JPH08121615A - 弁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 材料の弾性力の低下による弁体の変形を防止
して、弁体と弁座とのシール性を長く保つことができる
長寿命の弁構造を提供すること。 ［構成］ プラグ３６内部に設けられた流体通路４５の
一部に形成される弁座４に、外部からの操作に応じて移
動するコントロールピストン４８の動きに合わせて着離
座され、弾性材料より形成される弁部材３が、前記コン
トロールピストン４８の下端に固定されている。この弁
部材３の前記弁座４とは反対側を被う取付板５の外周
に、弁部材３の外方への変形を規制する環状の突条の規
制部８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、空圧機器の排
出弁等に用いられる弁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】例えば、実公平５−４１
７７０号公報では、流体通路に形成される弁座と、弾性
材料より形成され前記弁座に着離座可能な弁体と、外部
からの操作に応じて移動し前記弁体を前記弁座に着離座
させる可動部材とを備えた弁構造が開示されている。す
なわちここでは、図４に示すように圧縮空気乾燥装置等
に用いられる弁体としての弁部材３は、閉弁時には内部
の圧力が外部へ漏れないように、高いシール性を有し
た、例えばゴム等の弾性材料より形成されている。弁部
材３が弁座４に着座する時には、弁部材３を弁座４に密
着させるために、弁部材３が弁座４に接した後も、部材
３は図中の上方へ押されるので、弁部材３側で弁部材３
と弁座４とが接する圧接面３ａより内側では、弁部材３
の材料の特性のために、矢印Ａで示される方向に力が加
わるが、圧接面３ａは弁座４にしているため、内側とは
逆の方向に、つまり矢印Ｂの方向に力が加わり、その方
向にひずみを生じる。しかし、弁部材３が弾性体である
ためにそのひずみは開弁すると、つまり弁部材３が弁座
４から離座すると消去される。ところが、弁部材３を長
期にわたって頻繁に繰り返し着離座させると、弾性材料
よりなる弁部材３の材料自体が老化するので、すなわち
弾性力が弱まるので、特に高温雰囲気中ではこれが著し
く、弁部材３が弁座４から離座しても矢印Ｂの方向の力
によって生じるひずみを消去することができなくなり、
圧接面３ａがだんだんと弁座４の形状に沿って外方へと
変形し、また弁座４との摩耗によって内方の圧接面３ａ
がすり減り、図４の一点鎖線で示すような形状となるの
で、弁部材３は弁座４としっかりと密着することができ
ずに、そのシール性が低下する。更に、弁部材３は上述
のように着座している時には力を受けているので、弁部
材３が常時着座される方向に付勢されている弁構造で
は、クリープによっても弁部材３が変形して、弁部材３
と弁座４とのシール性が一層悪くなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、弁体の変形を防止して、弁体と弁座と
のシール性を長く保つことのできる、すなわち長寿命の
弁構造を提供することを目的としている。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、流体通
路に形成される弁座と、弾性材料より形成され前記弁座
に着離座可能な弁体と、外部からの操作に応じて移動し
前記弁体を前記弁座に着離座させる可動部材とを備えた
弁構造において、前記弁体の外方への変形を規制する規
制部材を設けてなる弁構造、によって達成される。

【０００５】

【作用】弁体が変形してくる外方に、簡単な構造の規制
部材を設けることによって、弾性力の低下による弁体の
変形を防止することができ、弁体と弁座とのシール性を
長く保てる。そのため、寿命の長い弁構造にすることが
できるので、この弁構造を用いた装置自体の寿命をも長
くすることができる。更に、弁体が弁座に着座する方向
に常時付勢されているために弁体にクリープが発生する
ような弁構造でも、この規制部材を設けることによっ
て、弁体の変形を抑えることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の弁構造の実施例について図面
を参照しながら説明する。

