JP2974457B2 - パイロット作動式電動弁 - Google Patents
パイロット作動式電動弁Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の圧力や流量など
を制御する電動弁に関する。
を制御する電動弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、流体の圧力や流量などを精密
に制御する場合または遠隔操作を行う場合には、空気や
電気を動力源とする他力式調節弁が使用されている。そ
してこれらの調節弁では、調節計に被制御流体の圧力や
流量等を入力し、目標値からの偏差があれば調節弁の開
度を変更するための制御信号がダイアフラム式アクチュ
エータまたは電動式操作機へ出力され、これにより調節
弁が作動せしめられて被制御流体の通過流量が調節され
るようになっている。ところで、空気式調節弁の場合は
コンプレッサ等の空気源を必要とし、かかる空気源が常
時得られるとは限らないことから、動力源として電気を
使用する電気式調節弁（以下、単に電動弁という）の方
が好ましく又、実際的である。
に制御する場合または遠隔操作を行う場合には、空気や
電気を動力源とする他力式調節弁が使用されている。そ
してこれらの調節弁では、調節計に被制御流体の圧力や
流量等を入力し、目標値からの偏差があれば調節弁の開
度を変更するための制御信号がダイアフラム式アクチュ
エータまたは電動式操作機へ出力され、これにより調節
弁が作動せしめられて被制御流体の通過流量が調節され
るようになっている。ところで、空気式調節弁の場合は
コンプレッサ等の空気源を必要とし、かかる空気源が常
時得られるとは限らないことから、動力源として電気を
使用する電気式調節弁（以下、単に電動弁という）の方
が好ましく又、実際的である。
【０００３】電動弁の場合、電動モータの回転力を減速
機を介して増幅して、ギア機構によって弁の全開もしく
は全閉又はそれらの中間の任意の開度に調節することが
でき、上述のように動力源として電気のみがあれば済
み、コンプレッサ，ポンプ等の付帯設備を必要とする空
気圧または油圧等を不要にする等の利点がある。
機を介して増幅して、ギア機構によって弁の全開もしく
は全閉又はそれらの中間の任意の開度に調節することが
でき、上述のように動力源として電気のみがあれば済
み、コンプレッサ，ポンプ等の付帯設備を必要とする空
気圧または油圧等を不要にする等の利点がある。
【０００４】図６は従来の電動弁のうち最も単純な構造
例を示しているが、図において３１は一次側、３２は二
次側、３３は主弁、３４は主弁体、３５は主弁座、３６
はカバーである。そして主弁体３４は弁軸３４ａを介し
てモータ３７と連結されている。かかる電動弁におい
て、モータ３７は、主弁体３４の閉止時に最大の駆動力
が必要になり、即ち該主弁体３４の上下側間の圧力差に
よる力と弁の各摺動部の摩擦力と漏れを防止するために
十分な主弁体３４の主弁座３５に対する面圧力との合力
が必要になる。このため大口径の弁の場合ほど、大出力
のモータ３７を装備しなければならない。
例を示しているが、図において３１は一次側、３２は二
次側、３３は主弁、３４は主弁体、３５は主弁座、３６
はカバーである。そして主弁体３４は弁軸３４ａを介し
てモータ３７と連結されている。かかる電動弁におい
て、モータ３７は、主弁体３４の閉止時に最大の駆動力
が必要になり、即ち該主弁体３４の上下側間の圧力差に
よる力と弁の各摺動部の摩擦力と漏れを防止するために
十分な主弁体３４の主弁座３５に対する面圧力との合力
が必要になる。このため大口径の弁の場合ほど、大出力
のモータ３７を装備しなければならない。
【０００５】次に図７は従来の電動弁の別の構造例を示
しているが、この電動弁では、モータ３７の駆動力、即
ち負荷を減少するために主弁体３４の上部にピストン室
３８を形成すると共に、上記主弁体３４外周の摺動面に
装着したシール部材３９によって上記ピストン室３８の
圧力が二次側へ逃げるのを防止し、さらに、主弁体３４
に連通孔４０を形成して該連通孔４０を介してピストン
室３８へ一次側圧力を導入し得るようにし、これによ
り、主弁体３４の上下側間の圧力を同じにして圧力差に
よる力をなくするようにしたものである。この構造例の
電動弁の場合には、モータ３７に必要な駆動力として
は、弁の各摺動部の摩擦力と主弁座３５に対する面圧力
の２つの力の合力があれば良いことになる。なお、主弁
体３４を上昇させて開弁する際には可動部の重量に抗し
て行うため、モータ３７は必然的に大出力になる。
しているが、この電動弁では、モータ３７の駆動力、即
ち負荷を減少するために主弁体３４の上部にピストン室
３８を形成すると共に、上記主弁体３４外周の摺動面に
装着したシール部材３９によって上記ピストン室３８の
圧力が二次側へ逃げるのを防止し、さらに、主弁体３４
に連通孔４０を形成して該連通孔４０を介してピストン
