JP2006009847A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁機構部を変位させて弁開度を変更する際、流量制御装置の内部を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減する。
【解決手段】流量制御弁１０は、制御信号により回転する回転駆動源９０と、該回転駆動源９０の回転作用下に前記伝達シャフト７６を介して変位する可動部材４８と、前記可動部材４８の下端部に連結され、バルブボディ１６の弁座３４に着座・離間自在に設けられる弁機構部２２と、前記弁機構部２２の下方に連結シャフト９６を介して一体的に連結されるバランス機構部３２とからなり、バルブボディ１６の内部に圧力流体が供給された状態で弁開度を変更する際、バランス機構部３２が弁機構部２２との平衡状態を維持することにより前記圧力流体に生じる圧力損失を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体通路を流通する流体の流量を制御することが可能な流量制御装置に関し、一層詳細には、流体通路を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することが可能な流量制御装置に関する。

従来から、流体通路を連通する圧力流体の流量を制御する流量制御装置が使用されている。この流量制御装置は、ステッピングモータ等の駆動源の回転軸を回転させて、前記回転軸の端部に螺合された変位部材を軸線方向に沿って変位させている。そして、前記変位部材の変位作用下にその端部に一体的に連結された弁体が弁座に着座・離間して流体通路を流通する圧力流体の流量を制御している。

例えば、流量制御装置に係る先行技術としては、図４に示されるように、駆動源となるステッピングモータ１の駆動作用下にその内部に配設されたロータ２が回転し、前記ロータ２の中心部に螺合された駆動ロッド３が前記ロータ２の回転作用下に軸線方向に進退する構成が採用されている（特許文献１参照）。

そして、駆動ロッド３の変位作用下に該駆動ロッド３の先端部に連結された弁体４が一体的に変位し、前記弁体４がバルブボディ５の流出口６から離間することにより、バルブボディ５の流入口７から導入される流体を流出口６を介して外部へと導出している流量制御弁が知られている。

なお、駆動ロッド３の先端部と弁体４との間には、可撓変形自在な薄肉状のダイヤフラム８の内周部位が挟持されている。そして、前記ダイヤフラム８の外縁部はバルブボディ５に挟持され、前記ダイヤフラム８によってバルブボディ５の内部を流通する流体の気密を保持している。

特開平１１−１３６９２５号公報

ところで、特許文献１に係る流量制御弁においては、その流量制御弁の使用状況に応じて弁体４の弁開度を変更して、バルブボディ５の内部を流通する流体の流量を増減変更させる場合がある。

例えば、前記弁体４の弁開度を変更して、バルブボディ５の内部を流通している流体の流量を増減変更させる際には、前記弁体４及びダイヤフラム８を弁開方向（矢印Ｘ１方向）又は弁閉方向（矢印Ｘ２方向）へと変位させる。

その際、弁閉方向に変位する弁体４及びダイヤフラム８に対して前記流体の流体圧が付勢されるとともに、前記弁体４及びダイヤフラム８によって前記流体の流れに抵抗が生じることに起因して前記流体に圧力損失が生じる。

また、ステッピングモータ１の駆動作用下に弁体４の弁開度を小さくする際、バルブボディ５の内部を流通する流体の流れ方向に抗して前記弁体４を弁閉方向（矢印Ｘ２方向）へと変位させる必要があるため、前記弁体４の弁開度を大きくする場合と比較してステッピングモータ１に対して大きな負荷が生じる。

その結果、前記流体の流体圧に抗して弁体４及びダイヤフラム８を変位させるだけの大きな駆動力を有するステッピングモータ１が必要となり、前記ステッピングモータ１が大型化するという問題がある。

