JPS6224640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、噴射ポンプを通して流れる運動流体
が真空をつくる形式の真空発生装置に関する。更
に詳細には、本発明はそのような真空発生装置の
運動流体の流れを制御するための弁装置に関す
る。

噴射ポンプを通して流れる運動流体によつて真
空を作ることおよび条件に応答して動作可能な弁
によつて運動流体の流れを制御することが知られ
ている。例えば噴射ポンプによつて作られる真空
状態は、運動流体の流れを制御する弁の動きを制
御するために膨張可能なチヤンバ弁作動装置に加
えられる。このような装置は、噴射ポンプによつ
て作られる真空が制御弁を部分的に開いた状態に
保つような安定運転状態に達しようとし、その部
分的に開いた状態は真空状態を保つために運動流
体を十分に流す。運動流体が部分的に開いている
弁を通して流れるところでは、運動流体の可変エ
ネルギーの一部は弁の流れ抵抗に打ち勝つとき失
われ、しかるに運動流体の可変エネルギを完全に
使用することが望ましい。このため、弁を通る流
れから発生する損失を減少するために開き位置と
閉じ位置との間で制御弁を動かす弁作動装置を提
供することが知られている。例えば、このために
ロストモーシヨン（Lost motion）弁作動装置を
提供することが指摘されていた。この装置は構造
が複雑でかなりのスペースを占める。その結果運
動流体の流れを制御するための装置の改良が要求
され、特に構造が簡単で小型となるような改良が
要求される。

また真空発生装置の動作を開始する際に弁を真
空低圧の低下（真空度が低下した大気圧に近くな
る現象）に応じて弁を徐々に開くと開弁初期に十
分な流量の空気流が得られないため真空発生装置
のノズルを通る空気の流速を高くすることができ
ず、空気圧を有効に利用できない。このため真空
低圧が一定の値になつたとき弁を瞬時に全開して
ノズルから所望量の空気を流すことおよび瞬時に
閉止することが必要となる。

本発明の目的は、真空低圧が所定の値に達した
ときスナツプアクシヨンにより弁が瞬時に全開又
は全閉して空気圧を有効に利用して真空を生起で
きる構造の簡単でかつ小型の真空発生装置を得る
ことである。

本発明は、運動流体源と連通するようになつて
いる入口ポート、通路、前記入口ポートと前記通
路との間に配置された弁座が形成された本体と、
前記通路と連通している噴射装置と、前記噴射装
置と連通している真空ポートと、前記本体に取り
付けられた弁作動装置と、前記弁作動装置に隣接
して形成された流体制御チヤンバと、前記流体制
御チヤンバと前記通路内に伸びているステムを有
する弁部材とを備え、前記弁部材が前記弁作動装
置に接続されかつ前記弁作動装置の動きに応答し
て前記弁座に向つてかつそこから離れて滑動運動
するように前記本体に取り付けられ、前記流体制
御チヤンバが真空発生装置によつて発生される亜
大気圧真空に連通されている真空発生装置におい
て、前記弁部材の前記ステムと摩擦係合する圧力
応答摩擦制動装置が前記本体内において前記ステ
ムの回りに配置され、前記圧力応答摩擦制動装置
が前記ステムを囲む弾性リツプを有し、前記リツ
プが前記リツプを前記ステムに押すように前記通
路に加えられる前記流体圧に露されるように構成
されている。

上記構成において、亜大気圧の（大気圧より低
い）真空低圧が生起されていないか或はその圧力
が所定値以上のとき入口ポートに空気圧が供給さ
れると弁部材を押して弁座から弁部材を離し所定
流量の空気の流れを瞬時に開始する。すると空気
圧は噴射装置内に流れて真空ポートに真空低圧を
発生させるとともに弁部材のステムが挿通されて
いる通路を介して圧力応答摩擦制動装置に作用し
てその圧力応答摩擦制動装置が弁部材に加える摩
擦抵抗を増加し弁部材を開き状態に保持する。

