JPH02240463A - 高差圧微少流量減圧弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、高差圧微少流量減圧弁に係り、特に、回転
駆動される円柱状の弁体両端の各弁室内に交互に取扱液
を吸入し、この弁体の両端に発生する圧力差を利用して
往復運動させ、この往復運動により送液される流量を弁
体の往復移動量（ストローク）および回転数により制御
する減圧弁に関する。

［従来の技術］ 一般に高差圧の微少流量を制御する弁としてニードル弁
が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、この種の制御弁は圧力差が大きいとボー
ト径が小径に形成されるため、異物の混入により流路が
詰まることもあり、取扱液によっては流量が不安定にな
るケースがしばしば発生する難点を有していた。

従って、本発明の目的は、円柱状の弁体を回転駆動させ
ることにより、弁体両端部の各弁室内に交互に取扱液を
吸入し、この弁体の両端に発生ずる圧力差により弁体を
往復移動させると共にそのストローク量を調整するよう
に構成することにより、圧力差によらず任意ボート径に
することかできるため、流量の制御を安定化すると共に
広領域の流量制御を達成することのできる高差圧微少流
量減圧弁を提供するにある。

［課題を解決するための手段〕 前記の目的を達成するため、本発明においては、円筒状
の部屋の対向側面に吸入口および吐出口を設けた弁室と
、この弁室内に回転かつ軸方向摺動可能に挿嵌され側面
の所定位置からそれぞれの端部に至る点対称的な切欠部
を形成した円柱状の弁体と、この弁体の軸方向のストロ
ークを調整可能に規制する規制手段と、前記弁体を回転
駆動すべく弁体の一端に接続された駆動部とからなり、
前記弁体の回転駆動により生ずる弁体両端の圧力差で往
復運動する弁体のストローク量および回転数により流量
制御することを特徴とする。

一方、本発明において、円筒状の部屋の対向側面に吸入
口および吐出口を設けた弁室と、この弁室内に回転かつ
軸方向摺動可能に挿図され略中央の両側面に一対の所定
幅の切欠部を形成すると共にこの切欠部から別々の端部
に連通ずる折曲連通路を設けた円柱状の弁体と、この弁
体の軸方向のストロークを調整可能に規制する規制手段
と、前記弁体を回転駆動すべく弁体の一端に接続された
駆動部とからなり、前記弁体の回転駆動により生ずる弁
体両端の圧力差で往復運動する弁体のストローク量によ
り流量制御することを特徴とする。

この場合、前記弁体は、その摺動部が前記駆動部の出力
軸と軸方向摺動可能に接続するよう構成すれば好適であ
る。

また、前記弁体は、キャンドモータのロータと一体的に
接続するよう構成することもできる。

［作用］ 本発明に係る高差圧微少流量減圧弁によれば、弁体の回
転駆動により一端の弁室内に流入しな取扱液を密封封鎖
している弁室と連通ずる一方の切欠部が吐出口に、他端
の空の状態の弁室内と連通ずる他方の切欠部か吸入口に
それぞれ割出されると、吸入口側に割出された他方の切
欠部を通して他端の空の弁室内に流入する高圧側取扱液
により弁体を軸方向に移動して前記一端の弁室内の取扱
液を圧縮し、低圧側の吐出口から吐出する。この場合、
減圧弁から吐出される吐出量は、弁体のストローク量の
調整により加減することができる。

続いて弁体が回転駆動されると、弁体両端の各弁室は密
閉封鎖され、さらに回転して切欠部の位置関係が逆にな
ると弁体はいままでとは逆の方向に移動し、回転の継続
により弁体は交互に往復運動を行い、これにより制御さ
れた一定量の送液を行うことができる。

〔実施例］ 次に、本発明に係る高差圧微少流量減圧弁の実施例につ
き添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る第１の実施例を示す減圧弁の断
面図であり、弁体を回転駆動する駆動部の出力軸と中間
軸を介して軸方向摺動可能に接続構成したものである。

また、第２図は第２の実施例を示す減圧弁の断面図であ
り、弁体をキャンドモータのロータと一体的に接続し、
ロータと共に回転かつ軸方向に移動可能に構成したもの
である。

