JPH0214588B2 - - 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５０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御し流体圧を比例的に制
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に押し付けられて開弁し、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。

発明が解決しようとする問題点 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
微少な隙間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 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入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、球アール面を有するとともに弾性部材から構
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前記弁体に保持するリン
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、前記シールリングの前記リングホルダ
対向面か前記弁体シール壁面対向面の少なくとも
いずれかの面に微小な突起を形成するか、もしく
は前記シールリングと対向する前記弁体シール壁
面または前記リングホルダに微小な突起を形成
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 本発明は上記した構成によつて開弁、閉弁の繰
り返しおよび振動、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
した閉止を行なうことができる。また弁体に位置
決め部を設けてその位置決め部にリングホルダを
当接させ、シールリングを微小な突起による所定
の圧縮量で挾持するため弁体にシールリングを嵌
入した場合もシールリングの球アール面の真球度
は変化せず安定した閉止性能が得られる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて
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１５
ａ，１５ｂとともにピン１６およびプツシユナツ
ト１７により固定装置され、かつシール壁面１８
ａ，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を有するとともに微小な突起２
９を形成した弾性部材からな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を経方向に締めつける
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に嵌入しダイヤフラム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２
７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が押し付けられて開弁し流体の流通を
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１
１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に対してシールリング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による閉弁力の傾むきと、可撓
性材料からなるダイヤフラム１４によつて弁体１
３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点を中心点とする球アール面２
１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
部材のため圧縮量によつて真円度が悪化し、弁座
１２とシールリング２０との間に隙間を生じ閉止
が不完全となり、いわゆる弁洩れが発生する場合
がある。第３図は、シール壁面１８ａの外径Ｄ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δs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（ニトリ
ルゴム）とし閉弁力は150（ｇ）、印加流体圧は500
mmH₂Oである。

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／hr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。ところが上記適正圧縮率δs、δr
を確保するためには弁体１３の径Ｄ、シールリン
グ２０の内径、シールリング２０の厚み、リング
ホルダ２２の高さ方向の寸法など、各部品寸法を
相当正確に加工しなくてはならなくなる。たとえ
ばシールリング２０の厚み寸法が３ミリメートル
の場合、押えしろは0.3ミリメートル以内としな
くてはならない。そこでシールリング２０に微小
な突起２９、本実施例においてはいわゆる円周状
に糸ビードを形成することによつて、第３図の曲
線Ｃで示すように径方向圧縮率が同じ４％におい
て、見かけ上の許容軸方向圧縮率δr10％が17％程
度まで拡大でき、それだけ部品加工精度も余裕が
でき、しかも閉止の安定性も高まる効果がある。
なお軸方向圧縮率は、シールリング２０の厚みと
して微小突起２９の高さを含んで計算したもので
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部に嵌入し位置決め部１９とリン
グホルダ２２によつて微小突起２９を介して所定
の圧縮量で弁体１３に装着した構成なので、開
弁、閉弁の繰返し、振動などの外乱を受けて弁体
１３がやや傾いた場合においても弁座１２と球ア
ール面は密着し確実な閉止性能が得られるととも
に、微小突起２９により部品加工精度も緩るい寸
法公差でよく加工性、コスト面からの効果があ
る。微小突起２９は本実施例においてはR0.5程
度の糸ビードをシールリング２０のリングホルダ
２２対向面に形成し、軸方向押えしろが相当大き
くても小さくても、リングホルダ２２がシールリ
ング２０を適当に押さえ球アール面２１をほとん
ど歪ませることなく、かつシールリング２０が弁
体１３の上部にずれ上がるのを防止できる作用を
することにより、結果確実な閉止が得られる効果
がある訳であるが、微小な突起の形状は必ずしも
糸ビードに限らず、点状の突起を多数形成しても
同様の効果を得ることができる。また微小突起の
形成場所についても、本実施例のようにシールリ
ング２０の上面に限らず、シールリング２０の下
端面つまり弁体シール壁面１８ｂの対向面に形成
してもよい。径方向についてもシールリング２０
の径方向内側面つまり弁体シール壁面１８ａの対
向面に形成すれば、径方向押えしろの許容幅は拡
大できる。さらにまた、微小突起をシールリング
２０に形成するのではなく、弁体１３のシール壁
面１８ａ，１８ｂ側に形成しても前記と同様に閉
止性能を安定化させる効果、押えしろを拡大し部
品寸法精度を緩くでき加工性、コスト面の効果を
得ることができる。

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。

発明の効果 以上のように本発明の閉止機能付流体制御弁に
よれば次の効果が得られる。

(1) 弾性部材からなるシールリングに球アール面
を設けるとともに、シールリングまたは前記シ
ールリングと対向する弁体シール壁面の少なく
ともいずれかに微小な突起を形成した構成とし
ているので、球アール面の真球度を歪ませるこ
となく弁体とシールリングが密着状態を保持で
き、したがつて本閉止時シールリング球アール
面と弁座とが全周隙間なく密着し、確実に閉止
が得られるという効果がある。

これは振動時の外乱によつて弁体が傾いた状
態においても、球アール面が弁座の全周に密着
して安定した閉止機能を得ることができる。

(2) シールリングまたは前記シールリングと対向
する弁体シール壁面のいずれかに微小な突起を
形成した構成であるから、シールリングに対す
る押えしろの許容幅が拡大され、部品加工精度
を緩くでき部品の加工性が高く安くできるとと
もに、かつ閉止の安定性も向上できる。

(3) 温度変化による膨張収縮でシールリング押え
しろの変化に対しても、微小突起が吸収するた
め、シールリング球アール面の真球度が維持さ
れ、温度変化に対する閉止安定性も向上できる
効果がある。

(4) 弾性部材を弁体にはめ込んで組み立る構成
で、従来のように接着や一体成形と異なり、組
立・加工性に優れ、かつ歩留りが良い。

【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、１８ａ，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……リングホル
ダ、２３……付勢要素、２９……微小突起。

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られた弁座
   と、シール壁面と位置決め部を設けた弁体と、球
   アール面を有するとともに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
   記シールリングを前記弁体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を備
   え、前記シールリングの前記リングホルダ対向面
   あるいは前記弁体シール壁面対向面の少なくとも
   一方の面に微小な突起あるいは前記シールリング
   と対向する前記弁体シール壁面または前記リング
   ホルダに微小な突起を形成し、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 微小な突起は、シールリング上端面に円周状
   に形成した糸ビードにて構成された特許請求の範
   囲第１項記載の閉止機能付流体制御弁。