JPH0573373U - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 割りリング６０とリングリテーナ６１を用い
てシャフト３９とバルブプラグを組み付ける際、シャフ
ト３９を水平にしても割りリング６０がシャフト３９の
嵌合溝６３から脱落しないようにし、組立作業性を向上
させることを目的とする。 【構成】 シャフト３９に割りリング６０が嵌合する嵌
合溝６３を設ける。シャフト３９に嵌装されてバルブプ
ラグにねじ込まれるリングリテーナ６１の一端開口部の
内周面に前記嵌合溝６３から突出する前記割りリング６
０の外周部が嵌合する環状溝７１Ａを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、弁軸のアクチュエータを弁本体内に組み込んだ、所謂インライン型 弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、弁軸のアクチュエータ自体もしくはその一部を弁本体内に組込むことに より弁外部に突出配置されていた構成部品を削減し、装置の小型化を図るように したこの種の弁装置としては、特開昭６３−４７５７９号公報、実開昭６３−４ ５４７６号公報等が知られている。この中、前者の弁装置はアクチュエータとし て電動機を用い、その回転磁界発生用コイルを管本体の外周に配置し、これに対 応して回転子を管本体内に配設するかもしくは電動機全体を管本体内に組込み、 回転子の回転をねじによりバルブプラグの直線運動に変換し、弁を開閉制御する ようにしたものである。一方、後者の弁装置は管本体の外部に設けた動力源の回 転を一端が管本体内に挿入されたたわみ軸に伝達し、このたわみ軸の回転を、一 対の傘歯車によって弁軸に伝達し、さらに弁軸の回転をねじによってバルブプラ グの直線運動に変換するように構成したものである。このような構成からなる従 来の弁装置においてはいずれもねじを利用しているため、バルブプラグを強力に 動作させることができ、弁の締切性能を高めることができると共にバルブプラグ の流量特性部形状によって流量特性を自由に決定することができるという利点を 有している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、かかる従来の弁装置にあってはバルブプラグが被制御流体の一 次側と二次側の圧力差による不平衡力（推力）を受けるため、この推力分だけ大 きな駆動力を必要とするという問題があった。すなわち、被制御流体の一次側圧 力をＰ₁ 、二次側圧力をＰ₂ 、バルブプラグの受圧面積をＳとすると、バルブプ ラグが受ける推力Ｐは、（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）×Ｓとなる。例えばバルブプラグを一次 側に配置した場合は開動作時にこの推力Ｐに打ち勝ってバルブプラグを動作させ る必要があり、反対に二次側に配置した場合は閉動作時に推力Ｐに抗して動作さ せる必要がある。したがって、高圧流体への適用に難点があり、低圧から高圧ま で使用するとすれば駆動部が大がかりなものとなり、インライン型の小型化とい う長所が損なわれる。 また、この種の弁装置にあっては、閉止時の締切特性を向上させると共に弁閉 止時の衝撃を緩衝するためにバルブプラグをシャフトに対して若干の移動を許容 して取り付け、ばねによって弁閉方向に付勢することが行われている。その場合 、バルブプラグのシャフトへの取付構造として割りリングとリングリテーナを使 用し、割りリングによりばねの初期締め上げの位置を決定すればよいわけである が、単に割りリングをシャフトの嵌合溝とバルブプラグの環状溝に嵌合し、リン グリテーナによって割りリングを押さえる構造にすると、組立の際に嵌合溝とリ ードフレームリングとの隙間のため割りリングがシャフトから脱落し易く、また 脱落を少なくするためバルブプラグを垂直にしてバルブシャフトを嵌挿しなけれ ばならないため組付けの方向が制約され、組付作業性が著しく悪いという問題が あった。

【０００４】 したがって、本考案は上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 その目的とするところは、組立の際の割りリングの脱落を防止すると共に、バル ブプラグを水平にしても割りリングが脱落することなく組み付けることができ、 組付の方向性の自由度を拡大させることがことができ、組立作業性の良好な弁装 置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、弁本体と、この弁本体に同軸配置されたス テータ、ロータ等からなる電動機と、前記ロータに設けられたシャフトに連接さ れ前記弁本体の一方の開口を開閉制御するバルブプラグとを備えた弁装置におい て、前記シャフトに設けた嵌合溝に割りリングを一部外周を嵌合溝から突出させ て嵌合し、リングリテーナを前記シャフトに嵌装すると共に前記バルブプラグに ねじ込み、このリングリテーナに前記割りリングの前記嵌合溝から突出する外周 部が嵌合する環状溝を設けたものである

