JP3857945B2

JP3857945B2 - Flow control valve

Info

Publication number: JP3857945B2
Application number: JP2002101467A
Authority: JP
Inventors: 寿宣井上
Original assignee: Takano Co Ltd
Current assignee: Takano Co Ltd
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP2003294163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス等の流体の流量を連続制御する流量制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ソレノイド部及びこのソレノイド部の励磁により変位するプランジャ部を有する電磁駆動部と、プランジャ部に対して一体に設けることにより流路を開閉する弁部を備え、ソレノイド部に印加する励磁電圧を可変して、流体の流量を連続制御できるようにした流量制御弁は知られている。この場合、弁部は、バネ部材により弾性支持し、ソレノイド部の励磁によりプランジャ部に付与される吸引力に対するバランスを取っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の流量制御弁は、次のような問題点があった。即ち、図７に、ノーマルオープンタイプ（非通電時に全開）の流量制御弁における励磁電圧対流量特性を示すが、従来の流量制御弁は、点線で示す励磁電圧対流量特性Ｐｒのように、励磁電圧を０〔Ｖ〕から上昇させた場合、同図中、５〔Ｖ〕付近（Ｘｃ点）から急激に流量の変化率が大きくなる。したがって、流量が少なくなる範囲では、励磁電圧を僅かに変化させただけでも流量は大きく変化することになり、制御が不安定になるとともに、高精度かつ信頼性の高い流量制御を行うことができない問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、全制御範囲において、高精度の流量制御、さらには安定性及び信頼性の高い流量制御を行うことができるとともに、容易かつ低コストに実施できる流量制御弁の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、ソレノイド部３及びこのソレノイド部３の励磁により変位するプランジャ部４を有する電磁駆動部２と、プランジャ部４に対して一体に設けることにより流路Ｆを開閉する弁部５を備えるとともに、弁部５をバネ機構により弾性支持してなる流量制御弁１を構成するに際して、中心側から周縁側に至る複数の板バネ部７ａｓ…，７ｂｓ…を有し、かつプランジャ部４の変位位置に対応して異なるバネ定数となる二枚のバネ部材７ａ，７ｂを重ね合わせたバネ機構６を備え、一のバネ部材７ａを、周縁側をソレノイド部３に対して固定し、かつ中心側を弁部５に固定するとともに、他のバネ部材７ｂを、周縁側をソレノイド部３に対して固定し、かつ中心側をプランジャ部４の変位位置に対応して弁部５に係止させてなることを特徴とする。
【０００６】
この場合、好適な実施の形態により、電磁駆動部２は、ソレノイド部３の内部における一側に、プランジャ部４の端面に対向するポール部１０を備えて構成できるとともに、弁部５は、プランジャ部４から軸方向に突出したシャフト部１１と、このシャフト部１１の先端に設けた弁本体部１２により構成できる。
【０００７】
これにより、弁部５は、プランジャ部４の変位位置に対応して異なるバネ定数となる複数のバネ部材７ａ，７ｂを組合わせたバネ機構６により弾性支持されるため、例えば、ノーマルオープンタイプの流量制御弁１の場合、ソレノイド部３を励磁し、励磁電圧を０〔Ｖ〕から上昇させれば、一のバネ部材７ａにより支持される弁部５は、最初に、バネ部材７ａのみのバネ定数に基づく弾性に抗して変位し、流量は緩やかに減少する。一方、弁部５が、バネ部材７ａのみでは流量の変化率が急激に大きくなる位置又はその前後位置（予め設定した所定位置）に達すれば、他のバネ部材７ｂと弁部５が係止し、弁部５は、バネ部材７ａと７ｂを組合わせたバネ定数に基づく弾性に抗して変位する。よって、急激に流量の変化率が大きくなる不具合が回避され、流量の変化率が緩やかな状態で流量を０まで変化させることが可能となる。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
まず、本実施例に係る流量制御弁１の構成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１０】
