JPH0729348Y2 - 遮断弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は流体の流通を遮断する遮断弁に係り、特に弁開
時における弁作動エネルギを大巾に減少させ、かつ弁閉
時における気密性を大巾に向上できるようにした遮断弁
の改良に関する。

（従来の技術） 先に本出願人は特願昭62−95391号により弁開時におけ
る作動圧力を減少し、かつ弁保持力を高くすることので
きる遮断弁を提案した。

この提案による遮断弁は第３図に示すように構成されて
いる。すなわち、流通室１には主弁ノズル部２が設けら
れており、この主弁ノズル部２を介して流体入口側1aと
出口側1bを連通している。流体流入側には主弁ノズル部
２に対向して主弁３が設けられており、この主弁３の中
央部に開口された副ノズル部3aに対向して副弁４が設け
られている。また主弁３の背部にはフレーム５が固定さ
れており、このフレーム５には副弁４に一端が結合され
た弁軸６が摺動可能に挿通保持されている。また弁軸６
の外周にはフレーム５の背面を支持するスプリング受け
７が固定されており、このスプリング受け７の周縁フラ
ンジ部7aとソレノイド８の端面との間には第１のスプリ
ング９が張架されていて、スプリング受け７を介して弁
軸６を閉止方向に付勢している。さらに、副弁４とフレ
ーム５との間には第２のスプリング10が張架されてい
て、副弁４を副ノズル部3aに対して閉止する方向に付勢
するとともに、前記フレーム５を相対的にスプリング受
け７側に押圧している。また、弁軸６の副弁４と反対側
の一端にはプランジャ11の一端が固定されており、この
プランジャ11はソレノイド８内に摺動可能に挿通されて
いて、このソレノイド８の中心の端部にはアンビル12が
設けられている。

上記のように構成された遮断弁において、図示の弁閉止
状態からソレノイド８を駆動してプランジャ11をソレノ
イド８の内部に吸引すると、初期段階では主弁３は流体
圧によって主弁ノズル部２に当接し、第２のスプリング
10が圧縮されて副ノズル部3aが開く。この結果、流体が
流通して上流側1aと下流側1bとの間の差圧が減少する。
次にさらに弁軸６が後退すると、第１のスプリング９が
圧縮されスプリング受け７が後退し、主弁３が主弁ノズ
ル部3aから離間し開弁し、上流側1aと下流側1bとの差圧
が減少する。そしてフレーム５は第２のスプリング10の
付勢力により弁軸６に沿って後退し、副弁４が副ノズル
部3aを閉じる。

上記の動作により、弁開放初期状態では荷重が必要とな
るが、プランジャ11の後退に応じて第２のスプリング10
の付勢力は後退に抵抗する力とはならなくなり、開放最
終状態における閉鎖側荷重は小さくなる。従って弁開放
状態における弁保持力が高く、逆にソレノイド８の作動
圧力を減少することができる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記のように構成された遮断弁による
と、遮断弁が大容量の場合は圧力損失の上昇を防止する
ために、大型のソレノイドを設けるか、ソレノイドに供
給する電圧を高電圧にする必要があった。またプランジ
ャがソレノイドから最も離れた状態で弁閉となるため、
弁開時にソレノイド駆動力が最小の位置からプランジャ
を吸引することとなり、ソレノイドの利用効率が低いと
いう問題もあった。

本考案はこのような点に鑑みてなされたものであり、小
型のソレノイドにより効率よく安定して弁の開閉を行な
うことのできる遮断弁を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案は、主弁ノズル部
を介して流体入口側と出口側とを連通した流通室と、流
体上流側にあって、前記主弁ノズル部に対向する主弁
と、この主弁の中央部に開口された副ノズル部に対向す
る副弁と、前記主弁の背部に固定され、かつ前記副弁に
一端が係合された弁軸を摺動可能に挿通保持するフレー
ムと、この弁軸の他端側に結合された弁駆動手段とを具
備した遮断弁であって、前記弁駆動手段を、前記弁軸に
固定されたプランジャと、このプランジャが中心部に挿
通され軸方向に２分割された１対のコイルと、これらの
コイルの間に設けられた磁石と、これらのコイルの両外
側中心部に設けられ前記プランジャの移動範囲を規制す
る１対のアンビルとにより構成したことを特徴とする。

（作用） 上記の構成によると、弁駆動手段であるソレノイドのコ
イルに通電し、弁軸を進退させて遮断弁を開閉すると
き、コイルが軸方向に２分割されているので、最も大き
い荷重を発生する位置において弁を閉じることができ、
弁閉時の気密性が向上する。また、コイルの中心に磁
石、両端にアンビルがそれぞれ設けられているので、弁
開閉時にプランジャがアンビルに当接した後コイルの電
流を切っても、確実に磁路が形成され磁力により吸着さ
れ、弁開閉状態を安定して維持させることができる。さ
らに弁体が主弁と副弁の２重構造となっているので、小
型のソレノイドで大容量の遮断弁を実現することができ
る。

