JP5723241B2 - Flow control device and flow control method - Google Patents
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Description
本発明は流量制御技術に関する。 The present invention relates to a flow rate control technique.
流量制御技術は多方面で用いられている。様々なタイプの流量制御装置が提案されている。例えば、ダイヤフラムを用いた流量制御装置が提案(特開平10−288160号公報、特開2005−54954号公報、特開2008−232196号公報、特開2011−90381号公報)されている。 Flow control technology is used in many fields. Various types of flow control devices have been proposed. For example, a flow control device using a diaphragm has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-288160, 2005-54954, 2008-232196, and 2011-90381).
ところで、前記提案のダイヤフラム型流量制御装置において、流量制御は、ダイヤフラムの変形によって、行われている。ダイヤフラムの変形には、例えばモータの力が用いられている。しかしながら、モータによるダイヤフラムの変形は応答性が良いとは言えない。 By the way, in the proposed diaphragm type flow control device, the flow control is performed by the deformation of the diaphragm. For example, the force of a motor is used to deform the diaphragm. However, the deformation of the diaphragm by the motor cannot be said to have good responsiveness.
そこで、エアを供給し、このエアの圧力によって、ダイヤフラムを変形させることが考えられた。 Therefore, it has been considered that air is supplied and the diaphragm is deformed by the pressure of the air.
しかしながら、単に、エアを用いたと言うのみでは、ダイヤフラムの変形応答性が良いとは言えなかった。そして、応答性を向上させようとすると、大型化せざるを得なかった。 However, simply by using air, it cannot be said that the deformation response of the diaphragm is good. And if it was going to improve responsiveness, it had to enlarge.
従って、本発明が解決しようとする課題は、装置は小型で、かつ、流量制御の応答性が優れた流量制御技術を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a flow rate control technique in which the apparatus is small and the flow rate control response is excellent.
前記課題を解決する為の検討が、本発明者によって、鋭意、推し進められて行った。その結果、1枚の大きなダイヤフラムを用いるよりも、ダイヤフラムを複数個に分割し、分割によって小さくなったダイヤフラムを用いたならば、少ない空気量でダイヤフラムを効率的に駆動(変形)させることが出来ることに気付いた。少ない空気量でダイヤフラムを駆動(変形)させることが出来ると言うことは、ダイヤフラムを駆動(変形)させる為の空気室が小さくて済む。このことは、小型化と応答速度とを共に向上させることが出来ることにも気付いた。 The present inventor has intensively pursued studies for solving the above problems. As a result, the diaphragm can be efficiently driven (deformed) with a small amount of air if the diaphragm is divided into a plurality of parts and a diaphragm that has been reduced by the division is used rather than using one large diaphragm. I realized that. The fact that the diaphragm can be driven (deformed) with a small amount of air means that the air chamber for driving (deforming) the diaphragm can be small. This has also been realized that both miniaturization and response speed can be improved.
上記知見に基づいて本発明が達成された。 Based on the above findings, the present invention has been achieved.
すなわち、前記の課題は、
力が作用することによって変形する変形可能部を有する流体通路と、
前記流体通路の前記変形可能部に、異なる方向から、力を作用させる力作用手段と、
ケース体と、
凸部を有するスペーサ
とを具備してなり、
前記ケース体内に前記流体通路の変形可能部が位置するよう配設され、
前記ケース体の内部に膜が配設され、該ケース体壁面と該膜とによってチャンバが構成され、
前記スペーサは、前記凸部が前記流体通路の変形可能部に当接するよう、前記膜と前記流体通路との間に配設されてなり、
前記力作用手段は、
流体供給口および流体排出口を別々に有するチャンバと、
該チャンバの一部を構成する膜と、
前記チャンバ内に前記流体供給口を介して流体を供給し、前記チャンバ内の流体を前記流体排出口から排出して前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御手段
とを具備してなり、
前記膜は、前記流体通路の変形可能部の断面積が通路非変形時の状態から縮小方向にあっては該膜は伸びる方向のみであるよう、前記流体通路の変形可能部の断面積が縮小時から通路非変形時の状態への拡大方向にあっては該膜は縮む方向のみであるように構成されてなり、
前記圧力制御手段による前記チャンバ内の圧力変動による前記膜の変形によって、前記流体通路の前記変形可能部には、異なる位置で、変形が起きるよう構成されてなり、
前記流体通路の前記変形可能部の変形度によって該流体通路を流れる流体の流量が制御される
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
That is, the above problem is
A fluid passage having a deformable portion that is deformed by the action of a force;
Force application means for applying force to the deformable portion of the fluid passage from different directions;
The case body,
A spacer having a convex portion ,
Is arranged to deformable portion of the fluid passage before Symbol casing body is located,
A film is disposed inside the case body, and a chamber is configured by the wall surface of the case body and the film,
The spacer is disposed between the membrane and the fluid passage so that the convex portion contacts the deformable portion of the fluid passage,
The force acting means is
A chamber having separate fluid supply and fluid outlets;
A membrane forming part of the chamber;
