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Title:
FLUID CONTROLLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/093529
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a fluid controller of which the vibration-proof performance is improved without affecting its pressure control operation. A valve element (4) is moved relative to a valve seat (3) due to a change in balance between the fluid pressure applied to a diaphragm (10) and the elastic force by a pressure setting spring (13), whereby the fluid pressure is controlled. A vibration-proof member (17) is disposed on a disk-like movable member (12) moving integrally with the diaphragm (10). The vibration-proof member (17) has a weight interposed between elastic bodies built in a casing.

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Inventors:
KOYOMOGI MUTSUNORI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/050317
Publication Date:
August 07, 2008
Filing Date:
January 15, 2008
Export Citation:
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Assignee:
FUJIKIN KK (JP)
KOYOMOGI MUTSUNORI (JP)
International Classes:
F16K17/04; F16K17/30; F16K47/02
Foreign References:
JPH0413586B21992-03-10
JP2005199391A2005-07-28
JPH10272376A1998-10-13
JPH06305563A1994-11-01
JPH01182647A1989-07-20
JPH10339354A1998-12-22
Attorney, Agent or Firm:
HIBI, Norihiko et al. (3rd Floor Inaba Building,13-18, Nishishinsaibashi 1-chome,Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 86, JP)
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Claims:
 流体制御器内部を弁室と調節室とに仕切るダイヤフラムと、弁室に設けられた弁座および弁体と、調節室に設けられた圧力設定ばねとを含み、ダイヤフラムにかかる流体圧力と圧力設定ばねによる弾性力とのバランスの変化によって、弁体が弁座に対して移動することで流体の圧力が制御される流体制御器において、ダイヤフラムと一体となって移動する可動部材に、防振部材が配置されており、防振部材は、弾性体間に介在させられたおもりをケーシングに内蔵していることを特徴とする流体制御器。
防振部材は、ケーシングと、ケーシング底壁側に配置された第1コイルばねと、ケーシング頂壁側に配置された第2コイルばねと、両コイルばね間に介在させられたおもりとを有している請求項1の流体制御器。
防振部材は、ケーシングと、ケーシング内に密封されたジェルと、ジェル内に挿入されて底壁側および頂壁側からジェルに挟まれたおもりとを有している請求項1の流体制御器。
 可動部材は、円盤状の形状を有している請求項1に記載の流体制御器。
 防振部材は、ドーナツ型形状を有している請求項1から3までのいずれかに記載の流体制御器。
 防振部材は、周方向に沿って複数個に分割されている請求項5に記載の流体制御器。
 防振部材は、円盤状可動部材に、周方向に所定間隔に配置されることを特徴とする請求項請求項1から3までのいずれかに記載の流体制御器。
Description:
流体制御器

 この発明は、減圧弁などと称されている 体制御器に関し、特に、その防振性を向上 せた流体制御器に関する。

 流体制御器の振動抑制機構として、特許文 1には、流体制御器内部を弁室と調節室とに 仕切るダイヤフラムの弁室側に、弁座および 弁体が設けられ、同調節室側に、圧力設定ば ねが設けられている流体制御器において、ダ イヤフラムと圧力設定ばねとの間に、全体と してのばね定数および重量を変化させる防振 用スプリングを介装させることが開示されて いる。

特公平4-13586号公報(第1図)

 上記特許文献1の流体制御器では、防振用 スプリングの追加は、圧力設定ばねの仕様を 変更することと同等の作用を奏し、ダイヤフ ラムの開閉すなわち圧力制御動作に影響を与 えるという問題があった。

 この発明の目的は、圧力制御動作に影響 与えることなく、防振性を向上させた流体 御器を提供することにある。

 この発明による流体制御器は、流体制御 内部を弁室と調節室とに仕切るダイヤフラ と、弁室に設けられた弁座および弁体と、 節室に設けられた圧力設定ばねとを含み、 イヤフラムにかかる流体圧力と圧力設定ば による弾性力とのバランスの変化によって 弁体が弁座に対して移動することで流体の 力が制御される流体制御器において、ダイ フラムと一体となって移動する可動部材に 防振部材が配置されており、防振部材は、 性体間に介在させられたおもりをケーシン に内蔵していることを特徴とするものであ 。

 ダイヤフラムは、例えば、外周縁部近く 環状の凸部を有する略円板状とされ、その 周縁部が流体制御器のケーシングに固定さ 、この外周縁部を除く部分が可動部とされ 。

 可動部材は、例えば、円盤状でかつダイ フラムの可動部の外径とほぼ同じ大きさの 径を有しているものとされ、中央部が圧力 定ばねの受け部とされ、ダイヤフラムの環 の凸部に対応する部分に、防振部材が固定 れる。

 防振部材は、ドーナツ型形状とされて1つ だけ使用されることがあり、全体としてドー ナツ型形状でかつ周方向に沿って複数個に分 割されていることもある。また、複数個使用 されて、それらが周方向に所定間隔で配置さ れることもある。周方向に所定間隔に配置さ れる場合、防振部材の数は、2,4,8などとされ 。