本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、弁機構部の弁開度を増減変更する際、流体通路の内部を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することが可能な流量制御装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、圧力流体の流量を制御する流量制御装置において、
前記圧力流体が流通する流体通路が内部に形成されるバルブボディと、
駆動部の駆動作用下に前記バルブボディの弁座に着座・離間する第１可撓性部材によって前記流体通路を流通する圧力流体の流量を制御する弁機構部と、
前記弁機構部と対向する位置に連結され、前記流体通路を流通する圧力流体の流量が変化した際、前記圧力流体の流体圧によって前記第１可撓性部材との平衡状態を維持する第２可撓性部材を有する平衡保持機構部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、駆動部の駆動作用下に弁機構部を変位させることにより、流体通路を流通する圧力流体の流量を制御するとともに、前記弁機構部には、その対向する位置に平衡保持機構部を連結している。そして、前記弁機構部を変位させて前記圧力流体の流量を制御する際、前記弁機構部の第１可撓性部材に付勢される前記圧力流体の流体圧と略同等の流体圧が、平衡保持機構部の第２可撓性部材に対して反対方向に付勢される。そのため、前記弁機構部と、前記弁機構部に連結される平衡保持機構部とが前記圧力流体の流体圧によって変位することがない平衡状態に維持される。

従って、駆動部の駆動作用下に弁機構部を変位させ、弁開度を増減変更させた場合であっても、前記弁機構部が圧力流体の流れに対して抵抗となることが抑制されるため、流体通路を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することができる。

また、第１可撓性部材に、前記圧力流体が前記流体通路を流通する際に前記圧力流体の流体圧を受圧する第１受圧部を形成するとともに、前記第２可撓性部材に、前記圧力流体が前記流体通路を流通する際に前記圧力流体の流体圧を受圧する第２受圧部を形成し、前記第１受圧部と前記第２受圧部の受圧面積が略同一となるように設定している。

そのため、第１可撓性部材の第１受圧部に作用する圧力流体の押圧力と、第２可撓性部材の第２受圧部に作用する圧力流体の押圧力とを略同等とすることができるとともに、前記２つの押圧力を互いに相殺することができる。その結果、流体通路を流通する圧力流体の作用下に弁機構部が軸線方向に変位することがなく、圧力流体が流通する際に前記弁機構部が圧力流体の流れの抵抗となることが抑制され、前記圧力流体に生じる圧力損失を低減することができる。

さらに、第１可撓性部材と第２可撓性部材との間に、シャフトを前記第１可撓性部材と第２可撓性部材と同軸となるように連結することにより、常に第１可撓性部材と第２可撓性部材とを一体的に変位させることができる。そのため、流体通路を流通する圧力流体の作用下に第１可撓性部材と第２可撓性部材とが軸線方向に変位することがない。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、弁機構部と対向する位置に、圧力流体の流体圧の作用下に前記弁機構部が押圧される方向と反対方向に変位し、前記弁機構部と平衡状態となる平衡保持機構部を一体的に連結することにより、前記弁機構部が変位する際、前記弁機構部が圧力流体の流れに対して抵抗となることが抑制されるため、流体通路を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することができる。

本発明に係る流量制御装置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。

図１及び図２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装置である流量制御弁を示す。

この流量制御弁１０は、圧力流体が供給・排出される第１流体ポート１２及び第２流体ポート１４が形成されるバルブボディ１６と、前記バルブボディ１６の下部を閉塞するカバー部材１８と、前記バルブボディ１６の上部に積層される第１ボディ２０と、前記第１ボディ２０の内部に配設され、第１流体ポート１２と第２流体ポート１４との間を流通する圧力流体の流量を制御する弁機構部２２とからなる。

また、流量制御弁１０は、前記第１ボディ２０の上部に積層される第２ボディ２４と、前記第２ボディ２４の内部に配設される駆動力伝達部２６と、前記第２ボディ２４の略中央上部に連結され、図示しない電源からコントローラを介して出力される制御信号（パルス信号）により回転駆動する駆動部２８と、前記バルブボディ１６とカバー部材１８との間に配設され、流体通路３０に圧力流体が供給された際、前記弁機構部２２に付勢される押圧力との平衡状態を維持するバランス機構部（平衡保持機構部）３２とを備えている。

バルブボディ１６は、その側部に圧力流体が供給される第１流体ポート１２と、前記第１流体ポート１２より供給された圧力流体が排出される第２流体ポート１４と、前記第１流体ポート１２と第２流体ポート１４とを連通する流体通路３０とからなる。前記バルブボディ１６の略中央部の上方には、弁機構部２２の後述する弁本体５２が着座・離間する弁座３４が形成されている。