Pressure control means for supplying a fluid into the chamber via the fluid supply port, discharging the fluid in the chamber from the fluid discharge port, and controlling the pressure in the chamber;
The membrane has a reduced cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage so that the cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage is only in the direction in which the membrane extends if the cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage is in the reduction direction from the state when the passage is not deformed. In the expansion direction from the time to the state when the passage is not deformed, the film is configured to be in only the shrinking direction,
Due to deformation of the membrane due to pressure fluctuation in the chamber by the pressure control means, the deformable part of the fluid passage is configured to be deformed at different positions,
The problem is solved by a flow rate control device in which the flow rate of the fluid flowing through the fluid passage is controlled by the degree of deformation of the deformable portion of the fluid passage.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
前記力作用手段は、例えば、複数個、設けられてなり、
前記複数個の力作用手段の中の膜が前記流体通路の前記変形可能部に対向して配置されてなる
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
For example, a plurality of the force acting means are provided,
This is solved by a flow rate control device characterized in that a film in the plurality of force acting means is arranged to face the deformable portion of the fluid passage.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
前記複数の膜が、例えば、前記流体通路の前記変形可能部を間に挟んで、対向配置されてなる
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
The plurality of membranes are solved by, for example, a flow rate control device that is arranged to face each other with the deformable portion of the fluid passage interposed therebetween.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
前記力作用手段の膜は一つであり、
前記一つの膜は、前記流体通路の前記変形可能部の周囲が所定の角度以上で該流体通路の該変形可能部の一部または全周が囲まれるよう、該流体通路に垂直な断面方向から見た形状が略C形状あるいは略O形状であるよう構成されてなり、
前記圧力制御手段による前記チャンバ内の圧力変動による前記膜の変形によって、前記流体通路の前記変形可能部には、異なる位置で、変形が起きる
ことを特徴とする請求項1の流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
The force acting means has one membrane;
The one membrane is formed from a cross-sectional direction perpendicular to the fluid passage so that a part or the entire circumference of the deformable portion of the fluid passage is surrounded at a predetermined angle or more around the deformable portion of the fluid passage. It is configured so that the viewed shape is a substantially C shape or a substantially O shape,
2. The flow control device according to claim 1, wherein the deformable portion of the fluid passage is deformed at different positions by deformation of the membrane due to pressure fluctuation in the chamber by the pressure control means. Is done.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御手段が、例えばチャンバ内に気体を供給する気体供給手段である
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
The pressure control means for controlling the pressure in the chamber is, for example, a gas supply means for supplying a gas into the chamber.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
例えば、ケース体を更に具備してなり、
前記ケース体内に前記流体通路の変形可能部が位置するよう配設され、
前記ケース体の内部に前記膜が配設され、該ケース体壁面と該膜とによって前記チャンバが構成され、
前記ケース体には孔が形成されていて、該孔から気体が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
For example, further comprising a case body,
The deformable portion of the fluid passage is disposed in the case body,
The film is disposed inside the case body, and the chamber is constituted by the case body wall surface and the film,
The case body is solved by a flow control device characterized in that a hole is formed and gas is supplied from the hole.
前記の課題は、前記流量制御装置であって、
例えば、凸部を有するスペーサを更に具備してなり、
前記スペーサは、前記凸部が前記流体通路の変形可能部に当接するよう、前記膜と前記流体通路との間に配設されてなる
ことを特徴とする流量制御装置によって解決される。
The problem is the flow rate control device,
For example, further comprising a spacer having a convex portion,
The spacer is solved by a flow rate control device characterized in that the spacer is disposed between the membrane and the fluid passage so that the convex portion contacts the deformable portion of the fluid passage.
