JPH0429682A - 感圧作動弁及びこれを用いた自動流路切替え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、操作流体の圧力変化により機械的に開弁状
態か閉弁状態かが決定される感圧作動弁及びこの感圧作
動弁を用いた自動流路切替え装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、例えば酸素、窒素、水素、アルゴン、プロパ
ンガス等のガスや、液体等の流体を、工業用、家庭用、
医療用、その他全般的な用途に用いる際に利用する感圧
作動弁として用いられるものには次のようなものがあっ
た。

これは電磁弁と電気的感知機構を組み合わせて成り、電
気的感知機構により感知した操作流体の圧力値を電気信
号として電磁弁に入力し、開弁状態か閉弁状態かを決定
するものである。

また、この感圧作動弁を組合せ、互いに一方側の流体の
圧力値の電気信号を、他方側の電磁弁に入力して制御し
、何れか１つのみを開弁状態にする自動流路切替え装置
があった。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、上記した従来の感圧作動弁及び自動流路切替え
装置では次のような問題があった。

即ち、電磁弁及び電気的感知機構は電気的な機構を必要
とするため、流体の種類によっては防爆構造が必要であ
り、そのため感圧作動弁及び自動流路切替え装置自体が
非常に嵩高いものとなっていた。

そこで、この発明の目的は、防爆構造が必要とせず、そ
のため嵩低いものとすることが出来る感圧作動弁を提供
することにある。

この発明の他の目的は、上記のように構成した感圧作動
弁を用い、防爆構造等を必要としない嵩低い自動流路切
替え弁を提供することにある。

［課題の解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では次
のような技術的手段を講じている。即ち、操作流体（７
）の圧力変化によって作動する弁閉鎖手段と弁開放手段
を備え、 前記弁閉鎖手段は、操作流体（７）の圧力が一定以上の
時には、弁（３）を閉弁状態とし、前記弁開放手段は、
操作流体（７）の圧力が一定以下の時には、弁（３）を
開弁状態としていることとした。

また、上記他の目的を達成するために、請求項２記載の
発明では次のような技術的手段を講じている。即ち、 弁閉鎖手段と弁開放手段をそれぞれ備える弁（３）を、
２つ有するものとし、 互いに、一方側の弁（３）の下流側流路（１１）から分
岐させた枝流路（１２）を、他方側の弁（３）の弁閉鎖
手段と弁開放手段に操作流体（７）として入力し、 前記弁閉鎖手段は、他方側の弁（３）の下流側流路（１
１）から分岐させた枝流路（１２）より入力する操作流
体（７）の圧力が一定以上の時には、弁（３）を閉弁状
態とし、 前記弁開放手段は、他方側の弁（３）の下流側流路（１
１）から分岐させた枝流路（１２）より入力する操作流
体（７）の圧力が一定以下の時には、弁（３）を開弁状
態としていることとした。

（作用〕 一ン゛工１に、る　　の 操作流体（７）の圧力が一定以上の時には、弁閉鎖手段
によって弁（３）は閉弁状態にある。

この−室以上あった操作流体（７）の圧力が一定圧以下
になった場合、弁開放手段が作動して、弁（３）は開弁
状態になる。

逆に、前記開弁状態の時、一定収下であった操作流体（
７）の圧力が一定以上になった場合、弁閉鎖手段が作動
して、弁（３）は閉弁状態となる。

即ち、操作流体（７）の圧力変化により機械的に弁（３
）が、開弁状態か閉弁状態かを決定出来る。

一ン゛　２に、る　日の 開弁状態にある一方側の弁（３）の下流側流路（１１）
の流体の圧力が一定以上の時は、この下流側流路（１１
）から分岐させた枝流路（１２）より操作流体（７）と
して入力させた他方側の弁（３）は閉弁状態となる。

この開弁状態にある一方側の弁（３）の下流側流路（１
１）の流体の圧力が一定以下になった場合、この下流側
流路（１１）から分岐させた枝流路（１２）より操作流
体（７）として入力させた他方側の弁（３）の弁開放手
段が作動し、弁（３）は開弁状態となる。

すると、新たに開弁状態となった弁（３）の下流側流路
（１１）から分岐させた枝流路（１２）より操作流体（
７）として入力させた１方側の弁（３）は閉弁状態とな
る。

即ち、互いに相手側の流体の圧力により、何れか一方の
弁（３）のみを機械的に開弁状態とすることが出来る。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に従って説明する。

