に介在する弾性体であって、上記弁体を上記弁座に当接させたときに、上記弁体が上記弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記弁座を移動させて、上記弁体と上記弁座とを密着させる弾性体を備えること、
上記弁座と上記バルブ本体の連通開口部との間には、上記弁座と上記連通開口部との隙間をシールするＯリングが、上記弾性体とは別に介在することを特徴とする流体制御バルブ。 - 入力ポート部、第１出力ポート部、第２出力ポート部、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１連通開口部、及び、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２連通開口部を有するバルブ本体と、
上記バルブ本体の第１連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第１出力ポート部と連通する第１弁孔が内側に形成された金属製の第１弁座と、
上記バルブ本体の第２連通開口部に取り付けられ、一方で上記入力ポート部と連通し他方で上記第２出力ポート部と連通する第２弁孔が内側に形成された金属製の第２弁座と、
上記第１弁座と当接または離間可能に移動する金属製の第１弁体と、
上記第１弁体と連動し、上記第１弁体が上記第１弁座に当接したときに上記第２弁座から離間し、上記第１弁体が上記第１弁座から離間したときに上記第２弁座に当接する金属製の第２弁体と、
を備える流体制御バルブであって、
上記第１弁座と上記バルブ本体の第１連通開口部との間に介在する第１弾性体であって、上記第１弁体を上記第１弁座に当接させたときに、上記第１弁体が上記第１弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第１弁座を移動させて、上記第１弁体と上記第１弁座と
を密着させる第１弾性体と、
上記第２弁座と上記バルブ本体の第２連通開口部との間に介在する第２弾性体であって、上記第２弁体を上記第２弁座に当接させたときに、上記第２弁体が上記第２弁座を押圧する押圧力に応じて変形し、上記第２弁座を移動させて、上記第２弁体と上記第２弁座とを密着させる第２弾性体と、
を備えること、
上記第１弁座と上記バルブ本体の第１連通開口部との間には、上記第１弁座と上記第１連通開口部との隙間をシールする第１Ｏリングが、上記第１弾性体とは別に介在すること、
上記第２弁座と上記バルブ本体の第２連通開口部との間には、上記第２弁座と上記第２連通開口部との隙間をシールする第２Ｏリングが、上記第２弾性体とは別に介在することを特徴とする流体制御バルブ。
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