JPH09100941A

JPH09100941A - 流動制御機器

Info

Publication number: JPH09100941A
Application number: JP25967095A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Omichi; 邦彦大道; Satoshi Kojima; 敏小島
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧流体の制御に用いられた場合でも、流体
圧力によって構成部品の変形や破損を来すおそれがな
く、流体流路の開閉操作をスムーズかつ安全に行なうこ
とができる流動制御機器を提供する。【解決手段】開閉弁1 のスピンドル9 は、相互に回転
自在に連結された上部スピンドル構成部材9aおよび下部
スピンドル構成部材9bよりなり、スプリング13で下向き
に付勢されている。下部スピンドル構成部材9bの長さの
中間部に栓体11を設け、下部スピンドル構成部材9bにお
ける栓体11の上下両側部分に、Ｏリング39を有する受圧
部48を設け、シール部材39を、筐体2 内の下部スピンド
ル構成部材収容用垂直貫通孔25およびアダプタ30の壁に
圧接させる。上下両側の受圧部48の外径と栓座4 の内径
とをほぼ等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動制御機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流動制御機器としては、例えば、
特開昭６２−２４６６７７号公報に開示されているもの
がある。この流動制御機器(61)は、相互に回転自在に連
結された上部スピンドル構成部材(9a)および下部スピン
ドル構成部材(9b)よりなるとともに上端にハンドル(16)
を有しかつ下部スピンドル構成部材(9b)に栓体(11)を有
するスピンドル(9) が、スプリング(13)により付勢され
て、栓体(11)が筐体(2)内の栓座(4) に圧接されるよう
になされており、スピンドル(9) の上端寄り部分にスピ
ンドル昇降用転動体(21)がふた(6) の頂壁(7) 上面にの
せられた状態に取り付けられ、ふた(6) の頂壁(7) 上面
に、下位の転動体一部嵌入用凹部(22)と、上位の転動体
一部嵌入用凹部(23)と、両凹部(22)(23)の中間の傾斜案
内面(24)とが設けられており、ハンドル(16)の回転に伴
って移動する転動体(21)が下位の凹部(22)に嵌まり込む
ことにより栓体(11)が栓座(4) に圧接せしめられた状態
に保持され、転動体(21)が上位の凹部(23)に一部嵌まり
込むことにより栓体(11)が栓座(4) より離れた状態に保
持されるようになされている（図５および図６参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記流
動制御機器(61)は、これを例えば３００ｋｇ／ｃｍ²と
いった高圧流体の制御に用いるのが困難であった。即
ち、上記流動制御機器(61)では、栓体(11)が下部スピン
ドル構成部材(9b)の下端に設けられ、同部材(9b)がじゃ
ばら形シール用筒体(62)でシールされており、スピンド
ル(9) に対してこれの軸線方向に作用する流体圧力は、
主にその下端の栓体(11)で受けることになる。したがっ
て、流体の高圧力が栓体(11)の下側に上向きに作用した
場合には、栓体(11)が栓座(4) に圧接せしめられた状
態、即ち流体流路(3) の閉じた状態において、栓体(11)
が栓座(4) から浮き上がるおそれがあった。これを回避
するためには、流体圧力に抗し得る弾発力の強いスプリ
ング(13)を使用する必要があるが、そのようなスプリン
グ(13)を使用すると、スピンドル昇降用転動体(21)が、
ふた(6) の頂壁(7) 上面の上位の転動体一部嵌入用凹部
(23)に非常に強く圧接されるので、流体流路(3) の閉じ
た状態から栓体(11)が栓座(4) より離れた状態、即ち流
体流路(3) が開いた状態にするためにハンドル(16)を回
転させるさい、非常に大きな力が必要となり、回転操作
に困難を来す上、回転時の大きな加圧力により転動体(2
1)およびふた(6) の頂壁(7) が変形しまたは破損するお
それがあった。これとは逆に、流体流路(3) が開いた状
態から閉じた状態に移行させる場合にも、やはりハンド
ル(16)の回転操作に大きな力を要する上、一旦転動体(2
1)がふた(6) の頂壁(7) の上位の凹部(23)から外れると
スプリング(13)の弾発力によってハンドル(16)が高速で
回転し、操作者がハンドル(16)で手をはじかれて怪我を
する懸念があった。一方、流体圧力が栓体(11)の上側に
下向きに作用した場合には、流体流路(3) が閉じた状態
において、スプリング(13)の弾発力に流体圧力が加わっ
て栓体(11)が栓座(4) に非常に強く圧接されるため、こ
れらのシール面が変形しまたは破損するおそれがあっ
た。

