JPH03103683A - 比例流量弁 - Google Patents
比例流量弁Info
- Publication number
- JPH03103683A JPH03103683A JP2234620A JP23462090A JPH03103683A JP H03103683 A JPH03103683 A JP H03103683A JP 2234620 A JP2234620 A JP 2234620A JP 23462090 A JP23462090 A JP 23462090A JP H03103683 A JPH03103683 A JP H03103683A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- tube
- pressure
- proportional flow
- pressure member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 18
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
- F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気ソレノイド・アクチュエークによって作動
する弁、一層詳しくは、この形式の比例流量弁に関する
。
する弁、一層詳しくは、この形式の比例流量弁に関する
。
比例流量弁というのは、弁を通る流体の流量をアクチュ
エータのソレノイドに加えられる電流の量に比例させて
弁を制御するものである。この形式の構造では、アクチ
ュエータは線形に作動する。すなわち、ソレノイド接極
子の発生する力がソレノイドに加えられる電流に正比例
する、その結果、ソレノイド接極子は、弁部材を弁座に
向かって常時押圧している閉鎖ばねに抗して線形に作動
する。こうして、弁部材が弁座から離れるように動かさ
れる距離がソレノイドに加えられる電流の量に比例する
ことになる。
エータのソレノイドに加えられる電流の量に比例させて
弁を制御するものである。この形式の構造では、アクチ
ュエータは線形に作動する。すなわち、ソレノイド接極
子の発生する力がソレノイドに加えられる電流に正比例
する、その結果、ソレノイド接極子は、弁部材を弁座に
向かって常時押圧している閉鎖ばねに抗して線形に作動
する。こうして、弁部材が弁座から離れるように動かさ
れる距離がソレノイドに加えられる電流の量に比例する
ことになる。
比例流量弁は混合作用や測定作業に用途を見出す。たと
えば、比例流量弁を用いて、異種のガソリンを正確に混
合して所望の特性、たとえば、特別のオクタン価を得る
ことができる。また、比例流量弁を用いて弁を徐々に開
き、流体(たとえば、天然ガス)の流れを制御しながら
ゆっくりと開始させ、その後に、弁を完全に開くことが
できる。
えば、比例流量弁を用いて、異種のガソリンを正確に混
合して所望の特性、たとえば、特別のオクタン価を得る
ことができる。また、比例流量弁を用いて弁を徐々に開
き、流体(たとえば、天然ガス)の流れを制御しながら
ゆっくりと開始させ、その後に、弁を完全に開くことが
できる。
代表的には、ソレノイド・アクチュエータに加えられる
電力は急速ばるす化直流であり、電流の量はパルスの「
オン」、「オフ」時間の長さに応じて変化する。
電力は急速ばるす化直流であり、電流の量はパルスの「
オン」、「オフ」時間の長さに応じて変化する。
本発明の目的は、圧力部材が入口流体圧力を受けて弁を
閉ざそうとする入口流体圧力の効果とつり合い、次いで
、ソレノイド・アクチュエータが弁閉鎖用ばねに抗して
作動して弁部材の位置、それ故、弁を通る流体の流量を
調節する比例流量弁を提供することにある。
閉ざそうとする入口流体圧力の効果とつり合い、次いで
、ソレノイド・アクチュエータが弁閉鎖用ばねに抗して
作動して弁部材の位置、それ故、弁を通る流体の流量を
調節する比例流量弁を提供することにある。
本発明の別の目的は、ソレノイド・アクチュエータの故
障の場合、ならびに、弁閉鎖用ばねの破損の場合でも、
弁が入口流体圧力で閉じることになるフエイルセイフ式
比例流量弁を提供することにある。
障の場合、ならびに、弁閉鎖用ばねの破損の場合でも、
弁が入口流体圧力で閉じることになるフエイルセイフ式
比例流量弁を提供することにある。
本発明のまた別の目的は、圧力部材を加圧するための、
入口ポートからの流体の流量を制御するパイロット弁を
包含する上記形式の弁を提供することにある。
入口ポートからの流体の流量を制御するパイロット弁を
包含する上記形式の弁を提供することにある。
本発明のまたさらに別の目的は、単一の中空弁軸が、(
1)パイロット弁および主弁の両方を開くようにソレノ
