JP2756319B2

JP2756319B2 - 電動式流量制御弁

Info

Publication number: JP2756319B2
Application number: JP1250630A
Authority: JP
Inventors: 靖雄小宮; 康志小林
Original assignee: SAGINOMYA SEISAKUSHO KK
Current assignee: SAGINOMYA SEISAKUSHO KK
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH03113184A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は冷凍装置等において用いられる電動式流量制
御弁に関するものである。

〔従来技術〕

弁の開度を電気的に制御するに当たって、ニードル弁
に同軸的に結合したロータを有するステッピングモータ
を用い、ロータの回転角に応じてネジ部を有するガイド
部材に添ってニードル弁を進退させる方式のモータバル
ブがある。

また、電磁比例弁では、電流に応じた電磁力と、バネ
力との釣り合いで弁体の位置を決め、弁の開度を制御し
ている。

さらに別の方法としては、電磁弁のオン、オフによる
デューティ制御による方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ステッピングモータを用いるものにあって
は、モータの回転をネジで直線運動に変えているので、
構成が複雑になり、低廉化に限度がある。また、電磁比
例弁では弁体にブレーキがかからないので、流体の圧力
変動や温度変化の影響を受け易く弁体の位置がずれ、流
量が変化してしまう。さらに、電磁弁のオン、オフによ
る制御は、弁全体の耐久性を悪化させたり、流体の振動
の問題を生じる。

本発明は上記の事実に鑑みてなされたもので、構成が
簡単で、弁体が位置ずれの防止ができ、弁全体の耐久性
も悪化させず、しかも流体の振動も起こさない流量制御
弁を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、電磁駆動され
るプランジャにニードル弁を連設し、弁本体に設けた弁
座に接離させる電動式流量制御弁において、前記プラン
ジャに、その移動方向に沿って複数の永久磁石をN,S極
が交互になるように配設し、該プランジャを弁座に向け
て付勢する押圧バネを設け、該プランジャの外側には、
直流電磁コイルにより磁化される複数のステータを、磁
極のピッチが前記永久磁石の磁極のピッチと等しくなる
ように配置し、前記永久磁石とステータ間の磁力を前記
弁座から離れる程強くし、前記電磁コイルへの通電方向
を反転させる毎にニードル弁を１ステップづつ弁座から
離反させる構成を採用している。

この場合、プランジャの弁座からの離反を容易にする
ために、プランジャの弁座側に駆動バネを設ける構成と
することもできる。そして、開弁時に押圧バネの付勢力
を除去するため、磁性体からなる補助プランジャを合わ
せて設ける構成としてもよい。

また別の構成として、前記プランジャの周面に該プラ
ンジャの移動方向と交叉して延在する複数のリブを立設
して、これら複数のリブの外径を、弁座から離れたリブ
ほど小さく形成すると共に、該プランジャを弁座に向け
て付勢する押圧バネを設け、該プランジャの外側には、
少なくとも一方の磁極が前記複数のリブと択一的に対応
する複数のステータを装着し、各ステータにおける前記
リブと対応する磁極の間隔を前記リブのピッチと相違さ
せて設け、各ステータを所定の順序で磁化することによ
って、ニードル弁を１ステップづつ弁座から離反する方
向に駆動する構成を採用している。

また別の構成として、前記プランジャの周面の複数の
リブをプランジャの移動方向と交叉して立設し、該プラ
ンジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、該プラ
ンジャの外側には、少なくとも一方の磁極が前記複数の
リブと択一的に対応する複数のステータを装着し、各ス
テータにおける前記リブと対応する磁極の間隔を前記リ
ブのピッチと相違させて設けると共に、前記弁座から離
れるほど外径が小さくなるテーパ部を前記プランジャの
両端に各々形成し、各ステータを所定の順序で磁化する
ことによって、ニードル弁を１ステップづつ弁座から離
反する方向に駆動する構成を採用している。

