JPH0531334Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は流体通路に取付けて流体の流通を制御
する弁に関し、特にばねで弁体を弁座側に常時付
勢する構造の圧力制御弁に関する。

従来の技術 従来の圧力制御弁の一種に減圧弁がある。減圧
弁は一般にダイヤフラムを有し、出口側の流体圧
力をこのダイヤフラムの一面に作用させてこれを
撓ませ、この撓みで主弁を操作する。パイロツト
式減圧弁ではダイヤフラムの撓みでパイロツト弁
を操作してピストンを駆動し、ピストンで主弁を
間接的に操作する。いずれにしても主弁は開弁方
向のみの変位力を受け、主弁の閉弁方向への変位
（復帰）は、ばねの弾性的付勢作用と流体圧力と
による。

この弁体を閉弁方向へ付勢するばねには通常コ
イルばねが用いられる。そして、従来のコイルば
ねは、一様な太さの線材で作られており、そのた
めにコイルばねの変位量に応じて発生する弾性反
力は、コイルばねの軸方向の変位量と正比例の関
係となる。従つて弁体には、弁体の変位量に応じ
て比例的にコイルばねの弾性反力が閉弁方向へ作
用することとなる。

一方、弁体に対する流体圧力の作用は、弁体の
開度が微少の時に大きく変化する。すなわち、弁
体の下流側の圧力は、弁体が弁座から少し離れる
時に急激に上昇し、ある程度弁体が弁座から離れ
た後は同程度弁体が変位しても下流側の圧力上昇
はそれ程大きなものとはならないのである。弁体
が閉弁する場合も同様であつて、弁体が弁座から
離れた位置にあるときは、弁体が変位しても下流
側の圧力はそれ程大きく変化しないが、弁体が弁
座の近くで弁座側に変位すると同程度の変位であ
つても下流側の流体圧力は急激に下降するのであ
る。

本考案が解決しようとする問題点 上記従来の、離座直後と着座直前時に下流側の
圧力変化が大きく、且つ、線径の一様なコイルば
ねで変位量に比例する弾性反力を受けている弁体
では、離着座時に弁座へ連続的な離着座を繰り返
す所謂ハンチングを生じる問題があつた。これ
は、弁体が離着座時における下流側の急激な圧力
変化により急激に変位し、この変位に応じて比例
したコイルばねの弾性反力を受けることにより、
本来流体圧力が所定値になつて始めて閉弁や開弁
をしなければならないところが、上記の比例した
コイルばねの弾性反力によつて過早に閉弁や開弁
をしてしまい、再度所定値になる前の流体圧力に
より開弁や閉弁をするために生じるものである。

ハンチングは弁体と弁座部の摩耗や損傷を引き
起こし、弁漏れを生じることとなるのである。

従つて本考案の技術的課題は、このようなハン
チングを生じることのない圧力制御弁を得ること
である。

一方、ハンチングを防止するには、弁体が離着
座する時のコイルばねの弁体への付勢力を弱くす
れば良く、そのためには、ばねの圧縮変位量とそ
の変位量に応じて生じる弾性反力とが比例しない
コイルばねを用いれば良いのであるが、例えば、
ばねのコイル径を変えたり、あるいは巻きピツチ
を変えることは、平板状の弁体に用いるとそのコ
イル径が非常に大きくなつたり、あるいは所望の
ばね特性曲線が得られないという問題が生じるの
である。

問題点を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本考
案の技術的手段は、ダイヤフラムやピストン等の
変位によつて平板状の弁体を駆動し、弁体に対応
する弁口を開閉するものに於て、ダイヤフラムや
ピストン等の変位力が弁体を開弁する方向に作用
すると共に流体圧力が弁体を閉弁する方向に作用
するように当該弁体を配置して、前記弁体を弁口
側に付勢するコイルばねを配置し、該コイルばね
の一部を弾性係数が他よりも小さくなるように形
成して、ばねの付勢力が弁口を形成する弁座への
離座直後時と着座直前時には弁体に弱く作用する
ようにしたものである。