イド接極子の動きを伝えるように作用し、(2)圧力部
材の動きを主弁に伝えるように作用し、(3)弁入口ポ
ートから圧力部材へ高圧流体を流す流路を提供するよう
に作用する上記形式の弁を提供することにある。
1)パイロット弁および主弁の両方を開くようにソレノ
イド接極子の動きを伝えるように作用し、(2)圧力部
材の動きを主弁に伝えるように作用し、(3)弁入口ポ
ートから圧力部材へ高圧流体を流す流路を提供するよう
に作用する上記形式の弁を提供することにある。
本発明の他の特徴および利点は以下の添付図面を参照し
ての説明から明らかとなろう。
ての説明から明らかとなろう。
第l図を参照して、本発明を説明すべく選んだ比例流量
弁13は、流体入口ポート44、流体出口ポート45お
よび主オリフィス49(第4図)を囲んでこれらのポー
ト間に設けた主弁座とを有する弁体を包含する。弁体1
7には適当な留め具(図示せず)によってボンネット4
7が取り付けてあり、このボンネットと弁体の間の漏洩
防止結合をシール48が行っている。
弁13は、流体入口ポート44、流体出口ポート45お
よび主オリフィス49(第4図)を囲んでこれらのポー
ト間に設けた主弁座とを有する弁体を包含する。弁体1
7には適当な留め具(図示せず)によってボンネット4
7が取り付けてあり、このボンネットと弁体の間の漏洩
防止結合をシール48が行っている。
弁体17を取り囲んでソレノイド・アクチュエータ9が
設けてある。このアクチュエータは、非導電性非磁性材
料で作ったスブールl1に巻き付けた導電性ワイヤ10
のコイルを包含する。コイルを付勢するための電流源に
接続すべく適当な端子(図示せず)が設けてある。
設けてある。このアクチュエータは、非導電性非磁性材
料で作ったスブールl1に巻き付けた導電性ワイヤ10
のコイルを包含する。コイルを付勢するための電流源に
接続すべく適当な端子(図示せず)が設けてある。
非磁性材料のコア・チューブ12がコイル10、スプー
ルll内に設置してある。コア・チューブ12は、その
中間部で段付き形態となっており、下部12aがスプー
ル11内に密着嵌合しており、上部L2bがスブールか
ら半径方向内方に隔たつ,ている。コア・チューブの上
部12bはコイル1oを越えて上方へ突出しており、そ
の上端を頂壁12cで塞がれている。コア・チューブl
2の下端は外方へ突出するフランジ12dで終わってい
る。参照符号12a〜!2dで示す、コア・チューブ1
2のすべての部分は、好ましくは、適当な非磁性金属の
ような単一の材料片で形成される。
ルll内に設置してある。コア・チューブ12は、その
中間部で段付き形態となっており、下部12aがスプー
ル11内に密着嵌合しており、上部L2bがスブールか
ら半径方向内方に隔たつ,ている。コア・チューブの上
部12bはコイル1oを越えて上方へ突出しており、そ
の上端を頂壁12cで塞がれている。コア・チューブl
2の下端は外方へ突出するフランジ12dで終わってい
る。参照符号12a〜!2dで示す、コア・チューブ1
2のすべての部分は、好ましくは、適当な非磁性金属の
ような単一の材料片で形成される。
コア・チューブ12の下部12a内には、磁性材料の固
定した接極子またはプラグナット15がある。プラグナ
ットの下端は外方突出のフランジ15aを備え、このフ
ランジはコア・チューブ12のフランジ12dの下に位
置する。フランジ12d、15aに設けた孔をボルト1
6が貫いており、コア・チューブおよびプラグナットを
相互に固着しており、ボルトは弁13の弁体l7に螺合
している。プラグナット15の下面および弁体17の上
面は、間にチャンバ21を構成するような形状となって
いる。
定した接極子またはプラグナット15がある。プラグナ
ットの下端は外方突出のフランジ15aを備え、このフ
ランジはコア・チューブ12のフランジ12dの下に位
置する。フランジ12d、15aに設けた孔をボルト1
6が貫いており、コア・チューブおよびプラグナットを
相互に固着しており、ボルトは弁13の弁体l7に螺合
している。プラグナット15の下面および弁体17の上
面は、間にチャンバ21を構成するような形状となって
いる。
磁性材料の円筒形ヨーク18がコイル1・0およびフラ
ンジ12d、15aを囲んでいる。ヨーク18の下端に
は、内向きの肩部19が形成してあり、この肩部はプラ
グナット15のフランジ15aの表面に形成したアンダ
カット20の下に嵌合している。その結果、肩部19は
アンダカット20と弁体17の上面の間に捕らえられ、
ボルトl6がヨーク18をプラグナットおよび弁体に固
着するのに役立つ。
ンジ12d、15aを囲んでいる。ヨーク18の下端に
は、内向きの肩部19が形成してあり、この肩部はプラ
グナット15のフランジ15aの表面に形成したアンダ
カット20の下に嵌合している。その結果、肩部19は
