JPH0715312B2

JPH0715312B2 - Gas valve

Info

Publication number: JPH0715312B2
Application number: JP61155684A
Authority: JP
Inventors: 敏之片山
Original assignee: 株式会社藤井合金製作所
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS6313970A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、弁、特に、ガス回路の開閉に適するガス弁に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a valve, and more particularly to a gas valve suitable for opening and closing a gas circuit.

（従来技術及びその問題点）ガス回路の元栓には、通常、ガスコックが採用されてい
る。(Prior Art and Problems Thereof) A gas cock is usually adopted as a main plug of a gas circuit.

これは、第５図のような構成で、摺動面をテーパ状凹部
を形成した栓（１）と、これを収容するテーパ状の凹部
を形成した本体（２）とからなる。This has a structure as shown in FIG. 5, and comprises a plug (1) having a sliding concave surface formed with a tapered concave portion, and a main body (2) having a tapered concave portion accommodating the plug.

このものでは、栓（１）には通過孔（11）が形成されて
おり、これが、他方の本体（２）に形成した流路孔（2
1）と対応する。栓（１）の回動により通過孔（11）が
流路孔（21）に一致した状態が「コック開」となり、不
一致となった状態が「コック閉」となる。In this case, a passage hole (11) is formed in the stopper (1), which is a flow passage hole (2) formed in the other body (2).
Corresponds to 1). The state where the passage hole (11) coincides with the flow passage hole (21) due to the rotation of the stopper (1) is "cock open", and the disagreement state is "cock closed".

この従来のものでは、コック開・閉の何れの場合も、摺
動面相互の接触部によってガス回路外部への漏れが防止
され、コック閉の場合には、同様な作用で流路が遮断さ
れる。In this conventional type, in both cases of opening and closing the cock, the contact parts of the sliding surfaces prevent leakage to the outside of the gas circuit, and when the cock is closed, the flow path is blocked by the same action. It

この摺動面によるシールのメカニズムは、次のとおりで
ある。The mechanism of sealing by this sliding surface is as follows.

すなわち、ガスコックでは、摺動面にグリスやシリコン
オイル等のシール剤を介在させ、栓（１）をバネ（３）
によって本体（２）側に加圧することにより、栓（１）
と本体（２）の摺動面に生じる微小な間隙に加圧された
シール剤層を形成し、前記間隙からの漏れを防止するも
のである。That is, in the gas cock, a sealing agent such as grease or silicone oil is interposed on the sliding surface, and the stopper (1) is attached to the spring (3).
By pressing the main body (2) side with the stopper (1)
And a pressurized sealant layer is formed in a minute gap generated on the sliding surface of the main body (2) to prevent leakage from the gap.

この従来のものでは、上記したメカニズムから栓
（１），本体（２）の摺動面の精度が不十分であっても
確実にシールできる。特に、前記摺動面に特公昭58−10
621号公報に開示される技術を採用した場合にはこのシ
ール効果が一層向上することとなる。With this conventional device, the mechanism described above ensures reliable sealing even if the sliding surfaces of the plug (1) and the main body (2) have insufficient accuracy. In particular, the sliding surface has
When the technique disclosed in Japanese Patent No. 621 is adopted, the sealing effect is further improved.

ところが、この従来のものでは、操作力が大きくなる欠
点がある。前記公報に開示の技術によってもその操作力
は十分には軽減できない。これは、バネ（３）による加
圧力を付与して、テーパ状に形成された摺動面相互間に
介在されるグリス層などのシール層を加圧させるからで
ある。そしてテーパ状に形成された栓（１）が本体
（２）の摺動面内に食込むような態様となるからであ
る。However, this conventional device has a drawback that the operating force becomes large. Even with the technique disclosed in the above publication, the operating force cannot be sufficiently reduced. This is because the pressure applied by the spring (3) is applied to pressurize the seal layer such as the grease layer interposed between the tapered sliding surfaces. This is because the taper-shaped plug (1) bites into the sliding surface of the main body (2).

