JP2002022046A - ラックピニオン式電動絞り弁 - Google Patents

ラックピニオン式電動絞り弁

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動絞り弁において、部品数を少なくし構造
を簡単にしてコストを低減させることを課題の第1と
し、弁体の移動速度を高速にして制御の応答速度を速め
ることを課題の第2とする。 【解決手段】 ボディ10内に第1ポート11と第2ポート
12とを連通する連通路13、14 が形成され、連通路13、14
を通過する流体の流量を絞るための弁座15及び弁体22が
配設されている。ステッピングモータ28の出力軸29の回
転運動が直線運動に変換されて弁体22に伝えられる。 ス
テッピングモータ28の出力軸29にピニオン27が連結さ
れ、ピニオン27にラックが噛み合わされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の生産・加工
設備、例えばエア式織機において、使用する圧縮空気の
流量を制御する絞り弁に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のエア式織機において、緯
糸(横糸)を経糸(縦糸)郡の間に挿入するために、圧
縮空気をブローノズルに供給するためのエアシステムを
示す。圧縮空気圧源1からの圧縮空気は、エアタンク2
に送られ、エアタンク2から流出する圧縮空気は圧力制
御弁3によりコントローラに指示された圧力に制御さ
れ、電磁開閉弁4の連通・遮断がコントローラにより制
御され、次いでブローノズル5から流出される。圧力制
御弁3によって制御される圧力によって、ノズルから噴
射される緯糸の噴射速度が調整されるが、この圧力は緯
糸に作用する移送抵抗等の変動に対応させたものとされ
ている。
【0003】エア式織機のエアシステムにおいて、圧力
制御弁と直列に電動絞り弁を配設することが知られてい
る(例えば特表平10−505893号公報参照)。こ
の電動絞り弁(スロットル弁)では、ステッピングモー
タの出力によってロータが間欠的に回転され、ロータ内
の雌ねじにピストンロッドの雄ねじ部が螺合され、ピス
トンロッドの先端に弁体が形成され、弁体と弁座により
絞りが構成されている。ステッピングモータの回転に応
じて弁体と弁座との隙間が制御され、圧縮空気の絞り量
が調整されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の電動絞
り弁は、圧力制御弁と直列に配置されたものであり、し
かもステッピングモータによってロータが回転され、ロ
ータに螺合するピストンが往復動する形式であるので、
電動絞り弁の構成が複雑である。また、エア式織機のエ
アシステムでは、エアタンク2の圧力を一定となし、圧
力制御弁に代えて電動絞り弁を配置し、コントローラに
より電動絞り弁を制御することにより、緯糸の適切な噴
射が行われることが判明した。本発明の電動絞り弁は、
圧力制御弁を用いないエアシステムに適用されるもので
ある。本発明は、電動絞り弁において、部品数を少なく
し構造を簡単にしてコストを低減させることを課題の第
1とし、弁体の移動速度を高速にして制御の応答速度を
速めることを課題の第2とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を達
成するために、ボディ内に第1ポートと第2ポートとを
連通する連通路が形成され、連通路を通過する流体の流
量を制御するための弁座及び弁体が配設され、ステッピ
ングモータの出力軸の回転運動が直線運動に変換されて
弁体に伝えられる電動絞り弁において、ステッピングモ
ータの出力軸にピニオンが連結され、ピニオンにラック
が噛み合わされ、ラックが弁体に連結されたラックピニ
オン式電動絞り弁を第1構成とする。本発明は、第1構
成において、円筒体の側面にラックの歯が形成され、円
筒体の先端に弁体が形成されたことを第2構成とする。
本発明は、第2構成において、ボディ内の挿通孔に円筒
体が挿通され、挿通孔内のブッシュによって円筒体が支
持され、ラックの歯と弁体との間の位置において、挿通
孔と円筒体との隙間が密封されたことを第3構成とす
る。なお、ブッシュの数は単数でも複数でもよい。本発
明は、第1〜第3構成において、弁体が環状肩部と円錐
台部とによって構成され、円錐台部の直径が弁座の内孔
の直径よりも小さく、環状肩部の直径が弁座の内孔の直
径よりも大きいことを第4構成とする。なお、本発明の
ラックピニオン式電動絞り弁を、エア式織機の圧縮空気
圧源からブローノズルにいたるエアシステムに、電磁開
閉弁とともに適用することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1,図2は本発明の実施の形態
を示す。図1に示すとおり、ボディ10の下部の左右両端
に第1ポート11及び第2ポート12が形成され、第1ポー
ト11と第2ポート12とは、連通路13、弁座15の内孔、中
