JPH02309070A - デジタルバルブ - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は２進デジタルバルブに間し、特に該２進デジ
タルバルブの要素弁の流路の構成に関する。

［従来の技術］ デジタルバルブには２進式のもののはか３進式のものな
どもあるが、構造の簡単さから一般には２進式のものが
使われている。

いよ２進デジタルバルブについて第２１図によって説明
すると、このデジタルバルブは、バルブ本体１の流入口
ｌＯに連通ずる上流側液溜り８ど、流出口１１に連通ず
る下流側液溜り９とを、隔壁１３を介して対向配置し、
上流側液溜り８と下流側液溜り９とを連通・閉塞するＮ
（Ｎ≧２、図ではＮ−４）個の要素弁を、隔壁１３に設
けたものであり、要素弁の各々は、隔壁１３に設けたＮ
個の貫通孔に筒体６　（６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄ
）を０リング１２Ｈ２ｎ、　１２ｂ。

１２ｃ、　１２ｄ）を介して液密に螺入し、該筒体６の
上部に弁座を形成し、該弁座に対向する弁体３（３ａ。

３ｂ、　３ｃ、　３ｄ）をプランジャー４　（４ａ、　
４ｂ、　４ｃ、　４ｄ）の下端に取付け、プランジャー
４を下方に付勢するスプリング２０　＜２０ａ、　２０
ｂ、　２０ｃ、　２０ｄ）とプランジャー４を駆動する
ソレノイドアクチュエータ５（５ａ、　５ｂ、　５ｃ、
　５ｄ）とを駆動機構２　（２ｎ、　２ｂ、　２ｃ。

２ｄ）内に設けたものであり、各要素弁は開度制御する
ことなく、全開又は全閉のみの状態を取るＯＮ−ＯＦＦ
制御される。

各筒体６の内面はそれぞれ同一の長さを有する円筒状の
孔７　（７ａ、　７ｂ。７ｃ、　７ｄ）をなし、第１要
素弁の孔の内径を１としたとき、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要
素弁の孔の内径はＩ″Ｘｎ−１となるように形成されて
いる。換言すれば、各要素弁の孔７の断面積比が２の等
比数列となるように、すなわち第１要素弁の孔の断面積
を１としたとき、第ｎ要素弁の孔の断面積が２１１−１
となるように形成されている。

しかして各要素弁の流量は一般にはその流路の最小断面
積に比例し、また１＋２＋・・・＋２ト１＝２″′−１
であるから、このデジタルバルブの流量調節は、デジタ
ルバルブ全体の流量を０とするときには各要素弁をすべ
て１とし、全体の流量の１／（２１″−１）の流量を流
すときには第１要素弁のみを開とし、全流量の２／（２
Ｎ−１）の流量を流すときには第２要素弁のみを開とし
、全流量の３／　（２’−１）の流量を流すときには第
１嬰素弁と第２要素弁とを開とし、以下２進法と同様に
制御し、デジタルバルブ全体の全流量を流すときには各
要素弁をすべて開とするものであり、したがって全体の
流量の１／（２Ｎ−１）を本位として、換言すれば全体
の流量の１／（２Ｎ−１＞を分解能として、流量を制御
するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のデジタルバルブの筒体６は、その内面が円筒
状の孔７をなし、該孔７の長さは各要素弁とも同一であ
る一方、内径は／フの等比数列に形成されていたから、
次の間開を生じる。

すなわち一般に孔７を流れる流体の流量Ｑは、Ｑ＝ｋＡ で表される。ここでｋは比例定数、ｇは重力加速度、Ｈ
は上流側液溜りと下流側液溜りとのヘッド差、＾は摩擦
係数、ｌは孔７の長さ、ｄは孔７の内径、ζは摩擦損失
以外の損失係数で、具体的には入口での損失係数と出口
での損失係数、Ａは孔７の断面積でＡ＝πｄ２／４であ
る。ただし流体が気体すなわち圧縮性流体のときには上
式に更に修正係数がかかる。