図は、この発明に係る感圧作動弁（１）を２つ用い自動
流路切替え弁（２）を構成したもので、この感圧作動弁
（１）はガスについて使用する場合に構成したものであ
る。

茅二災施炎 先ず、感圧作動弁（１）単体の構成を説明する。

この感圧作動弁（１）は、弁（３）、弁開放機構（４）
、弁閉鎖機構（５）、弁（３）に弁開放機構（４）と弁
閉鎖機構（５）の作動を伝える伝達機構（６）とから成
る。

伝達機構（６）は、それぞれ弁開放機構（４）または弁
閉鎖機構（５）と共に、弁開放手段または弁閉鎖手段を
構成する。

弁（３）は、弁座（３１）、弁座（３１）と接合・離反
する弁軸（３２）とから構成され、弁座（３１）と弁軸
（３２）が接離することにより、開弁状態と閉弁状態を
形成する。

伝達機構（６）は、弁軸（３２）と対向して、その同軸
上を昇降する補助弁軸（６１）、弁軸（３２）と補助弁
軸（６１）の間に介在させた圧縮バネ（６２）とから構
成されている。

操作ガス（７）の圧力とは、従来技術においての電気的
感知機構により感知されるべきガスの圧力に相当し、弁
（３）が開弁状態か閉弁状態かを決定するためのもの、
更には弁開放機構（４）と弁閉鎖機構（５）を作動せし
めるためのものである。

弁開放機構（４）は、操作ガス（７）の圧力が一定以下
となると、補助弁軸（６１）を弁座（３１）と離反方向
に移動せしめるものであり、公知の種々の方法により構
成出来るが、この実施例では次にように構成している。

これは、単動スプリング戻りシリンダ（４１）を用い、
このシリンダ（４１）に前記操作ガス（７）を入力して
いる。

入力した操作ガス（７）の圧力による押圧力はスプリン
グ（４２）の付勢力と対抗し、スプリング（４２）によ
り付勢されているピストン（４３）からはピストンロッ
ド（４４）が突出し、ピストンロッド（４４）により補
助弁軸（６１）の屈曲部（６３）の中央部（６５）を押
圧するように位置せしめている。

補助弁軸（６１）は、本体部（６４）と、この本体部（
６４）を上方から昇降可能に軸支する屈曲部（６３）と
から構成している。

屈曲部（６３）は、中央の接続部（６５）で回動自在に
軸支した２つの直線状部材から成り、その上端は感圧作
動弁（１）の本体自体に回動可能に軸支され、その下端
で補助弁軸（６１）を昇降可能に支持している。

弁閉鎖機構（５）は補助弁軸（６１）を弁座（３１）と
接合方向に移動せしめるもので、公知の種々の方法によ
り構成出来るが、この実施例では次に示すように構成し
ている。

これは、復動式シリンダ（５１）を用い、このシリンダ
（５１）のピストン（５２）のピストンロッド（５３）
が、補助弁軸（６１）の屈曲部（６３）の中央部（６５
）を、上述した弁開放機構（４）のピストンロッド（４
４）と逆方向から押圧するように操作ガス（７）を入力
している。

シリンダ（５１）の逆方には、この感圧作動弁（１）の
入口側接続部（８）から供給されたガス（９）を分岐さ
せた枝経路（１０）を入力している。

弁開放機構（４）のピストンロッド（４４）と、弁閉鎖
機構（５）のピストンロッド（５３）は、補助弁軸（６
１）の屈曲部（６３）の中央部（６５）を挟んで対向し
て設けてあり、互いに何方か一方が前進すると、他方が
後退するように配置している。

操作ガス（７）の圧力変化に伴う弁開放手段と弁閉鎖手
段の作動状況を説明する。

操作ガス（７）の圧力が一定値以下に成ると、次のよう
にして弁開放手段が作動する。

操作ガス（７）の圧力による押圧力が、前記スプリング
（４２）の付勢力以下に低下すると、スプリング（４２
）が伸張して、弁開放機構（４）が作動する。

前記スプリング（４２）の付勢力を適当な値（上記「一
定値」に対応）に調整して設定することにより、弁開放
機構（４）の作動時の操作ガス（７）の圧力を設定する
。

この実施例では、使用開始当初の操作ガス（７）の圧力
が１００　）ｃｇ／ｃｆｆｌ程度に対し、弁開放機構（
４）の作動時の上記ガス（７）の圧力が５〜１０ｋｇ／
ｃ＋ｉｌになるようにスプリング（４２）の付勢力を調
整した。

