JPH0213196B2 - - Google Patents

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。（例えば実開昭55−49137号公報） 従来のこの閉止機能付流体制御弁を第４図、及
び第５図に示し、磁性体としての永久磁石１を備
えた弁体２と、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、流体入
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ともに、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御し、流体
圧を比例的に制御するように構成されている。

かかる構成の閉止機能付流体制御弁において、
通電しない時には、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に押し付けられて閉弁し、流体通路を遮断
するわけである。

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、衝撃等が加わつた時第５図に
示すように弁体２が傾く。これは弁体２を可撓性
材料からなるダイヤフラム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６図に
示したように楕円形状となり、弁座８と弾性部材
７の間に微少な間隙が形成され、流体が洩れる不
都合があつた。

また弾性部材７を弁体２に一体に設ける加工が
難しい。つまり弾性部材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。

一方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ツプにつながる。また
一体成形の際の冷却時に弾性部材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。

発明が解決しようとする問題点 すなわち従来例においては、開弁、閉弁の繰返
し、及び振動、衝撃等が加わつた場合、弾性部材
と弁座の当接位置が変化して流体を完全に閉止す
ることができなかつた。

また加工性、歩留りが悪いものであつた。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するものであり流
体入口と流体出口の間に設けた弁座と、前記弁座
に対向して設けられ、シール壁面と位置決め部を
有する弁体と、その弁体のシール壁面に嵌挿され
前記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所定の圧縮量で
弁体内に保持するリングホルダを設け、付勢要素
によつ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、
衝撃等により弁体が傾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うことが
できる。また弁体の位置決め部にリングホルダを
当接させて、ばらつきが少なくかつ最適な圧縮量
でシールリングを固定できるため、閉止に際して
重要な球アール面の真円度（真球度）を高精度に
維持できる。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狭持するた
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、本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。第１図は本発明による閉止機能付流体
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
流体入口１０と流体出口１１の間に弁座１２を設
けた弁ボデイ、１３は流体入口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及びプツシユ
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
全周にわたつて一様であり、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Ｄ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１
５ａ，１５ｂとともにピン１６によつて固定装着
される。

２３は弁体１３を閉弁方向に付勢する付勢要
素、２４はヨーク２５、継鉄板２６、コイル２７
及びコイル２７の中央部に上下動可能に設けたプ
ランジヤ２８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、プランジヤ
２８は下方に変位して弁体１３を動作させ流体出
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
によつて弁体１３は閉弁力を受け弁座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２７に通電すると電磁力
がプランジヤ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１３は付勢要素２３の力によつて閉弁される。
この時弁座１２に対し、シールリング２０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による閉弁力の傾きと可撓性材
料からなるダイヤフラム１４によつて弁体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
行うことができる。閉止を行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は弾性部材から構成される
ため圧縮量によつて真円度が悪化する場合があ
る。本実施例では弁体１２の位置決め部１９にリ
ングホルダ２２を当接させて高精度に圧縮量を管
理できるため、前記真円度を高精度に維持するこ
とができる。第３図はシール壁面１８ａの外径Ｄ
に対するシールリング２０の径方向のシール比率
δs（ここでシールリング２０の内径をｄとすると
δs＝（（Ｄ−ｄ）／Ｄ））×100（％））をパラメータ
とした時のリングホルダ２２によつてシールリン
グ２０を圧縮する比率すなわち軸方向圧縮率δr
（ここでシール壁面１８ｂとリングホルダ２２の
下端面で形成される軸方向の間隙をｔ、シールリ
ング２０の軸方向の高さをＴとするとδr＝（（Ｔ−
ｔ）／Ｔ））×100（％））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（ニトリルゴム）とし、閉弁力
は150(g)、印加流体圧は500mmH2Oである。

第３図から圧縮率δrが増加するほど弁シートも
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（Ｉ／hr）を満足するのは径
方向シール比率δsが４％以内、軸方向の圧縮率δr
が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
たシールリング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によつ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は完全に密着して安定
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
にわたつ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。

さらにシールリング２０が劣化した場合プツシ
ユナツト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ヤ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を上方に持ち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が傾きにく
く閉止信頼性が高い等の効果を有する。

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
て当接し、安定した閉止性能が得られる。

(2) 弁体にシール壁面及び位置決め部を設け、前
記シール壁面にシールリングを嵌挿して好適な
径方向シールを行うとともに、前記位置決め部
にリングホルダを当接させて、ばらつきが少な
くかつ最適な圧縮量でシールリングを固定でき
るため、閉止に際して重要な球アール面を高精
度に維持でき、少ない閉弁力で確実な閉止が行
える。またこれにより弁座のシールリングへの
食いこみ量を小さくできるためシールリングの
耐久性も向上する。

(3) リングホルダによりシールリングを確実に固
定するため高精度にかつ安定して組立が行え、
歩留まり及び量産性の向上が図れる。

(4) 少ない閉弁力で確実な閉止が可能となるた
め、付勢要素の設定力を小さくでき、少ない駆
動力で弁を駆動することができる。このことは
弁を外部信号に応じて自動制御する場合に好適
である。

【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図は従来の閉止機能
付流体制御弁の断面図、第５図は同要部断面図、
第６図は同弁座と弾性部材の当接形状を示す図で
ある。 １０…流体入口、１１…流体出口、１２…弁
座、１３…弁体、２０…シールリング、２１…球
アール面、２２…リングホルダ、２３…付勢要
素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体入口と流体出口の間に設けた弁座と、前
   記弁座に対向して設けられシール壁面と位置決め
   部を有する弁体と、前記弁体のシール壁面に嵌挿
   され前記弁座の中心軸線上に中心点を有する球ア
   ール面を設けたシールリングと、前記弁座に前記
   球アール面を押しつける方向に作用する付勢要素
   と、前記弁体の位置決め部に当接して前記シール
   リングを所定の圧縮量で前記弁体内に保持するリ
   ングホルダを有する閉止機能付流体制御弁。 ２ 弁体に嵌挿されるシールリングの径方向のシ
   ール比率δrを４％以内とし、またリングホルダに
   よるシールリングの軸方向の圧縮率δs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。