【０００７】図１は圧縮空気乾燥装置の正面断面図であ
るが、図において１１は圧縮空気乾燥装置の全体を示し
ている。圧縮空気乾燥装置１１の本体１２は、図中の下
方向に突部を有した形状をしており、その中央部には通
孔１４が形成されていて、更にこれの図中の左方には図
示しない圧縮空気貯槽と接続し上方に通孔１５ａを有す
る圧縮空気流出口１５と、図中の右方には一端が図示し
ない空気圧縮装置と接続し他端が上記通孔１４の上部１
４ａに接続する圧縮空気流入口１６とが設けられてい
る。本体１２の上方には、乾燥容器１７と再生タンク１
８とが配設されており、乾燥容器１７の段付フランジ部
１７ａの大径部１７ａａと再生タンク１８のフランジ部
１８ａとが整合され、複数のボルト１９により本体１２
の上面に一体固定されている。

【０００８】乾燥容器１７は、図のように下方に段付フ
ランジ部１７ａを有し、上方にフランジ部１７ｂを有し
た円筒状部材であって、段付フランジ部１７ａの一部に
通孔１７ａｂが設けられ、本体１２の通孔１５ａと接合
している。更に乾燥容器１７の外周には再生タンク１８
が配設され、これらの間に室１３を画成している。ま
た、乾燥容器１７の円筒部１７ｃの内部には、上方に開
口２０ａを有し下方に通孔２０ｂを有する内孔２０が形
成されていて、通孔２０ｂを介して本体１２の通孔１４
と連通している。内孔２０の底面中央部には、突部２０
ｃが形成されており、圧縮空気の油分を除去するフィル
タ２６を保持するフィルタカバー２７がここにボルト２
８によって固定されている。更に内孔２０には、フィル
タ布と多孔板とで構成される上下一対の仕切板２９、３
０が内孔２０側面に摺動可能に嵌入されており、これら
の間に室３２を区画して、この室３２に乾燥剤３１が充
填されている。

【０００９】乾燥容器１７の開口２０ａ側には、蓋部材
２１が被覆するようにそのフランジ部２１ａと乾燥容器
１７のフランジ部１７ｂとを整合して、複数のボルト２
５によって固定されており、この蓋部材２１は、上述の
フランジ部２１ａと、絞り孔２２と、逆止弁２３で閉塞
される出口孔２４とを有している。蓋部材２１と上方仕
切板２９との間にはバネ３３が介在しており、これは上
方仕切板２９を介して乾燥剤３１を圧縮状態にしてい
る。

【００１０】本体１２の通孔１４は、圧縮空気流入口１
６が接続している上部１４ａと、これより径が小さい下
部１４ｂとから形成されており、この内部には、ほぼ段
付筒状のプラグ３６が介在している。プラグ３６の上面
はシールリング３９を介して乾燥容器１７の底面に当接
しており、プラグ３６の上方３７の周囲には通孔１４内
で入口通路４１が区画されていて、その下方３８は本体
１２の下部１４ｂに挿嵌されており、止め輪４２によっ
て抜け止めされている。更にプラグ３６の内部には、図
中の上下方向に貫通した流体通路４５が設けられてお
り、これは上部孔４６及び下部孔４７から形成されてい
て、上部孔４６にはコントロールピストン４８が摺動可
能に内設され、下部孔４７内には弁座４が形成されてい
る。プラグ３６及びコントロールピストン４８により区
画された上部孔４６内の室５０は、図示しないコントロ
ールポートに連通しており、更に図中の下方では縦通路
５３及び横通路５４を介して上記の入口通路４１に連通
している。上部孔４６内には、弁バネ５５が張設されて
コントロールピストン４８を上方に付勢している。

【００１１】コントロールピストン４８は、シールリン
グ５６を介してプラグ３６内に摺動可能にされて、下端
には、弁座４と共動して本体１２の入口通路４１と大気
との連通を制御する弁部材３が、取付板５を介してボル
ト６により固定されている。コントロールピストン４８
は、常時は上述したように上方に付勢され室５０の信号
圧力に応じて移動する可動部材であって、このコントロ
ールピストン４８の移動により弁部材３が着離座され
る。

【００１２】次に、本発明に係る弁構造の詳細について
特に図２を参照にして説明する。

【００１３】図２は、図１の弁構造の主要部分の拡大断
面図あり、流体通路４５は上部孔４６と下部孔４７とか
ら成り、プラグ３６の内部に、つまり図中中央の上下方
向に設けられている。下部孔４７の上部には円錐状の弁
座４が形成され、また弁座４の下方にはその中央に突部
を有した排出筒部材５１と、排出筒部材５１を抜け止め
する止め輪５２とが内設され、排出筒部材５１を介して
下部孔４７は大気に連通している。上部孔４６は、上述
のようにコントロールピストン４８と弁バネ５５とを内
設し、２つの環状の縦通路５３と横通路５４とを有して
いる。