アンダカット20と弁体17の上面の間に捕らえられ、
ボルトl6がヨーク18をプラグナットおよび弁体に固
着するのに役立つ。
ヨークl8の上端には内ねじが切ってあり、この内ねじ
は磁性材料で作ったキャップまたは磁束スリーブ23に
設けた外ねじと協働する。ねじ部分のすぐ上で、キャッ
プ23には外向きのフランジ24が形成してあり、この
フランジはヨークl8の上縁と係合する。キャップ23
のねじ部分からカラー25が延びており、このカラーは
スブールl1とコア・チューブl2の上部12bの間の
スペース内に収容される。フランジ24のレベルより上
方で、キャップはコア・チューブ12の上端を完全に囲
むような形状となっている。明らかなように、プラグナ
ットl5、ヨーク18およびキャップ23はコイル10
を囲む磁気回路を形成する。
は磁性材料で作ったキャップまたは磁束スリーブ23に
設けた外ねじと協働する。ねじ部分のすぐ上で、キャッ
プ23には外向きのフランジ24が形成してあり、この
フランジはヨークl8の上縁と係合する。キャップ23
のねじ部分からカラー25が延びており、このカラーは
スブールl1とコア・チューブl2の上部12bの間の
スペース内に収容される。フランジ24のレベルより上
方で、キャップはコア・チューブ12の上端を完全に囲
むような形状となっている。明らかなように、プラグナ
ットl5、ヨーク18およびキャップ23はコイル10
を囲む磁気回路を形成する。
コア・チューブ12の上部12b内には′、軸線方向に
摺動できるように磁性材料の可動接極子28が装着して
ある。この接極子28には軸線方向の孔29が形成して
あり、この孔は接極子28の上面から接極子28の下端
付近の拡大ボア30まで延びている。プラグナット15
はその上部に対応する拡大ボア3lが形成してある.ボ
ア30、3l内には圧縮ばね32が着座しており、これ
は可動接極子28をプラグナット15から離れるように
上方へ常時押圧している。したがって、コイルlOが消
勢されると、ばね32は接極子28をコア・チューブ1
2の頂壁12c(第1図)に対して保持する。
摺動できるように磁性材料の可動接極子28が装着して
ある。この接極子28には軸線方向の孔29が形成して
あり、この孔は接極子28の上面から接極子28の下端
付近の拡大ボア30まで延びている。プラグナット15
はその上部に対応する拡大ボア3lが形成してある.ボ
ア30、3l内には圧縮ばね32が着座しており、これ
は可動接極子28をプラグナット15から離れるように
上方へ常時押圧している。したがって、コイルlOが消
勢されると、ばね32は接極子28をコア・チューブ1
2の頂壁12c(第1図)に対して保持する。
本発明の目的のためには、任意適当なソレノイド・アク
チュエータが役立つ。上述した特定のアクチュエータは
、本発明者が本願と同じ日に出願した、「ソレノイド・
アクチュエータ」なる名称の出願に一層詳しく記載され
ている。
チュエータが役立つ。上述した特定のアクチュエータは
、本発明者が本願と同じ日に出願した、「ソレノイド・
アクチュエータ」なる名称の出願に一層詳しく記載され
ている。
弁l3に言及すれば、可撓性材料の主,弁部材5lは弁
座46に向かったり、また、そこから離れたり軸線方向
に移動することができる。弁部材5lはニップル52(
第5、6図)によって支持されており、バックアップ・
ワッシャ53を備えている。このワッシャに対して閉鎖
用ばね54が圧力をかけて弁部材51を弁座46に向か
って押圧する。こうして、コイル10が消勢されると、
ばね54が主弁部材5lを主弁座46に押し付けて弁を
閉ざす。
座46に向かったり、また、そこから離れたり軸線方向
に移動することができる。弁部材5lはニップル52(
第5、6図)によって支持されており、バックアップ・
ワッシャ53を備えている。このワッシャに対して閉鎖
用ばね54が圧力をかけて弁部材51を弁座46に向か
って押圧する。こうして、コイル10が消勢されると、
ばね54が主弁部材5lを主弁座46に押し付けて弁を
閉ざす。
弁部材5lの、ワッシャ53と反対の側の面に対して、
カップ状のガイド57が配置してあり、このガイドはニ
ップル52の上端に螺合したなっと58によって所定位
置に固着されている。ガイド57には開口56(第5図
)が穿たれており、したがって、弁部材51が弁座46
から離れるように動かされたとき、入口44からガイド
57の開口56を通って出口ポート45へ流体が流れる
ことができる。
カップ状のガイド57が配置してあり、このガイドはニ
ップル52の上端に螺合したなっと58によって所定位
置に固着されている。ガイド57には開口56(第5図
)が穿たれており、したがって、弁部材51が弁座46
から離れるように動かされたとき、入口44からガイド
