JPH04277385A - 外部パイロット式バルブ - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部パイロット式バル
ブ、特にパイロット弁体の開閉により主弁の開閉および
流体の流量調節を行なうようにした外部パイロット式バ
ルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流入路と流出路との間に主弁を開閉自在
に設け、この主弁の背面に流入路とブリード孔によって
連通する背圧室を形成し、この背圧室内の流体を外部あ
るいは流出路側に逃すためのパイロット弁体を備え、パ
イロット弁体の開閉により主弁を開閉させるよう構成し
た外部パイロット式バルブは、従来から知られている。 このような従来の外部パイロット式バルブとして、パイ
ロット弁体の駆動を印加する電圧により変位量が異なる
圧電アクチュエータを用いて行なっているものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような外
部パイロット式バルブは、止水時に背圧室内の流体圧が
高くなると、パイロット弁体が、ばね性を有する圧電ア
クチュエータに抗して変位し、この圧電アクチュエータ
のプランジャで位置調節されているパイロット弁体がパ
イロット弁座から離れてしまう。したがって、止水性が
悪くなり、さらに、所定の電圧を圧電アクチュエータに
印加しても所定量の開口を得ることができないこととな
る。これに対し、止水性を良くするため予め止水時にパ
イロット弁体をパイロット弁座に強く押し付けておくと
、背圧室内の流体圧が低いときには、パイロット弁体が
パイロット弁座から離れるのに余分な電圧を圧電アクチ
ュエータに印加する必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の外部パイロット式バルブにおいては、給水圧
によるパイロット弁体の移動量とその水圧によるパイロ
ット弁座の移動量が略同等となるようにパイロット弁座
を支持した。

【０００５】

【作用】本発明の外部パイロット式バルブは、制御対象
となる流体の水圧が高くなった場合でもパイロット弁体
の移動量に対するパイロット弁座の移動量を略同等とし
たのでパイロット弁体とパイロット弁座は当接状態を維
持する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る外部パイ
ロット式バルブの断面図である。外部パイロット式バル
ブ１は、ケーシング２、３と、流入路４と流出路５の間
に設けられた主弁６と、この主弁６の背面にブリード孔
７によって流入路４と連通するよう形成された背圧室８
と、この背圧室８と大気開放空間である外部パイロット
室９との間に設けられたパイロット弁本体１０と、この
パイロット弁本体１０を支持する中空円板状のダイヤフ
ラム１１とにより構成される。

【０００７】パイロット弁本体１０は、パイロット弁体
１２と、このパイロット弁体１２の先端に形成されたパ
イロット弁１３と、このパイロット弁１３と当接するパ
イロット弁座１４とにより構成される。また、パイロッ
ト弁体１２を駆動するアクチュエータとして圧電アクチ
ュエータ１５を用いている。圧電アクチュエータ１５と
は、圧電素子１５ー１に通電することで、圧電素子１５
ー１を軸方向に収縮させ、この圧電素子１５ー１に連結
したピストン１５ー２を上方へ移動して液体室１５ー３
に封入された液体を介してプランジャ１６を移動させる
ようにしたものであり、印加する電圧に応じてプランジ
ャ１６の位置を無段階に変化させることができる。なお
、１５ー４はベローズであり、液体室１５ー３に封入さ
れた液体が圧電アクチュエータ１５の外部に漏れないよ
うにすると同時に液体の圧力変化をプランジャに伝達す
るためのものである。

【０００８】外部パイロット式バルブで流量調節を行な
う場合には、パイロット弁体１２の位置調節の精密さが
要求されることから上記のような圧電アクチュエータ１
５を用いるが、本実施例においては、この圧電アクチュ
エータ１５をケーシング２の上方に、図示のように断面
コ字状のかしめ用部材１５ー５を嵌合し圧縮して連結し
て設け、上述の圧電アクチュエータ１５のプランジャ１
６でパイロット弁体１２を駆動する。

【０００９】ダイヤフラム１１の内周部は、パイロット
弁本体１０の段部にパッキン１７ー１で液密に支持され
ている。一方、ダイヤフラム１１の断面Ｌ字状の外周部
は、ケーシング２、３とパッキン１７ー２、１７ー３と
によって液密に装着されている。

【００１０】ダイヤフラム１１は、水圧によりパイロッ
ト弁体１２が、圧電アクチュエータ１５のばね性により
移動する量に相当する分だけ撓むようなヤング率を有す
る材料を用い、パイロット弁体１２の変位量とダイヤフ
ラム１１の変位量が等しくなるように構成する。本実施
例においては、上記ヤング率を考慮した適宜の板厚の樹
脂材料として、例えばＡＢＳ（アクリルニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合樹脂）やＰＯＭ（ポリオキシメ
チレン重合樹脂）等を用いる。

【００１１】本発明の実施例に係る外部パイロット式バ
ルブは、圧電アクチュエータ１５に電圧を印加していな
い場合、プランジャ１６は、パイロット弁体１２方向に
進出した状態にあり、パイロット弁座１３はパイロット
弁座１４に当接している。この状態では、ブリード孔７
を介して主弁６の背圧室８に流入した流体の圧力で主弁
６は、主弁座１８に圧接され主弁孔１９を閉じている。 このとき、背圧室８の圧力が高くてパイロット弁１３が
上方に移動したとしても、、ダイヤフラム１１は、その
弾性により変形し、パイロット弁座１４をこの水圧によ
るパイロット弁１３（プランジャ１６）の移動量と同量
変位させてパイロット弁１３とパイロット弁座１４は当
接状態を維持する。

