JPH06307554A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御流のシール性を向上させ、ニードルや弁
座部の摩耗や破損を防止し、制御流内に摩耗粉や潤滑油
が混入することのない流量制御弁を提供する。 【構成】 弁ハウジング１に対をなして設けられた第１
ポート２ａおよび第２ポート２ｂを連通させる連通孔３
を弁ハウジング１内に形成し、テーパ部４ｂが形成さ
れ、軸方向に移動するニードル４を前記連通孔３内に装
着し、筒状弾性体５を前記ニードル１の外周面に接触さ
せて弁ハウジング１に取り付け、弁座部６を前記ポート
２ａ，２ｂ相互間に位置させて連通孔３の内周面に設け
てなり、筒状弾性体５のうち弁座部６に対応する部分
が、ニードル４に形成されたテーパ部４ｂの軸方向移動
に伴い径方向に変形することによって弁開度が変化され
る構造のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流れに抵抗を与
えて、流速や流量を変化させるために使用する流量制御
弁に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】流量制御弁において、流体の流れに抵抗
を与えて、流速や流量を変化させるための手段として絞
り弁が多用されている。

【０００３】この絞り弁は、ニードルに刻設された調整
ネジによってニードルのテーパ部と弁ハウジングの弁座
部との間の弁開度を変えることによって流体の流速や通
過流量を制御するものであり、流体の流れを遮断すると
きにはテーパ部を弁座部に圧接して弁開度をゼロにする
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の流量
制御弁では、ニードルのテーパ部を弁座部に圧接させて
流体の流れを遮断しているために、度重なる使用によっ
て両者の接触部が摩耗したり、ときには破損することも
あり、シール性や耐久性に問題があった。

【０００５】また、このニードルと弁座部との圧接や調
整ネジの螺進などで発生する摩耗粉や、ニードルが軸方
向に円滑に移動可能とするために塗布された潤滑油が、
流路内を流れる制御流内に混入することがあり、制御流
体を汚染したり、他の機器へ悪影響を及ぼすことがあっ
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、制御流のシール
性を向上することができる流量制御弁に関する技術を提
供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、ニードルや弁座部の
摩耗や破損を防止して長寿命化を図ることのできる流量
制御弁に関する技術を提供することにある。

【０００８】本発明のさらに他の目的は、制御流内に摩
耗粉や潤滑油が混入することのない流量制御弁に関する
技術を提供することにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。

【００１１】すなわち、本発明の流量制御弁は、弁ハウ
ジングに対をなして設けられたポートを連通させる連通
孔を弁ハウジングに形成し、テーパ部が形成され、軸方
向に移動するニードルを前記連通孔内に装着し、円筒形
状をなし弾性部材からなる筒状弾性体を前記ニードルの
外周面に接触させて弁ハウジングに取り付け、弁座部を
前記ポート相互間に位置させて連通孔の内周面に設けて
なり、筒状弾性体のうち弁座部に対応する部分が、ニー
ドルに形成されたテーパ部の軸方向移動に伴い径方向に
変形することによって弁開度が変化される構造のもので
ある。

【００１２】

【作用】上記のような構成の流量制御弁によれば、ニー
ドルのテーパ部が軸方向に移動されることにより、筒状
弾性体と弁座部との間の弁開度が変化して、制御流の流
速や流量が調整され、あるいは筒状弾性体が弁座部に圧
接されて流体の流れが遮断される。

【００１３】このとき、ニードルの外周面に設けられた
筒状弾性体によって、テーパ部は弁座部に対して非接触
となるので、テーパ部や弁座部が摩耗することがなく、
安定したシール性を保つことができる。また、筒状弾性
体を弁座部に密着させて制御流の流れを遮断するため
に、ニードルのテーパ部を弁座部に強く圧接する必要が
なくなる。さらに、ニードルを筒状弾性体との間に塗布
される潤滑油は、筒状弾性体により連通孔内の制御流か
ら区画されており、潤滑油が制御流に晒されることがな
い。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいてさ
らに詳細に説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の一実施例であ
る流量制御弁を示す断面図であり、（ａ）はポートを閉
塞した状態を、（ｂ）はポートを開放した状態を示して
いる。