室３８へ一次側圧力を導入し得るようにし、これによ
り、主弁体３４の上下側間の圧力を同じにして圧力差に
よる力をなくするようにしたものである。この構造例の
電動弁の場合には、モータ３７に必要な駆動力として
は、弁の各摺動部の摩擦力と主弁座３５に対する面圧力
の２つの力の合力があれば良いことになる。なお、主弁
体３４を上昇させて開弁する際には可動部の重量に抗し
て行うため、モータ３７は必然的に大出力になる。
【０００６】図８は従来の電動弁の更に別の構造例を示
しているが、通常、この主弁構造はパイロットバランス
式又は親子弁式と称されている。図において、主弁体３
４の内部には弁軸３４ａの先端に固着されたパイロット
弁体４１が配設され、このパイロット弁体４１とパイロ
ット弁座４２との間にはコイルズプリング４３が介装さ
れている。また、シリンダ４４とピストンとしての主弁
体３４との嵌合隙間を介してピストン室３８へ一次側圧
力が導入されるようになっている。この図８に示される
電動弁によれば、弁軸３４ａを上昇させると、先ず、そ
の先端のパイロット弁体４１がパイロット弁座４２から
離座する。これにより、主弁体３４の上部に形成されて
いる連通孔４０´を介してピストン室３８の圧力を二次
側圧力へ逃がして、主弁体３４の上下側間の圧力を同じ
にすることにより、モータ３７に必要な駆動力を小さく
することができる。なお、かかるパイロットバランス式
の弁構造は、前記図７に示される構造の電動弁と同様の
機能を備えており、主弁体３４がモータ３７によって直
接に駆動せしめられるというものである。
しているが、通常、この主弁構造はパイロットバランス
式又は親子弁式と称されている。図において、主弁体３
４の内部には弁軸３４ａの先端に固着されたパイロット
弁体４１が配設され、このパイロット弁体４１とパイロ
ット弁座４２との間にはコイルズプリング４３が介装さ
れている。また、シリンダ４４とピストンとしての主弁
体３４との嵌合隙間を介してピストン室３８へ一次側圧
力が導入されるようになっている。この図８に示される
電動弁によれば、弁軸３４ａを上昇させると、先ず、そ
の先端のパイロット弁体４１がパイロット弁座４２から
離座する。これにより、主弁体３４の上部に形成されて
いる連通孔４０´を介してピストン室３８の圧力を二次
側圧力へ逃がして、主弁体３４の上下側間の圧力を同じ
にすることにより、モータ３７に必要な駆動力を小さく
することができる。なお、かかるパイロットバランス式
の弁構造は、前記図７に示される構造の電動弁と同様の
機能を備えており、主弁体３４がモータ３７によって直
接に駆動せしめられるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動弁において特に図７または図８に示される電動弁の
ように、モータ３７に必要な駆動力を小さくするための
工夫がなされてはいるものの、これらの場合、前述した
通り主弁体３４をモータ３７によって直接に駆動する構
成であるため、モータ３７の駆動力を小さくするにも限
度があり、従って依然として所定の大きさの駆動力は必
要となり、その電動操作部も大型にならざるを得なかっ
た。即ち主弁体３４前後の圧力差に抗して開閉弁するた
めの大きな操作力並びに閉弁時の漏れを防止するべく主
弁体３４を主弁座３５に押しつけて弁孔の密閉を確保す
るための大きな操作力が必要であった。
電動弁において特に図７または図８に示される電動弁の
ように、モータ３７に必要な駆動力を小さくするための
工夫がなされてはいるものの、これらの場合、前述した
通り主弁体３４をモータ３７によって直接に駆動する構
成であるため、モータ３７の駆動力を小さくするにも限
度があり、従って依然として所定の大きさの駆動力は必
要となり、その電動操作部も大型にならざるを得なかっ
た。即ち主弁体３４前後の圧力差に抗して開閉弁するた
めの大きな操作力並びに閉弁時の漏れを防止するべく主
弁体３４を主弁座３５に押しつけて弁孔の密閉を確保す
るための大きな操作力が必要であった。
【０００８】そして、この種電動弁では一般に大口径の
弁になる程、また弁前後の圧力差が大きくなる程、電動
モータ及びギア等により構成される電動操作部まわりは
大型化するが、これは製品自体の大型化ばかりでなく、
製品コストを高価にする上、消費電力が増大する等の不
都合を来す。更に大型化した操作部の場合には、その内
部で回転作動する動力伝達系部品の慣性力に逆らって、
所定の弁開度になるように動力伝達系にブレーキをかけ
る時、ギア・ブレーキ等の構成部品に著しく急激且つ大
きな荷重が加わり、特に起動及び停止を頻繁に繰り返す
使用状態では各構成部品の磨耗が激しくなる等の問題が
ある。
弁になる程、また弁前後の圧力差が大きくなる程、電動
モータ及びギア等により構成される電動操作部まわりは
大型化するが、これは製品自体の大型化ばかりでなく、
製品コストを高価にする上、消費電力が増大する等の不
都合を来す。更に大型化した操作部の場合には、その内