57の開口56を通って出口ポート45へ流体が流れる
ことができる。
ニップル52には軸綿方向のボア59(第1、6図)が
形成してあり、このボアはニップルの下部で比較的大き
な直径で、上部で比較的小さい直径となっている。ボア
の大小の直径部分の間は、外向き下方のテーパが付けて
あり、パイロット弁座60を構成している.弾性ボール
61の形をしたパイロット弁部材がパイロット閉鎖用ば
ね62によって弁座50に押圧されている。ばね62の
下端はボア59の下端に固定したリング64に着座して
おり、このリングはそこを通して流体を流すように開い
ている。スリーブ69(第l、6図)がばね62を囲ん
でおり、これは上端でかしめられてばね62の上端と係
合しており、ばねの上端がパイロット弁部材6lにかみ
込んで壊れる可能性を防いでいる。
形成してあり、このボアはニップルの下部で比較的大き
な直径で、上部で比較的小さい直径となっている。ボア
の大小の直径部分の間は、外向き下方のテーパが付けて
あり、パイロット弁座60を構成している.弾性ボール
61の形をしたパイロット弁部材がパイロット閉鎖用ば
ね62によって弁座50に押圧されている。ばね62の
下端はボア59の下端に固定したリング64に着座して
おり、このリングはそこを通して流体を流すように開い
ている。スリーブ69(第l、6図)がばね62を囲ん
でおり、これは上端でかしめられてばね62の上端と係
合しており、ばねの上端がパイロット弁部材6lにかみ
込んで壊れる可能性を防いでいる。
ニップル52のボア59の上部内には、剛性チューブ6
5の下端が軸線方向に摺動自在に収容されている。この
剛性チューブ65は連続した長平方向のボア66を有す
る。チューブ54の底には、いくつかの短い長手方向の
スロット63(第1、6図)が形成してある。ニップル
52の上方で、チューブ65は拡大した外径部を有し、
下向きの肩郎67と、上向きの肩ffl68とを与えて
いる。チューブは肩部68の上方にやや小さい外径部を
有する。チューブ65は弁体17の孔70、プラグナッ
ト15の軸線方向孔71を貫いて摺動自在に接極子28
のボア30内へ延びており、チューブ64の上端はボア
30の頂壁に着座している。ばね32がチューブ65の
上部を囲んでいる。
5の下端が軸線方向に摺動自在に収容されている。この
剛性チューブ65は連続した長平方向のボア66を有す
る。チューブ54の底には、いくつかの短い長手方向の
スロット63(第1、6図)が形成してある。ニップル
52の上方で、チューブ65は拡大した外径部を有し、
下向きの肩郎67と、上向きの肩ffl68とを与えて
いる。チューブは肩部68の上方にやや小さい外径部を
有する。チューブ65は弁体17の孔70、プラグナッ
ト15の軸線方向孔71を貫いて摺動自在に接極子28
のボア30内へ延びており、チューブ64の上端はボア
30の頂壁に着座している。ばね32がチューブ65の
上部を囲んでいる。
ソレノイド・アクチュエータ9が消勢されると(第1図
)、チューブ65の肩部67がニップル52の上端から
上方に隔てられる。0リング・シール72がチューブ6
5の小径部を囲んでおりかつ肩部67と係合している。
)、チューブ65の肩部67がニップル52の上端から
上方に隔てられる。0リング・シール72がチューブ6
5の小径部を囲んでおりかつ肩部67と係合している。
シール72とニップル52の間で,チューブ65は側方
孔73を備えており、この側方孔を通して、チューブの
内部流路66が出口ポート45と連通ずる。
孔73を備えており、この側方孔を通して、チューブの
内部流路66が出口ポート45と連通ずる。
チャンバ2l内でチューブ65の上向きの肩部68上に
はディスク状の支え76が着座しており、この支え上に
はローリング・ダイアフラム77が被せ、てある。この
ダイアフラムは任意適当なゴム状材料で作り得るが、マ
サチュセッツ州、バーリントン市のBellofram
(:arp.から入手できるポリエステル補強ローリ
ング・ダイアフラムが好ましい。
はディスク状の支え76が着座しており、この支え上に
はローリング・ダイアフラム77が被せ、てある。この
ダイアフラムは任意適当なゴム状材料で作り得るが、マ
サチュセッツ州、バーリントン市のBellofram
(:arp.から入手できるポリエステル補強ローリ
ング・ダイアフラムが好ましい。
ダイアフラム77の中央部は支え76上に乗り、環状の
周縁部は弁体17とプラグナット15の間にはさまれて
おり、この周縁部とOリング78が協働して弁体とプラ
グナットの間に漏洩防止シールを与える。ダイアフラム
77の、その中央部と周縁部の間の部分は、支え76の
周縁とチャンバ21の壁との間の環状空間内で折り曲げ
られている。グイアフラム77のすぐ上でワッシャ79