次に真空低圧の圧力が所定真以下になると弁作
動装置に作用する真空低圧と大気圧とにより弁作
動装置が動作して弁部材を弁座に向けて瞬時的に
移動させ閉弁する。

以下図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

運動流体回路および真空回路に接続された真空
発生装置１０を含んでいて真空装置が第１図に示
されている。運動流体回路は、空気圧縮機１１、
圧縮空気貯蔵タンク１２および加圧空気を真空発
生装置に供給するように配列された接続導管１
３，１４で概略的に示されている。真空回路は、
逆止弁１６、真空容器１７、真空被作動装置１
８，１９および接続導管２１，２２，２３，２
４，２５で概略的に示されている。フイードバツ
ク回路２６は、真空回路内の真空レベルが真空発
生装置の動作を制御するために使用されるよう
に、真空回路と真空発生装置１０の制御部分との
間で接続されている。

真空発生装置１０は第２図、３図および４図に
おいて拡大して示されかつ本体３１およびカバー
３２を備えている。本体３１は導管１４のような
運動流体源への接続を容易にするために内側にね
じが設けられた開口３４を有する入口部分３３を
備えている。入口ポート３６は開口３４から弁座
３７まで伸び、その弁座は内側通路３８と通じて
いる。本体３１は、互いに真空室４４を限定する
ように隔てられた噴射ノズル４２および吐出ノズ
ル４３を受ける吐出し部分４１を備え、噴射ノズ
ル４２は通路３８と連通しかつ運動流体の流れを
通路３８から室４４および吐出ノズル４３に導く
ように配置されている。噴射ノズル４２は収束入
口４６と流体圧エネルギを流体速度に変換するた
めに配置された分散出口４７とを備えている。吐
出しノズル４３は、吐出し部分４１の端面５１を
介して大気と通じる出口部分４９と接続している
収束入口を備えている。噴射ノズル４２、真空室
４４および吐出ノズル４３は、室４４内で真空を
作るための噴射ポンプを形成するように配置され
ている。噴射ポンプ装置は従来技術として知ら
れ、かつそれ故、その詳細な説明は省略する。

本体３１の真空部分５６は、真空室４４と通じ
かつチユーブ接続部分５８を通して伸びている真
空ポート５７を備えている。チユーブ接続部分５
８の形状は、第１図において参照番号２１によつ
て示された可撓性チユーブへの接続を容易にでき
るように選択され得る。

制御ポート６１は本体３１に形成されかつチユ
ーブ接続部分６２と本体に形成されている制御チ
ヤンバ６３の間を連通するように配置されてい
る。制御チヤンバ６３は、本体３１のカツプ状部
分６４により部分的にかつカバー３２により本体
のリム部分６７に固定されたダイヤフラム６６に
より限定されている。

環状ボス部分７１が、制御チヤンバ６３内で伸
びるように、本体３１に形成されている。通路３
８および弁座３７で終る穴７２がボス７１に形成
されている。

弁部材７３は、ダイヤフラム６６と係合してい
る板部分７４と、弁座３７に向つて移動可能に穴
７２内に弛く挿入されたステム部分７６とを一体
的に備えている。ステム部分７６の端部（第３図
および第６図で下端）には第６図に詳細に示され
るように通路３８に露出された補足面７７，７８
が形成されている。弁部材７３は、更に、第５図
に詳細に示されるように補足面から下方に突出し
ているウエブ部分７９、ウエブ部分の先端に形成
されたフランジ８１およびノーズ８３を有し、フ
ランジ８１とノーズ８３との間に環状の溝８２が
形成されている。溝８２内には弁座３７と密封係
合するＯリングシール８４が配置されている。補
足面には穴７２内の圧力空気が作用してステム
（したがつて弁部材７３全体）を押し上げる作用
をする。

偏倚ばね８６がカツプ状部分６４内に置かれか
つ板状部分７４と係合し、Ｏリングシール８４を
弁座３７から離すように、弁７３を第３図におい
て上方に偏倚している。

圧力応答摩擦制動装置８７が、内側シールリツ
プ８８、外側シールリツプ８９および後押しリン
グ９１を備えている環状のゴム状Ｕ型シールとし
て設けられている。制動装置８７は保持リング９
２によつて環状リング７１に固定されている。