部で回転作動する動力伝達系部品の慣性力に逆らって、
所定の弁開度になるように動力伝達系にブレーキをかけ
る時、ギア・ブレーキ等の構成部品に著しく急激且つ大
きな荷重が加わり、特に起動及び停止を頻繁に繰り返す
使用状態では各構成部品の磨耗が激しくなる等の問題が
ある。
【０００９】本発明はかかる実情に鑑み、特に電動操作
部を大型化することなく弁の大口径化に有効に対応し得
るようにした新規な構成の電動弁を提供することを目的
とする。
部を大型化することなく弁の大口径化に有効に対応し得
るようにした新規な構成の電動弁を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるパイロット
作動式電動弁は、制御すべき流体自身の圧力を利用して
ダイヤフラムにより主弁体を駆動せしめるダイヤフラム
室と主弁の一次側とを絞り弁を経由して連通し、主弁軸
及びパイロット弁軸に一対のパイロット弁体及びパイロ
ット弁座をそれぞれ配設して該パイロット弁座を経由し
て、上記主弁の上記ダイヤフラム室と該主弁の二次側と
を連通し、ポテンショメータに接続された上記パイロッ
ト弁軸が上記主弁体とは機械的に接続されておらず、且
つ上記パイロット弁軸がモータによって進退自在に移動
可能になっていて、上記主弁体のフルストローク分に対
応するたわみを圧縮吸収可能なばねが上記主弁軸に装着
されている。
作動式電動弁は、制御すべき流体自身の圧力を利用して
ダイヤフラムにより主弁体を駆動せしめるダイヤフラム
室と主弁の一次側とを絞り弁を経由して連通し、主弁軸
及びパイロット弁軸に一対のパイロット弁体及びパイロ
ット弁座をそれぞれ配設して該パイロット弁座を経由し
て、上記主弁の上記ダイヤフラム室と該主弁の二次側と
を連通し、ポテンショメータに接続された上記パイロッ
ト弁軸が上記主弁体とは機械的に接続されておらず、且
つ上記パイロット弁軸がモータによって進退自在に移動
可能になっていて、上記主弁体のフルストローク分に対
応するたわみを圧縮吸収可能なばねが上記主弁軸に装着
されている。
【００１１】また、本発明によるパイロット作動式電動
弁は、制御すべき流体自身の圧力を利用してピストンに
より主弁体を駆動せしめるピストン室と主弁の一次側と
を絞りを介して連通し、上記主弁体及びパイロット弁軸
に一対のパイロット弁座及びパイロット弁体をそれぞれ
配設して該パイロット弁座を経由して上記主弁のピスト
ン室と該主弁の二次側とを連通し、ポテンショメータに
接続された上記パイロット弁軸が上記主弁体とは機械的
に接続されておらず、且つ上記パイロット弁軸がモータ
によって進退自在に移動可能になっていて、上記主弁体
のフルストローク分に対応するたわみを圧縮吸収可能な
ばねが上記パイロット弁軸に装着されている。
弁は、制御すべき流体自身の圧力を利用してピストンに
より主弁体を駆動せしめるピストン室と主弁の一次側と
を絞りを介して連通し、上記主弁体及びパイロット弁軸
に一対のパイロット弁座及びパイロット弁体をそれぞれ
配設して該パイロット弁座を経由して上記主弁のピスト
ン室と該主弁の二次側とを連通し、ポテンショメータに
接続された上記パイロット弁軸が上記主弁体とは機械的
に接続されておらず、且つ上記パイロット弁軸がモータ
によって進退自在に移動可能になっていて、上記主弁体
のフルストローク分に対応するたわみを圧縮吸収可能な
ばねが上記パイロット弁軸に装着されている。
【００１２】
【作用】本発明によれば、ダイヤフラム室もしくはピス
トン室内の圧力が上昇すると主弁体は閉弁し、また圧力
が下がると主弁体は開弁する。また、上記ダイヤフラム
室もしくはピストン室は小さな断面積の流体通過部を有
する絞りまたは絞り弁を経由して一次側と連通している
から、主弁体は該ダイヤフラム室もしくはピストン室へ
一次側の圧力が導入されることにより、押し下げられて
閉弁する。制御すべき流体の圧力または流量等から変換
された電気的信号を入力された調節計は、それを予め設
定された目標値と比較して過不足が生じている場合に
は、ポテンショメータが所定の指示値になるまで、圧力
等が目標値になるように補正するための弁開度に対応す
る電気信号をモータへ送り、該モータは正転または逆転
してパイロット弁座を移動せしめる。そして、パイロッ
ト弁座がパイロット弁体から離れる方向に移動する場合
には、該パイロット弁座の開口から二次側へ流出する流
量が、上記絞りまたは絞り弁から流入する流量よりも多
くなるので、ダイヤフラム室もしくはピストン室内の圧
力が低下して主弁体は開弁する。一方、パイロット弁座
がパイロット弁体へ接近する方向に移動する場合には、
ダイヤフラム室もしくはピストン室内の流体がパイロッ
ト弁座の開口から二次側へ流出する流量は、絞りまたは
絞り弁から流入する流量よりも少なくなるので、ダイヤ
フラム室もしくはピストン室内の圧力が上昇して主弁体
は閉弁する。
トン室内の圧力が上昇すると主弁体は閉弁し、また圧力