すなわち、第１図において、１０はゲージング１２内に
形成された円筒状の部屋１４に軸方向摺動かつ回転可能
に挿嵌された円柱状の弁体を示し、この弁体１０側面の
所定位置からそれぞれの端部に至る一対の切欠部１６ａ
、　１６ｂが点対称的に形成されている。

さらに、前記ゲージング１２の下端にはハウジング１８
を介して駆動部であるモータ２０が取付けられており、
このハウジング１８内には中間軸２２が軸受２４ａ、　
２４ｂにより回転自在に軸承されている。

この中間軸２２はその下端をモータ２０の出力軸２６に
カップリング２８を介して接続されると共に、その他端
上部を前記弁体１０の一端下部に軸方向摺動可能に接続
するよう構成されている。

この場合、前記弁体１０の一端下部には接続用の係合穴
３０が軸方向に形成されており、この穴３０の…ｉ面は
例えば四角形または六角形に形成され、この穴３０に前
記中間軸２２の他端上部に形成されたこれと同形の軸３
２が軸方向摺動可能に係合している。

なお、前記係合穴３０及びこれと係合する軸３２の断面
形状は軸方向摺動かつ回転可能に（果合する機能があれ
ば、前述以外にキーまたはスプラインを用いても良い。

一方、前記ゲージング１２の内部に形成された円筒状の
部屋１４にはそれぞれ外部と連通ずる吸入口３４および
吐出口３６が対向側面に設けられる。

そして、円筒状のこの部屋１４は内部に挿嵌される弁体
１０の全長に対し、軸方向に拡大された寸法に形成され
ており、さらに弁体１０の前記中間軸２２側と反対側上
部ゲージング１２には先端に弁体１０の上端部と当接し
てストローク量を調節する当接部３８を備えた規制手段
であるストローク調整ネジ４０が螺合している。

さらに、前記円筒状の部屋１４内には、この内部に挿嵌
される円柱状の弁体１０の両端面に弁室４２ａ、　４２
ｂが形成され、この各弁室に弁体１０に点対称的に形成
された切欠部１６ａ、　１６ｂが連通するように構成さ
れる。

これにより、第１図に示すように、吸入口３４から流入
した高圧側の取扱液は、図中矢印で示すような流れで下
方の弁室４２ｂ内へ流入すると、上方の弁室４２ａ内に
既に封入されている取扱液は下方の弁室４２ｂに流入す
る液圧の作用で吐出口３６に面している切欠部１６ｂを
通してこの低圧部吐出３６より吐出される。

次に、本考案の減圧弁に係る第２の実施例を第２図を参
照しながら詳細に説明する。

なお、説明の便宜上、前述した第１の実施例と同−構成
部分については同一参照符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

すなわち、ケーシング１２の一端には直接キャンドモー
タ４６が取付けられ、このゲージング１２内の部屋１４
に挿嵌された弁体４４の一端下部はキャンドモータ４６
のロータ軸５０に一体的に接続されている。そして、こ
のロータ４８はステータ５２内部室に隙間を形成した状
態で挿嵌され、このステータ５２内部室は部屋１４と連
通している。

従って、吸入口３４から流入する高圧側の取扱液は第２
図中の矢印に沿って弁体４４の一方の切欠部１６ａを流
過したのちロータ４８とステータ５２との隙間を通過し
てステータ内部室に流入する。　これにより、軸方向移
動可能なロータ４＆は流入した液圧により上昇し、この
ロータ４８と一体的に接続されている弁体１０の上昇作
用で弁体１０上方の弁室４２ａ内に封入されている取扱
液は低圧側吐出０３６から吐出する。

この場合、弁体４４の軸方向の移動はこの弁体４４上方
のストローク調整ネジ４０の先端とキャンドモータ４６
後部室に設けられた固定ストツバ５４との当接でそのス
トローク量が規制される。

なお、前記弁体１０は軸方向の移動と共に、前記駆動源
により回転駆動され、この弁体１０が部屋１４内を半回
転（１８０°）すると、吸入側に而していた切欠部１６
ａは吐出口３８側に回転移動し、同時に吐出口３６側に
面していな切欠部１６ｂは吸込口３４ｊｐｌＪに回転移
動する。

