JPH0246376A - 流量制御弁 - 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） 本発明は吐出量を切換えることのできる流量制御弁に関
する。

（従来技術） ガソリンスタンド等で用いられている満タンになるまで
自動的に給液する給液機及びプリセット給液機では、給
液に応じて流量を切換えて給液できる弁が要求されでい
る。

このような流量の切換えを弁によって行なう技術は、工
作機械のサイクルクイム短縮手段等において利用されて
いるが（例えば日刊工業新賞社発行「油圧教本」１ｏ２
．１０３頁譬照）、これらには、３位冨切換弁のほかに
幾つかの流量制御弁が必要となって、設備がかなり複雑
で高価なものになるほか、大量の給液を行なうようなも
のには適用できないといった問題を有している。

このような問題を解消するため、本出願人は、弁体背面
の液室に、給液管路の上流側と下流側に連通する導液通
孔と排液通孔を設（プるとともに、導液通孔と排液通孔
に独立して各通孔を開閉することのできる弁を配設して
、この弁を操作することにより液室内の圧力を変えて弁
体の開度を変えることのできる流量制御弁を提案した。

（解決すべき課題） これによれば、単一の弁体をもって大流量から小流量ま
での吐出量を設定することができるが、それでも給液製
画のように吐出量の幅が広いものに適用するには小流量
における安定性が低いという不都合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、小流量から大流量に至る
流量を確実に設定することができる新規な流量制御弁を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明はかかる目的を達成するための流量制
御弁として、弁体背面の液室に、給液管路の上流側と下
流側に連通する導液通孔と排液通孔を設けるとともに、
導液通孔と上記排液通孔に、独立して該各通孔を開閉す
べく作動する弁を配設するとともに、上流側と下流側を
隔てる部分を最低流量が設定された側路により連通して
、前記弁を操作することにより液室内の圧力を変えて弁
体の開度を変えて流ｊｌを変更するとともに、最低流量
の設定は側路により行なうようした。

（実施例） そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したものであって、図中
符号２は給液管３の一部に配設した流量制御弁１として
の主弁で、この主弁２は、猾述する弁座穴８ａに対向す
る面には先端側が段階的に細くなる直径ｒｌ、ｒ２を有
するとともに、段差部ｄ＋　、ｄｚを有する複数の段差
部２ａ、２ｂが形成されでおり（第２図）、またその背
面と蓋４との間に設けたスプリング５の押圧力と、導液
通孔１１を介して背面の液圧室７に作用する管路上流側
の静圧を受けて弁座穴８ａに対向して常時弁座８に着座
するように構成されている。

一方この主弁２を摺動自在に挿通した弁本体１０側には
、給液管３の上流側に連通する導液通孔１１と、給液管
３の下流側に連通する排液通孔１５が設けられ、各通孔
１１．１５には各通孔１１．１５を開閉する第１電磁弁
１３及び第２電磁弁１７が設けられている。

図中符号１９は、側路で、主弁２により流入側と流出側
を隔てる壁部７］に通孔を穿設し、これの流体抵抗を所
望とする最低流量となるように設定しで構成されている
。

なお、図中符号６は主弁２に設けたバッキング、１４．
１８は導液通孔１１と排液通孔１５に設けた流量調整用
のネジ弁をそれぞれ示している。

つぎに、このように構成された流量制御弁１の開閉動作
を第１図及び第３図によって説明する。

全開動作（第３図（ａ）） 第１及び第２の各電磁弁１３．１７がそれぞれ導液通孔
１１及び排液通孔１５を閉塞し、かつ主弁２が弁座８に
当接して給液管３を閉止している第１図の状態のもとで
図示しない給液ポンプを作動し、ついで第２電磁弁１７
に通電すると、電磁弁１７は排液通孔１５を開いて主弁
２背面の液圧室７と給液管３の下流側を連通状態にする
。このため、液圧室７内の液は給液管３の下流側に流出
し、これに伴って主弁２は上流側の液の圧力を受けて限
界点まで上昇し、管路を全開して最大流量を設定するこ
とになる（第３図（ａ　））。