（技術的課題）本発明は、このような、『流路孔（21）を具備させた本
体（２）に栓（１）を摺動自在に収容すると共にこの摺
動面にシール剤を介在させ、前記栓（１）の摺動によっ
て流路孔（21）を開閉するガス弁』において、本体と栓
との間のシールが確保されたままで操作トルクを軽減で
きるようにすることをその課題とする。(Technical problem) According to the present invention, the plug (1) is slidably accommodated in the main body (2) having the flow path hole (21) and the sealant is interposed on the sliding surface. In the gas valve which opens and closes the flow path hole (21) by sliding the plug (1), it is possible to reduce the operating torque while the seal between the main body and the plug is secured. And

（技術的手段）上記技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的
手段は『栓（１）は、外部からの直動操作により本体
（２）の栓収容部に対して直線移動する構成とし、前記
栓（１）の外周面と前記栓収容部の円周面を１ミクロン
以下の真直度及び真円度の一様な円柱曲面とし、栓
（１）の外周面に摩擦係数の小さな合成樹脂製の薄膜
（20）を形成し、栓（１）の外周面と栓収容部の内周面
との間隙にシール剤としてのシリコンオイルを非加圧状
態に充填し、前記シリコンオイル充填間隙を都市ガスや
プロパンガスの供給ガス圧でのガスの通過を遮断できる
程度の微小間隙に設定した』ことである。(Technical Means) The technical means of the present invention taken to solve the above technical problem is that "the stopper (1) is linearly moved with respect to the stopper accommodating portion of the main body (2) by a direct operation from the outside. The outer peripheral surface of the stopper (1) and the peripheral surface of the stopper accommodating portion are formed into a cylindrical curved surface having a straightness of 1 micron or less and a uniform circularity, and the outer peripheral surface of the stopper (1) has a friction coefficient. Thin synthetic resin thin film (20) is formed, and silicon oil as a sealant is filled in the gap between the outer peripheral surface of the stopper (1) and the inner peripheral surface of the stopper housing in a non-pressurized state. The oil filling gap was set to a minute gap that could block the passage of gas at the supply gas pressure of city gas or propane gas. "

（作用）本発明の上記技術的手段は次のように作用する。(Operation) The above technical means of the present invention operates as follows.

栓（１）と本体（２）の栓収容部とは円筒対偶状態に嵌
合して直線駆動され、両者はその半径方向には加圧され
ず、栓（１）と栓収容部との間の摺動面には、シール剤
としてのシリコンオイルが非加圧状態に充填されてい
る。そしてこのシリコンオイル充填部の間隙は都市ガス
やプロパンガスの供給ガス圧でのガスの通過を遮断でき
る程度の微小間隙に設定されている。つまり、このシー
ル剤は自身の粘性と付着力によってこの摺動面（前記微
小間隙部）に保持されている。The stopper (1) and the stopper accommodating portion of the main body (2) are linearly driven by being fitted in a cylindrical pair state, and they are not pressed in the radial direction, so that the space between the stopper (1) and the stopper accommodating portion is increased. The sliding surface is filled with silicon oil as a sealant in a non-pressurized state. The gap of the silicone oil filling portion is set to a minute gap that can block the passage of gas under the supply gas pressure of city gas or propane gas. That is, the sealing agent is held on the sliding surface (the minute gap) by its own viscosity and adhesive force.

とくに、栓（１）の外周面と前記栓収容部の円周面を１
ミクロン以下の真直度及び真円度の一様な円柱曲面とし
ていることから、前記栓（１）が直動して開閉する際
に、前記微小間隙部の間隙寸法が摺動面全域において均
一化されて、前記非加圧状態に充填されたシリコンオイ
ルの前記保持状態が安定する。Particularly, the outer peripheral surface of the stopper (1) and the circumferential surface of the stopper housing portion are
Since the cylindrical surface has a uniform straightness and roundness of less than a micron, when the plug (1) is linearly moved to open and close, the gap size of the minute gap portion is made uniform over the entire sliding surface. Thus, the held state of the silicone oil filled in the non-pressurized state is stabilized.