作 用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

全閉状態にある弁体が弁座から離れると、入口
側の流体は弁座を経て下流の出口側に流れ始め
る。弁体の開度が微少な時は従来のものと同様に
弁体の開度変化率は大きくなつて、従つて、流量
の変化率も大きなものとなつて、少しの変位で多
量の流体が出口側へ流下することにより下流側の
圧力は急激に上昇する。これにより弁体の上流側
と流下流側の圧力差が急激に小さくなり、弁体前
後の圧力差による弁体の閉弁力も小さくなること
によつて、弁体の離座変位が加速されるが、本願
考案においてはコイルばねの一部を弾性係数の小
さい細線で形成していることにより、弁体の離座
直後の圧縮量の小さい範囲ではコイルばねの圧縮
反力が弱いものとなる。従つて、従来の線径の一
様なコイルばねのように強い圧縮反力を受けるこ
とがなく、弁体が過早に着座してチヤタリングを
起こすことがない。また、弁体は微弱な圧縮反力
を受けながら、ほぼコイルばねの細線部分を全圧
縮するまで変位すると、流量が増加して弁体の下
流側の圧力は上流側の圧力に近付いて安定する。
そして、これ以上変位すると弁体はコイルばねの
太い線材の作用でより強い圧縮反力を受けるが、
弁体の前後の圧力が安定していることによりハン
チングは生じない。

弁体が着座する場合も同様で、弁体が着座直前
には流量の変化率も大きなものとなり、少しの変
位で流量が大きく減少して、弁体の下流側の圧力
は急激に低下することにより、弁体前後の圧力差
に伴う閉弁力が大きくなつて、弁体の着座変位が
加速されるが、コイルばねはこの範囲では付勢力
が弱いために弁体を無理に過早着座することがな
くハンチングを生じることがない。

考案の効果 本考案は下記の特有の効果を生じる。

弁体を付勢するコイルばねの付勢力を、弁体の
離座直後と着座直前には弱くなるようにしたこと
により、弁体が所定の圧力になるまでに過早に着
座することがなく、ハンチングを防止することが
できる。

また、コイルばねのコイル径を変えたり、巻き
ピツチを変えることなく、弾性反力を弱めたこと
により、平板状の弁体の開度に適したばね特性が
得られると共に、その形状も小さなものとするこ
とができる。

実施例 本考案の具体例を示す実施例を説明する（第１
図参照）。

本実施例はパイロツト式減圧弁１０に適用した
ものである。ケーシング１２で入口１４と出口１
６を形成する。ケーシング１２に弁座部材２０を
取付けて、入口１４と出口１６を連結する弁口１
８を開ける。弁座部材２０の弁口１８の入口１４
側の端に弁座を形成する。

弁口１８の入口１４側に、弁座に対面して弁体
２２を配置する。弁体２２に一体に形成した弁棒
２４はピストン２６に連結する。ピストン２６は
周知の減圧弁と同様に作動する。すなわち、ダイ
ヤフラムは通路３０を通して出口側の流体圧力を
受けて撓む。ダイヤフラムの撓みでパイロツト弁
が開閉される。そして入口側の流体圧力がピスト
ン２６にかかり、弁体を変位せしめる。出口１６
側の流体圧力が所定の設定値よりも低くなると、
ピストン２６が下方に変位して弁体２２を押し下
げる。設定値に達するとピストン２６は押し下げ
力を失う。

弁体２２と下蓋３２の間にコイルばね３４を介
在せしめる。コイルばね３４は弁体２２に着座方
向の弾性的付勢力を及ぼし、ピストン２６の離座
方向の力に対抗する。

コイルばね３４は、第１図で上端部の線径を細
く表示したように、一部が他よりも細い線材を巻
いてコイル状にしたものであり、細線部の弾性係
数は他よりも小さい。従つて、圧縮量が小さい時
はその圧縮反力が小さく、細線部が全圧縮された
後は太線部の作用で圧縮反力が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を適用した圧力制御弁
としてのパイロツト式減圧弁の部分断面図であ
る。 １４……入口、１６……出口、１８……弁口、
２２……弁体、３４……コイルばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ダイヤフラムやピストン等の変位によつて平板
   状の弁体を駆動し、弁体に対応する弁口を開閉す
   るものに於て、ダイヤフラムやピストン等の変位
   力が弁体を開弁する方向に作用すると共に流体圧
   力が弁体を閉弁する方向に作用するように当該弁
   体を配置して、前記弁体を弁口側に付勢するコイ
   ルばねを配置し、該コイルばねの一部を弾性係数
   が他よりも小さくなるように細く形成して、ばね
   の付勢力が弁口を形成する弁座への離座直後時と
   着座直前時には弁体に弱く作用するようにした、
   圧力制御弁のばね付勢構造。