開度調節動作（第３図（ｂ）乃至（ｅ））上記した全開
状態から開度を絞るには第２電磁井１７を消勢し排液通
孔１５を閉じて下流側との連通を断つ一方、第１電磁弁
１３に通電し、導液通孔１１を開放して給液管３の上流
側と液圧室７を連通状態にする。これにより主弁２は液
圧室７内の圧力上昇により下降を開始する（第３図（ｂ
））、所定の流量を設定する段差部２ｂが弁座穴８ａに
到達したら、その時点で第１電磁弁１３への通電を断っ
て導液通孔１１を閉塞する。これにより、液圧室７内は
導液通孔１１を閉じた時点の圧力により主弁２の段差部
２ｂを弁座穴８ａに挿入した状態を保つ（第２図（Ｃ）
）、これにより、実質的に段差部２ｂと弁座穴８ａとの
隙間により規定される開口でもって流量が決定される。

そしてこの絞った状態からさらに吐出量を絞るには、再
度第１電磁弁１３を付勢しで導液通孔１１を開く（第３
図（ｄ　））、これにより液圧室７内の液圧上昇により
主弁２が降下して大径側の段差部２ａが弁座穴８ａに移
動する。この時点で第１の電磁弁１３への通電を断って
導液通孔１１を閉塞する。これにより、主弁２は、大径
の段差部２ａを弁座穴８ａに挿入した状態で停止して第
３の流量を設定することになる（第３図（ｅ）。

ところで、これらの段差２ａ、２ｂは、弁座方向に対し
て一定の段差部ｄ＋　　ｄｚ１８：有するから、この長
さｄ８、ｄ２の範囲内に弁座の移動が収まっていさえす
れば、弁座穴８ａは段差部２ａ、２ｂにより実質的に絞
られることになるから、主弁２の移動精度に裕度をもた
せることができる。

閉止動作（第１図） そして最後に主弁２を閉じるには、第１電磁弁１３を付
勢し導液通孔１１を開放したままにすれば、液圧室７内
の液圧により主弁２は弁座８に当接するまで下降して弁
座８を閉塞する。これにより、上流側と下流側とは側路
１９によってのみ連通され、この側路１９により決る最
低流量が設定される。これにより、安定した做小流量に
より液を供給することができる。なお、液の供給を停止
する場合は、例えば給液装置にあっては、流出口側に接
続されている給液ノズル２７の主弁４９を閉塞すること
により行うことができる（第５．６図）。

ところで、第４図は上述した流量制御弁１を用いた計量
製雪の一例を示したもので、制御装置２ｏにより制御を
受けるモータ２１で駆動される給液ポンプ２２からノズ
ルに到る給液管２４には、その上流側から流量計２５、
上記した流量制御弁１、ノズルホース２６、給液ノズル
２７が順に配設され、また制御装Ｍ２０には、流量計２
５に接続した流量パルス発信器２８からのパルス信号と
、キーボード上のプリセット釦２９により設定された給
液量に相当する信号と、ノズルスイッチ７０からの各信
号が入力し、また制御装Ｍ２０から出力した信号は、上
記した第１、第２の電磁弁１３．１７と、流量及びプリ
セット量を表示する表示器３１へ出力するように構成さ
れている。

第５．６図は、上述した流量制御弁１を適用するのに好
適な給液ノズルの一実施例を示すもので、給液ノズル２
７は、大別して筒先部４０と筒胴部４１と握り部４３と
によって構成されており、筒先部４０には、一端が筒先
部４０の先端付近に開口した空気流路管４４が挿入され
ていて、その他端は筒胴部４］に設けたチエツク弁４５
の負圧発生部４６と、自動閉弁機構４７の負圧室４８内
に開口している。このチエツク弁４５は、これと主弁４
９とにより形成される液室５ｏと、筒先部４０とを連通
させるとともに、給液時にチエツク弁４５自体の開弁動
作を阻害しない程度の径を持つ小径の細孔５］が設けら
れている。