前記の課題は、
前記流量制御装置の流体通路を流れる流体の流量を制御する方法であって、
気体を供給する気体供給工程と、
気体を排出する気体排出工程と、
前記変形可能部の第1ポイントが、前記気体供給工程および気体排出工程による気体の圧力によって、変形を受けると共に、前記変形可能部の第1ポイントとは異なる第2ポイントが、前記気体供給工程および気体排出工程による気体の圧力によって、変形を受ける変形工程
とを具備することを特徴とする流量制御方法によって解決される。
The above issues are
A method for controlling a flow rate of a fluid flowing through a fluid passage of the flow control device ,
A gas supply step for supplying a gas;
A gas discharge step for discharging the gas;
The first point of the deformable portion is deformed by the gas pressure in the gas supply step and the gas discharge step , and the second point different from the first point of the deformable portion is the gas supply step and The present invention is solved by a flow rate control method characterized by comprising a deformation step that undergoes deformation by a gas pressure in the gas discharge step .
本発明の流量制御装置は、小型で、かつ、流量制御の応答性が優れている。 The flow rate control device of the present invention is small in size and excellent in response of flow rate control.
第1の本発明は流量制御装置である。本流量制御装置は流体通路を具備する。この流体通路は、力が作用することによって変形する変形可能部を有する。例えば、シリコンゴムと言ったゴムの如きの軟質樹脂で構成された管である。軟質樹脂製の管に力が印加されると、この印加個所において、管は押し潰される(管断面積が小さくなる)。従って、管内を流れる流体(例えば、気体あるいは液体)の量は少なくなる。印加された力が解放されると、管内を流れる流体の圧力や管自体が持つ復元力によって、管は復元する。すなわち、管の断面積は大きくなる。従って、管内を流れる流体の量は多くなる。前記の通り、管の変形度によって、管内を流れる流量が制御される。本流量制御装置は、前記変形可能部(管が軟質樹脂で構成されている場合、その軟質樹脂部)に力を作用させる力作用手段を具備する。力作用手段は、例えば力印加手段である。力作用手段(例えば、力印加手段)は、前記変形可能部に、異なる方向から、力を作用させる。例えば、軟質樹脂製の管は、複数の個所(位置)において、変形の力を受ける。例えば、複数の方向から押圧力を受ける。 The first aspect of the present invention is a flow rate control device. This flow control device includes a fluid passage. The fluid passage has a deformable portion that deforms when a force is applied. For example, a tube made of a soft resin such as a rubber called silicon rubber. When a force is applied to the tube made of a soft resin, the tube is crushed at the applied position (the cross-sectional area of the tube is reduced). Accordingly, the amount of fluid (for example, gas or liquid) flowing through the pipe is reduced. When the applied force is released, the tube is restored by the pressure of the fluid flowing in the tube and the restoring force of the tube itself. That is, the cross-sectional area of the tube is increased. Accordingly, the amount of fluid flowing in the pipe increases. As described above, the flow rate in the pipe is controlled by the deformation degree of the pipe. This flow control device includes force acting means for applying a force to the deformable portion (or a soft resin portion when the tube is made of a soft resin). The force application unit is, for example, a force application unit. Force application means (for example, force application means) applies force to the deformable portion from different directions. For example, a soft resin tube receives a deformation force at a plurality of locations (positions). For example, a pressing force is received from a plurality of directions.
前記力作用手段(力印加手段:押圧力付与手段)は、チャンバ(室)を具備する。又、前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御手段を具備する。圧力制御手段の代表例として、前記チャンバ内に流体(液体、或いは空気や窒素ガス等の気体。好ましくは、空気)を供給する手段が挙げられる。特に、エア供給手段が挙げられる。例えば、エアコンプレッサが挙げられる。ブロワが挙げられる。前記チャンバの少なくとも一部は膜(例えば、ダイヤフラム)で構成される。従って、例えばチャンバ内にエアが供給されると、この圧力によって、前記膜は変形する。例えば、膜は膨張する(膨らむ)。この膜の変形によって、前記変形可能部は、異なる位置で、変形が起きるよう構成されている。前記変形可能部の変形度によって前記流体通路を流れる流体量が制御される。 The force application means (force application means: pressing force application means) includes a chamber. In addition, pressure control means for controlling the pressure in the chamber is provided. A typical example of the pressure control means is a means for supplying a fluid (liquid or gas such as air or nitrogen gas, preferably air) into the chamber. In particular, an air supply means may be mentioned. For example, an air compressor is mentioned. A blower is mentioned. At least a part of the chamber is composed of a film (for example, a diaphragm). Therefore, for example, when air is supplied into the chamber, the film is deformed by this pressure. For example, the membrane expands (expands). Due to the deformation of the film, the deformable portion is configured to be deformed at different positions. The amount of fluid flowing through the fluid passage is controlled by the degree of deformation of the deformable portion.