径孔17B(後述)の一部(図2(b) 参照)、連通路14か
らなる連通路A(総称)によって連通されている。な
お、中径孔17Bの前記一部を省略し、第1ポート11と第
2ポート12とを、連通路13、弁座15の内孔、連通路14に
よって連通させることができる。
【0007】ボディ10には縦方向に延びる挿通孔17(大
径孔17A、中径孔17B、小径孔17C、カバー装着孔17
D、止メ輪装着孔17E、パッキン装着孔17Fの総称)が
形成され、挿通孔17の上端は開口され、挿通孔17の下部
は連通路14,13を貫き、下端は盲孔となっている。図2
(b) に明示されるように、連通路14より下方位置の挿通
孔17は、縦方向に極めて短い長さの中径孔17Bの一部が
あり、中径孔17Bの一部の下側に隣接して小径孔17Cが
ある。小径孔17Cは連通路13の上下の位置に形成され、
中径孔17Bの一部と連通路13との間に位置する小径孔17
Cの部分が弁座15となっている。
【0008】挿通孔17の上端部には、止め輪装着孔17E
及び段付きのカバー装着孔17Dが形成され、カバー装着
孔17Dの下側の挿通孔17の大部分が大径孔17Aである。
大径孔17Aの下側にパッキン装着孔17Fが形成され、パ
ッキン装着孔17Fと小径孔17Cとの間の部分が中径孔17
Bとなっている。大径孔17A内の下部に環状の第1ブッ
シュ(軸受メタル)18が装着され、大径孔17A内でピニ
オン室20(後述)の上側に第2ブッシュ19が装着されて
いる。そして、パッキン装着孔17Fにはパッキン23が装
着されている。
【0009】挿通孔17内に円筒体21が挿通され、円筒体
21の先端(下端)には弁体22が一体に形成されている。
そして、弁体22は上側の環状肩部34と下側(先端)の円
錐台部33(ニードル弁体)により構成され(図2(b) 参
照)、環状肩部34の直径は弁座15の内孔の直径よりも大
きく、円錐台部33の直径は弁座15の内孔の直径よりも小
さくされている。弁体22の下降時(絞りの閉鎖時)に環
状肩部34が弁座15の上側の環状部分35(中径孔17Bの一
部と弁座15の内孔との間の環状水平部分)に接触する。
【0010】弁座15と連通路14との間の中径孔17Bの一
部が省略されたときは、環状肩部34が弁座15の上端周辺
の連通路14の底面に接触する。弁体22の円錐台部33が弁
座15内に往復動自在に挿入され、弁体22(環状肩部34を
含む)と弁座15とにより、連通路Aを通過する流体の流
量を調節する絞りが構成されている。円筒体21はブッシ
ュ18,19により往復動自在に支持され、挿通孔17と円筒
体21との間の隙間はパッキン23により密封されている。
カバー装着孔17Dにカバー25が装着され、止め輪装着孔
17EにC形止メ輪24が装着されて、挿通孔17の上端が閉
じられている。
【0011】図1,図2に示されているとおり、挿通孔
17の大径孔17Aの側部にピニオン室20が形成され、ピニ
オン室20と挿通孔17とは連通されている。図1におい
て、ピニオン室20の右端は閉じられ、ピニオン室20の左
側は大径部26を介して開口されている。ボディ10の大径
部26にはステッピングモータ28の突出部が嵌合され、不
図示のボルトによりステッピングモータ28はボディ10に
連結されている。ステッピングモータ28の出力軸29が大
径部26を通ってピニオン室20に突出され、出力軸29の先
端部はピニオン27のボス穴30に嵌合され、出力軸29とピ
ニオン27とは相対回転不能状態にされている。
【0012】図2(a) に明示されているとおり、円筒体
21の円筒部(円筒体21の最大直径部)の側面にラックの
歯が形成されて、円筒体21の一部がラック31になってい
る。ラック31にピニオン27が噛み合わされており、ピニ
オン27の回転運動がラック27の直線運動に変換されるよ
うに構成されている。不図示のコントローラからの信号
は、配線32を通ってステッピングモータ28のコイルに入
力され、ステッピングモータ28の出力軸29は入力信号に
応答して間欠的に回転する。
【0013】ラックピニオン式電動絞り弁はエア式織機
のエアシステムに適用され、エアタンクとブローノズル
との間の位置に電磁開閉弁とともに配設される。圧縮空
気をブローノズルに供給するためのエアシステムを小型
化するために、ラックピニオン式電動絞り弁と電磁開閉
弁と配管ユニットを一体化することができる。
【0014】本発明の実施の形態の作用について説明す
る。第1ポート11、第2ポート12の一方が入口ポートと
なり、他方が出口ポートとなって、一方のポートから圧
縮空気が流入され、他方のポートから流量が制御された
圧縮空気が流出する。圧縮空気の流量は連通路A中の絞
り(弁体22と弁座15)により制御される。
【0015】不図示のコントローラからの信号はステッ
ピングモータ28に入力され、ステッピングモータ28の出
力軸29は入力信号に応答して間欠的に回転する。出力軸
29の回転運動はピニオン27の回転運動となり、ラック31
・ピニオン27によりピニオン27の回転運動がラック31の
