JPH0627896Y2 - 遮断弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、弁開放時における作動エネルギーを大巾に
減少できるようにした遮断弁の改良に関する。

《従来の技術》 先に本出願人は、特開昭６１−２９０２８１号公報に示
す遮断弁を開発した。

この遮断弁の原理機構を第２図に示す。

図における遮断弁は、流通室を主弁ノズル部２を介して
流体入口側１ａと出口側１ｂに区画するとともに、流体
上流側にあって、前記主弁ノズル部２に対向して主弁３
を対向配置し、また主弁３の背部に設けたフレーム４を
摺動可能に貫通する弁軸５の先端に副弁６を配置し、こ
れを主弁３の中央部に開口された副ノズル部３ａに対向
させたもので、前記主弁３の背部周縁に第１スプリング
７を介在し、また、フレーム４と副弁６間に第２スプリ
ング８を介在し、常時各弁３，６を閉鎖方向に付勢した
構造としている。

以上の構造において、図示の弁閉止状態から弁軸５の他
端側に設けた図示しないラッチング型ソレノイドの如き
弁開放用の駆動機構を後退動作させると、まず第２スプ
リング８及び流体圧に抗して小さいばね圧に設定された
第２スプリング８を圧縮させつつ弁軸５が後退して副ノ
ズル部３ａを解放し、入口側１ａと出口側１ｂ間の圧力
を均一状態とすべく流体を副ノズル部３ａを通じて出口
側に流通させつつ、大きいばね圧に設定された第２スプ
リング８が撓み切り、その状態でフレーム４も第１スプ
リング７を撓ませた状態で後退し、主弁３が主弁ノズル
部２を完全解放する。

ところで、弁軸５を介して駆動機構側が必要とする主弁
３が開くまでに要する荷重Ｄは、通常第１スプリング７
の付勢圧Ａと、第２スプリング８の付勢圧Ｂと、流体上
流と下流の差圧Ｃを加えた値に打ち勝つこと、 すなわち、Ｄ＞Ａ＋Ｂ＋Ｃとなる。そして、差圧Ｃはノ
ズル部の径が大きいほど大きな値となるが、以上の構成
によれば、差圧Ｃは前記副弁６が最初に開くことによっ
て小さな副ノズル部３ａの径に相当する負担分となり、
次いでこれによる負担分が取除かれた状態で主弁ノズル
部２が解放されるので、解放作動圧を低く設定でき、有
利な作動方式である。

《考案が解決しようとする問題点》 しかしながら、この構成であると、解放状態では副弁６
が副ノズル部３ａから離間し、これによる差圧と各スプ
リング圧力Ａ，Ｂが常時弁軸５に作用し、この合計分の
付勢圧に打ち勝つ全体的な解放作動圧を設定しなければ
ならず、駆動機構側の負担の軽減が少なく、小出力で弁
解放状態に保つための機構としては今一歩不十分である
ことが判明した。

例えば、駆動機構としてラッチング形ソレノイドを用い
た場合、前記弁軸５と一体のプランジャがソレノイドの
内奥部に設けたアンビルに当接することで、ソレノイド
に対する励磁電流を断にしてもプランジャは吸引位置に
保持され、弁開放状態を保つことになるが、実際には各
スプリング圧力が大きいとこれに負けてプランジャがア
ンビルに当接せず、浮遊状態になる場合も生じ、この状
態で電流を断にすると各スプリング圧力によってプラン
ジャが再突出し、遮断してしまうことがあり、作動の確
実性に欠ける原因となる。

さらには、解放動作を確実にするために第１，第２スプ
リングのばね圧の大小を適正な値に設定した場合、必ず
しも閉鎖時において各弁を閉止動作させるための圧力と
して適正な値となるとは限らず、閉止動作時における各
弁の作動用圧力に不均衡を生ずる原因にもなっていた。