 弾性体は、おもりの振動に追随して振動 るものであればよく、コイルばねのような 全弾性体であってもよく、また、ジェルと されている粘弾性体であってもよい。おも の形状は、角柱状、円柱状、環状、球など される。ケーシングの形状は、断面方形ま は円形のドーナツ型形状とされたり、角筒 、円筒状などとされる。

 防振部材の固有振動数は、ダイヤフラム よび可動部材を含む可動部の固有振動数に 応するように調整され、これにより、ダイ フラムの振動(高周波振動)に応じて、防振 材が振動し、両者の振動が打ち消し合うこ で振動が低減される。圧力制御動作は、低 波の動きであるので、防振部材の振動によ て、圧力制御動作機能が低下することはな 。こうして、流体制御器の本来機能(減圧作 のための圧力制御動作機能)を損なうことな く、共振が防止され、これにより、低流量域 から大流量域までの広い範囲で適正な調整が できる流体制御器が得られる。なお、上記の 防振作用は、摩擦によって振動を吸収するも のではないので、摩擦により動作感度が低下 することはなく、流体制御器の小型化によっ てダイヤフラムの受圧面積が減少する場合で あっても、小型化と高性能化の両立が可能と なる。

 防振部材は、ケーシング、ケーシング底 側に配置された第1コイルばね、ケーシング 頂壁側に配置された第2コイルばね、両コイ ばね間に介在させられたおもりからなるも とされることがあり、また、防振部材は、 ーシングと、ケーシング内に密封されたジ ルと、ジェル内に挿入されて底壁側および 壁側からジェルに挟まれたおもりとを有し いるものとされることがある。

 いずれの場合でも、おもりの特性(重量な ど)と弾性体の特性(コイルばねのばね定数、 ェルの剛性および粘性など)とを変更するこ とにより、防振部材の周波数(共振を防ぐ周 数)を容易に設定することができる。

 この発明の流体制御器によると、防振部 は、弾性体間に介在させられたおもりをケ シングに内蔵させた構成とされているので 防振部材自体はダイヤフラムに直接弾性力 作用させることはなく、したがって、圧力 御動作に影響を与えることなく、防振性を 上させることができる。

図1は、この発明による流体制御器の実 施形態を示す断面図で、通常状態(低圧状態) 示している。 図2は、この発明による流体制御器の実 施形態を示す断面図で、流入流体圧力が高圧 となった状態を示している。 図3は、防振部材の斜視図である。 図4は、防振部材の1例を示す断面図で る。 図5は、防振部材の他の例を示す断面図 である。 図6は、防振部材のさらに他の例を示す 断面図である。 図7は、防振部材のさらに他の例を示す 断面図である。

符号の説明

(1)     流体制御器
(3)     弁座
(4)     ポペット(弁体)
(8)     弁室
(9)     調節室
(10)    ダイヤフラム
(12)    可動部材
(13)    圧力設定コイルばね
(17)    防振部材
(21)(31)  ケーシング
(22)(32)  第1コイルばね
(23)(33)  第2コイルばね
(24)(34)  おもり
(26)(36)  ケーシング
(27)(37)  ジェル
(28)(38)  おもり

 この発明の実施の形態を、以下図面を参 して説明する。以下の説明において、上下 よび左右は、図の上下および左右をいうも とする。

 図1から図4までは、この発明の流体制御 の1実施形態を示している。

 図1および図2に示すように、流体制御器(1 )は、流体流入通路(高圧流体流入通路)(2a)お び流体流出通路(低圧流体流出通路)(2b)を有 ている弁箱(2)と、流体流入通路(2a)の上向き 口の周縁に設けられた環状弁座(3)と、流体 入通路(2a)内に移動可能に配置されかつ環状 弁座(3)に押圧(閉方向に移動)または離間(開方 向に移動)されて流体流入通路(2a)を開閉する ペット(弁体)(4)と、流体流入通路(2a)内に配 されてポペット(4)を上向きに付勢するポペ ト付勢コイルばね(5)と、弁箱(2)の上端部に ット(7)によって下端部が固定されたケーシ グ(6)と、弁箱(2)およびケーシング(6)によっ 形成された略円柱状空間を下側の弁室(8)と 側の調節室(9)とに分けるダイヤフラム(10)と 、弁室(8)内に弁座(3)開口から流体流出通路(2b )開口に通じる通路を形成する通路形成部材(1 1)と、ダイヤフラム(10)の上面にダイヤフラム (10)と一体となって上下移動するように取り けられた円盤状可動部材(12)と、可動部材(12) とケーシング(6)上端部に移動可能に配置され たばね押さえ(14)との間に介装された圧力設 コイルばね(13)と、ケーシング(6)上端部に取 付けられてばね押さえ(14)を上下移動させる 調節ねじ(15)と、調節ねじ(15)を上下移動させ ハンドル(16)とを備えている。

 ダイヤフラム(10)は、例えば、外周縁部近 くに環状の凸部(10a)を有する略円板状とされ その外周縁部がケーシング(6)下端面と通路 成部材(11)上面とによって挟持されている。 ダイヤフラム(10)は、外周縁部を除く部分が 動部とされており、可動部材(12)は、ダイヤ ラム(10)の可動部の外径とほぼ同じ大きさの 外径を有しかつ底面形状がダイヤフラム(10) 沿うように形成されており、その中央部が まされて圧力設定ばね(13)の受け部とされ、 イヤフラム(10)の環状の凸部(10a)に対応する 分に、防振部材(17)が固定されている。

