JPH0633270Y2 - 自動バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、流体の流出入を調節するバルブに係り、特に
その開閉操作が永久磁石の磁力によって行われる自動バ
ルブに関する。

〔従来の技術〕

この種の自動バルブは、第６図に示すように、先端に流
体の流出入口１Ａを塞ぐ弁体２が形成され、後端に複数
のリング状磁石３，３…を積層して成る小径の多層形円
筒磁石ＭＳが取り付けられた弁軸４が、弁室５内に摺動
可能に収容されている。

そして、当該弁室５外には、前記各リング状磁石３，３
…と極性を異にして同心状に配列された複数のリング状
磁石６，６…を積層して成る大径の多層形円筒磁石ＭＬ
が、弁軸４の軸方向に沿って摺動可能に配設されると共
に、当該円筒磁石ＭＬから成るピストン７を圧縮気体の
圧力によってバルブの開放方向と閉鎖方向に摺動させる
シリンダ８が設けられている（実開昭６０−８５８２号
公報参照）。

シリンダ８は、ピストン７を挟んで先後両端側に夫々圧
縮気体の流出入口９Ａ及び９Ｂが形成され、これら流出
入口９Ａ，９Ｂから交互に供給される圧縮気体の圧力に
よってピストン７を駆動するように成されている。

そして、このピストン７がバルブの開放方向又は閉鎖方
向に摺動すると、当該ピストン７を形成する多層形円筒
磁石ＭＬの磁力により、多層形円筒磁石ＭＳを取り付け
た弁軸４が弁室５内で前後に摺動して弁体２が操作さ
れ、流体の流出入口１Ａが開閉される。

このように、弁軸４が弁室５の側壁を貫通して外部に突
出することなく、弁室５内に収容された状態で摺動して
その先端に取り付けられた弁体２が操作される構成とな
っていれば、二つの流出入口１Ａ，１Ｂ間に介在して形
成された弁室５内のシール性が極めて良好となる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この種の自動バルブを例えば多色塗装装
置の色替バルブとして用いた場合には、閉鎖状態の弁体
２が流出入口１Ａ側から作用する塗料の逆圧を受けて弁
座１０から離れるおそれがあった。

つまり、色替バルブは、一方の流出入口１Ｂが特定色の
塗料供給源に接続され、他方の流出入口１Ａが塗料ホー
スを介して塗装機に連結されたマニホールドに接続され
るが、このマニホールドには異色塗料を供給する他の色
替バルブも接続されている。したがって、色替バルブを
閉鎖する円筒磁石ＭＳ，ＭＬ間の磁気吸引力が弱いと、
他の色替バルブからマニホールド内に供給される異色塗
料の圧力を受けて流出入口１Ａを閉鎖する弁体２が弁座
１０から離れてしまい、弁室５内に異色塗料が侵入して
塗料の色混じりによる塗装不良を生ずるおそれがあっ
た。

そこで本考案は、円筒磁石ＭＳ，ＭＬを大型化すること
なく、当該円筒磁石ＭＳ及びＭＬ間に生ずる磁気吸引力
を高めさせて、逆圧が作用する弁体２を完全な閉鎖状態
に維持できる自動バルブを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本考案は、先端に流体の流
出入口を塞ぐ弁体が形成され、後端に複数のリング状磁
石を積層して成る小径の多層形円筒磁石が取り付けられ
た弁軸が、弁室内に摺動可能に収容され、当該弁室外に
は、前記各リング状磁石と極性を異にして同心状に配列
された複数のリング状磁石を積層して成る大径の多層形
円筒磁石が、前記弁軸の軸方向に沿って摺動可能に配設
されると共に、当該円筒磁石から成るピストンを圧縮気
体の圧力によってバルブの開放方向に摺動させるシリン
ダが設けられた自動バルブにおいて、前記弁軸に取り付
けられた小径の多層形円筒磁石の外径が、前記弁室の内
径よりも小さく選定されて、当該円筒磁石及び前記弁軸
の周面と前記弁室の内壁との間に流体が通る通路が形成
されると共に、当該通路の両端側に流体の流出入口が形
成され、前記各多層形円筒磁石を形成する複数のリング
状磁石が、夫々隣接するリング状磁石と同極同士を対向
させて積層されると共に、バルブの閉鎖時には、大径の
多層形円筒磁石を形成する各リング状磁石が、小径の多
層形円筒磁石を形成する異極性の各リング状磁石に対し
てバルブの閉鎖方向に偏移した状態に位置するように成
されていることを特徴とする。

