(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁棒(5)のピストン(7)より上方に突出した部分に設けられた環状溝(15)に、２つ割の割リング(21)が嵌め被せられ、割リング(21)の外周に設けられた環状凹部(24)にＣリング(22)の内周部が嵌め被せられており、弁棒(5)上端部に設けられたピストン(7)を流体圧により上下させることにより流路を開閉させる流体制御器において、
割リング(21)の厚みが弁棒(5)の環状溝(15)の幅よりも大きくなされて、割リング(21)のピストン(7)に接している部分の内周に、環状溝(15)に嵌め入れられている環状凸部(23)が設けられており、環状凹部(24)は、割リング(21)のピストン(7)に接している部分の外周に設けられていることを特徴とする流体制御器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体制御器に関し、特に、弁棒を上下させるのに流体圧を用いる流体制御器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弁棒上端部に設けられたピストンを流体圧により上下させることにより流路を開閉させる流体制御器は、従来より知られている。図３はその一例を示すもので、流体制御器は、弁本体(1) と、弁本体(1) 上端部に固定されたボンネット(2) と、ボンネット(2) 上端部に固定されかつ上向きに開口したシリンダ(3) と、シリンダ(3) に被せられたシリンダヘッド(4) と、下部が弁本体(1) 内に、中間部がボンネット(2) 内に、上部がシリンダ(3) 内にある円柱状弁棒(5) と、弁棒(5) 下端部に設けられた弁体(6) と、弁棒(5) 上端部に設けられたピストン(7) と、弁棒(5) 中間部に固定された環状フランジ(8) およびボンネット(2) の頂壁に受け止められて弁棒(5) を下方に付勢する圧縮コイルばね(9) とを備えている。
【０００３】
この流体制御器は、通常状態では、圧縮コイルばね(9) の弾性力により弁棒(5) が下方に押し下げられて入口通路(10)と出口通路(11)との連通路(12)は遮断されており、シリンダ(3) に設けられた作動流体流入通路(13)から流体を流入し、この流体がシリンダ室(14)内に入って、ピストン(7) を押し上げることにより、入口通路(10)と出口通路(11)との連通路(12)が開放されるものである。
【０００４】
弁棒(5) とピストン(7) との結合は、弁棒(5) のピストン(7) より上方に突出した部分に設けられた環状溝(15)に、例えばＥリング(16)が嵌め入れられることにより行われている。
【０００５】
図４は、弁棒(5) とピストン(7) との結合部を拡大して示すもので、Ｅリング(16)は、Ｃ状体(17)と、これの内周に一体に設けられて先端部が環状溝(15)に嵌め入れられている３つの爪(18)とよりなる。
【０００６】
また、Ｅリング(16)に代えて、Ｕリングが用いられることもある。図５は、そのＵリング(19)を示すもので、Ｕリング(19)の二股状部(20)の基部が、弁棒(5) に設けられた環状溝(15)に嵌め入れられている。
【０００７】
Ｅリング(16)およびＵリング(19)は、ともにばね性を有しており、その開口を広げることにより、弁棒(5) に差し込み可能であり、差込み後は、開口が縮まり、リング(16)(19)の抜止めが果たされる。このようにして、弁棒(5) とピストン(7) とが結合され、ピストン(7) に働く流体圧がリング(16)(19)を介して弁棒(5) に伝達される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の流体制御器では、規定の圧力より大きな圧力がかかった場合、ピストンに働く流体圧に伴うせん断力により、弁棒とピストンとを結合するＥリングやＵリングが破損するという問題があった。リングの材質を変更することによって、強度アップを図ろうとしても、ばね性を有していなければならないという制約からリングの材料を自由に選択できないため、弁棒とピストンとの結合部の耐久性向上には限界があった。
【０００９】
この発明の目的は、弁棒とピストンとの結合部の耐久性を向上させた流体制御器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による流体制御器は、弁棒のピストンより上方に突出した部分に設けられた環状溝に、２つ割の割リングが嵌め被せられ、割リングの外周に設けられた環状凹部にＣリングの内周部が嵌め被せられており、弁棒上端部に設けられたピストンを流体圧により上下させることにより流路を開閉させる流体制御器において、割リングの厚みが弁棒の環状溝の幅よりも大きくなされて、割リングのピストンに接している部分の内周に、環状溝に嵌め入れられている環状凸部が設けられており、環状凹部は、割リングのピストンに接している部分の外周に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