ガス供給圧力は比較的低圧であるから、栓（１）と栓収
容部との間隙部にガスが侵入しようとしても、自身の粘
性及び付着力によって保持された前記微小間隙部内には
侵入し得ない。換言すれば、シール剤としてのシリコン
オイルが介在しない状態においては極端に少ない微量の
漏れしか生じない程度の間隙にシール剤を充填したもの
であるから、シール剤の粘性及び付着力の総和がガスの
侵入を阻止することとなる。Since the gas supply pressure is relatively low, even if the gas tries to enter the gap between the plug (1) and the plug accommodating portion, it may enter the minute gap held by its own viscosity and adhesive force. Absent. In other words, since the sealing agent is filled in a gap where only a very small amount of leakage occurs when silicone oil as the sealing agent is not present, the sum of the viscosity and the adhesive force of the sealing agent is gas. Will be blocked.

又、シール剤としてのシリコンオイルの粘度は、従来の
シール用グリスのそれに比べて低く、しかもこのシリコ
ンオイルは非加圧状態にある。Also, the viscosity of silicone oil as a sealant is lower than that of conventional sealing grease, and the silicone oil is in a non-pressurized state.

さらに、栓（１）に摩擦係数の小さな薄膜（20）を形成
させたから、栓（１）と栓収容部の一部がシール剤を介
することなく部分的に直接接触しても、摺動トルクが大
きくならない。Further, since the thin film (20) having a small friction coefficient is formed on the plug (1), even if the plug (1) and the part of the plug accommodating portion are partially in direct contact with each other without the sealant, the sliding torque is reduced. Does not grow.

また外部操作による栓（１）の動作に着目すれば、この
栓（１）は直動操作力によって直線移動されて流路孔
（21）を開閉するものであるから、通常のガスコックの
様に栓（１）の一方から突出する操作軸を回動させて開
閉する場合のような偏心荷重がこの栓の摺動面には作用
しにくい。Further, focusing on the operation of the stopper (1) by an external operation, since the stopper (1) is linearly moved by the direct-acting operation force to open and close the flow path hole (21), like a normal gas cock. An eccentric load, such as when the operating shaft protruding from one side of the stopper (1) is rotated to open and close, is unlikely to act on the sliding surface of the stopper.

（効果）本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有す
る。(Effects) The present invention having the above-described configuration has the following unique effects.

シール剤の粘性及び付着力の総和のみによって摺動面へ
のガスの侵入を確実に阻止すると共に、シール剤として
のシリコンオイルの粘度が従来のシール用グリスのそれ
に比べて低く且このシリコンオイルは非加圧状態にある
から、十分なシール性を確保した上での操作力が、従来
の形式のガス弁に比べて大幅に軽減される。Only the sum of the viscosity and the adhesive force of the sealant can surely prevent gas from entering the sliding surface, and the viscosity of the silicone oil as the sealant is lower than that of the conventional sealing grease, and this silicone oil Since it is in a non-pressurized state, the operating force while ensuring a sufficient sealing property is significantly reduced as compared with the conventional type gas valve.

又、テーパ状の栓を加圧状態で本体に回動自在に収容す
る形式の場合、前記加圧力によって栓操作の度にシール
剤が通過孔から徐々に漏れ出ることがあるが、シール剤
を非加圧状態に収容したことから、かかる不都合も防止
できる。Further, in the case of the type in which the tapered stopper is rotatably housed in the main body under pressure, the sealing agent may gradually leak from the passage hole every time the stopper is operated. Since it is housed in a non-pressurized state, such inconvenience can be prevented.

さらに、栓（１）と本体（２）の栓収容部の間隙は、極
微小な間隙に設定されているから、シール剤が一部消失
しても、漏れ量は殆ど無視できる程度であるから、安全
性が向上する。又、この場合において、薄膜（20）が潤
滑機能（摩擦抵抗低減機能）を発揮するから、操作力は
高くならない。Furthermore, since the gap between the stopper (1) and the stopper accommodating portion of the main body (2) is set to be a very small gap, even if the sealing agent partially disappears, the leakage amount is almost negligible. , Improve safety. Further, in this case, since the thin film (20) exerts the lubricating function (friction resistance reducing function), the operating force does not increase.