【０００４】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ためになされたものであって、高圧流体の制御に用いら
れた場合においても、流体圧力によって構成部品の変形
や破損を来すおそれがなく、流体流路の開閉操作をスム
ーズかつ安全に行なうことができる流動制御機器を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた本発明は、相互に回転自在に連結された上
部スピンドル構成部材および下部スピンドル構成部材よ
りなるとともに上端にハンドルを有しかつ下部スピンド
ル構成部材に栓体を有するスピンドルが、スプリングに
より付勢されて、栓体が筐体内の栓座に圧接されるよう
になされている流動制御機器において、栓体が下部スピ
ンドル構成部材の長さの中間部に設けられるとともに、
下部スピンドル構成部材における栓体の上下両側部分
に、リング状シール部材を有する受圧部が設けられ、シ
ール部材が、筐体内の下部スピンドル構成部材収容部の
壁に圧接せられていることを特徴とするものである。

【０００６】上記流動制御機器によれば、下部スピンド
ル構成部材と筐体内の下部スピンドル構成部材収容部の
壁との間が上下両側のリング状シール部材でシールされ
るとともに、栓体が栓座に圧接されて流体流路が閉じら
れた状態では、上側の受圧部と栓体、または下側の受圧
部と栓体とが、それぞれ上下逆向きの流体圧力を受け
て、これらの力が互いに相殺されることによって、スピ
ンドルがほぼ平衡状態に保たれる。また、栓体が栓座よ
り離れて流体流路が開いた状態では、上下両側の受圧部
がそれぞれ上下逆向きの流体圧力を受けて、これらの力
が互いに相殺されることによって、スピンドルがほぼ平
衡状態に保たれる。即ち、流体流路を流れる流体が高圧
の場合でも、その圧力がスピンドルに対してこれの軸線
方向のうち上下いずれか一方向にのみ偏って作用するこ
とが軽減されるので、スプリングの弾発力をそれ程強く
設定する必要がなく、したがって、流体流路の閉閉のさ
いのハンドルの回転操作をスムーズかつ安全に行ない得
る。また、流体圧力の作用によって栓体、栓座等の構成
部品が変形したり破損することがなくなる。

【０００７】なお、上記流動制御機器においては、上下
両側の受圧部の外径同士およびこれらと栓座の内径と
が、ほぼ等しくなされているのが好ましい。

【０００８】このように寸法設定することにより、上下
両側の受圧部および栓体が受ける流体圧力をほぼ等しく
することができ、したがってスピンドルをより平衡状態
に近づけることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の一実施形態を
図１ないし図４を参照して説明する。

【００１０】この実施形態は、本発明を３００ｋｇ／ｃ
ｍ²の高圧力を有する水等の流体用の開閉弁(1) に適用
したものであり、開閉弁(1) の筺体(2) は、流体流路
(3) および栓座(4) を有するとともに、上端部に雄ねじ
を有する筒状部(5) が設けられている。筒状部(5) の上
端には頂壁(7) を有するふた(6) が連結ナット(8) によ
り取り付けられている。スピンドル(9) は、上端部がふ
た(6) の頂壁(7) より上方に突出せしめられた上部スピ
ンドル構成部材(9a)と、上部スピンドル構成部材(9a)の
下端部に連結ピン(10)により回転自在に連結されかつ長
さのほぼ中央部に栓体(11)を有する下部スピンドル構成
部材(9b)とによって構成されている。上部スピンドル構
成部材(9a)の下端には環状のスプリング受け(12)が取り
付けられ、このスプリング受け(12)とふた(6) の頂壁
(7) との間に、上部スピンドル構成部材(9a)に嵌め被せ
られたコイル状スプリング(13)が介在せられ、このスプ
リング(13)によってスピンドル(9) が下方に、従って栓
体(11)が栓座(4) に圧接するように付勢されている。ス
プリング(13)は、バネ定数約４．４ｋｇｆ／ｍｍのもの
が用いられている。上部スピンドル構成部材(9a)の上端
部には頂壁を有する短い円筒形のハンジング(14)が嵌め
被せられ、上部スピンドル構成部材(9a)の上端部とハウ
ジング(14)の頂壁とに水平に連なるようにあけられた孔
にスプリング・ピン(15)が差し込まれることにより、ハ
ンジング(14)が上部スピンドル構成部材(9a)に引抜き不
可能なように取り付けられている。ハンジング(14)に
は、平面よりみて前後方向に長い略楕円形のハンドル(1
6)が嵌め被せられている。ハンドル(16)は、六角孔付き
ボルト(17)によってハンジング(14)に固定されている。
また、上部スピンドル構成部材(9a)下端のスプリング受
け(12)の下面には、下向きに開口した差込み用凹部(18)
が設けられ、この凹部(18)内に下部スピンドル構成部材
(9b)の頭部(19)が差し込まれている。下部スピンドル構
成部材(9b)の頭部(19)には、環状凹溝(20)が設けられ、
この凹溝(20)に水平な連結ピン(10)が一部嵌め入れられ
て、その両端部がスプリング受け(12)に渡し止められる
ことにより、上部スピンドル構成部材(9a)と下部スピン
ドル構成部材(9b)とが相互に回転自在に連結されてい
る。