しかるに、弁体１０の回転で切欠部１６ａ、　１６ｂと
連通する弁室の上下の位置関係が逆になり、弁体１０上
方に位置する弁室４２ａに吸入口３４から流入した高圧
の取扱液が切欠部１６ｂを介して流入する。

従って、この取扱液の作用下に弁体１０が下降し、吐出
側に面している切欠部１６ａを介して弁室４２ｂ内の取
扱液が低圧側の吐出口３６から吐出される。

すなわち、この弁体の動作状態は、第３図（ａ）〜（ｄ
）および第４図（ａ）〜（ｄ）に示す動作分解図から明
らかである。

先ず、第３図（ａ）　　および第４図（ｂ）に示す状態
は、円柱状の弁体１０下方の切欠部１６ａと、これと点
対称的に設けられた上方の切欠部１６ｂはそれぞれゲー
ジング１２の高圧側吸入口３４および低圧側吐出口３６
に面した状態となる。

この状態で吸入口３４から高圧の取扱液が流入すると、
この取扱液は弁体１０の切欠部１６ａを流過して弁体下
方の弁室４２ｂに流入し、この液圧により弁体１０を上
昇させる。

この弁体１０の上昇作用により、今まで弁体下方の弁室
４２ａ内にあった取扱液は弁体１０の切欠部１６ｂを流
過して低圧側の吐出口３６から流出する。

なお、この場合の弁体１０の移動はストローク１１整ネ
ジ４０によりそのストローク長が規制され、このストロ
ークの調整により流量の制御を行うことができる。

次に、第３図（ｂ）および第４図（ｂ）に示す状態は、
弁体７０はモータ２０の回転駆動により中間軸２２を介
して部屋１４内を回転し、空の状態となった弁室４２ａ
および高圧の取扱液を流入した弁室４２ｂはそれぞれ円
筒状の部屋１４内の側壁面と弁＃、１０の外周面とより
密閉封鎖される状態となる。

同時に、前記吸入口３４および吐出口３６は弁体１０の
外周面により閉塞される。

さらに、第３図（Ｃ）および第４図（Ｃ）に示す状態は
、弁体１０が１８０°回転した状態を示し、吸入口３４
および吐出口３６に対し切欠部の位置がそれぞれ入れ代
わった状態となる。

すなわち、空の状態の上方の弁室４２ａは吸入口３４側
に、高圧取扱液を封入した下方の弁室４２ｂは低圧側の
吐出口３６１１１１にそれぞれ回転移動すると、吸入口
３４から空の弁室４２ａ内に流入した高圧取扱液の作用
下に弁体１０を中間軸２２の肩部に当接するまで下降さ
せ、この移動により弁室４２ｂ内の取扱液は低圧側の吐
出口３６から吐出される。

続いて、第３図（ｄ）および第４図（ｄ）に示す状態は
、前述と同様、高圧取扱液を流入した弁室４２ａおよび
空の状態の弁室４２ｂがそれぞれ密閉封鎖された状態と
なる。

次に、減圧弁の第３の実施例を第５図を参照しながら説
明する。

なお、説明の便宜上、前述した第１、第２の実施例と同
一構成部分については同一参照符号を付し、その詳細な
説明を省略する。

すなわち、本実施例は、前記実施例の弁体の切欠部を変
更することによりシール性を改良したものである。

第４図に示す、減圧弁の断面図において、円筒状の筒体
１４内に軸方向摺動可能に挿嵌された弁体１１の略中央
部両側面に一対の平行な切欠部１７ａ、１７ｂが形成さ
れ、その軸方向の幅は少なくとも弁体１４の最大ストロ
ーク長の範囲で形成されている。

さらに、弁体１４には前記切欠部１７ａ、　１７ｂに径
方向から軸方向に曲折し、弁体１４のそれぞれの端部に
連通ずる連通路５４ａ、　５４ｂが設けられる。

従って、これら連通路５４ａ、　５４ｂは部屋１４内に
前記弁体１１の各端部によって形成される弁室４３ａ、
４３ｂにそれぞれ連通する。

そして、弁体１１に形成された一対の切欠部１７ａ、１
７ｂの両側外周は例えば０リング５６等によりシールさ
れ各弁室４３ａ、４３ｂ内に流入した取＠液を確実に密
閉することができる。