例示の流量制御弁１は、ノーマルオープンタイプであり、図１に示すように、基本的な構成として電磁駆動部２と弁部５を備える。電磁駆動部２は、磁性材で形成した細長い長方形プレートをコの字形に折曲したヨーク２１を備え、このヨーク２１の内側に、コイルボビン２２にワイヤＷを巻回して構成したソレノイド部３を収容する。そして、コイルボビン２２の一端面２２ｓ側から、コイルボビン２２の内部に、磁性材で形成したコア部２３を挿入するとともに、ヨーク２１の開放側には、磁性材で形成したサブヨーク２４を架設固定する。この場合、コア部２３は、内端に軸方向へ刳り貫いた凹部２３ｓを有するとともに、固定ネジ２５によりサブヨーク２４の内面に固定される。なお、２６，２７は、コイルボビン２２の両側に配したセパレータである。
【００１１】
また、コイルボビン２２の他端面２２ｔ側におけるセパレータ２７に対向するヨーク２１には開孔部２８を形成し、非磁性のステンレス材により形成したガイド筒２９を挿入する。この場合、ガイド筒２９は、ヨーク２１から外方に突出するアウタ部２９ｏと、開孔部２８を通してコイルボビン２２の内部に挿入するインナ部２９ｉからなる。この際、インナ部２９ｉの先端側は、コア部２３の外周面に嵌合させる。一方、ガイド筒２９の内部には、凹部２３ｓに挿入する凸部４ｓを有する磁性材で形成したプランジャ部４をスライド自在に収容し、さらに、プランジャ部４の端面に対向する磁性材で形成したポール部１０を収容する。なお、ソレノイド部３は、当該ソレノイド部３を励磁（通電）する通電部３０に接続するとともに、この通電部３０はソレノイド部３に印加する励磁電圧を可変する制御部３１に接続する。以上により、電磁駆動部２が構成される。
【００１２】
他方、弁部５はプランジャ部４に対して一体に設ける。このため、上述したプランジャ部４及びポール部１０は、弁部５を装着した状態でガイド筒２９に収容する。弁部５は、非磁性材で形成したシャフト部１１と、このシャフト部１１の先端を大径化し、この先端面に円盤形の弁部材３２を埋設した弁本体部１２を一体に有する。また、弁部５には、プランジャ部４の変位位置に対応して異なるバネ定数となる一対のバネ部材７ａ，７ｂを組合わせたバネ機構６を装着する。
【００１３】
図４にバネ部材７ａを、図５にバネ部材７ｂをそれぞれ示す。バネ部材７ａは、円形のバネ板材１３ａに打抜孔を形成することにより、中心に挿通孔１３ａｓを設けるとともに、中心側から周縁側に至る三つの板バネ部７ａｓ…を設けて構成する。また、バネ部材７ｂは、円形のバネ板材１３ｂに打抜孔を形成することにより、中心に挿通孔１３ｂｓを設けるとともに、中心側から周縁側に至る三つの板バネ部７ｂｓ…を設けて構成する。この場合、打抜孔の形状や大きさにより板バネ部７ａｓ…，７ｂｓ…の数量，長さ及び幅を任意に設定できる。
【００１４】
そして、シャフト部１１の後端側を、バネ部材７ａの挿通孔１３ａｓ及びバネ部材７ｂの挿通孔１３ｂｓに対して順番に通し、この後、シャフト部１１の外周面に形成したネジ部に、係合ナット３３を螺着する。これにより、一のバネ部材７ａの中心側が、弁本体部１２の背面と係合ナット３３間に挟まれて固定されるとともに、他のバネ部材７ｂの中心側は、弁本体部１２と係合ナット３３間に遊びを有する状態で装着され、このバネ部材７ａと７ｂによりバネ機構６が構成される。この場合、係合ナット３３は、図２に示すように、プランジャ部４の変位位置に対応してバネ部材７ｂに係止可能な段差係止部３３ｓを有する。
【００１５】
一方、弁部５を、プランジャ部４に固定するに際しては、まず、シャフト部１１を、後端側からポール部１０の中心に形成した貫通孔、さらにはプランジャ部４の中心に形成した貫通孔へ順番に挿通させる。そして、プランジャ部４に挿通させたシャフト部１１に対して、プランジャ部４の凸部４ｓ側の端面に螺着した規制ネジ３５により軸方向への位置規制を行うとともに、プランジャ部４の外周面から螺着した固定ネジ３６により固定する。なお、シャフト部１１は、ポール部１０に対してスライド自在となる。
【００１６】
この後、プランジャ部４及びポール部１０をガイド筒２９に内部に収容する。この際、ポール部１０に形成した段差が、ガイド筒２９の内面に形成した段差に係止することにより、ポール部１０の収容位置が規制される。これにより、シャフト部１１は、プランジャ部４から軸方向に突出し、ポール部１０を貫通してヨーク２１から突出したガイド筒２９の内部に臨むとともに、ポール部１０は、コイルボビン２２の他端面２２ｔ付近に配される。
【００１７】