この考案は以上の背景に基づきなされたものであり、そ
の目的は、前述の機構に簡単な構造を付加することによ
って、作動の安定化を図った遮断弁を提供するものであ
る。

《問題点を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この考案は、主弁ノズル部を
介して流体入口側と出口側を連通した流通室と、流体上
流側にあって、前記主弁ノズル部に対向する主弁と、主
弁の中央部に開口された副ノズル部に対向する副弁と、
主弁の背部に設けられ、かつ前記副弁に一端を結合した
弁軸を摺動可能に挿通保持するフレームと、前記弁軸の
外周に固定されて前記フレームの背面を支持するスプリ
ング受けと、このスプリング受けの周縁に当接して前記
弁軸およびスプリング受けを常時閉止方向に付勢する第
１スプリングと、前記副弁とフレーム間に介在されて副
弁を前記副ノズル部に対する閉止方向に付勢するととも
に、前記フレームを相対的にスプリング受け側に押圧す
る第２スプリングと、前記弁軸の他端側に結合した弁作
動用の駆動機構とからなり、弁開放最終状態において、
前記駆動機構に対向する付勢力は、前記弁軸を通じて直
接作用する前記第１のスプリングのみが与え、かつ前記
第２のスプリングは、前記弁軸に対する前記フレームの
相対的な動きをさせるための付勢手段となって、前記フ
レームを後退させるように構成したことを特徴とする。

《作用》 以上の構成によれば、弁開放初期状態から最終状態まで
の間に各スプリングの共同の非線形的撓みを伴なう解放
動作となる。

すなわち、弁開放最終状態で駆動機構に対抗する付勢力
は、弁軸を通じて直接作用する第１スプリングのみとな
り、第２スプリングは、弁軸に対するフレームの相対的
な動きをさせるための付勢手段となってフレームを後退
させ、結果として副弁は主弁の副ノズル部を閉鎖するた
めの付勢力としてのみ作用するので、弁開放状態での弁
保持力が高く、作動の安定化を図ることができ、逆に駆
動機構の作動圧力を減少できるので、駆動機構の小形化
を図ることができる。

《実施例》 以下、この考案の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）はこの考案による遮断弁
を示している。なお、前記従来と対応する箇所には同一
符号を付し、新規な部分についてのみ新たな符号を用い
て説明する。

図における遮断弁は、従来とほぼ同様に、流通室１を主
弁ノズル部２を介して流体入口側１ａと出口側１ｂに区
画するとともに、流体入口側１ａにあって、前記主弁ノ
ズル部２に対向して主弁３を対向配置し、また主弁３の
背部に設けたフレーム４を摺動可能に貫通する弁軸５の
先端に副弁６を配置し、これを主弁３の中央部に開口さ
れた副ノズル部３ａに対向させたもので、フレーム４と
副弁６間に第２スプリング８を介在してある点は従来と
同一であり、前記弁軸５の後端はラッチング形ソレノイ
ド１０のプランジャ１２にネジ結合によって連結してい
る。

また、本考案が従来と異なる点は、前記フレーム４の背
部の弁軸５とプランジャ１２との接合端にカップ状のス
プリング受け１４を挟持固定し、このスプリング受け１
４の周縁フランジ部１４ａに第１スプリング７の一端を
当接し、スプリング受け１４を常時弁閉鎖側に付勢して
いる点である。

また、前記各スプリング７，８のばね圧は、閉鎖時にお
いて各弁３，６を適正な値でそれぞれのノズル部２，３
ａに付勢する押圧力に設定されている。

以上の構成において、第１図（ａ）に示す弁閉止状態で
は前記スプリング受け１４の最大前進位置でフレーム４
の後部に当接し、主弁３および副弁６をそれぞれのノズ
ル部２，３ａに当接させ、スプリング７，８の適正な付
勢力および入口側１ａと出口側１ｂとの差圧に応じた圧
力で流通室を完全に閉じた状態としている。

この状態から、前記ソレノイド１０を駆動して弁軸５に
結合したプランジャ１２をソレノイド１０の内部に吸引
すると、弁軸５の後退によって、まず各スプリング７，
８が同時に撓むが、初期段階では第１図（ｂ）に示すよ
うに、主弁３は流体圧によって主弁ノズル部２に当接し
たままの位置を保ち、第２スプリング８が大きく撓んで
副弁６が副ノズル部３ａより離間し、副ノズル部３ａを
解放状態とし、流体を流通させ、上流側１ａと下流側１
ｂ間の差圧を減少させる。

