JPH06207677A - 弁およびその作動器 - Google Patents

弁およびその作動器

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JPH06207677A
JPH06207677A JP8115293A JP8115293A JPH06207677A JP H06207677 A JPH06207677 A JP H06207677A JP 8115293 A JP8115293 A JP 8115293A JP 8115293 A JP8115293 A JP 8115293A JP H06207677 A JPH06207677 A JP H06207677A
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JP
Japan
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valve
spring
shuttle
valve member
armature
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JP8115293A
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Joseph W Baker
ダブリュ ベーカー ジョセフ
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Automatic Switch Co
Original Assignee
Automatic Switch Co
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Publication date
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 弁部材にかかる閉鎖力が弁座に対して弁部材
を保持するには充分であるが、弁の寿命を縮めるほど過
剰に強くはない弁を提供する。 【構成】 弁は、２つの異なった安定位置を有する弁部
材５０と、弁部材を２つの安定位置の間で変位させる弁
作動器とを包含する。弁作動器は、弁部材の２つの安定
位置に対応する２つの末端位置の間で動くことのできる
シャトル５８を包含する。第１スプリングが、シャトル
をその末端位置のうちの一方の位置に向かって押圧し、
第２スプリングが、この第１スプリングよりも強く、シ
ャトルをその末端位置のうちの他方の位置に向かって押
圧している。電気ソレノイドが、第２スプリングをシャ
トルに対して選択的に無効状態としたとき、第１スプリ
ングが弁部材にその安定位置のうちの一方の位置を取ら
せ、第２スプリングが有効状態のとき、弁部材にその安
定位置のうちの他方の位置を取らせる。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弁作動器の作用の下に２つの安定位置間で変
位する弁部材を包含するタイプの弁に関する。本発明
は、特に、弁部材がその２つの安定位置において２つの
出口ポートのいずれか一方を閉じる３方向弁に応用でき
る。本発明を、以下、米国特許第5,027,857 号に図示、
記載されているタイプの弁を参照しながら説明する。こ
の米国特許に示されている弁は、流体入口ポートと２つ
の出口ポートを包含する３方向タイプである。この弁
は、２つの安定位置の間で揺動し、出口ポートのうちの
いずれかを閉ざし、入口ポートが常時開いているロッカ
弁部材を包含する。弁作動器は、弁部材をその２つの安
定位置の間で揺動させる。この作動器は、ロッカ弁部材
の２つの安定位置のそれぞれに対応する２つの末端位置
間で摺動できるシャトルを包含する。圧縮スプリング
が、常時、シャトルを一方向に押圧し、弁部材で一方の
出口ポートを閉ざし、他方の出口ポートを開かさせる。
電気ソレノイドが用いられ、シャトルをスプリングの力
に抗して反対方向に移動させ、ロッカ弁部材をその他方
の安定位置に揺動させ、この安定位置において、弁部材
が先に開いていた出口ポートを閉ざし、先に閉じていた
出口ポートを開く。ソレノイド内に軸線方向に固定アー
マチャおよび可動アーマチャが配置してあり、この可動
アーマチャがプラグナットに対して前後方向に移動でき
る。上記の米国特許の弁では、ソレノイドが付勢された
とき、可動アーマチャがプラグナットに向かって移動
し、シャトルを引張り、ロッカ弁部材をその安定位置の
うちの一方に変位させる。可動アーマチャの動きは、そ
れが固定アーマチャに到達する直前に停止する。可動ア
ーマチャは、プラグナットと接触するならば弁部材の信
頼できる着座動作を得ることができなくなるので、プラ