また、ガイド筒２９（アウタ部２９ｏ）の内部には、固定筒３７を挿入し、この固定筒３７とポール部１０間に、バネ部材７ａと７ｂの周縁側を挟むとともに、さらに、ガイド筒２９に内周面に、弁座ブロック３８を螺着して固定筒３７，ポール部１０及びバネ部材７ａ，７ｂの周縁側を固定する。この場合、弁座ブロック３８は、中心に、弁本体部１２に対向する流入口Ｒｉを有するとともに、この流入口Ｒｉの周りに周方向に一定間隔置きに形成した六つの流出口Ｒｏ…を有する。これにより、流入口Ｒｉから弁本体部１２が収容される弁室Ｒｆを通って流出口Ｒｏ…に至る流路Ｆが構成される。
【００１８】
次に、本実施例に係る流量制御弁１の動作について、図１〜図７を参照して説明する。
【００１９】
まず、非通電時には、ソレノイド部３は励磁されないため、弁部５の位置は、バネ機構６によって規制される。即ち、図２に示すように、バネ部材７ａ，７ｂは中立位置にあるため、弁部５は上昇した開位置となる。したがって、図１に示すように、例えば、ガス等の流体を、白抜矢印Ｗｉの方向から流入口Ｒｉに供給すれば、流路Ｆを通り、流出口Ｒｏ…から白抜矢印Ｗｏの方向に流出する。
【００２０】
一方、制御部３１により通電部３０を制御し、ソレノイド部３に所定の励磁電圧を印加すれば、ソレノイド部３から磁束が発生する。この磁束は、ポール部１０とプランジャ部４間では軸方向に通過するとともに、コア部２３とプランジャ部４間では、凹部２３ｓと凸部４ｓの存在により径方向（放射方向）に通過する。したがって、軸方向におけるコア部２３とプランジャ部４間には、ほとんど吸引力が発生しないのに対し、軸方向におけるポール部１０とプランジャ部４間には、吸引力が発生する。この結果、変位自在のプランジャ部４は、固定されたポール部１０に吸引され、図１中、下方へ変位する。
【００２１】
この場合、弁部５は、プランジャ部４の変位位置に対応して異なるバネ定数となる複数のバネ部材７ａ，７ｂを組合わせたバネ機構６により弾性支持されるため、例示するノーマルオープンタイプの流量制御弁１の場合には、ソレノイド部３に印加する励磁電圧を、０〔Ｖ〕から徐々に上昇させることにより、一のバネ部材７ａにより支持される弁部５は、最初に、バネ部材７ａのみのバネ定数に基づく弾性に抗して下方へ変位する。この結果、弁部５による開度が徐々に小さくなり、流量は緩やかに減少する。このときの励磁電圧対流量特性Ｐｏを図７に実線で示す。
【００２２】
そして、弁部５が、バネ部材７ａのみでは流量の変化率が急激に大きくなる位置、即ち、図７のＸｃ点に対応する予め設定した所定位置に達すれば、図３に示すように、係合ナット３３の段差係止部３３ｓがバネ部材７ｂの中心側に係止し、弁部５は、バネ部材７ａと７ｂを組合わせたバネ定数に基づく弾性に抗して変位する。この結果、急激に流量の変化率が大きくなる不具合が回避され、流量の変化率が緩やかな状態で流量を０（閉位置）まで変化させることが可能となる（図７に実線で示す励磁電圧対流量特性Ｐｏ参照）。
【００２３】
よって、このような本実施例に係る流量制御弁１によれば、弁部５は、プランジャ部４の変位位置に対応して異なるバネ定数となる一対のバネ部材７ａ，７ｂを組合わせたバネ機構６により弾性支持されるため、全制御範囲において、高精度の流量制御、さらには安定性及び信頼性の高い流量制御が可能となる。また、バネ機構６は、中心側から周縁側に至る複数の板バネ部７ａｓ…，７ｂｓ…を設けた一対のバネ部材７ａ，７ｂにより構成されるとともに、一のバネ部材７ａは、周縁側がソレノイド部３に対して固定され、かつ中心側が弁部５に固定されるとともに、他のバネ部材７ｂは、周縁側がソレノイド部３に対して固定され、かつ中心側がプランジャ部４の変位位置に対応して弁部５に係止される構成を採用したため、容易かつ低コストに実施可能となる。
【００２４】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，材料，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、ノーマルオープンタイプの流量制御弁１を例示したが、ノーマルクローズタイプ（非通電時に全閉）にも同様に適用できる。また、バネ機構６は、一対のバネ部材７ａ，７ｂを用いた二段タイプを例示したが、任意数量のバネ部材７ａ…を用いた複数段タイプにより構成することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
このように、本発明に係る流量制御弁は、中心側から周縁側に至る複数の板バネ部を有し、かつプランジャ部の変位位置に対応して異なるバネ定数となる二枚のバネ部材を重ね合わせたバネ機構を備え、一のバネ部材を、周縁側を前記ソレノイド部に対して固定し、かつ中心側を弁部に固定するとともに、他のバネ部材を、周縁側をソレノイド部に対して固定し、かつ中心側をプランジャ部の変位位置に対応して弁部に係止させてなるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００２６】