〔作用〕

本考案によれば、大径の多層形円筒磁石から成るピスト
ンがバルブの開放方向に摺動せられて、先端に弁体を形
成し後端に小径の多層形円筒磁石を取り付けた弁軸がバ
ルブの開放方向に従動すると、その小径の多層形円筒磁
石及び弁軸の周面とそれらを収容する弁室の内壁との間
に形成された通路を通って流体が流入出するので、例え
ば塗料を供給した後に洗浄用溶剤を供給して弁室内に付
着残存する塗料を色残りなく確実に洗浄除去することが
できる。また、弁室内に摺動可能に収容される弁軸の後
端に取り付けられた小径の多層形円筒磁石と、弁室外に
配設されて弁軸の軸方向に摺動せられる大径の多層形円
筒磁石とが、何れも複数のリング状磁石を同極同士で対
向させて積層した構造となっているから、夫々の磁力が
非常に強くなり、両者間に流体を通す通路が介在してい
ても，その間には強い磁気吸引力が作用する。

つまり、磁石の異極同士を互いに接触させるとその接触
面の磁極が消失することは周知のとおりであるが、接触
するに至らずとも異極同士を著しく接近させた状態で積
層すると一方の磁石のＮ極から出る磁力線が他方の磁石
のＳ極に向かって集中するため、例えば前記Ｎ極とこれ
に対向する第三の磁石のＳ極との間に作用する磁気吸引
力が非常に弱くなる。これに対し、本考案に係る二つの
多層形円筒磁石のように、夫々が複数のリング状磁石を
同極同士で対向させて積層した構成になっていると、一
方の多層形円筒磁石を形成する各リング状磁石の互いに
対向する二つのＮ極から多数の磁力線が発生し、その磁
力線がこれら各Ｎ極と接近して対向せられた他方の多層
形円筒磁石のＳ極に向かって集中するから、大径の多層
形円筒磁石と小径の多層形円筒磁石との間に作用する磁
気吸引力が極めて強大になる。

また、バルブの閉鎖時には、大径の多層形円筒磁石を形
成する各リング状磁石が、小径の多層形円筒磁石を形成
する異極性の各リング状磁石に対してバルブの閉鎖方向
に偏移した状態に位置し、この状態で両者間に作用する
磁気吸引力によって小径の多層形円筒磁石を取り付けた
弁軸がバルブの閉鎖方向に付勢されるから、当該弁軸の
先端に形成された弁体をこれに作用する流体の逆圧に抗
して完全な閉鎖状態に維持することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は本考案による自動バルブの一例を示す全体の断
面図、第２図は大径と小径の多層形円筒磁石を形成する
各リング状磁石の配列状態を示す拡大断面図、第３図は
弁軸の断面図である。

なお、第６図との対応部分については同一符号を付して
詳細説明は省略する。

本例においては、小径の多層形円筒磁石ＭＳを形成して
いる各リング状磁石３，３…と、大径の多層形円筒磁石
ＭＬを形成している各リング状磁石６，６…とが、第２
図に示すように夫々隣接するリング状磁石と同極同士を
対向させて積層されると共に、バルブの閉鎖時には、第
１図に示す如く大径の多層形円筒磁石ＭＬを形成する各
リング状磁石６，６…が、小径の多層形円筒磁石ＭＬを
形成する異極性の各リング状磁石３，３…に対してバル
ブの閉鎖方向に偏移した状態に位置するように成されて
いる。