 図1および図2において、可動部材(12)以外 構成は、公知の減圧弁と同じ構成とされて り、その減圧の原理も公知のものである。 なわち、図1は、流体流入通路(2a)側の流体 力が通常(低圧)の状態を示すもので、圧力設 定コイルばね(13)の下向きの付勢力とポペッ 付勢コイルばね(5)および流体圧力による上 きの付勢力とが、ポペット(4)およびダイヤ ラム(10)が押し下げられた状態で釣り合って る。そして、図2は、流体流入通路(2a)側の 体圧力が高圧の状態を示すもので、圧力設 コイルばね(13)の下向きの付勢力とポペット 勢コイルばね(5)および流体圧力による上向 の付勢力とが、ポペット(4)およびダイヤフ ム(10)が押し上げられた状態で釣り合ってお り、ポペット(4)が弁座(3)開口を閉鎖している ことで、高圧の流体の流入が停止し、流体流 出通路(2b)へは減圧された流体が送り出され 。

 このような減圧作用を奏する流体制御器( 1)では、高圧流体が大流量で流体流入通路(2a) に流入した場合、圧力設定コイルばね(13)が 体圧の変動に共振し、安定した制御ができ くなることから、共振を防止することが課 となっている。そこで、この発明の流体制 器(1)では、この共振防止のために、可動部 (12)および防振部材(17)が付加されている。

 防振部材(17)は、図3および図4に拡大して すように、断面方形のドーナツ型形状のケ シング(31)と、ケーシング(31)の底壁(31a)に下 端が固定された第1コイルばね(32)と、ケーシ グ(31)の頂壁(31b)に上端が固定された第2コイ ルばね(33)と、両コイルばね(32)(33)間に介在さ せられた金属製環状おもり(34)とからなる。 コイルばね(32)(33)は、ケーシング(31)の外径 りも若干径が小さいものとされて、1つだけ 用されている。図示省略するが、各コイル ね(32)(33)は、ケーシング(31)の内径と外径と 距離の差にほぼ等しい大きさの径とされて 周方向に複数配置するようにしてもよい。

 流体圧が変動することによって、ダイヤ ラム(10)にこれを振動させるような外力が作 用すると、ダイヤフラム(10)およびこれと一 の可動部材(12)が振動する。防振部材(17)は、 そのケーシング(21)が可動部材(12)と一体に振 し、そのおもり(34)がケーシング(31)内でケ シング(31)に対して振動する。ここで、防振 材(17)の固有振動数は、ダイヤフラム(10)を む可動部全体の固有振動数に等しくなるよ に設定され、この結果、ダイヤフラム(10)を む可動部全体の振動の振幅を小さくするこ ができ、安定した制御が可能となる。

 防振部材(17)は、弾性体(32)(33)間に介在さ られたおもり(34)をケーシング(31)に内蔵さ たものであれば、上記以外の構成とするこ もでき、防振部材(17)は、例えば、図5に示す ように、断面方形のドーナツ型形状のケーシ ング(36)と、ケーシング(36)内に密封されたジ ル(37)と、ジェル(37)内に挿入されて底壁側 よび頂壁側からジェル(37)に挟まれた金属製 状おもり(38)とからなるものとされる。この 場合でも、防振部材(17)の固有振動数をダイ フラム(10)を含む可動部全体の固有振動数に しくなるように設定することにより、ダイ フラム(10)を含む可動部全体の振動の振幅を 小さくすることができ、安定した制御が可能 となる。

 また、防振部材(17)は、1つに限られるも ではなく、図示省略するが、図4および図5に 示したそれぞれのタイプについて、全体とし てドーナツ型形状でかつ周方向に分割された 複数(2~8程度)の扇形状部分からなるようにし もよい。この場合、コイルばねを使用する イプでは、各扇形状部分ごとにそれぞれ第1 および第2コイルばねが配置される。

 防振部材(17)は、周方向に所定間隔に(例 ば、90°おきに計4つ)配置されるようにして よく、この場合、1つの防振部材(17)は、図6 示すように、上下が閉鎖された円筒状ケー ング(21)と、ケーシング(21)の底壁(21a)に下端 固定された第1コイルばね(22)と、ケーシン (21)の頂壁(21b)に上端が固定された第2コイル ね(23)と、両コイルばね(22)(23)間に介在させ れた金属製短円柱状おもり(24)とからなるも のとされる。1つの防振部材(17)は、また、図7 に示すように、円筒状ケーシング(26)と、ケ シング(26)内に密封されたジェル(27)と、ジェ ル(27)内に挿入されて底壁側および頂壁側か ジェル(27)に挟まれた金属製短円柱状おもり( 28)とからなるものとされることもある。

 この発明の流体制御器によると、圧力制 動作に影響を与えることなく、防振性を向 させることができるので、減圧弁などの流 制御器の性能向上に寄与することができる