が下がると主弁体は開弁する。また、上記ダイヤフラム
室もしくはピストン室は小さな断面積の流体通過部を有
する絞りまたは絞り弁を経由して一次側と連通している
から、主弁体は該ダイヤフラム室もしくはピストン室へ
一次側の圧力が導入されることにより、押し下げられて
閉弁する。制御すべき流体の圧力または流量等から変換
された電気的信号を入力された調節計は、それを予め設
定された目標値と比較して過不足が生じている場合に
は、ポテンショメータが所定の指示値になるまで、圧力
等が目標値になるように補正するための弁開度に対応す
る電気信号をモータへ送り、該モータは正転または逆転
してパイロット弁座を移動せしめる。そして、パイロッ
ト弁座がパイロット弁体から離れる方向に移動する場合
には、該パイロット弁座の開口から二次側へ流出する流
量が、上記絞りまたは絞り弁から流入する流量よりも多
くなるので、ダイヤフラム室もしくはピストン室内の圧
力が低下して主弁体は開弁する。一方、パイロット弁座
がパイロット弁体へ接近する方向に移動する場合には、
ダイヤフラム室もしくはピストン室内の流体がパイロッ
ト弁座の開口から二次側へ流出する流量は、絞りまたは
絞り弁から流入する流量よりも少なくなるので、ダイヤ
フラム室もしくはピストン室内の圧力が上昇して主弁体
は閉弁する。
【００１３】
【実施例】以下、図１乃至図４に基づき本発明によるパ
イロット作動式電動弁の第一実施例を説明する。図にお
いて１は一次側、２は二次側、３は主弁、４は主弁体、
５は主弁座、６はカバー、７は上記主弁３及び上記カバ
ー６間に張架されていて上記主弁体４と固着しているダ
イヤフラム、８は該ダイヤフラム７によって画成される
ダイヤフラム室である。そして主弁体４と一体化してい
る主弁軸９はガイド１０ａ及び１０ｂによりその上下方
向の移動が案内されるようになっているが、主弁体４は
常態では圧縮コイルスプリング１１によって下方に付勢
されている。また、上記ダイヤフラム室８は連通路１２
により絞り弁１３を介して上記一次側１と連通してい
る。
イロット作動式電動弁の第一実施例を説明する。図にお
いて１は一次側、２は二次側、３は主弁、４は主弁体、
５は主弁座、６はカバー、７は上記主弁３及び上記カバ
ー６間に張架されていて上記主弁体４と固着しているダ
イヤフラム、８は該ダイヤフラム７によって画成される
ダイヤフラム室である。そして主弁体４と一体化してい
る主弁軸９はガイド１０ａ及び１０ｂによりその上下方
向の移動が案内されるようになっているが、主弁体４は
常態では圧縮コイルスプリング１１によって下方に付勢
されている。また、上記ダイヤフラム室８は連通路１２
により絞り弁１３を介して上記一次側１と連通してい
る。
【００１４】さらに図中、１４は主弁軸９の先端部にお
いて一定ストロークだけ移動可能に挿着されていて圧縮
コイルスプリング１５を内蔵する筒体、１６は該筒体１
４の先端に固定されているパイロット弁体、１７は上記
カバー６に突き合わせて取り付けられたシリンダ、１８
は主弁軸９と同一線上で進退自在に上記シリンダ１７に
支持されたパイロット弁軸、１９はパイロット弁軸１８
の先端に設けられたパイロット弁座、２０はパイロット
弁座１９に形成された開口である。上記パイロット弁軸
１８は、パイロット弁座１９とは反対側の端部にポテン
ショメータ２１が取り付けられていると共に、それらの
中間部に形成されたスパイラル・ギア２２及びモータ２
３の出力軸に固定されたウォーム２４の噛合を介して該
モータ２３と連結されている。また、上記シリンダ１７
は連通路２５により二次側２と連通している。
いて一定ストロークだけ移動可能に挿着されていて圧縮
コイルスプリング１５を内蔵する筒体、１６は該筒体１
４の先端に固定されているパイロット弁体、１７は上記
カバー６に突き合わせて取り付けられたシリンダ、１８
は主弁軸９と同一線上で進退自在に上記シリンダ１７に
支持されたパイロット弁軸、１９はパイロット弁軸１８
の先端に設けられたパイロット弁座、２０はパイロット
弁座１９に形成された開口である。上記パイロット弁軸
１８は、パイロット弁座１９とは反対側の端部にポテン
ショメータ２１が取り付けられていると共に、それらの
中間部に形成されたスパイラル・ギア２２及びモータ２
３の出力軸に固定されたウォーム２４の噛合を介して該
モータ２３と連結されている。また、上記シリンダ１７
は連通路２５により二次側２と連通している。
【００１５】上記の場合の作動制御系を図２に示すが、
図示したように、ポテンショメータ２１及びモータ２３
はコントローラと接続されていると共に、流体の圧力ま
たは流量等を検出するためのセンサからの検出信号が上
記コントローラに入力されるようになっている。また、
コントローラにおいて、ポテンショメータから弁開度信
号が入力されると共に、目標値設定器により設定された
目標値と上記センサの検出信号とが比較されて、これら
の演算処理結果に基づき上記モータ２３に対して駆動制