【００１６】まず、本実施例の流量制御弁の構成につい
て説明する。

【００１７】本実施例の流量制御弁は絞り弁として具現
化されたものであり、この流量制御弁の弁ハウジング１
は、中央ブロック１ａと左右の端部ブロック１ｂ，１ｃ
とにより形成されている。中央ブロック１ａには第１ポ
ート２ａと第２ポート２ｂとが対となって形成され、こ
れらのポート２ａ，２ｂは中央ブロック１ａ内に形成さ
れた連通孔３に対して開口している。

【００１８】この連通孔３内には、調整ネジ４ａが刻設
されて端部ブロック１ｃと螺合し、この調整ネジ４ａの
螺進によってその軸方向に移動する断面円形のニードル
４が設けられており、このニードル４の外周面には、ゴ
ム等の弾性部材からなり円筒形状をなす筒状弾性体５が
装着されている。したがって、ニードル４は筒状弾性体
５内で軸方向に移動するようになっている。

【００１９】この筒状弾性体５は両端部にフランジ部５
ａ，５ｂが形成され、一方のフランジ部５ａは中央ブロ
ック１ａと端部ブロック１ｂとで挟みつけられ、他方の
フランジ部５ｂは中央ブロック１ａと端部ブロック１ｃ
とで挟みつけられて、弁ハウジング１に取り付けられて
いる。

【００２０】連通孔３の内周面には、対をなす２つのポ
ート２ａ，２ｂの間に位置されて、内方に突出して形成
された環状の弁座部６が形成されている。

【００２１】ニードル４の中央部には、調整ネジ４ａと
反対方向に向かって小径となるテーパ部４ｂとが形成さ
れている。そして、ニードル４が調整ネジ４ａの螺進に
よって図面の右方向に移動することで、ニードル４のテ
ーパ部４ｂによって筒状弾性体５の弁座部６に相当する
部分が拡径されてゆき、最終的にはこの部分が弁座部６
に密着されるようになっている。

【００２２】なお、ニードル４が円滑に軸方向に移動す
るように、端部ブロック１ｂにはエア抜き孔７が形成さ
れている。

【００２３】次に、本実施例の流量制御弁の作用につい
て説明する。

【００２４】図１（ａ）は、ニードル４が図面の最左端
の位置まで移動し、このニードル４のテーパ部４ｂによ
って拡径された筒状弾性体５の一部が弁座部６に密着さ
れた状態を示す。

【００２５】この状態にあっては、シール材としての筒
状弾性体５により弁座部６がシールされて弁開度はゼロ
となり、両ポート２ａ，２ｂは相互に閉鎖された状態と
なっている。

【００２６】この状態のもとで、ニードル４を調整ネジ
４ａのネジ作用によって図面の左方向に移動させると、
図１（ｂ）に示されるように、ニードル４のテーパ部４
ｂが軸方向にずれ、筒状弾性体５の弁座部６に密着され
ていた部分が縮径して弁座部６から離反し、連通孔３が
開放されて両ポート２ａ，２ｂが相互に連通状態とな
る。

【００２７】そして、この弁座部６から離反している筒
状弾性体５の径の変化によって弁開度が変化し、弁開度
の大きさで連通孔３を通過する制御流８の流れに一定の
抵抗が与えられて流速や流量が変化することとなる。

【００２８】このように、本実施例の流量制御弁におい
ては、軸方向に移動するニードル４に形成されたテーパ
部４ｂが軸方向に移動することによって、筒状弾性体５
の弁座部６に相当する部分が径方向に変形して、すなわ
ち拡径あるいは縮径されて弁開度が変化し、制御流８の
流速や流量が調整され、また流れが遮断される。

【００２９】このとき、外周面に設けられた筒状弾性体
５によって、ニードル４のテーパ部４ｂは弁座部６に接
触することがないので、このニードル４のテーパ部４ｂ
や弁座部６が摩耗することがなく、繰り返して使用して
も長時間にわたって安定したシール性を保つことがで
き、流量制御弁の寿命を大幅に向上させることが可能に
なる。

【００３０】また、筒状弾性体５を弁座部６に密着させ
てシールし制御流８の流れを遮断するために、ニードル
４のテーパ部４ｂを弁座部６に強く圧接する必要がなく
なるので、破損のおそれがなく、耐久性を向上させるこ
とができる。

【００３１】ここで、本実施例に示すような流量制御弁
においては、ニードル４を筒状弾性体５の内部で円滑に
移動させるべく、これらの間にグリス等の潤滑油を塗布
することが望ましい。また、潤滑油を塗布することな
く、筒状弾性体５の内周面とニードル４の外周面との何
れか一方、あるいは両方に、潤滑性のコーティング膜を
被覆するようにしてもよい。