（１）全制御範囲において、高精度の流量制御、さらには安定性及び信頼性の高い流量制御を行うことができる。
【００２７】
（２）バネ機構を、中心側から周縁側に至る複数の板バネ部を設けた二枚のバネ部材により構成したため、容易かつ低コストに実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る流量制御弁の縦断側面図、
【図２】同流量制御弁に備える弁部の開位置におけるバネ機構の縦断側面図、
【図３】同流量制御弁に備える弁部の閉位置におけるバネ機構の縦断側面図、
【図４】同流量制御弁に備えるバネ機構の一のバネ部材の平面図、
【図５】同流量制御弁に備えるバネ機構の他のバネ部材の平面図、
【図６】図１中Ａ−Ａ線における半断面を含む底面図、
【図７】流量制御弁の励磁電圧対流量特性図、
【符号の説明】
１流量制御弁
２電磁駆動部
３ソレノイド部
４プランジャ部
５弁部
６バネ機構
７ａバネ部材
７ｂバネ部材
７ａｓ… 板バネ部
７ｂｓ… 板バネ部
１０ポール部
１１シャフト部
１２弁本体部
Ｆ流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate control valve that continuously controls the flow rate of a fluid such as a gas.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electromagnetic drive unit having a solenoid unit and a plunger unit that is displaced by excitation of the solenoid unit, and a valve unit that opens and closes the flow path by being provided integrally with the plunger unit, an excitation voltage applied to the solenoid unit is provided. 2. Description of the Related Art A flow control valve that is variable and can continuously control the flow rate of a fluid is known. In this case, the valve portion is elastically supported by the spring member and balances the suction force applied to the plunger portion by excitation of the solenoid portion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional flow control valve has the following problems. In other words, FIG. 7 shows the excitation voltage versus flow rate characteristics of a normally open type (fully open when not energized) flow control valve, but the conventional flow rate control valve has an excitation voltage vs. flow rate characteristic Pr indicated by a dotted line. When the voltage is raised from 0 [V], the rate of change of the flow rate suddenly increases from around 5 [V] (point Xc) in FIG. Therefore, in the range where the flow rate is reduced, even if the excitation voltage is changed slightly, the flow rate changes greatly, the control becomes unstable, and high-precision and highly reliable flow rate control cannot be performed. There was a problem.