御信号が送出されるようになっている。
図示したように、ポテンショメータ２１及びモータ２３
はコントローラと接続されていると共に、流体の圧力ま
たは流量等を検出するためのセンサからの検出信号が上
記コントローラに入力されるようになっている。また、
コントローラにおいて、ポテンショメータから弁開度信
号が入力されると共に、目標値設定器により設定された
目標値と上記センサの検出信号とが比較されて、これら
の演算処理結果に基づき上記モータ２３に対して駆動制
御信号が送出されるようになっている。
【００１６】本発明によるパイロット作動式電動弁は上
記のように構成されており、次にその作用を説明する。
先ず、図１に示される状態では、パイロット弁体１６が
パイロット弁座１９と当接しているため、ダイヤフラム
室８から開口２０を介しての流体の二次側２への流出は
遮断される。また、絞り弁１３を経由してダイヤフラム
室８へ流入した一次側１の流体の圧力により、主弁体４
が主弁座５に押し付けられたままになっていて主弁３は
閉止している。
記のように構成されており、次にその作用を説明する。
先ず、図１に示される状態では、パイロット弁体１６が
パイロット弁座１９と当接しているため、ダイヤフラム
室８から開口２０を介しての流体の二次側２への流出は
遮断される。また、絞り弁１３を経由してダイヤフラム
室８へ流入した一次側１の流体の圧力により、主弁体４
が主弁座５に押し付けられたままになっていて主弁３は
閉止している。
【００１７】かかる閉弁状態において作動制御系のコン
トローラがモータ２３へ駆動制御信号を送出すると、図
３に示したように、パイロット弁座１９がスパイラル・
ギア２２及びモータ２３の噛合を介してモータ２３によ
って上方に移動せしめられると、パイロット弁座１９が
パイロット弁体１６から離脱して、それらの間隙による
開口面積が絞り弁１３の開口面積よりも大きくなる。そ
して、ダイヤフラム室８から流出する流体の量が、ダイ
ヤフラム室８に流入する流体の量よりも多くなると、主
弁体４が上方に移動することにより主弁３は開弁する。
トローラがモータ２３へ駆動制御信号を送出すると、図
３に示したように、パイロット弁座１９がスパイラル・
ギア２２及びモータ２３の噛合を介してモータ２３によ
って上方に移動せしめられると、パイロット弁座１９が
パイロット弁体１６から離脱して、それらの間隙による
開口面積が絞り弁１３の開口面積よりも大きくなる。そ
して、ダイヤフラム室８から流出する流体の量が、ダイ
ヤフラム室８に流入する流体の量よりも多くなると、主
弁体４が上方に移動することにより主弁３は開弁する。
【００１８】かかる開弁作動、即ち主弁体４の上方移動
は、パイロット弁体１６及びパイロット弁座１９間に形
成される間隙を介して逃げる流体の量と絞り弁１３から
ダイヤフラム室８に流入する流体の量とが等しくなるま
で続行する。この場合、上記絞り弁１３の流体通過部の
断面積が小さい、即ち通過流体は該流体通過部で絞られ
ることから、最終的にはパイロット弁体１６及びパイロ
ット弁座１９の間隙は極めて小さくなる（絞り弁１３の
絞りの大小の程度にもよるが、通常、０．１〜０．２ｍ
ｍ程度である）。この結果、主弁体４の上方移動の移動
距離（弁リフト量）はパイロット弁座１９の移動距離と
一致する。
は、パイロット弁体１６及びパイロット弁座１９間に形
成される間隙を介して逃げる流体の量と絞り弁１３から
ダイヤフラム室８に流入する流体の量とが等しくなるま
で続行する。この場合、上記絞り弁１３の流体通過部の
断面積が小さい、即ち通過流体は該流体通過部で絞られ
ることから、最終的にはパイロット弁体１６及びパイロ
ット弁座１９の間隙は極めて小さくなる（絞り弁１３の
絞りの大小の程度にもよるが、通常、０．１〜０．２ｍ
ｍ程度である）。この結果、主弁体４の上方移動の移動
距離（弁リフト量）はパイロット弁座１９の移動距離と
一致する。
【００１９】上記の場合とは逆に図４に示したように、
パイロット弁座１９がモータ２３によって下方に移動せ
しめられると、パイロット弁座１９は所定の位置まで下
降してパイロット弁体１６がかかるパイロット弁座１９
に着座する。この場合、パイロット弁座１９はモータ２
３による駆動に従ってパイロット弁体１６の位置とは無
関係に下降するから、該パイロット弁座１９は、パイロ
ット弁体１６がパイロット弁座１９に着座したままの状
態で筒体１４内の圧縮コイルスプリング１５を弾圧し上
記所定位置で停止する。
パイロット弁座１９がモータ２３によって下方に移動せ
しめられると、パイロット弁座１９は所定の位置まで下
降してパイロット弁体１６がかかるパイロット弁座１９
に着座する。この場合、パイロット弁座１９はモータ２
３による駆動に従ってパイロット弁体１６の位置とは無
関係に下降するから、該パイロット弁座１９は、パイロ
ット弁体１６がパイロット弁座１９に着座したままの状
態で筒体１４内の圧縮コイルスプリング１５を弾圧し上
