JPH01255771A - 急速切替弁 - Google Patents

急速切替弁

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JPH01255771A
JPH01255771A JP8004988A JP8004988A JPH01255771A JP H01255771 A JPH01255771 A JP H01255771A JP 8004988 A JP8004988 A JP 8004988A JP 8004988 A JP8004988 A JP 8004988A JP H01255771 A JPH01255771 A JP H01255771A
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JP
Japan
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valve body
valve
pressure
pressure receiving
valve seat
Prior art date
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Pending
Application number
JP8004988A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuyuki Usui
碓井 康之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BARUKAABEROOZU KOGYO KK
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
Original Assignee
BARUKAABEROOZU KOGYO KK
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 九且血狡歪上1 本発明は、比較的大流量の流体の流れを急速に切り替え
ることのできる急速切替弁に関する6日の°′01景t
 びに の7 流体の流れを急速に切替える急速切替弁としては、電磁
力を利用して弁体を移動させる電磁弁が広く用いられて
いる。しかしながら、従来の電磁弁にあっては、比較的
大流量の流体の流れを急速に切り替えようとした場合に
、弁体の受圧面積が大きくなり、ここに作用する流体圧
に抗して弁体を移動させるために大きな駆動力を必要と
し、装置が大型になり過ぎて実用的でないという不都合
を有している。
そこで、比較的大流量の流体の流れを切り替える場合に
は、モータ駆動弁が一般的に用いられている、しかしな
がら、モータ駆動弁にあっては、モータによる回転運動
を直線運動に変換するため、弁の開閉動作が遅く、急速
切替の要請に沿うことができなかっな。
九且凹且囮 本発明は、上記従来技術に伴う問題点を解決するために
なされたものであり、比較的小型のソレノイドを用いて
、比較的大口径の弁体を瞬時に開閉し、比較的大流量の
流体の流れを応答性良く急速に切り替えることのできる
急速切替弁を提供することを目的とする。
発明の概要 かかる目的を達成するために、本発明に係る急速切替弁
は、ゲージング内を流れる流体の流路途中に設けられた
弁座と、 この弁座に適宜圧接1.て流路の開閉を行なう弁体と、 この弁体が取付けられ、流路が形成されたケーシングに
対して軸方向移動自在に装着された弁棒この弁棒に径方
向外方に突出して形成され、前記弁座よりも上流側の流
体圧が、前記弁体を弁座に圧接させる方向に作用する急
閉木用受圧面と、この急閉木用受圧面が形成された受圧
板の裏面に流体圧が作用しないように、この受圧板の表
裏面を密封すると共に、前記弁棒をケーシングに対して
軸方向移動自在に保持するベローズと、前記弁体を弁座
に圧接させる方向の弾力性を付与するスプリングと、 通電によって、前記弁体を弁座からにず方向に電磁力を
付加するソレノイドとを有することを特徴としている。
このような本発明に係る急速切替弁によれば、流路を開
く場合には、ソレノイドを通電して電磁力を発生させ、
この電磁力により弁体を弁座から引き離す、この場合に
、弁体を弁座から引きrず初期時における弁体に作用す
る力Fa  (電磁力を除く)は、次の式で表わせる。
Fa  =F1−F2+F3 =S1xP−32xP+F3 =P  (SL−82)+F3    ・・・ (A)
ここで、 PIは、急閉富用受圧面に作用する流体圧であり、 F2は弁体の上流側受圧面に作用する流体圧であり、 F3はスプリングによる弾発力であり、Slは急閉木用
受圧面30の受圧面積であり、S2は弁体18における
上流側受圧面積であり、Pは上流(FI流8りa内の流
木圧力である。
本発明では、受圧面積差(SL−32>を小さく設定す
ることにより、弁体初期移動作用力Faを流体圧力Pに
無関係なスプリング力F3に任意に設定することが可能
になるなめ、ソレノイドの初動出力を、力Paを超える
きわめて小さな力に設定することが可能になる。