前記力作用手段(例えば、力印加手段)は、一つであっても、二つ以上有っても良い。力作用手段(例えば、力印加手段)は、例えば、複数個である。前記力作用手段(複数個の力作用手段)の構成要素(チャンバの構成要素)である膜が前記変形可能部(軟質樹脂製の管)に対向して配置される。複数個とは、2個でも、3個でも、4個でも、或いはそれ以上でも良い。すなわち、管周囲に、例えば管を囲む如く、2枚、3枚、4枚、……の膜が設けられる。尚、管を囲むように螺旋状に設けられても良い。但し、管の長手方向において、膜は、同一個所で、対向する如く設けられている方が好ましい。なぜならば、変形可能部を変形させる効果が高いからである。複数枚の膜が設けられる場合、左右方向において、複数枚の膜が設けられても良い。前記膜に対応してチャンバが設けられている。チャンバの構成要素である膜が管に対向しているように設けられている。コスト等の観点からすると、チャンバ(膜)の数は2であろう。すなわち、前記変形可能部(軟質樹脂製の管)の上下あるいは左右にチャンバ(チャンバ構成要素の膜)が対向配置(二つの膜が、変形可能部を間に挟む如く、配置)される。この状態にて、膜が変形圧力(膨張圧力)を受けると、間に挟まれている前記変形可能部(軟質樹脂製の管)は、両側から、直接的または間接的に、押圧力を受ける。管は、両側から、押し潰されるようになる。両側から変形圧力を受けて、管断面積は小さくなる。 The force application means (for example, force application means) may be one or two or more. There are a plurality of force acting means (for example, force applying means), for example. A film, which is a component (chamber component) of the force acting means (a plurality of force acting means), is disposed to face the deformable portion (soft resin tube). The plurality may be two, three, four, or more. That is, for example, two, three, four,... Films are provided around the tube so as to surround the tube. In addition, you may provide spirally so that a pipe | tube may be enclosed. However, in the longitudinal direction of the tube, it is preferable that the membranes are provided so as to face each other at the same place. This is because the effect of deforming the deformable portion is high. When a plurality of films are provided, a plurality of films may be provided in the left-right direction. A chamber is provided corresponding to the membrane. A membrane, which is a component of the chamber, is provided so as to face the tube. From the viewpoint of cost and the like, the number of chambers (membranes) will be two. That is, chambers (films of chamber components) are arranged opposite to each other above and below or on the left and right of the deformable part (soft resin tube) (two films are arranged so that the deformable part is sandwiched between them). In this state, when the membrane is subjected to deformation pressure (expansion pressure), the deformable portion (soft resin tube) sandwiched therebetween receives direct or indirect pressing force from both sides. . The tube will be crushed from both sides. Due to the deformation pressure from both sides, the tube cross-sectional area becomes smaller.
上記説明では、膜は複数枚であった。しかしながら、膜の形状によっては、膜は一つでも済む。例えば、前記流体通路の前記変形可能部の周囲が所定の角度以上で該変形可能部の一部または全周が囲まれるよう、該流体通路に直交する面内での断面形状が略C形状あるいは略O形状である膜の場合、一つでも済む。例えば、水平線(回転軸)の上に置かれた文字「U」が前記水平線(回転軸)の回りで回転した時、前記「U」回転体で構成される形状である膜の場合、一つでも済む。例えば、鼓形状の膜である場合、一つでも済む。すなわち、斯かる構造(形状:(断面図(端面図)が、例えば後述の図1に示される形状と同等の図形)の膜であれば、一枚の膜でも、前記チャンバ内の圧力変動による前記膜の変形によって、前記変形可能部には、異なる位置で、変形が起きるからである。 In the above description, there are a plurality of films. However, depending on the shape of the film, only one film is required. For example, the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the fluid passage is substantially C-shaped so that the periphery of the deformable portion of the fluid passage is surrounded by a part or all of the deformable portion at a predetermined angle or more. In the case of a film having an approximately O shape, only one film is sufficient. For example, when the letter “U” placed on the horizontal line (rotation axis) rotates around the horizontal line (rotation axis), the film has a shape composed of the “U” rotation body. But it ’s OK. For example, in the case of a drum-shaped film, only one is sufficient. That is, if the film has such a structure (shape: (cross-sectional view (end view) is, for example, a figure equivalent to the shape shown in FIG. 1 described later)), even a single film is caused by pressure fluctuation in the chamber. This is because the deformation of the deformable portion occurs at different positions due to the deformation of the film.
