(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端に前向きの第一弁１及び後部に後向きの第二弁２を有し、かつ長さ方向の途中にくびれ部１２を形成した弁体３；該弁体３を、弁通路３Ａ内に前後方向摺動自在に嵌合させた弁箱９；該弁箱９に、外側からかつ前記くびれ部１２に対応する前記弁通路３Ａに連通する入口４；前記弁箱９に形成された、前記第一弁１に対応する、第一出口６に連通させた第一弁座５、及び前記第二弁２に対応する、第二出口８に連通させた第二弁座７；前記くびれ部１２の前壁を形成して前記弁体３に設けられ、前記通路３Ａに形成された鍔通路１３Ａに前後方向摺動自在に収容された鍔部１３；該鍔部１３の前端面を含む弁体３と弁箱９との間に形成された第一圧力室１４；該第一圧力室１４と前記入り口４を連通する第一流路１５；前記第一圧力室１４における前記鍔部１３に形成された第一負受圧面１６；前記鍔部１３の第一負受圧面１６と反対側における第一副受圧面１７を含む弁体３と弁箱９間に形成された第一副圧力室１８；該第一副圧力室１８と前記第一出口６とを連通する連通路１９；前記第二弁２と第二弁座７の前方に連設された第二副圧力室２０；該第二副圧力室２０における弁体３に形成された第二副受圧面２１；前記第二副圧力室２０と前記入り口４を連通する第二流路２２；をそれぞれ備えてなることを特徴とする高圧切替え弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水の噴射装置その他流体通路の遮断、開放に広く用いられ、特に高圧の流体に用いられる高圧切替え弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のため図示は省略するが、従来前端に前向きの第一弁と後部外周に後向きの第二弁をそれぞれ有する弁体と、中央部に対応する入り口と上記第一弁に対応する第一弁座および第一出口、及び上記第二弁に対応する第二弁座およに第二出口とをそれぞれ有する弁箱とを備え、上記弁体を上記弁箱内の弁通路に前後に摺動自在に嵌合し、上記第二出口をタンクに接続し、弁を人力で操作し、前後方向に摺動させることによって、上記第二出口に通ずる高圧流体の流路を第一出口に切り換え、この第一出口より高圧水を射出するようにした高圧切換え弁は知られている。
【０００３】
しかしながら、上記高圧切換え弁は開いている第一弁を閉じて反対方向の第二弁を開く場合、または、開いている第二弁を閉じて反対方向の第一弁を開く場合、それぞれ高圧流体の圧力に抗して作動を行うため、大きな操作力を必要とし、ウオーターハンマー現象が生じ易く、作業性が著しく悪いという問題点があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、従来のものよりも、遥かに小さい力できわめて容易に開閉作業のできる高圧切替え弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する、本発明の高圧切替え弁について述べるとそれは、前端に前向きの第一弁１及び後部に後向きの第二弁２を有し、かつ長さ方向の途中にくびれ部１２を形成した弁体３；該弁体３を、弁通路３Ａ内に前後方向摺動自在に嵌合させた弁箱９；該弁箱９に、外側からかつ前記くびれ部１２に対応する前記弁通路３Ａに連通する入り口４；前記弁箱９に形成された、前記第一弁１に対応する、第一出口６に連通させた第一弁座５、及び前記第二弁２に対応する、第二出口８に連通させた第二弁座７；前記くびれ部１２の前壁を形成して前記弁体３に設けられ、前記通路３Ａに形成された鍔通路１３Ａに前後方向摺動自在に収容された鍔部１３；該鍔部１３の前端面を含む弁体３と弁箱９との間に形成された第一圧力室１４；該第一圧力室１４と前記入り口４を連通する第一流路１５；前記第一圧力室１４における前記鍔部１３に形成された第一負受圧面１６；前記鍔部１３の第一負受圧面１６と反対側における第一副受圧面１７を含む弁体３と弁箱９間に形成された第一副圧力室１８；該第一副圧力室１８と前記第一出口６とを連通する連通路１９；前記第二弁２と第二弁座７の前方に連設された第二副圧力室２０；該第二副圧力室２０における弁体３に形成された第二副受圧面２１；前記第二副圧力室２０と前記入り口４を連通する第二流路２２；をそれぞれ備えてなることを特徴とする高圧切替え弁である