弁開放機構（４）が作動した際に進行したピストンロッ
ド（４４）により、補助弁軸（６１）の屈曲部（６３）
の中央部（６５）が押圧されて深＜「くの字形」に折れ
曲がると、下端で軸支されている補助弁軸（６１）の本
体部（６４）は上方に移動する。

つまり、補助弁軸（６１）の本体部（６４）は、その下
方に設けである弁座（３１）と離反方向に移動する。

補助弁軸（６１）と弁軸（３２）の間に介在させている
圧縮ハネ（６２）が伸張し、弁軸（３２）への付勢力は
、はぼ、失われる。

弁軸（３２）は、弁（３）に供給されているガス（９）
の圧力による押圧力によって持ち上げられ、弁（３）は
開弁状態となる。

弁閉鎖機構（５）の操作ガス（７）の圧力が一定以上に
なった時は次のようにして作動する。

操作ガス（７）の押圧力により進行したピストンロッド
（５３）によって、屈曲部（６３）の中央部（６５）が
押圧されると、深く屈曲した「くの字形」　（図中、左
側）から、逆方に浅く屈曲した「くの字形」　（図中、
右側）に復帰し、上下に長く伸びた状態になる。

この結果、補助弁軸（６１）はその下方に設けである弁
座（３１）と接合方向に移動する。

補助弁軸（６１）が弁座（３１）・と接合方向に移動せ
しめられると、補助弁軸（６１）と弁軸（３２）の間に
介在させた圧縮バネ（６２）が圧迫され、弁軸（３２）
への付勢力が上昇する。

この時の付勢力が、弁（３）に供給されているガス（９
）の圧力による押圧力より高いように圧縮バネ（６２）
の付勢力を予め調整しておく。

前記圧縮バネ（６２）の付勢力によって、弁軸（３２）
は弁座（３１）に圧着され、弁（３）は閉弁状態となる
。

次に、前記感圧作動弁（１）を２つ用いて構成した自動
流路切替え装置（２）について説明する。

この自動流路切替え装置（２）は、２つの感圧作動弁（
１）のガスの流路を次のように形成して構成している。

それぞれ一方側の感圧作動弁（１）の弁（３）の下流側
流路（１１）から分岐させた枝流路（１２）を、他方側
の感圧作動弁（１）の弁開放機構（４）と弁閉鎖機構（
５）に、互いに操作ガス（７）として入力している。

即ち、それぞれ一方側の感圧作動弁（１）の出口側接続
口（１３）のガスの圧力とほぼ等しい圧力の操作ガス（
７）に従って、他方側の感圧作動弁（１）が、開弁状態
か閉弁状態かが決定される。

双方の感圧作動弁（１）の入口側接続口（８）には、そ
れぞれ、例えばガス・ボンへ（図示せず）等の貯蔵手段
を接続する。

また、それぞれの感圧作動弁（１）の出口側接続口（１
３）を合流させ、その手前にはガスの逆流を防止するた
めに逆止弁（１４）を設けている。

この自動流路切替え装置（２）は以下のように作動する
。

開弁状態にある側の感圧作動弁（１）のガス（９）の圧
力が一定値以下になると、この下流側流路（１１）から
分岐させた枝流路（１２）より操作流体（７）として入
力させた、閉弁状態にある側の感圧作動弁（１）の弁開
放機構（４）が作動して開弁状態となる。

新たに開弁状態となった側の感圧作動弁（１）の弁（３
）の下流側流路（１１）から分岐させた枝流路（１２）
より、最初に開弁状態にあった側の感圧作動弁（１）に
、ガスが繰作ガス（７）として入力し、この弁閉鎖機構
（５）を作動せしめ、閉弁状態とする。

即ち、互いに相手側の流体の圧力により、何れか一方の
弁（３）のみが、機械的に開弁状態となる。

こうして、感圧作動弁（１）の間のガスの流路の切替え
が自動的に行われる。

次に、他の実施例に係る感圧作動弁（１）の構成を説明
する。この感圧作動弁（１）を２つ用い、第一実施例と
同様に流路を形成して自動流路切替え装置（２）を構成
したが、この説明は上記と同様なので省略する。

第二１差圀 第二実施例では第２図乃至第５図に示すように構成して
おり、第一実施例との相違点を中心に説明する。

弁開放機構（４）は、単動スプリング戻りシリンダ（４
１）を用い、このシリンダ（４１）に前記操作ガス（７
）を入力しており、ピストン（４３）のピストンロッド
（４４）の先端部にはクサビ状の切欠部（４５）を形成
している。

