JP4694159B2 - Fluid control valve - Google Patents

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JP4694159B2 JP2004202064A JP2004202064A JP4694159B2 JP 4694159 B2 JP4694159 B2 JP 4694159B2 JP 2004202064 A JP2004202064 A JP 2004202064A JP 2004202064 A JP2004202064 A JP 2004202064A JP 4694159 B2 JP4694159 B2 JP 4694159B2
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Description

本発明は、ピストン動作におけるストッパ機構を有する流体制御弁に関するものである。   The present invention relates to a fluid control valve having a stopper mechanism in piston operation.

＜従来技術１＞
従来より、流体制御弁として図３のようなものが存在している。
以下、この流体制御弁１０１について説明する。
まず、流体制御弁１０１の構成を説明する。
図３に示すように流体制御弁１０１は、バルブボディ１１１とピストンシリンダ１１２により全体の外形をなし、機構上、パイロット機構部と弁機構部とから構成される。
パイロット機構部は、ピストンシリンダ１１２、ピストン１２１、アダプタ１２２、ロッド１２３、スプリング１２４から構成される。アダプタ１２２はバルブボディ１１１とピストンシリンダ１１２とによって挟み込まれて固定され、ピストン１２１とアダプタ１２２の間には、加圧室１２５が形成されている。ピストン１２１とロッド１２３は一体に組み立てられ、ロッド１２３がアダプタ１２２に形成された摺動孔１２２ａ内に配設されている。ピストンシリンダ１１２とピストン１２１の間にはスプリング１２４が配設されている。
弁機構部は、主弁体１３１、弁座１３２、バルブボディ１１１により構成され、バルブボディ１１１内にはポート１３３、ポート１３４が形成されている。主弁体１３１はロッド１２３と一体になっており、弁座１３２と当接および離間する。 <Prior Art 1>
Conventionally, there is a fluid control valve as shown in FIG.
Hereinafter, the fluid control valve 101 will be described.
First, the configuration of the fluid control valve 101 will be described.
As shown in FIG. 3, the fluid control valve 101 has an overall outer shape by a valve body 111 and a piston cylinder 112, and is composed of a pilot mechanism portion and a valve mechanism portion on the mechanism.
The pilot mechanism unit includes a piston cylinder 112, a piston 121, an adapter 122, a rod 123, and a spring 124. The adapter 122 is sandwiched and fixed between the valve body 111 and the piston cylinder 112, and a pressurizing chamber 125 is formed between the piston 121 and the adapter 122. The piston 121 and the rod 123 are assembled together, and the rod 123 is disposed in a sliding hole 122 a formed in the adapter 122. A spring 124 is disposed between the piston cylinder 112 and the piston 121.
The valve mechanism section includes a main valve body 131, a valve seat 132, and a valve body 111, and a port 133 and a port 134 are formed in the valve body 111. The main valve body 131 is integrated with the rod 123 and comes into contact with and separates from the valve seat 132.

次に、流体制御弁１０１の作用を説明する。
図３の閉弁状態において、操作ポート１２６から加圧室１２５にエアを送り込み加圧すると、ピストン１２１はスプリング１２４の下方への付勢力に抗してピストンシリンダ１１２内を摺動しつつ上昇する。ピストン１２１が上昇すると、ピストン１２１とロッド１２３を介して一体の主弁体１３１も上昇して弁座１３２と離間し、開弁状態（不図示）になる。
一方、この開弁状態おいて、操作ポート１２６から加圧室１２５のエアを排出し減圧すると、ピストン１２１はスプリング１２４の下方への付勢力に従いピストンシリンダ１１２内を摺動しつつ下降する。ピストン１２１が下降すると、ピストン１２１とロッド１２３を介して一体の主弁体１３１も下降して弁座１３２と当接し、図３に示すような閉弁状態になる。
このような弁の開閉の作用により、ポート１３３とポート１３４とを遮断あるいは連通させることにより、ポート１３３から供給される流体を制御するとしている。
すなわち、この流体制御弁１０１は閉弁状態では弁座１３２に対してスプリング１２４の下方への付勢力が作用することになる。 Next, the operation of the fluid control valve 101 will be described.
3, when air is sent from the operation port 126 to the pressurizing chamber 125 and pressurized, the piston 121 rises while sliding in the piston cylinder 112 against the downward biasing force of the spring 124. . When the piston 121 is lifted, the integral main valve body 131 is also lifted via the piston 121 and the rod 123 and is separated from the valve seat 132 to be in a valve open state (not shown).
On the other hand, when the air in the pressurizing chamber 125 is discharged from the operation port 126 and decompressed in this valve open state, the piston 121 descends while sliding in the piston cylinder 112 according to the downward biasing force of the spring 124. When the piston 121 is lowered, the integral main valve body 131 is also lowered through the piston 121 and the rod 123 to come into contact with the valve seat 132, so that the valve is closed as shown in FIG.
The fluid supplied from the port 133 is controlled by blocking or communicating the port 133 and the port 134 by the action of opening and closing the valve.
That is, when the fluid control valve 101 is in the closed state, the downward biasing force of the spring 124 acts on the valve seat 132.

