JPS6244149B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス弁制御用のパイロツト弁に関す
る。

従来、この種のパイロツト弁は、第３図及び第
４図に示す如くパルス弁５０に取付けられて用い
られる。パルス弁５０は、タンク５１の室５２に
満たされた高圧の気体を、ダイアフラム４２の開
閉によつて室５３に送出する。ダイアフラム４２
はバネ７１によつて下方向に押圧されている。こ
の送出された気体の団塊は、例えば室５３に連結
されたバグフイルタ上（図示せず）に堆積したほ
こり等を取り除くために用いられる。

パルス弁５０のダイアフラム４２の開閉動作を
行なわせるためには通常パイロツト弁５４が用い
られる。パイロツト弁５４はパルス弁５０の上部
弁室４１に連通する入口部３０を有している。弁
室４１はダイアフラム４２に形成された孔６２に
より室５２と連通されている。パイロツト弁５４
は、パイロツト弁５４のハウジング５５に周端部
５６が固定され、補強部材５７によつて補強され
た中央部分５８によつて入口部３０と出口部３１
との連通を制御するダイアフラム３３を有してい
る。ダイアフラム３３には、中央部分５８に孔３
５が、入口部３０に面する部分３８に孔３６が
夫々形成されている。孔３５の開口面積は孔３６
の開口面積に比較して充分に大きい。孔３５を開
閉するプランジヤ３４を有する電磁石装置３２は
コイル５９に通電することによつてプランジヤ３
４を第４図に示す如く上昇させる。プランジヤ３
４はバネ７３によつて下方向に押圧されている。

以上のような構成を有したパルス弁５０を制御
するためのパイロツト弁５４の動作は以下のよう
に行なわれる。まず電磁石装置３２を通電するこ
とによりプランジヤ３４を上昇させる（第４
図）。すると、孔３６の開口面積に比べて孔３５
の開口面積は充分に大きいため、孔３５が開放状
態になつたとしても弁室３７には孔３６を介して
弁室４１から気体が充分量急激には流入し得ず、
弁室４１は弁室３７に比べて相対的に高圧状態に
おかれる。従つて外気に開放された出口部３１に
は孔３５が開放された直後では高圧状態にある弁
室３７からの気体が流入し、弁室３７は高圧状態
から低圧状態に略指数関数的に圧力変化する。従
つてダイアフラム３３は、弁室３７に面したダイ
アフラム面４０及び出口部３１に面したダイアフ
ラム面３９は低圧状態におかれ、入口部３０に面
したダイアフラム面３８は高圧状態におかれ、高
圧側と低圧側との圧力差が大きくなると、ダイア
フラム３３自身は上方向に押圧力を受け、その結
果第４図に示す如く、上昇する。従つてパルス弁
室４１内からは、入口部３０及び出口部３１を通
つて気体が流出し、パルス弁室４１内は、低圧状
態におかれる。ダイアフラム４２に設けられた孔
６２の開口面積は、入口部３０及び出口部３１の
夫々の開口面積に比較して充分に小さいため、ダ
イアフラム３３が上昇して前述のように開放状態
になつたとしても、弁室４１には孔６２を介して
室５２から気体が充分量急激には流入し得ず、室
５２は弁室４１に比べて相対的に高圧状態におか
れる。従つてダイアフラム４２は室５２からの押
圧力がバネ７１及び弁室４１からの押圧力よりも
上まわる状態になると第４図に示す如く上昇し、
室５２からは気体の団塊が室５３に送出され、こ
の気体の団塊の衝撃によつて前述のバグフイルタ
上に堆積したほこり等を除去する。第４図の状態
から電磁石３２のコイル５９への通電を停止しプ
ランジヤ３４を下方向に移動させ孔３５を閉じ、
その時から所定時間経過するにつれ、ダイアフラ
ム３３及びダイアフラム４２に夫々形成された孔
３６及び孔６２の連通によつて弁室３７、弁室４
１、室５２及び室５３の夫々の差圧が減少し同圧
状態に近くなるため、ダイアフラム３３はバネ７
３の押圧力により、及びダイアフラム４２はバネ
７１の押圧力により夫々第３図に示す如く、元の
状態に戻り、コイル５９への通電、通電停止によ
り上記動作を繰返す。しかし乍ら、このような構
成を有した従来のパイロツト弁５４はダイアフラ
ム３３の周端部５６がハウジング５５に固定され
ているため、ダイアフラム３３が前記開閉動作を
行なうべく繰返して往復運動を行なうにつれ、ハ
ウジング５５に固定された周端部５６と入口部３
０に面したダイアフラム面３８との境界部分にお
いて劣化が生じ、極端な場合には破損してしま
い、正常な弁動作を行なえなくなるという欠点が
有る。