【００１１】上部スピンドル構成部材(9a)の上端寄り部
分の前後両側には、一対のボール・ベアリングすなわち
ボール内蔵ローラよりなるスピンドル昇降用転動体(21)
が、水平ピン(47)によって垂直状に取り付けられ、これ
らの転動体(21)が、ふた(6)の頂壁(7) 上面にのせられ
ている。

【００１２】ふた(6) の頂壁(7) 上面には、図１の左右
両側に対向状に配置された一対の下位の転動体一部嵌入
用凹部(22)と、これより９０°の角度をおいて前後両側
に対向状に配置された一対の上位の転動体一部嵌入用凹
部(23)と、両凹部(22)(23)の中間の一対の傾斜案内面(2
4)とが設けられており、ハンドル(16)の回転に伴って移
動する２個の転動体(21)がそれぞれ下位の凹部(22)に一
部嵌まり込むことにより、栓体(11)が栓座(4) に圧接せ
しめられた状態に保持される（図１、図３および図４参
照）。この状態で、ハンドル(16)は、その長手方向が筺
体(2) の流体流路(3) の左右両端の開口方向と一致する
ように配置せられている。そして、２個の転動体(21)が
それぞれ上位の凹部(23)に一部嵌まり込むことにより、
栓体(11)が栓座(4) より離れた状態に保持される（図
２、図３および図４参照）。この状態では、ハンドル(1
6)の長手方向が筺体(2) の流体流路(3) に対して直角を
なしている。従って、ハンドル(16)を９０°回転させる
毎に栓体(11)が昇降して流体流路(3) の開閉を行なうこ
とができる。

【００１３】筐体(2) は、下部スピンドル構成部材収容
用垂直貫通孔(25)を有しており、垂直貫通孔(25)の高さ
の中間には、下向きの環状段部(26)が設けられている。
そして、垂直貫通孔(25)における段部(26)のすぐ上側部
分に、短円筒状の栓座保持部材(27)が嵌め入れられてい
る。栓座保持部材(27)は、その上面に栓座嵌入用環状溝
(28)を備えており、同溝(28)に環状の栓座(4) が嵌め込
まれている。栓座保持部材(25)の外周部には、下向きの
環状段部が設けられており、この段部にＯリング(29)が
嵌め被せられている。垂直貫通孔(25)における栓座保持
部材(27)の上側部分には、円筒状のアダプタ(30)が嵌め
込まれており、その下端で栓座(4) の一部を上から押さ
えるようになされている。アダプタ(30)の外周部におけ
る高さの中間部分には、環状凹溝(31)が設けられ、この
凹溝(31)にＯリング(32)がバックアップリング(33)とと
もに嵌め込まれている。また、アダプタ(30)の下端寄り
部分には、４つの流体通過孔(34)が円周方向に等間隔お
きにあけられ、これらの流体通過孔(34)を介して垂直貫
通孔(25)と入口側流路(35)とが連通せしめられている。
なお、垂直貫通孔(25)は、その下端寄り部分において出
口側流路(36)と連通しており、下部スピンドル構成部材
(9b)および後述するシール部材(39)によって両端が閉鎖
された垂直貫通孔(25)と入口側および出口側流路(35)(3
6)とによって略Ｓ字形の流体流路(3) が形成されてい
る。