本流量制御装置は、例えばケース体を更に具備する。前記ケース体内に前記変形可能部(例えば、軟質樹脂製の管)が位置するよう配設される。前記ケース体の内部に前記膜が配設される。前記ケース体の壁面と前記膜とによって前記チャンバが構成される。前記ケース体には孔が形成されている。前記孔から前記チャンバ内に気体(例えば、空気あるいは窒素ガス等)が供給される。供給された気体によって、前記膜が変形する。これによって、前記変形可能部(例えば、軟質樹脂製の管)の断面積が変わる。 The flow rate control device further includes, for example, a case body. The deformable portion (for example, a soft resin tube) is disposed in the case body. The film is disposed inside the case body. The chamber is constituted by the wall surface of the case body and the film. A hole is formed in the case body. Gas (for example, air or nitrogen gas) is supplied from the hole into the chamber. The film is deformed by the supplied gas. This changes the cross-sectional area of the deformable portion (for example, a soft resin tube).
本流量制御装置は、好ましくは、凸部を有するスペーサを具備する。このスペーサは、前記凸部が前記変形可能部(例えば、軟質樹脂製の管)に当接するよう、前記膜と前記流体通路との間に配設される。これによって、前記変形可能部(例えば、軟質樹脂製の管)にはピンポイント的に力が加わる。従って、変形可能部の変形が効果的である。 The flow control device preferably includes a spacer having a convex portion. The spacer is disposed between the membrane and the fluid passage so that the convex portion comes into contact with the deformable portion (for example, a soft resin tube). Thereby, force is applied to the deformable portion (for example, a tube made of a soft resin) in a pinpoint manner. Therefore, deformation of the deformable portion is effective.
第2の本発明は流量制御方法である。特に、力が作用することによって変形する変形可能部を有する流体通路を流れる流体の流量を制御する方法である。本方法は、気体(例えば、空気、或いは窒素ガス)を供給する気体供給工程を具備する。本方法は、前記変形可能部の第1ポイントが、前記気体供給工程で供給された気体の圧力によって、変形を受けると共に、前記変形可能部の第2ポイント(第1ポイントとは異なる)が、前記気体供給工程で供給された気体の圧力によって、変形を受ける変形工程を具備する。本方法は、例えば前記流量制御装置が用いられて行われる。 The second aspect of the present invention is a flow rate control method. In particular, it is a method for controlling the flow rate of a fluid flowing through a fluid passage having a deformable portion that deforms when a force is applied. The method includes a gas supply step of supplying a gas (for example, air or nitrogen gas). In this method, the first point of the deformable portion is deformed by the pressure of the gas supplied in the gas supply step, and the second point of the deformable portion (different from the first point) is A deformation step of receiving deformation by the pressure of the gas supplied in the gas supply step is provided. This method is performed using, for example, the flow control device.
以下、本発明が更に具体的に説明される。但し、本発明は以下の具体的な実施形態によって限定され無い。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically. However, the present invention is not limited to the following specific embodiments.
図1は、本発明の一実施形態になる流量制御装置の要部断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a flow control device according to an embodiment of the present invention.