又、ダイアフラム面３８の受圧面積はダイアフ
ラム面４０の受圧面積に比較して小さい為、前述
の如くプランジヤ３４によつて弁室３７が低圧状
態におかれたとしてもダイアフラム３３は孔３５
の開放直後であつて弁室３７内の圧力が急激に変
化する時間内には上昇せず面３８に受ける力が面
４０に対する力を上まわる時点、即ち弁室３７内
がある程度低圧に成つた時点、換言すれば圧力変
化カーブがゆるやかになつた時点で初めてダイア
フラム３３が上昇するため、その上昇スピードは
ゆるやかなものとなり、パルス弁室４１の圧力を
急激に変化させることが出来ず、効果的にバグフ
イルタを清掃することが出来ないという欠点が有
る。

本発明は、前記諸点に鑑み成されたものであ
り、その目的とするところは、前記欠点を解消し
得るパルス弁制御用パイロツト弁を提供すること
にある。

前記目的は、本発明によれば、入口を有したハ
ウジングと、このハウジング内の空間と外部とを
連通すべく当該ハウジングに設けられた通路と、
前記ハウジング内の空間と外部とを連通すべく当
該ハウジングのほぼ全周囲に亙つて当該ハウジン
グに設けられたスロツトと、前記ハウジング内の
空間を、前記通路に連通する第１の空間と前記入
口に連通する第２の空間とに分割し、当該第１の
空間の気体の圧力が第２の空間の気体の圧力より
所定量低い際、湾曲形状を維持し、当該第１の空
間の気体の圧力が第２の空間の気体の圧力に等し
い際、平担形状を維持するような可撓性を有して
おり、当該平担形状のとき前記スロツトを側端面
のほぼ全周囲によつて閉鎖すべく当該ハウジング
の内壁に接触して当該スロツトと入口との連通を
禁止し、当該湾曲形状のとき当該閉鎖を解除すべ
く当該ハウジングの内壁から離反して当該スロツ
トと入口とが連通するように当該ハウジング内に
配置された円板状の可動弁部材と、前記第１の空
間と第２の空間とを連通すべく前記可動弁部材に
設けられた細孔と、前記通路を介する前記第１の
空間と外部との連通を制御すべく、当該通路に設
けられた弁装置とからなるパルス弁制御用パイロ
ツト弁によつて達成される。

以下図面に示す具体例に沿つて本発明のパルス
弁制御用パイロツト弁を説明する。

第１図、第２図及び第５図、第６図夫々におい
て、本発明のパルス弁制御用パイロツト弁２はパ
ルス弁６１に取付けて用いられる。パルス弁６１
は第３図及び第４図におけるパルス弁５０とほぼ
同様に構成されている。すなわちタンク５１の室
５２に満たされた高圧の気体をダイアフラム４４
の開閉によつて団塊状に室５３に送出し、室５３
に連結されたバグフイルタ上に堆積したほこり等
を当該団塊状気体の圧力による衝撃によつて取り
除くようにしている。パルス弁６１のダイアフラ
ム４４の開閉動作を行なうべくパルス弁６１の上
部ハウジング６３には、パイロツト弁２が取付け
られている。

パイロツト弁２のハウジングは上部ハウジング
６とパルス弁の上部ハウジング６３と一体的に形
成された下部ハウジング８とから成り、これらの
間にラジアルスロツト１０が形成されている。ス
ロツト１０はハウジング６，８のほぼ全周に伸び
ている。このスロツト１０が弁２の出口を形成し
ており且つスロツト１０がハウジングのほぼ全周
に伸びているので、比較的幅の狭いスロツトによ
つて、広い総断面積を有し、排気抵抗の小さい出
口を形成し得る。従つて、極めて排気抵抗の小さ
い且つ排気容量の大きい弁を提供することが出来
る。

