JPH0633272Y2 - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は流体通路を開閉する閉鎖部材がダイヤフラムで
構成され，且つ電磁駆動のパイロツト弁を具えているダ
イヤフラム弁に関するものであり，各種の気体，流体を
取扱う流体系の通路の開閉に利用される。

（従来の技術） ダイヤフラム弁において，電磁式のパイロツト弁と組合
わせ，電磁開閉弁として流体制御を行なわせるようにし
たものが知られている。

第７図はその一例であつて，流体の入口51および出口52
と弁座53とを有する弁本体54とふた体55との間に周縁部
を挟み固定したダイヤフラム56が弁座53に対向して配置
され，ダイヤフラム56の中心に固着したパイロツト弁座
57に接するパイロツト弁体58を電磁コイル59の中に設置
した極片60に吸引されるプランジヤ61に装着して構成さ
れ，入口51の流体はふた体55とダイヤフラム56とに囲ま
れた背室62に手動調節弁63を有する導入路64によつて導
入されるようになつている。

非通電時にはばね65に押されたプランジヤ61のパイロツ
ト弁体58がパイロツト弁座57に接して背室62と出口52と
を連通するパイロツト弁孔66を閉鎖し，また入口51と背
室62との流体圧力は等しいのでダイヤフラム56は弁座53
に着座して流体通路を閉鎖している。電磁コイル59に通
電するとプランジヤ61が極片60に吸引されるのでパイロ
ツト弁体58がパイロツト弁座57から離れ，背室62の流体
がパイロツト弁孔66を通つて低圧の出口52へ放出される
ことによつて入口51の流体圧力がダイヤフラム56を押し
て弁座53から離間させ流体通路を開放する。

（考案が解決しようとする課題） 前記の構成によると，入口51の流体は手動調節弁63によ
つて絞られた導入路64を通つて背室62に導入されるの
で，絞りの度合いが小さいと閉弁時に入口51の流体圧力
が高いとダイヤフラム56が高速度で弁座53に着座し，大
きな衝撃音を発するばかりかウオータハンマの発生やダ
イヤフラム56の破損の心配がある。反対に絞りの度合い
が大きいとダイヤフラム56を緩速度で弁座53に着座させ
ることができるが，流体中の異物が手段調節弁63に付着
しやすくなつて開閉動作を長期に亘つて安定よく円滑に
行なわせるのが困難である。その対策として本考案の考
案者、出願人はダイヤフラムとその背室側に重ねたダイ
ヤフラム受の周縁部との間に隙間を形成するとともに、
この隙間に向かつて入口流体を背室に導入するブリード
孔と通孔とをダイヤフラムとダイヤフラム受とにそれぞ
れ設け、入口圧力に応じてダイヤフラムが撓んで隙間の
大きさが変わることによる絞り効果を利用して高圧力の
ときも緩速度で閉弁させるようにした技術を提案した
（実開昭６１−１８６８７５号公報参照）。

しかしながら、この対策手段では隙間がなくなった後は
ブリード孔から通孔のみを経て入口流体が背室に導入さ
れるので、入口圧力が隙間をなくすまでダイヤフラムを
変形させるだけの圧力よりも高い場合は、それ以上の絞
り効果が期待できないため閉弁速度の緩速化に限度があ
り、実際には高圧力の場合にダイヤフラムを高速度で弁
座に着座させてしまい、目的を充分に達成できないこと
がある。

そこで，本考案はこのよな課題を解決し，閉弁時にダイ
ヤフラムの背室に導入される入口流体を圧力に応じて自
己制御し，広い圧力範囲に亘つてウオータハンマを発生
することなく且つ異物を付着させることもなく、殊に著
しい高圧力の場合であっても閉弁動作が安定よく円滑に
行なわれるダイヤフラム弁を提供することを目的として
考案されたものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は，流体の入口と出口および弁座を有する弁本体
と，前記弁座に対向して配置され前記入口と出口とを遮
断または連通させるダイヤフラムと，このダイヤフラム
を挟んで前記弁座と反対側に形成されている背室と前記
出口とを連通するパイロツト弁孔を有しダイヤフラムに
固着されたパイロツト弁座および電磁駆動のプランジヤ
に設けられたパイロツト弁体からなるパイロツト弁とを
具えているダイヤフラム弁において，前記ダイヤフラム
の前記背室側に外側周縁部をダイヤフラムと隙間を有し
てダイヤフラム受が重ねられており，前記ダイヤフラム
受は前記隙間へ向かう面に形成された周方向へ延びる断
面Ｖ形の溝およびこの溝を通つて両面に貫通した通孔を
有し，前記ダイヤフラムは前記入口と背室とを連通する
ブリード孔を前記溝に対応する位置であって前記通孔と
重ならない位置に有している構成をもつて前記課題を解
決するための手段とした。

