JP3523527B2 - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- diaphragm
- pressure
- control valve
- fluid
- valve seat
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- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
に外部から印加される信号に応じて流体の圧力または流
量を制御する制御弁に関する。
の製造等のために、従来より出力圧または流量を制御す
るための制御弁が用いられている。図２はこのような目
的に用いられている従来の制御弁を示すものであって、
この制御弁はボディ１に入口ポート２と出口ポート３と
を形成するとともに、内部にダイヤフラム４を取付ける
ようにしている。そしてダイヤフラム４の中心部には取
付け板５を介してロッド６が固着されるとともに、この
ロッド６の先端部に取付けられているボール７が円錐状
のばね８によって上方へ押圧されるようになっている。
面に加わる信号圧による下方への力と、ダイヤフラム４
に加わる入力圧による上方への力とボール７を上方へ押
すばね８の力の和とのバランスによってボール７とバル
ブシート９との間の隙間が決定され、このような隙間に
応じた圧力または流量で入口ポート２から出口ポート３
に流体が流れるようになる。
の制御弁のボディ１４には入口ポート１５と出口ポート
１６とが形成されるとともに、中央には垂直に連通路１
７が形成されている。そしてこの連通路１７の上端にバ
ルブシート１８が形成されるようになっている。
付けられ、このバルブ２１がバルブシート１８と接触し
たり離間したりするようになっている。そしてプランジ
ャ２０はガイドスリーブ２２内において摺動可能に支持
されている。プランジャ２０の上部にはストッパ２３が
配されるとともに、プランジャ２０とストッパ２３の外
周側にはコイル２４が巻装されている。
電流のパルス幅を制御し、これによって流体圧または流
量の制御を行なうようにするものである。すなわちプラ
ンジャ２０のデューティ比を制御することによって圧力
または流量を制御するものである。
弁を液体の圧力あるいは流量の制御に用いると、内部に
液体の滞留を生ずることになる。また部品点数が多く、
摩擦を発生する部分がある。さらにはコンタミネーショ
ンの可能性が大きく、このために純度の高い薬液の製造
等に用いるのには不適当である。またとくに図３に示す
構造は、プランジャ２０が激しく摺動しながら開閉動作
を繰返すために、寿命と精度の点で問題がある。
て使用される制御バルブは、洗浄が容易で、コンタミネ
ーションの発生がないことが要求される。開放と遮断の
２種類のモードをとるＯＮ・ＯＦＦバルブについてはこ
のような目的に副う製品が存在するものの、入力圧や流
量を適宜調整することが可能なアナログ調整用の制御弁
には、洗浄がし易くてコンタミネーションの発生がない
制御弁が提供されていない。
たものであって、内部の洗浄が容易で、コンタミネーシ
ョンの発生がなく、しかも圧力または流量を任意に調整
することが可能な制御弁を提供することを目的とする。
加される信号に応じて流体の圧力または流量を制御する
制御弁において、ボディの流体が通過する通路に出口ポ
ートと連通するバルブシートを設けるとともに、該バル
ブシートの外側を入口ポートと連通させ、該バルブシー
トに対して接触および離間可能に第１のダイヤフラムを
配し、該第１のダイヤフラムによって前記通路を流れる
流体を前記ボディの他の空間から遮断し、しかも前記第
１のダイヤフラムと所定の距離を隔ててほぼ平行に第２
のダイヤフラムを配し、前記第１のダイヤフラムと前記
第２のダイヤフラムとの間に力を伝達する剛体を配し、
前記第１のダイヤフラムの前記バルブシートと接触する
表面に入力圧を印加するとともに、前記第２のダイヤフ
ラムの前記第１のダイヤフラムとは反対側の表面に信号
圧を印加し、前記第１のダイヤフラムの有効面積に対す
る前記第２のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した
入力圧で流体を通過させるようにしたことを特徴とする
制御弁に関するものである。
のダイヤフラムの有効面積が異なるものであってよい。
また前記剛体が配されている前記第１のダイヤフラムと
前記第２のダイヤフラムの間の空間が外部と連通されて
大気圧に維持されていてよい。
圧が印加され、第２のダイヤフラムに信号圧が印加され
る。従って流体圧による力と信号圧による力がバランス
する位置で第１のダイヤフラムおよび第２のダイヤフラ
ムはその位置が定まり、このときに第１のダイヤフラム
とバルブシートとの間の隙間を通って入口ポートから出
口ポートに向って流体が流れるようになる。
御弁を示しており、この制御弁はボディ３０を有してい
る。ボディ３０はその内部に閉空間を構成する凹部３１
を備えており、この凹部３１内に凹部３１を上下に分割
