JPH0112047Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車のエンジン等に用いられる流量
制御弁に関する。

（従来技術） 一般に、この種流量制御弁は弁の上流側と下流
側の圧力差に応じて自動的に開閉弁するようにな
つており、その従来例としては、例えば、第６図
に示すようなものがある。この流量制御弁にあつ
ては、流入口３３と流出口３４との間に形成され
る流路内において、リード弁３１の上流側に絞り
弁３２を備え、上記流入口３３から流出口３４へ
と流れる空気等の流体の流量を自由に制御し得る
ようになつている。すなわち、上記絞り弁３２
は、ダイアフラム室３５に供給される作動流体の
信号圧力によつて作動するダイアフラム３６に連
結された弁体３７と、該弁体３７の弁頭３８が着
座する弁座３９とよりなつている。従つてダイア
フラム室３５内に供給される作動流体の信号圧力
を増すことにより、同ダイアフラム室３５内の圧
力が上昇すると、ダイアフラム３６が圧縮スプリ
ング４０の弾発力に抗して押下げられるため、該
ダイアフラム３６に連結された弁体３７も同時に
押下げられ、流体の流量が制御される。

しかし、上記流量制御弁にあつては、弁体３７
の弁頭３８が弁座３９に近づくにつれ、弁頭３８
と弁座３９との間を流れる空気の流速が増し圧力
が低下するので、弁頭３８の弁座当接面３８ａ側
に加わる圧力が小さくなる。これに対して、弁頭
３８の上記弁座当接面３８ａと反対の面（以下、
反弁座当接面と称する）３８ｂ側に加わる圧力は
変化しないため、第７図に示すように弁頭３８の
反弁座当接面３８ｂ側に加わる合圧力P₁と弁座
当接面３８ａ側に加わる圧力P₂とのバランスが
くずれ、弁頭３８の反弁座当接面３８ｂ側に加わ
る圧力P₁の方が大きくなる。この結果、弁体３
７を閉じる方向に作用する力すなわち圧力P₁の
方が大きくなつて、急激に弁体３７が閉じてしま
い、第８図に示すように、広範囲の信号圧力にわ
たつて絞り弁３２を作動させ、空気の流量を制御
することができないといつた問題点があつた。

（考案が解決しようとする問題点） そこで、本考案は、従来の問題点を解決するた
めになされたもので、絞り弁の弁頭が弁座に近づ
いた状態にあつても、弁頭の反弁座当接面側に加
わる圧力と弁座当接面側に加わる圧力とのバラン
スがくずれないようにすることにより、弁体の動
作を安定させると共に、広範囲にわたつて空気等
の流体の流量を滑らかに制御することができるよ
うにするのが、その目的である。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の問題点を解決するために、弁
箱内に設けられた弁座と、前記弁座の上流側に配
置され、ダイアフラム室に供給される作動流体に
より前記弁座と協働して開閉弁する弁頭を備えた
弁体と、前記弁頭の反弁座当接面を密封的に覆う
と共に当該弁頭の外周側面と微小間隙を有して対
面する前記弁箱側に支持されたラビリンス室とを
備えることにより、上記弁頭が弁座に近づいて弁
座当接面に加わる圧力が低下した際、前記ラビリ
ンス室によつて生じるラビリンス効果を利用し
て、反弁座当接面に加わる圧力を減少させ、弁頭
の両面に加わる圧力のバランスをとつて、弁体の
動作を安定させるように構成されている。

（実施例） 以下に、本考案を図示の実施例に基づいて説明
すると、第１図乃至第３図において、１は流量制
御弁本体であり、この流量制御弁本体１は弁箱２
と、該弁箱２の上下に被着された上部カバー３と
下部カバー４とよりなつている。上記流量制御弁
本体１は、流入口５と流出口６とを備えており、
流路７中に絞り弁８が配置されていて、この絞り
弁８は弁頭１０付き本体９と弁座１１からなつて
いる。さらにその下流側にはリード弁１２の弁座
１３とストツパー１４とが配設されており、該弁
座１３とストツパー１４との間にはリード１５が
装備されている。

