JPH038428B2 - - 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、弁体に弾性部材を
一体に設ける際に複雑な加工を必要とし、また信
頼性、歩留りが悪いという問題点があり、ひいて
は流体制御弁のコストアツプにつながつていた。

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
に対向して設けた弁体と、前記弁体に嵌挿され弾
性部材から構成されるシールリングと、前記弁座
に前記シールリングを押し付ける方向に作用する
付勢要素と、前記シールリングを前記弁体内に保
持するリングホルダと、前記リングホルダを所定
の押圧力で前記シールリングを圧縮する方向に作
用する弾性体を設けて構成したものである。

作 用 この構成により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。またシールリン
グをリングホルダを介して弾性体で保持するた
め、弾性部材から構成されるシールリングは常に
一定の押圧力で弁体内に保持され、閉止のために
重要な弁座との当接部の真円度（真球度）は悪化
することがなく安定した閉止性能が得られる。

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を保持するリングホルダであり、弁体１３に
嵌挿され、膜板１５ｂとリングホルダ２２の間に
介装した弾性体２３によりシールリング２０を一
定の押圧力で弁体内に保持している。

２４は弁体１３を閉弁方向に付勢する付勢要
素、２５はヨーク２６、継鉄板２７、コイル２８
及びコイル２８の中央部に上下動可能に設けたプ
ランジヤ２９を有する駆動部でありコイル２８に
通電することにより電磁力が発生し、プランジヤ
２９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２４
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２８に通電すると電磁力
がプランジヤ２９に作用して弁体１３を下方に変
位させ、コイル２８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２８への通電を停止すると弁
体１３は付勢要素２４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２４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。

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δr（ここで
シールリング２０の内径をｄとすると δr＝（（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δs
（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 δs＝（（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500mm
H2Oである。

第３図から圧縮率δs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（ｌ／hr）を満足するのは径
方向シール比率δrが４％以内、軸方向の圧縮率δs
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、さらにリングホルダ
２２を介して弾性体２３によつて一定の押圧力で
弁体１３に装着したため、閉止のために重要な球
アール面２１の真球度は変化することがなく、開
弁、閉弁の繰返し、振動等の外乱を受けて弁体１
３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及び弾性体２３を装
着する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２９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、弁体、リングホルダ、弾性体
の４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
組立てることができる。したがつて組立性及び
量産性が向上する。

(2) シールリングを単体として製造できるため重
要な弁座との当接面が高精度に得られ閉止信頼
性及び歩留りが向上する。

(3) シールリングをリングホルダを介して弾性体
により一定の押圧力で弁体内に保持するため、
シールリングの押圧力の管理が容易となり、組
立時、および組立後ともに弁座との当接面は高
精度に保たれる。したがつて少ない閉弁力で確
実な閉止が行え、少ない駆動力で弁の動作が可
能となるとともに閉弁時のシールリングの変形
量（弁座への食込み量）を小さくでき、耐久性
も向上する。

(4) シールリングを嵌挿する構成のため弾性部材
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、シールリングの弁座との当接面
の変形が低減でき、実用温度範囲を拡大でき
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、２
３……付勢要素、２４……弾性体。

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た弁体と、前記弁体に嵌挿
   され弾性部材から構成されるシールリングと、前
   記弁座に前記シールリングを押し付ける方向に作
   用する付勢要素と、前記シールリングを前記弁体
   内に保持するリングホルダと、前記リングホルダ
   を所定の押圧力で前記シールリングを圧縮する方
   向に作用する弾性体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。