グナットと係合することは許されない。しかしながら、
プラグナットとアーマチャの間にほんの少しのギャップ
でもあれば、アーマチャは大きな力でプラグナットに向
かって引っ張られ、弁部材が出口ポートの弁座に対して
押し付けられることになる。このような大きな力が弁部
材の弾力性材料にかかると、弁部材、したがって、弁の
寿命を短縮させる傾向がある。本発明の目的は、この問
題を解決すべく、弁部材にかかる閉鎖力が弁座に対して
弁部材を保持するには充分であるが、弁の寿命を縮める
ほど過剰に強くはない弁を提供することにある。本発明
の別の目的は、電気ソレノイドによって作動するが、ソ
レノイド・アーマチャを、弁部材をその安定位置のいず
れかに直接移動させるのには用いない上記タイプの弁を
提供することにある。本発明のまた別の目的は、弁部材
をその２つの安定位置の間で変位させ、弁をこれらの安
定位置に保持するのにスプリングを用いる上記タイプの
弁を提供することにある。本発明の付加的な目的は、ソ
レノイドが付勢されたときに、可動アーマチャがプラグ
ナットに対して着座させられ、アーマチャとプラグナッ
トの間になんらギャップを残さない上記タイプの弁を提
供することにある。本発明の付加的な目的および特徴
は、添付図面を参照しながらの以下の説明から明らかと
なろう。本発明を説明するのに選んだ弁は、円筒形の内
径孔３９を形成した弁体３８を包含する。弁体にはボル
ト（図示せず）によってボンネット４０が固着してあ
る。これらのボルトは、ボンネットにある孔を貫通し、
弁体にあるタップ孔に螺合している。ボンネット４０
は、加圧流体の入口ポート４２と２つの出口ポート４
３、４４が形成してある。ポート４３の内端は弁座４５
によって囲まれており、出口ポート４４の内端は弁座４
６によって囲まれている。これら３つのポートは、すべ
て、弁体３８とボンネット４０の間に構成された弁室４
９内に開いている。この弁室４９内には、ロッカ弁部材
５０が収容されており、このロッカ弁部材５０は、シリ
ンダ３９の長手方向に対して直角に延びる軸５１上で揺
動できるように枢着してある。ロッカ弁部材５０は、弾
力性のあるゴム状材料５３内に埋め込まれた剛性材料の
コア５２を包含する。柔軟で可撓性があるゴム状材料の
ダイアフラム５６が弁部材５０を取り囲み、弁部材と弁
体の間を半径方向に延びている。ダイアフラム５６は、
埋め込み材料５３の一体延長部であってもよい。ダイア
フラム５６の半径方向外方の縁５７は弁体３８とボンネ
ット４０の間に緊密に挟まれている。弁を作動させる作
動器は、弁体３８に形成したシリンダ３９内で長手方向
に摺動できるシャトル５８を包含する。このシャトル５
８には横方向の内径孔５９が形成してあり、この内径孔
５９は弁部材５０のコア５２から突出する剛性ステム６
０を収容している。シリンダ３９内でのシャトル５８の
長手方向移動は、内径孔５９とステム６０の協働によっ
て弁部材５０の揺動に変換される。シリンダ３９内にお
いて、圧縮スプリング６１がシャトル５８から突出する
ピン６２を取り囲んでいる。スプリング６１の一端はシ
リンダ３９の端壁に着座しており、反対端は、シャトル
にピン６２を囲んで設けた環状の溝内に入り、溝の底に
着座している。スプリング６１は、図面で見て右方向に
シャトル５８を常時押圧している。スプリング６１が設
置してある端と反対側の端で弁体３８上に円筒形のハウ
ジング７１が装着してあり、このハウジング内には、軸
線方向に延びるコア・チューブ６５のまわりに巻き付け
たソレノイド・コイル６４が設置してある。チューブ６
５の、シャトル５８から遠い方の端内には、固定アーマ
チャすなわちプラグナット６６が固定してある。コア・
チューブ６５内をプラグナット６６に対して前後に摺動
できるように可動アーマチャ６７が装着してある。圧縮
スプリング６８が可動アーマチャ６７の軸線方向内径孔
内に収容してあり、スプリングの一端はプラグナット６
６に着座し、反対端は内径孔の底に着座している。スプ
リング６８はスプリング６１よりも強く、好ましくは、
２倍の強さである。換言すれば、スプリング６１がシャ
トル５８を右に押圧する力は、スプリング６８がアーマ
チャ６７を左に押圧する力のほぼ半分である。使用に際
して、入口ポート４２を流体圧力源に接続し、出口ポー
ト４３、４４を、入口ポート４２を通って弁室４９に入
る加圧流体を交互に受け取るようになっている環境に接
続する。ソレノイド６４が付勢されると、可動アーマチ
ャ６７がプラグナット６６に引き付けられ、図１に示す
ように、スプリング６８の力に抗してプラグナットと係
合するように移動する。その結果、スプリング６１は、
シャトル５８を右に自由に変位させて弁部材５０を弁座
４６と係合させ、出口ポート４４を閉ざす。同時に、出