[0004]
The present invention solves such a problem existing in the prior art, and can perform high-accuracy flow control, and further stable and reliable flow control in the entire control range, It aims at providing the flow control valve which can be implemented easily and at low cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
The present invention includes an electromagnetic drive unit 2 having a solenoid unit 3 and a plunger unit 4 that is displaced by excitation of the solenoid unit 3, and a valve unit 5 that opens and closes the flow path F by being provided integrally with the plunger unit 4. In addition, when the flow rate control valve 1 is formed by elastically supporting the valve portion 5 with a spring mechanism, the plunger portion 4 has a plurality of leaf spring portions 7as... 7bs. It has a spring mechanism 6 in which two spring members 7a and 7b having different spring constants corresponding to positions are overlapped, one spring member 7a is fixed to the solenoid portion 3 on the peripheral side, and the center side Is fixed to the valve portion 5, and the other spring member 7 b is fixed to the solenoid portion 3 on the peripheral side and locked to the valve portion 5 on the center side corresponding to the displacement position of the plunger portion 4. Features that become To.
[0006]
In this case, according to a preferred embodiment, the electromagnetic drive unit 2 can be configured to include a pole portion 10 facing the end surface of the plunger portion 4 on one side inside the solenoid portion 3, and the valve portion 5 can be configured as a plunger. A shaft portion 11 protruding in the axial direction from the portion 4 and a valve main body portion 12 provided at the tip of the shaft portion 11 can be used.
[0007]
Thereby, since the valve part 5 is elastically supported by the spring mechanism 6 combining a plurality of spring members 7a and 7b having different spring constants corresponding to the displacement position of the plunger part 4, for example, a normally open type In the case of the flow control valve 1, if the solenoid unit 3 is excited and the excitation voltage is increased from 0 [V], the valve unit 5 supported by the one spring member 7 a is first a spring of only the spring member 7 a. Displacement against the elasticity based on the constant, the flow rate decreases slowly. On the other hand, when the valve portion 5 reaches the position where the rate of change of the flow rate increases rapidly only with the spring member 7a or the front and rear positions (predetermined predetermined position), the other spring member 7b and the valve portion 5 are locked. The valve portion 5 is displaced against elasticity based on a spring constant obtained by combining the spring members 7a and 7b. Therefore, the problem that the rate of change of the flow rate suddenly increases can be avoided, and the flow rate can be changed to 0 while the rate of change of the flow rate is moderate.
[0008]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0009]
First, the configuration of the flow control valve 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0010]
The illustrated flow control valve 1 is a normally open type, and includes an electromagnetic drive unit 2 and a valve unit 5 as a basic configuration as shown in FIG. The electromagnetic drive unit 2 includes a yoke 21 formed by bending an elongated rectangular plate made of a magnetic material into a U-shape, and accommodates a solenoid unit 3 configured by winding a wire W around a coil bobbin 22 inside the yoke 21. To do. A core portion 23 made of a magnetic material is inserted into the coil bobbin 22 from the one end surface 22 s side of the coil bobbin 22, and a sub-yoke 24 made of a magnetic material is installed and fixed on the open side of the yoke 21. In this case, the core portion 23 has a recess 23 s penetrating in the axial direction at the inner end, and is fixed to the inner surface of the sub yoke 24 by a fixing screw 25. Reference numerals 26 and 27 denote separators disposed on both sides of the coil bobbin 22.