【０００６】

【作用】

本考案において、シャフトの嵌合溝に割りリングを嵌合し、次にリングリテー ナをシャフトに嵌装してリテーナリングの環状溝で割りリングの外周を覆う。こ れによって嵌合溝から割りリングが脱落するのを防止する。そして、シャフトは バルブプラグに挿通され、リングリテーナは割りリングを覆った状態でバルブプ ラグにねじ込まれ、シャフトとバルブプラグを一体的に結合する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案に係る弁装置の一実施例を示す断面図、図２は一部構成部品の分 解斜視図である。これらの図において、本実施例はバルブプラグを弁装置の二次 側開口に配置した単座型の弁装置に適用した例を示す。全体を符号１で示す弁装 置は、配管途中に接続される弁本体２を備えている。弁本体２は、略左右対称形 状に分割形成されて同軸に対向配置された入口側弁本体２Ａおよび出口側弁本体 ２Ｂとで構成され、入口側弁本体２Ａのフランジ部３が上流側配管４のフランジ 部に複数個のボルトおよびナット（図示せず）によって締結固定され、出口側弁 本体２Ｂのフランジ部５が下流側配管６のフランジ部に同じくボルトとナットに よって締結固定されている。また、出口側弁本体２Ｂの二次側開口部７は一次側 開口部８より小さくも形成されてシートリング９が下流側開口端より圧入固定さ れている。

【０００８】 前記入口側弁本体２Ａと出口側弁本体２Ｂとの間にはバルブプラグ１０のアク チュエータを構成する電動機としてのパルスモータ１１がＯリング１２を介して 配設されており、これら三者を複数個のボルト１３によって一体的に結合してい る。パルスモータ１１自体は従来周知のもので、ステータ１４と、ロータ１５と で構成されている。ステータ１４は、外筒体１６、外筒体１６の両端開口部にＯ リング１７を介して嵌合固定された左右一対のリングプレート１８Ａ、１８Ｂ、 外筒体１６の内面周方向に並設された多数のコア１９、コア１９に巻回されたコ イル２０、リングプレート１８Ａ、１８Ｂの内周面に両端部を溶接固定されて配 設され前記コア１９およびコイル２０を被制御流体２１から保護する非磁性材製 の筒体２２等で構成されている。ロータ１５は、弁装置１の内部中央に位置する 筒状のロータ本体２３、ロータ本体２３の外周面に前記コア１９に対応して並設 された複数個の磁性体２４とを備え、ロータ本体２３の上流側端部が小径に形成 されてシャフトガイド２５の内側面中央に形成された軸受孔２６に軸受２７を介 して回転自在に嵌合軸支されている。前記シャフトガイド２５は、円板状に形成 されて円周方向に等配されて形成された複数個の流体通過孔２８を有し、外周部 が上流側のリングプレート１８Ａの外側面に複数個のねじ２９によって固定され ている。また、シャフトガイド２５の外側面中央には後述するシャフト３９の上 流側端部を摺動自在に案内保持する摺動軸部３０が一体に突設されている。

【０００９】 ３１は前記バルブプラグ１０を軸線方向に摺動自在に案内保持するプラグガイ ド（ガイド部材）で、このプラグガイド３１は上流側端面が閉鎖し、下流側端面 が開放する有底円筒状に形成されることにより、前記バルブプラグ１０が嵌挿さ れる円筒部３１Ａと、底板３１Ｂとを一体に有し、円筒部３１Ａの外周面中央部 に設けられた鍔部３１Ｃの外周部が下流側のリングプレート１８Ｂの外側面に複 数個のねじ３３によって固定されている。また、鍔部３３Ｃには複数個の流体通 過孔３４が周方向に適宜間隔をおいて形成されている。そして、前記プラグガイ ド３１の閉塞端部は前記ロータ本体２３の下流側端面に凹設された凹陥部３５が 軸受３６を介して回動自在に嵌合されることにより、ロ−タ本体２３の下流側の 軸受部を構成する一方、開口端は前記シートリング９と適宜間隔を保って同軸に 対向している。前記底板３１Ｂは中央にシャフト挿通孔３８を有し、このシャフ ト挿通孔３８には前記バルブプラグ１０を進退移動させるシャフト３９がＯリン グ４０を介して挿通されている。

【００１０】 前記シャフト３９の前記シャフト挿通孔３８からバルブガイド３１の上流側に 突出する上流側端部には雄螺子部４１が形成されており、この雄螺子部４１が前 記ロータ本体２３の中心に形成され前記凹陥部３５と連通するねじ孔４６に螺入 され、さらにこの雄螺子部４１より先端部３９ａが前記シャフトガイド２５の摺 動軸部３０に形成された貫通孔４７に摺動自在に挿入され、且つキー４９によっ て回転を防止されている。したがって、パルスモータ１１の駆動によりロータ１ ５が回転すると、シャフト３９は進退移動する。この場合、ロータ１５はコイル ２０に加えられる電流の位相を変えることにより正逆回転し、正方向の回転時に シャフト３９を前進移動させ、逆方向の回転時に後退移動させる。なお、５０は キー溝、５１はシャフト３９の止め輪である。