パイロツト弁２の上部ハウジング６には転換手
段としての小型の電気弁４（例えばウエツバ社製
の型式番号１７）が取付けられている。電気弁４
はコイル６０を励起又は非励起することによつて
プランジヤ４３を矢印６４方向に移動させること
が出来る。尚、電気弁４とプランジヤ４３とによ
つて弁装置が構成されている。

パイロツト弁２の上部ハウジング６にはポート
１６が形成されており、このポート１６は上部ハ
ウジング６の下側に形成される第１の空間として
の弁室１８と、上部ハウジング６の上側で電気弁
４との間に形成される弁室６７とを連通してい
る。ポート１６はプランジヤ４３の先端６６によ
つて閉鎖されており、プランジヤ４３の前記移動
により前記連通の状態が制御される。

又、パイロツト弁の上部ハウジング６には、更
に弁室６７と大気圧を有する外部６８との間を連
通するポート６５が形成されている。尚、ポート
１６、弁室６７及びポート６５によつて通路が構
成されている。

ハウジング内部には、可撓性材料で形成された
可動弁部材、例えばゴム円板１２が配置されてお
り、第１図及び第５図に示すパイロツト弁２の閉
鎖位置では円板１２の外縁がスロツト１０を閉鎖
する。この位置で円板１２は下部ハウジングの内
壁としての内面に形成されたサポート部１４に載
置されており、上部ハウジング６の内面との間で
弁室１８を形成している。円板１２は、更に下部
ハウジング８の内面との間で第２の空間としての
弁室２０を形成しており、この弁室２０は、円板
１２の下方の下部ハウジング８と上部ハウジング
６３との境界部分に配設されたパイロツト弁２の
入口８０を介して、パルス弁６１の上部ハウジン
グ６３の内面と、ダイアフラム４４との間に形成
されている弁室４６に連続している。更に、円板
１２には、弁室１８と弁室２０との間を連通する
細孔としての孔２２が設けられており、この孔２
２の開口面積は、ポート６５及びポート１６の開
口面積に比較して充分に小さくなるように形成さ
れている。又、ダイアフラム４４には、弁室２０
に連続する弁室４６とタンク５１の室５２との間
を連通する孔６２が設けられており、この孔６２
の開口面積は、スロツト１０の総断面積に比較し
て充分に小さくなるように形成されている。ダイ
アフラム４４はバネ７１によつて室５３の開口端
面７２に押しつけられ室５３と室５２との連通を
阻止している。