また、弁体が弁座かへ十分に引き離された状態における
弁体に作用する力Fb  (@ffl力を除く)は、次
式で表わせる。
Fil =F1−F2十F2−1−F3=F1+F3(
’、’F2年F2−)  ・・・(B)ここで、Fl、
F2、F3は前記式<A)におけるFl、F2、F3に
対応し、F2−は弁体の下流側受圧面に作用する流体圧
である。
上記式(A>、(B)を比較すると、Fa’<Fbが成
り立つ、したがって、本発明に係る急速切替弁を開状態
とするためには、弁体に作用する最大力Fb =F1+
F3 (電磁力を除く)を超える最大出力を有する比較
的小型のソレノイドを本発明に隔る急速切替弁に装着す
れば良い。特に、本発明にあっては、弁の開放初期時に
は、Fbよりも小さい力Paに打ち勝つ力をソレノイド
が有すれば良いことから、鉄心がソレノイドに近づく程
、強力な電磁力を得られるというソレノイドの一般的特
性を有効に利用できるので都合が良い。
また、流路を閉じる場合には、ソレノイドの通電を止め
れば良い、弁体にはFb=F1+F3の力が、弁体を弁
座に圧接させる方向に瞬時に作用することから、応答性
良く急速に流路を遮断することができる。
Hの旦 1′(千日 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例に係る急速切替弁の概略断面
図、第2図は同切替弁の弁開放状態を示す要部断面図で
ある。
第1,2図に示すように、本発明の一実施例に係る急速
切替弁2は、流liI!t3が内部に形成されたゲージ
ング4を有する。ゲージング4内の流路途中には、中央
に開口部6を有する弁座8が装着されている。弁座8の
上流側流路3aは吸入側管10内と連通し、下流側流路
3bは吐出側管12内と連通ずるようになっている。各
管10,12先端部には、継手フランジ14.16が接
合され、他の配管ないし機器に連結可能になっている。
弁座8には、弁体18が吐出側流路3b側から圧接可能
になっており、弁体18が弁座8に圧接した場合には、
開口部6が閉塞され、流路3が遮断されるようになって
いる。
弁体18は、弁棒20の下端に取付固定され、上流側流
路3a内の流体圧が作用する上流側受圧面22と、下流
側流路3b内の流体圧が作用する下流側受圧面24とを
有する。この弁体18にはスプリング26の一端が当接
し、このスプリング26の他端がケーシング4のエンド
ブラケット28に当接することにより、スプリングの弾
発力が弁体18を弁座に圧接させる方向に作用するよう
になっている。
弁棒20は、弁座8中央を軸方向に伸延し、ゲージング
4に対して軸方向移動可能になっている。この弁棒20
の上端には、上流側流路3a内の流体圧が、弁体18を
弁座8に圧接させる方向に作用するようになっている急
閉窓用受圧面30が形成された受圧板32が径方向に突
出して形成しである0本実施例では、この急閉窓用受圧
面30の面積S1は、弁体18における上流側受圧面2
2の面積S2よりも大きくしである。
こめ受圧板32の外周にはベローズ34の一端が気密に
取付けられている。このベローズ34の他端は、ゲージ
ング4に取付けられたアダプタ36に気密に取付けられ
ている。したがって、このベローズ34により、受圧板
32の裏面38に上流側流路3a内の流体圧が作用しな
いように、受圧板32の表裏面を密封するようになって
いる。
また、このベローズ34は、弁棒20をケーシング4に
対して軸方向移動自在に保持するようになっている。
弁棒20の上端にはスライドシャフト40が取付固定さ
れている。スライドシャフト40の上端には可動鉄心4
2が取付固定され、これら可動鉄心42、スライドシャ
フト40、弁棒20および弁体18は連動して軸移動可
能になっている。
可動鉄心42は、ソレノイド44が発生ずる電磁力によ
って、ストッパ46方向に移動可能になっている。ソレ
ノイド44は、通電によって電磁力を発生させるもので
あり、このソレノイド44が通電されると、可動鉄心4
2がストツパ46に付着する方向に下方移動し、弁体1
8が弁座8から離れる方向に移動するようになっている
このような本発明の一実施例に係る急速切替弁2によれ
ば、ソレノイド44を通電させない状態では、弁体18
には次式に示す力Faが弁体18を弁座8に圧接させる
方向に作用することがら流路は良好に遮断される。
Fa =F 1−F’2+F 3 =S1xP−32xP十F3 =p (Sl−32)+F3   ・・・(A>ここで
、 Flは、急閉窓用受圧面30に作用する流体圧であり、 F2は弁体の上流側受圧面22に作用する流体圧であり
、 F3はスプリング26による弾発力であり、Slは急閉
窓用受圧面30の受圧面積であり、S2は弁体18にお
ける上流側受圧面積であり、Pは上流側?&f¥f) 
3 a内の流体圧力である。
特に、本実施例では、受圧面30の面積S1を受圧面2
2の面積S2よりも大きくしであることがら、P (S
t−32)>Oとなり、流体圧力Pが存在する状態では
、このP(Sl、−32>による力とスプリング力F3
とによって弁体18を弁座8に圧接させ、流路を遮断し
ている。