（作用） 開弁位置から閉弁のためパイロツト弁を閉弁させると，
入口の流体がブリード孔を通つて背室に導入され，背室
を入口と等圧力としてダイヤフラムを弁座に着座させ
る。入口流体の圧力が低いときはダイヤフラムとダイヤ
フラム受との隙間が維持されるが，入口流体の圧力が高
いときはダイヤフラムがダイヤフラム受に接触し圧力に
応じてダイヤフラムが溝に圧入され，ブリード孔の有効
面積および溝の有効断面積を小さくする。このためブリ
ード孔から溝を通り通孔より背室に入る流体がダイヤフ
ラムの圧入により絞られた断面Ｖ形の溝により高圧であ
るほど制限されて背室の圧力を急激に高くしない。従つ
て，入口流体の圧力の高低にかかわらずダイヤフラムは
緩速度で弁座に着座させられるのである。

（実施例） 本考案を図面に示す実施例に基いて説明すると，第１図
において流体の入口１および出口２とそれらの間に形成
された上向きの弁座３とを有する弁本体４と，その上部
に取付けられたふた体５との間に周縁部を挟み固定した
ダイヤフラム６が弁座３に対向して配置され，ふた体５
には電磁コイル７を内蔵したコイルケース８が載置され
ている。

ふた体５とダイヤフラム６とに囲まれた空間は背室９を
形成しており，ダイヤフラム６の中心に固着されて背室
９と出口２とを連通するパイロツト弁孔10を有するパイ
ロツト弁座11と電磁コイル７の中心に配置されて背室９
に突出したプランジヤ12の端面に装備されているパイロ
ツト弁体13とはパイロツト弁14を構成している。プラン
ジヤ12とパイロツト弁座11とはコイル状の連結ばね15に
よつて連結され，プランジヤ12は電磁コイル７の中に設
置した極片16に吸引されてパイロツト弁14を開弁し或い
はばね17の弾性力により押されてパイロツト弁14を閉弁
する。

ダイヤフラム６の中心部には背室９側に膨出した厚肉部
6aが形成されているとともに円板状のダイヤフラム受18
が重ねられており，その外側周縁部18aとダイヤフラム
６の厚肉部6aの外側方部分との間に隙間19が形成されて
いる。ダイヤフラム受18の外側周縁部18aの隙間19へ向
かう面に断面Ｖ形の溝20が環状に形成されているととも
に，中心対称位置において溝20を通つて両面に貫通した
各二個の通孔21がそれぞれ適当間隔で設けられている。
また，ダイヤフラム６には入口１と背室９とを連通する
ブリード孔22が溝20と重なる位置であつて各二個の通孔
21の中間に位置して中心対称位置において設けられてい
る。

このような構成において，電磁コイル７の通電を断つて
消磁した状態ではパイロツト弁14は閉弁しており，また
入口１の流体圧力はブリード孔22を通つて背室９に導入
されてダイヤフラム６の両面を等圧力とするのでダイヤ
フラム６が弁座３に着座して流体通路を閉鎖している。

電磁コイル７に通電して励磁するとパイロツト弁14は開
弁して背室９の流体圧力をパイロツト弁孔10より出口２
へ速やかに放出し，入口１の流体圧力がダイヤフラム６
を押して弁座３から離間させ流体通路を開放する。

次に流体通路を閉鎖するため電磁コイル７の通電を断つ
とパイロツト弁14が閉弁して入口１の流体圧力がブリー
ド孔22を通つて背室９に導入され，背室９の圧力を高め
てダイヤフラム６を弁座３に着座させるに至る。このと
き，入口１の流体圧力が低いときはダイヤフラム６の変
形量はきわめて小さいので隙間19はほぼ初期の大きさを
維持し，全開状態のブリード孔22を通過した流体の殆ど
は隙間19から直接背室９に流入し，このため背室９はか
なり速やかに入口１と等圧力になる（第２図）。入口１
の流体圧力が前記よりも少し高いときはダイヤフラム６
は前記よりも変形し隙間19を狭くして背室９に流入する
量を制限する（第４図）。入口１の流体圧力が更に高く
なるとダイヤフラム６はダイヤフラム受18に接触して隙
間19をなくし，ブリード孔22を通つた流体は溝20に入り
次で通孔21から背室19に流入するようになり（第５
図），これよりも流体圧力が高いとダイヤフラム６が溝
20に圧入される（第６図）。第６図の状態になるとブリ
ード孔22の有効面積および溝20の有効断面積が小さくな
つて背室９に入る流体を更に制限することとなる。

