(57)【要約】  本発明は、弁体のシール構造の耐久性を、向上することを目的とする。  本発明を適用したピストン弁のシール構造の一例である三方弁(1)は、弁箱(2)と、バルブステム(3)と、弁体(4)を有している。バルブステム(3)は既知のピストン構造（図示せず）で上下に往復動を行う金属製の棒状部材である。弁体(4)は、上部ディスクリング(19)に隣接して上部ガイドワッシャー(21)がバルブステム(3)に取り付けられている。上部ガイドワッシャー(21)の部分は、その外周径が第１の弁座(11)の平坦部(12)の内周径よりもわずかに小さく形成されている。下部ディスクリング(20)に隣接して下部ガイドワッシャー(22)がバルブステム(3)に取り付けられている。下部ガイドワッシャー(22)の部分は、その外周径が第２の弁座(15)の平坦部(16)の内周径よりもわずかに小さく形成されている。
2018066121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口及び流出口を有し、前記流入口及び前記流出口と連通して流体が流れる流路が形成された弁箱と、  該弁箱の内周面に位置して流体の流路を隔てると共に、流体の流路となる貫通孔が形成された弁座と、  棒状に形成され、長手方向に進退可能かつ前記弁座の貫通孔を移動可能に構成されたステムと、  該ステムの外周面上に設けられ、同ステムの移動に伴い前記弁座の内周面に液密に密着可能に構成されたシール部と、  前記ステムの前記シール部と隣接した位置に形成され、前記弁座の内周径よりわずかに小さな外周径を有する流量制御部とを備える  ピストン弁のシール構造。
【請求項２】
前記弁座の内周径と前記流量制御部の外周径との差は、同ステムの短手方向から見た断面で０．２５ｍｍ以下である  請求項１に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項３】
前記弁座の内周径と前記流量制御部の外周径との差は、同ステムの短手方向から見た断面で０．１０ｍｍ以下である  請求項２に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項４】
前記弁座の内周面及び前記流量制御部の外周面は少なくとも一部が、鉛直方向に略平坦に形成された  請求項１、請求項２または請求項３に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項５】
前記シール部は前記ステムの短手方向から見た断面で前記弁座の内周面と接する部分にテーパが形成された  請求項１、請求項２または請求項３に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項６】
前記流量制御部の鉛直方向の長さが２．０〜５．０ｍｍの範囲内である  請求項１、請求項２または請求項３に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項７】
前記流量制御部の鉛直方向の長さが３．０〜４．５ｍｍの範囲内である  請求項６に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項８】
前記弁箱は複数の流入口及び流出口を有し、  前記弁座は、前記ステムの移動方向に沿って、第１の貫通孔を有する第１の弁座と、第２の貫通孔を有する第２の弁座の２つが設けられ、  前記シール部は、前記第１の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第１のシール部と、前記第１のシール部よりも前記ステムの端部側に位置し、前記第２の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第２のシール部であり、  前記流量制御部は、前記第１のシール部の前記ステムの端部とは反対側に位置する第１の流量制御部と、前記第２のシール部の同ステムの端部側に位置する第２の流量制御部である  請求項１、請求項２または請求項３に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項９】