割リングの内径は、環状溝の径にほぼ等しくされる。リングにかかるせん断応力は、（ピストンにかかる荷重）÷（リングの弁棒に接触している部分の断面積）で表されるが、リングの弁棒に接触している部分の断面積は、Ｅリングでは、環状溝の水平断面の面積×０．３５〜０．４５程度、Ｕリングでは、環状溝の水平断面の面積×０．５〜０．５５程度であり、これに対して、本発明の割リングでは、環状溝の水平断面の面積×０．９〜１．０程度とすることができる。したがって、本発明によると、割リングにかかるせん断応力が減少し、弁棒とピストンとの結合部の強度を大きくすることができる。
【００１２】
割リングは、ばね性を保持している必要はないので、せん断力に対する強度を有している材料とできる。これにより、リングの破壊強度を大きくすることができ、上記割リングの形状の効果とあいまって、弁棒とピストンとの結合部の耐久性をより一層向上することができる。Ｃリングは、市販のものでよく、割リング外周の環状凹部の径を既存のＣリングに対応させることにより、市販のＣリングが使用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
この発明の流体制御器は、図３に示した流体制御器を対象とし、弁棒とピストンとの結合部の耐久性を改良したもので、図１および図２は、その要部を示している。
【００１５】
図１および図２に示すように、弁棒(5) のピストン(7) より上方に突出した部分に、２つ割の割リング(21)が嵌め被せられ、割リング(21)にＣリング(22)が嵌め被せられている。
【００１６】
割リング(21)のピストン(7)に接している部分の内周に、弁棒(5)のピストン(7)より上方に突出した部分に設けられた環状溝(15)に嵌め入れられている環状凸部(23)が設けられ、割リング(21)のピストン(7)に接している部分の外周に、Ｃリング(22)の内周部が嵌め入れられている環状凹部(24)が設けられている。
【００１７】
弁棒(5) のピストン(7) より上方に突出した部分の外径は６ｍｍ、環状溝(15)の径は４ｍｍで、その幅は０．６ｍｍである。割リング(21)は、ＳＵＳ３０３製であり、全厚が１．０ｍｍ、環状凸部(23)の厚みが０．６ｍｍ、環状凹部(24)の幅が０．７ｍｍとされ、外径が６ｍｍ、環状凹部(24)の径が５．７ｍｍ、内径が４．１ｍｍ、環状凸部(23)の径が３ｍｍとされている。また、Ｃリング(22)は、呼び８の市販の規格品である。
【００１８】
シリンダ(3) とピストン(7) とによって形成されたシリンダ室(14)内に流体を流入させると、ピストン(7) に上向きの力が加わり、この力が割リング(21)を介して弁棒(5) に伝達される。このさい、割リング(21)の環状凸部(23)には、大きいせん断力が掛かる。上記構成によると、割リング(21)の弁棒(5) に接触している部分（＝環状凸部(23)）の断面積の増加により、割リング(21)にかかるせん断応力が減少し、この効果に、割リング(21)の材質変更および割リング(21)の全厚の増加による割リング(21)の強度アップが加わり、弁棒(5) とピストン(7) との結合部の耐久性が向上する。
【００１９】
表１は、この発明による流体制御器と従来のＥリングおよびＵリングを用いたものとの比較結果を示すもので、この表から、この発明による流体制御器における弁棒(5) とピストン(7) との結合部におけるせん断応力が従来のものに比べて減少しており、これに伴って耐久性が従来のものに比べて大幅に向上していることがわかる。
【００２０】
【表１】
0003837624.tif 000002
なお、上記構成は、弁棒上端部に設けられたピストンを流体圧により上下させることにより流路を開閉させる流体制御器であれば、図３に示したもの以外の構成の流体制御器に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による流体制御器の要部を示す縦断面図である。
【図２】同横断面図である。
【図３】従来の流体制御器を示す縦断面図である。
【図４】従来の流体制御器の要部を示す縦断面図である。
【図５】他の従来の流体制御器の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
(5)     弁棒
(7)     ピストン
(15)    環状溝
(21)    割リング
(22)    Ｃリング
(23)    環状凸部
(24)    環状凹部
【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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