また別の構成として、筒体に該筒体の延在方向に移動
可能に収容されて電磁駆動されるプランジャに対してニ
ードル弁を連設し、弁本体に設けた分座に接離させる電
動式流量制御弁において、前記プランジャの周面に複数
のリブをプランジャの移動方向と交叉して立設し、該プ
ランジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、前記
筒体の外側には、少なくとも一方の磁極が前記複数のリ
ブと択一的に対応する複数のステータを装着して、これ
ら各ステータの部分を前記筒体を挿通して該筒体の内部
に露出させ、この筒体の内部に露出する各ステータの部
分における前記リブと対応する磁極の間隔を前記リブの
ピッチと相違させて設け、各ステータを所定の順序で磁
化することによって、ニードル弁を１ステップづつ弁座
から離反する方向に駆動する構成を採用している。

また別の構成として、前記プランジャに、その移動方
向に沿って複数の永久磁石をN,S極が交互になるように
配設し、プランジャの一方に該プランジャを弁座に向け
て付勢する押圧バネを設けると共に、該押圧バネのプラ
ンジャと対向する位置に磁性材からなる補助プランジャ
を設け、プランジャの他方には前記押圧バネより弱い付
勢力でプランジャを弁座から離反するように付勢する駆
動バネを設け、プランジャの外側には、前記複数の永久
磁石に対応するステータと、該ステータを磁化する直流
電磁コイルとを設け、前記ステータと共に補助プランジ
ャが磁化されてプランジャに吸着し、ステータの磁極を
反転させる毎にニードル弁を弁座から１ステップづつ離
反させる構成を採用している。

さらに別の構成として、プランジャの周側面に、その
移動方向と交叉して複数のリブを立設し、プランジャの
一方に該プランジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを
設けると共に、該押圧バネのプランジャと対向する位置
に磁性材からなる補助プランジャを設け、プランジャの
他方には前記押圧バネより弱い付勢力でプランジャを弁
座から離反するように付勢する駆動バネを設け、プラン
ジャの外側には、補助プランジャとプランジャとを磁化
する電磁コイルと、一方の磁極が前記複数のリブと対応
したとき他方の磁極がリブ相互間に対応する永久磁石と
を設け、電磁コイルに直流が通電されると補助プランジ
ャが磁化されてプランジャと吸着し、通電方向を反転す
る毎にプランジャの磁極が反転し、ニードル弁を弁座か
ら１ステップづつ離反させる構成を採用している。

〔実施例〕

以下に、図面にしたがって本発明の実施例を説明す
る。第１図に示すように、本発明の電動式流量制御弁
は、バルブ部Ｖとリニヤステッピングモータ部Ｍとより
なり、このバルブＶには弁座が二つ設けられたいわゆる
タブルシート型を採用している。

バルブ部Ｖの弁本体１は、一次口２と二次口３とが設
けられ、一次口２を挟むように図の上下に二つの弁座
４′および４が形成されている。このうち下方の弁座４
に対してニードル弁５の先端テーパ部5aが摺接し、弁座
４との隙間を変化させて流量を調節する。一方、上方の
弁座４′はニードル弁５の中間部5bと摺接し、弁の開閉
をする。

ニードル弁５はガイド６を貫通して弁本体１の上方に
突出し、上端部にプランジャ７が止め輪８によって固定
されて、リニヤステッピングモータＭに設けられたプラ
ンジャチューブ９内に摺動自在に遊嵌される。

このプランジャチューブ９は非磁性体であり、弁本体
１の上部に機密状態に接続され、リニヤステッピングモ
ータ部Ｍと弁本体Ｖとを結合し、上端は非磁性材料によ
る蓋10で、やはり気密状態に閉止されている。そして、
上方の弁座４′の上部空間11は、二次口３と連通路12に
よって連通され、さらに流体は、上部空間11からガイド
６を通過してプランジャチューブ９内全体に進入してニ
ードル弁５に加わる圧力を均圧にしている。

プランジャ７は、第２図に示すように円筒状の永久磁
石7a,7b,7c,7dを重ねて形成したもので、同図に示すよ
うに各磁石の外側には、Ｓ極とＮ極とが交互に並ぶよう
になっている。

