JPS6229669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバルブ装置に関し、さらに詳しく言
えば、閉弁時においては、ピストンの上部に作用
するバルブ入口側の圧力と圧縮スプリングの押下
げ力の作用により流体の流れが遮断され、閉弁時
においては、ソレノイドを励磁することにより接
極子を介し圧縮スプリングに抗してピストンに貫
設されたパイロツト通路を開き、バルブ円板の孔
とオリフイスをへてピストンの上部に作用してい
た背圧をバルブ出口側に放出するか、あるいはパ
イロツト弁を開いてバルブ本体に形成された通路
をへてピストンの上部に作用していた背圧をバル
ブ出口側に放出することによりピストンの背圧を
解消し、もつてピストンをバルブ座を離れて上昇
させることによりオリフイスを全開させ、流体を
出口ポートに流出させるよう構成されたパイロツ
ト作動式ピストン型電磁バルブ装置の改良に関す
る。

ピストン型バルブにおいては、ピストンの形態
を有するホルダーの下端に弾性円板が保持され、
ピストンがバルブを閉じるべく下降されると、円
板はバルブのバルブ座に係合し、ピストンがバル
ブを開くべく上昇されると、円板はバルブ座から
上昇するようになつている。バルブが閉じられる
と、ピストンの上方およびバルブ座の外方に高圧
が作用し、バルブ座により包囲されたオリフイス
内に低圧が作用する。その結果、ピストンがバル
ブ座から上昇される瞬間は、弾性円板がオリフイ
ス内へ向けて下方へ吸引される傾向がある。この
現象は通常のバルブにおいて、たとえばねじ固定
具のような装置により円板をピストンに確実に固
定することにより克服される。場合によつては、
円板をピストンに固定接続することは困難であ
り、またいずれの場合にも、使用される固定具は
ねじれることなく、円板に作用する下向き引張力
に抵抗できる十分な強度を有する必要がある。こ
のような強度を有する固定具自体のコスト、およ
びこれをバルブ円板装置の他の部片に組立てるコ
ストから考えると、このような固定具をバルブの
製造コストを大きくしてしまう。さらに、固定具
を設けることによりバルブ円板装置の重量は大き
くなり、したがつてバルブを開くのにより多くの
動力を必要とし、したがつて作動コストが増大す
る。

この発明の目的は、円板とホルダーを相互に結
合するのに何ら固定具を必要としないバルブ円板
とホルダー組立体を提供することにより、これら
の問題点を克服している。

この発明の別の目的は、相当する通常の円板と
ホルダーの組立体より重量が軽い、バルブ円板と
ホルダーの組立体を提供することである。

この発明のさらに別の目的は、通常の円板とホ
ルダーの組立体の部片よりす早く容易に構成部片
から組立てることができると共に、一つの材料か
らなるバルブ円板を別の材料で形成された円板に
変えるのが容易な、バルブ円板、ホルダーの組立
体を提供することである。

この発明の付加的な目的および特徴は、図面を
参照した下記の詳細な説明から明らかになるであ
ろう。

第１図に示す通常のバルブは、ボンネツト１１
を上に載せたバルブ本体１０を備えている。本体
１０は高圧流体源へ接続される吸入ポート１２、
低圧領域へ接続される吐出ポート１３、および環
状バルブ座１５に包囲された、ポート１２と１３
の間のオリフイス１４を備えている。ボンネツト
１１には内部孔が設けられ、そこにピストン１８
が垂直方向に摺動自在に収容されている。ピスト
ン１８の下面は下向きに突出する周縁リツプ１９
と、下向きに突出する中央ねじスタツド（柱体）
２０を備えている。中央孔２２を有する弾性環状
バルブ円板２１が、リツプ１９とスタツド２０に
より画定される環状凹所に収容される。スタツド
２０は円板２１の孔を貫通し、スタツド２０にね
じ込まれたナツト２３が、円板をピストン１８に
確実に固定している。円板２１はバルブ座１５の
径より少し大きい外径を有して、第１図に示すよ
うにピストン１８がその最下位置にある時、円板
２１が座１５に係合して、バルブを閉じるように
なつている。