そこで、流体をポート１３３から供給する場合には、その流体圧力が主弁体１３１を押し上げるように作用するため、これに対抗すべく図３のようにスプリング１２４の荷重を大きくする必要がある。一方、流体をポート１３４から供給する場合には、その流体圧力が主弁体１３１を押し下げるように作用するため、図４に示すようにスプリング１２４の荷重はそれほど大きくする必要はない。   Therefore, when supplying the fluid from the port 133, the fluid pressure acts to push up the main valve body 131, so that it is necessary to increase the load of the spring 124 as shown in FIG. On the other hand, when the fluid is supplied from the port 134, the fluid pressure acts to push down the main valve body 131, so that the load of the spring 124 does not need to be so large as shown in FIG.

尚、このように弁座に対してスプリングの下方への付勢力が作用する仕様を利用したものとして、従来より特許文献１、２の電磁弁も存在している。詳細な説明は省略するが、図５に示すように特許文献１の電磁弁１０２では、弁体１４１、弁座１４２、スプリング１４４が、図６に示すように特許文献２の電磁弁１０３では、弁体１５１、弁座１５２、スプリング１５４が構成されている。   In addition, the electromagnetic valve of patent documents 1 and 2 also exists conventionally as what utilized the specification which the urging | biasing force of the downward direction of a spring acts with respect to a valve seat in this way. Although detailed description is omitted, in the electromagnetic valve 102 of Patent Document 1 as shown in FIG. 5, the valve element 141, the valve seat 142, and the spring 144 are arranged in the electromagnetic valve 103 of Patent Document 2 as shown in FIG. A valve body 151, a valve seat 152, and a spring 154 are configured.

＜従来技術２＞
また、従来より、流体制御弁として図７のようなものも存在している。
以下、この流体制御弁２０１について説明する。
まず、流体制御弁２０１の構成を説明する。
図７に示すように流体制御弁２０１は、ボディ２１１、カバー２１２、パイロット電磁弁２１３とによって全体の外形をなし、機構上、パイロット機構部と弁機構部とから構成される。
パイロット機構部は、パイロット電磁弁２１３、カバー２１２、ピストン２２１、プレート２２２、ロッド２２３、リターンスプリング２２４から構成される。プレート２２２はボディ２１１とカバー２１２とによって挟み込まれつつ固定され、ピストン２２１とプレート２２２の間には、加圧室２２５が形成されている。ピストン２２１とロッド２２３は一体に組み立てられ、ロッド２２３がプレート２２２に形成された摺動孔２２２ａ内に配設されている。カバー２１２とピストン２２１の間にはリターンスプリング２２４が配設されている。
弁機構部は、弁体２３１、弁座２３２、トラベルスプリング２３５により構成され、ボディ２１１内にはポート２３３、ポート２３４が形成されている。弁体２３１はロッド２２３と一体になっており、弁座２３２と当接および離間する。ロッド２２３のフランジ部２２３ａと弁体２３１の間には、トラベルスプリング２３５が配設されている。 <Conventional technology 2>
Conventionally, there is a fluid control valve as shown in FIG.
Hereinafter, the fluid control valve 201 will be described.
First, the configuration of the fluid control valve 201 will be described.
As shown in FIG. 7, the fluid control valve 201 has an overall outer shape by a body 211, a cover 212, and a pilot electromagnetic valve 213, and is composed of a pilot mechanism and a valve mechanism in terms of mechanism.
The pilot mechanism section includes a pilot solenoid valve 213, a cover 212, a piston 221, a plate 222, a rod 223, and a return spring 224. The plate 222 is fixed while being sandwiched between the body 211 and the cover 212, and a pressurizing chamber 225 is formed between the piston 221 and the plate 222. The piston 221 and the rod 223 are assembled together, and the rod 223 is disposed in a sliding hole 222 a formed in the plate 222. A return spring 224 is disposed between the cover 212 and the piston 221.
The valve mechanism portion includes a valve body 231, a valve seat 232, and a travel spring 235, and a port 233 and a port 234 are formed in the body 211. The valve body 231 is integrated with the rod 223 and abuts and separates from the valve seat 232. A travel spring 235 is disposed between the flange portion 223 a of the rod 223 and the valve body 231.