弁箱の内側に形成された弁座の内周面に、該内周面の内周径よりわずかに小さく形成された外周径を有するステムの流量制御部を近接させ、流体の流量を絞る工程と、  前記弁座の内周面に、前記ステムの前記流量制御部に隣接した位置に設けたシール部を液密に密着させ、流体の流れを制御する工程とを備える  ピストン弁の流体制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はピストン弁のシール構造及びピストン弁の流体制御方法に関する。詳しくは、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能なピストン弁のシール構造及びピストン弁の流体制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、配管等で流体の流れを制御する構造体としてピストン弁が用いられている。ピストン弁は、駆動手段となるピストンに取り付けられたステムが往復動し、この動きに伴い弁体が操作される。【０００３】  このピストン弁では、弁体が弁座に接触して流体が制御される構造となっており、例えば、玉形の弁箱の内部を流体がＳ字状に流れる玉形弁等が存在する。【０００４】  流体の流れを制御する際には、弁座に設けられた貫通孔の部分に、弁体に設けられた樹脂性のシール部が液密に密着する。これにより、弁体のシール部で貫通孔が閉塞され、流体の流れの遮断や経路変更がなされるものとなる。【０００５】  例えば、一般的な玉形弁の構造として、特許文献１に記載されたような玉形弁が存在する。【０００６】  ここで、特許文献１には、図６及び図７に記載のバルブ本体１００が記載されている。バルブ本体１００は、略Ｙ字状の弁箱１０１を有している。弁箱１０１では、一次流路１０２及び二次流路１０３からなる流路の間に、弁座１０４が設けられている。【０００７】  また、バルブ本体１００は、弁座１０４の方向に往復動可能なステム１０５を有している。ステム１０５には、弁座１０４に接離して流路を開閉するシール部１０６を装着したシールホルダ１０７が形成されている。【０００８】  バルブ本体１００では、ステム１０５の往復動によって弁座１０４にシール部１０６が密着したときに流路が閉状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１３８８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  特許文献１に記載の弁構造をはじめ、従来のピストン弁では、弁座の端面に対して、シール部の端面が面接触することでシールされる構造となっている。即ち、ステムの往復動の方向と直行する向きの面接触で流体の流れが制御される。【００１１】  ここで、シール部が弁座に近接していく際に、シール部と弁座の間を流れる流体の流路が狭くなり、流体の流速が大きくなることで、シール部が損耗する現象が生じる。シール部は液密性を確保するために、ポリテトラフルオロエチレン等の柔らかい樹脂で形成されており、シールの際に流体の流れが速くなることで、シール部が流体によって削られ、シール部を短期間で交換する必要が生じるものとなる。【００１２】  本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能なピストン弁のシール構造及びピストン弁の流体制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記の目的を達成するために、本発明のピストン弁のシール構造は、流体の流入口及び流出口を有し、前記流入口及び前記流出口と連通して流体が流れる流路が形成された弁箱と、該弁箱の内周面に位置して流体の流路を隔てると共に、流体の流路となる貫通孔が形成された弁座と、棒状に形成され、長手方向に進退可能かつ前記弁座の貫通孔を移動可能に構成されたステムと、該ステムの外周面上に設けられ、同ステムの移動に伴い前記弁座の内周面に液密に密着可能に構成されたシール部と、前記ステムの前記シール部と隣接した位置に形成され、前記弁座の内周径よりわずかに小さな外周径を有する流量制御部とを備える。【００１４】  ここで、流体の流入口及び流出口を有し、流入口及び流出口と連通して流体が流れる流路が形成された弁箱によって、内部に流体を流すピストン弁の流路を形成することが可能となる。また、流体を流す配管経路と、流体の流入口及び流出口を繋ぐことで、既存の配管設備にピストン弁を配置することが可能となる。【００１５】  また、弁箱の内周面に位置して流体の流路を隔てると共に、流体の流路となる貫通孔が形成された弁座によって、流体の流れを制御または切り替えるための隔壁構造を構築することが可能となる。即ち、弁座の位置では流体が貫通孔の部分を通るものとなり、同部分を後述するシール部でシールすることで、貫通孔の流体の通過を阻止することができる。【００１６】  また、棒状に形成され、長手方向に進退可能かつ弁座の貫通孔を移動可能に構成されたステムによって、弁座の貫通孔の内側を移動する構造体とすることができる。なお、ステムの進退動作は、既知のピストン駆動手段によって実現されるものである。【００１７】  また、棒状に形成され、長手方向に進退可能かつ弁座の貫通孔を移動可能に構成されたステムと、ステムの外周面上に設けられ、ステムの移動に伴い弁座の内周面に液密に密着可能に構成されたシール部によって、弁座にシール部を当接させ、貫通孔を閉塞することが可能となる。