直線運動に変換される。ラック31の直線運動は弁体22の
直線運動となり、弁体22の軸線方向の位置が制御され、
弁体22と弁座15との間の間隔が調整され、絞りを通過す
る圧縮空気の流量が制御される。
【0016】図示の状態は弁体22が下端に位置する絞り
の閉鎖状態であり、図2(a) においてピニオン27が約1
80度だけ左回転すると、ラック31・弁体22が上端位置
となり、絞りは全開状態となる。このように、ラック31
・ピニオン27の機構を採用したため、ピニオン27の約1
80度内の回転によりすべての流量が制御され、弁体22
の移動速度は高速であり、流量制御(絞り制御)の応答
速度が速い。また、ラック31・ピニオン27機構の採用に
より、弁体22・円筒体21のストローク端でのラック31と
ピニオン27との「かじり込み」が発生せず、弁体22の復
帰に際し不具合なことの発生はない。
【0017】絞りの閉鎖時には、弁体22の環状肩部34が
弁座15の上側の環状部分35に接触し、弁座15と連通路14
との間の中径孔17Bの一部が省略されたときは、環状肩
部34が弁座15の上端周辺の連通路14の底面に接触する。
このように、環状肩部34と部分35(又は弁座15の上端周
辺の連通路14の底面)に接触するのみであって、弁体22
が弁座15に圧入される訳ではないので、弁体22の復帰に
対する抵抗はない。
【0018】
【発明の効果】請求項1〜4のものは、ステッピングモ
ータの出力軸にピニオンが連結され、ピニオンにラック
が噛み合わされた構成であって、従来例のロータが存在
しないので、部品数が少なく、構造が簡単であって、コ
ストを低減することができる。請求項1〜4のものは、
ステッピングモータの出力軸にピニオンが連結され、ピ
ニオンにラックが噛み合わされた構成のため、弁体の移
動速度が高速であり、流量制御(絞り制御)の応答速度
が速い。また、請求項4のものは、絞りの閉鎖時には、
弁体の環状肩部が弁座の上側の部分に接触し、弁体の復
帰に対する抵抗がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラックピニオン式電動絞り弁の実施の
形態の一部を断面で示す正面図である。
【図2】図2(a) は図1の2−2線を矢印方向にみた断
面図であり、図2(b) は図1の要部拡大図である。
【図3】従来のエア式織機のエアシステムの説明図であ
る。
【符号の説明】
10 ボディ 11 第1ポート 12 第2ポート 13 連通路 14 連通路 15 弁座 18 第1ブッシュ 19 第2ブッシュ 22 弁体 27 ピニオン 28 ステッピングモータ 29 出力軸 31 ラック 34 環状肩部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年7月28日(2000.7.2
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図1】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 折原 正幸 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4−2−2 エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Fターム(参考) 3H062 AA05 AA15 BB30 CC02 DD01 EE06 HH03 3H063 AA01 BB32 DA14 DB32 GG02 GG11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボディ内に第1ポートと第2ポートとを
    連通する連通路が形成され、連通路を通過する流体の流
    量を制御するための弁座及び弁体が配設され、ステッピ
    ングモータの出力軸の回転運動が直線運動に変換されて
    弁体に伝えられる電動絞り弁において、ステッピングモ
    ータの出力軸にピニオンが連結され、ピニオンにラック
    が噛み合わされ、ラックが弁体に連結されたラックピニ
    オン式電動絞り弁。
  2. 【請求項2】 円筒体の側面にラックの歯が形成され、
    円筒体の先端に弁体が形成された請求項1のラックピニ
    オン式電動絞り弁。
  3. 【請求項3】 ボディ内の挿通孔に円筒体が挿通され、
    挿通孔内のブッシュによって円筒体が支持され、ラック
    の歯と弁体との間の位置において、挿通孔と円筒体との
    隙間が密封された請求項2のラックピニオン式電動絞り
    弁。
  4. 【請求項4】 弁体が環状肩部と円錐台部とによって構
    成され、円錐台部の直径が弁座の内孔の直径よりも小さ
    く、環状肩部の直径が弁座の内孔の直径よりも大きい請
    求項1ないし3のいずれか一つのラックピニオン式電動
    絞り弁。
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