JPS62297578A - 閉止機能付流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ゛産業上の利用分野 本発明は、ガス燃焼器具等に装備され、燃焼負荷信号、
すなわち湯温、室温等に応じて連続的に出口側ガス圧力
（流量）を制御し、所望の温度を得るための流体制御弁
に関し、特に流体制御弁に流体を遮断する機能を付加し
た閉止機能付流体制御弁の弁構造に関するものである。

従来の技術 閉止機能付流体制御弁は流体制御弁に流体遮断機能を付
加することにより専用の閉止電磁弁を省略し、流体制御
系のコンパクト化、低コスト化を意図したものであり、
流体制御弁の弁部に弾性部材を設けて弁座と弁体の密着
性を向上させたものがある。（例えば実開昭５５−４９
１３７号公報）従来のこの閉止機能付流体制御弁を第４
図に示し、磁性体としての永久磁石１を備えた弁体２と
、永久磁石１と近接する位置に配設された固定鉄心３を
有し、永久磁石１とは反発する方向の磁力を発生する電
磁コイル４と、流体入口５の圧力を受けて弁体２を閉弁
方向に付勢するダイヤフラム６とを備え、電磁コイル４
に印加する電流を制御することにより電磁反発力を制御
し、弁体２を自由に上下動するとともに、弁体２にダイ
ヤフラム６を介して作用する流体圧と電磁反発力とのバ
ランスにより弁開度を制御し、流体圧を比例的に制御す
るように構成されている。

かかる構成の閉止機能付流体制御弁において、通電しな
い時には、永久磁石１が固定鉄心３に吸引される力によ
り弁体２に装着した弾性部材７が弁座８に押し付けられ
て閉弁し、流体通路を遮断するわけである。

しかしながらこの従来例では弾性部材７を弁体２に一体
に設ける加工が難しい。つまり弾性部材７を弁体２に装
着する手段として接着、一体成形等が用いられるが、接
着による場合接着剤による弾性部材７の劣化の不安があ
るとともに加工性が悪い。

一方一体成形による場合は弁体２の材質として弾性部材
７をゴムとするとゴムの加硫温度よりも高い耐熱温度を
有するものを選定する必要があり、金属等に限られてし
まう。その結果旋削加工が必要となり加エコストアツブ
につながる。また一体成形の際の冷却時に弾性部材７が
不均一に収縮するため高精度に真円度が得られず歩留り
が悪い。

発明が解決しようとする問題点 すなわち従来例においては、弁体に弾性部材を一体に設
ける際に複雑な加工を必要とし、また信頼性、歩留りが
悪いという問題点があり、ひいては流体制御弁のコスト
アップにつながっていた。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するものであり流体入口と
流体出口の闇に設けた弁座と、前記弁座に対向して設け
た弁体と、前記弁体に嵌挿され弾性部材から構成される
シールリングと、前記弁座に前記シールリングを押し付
ける方向に作用する付勢要素と、前記シールリングを前
記弁体内に保持するリングホルダと、前記リングホルダ
を所定の押圧力で前記シールリングを圧縮する方向に作
用する弾性体を設けて構成したものである。

作用 この構成により重要な部品を個々に高精度に加工した後
、弁体にシールリングを嵌挿し、さらにリングホルダに
よりシールリングを挟持するため、加工性、組立性が向
上する。またシールリングをリングホルダを介して弾性
体で保持するため、弾性部材から構成されるシールリン
グは常に一定の押圧力で弁体内に保持され、閉止のため
に重要な弁座との当接部の真円度（真球度）は悪化する
ことがなく安定した閉止性能が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は本発明による閉止機能付流体制御弁の断面構
造図を示し、第２図は弁部の要部拡大断面図を示す。第
１図、第２図において９は流体入口１０と流体出口１１
の間に弁座１２を設けた弁ボディ、１３は流体入口１０
側の圧力を受けて動作するダイヤフラム１４が上下に設
けた膜板１５ａ、１５ｂとともにビン１６及びブツシュ
ナツト１７により固定装着され、且つシール壁面１８ａ
、１８ｂと位置決め部１９を設けた弁体、２０は弁座１
２の中心軸線Ｃ，Ｌ上に中心点Ｐを有する球アール面２
１を有するとともに断面形状が全周にわたって一様であ
り、弾性部材から構成されるシールリングであり、シー
ル壁面１８ａの外径りよりも小さい内径を有し、シール
壁面１８ａを圧縮するように装着されて径方向シールが
なされる。

２２は位置決め部１９に当接してシールリング２０ｔ！
：保持するリングホルダであり、弁体１３に嵌挿され、
膜板１５ｂとリングホルダ２２の間に介装した弾性体２
３によりシールリング２０を一定の押圧力で弁体内に保
持している。

２４は弁体１３を閉弁方向に付勢する付勢要素、２５は
ヨーク２６、継鉄板２７、コイル２８及びコイル２８の
中央部に上下動可能に設けたプランジャ２９を有する駆
動部でありコイル２８に通電することにより電磁力が発
生し、プランジャ２９は下方に変位して弁体１３を動作
させ流体出口１１側の圧力（流量）を制御する。

以上の構成において非通電時には付勢要素２４によって
弁体１３は閉弁力を受は弁座１２に球ア−ル面２１が押
し付けられて閉弁し、流体の流通を遮断する。次にコイ
ル２８に通電すると電磁力がプランジャ２９に作用して
弁体１３を下方に変位させ、コイル２８への通電量に応
じて流体出口１１側の圧力が制御される。また周知のガ
バナ機能を果す。