プランジャチューブ９の蓋10には、磁性材からなる外
函13が取付けられ、この外函13のプランジャチューブ９
に面する側には、複数のリング状のステータ14aとスペ
ーサ16とを交互に重ねて形成した複合ステータ14が設け
られ、これら外函13と複合ステータ14との内部には、電
磁コイル15が嵌装されている。そして、電磁コイル15に
通電すると各ステータ14aがそれぞれ一つのリング状の
電磁石となる。一方、電磁コイル15はモノファイラ巻
か、又はバイファイラ巻となっており、直流電流の流れ
る方向によって、各ステータ14aのＳ極、Ｎ極が変更さ
れるようになっている。

17は押圧バネを示し、プランジャ７と蓋10の間に嵌装
され、プランジャ７を図の下方に押し下げるように付勢
している。

第３図は、プランジャ７の永久磁石7aから7dと、ステ
ータ14aとの位置関係を示したもので、同図（ａ）から
（ｃ）において、右側に描かれた矩形の重なったもの
は、プランジャ７の各永久磁石7aから7dを示し、左側の
矩形の重なった帯は、ステータ14aの重なったものを示
している。そして、第３図に示すように、ステータ14a
の長さは、永久磁石7aないし7dのピッチの二倍になって
いる。また、プランジャ７とステータ14aとは平行では
なく、両者間の隙間は、図の上方をl₁、下方をl₂とすれ
ばl₂＞l₁となって、弁座４から離れるほどプランジャ７
とステータ14a間の磁力が強くなるようにしている。

次に、プランジャ７の動きを説明する。先ず、電磁コ
イル15に通電されない状態では、プランジャ７は押圧バ
ネ17によって図の下方に押し下げられ、ニードル弁５の
先端テーパ部5aが弁座４に当接して弁を閉止している。

第３図（ａ）は、電磁コイル15に一方向からの電流が
流された状態で、各ステータ14aは図に示す極性に磁化
されている。そして、対面するプランジャ７の磁石の磁
性と反対になっているので、相互に引き合って安定した
状態になっている。

第３図（ｂ）は、電磁コイル15に前述した一方向と逆
方向の電流を流した状態で、ステータ14aの極性が反対
となって反発し合う。しかし、l₂＞l₁の関係から、図の
上方の磁力の方が強く、プランジャ７は押圧バネ17に抗
して図の上方に移動し、第３図（ｃ）のように１ステッ
プ上がって安定状態になる。

以上のように、電磁コイル15に通電する方向を変える
ごとにプランジャ７は１ステップづつ上昇し、ニードル
弁５が上昇して、その先端テーパ部5aと弁座４との隙間
を変化させることによって弁の開度が変わり、流量が制
御される。

以上の通電順序をプログラム化して、制御装置に入力
しておけば、簡単なデジタル信号で流量制御ができるよ
うになり、マイクロコンピュータを利用した電子制御が
可能になる。

なお、プランジャ７が弁座４から離れる力を得るため
に、隙間をl₂＞l₁の関係に設定したが、これは、プラン
ジャ７とステータ14a間の磁力を図の上方が強く、下方
が弱くなるようにしても同様の効果を得ることができ
る。

第４図に示す電動式流量制御弁では、プランジャチュ
ーブ９内のプランジャ７と押圧バネ17との間に、磁性材
からなる補助プランジャ18を挿入している。また、プラ
ンジャチューブ９の上端の蓋10の代わりに、磁性材から
なる吸引子19を設けている。その他の構成は、第１図に
示すものと同様である。

第４図の電動式流量制御弁の作用は、第１図の場合と
略々同様であるから、相違点を中心に説明する。先ず、
電磁コイル15に通電されると、補助プランジャ18が吸引
子19に吸着され、プランジャ７は押圧バネ17の押圧力か
ら開放される。したがって、プランジャ７が上方に１ス
テップづつ移動する際に、押圧バネ17に抗する必要がな
くなり、低電力でのプランジャ７の位置制御、すなわち
流量制御が可能になる。

電磁コイル15への通電を止めると、補助プランジャ18
は押圧バネ17に付勢され、下方に移動してプランジャ７
を図の下方に押圧し、プランジャ７の止め輪８がガイド
６と当接するまで押し下げられる。