[0011]
Further, an opening 28 is formed in the yoke 21 facing the separator 27 on the other end surface 22t side of the coil bobbin 22, and a guide cylinder 29 formed of a nonmagnetic stainless material is inserted. In this case, the guide tube 29 includes an outer portion 29 o that protrudes outward from the yoke 21 and an inner portion 29 i that is inserted into the coil bobbin 22 through the opening portion 28. At this time, the front end side of the inner portion 29 i is fitted to the outer peripheral surface of the core portion 23. On the other hand, inside the guide tube 29, the plunger portion 4 formed of a magnetic material having a convex portion 4s inserted into the concave portion 23s is slidably accommodated, and further formed of a magnetic material facing the end surface of the plunger portion 4. The pole part 10 is accommodated. The solenoid unit 3 is connected to an energization unit 30 that excites (energizes) the solenoid unit 3, and the energization unit 30 is connected to a control unit 31 that varies the excitation voltage applied to the solenoid unit 3. Thus, the electromagnetic drive unit 2 is configured.
[0012]
On the other hand, the valve portion 5 is provided integrally with the plunger portion 4. For this reason, the plunger part 4 and the pole part 10 mentioned above are accommodated in the guide cylinder 29 in a state where the valve part 5 is mounted. The valve portion 5 integrally includes a shaft portion 11 formed of a nonmagnetic material and a valve main body portion 12 in which the tip of the shaft portion 11 has a large diameter and a disc-shaped valve member 32 is embedded in the tip surface. The valve unit 5 is equipped with a spring mechanism 6 in which a pair of spring members 7a and 7b having different spring constants corresponding to the displacement position of the plunger unit 4 are combined.
[0013]
FIG. 4 shows the spring member 7a, and FIG. 5 shows the spring member 7b. The spring member 7a is formed by forming a punching hole in a circular spring plate material 13a to provide an insertion hole 13as at the center and three plate spring portions 7as... From the center side to the peripheral side. The spring member 7b is formed by forming a punching hole in a circular spring plate member 13b to provide an insertion hole 13bs at the center and three plate spring portions 7bs... From the center side to the peripheral side. In this case, the quantity, length, and width of the leaf spring portions 7as, 7bs,... Can be arbitrarily set according to the shape and size of the punched holes.
[0014]
Then, the rear end side of the shaft portion 11 is sequentially passed through the insertion hole 13as of the spring member 7a and the insertion hole 13bs of the spring member 7b, and thereafter, the thread portion formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 11 is engaged. The joint nut 33 is screwed. Accordingly, the center side of one spring member 7a is sandwiched and fixed between the back surface of the valve main body 12 and the engagement nut 33, and the center side of the other spring member 7b is engaged with the valve main body 12. A spring mechanism 6 is configured by the spring members 7a and 7b. In this case, as shown in FIG. 2, the engaging nut 33 has a step locking portion 33 s that can be locked to the spring member 7 b corresponding to the displacement position of the plunger portion 4.
[0015]
On the other hand, when the valve portion 5 is fixed to the plunger portion 4, first, the shaft portion 11 is first formed in the through hole formed in the center of the pole portion 10 from the rear end side, and further in the through hole formed in the center of the plunger portion 4. Are inserted in order. The shaft portion 11 inserted through the plunger portion 4 is axially restricted by a restriction screw 35 screwed to the end surface of the plunger portion 4 on the convex portion 4s side, and the outer peripheral surface of the plunger portion 4 It is fixed with a fixing screw 36 which is screwed from the outside. The shaft portion 11 is slidable with respect to the pole portion 10.