次に、流体制御弁２０１の作用を説明する。
図７の閉弁状態において、パイロット電磁弁２１３を通電し操作ポート（不図示）から加圧室２２５にエアを送り込み加圧すると、ピストン２２１はリターンスプリング２２４の下方への付勢力に抗してカバー２１２内を摺動しつつ上昇する。ピストン２２１が上昇すると、ピストン２２１と一体の弁体２３１も上昇して弁座２３２と離間し開弁状態になる。
一方、この開弁状態おいて、パイロット電磁弁２１３の通電を解除し操作ポート（不図示）から加圧室２２５のエアを排出し減圧すると、ピストン２２１はリターンスプリング２２４の下方への付勢力に従いカバー２１２内を摺動しつつ下降する。ピストン２２１が下降すると、ピストン２２１とロッド２２３を介して一体の弁体２３１も下降して弁座２３２と当接し、図７に示すような閉弁状態になる。このとき、ピストン２２１の下面はプレート２２２に当接するため、リターンスプリング２２４の下方への付勢力は弁体２３１を介して弁座２３２に伝わらず、弁座２３２には弁体２３１を介してトラベルスプリング２３５の下方への付勢力が伝わるだけであるとしている。 Next, the operation of the fluid control valve 201 will be described.
When the pilot solenoid valve 213 is energized and air is sent from the operation port (not shown) to the pressurizing chamber 225 in the valve closed state in FIG. 7, the piston 221 resists the downward biasing force of the return spring 224. It rises while sliding in the cover 212. When the piston 221 is lifted, the valve body 231 integrated with the piston 221 is also lifted and separated from the valve seat 232 to be opened.
On the other hand, when the energization of the pilot solenoid valve 213 is released and the air in the pressurizing chamber 225 is discharged from the operation port (not shown) and the pressure is reduced in this open state, the piston 221 follows the urging force of the return spring 224 downward. It descends while sliding in the cover 212. When the piston 221 descends, the integral valve body 231 also descends through the piston 221 and the rod 223 and comes into contact with the valve seat 232, resulting in a valve closing state as shown in FIG. At this time, since the lower surface of the piston 221 contacts the plate 222, the downward biasing force of the return spring 224 is not transmitted to the valve seat 232 via the valve body 231 and travels to the valve seat 232 via the valve body 231. It is assumed that only the downward biasing force of the spring 235 is transmitted.

＜従来技術３＞
また、従来技術３として特許文献３に開示された電磁弁３０１が存在する。
以下、この電磁弁３０１の弁機構部について説明する。
図８に示すように電磁弁３０１の弁機構部は、主に通路部材３１１、弁体３３１、弁座３３２から構成される。通路部材３１１には環状溝３３５、流路３３３、３３４が形成され、弁ばね３２４に付勢される弁体３３１には環状突起３３６が形成されている。
次に、電磁弁３０１の作用を説明する。弁体３３１が弁座３３２から離間する開弁状態（不図示）から電磁アクチュエータ３３７への給電を停止すると、弁体３３１は弁ばね３２４に付勢されて、図８に示すように弁体３３１が弁座３３２に着座し閉弁状態になる。そして、このとき弁体３３１に設けられた環状突起３３６が、通路部材３１１に設けられた環状溝３３５に嵌合するときに、嵌状溝３３５内に滞留した流体が、環状溝３３５と環状突起３３６との間に形成された隙間Ｓを介して図８中に矢印Ｆで示すように逃げるときの流動抵抗、および流体の粘性抵抗等により緩衝作用が生じる。これにより、弁体３３１が弁座３３２に着座するときの衝撃が緩和され、弁体３３１と弁座３３２との衝突音を低減することができ、かつ、弁体３３１と弁座３３２との衝合部等に生じる摩耗を低減することができるとする。
特開平８−２８７４２号公報（第４図） 特開平８−１２８５５５号公報（第１図（ａ）） 特開平７−２６９７３６号公報（段落００２８等、第２図） <Prior Art 3>
In addition, there is an electromagnetic valve 301 disclosed in Patent Document 3 as Prior Art 3.
Hereinafter, the valve mechanism portion of the electromagnetic valve 301 will be described.
As shown in FIG. 8, the valve mechanism portion of the electromagnetic valve 301 is mainly composed of a passage member 311, a valve body 331, and a valve seat 332. An annular groove 335 and flow paths 333 and 334 are formed in the passage member 311, and an annular protrusion 336 is formed in the valve body 331 biased by the valve spring 324.
Next, the operation of the electromagnetic valve 301 will be described. When the power supply to the electromagnetic actuator 337 is stopped from a valve opening state (not shown) in which the valve body 331 is separated from the valve seat 332, the valve body 331 is biased by the valve spring 324, and the valve body 331 as shown in FIG. Is seated on the valve seat 332 and the valve is closed. At this time, when the annular protrusion 336 provided in the valve body 331 is fitted into the annular groove 335 provided in the passage member 311, the fluid staying in the fitting groove 335 causes the annular groove 335 and the annular protrusion to be retained. As shown by an arrow F in FIG. 8 through a gap S formed between the first and second members 336, a buffering action is generated due to flow resistance when fluid escapes, viscous resistance of fluid, and the like. Thereby, the impact when the valve body 331 is seated on the valve seat 332 is alleviated, the collision sound between the valve body 331 and the valve seat 332 can be reduced, and the impact between the valve body 331 and the valve seat 332 can be reduced. It is assumed that the wear generated at the joints can be reduced.
JP-A-8-28742 (FIG. 4) JP-A-8-128555 (FIG. 1 (a)) Japanese Patent Laid-Open No. 7-269936 (paragraph 0028 and the like, FIG. 2)