同図中、1a,1bはケース半体である。ケース半体1aとケース半体1bとの合体によって、ケース体1が構成される。ケース半体1a,1bの左右の側面部には、断面が半円状の孔が形成されている。そして、ケース半体1aとケース半体1bとを合体してケース体1を構成した際に出来る断面円形の孔には、硬質材からなる管2a,2bが配置されている。
In the figure,
管2aと管2bとの間には、例えばシリコンゴム製の管3が接続されている。管3はケース体1の内部に配置されている。
A
4,5,6,7は孔である。孔4,5は、ケース半体1aの上面部に設けられている。孔6,7は、ケース半体1bの下面部に設けられている。矢印で示す通り、孔4,6を介して、空気がケース体1内に供給される。又、矢印で示す通り、孔5,7を介して、ケース体1内の空気が排出される。尚、図1では、空気の供給装置や排気装置は省略されている。
4, 5, 6, and 7 are holes. The
8は、ケース半体1aの上面部の内面側に形成された略円形状の凹溝である。9は膜(oリング付きのダイヤフラム)である。この膜9のoリング部9aが凹溝8に嵌め込まれている。膜9とケース半体1aの上面部とで、チャンバ10が構成される。
11は、ケース半体1bの下面部の内面側に設けられた略円形状の凹溝である。12は膜(oリング付きのダイヤフラム)である。この膜12のoリング部12aが凹溝11に嵌め込まれている。膜12とケース半体1bの下面部とで、チャンバ13が構成される。
14,15はスペーサである。このスペーサ14,15は、一面側に、略円錐台形状の凸部16,17を有する。スペーサ14,15は、膜9,12と管3との間に配設されている。スペーサ14,15の配設形態は次の通りである。スペーサ14,15の平坦面側が膜9,12に当接する。凸部16,17が管3に当接する。
14 and 15 are spacers. The
18,19は管3の脱落防止用の挟持リングである。20,21は膜9,12のoリング部の離脱防止用のカラーである。
次に、上記構成の流量制御装置の動作(流量制御方法)が説明される。 Next, the operation (flow rate control method) of the flow rate control apparatus having the above configuration will be described.
図示されないエア供給装置で、孔4,6を介して、チャンバ10,13内に、エアが吹き込まれている。例えば、第1コンプレッサからのエアが孔4を介してチャンバ10内に吹き込まれ、第2コンプレッサからのエアが孔6を介してチャンバ13内に吹き込まれる。吹き込まれたエアは、孔5,7を介して、外部に放出(排出)されている。{(エア供給量)−(エア放出量)}>0の場合、チャンバ10,13を構成する膜9,12が膨らむ。{(エア供給量)−(エア放出量)}≦0の場合、チャンバ10,13を構成する膜9,12は膨らまない。膜9,12が膨らむと、スペーサ14,15は菅3を押圧する。特に、凸部16,17が管3の壁面を押圧する。管3の壁面は、図1中、上下方向において、凹み、菅3の断面積は小さくなる。従って、菅3内を流れる流体の量は少なくなる。孔4,6を介して、チャンバ10,13内に吹き込まれるエアの量が少なくなると、膜9,12の膨張圧力は低下する。これに伴って、凸部16,17が管3の壁面を押圧する力は低下する。そうすると、管3自身の復元力や菅3内を流れる流体の圧力によって、菅3の断面積が大きくなる。従って、菅3内を流れる流体の量は多くなる。上記のようにして、流体の流量が制御される。
Air is blown into the
上記実施例では、二枚の膜9,12が用いられた。ここで、チャンバ10,13には、共に、圧力Pが掛っていると仮定する。この圧力Pによって、膜9,12は共に同様に変形する。膜9の変形によって、菅3は断面積がSだけ減少したとすると、膜12の変形によって、菅3は断面積がSだけ減少する。従って、断面積が、合計2S、減少する。これに対して、膜12が無かった場合、即ち、膜が一枚の場合を考える。チャンバ10に圧力Pが掛かったと仮定すると、菅3の断面積減少量はSである。そこで、断面積減少量を2Sにしようとすると、面積が2倍の大きさの膜が必要になる。このことは、それだけ、ケース体が大きくなることを意味する。すなわち、流量制御装置が大型化する。逆に言うと、本発明の流量制御装置は小型化が可能になる。更に、2倍の大きさの膜になると、このことは、チャンバ10がそれだけ大きくなることを意味する。ところで、チャンバが小さいと、チャンバ内に供給される空気量が僅かでも、膜の変動(膨張)は顕著である。このことは、膜変形速度、即ち、応答速度が速いことを意味する。逆に、チャンバが大きくなると、チャンバ内に多量の空気が送り込まれても、圧力変動は小さい。このことは、膜変形速度、即ち、応答速度が遅いことを意味する。従って、本発明の技術は流量制御の応答速度が速い。クイックリスポンスが可能である。
In the above embodiment, two
本装置の設置個所は、これまで、流量制御装置が設置されて来た個所あるいは流量制御方法が実施されて来た個所である。例えば、特開2010−26576号公報の図1の装置の如くに組み込まれる。 The installation location of this device is the location where the flow control device has been installed or the location where the flow control method has been implemented. For example, it is incorporated like the apparatus shown in FIG. 1 of JP 2010-26576 A.