【００１４】コントロールピストン４８の下端には、例
えばゴムなどの弾性材料より成る弁部材３が取付板５を
介してボルト６によって固定されている。弁部材３は従
来と同様にその上方が弁座４の外形状に沿うような形状
をしている圧接面３ａを有しており、弁部材３の中央内
部は孔３ｂが設けられていて、弁部材３は取付板５に盛
るような形で加硫接着により一体化されている。取付板
５は、中央に図の上方向に中央突部７を設けた皿状の部
材であって、この中央突部７にはボルト６を緩挿するた
めの貫通孔７ａが設けられおり、弁体３の弁座４とは反
対側を被っている。取付板５の外周にある環状の突条の
規制部８は、弁部材３の形状が長期使用により外部へと
変形しないようにと規制する規制部材であって、取付板
５に一体形成されている。

【００１５】本実施例による弁構造は以上にようにして
構成されるが、以下この構造の作用について説明する。

【００１６】前記空気圧縮装置が駆動されると、圧縮空
気は圧縮空気乾燥装置１１の本体１２の圧縮空気流入口
１６を通って入口通路４１に供給される。この圧縮空気
は、通孔２０ｂを通って乾燥容器１７の内孔２０に導入
され、フィルタ２６を通過して油分が除去される。その
後、下方仕切板３０を通り乾燥剤３１へと供給されて、
ここで乾燥剤３１によって水分が吸着され乾燥圧縮空気
となる。乾燥圧縮空気はその圧力によって、乾燥容器１
７上部にある蓋部材２１に設けられた逆止弁２３を開け
て出口孔２４を通り、暫し、室１３に蓄えられるが、そ
の後圧縮空気流出口１５を通って上記圧縮空気貯槽に蓄
えられる。この時、コントロールピストン４８は弁バネ
５５のバネ力により上方に付勢されているが、このバネ
力のため弁部材３が弁座４に接した後も弁部材３は図中
の上方へ押されて、従来例と同様に外部方向にひずみを
生じながら弁部材３の圧接面３ａが弁座４に密着して、
弁部材３が弁座４に着座し、入口通路４１と大気とを遮
断している。

【００１７】上記圧縮空気貯槽内の空気圧が第１の設定
圧力に達すると、図示しないガバナは、アンロード空気
圧信号としての制御圧力を発生し、この圧力を上記コン
トロールポートに供給する。該コントロールポートに供
給された上記ガバナからの信号圧力は室５０に導入さ
れ、コントロールピストン４８を弁バネ５５のバネ力に
抗して押し下げる。コントロールピストン４８が下がる
に伴って、弁部材３の表面に生じていたひずみは消去し
て、弁部材３が弁座４より離座し開弁することとなっ
て、本体１２の入口通路４１は、縦通路５３及び横通路
５４を介して大気に連通する。この時には、フィルタ２
６で除去された油滴や水滴は、入口通路４１の下方に、
つまり通孔１４の上部１４ａにある横通路５４に滴下さ
れているので、この開弁と共に、この油滴及び水滴がス
ムーズに外部へと排出される。更に大気と連通したため
に、室１３内の乾燥圧縮空気が絞り孔２２を通って乾燥
剤３１に逆送されて、乾燥剤３１の表面に付着している
凝結水をフィルタ２６、縦通路５３及び横通路５４と通
過させてドレンとして大気に放出し、乾燥剤３１を再生
する。

【００１８】前記圧縮空気貯槽の内圧が第２設定圧力ま
で低下すると、上記ガバナからの信号圧力が停止される
ので、コントロールピストン４８は、圧縮されていた弁
バネ５５により押し上げられる。同時にコントロールピ
ストン４８の下端に固定されている弁部材３も押し上げ
られて、弁部材３が弁座４に接するが、その後も弁部材
３は図中の上方へ押されて、弁部材３の圧接面３ａは外
部方向にひずみを生じながら弁座４に密着し、弁部材３
が弁座４に着座して、圧縮空気乾燥装置１１の内部にあ
る圧縮空気と大気とが遮断される。そして、空気圧縮装
置が駆動されて、上述したようにして圧縮空気を吐出し
始める。