しかしながら、従来技術には以下の問題点が存在する。
従来技術１では、ポート１３３側から流体を供給する場合には、流体を確実にシールさせるため、流体圧力による主弁体１３１の押し上げる力に対抗すべく、スプリング１２４のバネ力を大きくする必要がある。そのため、その反力により主弁体１３１に過大な荷重が掛かり、限界値を超える応力を与えることとなる。従って、主弁体１３１がゴムなどの弾性体で形成されている場合には、この応力によって主弁体１３１が破損するおそれがある。このような問題は、特許文献１、２における電磁弁１０２、１０３についても同様に起こりうる。
また、ポート１３４側から流体を供給する場合には、スプリング１２４のバネ力を小さくできるが、流体の圧力により主弁体１３１を押し下げる力が生じる。そのため、従来技術１と同様に主弁体１３１に過大な荷重が掛かることに変わりはなく、限界値を超える応力を与えることとなる。そのため、主弁体１３１がゴムなどの弾性体で形成されている場合には、この応力によって主弁体１３１が破損するおそれがある。 However, the following problems exist in the prior art.
In the prior art 1, when the fluid is supplied from the port 133 side, the spring force of the spring 124 needs to be increased in order to counter the force that the main valve body 131 is pushed up by the fluid pressure in order to seal the fluid reliably. is there. Therefore, an excessive load is applied to the main valve body 131 by the reaction force, and a stress exceeding the limit value is applied. Therefore, when the main valve body 131 is formed of an elastic body such as rubber, the main valve body 131 may be damaged by this stress. Such a problem can also occur in the electromagnetic valves 102 and 103 in Patent Documents 1 and 2.
Further, when supplying the fluid from the port 134 side, the spring force of the spring 124 can be reduced, but a force to push down the main valve body 131 is generated by the pressure of the fluid. For this reason, as in the case of the prior art 1, an excessive load is applied to the main valve body 131, and a stress exceeding the limit value is applied. Therefore, when the main valve body 131 is formed of an elastic body such as rubber, the main valve body 131 may be damaged by this stress.

従来技術２では、設置スペースの都合上、トラベルスプリング２３５の大きさが制限され、高荷重のスプリングを使用することができない。また、弁体２３１の動作をガイドする機構が設けられていない。そのため、弁体２３１と弁座２３２の間のシール性が不安定になると考えられる。
さらに、弁体２３１はプレート２２２内で摺動するものであり、その摺動部に流体内に含まれる異物が噛み込むおそれや、摺動抵抗を低減させるために使用されるグリースが蒸発するおそれがある。そのため、弁体２３１の摺動不良が生じたり、この摺動部のシール性が不安定になるおそれがある。従って、制御対象の流体として空気など異物の混入が少ないものに限定されてしまい、流体制御弁としてのニーズに十分に応えることができないと考えられる。 In the prior art 2, the size of the travel spring 235 is limited due to the installation space, and a high-load spring cannot be used. Further, a mechanism for guiding the operation of the valve body 231 is not provided. Therefore, it is considered that the sealing performance between the valve body 231 and the valve seat 232 becomes unstable.
Further, the valve body 231 slides in the plate 222, and there is a possibility that foreign matters contained in the fluid may be caught in the sliding portion, or grease used to reduce the sliding resistance may evaporate. There is. Therefore, there is a possibility that the sliding failure of the valve body 231 may occur or the sealing performance of this sliding portion may become unstable. Therefore, it is considered that the fluid to be controlled is limited to a fluid that contains less foreign matter such as air, and the fluid control valve needs cannot be sufficiently met.

従来技術３では、嵌状溝３３５内に滞留した流体の流動抵抗、および流体の粘性抵抗等により緩衝作用が生じるとするが、流体の種類によって流動抵抗や粘性抵抗等が異なり緩衝作用の効果が安定しない。特に、流体が水や空気であれば粘性が低いので緩衝作用の効果は得られないと考えられる。そのため、制御対象の流体の種類が限定されてしまう。   In the prior art 3, the buffering action is caused by the flow resistance of the fluid staying in the fitting groove 335 and the viscous resistance of the fluid. Not stable. In particular, if the fluid is water or air, the viscosity is low, so that it is considered that the buffering effect cannot be obtained. Therefore, the type of fluid to be controlled is limited.

本発明は以上のような課題を解消するためになされたものであり、主弁体の耐久性を飛躍的に向上させ、制御対象である流体の種類を選ばず、流体に混入する異物にも強い流体制御弁を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has drastically improved the durability of the main valve body, and does not select the type of fluid to be controlled. An object is to provide a strong fluid control valve.