テーパ面相互が所定の付勢力で対接する形式のガスコッ
クの場合、前記テーパ面（摺動面）相互が離反可能であ
るから、又、テーパ面相互の間隙が大きいから、この間
にガス回路から異物が侵入し易くする可能性があり、こ
れが原因となる漏れも生じ得るが、上記構成によればか
かる不都合も生じない。In the case of a gas cock of a type in which the tapered surfaces are in contact with each other with a predetermined biasing force, the tapered surfaces (sliding surfaces) can be separated from each other, and the gap between the tapered surfaces is large. May intrude easily, and leakage may occur due to this, but the above configuration does not cause such inconvenience.

さらに、栓（１）の操作時においてこの操作力が栓と栓
収容部との摺動面に対して偏心荷重として作用する事態
が生じにくいから、また、栓（１）の外周面と本体
（２）の栓収容部の円柱曲面の真円度真直度を上記のよ
うに設定したことから、非加圧状態に充填されたシリコ
ンオイル膜厚が均一化すると共にシリコンオイルの前記
保持状態が安定する。これらのことから、栓と本体の栓
収容部の内周面との間に僅かの間隙があることを前提と
するガス弁構造においても十分なシール性が確保され、
その上での操作力低減効果も十分なものとなる。Further, when the plug (1) is operated, it is unlikely that the operating force acts as an eccentric load on the sliding surface between the plug and the plug accommodating portion, and the outer peripheral surface of the plug (1) and the main body ( Since the roundness of the cylindrical curved surface of the plug accommodation part of 2) is set as described above, the film thickness of the silicone oil filled in the non-pressurized state becomes uniform and the retention state of the silicone oil is stable. To do. From these facts, sufficient sealing performance is ensured even in the gas valve structure that assumes that there is a slight gap between the stopper and the inner peripheral surface of the stopper accommodating portion of the main body.
The effect of reducing the operating force on that is also sufficient.

（実施例）第１図及び第２図に示す実施例では、栓（１）は一端に
操作部と連動する軸部（12）を設けた円柱体とし、これ
を円筒直線状の本体（２）の上記栓収容部としての摺動
孔（24）内に直線的に往復移動させる構成としたもので
ある。(Embodiment) In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the stopper (1) is a columnar body having a shaft portion (12) interlocking with an operating portion at one end, and this is a cylindrical linear body (2). ), Linearly reciprocating in the sliding hole (24) as the plug accommodating portion.

前記本体（２）の端面には前記摺動孔（24）と同軸の流
路孔（21）が連設されて前記摺動孔（24）に連通する。
そして、本体（２）の胴部には、出口（25）が開口して
おり、この本体（２）内には前記流路孔（21）から前記
出口（25）に至る流路が形成される。A flow path hole (21) coaxial with the sliding hole (24) is continuously provided on the end surface of the main body (2) and communicates with the sliding hole (24).
An outlet (25) is opened in the body of the main body (2), and a flow passage from the flow passage hole (21) to the outlet (25) is formed in the main body (2). It

一方、前記栓（１）には、摺動孔（24）内にて流路孔
（21）の下流端と対向する端面から胴部に連通するＬ字
状の通過孔（11）が形成されており、この通過孔（11）
の下流端の開口と前記出口（25）とが一致した状態がガ
ス弁の開弁状態となる。尚、第１図の状態は、ガス弁の
閉弁状態を示す。従って、この状態から、栓（１）を後
退動作させて、前記開弁状態とすれば、流路孔（21）か
ら出口（25）への回路が連通することとなる。On the other hand, in the plug (1), an L-shaped passage hole (11) is formed in the sliding hole (24) that communicates with the trunk from the end face facing the downstream end of the flow path hole (21). This passage hole (11)
The state in which the opening at the downstream end and the outlet (25) coincide with each other is the open state of the gas valve. The state of FIG. 1 shows the closed state of the gas valve. Therefore, if the plug (1) is moved backward from this state to open the valve, the circuit from the flow path hole (21) to the outlet (25) is connected.

