JP2002181221A - 流量制御弁 - Google Patents

流量制御弁

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JP2002181221A
JP2002181221A JP2000376641A JP2000376641A JP2002181221A JP 2002181221 A JP2002181221 A JP 2002181221A JP 2000376641 A JP2000376641 A JP 2000376641A JP 2000376641 A JP2000376641 A JP 2000376641A JP 2002181221 A JP2002181221 A JP 2002181221A
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fluid
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Yoshihiro Fukano
喜弘 深野
Kosaku Inamoto
幸作 稲本
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SMC Corp
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    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0672—One-way valve the valve member being a diaphragm

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的に制御することにより、弁体の開閉動作
を高精度に行うことができ、また流体の気密乃至液密を
好適に保持することが可能な流量制御弁を提供する。 【解決手段】第１ボディ１２の内部に配設されたコイル
３６と、前記コイル３６の励磁作用下に、軸線方向に沿
って変位する可動鉄芯４０と、前記第１ボディ１２の内
部に固定される固定鉄芯３０と、流体が供給される流体
供給ポート１８および流体を排出する流体排出ポート２
０と、前記可動鉄芯４０の一端部に連結され、弾性材料
によって形成されるダイヤフラム４４と、ダイヤフラム
４４に形成される凸部４６と、前記凸部４６が挿入され
る弁座部３４と、非励磁状態において、可動鉄芯４０を
固定鉄芯３０と離間する方向へ押圧するばね部材４８と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を制御
することが可能な流量制御弁に関し、一層詳細にはソレ
ノイドを用いた比例式流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、アクチュエータへ圧
力流体を供給し、あるいは圧力流体を排出する際に、弁
内部の通路面積を変化させることにより、流体の流量を
制御する流量制御弁が用いられている。
【０００３】図３に示されるような従来の流量制御弁１
では、ハンドル部２を手動で操作して弁棒４を進退動作
させることにより、開閉させる方式が一般的に採用され
ている。
【０００４】この場合、流体供給ポート６と流体排出ポ
ート７との間に画成される流体流路８に弁棒４のテーパ
状の先端部９が臨み、この流体流路８に臨入する先端部
９の度合によって流体の流量が制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように従来技術
に係る流量制御弁では、弁体の進退動作を手動にて行っ
ているが、人為的な操作に依存するために、弁開度を常
時所望の値に制御することができないという不具合があ
る。
【０００６】また、手動動作に依存するために弁体全閉
時において、流体流路と弁体との気密乃至液密状態が確
実に保持できないという不都合も指摘されている。
【０００７】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであって、弁体の開閉動作を電気的に制御
することにより、任意の流量に設定でき、しかも、常
時、確実且つ高精度に流体の流量を制御することが可能
となり、また、流体に対するシール性を向上させること
が可能な流量制御弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ボディの内部に配設され、電流により
励磁作用を伴うソレノイド部と、前記ボディの内部に形
成される固定鉄芯と、前記ソレノイド部の励磁作用下
に、軸線方向に沿って変位する可動鉄芯と、流体が供給
または排出される流体ポートと、前記可動鉄芯の一端部
に連結され、弾性材料によって形成される弁体と、弁体
が着座可能な弁座部とからなり、前記ソレノイド部への
電流を制御することにより、前記弁体と弁座部との間の
流体の流量を制御することを特徴とする。