次に流路3を開く場合には、ソレノイド44を通電して
電磁力を発生させ、この電磁力により可動鉄心・12を
ストッパ46方向に下方移動させ、弁体18を弁座8か
ら引き離す、この場合に、弁体18を弁座8から引き離
す初期時における弁体18に作用する力Fa  (電磁
力を除く)は、上述した<A>式で表わせる。
本実施例では、受圧面積差(31−32)を比較的小さ
な正の値に設定することにより、弁体初期移動作用力F
aを流体圧力Pにほぼ無関係なスプリング力F3に近い
F3+PX (SL−32>の値に任意に設定すること
が可能になるため、ソレノイドの初動出力を、力Faを
超えるきわめて小さな力に設定することが可能になる。
また、第2図に示すように、弁体18が弁座8から十分
に引き離された状態における弁体18に作用する力Fb
  (電磁力を除く)は、次式で表わせる。
Fb =F1−F2+Fl+F3 −F1+F3 (’、’F?2二F2−) ・・・(B
)ここで、Fl、F2、F3は前記式(A)におけるF
l、F2、F3に対応し、F2”は弁体18の下流側受
圧面24に作用する流体圧である。
上記式(A)、(B)を比較すると、Fa<Fbが成り
立つ、したがって、本実施例に係る急速切替弁2を開状
態とするなめには、弁体18に作用する最大力Fb=F
1+F3(7に磁力を除く)を超える最大出力を有する
比較的小型のソレノイド44を急速切替弁2に装着すれ
ば良い、特に、本実施例にあっては、弁の開放初期時に
は、Fbよりも小さい力Faに打ち勝つ力をソレノイド
が有すれば良いことから、鉄心がソレノイドに近づく程
、強力な電磁力を得られるというソレノイドの一般的特
性を有効に利用できるので都合が良い。
また、流路を閉じる場合には、ソレノイド44の通電を
止めれば良い。弁体にはFb=F1.+F3の力が、弁
体18を弁座8に圧接させる方向に瞬時に伴用すること
から、応答性良く急速に流路3を遮断することができる
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、急速閉塞用受圧面30の受圧面積S1を弁体
18の上流側受圧面22の面積S2よりも必ずしも大き
くする必要はなく、円面積が略同じであれば、Sl<3
2であっても良い。
i匪立患】 以上説明してきたように、本発明によれば、比較的小型
のソレノイドパルプを用いて、比較的大口径の弁体を瞬
時に開閉することが可能になり、比較的大流量の流体の
流れを応答性良く急速に切り替えることができるという
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る急速切替弁の概略断面
図、第2図は同切替弁の弁開放状態を示す要部断面図で
ある。 2・・・急速切替弁    3・・・流路3a・・・上
流側流路   3b・・・下流ffl流路4・・・ゲー
ジング    6・・・開口部8・・・弁座     
 18・・・弁体20・・・弁棒      22・・
・上流側受圧面24・・・下流側受圧面  26・・・
スプリング34・・・ベローズ    44・・・ソレ
ノイド代理人  弁理士  鈴 木 俊一部 z5    z巳    31) ?y、2   ノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ケーシング内を流れる流体の流路途中に設けられた弁座
    と、 この弁座に適宜圧接して流路の開閉を行なう弁体と、 この弁体が取付けられ、流路が形成されたケーシングに
    対して軸方向移動自在に装着された弁棒と、 この弁棒に径方向外方に突出して形成され、前記弁座よ
    りも上流側の流体圧が、前記弁体を弁座に圧接させる方
    向に作用する急閉塞用受圧面と、この急閉塞用受圧面が
    形成された受圧板の裏面に流体圧が作用しないように、
    この受圧板の表裏面を密封すると共に、前記弁棒をケー
    シングに対して軸方向移動自在に保持するベローズと、
    前記弁体を弁座に圧接させる方向の弾力性を付与するス
    プリングと、 通電によって、前記弁体を弁座から離す方向に電磁力を
    付加するソレノイドとを有することを特徴とする急速切
    替弁。
JP8004988A 1988-03-31 1988-03-31 急速切替弁 Pending JPH01255771A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011132438A1 (ja) * 2010-04-21 2011-10-27 イーグル工業株式会社 圧力制御弁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011132438A1 (ja) * 2010-04-21 2011-10-27 イーグル工業株式会社 圧力制御弁
JP5649570B2 (ja) * 2010-04-21 2015-01-07 イーグル工業株式会社 燃料電池用圧力制御弁

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