| 【発明の名称】 |
弁構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】廣瀬 茂男
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| 【要約】 |
【課題】密閉すべき空間内の圧力に係らず予め定められた圧力でもって開弁する弁構造を提供する。
【解決手段】流体を収容するための流体収容空間を備えた本体と、流体収容空間内に流体を導入するための流体導入開口とを具備し、流体導入開口を付勢力により閉鎖する。流体収容空間内の流体圧が高くなると付勢力が小さくなるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流体を収容するための流体収容空間を備えた本体と、前記流体収容空間内に流体を導入するための流体導入開口と、該流体導入開口を閉鎖するための閉鎖手段とを具備し、該閉鎖手段が前記流体導入開口を閉鎖するように付勢されている弁構造において、前記流体収容空間内の流体圧が高くなると前記閉鎖手段を付勢する付勢力が小さくなるようにした弁構造。
【請求項２】 前記本体の壁が前記流体収容空間内の流体の圧力が高くなると伸び、該本体の壁の伸びにより前記付勢力が小さくなるようにした請求項１に記載の弁構造。
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【発明の詳細な説明】【発明の属する技術分野】本発明は弁構造に関する。
【従来の技術】圧縮空気を内部に保持するためのアキュムレータが知られている。このアキュムレータ内に空気を導入するためにアキュムレータの開口が空気ポンプに接続されるが、この空気ポンプがピストン運動により断続的に空気を圧縮するタイプである場合には空気ポンプ内の圧力が低下したときにアキュムレータの開口を閉鎖し、アキュムレータ内を密閉する弁が必要である。
【発明が解決しようとする課題】ところで上記弁がバネ等により或る一定の付勢力でもって弁を閉弁するタイプである場合には該バネの付勢力にアキュムレータ内に保持されている空気の圧力とアキュムレータの外の大気圧との差圧を合わせた力が当該弁を閉弁している閉弁力であってアキュムレータ内に空気を導入するときに弁を開弁するのに必要な開弁力である。従ってアキュムレータ内に空気が導入し続けられ、アキュムレータ内の圧力が徐々に増大すると、弁の閉弁力または開弁力も大きくなる。このため空気ポンプの圧縮圧を徐々に高めない限り、アキュムレータ内へ空気を導入することができないという不具合いが生じる。そこで本発明の目的は密閉すべき空間内の圧力に係らず予め定められた圧力でもって開弁する弁構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために一番目の発明によれば流体を収容するための流体収容空間を備えた本体と、前記流体収容空間内に流体を導入するための流体導入開口と、該流体導入開口を閉鎖するための閉鎖手段とを具備し、該閉鎖手段が前記流体導入開口を閉鎖するように付勢されている弁構造において、前記流体収容空間内の流体圧が高くなると前記閉鎖手段を付勢する付勢力が小さくなるようにする。即ち流体収容空間内の流体圧の増大により閉鎖手段の閉鎖力が増大しようとしたとき付勢力が小さくなる。二番目の発明によれば一番目の発明において前記本体の壁が前記流体収容空間内の流体の圧力が高くなると伸び、該本体の壁の伸びにより前記付勢力が小さくなるようにする。
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の弁構造を説明する。図１において１は弁、１１は圧縮空気を保持するためのアキュムレータ、２１は空気を圧縮するための空気ポンプである。空気ポンプ２１はピストン運動により空気を圧縮するタイプであり、弁１を介してアキュムレータ１１に接続される。尚、図１は空気ポンプにより圧縮空気をアキュムレータ内へ導入する前の状態を示している。図２に詳細に示したように弁１は略円筒形の弁本体２を具備する。弁本体２は互いに対向する一対の略円形の端壁３，４と、これら端壁３，４をその周辺領域で連結する略円筒形の側壁または隔壁５とを具備する。本発明の側壁５はアキュムレータ１１内の圧力、即ち弁本体２内の圧力に応じて伸縮自在なベローズである。従って本発明によれば弁本体２内には容積可変の空間が形成される。さらに弁本体２の一方の端壁３には弁本体２内に空気を導入するための略円形の空気導入開口６が形成される。従って以下の説明では空気導入開口６が設けられた弁本体２の端壁３を空気導入側端壁と称する。