[0016]
Thereafter, the plunger portion 4 and the pole portion 10 are housed inside the guide tube 29. At this time, the step formed on the pole portion 10 is locked to the step formed on the inner surface of the guide tube 29, whereby the accommodation position of the pole portion 10 is regulated. Thus, the shaft portion 11 protrudes in the axial direction from the plunger portion 4, faces the inside of the guide tube 29 that protrudes from the yoke 21 through the pole portion 10, and the pole portion 10 is near the other end surface 22 t of the coil bobbin 22. Arranged.
[0017]
Further, a fixed cylinder 37 is inserted into the guide cylinder 29 (outer portion 29o), the peripheral sides of the spring members 7a and 7b are sandwiched between the fixed cylinder 37 and the pole portion 10, and the guide cylinder 29 is further inserted. The valve seat block 38 is screwed onto the inner peripheral surface to fix the periphery of the fixed cylinder 37, the pole portion 10, and the spring members 7a and 7b. In this case, the valve seat block 38 has an inflow port Ri facing the valve body 12 at the center and six outflow ports Ro ... formed around the inflow port Ri at regular intervals in the circumferential direction. . Thereby, the flow path F which reaches the outflow port Ro ... from the inflow port Ri through the valve chamber Rf in which the valve main body 12 is accommodated is configured.
[0018]
Next, operation | movement of the flow control valve 1 which concerns on a present Example is demonstrated with reference to FIGS.
[0019]
First, at the time of de-energization, since the solenoid part 3 is not excited, the position of the valve part 5 is regulated by the spring mechanism 6. That is, as shown in FIG. 2, since the spring members 7a and 7b are in the neutral position, the valve portion 5 is in the raised open position. Therefore, as shown in FIG. 1, for example, if a fluid such as a gas is supplied to the inlet Ri from the direction of the white arrow Wi, it passes through the flow path F and passes from the outlet Ro to the white arrow Wo. leak.
[0020]
On the other hand, when the energization unit 30 is controlled by the control unit 31 and a predetermined excitation voltage is applied to the solenoid unit 3, magnetic flux is generated from the solenoid unit 3. This magnetic flux passes in the axial direction between the pole portion 10 and the plunger portion 4, and passes in the radial direction (radial direction) between the core portion 23 and the plunger portion 4 due to the presence of the concave portion 23 s and the convex portion 4 s. Therefore, almost no suction force is generated between the core portion 23 and the plunger portion 4 in the axial direction, whereas a suction force is generated between the pole portion 10 and the plunger portion 4 in the axial direction. As a result, the displaceable plunger portion 4 is sucked by the fixed pole portion 10 and is displaced downward in FIG.
[0021]
In this case, the valve portion 5 is elastically supported by the spring mechanism 6 in which a plurality of spring members 7a and 7b having different spring constants corresponding to the displacement position of the plunger portion 4 is used. In the case of the flow control valve 1, the excitation voltage applied to the solenoid unit 3 is gradually increased from 0 [V], so that the valve unit 5 supported by the one spring member 7 a first has a spring member. It is displaced downward against the elasticity based on the spring constant of 7a only. As a result, the opening degree by the valve unit 5 gradually decreases, and the flow rate gradually decreases. The excitation voltage versus flow rate characteristic Po at this time is shown by a solid line in FIG.
[0022]
When the valve portion 5 reaches a position where the rate of change of the flow rate increases rapidly only with the spring member 7a, that is, a predetermined position corresponding to the point Xc in FIG. 7, as shown in FIG. The step locking portion 33s of the joint nut 33 is locked to the center side of the spring member 7b, and the valve portion 5 is displaced against elasticity based on a spring constant obtained by combining the spring members 7a and 7b. As a result, the problem that the rate of change of the flow rate suddenly increases can be avoided, and the flow rate can be changed to 0 (closed position) while the rate of change of the flow rate is slow (excitation voltage indicated by a solid line in FIG. 7). (Refer to the flow rate characteristic Po).
