JPS6196276A - 閉止機能付流体制御弁 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ガス燃焼器具等に装備され、燃焼負荷信号、
すなわち湯温、室温等に応じて連続的に出口側ガス圧力
（流量）を制御し、所望の温度を得るための流体制御弁
に関し、特に流体制御弁に流体を遮断する機能を付加し
た閉止機能付流体制御弁の弁構造に関するものである。

従来の技術 閉止機能付流体制御弁は流体制御弁に流体遮断機能を付
加することにより専用の閉止電磁弁を省略し、流体制御
系のコンパクト化、低コスト化を意図したものであり、
流体制御弁の弁部に弾性部材を設けて弁座と弁体の密着
性を向上させたものがある。（例えは実開昭５５−４９
１３７号公報）従来のこの閉止機能付流体制御弁を第６
図に示し、磁性体としての永久磁石１を備えた弁体２と
、３　ペ一／ 永久磁石１と近接する位置に配設された固定鉄心３を有
し、永久磁石１とは反発する方向の磁力を発生する電磁
コイル４と、流体人口５の圧力を受けて弁体２を閉弁方
向に付勢するダイヤフラム６とを備え、電磁コイル４に
印加する電流を制御することにより電磁反発力を制御し
、弁体２を自由に上下動すると共に、弁体２にダイヤフ
ラム６を介して作用する流体圧と、電磁反発力とのバラ
ンスにより弁開度を制制し流体圧を比創的に制御するよ
う構成されている。

かかる構成の閉止機能付圧力制御弁において、通電しな
い時に弁体２は永久磁石１が固定鉄心３に吸引される力
により弁体２に装着した弾性部材７が弁座８に押し刊け
られて閉弁し、流体通路を遮断するわけである。

また周知のガバナ機能を有する。

一゛−７，二 しかしながらこの従来例では開弁、閉弁の繰返し、もし
くは振動、衝撃等が加わった時第７図に示すように弁体
２が傾むく。これは弁体２を可撓性材料からなるダイヤ
フラム６により支持しているためである。その結果弾性
部材７の弁座８との当接面がテーパ状のため高精度に真
円加工された弁座８に対して弾性部材７の当接する形状
は第８図に示したように楕円形状となり、弁座８と弾性
部材７の間に微少な隙間が形成され流体が洩れる不都合
があった。

また弾性部材７を弁体２に一体に設ける加工が難しい。

つまり弾性部利７を弁体２に装着する手段として接着、
一体成形等が用いられるが、接着による場合接着剤によ
る弾性部材７の劣化の不安があるとともに加工性が悪い
。−カ一体成形による場合は弁体２の材質として弾性部
材７をゴムとするとゴムの加硫温度よりも高い耐熱温度
を有するものを選定する必要があり、金属等に限られて
しまう。その結果旋削加工が必要となり加工コストアン
プにつながる。また一体成形時の冷却により弾性部材７
が不均一に収縮するため高精度に真円度が得られず歩留
りが悪い。

問題点を解決するための手段 ５　ページ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり
、開弁、閉弁の繰返し等により弾性部材と弁座の当接位
置が変化しても安定して閉止が行なえるとともに、加工
性、組立性の向上を図ることを目的とする。

この目的を達成するために本発明による閉止機能付流体
制御弁は流体人口と流体出口の間に設けた弁座と、シー
ル壁面と位置決め部を設けた弁体と、前記弁座の中心軸
線上に中心点を有する球アール面を有するとともに断面
形状が全周にわたって一様であり弾性部材から構成され
るシールリングと、前記弁体の位置決め部に当接して前
記シールリングを弁体内に所定の圧縮量を保って保持す
るリングホルダと、前記弁体を閉弁付勢する付勢要素と
からなり、前記シールリングを弁体のシール壁面に嵌挿
するとともにリングホルダにより挟持し、前記弁座と球
アール面が当接して閉止する構成としたものである。

作用 この構成により開弁、閉弁の繰返し及び振動、６　ベー
／゛ 衝撃等により弁体が傾むいたり当接位置が変化してもシ
ールリングに弁座の中心軸線上に中心点を有する球アー
ル面を設けたため、弁座と球アール面は常に密着して当
接し安定した閉止を行なうことができる。またシールリ
ングは全周にわたって一様な断面形状をしているため成
形加工時の冷却による収縮（ヒケ）が一様であり重要な
真円度もしくは球アール面の真球度が高精度に得られる
とともに弁体に位置決め部を設けてその位置決め部にリ
ングホルダな当接させ、シールリングを所定の圧縮量で
挟持するため弁体にシールリングを嵌挿した場合もシー
ルリングの球アール面の真円度（真球度）は変化せず安
定した閉止性能が得られる。さらに重要な部品を個々に
高精度に加工した後、弁体にシールリングを嵌挿し、さ
らにリングホルダによりシールリングを挟持するため、
加工性、組立性が向上するとともに歩留りが向上する。