【００１８】  また、ステムのシール部と隣接した位置に形成され、弁座の内周径よりわずかに小さな外周径を有する流量制御部によって、弁座とステムとの間で流路を絞ることが可能となる。即ち、弁座とシール部が当接するより前に、流量制御部と弁座との間で流路が絞られ、この結果、流路を流れる流体量が少なくなるため、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることができる。【００１９】  また、弁座の内周径と流量制御部の外周径との差が、ステムの短手方向から見た断面で０．２５ｍｍ以下である場合には、一層、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることが可能となる。【００２０】  ここで、弁座の内周径と流量制御部の外周径との差が、ステムの短手方向から見た断面で０．２５ｍｍを超える場合には、流路の絞りが不充分となり、シール部への流体が与える損傷を低減できないおそれがある。【００２１】  また、弁座の内周径と流量制御部の外周径との差が、ステムの短手方向から見た断面で０．１０ｍｍ以下である場合には、より一層、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることが可能となる。【００２２】  ま���、弁座の内周面及び流量制御部の外周面の少なくとも一部が、鉛直方向に略平坦に形成された場合には、弁座の内周面と流量制御部の外周面が近接し、流体の流路を絞った状態となった際に、流体が流れやすいものとなり、シール部が弁座に接触するまでの流れをスムーズにすることができる。【００２３】  また、シール部のステムの短手方向から見た断面で弁座の内周面と接する部分にテーパが形成された場合には、シール部の箇所で流体が流れやすくなり、流体がシール部に与える損傷を低減させることができる。なお、ここでいうテーパとは、ステムの短手方向から見た断面で、シール部の流量制御部の側から径が大きくなる向きのテーパを意味している。【００２４】  また、流量制御部の鉛直方向の長さが２．０〜５．０ｍｍの範囲内である場合には、一層、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることが可能となる。【００２５】  ここで、流量制御部の鉛直方向の長さが２．０ｍｍ未満の場合には、流路を絞る鉛直方向の長さが不充分となり、シール部への流体が与える損傷を低減できないおそれがある。また、流量制御部の鉛直方向の長さが５．０ｍｍを超える場合には、ステムを長くする必要が生じ、ピストン弁のその他の構造部材の設計に支障を及ぼすおそれが生じるものとなる。【００２６】  また、流量制御部の鉛直方向の長さが３．０〜４．５ｍｍの範囲内である場合には、より一層、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることが可能となる。【００２７】  また、弁箱は複数の流入口及び流出口を有し、弁座は、ステムの移動方向に沿って、第１の貫通孔を有する第１の弁座と、第２の貫通孔を有する第２の弁座の２つが設けられ、シール部は、第１の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第１のシール部と、第１のシール部よりもステムの端部側に位置し、第２の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第２のシール部であり、流量制御部は、第１のシール部のステムの端部とは反対側に位置する第１の流量制御部と、第２のシール部のステムの端部側に位置する第２の流量制御部である場合には、ピストン弁の内部に、流体の流れを止める２つの閉塞部を設けるものとなる。これにより、複数の流体経路を切り替え可能な構造となる。即ち、例えば、１つのピストン弁の中に、２つの流体経路を有する三方弁の構造とすることが可能となる。【００２８】  また、上記の目的を達成するために、本発明のピストン弁の流体制御方法は、弁箱の内側に形成された弁座の内周面に、該内周面の内周径よりわずかに小さく形成された外周径を有するステムの流量制御部を近接させ、流体の流量を絞る工程と、前記弁座の内周面に、前記ステムの前記流量制御部に隣接した位置に設けたシール部を液密に密着させ、流体の流れを制御する工程とを備える。【００２９】  ここで、弁箱の内側に形成された弁座の内周面に、内周面の内周径よりわずかに小さく形成された外周径を有するステムの流量制御部を近接させ、流体の流量を絞る工程によって、シール部が当接する直前の流体がシール部に与える損傷を低減させることが可能となる。【００３０】  また、弁座の内周面に、ステムの流量制御部に隣接した位置に設けたシール部を液密に密着させ、流体の流れを制御する工程によって、弁座の位置で流体の流れを止めることが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】  本発明に係るピストン弁のシール構造は、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能なものとなっている。  また、本発明に係るピストン弁の流体制御方法は、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能な方法となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用したピストン弁のシール構造の一例を示す概略図である。