【００１１】 前記バルブプラグ１０は円筒状に形成されて中心に貫通形成された連通路５４ を有し、前記シートリング９に対向する下流側端面が特性部５７を形成し、その 外周部が弁閉鎖時にシートリング９の内側開口端面に当接することにより着座面 ５７Ａを形成している。そしてバルブプラグ１０は前記プラグガイド３１にシー ル部材５８を介して摺動自在に嵌合され、前記シャフト３９の前記プラグガイド ３１内に挿入された下流側端部に若干の軸方向移動を許容されて連結されている 。

【００１２】 この連結構造としては、割りリング６０と、リングリテーナ６１とで構成され ている。割りリング６０は、図２に示すように２分割形成された半円形からなる 一対のリング片６０Ａ、６０Ｂで構成され、前記シャフト３９の外周面に形成さ れた嵌合溝６３に外周部を突出させて嵌合されている。前記リングリテーナ６１ は、両端開放の筒状体からなり外周面に雄螺子６８が形成された本体６１Ａと、 本体６１Ａの上流側開口端部外周面に一体に突設された鍔部６１Ｂを備え、前記 シャフト３９に摺動自在に嵌合されている。そして、リングリテーナ６１は、本 体６１Ａが図１に示すように前記バルブプラグ１０の内側面に前記連通路５４に 連通して形成された螺子孔に螺合されることによりバルブプラグ１０に連結され 、鍔部６１Ｂがバルブプラグ１０の内側面に密接されている。前記本体６１Ａの 前記シャフト３９が貫通する中心孔７０の下流側開口端部と、前記バルブプラグ １０の連通路５４の上流側開口端部には、前記割りリング６０の前記嵌合溝６３ から突出する外周部が嵌合する環状溝７１（７１Ａ、７１Ｂ）が連続して形成さ れており、その溝幅は前記割りリング６０の幅より大きく設定されている。した がって、割りリング６１と環状溝７１との間には適宜な隙間７３が設けられてお り、この隙間７３の範囲でバルブプラグ１０とリングリテーナ６１の軸方向移動 が許容されている。隙間７３は、閉動作時にバルブプラグ１０の着座面５７Ａが シートリング９の着座部、すなわち内側開口端面に当接した後、なおもシャフト ３９を所定量前進移動させて、隙間７３と共にバルブプラグ１０の緩衝機構を構 成する圧縮コイルばね７６（後述する）をさらに圧縮することにより、弁の締切 特性を高めるために設けられるものである。

【００１３】 前記バルブプラグ１０とシャフト３９の取り付けに際しては、まずリングリテ ーナ６１をシャフト３９に嵌装して割りリング６０を嵌合溝６３に嵌合し、次い でリングリテーナ６１を割りリング６０にかぶせる。すると、嵌合溝６３から突 出している割りリング６０の外周部がリングリテーナ６１の環状溝７１Ａに嵌合 する。したがって、割りリング６０は内、外周部が嵌合溝６３と環状溝７１Ａと で保持されるため、シャフト３９を下に向けても脱落することはない。そして圧 縮コイルばね７６をバルブプラグ１０の連通路５４に嵌挿した後、シャフト３９ をバルブプラグ１０の連通路５４に挿通してリングリテーナ６１をバルブプラグ １０のねじ孔にねじ込めばよい。この時、シャフト３９はスプリング７６によっ てリングリテーナ６１側に寄せられている。このようにしてリングリテーナ６１ をいっぱいにねじ込み、バルブプラグ１０の環状溝７１Ｂの奥壁と割りリング６ ０との間に前述の隙間７３を形成する。

【００１４】 前記シャフト３９の下流側端面には小径部７５が一体に突設されており、この 小径部７５には前記バルブプラグ１０およびリングリテーナ６１を下流側に付勢 する前記圧縮コイルばね７６が嵌装されており、その一端が前記シャフト３９の 下流側端面に圧接され、他端が前記バルブプラグ１０の連通路５４内に設けられ た段差部７８に圧接されている。小径部７５は、圧縮コイルばね７６を安定保持 し、小径部７５を設けずばねを密着高さ近辺で使用した場合に発生する圧縮コイ ルばね７６の異常変形を防止する機能と、被制御流体２１の連通路５４内への出 入りを最小限に抑え圧縮コイルばね７６の腐食を防止する機能を有するものであ る。すなわち、被制御流体２１が腐食性流体で、圧縮コイルばね７６が収納され ている空間内に出入りすると、圧縮コイルばね７６の腐食が進行し、その寿命を 短縮させるものであるが、小径部７５を設けて先端部を連通路５４の開口端側小 径部、すなわち前記段差部７８より下流側の通路部分に挿入し、ばね室内への流 体の進入を最小限に抑えるようにしておくと、圧縮コイルばね７６の腐食が少な く、したがって、耐食性の低い安価な材料でばねを製作しなければならない場合 に有利である。

