JP2006283967A - Proportional solenoid valve - Google Patents

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Hironobu Matsuzawa
広宣 松沢
Yoshitaka Takeshita
義高 竹下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel proportional solenoid valve capable of controlling opening of a valve part properly by suppressing change of opening of the valve part due to fluctuation of pressure on a primary side or a secondary side by a simple configuration. <P>SOLUTION: In this valve constituted by arranging a valve mechanism body 30 having a first diaphragm 50 and a second diaphragm 60 integrally and pressurizing the first and second diaphragms 50, 60 in the direction of valve chamber 20 at predetermined pressure by pressurizing means 70, 80, respectively, to control flow rate of fluid circulating in the valve chamber 20, either of the pressurizing means 70, 80 is a spring, the other of them is a driving member operating in proportion to an input signal, and intermediate diameter distances M1, M2 at positions where the maximum diameter of a membrane part L1, L2 and the minimum diameter of the membrane part S1, S2 in respective diaphragm parts in the first and second diaphragms 50, 60 are divided into parts are in a scope of about 0.5 to 2 times diameter 0 of an orifice in the valve chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コントローラ等の制御部からの入力信号に比例して流体(液体あるいは気体)の制御を行う比例電磁弁に関する。   The present invention relates to a proportional solenoid valve that controls a fluid (liquid or gas) in proportion to an input signal from a control unit such as a controller.

一般に、半導体製造等で流体を制御する際には、マスフローコントローラー等の流体制御機器が使用される。このような流体制御機器としては、入力信号に比例して流体の制御を行う比例電磁弁が知られており、例えば、電圧又は電流が通電されるコイルと、固定鉄心及び可動鉄心を有する作動部と、弁室の弁座を開閉する弁部とを備え、コイルに通電される入力信号を制御して固定鉄心又は可動鉄心を励磁し、前記可動鉄心を進退させることによって前記弁部を開閉して流体を制御するように構成される(例えば、特許文献1参照。)。   Generally, when controlling a fluid in semiconductor manufacturing or the like, a fluid control device such as a mass flow controller is used. As such a fluid control device, a proportional solenoid valve that controls fluid in proportion to an input signal is known. For example, a working part having a coil to which a voltage or current is passed, a fixed iron core, and a movable iron core. And a valve part that opens and closes the valve seat of the valve chamber, controls the input signal energized to the coil to excite the fixed iron core or the movable iron core, and opens and closes the valve part by moving the movable iron core back and forth. (See, for example, Patent Document 1).

このような従来の比例電磁弁では、弁部を開放して流体を流通させる際に前記弁部を開閉させる作動部が前記流体と接触するため、腐食性のある強酸又は強アルカリ等の流体や半導体CMPスラリー等の詰まりやすい流体等を流通させるのに適さないという問題がある。そして、この問題を解消するためには、前記作動部に流体が接触しないようにダイヤフラムを用いて作動部と流体の流路とを隔離する必要があった。   In such a conventional proportional solenoid valve, when the valve portion is opened and the fluid is circulated, the operating portion that opens and closes the valve portion comes into contact with the fluid, so that a corrosive strong acid or strong alkali fluid or the like There is a problem that it is not suitable for circulating a clogged fluid such as a semiconductor CMP slurry. In order to solve this problem, it is necessary to isolate the working part and the fluid flow path by using a diaphragm so that the fluid does not contact the working part.

ところで、従来の比例電磁弁に一枚のダイヤフラムを設けたとしても、一次側(流入側)あるいは二次側(流出側)の圧力変動が作動部の吸引力に加減されるため、適正な開度制御が困難であった。そこで、モータ等を別途設け、一次側あるいは二次側の圧力変動が発生した場合に前記モータを用いて弁部の位置制御を行うことにより、適正に開度制御を実施する方法がある。しかしながら、モータ等による弁部の開度制御は、制御機構が複雑であったり、圧力変動が発生した際の位置制御の応答速度が遅い等の問題の他、前記モータの回転運動を往復運動に変換するためにバックラッシュが発生したり、殆ど同じ位置での微小な動きを繰り返すためにモータの寿命が短くなる等の問題があるため、より簡易な構成によって適正な開度制御を実施することが切望されている。
特開2002−357280号公報
By the way, even if a conventional proportional solenoid valve is provided with a single diaphragm, the pressure fluctuation on the primary side (inflow side) or secondary side (outflow side) is adjusted to the suction force of the operating part. The degree control was difficult. In view of this, there is a method of appropriately performing the opening degree control by separately providing a motor or the like and performing position control of the valve portion using the motor when pressure fluctuation on the primary side or the secondary side occurs. However, the opening control of the valve unit by a motor or the like has a complicated control mechanism or a slow response speed of position control when a pressure fluctuation occurs, and the rotary motion of the motor is reciprocated. Since there is a problem such as backlash occurring due to conversion, or shortening the life of the motor due to repeated minute movements at almost the same position, appropriate opening control should be performed with a simpler configuration. Is anxious.
JP 2002-357280 A

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、より簡易な構成によって一次側あるいは二次側の圧力変動による弁部の開度の変化を抑制して、前記弁部の開度を適正に制御することができる新規な比例電磁弁を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above points, and with a simpler structure, the change in the opening degree of the valve part due to the pressure fluctuation on the primary side or the secondary side is suppressed, and the opening degree of the valve part is appropriately adjusted. A novel proportional solenoid valve that can be controlled is provided.

すなわち、請求項1の発明は、流体の流出入のための第1開口及び第2開口が弁座を介して設けられた弁室内に、前記弁座をシールする弁部と前記第1開口側に配された第1ダイヤフラムと前記第2開口側に配された第2ダイヤフラムとを一体に有する弁機構体が配置され、前記第1ダイヤフラム及び第2ダイヤフラムを加圧手段によってそれぞれ弁室方向に所定圧力で加圧して前記弁室内を流通する流体の流量を制御するようにした弁において、前記第1及び第2ダイヤフラムの加圧手段のいずれか一方をスプリングとし、他方を入力信号に比例して作動する駆動部材とするとともに、前記第1及び第2ダイヤフラムにおけるそれぞれのダイヤフラム部の膜部最大径(L1,L2)と膜部最小径(S1,S2)を2分した位置での中間直径距離(M1,M2)を、前記弁室のオリフィス径(O)の約0.5〜2倍の範囲内としたことを特徴とする比例電磁弁に係る。   That is, according to the first aspect of the present invention, in the valve chamber in which the first opening and the second opening for inflow and outflow of the fluid are provided via the valve seat, the valve portion for sealing the valve seat and the first opening side A valve mechanism body integrally including a first diaphragm disposed on the second opening and a second diaphragm disposed on the second opening side is disposed, and the first diaphragm and the second diaphragm are respectively moved toward the valve chamber by a pressurizing unit. In a valve that pressurizes at a predetermined pressure and controls the flow rate of fluid flowing through the valve chamber, one of the pressurizing means of the first and second diaphragms is a spring and the other is proportional to the input signal. And an intermediate diameter at a position obtained by dividing the maximum film part diameter (L1, L2) and the minimum film part diameter (S1, S2) of each diaphragm part in the first and second diaphragms. Away the (M1, M2), according to the proportional solenoid valve, characterized in that it has in the range of about 0.5 to 2 times the orifice diameter of the valve chamber (O).

請求項2の発明は、前記第1及び第2ダイヤフラムの各中間直径距離(M1,M2)が、前記オリフィス径の約0.7〜1.3倍の範囲内である請求項1に記載の比例電磁弁に係る。   According to a second aspect of the present invention, the intermediate diameter distances (M1, M2) of the first and second diaphragms are in the range of about 0.7 to 1.3 times the orifice diameter. Related to proportional solenoid valve.

請求項3の発明は、前記駆動部材が板バネ部材によって前後を支持された可動鉄心を有するソレノイド構造である請求項1又は2に記載の比例電磁弁に係る。   The invention according to claim 3 relates to the proportional solenoid valve according to claim 1 or 2, wherein the drive member is a solenoid structure having a movable iron core supported front and back by a leaf spring member.