実施例 以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

７　ベーゾ 第１図は本発明による閉＋Ｉ＝、機能付流体１）制御弁
の断面構造図を示し、第２図は弁部の要部拡大断面図を
示す。第１図、第２図において９は流体人口１０と流体
出口１１の間に弁座１２を設りた弁ボテイ、１３は流体
人口１０側の圧力を受けて動作するダイヤフラム１４が
上下に設けた膜板１５ａ。

１５ｂとともにピン１６及びブツシュナツト１７により
固定装着され、且つシール壁面１８ａ。

１８ｂと位置決め部１９を設けた弁体、２０は弁座１２
の中心軸線Ｃ−Ｌ上に中心点Ｐを有する球アール面２１
を有するとともに断面形状が全周にわたって一様であり
弾性部材から構成されるシールリングであり、シール壁
面１８ａの外径りよりも小さい内径を有し、シール壁面
１８ａを圧縮するように装着されて径方向シールがなさ
れる。

２２は位置決め部１９に当接してシールリング２０を所
定の圧縮量で保持するリングホルダであり、弁体１３に
嵌挿しダイヤフラム１４、膜板１５ａ、ｉ５ｂとともに
ピン１６によって固定装着される。

２３は弁体１３を閉弁方向に伺勢する付勢要素、２４は
ヨーク２５、継鉄板２６、コイル２７及びコイル２了の
中央部に上下動可能に設けたプランジャ２日を有する駆
動部でありコイル２７に通電することにより電磁力が発
生し、プランジャ２８は下方に変位して弁体１３を変位
させ流体出口１１側の圧力（流量）を制御する。

以上の構成において非通電時には付勢要素２３によって
弁体１３は閉弁力を受は弁座１２に球アール面２１が押
し付けられて閉弁し流体の流通を遮断する。次にコイル
２７１ｃ通電すると電磁力がプランジャ２８に作用して
弁体１３を下方に変位させ、コイル２７への通電量に応
じて流体出口１１側の圧力が制御される。また周知のガ
バナ機能を果す。

そして再度コイル２７への通電を停止（−すると弁体１
３は付勢要素２３の力によって閉弁される。　　　　　
　　１この時弁座１２に対しシールリング２ｏの当接位
置は初期状態とはかならずしも一致しない。これは付勢
要素２３による閉弁力の傾むきと、可撓性９　ペ−） 材料からなるダイヤフラム１４によって弁体１３を支持
していること、及び振動等の外乱によるためであるが、
Ｐ点を中心とする球アール面２１を設けているため、弁
体１３が若干傾むいても弁座１２と球アール面２１は密
着して当接し安定した閉止を行なうことができる。閉止
を行なう場合に重要なポイントは弁座１２の真円度とシ
ールリング２０の当接部すなわち球アール面２１の真円
度（真球度）である。弁座１２は機械加工できるため確
保しやすいが、シールリング２０は弾性部椙のため圧縮
量によって真円度が悪化する場合がある。第３図は、シ
ール壁面１８ａの外径りとシールリング２０の内径の差
のシールリング２０の内径に対する径方向シール比率δ
Ｓをパラメータとした時のリングホルダ２２によってシ
ールリング２０を圧縮する率すなわち軸方向圧縮率δｒ
と弁シート洩れ量Ｑｒの関係を示したものである。なお
この時シールリング２０の材質はＮＢＲにトリルゴム）
とし閉弁力は１ｓｏ（ｇ）、印加流体圧は５００　ｍｍ
　Ｍ　／）　（”）で本Ａへ１０　ベーン 第３図から圧縮率が増加するほど弁シート洩れＱｒが増
加することがわかる。電磁弁のＪＩＳによる内部洩れ規
格０．５５（Ｊ　／　ｈ　ｒを満足するのは径方向シー
ル比率δＳは４％以内、軸方向の圧縮率δｒは１０％以
内でありシールリング２０はこの範囲内で装着する必要
がある。