前記絞り弁８の弁体９は弁軸を備えており、こ
の弁軸１６は軸受１７及び軸シール１８を介して
弁箱２の支持部１９に支持されている。この弁軸
１６の上端は、弁箱２と上部カバー３との間に挾
着されたダイアフラム２０の、上下のセンターデ
イスク２１，２２を介して連結されている。この
ダイアフラム２０は、外部の圧力源より供給口２
３を介してダイアフラム室２４に供給される作動
流体の信号圧力により、圧縮スプリング２５の弾
発力に抗して押下げられ、前記弁頭１０を弁座１
１に着座させるようになつている。前記弁箱２に
は、ダイアフラム２０の下面側を大気に開放する
開放孔２６が穿設されており、該ダイアフラム２
０に連結された弁頭１０は、ダイアフラム室２４
内の圧力と大気圧との差圧によつて作動される。

前記弁体９の弁頭１０はラビリンス室２７内に
配置されており、このラビリンス室２７は、上記
弁頭１０の反弁座当接面１０ｃを密封的に覆うと
共に、当該弁頭１０の外周側面１０ｂと微小間隙
ｇを有して対面するようになつており、弁箱の支
持部１９先端に設けられている。上記弁頭１０
は、弁座当接面１０ａが円錐面状に形成された円
柱状体よりなり、その外周側面１０ｂが前記微小
間隙ｇを介してラビリンス室２７内に嵌挿される
ようになつている。また、弁座１１は、弁頭１０
の弁座当接面１０ａに対応して円錐面状に形成さ
れている。

以上の構成において、ダイアフラム室２４内に
供給される作動流体の信号圧力によりダイアフラ
ム２０を下降させると、弁頭１０が押下げられて
弁座１１に近づくため、該弁頭１０の下降に伴な
つてラビリンス室２７内に空間Ｓが徐々に形成さ
れる。このとき、弁頭１０と弁座１１の間の間隔
がせまくなり流速が速くなるので、弁頭１０の弁
座当接面１０ａに加わる圧力P₂は減少する。一
方、弁頭１０の上流側に位置する流体が微小間隙
ｇを介してラビリンス室２７内に形成される空間
Ｓ内に流入するため、弁頭１０の反弁座当接面１
０ｃには、上流側の流体がラビリンス効果を生じ
ながら作用する。従つて、弁頭の反弁座当接面１
０ｃに加わる圧力P₃は、弁頭１０の上流側に位
置する外部流体の圧力P₁より小さくなるため、
弁頭の反弁座当接面１０ｃに加わる圧力P₃と弁
座当接面１０ａに加わる圧力P₂との差を小さく
することができ、弁頭１０の作動を安定させるこ
とができる。そのため、ダイアフラム室２４に供
給される作動流体の信号圧力を徐々に変化させ、
弁頭１０を弁座１１に着座させるまで位定した状
態で昇降させることができ、第４図に示すよう
に、広範囲の信号圧力にわたつて絞り弁８を作動
させ、空気等の流体の流量を滑らかに制御するこ
とができる。