請求項4の発明は、前記弁機構体が、前記弁部を有する第1ダイヤフラム側と第2ダイヤフラム側とで分離可能に構成され、前記第2ダイヤフラムにサックバック機構が設けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の比例電磁弁に係る。   According to a fourth aspect of the present invention, the valve mechanism body is configured to be separable between a first diaphragm side and a second diaphragm side having the valve portion, and a suck back mechanism is provided on the second diaphragm. It concerns on the proportional solenoid valve of any one of 1-3.

請求項5の発明は、第1ダイヤフラムあるいは第2ダイヤフラムと各加圧手段との間のいずれか一方または双方に補助ダイヤフラムが配置されるとともに、前記補助ダイヤフラムと第1あるいは第2ダイヤフラムとの間に流体を外部へ排出するための流体排出部が形成されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の比例電磁弁に係る。   According to a fifth aspect of the present invention, an auxiliary diaphragm is disposed at one or both of the first diaphragm or the second diaphragm and each pressurizing means, and between the auxiliary diaphragm and the first or second diaphragm. The proportional solenoid valve according to any one of claims 1 to 4, wherein a fluid discharge portion for discharging the fluid to the outside is formed.

請求項1の発明に係る比例電磁弁によれば、流体の流出入のための第1開口及び第2開口が弁座を介して設けられた弁室内に、前記弁座をシールする弁部と前記第1開口側に配された第1ダイヤフラムと前記第2開口側に配された第2ダイヤフラムとを一体に有する弁機構体が配置され、前記第1ダイヤフラム及び第2ダイヤフラムを加圧手段によってそれぞれ弁室方向に所定圧力で加圧して前記弁室内を流通する流体の流量を制御するようにした弁において、前記第1及び第2ダイヤフラムの加圧手段のいずれか一方をスプリングとし、他方を入力信号に比例して作動する駆動部材とするとともに、前記第1及び第2ダイヤフラムにおけるそれぞれのダイヤフラム部の膜部最大径と膜部最小径を2分した位置での中間直径距離を、前記弁室のオリフィス径の約0.5〜2倍の範囲内としたので、構成が極めて簡易であるとともに、第1開口側(一次側)あるいは第2開口側(二次側)で流体の圧力変動が発生した場合であっても、第1及び第2ダイヤフラムが圧力変動の影響を受けにくくなり、前記圧力変動による弁部の開度の変化を抑制することができて前記弁部の開度の制御を適正に行うことができる。   According to the proportional solenoid valve of the first aspect of the present invention, the valve portion that seals the valve seat in the valve chamber in which the first opening and the second opening for inflow and outflow of the fluid are provided via the valve seat; A valve mechanism body integrally including a first diaphragm disposed on the first opening side and a second diaphragm disposed on the second opening side is disposed, and the first diaphragm and the second diaphragm are pressed by a pressurizing unit. In each of the valves that pressurize at a predetermined pressure in the valve chamber direction and control the flow rate of the fluid flowing through the valve chamber, one of the pressurizing means of the first and second diaphragms is a spring, and the other is A driving member that operates in proportion to an input signal, and an intermediate diameter distance at a position obtained by dividing the maximum film diameter and the minimum film diameter of each diaphragm portion in the first and second diaphragms by two. Room Since it is within the range of about 0.5 to 2 times the orifice diameter, the configuration is very simple, and fluid pressure fluctuation occurs on the first opening side (primary side) or the second opening side (secondary side). Even in this case, the first and second diaphragms are less susceptible to pressure fluctuations, and the change in the opening degree of the valve part due to the pressure fluctuations can be suppressed, so that the opening degree of the valve part can be controlled. It can be done properly.

請求項2によれば、請求項1において、前記第1及び第2ダイヤフラムの各中間直径距離が、前記オリフィス径の約0.7〜1.3倍の範囲内であるため、前記第1及び第2ダイヤフラムに対する流体の圧力変動の影響をさらに抑制することができる。   According to claim 2, in claim 1, since each intermediate diameter distance of the first and second diaphragms is within a range of about 0.7 to 1.3 times the orifice diameter, the first and second diaphragms The influence of fluid pressure fluctuations on the second diaphragm can be further suppressed.

請求項3によれば、請求項1又は2において、前記駆動部材が板バネ部材によって前後を支持された可動鉄心を有するソレノイド構造であるため、前記駆動部材による加圧手段を円滑に作動させることができ、極めて効果的に加圧を行うことができる。   According to claim 3, in claim 1 or 2, since the drive member has a solenoid structure having a movable iron core supported front and back by a leaf spring member, the pressurizing means by the drive member is operated smoothly. And pressurization can be performed very effectively.

請求項4によれば、請求項1ないし3において、前記弁機構体が、前記弁部を有する第1ダイヤフラム側と第2ダイヤフラム側とで分離可能に構成され、前記第2ダイヤフラムにサックバック機構が設けられているため、弁室内の圧力が低下して、第2開口に適宜接続される配管(図示せず)内の流体を引き戻すことができ、液もれの防止や流体の流量の誤差修正等を行うことができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the valve mechanism body is configured to be separable between a first diaphragm side and a second diaphragm side having the valve portion, and a suck back mechanism is provided on the second diaphragm. Since the pressure in the valve chamber is reduced, the fluid in the pipe (not shown) connected to the second opening can be pulled back, preventing leakage and fluid flow error. Corrections can be made.

請求項5によれば、請求項1ないし4において、第1ダイヤフラムあるいは第2ダイヤフラムと各加圧手段との間のいずれか一方または双方に補助ダイヤフラムが配置されるとともに、前記補助ダイヤフラムと第1あるいは第2ダイヤフラムとの間に流体を外部へ排出するための流体排出部が形成されているため、第1あるいは第2ダイヤフラムから流体が透過あるいは漏洩した場合であっても前記流体が各加圧手段と接触することがなく、前記各加圧手段が腐食する等の不具合を防止することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, an auxiliary diaphragm is disposed on one or both of the first diaphragm or the second diaphragm and each pressurizing means, and the auxiliary diaphragm and the first diaphragm Alternatively, since a fluid discharge part for discharging the fluid to the outside is formed between the second diaphragm and the second diaphragm, even if the fluid permeates or leaks from the first or second diaphragm, the fluid is pressurized. It is possible to prevent problems such as corrosion of the pressurizing means without contact with the means.

以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図1はこの発明の一実施例に係る比例電磁弁の閉弁状態の縦断面図、図2は同比例電磁弁の開弁状態の縦断面図、図3は第1ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より大きく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図、図4は第2ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より大きく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図、図5は第1ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より小さく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図、図6は第2ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より小さく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図、図7は通常時の可動鉄心の状態を表した要部断面図、図8は通電時の可動鉄心の状態を表した要部断面図、図9は任意の開度における第1ダイヤフラムの中間直径距離と圧力変動の関係を表したグラフ、図10は任意の開度における第2ダイヤフラムの中間直径距離と圧力変動の関係を表したグラフ、図11は駆動部材による加圧手段の入力信号と流量との関係を表したグラフ、図12は本発明の比例電磁弁の二次側に流量計を配置した流体制御機器の回路図、図13は図9の流体制御機器が複数接続された流体制御機器の回路図、図14は本発明の比例電磁弁の二次側に2つの圧力センサを配置した流体制御機器の回路図、図15は本発明の比例電磁弁の二次側に1つの圧力センサを配置した流体制御機器の回路図、図16はサックバック機構が設けられた比例電磁弁の縦断面図、図17は図16の比例電磁弁のサックバック機構が作動した状態を表した縦断面図、図18は補助ダイヤフラムが設けられた比例電磁弁の縦断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a longitudinal sectional view of a proportional solenoid valve according to one embodiment of the present invention in a closed state, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the proportional solenoid valve in an opened state, and FIG. 3 is a diagram showing an intermediate diameter distance of a first diaphragm. FIG. 4 shows the relationship between the fluid pressure acting when the intermediate diameter distance of the second diaphragm is formed larger than the orifice diameter. FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part showing the relationship of fluid pressure acting when the intermediate diameter distance of the first diaphragm is made smaller than the orifice diameter, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the intermediate diameter of the second diaphragm. FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part showing the state of the movable core during normal operation, and FIG. 8 is the state of the movable core during energization. The main part sectional view shown, FIG. 9 is an arbitrary FIG. 10 is a graph showing the relationship between the intermediate diameter distance of the first diaphragm and the pressure fluctuation at a degree, FIG. 10 is a graph showing the relation between the intermediate diameter distance of the second diaphragm and the pressure fluctuation at an arbitrary opening degree, and FIG. 12 is a graph showing the relationship between the input signal of the pressurizing means and the flow rate, FIG. 12 is a circuit diagram of a fluid control device in which a flow meter is disposed on the secondary side of the proportional solenoid valve of the present invention, and FIG. FIG. 14 is a circuit diagram of a fluid control device in which two pressure sensors are arranged on the secondary side of the proportional solenoid valve of the present invention, and FIG. 15 is a proportional solenoid valve of the present invention. FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a proportional solenoid valve provided with a suck back mechanism, and FIG. 17 is a suck back mechanism of the proportional solenoid valve of FIG. Longitudinal profile showing the state where the FIG, 18 is a longitudinal sectional view of a proportional solenoid valve auxiliary diaphragm is provided.