リング状磁石３，３…は、各々がこれと同径のリング状
ヨーク１１，１１間に挟まれて弁軸４の後端に植設した
ボルト１２に外嵌され、当該ボルト１２と螺合するナッ
ト１３により隣接する磁石３，３間に作用するＮ極同士
又はＳ極同士の斥力に抗して一体的に積層された状態に
締着されている。

また、リング状磁石６，６…は、各々がこれと同径のリ
ング状ヨーク１４，１４間に挟まれて円筒形のピストン
７内に嵌装され、当該ピストン７の内壁に嵌着されたＣ
形止め輪１５により隣接する磁石６，６間に作用する同
極同士の斥力に抗して一体的に積層された状態に締着さ
れている。

弁軸４に取り付ける円筒磁石ＭＳの外径は、流出入口１
Ａを形成した弁座１０が一端側に取り付けられた中空ボ
ディ１６と、その他端側に取り付けられるアルミニウム
製の円筒チューブ１８とから成る弁室５の内径よりも小
さく選定され、弁軸４及び円筒磁石ＭＳの周面と弁室５
の内壁との間に流体が通る通路１９が形成されている。

また、弁軸４は、第３図に示す如く、その本体を成す金
属製角棒の角を旋盤加工により面取りするだけで、広い
通路１９を確保できる形状となっている。

つまり、弁室５内に流体の通路１９を確保しながら弁軸
４の後端に取り付けられた多層形円筒磁石ＭＳを弁室５
の中心に位置させるには、弁軸４の周面が弁室５の内壁
に摺接すると共に、当該周面の一部が弁室５の内壁から
離間していなければならない。そのためには、弁軸４と
して例えば金属製丸棒を使用し、その長手方向に沿って
周面に複数条の凹溝を削成することも考えられるが、こ
の場合には凹溝を切削する溝加工のコストが嵩むという
問題がある。これに対して、第３図のように角棒の角を
弁室５の内径に合わせて面取りするだけの簡単な旋盤加
工によれば、加工コストも非常に安くて済む。

なお、図中、２０は中空ボディ１６に弁座１０を固定す
る皿ネジ、２１は中空ボディ１６に円筒チューブ１８を
固定する皿ネジである。

また、弁軸４の先端面には、板状パッキン２２を埋設し
て成る弁体２が形成され、当該弁体２が弁座１０に当接
された閉鎖状態において板状パッキン２２の表面が流出
入口１Ａの周囲に沿って弁座１０に形成された突条１０
ａに圧し当てられるようになっている。このように、弁
座１０に当接される弁体２の板状パッキン２２が弁軸４
の先端面に埋設されていれば、当該板状パッキン２２に
過大な圧力が掛かることがないから、柔軟性のあるゴム
パッキンを使用してシール性を高めることができると共
に、その摩耗や傷みが緩和されて耐久性も向上する。

次に、中空ボディ１６に皿ネジ２１で固定された円筒チ
ューブ１８には、大径の多層形円筒磁石ＭＬを嵌装した
ピストン７が摺動可能に外嵌されている。このピストン
７内には、円筒磁石ＭＬを挟んで先後両側に円筒チュー
ブ１８の外周面と摺接する一対のウェアリング２３，２
３が嵌装されて、ピストン７の摺動による円筒磁石ＭＬ
の摩耗が防止されている。

ピストン７には、これをバルブの閉鎖方向に付勢するス
プリング２４が外装され、更にその外側からシリンダ８
のバレルとなる円筒カバー２５が被せられている。この
円筒カバー２５は、その後端側に円筒チューブ１８の端
末を嵌入する鍔状部２５ａが形成され、当該鍔状部２５
ａが円筒チューブ１８に螺合されるコネクション２６で
係止されて、中空ボディ１６に外嵌せられた状態に締着
されている。これにより、自動バルブの保守点検や部品
交換作業を行う際には、まず、円筒チューブ１８に螺合
されたコネクション２６を取り外し、次いで、中空ボデ
ィ１６に外嵌された円筒カバー２５を取り外すだけで、
総ての部品を簡単に取り出すことができる。