なお、この減圧弁を通過する流量Ｑは、弁体１０または
１１のストローク長（往復移動距離）をＬ、弁体１０ま
たは１１の直径をＤ、回転数をＮとすれば、 Ｑ＝πＤ２　・Ｌ　−Ｎ／４・・・・・（１）で表すこ
とができる。

従って、ストローク調整ボルトにより、ストルーフ長を
変えるか、モータの回転数を変えることにより流量調整
を行うことができる。

［発明の効果］ 前述した実施例から明らかなように、本発明に係る高差
圧微少流量減圧弁は、円柱状の弁体を回転駆動させるこ
とにより、弁体両端部の各弁室内に交互に取扱液を吸入
し、この弁体の両端に発生する圧力差を利用して往復運
動すると共にそのストローク量を調整するように構成す
ることにより、−次側および二次側の設定圧力または圧
力変動に関１系なく一定流量を送液できると共に、流路
面積を大きく取れるため異物の混入による弁の詰まりが
無くなり安定した送液が達成できる。

また、系に異状が発生し、駆動用モータか停止すると流
体の送液ら阻止されるため安全であり、流量の制御をス
トローク長と回転の併用で行えるため、広領域の流量制
御が可能となる。

さらに、ストローク長および回転数に流量が比例するた
め、その比例制御が容易となる等多くの優れた効果を奏
する。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の減圧弁の構造は前述の実施例に限定されることなく
、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計
変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高差圧微少流量減圧弁に係る第１の実
施例を示す減圧弁の断面図、第２図は第２の実施例を示
す減圧弁の断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は弁の動作分
解図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第３図のＡ−Ａ断面図で
あり、第５図は第３の実施例を示す減圧弁の断面図であ
る。 ４０・・・ストローク調整ネジ ４２ａ、　４２ｂ・・・弁室　　　４６・・・キャンド
モータ４８・・・ロータ　　　　　５０・・・ロータ軸
５２・・・ステータ　　　　５４・・・ストッパ５６ａ
、　５６ｂ、・・・連通路　　５８・・・０リング１０
．１１．４４・・・弁体 １４・・・部屋 １６ａ、　１６ｂ、　１７ａ、　１７ｂ１８・・・ハウ
ジング ２２・・・中間軸 ｚ６・・・出力軸 ３０・・・係合穴 ３４・・・吸入口 ３８・・・当接部 １２・・・ケーシング ・・・切欠部 ２０・・・モータ ２４ａ、２４ｂ　−・・軸受 ２８・・・カップリング ３２・・・軸 ３６・・・吐出口 ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 （ｄ） ○ （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の部屋の対向側面に吸入口および吐出口を
   設けた弁室と、この弁室内に回転かつ軸方向摺動可能に
   挿嵌され側面の所定位置からそれぞれの端部に至る点対
   称的な切欠部を形成した円柱状の弁体と、この弁体の軸
   方向のストロークを調整可能に規制する規制手段と、前
   記弁体を回転駆動すべく弁体の一端に接続された駆動部
   とからなり、前記弁体の回転駆動により生ずる弁体両端
   の圧力差で往復運動する弁体のストローク量および回転
   数により流量制御することを特徴とする高差圧微少流量
   減圧弁。
2. （２）円筒状の部屋の対向側面に吸入口および吐出口を
   設けた弁室と、この弁室内に回転かつ軸方向摺動可能に
   挿嵌され略中央の両側面に一対の所定幅の切欠部を形成
   すると共にこの切欠部から別々の端部に連通する折曲連
   通路を設けた円柱状の弁体と、この弁体の軸方向のスト
   ロークを調整可能に規制する規制手段と、前記弁体を回
   転駆動すべく弁体の一端に接続された駆動部とからなり
   、前記弁体の回転駆動により生ずる弁体両端の圧力差で
   往復運動する弁体のストローク量および回転数により流
   量制御することを特徴とする高差圧微少流量減圧弁。
3. （３）前記弁体は、その摺動部が前記駆動部の出力軸と
   軸方向摺動可能に接続してなる請求項１または２記載の
   高差圧微少流量減圧弁。
4. （４）前記弁体は、キャンドモータのロータと一体的に
   接続してなる請求項１または２記載の高差圧微少流量減
   圧弁。