また、バルブボディ１６の下部には、プレート状のカバー部材１８が前記バルブボディ１６の流体通路３０を閉塞するように連結されている。前記カバー部材１８の略中央部には、所定深さだけ下方に窪んだ凹部３６が形成されるとともに、前記凹部３６の略中央部より上方に向かって円筒状のスプリングガイド部３８が形成されている。

このスプリングガイド部３８の略中央部には、軸線方向に沿って貫通したガイド孔４０が形成され、前記ガイド孔４０の内部にはバランス機構部３２の後述するガイドピン１０８が挿通されている。

第１ボディ２０の略中央部には、軸線方向に沿って貫通する貫通孔４２が形成されている。そして、前記貫通孔４２のバルブボディ１６側には、弁機構部２２が配設される第１装着穴４４が前記貫通孔４２より拡径して形成されている。また、前記貫通孔４２の第２ボディ２４側には、駆動力伝達部２６の一部が配設される第２装着穴４６が前記貫通孔４２より拡径して形成されている。

弁機構部２２は、バルブボディ１６の弁座３４の上方と第１ボディ２０の第１装着穴４４との間に配設されている。

この弁機構部２２は、駆動部２８の回転作用下に軸線方向に沿って変位する円筒状の可動部材４８と、前記可動部材４８の外周に一体的に螺合される第１ディスク５０と、前記可動部材４８の下端部に一体的に連結される弁本体５２と、前記弁本体５２と第１ディスク５０との間に挟持される第１ダイヤフラム（第１可撓性部材）５４と、前記第１ダイヤフラム５４の後述するスカート部６８にかかる負荷を緩和する第１保護部材５６とからなる。

可動部材４８は、貫通孔４２の内部に軸線方向に沿って摺動自在に設けられている。そして、前記可動部材４８の内部における下方には雌ねじ部５８が形成され、駆動力伝達部２６の後述する伝達シャフト７６の下端部が螺合されている。

第１ディスク５０の上面には、環状溝を介して弾性材料からなる緩衝部材６０が装着されている。また、前記第１ディスク５０の外周面には環状溝を介してシール部材６２が装着され、前記シール部材６２によって第１装着穴４４の内部の気密が保持される。なお、前記第１ディスク５０は、第２装着穴４６の内周面に沿って摺動することにより、弁機構部２２が軸線方向に沿って変位する際のガイドとして機能する。

第１ダイヤフラム５４は弾性材料からなり、弁本体５２のフランジ部６４と第１ディスク５０との間に挟持される内周部６６と、前記内周部６６より半径外方向に延在する薄肉状のスカート部６８と、前記スカート部６８の外周側に形成される外縁部７０とから形成されている。前記外縁部７０は、バルブボディ１６の上面と第１ボディ２０の下面との間に挟持されている。そして、第１ダイヤフラム５４の内周部６６と弁本体５２の下面が、バルブボディ１６に形成される弁座３４に着座することにより第１流体ポート１２と第２流体ポート１４との連通を遮断している。

また、第１保護部材５６は、前記スカート部６８の上面と第１ディスク５０の下面との間に配設されている。

さらに、第１ダイヤフラム５４のバランス機構部３２に対向する下面と、弁本体５２のバランス機構部３２に対向する下面とは、圧力流体が流体通路３０に流通した際に前記圧力流体の圧力を受圧する第１受圧面（第１受圧部）７１として機能する。

第１ボディ２０の上面に積層される第２ボディ２４の略中央部には、軸線方向に沿って貫通した挿通孔７２が形成されている。前記挿通孔７２の内部には、駆動部２８の後述する回転駆動源９０からの回転駆動力を弁機構部２２へと伝達する駆動力伝達部２６が配設されている。

駆動力伝達部２６は、第２ボディ２４の挿通孔７２の内部に配設され、後述する回転駆動源９０の回転軸９２の下端部に係合されるカップリング部材７４と、前記カップリング部材７４の下部に係合される伝達シャフト７６と、前記伝達シャフト７６を回動自在に保持する軸受７８と、前記軸受７８をねじ部材７９を介して第２ボディ２４に対して固定する円盤状の固定プレート８０とからなる。