【図２】上部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図拡大図（ａ）及び下部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図拡大図（ｂ）である。
【図３】本発明を適用したピストン弁のシール構造を用いた際の弁の開度と流量の関係を示す概略グラフ（ａ）及び従来のピストン弁のシール構造を用いた際の弁の開度と流量の関係を示す概略グラフ（ｂ）である。
【図４】上部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図（ａ）、上部側の弁座の近くに弁体が位置した状態を示す概略図（ｂ）及び上部側の弁座と下部側の弁座の中間に弁体が位置した状態を示す概略図（ｃ）である。
【図５】下部側の弁座の近くに弁体が位置した状態を示す概略図（ａ）及び（ｂ）下部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図である。
【図６】従来のピストン弁の構造を示す概略図である。
【図７】従来のピストン弁の弁座周辺の構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】  以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。  図１は、本発明を適用したピストン弁のシール構造の概略断面図である。なお、以下に示す構造は本発明の一例であり、本発明の内容はこれに限定されるものではない。
【００３４】  図１に示すように、本発明を適用したピストン弁のシール構造の一例である三方弁１は、弁箱２と、バルブステム３と、弁体４を有している。バルブステム３は既知のピストン構造（図示せず）で上下に往復動を行う金属製の棒状部材である。
【００３５】  弁箱２は金属で形成された三方弁１の本体となる部分であり、左側の端部に流入口５が、下端に流出口６が、及び右端に流入口７がそれぞれ形成されている。これら流入口及び流出口は、所定の配管構造に接続され、三方弁１の内部に流路を形成するものとなる。
【００３６】  また、弁箱２には流体の流路を隔てる第１の隔壁８と、第２の隔壁９が形成されている。第１の隔壁８は、弁体４と当接して、流入口７及び流出口６を繋ぐ第１の流体経路（符号Ｂ−Ｃ間）を形成する。また、第２の隔壁８は、弁体４と当接して、流入口５及び流出口６を繋ぐ第２の流体経路（Ａ−Ｂ間）を形成する。
【００３７】  第１の隔壁８は、弁箱１のほぼ中央部に形成され、その中央部にバルブステム３が挿通可能な第１の貫通孔１０が形成されている。即ち、弁箱１では、内部を流れる流体は第１の隔壁８により流路が隔てられ、第１の貫通孔１０が弁体４で閉塞されることで流体の流れが制御されるものとなる。
【００３８】  第１の隔壁８の第１の貫通孔１０が形成された位置の内周面に第１の弁座１１が形成されている。第１の弁座１１は、後述する弁体４のディスクリング（本願の請求項のシール部に相当する部分）と当接して、シールを行う部分である。
【００３９】  第１の弁座１１は、側面からの断面視で、鉛直方向に略平坦に形成された平坦部１２と、平坦部１２の下部に連設して形成されたテーパ部１３から構成されている。
【００４０】  第２の隔壁９は、弁箱１の下部側の流出口６の近傍に形成され、その中央部にバルブステム３が挿通可能な第２の貫通孔１４が形成されている。上述した第１の貫通孔１０と第２の貫通孔は、バルブステム３が進退移動する方向の軸線上に沿って位置している。また、弁箱１では、内部を流れる流体が第２の隔壁９により流路が隔てられ、第２の貫通孔１４が弁体４で閉塞されることで流体の流れが制御されるものとなる。
【００４１】  第２の隔壁９の第２の貫通孔１４が形成された位置の内周面に第２の弁座１５が形成されている。第２の弁座１５は、後述する弁体４のディスクリング（本願の請求項のシール部に相当する部分）と当接して、シールを行う部分である。
【００４２】  第２の弁座１５は、側面からの断面視で、鉛直方向に略平坦に形成された平坦部１６と、平坦部１２の下部に連設して形成されたテーパ部１７から構成されている。