第３図および第４図を参照して真空発生装置１
０の動作を説明する。真空発生装置は第１図に示
されるような装置に接続され、圧縮空気源が入口
ポート３６に接続され、真空ポート５７は真空回
路に接続されかつ真空フイードバツク信号は制御
ポート６１を介して制御チヤンバ６３内にあると
仮定する。

弁７３が弁座３７を閉じる第３図に示される位
置において、弁に作用する力は次の通りである。
圧縮空気（運動流体）の圧力はノーズ８３に作用
して弁を弁座３７から離し、大気圧は噴射ポンプ
および通路３８内にあつて、そこにおいて大気圧
は補足面７８，７７にかつ幹状部分すなわちステ
ム７６と穴７２との間の漏洩によつて内側リツプ
に作用し、それによつて内側リツプ８８をステム
に押圧し、弁ステムの摺動運動に逆う摩擦保持力
を与え、ばね８６は弁を弁座３７から離そうとす
る力を加え、これらの力は制御チヤンバ内に存在
する亜大気圧の（大気圧より低い）真空低圧に対
向する力であり、その亜大気圧の真空低圧は大気
圧チヤンバ６８内に存在する大気圧と共に弁座と
係合させる。

説明のために、制御チヤンバ６３内の水銀で約
33cm（15インチ）の真空低圧は弁７３を弁座７３
と係合させておくのに十分であると仮定する。も
し制御チヤンバ内の圧力降下が弱められると、入
口ポート３６内の空気圧はノーズ８３に作用して
弁座３７から離れる弁の運動の初期増加を与えそ
れによつて加圧運動流体を通路３８に通し、その
運動流体を補足面７７，７８に作用させ、弁を穴
７２内でリツプ８８の摩擦に抗して十分に開いた
位置に急激に移動させる。弁が弁座から離される
と、ステム７６と穴７２との間の漏洩通路は長さ
が減少され、同時に通路３８内の圧力は増加され
てその結果大きな圧力がリツプ８８に加えられて
ステム７６の摩擦保持力を増加する。弁が開く
（弁座３７から離れる）と、運動流体は噴出ポン
プ装置を通して大気中に流れそれによつて逆止弁
１６の後部の溜め１７に捕促されるポート５７内
の真空低圧を増加する。増加した真空低圧は制御
チヤンバ６３に戻され、そこにおいて、その真空
低圧によりダイヤフラム６６を横切つて大気に関
する圧力差が増加して弁を瞬時に閉じかつ同時に
リツプ８８を横切る運動流体に関して圧力差が増
大し、それによつて逆止弁の弁座３７から離れた
開き位置にステムを保とうとする摩擦力を増加す
る。

上記のように弁を瞬時に閉じる理由は以下の通
りである。すなわち弁部材のステム７６を弁座３
７から離れた開き位置に保とうとする、リツプ８
８によりステム７６上に加えられる摩擦力は真空
低圧の増加すなわち真空度の増加に応じて増大す
る。しかしながら、大気圧と制御チヤンバとの間
の圧力差によつて加えられるステム７６を閉じ位
置に押そうとする力の増加率はステム７６に作用
する摩擦力の増加率よりも大きい。このような増
加率の相違はステムの直径、ステムに固定された
板状部分７４の直径、ダイヤフラム６６の直径お
よびばね５６の偏倚力を選択的に決めることによ
り達成できる。

したがつて、上記大気圧と制御チヤンバとの間
の圧力差が所定値以上に増加すると、ステムに加
えられかつステムを閉じ位置に押そうとする力
は、それぞれステムを開き位置に保とうとするス
テムに作用する静摩擦力と流れる流体によつて補
足面７７，７８においてステムに加えられる力と
の和よりも大きくなり、するとステムは閉じ位置
に動き始める。一旦ステムが動き始めると、ステ
ムに作用する摩擦力は、静摩擦力よりも小さな動
摩擦力となるため、減少され、したがつてステム
は急激にすなわちスナツプアクシヨ的に閉じ位置
に動く。