【００３２】そして、ニードル４と筒状弾性体５との間
に潤滑油を塗布した場合においては、この潤滑油は筒状
弾性体５内に封入されて連通孔３内に露呈することがな
いので、制御流８内に潤滑油が混入することはなく、制
御流８を清浄に保つことが可能になる。

【００３３】（実施例２）図２は本発明の他の実施例で
ある流量制御弁を示す断面図であり、（ａ）は制御流れ
の状態を、（ｂ）は自由流れの状態を示している。

【００３４】本実施例の流量制御弁は速度制御弁として
具現化されたものであり、弁ハウジング１内には、制御
流８の流速や流量を変化させたり、流通を遮断するため
のニードル４と、自由流９の流通のみを許容し、制御流
８の流通を阻止するための逆止弁１０が設けられている
ものである。

【００３５】弁ハウジング１の中央ブロック１ａに対と
なって形成された２つのポート２ａ，２ｂのうち、第１
ポート２ａは自由流９の流入ポートとされ、第２ポート
２ｂは制御流８の流入ポートとされており、このポート
２ａ，２ｂは環状の弁座部６が形成された連通孔３に対
してそれぞれ開口している。

【００３６】連通孔３内には断面円形のニードル４が設
けられており、このニードル４には、ニードル４を軸方
向に移動させるための調整ネジ４ａと、この調整ネジ４
ａと反対側に向かって小径となるテーパ部４ｂとが形成
されている。

【００３７】ニードル４の外周面には、両端のフランジ
部５ａ，５ｂが中央ブロック１ａと端部ブロック１ｂ，
１ｃとによって挟みつけられた筒状弾性体５が装着さ
れ、前記調整ネジ４ａのネジ作用によって、ニードル４
がこの筒状弾性体５内で軸方向に移動するようにされて
いる。そして、ニードル４のテーパ部４ｂの移動によっ
て、前記筒状弾性体５の弁座部６に相当する部分が拡径
または縮径されて弁開度が変化するようになっている。

【００３８】中央ブロック１ａ内には、制御流８の流入
ポートである第２ポート２ｂおよび連通孔３に対して開
口するように自由流通過孔１１が開設されており、この
自由流通過孔１１の途中に、自由流９の流通のみを許容
し、制御流８の自由な流れを阻止するための逆止弁１０
が設けられている。

【００３９】図２（ａ）は、第２ポート２ｂから制御流
８が流入している制御流れを示すもので、ニードル４の
テーパ部４ｂによって筒状弾性体５は弁座部６と一定の
距離が保たれている。

【００４０】この状態にあっては、制御流８によって逆
止弁１０が閉鎖されるために、第２ポート２ｂから流入
した制御流８は連通孔３のみを通過することとなる。そ
して、この連通孔３を通る制御流８は、筒状弾性体５と
弁座部６との間の弁開度によって流速や流量が調整され
て第１ポート２ａから流出する。

【００４１】図２（ｂ）は、第１ポート２ａから自由流
９が流入している自由流れを示すもので、筒状弾性体５
は、やはりニードル４のテーパ部４ｂによって弁座部６
と一定の距離が保たれている。

【００４２】この状態にあっては、自由流９によって逆
止弁１０が開放されるために、第１ポート２ａから流入
した自由流９は連通孔３のみならず、自由流通過孔１１
をも通過することとなる。したがって、第１ポート２ａ
から流入した自由流９は、筒状弾性体５と弁座部６との
間の弁開度とは無関係に（たとえこの部分の弁開度がゼ
ロであっても）、自由流通過孔１１を通って第２ポート
２ｂから流出する。

【００４３】ここで、本実施例の流量制御弁において
も、前記実施例１の流量制御弁と同様に、ニードル４の
テーパ部４ｂが軸方向に移動することによって筒状弾性
体５の弁座部６に相当する部分が径方向に変形して弁開
度が変化し、制御流８の流速や流量が調整され、あるい
は制御流８の流れが遮断される。

【００４４】また、ニードル４の外周面に筒状弾性体５
が設けられているので、ニードル４のテーパ部４ｂと弁
座部６とは非接触とされ、テーパ部４ｂや弁座部６が摩
耗することがない。さらに、テーパ部４ｂを弁座部６に
強く圧接しなくても確実に制御流８を遮断できるので、
流量制御弁の寿命を大幅に向上させることが可能にな
る。