記所定位置で停止する。
【００２０】この状態では、上記のようにパイロット弁
体１６がパイロット弁座１９に着座しているため、パイ
ロット弁座１９の開口２０が閉鎖しており、従って、ダ
イヤフラム室８内の流体はかかる開口２０を介して流出
することができず、専ら一次側１の流体が絞り弁１３を
介してダイヤフラム室８に流入するのみである。これに
より主弁体４はダイヤフラム７によって押し下げられて
下降するが、この主弁体４の下方移動は、弾圧されてい
る筒体１４内の圧縮コイルスプリング１５が自由長に復
帰してパイロット弁座１９に着座していたパイロット弁
体１６がパイロット弁座１９から僅かに離脱することに
より、パイロット弁座１９の開口２０を介して逃げる流
体の量と絞り弁１３からダイヤフラム室８に流入する流
体の量とが等しくなるまで続行する。この結果、主弁体
４の下方移動の移動距離はパイロット弁座１９の移動距
離と一致する。
体１６がパイロット弁座１９に着座しているため、パイ
ロット弁座１９の開口２０が閉鎖しており、従って、ダ
イヤフラム室８内の流体はかかる開口２０を介して流出
することができず、専ら一次側１の流体が絞り弁１３を
介してダイヤフラム室８に流入するのみである。これに
より主弁体４はダイヤフラム７によって押し下げられて
下降するが、この主弁体４の下方移動は、弾圧されてい
る筒体１４内の圧縮コイルスプリング１５が自由長に復
帰してパイロット弁座１９に着座していたパイロット弁
体１６がパイロット弁座１９から僅かに離脱することに
より、パイロット弁座１９の開口２０を介して逃げる流
体の量と絞り弁１３からダイヤフラム室８に流入する流
体の量とが等しくなるまで続行する。この結果、主弁体
４の下方移動の移動距離はパイロット弁座１９の移動距
離と一致する。
【００２１】上記のように本発明のパイロット作動式電
動弁では、パイロット弁体１６及びパイロット弁座１９
の間隙が大きくなると主弁体４は上方に移動し、またか
かる間隙が小さくなると主弁体４は下方に移動する。即
ちモータ２３の駆動によりパイロット弁座１９の上下方
向の位置が変化してもパイロット弁体１６は自動的に移
動したパイロット弁座１９に追従し、両者を極めて接近
させるように作用する。かかる作用原理に基づき、モー
タ２３の駆動によりパイロット弁座１９を所望に位置に
持ち来すことにより、主弁体４の位置決めを行い、つま
り主弁３を所定の弁開度に設定することができる。
動弁では、パイロット弁体１６及びパイロット弁座１９
の間隙が大きくなると主弁体４は上方に移動し、またか
かる間隙が小さくなると主弁体４は下方に移動する。即
ちモータ２３の駆動によりパイロット弁座１９の上下方
向の位置が変化してもパイロット弁体１６は自動的に移
動したパイロット弁座１９に追従し、両者を極めて接近
させるように作用する。かかる作用原理に基づき、モー
タ２３の駆動によりパイロット弁座１９を所望に位置に
持ち来すことにより、主弁体４の位置決めを行い、つま
り主弁３を所定の弁開度に設定することができる。
【００２２】また、モータ２３の駆動により結果的には
主弁体４を移動せしめることができるが、その場合、モ
ータ２３と主弁体４とは機械的に接続されておらず、主
弁体４を駆動するために、ダイヤフラム室８内に流入し
た流体の圧力を利用してダイヤフラム７を介して行う。
即ちモータ２３の駆動力は、主弁体４の重量や主弁体４
に作用する流体圧力による推力と切り離されており、か
かる重量等に全く影響されない。このようにモータ２３
は、スパイラル・ギア２２及びウォーム２４の噛合を介
して軽量なパイロット弁座１９を上下方向に駆動せしめ
るだけでよいから、モータ２３に必要となる駆動力は極
めて小さくて済み、これによりモータ２３を有効に小型
化することができる。なおここで、上記弁作動中に仮り
に停電が起きた場合、一次側１へ流体が供給されている
状態になってさえいれば、停電が起こった時のパイロッ
ト弁体１６の位置によって設定されるべき主弁３の弁開
度を保持することができる。
主弁体４を移動せしめることができるが、その場合、モ
ータ２３と主弁体４とは機械的に接続されておらず、主
弁体４を駆動するために、ダイヤフラム室８内に流入し
た流体の圧力を利用してダイヤフラム７を介して行う。
即ちモータ２３の駆動力は、主弁体４の重量や主弁体４
に作用する流体圧力による推力と切り離されており、か
かる重量等に全く影響されない。このようにモータ２３
は、スパイラル・ギア２２及びウォーム２４の噛合を介
して軽量なパイロット弁座１９を上下方向に駆動せしめ
るだけでよいから、モータ２３に必要となる駆動力は極
めて小さくて済み、これによりモータ２３を有効に小型
化することができる。なおここで、上記弁作動中に仮り
に停電が起きた場合、一次側１へ流体が供給されている
状態になってさえいれば、停電が起こった時のパイロッ
ト弁体１６の位置によって設定されるべき主弁３の弁開
度を保持することができる。