上式においてｌは各要素弁について同一であり、Ｈ及び
ζは各要素弁について同一と考えることができるが、ｄ
は各要素弁ごとに異なるから、上式より内径ｄが大きい
要素弁はど比例定数には大きくなり、したがって流量Ｑ
は大きくなる。

この結果、開度設定に対するデジタルバルブ全体の流量
は線形には変化せず、特に桁上りのときの流量の差、す
なわち第ｎ、（ｎ≧２）要素弁よりも下位の要素弁をす
べて開としたときの流量と、その次の大きさの流量であ
る第ｎ要素弁のみを開としたときの流量との差は、１／
（２″−１）よりも大きくなり、すなわち開度設定に対
する流量の線形性が大きく崩れる。この様子をＮ＝４の
場合について第２２図に示す。

この問題を解決するために、各筒体６の孔７についてＪ
／ｄを同一としたデジタルバルブも提案されているが（
特開昭６３−９６３６９号公報）、第１にＪ２／ｄを同
一とすると、大径の要素弁はど筒体６の長さが長くなっ
て隔壁１３に取付けられなくなるという問題を生じる。

第２にＩ２／ｄを同一としても、λを各要素弁について
同一とすることができない、すなわち摩擦係数λは一般
にレイノルズ数Ｒｅ＝ｖｄ／ν（■は流速、νは動粘性
係数）の関数であって、Ｒｅが大きくなるほどλは小さ
くなる。他方Ｖ及びνは各要素弁についてほぼ同一であ
るから、大径の要素弁はどＲｅは大きく、したがってλ
は小さく、したがって流量Ｑは大きくなり、開度設定に
対するデジタルバルブ全体の流量は、なおも線形からず
れてくる。

したがって本発明は、開度設定に対する流量の線形性を
一層向上させたデジタルバルブを提供することを目的と
する。５ ［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために成されたものであり
、すなわち本発明の請求項１は、流入口に連通ずる上流
側液溜りと流出口に連通ずる下流側液溜りとを隔壁を介
して対向配置し、前記上流側液溜りと下流側液溜りとを
連通・閉塞するＮ（Ｍｇ２）個の要素弁を前記隔壁に設
け、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流路の最小断面積を第
１要素弁の波路の最小断面積の２ｍ−１倍としたデジタ
ルバルブにおいて、前記第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流
路を、第ｍ（１，≦ｍ＜ｎ）要素弁の流路の最小断面積
と同一の最小断面積を有する２　ｍ−＋ａ個のサブ流路
の集積によって形成したことを特徴とするデジタルバル
ブであり、請求項２は、前記第ｎ要素弁の流路を、第ｍ
要素弁の流路と同一の２　ｍ−ｍ個のサブ流路の集積に
よって形成したデジタルバルブであり、請求項３は、前
記第ｍ要素弁の流路と、第ｎ要素弁の２ｎ−１個のサブ
流路の各々とを、オリフィスによって形成したデジタル
バルブである。

請求項４は、前記第１要素弁の流路をＭ（Ｍｇ２）個の
サブ流路の集積によって形成し、第ｎ、（２≦ｎ≦Ｎ）
要素弁の流路を、第１要素弁のＭ個のサブ流路を２ｍ−
１個ｔ＆覆したＭ　Ｘ　２　ｍ−を個のサブ流路によっ
て形成したデジタルバルブであり、請求項５は、前記第
ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流路を各々同一のＭＸ２”−
’　　（Ｍｇ２）個のサブ流路によって形成したデジタ
ルバルブであり、請求項６は、前記第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）
要素弁のＭ　Ｘ　２ｍ−１個のサブ流路の各々を、オリ
フィスによって形成したデジタルバルブである。

請求項７は、各要素弁の流路断面積が最小となる部分に
、多孔質材料もしくは網目材料を装着したデジタルバル
ブであり、請求項８は、前記各要素弁の流路断面積が最
小となる部分を、オリフィスによって形成したデジタル
バルブである。

請求項９は、各要素弁の流路断面積が最小となる部分を
オリフィスによって形成し、該オリフィスの上面又は下
面に、多孔質材料もしくは網目材料を固定したデジタル
バルブである。