【０００９】また、前記固定鉄芯を貫通し、一端部に可
動鉄芯が連結され、他端部に被検出体が連結されたロッ
ド部材を有し、検出手段によって前記ロッド部材と一体
的に変位する被検出体の変位量を検出することにより、
弁体のリフト量が検出されるように設けるとよい。
【００１０】本発明では、弁体の開閉を電気的に行うた
めに流体の流量を高精度に制御することが可能となり、
また、従来技術に示したように、流量制御弁の上部に設
けられている弁体を開閉するためのハンドル部が不要と
なるため、高さ方向の寸法を抑制することができ、より
一層の小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る流量制御弁について
好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
【００１２】図１において、参照符号１０は、本発明の
実施の形態に係る流量制御弁を示す。
【００１３】流量制御弁１０は、基本的には、上部に配
設されるカバー部材５６と、その下部に連設される第１
ボディ１２と、さらにその下部に連設され、その略中央
部に第１の室１４が形成される第２ボディ１６と、図示
しない圧力流体源より流体が供給される流体供給ポート
１８と、流体供給ポート１８に供給された流体を排出す
る流体排出ポート２０とが形成される第３ボディ２２と
を有する。
【００１４】第１ボディ１２の外周近傍にソレノイド部
２４が配設され且つ前記ソレノイド部２４の内部に形成
された孔部２７（ロッド部材）に固定鉄芯３０と可動鉄
心４０とがその軸芯に沿って積重して設けられる。可動
鉄芯４０は前記ソレノイド部２４の付勢作用下に第１ボ
ディ１２の内部を軸線方向に変位する。
【００１５】前記第１ボディ１２には、さらにその外側
部に、ソレノイド部２４へ電気を供給するための電気信
号接続部２８が設けられる。ソレノイド部２４は、コイ
ル３６が巻回されたボビン３８から構成される。
【００１６】第１ボディ１２の孔部２７には前記固定鉄
芯３０と可動鉄芯４０とに跨るように、磁性体５２（被
検出体）からなる環状体５８が設けられている。可動鉄
芯４０は、その一端部に円板状部材４２が螺合し、第２
ボディ１６との間にばね部材４８が介装されている。
【００１７】前記第３ボディ２２は、流体供給ポート１
８と流体排出ポート２０との間に画成される第２の室３
２と、流体供給ポート１８、または流体排出ポート２０
と第２の室３２との間に形成される弁座部３４を有す
る。
【００１８】次に、前記円板状部材４２の中央部を貫通
してダイヤフラム４４の軸部４５が前記可動鉄芯４０に
螺合する。
【００１９】ダイヤフラム４４は弁座部３４に着座する
凸部４６と、この凸部４６から延在するスカート部４７
を有し、スカート部４７は第２ボディ１６を底面とする
第３ボディ２２との間で挟接される。
【００２０】なお、本実施の形態では可動鉄芯４０から
固定鉄芯３０を貫通して非磁性体５４が延在し、その上
端部に磁性体５２が固着され、該磁性体５２はカバー部
材５６に固着されたセンサー５０（検出手段）に臨む。
なお、図１および図２に示されるように、参照符号６０
は設定信号とセンサー５０の出力信号とを比較してソレ
ノイド部２４に対する電流制御を行うための制御回路で
ある。
【００２１】本発明の実施の形態に係る流量制御弁１０
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２２】図１は、ソレノイド部２４のコイル３６に
対して電流を供給していない非励磁状態を示し、ダイヤ
フラム４４の凸部４６が弁座部３４に当接して、流体供
給ポート１８と第２の室３２との連通が遮断されたオフ
状態（全閉状態）を示している。
【００２３】すなわち、可動鉄芯４０は、円板状部材４
２と第２ボディ１６との間に連設されるばね部材４８の
ばね力により下方へ押圧されており、その結果、可動鉄
芯４０の略下部中央に一体的に設けられるダイヤフラム
４４の凸部４６が、弁座部３４へ挿入される。
【００２４】弾性材料にて形成されるダイヤフラム４４
の凸部４６が弁座部３４に挿入される際に、凸部４６が
弁座部３４に対して押圧され、ダイヤフラム４４の凸部
４６が弁座部３４に好適に密着され、流体供給ポート１
８と第２の室３２との気密乃至液密を確実に保持するこ
とができる。
【００２５】また、ソレノイド部２４に電流が供給され
ていない時においても、常に円板状部材４２と第２ボデ
ィ１６との間に連設されるばね部材４８のばね力によ
り、可動鉄芯４０が上昇することを阻止しているため、
流体供給ポート１８と第２の室３２との気密乃至液密は
確実に保持することができる。
【００２６】従って、ダイヤフラム４４の凸部４６が弁
座部３４に挿入されることにより、流体供給ポート１８
と流体排出ポート２０との連通が遮断された状態とな
る。
【００２７】このようなオフ状態において、ソレノイド
部２４のコイル３６に対して電流を供給することによ
り、入力された電流値に比例して、コイル３６が励磁さ