カップリング部材７４は略円柱状に形成され、その上部には第１係合穴８２を介して回転軸９２（後述する）の下端部が挿入されるとともに、下部には第２係合穴８４を介して伝達シャフト７６の上端部が挿入されている。

すなわち、カップリング部材７４の上部には、回転軸９２が係合されるとともに、カップリング部材７４の下部には伝達シャフト７６が係合され、前記カップリング部材７４に対して回転軸９２及び伝達シャフト７６が互いに回転方向に規制されている。そのため、回転軸９２の回転作用下にカップリング部材７４を介して伝達シャフト７６が軸受７８に保持された状態で一体的に回転する。

また、軸受７８に保持された前記伝達シャフト７６の下部側は、可動部材４８の内部に挿入され、その外周面に装着されたシール部材８６によって可動部材４８の内周面に当接している。そのため、前記シール部材８６によって貫通孔４２の内部の気密が保持される。

さらに、伝達シャフト７６の下端部には、外周面にねじが刻設された雄ねじ部８８が形成され、前記雄ねじ部８８が可動部材４８の内周面に刻設された雌ねじ部５８に螺合されている。なお、前記雄ねじ部８８と雌ねじ部５８との間には、伝達シャフト７６が可動部材４８の内部において螺回できるように軸線方向に所定間隔離間したクリアランス（バックラッシュ）が設けられている。

駆動部２８は、図示しない電源からコントローラを介して出力される制御信号（パルス信号）により回転する回転駆動源９０と、該回転駆動源９０の回転力を伝達する回転軸９２とからなる。

回転駆動源９０は、その下部に突出した係合突部９４を第２ボディ２４の挿通孔７２に係合させることにより、前記第２ボディ２４の略中央上部に位置決めされて配設されている。そして、前記回転駆動源９０の下面より下方に突出して設けられる回転軸９２は、第２ボディ２４の挿通孔７２の内部に挿通され、カップリング部材７４の上部の第１係合穴８２に挿入されている。

また、前記回転駆動源９０は、例えば、ステッピングモータからなり、図示しないコントローラから出力された制御信号（パルス信号）のパルス数に対応してステップ状に回転するように設けられている。

さらに、回転駆動源９０の上部には、前記回転駆動源９０の回転角度又は回転数等の回転量を検出するための図示しない検出部が設けられている。前記検出部は、例えば、エンコーダ等からなり、該回転駆動源９０と同軸となるように一体的に設けられている。

バランス機構部３２は、バルブボディ１６の下部とカバー部材１８の凹部３６との間に前記弁機構部２２と対向するように配設されている。

このバランス機構部３２は、連結シャフト９６を介して弁機構部２２の弁本体５２と一体的に連結される連結部材９８と、前記連結部材９８の下部に一体的に螺合される第２ディスク１００と、その内周側が連結部材９８と第２ディスク１００との間に挟持される第２ダイヤフラム（第２可撓性部材）１０２と、前記連結部材９８を上方へと付勢するスプリング１０４と、前記第２ダイヤフラム１０２のスカート部６８の下面と第２ディスク１００との間に配設される第２保護部材１０６と、連結部材９８の略中央部に下方に向かって突出して連結されたガイドピン１０８とからなる。なお、前記第２保護部材１０６は、第２ダイヤフラム１０２のスカート部６８と一体的に変位することにより、薄肉状に形成されるスカート部６８を保護している。

連結シャフト９６は長尺状に形成され、その上端部が弁本体５２の下面に一体的に螺合されると共に、その下端部が連結部材９８の上面に一体的に螺合される。すなわち、連結シャフト９６を介して弁機構部２２とバランス機構部３２とが一体的に連結されるとともに、前記弁機構部２２とバランス機構部３２とは、連結シャフト９６を介して同軸となるように一直線上に連結されている。