請求項１０は、前記隔壁にＮ個の貫通孔を穿設し、該貫
通孔にＮ個の筒体を液密に固定し、該筒体に前記各要素
弁の流路を形成したデジタルバルブである。

［作用］ 請求項１のデジタルバルブでは、第１要素弁の流路の最
小断面積を１とすると、第ｍ要素弁の流路の最小断面積
は２′″−１に形成されている。しかして第ｎ要素弁の
流路の最小断面積は２ｎ−１に形成する必要があるが、
この流路は１個の大径の流路によって形成されてはおら
ず、第ｍ要素弁の流路の最小断面積２″″−１を２　ａ
−ｍ個集積し、２１ｍ−ＩＸ　２　Ｄ−ｍによって２ｍ
−１の最小流路断面積を得ているから、口径の相違によ
って従来生じた流量の非線形性は改良される。

特にｍ＝１としたときには、上流側液溜りと下流側液溜
りとは、第１要素弁の１個の流路と、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ
）要素弁の２ｎ−１個のサブ流路との５都合２Ｎ−１個
の流路によって連通されており、都合２Ｎ−１個の流路
の最小断面積はすべて同一であるから、口径の相違によ
って従来生じた流量の非線形性は解消される。

第ｎ要素弁の２　ｍ−５ｉ個のサブ流路の各々の最小断
面積を、第ｍ要素弁の流路の最小断面積ど同一に形成す
るに際しては、請求項２のように、第ｎ要素弁のサブ流
路の各々を、第ｍ要素弁の流路ど同一に形成するのが簡
明である。また請求項３のように、各流路又はサブ流路
をオリフィスによって形成するのが、簡明且つ流過抵抗
を少なくすることができる。

また請求項４のように、第１要素弁の流路をＭ（Ｍ≧２
）個のサブ流路の集積によって形成し、第ｎ（２≦ｎ≦
Ｎ）要素弁の流路を、第１要素弁のＭ個のサブ流路を２
１１−１個集積したＭ　Ｘ　２−’個のサブ流路によっ
て形成すると、都合ＭＸ（２”−１）個のサブ流路が形
成されるが、第１嬰素弁のＭ個のサブ流路を１つのグル
ープとして、都合２Ｎ−１個のグループのサブ流路はす
べて同一であるから、上記と同様に口径の相違によって
従来生じた流量の非線形性は解消される。

その際請求項５のように、第ｎ（１≦ｎ＜Ｎ）要素弁の
サブ流路の各々をすべて同一に形成するのが簡明であり
、また請求項６のように、第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）要素弁の
サブ流路の各々を、オリフィスによって形成するのが、
簡明且つ流通抵抗を少なくすることができる。

請求項４又は５では第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流路を
Ｍ　８２　ａ−１個のサブ流路によって形成したが、こ
の考えを一層押し進めてＭを大とすれば、請求項７のよ
うに各要素弁の流路断面積が最小となる部分に多孔質材
料もしくは網目材料を装着した構成と同等となり、した
がってこの構成によっても、開度設定に対する流量の線
形性を向上させることができ、且つこのように形成すれ
ば、各要素弁には従来と同様に１個の流路のみを設けれ
ばよいこととなる。その際請求項８のように、各要素弁
の流路断面積が最小となる部分をオリフィスによって形
成するのが、簡明且つ流過抵抗を少なくすることができ
る。

請求項８と同等の構成は、請求項９のように、各要素弁
の流路断面積が最小となる部分をオリフィスによって形
成し、該オリフィスの上面又は下面に、多孔質材料もし
くは網目材料を固定することによっても達成することが
でき、このような構成とすれば製造容易となる。

以上において請求項１０のように、隔壁にＮ個の貫通孔
を穿設し、該貫通孔にＮ個の筒体を液密に固定し、該筒
体に前記各要素弁の流路を形成すれば、筒体のみを精密
に製造すれば足りることとなり、且つ同体のみの交換が
可能となる。

［実施例］ 本発明の実施例を図面によって説明する。ただし本発明
は上流側液溜りと下流側液溜りとを連通ずる流路の形状
に関し、デジタルバルブの全体構成については従来のも
のと変わらないから、デジタルバルブの全体構成につい
ての再度の説明は省略する。