がチューブ65を囲んでおり、スナップ・リング80が
チューブに形成した環状満に着座している。スナップ・
リングと肩部68の協働で、支え76とダイアフラム7
7の中央部がチューブ65に対して固定され、その結果
、ダイアプラムがチューブと一緒に動ける。
周縁部は弁体17とプラグナット15の間にはさまれて
おり、この周縁部とOリング78が協働して弁体とプラ
グナットの間に漏洩防止シールを与える。ダイアフラム
77の、その中央部と周縁部の間の部分は、支え76の
周縁とチャンバ21の壁との間の環状空間内で折り曲げ
られている。グイアフラム77のすぐ上でワッシャ79
がチューブ65を囲んでおり、スナップ・リング80が
チューブに形成した環状満に着座している。スナップ・
リングと肩部68の協働で、支え76とダイアフラム7
7の中央部がチューブ65に対して固定され、その結果
、ダイアプラムがチューブと一緒に動ける。
スナップ・リング80の上方で、チューブ65は側方孔
82を備え、この側方孔を通して、チューブの内部流路
66がダイアフラム77上方のチャンバ2lの領域、す
なわち、ダイアフラムの、主弁部材5lに面する側と反
対の側に露出したチャンバ21の領域と連通ずることが
できる。
82を備え、この側方孔を通して、チューブの内部流路
66がダイアフラム77上方のチャンバ2lの領域、す
なわち、ダイアフラムの、主弁部材5lに面する側と反
対の側に露出したチャンバ21の領域と連通ずることが
できる。
側方孔82の流れ面積はチューブの側方孔73の流れ面
積よりかなり大きくなっている。
積よりかなり大きくなっている。
第l図において、弁13は閉ざされている。すなわち、
主弁部材51が主弁座46と係合し、コイル10は消勢
されている。このコイルが付勢されると、接極子28が
プラグナット15に向かって動き始め、そのときに、チ
ューブ65を下方へ摺動させる。この初期移動時に、す
なわち、肩部67(もっと正確には、シール72)がニ
ツブル52の上端と係合する前に、チューブ65の下端
がパイロット弁部材61と係合し、このパイロット弁部
材をパイロット弁座60から離れるように移動させてパ
イロット弁を開く。
主弁部材51が主弁座46と係合し、コイル10は消勢
されている。このコイルが付勢されると、接極子28が
プラグナット15に向かって動き始め、そのときに、チ
ューブ65を下方へ摺動させる。この初期移動時に、す
なわち、肩部67(もっと正確には、シール72)がニ
ツブル52の上端と係合する前に、チューブ65の下端
がパイロット弁部材61と係合し、このパイロット弁部
材をパイロット弁座60から離れるように移動させてパ
イロット弁を開く。
パイロット弁が開くと(第2図)、人口ポート44から
の高圧流体がパイロット弁を通ってチューブ65の流路
66に流入する。チューブの下端にスロット63が設け
てあるため、パイロツト弁部材61がチューブの端を塞
いでいても、流体は確実に流路に流入できる。流体は流
路66から孔82を通ってダイアフラム77上方のチャ
ンパ2lの領域に流入し、ダイアフラムを加圧する。
の高圧流体がパイロット弁を通ってチューブ65の流路
66に流入する。チューブの下端にスロット63が設け
てあるため、パイロツト弁部材61がチューブの端を塞
いでいても、流体は確実に流路に流入できる。流体は流
路66から孔82を通ってダイアフラム77上方のチャ
ンパ2lの領域に流入し、ダイアフラムを加圧する。
高圧流体を受けるダイアフラム77の面積は主弁オリフ
ィス49の面積にほぼ等しく、チャンバ2l内で流体圧
力によって生じた、ダイアフラムヘの下向きの力は、主
弁部材5lの流体圧力によって生じた正味上向き力と等
しくなり、それと釣り合う。ダイアフラム77がチュー
ブ65と一緒に軸線方向に移動すると、ダイアフラムは
支え76とチャンバ2lの壁の間で折れ曲がる。こうし
て、ダイアフラムは伸びることがなく、高圧流体にさら
される表面積が常に同じに留まる。
ィス49の面積にほぼ等しく、チャンバ2l内で流体圧
力によって生じた、ダイアフラムヘの下向きの力は、主
弁部材5lの流体圧力によって生じた正味上向き力と等
しくなり、それと釣り合う。ダイアフラム77がチュー
ブ65と一緒に軸線方向に移動すると、ダイアフラムは
支え76とチャンバ2lの壁の間で折れ曲がる。こうし
て、ダイアフラムは伸びることがなく、高圧流体にさら
される表面積が常に同じに留まる。
接極子28の継続した下向き移動の結果として、チュー
ブ65がさらに下向きに移動すると、肩部67がニップ
ル52の上端と係合す番.この時点で、パイロット主弁
部材5lは主弁座46から離れるように動かされ、弁を
開き(第3図)、入口ポート44からオリフィス49を
通して出口ポート45へ流体が流れるのを許す。接極子
28がさらに下降すると、弁部材5lが弁座46からさ