一方、上記した筒胴部４１には、その側面に計量装百内
の給液ポンプ２２（Ｍ４図）に連通するホース２６の端
部が結合し、ここから筒先部４０へ達する流路には、弁
杆５２を介してスプリング５３により常時流路を閉塞す
るよう付勢された主弁４９が配設されでおり、またこの
筒胴部４１の側面には、負圧室４８内に生じた負圧によ
りダイヤフラム５４を変形させて主弁４９を閉止する自
動閉弁機構４７が設けられている。この自動閉弁機構４
７は周知のように、空気流路管４４の筒先部４０先端に
位冨する開口端４４ａがタシク内の液により塞がれた際
主弁４９を閉鎖するよう作動するもので、空気流路管４
４と連通する負圧室４８には、常時バネ５５により外方
へ付勢されたダイヤフラム５４が張設され、このダイヤ
フラム５４には、特公昭５１−２７８８５号公報に見ら
れるような口字状をなす駒５７が固設されていて、この
駒５７の長孔内で摺動する２本のビン５８１Ｆｒ弁杆５
２の一部に設けた切欠き５９内に位Ｍさせた上、弁杆５
２内に挿通したブツシュロッド６０の凹部に係脱させる
ことにより、弁杆５２とブツシュロッド６ｏを接離させ
るように構成されている。上記したブツシュロッド６ｏ
は、その後端に作用するスプリング６２によって常時レ
バー６３を前向きに付勢するようその背面に当接してい
て、一端をビン６４により回動可能に枢支されたレバー
６３を引くことによりブツシュロッド６０をスプリング
６２に抗して図中右方へ移動し、ビン５８を介してこれ
と結合した弁杆５２、主弁４９を伴って流路を開放する
ように構成されでいる。

ところで、上記した筒胴部４１にはチエツク弁４５の上
流側に主弁４９と当接して流路を閉塞する弁座６５が摺
動可能に配設されている。この弁座６５は上記した一般
的な弁座機能のほかに、液面検知によりブツシュロッド
６０から外されてここに当接した主弁４９を、その後の
給液停止に伴って生じた液圧からの開放により主弁４９
を図中右方へ前進動させ、再びビン５８を介してこれを
ブツシュロッド６０に結合させる機能を有するもので、
この弁座６５の背面には、スプリング５３の付勢力に抗
して主弁４９を図中右方へ移動させる１こ足る圧縮スプ
リング６６の付勢力が作用している。

なあ、図中符号６７は弁座６５の右方移動の限界点に設
けたストッパ、６８はレバー６３を引いた位置で保持す
るための掛金を示している。

つぎに、前述した流量制御弁を用い満タン給液をする場
合における上記給液ノズルの動作をＭ７図に基づいで説
明する。

給液ノズル２７が計量装置のノズル掛ケに掛けられてい
る状態、つまり、給液ポンプ２２が停止し、かつレバー
６３が操作されていない状態のもとでは、第７図（ｉ）
に示したように、筒胴部４１内に摺動自在に組付けられ
た弁座６５は、その背面に作用するスプリング６６の付
勢力によりストッパ６７に当接する位置まで図中右方へ
前進動している。このため、スプリング５３に付勢され
て弁座６５に当接している主弁４９も図中右方へ押戻さ
れ、この間に、弁杆５２の切欠き５９内に位置するビン
５８は、ブツシュロッド６０の凹部５９に係合して弁杆
５２とブ・ンシュロツド６０を結合させる。

この状態のもとで、例えば自動車の燃料タンク内にガソ
リンを充填すべくノズル掛けから給液ノズル２７を外す
と、ノズルスイッチからの信号により制御装置２０内の
計数手段はリセ・ントされて表示器３１を零にし、これ
と同時にポンプモータ２１は給液ポンプ２２を駆動する
。

今の場合には、流量制御弁１の主弁２が閉塞されている
から（第１図）、ポンプ２２により送られできた液は、
側路１９を経由してノズル２７に流れ込む、このため、
スプリング６６に付勢されて前進位置（図中右方＞１ｆ
ｒ占めていた弁座６５は、給液ポンプ２２からの液圧を
受けて主弁４９を当接させたまま後退する（第７図（１
ｉ））。