また以下の説明では筒体側から弁体側に流体が流れる場
合を想定して説明するが、流入口と流出口とを逆転させ
て、弁体側から筒体側に流体が流れるようにしてデジタ
ルバルブを用いる場合も、本発明の範囲内に含まれる。

（実施例１） 第１図は本発明の第１実施例に係る第２要素弁の縦断面
図であり、この実施例ではＮ＝４であり、すなわち第１
要素弁から第４要素弁まであり、第２図は第１要素弁か
ら第４要素弁までの筒体の底面図である。なおＮ＝４の
場合には流量の最小調節単位すなわち分解能は、全流量
の１／＜２’−１）　’＝＝６．７％と比較的大きい。

したがって実際にはＮ＝８程度が用いられ、このときに
は分解能は全流量の１／（２８−１）匈０．４％となる
が、簡単のためＮ＝４のときについて説明する。

図において第１、第２、第３及び第４要素弁の筒体６　
（６ａ、　６ｂ、　６ｃ、　６ｄ）は、それぞれ上流側
液溜り８と下流側液溜り９との間に介在する隔壁１３に
設けた貫通孔に液密に螺着されており、各筒体６の上部
には弁座が形成されており、該弁座に対向する弁体３が
プランジャー４の下端に取付けられている。

各要素弁の筒体６は孔１４を有し、該孔１４の一部にオ
リフィス孔１６を有するオリフィス１５が筒体６と一体
に形成されている。第１要素弁の筒体６ａのオリフィス
には１１１！Ｊのオリフィス孔が穿設され、第２要素弁
の筒体６ｂのオリフィスには２２−１＝２個のオリフィ
ス孔が穿設され、第３要素弁の筒体６ｃのオリフィスに
は２＄−１＝４個のオリフィス孔が穿設され、第４要素
弁の筒体６ｄのオリフィスには２４−Ｌ＝８個のオリフ
ィス孔が穿設され、これらの都合２’−１＝１５（Ｉの
オリフィス孔１６は、すべて同径に形成されている。

本実施例は以上のように構成されており、１５個のオリ
フィス孔１６はすべて同径に形成されているから、第１
要素弁のみを開としたときの１個のオリフィス孔を通過
する流量、第２要素弁のみを開としたときの２個のオリ
フィス孔を通過する流量、第１及び第２要素弁を開とし
たときの３個のオリフィス孔を通過する流量、・・・・
・・・・・、すべての要素弁を開としたときの１５個の
オリフィス孔を通過する流量の比は、１：２：３：・・
・・・・・・・＝１５となり、すなわち開度設定に対す
るデジタルバルブ全体の流量は、第３図に示すようにほ
ぼ完全に線形となる。

なお第４図に示すように、各筒体をオリフィス孔１６の
個数を除いて同一寸法に形成すれば、隔壁１３に穿設す
る貫通孔も、また弁体その他の駆動機構も、各要素弁ご
とに同一に形成することができる。

上記第１実施例では、開度設定に対する流量はほぼ完全
に線形になるという効果を有するが、その他に機械加工
上の顕著な効果を有する。すなわち第１に、従来のデジ
タルバルブでは筒体の内径が、ｌ）の等比数列に形成さ
れており、したがって要素弁の個数Ｎだけのドリルを要
したが、上記第１実施例ではドリルは１本で足りる。第
２に従来のデジタルバルブでは、直径が２倍、４倍など
の容易に入手できるドリルの他に、直径が７７倍、２／
て倍などの特殊なドリルを別途製造する必要があるが、
上記第１実施例ではその必要はない。

第３に、直径が。１７倍、２／て倍などの特殊なドリル
を完全な精度で製造することはできないＬ、且つ流量は
オリフィス口径の２乗に比例するから各要素弁の流量精
度は一層悪化するが、上記第１実施例では１本のドリル
しか必要としないがら、各要素弁の流量精度は著しく向
上する。