図1及び図2に示す本発明の一実施例に係る比例電磁弁10は、弁室20と、弁機構体30と、加圧手段70,80とを備える。図において、符号11はフッ素樹脂等の耐蝕性及び耐薬品性の高い樹脂からなるボディ本体、12は枠体、13は通電部である。   A proportional solenoid valve 10 according to one embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 includes a valve chamber 20, a valve mechanism 30, and pressurizing means 70 and 80. In the figure, reference numeral 11 denotes a body body made of a resin having high corrosion resistance and chemical resistance such as fluororesin, 12 is a frame body, and 13 is an energizing portion.

弁室20は、前記ボディ本体11内に形成され、流体の流出入のための第1開口21及び第2開口22が弁座25を介して設けられている。符号23はオリフィス部、26は第1開口側弁室、27は第2開口側弁室、28は第1開口側弁室26と第2開口側弁室27との接続流路である。なお、実施例では、第1開口21は流体の流入側(一次側)、第2開口22は流体の流出側(二次側)とされている。   The valve chamber 20 is formed in the body main body 11, and a first opening 21 and a second opening 22 for flowing in and out of the fluid are provided through a valve seat 25. Reference numeral 23 denotes an orifice portion, 26 denotes a first opening side valve chamber, 27 denotes a second opening side valve chamber, and 28 denotes a connection flow path between the first opening side valve chamber 26 and the second opening side valve chamber 27. In the embodiment, the first opening 21 is a fluid inflow side (primary side), and the second opening 22 is a fluid outflow side (secondary side).

弁機構体30は、弁室20内に配置され、弁座25をシールする弁部40と第1開口21側に配された第1ダイヤフラム50と第2開口22側に配された第2ダイヤフラム60とを一体に有する。実施例の弁機構体30は、ボディ本体11と同様にフッ素樹脂等の耐蝕性及び耐薬品性の高い樹脂からなり、第1ダイヤフラム50と第2ダイヤフラム60とが連結部31を介して一体に形成されるとともに、前記連結部31の第1開口側弁室26側に弁部40が形成されてオリフィス部23を開閉するように構成されている。なお、図中の符号32は後述の加圧手段80の作動を弁機構体30に伝達する伝達部材、45は第2開口側弁室27側に形成された膨出部である。   The valve mechanism 30 is disposed in the valve chamber 20 and seals the valve seat 25. The first diaphragm 50 disposed on the first opening 21 side and the second diaphragm disposed on the second opening 22 side. 60 integrally. The valve mechanism body 30 of the embodiment is made of a highly corrosion-resistant and chemical-resistant resin such as a fluororesin similarly to the body main body 11, and the first diaphragm 50 and the second diaphragm 60 are integrated with each other via the connecting portion 31. In addition, the valve portion 40 is formed on the first opening side valve chamber 26 side of the connecting portion 31 to open and close the orifice portion 23. In the figure, reference numeral 32 denotes a transmission member that transmits an operation of a pressurizing means 80 described later to the valve mechanism 30, and 45 denotes a bulging portion formed on the second opening side valve chamber 27 side.

弁機構体30の弁部40は、図3に示すように、第1開口21側からの流体圧力に対する受圧面41と、第2開口22側からの流体圧力に対する受圧面42とを有する。実施例の弁部40では、前記受圧面41は、オリフィス部23より内側に形成された前記弁部40前側のテーパ面であり、前記受圧面42は、前記オリフィス部23より内側に形成された前記弁部40後側のテーパ面及び平坦面である。図中の符号43は前記受圧面41に連続して形成された前記オリフィス部23より外側のテーパ面、44は前記オリフィス部23より外側に形成された弁部40後側のテーパ面を表す。   As shown in FIG. 3, the valve portion 40 of the valve mechanism 30 includes a pressure receiving surface 41 for fluid pressure from the first opening 21 side and a pressure receiving surface 42 for fluid pressure from the second opening 22 side. In the valve portion 40 of the embodiment, the pressure receiving surface 41 is a tapered surface on the front side of the valve portion 40 formed inside the orifice portion 23, and the pressure receiving surface 42 is formed inside the orifice portion 23. They are the taper surface and flat surface of the valve part 40 rear side. In the figure, reference numeral 43 denotes a tapered surface outside the orifice portion 23 formed continuously with the pressure receiving surface 41, and 44 denotes a tapered surface behind the valve portion 40 formed outside the orifice portion 23.

また、弁機構体30の膨出部45は、図4に示すように、第2開口22側からの流体圧力に対する受圧面46と、第1開口21側からの流体圧力に対する受圧面47とを有する。実施例の膨出部45では、前記受圧面46は、オリフィス部23より内側に形成された前記膨出部45後側のテーパ面であり、前記受圧面47は、前記オリフィス部23より内側に形成された前記膨出部45前側のテーパ面及び平坦面である。図中の符号48は前記受圧面46に連続して形成された前記オリフィス部23より外側のテーパ面、49は前記オリフィス部23より外側に形成された膨出部45前側のテーパ面である。   As shown in FIG. 4, the bulging portion 45 of the valve mechanism 30 includes a pressure receiving surface 46 for fluid pressure from the second opening 22 side and a pressure receiving surface 47 for fluid pressure from the first opening 21 side. Have. In the bulging portion 45 of the embodiment, the pressure receiving surface 46 is a tapered surface on the rear side of the bulging portion 45 formed inside the orifice portion 23, and the pressure receiving surface 47 is located inside the orifice portion 23. These are a tapered surface and a flat surface on the front side of the formed bulging portion 45. In the figure, reference numeral 48 denotes a tapered surface outside the orifice portion 23 formed continuously with the pressure receiving surface 46, and 49 denotes a tapered surface on the front side of the bulging portion 45 formed outside the orifice portion 23.

第1ダイヤフラム50は、図3及び図5に示すように、連結部31の第1開口21側に一体に形成され、ダイヤフラム面である薄肉の膜部(可動部)51と、ボディ本体11に固定される外周部52を有する。この第1ダイヤフラム50では、膜部51の受圧面51aに対して作用する第1開口21側からの流体圧力P1が、前記弁部40の受圧面41に対して作用する第1開口21側からの流体圧力P2によってほぼ相殺されるように、前記膜部51の最大径L1と最小径S1を2分した位置での中間直径距離M1が、オリフィス径Oの約0.5〜2倍の範囲内に構成され、より好ましくは、請求項2の発明として規定したように、前記中間直径距離M1はオリフィス径Oの約0.7〜1.3倍の範囲内とされる。   As shown in FIGS. 3 and 5, the first diaphragm 50 is integrally formed on the first opening 21 side of the connecting portion 31, and has a thin film portion (movable portion) 51 that is a diaphragm surface, and the body main body 11. It has the outer peripheral part 52 fixed. In the first diaphragm 50, the fluid pressure P <b> 1 from the first opening 21 acting on the pressure receiving surface 51 a of the membrane portion 51 is from the first opening 21 side acting on the pressure receiving surface 41 of the valve portion 40. The intermediate diameter distance M1 at a position where the maximum diameter L1 and the minimum diameter S1 of the film portion 51 are divided into two is approximately 0.5 to 2 times the orifice diameter O so that the fluid pressure P2 is almost offset. More preferably, as defined in the invention of claim 2, the intermediate diameter distance M1 is set within a range of about 0.7 to 1.3 times the orifice diameter O.

