(57)【要約】【課題】弁体の開閉動作を適切に緩やかにして配管の破損を防止することができ、さらに、圧縮空気用の配管における部品点数を少なくすることにより、配管作業を簡素化して機器トラブルを抑制することができる技術を提供する。【解決手段】圧縮空気を用いてピストンを往復動させることにより、ピストンに連結された弁体を開閉させて配管内の流体の流通を制御するエアー駆動式のピストン弁であって、圧縮空気を供給および排出する圧縮空気出入口に、圧縮空気の流量を調整して弁体の開閉動作を緩やかにする流量調整弁が設けられており、流量調整弁が、圧縮空気出入口において圧縮空気の供給時および排出時の流量を調整するスロットル弁であるエアー駆動式のピストン弁。【選択図】図２
2016070366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を用いてピストンを往復動させることにより、前記ピストンに連結された弁体を開閉させて配管内の流体の流通を制御するエアー駆動式のピストン弁であって、
前記圧縮空気を供給および排出する圧縮空気出入口に、前記圧縮空気の流量を調整して前記弁体の開閉動作を緩やかにする流量調整弁が設けられており、
前記流量調整弁が、前記圧縮空気出入口において前記圧縮空気の供給時および排出時の流量を調整するスロットル弁であることを特徴とするエアー駆動式のピストン弁。
【請求項２】
空気入りタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫機の内圧配管におけるガス回収系統に用いられるピストン弁であることを特徴とする請求項１に記載のエアー駆動式のピストン弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を用いてピストンを往復動させることにより弁体を開閉させて配管内の流体の流通を制御するエアー駆動式のピストン弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気入りタイヤ用の加硫機におけるガス回収系統等の内圧配管などには、エアー駆動式のピストン弁（以下、単に「ピストン弁」とも言う）が設けられている。このエアー駆動式のピストン弁は、電磁弁などを用いて圧縮空気の供給、排出を切り替えてピストンを往復動させることにより、ピストンに連結された弁体を開閉させて配管内を流通する流体の流れを制御している（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
しかし、このピストン弁の開閉動作により配管内の流体の流れが急激に変化した場合、流体の運動エネルギーがピストン弁や周囲の配管への圧力エネルギーに変化し、ウォーターハンマやサージ圧が生じて周囲の配管に衝撃を加えることがある。このような衝撃が繰り返し加えられると、ピストン弁の周辺の配管が破損する恐れがある。
【０００４】
そこで、圧縮空気の供給、排出時の流量を調整して弁体の開閉動作を緩やかにする必要があるが、スロットルチェック弁などの一般的な流量調整弁は、圧縮空気の供給若しくは排出の何れか一方の流量しか調整することができないため、圧縮空気供給側のメータイン回路と、排出側のメータアウト回路の双方の回路に設けることにより圧縮空気の全体的な流量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１４４１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−４０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、圧縮空気の供給配管と排出配管の両方にスロットルチェック弁を設けて流量調整用の回路を形成した場合、圧縮空気用の配管における部品点数が増え、配管に関する作業が煩雑になったり、機器トラブルが増加したりする恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、弁体の開閉動作を適切に緩やかにして配管の破損を防止することができ、さらに、圧縮空気用の配管における部品点数を少なくすることにより、配管作業を簡素化して機器トラブルを抑制することができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
圧縮空気を用いてピストンを往復動させることにより、前記ピストンに連結された弁体を開閉させて配管内の流体の流通を制御するエアー駆動式のピストン弁であって、
前記圧縮空気を供給および排出する圧縮空気出入口に、前記圧縮空気の流量を調整して前記弁体の開閉動作を緩やかにする流量調整弁が設けられており、
前記流量調整弁が、前記圧縮空気出入口において前記圧縮空気の供給時および排出時の流量を調整するスロットル弁であることを特徴とするエアー駆動式のピストン弁である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、