【００１４】下部スピンドル構成部材(9b)における長さ
の中央部よりもやや上側の部分から下端寄り部分にかけ
て、小径部(37)が設けられ、この小径部(37)の長さの中
間部に、算盤用珠形をした栓体(11)が一体的に形成され
ており、この栓体(11)の下半部の周面が栓座(4) へ圧接
せられるシール面となされている。下部スピンドル構成
部材(9b)における小径部(37)よりもやや上方部分および
小径部(37)よりも下方の下端部分は、アダプタ(30)の内
径および垂直貫通孔(25)の下端部分の径よりもやや小さ
い外径を有しかつ栓体(11)と相対向する水平面を有する
受圧部(48)が設けられている。上下両受圧部(48)の外周
にはそれぞれ環状凹溝(38)が設けられ、これらの凹溝(3
8)にフッ素ゴム製のＯリングよりなるリング状シール部
材(39)が、バックアップリング(40)とともに嵌め込まれ
ている。これらのシール部材(39)により、下部スピンド
ル構成部材(9b)における栓体(11)の上下両側部分に位置
する受圧部(48)と、受圧部(48)と相対向するアダプタ(3
0)の内周面および垂直貫通孔(25)の下端部分の壁との間
が、それぞれシールせられている。なお、シール部材(3
9)は、上記Ｏリングに限定されるものではなく、運動用
シールとして通常用いられている他のものを用いること
も勿論可能である。上下両側の受圧部(39)の外径は７．
９５ｍｍであり、これに対して栓座(4) の内径は８．１
ｍｍであって、これらの寸法はほぼ等しくなされてい
る。

【００１５】ふた(6) の下端には、外向きのフランジ(4
1)が設けられて、このフランジ(41)が筐体(2) の垂直貫
通孔(25)の上端部に嵌め込まれるとともに、フランジ(4
1)がアダプタ(30)の上端にのせられ、連結ナット(8) の
高さの中間部の内面に設けられた下向きの環状段部(42)
がフランジ(41)に上から掛かり合わせられ、この状態
で、連結ナット(8) 下部の雌ねじ部が筐体(2) の筒状部
(5) の雄ねじにねじ合わせられることにより、ふた(6)
と筒状部(5) とが相互に連結されている。

【００１６】連結ナット(8) の上部には、雄ねじを有す
る筒状部(43)が設けられ、連結ナット(8) の筒状部(43)
に流動制御機器取付用パネル(44)が嵌め被せられた状態
で、筒状部(43)の雄ねじに締付ナット(45)がねじ合せら
れることにより、パネル(44)が連結ナット(8) の上向き
環状段部(46)と締付ナット(45)とで締め付けられて、開
閉弁(1) がパネル(44)に取り付けられている。

【００１７】次に、上記開閉弁(1) の作用を説明する。
まず、図１に示すように、開閉弁(1) の流体流路(3) が
閉じた状態では、スピンドル(9) に取り付けられた転動
体(21)が、ふた(6) の頂壁(7) 上面の下位の凹部(22)に
嵌まり込んでおり、栓体(11)が栓座(4) に圧接せしめら
れた状態に保持されている。この状態では、筐体(2)の
垂直貫通孔(25)における栓座(4) よりも上側部分に静止
流体が存在するが、下部スピンドル構成部材(9b)におけ
る上側の受圧部(48)と栓体(11)とがそれぞれ上下逆向き
でほぼ等しい大きさの流体圧力を受け、これによりスピ
ンドル(9) がほぼ平衡状態に保たれている。