ピストン１８の上方におけるボンネツト１１内
の孔の領域はチヤンバー（室）２６を画定してい
る。通路２７がチヤンバー２６からピストン１８
を貫通し、バルブ座１５の下側領域へ延びて、吐
出ポート１３へ開放されている。電気ソレノイド
２８がボンネツト１１に取付けられて、垂直方向
に可動の接極子２９を包囲している。ソレノイド
２８が消勢されると、圧縮スプリング３０が接極
子２９を下方へ保持し、接極子２９の下端に保持
されたパイロツトバルブ部材がピストン１８上に
着座して、通路２７の上端を閉じる。高圧流体が
ピストン１８とボンネツト１１の孔壁の間で、吸
入ポート１２からチヤンバー２６へ供給されて、
チヤンバーが高圧流体へ満たされる。また、小径
ブリード通路がボンネツト１１に設けることがで
き、そこを通つて高圧流体がチヤンバー２６へ定
常的に流入する。その結果、正味の下向き力がピ
ストンに適用され、これがバルブを閉鎖状態に維
持する。ソレノイド２８が付勢されると、接極子
２９がピストン１８から離れて上昇されて、通路
２７が開かれる。チヤンバー２６内の高圧流体は
通路２７を介して急速に吐出ポート１３へ流入
し、したがつてチヤンバー２６内の圧力が減少す
る。その結果、ピストン１８への正味の力は上方
へ向き、ピストン１８が上昇して円板２１を座１
５から上昇させて、バルブを開く。ソレノイド２
８が消勢されるまで、バルブは開放状態に維持さ
れ、ソレノイド２８が消勢されると接極子２９の
下端は、再び通路２７の上端を閉じる。これによ
り、チヤンバー２６から吐出ポート１３へ流体が
さらに流動することが防止される。したがつて、
チヤンバー内の流体圧力が増大し、円板２１が座
１５に係合してバルブを閉じるまで、ピストン１
８を下方へ移動させる。

この発明をよく理解できるように、第２，３図
を参照することにする。第３図は説明のために第
１図のピストン１８に対応させた、逆カツプ状ピ
ストンまたはホルダー３３を示している。ホルダ
ー３３は頂壁３４と側壁３５を有している。弾性
バルブ円板３６がホルダー３３内に嵌合してお
り、この円板は第１図の円板２１に対応してい
る。バルブが閉じられると、円板３６の底面はバ
ルブ座１５に係合して、オリフイス１４を閉じ
る。この状態で、高圧流体はホルダー壁３４の頂
面全体に対して、かつ座１５の半径方向外方で、
円板３６の底面の環状部分３７へ適用される。円
板３６の座１５の内部における底面領域３８は低
圧を受ける。高圧流体は円板３６とホルダー３３
の側壁の間へ、そして円板とホルダーの頂壁３４
の間の空間へ供給される。

円板３６とホルダー３３からなる装置が上方移
動を開始した瞬間、すなわち第１図のソレノイド
２８が付勢された瞬間に、三つの状態が存在す
る：(1)ホルダー３３が上昇される、(2)空間３９内
の高圧流体が円板３６の頂面へ下向き力を適用す
る、(3)円板３６の底面の領域３８が低圧を受け
る。その結果、第３図の破線に示すように下方へ
ふくらむ。極端な状態として、円板３６はホルダ
ー３３からオリフイス１４内へ吸引され得る。こ
の円板３６の一部がホルダー３３から離れる方向
へ吸引される傾向は、ナツト２３とスタツド２０
が共働することにより、あるいは同等の固定装置
により通常は抵抗を受けている。この発明はその
ような固定装置を省略している。

第２図はこの発明のホルダー３３と弾性バルブ
円板４２の組立体を示している。円板４２には第
１図の円板２１の孔２２と同様に、その頂面と底
面との間に延びる中央孔４３が設けられている。
しかし、スタツド２０または他の固定装置が孔４
３内に設けられていないから、何の妨害もなく空
間３９とオリフイス１４がこの孔４３により連通
されている。さらに、円板４２とホルダー３３の
側壁３５の間にはシール装置が設けられている。
この例においては、このシール装置は円板４２の
底面の周縁に連続して延びる薄肉リツプ４４から
なり、前記リツプは円板４２の底面に設けられた
連続環状溝４５により画定されている。円板４２
の底面の部分３７に作用する高圧流体は、リツプ
４４を側壁３５の内面に対して半径方向外方へ押
圧し、したがつて高圧流体が円板４２と側壁３５
の間から空間３９へ流入することが防止される。
さらに、空間３９へ到達した何らかの高圧流体は
孔４３を介して、オリフイス１４の低圧領域へ直
ちに流入することになる。したがつて、空間３９
には円板４２をホルダー３３の外方へ押出す流体
圧力は全く生じない。さらに、孔４３を介して空
間３９がオリフイス１４と自由に連通しているか
ら、空間３９はリツプ４４により高圧領域からシ
ールされており、空間３９の圧力は低圧になつて
いる。したがつて、高圧流体が円板４２の底面に
作用する状態で、円板に作用する正味の力は上向
きで、これは円板をホルダー内に保持する作用を
有している。したがつて、円板とホルダーを組合
わせ保持するための固定装置は不必要である。