空気入りタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫機の内圧配管におけるガス回収系統に用いられるピストン弁であることを特徴とする請求項１に記載のエアー駆動式のピストン弁である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弁体の開閉動作を適切に緩やかにして配管の破損を防止することができ、さらに、圧縮空気用の配管における部品点数を少なくすることにより、配管作業を簡素化して機器トラブルを抑制することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のエアー駆動式のピストン弁を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るエアー駆動式のピストン弁を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るエアー駆動式のピストン弁を説明する。
【００１４】
１．従来のピストン弁
先ず、従来のピストン弁について説明する。
【００１５】
図１は従来のピストン弁を示す縦断面図である。図１に示すように、従来のピストン弁５０は、電磁弁（図示省略）を用いてシリンダ部５２内への圧縮空気の供給、排出を切替えることによりピストン６２を往復動させることができる。このピストン６２の往復動により、ピストンロッド６４を介してピストン６２に連結された弁体７６を開閉させて弁部５６内に供給された流体の流通を制御している。なお、図１中の６０は圧縮空気出入口であり、６６はスプリングであり、７８は弁座である。
【００１６】
しかし、上記したように、このようなピストン弁５０においては、弁体７６の開閉動作が急に行なわれるため、弁部５６に接続された配管内の流体の流れが急激に変化する。この結果、ウォーターハンマやサージ圧などが発生して周囲の配管に衝撃が加わり配管が破損する恐れがあった。
【００１７】
このため、圧縮空気出入口６０に接続される圧縮空気の供給側と排出側の両方の配管（図示省略）にスロットルチェック弁などを設けて流量調整用の回路を形成していたが、圧縮空気用の配管における部品点数の増加が避けられなかった。
【００１８】
２．本実施の形態に係るピストン弁
（１）本実施の形態に係るピストン弁の概要
図２は本実施の形態に係るピストン弁を示す縦断面図である。本実施の形態に係るピストン弁１０は、上記した従来のピストン弁５０と同様に、圧縮空気を用いてピストン２２を往復動させることにより弁体３６を開閉させて配管内の流体の流通を制御する。
【００１９】
しかし、本実施の形態においては、圧縮空気出入口２０に、圧縮空気の流量を調整して弁体の開閉動作を緩やかにする流量調整弁が設けられており、この流量調整弁が圧縮空気の供給時および排出時の流量を調整するスロットル弁４０であることを特徴とする。
【００２０】
このスロットル弁４０の先端を対向壁面４２に近接、離間させることにより、圧縮空気出入口２０における圧縮空気の流量を調整することができるため、弁体３６の開閉動作を緩やかにして流体の流れの急激な変化を抑制することができる。この結果、弁体３６の開閉時にウォーターハンマやサージ圧などが発生して周囲の配管を破損させることを適切に防止することができる。
【００２１】
そして、圧縮空気出入口２０にスロットル弁４０を設けることにより、上記したスロットルチェック弁と異なり、圧縮空気出入口２０において１つの弁で圧縮空気の供給時および排出時の両方の流量を調整することができるため、従来のピストン弁のように圧縮空気の供給側や排出側の配管に流量調整用の複雑な回路を形成する必要がなく、簡素な構造にすることができる。この結果、圧縮空気用の配管における部品点数を減らして、配管作業の簡素化や機器トラブルの抑制を図ることができる。
【００２２】
（２）本実施の形態に係るピストン弁の具体的な構成
以下、スロットル弁４０の具体的な構成を含めた本実施の形態に係るピストン弁１０をより具体的に説明する。
【００２３】
図２に示すように、本実施の形態に係るピストン弁１０は、圧縮空気が供給されるシリンダ部１２と、周囲の配管から供給される流体の流れを制御する弁部１６とから構成されている。
【００２４】
シリンダ部１２の上部には圧縮空気出入口２０が設けられており、内部には円盤状のピストン２２が収容されている。ピストン２２は、外周面がシリンダ部１２の内周面と接触しており、底面に棒状のピストンロッド２４が取付けられている。また、ピストンロッド２４にはピストン２２を上方に付勢するためのスプリング２６が外装されている。
【００２５】
ピストンロッド２４は、弁部１６内まで延びており、弁部１６内に設けられた弁座３８の開口部３９に挿通されている。そして、ピストンロッド２４の先端には、弁体３６が取付けられており、弁体３６とピストン２２とがピストンロッド２４を介して連結されている。これにより、圧縮空気の供給、排出によるピストン２２の往復動に伴って弁体３６が弁座３８に近接、離間することにより弁部１６内の流体の流れが制御される。