するようにダイヤフラム３２が配されている。そして凹
部３１と連通するように入口ポート３３と出口ポート３
４とがそれぞれボディ３０に形成されている。そして出
口ポート３４と凹部３１との連通部の周囲の部分にはバ
ルブシート３５が形成されており、このバルブシート３
５とダイヤフラム３２との間の隙間によって流量の制御
が行なわれるようになっている。
の小さな凹部３９が形成されるとともに、この凹部３９
に連通するように上方へ突出してノズル４０が配されて
いる。そして凹部３９には補助ポート４１を通してパイ
ロット圧が印加されるようになっている。また凹部３９
は連通孔４２を通して後述する凹部６２と連通されてお
り、これによってノズル４０の背圧をダイヤフラム６３
の上面に印加するようにしている。
４６が配されている。フラッパ４６はその外周側の部分
であって下面を弾性支持板４７によって受けられるよう
になっており、このときにフラッパ４６はノズル４０に
最も近接した状態になる。なお弾性支持板４７には開口
４８が形成されており、この開口４８によって弾性支持
板４７の上下の空間が互いに連通されるようになってい
る。
ち上下方向に移動させるための機構について説明する
と、カップ状をなすハウジング５１内にヨーク５２が収
納されるとともに、ヨーク５２の内側であってその中央
部には下方に突出するようにマグネット５３が形成され
ている。そしてこのマグネット５３にはセンタコア５４
が固着されるとともに、このセンタコア５４の外周部に
ボビン５５が配されている。そしてボビン５５にはコイ
ル５６が巻装されている。そして上記ボビン５５に可動
板５７が取付けられるとともに、この可動板５７に上記
フラッパ４６が取付けられるようになっている。また上
記ヨーク５２の内側の空間はボディ３０に形成されてい
る小孔５８を通して外部と連通されており、これによっ
てこのヨーク５２の内側の空間が大気圧に維持されるよ
うになっている。
３１の上側に別の凹部６２を形成し、この凹部６２内に
第２のダイヤフラム６３を配するようにしている。ここ
でダイヤフラム６３の下面が受け板６４によって受けら
れるとともに、この受け板６４の下面に取付けられてい
るセンタボス６５が第１のダイヤフラム３２の上面を押
すようになっている。なお受け板６４は圧縮コイルばね
６６によって上方へ押圧されるようになっている。なお
凹部６２は小孔６７によって外部と連通されており、凹
部６２の内部の圧力が大気圧に維持されている。
３２の下面に入口ポート３３から出口ポート３４へ流れ
る流体の入力圧が加えられる。また第２のダイヤフラム
６３の上面には、ノズルフラッパ４０の背圧として得ら
れる凹部３９の圧力が連通孔４２を介して加えられるよ
うになっている。信号圧の調整はフラッパ４６をコイル
５６に通ずる信号電流によって軸線方向に移動させるこ
とにより調整される。
２ 程度の比較的高圧の制御に用いられるものである。
またここで補助ポート４１を介してノズル４０の作動圧
として加えられるパイロット圧は工場ラインの通常の空
気圧の使用が可能になっている。
パ４６が下方へ移動し、ノズル４０がほぼ閉じられた場
合には、ノズル４０の背圧であって信号圧はパイロット
圧にほぼ等しくなる。これに対してコイル５６に印加さ
れる信号電流によってフラッパ４６が上方に移動し、フ
ラッパ４６とノズル４０との間のギャップが次第に大き
くなると、信号圧がこれに伴って低下することになる。
内にあらわれ、この圧力が連通孔４２を通って凹部３１
内のダイヤフラム３２の上面に加えられる。これに対し
てダイヤフラム３２の下面には、入口ポート３３から出
口ポート３４へ流動する流体の入力圧が加わっている。
フラム３２の有効面積をＡ１ とし、第２のダイヤフラ
ム６３の有効面積をＡ２ とし、圧縮コイルばね６６の
弾性復元力をＦとし、第１のダイヤフラム３２の上面と
第２のダイヤフラム６３の下面に作用する大気圧をＰａ
とすると、 ここで上式の左辺が上向きの力を表わし、右辺が下向き
の力を表わしている。従ってこの式から、 従って信号圧に比べて大気圧が小さく右辺の第２項が省
略でき、さらに圧縮コイルばね６６の力が弱くて第３項
が省略できる場合には、 Ｐｉ ＝Ｐｓ ・（Ａ２ ／Ａ１ ）
幅アダプタを使用することによって、ダイヤフラム３２
が平衡する信号圧Ｐｓ と流体圧Ｐi との比率を変える
ことが可能になる。すなわち第２のダイヤフラム６３に
よって構成される増幅アダプタによって、信号圧Ｐi が
増幅しＡ２ ／Ａ１ の比率で調整されることになる。
口ポート３４から流出する流量Ｑは、ポンプと入力ポー
ト３３との間の配管抵抗をＣｄ とし、ポンプの圧力を
Ｐｐ とし、入口ポート３３の圧力をＰｉ とすると、
次式によって与えられる。 Ｑ＝Ｃｄ （Ｐｐ −Ｐｉ ）１／２ ＝Ｃｄ （Ｐ
ｐ −Ｐｓ ・Ａ２ ／Ａ１ ）１／２ 従ってこの式から明らかなように、信号圧Ｐｓ を調整
することによって、流量Ｑの制御が行なわれるようにな
る。
かなように、液体の制御を行なう場合における接液する
可動部がダイヤフラム３２のみであるために、洗浄が容
易で、コンタミネーションの発生がない。また摩擦力の