補助弁軸（６１）は、本体部（６４）と、この本体部（
６４）の上方に設けてあって、且つ、前記クサビ状切欠
部（４５）より鋭い角度に形成したクサビ状部（６６）
から構成しており、本体部（６４）と、クサビ状部（６
６）とは別体としている。

本体部（６４）の土壁には、クサビ状部（６６）の下端
が嵌入出来るような穴部（６７）を設けである。

クサビ状部（６６）は、その中央部から若干上の箇所（
６８）を支点として、感圧作動弁（１）の本体に揺動可
能に軸支されている。

この軸支部（６８）の路上部は、ノ＼ネ（６９）によっ
て付勢力を及ぼされているので、通常、横向きの力が加
わっておりピストンロッド（４４）の斜面（４６）の一
部にクサビ状部（６６）の頂部が当接している。

弁閉鎖機構（５）を構成する復動式シリンダ（５１）は
、その内方に配した補助弁軸（６１）及び弁開放機構（
４）を外嵌するような形状に形成している。そして、操
作ガス（７）を、補助弁軸（６１）の本体部（６４）を
圧縮ハネ（６２）に抗して押圧する方向に入力している
。

シリンダ（５１）の逆方には、この感圧作動弁（１）の
入口側接続部（８）から供給されたガス（９）を分岐さ
せた枝流路（１０）を入力している。

操作ガス（７）の圧力が一定以下となり、弁開放機構（
４）のピストンロッド（４４）が進行（図面では下降）
すると、クサビ状部（６６）の頂部は、軸支部（６８）
を中心にピストンロッド（４４）のクサビ状切欠部（４
５）の斜面（４６）に沿って直立する方向に揺動し、ク
サビ状切欠部（４５）の奥部に当接する。

クサビ状部（６６）が直立せしめられると、補助弁軸（
６１）は次のようにして、弁座（３１）と離反方向に移
動する。

即ち、クサビ状部（６６）が直立すると、その下端部が
本体部（６４）の前記穴部（６７）に嵌入しうる状態に
移行するので、補助弁軸（６１）の本体部（６４）は、
圧縮バネ（６２）の付勢力により上昇して、弁座（３１
）と離反方向に移動する。

すると、補助弁軸（６１）と弁軸（３２）の間の圧縮ハ
ネ（６２）が伸張し、弁軸（３２）への付勢力は、はぼ
、失われるので、弁軸（３２）は、弁（３）に供給され
ているガス（９）の圧力による押圧力によって持ち上げ
られ、弁（１）は開弁状態となる。

操作ガス（７）の圧力が一定以上になると、復動式シリ
ンダ（５１）のピストン（５２）が、補助弁軸（６１）
の本体部（６４）を圧縮バネ（６２）の付勢力に抗して
弁座（３１）の方向に押圧し、補助弁軸（６１）は弁座
（３１）と接合方向に移動する。

補助弁軸（６１）と弁軸（３２）の間の圧縮ノ＼ネ（６
２）が圧迫され、弁軸（３２）への付勢力が上昇し、弁
軸（３２）は弁座（３１）に圧着され、弁（３）は閉弁
状態となる。

ここで、弁開放機構（４）のピストン口・ンド（４４）
は、一定収上ある操作ガス（７）の圧力による押圧力に
より後退しているから、伝達手段（６）のクサビ状部（
６６）はバネ（６９）の付勢力により軸支部（６８）を
中心に斜めに倒されている。

即ち、クサビ状部（６６）は補助弁軸（６１）の本体部
（６４）の穴部（６７）に嵌太し得ない。

よって、クサビ状部（６６）は、この穴部（６７）の縁
部と、ピストンロッド（４４）のクサビ状切欠部（４５
）の斜面（４６）との間で係止された状態になる。

こうして補助弁軸（６１）が、圧縮バネ（６２）の付勢
力により弁座（３１）と離反方向に移動しようとする力
を阻止する。

換言すると、クサビ状部（６６）は補助弁軸（６１）の
弁座（３１）と離反方向への復帰阻止のための固定手段
として機能している。

第旦皇施■ 第６図は、この発明の第三実施例を示したものである。

この実施例では、感圧作動弁（１）は弁（３）と補助ピ
ストン（Ｉ５）とから構成している。

弁（３）は、弁座（３１）と弁軸（３２）とから成り、
弁軸（３２）が弁座（３１）に接合・離反することによ
り、弁（３）が開弁状態か閉弁状態かを形成する。

弁軸（３２）の弁座（３１）との接合面（３３）は、そ
の逆端に設けた操作ガス（７）の入力面（３４）より小
径に形成しており、こうして、弁（３）自体に弁開放手
段と弁閉鎖手段を構成している。