前記目的を達成するために、本願発明は以下の特徴を有する。
（１）一端部にピストンが配設され他端部に主弁体が配設されたロッドと、略円筒形のピストンシリンダと弁本体の間に固定されロッドが摺動する摺動孔が中心部に形成された略円盤形のアダプタを有する流体制御弁において、ピストンの弁本体側の端面と当接および離間するストッパー端面が設けられたアダプタを有すること。
（２）さらに、ストッパー端面は摺動孔の周囲に形成されていること。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
(1) A rod having a piston disposed at one end and a main valve body disposed at the other end, and a sliding hole fixed between the substantially cylindrical piston cylinder and the valve body and sliding with the rod. In the fluid control valve having a substantially disk-shaped adapter formed in the section, the adapter has an adapter provided with a stopper end surface that comes into contact with and separates from the end surface of the piston on the valve body side.
(2) Furthermore, the stopper end surface is formed around the sliding hole.

このような特徴を有する本発明は、以下のような作用・効果を有する。
（１）ストッパー機構によりピストンの弁本体側の端面がアダプタのストッパー端面に当接し、主弁体が弁座に押し付けられても所定の量以上は沈み込まず、主弁体に過大な荷重が掛からない。そのため、主弁体が破損するおそれがなく、主弁体の耐久性が飛躍的に向上する。
また、このような効果を発揮するストッパー機構を有するので、ピストンを付勢するスプリングの付勢力を十分に大きくしても問題が生じない。そのため、制御対象である流体の種類を選ばず、流体に混入する異物にも強い効果が得られる。 The present invention having such characteristics has the following operations and effects.
(1) Due to the stopper mechanism, the end face on the valve body side of the piston abuts against the stopper end face of the adapter, and even if the main valve body is pressed against the valve seat, it does not sink more than a predetermined amount, and an excessive load is applied to the main valve body. It doesn't take. Therefore, there is no possibility that the main valve body is damaged, and the durability of the main valve body is dramatically improved.
In addition, since the stopper mechanism that exhibits such an effect is provided, no problem arises even if the biasing force of the spring that biases the piston is sufficiently increased. Therefore, it is possible to obtain a strong effect against foreign matters mixed in the fluid, regardless of the type of fluid to be controlled.

（２）さらに、アダプタのストッパー端面がロッド、主弁体、弁座とともにほぼ同軸上に位置する。そのため、ピストンが傾いて摺動しても、ピストンの下面とアダプタのストッパー端面のクリアランスが確実に主弁体の沈み込み量を決定する。
従って、より確実に主弁体の耐久性を飛躍的に向上させ、制御対象である流体の種類を選ばず、流体に混入する異物にも強い効果が得られる。 (2) Furthermore, the stopper end face of the adapter is positioned substantially coaxially with the rod, the main valve body, and the valve seat. Therefore, even if the piston is inclined and slid, the clearance between the lower surface of the piston and the stopper end surface of the adapter reliably determines the sinking amount of the main valve body.
Therefore, the durability of the main valve body can be dramatically improved more reliably, and a strong effect can be obtained against foreign matters mixed in the fluid regardless of the type of fluid to be controlled.

以下、本発明の実施例を説明する。
まず、流体制御弁１の構成を説明する。
図１に示すように流体制御弁１は、バルブボディ１１とピストンシリンダ１２により全体の外形をなし、機構上、パイロット機構部と弁機構部とから構成される。
パイロット機構部は、ピストンシリンダ１２、ピストン２１、アダプタ２２、ロッド２３、スプリング２４から構成される。アダプタ２２はバルブボディ１１とピストンシリンダ１２とによって挟み込まれつつ固定され、パイロット機構部と弁機構部とを分離し、各機構部の密閉性を高める役割を果たし、特に、ピストン２１との間で加圧室２５を形成している。ピストン２１とロッド２３は一体に組み立てられ、ロッド２３がアダプタ２２に形成された摺動孔２２ａ内に配設されている。ピストンシリンダ１２とピストン２１の間にはスプリング２４が配設されている。
弁機構部は、バルブボディ１１、主弁体３１、弁座３２、ポート３３、ポート３４から構成される。主弁体３１はロッド２３と一体になっており、弁座３２（詳しくは、先端のＲ部３５）と当接および離間する。 Examples of the present invention will be described below.
First, the configuration of the fluid control valve 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the fluid control valve 1 has an overall outer shape by a valve body 11 and a piston cylinder 12, and is composed of a pilot mechanism and a valve mechanism in terms of mechanism.
The pilot mechanism section includes a piston cylinder 12, a piston 21, an adapter 22, a rod 23, and a spring 24. The adapter 22 is fixed while being sandwiched between the valve body 11 and the piston cylinder 12, separates the pilot mechanism portion and the valve mechanism portion, and improves the sealing performance of each mechanism portion. A pressurizing chamber 25 is formed. The piston 21 and the rod 23 are assembled together, and the rod 23 is disposed in a sliding hole 22 a formed in the adapter 22. A spring 24 is disposed between the piston cylinder 12 and the piston 21.
The valve mechanism section includes a valve body 11, a main valve body 31, a valve seat 32, a port 33, and a port 34. The main valve body 31 is integrated with the rod 23 and contacts and separates from the valve seat 32 (specifically, the R portion 35 at the tip).