発生する部分にシールがなく、精度の高い制御が可能に
なるとともに、長い寿命も期待できる。また構造が極め
て簡単なので、保守点検を短時間で達成することが可能
になる。また上述の如く、流量調整用としても、また圧
力調整用としても使用することが可能である。
応じて流体の圧力または流量を制御する制御弁におい
て、ボディの流体が通過する通路に出口ポートと連通す
るバルブシートを設けるとともに、該バルブシートの外
側を入口ポートと連通させ、該バルブシートに対して接
触および離間可能に第１のダイヤフラムを配し、該第１
のダイヤフラムによって通路を流れる流体をボディの他
の空間から遮断し、しかも第１のダイヤフラムと所定の
距離を隔ててほぼ平行に第２のダイヤフラムを配し、第
１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムとの間に力を伝
達する剛体を配し、第１のダイヤフラムのバルブシート
と接触する表面に入力圧を印加するとともに、第２のダ
イヤフラムの第１のダイヤフラムとは反対側の表面に信
号圧を印加し、第１のダイヤフラムの有効面積に対する
第２のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した入力圧
で流体を通過させるようにしたものである。
第１のダイヤフラムと第２のダイヤフラムの面積比で増
幅した流体圧に制御することが可能になるとともに、通
過する流体の流量の制御を行なうことが可能になる。
Claims (3)
- 【請求項１】外部から印加される信号に応じて流体の圧
力または流量を制御する制御弁において、 ボディの流体が通過する通路に出口ポートと連通するバ
ルブシートを設けるとともに、該バルブシートの外側を
入口ポートと連通させ、該バルブシートに対して接触お
よび離間可能に第１のダイヤフラムを配し、該第１のダ
イヤフラムによって前記通路を流れる流体を前記ボディ
の他の空間から遮断し、 しかも前記第１のダイヤフラムと所定の距離を隔ててほ
ぼ平行に第２のダイヤフラムを配し、前記第１のダイヤ
フラムと前記第２のダイヤフラムとの間に力を伝達する
剛体を配し、 前記第１のダイヤフラムの前記バルブシートと接触する
表面に入力圧を印加するとともに、前記第２のダイヤフ
ラムの前記第１のダイヤフラムとは反対側の表面に信号
圧を印加し、前記第１のダイヤフラムの有効面積に対す
る前記第２のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した
入力圧で流体を通過させるようにしたことを特徴とする
制御弁。 - 【請求項２】前記第１のダイヤフラムと前記第２のダイ
ヤフラムの有効面積が異なることを特徴とする請求項１
に記載の制御弁。 - 【請求項３】前記剛体が配されている前記第１のダイヤ
フラムと前記第２のダイヤフラムの間の空間が外部と連
通されて大気圧に維持されることを特徴とする請求項１
に記載の制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16101999A JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16101999A JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346233A JP2000346233A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3523527B2 true JP3523527B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=15727050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16101999A Expired - Lifetime JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523527B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0518637D0 (en) | 2005-09-13 | 2005-10-19 | Itw Ltd | Back pressure regulator |
| JP7457543B2 (ja) * | 2020-03-17 | 2024-03-28 | 株式会社小糸製作所 | 電磁弁および電磁弁を備える車両用クリーナシステム |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP16101999A patent/JP3523527B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000346233A (ja) | 2000-12-15 |
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