また、鍔状部２５ａには、中空ボディ１６に穿設された
流出入口９からピストン７を駆動させる圧縮気体が供給
された時にシリンダ８内の気体を排出させる排気孔２７
が穿設されている。

この排気孔２７は、第１図に断面図が示され、第４図に
平面図が示されているように、円筒チューブ１８の外周
面に密着する鍔状部２５ａの内周面に沿って環状に削成
された凹溝から成る迂回通路２７ａと、当該迂回通路２
７ａの凹溝内から円筒カバー２５の外周面に向かってシ
リンダ８外に貫通した穿孔から成る排気通路２７ｂと、
迂回通路２７ａの凹溝内から円筒チューブ１８を挟んで
排気通路２７ｂと反対方向に向かってシリンダ８内に貫
通する穿孔から成る排気通路２７ｃとから形成されてい
る。そして、ピストン７が流出入口９から供給される圧
縮気体でスプリング２４の弾性に抗してバルブの開放方
向に摺動せられる際に、当該ピストン７で加圧されるシ
リンダ８内の気体が当該シリンダ８内に開口する排気通
路２７ｃから環状に屈曲した迂回通路２７ａと排気通路
２７ｂを通ってシリンダ８外に放出されるようになって
いる。

このように、排気孔２７が、シリンダ８内に開口する排
気通路２７ｃとシリンダ８外に開口する排気通路２７ｂ
とを環状に屈曲した迂回通路２７ａを介して連通させる
形状となっていれば、自動バルブに洗浄用の溶剤を吹き
付けてその表面に付着した塗料等の汚れを洗い落とす際
に、吹き付けた溶剤がシリンダ８内に侵入してゴム製の
パッキン等を傷めるという弊害が確実に防止される。

つまり、シリンダ８外から排気通路２７ｂを通って侵入
せんとする溶剤は、環状の迂回通路２７ａに邪魔され、
当該通路２７ａを迂回して排気通路２７ｃにまで到達す
ることはできないから、シリンダ８内に設けられたＯリ
ング等のパッキンが溶剤によって破損されるおそれがな
い。

また、排気孔２７は、まず、鍔状部２５ａの内周面に凹
溝を削成して迂回通路２７ａを形成し、次いで、鍔状部
２５ａの外周面から迂回通路２７ａに向かって貫通する
排気通路２７ｂを穿設し、更に、当該排気通路２７ｂと
反対方向に向かって迂回通路２７ａ内から一定長さの孔
を開けると共に、シリンダ８内からこの孔に連通する孔
を開けて排気通路２７ｃを穿設することにより、極めて
簡単に加工できる。

なお、２８は、自動バルブを色替装置のマニホールド等
に取り付けるためのホルダーであり、中空ボディ１６と
弁座１０との間に挟持されて当該弁座１０と共に皿ネジ
２０で中空ボディ１６に固定されている。

また、コネクション２６は、塗料供給源から供給される
塗料の流出入口１Ｂを形成している。

以上が、本考案による自動バルブの一例構成であり、次
にその作用効果について説明する。

まず、本考案においては、多層形円筒磁石ＭＳを形成す
る各リング状磁石３，３…と、多層形円筒磁石ＭＬを形
成する各リング状磁石６，６…とが、第２図に示すよう
に夫々隣接するリング状磁石とＮ極同士又はＳ極同士を
対向させて積層されているから、例えば互いに対向する
リング状磁石３，３の二つのＮ極から発生した多数の磁
力線が、当該各リング状磁石３，３のＮ極と円筒チュー
ブ１８を介して対向するリング状磁石６，６のＳ極に向
かって集中し、多層形円筒磁石ＭＳ及びＭＬ間に強い磁
気吸引力が作用することとなる。