この第1ダイヤフラム50の膜部51の最大径L1と最小径S1を2分した位置での中間直径距離M1は、前記膜部51の受圧面51aに対して第1開口21側からの流体圧力P1が作用する際のいわゆる第1ダイヤフラム50の膜部51の有効受圧径として考えることができる。また、弁部40では、第1開口21側から流体圧力を受けた場合、オリフィス部23より外側のテーパ面43及び平坦面44にそれぞれ作用する流体圧力P3,P4が相殺されるため、第1開口21側からの流体圧力P2は弁部40の受圧面41に作用するものとして考えることができる。   The intermediate diameter distance M1 at the position where the maximum diameter L1 and the minimum diameter S1 of the membrane portion 51 of the first diaphragm 50 are divided into two is the fluid pressure from the first opening 21 side with respect to the pressure receiving surface 51a of the membrane portion 51. This can be considered as the effective pressure receiving diameter of the membrane portion 51 of the so-called first diaphragm 50 when P1 acts. Further, in the valve portion 40, when fluid pressure is received from the first opening 21 side, the fluid pressures P3 and P4 acting on the tapered surface 43 and the flat surface 44 outside the orifice portion 23 are canceled out. The fluid pressure P2 from the opening 21 side can be considered as acting on the pressure receiving surface 41 of the valve portion 40.

そこで、図3に示すように、第1ダイヤフラム50の膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの1〜2倍の範囲内で形成した場合では、前記流体圧力P1,P2をほぼ相殺することができる。前記中間直径距離M1を前記オリフィス径Oの2倍より大きく形成した場合は、第1ダイヤフラム50の膜部51に対して作用する流体圧力P1が大きくなりすぎて流体圧力P2によって相殺されない。すなわち、図9のグラフに示すように、膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの2倍より大きく形成した場合(符号A2)には、第1開口21側流体の圧力変動による力が開弁方向に大きく作用して適正な開度制御が困難となるのに対し、膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの1〜2倍に形成すれば(符号A1)、第1開口21側流体の圧力変動が大きい場合であっても開弁方向に作用する力を極めて小さくすることができ、圧力変動の影響を抑制することができる。なお、図中の符号Cは流体の圧力変動による力に対して適正な開度制御が可能な範囲を表す。   Therefore, as shown in FIG. 3, when the intermediate diameter distance M1 of the membrane portion 51 of the first diaphragm 50 is formed within a range of 1 to 2 times the orifice diameter O, the fluid pressures P1 and P2 are substantially canceled. be able to. When the intermediate diameter distance M1 is formed to be larger than twice the orifice diameter O, the fluid pressure P1 acting on the film portion 51 of the first diaphragm 50 becomes too large and is not offset by the fluid pressure P2. That is, as shown in the graph of FIG. 9, when the intermediate diameter distance M1 of the membrane portion 51 is formed to be larger than twice the orifice diameter O (reference A2), the force due to the pressure fluctuation of the fluid on the first opening 21 side is increased. If the intermediate diameter distance M1 of the membrane part 51 is formed to be 1 to 2 times the orifice diameter O (reference numeral A1), it is difficult to properly control the opening degree by acting greatly in the valve opening direction. Even when the pressure fluctuation of the 21 side fluid is large, the force acting in the valve opening direction can be made extremely small, and the influence of the pressure fluctuation can be suppressed. In addition, the code | symbol C in a figure represents the range in which appropriate opening degree control is possible with respect to the force by the pressure fluctuation of a fluid.

また、図5に示すように、第1ダイヤフラム50の膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの0.5〜1倍の範囲内で形成した場合であっても、前記流体圧力P1,P2をほぼ相殺することができ、前記中間直径距離M1を前記オリフィス径Oの0.5倍より小さく形成した場合は、第1ダイヤフラム50の膜部51に対して作用する流体圧力P1が小さくなりすぎて流体圧力P2によって相殺されない。すなわち、図9のグラフに示すように、膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの0.5倍より小さく形成した場合(符号B2)には、第1開口21側流体の圧力変動による力が閉弁方向に大きく作用して適正な開度制御が困難となるのに対し、膜部51の中間直径距離M1をオリフィス径Oの0.5〜1倍に形成すれば(符号B1)、第1開口21側流体の圧力変動が大きい場合であっても閉弁方向に作用する力を極めて小さくすることができ、圧力変動の影響を抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 5, even when the intermediate diameter distance M1 of the membrane portion 51 of the first diaphragm 50 is formed within the range of 0.5 to 1 times the orifice diameter O, the fluid pressure P1, When the intermediate diameter distance M1 is smaller than 0.5 times the orifice diameter O, the fluid pressure P1 acting on the membrane portion 51 of the first diaphragm 50 becomes small. Too much is not offset by the fluid pressure P2. That is, as shown in the graph of FIG. 9, when the intermediate diameter distance M1 of the membrane portion 51 is formed to be smaller than 0.5 times the orifice diameter O (symbol B2), it is caused by the pressure fluctuation of the fluid on the first opening 21 side. If the force acts greatly in the valve closing direction and appropriate opening degree control becomes difficult, if the intermediate diameter distance M1 of the membrane part 51 is formed 0.5 to 1 times the orifice diameter O (reference numeral B1). Even if the pressure fluctuation of the first opening 21 side fluid is large, the force acting in the valve closing direction can be made extremely small, and the influence of the pressure fluctuation can be suppressed.

一方、第2ダイヤフラム60は、図4及び図6に示すように、連結部31の第2開口22側に一体に形成され、ダイヤフラム面である薄肉の膜部(可動部)61と、ボディ本体11に固定される外周部62を有する。この第2ダイヤフラム60では、膜部61の受圧面61aに対して作用する第2開口22側からの流体圧力P5が、前記膨出部45の受圧面46に対して作用する第2開口22側からの流体圧力P6によってほぼ相殺されるように、前記膜部61の最大径L2と最小径S2を2分した位置での中間直径距離M2が、オリフィス径Oの約0.5〜2倍の範囲内に構成され、より好ましくは、請求項2の発明として規定したように、前記中間直径距離M2はオリフィス径Oの約0.7〜1.3倍の範囲内とされる。   On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 6, the second diaphragm 60 is integrally formed on the second opening 22 side of the connecting portion 31 and has a thin film portion (movable portion) 61 as a diaphragm surface, and a body main body. 11 has an outer periphery 62 fixed to the outer periphery. In the second diaphragm 60, the fluid pressure P5 from the second opening 22 side acting on the pressure receiving surface 61a of the membrane part 61 acts on the pressure receiving surface 46 of the bulging part 45. The intermediate diameter distance M2 at the position where the maximum diameter L2 and the minimum diameter S2 of the film portion 61 are divided into two is approximately 0.5 to 2 times the orifice diameter O so that the fluid pressure P6 from More preferably, the intermediate diameter distance M2 is set within a range of about 0.7 to 1.3 times the orifice diameter O, as defined in the invention of claim 2.