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例による高圧切替え弁の第一弁１を閉じた状態を示す断面図、図２は同切換え弁の第一弁１を開いた状態を示す断面図である。図１において、３は弁体で、前端に前向きの円錐状の第一弁１を有し、後部外周に後ろ向きの截頭円錐状の第二弁２を有している。９は弁箱で、弁体３の後記くびれ部１２に対応する入り口４、上記第一弁１に対応する第一弁座５および第一出口６、前記第二弁２に対応する第二弁座７および第二出口８、をそれぞれ有している。このように構成された高圧切換え弁１１は、上記弁体３を上記弁箱９内の弁通路３Ａに前後に摺動自在に嵌合したものを基本的な構成とし、更に次のような特別な構成が付加されている。
【０００７】
即ち上記弁体３の長さ方向の途中にはくびれ部１２が形成され、このくびれ部１２の前壁を形成する鍔部１３が形成され、又弁箱９にはこの鍔部１３を摺動させる鍔通路１３Ａが設けられている。上記鍔部１３の前端面を含む弁体３と弁箱９との間には第一圧力室１４が設けられ、この第一圧力室１４と前記入り口４とは第一流路１５によって連通されている。上記第一圧力室１４における上記鍔部１３には第一負受圧面１６が形成され、これと反対側における第一副受圧面１７を含む弁体３と弁箱９間には第一副圧力室１８が形成され、この第一副圧力室１８と前記第一出口６とは連通路１９によって連通されている。さらに、前記第二弁２と第二弁座７の前方には第二副受圧面２１を有する第二副圧力室２０が備えられ、上記第二副受圧面２１と前記入り口４とは第二流路２２によって連通されている。
【０００８】
２３は操作レバー、２４は回転円筒螺合保持具で、内面にリード角の大きい角雌ねじ２４ｂを有し、フランジ部２４ａを弁箱９の後端面に当接させ、ボルト２７を締めることにより弁箱９に固定されている。２５は回転円筒で、外面に角雄ねじ２５ｂを有し、上記角雌ねじ２４ｂと螺合している。回転円筒２５はさらに内部に雌ねじ２５ａを有し、弁体３の後部に刻設した雄ねじ３ａと螺合し、上記回転円筒２５と上記弁体３とはロックナット２７により操作レバー２３のボス２６に一体に固定されている。したがって操作レバー２３を僅かに正逆回転させることにより弁体３を確実に前進、後退させることができる。
【０００９】
次に上記高圧切換え弁の動作について説明する。説明の便宜上、弁体３の前端より後端にかけて、各異なる直径毎に順次符号３１、３２、３３、３４、３５、３６、を付し、図に示してある。図示しない給水管の接続された入り口４より１０００ｋｇ／ｃｍ2等の高圧の流体を矢印方向に供給すると、図１に示すように、流体は第二流路２２を経て第二副圧力室２０に入り、更に第二弁２と第二弁座７の間隙より直径３６の外周に至り第二出口８より図示しない排水管より矢印方向に流れ図示しないタンクに至る。
【００１０】
次に操作レバー２３を正回転させ次第に弁体３を後進させ図２に示すように前記第二弁２と第二弁座７を閉止させると、入り口４より入った高圧流体は第一流路１５を経て第一圧力室１４に一旦流入し、第一弁座５と第一弁口１の隙間より噴射され、コンクリートの切断等に使用される。
【００１１】
次に本発明の重要なバランス機能について説明する。図１の状態すなわち第一弁１が閉止している状態においては連通路１９より第一副圧力室１８に流体は移行しないため第一副受圧面１７には圧力が生じない。ところが第一圧力室１４には第一流路１５より高圧流体が入るので第一負受圧面１６に対し弁体３の後退方向への力がはたらく。（直径３２−同３１に対する面圧）一方、第二副圧力室２０および第二弁２の方向には高圧流体が存在するので、（直径３４−同３６）に対する面圧がはたらく。
したがって（直径３２−同３１）と（直径３４−同３６）の寸法を適宜決定すれば図１のように第一弁１が閉止した状態において前後のバランスがよく保たれ、軽い操作の力で第一弁１を開くことができる。
【００１２】
これを更に表現を変えて説明すると、図１のように第一弁１が第一弁座５を閉止している場合、弁体３がその第一弁１を第一弁座５方向に付勢する力は第二弁２および第二副受圧面２１にかかる正方向の流体の圧力であり、これに対し、第一弁１を第一弁座５の反対方向に付勢する力は、前記第一負受圧面１６にかかる負方向の流体の圧力であって、前記正方向の力に負方向の力を近付けるように構成すると、つまり、第一負受圧面１６の面積を大きくする事により上記のように構成すると、第一弁１の開放を従来のものよりも小さい力で、かつ、極めて容易にすることができる。
【００１３】