真空低圧が増大してレベルに、例えば水銀で約
53.3cm（21インチ）において、ダイヤフラムを横
切る圧力差は、弁座を閉じるようにリツプ８８に
よつて与えられる摩擦力に抗してかつばね８６の
偏倚および補足面７７，７８に作用する運動流体
の圧力に抗して弁７３を摺動するのに十分強くな
つている。弁が弁座を閉じるや否や通路３８内の
圧力は大気に戻り、そのことが補足面に作用して
いる圧力を解放し、かつ同時にリツプ８８を横切
る圧力差を減少しかつその結果リツプ８８によつ
てステムに加えられる摩擦制動力を減少させる。
チヤンバ６３内の真空低圧が減少されると、リツ
プ８８を横切る圧力差は減少され、更にステムの
摩擦保持力をあるレベル、例えば水銀で約38.1cm
（15インチ）まで減少し、弁は真空レベルを再び
満すために開き位置に再度動くことができる。

本発明によれば、所望の真空度が得られたとき
弁をスナツプ動作により瞬時に閉じて作動流体の
流れ阻止できるため、作動流体を無駄に使用する
ことを防止できる。しかも装置の構造も簡単でコ
ンパクトにできる。

また噴射発生装置への圧力空気の供給を弁を
徐々に開いて開始するのでなく、弁を瞬時に全開
することにより所定量の圧力空気の供給を瞬時に
開始できるので圧力空気の有するエネルギを有効
に利用して真空を発生させることができ、圧力空
気を無駄に消費することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空発生装置を備えた空気装置の概略
回路図、第２図は本発明による真空発生装置の立
面図、第３図は第２図の線３―３に沿つて切つた
断面図、第４図は第３図の線４―４に沿つた断面
図、第５図はステム部分の先端部分の拡大断面図
であつてシール部材が弁座から離れた状態を示す
図、第６図は弁部材の拡大斜視図である。 １０：真空発生装置、３１：本体、３２：カバ
ー、３３：入口部分、３６：入口ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 運動流体源と連通するようになつている入口
   ポート、通路、前記入口ポートと前記通路との間
   に配置された弁座が形成された本体と、前記通路
   と連通している噴射装置と、前記噴射装置と連通
   している真空ポートと、前記本体に取り付けられ
   た弁作動装置と、前記弁作動装置に隣接して形成
   された流体制御チヤンバと、前記流体制御チヤン
   バと前記通路内に伸びているステムを有する弁部
   材とを備え、前記弁部材が前記弁作動装置に接続
   されかつ前記弁作動装置の動きに応答して前記弁
   座に向つてかつそこから離れて滑動運動するよう
   に前記本体に取り付けられ、前記流体制御チヤン
   バが真空発生装置によつて発生される亜大気圧真
   空に連通されている真空発生装置において、 前記弁部材７３の前記ステムと摩擦係合する圧
   力応答摩擦制動装置８７が前記本体内において前
   記ステムの回りに配置され、 前記圧力応答摩擦制動装置が前記ステムを囲む
   弾性リツプ８８を有し、前記リツプが前記リツプ
   を前記ステムに押すように前記通路３８に加えら
   れる前記流体圧に露されていることを特徴とする
   真空発生装置。 ２ 前記弁部材７３が補足面部分７７，７８を備
   えていてその補足面部分にはその補足面部分に作
   用する流体圧に応答して前記弁部材７３を弁座３
   ７との閉じ状態から偏倚するように前記通路３８
   内の圧力が加えられ、それによつて前記制御チヤ
   ンバ６３内の亜大気圧真空圧力および前記通路３
   ８内の前記流体圧に応答して前記弁部材を前記弁
   座と接する方向および弁座から離れる方向にスナ
   ツプ動作で動かすように構成されている特許請求
   の範囲１に記載の真空発生装置。