[0023]
Therefore, according to the flow control valve 1 according to this embodiment, the valve portion 5 is a spring in which a pair of spring members 7a and 7b having different spring constants corresponding to the displacement position of the plunger portion 4 are combined. Since it is elastically supported by the mechanism 6, it is possible to control the flow rate with high accuracy and control the flow rate with high stability and reliability in the entire control range. The spring mechanism 6 is composed of a pair of spring members 7a, 7b provided with a plurality of leaf spring portions 7as, 7bs,... From the center side to the peripheral side. The other spring member 7b is fixed to the solenoid unit 3 and the center side is fixed to the displacement position of the plunger unit 4 while being fixed to the solenoid unit 3 and the center side is fixed to the valve unit 5. Correspondingly, the configuration in which the valve portion 5 is locked is adopted, so that it can be easily and inexpensively implemented.
[0024]
The embodiment has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and the like are within the scope not departing from the gist of the present invention. It can be changed, added, or deleted arbitrarily. For example, although the normally open type flow control valve 1 is illustrated, it can be similarly applied to a normally closed type (fully closed when not energized). Moreover, although the spring mechanism 6 illustrated the two-stage type using a pair of spring members 7a and 7b, it can also be comprised by the multistage type using arbitrary numbers of spring members 7a ....
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the flow control valve according to the present invention includes two spring members having a plurality of leaf spring portions extending from the center side to the peripheral side, and having different spring constants corresponding to the displacement positions of the plunger portion. The spring mechanism is overlapped, and one spring member is fixed to the solenoid part on the peripheral side and fixed to the valve part on the center side, and another spring member is connected to the solenoid part on the peripheral side. And the center side is locked to the valve portion corresponding to the displacement position of the plunger portion.
[0026]
(1) In the entire control range, highly accurate flow rate control, and furthermore, flow rate control with high stability and reliability can be performed.
[0027]
(2) Since the spring mechanism is composed of two spring members provided with a plurality of leaf spring portions from the center side to the peripheral side, the spring mechanism can be implemented easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view of a flow control valve according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a longitudinal side view of a spring mechanism in an open position of a valve portion provided for the flow rate control valve;
FIG. 3 is a longitudinal side view of a spring mechanism in a closed position of a valve portion provided in the flow rate control valve;
FIG. 4 is a plan view of one spring member of a spring mechanism provided in the flow rate control valve;
FIG. 5 is a plan view of another spring member of a spring mechanism provided in the flow rate control valve;
6 is a bottom view including a half cross section taken along line AA in FIG.
FIG. 7 is an excitation voltage versus flow rate characteristic diagram of a flow control valve;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow control valve 2 Electromagnetic drive part 3 Solenoid part 4 Plunger part 5 Valve part 6 Spring mechanism 7a Spring member 7b Spring member 7as ... Plate spring part 7bs ... Plate spring part 10 Pole part 11 Shaft part 12 Valve body part F Flow path

Claims

An electromagnetic drive unit having a solenoid unit and a plunger unit that is displaced by excitation of the solenoid unit, and a valve unit that opens and closes the flow path by being provided integrally with the plunger unit, and the valve unit is elastic by a spring mechanism In the supported flow control valve, two spring members having a plurality of leaf spring portions from the center side to the peripheral side and having different spring constants corresponding to the displacement position of the plunger portion are overlapped. A spring mechanism is provided, and one spring member is fixed to the solenoid part on the peripheral side and fixed to the valve part on the center side, and the other spring member is fixed to the solenoid part on the peripheral side. A flow rate control valve characterized in that it is fixed and the center side is locked to the valve portion corresponding to the displacement position of the plunger portion.

The flow rate control valve according to claim 1, wherein the electromagnetic driving unit includes a pole portion that faces an end surface of the plunger portion on one side inside the solenoid portion.

The flow control valve according to claim 1, wherein the valve portion includes a shaft portion protruding in the axial direction from the plunger portion, and a valve main body portion provided at a tip of the shaft portion.