らに離れるように移動し(第4図)、それによって、弁
を通しての流体の流量をさらに増大させる。この構成は
次の通りである。接極子28は弁閉鎖用ばね54および
ばね32に向かって作動し、より多くの電流がコイル1
0に供給されるにつれて、接極子28はプラグナットl
5により接近し、その結果、弁部材5lはコイル10に
供給される電流量に比例して弁座46から離れる。
ブ65がさらに下向きに移動すると、肩部67がニップ
ル52の上端と係合す番.この時点で、パイロット主弁
部材5lは主弁座46から離れるように動かされ、弁を
開き(第3図)、入口ポート44からオリフィス49を
通して出口ポート45へ流体が流れるのを許す。接極子
28がさらに下降すると、弁部材5lが弁座46からさ
らに離れるように移動し(第4図)、それによって、弁
を通しての流体の流量をさらに増大させる。この構成は
次の通りである。接極子28は弁閉鎖用ばね54および
ばね32に向かって作動し、より多くの電流がコイル1
0に供給されるにつれて、接極子28はプラグナットl
5により接近し、その結果、弁部材5lはコイル10に
供給される電流量に比例して弁座46から離れる。
一層詳しく言えば、コイル10はパルス幅変調技術を用
いて付勢されるのが好ましい。この技術によれば、コイ
ル10に印加される直流電圧が非常に速い率で、たとえ
ば、200〜400Hzでオン、オフされる。電圧の「
オン」、「オフ」時間を変えることによって、ソレノイ
ドに与えられる動力がゼロから全力までほとんど無段階
で変えられ得る。
いて付勢されるのが好ましい。この技術によれば、コイ
ル10に印加される直流電圧が非常に速い率で、たとえ
ば、200〜400Hzでオン、オフされる。電圧の「
オン」、「オフ」時間を変えることによって、ソレノイ
ドに与えられる動力がゼロから全力までほとんど無段階
で変えられ得る。
電圧はオン、オフされているが、コイルを流れる電流は
コイルのインダクタンスにより比較的安定している。イ
ンダクタンスは電流がゼロから最大値まで電圧に瞬時に
追従するのを防ぐ。代わりに、電流は電圧のオン時間の
平均値に比例する。
コイルのインダクタンスにより比較的安定している。イ
ンダクタンスは電流がゼロから最大値まで電圧に瞬時に
追従するのを防ぐ。代わりに、電流は電圧のオン時間の
平均値に比例する。
こうして、電圧が50%の時間オン、50%の時間オフ
とされた場合、コイルを流れる電流は最大値の50%と
なる。電圧が75%の時間オン、25%の時間オフとな
るように電圧切り換えが行われた場合、コイルを流れる
電流は最大値の75%となる。
とされた場合、コイルを流れる電流は最大値の50%と
なる。電圧が75%の時間オン、25%の時間オフとな
るように電圧切り換えが行われた場合、コイルを流れる
電流は最大値の75%となる。
本実施例では、弁閉鎖用ばね54は、コイルlOの付勢
時、接極子28に加えられる力と釣り合うように設計さ
れている。その結果、弁開度の割合はコイル10に印加
される電圧のrオン」時間の割合に一致することになる
。こうして、弁を通って入口ポート44から出口ポート
45へ許される流量は、ソレノイドのrオン」時間にほ
ぼ比例することになる。たとえば、コイル10に印加さ
れる電圧の「オン」時間が33%であるならば、接極子
28は第1図の位置から第2図の位置までの最大ストロ
ークの3分の1移動することになる。同時に、主弁部材
51がばね54の力に抗してその最大ストロークの約3
分の1移動し、弁を通して最大流量の3分の1の流量を
許すことになる。コイル10に印加される電圧の「オン
」時間が66%まで延ばされると、接極子28はそのス
トローク(第3図)の約3分の2移動し、弁部材5lを
弁座46からの最大距離の約3分の2動かし、主弁を通
して最大流量の約3分の2の流量を許すことになる。
時、接極子28に加えられる力と釣り合うように設計さ
れている。その結果、弁開度の割合はコイル10に印加
される電圧のrオン」時間の割合に一致することになる
。こうして、弁を通って入口ポート44から出口ポート
45へ許される流量は、ソレノイドのrオン」時間にほ
ぼ比例することになる。たとえば、コイル10に印加さ
れる電圧の「オン」時間が33%であるならば、接極子
28は第1図の位置から第2図の位置までの最大ストロ
ークの3分の1移動することになる。同時に、主弁部材
51がばね54の力に抗してその最大ストロークの約3
分の1移動し、弁を通して最大流量の3分の1の流量を
許すことになる。コイル10に印加される電圧の「オン
」時間が66%まで延ばされると、接極子28はそのス
トローク(第3図)の約3分の2移動し、弁部材5lを
弁座46からの最大距離の約3分の2動かし、主弁を通
して最大流量の約3分の2の流量を許すことになる。