【００４３】  弁体４はバルブステム３の先端部側に設けられた部材であり、上述した第１の貫通孔１０または第２の貫通孔１１を閉塞して、第１の隔壁８または第２の隔壁９の箇所で流体の流れを制御する部材である。
【００４４】  より詳細には、弁体４は図１の鉛直方向で見て、第１の隔壁８と第２の隔壁９の間に位置するように形成されている。バルブステム３の上下方向の駆動に伴い、弁体４が第１の弁座１１または第２の弁座に離接するものとなる。
【００４５】  ここで、必ずしも、本発明を適用したピストン弁のシール構造を採用する対象が、三方弁１である必要はなく、ピストン弁であれば適用可能である。例えば、流路の開閉を制御する二方弁や、三方弁よりも流路の分岐が多い構造の弁であってもよい。
【００４６】  また、三方弁１の流路の組み合わせは限定される必要はなく、三方弁１の流入口及び流出口の組み合わせはあくまで一例に過ぎない。
【００４７】  弁体４の詳細な構造として図２（ａ）及び図２（ｂ）を示す。弁体４は、ディスクアダプタ１８と、その上下に嵌着された上部ディスクリング１９及び下部ディスクリング２０を有している。各部材の内周側にバルブステム３が位置している。なお、２つのディスクリングは本願の請求項のシール部に相当する部分であり、弾性を有する樹脂で形成されている。
【００４８】  上部ディスクリング１９及び下部ディスクリング２０はそれぞれ第１の弁座１１及び第２の弁座１５のテーパ部に液密状に密着する。各弁座にディスクリングが液密状に密着することで、弁座における流体の流れが制御される。
【００４９】  また、弁体４は、図２（ａ）に示すように、上部ディスクリング１９に隣接して上部ガイドワッシャー２１（本願の請求項の流体制御部に相当する）がバルブステム３に取り付けられている。上部ガイドワッシャー２１の部分は、その外周径が第１の弁座１１の平坦部１２の内周径よりもわずかに小さく形成されている。
【００５０】  より詳細には、平坦部１２の内周径と上部ガイドワッシャー２１の外周径との差は０．１０ｍｍになるように形成されている。また、上部ガイドワッシャー２１の鉛直方向の長さは３．０ｍｍとなっている。バルブステム３が駆動して、第１の弁座１１を弁体４が閉塞する際に、上部ガイドワッシャー２１が第１の貫通孔１０を流れる流体の流量を絞っていく役割を担う。
【００５１】  第１の弁座１１の平坦部１２と、上部ガイドワッシャー２１が近接して、互いに略平行に位置するようになった時に、両者の間の隙間が小さくなるため、流体の流量が絞られて、流体が上部ディスクリング１９に与える影響を少なくすることができる。
【００５２】  この上部ガイドワッシャー２１は金属製のリング状部材であり、バルブステム３に対してネジで固定される。
【００５３】  図２（ｂ）に示すように、下部ディスクリング２０に隣接して下部ガイドワッシャー２２（本願の請求項の流体制御部に相当する）がバルブステム３に取り付けられている。下部ガイドワッシャー２２の部分は、その外周径が第２の弁座１５の平坦部１６の内周径よりもわずかに小さく形成されている。
【００５４】  より詳細には、平坦部１６の内周径と下部ガイドワッシャー２２の外周径との差は０．１０ｍｍになるように形成されている。また、下部ガイドワッシャー２２の鉛直方向の長さは３．０ｍｍとなっている。バルブステム３が駆動して、第２の弁座１５を弁体４が閉塞する際に、下部ガイドワッシャー２２が第２の貫通孔１４を流れる流体の流量を絞っていく役割を担う。
【００５５】  第２の弁座１５の平坦部１６と、下部ガイドワッシャー２２が近接して、互いに略平行に位置するようになった時に、両者の間の隙間が小さくなるため、流体の流量が絞られて、流体が下部ディスクリング２０に与える影響を少なくすることができる。
【００５６】  この上部ガイドワッシャー２１及び下部ガイドワッシャー２２は、金属製のリング状部材であり、バルブステム３に対してネジで固定される。
【００５７】  ここで、必ずしも、バルブステムと別体でガイドワッシャーが形成され、バルブステムに取り付けられる必要はない。例えば、バルブステムとガイドワッシャーを一体的に形成する構造も採用しうる。
【００５８】  また、必ずしも、弁座の平坦部の内周径とガイドワッシャーの外周径との差が０．１０ｍｍに限定される必要はない。例えば、より流体の流量を絞りたい場合には０．１０ｍｍ以下の数値となるように形成することも可能である。
【００５９】  また、流体の流れによるディスクリングへの影響を減らす観点から、弁座の平坦部の内周径とガイドワッシャーの外周径との差は、０．２５ｍｍ以下に設定されることが好ましい。更には、０．１０ｍｍ以下に設定されることが、より一層好ましい。なお、弁座の平坦部の内周径とガイドワッシャーの外周径との差が０．２５ｍｍを超えると、流体の流量の絞りが不充分となり、流体の流れによるディスクリングへの損傷の影響を減らしにくい構造となる。
