JP3622281B2 - 遮断弁 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、流路中を流れるガス流体の流れを開閉制御する電動駆動弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の遮断弁は、特開平1−176876号公報に示すようなものが一般的であった。以下、その構成について図8、図9、図10を参照にしながら説明する。図8、図9、図10に示すように、通路内1には主弁座2に対してスプリング3により付勢された主弁4が設けられている。この主弁4の中央にはパイロット弁5が設けられている。
【0003】
このパイロット弁5に対してはコイル6による電磁力で動作する内側プランジャ7が当接する構成となっている。また外側プランジャ8は主弁4に接続されている。図8のように閉成状態にある主弁4を開成するには、コイル6に通電することで図9のように内側プランジャ7をパイロット弁5から引き上げる。この時主弁4の上流側と下流側の差圧は小さくなる。この状態で外側プランジャ8が引き上げられ図10のように主弁4が開成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の遮断弁では、電磁力によりプランジャを主弁と同方向に移動し主弁を開閉する構成であるため、電磁力を効果的に作用させるためにプランジャ部、及びコイル部が弁本体から大きく突出し大型化となっていた。
【0005】
また流量の多いガス流体を開閉制御するには、主弁座と主弁を大きくする必要があると共にプランジャのストロークを大きくしなければならず、コイルが大型化となり遮断弁全体が大きくなる。また流量の多いガス流体を開閉制御するには各種流量レンジに合わせた弁を複数種類製造する必要があった。
【0006】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、小型でストロークが大きく取れる駆動部を実現し、しかも駆動部が小出力で、閉弁動作を速できる遮断弁を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の遮断弁は、途中に弁座を設けたガス流体の主流路と、前記弁座を開閉するため に軸方向移動自在に配置され、スプリングを介して閉成方向に付勢された主流路開閉手段と、回転直進変換手段を介して前記主流路開閉手段を駆動する電動機とを具備し、前記主流路開閉手段の弁軸が軸方向移動自在に貫通するとともに、前記電動機の回転子と連係する前記回転直進変換手段には、主流路開閉手段の弁軸より設けた突起が臨むとともに、回転方向に傾斜した円周方向の溝と軸方向にのびる溝とを連続的に形成し、さらに前記電動機の回転子は主流路に配置した支持板に軸支され、かつ前記主流路と外部とを隔離するキャップ状のカバーで覆われており、このカバーの外周側に電動機の固定子を位置させたものである。
【0008】
【作用】
本発明は上記した構成によって、小型でストロークが大きく取れる駆動部を実現できるものであり、またカバーにより電動機の固定子と主流路側に存在する回転子とが隔離されているため、ガス流体などの影響を固定子が受けることがない。
【0009】
【実施例】
先ず本発明の実施例を説明する前に参考例を図1および図2を参照しつつ述べる。
【0010】
図1および図2において、9は弁框体であり、この弁框体9の中にはガス流体が流れる主流路10が構成されており、その一部には弁座11が設けられている。12は主流路開閉手段であり、駆動部であるモータ13の回転子14の回転運動を上下運動に変換する変換手段15と、この変換手段15に連結され上下移動する主流路開閉弁16で構成されている。
【0011】
この変換手段15は回転子14の回転運動をネジ機構(図示せず)を介して主流路開閉弁16の上下移動に変換している。17は回転子14に固定された磁石である。18は回転子14を一定位置に支持する軸受けである。この軸受け18は主流路10内に設けられた支持板19に固定されている。主流路10内に設けられた回転子14はカバー20で覆われており主流路10内のガス流体が漏れない構成となっている。21はモータ13を構成する固定子でありコイルで構成されている。
【0012】
上記構成において動作を説明すると、図1はガス流体が流れているときの状態である。この時には主流路開閉弁16は開成状態にありガス流体が流れている。この時にはモータ13は停止状態にある。この状態でコントローラ(図示せず)から閉成の信号が出されると、回転子14が回転し、この回転が変換手段15を介して主流路開閉弁16を下方向に移動させる。
【0013】
移動した主流路開閉弁16が図2のように弁座11に当接し主流路10を閉成するとモータ13の運転は停止する。モータ13の運転、停止制御はコントローラ(図示せず)からの入力信号により制御されている。第1の発明における図1および第2の実施例においては、回転子14が支持板19により、主流路10を流れるガス流体の影響を受けない構成であり、安定したモータ13の特性を得ることができるものである。
【0014】
次に、本発明の実施例を図3、図4および図5を参照しながら説明する。
【0015】
図3および図4において、22は弁框体であり、この弁框体22の中にはガス流体が流れる主流路23が構成されており、その一部には弁座24が設けられている。25は主流路開閉手段であり、駆動部であるモータ26の回転子27の回転運動を上下運動に変換する回転直進変換手段28と、この回転直進変換手段28に連結され上下移動する主流路開閉弁29で構成されている。
【0016】
主流路開閉弁29は、主流路23に設けた弁座24に対し閉成方向に動作するようスプリング30で付勢された主弁部31と、主弁部31に設けた副流路32と、この副流路32を開閉する副弁部33を有する弁軸34で構成されている。35は副弁部33を副流路32に付勢するスプリングである。
【0017】
36は弁軸34に設けられた金具である。37は回転子27に固定された磁石であり、38は回転子27を一定位置に支持する軸受けである。この軸受け38は主流路23内に設けられた支持板39に固定されている。主流路23内に設けられた回転子27はカバー40で覆われており主流路23内のガス流体が外部に漏れない構成となっている。