なお上記第１実施例では、第２、第３及び第４要素弁に
、第１要素弁と同じ流路を形成した例を示したが、例え
ば第４要素弁について言えば、口径ｄの第１要素弁を８
個集積することができるほか、口径。／Ｕ　ｘｄの第２
要素弁を４個集積して形成しても良いし、口径２ｄの第
３要素弁を２個集積して形成することもできる。すなわ
ち−最に第ｎ＜２≦ｎ≦Ｎ）要素弁は、第ｍ（１＄ｍ＜
ｎ）要素弁を２ｎ−ｍ個集積して形成することができる
。

したがって例えばＮ＝８のときの第８要素弁は、必ずし
も口径ｄの第１要素弁を２”−１＝１２８個集積して形
成する必要はなく、例えば口径４　、／７　ｄの第６要
素弁を４個集積するとか、口径８ｄの第７要素弁を２個
集積するなどの選択を取ることもでき、このように形成
しても、従来の口径８９ｉ７ｄの１個の流路によって第
８要素弁を形成するときよりもオリフィス口径が小さく
なるから、開度設定に対する流量の線形性を向上させる
ことができる。

いま直径がｆ１倍、ｌ／７倍などの特殊なドリルを使用
せず、直径が２倍、４倍などの容易に入手できるドリル
のみを使用する場合について、Ｎ＝８のときの各要素弁
のオリフィス孔の口径と個数とを示せば、第１表のよう
になる。

（実施例２） 次に第５図は本発明の第２実施例に係る第４要素弁の縦
断面図、第６図は第５図中Ａ−Ａ断面図であり、隔壁１
３下面よりも突出するように長く形成した筒体６の底面
をめくら板とし、筒体６の側面にオリフィス孔１６を設
けたものである。

ここで各要素弁の流量を所定量に規制する作用がオリフ
ィス孔１６において成されるためには、各要素弁のオリ
フィス孔１６の断面積の総和が筒体６の孔１４の断面積
よりも小さくなければならない７第１表 しかして前記第１実施例では筒体６の底面にオリフィス
孔１６を形成しているから、オリフィス孔１６の断面積
の総和は必ず筒体６の孔１４の断面積よりも小さくなる
が、むしろ筒体６の孔１４の断面積が不必要に大きいと
いうことができる。

そこでこの第２実施例のように形成すれば、筒体６の孔
１４を必要最低限に小さく形成することができ、したが
って筒体６や弁体３その他の可動部を小さく形成するこ
とができる。同様にして第７図と第８図とに示すように
、オリフィス孔１６を筒体６の側面に複数段に互って形
成することもできるし、また筒体６の底面と側面との両
方にオリフィス孔を形成することもできる。ただしいず
れの場合にも、筒体６の孔１４の断面積はオリフィス孔
１６の断面積の総和よりも大きく形成する必要がある。

（実施例３） 次に第９図は本発明の第３実施例の筒体の底面図であり
、この実施例ではＭ＝３であり、すなわち第１要素弁に
も３個のオリフィス孔が形成されており、第２要素弁に
は３Ｘ２２−１＝６個のオリフィス孔が形成され、第３
要素弁には３　Ｘ　２３−１＝１２個のオリフィス孔が
形成され、第４要素弁には３Ｘ２’−’＝２４個のオリ
フィス孔が形成され、これらの都合３Ｘ　（２４−１＞
　＝４５個のオリフィス孔はすべて同径に形成されてい
る。このように形成しても開度設定に対するデジタルバ
ルブ全体の流量は、はぼ完全に線形となる。

なお一般には複数のオリフィス孔を用いる要素弁では、
全体のオリフィス孔の外周が円形となるように配置する
のが好ましいが、Ｍ＝１とした先の第１実施例では、第
２要素弁には２個、第３要素弁には４個、第４要素弁に
は８個のオリフィス孔を円形となるように配置すると、
筒体の底面でのデッドスペースが大きくなる。そこでＭ
≧２とすればデッドスペースを減らすことができる。も
っともデッドスペースがあっても特段の問題は生じない
し、また前記第４図のように各筒体をオリフィスの個数
を除いて同一寸法に形成するときには、わざわざＭ≧２
とする必要はない。