以上の栓（１）と本体（２）との組み合わせに於いて、
栓（１）の外径と摺動孔（24）の内径とは直径５ミクロ
ン〜20ミクロン、さらに好ましくは、10ミクロン〜15ミ
クロン程度の公差を有する様に設定してあり、栓（１）
及び摺動孔（24）の真直度，真円度はJis−Ｂ−0621の
表示法で１μｍ以下に設定し、表面粗さはJis−Ｂ−060
1の表示法で２μｍ以下に設定してある。In the combination of the above stopper (1) and the main body (2),
The outer diameter of the plug (1) and the inner diameter of the sliding hole (24) are set to have a tolerance of about 5 to 20 microns, and more preferably about 10 to 15 microns.
Also, the straightness and roundness of the sliding hole (24) are set to 1 μm or less by the notation method of Jis-B-0621, and the surface roughness is Jis-B-060.
It is set to 2 μm or less by the display method of 1.

上記した栓（１）の表面部分の断面は第２図の如くであ
り、栓（１）の母材表面に弗素樹脂等の低摩擦係数の合
成樹脂からなる薄膜（20）を10ミクロン〜40ミクロン程
度の厚さで形成してある。この薄膜（20）の表面を仕上
加工することにより栓（１）の外径を上記した精度に仕
上げる。尚、以上の各数値において、真直度は真直度測
定器により、真円度は真円度測定器により、表面粗さは
表面粗度測定器（何れも東京精密株式会社製）により測
定した数値であり、栓（１）の直径及び栓収容部の内径
は、三次元測定器によって得た数値である。The cross section of the surface portion of the above-mentioned stopper (1) is as shown in FIG. 2, and a thin film (20) made of a synthetic resin having a low coefficient of friction such as fluorine resin is formed on the surface of the base material of the stopper (1) in a range of 10 to 40 μm. It is formed with a thickness of about a micron. By finishing the surface of the thin film (20), the outer diameter of the stopper (1) is finished to the above-mentioned accuracy. In the above numerical values, the straightness is measured by a straightness measuring device, the roundness is measured by a roundness measuring device, and the surface roughness is measured by a surface roughness measuring device (all manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). The diameter of the stopper (1) and the inner diameter of the stopper housing are numerical values obtained by a three-dimensional measuring instrument.

次に、比較例について説明する。Next, a comparative example will be described.

この比較例は、回転摺動式のガス弁であり、第３図、第
４図に示す様に、円柱体に構成された栓（１）の一端に
操作用の軸部（12）を設け、他端に支持突起（13）を突
出させて、これを本体（２）に嵌合させたものである。
本体（２）には、前記支持突起（13）を収容する小径孔
部（22）と、これに続く大径孔部（23）とが形成され、
これら孔部に栓（１）が収容される。ここで、支持突起
（13）の高さは小径孔部（22）の深さよりも浅くなって
おり、しかも、支持突起（13）の外径と小径孔部（22）
の内径には十分な大きさの間隙を設け、両者は遊嵌して
いる。This comparative example is a rotary-sliding gas valve, and as shown in FIGS. 3 and 4, an operating shaft portion (12) is provided at one end of a plug (1) formed into a cylindrical body. A support protrusion (13) is projected at the other end and fitted into the main body (2).
The main body (2) is formed with a small diameter hole (22) for accommodating the support protrusion (13) and a large diameter hole (23) following the small diameter hole (23).
A stopper (1) is accommodated in these holes. Here, the height of the support protrusion (13) is shallower than the depth of the small diameter hole (22), and moreover, the outer diameter of the support protrusion (13) and the small diameter hole (22).
A sufficiently large gap is provided in the inner diameter of the two, and both are loosely fitted.

尚、この比較例でも、前記大径孔部（23）と栓（１）と
の間の嵌合公差、摺動円柱曲面の真円度，真直度及び表
面粗さ等の寸法精度等については、第１図及び第２図に
示す上記実施例と同様に設定されている。Even in this comparative example, the fitting tolerance between the large diameter hole (23) and the plug (1), the roundness of the sliding cylindrical curved surface, the dimensional accuracy such as the straightness and the surface roughness, etc. , And is set in the same manner as the above-described embodiment shown in FIGS.