【００２６】
即ち、圧縮空気出入口２０からシリンダ部１２内に圧縮空気が供給されると、ピストン２２が下降し、弁体３６が弁座３８から離間することにより、弁部１６内に供給された流体が弁座３８の開口部３９を通って下流側に流れるように流路が形成される。一方、シリンダ部１２内から圧縮空気が排出されると、スプリング２６によりピストン２２が上昇し、弁体３６と弁座３８とが接触することにより開口部３９が塞がれて弁部１６内に供給された流体が堰き止められる。
【００２７】
上記したように、本実施の形態に係るピストン弁１０は、圧縮空気出入口２０に、流量調整弁としてのスロットル弁４０が設けられており、このスロットル弁４０により、圧縮空気出入口２０において圧縮空気の供給時および排出時の流量が調整されるように構成されているため、上記した弁体３６の開閉動作の切替え速度を緩やかにすることができる。
【００２８】
即ち、スロットル弁４０には調整ネジ４１が取付けられており、調整ネジ４１を回転させることにより、スロットル弁４０の先端を対向壁面４２に対して近接若しくは離間させることができる。このとき、スロットル弁４０の先端を対向壁面４２に近接させることにより圧縮空気出入口２０における圧縮空気の流量を少なくすることができ、離間させることにより圧縮空気出入口２０における圧縮空気の流量を多くすることができる。
【００２９】
このように、スロットル弁４０を用いて圧縮空気出入口２０における圧縮空気の流量を調整することにより、弁体３６の開閉動作を緩やかにして、弁部１６に接続された配管内の流体の流れが急激に変化することを抑制することができる。この結果、ウォーターハンマやサージ圧などの発生を抑制して、周囲の配管が破損することを防止することができる。
【００３０】
そして、供給時および排出時の何れにおいても圧縮空気が通過する圧縮空気出入口２０において、圧縮空気の流量を調整することができるため、従来のピストン弁のように、圧縮空気の供給側と排出側の両側の配管に流量調整のための複雑な回路を設ける必要がなく、圧縮空気用の配管を簡素な構造にすることができる。この結果、圧縮空気用の配管における部品点数を減らして、配管作業の簡素化や機器トラブルの抑制を図ることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態に係るピストン弁は、空気入りタイヤの加硫成形に用いられるタイヤ加硫機の内圧配管におけるガス回収系統に用いた場合、より顕著な効果を発揮させることができる。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
【００３３】
１．試験条件
図１に示す従来のピストン弁５０（比較例）と、図２に示す本実施の形態に係るピストン弁１０（実施例）を流路配管に接続し、それぞれのピストン弁１０、５０の上流側と下流側に圧力計を設置し、弁体３６、７６の開閉による流路切替え時に生じた圧力の変動を測定した。
【００３４】
なお、比較例のピストン弁５０においては、弁体７６の開閉動作が完了した時点で電磁弁を用いて圧縮空気の供給、排出を切替えた。一方、実施例のピストン弁１０においては、弁体３６の開閉動作が緩やかになるように、スロットル弁４０を用いて圧縮空気の流量を調整しながら圧縮空気の供給、排出を切替えて弁体３６の開閉動作を行った。
【００３５】
２．結果
圧力計の測定結果より、実施例のピストン弁１０の方が、比較例のピストン弁５０よりも流路切替え時の圧力上昇速度が大幅に小さくなり、流体の流れの急激な変化を抑制できることが確認できた。そして、ウォーターハンマやサージ圧などの発生も確認されず、実施例のピストン弁１０では配管の破損を適切に防止できることが確認できた。
【００３６】
さらに、実施例のピストン弁１０のように、圧縮空気出入口２０に設けられたスロットル弁４０を用いて、圧縮空気出入口２０における圧縮空気の流量を調整することにより、圧縮空気の供給側および排出側の配管に流量調整用の回路を設ける必要がなくなり、圧縮空気用の配管における部品点数を少なくして、配管作業の簡素化や機器トラブルの抑制を図ることができることが確認できた。
【００３７】
以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０、５０          ピストン弁
１２、５２          シリンダ部
１６、５６          弁部
２０、６０          圧縮空気出入口
２２、６２          ピストン
２４、６４          ピストンロッド
２６、６６          スプリング
３６、７６          弁体
３８、７８          弁座
３９                弁座の開口部
４０                スロットル弁
４１                調整ネジ
４２                対向壁面
【図１】
2016070366.tif 000003
【図２】
2016070366.tif 000004