即ち，入口１の流体圧力が高くなるに従つて隙間19が縮
小し，次でブリード孔22と溝20とが狭くなつて背室９の
急激な圧力上昇をなくし，ダイヤフラム６を常に緩速度
で弁座３に着座させ，流体通路を急激に閉鎖させないの
である。この場合、高圧力であるほどダイヤフラム６が
溝２０に深く圧入され、溝２０は断面Ｖ形であることに
より有効断面積が加速度的に小さくなって背室９への流
体を制御し、著しい高圧力であっても緩速度で閉弁させ
ることとなる。

また，ダイヤフラム６は開閉の都度動き，且つその面に
沿つて流体が流れブリード孔22を洗うので異物が付着す
ることがない。

尚，図示実施例では溝20を環状とし，中心対称位置に通
孔21およびブリード孔22を設けたので，背室９に導入さ
れる流体圧力の不均衡によるダイヤフラム６の傾きが少
なく当り面の耐久性が向上するものであり大径の弁に適
するが，溝20を一部分に形成し通孔21とブリード孔22と
を一側方のみに設けた構成であつてもよい。

（考案の効果） 本考案によると，入口の流体圧力を背室へ導くブリード
孔をダイヤフラムに設けるとともに隙間を有して対向し
たダイヤフラム受の外側周縁部に溝および通孔を設け，
入口の流体圧力に応じてダイヤフラムが変形し隙間を縮
小し或いはブリード孔と溝とが絞られることを利用して
入口から背室へ導入される流体を自己制御するものであ
るから，閉弁時に背室の圧力は入口の高圧時に急激に高
くならず，このため常に閉弁速度を緩速度とし大きな衝
撃音を発する，ウオータハンマを発生する，ダイヤフラ
ムを破損するという不都合が解消され円滑な閉弁動作が
期待できるのである。殊に、本考案では溝を断面Ｖ形と
し、ブリード孔をこの溝に対応する位置であって通孔と
重ならない位置に設けたので、隙間がなくなった後は入
口流体がブリード孔から溝を経由して通孔に至るように
なり、溝の有効断面積が入口圧力に応じて圧入されるダ
イヤフラムによって加速度的に小さくなることによって
著しい高圧力であっても高速度の閉弁が避けられ、広い
圧力範囲に亘って安定した緩速度の閉弁動作を行なわせ
ることが可能となる。

また，ブリード孔は常に入口の流体によつて洗われるの
で異物が付着せず，開閉動作を長期に亘つて安定よく円
滑に行なわせることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の縦断面図，第２図は第１図の
拡大部分図，第３図はダイヤフラム受の下面部分図，第
４図，第５図，第６図は動作状況を説明する図，第７図
は従来例の縦断面図である。 １……入口，２……出口，３……弁座，４……弁本体，
６……ダイヤフラム，７……電磁コイル，９……背室，
11……パイロツト弁座，12……プランジヤ，13……パイ
ロツト弁体，14……パイロツト弁，18……ダイヤフラム
受，19……隙間，20……溝，21……通孔，22……ブリー
ド孔，

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の入口(1)と出口(2)および弁座(3)を
   有する弁本体(4)と、前記弁座(3)に対向して配置され前
   記入口(1)と出口(2)とを遮断または連通させるダイヤフ
   ラム(6)と、このダイヤフラム(6)を挟んで前記弁座(3)
   と反対側に形成されている背室(9)と前記出口(2)とを連
   通パイロット弁孔(10)を有しダイヤフラム(6)に固着さ
   れたパイロット弁座(11)および電磁駆動のプランジャ(1
   2)に設けられたパイロット弁体(13)からなるパイロット
   弁(14)とを具えているダイヤフラム弁において、前記ダ
   イヤフラム(6)の前記背室(9)側に外側周縁部をダイヤフ
   ラム(6)と隙間(19)を有してダイヤフラム受(18)が重ね
   られており、前記ダイヤフラム受(18)は前記隙間(19)へ
   向かう面に形成された周方向へ延びる断面Ｖ形の溝(20)
   およびこの溝(20)を通って両面に貫通した通孔(21)を有
   し、前記ダイヤフラム(6)は前記入口(1)と背室(9)とを
   連通するブリード孔(22)を前記溝(20)に対応する位置で
   あって前記通孔(21)と重ならない位置に有していること
   を特徴とするダイヤフラム弁。