また、第１図に示すように、弁軸４の先端に形成された
弁体２が弁座１０に当接しているバルブの閉鎖状態にお
いて、スプリング２４の弾性によりピストン７と一体的
にバルブの閉鎖方向に付勢されている多層形円筒磁石Ｍ
Ｌの各リング状磁石６，６…が、弁軸４の後端に取り付
けた多層形円筒磁石ＭＳを形成する異極性の各リング状
磁石３，３…に対してバルブの閉鎖方向に偏移した状態
に位置しているから、これら各リング状磁石６，６…及
び３，３…間に作用する磁気吸引力によって円筒磁石Ｍ
Ｓを取り付けた弁軸４がバルブの閉鎖方向に強く付勢さ
れることとなる。

これにより、弁軸４の先端に形成された弁体２は、流出
入口１Ａ側から作用する流体の逆圧に抗して完全な閉鎖
状態に維持される。

したがって、本考案による自動バルブを多色塗装装置の
色替バルブとして用いた場合に、弁体２が流出入口１Ａ
側から作用する異色塗料の圧力を受けて弁座１０から離
れて浮き上がり、弁室５内に異色塗料が侵入して塗料の
色混じりを生ずるという弊害が確実に防止される。

次に、自動バルブを開ける場合には、中空ボディ１６に
穿設された流出入口９から圧縮気体を供給し、その圧力
により円筒磁石ＭＬが嵌装されたピストン７をスプリン
グ２４の弾性に抗してバルブの開放方向に摺動させる。

これにより、ピストン７に嵌装された円筒磁石ＭＬと磁
気吸引力で引き合っている円筒磁石ＭＳが、ピストン７
に従動してバルブの開放方向に摺動せられ、弁軸４の先
端に形成された弁体２が弁座１０から離反して流出入口
１Ａが開放される。

そして、流出入口１Ｂから流入する塗料等の流体が、弁
室５内に形成された通路１９を通って流出入口１Ａから
流出される。

なお、ピストン７がバルブの開放方向に摺動せられた際
には、シリンダ８内の気体がピストン７に圧されて排気
孔２７から外部に放出される。

また、自動バルブを閉鎖する場合には、流出入口９から
の圧縮気体の供給を停止するだけで、ピストン７がスプ
リング２４の弾性によりバルブの閉鎖方向に自動的に摺
動して第１図の状態に復帰する。

また、色替バルブとして使用される自動バルブの弁室５
内を洗浄する場合には、当該バルブを開放してその流出
入口１Ｂから流入する洗浄用溶剤を弁室５内の通路１９
を通じて流出入口１Ａから流出させる。これにより、弁
室５の内壁や弁軸４及び円筒磁石ＭＳの表面に付着残存
している塗料が色残りを生ずることなく完全に洗浄除去
される。

なお、第１図においては、自動バルブが二方弁である場
合について説明したが、これに限らず第５図に示すよう
な三方弁であってもよい。

すなわち、第５図は本考案による自動バルブの他の実施
例を示す断面図であって、流出入口１Ａ及び１Ｂに加え
て更にもう一つの流出入口１Ｃを有している。

この流出入口１Ｃは、中空ボディ１６に穿設されて例え
ば塗料供給源に接続され、第５図に示すように自動バル
ブが閉鎖状態にある時には、塗料供給源から供給されて
流出入口１Ｃから流入する塗料が、弁室５内の通路１９
を流出入口１Ａと反対側に形成された流出入口１Ｂに向
かって流通し、当該流出入口１Ｂから流出して再び塗料
供給源に戻る径路で循環される。

また、弁軸４は、その先後両端に流出入口１Ａ及び１Ｂ
を交互に塞ぐ弁体２及び２′が形成されている。弁体
２′は、弁軸４の後端に突設されたボルト１２と螺合す
るナット１３の端面に弁体２と同じく板状パッキン２
２′を埋設した構造となっている。

これにより、自動バルブが開放された時には、流出入口
１Ｃから弁室５内に流入する塗料を塗料供給源に還流さ
せていた流出入口１Ｂが弁体２′で塞がれると同時に、
弁体２で塞がれていた流出入口１Ａが開けられ、流出入
口１Ｃから弁室５内に流入する塗料が流出入口１Ａから
流出して塗装機に供給されることとなる。

