(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を閉鎖した筒形のスプールに内部空間から外周面へ貫通する周方向の複数のスリットまたは軸方向のスリットを設け、１次側通路と２次側通路との隔壁にスプール挿通孔を設けて、前記スプールをスライド自在に挿通し、前記スプールのスライド位置によりスプールの閉鎖端部と隔壁との間のスリット開口面積を調節する調整手段を設け、１次側圧力気体を前記スリットを通じて２次側へ供給し、且つ、前記調整手段により２次圧或いは流量を制御する制御弁に於いて、
前記調整手段は、前記スプールがパイロット室に供給されるパイロット圧と圧縮コイルバネのバネ圧とのバランスに応じて、前記スプール挿通孔内を昇降し、該スプールのスライド位置を調整できるように構成されて成る制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制御弁に関するものであり、特に、気体の流通騒音を低減した制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、空気圧回路やガス供給回路において管路の圧力制御や流量調節にはポペットバルブ等、種々の形式の制御弁が用いられているが、いずれの形式の制御弁も、気体が制御弁の通路を通過する間に乱流や渦流が生じる。
【０００３】
低圧・小流量の回路では乱流や渦流によって生じる騒音は低レベルであるので問題は生じないが、燃料ガスプラントの如く高圧・大流量の気体を取り扱う現場では衝撃波による著しい騒音を発生する。したがって、此種の設備では管路にパンチングメタルや吸音材による消音器を設けて騒音の低減を図っているが、減音効果が充分ではないうえに、高圧・大流量回路においては消音器も相当の寸法となり、且つ設備コストが上昇するという問題がある。
【０００４】
そこで、より効果的な騒音低減手段を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、一端を閉鎖した筒形のスプールに内部空間から外周面へ貫通する周方向の複数のスリットまたは軸方向のスリットを設け、１次側通路と２次側通路との隔壁にスプール挿通孔を設けて、前記スプールをスライド自在に挿通し、前記スプールのスライド位置によりスプールの閉鎖端部と隔壁との間のスリット開口面積を調節する調整手段を設け、１次側圧力気体を前記スリットを通じて２次側へ供給し、且つ、前記調整手段により２次圧或いは流量を制御する制御弁に於いて、前記調整手段は、前記スプールがパイロット室に供給されるパイロット圧と圧縮コイルバネのバネ圧とのバランスに応じて、前記スプール挿通孔内を昇降し、該スプールのスライド位置を調整できるように構成されて成る制御弁を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の理解を深めるために図１乃至図６に示す制御弁について説明する。図１に示す手動操作制御弁１のバルブハウジング２内に収容した弁３は、中心に円穴ＣＨを開けた環状円盤４と弾性ゴム等の弾性体スペーサ５を交互に積層し、最上層に中心穴がない円盤６を載置して周方向のスリットＳR を形成したものである。
【０００８】
弾性体スペーサ５は、図２に示すように、円盤４，６の盤面とバルブシート７の周囲に一定角度間隔で放射状に配列した凹部８に装着される。図１に示すように、弁３はバルブシート７上にセットされ、上部円盤６はバルブハウジング２の上部スリーブ９に嵌合し、上部スリーブ９のネジ穴にねじ込んだハンドル付調整ネジ１０が上部円盤６のステム６ａに接している。
【０００９】
１次側管路の圧力気体は、環状円盤４の中心穴ＣＨから円盤間のスリットＳＲ  を通じて２次側へ排出されるが、円盤間のスリットＳＲ  を通過する圧力気体は、スリットＳＲ  の整流作用により断面が線状の薄い層流として全周方向へ放射状に排出され、流れを攪乱する渦流や乱流の発生が極めて少なく、気体のバルブ通過騒音は殆ど発生しない。
【００１０】
ハンドル付調整ネジ１０を時計方向へ回転すると、上部円盤６が下方へ押圧され、弾性体スペーサ５を圧縮して各円盤４，６間のスリット幅が縮小し、スリット開口面積が減少する。逆に、ハンドル付調整ネジ１０を反時計方向へ回転すれば、弁３は弾性体スペーサ５の復元力により伸長して各円盤４，６間のスリット幅が拡大し、ハンドル操作により流量を調節することができる。