第２ダイヤフラム１０２は弾性材料からなり、連結部材９８のフランジ部６４と第２ディスク１００との間に挟持される内周部６６と、前記内周部６６より半径外方向に延在する薄肉状のスカート部６８と、前記スカート部６８の外周側に形成される外縁部７０とから形成されている。前記外縁部７０は、バルブボディ１６の下面とカバー部材１８の上面との間に挟持されている。

また、第２ダイヤフラム１０２の弁機構部２２と対向する上面と、連結部材９８の弁機構部２２と対向する上面とは、圧力流体が流体通路３０に流通した際に前記圧力流体の圧力を受圧する第２受圧面（第２受圧部）１１０として機能する。

そして、前記第２受圧面１１０の圧力流体の圧力を受圧する受圧面積は、弁機構部２２における第１ダイヤフラム５４と弁本体５２とからなる第１受圧面７１の受圧面積と略同等となるように形成されている。

スプリング１０４は、下方がスプリングガイド部３８の外周側に挿通されるとともに、その上端部が連結部材９８の略中央部に形成されるスプリング受穴１１２に介装されている。

ガイドピン１０８は、スプリングガイド部３８のガイド孔４０の内部に軸線方向に沿って変位自在に挿通されているため、連結部材９８が連結シャフト９６を介して弁機構部２２と一体的に変位する際に好適に軸線方向に沿ってガイドされる。

なお、本発明の実施の形態では、流量制御装置である流量制御弁１０について説明しているがこれに限定されるものではなく、図示しないコントローラ等から出力される制御信号に比例してリニアに圧力流体の流量制御を行う流量制御装置であればよい。

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。

なお、図１は、弁機構部２２の第１ダイヤフラム５４がバルブボディ１６の弁座３４に着座して第１流体ポート１２と第２流体ポート１４との連通が遮断された弁閉状態を示している。

先ず、弁閉状態において、図示しない電源から入力信号により予め設定値が設定されたコントローラを介して駆動部２８の回転駆動源９０に制御信号を出力し、コントローラより出力された制御信号の作用下に回転駆動源９０の回転軸９２が回転する。

そして、前記回転軸９２の回転作用下に第１係合穴８２を介して係合されたカップリング部材７４が一体的に回転するとともに、前記カップリング部材７４の回転作用下に第２係合穴８４に係合された伝達シャフト７６が一体的に回転する。

前記伝達シャフト７６の下端部に螺合された可動部材４８が、その螺合作用下に貫通孔４２の内周面に沿って上方へと変位する。換言すると、伝達シャフト７６の回転運動が、該伝達シャフト７６の雄ねじ部８８と可動部材４８の雌ねじ部５８との螺合作用下に該可動部材４８の軸線方向に沿った直線運動へと変換される。

その結果、図２に示されるように、前記可動部材４８の下端部に連結された弁本体５２、第１ダイヤフラム５４及び第１ディスク５０が一体的に上方へと変位する。なお、弁機構部２２が上方へと変位した際、第１ディスク５０に装着された緩衝部材６０が第１装着穴４４の上面に当接することにより弁機構部２２に付勢される衝撃が緩和される。

次に、弁機構部２２が上方へと変位し、弁本体５２及び第１ダイヤフラム５４の内周部６６の下面がバルブボディ１６の弁座３４より離間する。その結果、第１流体ポート１２と第２流体ポート１４とが流体通路３０を介して連通し、前記第１流体ポート１２から第２流体ポート１４へと圧力流体が流通する。

そして、さらに図示しないコントローラを介して出力される制御信号によって回転駆動源９０が駆動し、それに伴って弁機構部２２が軸線方向に沿って変位することにより、流体通路３０の内部を流通する圧力流体の流量を好適に制御することができる。

次に、弁機構部２２が弁座３４より離間して流体通路３０の内部に圧力流体が流通した弁開状態において、図３に示されるように、前記弁機構部２２の弁開度を所定量だけ変更して、前記圧力流体の流量を増減変更させる場合について説明する。

先ず、流体通路３０の内部を圧力流体が流通した状態で、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて前記回転駆動源９０に電流を供給して回転軸９２を回転させる。そして、前記回転軸９２の回転作用下に可動部材４８が上方又は下方へと変位し、前記可動部材４８と一体的に連結された弁機構部２２における第１ダイヤフラム５４と弁本体５２が上方又は下方へと変位することにより、前記流体通路３０を流通する圧力流体の流量を増減変更させることができる。