（実施例） 以下、本考案に係る遮断弁の一実施例を図面を参照して
説明する。

第１図に本考案の一実施例を示す。図において、上側は
弁閉時、下側は弁開時を示し、第３図に示す従来例と同
一または同等部分には同一符号を付して示す。図に示す
遮断弁は、第３図に示す従来例とほぼ同様に、流通室１
を主弁ノズル部２を介して流体入口側1aと流体出口側1b
とに区画するとともに、流体流入口側1aにおいて前記主
弁ノズル部２に対向して主弁３が配置されている。この
主弁３の背部には密閉円筒状のフレーム５が固定されて
おり、このフレーム５の周面の一部には通気孔5aが形成
されている。またフレーム５の中心には弁軸６が摺動可
能に貫通しており、この弁軸６の先端には前記主弁３の
中央部に開口された副ノズル部3aに対向して、軸方向に
摺動可能に副弁４が取り付けられている。この副弁４の
外周部と前記フレーム５の内面との間には第１のスプリ
ング９が張架されており、副弁４を副ノズル部3aに当接
する方向に付勢している。また、弁軸６のフレーム５内
に挿入された端部近傍にはスプリング受けナット13が固
定されており、このナット13と前記副弁４の背部との間
には第２のスプリング10が張架されていて、弁軸６に対
し副弁４を介し主弁３を前記主弁ノズル部２に当接する
方向に付勢している。なお図中符号14,15はそれぞれ主
弁３及び副弁４のノズル対向面に設けられた弁ゴムであ
る。

一方、流通室１の流体入口側1aの側面で、流体出口側1b
に対向する位置には開口部1cが形成されており、この開
口部1cにはフランジ16を介してソレノイド８が取り付け
られている。このソレノイド８内には軸方向に２分割さ
れた１対のコイル17a,17bが同心状に装着されており、
これらのコイル17a,17bの中心に前記弁軸６の先端に設
けられたプランジャ11が摺動可能に挿入されている。ま
たコイル17a,17bは密閉円筒状のフレーム18内に収納さ
れており、コイル17a,17b間にはそれぞれ内周側にリン
グ状の中間プレート19が、外周側にリング状の磁石20が
設けられている。さらにフレーム18のフランジ16側及び
反対側の端面中心には、それぞれアンビル12b,12aが取
り付けられており、フランジ16側のアンビル12bの中心
には、前記弁軸６が摺動可能に貫通している。そしてプ
ランジャ11がアンビル12aまたは12bに当接した状態にお
いて、プランジャ11が前記中間プレート19を介して磁石
20と対向する位置にあり、いずれの場合も磁石20、中間
プレート19、プランジャ11、アンビル12及びフレーム18
により閉磁路が形成され、コイル17に対する通電を停止
してもプランジャ11はアンビル12に当接した位置で保持
される。また、コイル17aの通電方向を磁石20の極性と
反対の方向に流すことにより、保持されたプランジャ11
はアンビル12aとの磁力により吸引作用を失なう。これ
と同時にコイル17bの通電方向を磁石20の極性と同じ方
向に流すことにより、プランジャ11はアンビル12aから
離れアンビル12bと当接する。同様にプランジャ11をア
ンビル12bから離しアンビル12aに当接させることもでき
るようになっている。

次に本実施例の作用を説明する。第１図上側に示す弁閉
止状態においては、弁軸６は流通室１内に突出し、プラ
ンジャ11はアンビル12bに当接して磁気的に保持されて
いる。そして主弁３及び副弁４をそれぞれノズル部2,3
に当接させ、スプリング9,10の適正な付勢力及び流体流
入側1aと出口側1bとの差圧に応じた圧力で流通室１を完
全に閉じた状態としている。

この状態から、ソレノイド８のコイル17aに磁石20の極
性と同じ方向に電流を流し、同時にコイル17bに磁石20
の極性と反対の方向に電流を流すことにより、弁軸６に
固定されたプランジャ11にアンビル12bから離し、アン
ビル12aに当接させる。このとき、まず副弁４はスプリ
ング受けナット13を介して弁軸６により副ノズル部3aか
ら引き離され、第１のスプリング９を圧縮する。そして
流体流入側1a内の流体はフレーム５に形成された通気孔
5aを通り、副ノズル部3aから流体流出側1bに流れる。こ
の結果主弁３が受ける差圧荷重が下り始め、この差圧荷
重が圧縮された第１のスプリング９の付勢力より小さく
なると、副弁４の周縁部を支点とした第１のスプリング
９の付勢力により、主弁３は主弁ノズル部から離脱し、
第１図下側に示すように主弁３が開となる。そしてプラ
ンジャ11がアンビル12aに当接することにより、コイル1
7a,17bへの通電を切っても、プランジャ11が磁気的にそ
の位置に保持されるため、弁開の状態は維持される。