次に、流体制御弁としての一般的な作用を説明する。図１に閉弁状態、図２に開弁状態を示す。
図１の閉弁状態において、操作ポート２６から加圧室２５にエアを送り込み加圧すると、ピストン２１はスプリング２４の下方への付勢力に抗してピストンシリンダ１２内を摺動しつつ上昇する。ピストン２１が上昇すると、ピストン２１とロッド２３を介して一体の主弁体３１も上昇して弁座３２と離間し、図２に示すような開弁状態になる。
一方、図２に示すような開弁状態おいて、操作ポート２６から加圧室２５のエアを排出し減圧すると、ピストン２１はスプリング２４の下方への付勢力に従いピストンシリンダ１２内を摺動しつつ下降する。ピストン２１が下降すると、ピストン２１とロッド２３を介して一体の主弁体３１も下降して弁座３２と当接し、図１に示すような閉弁状態になる。 Next, a general operation as a fluid control valve will be described. FIG. 1 shows the valve closed state, and FIG. 2 shows the valve open state.
In the valve-closed state of FIG. 1, when air is sent from the operation port 26 to the pressurizing chamber 25 and pressurized, the piston 21 rises while sliding in the piston cylinder 12 against the downward biasing force of the spring 24. . When the piston 21 is lifted, the integral main valve body 31 is also lifted via the piston 21 and the rod 23 to be separated from the valve seat 32, and the valve is opened as shown in FIG.
On the other hand, when the air in the pressurizing chamber 25 is discharged from the operation port 26 and the pressure is reduced in the valve open state as shown in FIG. 2, the piston 21 slides in the piston cylinder 12 according to the downward biasing force of the spring 24. While descending. When the piston 21 descends, the integral main valve body 31 also descends via the piston 21 and the rod 23 and comes into contact with the valve seat 32, resulting in a valve closing state as shown in FIG.

次に、流体制御弁１における特徴的な作用について説明する。
図１に示すような閉弁状態においては、スプリング２４の下方への付勢力がピストン２１、ロッド２３を介して主弁体３１に伝わるので、主弁体３１はスプリング２４の下方への付勢力により、弁座３２に押し付けられることになる。主弁体３１は弾性体により構成されており、弁座３２に押し付けられる量につき沈み込むかたちになる。すなわち、スプリング２４の下方への付勢力が大きいほど、主弁体３１が弁座３２に押し付けられ沈み込む量が大きくなる。しかし、本発明では、所定の量だけ主弁体３１が弁座３２に押し付けられ沈み込むと、ピストン２１の下面（弁本体１１側の端面）がアダプタ２２のストッパ
ー端面２２ｂに当接し、それ以上沈み込めない構造になっている。すなわち、主弁体３１が弁座３２に当接した瞬間においてピストン２１の下面とアダプタ２２のストッパー端面２２ｂのクリアランスが所定量α（図１）に設定されるような構造とすることで、主弁体３１が弁座３２に沈み込む量を設定する。かかる所定量αは、主弁体３１の硬度や材質、弁座３２の形状によって異なる量に決定されるものである。具体的な決定方法としては、まず、主弁体３１（ゴム）の硬度や材質、弁座３２の形状などから、弁体３１と弁座３２の間のシール性を確保するために必要な主弁体３１の沈み込み量を決定する。そのうえでロッド２３、主弁体３１、弁本体１１、アダプタ２２などの積み上げ公差の下限値を考慮しつつ、最低限の主弁体３１の沈み込み量が確保できるように決定するというものである。 Next, a characteristic operation in the fluid control valve 1 will be described.
In the valve-closed state as shown in FIG. 1, the downward biasing force of the spring 24 is transmitted to the main valve body 31 via the piston 21 and the rod 23, so that the main valve body 31 biases the spring 24 downward. As a result, it is pressed against the valve seat 32. The main valve body 31 is made of an elastic body, and is formed to sink by the amount pressed against the valve seat 32. That is, the greater the downward biasing force of the spring 24, the greater the amount of the main valve body 31 that is pressed against the valve seat 32 and sinks. However, in the present invention, when the main valve body 31 is pressed against the valve seat 32 by a predetermined amount and sinks, the lower surface of the piston 21 (the end surface on the valve body 11 side) comes into contact with the stopper end surface 22b of the adapter 22 and beyond. It has a structure that cannot sink. That is, the main valve body 31 is structured so that the clearance between the lower surface of the piston 21 and the stopper end surface 22b of the adapter 22 is set to a predetermined amount α (FIG. 1) at the moment when the main valve body 31 contacts the valve seat 32. The amount by which the valve body 31 sinks into the valve seat 32 is set. The predetermined amount α is determined to be different depending on the hardness and material of the main valve body 31 and the shape of the valve seat 32. As a specific determination method, first, the main characteristics necessary for ensuring the sealing performance between the valve body 31 and the valve seat 32 from the hardness and material of the main valve body 31 (rubber), the shape of the valve seat 32, and the like. The amount of subsidence of the valve body 31 is determined. In addition, the minimum amount of sinking of the main valve body 31 is determined in consideration of the lower limit value of the stacking tolerance of the rod 23, the main valve body 31, the valve body 11, the adapter 22, and the like.