【００１９】以後、上記一連の動作が繰り返し行われる
ことにより、上記圧縮空気貯槽内には所定の圧力範囲に
調圧された乾燥圧縮空気が常時蓄えられる。そして、弁
部材３は着離座を繰り返し、そのため弁部材３に生じた
ひずみは完全には消去できなくなって、圧接面３ａが外
部へと変形してくるが、本実施例では、その外部への変
形を規制するように、規制部８が弁部材３の下方外周を
取り囲んで、その変形を防止している。また、弁部材３
の外周に規制部材である規制部８が加流接着によって弁
部材３に接着されているので、弁部材３が弁座４に着座
した時に圧接面３ａより内側に発生する力がある程度抑
えられるため、弁部材３の弾性力が従来より長く保たれ
る。

【００２０】以上述べたように本発明の実施例によれ
ば、弾性材料からなる弁部材３の変形を防止し、弁部材
３と弁座４とのシール性を長く保つことができる。すな
わち寿命の長い弁構造とすることができ、この弁構造を
空圧機器等の装置（ここでは圧縮空気乾燥装置１１であ
る）に使用すれば、このような装置自体の寿命を長くす
ることができる。更に本実施例では、規制部材である規
制部８を取付板５に一体化しているので、規制部材を新
たに設けるとしても、部品点数が増えるということはな
い。

【００２１】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２２】例えば本実施例では、取付板５に規制部材
である規制部８を一体形成して設けたが、図３のように
規制部材８’を取付板５’と別々に設け、弁部材３’を
コントロールピストン４８’に固定するボルト６’で、
規制部材８’を共締めしてもよい。

【００２３】更に、室５０の空気圧と弁バネ５５のバネ
力とにより、可動部材であるコントロールピストン４８
を移動させたが、この方式でなくとも、例えば、空気圧
だけで、またはソレノイドとバネとによってコントロー
ルピストン４８を移動させて、弁部材３を弁座４に着離
座させても、本発明の弁構造は適応可能である。

【００２４】また本実施例では、本発明の弁構造を圧縮
空気乾燥装置に用いたが、圧縮空気乾燥装置以外の空圧
機器でも、つまり長期使用により外部方向に変形する弁
体を有した弁構造を用いている空圧機器に本発明を用い
れば、本実施例で述べた作用効果を奏することはいうま
でもない。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の弁構造によ
れば、弁体の外周に簡単な構造の規制部材を設けるだけ
で、弾性材料からなる弁体の弾性力の低下による変形を
防止して、弁体と弁座とのシール性を長く保つことがで
きるので、寿命の長い弁構造にすることができる。更
に、弁体が弁座に着座させる方向に常時付勢されている
ためにクリープが発生したとしても、弁体が変形するの
を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を用いた圧縮空気乾燥装置の正
面断面図である。

【図２】本発明の実施例による要部の正面断面図であ
る。

【図３】本発明の変形例による要部の正面断面図であ
る。

【図４】本発明の従来例による要部の正面断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 弁部材 ４ 弁座 ５ 取付板 ６ ボルト ８ 規制部 １１ 圧縮空気乾燥装置 １７ 乾燥容器 １８ 再生タンク ２６ フィルタ ３１ 乾燥剤 ３６ プラグ４５ 流体通路 ４８ コントロールピストン５０ 室 ５３ 縦通路 ５４ 横通路 ５５ 弁バネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路に形成される弁座と、弾性材料
   より形成され前記弁座に着離座可能な弁体と、外部から
   の操作に応じて移動し前記弁体を前記弁座に着離座させ
   る可動部材とを備えた弁構造において、前記弁体の外方
   への変形を規制する規制部材を設けてなる弁構造。
2. 【請求項２】 前記弁体は、この弁体の前記弁座とは反
   対側を被う取付板を介して前記可動部材に固定され、前
   記規制部材が、前記取付板の外周部に一体に形成される
   環状の突条である請求項１に記載の弁構造。
3. 【請求項３】 前記可動部材が、前記弁体を前記弁座に
   着座させる方向に常時付勢されている請求項１または請
   求項２に記載の弁構造。