第５図では、第４図の構成に加え、プランジャ７の下
方、すなわちプランジャ７とガイド部材６との間に駆動
バネ20を嵌装している。そして駆動バネ20の付勢力の方
が押圧バネ17の付勢力より弱くなっている。

この構成によると、電磁コイル15への通電により補助
プランジャ18が吸引子19に吸引された状態では、プラン
ジャ７の永久磁石7aから7dと、ステータ14a間との、プ
ランジャ７を上方に移動させるための磁力が弱くても、
駆動バネ20の力によってプランジャ７を上方に付勢する
ことができる。したがって、電磁コイル15の通電中であ
れば、前述の永久磁石7aから7dと、ステータ14a間の上
下の隙間l₁とl₂とを同一にしても、即ち、第３図に示す
ようなl₂＞l₁の関係ではなく、l₂＝l₁の関係にしたとし
ても、プランジャ７を駆動バネ20の付勢力によって上方
に移動させ続けることができる。その結果、第４図の場
合よりさらに低電力での流量制御が可能になる。なお、
この駆動バネ20は、補助プランジャを設けない第１図の
構成においても、電磁コイル15の通電時に弁座４から離
反する方向への移動に必要な力をプランジャ７に補助的
に供給する手段として使用可能である。

第６図に示される電動式流量制御弁では、プランジャ
７は磁石ではなく、磁性材から形成され、その外周に
は、移動方向と直角に複数の溝が穿設され、各溝の間に
一定のピッチで凸状リブ7e,7f,7gが形成されている。

また、プランジャチューブ９の上端は蓋10で閉止さ
れ、この蓋10に非磁性体からなる筒状の上蓋21が取付け
られて、プランジャチューブ９の上部を被っている。こ
の上蓋21の下方には外函を兼ねたステータ13a,13bが、
中間にスペーサ16を介在させて配設されている。そし
て、両ステータ13a,13bの内部には、それぞれ電磁コイ
ル15a,15bが組み込まれ、これらの電磁コイルに図示し
ない電源から通電がされると、ステータ13a,13bが磁化
され、これらのステータとプランジャチューブ９とが接
する各二つの端面13a₁,13a₂および13b₁,13b₂に、磁石の
Ｎ極およびＳ極が現れることになる。なお、両電磁コイ
ル15a,15bは、ステータを磁化さえすればよいことか
ら、モノファイラ巻でよく、通電方向も変化させる必要
はない。

ステータ13a,13bの隣接する磁極13a₂,13b₁の間隔は、
第７図に示すようにプランジャ７に形成されるリブ7e,7
f,7gのピッチの相違して若干大きくなっている。また、
両ステータの他方の磁極13a₁,13b₂は、それぞれプラン
ジャ７のリブの無い部分と対向している。

次に、作用を説明すると、先ず、電磁コイルに通電さ
れていない状態では、押圧バネ17の付勢力によってプラ
ンジャ７は図の下方に押圧され、ニードル弁５の先端テ
ーパ部5aは弁座４に当接して弁を閉止している。このと
き下方のステータ13bの上側の磁極13b₁は、第７図
（ａ）に示すリブ7eと7fの中間で、やや7f寄りの鎖線の
位置にある。

電磁コイル15bに通電するとステータ13bが磁化され、
磁極13b₁はプランジャ７の最も近くにあるリブ7fを吸引
する。この吸引力が押圧バネ17の力に打ち勝って、プラ
ンジャ７は１ステップ上方に引き上げられ、磁極13b₁は
実線の位置になって安定状態となる。このプランジャ７
の移動によりニードル弁５の先端テーパ部5aは弁座４と
の間に１ステップ分だけ開弁する。

次に、電磁コイル15aにも通電すると、第７図（ｂ）
に示すようにステータ13aも磁化される。そして、ステ
ータ13aの磁極13a₂が最も近くのリブ7eを吸引し、第７
図（ｃ）に示すようにリブ7e,7fがステータの磁極13a₂,
13b₁の中間に来て磁力のバランスがとれる状態となり、
プランジャ７は１ステップ引き上げられ、安定状態とな
る。