【0018】
41はモータ26を構成する固定子でありコイルで構成されている。図5(a)(b)は変換手段28の構成を示す斜視図および内部展開図であるが、回転直進変換手段28の内側に設けられた溝42はスタート位置43から徐々に上昇し、回転直進変換手段28が一回転する手前で平たん部44を有しており、その後回転すると溝42は下方向に構成された溝42を移動し、元のスタート位置43に戻る構成となっている。45は弁軸34に設けられた突起部である。
【0019】
上記構成において動作を説明する。先ず弁の開成動作時を図3、図4および図5(a)(b)により説明する。弁閉時においてコントローラ(図示せず)からモータ26に開成の信号が出力されると回転子27が回転すると共に変換手段28回転し、弁軸34に設けられた突起45はスタート位置43から溝42を上昇する。
【0020】
このとき先ず弁軸34がスプリング35に打ち勝って持ち上げられ、副弁部33が主流路開閉弁29から離れ、副流路32が構成される(図3の状態)。副流路32が構成されると主弁部31の上流側と下流側の圧力差が小さくなり主弁部31を弁座24に付勢する力はほぼスプリング30のみの付勢力となり小さくなる。この状態からさらに回転子27が回転すると弁軸34は図3において上方向に上昇し金具36が主弁部31下側に当接して主流路開閉弁29を持ち上げて図4のように弁開状態とする。
【0021】
次にガス流体が流れているときの状態を図4、および図5により説明すると、この時には主流路開閉弁29は開成状態にある。この時弁軸34の突起45は回転直進変換手段28に設けられた溝42の平たん部44で停止している。この時には主弁部31は弁軸34に設けられた金具36により弁座24から開成方向に引き上げられた状態にある。
【0022】
次に主流路開閉弁29の閉成動作を図3、図4および図5(a)(b)により説明すると、図4の開成状態においてコントローラ(図示せず)からモータ26に閉成の信号が出力されると、回転子27が回転すると共に変換手段28が回転し、弁軸34に設けられた突起45は回転直進変換手段28の平たん部44から外れ、下方向に向かって構成された溝42を通ってスタート位置43に戻る。その結果主流路開閉弁29は閉成状態となる。閉成動作時には主流路開閉弁29はスプリング25の付勢力により速い速度で閉成動作を行う。
【0023】
さらに他の実施例を図6、図7を参照しながら説明する。
【0024】
図6、図7において、46はコントローラである。他は図3と同様であり構成の説明は省略する。
【0025】
上記構成において動作を説明すると、図6においてはコントローラ46の信号により主流路開閉弁29の全開位置は図6の状態にある。この状態ではある一定量の流量を流すことを目的として主弁部31の弁開量が設定されている。図7は図6と同じ弁であるが、コントローラ46の信号により主流路開閉弁29の全開位置は図6に比べ上方、即ち主流路開閉弁29の開成量は大きく構成されている。従って図6の弁に比べ多量の流量を流すことが出来る。主流路開閉弁29は弁座24に対して垂直方向に移動する構成となっている。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように本発明の遮断弁によれば、電動機の回転子が主流路側に設けられている構成であるため、駆動部が極めて小型化となり、機器組み込み用として有効である。
【0027】
また、駆動部側の動きは同一平面における回転運動であり、駆動部側の変換部の大きさを小さく出来るため、小型の流路開閉手段を実現することが出来る。
【0028】
さらに、弁開動作時に副弁の開成動作により主弁部の上流側と下流側の圧力差を小さくした後に、主弁部を開成する構成であり、主弁部に作用する付勢力が小さく、駆動部の出力が小さくて良い。
【0029】
加えて、閉成時の動作を主弁部の付勢手段により行うことで閉成時のスピードを速めることが出来るものである。また短時間の通電で閉成することが出来、消費電力を少なくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】遮断弁の参考例を示し、弁開時の構成断面図
【図2】同遮断弁の弁閉時の構成断面図
【図3】本発明の第1の実施例の遮断弁の弁閉時の構成断面図
【図4】同遮断弁の弁開時の構成断面図
【図5】(a)同遮断弁の変換手段の構成を示す斜視図
(b)同の変換手段の構成を示す内部展開図
【図6】本発明の第2の実施例の遮断弁の開成時の構成断面図
【図7】同遮断弁の開成時の構成断面図
【図8】従来の遮断弁の弁閉時の構成断面図
【図9】同遮断弁の弁開動作時の構成断面図
【図10】同遮断弁の弁開時の構成断面図
【符号の説明】
10 主流路
12 主流路開閉手段
13 電動機
14 回転子
21 固定子
Claims (2)
- 途中に弁座を設けたガス流体の主流路と、前記弁座を開閉するために軸方向移動自在に配置され、スプリングを介して閉成方向に付勢された主流路開閉手段と、回転直進変換手段を介して前記主流路開閉手段を駆動する電動機とを具備し、前記主流路開閉手段の弁軸が軸方向移動自在に貫通するとともに、前記電動機の回転子と連係する前記回転直進変換手段には、主流路開閉手段の弁軸より設けた突起が臨むとともに、回転方向に傾斜した円周方向の溝と軸方向にのびる溝とを連続的に形成し、さらに前記電動機の回転子は主流路に配置した支持板に軸支され、かつ前記主流路と外部とを隔離するキャップ状のカバーで覆われており、このカバーの外周側に電動機の固定子を位置させたことを特徴とする遮断弁。
- 主流路開閉手段は、主弁部と、前記主弁部に設けた副流路と、前記副流路に設けた副弁座と、この副弁座に対し閉成方向に付勢された副弁部とから構成した請求項1記載の遮断弁。
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JP21196195A Expired - Fee Related JP3622281B2 (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 遮断弁 |
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