図2は、本発明の他の実施形態になる流量制御装置を説明する要部概略図である。本実施形態は、例えば一つのチャンバの内側の左右の面が、チャンバ内に供給・排出される気体によって、左右方向に膨らんだり縮んだりする膜で構成されている例である。前記膜の膨張・収縮によって、流体通路の変形可能部が変形し、これに伴って該流体通路を流れる流体の流量が制御される。尚、上述の技術思想が本実施形態にも応用されるから、詳細は省略される。 FIG. 2 is a main part schematic diagram for explaining a flow control device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, for example, the left and right surfaces inside one chamber are configured by a film that expands and contracts in the left-right direction by gas supplied and discharged into the chamber. Due to the expansion and contraction of the membrane, the deformable portion of the fluid passage is deformed, and the flow rate of the fluid flowing through the fluid passage is controlled accordingly. Since the above technical idea is applied to this embodiment, the details are omitted.
図3は、本発明の他の実施形態になる流量制御装置を説明する要部概略図である。本実施形態は、食材「ちくわ」の如きのチャンバが用いられた形態であり、内側の面が膜となっていて、チャンバ内を流体通路が通っている形態である。尚、上述の技術思想が本実施形態にも応用されるから、詳細は省略される。 FIG. 3 is a main part schematic diagram for explaining a flow control device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a chamber such as a food material “Chikuwa” is used, and the inner surface is a film, and the fluid passage passes through the chamber. Since the above technical idea is applied to this embodiment, the details are omitted.
図4は、本発明の他の実施形態になる流量制御装置を説明する要部概略図である。本実施形態は、チャンバが螺旋形態であり、内側の面が膜となっていて、チャンバ内を流体通路が通っている形態である。尚、上述の技術思想が本実施形態にも応用されるから、詳細は省略される。 FIG. 4 is a main part schematic diagram for explaining a flow control device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the chamber has a spiral shape, the inner surface is a film, and the fluid passage passes through the chamber. Since the above technical idea is applied to this embodiment, the details are omitted.
図5は、本発明の他の実施形態になる流量制御装置を説明する要部概略図である。本実施形態は、ケース体内(但し、チャンバ外)の圧力を、チャンバ内の圧力(a気圧)より高くしたり低くしたりすることによって、チャンバを構成する膜が膨らんだり縮んだりすることを利用し、内側に設けられている流体通路の変形可能部を変形させ、これに伴って該流体通路を流れる流体の流量が制御されるようにしたものである。尚、上述の技術思想が本実施形態にも応用されるから、詳細は省略される。 FIG. 5 is a main part schematic diagram for explaining a flow control device according to another embodiment of the present invention. The present embodiment utilizes the fact that the film constituting the chamber expands or contracts by making the pressure inside the case (but outside the chamber) higher or lower than the pressure in the chamber (a atmospheric pressure). Then, the deformable portion of the fluid passage provided inside is deformed, and the flow rate of the fluid flowing through the fluid passage is controlled accordingly. Since the above technical idea is applied to this embodiment, the details are omitted.