なお、実験の結果より、弁体３１と弁座３２の間のシール性を確保するために、主弁体３１の沈み込み量は、最低限として、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度を確保することが望ましいことが分かっている。また、この最低限の沈み込み量を確保するために所定量αは０．３ｍｍ〜１．１ｍｍ程度を確保することが望ましいことが分かっている。
ここで、より具体的な実験値の一例をあげると、主弁体３１として硬度の高いゴムを使用し、弁座３２の形状の設定値として弁座３２の先端のＲ部３５のＲを０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とした場合には、所定量αとしては０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ程度を確保することが望ましいことが分かっている。 As a result of the experiment, in order to ensure the sealing performance between the valve body 31 and the valve seat 32, the sinking amount of the main valve body 31 is ensured to be about 0.1 mm to 0.2 mm as a minimum. I know that is desirable. In addition, it has been found that it is desirable to secure the predetermined amount α in the range of about 0.3 mm to 1.1 mm in order to ensure this minimum sinking amount.
Here, as an example of more specific experimental values, rubber having high hardness is used as the main valve body 31, and R of the R portion 35 at the tip of the valve seat 32 is set to 0 as a set value of the shape of the valve seat 32. When it is about 0.5 mm to 1.0 mm, it has been found that it is desirable to secure about 0.3 mm to 0.7 mm as the predetermined amount α.

また、本発明では特にストッパー端面２２ｂはアダプタ２２の中心部の摺動孔２２ａの周囲に形成されているので、ストッパー端面２２ｂがロッド２３、主弁体３１、弁座３２とともにほぼ同軸上に位置することになる。そのため、たとえピストン２１が傾いて摺動したとしても、所定量αにより確実に主弁体３１の沈み込み量を決定することができる。   In the present invention, the stopper end surface 22b is formed around the sliding hole 22a at the center of the adapter 22, so that the stopper end surface 22b is positioned substantially coaxially with the rod 23, the main valve body 31, and the valve seat 32. Will do. Therefore, even if the piston 21 tilts and slides, the amount of sinking of the main valve element 31 can be determined reliably by the predetermined amount α.

このようにピストン２１の下面がアダプタ２２のストッパー端面２２ｂに当接し、所定の量以上は沈み込むことができない構造になっていることから、主弁体３１に過大な荷重が掛かって破損してしまうという恐れはない。
また、長期間使用しても弁体３１のへたりが一定量以上は進まないので、弁体３１と弁座３２の間での安定したシール性を長期間確保することができ耐久性が飛躍的に向上する。そのため、流体圧力に応じてスプリング２４の付勢力を十分に大きくすることもできる。 Since the lower surface of the piston 21 is in contact with the stopper end surface 22b of the adapter 22 and cannot sink more than a predetermined amount, the main valve body 31 is damaged due to an excessive load. There is no fear of it.
In addition, since the sag of the valve body 31 does not advance more than a certain amount even if it is used for a long time, a stable sealing performance between the valve body 31 and the valve seat 32 can be ensured for a long time, and the durability is greatly improved. Improve. Therefore, the urging force of the spring 24 can be sufficiently increased according to the fluid pressure.

以上のような実施例により、以下の効果が得られる。
本発明は、一端部にピストン２１が配設され他端部に主弁体３１が配設されたロッド２３と、略円筒形のピストンシリンダ１２と弁本体１１の間に固定されロッド２３が摺動する摺動孔２２ａが中心部に形成された略円盤形のアダプタ２２を有する流体制御弁において、ピストン２１の弁本体１１側の端面と当接および離間するストッパー端面２２ｂが設けられたアダプタ２２を有するので、ピストン２１の弁本体側の端面がアダプタ２２のストッパー端面２２ｂに当接し、主弁体３１が弁座３２に押し付けられても所定の量以上は沈み込まず、主弁体３１に過大な荷重が掛からず、主弁体３１が破損するおそれがなく、主弁体３１の耐久性を飛躍的に向上させる。また、ピストン２１を付勢するスプリング２４の付勢力を十分に大きくしても問題が生じないので、制御対象である流体の種類を選ばず、流体に混入する異物にも強い効果が得られる。 According to the embodiment as described above, the following effects can be obtained.
The present invention includes a rod 23 having a piston 21 disposed at one end and a main valve body 31 disposed at the other end, and is fixed between the substantially cylindrical piston cylinder 12 and the valve body 11 and the rod 23 is slid. In a fluid control valve having a substantially disk-shaped adapter 22 having a sliding hole 22a that moves in the center, an adapter 22 provided with a stopper end surface 22b that contacts and separates from the end surface of the piston 21 on the valve body 11 side. Therefore, even if the main valve body 31 is pressed against the valve seat 32, the end face on the valve body side of the piston 21 does not sink more than a predetermined amount and does not sink into the main valve body 31. An excessive load is not applied, the main valve element 31 is not damaged, and the durability of the main valve element 31 is dramatically improved. In addition, no problem arises even if the urging force of the spring 24 that urges the piston 21 is sufficiently increased, so that a strong effect can be obtained against foreign matter mixed in the fluid regardless of the type of fluid to be controlled.