この第2ダイヤフラム60の膜部61の最大径L2と最小径S2を2分した位置での中間直径距離M2は、前記膜部61の受圧面61aに対して第2開口22側からの流体圧力P5が作用する際のいわゆる第2ダイヤフラム60の膜部61の有効受圧径として考えることができる。また、膨出部45では、第2開口22側から流体圧力を受けた場合、オリフィス部23より外側のテーパ面48,49にそれぞれ作用する流体圧力P7,P8が相殺されるため、第2開口22側からの流体圧力P6は膨出部45の受圧面46に作用するものとして考えることができる。なお、膨出部45の受圧面47に作用する流体圧力P10は、前記弁部40の受圧面42に作用する流体圧力P9によって相殺される。   The intermediate diameter distance M2 at the position where the maximum diameter L2 and the minimum diameter S2 of the membrane portion 61 of the second diaphragm 60 are divided into two is the fluid pressure from the second opening 22 side with respect to the pressure receiving surface 61a of the membrane portion 61. It can be considered as the effective pressure receiving diameter of the film portion 61 of the so-called second diaphragm 60 when P5 acts. Further, in the bulging portion 45, when fluid pressure is received from the second opening 22 side, the fluid pressures P7 and P8 acting on the tapered surfaces 48 and 49 outside the orifice portion 23 are canceled out. The fluid pressure P6 from the 22 side can be considered as acting on the pressure receiving surface 46 of the bulging portion 45. The fluid pressure P10 acting on the pressure receiving surface 47 of the bulging portion 45 is offset by the fluid pressure P9 acting on the pressure receiving surface 42 of the valve portion 40.

そこで、図4に示すように、第2ダイヤフラム60の膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの1〜2倍の範囲内で形成した場合では、前記流体圧力P5,P6をほぼ相殺することができる。前記中間直径距離M2を前記オリフィス径Oの2倍より大きく形成した場合は、第2ダイヤフラム60の膜部61に対して作用する流体圧力P5が大きくなりすぎて流体圧力P6によって相殺されない。すなわち、図10のグラフに示すように、膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの2倍より大きく形成した場合(符号D2)には、第2開口22側流体の圧力変動による力が閉弁方向に大きく作用して適正な開度制御が困難となるのに対し、膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの1〜2倍に形成すれば(符号D1)、第2開口22側流体の圧力変動が大きい場合であっても閉弁方向に作用する力を極めて小さくすることができ、圧力変動の影響を抑制することができる。   Therefore, as shown in FIG. 4, when the intermediate diameter distance M2 of the membrane portion 61 of the second diaphragm 60 is formed within the range of 1 to 2 times the orifice diameter O, the fluid pressures P5 and P6 are substantially canceled. be able to. When the intermediate diameter distance M2 is formed to be larger than twice the orifice diameter O, the fluid pressure P5 acting on the film portion 61 of the second diaphragm 60 becomes too large to be canceled by the fluid pressure P6. That is, as shown in the graph of FIG. 10, when the intermediate diameter distance M2 of the membrane part 61 is formed to be larger than twice the orifice diameter O (reference numeral D2), the force due to the pressure fluctuation of the fluid on the second opening 22 side is increased. When the intermediate diameter distance M2 of the membrane portion 61 is formed to be 1 to 2 times the orifice diameter O (reference numeral D1), it is difficult to properly control the opening degree by acting greatly in the valve closing direction. Even when the pressure fluctuation of the 22 side fluid is large, the force acting in the valve closing direction can be made extremely small, and the influence of the pressure fluctuation can be suppressed.

また、図6に示すように、第2ダイヤフラム60の膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの0.5〜1倍の範囲内で形成した場合であっても、前記流体圧力P5,P6をほぼ相殺することができ、前記中間直径距離M2を前記オリフィス径Oの0.5倍より小さく形成した場合は、第2ダイヤフラム60の膜部61に対して作用する流体圧力P5が小さくなりすぎて流体圧力P6によって相殺されない。すなわち、図10のグラフに示すように、膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの0.5倍より小さく形成した場合(符号E2)には、第2開口22側流体の圧力変動による力が開弁方向に大きく作用して適正な開度制御が困難となるのに対し、膜部61の中間直径距離M2をオリフィス径Oの0.5〜1倍に形成すれば(符号E1)、第2開口22側流体の圧力変動が大きい場合であっても開弁方向に作用する力を極めて小さくすることができ、圧力変動の影響を抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 6, even when the intermediate diameter distance M2 of the membrane portion 61 of the second diaphragm 60 is formed within the range of 0.5 to 1 times the orifice diameter O, the fluid pressure P5 When the intermediate diameter distance M2 is formed to be smaller than 0.5 times the orifice diameter O, the fluid pressure P5 acting on the membrane portion 61 of the second diaphragm 60 becomes small. Too much is not offset by the fluid pressure P6. That is, as shown in the graph of FIG. 10, when the intermediate diameter distance M2 of the membrane portion 61 is formed to be smaller than 0.5 times the orifice diameter O (symbol E2), it depends on the pressure variation of the fluid on the second opening 22 side. If the force acts greatly in the valve opening direction and appropriate opening degree control becomes difficult, if the intermediate diameter distance M2 of the membrane portion 61 is 0.5 to 1 times the orifice diameter O (reference numeral E1) Even when the pressure fluctuation of the fluid on the second opening 22 side is large, the force acting in the valve opening direction can be made extremely small, and the influence of the pressure fluctuation can be suppressed.

加圧手段70,80は、第1ダイヤフラム50及び第2ダイヤフラム60をそれぞれ弁室20方向に所定圧力で加圧して前記弁室20内を流通する流体の流量を制御するように構成される。実施例において、第1開口21側の加圧手段70はスプリング、第2開口22側の加圧手段80は駆動部材とされる。   The pressurizing means 70 and 80 are configured to pressurize the first diaphragm 50 and the second diaphragm 60 in the direction of the valve chamber 20 with a predetermined pressure, respectively, and control the flow rate of the fluid flowing through the valve chamber 20. In the embodiment, the pressing means 70 on the first opening 21 side is a spring, and the pressing means 80 on the second opening 22 side is a driving member.

スプリングによる加圧手段70は、一定のスプリング荷重によって第1ダイヤフラム50を常時弁室20方向に付勢保持する。図の符号71はスプリングによる加圧手段70のためのスプリングホルダー、72は弁機構体30の第1開口21側端部が嵌挿されたスプリングホルダーである。   The pressurizing means 70 using a spring constantly biases and holds the first diaphragm 50 toward the valve chamber 20 with a constant spring load. Reference numeral 71 in the drawing is a spring holder for the pressurizing means 70 by a spring, and 72 is a spring holder into which the end of the valve mechanism 30 on the first opening 21 side is fitted.

駆動部材による加圧手段80は、通電部13に別途接続されたコントローラ等の制御部(図示せず)からの入力信号に比例して作動することによって伝達部材32を介して弁機構体30を進退させて弁部40の開閉を行うように構成される。駆動部材としては、図示しかつ請求項3の発明として規定したように、板バネ部材83,84によって前後を支持された可動鉄心85を有するソレノイド構造にすることが好ましく勧められる。図において、符号81は板バネ部材83,84を固定するための筒状部材、82はその内壁、86は固定鉄心、87はコイル、88は補助鉄心である。   The pressurizing means 80 by the drive member operates in proportion to an input signal from a control unit (not shown) such as a controller separately connected to the energization unit 13, thereby causing the valve mechanism 30 to pass through the transmission member 32. The valve unit 40 is configured to open and close by being advanced and retracted. As the drive member, as shown in the figure and defined as the invention of claim 3, it is preferably recommended that the drive member has a solenoid structure having a movable iron core 85 supported front and rear by plate spring members 83 and 84. In the figure, reference numeral 81 denotes a cylindrical member for fixing the leaf spring members 83 and 84, 82 denotes an inner wall thereof, 86 denotes a fixed iron core, 87 denotes a coil, and 88 denotes an auxiliary iron core.

実施例において、可動鉄心85は、その両端面が断面円弧状に形成された略円柱形状の鉄心からなり、図7及び図8に示すように、前記各両端面の略中心部にそれぞれ形成された係合突部85a,85bが前記板バネ部材83,84の係合孔部83a,84aに係合されることによって、筒状部材81の内壁82に接することなく略中央位置で支持されるように構成される。   In the embodiment, the movable iron core 85 is composed of a substantially cylindrical iron core whose both end faces are formed in a circular arc shape, and is formed at substantially the center of each of the both end faces as shown in FIGS. By engaging the engaging protrusions 85a and 85b with the engaging holes 83a and 84a of the leaf spring members 83 and 84, the engaging protrusions 85a and 85b are supported at a substantially central position without contacting the inner wall 82 of the cylindrical member 81. Configured as follows.