1 ケース体
1a,1b ケース半体
3 シリコンゴム製管
4,5,6,7 孔
8,11 略円形状の凹溝
9,12 膜
9a,12a oリング部
10,13 チャンバ
14,15 スペーサ
16,17 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記流体通路の前記変形可能部に、異なる方向から、力を作用させる力作用手段と、
ケース体と、
凸部を有するスペーサ
とを具備してなり、
前記ケース体内に前記流体通路の変形可能部が位置するよう配設され、
前記ケース体の内部に膜が配設され、該ケース体壁面と該膜とによってチャンバが構成され、
前記スペーサは、前記凸部が前記流体通路の変形可能部に当接するよう、前記膜と前記流体通路との間に配設されてなり、
前記力作用手段は、
流体供給口および流体排出口を別々に有するチャンバと、
該チャンバの一部を構成する膜と、
前記チャンバ内に前記流体供給口を介して流体を供給し、前記チャンバ内の流体を前記流体排出口から排出して前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御手段
とを具備してなり、
前記膜は、前記流体通路の変形可能部の断面積が通路非変形時の状態から縮小方向にあっては該膜は伸びる方向のみであるよう、前記流体通路の変形可能部の断面積が縮小時から通路非変形時の状態への拡大方向にあっては該膜は縮む方向のみであるように構成されてなり、
前記圧力制御手段による前記チャンバ内の圧力変動による前記膜の変形によって、前記流体通路の前記変形可能部には、異なる位置で、変形が起きるよう構成されてなり、
前記流体通路の前記変形可能部の変形度によって該流体通路を流れる流体の流量が制御される
ことを特徴とする流量制御装置。 A fluid passage having a deformable portion that is deformed by the action of a force;
Force application means for applying force to the deformable portion of the fluid passage from different directions;
The case body,
A spacer having a convex portion ,
The deformable portion of the fluid passage is disposed in the case body,
A film is disposed inside the case body, and a chamber is configured by the wall surface of the case body and the film,
The spacer is disposed between the membrane and the fluid passage so that the convex portion contacts the deformable portion of the fluid passage,
The force acting means is
A chamber having separate fluid supply and fluid outlets;
A membrane forming part of the chamber;
Pressure control means for supplying a fluid into the chamber via the fluid supply port, discharging the fluid in the chamber from the fluid discharge port, and controlling the pressure in the chamber;
The membrane has a reduced cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage so that the cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage is only in the direction in which the membrane extends if the cross-sectional area of the deformable portion of the fluid passage is in the reduction direction from the state when the passage is not deformed. In the expansion direction from the time to the state when the passage is not deformed, the film is configured to be in only the shrinking direction,
Due to deformation of the membrane due to pressure fluctuation in the chamber by the pressure control means, the deformable part of the fluid passage is configured to be deformed at different positions,
The flow rate control device, wherein the flow rate of the fluid flowing through the fluid passage is controlled by the degree of deformation of the deformable portion of the fluid passage.
前記複数個の力作用手段の中の膜が前記流体通路の前記変形可能部に対向して配置されてなる
ことを特徴とする請求項1の流量制御装置。 A plurality of the force acting means are provided,
2. The flow rate control device according to claim 1, wherein a film in the plurality of force acting means is disposed to face the deformable portion of the fluid passage.
前記一つの膜は、前記流体通路の前記変形可能部の周囲が所定の角度以上で該流体通路の該変形可能部の一部または全周が囲まれるよう、該流体通路に垂直な断面方向から見た形状が略C形状あるいは略O形状であるよう構成されてなり、
前記圧力制御手段による前記チャンバ内の圧力変動による前記膜の変形によって、前記流体通路の前記変形可能部には、異なる位置で、変形が起きる
ことを特徴とする請求項1の流量制御装置。 The force acting means has one membrane;
The one membrane is formed from a cross-sectional direction perpendicular to the fluid passage so that a part or the entire circumference of the deformable portion of the fluid passage is surrounded by a predetermined angle or more around the deformable portion of the fluid passage. It is configured so that the viewed shape is a substantially C shape or a substantially O shape,
2. The flow rate control device according to claim 1, wherein the deformable portion of the fluid passage is deformed at a different position by deformation of the film due to pressure fluctuation in the chamber by the pressure control means.
ことを特徴とする請求項1〜請求項3いずれかの流量制御装置。 4. The flow rate control device according to claim 1, wherein the pressure control means for controlling the pressure in the chamber is a gas supply means for supplying a gas into the chamber.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかの流量制御装置。 The flow control device according to claim 1, wherein the fluid passage is a fluid passage having a crushable portion that is crushed when a force acts.
ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれかの流量制御装置。 The flow rate control device according to claim 1, wherein the fluid passage is a pipe.
気体を供給する気体供給工程と、
気体を排出する気体排出工程と、
前記変形可能部の第1ポイントが、前記気体供給工程および気体排出工程による気体の圧力によって、変形を受けると共に、前記変形可能部の第1ポイントとは異なる第2ポイントが、前記気体供給工程および気体排出工程による気体の圧力によって、変形を受ける変形工程
とを具備することを特徴とする流量制御方法。 A method for controlling a flow rate of a fluid flowing through a fluid passage of the flow control device according to any one of claims 1 to 6,
A gas supply step for supplying a gas;
A gas discharge step for discharging the gas;
The first point of the deformable portion is deformed by the gas pressure in the gas supply step and the gas discharge step, and the second point different from the first point of the deformable portion is the gas supply step and A flow rate control method comprising: a deformation step that undergoes deformation due to gas pressure in the gas discharge step.
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