れ、その励磁作用によって可動鉄芯４０が固定鉄芯３０
側へ変位し、流体供給ポート１８と第２の室３２とが連
通することにより、オフ状態から図２に示されるように
変位終端位置であるオン状態（全開状態）となる。
【００２８】この場合、凸部４６の開度を、非磁性体５
４の先端部に連設された磁性体５２のセンサー５０に対
する接近度合により検出することが可能であり、その検
出信号を制御回路へ出力してソレノイド部２４への供給
電力の制御を行っている。
【００２９】これにより、弁体の開閉を比例的に制御す
ることが可能である。
【００３０】また、制御回路６０では、前記センサー５
０からの出力信号と入力信号との偏差がなくなるように
補正を行い、再び電気信号入力値にフィードバックする
制御を行っており、弁体の開度の誤差を減少させること
が可能となる。
【００３１】すなわち、可動鉄芯４０が円板状部材４２
と第２ボディ１６との間に連設されたばね部材４８を縮
退させながら固定鉄芯３０側へ変位し、ダイヤフラム４
４も同様に可動鉄芯４０と一体的に固定鉄芯３０側へ変
位することにより、凸部４６が弁座部３４より離脱さ
れ、流体供給ポート１８と第２の室３２とが連通状態と
なる。その結果、流体供給ポート１８と流体排出ポート
２０も連通状態となり、流体供給ポート１８から導入さ
れた圧力流体は、第２の室３２に導出され、さらに流体
排出ポート２０より排出される。
【００３２】以上の説明から明らかなとおり本実施の形
態では、入力された電流値に比例して、弁体の開閉制御
を電気的に高精度に行うことが可能となり、また、従来
の流量制御弁の上部に設けられている弁体を開閉するた
めのハンドル部が不要となるため、高さ方向の寸法を抑
制することができ、より一層の小型化を図ることが可能
である。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【００３４】すなわち、入力された電流値に比例して、
弁体の開閉制御を電気的に高精度に行うことが可能とな
り、また、従来の流量制御弁の上部に設けられている弁
体を開閉するためのハンドル部が不要となるため、高さ
方向の寸法を抑制することができ、より一層の小型化を
図ることが可能である。
【００３５】さらに、弁体機能を有するダイヤフラムを
弾性材料にて形成することにより、ダイヤフラムの凸部
は、全閉時において弁座部に対して好適に密着し、各流
体ポート間の気密乃至液密を確実に保持することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る流量制御弁の軸線方
向に沿った縦断面図である。
【図２】図１のオフ状態からオン状態に切り換えられた
流量制御弁の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図３】従来技術に係る流量制御弁の軸線方向に沿った
縦断面図である。
【符号の説明】
１０…流量制御弁 １２…第１ボディ １４…第１の室 １６…第２ボディ １８…流体供給ポート ２０…流体排出ポ
ート ２２…第３ボディ ２４…ソレノイド
部 ２７…孔部 ２８…電気信号接
続部 ３０…固定鉄芯 ３２…第２の室 ３４…弁座部 ３６…コイル ３８…ボビン ４０…可動鉄芯 ４２…円板状部材 ４４…ダイヤフラ
ム ４６…凸部 ４８…ばね部材 ５０…センサー ５２…磁性体 ５４…非磁性体 ５６…カバー部材 ５８…環状体 ６０…制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H065 AA01 BA05 BB14 CA01 3H106 DA02 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC14 DC17 DD03 EE04 EE39 FB08 GB06 KK02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ボディの内部に配設され、電流により励磁
    作用を伴うソレノイド部と、 前記ボディの内部に形成される固定鉄芯と、 前記ソレノイド部の励磁作用下に、軸線方向に沿って変
    位する可動鉄芯と、 流体が供給または排出される流体ポートと、 前記可動鉄芯の一端部に連結され、弾性材料によって形
    成される弁体と、 弁体が着座可能な弁座部とからなり、 前記ソレノイド部への電流を制御することにより、前記
    弁体と弁座部との間の流体の流量を制御することを特徴
    とする流量制御弁。
  2. 【請求項２】請求項１記載の流量制御弁において、 前記固定鉄芯を貫通し、一端部に可動鉄芯が連結され、
    他端部に被検出体が連結されたロッド部材を有し、検出
    手段によって前記ロッド部材と一体的に変位する被検出
    体の変位量を検出することにより、弁体のリフト量が検
    出されることを特徴とする流量制御弁。
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