一方、図３に示されるように、弁機構部２２における第１ダイヤフラム５４と弁本体５２の下面とからなる第１受圧面７１には、前記圧力流体によって前記第１受圧面７１の上方に向かって押圧力Ａが付勢されている。また同様に、バランス機構部３２における第２ダイヤフラム１０２と連結部材９８の上面からなる第２受圧面１１０には、流体通路３０を流通する圧力流体によって押圧力Ｂが下方に向かって付勢されている。

そして、圧力流体の圧力を受圧する弁機構部２２の第１受圧面７１及びバランス機構部３２の第２受圧面１１０の受圧面積は、略同等となるように形成されているため、前記第１受圧面７１を有する弁機構部２２を上方（矢印Ｃ方向）に向かって付勢する押圧力Ａの大きさと、第２受圧面１１０を有するバランス機構部３２を下方（矢印Ｄ方向）に向かって付勢する押圧力Ｂの大きさとが略同等（Ａ≒Ｂ）となる。

そのため、弁機構部２２に付勢される押圧力Ａの方向（矢印Ｃ方向）と、バランス機構部３２に付勢される押圧力Ｂの方向（矢印Ｄ方向）とが相反する方向であるため、前記押圧力Ａと押圧力Ｂとが互いに相殺されてバランスした平衡な状態となる。

すなわち、弁機構部２２に付勢される押圧力Ａと、バランス機構部３２に付勢される押圧力Ｂとが釣り合っている平衡状態であるため、前記弁機構部２２及びバランス機構部３２が圧力流体の押圧力（流体圧）の作用下に軸線方向に変位することがない。

そのため、前記バランス機構部３２によって平衡状態が保持され、回転駆動源９０の駆動作用下に弁機構部２２が上方又は下方に変位する際、流体通路３０を流通する圧力流体の流れに対してその妨げとなることがない。

その結果、弁機構部２２の変位作用下に弁本体５２と第１ダイヤフラム５４とによって上方又は下方へと押圧された圧力流体は、バランス機構部３２が一体的に下方に変位することにより、流体通路３０を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することができる。

また、弁機構部２２とバランス機構部３２とが釣り合うことにより、前記弁機構部２２及びバランス機構部３２が軸線方向に変位することがないため、弁機構部２２の可動部材４８が、その雌ねじ部５８と伝達シャフト７６の雄ねじ部８８との間に形成されるクリアランスの分だけ上方に変位することが防止される。

そのため、前記圧力流体による押圧作用下に伝達シャフト７６に対して可動部材４８がクリアランスの分だけ軸線方向に沿って変位するので、雄ねじ部８８と雌ねじ部５８がクリアランスを介して急激に接触することがない。その結果、接触時に生じる伝達シャフト７６及び可動部材４８に対する衝撃を防止することができ、前記雄ねじ部８８が刻設される伝達シャフト７６と、前記雌ねじ部５８が刻設される可動部材４８の耐久性を向上させることができる。

以上のように、本実施の形態では、流体通路３０を流通する圧力流体を受圧する第１受圧面７１を有する弁機構部２２を設けるとともに、前記弁機構部２２の下方に対向する位置に連結シャフト９６を介してバランス機構部３２を設けている。そして、前記バランス機構部３２に前記第１受圧面７１と略同等の受圧面積を有する第２受圧面１１０を形成している。

圧力流体が流体通路３０を流通する際、前記圧力流体によって弁機構部２２の第１受圧面７１に付勢する押圧力Ａの大きさと、バランス機構部３２の第２受圧面１１０に付勢する押圧力Ｂの大きさとが略同等（Ａ≒Ｂ）となるため、略反対方向に付勢される前記押圧力Ａと押圧力Ｂとが互いに相殺される。

そして、圧力流体が流体通路３０を流通している状態において、前記圧力流体の流量を変更するために弁機構部２２を変位させる際、前記弁機構部２２に付勢される押圧力Ａとバランス機構部３２に付勢される押圧力Ｂとが釣り合った状態となるため、弁機構部２２とバランス機構部３２とがバランスした平衡状態となる。