【００６０】  ここで、必ずしも、ガイドワッシャーの鉛直方向の長さが３．０ｍｍに限定される必要はない。例えば、より流体の流量を絞りたい場合には３．０ｍｍ以下の数値となるように形成することも可能である。
【００６１】  また、流体の流れを充分に絞りつつ、弁箱２や弁体４のサイズをコンパクトにする観点から、ガイドワッシャーの鉛直方向の長さは２．０〜５．０ｍｍの範囲内で設定されることが好ましい。更には、ガイドワッシャーの鉛直方向の長さが３．０ｍ〜４．５ｍｍの範囲内で設定されることがより一層好ましい。なお、ガイドワッシャーの鉛直方向の長さが２．０ｍｍ未満であると、シール部への流体が与える損傷を低減できないおそれがある。また、ガイドワッシャーの鉛直方向の長さが５．０ｍｍを超える場合には、ステムを長くする必要が生じ、ピストン弁のその他の構造部材の設計に支障を及ぼすおそれが生じるものとなる。
【００６２】  以上までで説明したピストン弁のシール構造を用いた流体の流量の制御について以下説明する。  図３は、本発明を適用したピストン弁のシール構造を用いた際の弁の開度と流量の関係を示す概略グラフ（ａ）及び従来のピストン弁のシール構造を用いた際の弁の開度と流量の関係を示す概略グラフ（ｂ）である。図４は、上部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図（ａ）、上部側の弁座の近くに弁体が位置した状態を示す概略図（ｂ）及び上部側の弁座と下部側の弁座の中間に弁体が位置した状態を示す概略図（ｃ）である。図５は、下部側の弁座の近くに弁体が位置した状態を示す概略図（ａ）及び（ｂ）下部側の弁座を弁体がシールした状態の概略図である。
【００６３】  図３（ａ）及び図３（ｂ）は、流体の流路において弁の開度１００％の状態から開度０％の閉塞状態に至るまでの流体の流量を模式的に示したグラフである。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）の縦軸を符号Ｂから符号Ｃへの流体の流れ（第１の流体経路）における流体の流量の割合（％）、横軸を符号Ｂから符号Ｃへの流体の流れ（第１の流体経路）における第２の弁座１５に対する弁体４の開度の割合（％）とする。
【００６４】  また、図３（ａ）の符号２３乃至符号２７は、それぞれ、図４（ａ）乃至図４（ｃ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように弁体４が位置している状態を示している。例えば、図４（ｃ）のように弁体が位置する時には、図３（ａ）の符号２５の位置であり、流体の流量は開度１００％の流量に対して約８０％程度になっているといった関係を示す概念図である。
【００６５】  一方、図３（ｂ）は、本発明とは異なり、ガイドワッシャーが設けられていない従来のピストン弁のシール構造で、同様に流体の制御を行った際の流量を模式的に示したグラフである。なお、符号２８乃至符号３２は、ガイドワッシャーが設けられていない点以外は、図４（ａ）乃至図４（ｃ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように弁体が位置している際の流体の流量を示している。
【００６６】  図３（ａ）及び図３（ｂ）を比較すると、符号２５及符号３０で示すように、第２の弁座１５の開度が５０％の段階で、流体の流量の割合は同程度である。
【００６７】  ここで、図３（ａ）に示すように、本発明を適用したピストン弁のシール構造では、符号２５から符号２６、即ち、図４（ｃ）の弁体の位置から図５（ａ）の弁体の位置に移動するまでの間に、流体の流量は著しく減少し、流量の割合が０％に近くなった状態で第２の弁座１５の位置での弁体４による閉塞がなされるものとなる。
【００６８】  一方、図３（ｂ）に示すように、従来のピストン弁のシール構造では、符号３１の地点においても１０％以上の流量が流れており、流量の割合は徐々に０％に近づいていくものとなっている。この両者の違い、特に符号２６から符号２７と、符号３１から符号３２までの間の流体の割合の違いは、弁体のディスクリングに流体の流速が及ぼす損傷の違いとなって表れる。
【００６９】  この点は、ピストン弁の駆動や移動速度自体が、本発明を適用した構造と従来構造で変わらず、同様のスピードで弁体による弁座の閉塞がなされるために生じるものとなる。即ち、流体の流量が絞られることなく弁座に対して弁体のディスクリングが近接していくと、流速の増した流体の流れの影響を大きく受け、ディスクリングが損耗しやすくなる。一方、本発明を適用したピストン弁のシール構造では、ディスクリングより先にガイドワッシャーと弁座との間の隙間が小さくなり、同部分で流体の流量が絞られるため、流体の流速が増しても、ディスクリングに与える損傷を少なくすることができる。