実際には、円板２１をナツト２３とピストン１
８の間に十分に押しつぶすように、ナツト２３
（第１図）がスタツド２０に締付けられる。した
がつて、ナツト２３と円板２１の間に有効シール
が形成されて、円板の頂壁とピストンの間からオ
リフイス１４へ流体が流入することが防止され
る。したがつて、円板２１が円板４２の孔４３
（第２図）と同様に中央孔２２を備えていても、
孔２２は孔４３と同一機能を果たすことはでき
ず、また果たすこともない。

第１図のものと同様に、この発明のバルブ円板
とホルダーの組立体を構成するバルブの一部を第
４―６図に示す。頂壁４９と連続側壁５０を備え
た逆カツプ状ホルダー４８は、環状ガイドおよび
シール５１内で垂直方向に摺動自在である。ボン
ネツト１１のブリード通路５２は高圧流体を、定
常時にチヤンバー２６へ供給している。ホルダー
４８の頂壁４９には、弾性円板４２の孔４３と整
合する孔５３が形成されている。頂壁４９は孔５
３の周囲で円錐台形に変形されて、孔を包囲する
上端部が、電機子２９の下端に保持されたパイロ
ツトバルブ部材と共働するバルブ座を画定してい
る。したがつて、整合する孔５３，４３は、第１
図の通路２７に対応している。

第４図において、チヤンバー２６内の高圧流体
とスプリング３０の力が組合わされて、円板４２
は座１５上に維持されて、バルブは閉じられてい
る。第５図において、電機子２９がソレノイド２
８の付勢により上昇されると、チヤンバー２６内
の高圧流体は孔５３，４３を介して吐出ポートへ
流動できる。第２図により説明したように、シー
ル４４が円板４２と頂壁４９の間の領域へ高圧流
体が流入するのを防止するから、前記領域へ流れ
ようとする前述高圧流体は、孔４３を介してオリ
フイス１４の下側の低圧領域へ流入する。その結
果、ホルダー４８が上昇すると、ホルダーと円板
を何ら固定していなくても、第６図に示すように
円板４２はホルダー４８と共に上昇する。実際に
は、環状円板部分３７に作用する高圧により、ホ
ルダーが円板を上昇させるというより、円板がホ
ルダーを上昇させることになる。

第７図は別の型式の通常のバルブを示してお
り、このバルブで第１図のものに対応する部片に
は、同一参照番号にダツシユ（′）を付して示し
てある。第７図のバルブにおいて、ピストン１
８′は第１図の通路２７のようなパイロツト通路
は備えていない。その代りにパイロツト通路５６
はボンネツト１１′内でチヤンバー２６′から延び
る通路と、本体１０′内に設けられ吐出ポート１
３′に終る通路を備えている。本体１０′内の通路
５６はパイロツトバルブ・チヤンバーを含み、こ
れには電機子２９′の左端部においてソレノイド
で作動されるパイロツトバルブと、パイロツトバ
ルブ座が設けられており、パイロツトバルブは通
路５６を通る流量を制御するようになつている。
第７図のバルブは実質的に第１図と同様に作動す
る。

この発明において第７図に示す型式のバルブと
共に使用されるバルブ円板とホルダーの組立体を
第８〜１０図に示してある。この組立体は第２図
のものと同一で、その図面を参照して説明したの
と同様に作動する。第７図のバルブにおいては、
ピストン内に何らパイロツト通路が設けられてい
ないから、ホルダー３３の頂壁３４は孔を設けら
れず、すなわち第４―６図の孔５３に対応する孔
は設けられていない。他のすべての点に関して、
第８―１０図に示す円板４２とホルダー３３の組
立体は、第４―６図において説明したのと同様に
作動する。特に、第１０図において円板４２とホ
ルダー３３は、これらを固定する装置がなくて
も、共に上昇する。

第１１図に示すように、円板４２′にオリフイ
ス１４へ底面から下方へ突出する吸気部５８を設
けることが望ましい。吸気部５８はバルブが完全
または部分的に開かれた時、孔４３の下端からオ
リフイス１４を通る高速流体領域へ有効に延びて
いる。その結果、円板を横切る差圧を増大するこ
とにより、より大きな上昇力が円板４２′に適用
される。

上述の説明より明らかなごとく、第１図に示さ
れているように、ピストンより下向きに突設され
たスタツドにナツトを螺合することによりピスト
ンとバルブ座を接続固定することにより従来のピ
ストン・アツセンブリ（バルブ座アツセンブリ）
が構成されているのとは異なり、本発明において
は、ピストンとして機能をするホルダーの中に弾
性材料から作られたバルブ円板を封止的に嵌着さ
せるだけでピストン・アツセンブリを構成したも
のであるので、ピストン・アツセンブリを軽量に
しかも安価に作ることができるから、バルブ装置
を安価に製造することができる。本発明のいま１
つの特長は、ピストン・アツセンブリの高さを低
く設計することができるので、バルブ装置を小型
化することが可能であることである。