コイル10が消勢されると、ばね32は接極子28をそ
の出発位置まで上向きに戻し、壁12c(第1図)と係
合させる。閉鎖用ばね54は弁部材51を弁座46と係
合する位置まで戻し、ばね32はパイロット弁部材51
をパイロット弁座60と係合する位置まで戻す。肩部6
7がニップ)L!52の上端から離れるように移動する
と、側方孔73が露出し、チャンパ21内の高圧流体を
孔82、流路66、孔73を通して出ロポート45へ流
出させる。ダイアフラム′77上方でのこの急速圧力解
放は弁が急速に閉じるのを助ける。チューブ65の初期
下降中、孔73がニップル52内へ移動し、Oリング7
2がニツプルの上端をシールし、流路66を流れる高圧
流体が孔73を通って出口ポート45へ流れるのを防ぐ
。
の出発位置まで上向きに戻し、壁12c(第1図)と係
合させる。閉鎖用ばね54は弁部材51を弁座46と係
合する位置まで戻し、ばね32はパイロット弁部材51
をパイロット弁座60と係合する位置まで戻す。肩部6
7がニップ)L!52の上端から離れるように移動する
と、側方孔73が露出し、チャンパ21内の高圧流体を
孔82、流路66、孔73を通して出ロポート45へ流
出させる。ダイアフラム′77上方でのこの急速圧力解
放は弁が急速に閉じるのを助ける。チューブ65の初期
下降中、孔73がニップル52内へ移動し、Oリング7
2がニツプルの上端をシールし、流路66を流れる高圧
流体が孔73を通って出口ポート45へ流れるのを防ぐ
。
本発明をほんの例示の意味で好ましい形態について図示
し、説明してきたが、本発明の範囲内で多くの変更を行
うことができる。したがって、発明を任意特定の形態あ
るいは実施態様に限定せず、その限界は特許請求の範囲
にのみ含まれるものであることは了解されたい。
し、説明してきたが、本発明の範囲内で多くの変更を行
うことができる。したがって、発明を任意特定の形態あ
るいは実施態様に限定せず、その限界は特許請求の範囲
にのみ含まれるものであることは了解されたい。
第1図は本発明による比例流量弁の断面図であり、ソレ
ノイド・アクチュエータを消勢した状態で、弁を閉じた
状態で示す図である。 第2、3、4図は第1図と同様の図であり、弁を徐々に
開いて弁を通る流体の流量を増大.させる状態を示す図
である。
ノイド・アクチュエータを消勢した状態で、弁を閉じた
状態で示す図である。 第2、3、4図は第1図と同様の図であり、弁を徐々に
開いて弁を通る流体の流量を増大.させる状態を示す図
である。
Claims (11)
- (1)、比例流量弁であって、 入口ポート、出口ポートおよびこれらポート間の弁座を
包含し、この弁座がオリフィスを囲んでいる弁体と、 弁座との係合、離脱を行って弁を閉じたり、開いたりす
るように動くことができる弁部材であり、入口ポートか
らの流体の圧力で弁座と係合するように押圧されて弁を
閉ざす弁部材と、弁座に対して動くことのできる圧力部
材と、 この圧力部材の動きを弁部材に伝える手段と、 入口ポートからの流体で圧力部材を選択的に加圧して弁
部材を弁座から離脱するように移動させる傾向のある方
向へ圧力部材を押圧し、圧力部材を弁を閉じようとする
入口ポートからの流体圧力に対抗させる手段と、 弁部材を弁座に向かって常に押圧している弾性手段と、 この弾性手段の力に抗して弁部材を弁座から離脱するよ
うに動かすソレノイド・アクチュエータであり、弁部材
が弁座から移動する距離がこのアクチュエータに加えら
れる電流の量に比例するようにしたソレノイド・アクチ
ュエータとを包含する比例流量弁。 - (2)、請求項1記載の比例流量弁において、入口ポー
トからの流体圧力を受ける圧力部材の面積が弁座によっ
て囲まれたオリフィスの面積にほぼ等しく、圧力部材が
加圧されたときに、この圧力部材が弁部材にかかる入口
流体圧力にほぼ釣り合うことを特徴とする比例流量弁。 - (3)、請求項1記載の比例流量弁において、圧力部材
がローリング・ダイアフラムであることを特徴とする比
例流量弁。 - (4)、請求項1記載の比例流量弁において、弁部材に
圧力部材の動きを伝える手段が、弁体に対して摺動する
剛性要素であり、圧力部材がこの剛性要素に固定してあ
ることを特徴とする比例流量弁。 - (5)、請求項1記載の比例流量弁において、圧力部材
を選択的に加圧する手段が、入口ポートからの高圧流体
がそこを通って圧力部材まで流れることのできる流路と
、この流路を閉ざすことのできるパイロット弁と、ソレ
ノイド・アクチュエータの付勢に応答してパイロット弁
を開き、入口ポートから圧力部材へ流体を流す手段とを
包含することを特徴とする比例流量弁。 - (6)、請求項5記載の比例流量弁において、ソレノイ
ド・アクチュエータが、可動の接極子と、弁体に対して