補助ピストン（１５）は単動シリンダ（１６）ヲ用い、
このシリンダ（１６）のピストンロッド（１７）が弁軸
（３２）の一部を、その進退方向に直交する向きに押圧
するように、操作ガス（７）を入力する。

操作ガス（７）は、上記のように、弁軸（３２）の大径
の側の入力面（３４）と、単動シリンダ（１６）に入力
している。

操作ガス（７）の入力面（３４）は、弁軸（３２）の弁
座（３１）との接合面（３３）より面積が大きいから、
より低い圧力の操作ガス（７）により、高い圧のガス（
９）の圧力による押圧力に抗して弁（３）を閉弁状態に
できる。

操作ガス（７）の圧力が一定以上の時には、弁軸（３２
）の接合面（３３）に入力するガス（９）の圧力に抗し
て弁（３）は閉弁状態になる。

この時、補助ピストン（１５）は操作ガス（７）の圧力
による押圧力により、弁軸（３２）を側面から押圧し、
その移動を防止している。

操作ガス（７）の圧力が一定以下に成ると、弁軸（３２
）の接合面（３３）に入力するガス（９）の圧力は、操
作ガス（７）の圧力による押圧力に抗して、弁（３）は
開弁状態になる。

この時、補助ピストン（１５）の操作ガス（７）の圧力
による押圧力は低下しており、弁軸（３２）を移動可能
とする。

この感圧作動弁（１）を２つ用いて、第一乃至第二実施
例のように流路（１２）を形成し、自動流路切替え装置
（２）を構成する。

〔発明の効果〕

この発明に係る感圧作動弁は上述のような構成を有する
ものであるから、次の効果を有する。

−二ｌ］　　　の　　　の六 電気的な機構を必要とせず、操作流体の圧力変化により
機械的に弁（３）が開弁状態か閉弁状態かを決定出来る
ので、防爆構造を必要とせず、そのため嵩低い感圧作動
弁を提供することができる。

−＾′工　２１　　の　　Ｈのｔ 電気的な機構を必要とせず、互いに相手側の流体の圧力
により、何れか一方の弁（３）のみを機械的に開弁状態
とすることが出来るので、防爆構造等を必要としない、
嵩低い自動流路切替え装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る感圧作動弁を用いて構成した
自動流路切替え装置の一実施例の構造を表す図。第２図
は、この発明に係る感圧作動弁を用いて構成した自動流
路切替え装置の他の実施例の構造を表す図。第３図は、
第２図に表した自動流路切替え装置の縦断面図。第４図
は、第２図に表した自動流路切替え装置の横断面図。第
５図は、第２図に表した自動流路切替え装置の全体斜視
図。 第６図は、この発明に係る感圧作動弁を用いて構成した
自動流路切替え装置の更に他の実施例の構造を表す図。 （３）・・・弁　（７）・・・操作流体　（１１）・・
・下流側流路　（１２）・・・枝流路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、操作流体（７）の圧力変化によって作動する弁閉鎖
   手段と弁開放手段を備え、 前記弁閉鎖手段は、操作流体（７）の圧力 が一定以上の時には、弁（３）を閉弁状態とし、 前記弁開放手段は、操作流体（７）の圧力 が一定以下の時には、弁（３）を開弁状態としているこ
   とを特徴とする感圧作動弁。 ２、弁閉鎖手段と弁開放手段をそれぞれ備える弁（３）
   を、２つ有するものとし、 互いに、一方側の弁（３）の下流側流路 （１１）から分岐させた枝流路（１２）を、他方側の弁
   （３）の弁閉鎖手段と弁開放手段に操作流体（７）とし
   て入力し、 前記弁閉鎖手段は、他方側の弁（３）の下 流側流路（１１）から分岐させた枝流路（１２）より入
   力する操作流体（７）の圧力が一定以上の時には、弁（
   ３）を閉弁状態とし、前記弁開放手段は、他方側の弁（
   ３）の下 流側流路（１１）から分岐させた枝流路（１２）より入
   力する操作流体（７）の圧力が一定以下の時には、弁（
   ３）を開弁状態としていることを特徴とする自動流路切
   替え装置。