また弁本体２の他方の端壁４には弁本体２内からアキュムレータ１１へ空気を放出するための略円形の空気放出開口７が形成される。従って以下の説明では空気放出開口７が設けられた弁本体２の端壁４を空気放出側端壁と称する。本発明の空気導入開口６はその直径より大きな直径のステンレス製の球体８により弁本体２の内部側から閉鎖されるようになっている。また弁本体２内には球体８を付勢するためのコイルバネ９が配置される。コイルバネ９の一端は空気放出側端壁４の内壁面に取り付けられ、他端は球体９に取り付けられる。従ってコイルバネ９は空気放出側端壁４から空気導入側端壁３へ向かって延びる。こうして球体９は導入開口６を閉弁するようにコイルバネ９により付勢される。次に本発明の弁の動作を説明する。尚、以下の説明において球体が空気導入開口を閉鎖している力を『弁の閉鎖力』と称し、ここでの閉鎖力はコイルバネの付勢力にアキュムレータ内の圧力、即ち弁本体内の圧力と空気ポンプ内の圧力との間の差圧を合わせた力である。アキュムレータ１１内に圧縮空気を導入するために空気ポンプ２１により空気が圧縮されると、空気ポンプ２１内の圧力が徐々に増大する。空気ポンプ２１内の圧力が弁の閉鎖力を越えると球体９が空気放出側端壁４へ向かって移動せしめられ、空気導入開口６が開放される。こうして圧縮空気がアキュムレータ１１内へと導入される。ところで圧縮空気がアキュムレータ１１内に導入されるとアキュムレータ１１内の圧力は圧縮空気が導入される前に比べて高くなる。勿論、このとき弁本体２内の圧力も高くなる。上述したように本発明では弁本体２内の圧力が高くなると弁本体２の外の大気圧はほぼ一定であるので弁本体２内の圧力と大気圧との差圧に応じて弁本体２の側壁５が伸びる（図３参照）。従って図４に示したように空気放出側端壁４と球体９との間で圧縮されていたコイルバネ９が伸びることとなる。このためコイルバネ９の付勢力が小さくなり、弁の閉鎖力も小さくなる。従っで本発明によればアキュムレータ１１内、即ち弁本体２内の圧力が上昇するとコイルバネ９の付勢力が小さくなるので弁の閉鎖力はアキュムレータ１１内、即ち弁本体２内の圧力に関係なく略一定となる。尚、本発明ではコイルバネのバネ定数、弁本体の側壁の伸びについてのバネ定数、弁本体の端壁の面積といったパラメータは、アキュムレータ内、即ち弁本体内の圧力の増大による弁の閉鎖力の増大分がコイルバネの伸びによる弁の閉鎖力の低下分で相殺されるように選択される。次に本発明の空気ポンプの構造と動作を簡単に説明する。空気ポンプ２１は略円筒形のピストン２２と、このピストン２２を収容するための略円筒形のハウジング２３とを具備する。ピストン２２の一端にはピストン２２の軸線方向へ延びるプレート２４の一端が取り付けられる。プレート２４の他端は後述する閉リンク機構２５に連結される。ピストン２２がハウジング２３内へ入り込むようにプレート２４を押し下げると、ハウジング２３内の空気が圧縮される。本発明の閉リンク機構２５はそれぞれ一対の三角形プレート２６を合わせて形成された一対の調整プレート２７を具備する。調整プレート２７の一つのコーナーはプレート２４に連結される。調整プレート２７の他の二つのコーナーはそれぞれ連結リンクを介してハウジング２３とベースプレート２８に連結される。本発明ではプレート２４が押し下げられると調整プレート２７はピストン２２の軸線を含む平面内においてプレート２４に連結された調整プレート２７のコーナーを中心として回動する。このように空気ポンプ２１を構成すると、ピストン２２をハウジング２３に対して一定量だけ押し下げるのに必要な力は空気ポンプ２１内の圧縮空気の圧力に関係なく略一定となる。
【発明の効果】本発明によれば閉鎖手段の閉鎖力が流体収容空間内の流体圧の増大により増大しようとしたときに閉鎖手段を付勢する付勢力が小さくなる。閉鎖手段の閉鎖力は閉鎖手段を付勢している付勢力と流体収容空間内の流体圧との総和であるので、本発明のように弁構造を構成すれば流体収容空間内の流体圧の増大による閉鎖力の増大が抑制される。このため本発明では弁構造内の圧力に係らず略一定の圧力で弁構造が開弁する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３０８４４９８
【氏名又は名称】廣瀬 茂男
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１１２（Ｐ２０００−１９３１１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７８３９３ |
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