以上のように本実施例によれば弁座１２の中心軸線上に
中心点Ｐを有する球アール面２１を設けたシートリング
２０を単体で構成し、シール壁面１８ａ、１８ｂ内に嵌
挿し位置決め部１９とリングホルダ２２によって所定の
圧縮量で弁体１３に装着したため、開弁、閉弁の繰返し
、振動等の外乱を受けて弁体１３が若干傾むいた場合に
おいても弁座１２と球アール面２１は完全に密着し安定
した閉止性能が得られるとともに弁体１３にシールリン
グ２０を嵌挿した後リングホルダ２２をはめこむことに
より組立てができるため組立性が向上する。また重要な
シールリング２０は断面が全周にわたって一様であるた
め高精度に成形加工ができ、加工性も向上する。

１１　ベー／゛ さらにシールリング２０が劣化した場合プツシ、ナツト
１７をはずせばシールリング２０の交換が可能でありメ
インテナンス性も向上する。また本実施例ではプランジ
ャ２８が摺動するタイプの駆動部を用いるとともに付勢
要素２３として弁体１３を上方に持上げる方向に作用す
るスプリングを用いたため、従来例に比べ、弁体１３が
傾むきにくく閉止信頼性が高いなどの効果を有する。

第４図は本発明の他の実施例を示す弁部の要部拡大断面
図であり、リングホルダ２２ａと膜板１５ｂ間にスプリ
ング等の弾性体２９を介挿し、弾力的にリングホルダ２
２ａを係止したものである。他は第１図実施例と同じで
あり同一記号を付して説明を省略する。本実施例では、
リングホルダ２２ａを小型化できるとともに、寸法管理
が容易となり、重要なシールリング２０の軸方向の圧縮
率δ１を精度よく管理できる効果がある。

発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば以下の効果が
得られる。

（１）シールリングに弁座の中心軸線上に中心点を有す
る球アール面を設けたため開弁、閉弁の繰返し、振動等
の外乱により弁体が傾むいた状態で閉止されても球アー
ル面が弁座の全周に密着して安定した閉止性能が得られ
る。

（２）シールリングは全周にわたって一様な断面形状を
しているため、成形加工時の冷却による収縮が一様であ
り重要な球アール面の真円度（真球度）が容易にしかも
高精度に得られるとともに弁体に　　　　゛位置決め部
を設けてシールリングを所定の圧縮量で挟持するため、
弁体ヘシールリングを組込んだ後も球アール面の真円度
（真球度）は悪化しない。

したがって加工性が向上するとともに品質が安定する。

またリングホルダにより挟持するため、衝撃等によりシ
ールリングが動くことがない。

（３）シールリング、弁体、リングホルダの３要素に分
離したため、個々の部品をそれぞれ量産性の高い加工手
段で高精度に加工した後、組立てるため組立性及び量産
性が向上する。

（４）シールリングを嵌挿する構成のため弾性部材１３
ページ を一体成形する方式に比べ温度変化によるシール部すな
わち球アール面の変形が少なく実用温度範囲が広がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す閉止機能付流体制御弁
の断面図、第２図は同弁部の拡大断面図、第３図はシー
ルリングの圧縮率と弁シート洩れの関係を示す特性図、
第４図は本発明の他の実施例を示す弁部の要部拡大断面
図、第５図は従来の閉止機能付流体制御弁の断面図、第
６図は同要部断面図、第７図は同弁座と弾性部材の当接
形状を示す図である。 １０・・・・・・流体人口、１１・・・・・・流体出口
、１２・・・・・・弁座、１３・・・・・・弁体、１８
ａ、１８ｂ・・・・・・シール壁面、１９・・・・・位
置決め部、２０・・・・・・シールリング、２１・・・
・・・球アール面、２２．２２　ａ・・・・・・リング
ホルダ、２３・・・・・・付勢要素、２９・・・・・・
弾性体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体人口と流体出口の間に設けられた弁座と、シ
   ール壁面と位置決め部を設けた弁体と、前記弁座の中心
   軸線上に中心点を有する球アール面を有するとともに断
   面形状が全周にわたって一様であり弾性部材から構成さ
   れるシールリングと、前記位置決め部に当接して前記シ
   ールリングを弁体内に保持するリングホルダと、前記弁
   体を閉弁付勢する付勢要素とからなり、前記シールリン
   グを前記シール壁面に嵌挿するとともにリングホルダに
   より挟持し、前記弁座と球アール面が当接して閉止する
   構成とした閉止機能付流体制御弁。
2. （２）シール壁面外径とシールリング内径の差のシール
   リング内径に対する径方向シール比率を４％以内とし、
   またシールリングの軸方向の圧縮率を１０％以内とした
   特許請求の範囲第１項記載の閉止機能付流体制御弁。
3. （３）リングホルダを弾性体により弾力的に係止した特
   許請求の範囲第１項記載の閉止機能付流体制御弁。