次に、電磁コイル15bへの通電をカットし、第７図
（ｂ）に示すように、ステータ13bを消磁する。上側の
ステータ13aの下側の磁極13a₂がリブ7eを吸引し、プラ
ンジャ７を１ステップ引き上げて第７図（ｅ）に示す安
定状態にする。

以下図示を省略するが、次は両ステータ13a,13bを磁
化することによって、プランジャ７を１ステップ引き上
げる。さらにステータ13bのみを磁化すれば、また１ス
テップ引き上げられ、下方のステータ13bの上方の磁極1
3b₁がリブ7cと対応した状態になって弁は全開状態とな
る。

以上説明したように、ニードル弁５は閉止位置を含め
て６段階に移動し、流量を５段階に変化させることがで
きる。また、弁を閉止するには電磁コイル15a,15bへの
通電を切ればよく、プランジャ７は押圧バネ17によって
ガイド６に当接するまで押し下げられ、ニードル弁５は
弁座４および４′を閉止する。

第８図に示す電動式流量制御弁は、大略は第６図のも
のと同じであるが、ここでは外函13a,13bはステータ兼
用とはならず、この外函と別にプランジャチューブ９に
面するステータ22a,22bを設けている。そして各ステー
タ22a,22bはスペーサ16′によって22a₁,22a₂および22
b₁,22b₂のように下方に分割されている。さらに、これ
らのうち22a₂および22b₁には、突起部23a,23b（ステー
タの部分に相当）を形成し、プランジャチューブ９（筒
体に相当）を挿通して突起部23a,23bの先端をプランジ
ャチューブ９の内部に露出させて、プランジャ７に近接
させている。このような構成とすることによって、磁気
抵抗を減少させて磁力を強化することができ、省電力が
可能になる。

この弁の開閉操作はで第１図の実施例と同様である。

第９図では、プランジャ７に形成された二つのリブ7
a,7b及びこれらの上側に形成された細径部7dの各外径
を、上方に位置するものほど漸次細くなるように形成し
ている。このように構成することによって、ステータの
磁極13a₂,13b₁のプランジャ７との間の磁気抵抗に差を
生じさせることができ、プランジャ７を上方に引き上げ
る力を強化することができる。

第９図に示す例の作用を説明する。電磁コイル15a,15
bに通電していない状態では、バネ17の付勢力によりプ
ランジャ７はガイド６に当接するまで下方に押圧され、
弁は閉止状態となる。

次に、電磁コイル15aに通電すると第10図（ａ）に示
すように、ステータ13aが磁化され、磁極13a₁と13a
₂は、プランジャ７の対向する部分を吸引するが、上下
方向の吸引力は発生しないので安定状態になる。

次に、電磁コイル15bにも通電すると、第10図（ｂ）
に示すように、ステータ13bも磁化され、磁極13b₁は、
リブ7fを吸引する。ここで電磁コイル15aの電通をカッ
トし、ステータ13aを消磁すると、プランジャ７は押圧
バネ17に抗して引き上げられ、第10図（ｃ）のように１
ステップ上がった状態で安定状態となる。

次に、再び電磁コイル15aに通電し、ステータ13aを磁
化すると、第10図（ｄ）に示すように磁極13a₂がリブ7e
を吸引する。ここで電磁コイル15bの通電をカットし、
ステータ13bを消磁すると、プランジャ７はバネ17に抗
して引き上げられ、第10図（ｅ）のように１ステップ上
がった状態で安定状態となる。

以上のようにプランジャ７が１ステップ上がる毎に、
弁は開度を変え、流量の調節がされる。

第11図の実施例では、プランジャ７の上下端部に、弁
座４から離れるほど外径が小さくなるテーパ部7i,7jを
各々形成している。この構成によって、プランジャ７の
上向きの力を大きくすることができる。

第12図に示す発明の構成例では、第５図の構成例と同
様に、補助プランジャ18、駆動バネ20を採用しており共
通点が多い。相違点を述べると、第１にステータが14b,
14cと上下に分けられていること。第２に、プランジャ
７には、第13図に示すリング状の永久磁石23が一定の間
隔で23aから23dのごとく設けられ、しかも各隣接する磁
石は第14図に示すように最外側のN,S極が交互に配置さ
れるようになっていることである。