以上のように構成された本発明によるパルス弁
制御用パイロツト弁の動作を説明する。

第１図及び第５図において、パイロツト弁２は
スロツト１０を閉鎖した状態におかれている。

この状態で電気弁４のコイル６０に通電し、コ
イル６０を励起すると、プランジヤ４３は矢印６
４方向における上方に移動する（第６図）。ここ
で第１図及び第５図の状態における各弁室の夫々
の圧力状態は以下のようになつている。外部６８
は大気圧状態におかれている。従つてポート６５
によつて外部６８に連通する弁室６７も大気圧状
態におかれている。又、タンク５１の室５２は大
気圧に比較して高圧状態におかれている。従つて
室４６はダイアフラム４４の孔６２によつて室５
２と連通しているため高圧状態におかれており、
この室４６に連続する弁室２０も高圧状態におか
れている。弁室１８も孔２２を介して弁室２０に
連通しているため同様に高圧状態におかれてい
る。従つてこのような圧力関係の状態において前
述のようにプランジヤ４３が移動してポート１６
を開放すると、弁室１８からは気体がポート１６
を通つて弁室６７に流出し、更に気体はポート６
５を通つて外部６８に流出し、その結果弁室１８
は大気圧状態即ち低圧状態におかれる。弁室１８
が低圧状態にあると、円板１２に設けられた孔２
２を介して弁室２０から気体が流出するが、孔２
２の開口面積がポート１６及びポート６５の開口
面積に比較して充分小さいため気体の流出量は少
なく、弁室２０及び弁室４６内の圧力は急激には
低下せず弁室２０及び弁室４６内は、所定の時間
内において依然として高圧状態に保たれる。ここ
で円板１２は弁室１８側における受圧面７０の面
積と弁室２０側における受圧面６９の面積とが実
質的に等しい為、上記のように弁室１８と弁室２
０との間に、所定の差圧が生じると、第２図及び
第６図に示すようにカツプ状に迅速に湾曲し、そ
の結果円板１２は実質的に上部ハウジング６の内
壁の実質的にカツプ状の部分である内面４５に接
触して支持された状態になり、円板１２の外縁に
よるスロツト１０の閉鎖を解除し、スロツト１０
を開放する。スロツト１０が開放されると弁室２
０内の圧力は急激に低下する。従つて弁室４６内
も同様に圧力が急激に低下する。弁室４６が低圧
状態におかれると、ダイアフラム４４に設けられ
た孔６２を介して高圧状態におかれた室５２から
気体が流出するが、孔６２の開口面積がスロツト
１０の総断面積に比較して充分小さいため、気体
の流出量は少なく、室５２内の圧力は急激には低
下せず、所定の時間内依然として高圧に保たれ
る。従つてダイアフラム４４は弁室４６内の圧力
とバネ７１の押圧力とによる合計の圧力と、室５
２内の圧力とによつて平衡状態に保たれていた
が、弁室４６内の圧力の急激な圧力低下により、
その平衡状態がくずれるため、ダイアフラム４４
は第６図に示す如く上方に移動し、室５２から団
塊状の気体を室５３に送出する。

従つて各弁室において夫々相対的な圧力差を急
激に生じさせるためには、円板１２は開放動作を
迅速化するべく可能な限り軽量化するのが望まし
く、且つ湾曲状態においてスロツト１０を開放し
得るだけの剛性を保つことが必要である。

このようにして室５２から団塊状の気体を室５
３に送出後、電気弁４のコイル６０の励起を停止
し、プランジヤ４３を矢印６４方向における下方
に移動させると、プランジヤ４３の先端６６はポ
ート１６を閉鎖し、弁室１８と弁室６７及び外部
６８との連通が阻止される。またその状態から所
定時間経過すると円板１２の孔２２を介して弁室
１８内の圧力と弁室２０内の圧力とが徐々に平衡
するため円板１２は円板１２自身の弾性力により
湾曲形状から平担形状に変化し、スロツト１０を
再び閉鎖する。

また、ダイアフラム４４の孔６２を介して弁室
４６内の圧力と室５２内の圧力とが徐々に平衡す
るためダイアフラム４４はバネ７１の押圧力によ
り開口端面７２に押しつけられ室５２と室５３と
の連通を阻止する。即ち第１図及び第５図に示す
ような状態に戻り、以後前述の動作を繰り返す。

このような本発明のパイロツト弁は通常より大
きな弁、例えば布製のバグフイルタを清掃するた
めの加圧空気を間歇的に送出するためのパルス弁
を制御するために用いられる。

パルス弁が瞬時に高圧となるパルス状の空気圧
を得るためには、パルス弁をできるだけ早く開放
できるようにパルス弁のダイアフラム上の空間を
急速に排気しなければならないという要求が有
る。このような要求に対して本発明によるパイロ
ツト弁はハウジングの外周に沿つて形成されたス
ロツトである出口を円板の外縁で開閉するように
構成されており、この円板によつて当該ハウジン
グ内を第１及び第２の空間に分割しているため当
該第１及び第２の空間に面する円板の夫々の面積
はほぼ等しく、それ故第１の空間における圧力を
略指数関数的に減少させ、第２の空間における圧
力よりも低くし、その差圧が生じる状態、即ち第
１の空間内の圧力減少カーブが急激な時に可撓性
円板に湾曲形状を与えて出口を開放状態にし得、
当該第２の空間内の気体を当該出口から迅速に排
気し得るため、第２の空間内の圧力を急激に減少
させることが出来、前記パルス弁のダイアフラム
上の空間即ち弁室の内部を急速に排気し得る。