そして再度コイル２８への通電を停止すると弁体１３は
付勢要素２４の力によって閉弁される。

この時弁座１２に対し、シールリング２０の当接位置は
初期状態とはかならずしも一致しない、これは付勢要素
２４による閉弁力の傾きと可撓性材料からなるダイヤフ
ラム１４によって弁体１３を支持していること、及び振
動等の外乱によるためであるが、Ｐ点を中心とする球ア
ール面２１を設けているため弁体１３が若干類いても弁
座１２と球アール面２１は密着して当接し安定した閉止
を行うことができる。閉止を行う場合に重要なポイント
は弁座１２の真円度とシールリングの当接部すなわち球
アール面２１の真円度（真球度）である。弁座１２は機
械加工できるため確保しやすいが、シールリング２０は
弾性部材から構成されるため圧縮量によって真円度が悪
化する場合がある。

第３図はシール壁面１８ａの外径りに対するシールリン
グ２０の径方向のシール比率δｓ（ここでシールリング
２０の内径をｄとするとδ５＝（（Ｄ−ｄ）／Ｄ））Ｘ
１００（％））をパラメータとした時のリングホルダ２
２によってシールリング２０を圧縮する比率すなわち軸
方向圧縮率δｒ（ここでシール壁面１８ｂとリングホル
ダ２２の下端面で形成される軸方向の間隙なｔ、シール
リング２０の軸方向の高さをＴとすると Ｑｒ　＝（（Ｔ　−ｔ　）／　Ｔ　））　Ｘ　１００（
％））と弁シート洩れ量Ｑｒの関係を示したものである
。なおこの時シールリング２０の材質はＮＢＲにトリル
ゴム）とし、閉弁力は１５０（ｇ）、印加流体圧は５０
０ｍｍＨ２Ｏである。

第３図から圧縮率δｒが増加するほど弁シートもれＱｒ
が増加することがわかる。電磁弁のＪＩＳによる内部洩
れ規＃！ｔ　０　、５５　（１／ｈｒ）を満足するのは
径方向シール比率δｓが４％以内、軸方向の圧縮率δｒ
が１０％以内でありシールリング２０はこの範囲内で装
着する必要がある。

以上のように本実施例によれば弁座１２の中心軸線上に
中心点Ｐを有する球アール面２１を設けたシールリング
２０を単体で構成し、シール壁面１８ａ＋　１８ｂ内に
嵌挿し、さらにリングホルダ２２を介して弾性体２３に
よって一定の押圧力で弁体１３に装着したため、閉止の
ために重要な球アール面２１の真球度は変化することが
なく、開弁、閉弁の繰返し、振動等の外乱を受けて弁体
１３が若干類いた場合においても弁座１２と球アール面
２１は完全に密着して安定した閉止性能が得られるとと
もに、弁体１３にシールリング２０を嵌挿した後リング
ホルダ２２及び弾性体２３を装着することにより組立が
できるため組立性が向上する。また重要なシールリング
２０は断面が全周にわたって一様であるため高精度に成
形加工ができ、加工性も向上する。

さらにシールリング２０が劣化した場合ブツシュナツト
１７をはずせばシールリング２０の交換が可能でありメ
インテナンス性も向上する。また本実施例ではプランジ
ャ２９が摺動するタイプの駆動部を用いるとともに付勢
要Ｎ２３として弁体１３を上方に持ち上げる方向に作用
するスプリングを用いたため従来例に比べ弁体１８が傾
きにくく閉止信頼性が高い等の効果を有する。

発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば以下の効果が
得られる。

（１）　　シールリング、弁体、リングホルダ、弾性体
の４要素に分離したため、個々の部品をそれぞれ量産性
の高い加工手段で高精度に加工した後組立てることがで
きる。したがって組立性及び量産性が向上する。

（２）　シールリングを単体として製造できるため重要
な弁座との当接面が高精度に得られ閉止信頼性及び歩留
りが向上する。

（３）　シールリングをリングホルダを介して弾性体に
より一定の押圧力で弁体内に保持するため、シールリン
グの押圧力の管理が容易となり、組立時、および組立後
ともに弁座との当接面は高精度に保たれる。したがって
少ない閉弁力で確実な閉止が行え、少ない駆動力で弁の
動作が可能となるとともに閉弁時のシールリングの変形
量（弁座への食込み量）を小さくでき、耐久性も向上す
る。

＜４）　　シールリングを嵌挿する構成のため弾性部材
を一体成形する方式に比べ温度変化によるシール部すな
わち、シールリングの弁座との当接面の変形が低減でき
、実用温度範囲を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す閉止機能付流体制御弁
の断面図、第２図は同弁部の拡大断面図、第３図はシー
ルリングの圧縮率と弁シート洩れの関係を示す特性図、
第４図は従来の閉止機能付流体制御弁の断面図である。 １０・・・流体入口、１１・・・流体出口、１２・・・
弁座、１３・・・弁体、２０・・・シールリング、２１
・・・球アール面、２２・・・リングホルダ、２３・・
・付勢要素、２４・・・弾性体。 代理人の氏名　　弁理士　中尾敏男　ばか１名箔３図 卆シ万一９Ｍ、おｉ牢　許　（Ｇ／、）第４図 ９ミさミまたに現

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体入口と流体出口の間に設けた弁座と、前記弁
   座に対向して設けた弁体と、前記弁体に嵌挿され弾性部
   材から構成されるシールリングと、前記弁座に前記シー
   ルリングを押し付ける方向に作用する付勢要素と、前記
   シールリングを前記弁体内に保持するリングホルダと、
   前記リングホルダを所定の押圧力で前記シールリングを
   圧縮する方向に作用する弾性体を有する閉止機能付流体
   制御弁。
2. （２）弁体に嵌挿されるシールリングの径方向のシール
   比率δｒを４％以内とし、またリングホルダによるシー
   ルリングの軸方向の圧縮率δｓを１０％以内とした特許
   請求の範囲第１項記載の閉止機能付流体制御弁。