つぎ１こ筒先部４０を自動車の燃料タンクの給液口に挿
入してレバー６３を引き、その位置で掛金６８に係止す
ると、レバー６３１こ押されたブツシュロッド６０はビ
ン５８を介して結合一体となした弁杆５２を図中右方へ
引戻して主弁４９を開く（第７図（ｉｉｉ））　、この
とき主弁１の側路１９から微少流量、例えば毎分７Ｊ２
で液が流れる（第８図工）、この流量で少し給液された
稜に流量制御弁１のンレノイド１７を付勢して排液通路
１５を開いて主弁２を全開にすると、例えば毎分４５β
の吐出量をもって通常の給液が開始され（第３図ａ、ｌ
！８図■）、これに伴って流量パルス発信器２８から出
力したパルスは逐次計数手段により積算されて表示器３
１に給液量として表示される。

給液ポンプ２２から送られてきた液をチエツク弁４５の
負圧発生部４６から筒先部４０へと導いた上、ここから
タンク内に供給する。言うまでもなく、細孔５１の径が
小さいため、主弁４９を経由した液の圧力により十分に
開弁することができる。そして、このようにして給液が
開始されると、チエツク弁４５の負圧発生部４６にはベ
ンチュリー効果により負圧が生じ、ここに開口した空気
流路管４４の内部を負圧にするが、空気流路管４４の筒
先部４０側開口端４４ａは大気中にあって空気を吸引し
ているため、管４４内はこの時点で常圧となっている。

このよう１こして、１（ｌ程度給油されると制御装置２
０から信号が出て、第２２！ｌ磁弁１７を閉塞した状態
で、第１電磁弁１３に微少時間駆動電流を流す、これ（
こより、第１電磁弁１３は瞬間的に開き、そして閉じる
。これにより液室内７の液体が少量増加することになっ
て、主弁２が弁座８側に移動する。これによりの段差部
２ｂと弁座穴８ａとの径の差で決る流量、例えば３５β
／分の流量に絞られることになる第３図Ｃ，第８図ＩＩ
Ｉ）、この流量絞り動作により流入量が低下してタンク
からの吹返しが防止される。

引続く給液によりタンク内の液面レベルが上昇し、やが
て筒先部４０の開口端４４ａが液面上のアワにより閉塞
されると、空気流路管４４と連通している負圧室４８内
は、負圧発生部４６での負圧作用を受けて負圧となり、
この負圧によりバネ５５に抗してダイセフラム５４を図
中上方に吸弓し、これと一体となった駒５７を引上げて
ビン５８をブツシュロッド６０の凹部５９から外す。

これにより、どン５８による拘止を解かれた弁杆５２は
どン５８を伴いつつ自己に作用するスプリング５３の付
勢力により図中左方へ移動し、主弁４９を弁座６５に当
接させて閉止して給液を停止する（第７図（１Ｖ））。

そしてこの状態になると、制御装Ｍ２０は第１の電磁弁
１３を開き主弁２を閉塞させ（第１図）、ついでポンプ
モータ２１を停止させる。このため、液圧を解かれた弁
座６５は、スプリング６６の付勢により主弁４９を押し
やりながら図中右方へ前進動し、その終端において再び
ビン５８を介して弁杆５２とブツシュロッド６ｏとを結
合させようとする。この過程において弁座６５の移動に
伴なって液室５ｏが拡大するため、ここに負圧が発生し
ようとするが、チエ・ンク弁４５の細孔５１ｖ！介して
筒先部４０がら空気が供給されるため、過度な圧力低下
を引き起すことなく、弁座６５はスムーズにビン５８を
介して弁杆５２とブツシュロッド６０とを結合させる位
置まで前進動を行なうことができる（第７図（ｖ　））
。