そして、通常時(非通電時)では、図1及び図7に示すように、可動鉄心85が板バネ部材83,84によって駆動部材後方に付勢保持されるため、弁機構体30は前記スプリングによる加圧手段70の付勢力によって後退状態(閉弁状態)となる。一方、通電時では、図2及び図8に示すように、コイル87の電磁誘導によって可動鉄心85が板バネ部材83,84の付勢力に抗して前進する。その際、可動鉄心85は、前述の如く板バネ部材83,84によって略中央位置に支持されるため、前記内壁82に接することなく作動する。   In normal operation (when no power is supplied), as shown in FIGS. 1 and 7, the movable iron core 85 is urged and held behind the drive member by the leaf spring members 83 and 84, so that the valve mechanism 30 has the spring. Due to the urging force of the pressurizing means 70, the reverse state (valve closed state) is established. On the other hand, at the time of energization, as shown in FIGS. 2 and 8, the movable iron core 85 moves forward against the urging force of the leaf spring members 83 and 84 by electromagnetic induction of the coil 87. At this time, since the movable iron core 85 is supported at a substantially central position by the leaf spring members 83 and 84 as described above, the movable iron core 85 operates without contacting the inner wall 82.

そこで、前記可動鉄心85の作動について、図11のグラフを用いて説明すると、例えば、可動鉄心85が内壁82と接して摺動する場合には、所定の入力信号に応じて進退する際に内壁82との摩擦等によって急激に作動する等の不安定な作動となる(符号F2)のに対し、可動鉄心85を板バネ部材83,84によって略中央位置に支持することで該可動鉄心85は内壁82に接することなく作動するため、所定の入力信号に応じて円滑に進退させることができる(符号F1)。このように、駆動部材を上記ソレノイド構造とすることにより、極めて効果的に加圧を行うことができる。   Therefore, the operation of the movable iron core 85 will be described with reference to the graph of FIG. 11. For example, when the movable iron core 85 slides in contact with the inner wall 82, the inner wall is moved forward and backward according to a predetermined input signal. On the other hand, the movable iron core 85 is supported by the leaf spring members 83 and 84 at a substantially central position while the operation becomes unstable such as abruptly acting due to friction with the 82 (reference F2). Since it operates without contacting the inner wall 82, it can be smoothly advanced and retracted according to a predetermined input signal (reference F1). Thus, pressurization can be performed very effectively by using the solenoid structure as the driving member.

上記の如く構成された比例電磁弁10では、第1及び第2ダイヤフラム50,60におけるそれぞれの膜部51,61の最大径L1,L2と最小径S1,S2を2分した位置での中間直径距離M1,M2を、弁室20のオリフィス径Oの約0.5〜2倍の範囲内とすることにより、前記第1及び第2ダイヤフラム50,60へのそれぞれの流体圧力の影響を抑制することが可能となる。したがって、第1開口側(一次側)あるいは第2開口側(二次側)で流体の圧力変動が発生した場合であっても、前記第1及び第2ダイヤフラム50,60が圧力変動の影響を受けにくくなって前記圧力変動による弁部40の開度の変化を抑制することができ、簡易な構成によって前記弁部40の開度の制御を適正に行うことができる。   In the proportional solenoid valve 10 configured as described above, an intermediate diameter at a position obtained by dividing the maximum diameters L1 and L2 and the minimum diameters S1 and S2 of the first and second diaphragms 50 and 60 into two. By setting the distances M1 and M2 within the range of about 0.5 to 2 times the orifice diameter O of the valve chamber 20, the influence of the respective fluid pressures on the first and second diaphragms 50 and 60 is suppressed. It becomes possible. Therefore, even if the fluid pressure fluctuation occurs on the first opening side (primary side) or the second opening side (secondary side), the first and second diaphragms 50 and 60 are affected by the pressure fluctuation. The change in the opening degree of the valve unit 40 due to the pressure fluctuation can be suppressed, and the opening degree of the valve unit 40 can be appropriately controlled with a simple configuration.

次に、本発明の比例電磁弁10を用いた流体制御機器について図12ないし図15に従って説明する。なお、図12ないし図15において、同一の符号は同一の構成を表すものとする。   Next, a fluid control device using the proportional solenoid valve 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 15, the same reference numerals represent the same configuration.

図12の流体制御機器100は、比例電磁弁10の二次側(第2開口22側)に流量計101を配置するとともに、該流量計101からの信号を受け取り演算して弁部40の所定の開度を維持するための信号を前記比例電磁弁10に送信するコントローラ102とを有する。図において、符号103は流体供給部、104は流体供給流路、105は薬液槽、106は開閉弁を表す。   The fluid control device 100 of FIG. 12 arranges a flow meter 101 on the secondary side (second opening 22 side) of the proportional solenoid valve 10, receives a signal from the flow meter 101, and calculates the predetermined value of the valve unit 40. And a controller 102 for transmitting a signal for maintaining the opening degree to the proportional solenoid valve 10. In the figure, reference numeral 103 is a fluid supply section, 104 is a fluid supply flow path, 105 is a chemical tank, and 106 is an on-off valve.

この流体制御機器100では、前記流量計101で検知された実際の流量に基づいて、所定流量となる弁部40の開度が維持されるようにコントローラ102で演算が行われ、その演算結果に応じた制御信号(ここでは電流)が前記比例電磁弁10のコイル37に通電されて、薬液槽105へ供給される流体の流量制御が行われる。   In the fluid control apparatus 100, based on the actual flow rate detected by the flow meter 101, the controller 102 performs an operation so that the opening degree of the valve unit 40 at a predetermined flow rate is maintained. A corresponding control signal (current in this case) is energized to the coil 37 of the proportional solenoid valve 10 to control the flow rate of the fluid supplied to the chemical tank 105.

図13の流体制御機器110は、前記流体制御機器100と同一に構成された複数(ここでは3つ)の流体制御機器100a,100b,100cを、混合流路111を介して接続し、複数の流体を混合するように構成される。この流体制御機器110では、各流体制御機器100a,100b,100cの各流量が所定の混合比率となるようにそれぞれ流量制御が行われる。   The fluid control device 110 of FIG. 13 connects a plurality (here, three) of fluid control devices 100a, 100b, and 100c configured in the same manner as the fluid control device 100 via the mixing channel 111, Configured to mix fluids. In the fluid control device 110, flow control is performed so that the flow rates of the fluid control devices 100a, 100b, and 100c have a predetermined mixing ratio.

図14の流体制御機器120は、比例電磁弁10の二次側(第2開口22側)に絞り部121を介して2つの圧力センサ122,123を配置したものである。この流体制御機器120では、前記各圧力センサ122,123で検知されたそれぞれの圧力がコントローラ102に送信され、前記各圧力の差圧から比例電磁弁10の二次側の流量を算出し、この流量に基づいて薬液槽105へ供給される流体の流量制御が行われる。   In the fluid control device 120 of FIG. 14, two pressure sensors 122 and 123 are arranged on the secondary side (second opening 22 side) of the proportional solenoid valve 10 via a throttle 121. In the fluid control device 120, the respective pressures detected by the pressure sensors 122 and 123 are transmitted to the controller 102, and the flow rate on the secondary side of the proportional solenoid valve 10 is calculated from the differential pressure between the pressures. Based on the flow rate, the flow rate of the fluid supplied to the chemical tank 105 is controlled.

図15の流体制御機器130は、比例電磁弁10の二次側(第2開口22側)に圧力センサ122を配置したものである。この流体制御機器130では、前記圧力センサ122で検知された圧力に基づいて、所定流量となる弁部40の開度が維持されるようにコントローラ102で演算が行われ、その演算結果に応じて薬液槽105へ供給される流体の流量制御が行われる。   The fluid control device 130 of FIG. 15 has a pressure sensor 122 arranged on the secondary side (second opening 22 side) of the proportional solenoid valve 10. In the fluid control device 130, based on the pressure detected by the pressure sensor 122, calculation is performed by the controller 102 so that the opening degree of the valve unit 40 at a predetermined flow rate is maintained, and according to the calculation result. The flow rate of the fluid supplied to the chemical tank 105 is controlled.