口ポート４３が開く。ここで、シャトル５８がアーマチ
ャ６７から隔たっており、アーマチャおよびスプリング
６８がシャトルになんらの影響を与えないことに注意さ
れたい。ソレノイド６４が消勢されると、スプリング６
８がアーマチャ６７を自由に左に移動させる。アーマチ
ャは、直ちにシャトル５８の端に係合して、スプリング
６１の力に抗してシャトルを左に押し、図２に示す状態
に移行させる。この状態において、弁部材５０が弁座４
５と係合して出口ポート４３を閉じ、出口ポート４４を
開く。ここで明らかなように、図１に示す状態では、出
口ポート４４を閉ざすように弁部材５０に作用する力は
スプリング６１によってのみ与えられ、図２の状態で
は、出口ポート４３を閉ざすように弁部材５０に作用す
る力はスプリング６８によってのみ与えられる。事実、
この後の場合、弁部材５０に加えられる力は、弱い方の
スプリング６１によってシャトル５８に加えられている
対抗した力よりも小さい、スプリング６８によって与え
られる力である。スプリング６８がスプリング６１の２
倍の力を加えるために、図１、２に示す両安定位置にお
いて弁部材５０に加えられる力は同じである。それは、
図１の位置においては、スプリング６１の力のみが弁部
材に加えられ、図２の位置においては、スプリング６８
の力マイナススプリング６１の力が弁部材に加えられる
からである。スプリング６８によって加えられる力がス
プリング６１によって加えられる力の２倍であるから、
図２の位置で弁部材５０に加えられる力は、図１の位置
において弁部材に加えられるスプリング６１の力に等し
くなる。上に明らかにしたように、本発明によれば、弁
部材５０をその安定位置のいずれかに押圧するのにソレ
ノイド・アーマチャ構造６４、６６、６７を用いない。
その代わりに、ソレノイド・アーマチャ構造の機能は、
スプリング６８をシャトル５８に関して選択的に無効と
し、スプリング６１がシャトルに作用し、弁部材５０を
その安定位置の一方に移動させるようになっている。本
発明を好ましい形態でのみ図示し、説明してきたが、発
明の精神の中で多くの変更をなすことが可能である。し
たがって、本発明が任意特定の形態または実施例に限定
されず、その限定要件は添付の特許請求の範囲に含まれ
ることは了解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による弁の縦断面図であり、ソレノイド
を付勢した状態を示す図である。
【図２】ソレノイドが消勢されたときの弁の状態を示
す、図１と同様の図である。
【符号の説明】
３８・・・弁体 ３９・・・内径孔 ４０・・・ボンネット ４２・・・入口ポート ４３・・・出口ポート ４４・・・出口ポート ４５・・・弁座 ４６・・・弁座 ４９・・・弁室 ５０・・・ロッカ弁部材 ５２・・・コア ５６・・・ダイアフラム ５８・・・シャトル ６０・・・ステム ６１・・・圧縮スプリング ６２・・・ピン ６４・・・ソレノイド・コイル ６５・・・コア・チューブ ６６・・・固定アーマチャまたはプラグナット ６７・・・可動アーマチャ ６８・・・圧縮スプリング ７１・・・ハウジング

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの異なった安定位置を有する弁部材
    と、この弁部材をその２つの安定位置の間で変位させ、
    弁部材をこれらの安定位置に保持する弁作動器とを包含
    する弁であって、弁部材の２つの安定位置のそれぞれに
    対応する２つの末端位置の間で移動できるシャトルと、
    このシャトルの動きを弁部材に伝達する手段と、シャト
    ルをその末端位置のうちの１つに向かって押圧する第１
    スプリングと、シャトルを他の末端位置に向かって押圧
    する、第１スプリングよりも強い第２スプリングと、こ
    の第２スプリングを選択的にシャトルに関して無効な状
    態にする手段とを包含し、第２スプリングが無効状態に
    あるとき、第１スプリングが弁部材にその安定位置のう
    ちの１つの位置を取らせ、第２スプリングが有効な状態
    のときに、第２スプリングが弁部材に他方の安定位置を
    取らせることを特徴とする弁。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の弁において、第１、第２
    のスプリングが、弁部材がその安定位置のどちらにある
    ときも、協働して弁部材にほぼ等しい力を加えるような
    相対的な強さを持ちかつ相対的に位置していることを特
    徴とする弁。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の弁において、第１、第２