上記第３実施例では、第１要素弁のＭ個のサブ流路を１
つのグループとして、各グループを同一に形成すれば良
く、グループ内のＭ個のオリフィス孔については口径が
異なってもよい。しかし各オリフィス孔をすべて同一に
形成すればドリルは１本で足りることとなり、製造容易
となる。またオリフィス孔は必ずしも筒体の底面に設け
る必要はなく、筒体の側面、又は筒体の底面と側面との
双方に設けてもよい。

（実施例４） 次に第１０図は本発明の第４実施例に係る第２要素弁の
縦断面図であり、第１１図は該実施例における筒体の底
面図である。この実施例では各要素弁の筒体６は孔１４
を有し、該孔１４の一部に１個のオリフィス孔１６を有
するオリフィス１５が筒体６と一体に形成されており、
オリフィス孔の口径は従来と同様に、ｒフの等比数列と
なるように形成されているが、オリフィス孔１６には多
孔性材料１７が装着されている。

本実施例ではオリフィス孔１６の口径は各要素弁ごとに
異なるが５０径の相違の影響はオリフィス孔１６に装着
された多孔性材料１７によって除去されるから、このよ
うな構成によっても開度設定に対する流量の線形性を向
上することができる。

なお多孔性材料１７に代えて、第１２図に示すようにオ
リフィス孔１６の厚さとほぼ同じ厚さを有する網目材料
１８を、オリフィス孔１６に装着することもでき、この
ような構成によってもオリフィス孔の口径の相違の影響
は網目材料によって除去されるから、開度設定に対する
流量の線形性を向上することができる。

（実施ＩＩＡ５） 次に第１３図は本発明の第５実施例に係る第２要素弁の
縦断面図であり、上記第４実施例の多孔性材料１７をオ
リフィス孔１６の下面に固定したものであり、このよう
な構成によれば多孔性材料１７の外径を精密に製造する
必要がなくなる。なお多孔性材料１７はオリフィス孔１
６の上面に固定することもできるし、網目材料をオリフ
ィス孔１６の下面又は上面に固定することもできる。

すなわち先に述べたようにデジタルバルブの流入口と流
出口とを逆転させて、弁体３側から筒体６側に流体が流
れるように用いることができ、そのようにしてデジタル
バルブを用いるときには、この第５実施例における多孔
性材料又は網目材料は、オリフィス孔１６の上面に取付
けて、脱落を防止するのが好ましい。

なお上記第４及び第５実施例では、オリフィス孔は従来
と同様に。／Ｖの等比数列に形成されていたが、先ず第
１実施例のように大径のオリフィス孔を複数の小径のオ
リフィス孔に置き換えて、流量の線形性を一定限度向上
させ、しかる後この第５実施例のようにオリフィスの下
面に多孔性材料を配して、流量の線形性の完全を期する
としてもよい４ また上記第５実施例において、第１４図に示すように１
．／Ｎの等比数列に形成したオリフィス孔を有するオリ
フィス板１９を多孔性材料１７の上面に固定し、該オリ
フィス板１９の上面を筒体６の下端面に固定することも
でき、このような構成によればオリフィス板１９の口径
のみを精密に製造すれば足りることとなる。

同様の考えは上記第１、第３及び第４実施例にも適用す
ることができ、すなわち筒体とオリフィスとを一体に成
形する代わりに、筒体とオリフィス板とを別体に成形し
た後に、オリフィス板を筒体に固定してもよい。

以上説明した各実施例では、上流側液溜りと下流側液溜
りとの間の隔壁にＮ個の貫通孔を穿設し、該貫通孔にＮ
個の筒体を液密に固定し、該筒体に前記各要素弁の流路
を形成した場合を示したが、隔壁自体に流路を形成する
こともできる。

また以上の各実施例では流路中にオリフィスを配したが
、従来のように比較的長い管路によって流路を形成する
こともできる、しかし流過抵抗を減じる上では上記実施
例のように流路中にオリフィスを配するのが好ましい。