なお、本発明の比例電磁弁は、上記実施例で述べた構成に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。例えば、実施例では、弁機構体30の第2開口側弁室27側に膨出部45を形成したが、前記弁機構体30に膨出部45を形成しないように構成してもよい。この場合、第2ダイヤフラム60の膜部61に対して作用する流体圧力P5は、前記弁部40の受圧面42に作用する流体圧力P9によって相殺される。   The proportional solenoid valve of the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention. For example, in the embodiment, the bulging portion 45 is formed on the second opening side valve chamber 27 side of the valve mechanism 30, but the bulging portion 45 may not be formed on the valve mechanism 30. In this case, the fluid pressure P5 acting on the membrane portion 61 of the second diaphragm 60 is canceled by the fluid pressure P9 acting on the pressure receiving surface 42 of the valve portion 40.

また、図16及び図17に図示の比例電磁弁10Aの如く、弁機構体30Aを、弁部40を有する第1ダイヤフラム50側と第2ダイヤフラム60側とで分離可能に構成し、第2ダイヤフラム60にサックバック機構35を設けるように構成することもできる。以下の実施例において、図1及び図2に示した実施例と同一符号は同一の構成を表すものとして、その説明を省略する。   Further, like the proportional electromagnetic valve 10A shown in FIGS. 16 and 17, the valve mechanism 30A is configured to be separable between the first diaphragm 50 side having the valve portion 40 and the second diaphragm 60 side, and the second diaphragm The suck back mechanism 35 may be provided at 60. In the following embodiment, the same reference numerals as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 represent the same configuration, and the description thereof is omitted.

この実施例の弁機構体30Aでは、図示したことからよく理解されるように、弁部40と第1ダイヤフラム50とを有する第一機構体33と、第2ダイヤフラム60を有する第二機構体34とが分離可能に遊嵌結合されている。そして、第二機構体34の加圧手段80側には、サックバック機構35が第2ダイヤフラム60と一体に形成されている。   In the valve mechanism 30A of this embodiment, as is well understood from the illustration, the first mechanism 33 having the valve portion 40 and the first diaphragm 50 and the second mechanism 34 having the second diaphragm 60 are provided. Are loosely coupled so as to be separable. A suck back mechanism 35 is formed integrally with the second diaphragm 60 on the pressure mechanism 80 side of the second mechanism 34.

サックバック機構35は、第2ダイヤフラム60に取り付けられたスプリングホルダー37を介して前記第2ダイヤフラム60を弁室20方向と反対方向に付勢するバネ部材36を備える。このサックバック機構35では、スプリングホルダー37が加圧手段80の作動を弁機構体30Aに伝達する伝達部材も兼ねている。   The suck back mechanism 35 includes a spring member 36 that urges the second diaphragm 60 in a direction opposite to the valve chamber 20 direction via a spring holder 37 attached to the second diaphragm 60. In the suck back mechanism 35, the spring holder 37 also serves as a transmission member that transmits the operation of the pressurizing means 80 to the valve mechanism 30A.

上記の如くサックバック機構35を有することにより、駆動部材による加圧手段80の加圧力を所定値以下に下げて閉弁状態となった際に、前記バネ部材36の付勢力が加圧手段80の加圧力以上となることによって第二機構体34が第一機構体33から分離して弁室20方向と反対方向に後退し、第2開口側弁室27内の容積が大きくなる。これにより、弁室20(第2開口側弁室27)内の圧力が低下して、第2開口22に適宜接続される配管(図示せず)内の流体を引き戻すことができ、液もれの防止や流体の流量の誤差修正等を行うことができる。   By having the suck-back mechanism 35 as described above, the biasing force of the spring member 36 is applied to the pressurizing unit 80 when the pressure applied by the pressurizing unit 80 by the driving member is lowered to a predetermined value or less and the valve is closed. As a result, the second mechanism 34 is separated from the first mechanism 33 and retracted in the direction opposite to the valve chamber 20 direction, and the volume in the second opening side valve chamber 27 is increased. As a result, the pressure in the valve chamber 20 (second opening side valve chamber 27) decreases, and the fluid in a pipe (not shown) connected to the second opening 22 as appropriate can be drawn back. And correction of fluid flow error can be performed.

さらに、図18に示す比例電磁弁10Bのように、第2ダイヤフラム60と加圧手段80との間に補助ダイヤフラム90を配置するとともに、前記補助ダイヤフラム90と第2ダイヤフラム60との間に流体を外部へ排出するための流体排出部95を形成してもよい。図中の符号30Bは弁機構体である。   Further, as in the proportional solenoid valve 10B shown in FIG. 18, an auxiliary diaphragm 90 is disposed between the second diaphragm 60 and the pressurizing means 80, and a fluid is supplied between the auxiliary diaphragm 90 and the second diaphragm 60. You may form the fluid discharge part 95 for discharging | emitting outside. Reference numeral 30B in the figure denotes a valve mechanism.

補助ダイヤフラム90は、弁室20内を流通する流体が第2ダイヤフラム60から透過あるいは漏洩した際に、前記流体が加圧手段80に接触することを防止するように構成される。そして、透過あるいは漏洩した流体は、補助ダイヤフラム90と第2ダイヤフラム60との間に形成された流体排出部95から比例電磁弁10B外部に排出される。これにより、第2ダイヤフラム60から流体が透過あるいは漏洩した場合であっても前記流体が加圧手段80と接触することがなく、該加圧手段80が腐食する等の不具合を防止することができる。   The auxiliary diaphragm 90 is configured to prevent the fluid flowing through the valve chamber 20 from coming into contact with the pressurizing means 80 when the fluid passes through or leaks from the second diaphragm 60. The permeated or leaked fluid is discharged out of the proportional solenoid valve 10B from a fluid discharge portion 95 formed between the auxiliary diaphragm 90 and the second diaphragm 60. Thereby, even when the fluid permeates or leaks from the second diaphragm 60, the fluid does not come into contact with the pressurizing means 80, and problems such as corrosion of the pressurizing means 80 can be prevented. .

また、前記比例電磁弁10Bでは、補助ダイヤフラム90及び流体排出部95を第2ダイヤフラム60側に設けるように構成したが、これに限定されるものではなく、第1ダイヤフラム50と加圧手段70との間に補助ダイヤフラム及び流体排出部を形成してもよいし、第1ダイヤフラム50と加圧手段70との間及び第2ダイヤフラム60と加圧手段80との間の双方に補助ダイヤフラム及び流体排出部を形成してもよい。   In the proportional solenoid valve 10B, the auxiliary diaphragm 90 and the fluid discharge part 95 are provided on the second diaphragm 60 side. However, the present invention is not limited to this, and the first diaphragm 50, the pressurizing means 70, and the like. An auxiliary diaphragm and a fluid discharge portion may be formed between the first diaphragm 50 and the pressurizing means 70 and between the second diaphragm 60 and the pressurizing means 80. A part may be formed.

なお、上記比例電磁弁10A、10Bについては、前記比例電磁弁10と同様に、流体制御機器100,110,120,130に好適に使用することができる。   The proportional solenoid valves 10A and 10B can be suitably used for the fluid control devices 100, 110, 120, and 130 as in the case of the proportional solenoid valve 10.