    のスプリングがシャトルを互いに反対の方向に押圧し、
    第２スプリングが第１スプリングによってシャトルに加
    えられる力のほぼ二倍の力をシャトルに加えることを特
    徴とする弁。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の弁において、第２スプリ
    ングを無効状態にする手段が、弁部材がその安定位置の
    いずれかにあるときに、第２スプリングによって加えら
    れる力を超える力をシャトルに加えないように配置して
    あることを特徴とする弁。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の弁において、第２スプリ
    ングを無効状態にする手段が、第２スプリングの力がシ
    ャトルに作用するのを阻止する位置に移動できる部材を
    包含することを特徴とする弁。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の弁において、第２スプリ
    ングを無効状態にする手段が、ソレノイドと、このソレ
    ノイドが付勢、消勢されたときにソレノイド内において
    ２つの末端位置の間を移動できるアーマチャとを包含
    し、このアーマチャの２つの末端位置が弁部材の２つの
    安定位置に対応しており、アーマチャがその末端位置の
    うちの１つにあるときに第２スプリングの力がシャトル
    に作用するのを阻止するようになっており、また、アー
    マチャがその他方の末端位置にあるときに第２スプリン
    グの力がシャトルに作用するのを許すようになっている
    ことを特徴とする弁。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の弁において、アーマチャ
    がその２つの末端位置の間でシャトルに向かって、ま
    た、シャトルから離れる方向に移動でき、第２スプリン
    グの力が、アーマチャがその末端位置のうちの一方の位
    置にあるときにこのアーマチャによってシャトルに伝え
    られ、アーマチャがその他方の末端位置にあるときに第
    ２スプリングの力がシャトルに作用するのを阻止するよ
    うになっていることを特徴とする弁。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の弁において、アーマチャ
    がその末端位置のうちの前記一方の位置にあるときにこ
    のアーマチャがシャトルから隔たっており、アーマチャ
    がその他方の位置にあるときにシャトルと係合すること
    を特徴とする弁。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の弁において、弁がそれぞ
    れ弁座で囲まれた２つのポートを包含し、弁部材が、そ
    の安定位置の１つにあるときに弁座の一方と係合し、他
    方の安定位置にあるときに弁部材が他方の弁座と係合す
    ることを特徴とする弁。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の弁において、弁部材を
    弁座の一方に対して保持する力が第１スプリングによっ
    てのみ与えられ、弁部材を他方の弁座に対して保持する
    力が第２スプリングによってのみ与えられることを特徴
    とする弁。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の弁において、弁部材
    を他方の弁座に対して保持する力が、第１、第２のスプ
    リングによってシャトルに加えられる力の差によっての
    み与えられることを特徴とする弁。
JP8115293A 1992-03-18 1993-03-17 弁およびその作動器 Pending JPH06207677A (ja)

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US07/854,879 US5205323A (en) 1992-03-18 1992-03-18 Valve and operator therefor
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CA (1) CA2092686A1 (ja)
DE (1) DE4308678B4 (ja)
FR (1) FR2688854A1 (ja)
GB (1) GB2265205B (ja)
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