【００１２】一方、アクチュエータ１５を駆動してプラ
ンジャ１６を後退させると、パイロット弁１３はパイロ
ット弁座１４から離れ、パイロット弁孔２０が開く。す
ると、背圧室８内の流体がダイヤフラム１１とケーシン
グ２により形成される外部パイロット室９へ流入し、さ
らに排出流路２１を介してケーシング２外部へ流出する
。これにより背圧室８内の圧力は低下し、流入路４から
の圧力で主弁６は、押上げられ当接状態が解除され、水
は流出路５へ流れる。圧電アクチュエータ１５に印加す
る電圧を調節することによりプランジャ１６の移動量す
なわちパイロット弁１３の移動量を調節し、主弁孔１９
を流れる流体の流量調節をする。この際に、背圧室８の
圧力によるパイロット弁１３とパイロット弁座１４の移
動量は同等であるので所定の電圧を圧電アクチュエータ
１５に印加すればパイロット弁孔２０を所定量だけ開口
することができる。

【００１３】図２は、本発明の第２実施例に係る外部パ
イロット式バルブの断面図であり、第１実施例と同一部
分には同一番号を付し、その説明を省略する。外部パイ
ロット式バルブ１は、第１実施例と同様にケーシング２
、３と、流入路４と流出路５の間に設けられた主弁６と
、この主弁６の背面にブリード孔７によって流入路４と
連通するよう形成された背圧室８と、この背圧室８と大
気開放空間である外部パイロット室９との間に設けられ
たパイロット弁本体１０と、このパイロット弁本体１０
を支持する中空円板状のダイヤフラム２２とにより構成
される。

【００１４】この第２実施例においては、ダイヤフラム
２２の内周部は、パイロット弁本体１０の段部に複数の
爪を設けたサラ止め輪２３とパッキン１７ー１とで液密
に支持されている。一方、ダイヤフラム２２の外周部は
、ケーシング２、３によってＯリング２４ー１、２４ー
２を介して液密に装着されている。このとき、図示のよ
うにケーシング３には、水圧によりダイヤフラム２２の
内周部が、支点２５を支点として変位することができる
ようにダイヤフラム２２の外周部に溝２６を設ける。

【００１５】ダイヤフラム２２は、圧電アクチュエータ
１５のばね性により水圧を受けてパイロット弁１３が、
移動する量に相当する分だけ撓むようなヤング率を有す
る材料を用いて構成するようにし、本実施例においては
、上記ヤング率を考慮した適宜の板厚のステンレス、チ
タン等の剛体を用いる。

【００１６】この第２実施例に係る外部パイロット式バ
ルブは、上記のような構成であり、第１実施例と同様に
動作するが、樹脂よりも高圧力においても高精度の変位
を得ることができ、また温度変化によるヤング率の変化
がないため、より広い条件での使用が可能である。なお
、この実施例においては、サビ、コスト、加工の点から
ステンレスを使用するようにしているが、これに拘泥す
ることなく、剛体であれば他の素材でもよいことは勿論
である。なお、本実施例においては、アクチュエータと
して圧電アクチュエータを使用したが、これにとらわれ
ることなく他のばね性を有するアクチュエータであって
もよいことは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】本発明の実施例に係る外部パイロット式
バルブは、上記のような構成であるから、給水圧に応じ
てパイロット弁とパイロット弁座が同量だけ変位するた
め、止水時にはパイロット弁とパイロット弁座が当接し
たままで完全な止水を行なうことができ、開弁時には所
定の電圧でパイロット弁孔に所定量の開口を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る外部パイロ
ット式バルブの断面図である。

【図２】図２は、本発明の第２実施例に係る外部パイロ
ット式バルブの断面図である。

【符号の説明】

１…外部パイロット式バルブ、２…ケーシング、３…ケ
ーシング、４…流入路、５…流出路、６…主弁、７…ブ
リード孔、８……背圧室、９…外部パイロット室、１０
…パイロット弁本体、１１、２２…ダイヤフラム、１２
…パイロット弁体、１３…パイロット弁、１４…パイロ
ット弁座、１５…圧電アクチュエータ、１５ー１…圧電
素子、１５ー２…ピストン、１５ー３…液体室、１５ー
４…ベローズ、１５ー５…かしめ用部材、１６…プラン
ジャ、１７ー１、１７ー２、１７ー３…パッキン、１８
…主弁座、１９…主弁孔、２０…パイロット弁孔、２１
…排出流路、２３…サラ止め輪、２４ー１、２４ー２…
Ｏリング、２５…支点、２６…溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流入路と流出路との間に開閉自在に設
   けられた主弁と、主弁の背面に流入路とブリード孔によ
   って連通するよう形成された背圧室と、背圧室内の流体
   を外部あるいは流出路側に逃すためのパイロット弁体を
   備え、パイロット弁体の開閉により主弁を開閉させるよ
   う構成した外部パイロット式バルブにおいて、給水圧に
   よるパイロット弁体の移動量に対するその水圧によるパ
   イロット弁座の移動量が同等以上となるようにパイロッ
   ト弁座を支持したことを特徴とする外部パイロット式バ
   ルブ。