【００１１】
図３は、バネオフセット制御弁１１を示し、弁１２の構造は図１に示した手動操作制御弁１と同一であるが、弁１２の上部に水平方向の隔壁１３とその上部のダイヤフラム１４によって仕切られたパイロット室１５を設け、ダイヤフラム１４の背面側に設けた圧縮コイルバネ１６により弁１２の上部円盤１７のステム１７ａを押圧して環状円盤１８間の弾性体スペーサ１９に圧力を加え、スリット幅を縮小する方向へ付勢している。
【００１２】
同図は、制御弁１１を用いたパイロット式ローディング回路の一例を示し、２次圧がパイロット弁２０の設定圧以下に低下するとパイロット弁２０が開き、パイロット弁２０を通じて１次側からより高圧のパイロット圧が制御弁１１のパイロット室１５へ供給される。そして、ダイヤフラム１４に作用するパイロット圧が圧縮コイルバネ１６のバネ力を超えると制御弁１１の弁１２のスリット幅が拡大し、２次圧が設定圧に上昇するとパイロット弁２０が閉じ、２次圧が制御される。
【００１３】
また、図３のパイロット式の回路とは異なり、制御弁１１のパイロット室１５に直接２次圧を導入して制御弁単独の制御システムとしてもよい。この制御システムにおいては、２次圧が圧縮コイルバネ１６に対向してダイヤフラム１４を押圧することにより、スリットＳＲ  の幅が２次圧と圧縮コイルバネ１６のバネ力とのバランスによって変化し、２次圧の増減に応じて１次側気体が２次側通路へ減圧して供給される。
【００１４】
図４は、パイロット操作制御弁２１を示し、弁２２は図３の制御弁１１と同様に環状円盤２３と弾性体スペーサ２４、上部円盤２５との積層構造であり、上部円盤２５のステム２５ａは、気体通路とパイロット室２６とを仕切る上部隔壁２７の穴を通じてパイロット室２６内に突出し、ダイヤフラム２８及び調圧用圧縮コイルバネ２９に接触している。
【００１５】
弁２２の上部円盤２５には表裏へ貫通する孔２５ｂを設けて、上部円盤２５の上下両面に１次圧が作用するように構成し、これにより、図３の制御弁１１とは異なり、弁２２のスリット幅は１次圧の影響をうけず、パイロット室２６に供給されるパイロット圧のみによって制御され、２次圧の制御精度が良好である。
【００１６】
図５は、パイロット操作制御弁の他の実施形態を示し、パイロット操作制御弁３１の弁３２は、中心穴がない円盤３３と弾性体スペーサ３４の積層構造であり、バルブハウジング３５内の通路を１次側と２次側とに仕切るスリーブ３６に弁３２を挿入してある。上部円盤３３に連結したステム３３ａは、上部隔壁３７の穴を通じてダイヤフラム３８及び圧縮コイルバネ３９に接触している。
【００１７】
図５及び図６に示すように、スリーブ３６には１次側の側面と２次側の側面とに弁３２のスリットＳＲ  に対応する水平方向のスリットＳ１  ，Ｓ２  が開設されている。１次側高圧気体は、スリーブ３６の１次側スリットＳ１  から弁３２のスリットＳＲ  に流入し、スリーブ３６の２次側スリットＳ２  から２次側管路へ排出される。圧力制御及び流量制御は、図４の制御弁２１と同様に、パイロット室４０へ供給するパイロット圧により弁３２のスリット幅を増減して行う。
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図７乃至図１１に従って説明する。図７に於いて４１は本発明の制御弁を示し、弁４２は上部ピストン部４３の下面に環状円盤４４と、図８に示す座金形スペーサ４５とを交互に積層して形成されている。このスリット幅固定のスプール形の弁４２は、バルブハウジング４６の１次側通路と２次側通路とを仕切る下部隔壁４７のスプール挿通穴に挿入され、上部ピストン部４３は上部隔壁４８の穴を通じてパイロット室４９へ突出している。
【００２０】
図７に示すように、弁４２のステム４２ａは、図４及び図５の制御弁と同様にダイヤフラム５０及び圧縮コイルバネ５１に連結され、１次側高圧気体は、弁４２の中心孔ＣＨから周方向のスリットＳＲ  を通じて２次側通路へ供給される。弁４２は、パイロット室４９へ供給されるパイロット圧と圧縮コイルバネ５１のバネ力とのバランスに応じて昇降し、下部隔壁４７から２次側通路に露出する弁４２のスリット開口面積をパイロット圧により増減して２次圧を制御する。