【００４５】そして、ニードル４を筒状弾性体５の内部
で円滑に移動させるべく、これらの間にグリス等の潤滑
油を塗布した場合でも、潤滑油は連通孔３内に露呈する
ことがないので、制御流８および自由流９ともに清浄に
保つことが可能になる。

【００４６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更が可能であることは言うまでもない。

【００４７】たとえば、前記実施例において、弁ハウジ
ング内に装着されたニードルは、金属により形成するこ
とも、あるいは樹脂により形成することも、いずれも可
能である。

【００４８】また、テーパ部を多段にしたり曲線にする
ことにより、ニードルの回転角に対し、弁開度を調整す
ることも可能である。

【００４９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下
記の通りである。

【００５０】(1).本発明の流量制御弁においては、ニー
ドルの軸方向移動により、このニードルに形成されたテ
ーパ部が筒状弾性体の弁座部に相当する部分を径方向に
変形して弁開度が変化し、筒状弾性体が弁座部に密着さ
れてシールすることで制御流の流れが遮断されることと
なるので、制御流遮断時のシール性が大幅に向上する。

【００５１】(2).また、このように制御流の遮断が、筒
状弾性体が弁座部に密着されることで行われるので、ニ
ードルのテーパ部は弁座部と非接触状態とされる。した
がって、ニードルのテーパ部や弁座部が摩耗することが
なく、繰り返して使用しても長時間にわたって安定した
シール性を保つことができ、流量制御弁の寿命を大幅に
向上させることが可能になる。

【００５２】(3).同様に、筒状弾性体を弁座部に密着さ
せて制御流の流れを遮断するので、ニードルのテーパ部
を弁座部に強く押さえつける必要がなくなる。したがっ
て、流量制御弁の弁座部等が破損するおそれがなくな
り、耐久性を向上させることができる。

【００５３】(4).ニードルは、その外周面が筒状弾性体
により被われているので、ニードルの摺動を円滑にする
ための潤滑油が筒状弾性体内に封入されて連通孔内に露
呈することがなくなり、ニードルの円滑な移動が長期間
にわたって維持されるだけでなく、制御流などに潤滑油
や摩耗粉等が混入することなく、流体を清浄に保つこと
ができる。

【００５４】(5).また、ニードルの摺動を円滑にするた
めの潤滑油は筒状弾性体内に封入されて連通孔内に露呈
することがないので、十分な潤滑油の供給が可能とな
り、流量制御弁の寿命を大幅に向上させることができ
る。

【００５５】(6).そして、気密性を保つためにＯリング
等のシール部材を多数配設することが不要となり、部品
点数が低減されて製造を容易に行うことができる流量制
御弁が得られるのみならず、部品形状を簡素化すること
ができ、製造コストを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例１による流量制御弁の
ポートを閉塞した状態をを示す断面図、（ｂ）はポート
を開放した状態を示す断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施例２による流量制御弁の
制御流れの状態を示す断面図、（ｂ）は自由流れの状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 弁ハウジング １ａ 中央ブロック １ｂ 端部ブロック １ｃ 端部ブロック ２ａ 第１ポート ２ｂ 第２ポート ３ 連通孔 ４ ニードル ４ａ 調整ネジ ４ｂ テーパ部 ５ 筒状弾性体 ５ａ フランジ部 ５ｂ フランジ部 ６ 弁座部 ７ エア抜き孔 ８ 制御流 ９ 自由流 １０ 逆止弁 １１ 自由流連通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ハウジングに対をなして設けられたポ
   ートを連通させる連通孔を前記弁ハウジング内に形成
   し、テーパ部が形成され、軸方向に移動するニードルを
   前記連通孔内に装着し、円筒形状をなし弾性部材からな
   る筒状弾性体を前記ニードルの外周面に接触させて前記
   弁ハウジングに取り付け、弁座部を前記対をなすポート
   相互間に位置させて前記連通孔の内周面に設けてなり、
   前記筒状弾性体のうち前記弁座部に対応する部分が、前
   記ニードルに形成された前記テーパ部の軸方向移動に伴
   い径方向に変形することによって弁開度が変化されるこ
   とを特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記ニードルと前記筒状弾性体との間に
   潤滑油が塗布されていることを特徴とする請求項１記載
   の流量制御弁。
3. 【請求項３】 前記ニードルと前記筒状弾性体の少なく
   とも何れか一方に、潤滑性のコーティング膜が被覆され
   ていることを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。