このうち、大径孔部（23）と栓（１）との公差を10〜15
ミクロンに設定したものでは、栓（１）の直径16mm,長
さ20mmとして、母線のシール長さ（ｌ）は４〜5mmとす
ると、シール剤を用いないものでも、0.1kgf/cm²のガス
圧力に於いて、0.007cc/sec〜0.01cc/sec程度の漏れし
か生じなかった。又、この場合の操作トルクについて
は、OTトルクメータ（最大10kgf-cm,1目盛0.2kgf-cm）
による測定値は「０」であった。Of these, the tolerance between the large diameter hole (23) and the plug (1) is 10 to 15
With the micron setting, if the plug (1) has a diameter of 16 mm and a length of 20 mm, and the busbar seal length (l) is 4 to 5 mm, a gas of 0.1 kgf / cm ² can be obtained even without a sealant. At pressure, only about 0.007cc / sec to 0.01cc / sec leak occurred. Also, regarding the operating torque in this case, the OT torque meter (maximum 10 kgf-cm, 1 scale 0.2 kgf-cm)
The value measured by the above method was "0".

次に、摺動面に東レシリコン株式会社製のシリコンオイ
ル:SH200を約0.015cc塗布した場合、0.7kgf/cm²のガス
圧力によっても漏れは生じなかった。又、この場合の操
作トルクは上記と同様の測定方法によって測定した結
果、0.3kgf-cm〜0.4kgf-cm程度であり、３万回の繰り返
し耐久テスト後に於いても、この値は変動しなかった。Next, when approximately 0.015 cc of silicone oil SH200 manufactured by Toray Silicon Co., Ltd. was applied to the sliding surface, no leakage occurred even with a gas pressure of 0.7 kgf / cm ² . The operating torque in this case was about 0.3 kgf-cm to 0.4 kgf-cm as a result of measurement by the same measuring method as above, and this value did not change even after the repeated durability test of 30,000 times. It was

尚、前記操作トルクは、通常のテーパ栓式のガスコック
の操作トルクの約1/10程度である。The operating torque is about 1/10 of the operating torque of a normal taper plug type gas cock.

この比較例と上記実施例とを対比すると、栓（１）の操
作の漏れの際に、偏心荷重がこの栓（１）に作用しにく
いことから、上記比較例に比べて耐久テスト後の漏れ量
が少ないことや、直線移動タイプの上記実施例の栓
（１）の操作推力の値が一層変動しないことは明白であ
る。Comparing this comparative example with the above-mentioned embodiment, when the operation of the stopper (1) is leaked, the eccentric load is less likely to act on this stopper (1). It is obvious that the amount is small and the value of the operating thrust of the plug (1) of the above-mentioned embodiment of the linear movement type does not fluctuate more.

なお、上記実施例のものでは、栓（１）に直接合成樹脂
からなる薄膜（20）を形成したが、母材とこの薄膜（2
0）との間にプライマー層を形成してもよい。In the above embodiment, the thin film (20) made of synthetic resin was directly formed on the stopper (1).
You may form a primer layer between 0).

[Brief description of drawings]

第１図は、本発明の実施例の断面図、第２図は、栓
（１）の表面付近の拡大断面図、第３図は比較例の断面
図、第４図はこの栓（１）の斜視図、第５図は従来例の
説明図であり、図中（１）…栓（２）…本体（20）…薄膜（21）…流路孔（24）…摺動孔1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the surface of a stopper (1), FIG. 3 is a sectional view of a comparative example, and FIG. 4 is this stopper (1). FIG. 5 is an explanatory view of a conventional example, in which (1) ... Plug (2) ... Main body (20) ... Thin film (21) ... Flow path hole (24) ... Sliding hole

Claims

[Claims]

1. A plug (1) is slidably accommodated in a main body (2) having a flow path hole (21) and a sliding agent is interposed on the sliding surface. Flow channel hole (2
In the gas valve for opening and closing 1), the stopper (1) is configured to linearly move with respect to the stopper accommodating portion of the main body (2) by a direct operation from the outside, and the outer peripheral surface of the stopper (1) and the stopper. The cylindrical surface of the accommodating part is a cylindrical curved surface with straightness and circularity of 1 micron or less, and a thin film (20) made of synthetic resin having a small friction coefficient is formed on the outer peripheral surface of the plug (1). The gap between the outer peripheral surface of (1) and the inner peripheral surface of the plug accommodating portion is filled with silicone oil as a sealant in a non-pressurized state, and the silicone oil filling gap is filled with city gas or propane gas at a supply gas pressure. A gas valve set to a minute gap that can block the passage of gas.