【００１５】 前記プラグガイド３１の底板３１Ｂと前記リングリテーナ６１との間には内室８ ０が形成されており、この内室８０は、前記シャフト３９の下流側端部内に形成 された通路８１および前記連通路５４を介して出口側弁本体２Ｂの二次側開口部 ７に連通されている。したがって、内室８０の圧力は二次側圧力Ｐ₂ と等しい。 前記通路８１はシャフト３９の中心に形成されて一端が前記小径部７５の先端面 に開口し、他端側がシャフト３９の径方向に屈曲してシャフト３９の外周面に開 口し前記内室８０と連通している。

【００１６】 このような構成からなる弁装置１において、バルブプラグ１０は全閉時におい てシートリング９の着座部に圧縮コイルばね７６のばね力によって圧接されてい る。この状態において、パルスモータ１１を駆動してロータ１５を逆回転させる と、シャフト３９は前述の隙間７３に相当する分だけ回転しながら後退し、しか る後バルブプラグ１０もこれと一体に後退移動してシートリング９を開き、下流 側弁本体２Ｂの上流側開口部８と下流側開口部７を連通させる。したがって、被 制御流体２１はシートリング９とバルブプラグ１０の隙間を通って下流側配管６ に流れる。

【００１７】 ここで、本考案においてはバルブプラグ１０をバルブガイド３１内に摺動自在 に嵌挿し、バルブガイド３１の内室８０をＯリング４０とシール部材５８によっ てシールすることによりバルブプラグ１０を一次側圧力Ｐ₁ から隔絶し、連通路 ５４および通路８１によって弁装置１の下流側開口部７に連通させることにより 、内室８０の圧力を二次側圧力Ｐ₂ と略等しくしているので、被制御流体２１の 一次側と二次側の圧力差（Ｐ₁ −Ｐ₂ ）による推力Ｐは、シートリング９の内径 とバルブプラグ１０のガイド外径を一致させているためバルブプラグ１０の断面 積には関係せず、シャフト３９のＯリング４０部分における断面積Ｓ₁ と差圧（ Ｐ₁ −Ｐ₂ ）の積となる。したがって、従来装置と比較して推力Ｐが小さくなり 弁装置１の駆動力を小さくすることができる。また、推力Ｐが小さくなれば高圧 流体にも使用することができる。

【００１８】 さらに、本考案においてはリングリテーナ６１に環状溝７１Ａを設け、バルブ プラグ１０とシャフト３９の組立に際して、割りリング６０をシャフト３９の嵌 合溝７１Ａに嵌合してリングリテーナ６１を割りリング６０にかぶせるようにし ているので、この状態を保持しつつシャフト３９をバルブプラグ１０に嵌挿して リングリテーナ６１をバルブプラグ１０にねじ込むようにすれば、シャフト３９ を水平にしても割りリング６０が嵌合溝６３から脱落することがなく、組立の作 業性を向上させることができる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る弁装置によれば、リングリテーナに環状溝を 設け、この環状溝によって割りリングの外周部を覆うように構成したので、シャ フトとバルブプラグを組み付ける際、シャフトを水平にしても割りリングがシャ フトの嵌合溝から脱落するのを確実に防止することができ、組立作業性を向上さ せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る弁装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】一部構成部品の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 弁装置 ２ 弁本体 ３、５ フランジ ９ シートリング １０ バルブプラグ １１ パルスモータ １４ ステータ １５ ロータ ３１ プラグガイド ３１Ｂ 底板 ３８ シャフト挿通孔 ３９ シャフト ４０ Ｏリング ５４ 連通路 ５７ 特性部 ５７Ａ 着座面 ６０ 割りリング ６１ リングリテーナ ６３ 嵌合溝 ７１Ａ 環状溝 ８０ 内室 ９０ 中空突部 ９１ 弁絞り部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体と、この弁本体に同軸配置された
   ステータ、ロータ等からなる電動機と、前記ロータに設
   けられたシャフトに連接され前記弁本体の一方の開口を
   開閉制御するバルブプラグとを備えた弁装置において、 前記シャフトに設けた嵌合溝に割りリングを一部外周を
   嵌合溝から突出させて嵌合し、リングリテーナを前記シ
   ャフトに嵌装すると共に前記バルブプラグにねじ込み、
   このリングリテーナに前記割りリングの前記嵌合溝から
   突出する外周部が嵌合する環状溝を設けたことを特徴と
   する弁装置。