【００２３】上記実施例において、パイロット弁体１６
及びパイロット弁座１９の配設は、パイロット弁座１９
の出口が主弁３の二次側２と連通していれば、主弁軸９
またはパイロット弁軸１８のいずれに設けてもよい。
及びパイロット弁座１９の配設は、パイロット弁座１９
の出口が主弁３の二次側２と連通していれば、主弁軸９
またはパイロット弁軸１８のいずれに設けてもよい。
【００２４】図５は本発明によるパイロット作動式電動
弁の第二実施例を示す。この第二実施例では主弁体４´
はピストン構造になっている。即ち主弁体４´は、カバ
ー６に装着されたシリンダ２６に摺動可能に嵌合し、こ
れによりピストン室２７が形成される。また、主弁体４
´にはパイロット弁座１９´が設けられ、その開口２０
´は二次側２と連通している。さらに図示したように、
主弁体４´に設けた絞り２８を介して一次側１と上記ピ
ストン室２７とが連通している。一方、パイロット弁軸
１８の先端部には、圧縮コイルスプリング１５を内蔵す
る筒体１４及び該筒体１４の先端に固定されているパイ
ロット弁体１６が設けられている。
弁の第二実施例を示す。この第二実施例では主弁体４´
はピストン構造になっている。即ち主弁体４´は、カバ
ー６に装着されたシリンダ２６に摺動可能に嵌合し、こ
れによりピストン室２７が形成される。また、主弁体４
´にはパイロット弁座１９´が設けられ、その開口２０
´は二次側２と連通している。さらに図示したように、
主弁体４´に設けた絞り２８を介して一次側１と上記ピ
ストン室２７とが連通している。一方、パイロット弁軸
１８の先端部には、圧縮コイルスプリング１５を内蔵す
る筒体１４及び該筒体１４の先端に固定されているパイ
ロット弁体１６が設けられている。
【００２５】第二実施例では上記のように、ピストンと
しての主弁体４´自体に絞り２８並びに開口２０´を介
してピストン室２７に対する流入路並びに流出路が形成
されているが、この場合においてもモータ２３と主弁体
４´とは機械的に接続されておらず、主弁体４´を駆動
するために、ピストン室２７内に流入した流体の圧力を
利用して行う。即ちモータ２３の駆動力は、主弁体４´
の重量や主弁体４´に作用する流体圧力による推力と切
り離されており、かかる重量等に全く影響されない。
しての主弁体４´自体に絞り２８並びに開口２０´を介
してピストン室２７に対する流入路並びに流出路が形成
されているが、この場合においてもモータ２３と主弁体
４´とは機械的に接続されておらず、主弁体４´を駆動
するために、ピストン室２７内に流入した流体の圧力を
利用して行う。即ちモータ２３の駆動力は、主弁体４´
の重量や主弁体４´に作用する流体圧力による推力と切
り離されており、かかる重量等に全く影響されない。
【００２６】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、モータ
と主弁体とは機械的に接続されておらず、該主弁体を駆
動する力は主弁のダイヤフラム等に下向きに加わる流体
の圧力を利用しているので、モータの駆動力は主弁体の
重量やこれにかかる圧力による推力と切り離されてい
る。従って、モータに必要な駆動力は小さなパイロット
弁座を駆動するだけで済むから、モータを有効に小型化
することができ、従来のような大型のモータはもはや必
要ない。
と主弁体とは機械的に接続されておらず、該主弁体を駆
動する力は主弁のダイヤフラム等に下向きに加わる流体
の圧力を利用しているので、モータの駆動力は主弁体の
重量やこれにかかる圧力による推力と切り離されてい
る。従って、モータに必要な駆動力は小さなパイロット
弁座を駆動するだけで済むから、モータを有効に小型化
することができ、従来のような大型のモータはもはや必
要ない。
【図１】本発明によるパイロット作動式電動弁の第一実
施例の縦断面図である。
施例の縦断面図である。
【図２】本発明によるパイロット作動式電動弁の第一実
施例における作動制御系を示すブロック図である。
施例における作動制御系を示すブロック図である。
【図３】本発明によるパイロット作動式電動弁の第一実
施例におけるパイロット弁座が上方に移動した場合の弁
作動を説明するための縦断面図である。
施例におけるパイロット弁座が上方に移動した場合の弁
作動を説明するための縦断面図である。
【図４】本発明によるパイロット作動式電動弁の第一実
施例におけるパイロット弁座が下方に移動した場合の弁
作動を説明するための縦断面図である。
施例におけるパイロット弁座が下方に移動した場合の弁
作動を説明するための縦断面図である。
【図５】本発明によるパイロット作動式電動弁の第二実
施例の縦断面図である。
施例の縦断面図である。
【図６】従来の電動弁の縦断面図である。
【図７】従来の他の電動弁の縦断面図である。
【図８】従来のさらに別の電動弁の縦断面図である。