本発明は、さらにストッパー端面２２ｂは摺動孔２２ａの周囲に形成されているので、ストッパー端面２２ｂがロッド２３、主弁体３１、弁座３２とともにほぼ同軸上に位置する。そのため、ピストン２１の傾きに関わらず、ピストン２１の下面とストッパー端面２２ｂのクリアランスが、そのまま確実に主弁体３１の沈み込み量を決定する。
従って、より確実に主弁体３３の耐久性を飛躍的に向上させ、制御対象である流体の種類を選ばず、流体に混入する異物にも強い効果が得られる。 In the present invention, since the stopper end surface 22b is formed around the sliding hole 22a, the stopper end surface 22b is located substantially coaxially with the rod 23, the main valve body 31, and the valve seat 32. Therefore, regardless of the inclination of the piston 21, the clearance between the lower surface of the piston 21 and the stopper end surface 22b reliably determines the amount of subsidence of the main valve body 31 as it is.
Therefore, the durability of the main valve body 33 can be dramatically improved more reliably, and a strong effect can be obtained against foreign matters mixed in the fluid regardless of the type of fluid to be controlled.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.

本発明の流体制御弁（閉弁状態）の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve (valve closed state) of this invention. 本発明の流体制御弁（開弁状態）の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve (valve open state) of this invention. 従来技術１の流体制御弁（スプリング荷重大）の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve (spring load large) of the prior art 1. FIG. 従来技術１の流体制御弁（スプリング荷重小）の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve (small spring load) of the prior art 1. 従来技術１（特許文献１）の電磁弁の断面図である。It is sectional drawing of the solenoid valve of prior art 1 (patent document 1). 従来技術１（特許文献２）の電磁弁の断面図である。It is sectional drawing of the solenoid valve of prior art 1 (patent document 2). 従来技術２の流体制御弁の断面図である。It is sectional drawing of the fluid control valve of the prior art 2. FIG. 従来技術３の電磁弁の断面図である。It is sectional drawing of the solenoid valve of the prior art 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 流体制御弁
１１ 弁本体
１２ ピストンシリンダ
２１ ピストン
２２ アダプタ
２２ｂ ストッパー端面
２３ ロッド
２４ スプリング
２５ 加圧室
３１ 主弁体
３２ 弁座
３５ Ｒ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid control valve 11 Valve main body 12 Piston cylinder 21 Piston 22 Adapter 22b Stopper end surface 23 Rod 24 Spring 25 Pressurization chamber 31 Main valve body 32 Valve seat 35 R part

Claims (2)

一端部にピストンが配設され他端部に弾性体からなる主弁体が配設されたロッドと、略円筒形のピストンシリンダと弁本体の間に固定され前記ロッドが摺動する摺動孔が中心部に形成された略円盤形のアダプタを有し、前記ピストン及び前記主弁体が前記ロッドに直接連結され、前記主弁体が弁座に直接当接して閉弁する流体制御弁において、
前記ピストンの弁本体側の端面と当接および離間するストッパー端面が設けられた前記アダプタを有すること、
前記主弁体が前記弁座に当接した瞬間における前記ピストンの前記弁本体側の端面と前記アダプタが有する前記ストッパー端面とのクリアランスを所定値αに設定すること、
前記所定値αは、前記主弁体の硬度や材質、前記弁座の形状によって、前記主弁体と前記弁座の間のシール性を確保するために必要な量であって、かつ前記主弁体に過大な荷重が掛からない量であること、
を特徴とする流体制御弁。 A rod having a piston disposed at one end and a main valve body made of an elastic body disposed at the other end, and a sliding hole fixed between the substantially cylindrical piston cylinder and the valve body and sliding with the rod There have a substantially disk-shaped adapter which is formed in the center, the piston and the main valve body is coupled directly to the rod, the main valve body in the fluid control valve to close the valve in direct contact with the valve seat ,
Having the adapter provided with a stopper end surface that comes into contact with and separates from the end surface of the piston on the valve body side;
Said main valve body the valve body side end surface and clearance setting Teisu Rukoto the predetermined value α and said stopper end surface on which the adapter has the piston at the moment of contact with the valve seat,
The predetermined value α is an amount necessary to ensure the sealing performance between the main valve body and the valve seat, depending on the hardness and material of the main valve body, and the shape of the valve seat, and An amount that does not apply an excessive load to the valve body,
A fluid control valve characterized by. 請求項１の流体制御弁において、
前記ストッパー端面は前記摺動孔の周囲に形成されていることを特徴とする流体制御弁。 The fluid control valve of claim 1.
The fluid control valve according to claim 1, wherein the stopper end surface is formed around the sliding hole.
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