摺動できる剛性チューブとを包含し、チューブの内部が
流体が入口ポートから圧力部材へ流れる流路を構成して
おり、チューブが、ソレノイド・アクチュエータの付勢
時に接極子の初期の動きに応答してパイロット弁を開き
、接極子のさらなる動きがチューブによって弁部材に伝
えられる比例流量弁。 - (7)、請求項6記載の比例流量弁において、圧力部材
がチューブ上にそれと一緒に動けるように装着してあり
、圧力部材がチューブの長さ方向に沿って弁部材から隔
たっており、また、チューブの、弁部材に面する側と反
対の圧力部材側に側方孔が設けてあり、この側方孔を通
して高圧流体がチューブから流出して圧力部材を加圧す
ることを特徴とする比例流量弁。 - (8)、請求項7記載の比例流量弁において、圧力部材
と弁部材との間でチューブに第2の側方孔が設けてあり
、この第2側方孔を通してチューブの内部が出口ポート
と連絡しており、さらに、ソレノイド・アクチュエータ
の初期の付勢に応答して第2側方孔を閉ざす手段を設け
たことを特徴とする比例流量弁。 - (9)、請求項6記載の比例流量弁において、弁部材を
支持する中空ニップルを包含し、パイロット弁がこのニ
ップル内に形成したパイロット弁座と、このパイロット
弁座に対して係合、離脱を行ってパイロット弁を閉じた
り、開いたりするように動くことのできるパイロット弁
部材とを包含し、ソレノイド・アクチュエータの付勢時
に接極子の初期移動に応答して、このパイロット弁部材
の弁軸の、接極子と反対の側の端が、ニップル内を摺動
してパイロット弁部材をパイロット弁座から離脱させる
ように動かすようになっていることを特徴とする比例流
量弁。 - (10)、請求項9記載の比例流量弁において、弁部材
に対面してチューブに肩部が設けてあり、この肩部が、
ソレノイド・アクチュエータが消勢されたときに、ニッ
プルから隔てられ、ソレノイド・アクチュエータの初期
移動後に肩部がニップルと係合し、接極子のそれ以上の
動きを弁部材に伝えるようになっていることを特徴とす
る比例流量弁。 - (11)、請求項10記載の比例流量弁において、圧力
部材がチューブ上にそれと一緒に動けるように装着して
あり、弁部材に面する側と反対の圧力部材側でチューブ
に側方孔が設けてあり、この側方孔を通してチューブの
内部が弁部材に面する側と反対の圧力部材側と連絡して
おり、肩部とニップルの間でチューブに第2の側方孔が
設けてあり、この第2側方孔を通して、チューブの内部
が出口ポートと連絡しており、ソレノイド・アクチュエ
ータの付勢時に接極子の初期移動中に第2側方孔が中空
ニップル内へ移動することを特徴とする比例流量弁。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US404945 | 1989-09-08 | ||
US07/404,945 US4921208A (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Proportional flow valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03103683A true JPH03103683A (ja) | 1991-04-30 |
JP3044563B2 JP3044563B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=23601670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2234620A Expired - Fee Related JP3044563B2 (ja) | 1989-09-08 | 1990-09-06 | 比例流量弁 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4921208A (ja) |
JP (1) | JP3044563B2 (ja) |
AU (1) | AU622095B2 (ja) |
BE (1) | BE1003525A4 (ja) |
BR (1) | BR9004427A (ja) |
CA (1) | CA2024371A1 (ja) |
CH (1) | CH684033A5 (ja) |
DE (1) | DE4028506C2 (ja) |
FR (1) | FR2651852B1 (ja) |
GB (1) | GB2236378B (ja) |
IT (1) | IT1240716B (ja) |
MX (1) | MX167510B (ja) |
NL (1) | NL9001978A (ja) |
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