なお、その他の部分は第１図と共通するので同一符号を
付して詳細説明を省略する。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、弁軸及びその弁軸
に取り付けられた小径の多層形円筒磁石の周面とそれら
を収容する弁室の内壁との間に流体の通路が形成され、
その通路の両端側に流体の流出入口が形成されているの
で、例えば塗料の色替バルブとして使用する場合に、弁
室の内壁や弁軸及び円筒磁石の表面に付着残存する塗料
を洗浄用溶剤によって色残りなく除去することができ
る。また、弁室内に摺動可能に収容される弁軸の後端に
取り付けた小径の多層形円筒磁石と、当該円筒磁石と引
き合う磁力によって弁室外から弁軸を摺動させる大径の
多層形円筒磁石とが、何れも複数のリング状磁石を同極
同士で対向させて積層した構造となっているから、両者
間に作用する磁気吸引力が非常に強力になる。また、バ
ルブの閉鎖時には、大径の多層形円筒磁石を形成する各
リング状磁石が、小径の多層形円筒磁石を形成する異極
性の各リング状磁石に対してバルブの閉鎖方向に偏移し
た状態に位置するから、この状態で両者間に作用する磁
気吸引力によって小径の多層形円筒磁石を取り付けた弁
軸がバルブの閉鎖方向に付勢される。したがって、大径
の多層形円筒磁石と小径の多層形円筒磁石との間に流体
の通路が介在していても、小径の多層形円筒磁石を取り
付けた弁軸の先端に形成された弁体をこれに作用する流
体の逆圧に抗して完全な閉鎖状態に維持できるという大
変優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による自動バルブの一例を示す全体の断
面図、第２図は大径の多層形円筒磁石と小径の多層形円
筒磁石を形成するリング状磁石の配列状態を示す拡大断
面図、第３図は弁軸の断面図、第４図はシリンダを形成
する円筒カバーに設けられた排気孔の形状を示す平面
図、第５図は本考案による自動バルブの他の実施例を示
す全体の断面図、第６図は従来の自動バルブを示す断面
図である。 符号の説明 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ…流体の流出入口、２…弁体、３…リ
ング状磁石、４…弁軸、５…弁室、６…リング状磁石、
ＭＳ…小径の多層形円筒磁石、ＭＬ…大径の多層形円筒
磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に流体の流出入口を塞ぐ弁体（２）が
   形成され、後端に複数のリング状磁石（３）を積層して
   成る小径の多層形円筒磁石(MS)が取り付けられた弁軸
   （４）が、弁室（５）内に摺動可能に収容され、当該弁
   室（５）外には、前記各リング状磁石（３）と極性を異
   にして同心状に配列された複数のリング状磁石（６）を
   積層して成る大径の多層形円筒磁石(ML)が、前記弁軸
   （４）の軸方向に沿って摺動可能に配設されると共に、
   当該円筒磁石(ML)から成るピストン（７）を圧縮気体の
   圧力によってバルブの開放方向に摺動させるシリンダ
   （８）が設けられた自動バルブにおいて、前記弁軸
   （４）に取り付けられた小径の多層形円筒磁石(MS)の外
   径が、前記弁室（５）の内径よりも小さく選定されて、
   当該円筒磁石(MS)及び前記弁軸（４）の周面と前記弁室
   （５）の内壁との間に流体が通る通路(19)が形成される
   と共に、当該通路(19)の両端側に流体の流出入口(1A,1
   B,1C)が形成され、前記各多層形円筒磁石(MS,ML)を形成
   する複数のリング状磁石（３，６）が、夫々隣接するリ
   ング状磁石と同極同士を対向させて積層されると共に、
   バルブの閉鎖時には、大径の多層形円筒磁石(ML)を形成
   する各リング状磁石（６）が、小径の多層形円筒磁石(M
   S)を形成する異極性の各リング状磁石（３）に対してバ
   ルブの閉鎖方向に偏移した状態に位置するように成され
   ていることを特徴とする自動バルブ。