ついでこの状態から予め設定された時間、すなわちアワ
が消えるまでの２〜３秒の時間が経過すると、制御装置
２０によりポンプモータ２１が再び作動させられる。こ
れにより、流量制御弁１の側路１９から液がノズル２７
に流れ込み、筒胴部４１内に流入した液は、スプリング
６６に抗して弁座６５を図中左方へ後退させ、主弁４９
と弁座６５とをｌ１間させて再び給液動作に入らせる（
第７図（ｉｉｉ）　　第８図工°）、この再給油が行な
われる段階では、すでに満タンに近いので、しばらくす
ると流量制御弁１の主弁２を小流■、例えば２０１７分
となるように第２電磁弁１７に制御装Ｍ２０は微少時間
駆動電流を流しく第３図ｅ、第８図■）、第１の段差２
ａに設定させて給液を行なう（第３図ｅ、第４図ＩＩＩ
）。

そしてこの給液再開動作の復、再び空気流路管４４の筒
先部４０側開口端４４ａがアワにより閉ざされ、これと
ともに作動した自動閉弁機構４７が主弁４９を閉じて給
液を停止し、ポンプモータを停止し、また流量制御弁１
の主弁２を閉塞させる（第１図）、そして２〜３秒後に
ポンプモータが再び作動させられ、上述の工程と同様に
して側路１９からノズル２７に給液が行なわれるが、こ
の段階では、はぼ満タンであるので、主弁２を開くこと
なく、側路１９だけによる給液を行ない（第８図１　”
’）、給液量に端数が無くなったときに制御手段２０は
タンク内が満タンになったものと見なしポンプモータ２
１を停止させて全ての給液動作を終了する。

なお、プリセット給液の場合は、所望量をプリセット釦
２９より入力して給液を行なえば、給液量に応じて制御
装置１２０からの信号により流量制御弁１の第１、第２
の電磁弁１３．１７は開閉し、設定量でポンプモータ２
］から停止して給液が終る。

第９図、第１０図は、上述した側路の第２．３実施例を
示すものであって、図中符号７０は、側路で、主弁の段
差部２ａ、２ｂから、主弁２の側方の上流側に連通する
細孔を穿設して形成したものであり、また第１０図は、
上流側と下流側を隔てる！７２を細管により接続して側
路７１としたものである。

なお、この実施例においては、流量制御弁１の電磁弁１
３．１７への通電時間により主弁の移動量を制御しでい
るが、一定幅を有するパルスの個数を制御するようにし
ても同様の作用を奏することは明らかである。

また、この実施例においては、供給すべき液体の圧力を
積極的に利用して主弁２を移動させているが、管路を圧
縮気体源等の他の圧力源に接続したり、また主弁２を電
磁弁等の機械的駆動手段に接続して直接移動させるよう
にしても同様の作用を示すことは明らかである。

ざらに、上述の実施例においては段差部を２つとしたが
１もしくは３以上であっても同様の作用を奏することは
明らかである。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、流入側と流出側を連
通させる側路を設けたので、小流量吐出時１こ安定した
流量が得られる流量制御弁となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流量制御弁の断面図、
第２図は主弁の段差部を示す拡大図、第３図は（ａ）乃
至（ｅ）はその各動作を示す図、第４図は上記流量制御
弁を用いた給液装置の一例を示す図、第５．６図は上記
流量制御弁１こ適した給液ノズルの一例を示す断面図、
Ｍ７図は同上給液のノズルの動作を示す説明図で、第８
図は満クン給油時の流量を示す図、および第９．１０図
は本発明の流量制御弁の他の実施例を示す断面図である
。 １・・・・流量制御弁 ２ａ、２ｂ・・・・段差部 ７・・・・液圧室 １３・・・・第１電磁弁 １７・・・・第２電磁弁 ７ｏ、７１・・・・側路 ２・・・・主弁 ３・・・・給液管 ］１・・・・導液通孔 １５・・・・排液通孔 １９・・・・側路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁体背面の液室に、給液管路の上流側と下流側に連通
   する導液通孔と排液通孔を設けるとともに、上記導液通
   孔と上記排液通孔に、独立して該各通孔を開閉すべく作
   動する弁を配設するとともに、上流側と下流側を隔てる
   部分を最低流量が設定された側路により連通させてなる
   流量制御弁。