この発明をその好ましい形態に関して例示的に
説明してきたが、この発明の範囲内で種々の変更
が可能である。したがつて、この発明は前述特別
の形態および実施例が、特許請求の範囲の記載範
囲内である場合を除いて、前記限定によりこの発
明が限定されることはないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はパイロツト通路がピストンに形成され
た通常のパイロツト作動のピストンバルブの横断
面図、第２図はこの発明の円板とホルダーの組立
体の拡大横断面図、第３図は円板とホルダーの組
立体の第２図と同様の横断面図、第４〜６図はバ
ルブが開く際の位置を順次示す、この発明の第１
図に示す型式のバルブ内における、円板とホルダ
ーの組立体の横断面図、第７図はパイロツト通路
がピストンではなくて、バルブ本体に形成されて
いる、通常のパイロツト作動されるピストンバル
ブの横断面図、第８―１０図はバルブが開く際の
位置を順次示す、この発明の第７図に示す型式の
バルブ内における、円板とホルダーの組立体の別
の実施例の横断面図、第１１図は円板体の別の実
施例を示す円板とホルダーの組立体の横断面図で
ある。 符号の説明 １５…バルブ座、３３…ホルダ
ー、３４…頂壁、３５…側壁、３６…弾性円板、
３８…底面、４３…円板の孔、４４…シール装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉弁時においては、ピストンの上部に作用す
   るバルブ入口側の圧力と圧縮スプリングの押下げ
   力の作用によりピストンをバルブ座に着座させる
   ことにより流体の流れが遮断され、開弁時におい
   ては、ソレノイドを励磁することにより接極子を
   介し圧縮スプリングに抗してピストンに貫通され
   たパイロツト通路を開き、バルブ円板の孔とオリ
   フイスをへてピストンの上部に作用していた背圧
   をバルブ出口側に放出することによりピストンの
   背圧を解消し、もつて該ピストンをバルブ座を離
   れて上昇させることによりオリフイスを全開さ
   せ、流体を出口ポートに流出させるよう構成され
   たパイロツト作動式ピストン型電磁バルブ装置に
   おいて、断面が逆Ｕ字状を呈している中空のホル
   ダー３３がピストンとして機能し、弾性材料から
   作られた円板３６が入口側の流体を封止可能にバ
   ルブ円板として前記ホルダー３３内に嵌着されて
   おり、ホルダー３３に作用する背圧を出口側に放
   出する孔５３と４３がホルダー３３と円板３６に
   形成されていることを特徴とするバルブ装置。 ２ バルブ装置入口側の圧力がホルダー３３の頂
   壁３４の底面と円板３６との間に侵入することを
   阻止するため、該円板３６の底面３８外周に沿つ
   て薄肉リツプ４４が形成されていて、該薄肉リツ
   プ４４がホルダー３３の側壁３５の内面に封止的
   に接触していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のバルブ装置。 ３ 前記リツプ４４が円板３６の底面３８の外周
   の近傍に断面逆Ｖ字状の環状溝４５を凹設するこ
   とにより形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載のバルブ装置。 ４ 閉弁時においては、ピストンの上部に作用す
   るバルブ入口側の圧力と圧縮スプリングの押下げ
   力の作用によりピストンをバルブ座に着座させる
   ことにより流体の流れが遮断され、開弁時におい
   ては、ソレノイドを励磁することにより接極子を
   介し圧縮スプリングに抗してパイロツト弁を開
   き、バルブ出口側に通じるバルブ本体に形成され
   た通路をへてピストンの上部に作用した背圧をバ
   ルブ出口側に放出することによりピストンの背圧
   を解消し、もつて該ピストンを弁座を離れて上昇
   させることによりオリフイスを全開させ、流体を
   出口ポートに流出させるよう構成されたパイロツ
   ト作動式ピストン型電磁バルブ装置において、断
   面が逆Ｕ字状を呈している中空のホルダー３３が
   ピストンとして機能し、弾性材料から作られた円
   板４２が入口側の流体を封止可能にバルブ円板と
   して前記ホルダー３３内に嵌着されていることを
   特徴とするバルブ装置。 ５ バルブ装置の入口側の圧力がホルダー３３の
   頂壁３４の底面と円板４２との間に侵入すること
   を阻止するため、該円板４２の底面３８の外周に
   沿つて薄肉リツプ４４が形成されていて、該薄肉
   リツプ４４がホルダー３３の側壁３５の内面に封
   止的に接触していることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項に記載のバルブ装置。 ６ 前記リツプ４４が円板４２の底面３８の外周
   の近傍に断面逆Ｖ字状の環状溝４５を凹設するこ
   とにより形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載のバルブ装置。