次に、この第12図の作用を説明する。電磁コイル15に
て通電していない状態では、押圧バネ17の力が駆動バネ
20の力より大きくなっており、プランジャ７はガイド６
に当たるまで図の下方に押し下げられて閉弁している。

電磁コイル15に通電されると、補助プランジャ18は磁
化され、押圧バネ17を圧縮してプランジャ７に吸着し、
プランジャは押圧バネ17の押圧力から開放される。ま
た、この吸着で、ステータ14b、補助プランジャ18、プ
ランジャ７、ステータ14c及び外函13によって磁気回路
が形成され、ステータ14cが磁化される。このとき、第1
4図（ａ）に示すようにステータ14cのプランジャ７に対
向する磁極がＮ極であれば、プランジャ７の最上部の磁
石23aの外側の磁極がＳ極であるから、プランジャ７に
は軸方向の力は加わらず、安定状態となる。

電磁コイル15の通電方向を逆にすると、第14図（ｂ）
に示すようにステータ14cの上記磁極はＳ極となり、プ
ランジャ７の磁石23aと反発し合う。そして駆動バネ20
の付勢力により、プランジャ７は図の上方に押し上げら
れ、第14図（ｃ）のように次の磁石23bのＮ極と対面し
た状態まで１ステップとして移動する。

このように、電磁コイル15への通電方向を変化させる
ことにより、プランジャ７は磁極を反転して１ステップ
づつ上昇し、弁の開度を変化させる。

プランジャ７を下方に動かす場合は、電磁コイル15へ
の通電をカットする。補助プランジャ18は消磁されてプ
ランジャ７から離れ、蓋10に当接する。そして、押圧バ
ネ17の伸張力によってプランジャ７は下方に押し下げら
れ、ニードル弁５の先端テーパ部5aが弁座４に圧接して
弁を閉止する。

なお、補助プランジャ18のプランジャ７に対向する面
には隈取コイル18aが形成されており、電磁コイル15へ
の通電方向が切り換えられた瞬間において、補助プラン
ジャ18の消磁には遅れが生じるようにしてあり、補助プ
ランジャ18がプランジャ７から離反しないようにしてい
る。

第15図に示す発明の構成例においては、プランジャ７
は止め輪８によってニードル弁５と連結されている。そ
して、プランジャ７の外周には、移動方向と直交するよ
うに多数の溝7mが突設され、各溝7mの間に一定のピッチ
で凸状リブ7kが形成されている。一方、補助プランジャ
18には下端に突出部があり、プランジャ７に形成された
円錐状の凹部に嵌合して、吸着力が上がるように形成さ
れている。

また、外函13は電磁コイル15の左右の下方にまで延長
され、この左右延長部の上下に二つづつの永久磁石24が
設けられている。ここに使用されている永久磁石24は、
第16図に示すように円筒形で、Ｎ極、Ｓ極は上下の端面
にできるものである。そして、これら永久磁石24の両端
に磁性体が設けられ、永久磁石のＮ極24a,S極24bを形成
している。

電磁コイル15に通電されない状態では、押圧バネ17の
付勢力の方が駆動バネ20の付勢力より強いので、ニード
ル弁５は図の下方に押し下げられ、弁座４に当接して閉
弁状態となる。

電磁コイル15に通電されると、補助プランジャ18はプ
ランジャ７に吸着し、同時にプランジャ７が磁化される
と共に、プランジャ７は押圧バネ17の付勢力から開放さ
れる。このときプランジャ７と両磁極24a,24bとは第17
図（ａ）に示す状態となる。すなわち、一方のＮ極24a
は、プランジャ７の最上部のリブ7kと対面し、他方のＳ
極24bは、プランジャ７の下方のリブ相互間、即ち溝7m
と対面している。そして、プランジャ７がＳ極となって
いるので、第17図（ａ）の状態で安定している。