１ 一次側 ２ 二次側 ３ 主弁 ４ 主弁体 ４´ 主弁体 ５ 主弁座 ６ カバー ７ ダイヤフラム ８ ダイヤフラム室 ９ 主弁軸 １１ 圧縮コイルスプリング １２ 連通路 １３ 絞り弁 １４ 筒体 １５ 圧縮コイルスプリング １６ パイロット弁体 １７ シリンダ １８ パイロット弁軸 １９ パイロット弁座 １９´ パイロット弁座 ２０ 開口 ２０´ 開口 ２１ ポテンショメータ ２３ モータ ２５ 連通路 ２６ シリンダ ２７ ピストン室 ２８ 絞り
Claims (2)
- 【請求項１】 制御すべき流体自身の圧力を利用してダ
イヤフラムにより主弁体を駆動せしめるダイヤフラム室
と主弁の一次側とを絞り弁を経由して連通し、主弁軸及
びパイロット弁軸に一対のパイロット弁体及びパイロッ
ト弁座をそれぞれ配設して該パイロット弁座を経由し
て、上記主弁の上記ダイヤフラム室と該主弁の二次側と
を連通し、ポテンショメータに接続された上記パイロッ
ト弁軸が上記主弁体とは機械的に接続されておらず、且
つ上記パイロット弁軸がモータによって進退自在に移動
可能になっていて、上記主弁体のフルストローク分に対
応するたわみを圧縮吸収可能なばねを上記主弁軸に装着
したことを特徴とするパイロット作動式電動弁。 - 【請求項２】 制御すべき流体自身の圧力を利用してピ
ストンにより主弁体を駆動せしめるピストン室と主弁の
一次側とを絞りを介して連通し、上記主弁体及びパイロ
ット弁軸に一対のパイロット弁座及びパイロット弁体を
それぞれ配設して該パイロット弁座を経由して上記主弁
のピストン室と該主弁の二次側とを連通し、ポテンショ
メータに接続された上記パイロット弁軸が上記主弁体と
は機械的に接続されておらず、且つ上記パイロット弁軸
がモータによって進退自在に移動可能になっていて、上
記主弁体のフルストローク分に対応するたわみを圧縮吸
収可能なばねを上記パイロット弁軸に装着したことを特
徴とするパイロット作動式電動弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164605A JP2974457B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | パイロット作動式電動弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164605A JP2974457B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | パイロット作動式電動弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594219A JPH0594219A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2974457B2 true JP2974457B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15796361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3164605A Expired - Lifetime JP2974457B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | パイロット作動式電動弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974457B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101042327B1 (ko) * | 2010-10-18 | 2011-06-17 | 주식회사 바램 | 수압식 액츄에이터를 이용한 파일럿 밸브 |
| US9176505B2 (en) * | 2012-12-28 | 2015-11-03 | Emerson Process Management Regulator Technologies, Inc. | Backpressure regulator with easy pump start-up |
| JP6320793B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2018-05-09 | フシマン株式会社 | 温度調整弁 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3164605A patent/JP2974457B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594219A (ja) | 1993-04-16 |
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Legal Events
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