一方、遮断弁を閉状態にするときは、前述した場合とは
逆にソレノイド８のコイル17aに磁石20の極性と逆の方
向に電流を流し、同時にコイル17bに磁石20の極性と同
じ方向に電流を流すことにより、弁軸６に固定されたプ
ランジャ11をアンビル12aから離し、アンビル12bに当接
させる。このとき主弁３と主弁ノズル部２とは、プラン
ジャ11とアンビル12bとが当接する以前の僅かな距離を
残しているときに接触するようになっている。主弁ノズ
ル部２と主弁３とが接触を開始すると、主弁３は副弁４
に力を伝え、第２のスプリング10を圧縮する。そしてこ
の第２のスプリング10のスプリング受けナット13を支点
とした付勢力が、副弁４を介して主弁３を主弁ノズル部
２に押し付ける荷重となる。また、副弁４はこの第２の
スプリング10と第１のスプリング９とのそれぞれの付勢
力の合計によって副ノズル部3aに押し付けられ、主弁３
及び副弁４がそれぞれ閉となる。そしてプランジャ11が
アンビル12bに当接することにより、コイル17a,17bへの
通電を切っても、プランジャ11が磁気的にその位置に保
持されるため、弁閉の状態は維持される。このとき、ア
ンビル12bとプランジャ11とが磁石20の磁力によって吸
着されている力は、主弁３及び副弁４がそれぞれ主弁ノ
ズル部２及び副ノズル部3aに当接して気密を保持させる
に必要な荷重により充分に大きな値となっている。

本実施例によれば、ソレノイド８に軸方向に２分割した
コイル17a,17bを設けて、これらのコイル17a,17bへの通
電時に最も大きい荷重が発生する位置にプランジャ11が
位置したときに弁3,4の開閉を行なうので、弁開閉時の
弁3,4の状態が安定し、特に弁閉時の気密性が向上す
る。またコイル17a,17bへの通電を切ったときも、充分
な磁路が形成され、プランジャ11をアンビル12aまたは1
2bに確実に吸着し、弁3,4の位置を安定して維持するこ
とができる。さらに主弁３、副弁４と弁体を２個使用す
ることにより、小型のソレノイド８で大容量の遮断弁を
実現することが可能となる。

第２図に本考案の他の実施例を示す。図において、第１
図に示す第１の実施例と同一または同等部分には同一符
号を付して示し、説明を省略する。本実施例では第１の
実施例における主弁ノズル部２及び副ノズル部3aの方向
を逆にし、主弁３及び副弁４をそれぞれ流体出口側1bか
ら流体入口側1aに向って移動して、弁閉となる構造とし
た。他の構造は第１の実施例と同様である。

本実施例によれば、弁閉時に生ずる差圧荷重の方向が逆
方向となるが、第２のスプリングの付勢力を差圧荷重分
だけさらに大きくすれば実現可能であり、同様の作用及
び効果を得ることができる。

なお、上記各実施例に示した２段弁体3,4の構造は、本
考案の主旨を逸脱しない範囲で設計変更してもよい。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように、本考案に係る遮断弁によれ
ば、２段構造弁体と双方向ソレノイドとを設けたのだ、
ソレノイドの最も大きい荷重を発生する位置において弁
の開閉状態を維持することができ、弁の開閉を安定して
行なうことができる。特に弁閉時における弁部の気密性
を向上する。また、弁体を２個使用することにより、小
型のソレノイドを用いて大容量の遮断弁を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る遮断弁の一実施例の弁開閉状態を
示す縦断面図、第２図は本考案の他の実施例の弁開閉状
態を示す縦断面図、第３図は従来の遮断弁を示す縦断面
図である。 １……流通室 1a……流体入口側 1b……流体出口側 ２……主弁ノズル部 ３……主弁 3a……副ノズル部 ４……副弁 ５……フレーム ６……弁軸 ８……ソレノイド（弁駆動手段） 11……プランジャ 12……アンビル 17……コイル 20……磁石

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主弁ノズル部を介して流体入口側と出口側
   とを連通した流通室と、流体上流側にあって、前記主弁
   ノズル部に対向する主弁と、この主弁の中央部に開口さ
   れた副ノズル部に対向する副弁と、前記主弁の背部に固
   定され、かつ前記副弁に一端が係合された弁軸を摺動可
   能に挿通保持するフレームと、この弁軸の他端側に結合
   された弁駆動手段とを具備した遮断弁であって、前記弁
   駆動手段を前記弁軸に固定されたプランジャと、このプ
   ランジャが中心部に挿通され軸方向に２分割された１対
   のコイルと、これらのコイルの間に設けられた磁石と、
   これらのコイルの両外側中心部に設けられ前記プランジ
   ャの移動範囲を規制する１対のアンビルとにより構成し
   たことを特徴とする遮断弁。