第５図には、本考案に係る流量制御弁の他の実
施例が示されており、第１図に示す実施例と同一
の部分については同一の符号を付して説明する
と、この実施例においては、弁頭１０の外周側面
１０ｂに環状の凹溝２８…が複数個設けられてお
り、こうすることによつて、弁頭の外周側面１０
ｂとラビリンス室２７との間に形成される微小間
隙ｇに基づくラビリンス効果ばかりでなく、前記
各凹溝２８…を形成したことによつてもラビリン
ス効果を生じるため、第一実施例の場合に比べて
ラビリンス効果を相剰的に大きくすることができ
る。従つて、弁頭の反弁座当接面１０ｃに加わる
圧力P₃は、上記ラビリンス効果によつて弁頭１
０の上流側に位置する外部流体の圧力P₁よりか
なり小さくなるため、弁頭の反弁座当接面１０ｃ
に加わる圧力P₃と弁座当接面１０ａに加わる圧
力P₂との差をほとんどなくすことができ、弁箱
１０の作動をより一層安定させることができる。
また、前記凹溝２８…の数や形状は種々の変更が
可能なことはもちろんであり、この凹溝２８…の
数や形状を適宜設定することによつて、必要の応
じて弁頭の弁座当接面１０ａに加わる圧力P₂を
反弁座当接面１０ｃに加わる圧力P₃より大きく
することもできる。その他の構成および作用につ
いては、第１図に示す実施例の場合と同一である
ので、その説明を省略する。

なお、図示の実施例のように、弁頭の弁座当接
面１０ａを円錐面状に形成した場合には、当該弁
座当接面１０ａの受圧面積を大きくできるため、
弁頭の弁座当接面１０ａに加わる圧力P₂を増加
させることができ、該弁頭１０の下流側の流体圧
力低下を補償できる利点がある。

また、図示の実施例では、流量制御弁がリード
弁１２を備えているものについて説明したが、こ
れに限定されるものではなく、絞り弁８の弁頭１
０に加わる圧力のアンバランスが間題となる他の
流量制御弁にも適用できることはもちろんであ
る。

もつとも、上記図示の実施例のように、絞り弁
８の下流側にリード弁１２を設けた場合には、弁
頭１０が閉弁しようとする際、該弁頭の弁座当接
面１０ａに加わる流体圧力が低下するが、このと
き、リード弁１２を閉弁状態に移行するので、こ
のリード弁１２の閉弁状態への移行によつて上記
弁頭の弁座当接面１０ａに加わる流体圧力の低下
が緩和されるため、弁頭１０の不安定な閉弁がよ
り確実に防止できるといつた利点がある。

（考案の効果） 本考案は、以上のように弁箱側内に設けられた
弁座と、前記弁座の上流側に配置され、ダイアフ
ラム室に供給される作動流体により前記弁座と協
働して開閉弁する弁頭を備えた弁体と、前記弁頭
の反弁座当接面を密封的に覆うと共に当該弁頭の
外周側面と微小間隙を有して対面する前記弁箱側
に支持されるラビリンス室とを備えてなるので、
ラビリンス効果により、当該弁頭の反弁座当接面
に加わる圧力を低下させ、弁座当接面と反弁座当
接面に加わる圧力のバランスをとつて、弁体の作
動を安定させることができ、広範囲にわたつて流
体の流量を滑らかに制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る流量制御弁の一実施例を
示す縦断面図、第２図は同弁の要部を示す作動前
の状態の縦断面図、第３図は同弁の要部を示す作
動時の状態の縦断面図、第４図は同弁の動作を示
すグラフ、第５図は本考案に係る流量制御弁の他
の実施例を示す要部の縦断面図、第６図は従来の
流量制御弁を示す縦断面図、第７図は同弁の要部
を示す作動状態の縦断面図、第８図は同弁の動作
を示すグラフである。 符号の説明、２……弁箱、９……弁体、１０…
…弁頭、１０ａ……弁座当接面、１０ｂ……外周
側面、１０ｃ……反弁座当接面、１１……弁座、
２４……ダイアフラム室、２７……ラビリンス
室、ｇ……微小間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弁箱内に設けられた弁座と、前記弁座の上流側
   に配置され、ダイアフラム室に供給される作動流
   体により前記弁座と協働して開閉弁する弁頭を備
   えた弁体と、前記弁頭の反弁座当接面を密封的に
   覆うと共に当該弁頭の外周側面と微小間隙を有し
   て対面する前記弁箱側に支持されるラビリンス室
   とを備えてなる流量制御弁。