そのため、弁機構部２２を変位させることにより弁開度を変更して、流体通路３０を流通する圧力流体の流量を増減変更させる場合において、バランス機構部３２によって弁機構部２２と該バランス機構部３２とが平衡状態に保持されるため、前記弁機構部２２が圧力流体の流れの抵抗となることが抑制され、流体通路３０を流通する圧力流体に生じる圧力損失を低減することができる。

また、弁機構部２２を変位させることにより弁開度を変更して、流体通路３０を流通する圧力流体の流量を制御する際、前記弁機構部２２とバランス機構部３２とが釣り合った平衡状態であるため、弁機構部２２を下方へと変位させる際に必要な駆動力をバランス機構部３２によって省力化することができる。

そのため、回転駆動源９０の駆動負荷が小さくなることに伴い前記回転駆動源９０を小型化することができ、それに伴ってコストを低減することができる。

さらに、弁機構部２２とバランス機構部３２とが釣り合うことによって、前記弁機構部２２及びバランス機構部３２が、圧力流体の作用下に軸線方向に変位することがないため、駆動力伝達部２６における伝達シャフト７６の雄ねじ部８８と、弁機構部２２における可動部材４８の雌ねじ部５８とが圧力流体の押圧作用下にクリアランスの分だけ上方に変位して急激に接触することがない。その結果、接触時における伝達シャフト７６及び可動部材４８に衝撃が付勢されることがなく、前記雄ねじ部８８が刻設される伝達シャフト７６と、前記雌ねじ部５８が刻設される可動部材４８の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る流量制御弁の弁閉状態を示す一部省略縦断面図である。 図１の流量制御弁の弁開状態を示す一部省略縦断面図である。 図１の流量制御弁の弁機構部の弁開度を所定量だけ小さくした状態を示す拡大縦断面図である。 従来技術に係る流量制御弁の縦断面図である。

符号の説明

１０…流量制御弁 １６…バルブボディ
１８…カバー部材 ２０…第１ボディ
２２…弁機構部 ２４…第２ボディ
２６…駆動力伝達部 ２８…駆動部
３０…流体通路 ３２…バランス機構部
３４…弁座 ３８…スプリングガイド部
４８…可動部材 ５２…弁本体
５４…第１ダイヤフラム ５６…第１保護部材
５８…雌ねじ部 ６６…内周部
６８…スカート部 ７０…外縁部
７４…カップリング部材 ７６…伝達シャフト
７８…軸受 ８８…雄ねじ部
９０…回転駆動源 ９２…回転軸
９６…連結シャフト ９８…連結部材
１０２…第２ダイヤフラム １０４…スプリング
１０８…ガイドピン

Claims (3)

1. 圧力流体の流量を制御する流量制御装置において、
   前記圧力流体が流通する流体通路が内部に形成されるバルブボディと、
   駆動部の駆動作用下に前記バルブボディの弁座に着座・離間する第１可撓性部材によって前記流体通路を流通する圧力流体の流量を制御する弁機構部と、
   前記弁機構部と対向する位置に連結され、前記流体通路を流通する圧力流体の流量が変化した際、前記圧力流体の流体圧によって前記第１可撓性部材との平衡状態を維持する第２可撓性部材を有する平衡保持機構部と、
   を備えることを特徴とする流量制御装置。
2. 請求項１記載の流量制御装置において、
   前記第１可撓性部材には、前記圧力流体が前記流体通路を流通する際に前記圧力流体の流体圧を受圧する第１受圧部が形成されるとともに、前記第２可撓性部材には、前記圧力流体が前記流体通路を流通する際に前記圧力流体の流体圧を受圧する第２受圧部が形成され、前記第１受圧部と前記第２受圧部の受圧面積が略同一に設定されることを特徴とする流量制御装置。
3. 請求項１記載の流量制御装置において、
   前記第１可撓性部材と第２可撓性部材との間には、シャフトが前記第１可撓性部材と第２可撓性部材と同軸となるように連結されることを特徴とする流量制御装置。