また前記出口は、内部が１個の平面内で円形を
示すように設計されたハウジングの周面上に形成
されているため、かなり狭いスロツトの場合であ
つてもその総断面積はかなり大きなものとでき、
しかも出口の長さは極めて短いものにでき、従つ
て、第２の空間の排気作業を急速にし得、又排気
の過程で余分な摩擦抵抗を生じることはなく、パ
ルス弁に対して効果的なバグフイルター清掃用気
体を送出する動作を行なわせることが出来る。

更にパイロツト弁の弁部材は、単一の可撓性の
円板として構成されており、これは上述の具体例
ではゴムで構成されているが、適用されるパルス
弁の圧力に応じてより硬いプラスチツク等の材料
で構成してもよく、これにより極めて簡単な構造
のパイロツト弁が安価に製造できる。又、構造が
簡単であるため故障の虞れもなく機能的に信頼性
がある。

更に、可撓性の弁部材を、適用されるパルス弁
の圧力に応じて硬軟の適当な材料で形成してやれ
ば、適用範囲も容易に拡大されよう。

更に加えて本発明のパルス弁制御用パイロツト
弁は、その開閉動作において、弁部材が固定され
ておらず自由に動き得る状態であるため、例えば
多数回の開閉動作を行なつたとしても、弁部材に
は破損等の劣化は生じにくく、安定した弁動作を
長期にわたつて維持し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉鎖位置の本発明のパイロツト弁の断
面図、第２図は開放位置の本発明のパイロツト弁
の断面図、第３図は閉鎖位置にある従来のパイロ
ツト弁をパルス弁に取付けた状態の断面図、第４
図は開放位置にある従来のパイロツト弁をパルス
弁に取付けた状態の断面図、第５図は開鎖位置に
ある本発明のパイロツト弁をパルス弁に取付けた
状態の断面図、第６図は開放位置にある本発明の
パイロツト弁をパルス弁に取付けた状態の断面図
である。 ２……パイロツト弁、４……電気弁、１０……
スロツト、１２……円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口を有したハウジングと、このハウジング
   内の空間と外部とを連通すべく当該ハウジングに
   設けられた通路と、前記ハウジング内の空間と外
   部とを連通すべく当該ハウジングのほぼ全周囲に
   亙つて当該ハウジングに設けられたスロツトと、
   前記ハウジング内の空間を、前記通路に連通する
   第１の空間と前記入口に連通する第２の空間とに
   分割し、当該第１の空間の気体の圧力が第２の空
   間の気体の圧力より所定量低い際、湾曲形状を維
   持し、当該第１の空間の気体の圧力が第２の空間
   の気体の圧力に等しい際、平坦形状を維持するよ
   うな可撓性を有しており、当該平坦形状のとき前
   記スロツトを側端面のほぼ全周囲によつて閉鎖す
   べく当該ハウジングの内壁に接触して当該スロツ
   トと入口との連通を禁止し、当該湾曲形状のとき
   当該閉鎖を解除すべく当該ハウジングの内壁から
   離反して当該スロツトと入口とが連通するように
   当該ハウジング内に配置された円板状の可動弁部
   材と、前記第１の空間と第２の空間とを連通すべ
   く前記可動弁部材に設けられた細孔と、前記通路
   を介する前記第１の空間と外部との連通を制御す
   べく、当該通路に設けられた弁装置とからなるパ
   ルス弁制御用パイロツト弁。 ２ 前記弁装置が電磁弁であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のパルス弁制御用パ
   イロツト弁。 ３ 前記ハウジングが相互に接合された２個の部
   材からなり、前記スロツトが前記２個の部材の間
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載のパルス弁制御用パ
   イロツト弁。 ４ 前記可動弁部材がゴムからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   に記載のパルス弁制御用パイロツト弁。 ５ 前記可動弁部材は、当該可動弁部材が平坦な
   形状の状態にあるとき、前記ハウジングの内壁に
   形成されたサポート部に載置されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいず
   れかに記載のパルス弁制御用パイロツト弁。 ６ 前記可動弁部材は、当該可動弁部材が湾曲し
   た形状の状態にあるとき、前記ハウジングの内壁
   の実質的にカツプ状の部分に接触することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第５項のいずれ
   かに記載のパルス弁制御用パイロツト弁。