次に、電磁コイル15の通電方向を変えると、第17図
（ｂ）に示すようにプランジャ７はＮ極に反転する。そ
のため、対向するＮ極24aと同極になり反発し合う。こ
のとき、駆動バネ20の付勢力によって、プランジャ７
は、図の上方に移動し、下方のＳ極24bがすぐ下にある
次のリブ7kと対面するまでを１ステップとして移動し、
第17図（ｃ）の安定状態となり停止する。

以上のように、電磁コイル15の通電方向を切り換える
毎に、プランジャ７は１ステップづつ上昇し、弁の開度
を変化させる。

プランジャ７の図の下方に移動させるには、電磁コイ
ル15への通電を切る。こうすることによって、補助プラ
ンジャ18は消磁されてプランジャ７から離反し、押圧バ
ネ17の付勢力によりプランジャ７は図の下方に移動し、
ニードル弁５が弁座４に圧接して弁が閉止される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明においては、ニーオル弁の
駆動に回転運動を使用していないので、電動式流量制御
弁の構造が非常に簡単になり、製造コストの引き下げが
可能になった。

また、ニードル弁の位置を、磁力で保持するので、流
体の圧力変動に左右されずに流量の制御ができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動式流量制御弁の構成を示す縦断面
図、第２図はプランジャに設けられた永久磁石の構成を示す
斜視図、第３図（ａ）〜（ｃ）は第１図の構成例におけるプラン
ジャの移動状態を説明する図、第４図は補助プランジャを使用した構成例の縦断面図、第５図は駆動バネを使用した構成例の縦断面図、第６図はプランジャにリブを形成した構成例の縦断面
図、第７図は（ａ）〜（ｅ）は第６図に示すプランジャの移
動状態を説明する図、第８図はステータがプランジャチューブを貫通して設け
られた構成例の縦断面図、第９図はプランジャに形成されたリブの外径を変化させ
た構成例の縦断面図、第10図（ａ）〜（ｅ）は第９図におけるプランジャの移
動状態を説明する図、第11図はプランジャの両端にテーパを部を形成した構成
例の縦断面図である。第12図はステータを分割し、プランジャに永久磁石を設
けた構成例の縦断面図、第13図はプランジャに設けられる永久磁石の斜視図、第14図は第12図の構成例の作用を説明する図、第15図はステータに代えて永久磁石を使用した構成例の
縦断面図、第16図はプランジャの外側に設けられる永久磁石の斜視
図、第17図は第15図の構成例の作用を説明する図である。１……弁本体、４……弁座、５……ニードル弁、７……
プランジャ、7a〜7d,23……永久磁石、13a,13b,14a,22
a,22b……ステータ、15,15a,15b……電磁コイル、17…
…押圧バネ、18……補助プランジャ、19……吸引子、20
……駆動バネ、23a,23b……突起部、24……（プランジ
ャの外側に設けた）永久磁石。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、前記プランジャに、その移動方向に沿っ
て複数の永久磁石をN,S極が交互になるように配設し、
該プランジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、
該プランジャの外側には、直流電磁コイルにより磁化さ
れる複数のステータを、磁極のピッチが前記永久磁石の
磁極のピッチと等しくなるように配置し、前記永久磁石
とステータ間の磁力を前記弁座から離れる程強くし、前
記電磁コイルへの通電方向を反転させる毎にニードル弁
を１ステップづつ弁座から離反させることを特徴とする
電動式流量制御弁。
【請求項２】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、前記プランジャに、その移動方向に沿っ
て複数の永久磁石をN,S極が交互になるように配設し、
該プランジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、
該プランジャの外側には、直流電磁コイルにより磁化さ
れる複数のステータを、磁極のピッチが前記永久磁石の
磁極のピッチと等しくなるように配置し、プランジャの
弁座側に前記押圧バネより弱い付勢力でプランジャを弁
座から離反する方向に付勢する駆動バネを設け、前記電
磁コイルへの通電方向を反転させる毎にニードル弁を１
ステップづつ弁座から離反させることを特徴とする電動
式流量制御弁。
【請求項３】請求項１または２記載の電動式流量制御弁
であって、前記押圧バネとプランジャとの間に、磁性体