引き続き、弁軸５が後退すると、第１スプリング７を撓
ませつつスプリング受け１４が後退する。スプリング受
け１４の後退にともない、主弁３も主弁ノズル部２から
引き離されつつ、引き続く副ノズル部２側への吸着力に
よってフレーム４はスプリング受け１４から離間し、元
位置に回復しようとする力が作用する。

しかし、上流側１ａと下流側１ｂとの差圧の減少によっ
て、撓んだ状態の第２スプリング８が圧縮回復し、これ
とともにフレーム４が後退すると同時に、相対的に弁軸
５が前進することになり、最終状態では第１図（ｃ）に
示すように、主弁３が主弁ノズル部２を開き、副弁６に
よって副ノズル部３ａが閉じられることになる。

以上によって、弁開放初期状態では従来と同様の荷重が
必要であるが、プランジャ１２の後退に応じて第２スプ
リング６のばね圧は後退に抵抗する力とはならなくな
り、また各弁３，６間の差圧がなくなるので、解放最終
状態での閉鎖側荷重は小さくなる。

したがって、作動最終段階では急激に抵抗力が減少し、
プランジャ１２はソレノイド１０の内奥部に設けたアン
ビル１０ａに確実に当接する。

その後ソレノイド１０に対する駆動電流を断にしても確
実に後退位置に保持されることになるのである。

《効果》 以上実施例によって詳細に説明したように、この考案に
よる遮断弁にあっては、弁開放初期状態から最終状態ま
での間に各スプリングの共同の非線形的撓みを伴なう解
放動作となる。

すなわち、弁開放最終状態で駆動機構に対抗する付勢力
は弁軸を通じて作用する第１スプリングのみとなり、第
２スプリングは、弁軸に対するフレームの相対的な動き
をさせるための付勢手段となって、結果として副弁が主
弁の副ノズル部を閉鎖するための付勢力として作用する
ので、従来のこの種の遮断弁に比べて弁開放状態での弁
保持力が高く、作動の安定化を図ることができ、逆に駆
動機構の作動圧力を減少できるので、駆動機構の小形化
を図ることができる。

また、この考案では、従来のように第１，第２スプリン
グ間のばね圧設定の大小は、閉止動作時における各弁の
確実な作動圧力に適合した圧力に設定でき、遮断時の動
作も確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）はこの考案に係る遮断弁
の閉止から解放までの動作を示す断面説明図、第２図は
従来の遮断弁を示す断面説明図である。 １ａ……流体入口側，１ｂ……流体出口側 ２……主弁ノズル部 ３……主弁 ３ａ……副ノズル部 ４……フレーム ５……弁軸 ６……副弁 ７……第１スプリング ８……第２スプリング １０……駆動機構（１０……ラッチング型ソレノイド） １０ａ……アンビル １２……プランジャ、１４……スプリング受け

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主弁ノズル部２を介して流体入口側１ａと
   出口側１ｂを連通した流通室１と、流体上流側にあっ
   て、前記主弁ノズル部２に対向する主弁３と、この主弁
   ３の中央部に開口された副ノズル部３ａに対向する副弁
   ６と、前記主弁３の背部に設けられ、かつ前記副弁６に
   一端を結合した弁軸５を摺動可能に挿通保持するフレー
   ム４と、前記弁軸５の外周に固定されて前記フレーム４
   の背面を支持するスプリング受け１４と、このスプリン
   グ受け１４の周縁に当接して前記弁軸５およびスプリン
   グ受け１４を常時閉止方向に付勢する第１のスプリング
   ７と、前記副弁６と前記フレーム４との間に介在されて
   前記副弁６を前記副ノズル部３ａに対する閉止方向に付
   勢するとともに、前記フレーム４を相対的に前記スプリ
   ング受け１４側に押圧する第２のスプリング８と、前記
   弁軸５の他端側に結合した弁作動用の駆動機構１０とか
   らなり、弁開放最終状態において、前記駆動機構１０に
   対向する付勢力は、前記弁軸５を通じて直接作用する前
   記第１のスプリング７のみが与え、かつ前記第２のスプ
   リング８は、前記弁軸５に対する前記フレーム４の相対
   的な動きをさせるための付勢手段となって、前記フレー
   ム４を後退させるように構成したことを特徴とする遮断
   弁。