【００１８】そして、この状態より、ハンドル(16)を時
計回りの方向に９０°回転させると、ハンドル(16)と共
に上部スピンドル構成部材(9a)が回転して、２個の転動
体(21)がそれぞれ傾斜案内面(24)を上昇して上位の凹部
(23)内に嵌まり込む。これによりスピンドル(9) がスプ
リング(13)の弾発力に抗して上昇せしめられ、栓体(11)
が栓座(4) より離れて、流体流路(3) が開かれる（図２
〜図４参照）。このさい、上述のようにスピンドル(9)
の軸線方向に及ぼされる流体圧力が上下で相殺されてス
ピンドル(9) がほぼ平衡状態に保たれており、スプリン
グ(13)もそれ程弾発力が大きくないものが用いられてい
るので、流体圧力が高いにもかかわらず、ハンドル(16)
の回転操作をスムーズに行なうことができる。また、図
２に示すように、栓体(11)が栓座(4) より離れて流体流
路(3) が開かれた状態においては、下部スピンドル構成
部材(9b)における上下両側の受圧部(48)がそれぞれ上下
逆向きでほぼ等しい大きさの流体圧力を受け、これによ
ってスピンドル(9) がほぼ平衡状態に保たれている。

【００１９】一方、図２に示す状態からハンドル(16)を
逆時計回りの方向に９０°回転させると、ハンドル(16)
と共に上部スピンドル構成部材(9a)が回転して、２個の
転動体(21)がそれぞれ傾斜案内面(24)を下降して下位の
凹部(22)内に嵌まり込み、スプリング(13)の弾発力によ
って栓体(11)が栓座(4) に圧接され、流体流路(3) が開
じられる（図１、図３および図４参照）。このさいに
も、スピンドル(9) の軸線方向に及ぼされる流体圧力が
上下で相殺されてスピンドル(9) がほぼ平衡状態に保た
れており、したがってハンドル(16)の回転操作をスムー
ズに行なうことができ、また、スプリング(13)もそれ程
弾発力が大きくないものが用いられているので、ハンド
ル(16)の戻りもそれ程早くなく、安全である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の流動制御機器によれば、栓体が
下部スピンドル構成部材の長さの中間部に設けられると
ともに、下部スピンドル構成部材における栓体の上下両
側部分に、リング状シール部材を有する受圧部が設けら
れ、シール部材が、筐体内の下部スピンドル構成部材収
容部の壁に圧接せられており、流体流路を流れる流体が
高圧の場合でも、その圧力がスピンドルに対してこれの
軸線方向のうち上下いずれか一方向にのみ偏って作用す
ることが軽減されるので、スプリングの弾発力をあまり
強く設定する必要がなく、したがって、流体流路の閉閉
のさいのハンドルの回転操作をスムーズかつ安全に行な
い得る。また、従来技術のように流体圧力がスピンドル
に作用することによって転動体、ふたの頂壁、栓体、栓
座といった構成部品が変形したり破損することがなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、流体
流路が閉じた状態の開閉弁の縦断面図である。

【図２】流体流路が閉じた状態の開閉弁の縦断面図であ
る。

【図３】開閉弁のふたの頂壁を示す水平断面図である。

【図４】ふたの頂壁部分の展開側面図である。

【図５】従来の流動制御機器の縦断面図である。

【図６】従来の流動制御機器のスピンドル上端部を示す
部分拡大縦断面図である。

【符号の説明】

(1) …開閉弁（流動制御機器） (2) …筺体 (4) …栓座 (9) …スピンドル (9a)…上部スピンドル構成部材 (9b)…下部スピンドル構成部材 (11)…栓体 (13)…スプリング (16)…ハンドル (25)…下部スピンドル構成部材収容用垂直貫通孔 (30)…アダプタ (39)…リング状シール部材 (48)…受圧部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に回転自在に連結された上部スピン
ドル構成部材(9a)および下部スピンドル構成部材(9b)よ
りなるとともに上端にハンドル(16)を有しかつ下部スピ
ンドル構成部材(9b)に栓体(11)を有するスピンドル(9)
が、スプリング(13)により付勢されて、栓体(11)が筐体
(2) 内の栓座(4) に圧接されるようになされている流動
制御機器において、栓体(11)が下部スピンドル構成部材
(9b)の長さの中間部に設けられるとともに、下部スピン
ドル構成部材(9b)における栓体(11)の上下両側部分に、
リング状シール部材(39)を有する受圧部(48)が設けら
れ、シール部材(39)が、筐体(2) 内の下部スピンドル構
成部材収容部(25,30) の壁に圧接せられていることを特
徴とする、流動制御機器。
【請求項２】上下両側の受圧部(48)の外径と栓座(4)
の内径とがほぼ等しくなされている、請求項１記載の流
動制御機器。