からなる補助プランジャを嵌装すると共に、押圧バネの
該補助プランジャと対向する位置に吸引子を設け、前記
直流電磁コイルに通電されると補助プランジャが吸引子
に吸着されることを特徴とする電動式流量制御弁。
【請求項４】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、前記プランジャの周面に、該プランジャ
の移動方向と交叉して延在する複数のリブを立設して、
これら複数のリブの外径を、弁座から離れたリブほど小
さく形成すると共に、該プランジャを弁座に向けて付勢
する押圧バネを設け、該プランジャの外側には、少なく
とも一方の磁極が前記複数のリブと択一的に対応する複
数のステータを装着し、各ステータにおける前記リブと
対応する磁極の間隔を前記リブのピッチと相違させて設
け、各ステータを所定の順序で磁化するこによって、ニ
ードル弁を１ステップづつ弁座から離反する方向に駆動
することを特徴とする電動式流量制御弁。
【請求項５】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、前記プランジャの周面に複数のリブをプ
ランジャの移動方向と交叉して立設し、該プランジャを
弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、該プランジャの
外側には、少なくとも一方の磁極が前記複数のリブと択
一的に対応する複数のステータを装着し、各ステータに
おける前記リブと対応する磁極の間隔を前記リブのピッ
チと相違させて設けると共に、前記弁座から離れるほど
外径が小さくなるテーパ部を前記プランジャの両端に各
々形成し、各ステータを所定の順序で磁化することによ
って、ニードル弁を１ステップづつ弁座から離反する方
向に駆動することを特徴とする電動式流量制御弁。
【請求項６】筒体に該筒体の延在方向に移動可能に収容
されて電磁駆動されるプランジャに対してニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電流式流量制
御弁において、前記プランジャの周面に複数のリブをプ
ランジャの移動方向と交叉して立設し、該プランジャを
弁座に向けて付勢する押圧バネを設け、前記筒体の外側
には、少なくとも一方の磁極が前記複数のリブと択一的
に対応する複数のステータを装着して、これら各ステー
タの部分を前記筒体を挿通して該筒体の内部に露出さ
せ、この筒体の内部に露出する各ステータの部分におけ
る前記リブと対応する磁極の間隔を前記リブのピッチと
相違させて設け、各ステータを所定の順序で磁化するこ
とによって、ニードル弁を１ステップづつ弁座から離反
する方向に駆動することを特徴とする電動式流量制御
弁。
【請求項７】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、前記プランジャに、その移動方向に沿っ
て複数の永久磁石をN,S極が交互になるように配設し、
プランジャの一方に該プランジャを弁座に向けて付勢す
る押圧バネを設けると共に、該押圧バネのプランジャと
対向する位置に磁性材からなる補助プランジャを設け、
プランジャの他方には前記押圧バネより弱い付勢力でプ
ランジャを弁座から離反するように付勢する駆動バネを
設け、プランジャの外側には、前記複数の永久磁石に対
応するステータと、該ステータを磁化する直流電磁コイ
ルとを設け、前記ステータと共に補助プランジャが磁化
されてプランジャに吸着し、ステータの磁極を反転させ
る毎にニードル弁を弁座から１ステップづつ離反させる
ことを特徴とする電動式流量制御弁。
【請求項８】電磁駆動されるプランジャにニードル弁を
連設し、弁本体に設けた弁座に接離させる電動式流量制
御弁において、プランジャの周側面に、その移動方向と
交叉して複数のリブを立設し、プランジャの一方に該プ
ランジャを弁座に向けて付勢する押圧バネを設けると共
に、該押圧バネのプランジャと対向する位置に磁性材か
らなる補助プランジャを設け、プランジャの他方には前
記押圧バネより弱い付勢力でプランジャを弁座から離反
するように付勢する駆動バネを設け、プランジャの外側
には、補助プランジャとプランジャとを磁化する電磁コ
イルと、一方の磁極が前記複数のリブと対応したとき他
方の磁極がリブ相互間に対応する永久磁石とを設け、電
磁コイルに直流が通電されると補助プランジャが磁化さ
れてプランジャと吸着し、通電方向を反転する毎にプラ
ンジャの磁極が反転し、ニードル弁を弁座から１ステッ
プづつ離反させることを特徴とする電動式流量制御弁。