【００２１】
図９及び図１０は本発明の制御弁の他の実施形態を示し、この制御弁６１の弁６２は、底部から上下中間部に達する中心穴ＣＨから外周面へ貫通する軸方向の縦スリットＳA を放射状に配列してある。弁６２は、図７の制御弁４１と同様に、バルブハウジング６３の下部隔壁６４のスプール挿通穴に挿入され、パイロット室６５の圧力に応じて弁６２が上下にスライドし、下部隔壁６４から２次側通路に露出する弁６２のスリット面積を増減して２次圧を制御する。
【００２２】
図１１は更に他の実施形態を示し、制御弁７１の弁７２は、環状傾斜円盤７３とスペーサ７４を積層したものであり、弁７２の軸心に対してスリットＳＤ  が傾斜しており、弁７２のスライドに伴って２次側通路に露出するスリット面積が無段階に増減するので、２次圧制御の円滑性が向上する利点がある。
【００２３】
また、図示は省略するが、環状円盤を波形に形成して波形スリットの弁を形成してもよく、波形スリット弁も図１１の制御弁７１と同様にスリット面積を無段階に変化させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の制御弁は、一端を閉鎖した筒形のスプールに内部空間から外周面へ貫通する周方向の複数のスリットまたは軸方向のスリットを設け、１次側通路と２次側通路との隔壁にスプール挿通孔を設けて、前記スプールをスライド自在に挿通し、前記スプールのスライド位置によりスプールの閉鎖端部と隔壁との間のスリット開口面積を調節する調整手段を設け、１次側圧力気体を前記スリットを通じて２次側へ供給し、且つ、前記調整手段により２次圧或いは流量を制御する制御弁を上位概念とし、そして、前記調整手段は、前記スプールがパイロット室に供給されるパイロット圧と圧縮コイルバネのバネ圧とのバランスに応じて、前記スプール挿通孔内を昇降し、該スプールのスライド位置を調整できるように構成されて成る制御弁を要旨とするものである。即ち、複数のスリットが形成された筒形のスプールを有する弁はダイヤフラム及び圧縮コイルバネに連結され、１次側高圧気体が周方向のスリットを通じて２次側通路へ排出されるとき、前記スプールは、パイロット室へ供給されるパイロット圧と圧縮コイルバネのバネ力のバランスに応じてスプール挿通孔内を昇降し、該スプールのスライド位置が調整されるように構成されて成るものであるから、該スリット開口面積がパイロット圧により自然に増減して２次圧が制御され、２次圧制御の円滑性が向上する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の理解を深めるために示された手動操作制御弁の断面図。
【図２】図１の弁の水平断面図。
【図３】本発明の理解を深めるために示されたバネオフセット制御弁を用いたパイロット式圧力制御回路図。
【図４】本発明の理解を深めるために示されたパイロット操作制御弁の断面図。
【図５】本発明の理解を深めるために示されたパイロット操作制御弁の断面図。
【図６】図５の弁の水平断面図。
【図７】本発明の実施形態を示し、パイロット操作制御弁の断面図。
【図８】図７の弁の水平断面図。
【図９】本発明の他の実施形態を示し、パイロット操作制御弁の断面図。
【図１０】図９の弁の底面図。
【図１１】本発明の更に他の実施形態を示し、パイロット操作制御弁の断面図。
【符号の説明】
４１        パイロット操作制御弁
４２        弁
４３        上部ピストン部
４４        環状円盤
４５        弾性体スペーサ
４７        下部隔壁
６１        パイロット操作制御弁
６２        弁
６４        下部隔壁
７１        パイロット操作制御弁
７２        弁
７３        傾斜円盤
ＳR         周方向スリット
ＳA         軸方向スリット
ＳD         傾斜スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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