【００７０】  以上のように、本発明のピストン弁のシール構造は、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能なものとなっている。  また、本発明のピストン弁の流体制御方法は、弁体のシール構造の耐久性を向上させ、充分な流体制御が可能な方法となっている。
【符号の説明】
【００７１】      １      三方弁      ２      弁箱      ３      バルブステム      ４      弁体      ５      流入口      ６      流出口      ７      流入口      ８      第１の隔壁      ９      第２の隔壁    １０      第１の貫通孔    １１      第１の弁座    １２      平坦部    １３      テーパ部    １４      第２の貫通孔    １５      第２の弁座    １６      平坦部    １７      テーパ部    １８      ディスクアダプタ    １９      上部ディスクリング    ２０      下部ディスクリング    ２１      上部ガイドワッシャー    ２２      下部ガイドワッシャー
【図１】
2018066121.tif 000003
【図２】
2018066121.tif 000004
【図３】
2018066121.tif 000005
【図４】
2018066121.tif 000006
【図５】
2018066121.tif 000007
【図６】
2018066121.tif 000008
【図７】
2018066121.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月22日(2018.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口及び流出口を有し、前記流入口及び前記流出口と連通して流体が流れる流路が形成された弁箱と、
該弁箱の内周面に位置して流体の流路を隔てると共に、流体の流路となる貫通孔が形成された弁座と、
棒状に形成され、長手方向に進退可能かつ前記弁座の貫通孔を移動可能に構成されたステムと、
該ステムの外周面上に設けられ、同ステムの移動に伴い前記弁座の内周面に液密に密着可能に構成されたシール部と、
前記ステムの前記シール部と隣接した位置に形成され、前記弁座の内周径よりわずかに小さな外周径を有する流量制御部とを備え、
前記弁箱は複数の流入口及び流出口を有し、
前記弁座は、前記ステムの移動方向に沿って、第１の貫通孔を有する第１の弁座と、第２の貫通孔を有する第２の弁座の２つが設けられ、
前記シール部は、前記第１の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第１のシール部と、前記第１のシール部よりも前記ステムの端部側に位置し、前記第２の弁座の内周面に液密に密着可能に構成された第２のシール部であり、
前記流量制御部は、前記第１のシール部の前記ステムの端部とは反対側に位置する第１の流量制御部と、前記第２のシール部の同ステムの端部側に位置する第２の流量制御部である
ピストン弁のシール構造。
【請求項２】
前記弁座の内周径と前記流量制御部の外周径との差は、同ステムの短手方向から見た断面で０．２５ｍｍ以下である
請求項１に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項３】
前記弁座の内周径と前記流量制御部の外周径との差は、同ステムの短手方向から見た断面で０．１０ｍｍ以下である
請求項２に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項４】
前記弁座の内周面及び前記流量制御部の外周面は少なくとも一部が、鉛直方向に略平坦に形成された
請求項１、請求項２または請求項３に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項５】
前記シール部は前記ステムの短手方向から見た断面で前記弁座の内周面と接する部分にテーパが形成された
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項６】
前記流量制御部の鉛直方向の長さが２．０〜５．０ｍｍの範囲内である
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載のピストン弁のシール構造。
【請求項７】
前記流量制御部の鉛直方向の長さが３．０〜４．５ｍｍの範囲内である
請求項６に記載のピストン弁のシール構造。
【国際調査報告】
2018066121.tif 000010
2018066121.tif 000011