この発明の一実施例に係る比例電磁弁の閉弁状態の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the valve closing state of the proportional solenoid valve according to one embodiment of the present invention. 同比例電磁弁の開弁状態の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the valve opening state of the proportional solenoid valve. 第1ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より大きく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed the relationship of the fluid pressure which acts when the intermediate diameter distance of a 1st diaphragm is formed larger than an orifice diameter. 第2ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より大きく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed the relationship of the fluid pressure which acts when the intermediate diameter distance of a 2nd diaphragm is formed larger than an orifice diameter. 第1ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より小さく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed the relationship of the fluid pressure which acts when the intermediate diameter distance of a 1st diaphragm is formed smaller than an orifice diameter. 第2ダイヤフラムの中間直径距離をオリフィス径より小さく形成した際に作用する流体圧力の関係を示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed the relationship of the fluid pressure which acts when the intermediate diameter distance of a 2nd diaphragm was formed smaller than an orifice diameter. 通常時の可動鉄心の状態を表した要部断面図である。It is principal part sectional drawing showing the state of the movable iron core at the normal time. 通電時の可動鉄心の状態を表した要部断面図である。It is principal part sectional drawing showing the state of the movable iron core at the time of electricity supply. 任意の開度における第1ダイヤフラムの中間直径距離と圧力変動の関係を表したグラフである。It is a graph showing the relationship between the intermediate diameter distance of the 1st diaphragm in arbitrary opening, and a pressure fluctuation. 任意の開度における第2ダイヤフラムの中間直径距離と圧力変動の関係を表したグラフである。It is a graph showing the relationship between the intermediate diameter distance of the 2nd diaphragm in arbitrary opening, and a pressure fluctuation. 駆動部材による加圧手段の入力信号と流量との関係を表したグラフである。It is the graph showing the relationship between the input signal of the pressurization means by a drive member, and flow volume. 本発明の比例電磁弁の二次側に流量計を配置した流体制御機器の回路図である。It is a circuit diagram of the fluid control apparatus which has arrange | positioned the flowmeter in the secondary side of the proportional solenoid valve of this invention. 図9の流体制御機器が複数接続された流体制御機器の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a fluid control device in which a plurality of fluid control devices in FIG. 9 are connected. 本発明の比例電磁弁の二次側に2つの圧力センサを配置した流体制御機器の回路図である。It is a circuit diagram of the fluid control apparatus which has arrange | positioned two pressure sensors in the secondary side of the proportional solenoid valve of this invention. 本発明の比例電磁弁の二次側に1つの圧力センサを配置した流体制御機器の回路図である。It is a circuit diagram of the fluid control apparatus which has arrange | positioned one pressure sensor to the secondary side of the proportional solenoid valve of this invention. サックバック機構が設けられた比例電磁弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the proportional solenoid valve provided with the suck back mechanism. 図16の比例電磁弁のサックバック機構が作動した状態を表した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view showing the state which the suck back mechanism of the proportional solenoid valve of FIG. 16 act | operated. 補助ダイヤフラムが設けられた比例電磁弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the proportional solenoid valve provided with the auxiliary diaphragm.

符号の説明Explanation of symbols

10 比例電磁弁
11 ボディ本体
12 枠体
13 通電部
20 弁室
21 第1開口
22 第2開口
23 オリフィス部
25 弁座
26 第1開口側弁室
27 第2開口側弁室
28 接続流路
30 弁機構体
31 連結部
32 伝達部材
40 弁部
45 膨出部
50 第1ダイヤフラム
51 第1ダイヤフラムの膜部
52 第1ダイヤフラムの外周部
60 第2ダイヤフラム
61 第2ダイヤフラムの膜部
62 第2ダイヤフラムの外周部
70 スプリングによる加圧手段
80 駆動部材による加圧手段
81 筒状部材
82 筒状部材の内壁
83,84 板バネ部材
85 可動鉄心
86 固定鉄心
87 コイル
88 環状補助部材
L1,L2 膜部最大径
M1,M2 中間直径距離
O オリフィス径
S1,S2 膜部最小径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Proportional solenoid valve 11 Body main body 12 Frame 13 Current supply part 20 Valve chamber 21 1st opening 22 2nd opening 23 Orifice part 25 Valve seat 26 1st opening side valve chamber 27 2nd opening side valve chamber 28 Connection flow path 30 Valve Mechanism 31 Connecting portion 32 Transmission member 40 Valve portion 45 Swelling portion 50 First diaphragm 51 First diaphragm membrane portion 52 First diaphragm outer periphery portion 60 Second diaphragm 61 Second diaphragm membrane portion 62 Second diaphragm outer periphery portion Part 70 Pressurizing means by spring 80 Pressurizing means by driving member 81 Cylindrical member 82 Inner wall 83 of cylindrical member 83, 84 Leaf spring member 85 Movable iron core 86 Fixed iron core 87 Coil 88 Annular auxiliary member L1, L2 Maximum diameter of membrane part M1 , M2 Intermediate diameter distance O Orifice diameter S1, S2 Membrane minimum diameter

Claims (5)

流体の流出入のための第1開口及び第2開口が弁座を介して設けられた弁室内に、前記弁座をシールする弁部と前記第1開口側に配された第1ダイヤフラムと前記第2開口側に配された第2ダイヤフラムとを一体に有する弁機構体が配置され、前記第1ダイヤフラム及び第2ダイヤフラムを加圧手段によってそれぞれ弁室方向に所定圧力で加圧して前記弁室内を流通する流体の流量を制御するようにした弁において、
前記第1及び第2ダイヤフラムの加圧手段のいずれか一方をスプリングとし、他方を入力信号に比例して作動する駆動部材とするとともに、
前記第1及び第2ダイヤフラムにおけるそれぞれのダイヤフラム部の膜部最大径(L1,L2)と膜部最小径(S1,S2)を2分した位置での中間直径距離(M1,M2)を、前記弁室のオリフィス径(O)の約0.5〜2倍の範囲内とした
ことを特徴とする比例電磁弁。
A valve chamber in which a first opening and a second opening for inflow and outflow of fluid are provided via a valve seat, a valve portion for sealing the valve seat, a first diaphragm disposed on the first opening side, and the A valve mechanism body integrally including a second diaphragm disposed on the second opening side is disposed, and the first diaphragm and the second diaphragm are respectively pressurized with a predetermined pressure in a valve chamber direction by a pressurizing unit, and the valve chamber is In a valve designed to control the flow rate of fluid flowing through
One of the pressurizing means of the first and second diaphragms is a spring, and the other is a drive member that operates in proportion to an input signal.
An intermediate diameter distance (M1, M2) at a position obtained by dividing the maximum film part diameter (L1, L2) and the minimum film part diameter (S1, S2) of each diaphragm part in the first and second diaphragms, A proportional solenoid valve characterized by being within a range of about 0.5 to 2 times the orifice diameter (O) of the valve chamber.
前記第1及び第2ダイヤフラムの各中間直径距離(M1,M2)が、前記オリフィス径の約0.7〜1.3倍の範囲内である請求項1に記載の比例電磁弁。   The proportional solenoid valve according to claim 1, wherein each intermediate diameter distance (M1, M2) of the first and second diaphragms is within a range of about 0.7 to 1.3 times the orifice diameter. 前記駆動部材が板バネ部材によって前後を支持された可動鉄心を有するソレノイド構造である請求項1又は2に記載の比例電磁弁。   The proportional solenoid valve according to claim 1 or 2, wherein the drive member has a solenoid structure having a movable iron core supported front and rear by a leaf spring member. 前記弁機構体が、前記弁部を有する第1ダイヤフラム側と第2ダイヤフラム側とで分離可能に構成され、前記第2ダイヤフラムにサックバック機構が設けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の比例電磁弁。   The said valve mechanism body is comprised so that isolation | separation is possible in the 1st diaphragm side and the 2nd diaphragm side which have the said valve part, The suck back mechanism is provided in the said 2nd diaphragm. The proportional solenoid valve described in the section. 第1ダイヤフラムあるいは第2ダイヤフラムと各加圧手段との間のいずれか一方または双方に補助ダイヤフラムが配置されるとともに、前記補助ダイヤフラムと第1あるいは第2ダイヤフラムとの間に流体を外部へ排出するための流体排出部が形成されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の比例電磁弁。   An auxiliary diaphragm is disposed between one or both of the first diaphragm or the second diaphragm and each pressurizing means, and fluid is discharged to the outside between the auxiliary diaphragm and the first or second diaphragm. The proportional solenoid valve according to any one of claims 1 to 4, wherein a fluid discharge part is formed.
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