また、図２の状態すなわち第一弁１が開いている状態においては、第一弁１および第一負受圧面１６の前方には高圧流体が存在するので、｛直径３１＋（直径３２−同３１）｝＝（直径３２）に対する面圧がはたらく。しかしながら連通路１９より第一副圧力室１８に流体は移行するので第一副受圧面１７には圧力（直径３２−同３３に対する面圧）が生ずる。さらに第二副圧力室２０には高圧流体が存在するので、第二副受圧面２１にも圧力（直径３４−同３５に対する面圧）が生ずる。したがって（直径３２）、（直径３２−同３３）および（直径３４−同３５）の寸法を適宜決定すれば図２のように第一弁が開いた状態において前後のバランスがよく保たれ、軽い操作力で第一弁を閉じることができる。
【００１４】
これを更に表現を変えて説明すると、図２のように開放した第一弁１を閉止する場合、これに対向する前記負方向の力は第一弁１が開放しているために第一弁１の断面に加える前記第一負受圧面１６の面積の受ける流体の圧力であり、これは前記正方向の力を上回ってしまうことが明白である。しかし、この場合弁箱９と弁体３との間には第一副圧力室１８と第二副圧力室２０が形成され、それぞれ第一副受圧面１７と第二副受圧面２１が形成されているため、この第一副受圧面１７と第二副受圧面２１の面積を適宜勘案して形成することにより、前記正方向の力を負方向の力に近付けることができ、これにより従来のものよりも小さい力で、第一弁１を極めて容易に閉止することができる。
【００１５】
図１と図２の中間の状態においては、前方向に対して（直径３４−同３６）に対する面圧および（直径３２−同３３）に対する面圧がはたらく。一方、後方向に対して｛直径３１＋（直径３２−直径３１）｝＝（直径３２）に対する面圧がはたらく。従って中間の状態でもバランスがとれ、微調整がし易い。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は、前記のように構成され、鍔部１３の第一負受圧面１６を含む弁体３と弁箱９の間に形成された第一圧力室１４と、第一副受圧面１７を含む弁体３と弁箱９との間に形成された第一副圧力室１８と、この第一副圧力室１８と前記第一出口６とを連通する連通路１９と、前記第二弁２と第二弁座７の前方に連設された第二副圧力室２０と、この第二副圧力室２０における弁体に形成された第二副受圧面２１と、前記第二副圧力室２０と前記入り口４を連通する第二流路２２とをそれぞれ備えてなることにより、弁体３の前進、後進、中間いずれの位置にあっても、高圧流体の存在に拘らず、前後方向の力がバランスし、従来のものよりはるかに小さい力で容易に閉止、開放を行い、微調整を行うことができるので作業性を改善することができる効果がある。
しかもこれは第一弁１、第二弁２がそれぞれ閉じている場合は充分な力でそれぞれ閉じさせ、かつそれぞれ開いている場合は充分な力で開いており、それぞれ閉止から開放に、開放から閉止へ移行する場合に、従来のものよりはるかに小さい力で、操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による高圧切換え弁の第一弁１を閉じた状態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による高圧切換え弁の第一弁１を開いた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１        第一弁
２        第二弁
３        弁体
３Ａ      弁通路
３ａ      雄ねじ
４        入り口
５        第一弁座
６        第一出口
７        第二弁座
８        第二出口
９        弁箱
１１      高圧切換え弁
１２      くびれ部
１３      鍔部
１３Ａ    鍔通路
１４      第一圧力室
１５      第一流路
１６      第一負受圧面
１７      第一副受圧面
１８      第一副圧力室
１９      連通路
２０      第二副圧力室
２１      第二副受圧面
２２      第二流路
２３      操作レバー
２４      回転円筒螺合保持具
２４ａ    フランジ部
２４ｂ    フランジ部
２５      回転円筒
２５ａ    雌ねじ
２５ｂ    角雄ねじ
２６      ボス
２７      ロックナット
【図１】
0003648645.tif 000002
【図２】
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