（実施例６） 以上述べた通り、本発明によってデジタルバルブの開度
設定に対する流量はほぼ完全に線形とすることかできる
が、これを実験によって確認した。

第１５図はこの実験装置の説明図であり、蓄圧タンク３
０内のエアは圧力制御弁３１を通過することによってほ
ぼ１．５ｋｇｆ／ａｍ２に制御された後、１次側圧力セ
ンサー３２によって圧力測定され、第１６図に示す供試
オリフィス３３を通過した後、２次側圧力センサー３４
によって圧力測定され、手動弁３５によって流量調節さ
れた後に流量センサー３６によって流量測定される。

供試オリフィス３３としては第１７図のＡからＥに示す
５種のオリフィスを用意した。オリフィスＡ、Ｂ及びＣ
はそれぞれ断面積π＠ｍ２．４πｌｌＩ２及び１６πａ
ｍ２の１個のオリフィス孔を有するオリフィス、Ｄ及び
Ｅは断面積π１Ｉ１１２のオリフィス孔をそれぞれ４個
及び１６個有するオリフィスである。

手動弁３５によって流量を種々変更して得た測定結果よ
り、レイノルズ数ＲｅとＣｖ値（容量係数）とを計算し
、Ｒｅ数に対するＣｖ値をオリフィスタイプをパラメー
タとしてプロットした結果を第１８図に示す。またＲ　
ｅ　＝　６　Ｘ　１０’とＲｅ　＝　２　Ｘ　ｔｏ’と
におけるＣｖ値を第１９図、第２０図及び第２表に示す
。第２表中カッコ内の数値は、オリフィスＡのＣｖ値を
１としたときの倍数であり、同表及び第１９図より各Ｒ
ｅ数について、単孔型のオリフィスＢ、ＣではＣｖ値が
オリフィス孔の断面積に比例していないが、第２表及び
第２０図より本発明による集積型オリフィスＤ、Ｅでは
、Ｃｖ値がオリ第２表（Ｃｖ値） フィス孔の断面積の総和に比例していることが解る。ま
たＣｖ値がＲｅ数によらずに一定していることも解る。

［発明の効果］ 本発明によってデジタルバルブの開度設定に対する流量
は、はぼ完全に線形とすることができる。

また請求項１から６の構成、及び請求項１から６に係る
請求項１０の構成とするときには、必要なドリルの本数
を最小限１本とすることができるから、デジタルバルブ
の要素弁の流路を精度良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る第２要素弁の縦断面図
、第２図は該実施例における第１要素弁から第４要素弁
までの筒体の底面図、第３図は本発明における開度設定
に対するデジタルバルブ全体の流量の関係を示す図、第
４図は別の実施例における筒体の底面図、第５図は更に
別の実施例に係る第４要素弁の縦断面図、第６図は第５
図中Ａ−Ａ断面図、第７図は更に別の実施例に係る第４
要素弁の縦断面図、第８図は第７図中Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ
断面図、第９図は更に別の実施例における筒体の底面図
、第１０図は更に別の実施例に係る第２要素弁の縦断面
図、第１１図は該実施例における筒体の底面図、第１２
図は更に別の実施例における筒体の底面図、第１３図は
更に別の実施例に係る第２要素弁の縦断面図、第１４図
は更に別の実施例に係る第２要素弁の縦断面図、第１５
図は実験装置の系統図、第１６図と第１７図とは供試オ
リフィスのそれぞれ断面図と正面図、第１８図から第２
０図は実験結果を示した図、第２１図は従来のデジタル
バルブの縦断面図、第２２図は従来例における開度設定
に対するデジタルバルブ全体の流量の関係を示す図であ
る。 １・・・バルブ本体　　　２・・・駆動機構　　３・・
・弁体４・・・プランジャー　　５・・・ソレノイド　
６・・・筒体７・・・孔　　８・・・上流側液溜り　９
・・・下流側液溜り１０・・・流入口　　　１１・・・
流出口　　１２・・・○リング１３・・・隔壁　　　　
１４・・・孔　　　　１５・・・オリフィス１６・・・
オリフィス孔　　　　　　　１７・・・多孔性材料１８
・・・網目材料　　　２０・・・スプリング２１・・・
オリフィス板　３０・・・蓄圧タンク３１・・・圧力制
御弁　　３２　、３４・・・圧力センサー３３・・・供
試オリフィス　　３５・・・手動弁３６・・・流量セン
サー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）流入口に連通する上流側液溜りと流出口に連通す
   る下流側液溜りとを隔壁を介して対向配置し、前記上流
   側液溜りと下流側液溜りとを連通・閉塞するＮ（Ｎ≧２
   ）個の要素弁を前記隔壁に設け、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要
   素弁の流路の最小断面積を第１要素弁の流路の最小断面
   積の２＾ｍ＾−＾１倍としたデジタルバルブにおいて、 前記第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流路を、各々第ｍ（１
   ≦ｍ＜ｎ）要素弁の流路の最小断面積と同一の最小断面
   積を有する２＾ｎ＾−＾ｍ個のサブ流路の集積によって
   形成したことを特徴とするデジタルバルブ。
2. （２）前記第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要素弁の流路を、各々第
   ｍ（１≦ｍ＜ｎ）要素弁の流路と同一の２＾ｎ＾−＾ｍ
   個のサブ流路の集積によって形成した請求項１記載のデ
   ジタルバルブ。
3. （３）前記第ｍ要素弁の流路と、第ｎ要素弁の２＾ｎ＾
   −＾ｍ個のサブ流路の各々とを、オリフィスによって形
   成した請求項１又は２記載のデジタルバルブ。
4. （４）前記第１要素弁の流路をＭ（Ｍ≧２）個のサブ流
   路の集積によって形成し、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要素弁の
   流路を、第１要素弁のＭ個のサブ流路を２＾ｎ＾−＾１
   個集積したＭ×２＾ｎ＾−＾１個のサブ流路によって形
   成した請求項１記載のデジタルバルブ。
5. （５）前記第１要素弁の流路をＭ（Ｍ≧２）個の同一の
   サブ流路の集積によって形成し、第ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）要
   素弁の流路を、第１要素弁のサブ流路と同一のＭ×２＾
   ｎ＾−＾１個のサブ流路によって形成した請求項４記載
   のデジタルバルブ。
6. （６）前記第ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）要素弁のＭ×２＾ｎ＾−
   ＾１個のサブ流路の各々を、オリフィスによって形成し
   た請求項４又は５記載のデジタルバルブ。
7. （７）流入口に連通する上流側液溜りと流出口に連通す
   る下流側液溜りとを隔壁を介して対向配置し、前記上流
   側液溜りと下流側液溜りとを連通・閉塞するＮ（Ｎ≧２
   ）個の要素弁を前記隔壁に設け、ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）番目
   の要素弁の流路の最小断面積を１番目の要素弁の流路の
   最小断面積の２＾ｎ＾−＾１倍としたデジタルバルブに
   おいて、 各要素弁の流路断面積が最小となる部分に、多孔質材料
   もしくは網目材料を装着したことを特徴とするデジタル
   バルブ。
8. （８）前記各要素弁の流路断面積が最小となる部分を、
   オリフィスによって形成した請求項７記載のデジタルバ
   ルブ。
9. （９）流入口に連通する上流側液溜りと流出口に連通す
   る下流側液溜りとを隔壁を介して対向配置し、前記上流
   側液溜りと下流側液溜りとを連通・閉塞するＮ（Ｎ≧２
   ）個の要素弁を前記隔壁に設け、ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）番目
   の要素弁の流路の最小断面積を１番目の要素弁の流路の
   最小断面積の２＾ｎ＾−＾１倍としたデジタルバルブに
   おいて、 各要素弁の流路断面積が最小となる部分をオリフィスに
   よって形成し、該オリフィスの上面又は下面に、多孔質
   材料もしくは網目材料を固定したことを特徴とするデジ
   タルバルブ。
10. （１０）前記隔壁にＮ個の貫通孔を穿設し、該貫通孔に
    Ｎ個の筒体を液密に固定し、該筒体に前記各要素弁の流
    路を形成した請求項１から９のいずれかに記載のデジタ
    ルバルブ。