JPH0456911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電磁コイルに供給するパルスのデユ
ーテイサイクルに従つて流量や圧力を制御する流
れ制御弁に関する。この流れ制御弁は、弁室と、
１つの入力通路と、２つの出力通路と、各出力通
路の入口に設けられた弁座と、２つの電磁石の鉄
心間で弁室として機能する空〓内で接極子として
機能する弁本体とを有する。

本発明の流れ制御弁は二方弁または三方弁とし
て構成することができる。

〔従来の技術とその問題点〕

上記の形式の流れ制御弁は西独特許出願公開第
3305307号明細書に記述されている。この公開明
細書のものにおいては、弁本体は電磁コイルによ
つて作動される接極子上に構成されている。従つ
て、弁本体は質量が大きく、そのため機械的慣性
が大きくなる。また、弁本体は電磁コイルに供給
されるパルスのデユーテイサイクルにほぼ比例す
る平均位置へと動さされる。弁本体の位置は、そ
の質量や、摩擦係数、その他のパラメータに依存
して決定される。ところが、それらのパラメータ
は個々の制御弁によつて変わるものであり、また
制御弁の寿命の過程でも変化するものである。こ
のような種々の理由から、制御弁の特性は必ずし
も一様でなく、十分な再現性を持つた安定したも
のとは言えない状況である。

西独特許出願公開第2246624号明細書には、一
般的な型の制御弁が記載されている。ここに開示
されている制御弁においては、端縁部にダイヤフ
ラムが固定されている。このダイヤフラムはパル
ス駆動される。端縁部固定型の結果、ここでも十
分な再現性を持つた特性が得られないという不都
合がある。

西独特許出願公開第3015522号明細書は、平板
型の自由に動きうる弁本体を有する制御弁を開示
している。しかし、弁本体は相当大きな慣性を持
つているので、この制御弁はパルス駆動型、特に
高周波パルス駆動型のものには適していない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、十分な再現性をもつて安定し
た正確な特性を有する流れ制御弁を提供すること
である。

〔発明の概要〕

この目的は、弁室と、１つの入力通路と、２つ
の出力通路と、各出力通路の口部に設けられた弁
座と、２つの電磁石の鉄心間で弁室として機能す
る空〓内で接極子として作動する弁本体とを有す
る流れ制御弁において、弁本体が自由に動くこと
ができるダイヤフラム状の強磁性体弁板として構
成され、前記電磁石の両コイルがデユーテイサイ
クル可調整のパルス発生器のプツシユプル出力端
子に接続されることにより達成される。

本発明の流れ制御弁は、弁本体が自由に動くこ
とができるにもかかわらず、ほとんど無視しうる
程度の慣性しか持つていないダイヤフラム状をし
ているという点で従来技術のものとは異なる。本
発明の制御弁の弁本体は個々のパルスに十分追従
することができる。その結果、弁本体の二十制御
を達成することができる。この弁の流量は駆動パ
ルスのデユーテイサイクルによつて決定される。
パルスのデユーテイサイクルは弁座に対する弁の
開放位置閉成位置の比を決定する。従つて、出力
流量は開放位置の相対時間の対応する変化によつ
て変えることができる。弁板はパルス周波数およ
びデユーテイサイクルに応じて動くので、所望の
結果を得るための対応する振動を行わせることが
できる。

パルス周波数はガス媒体の振動特性および連結
通路の振動特性にマツチングするように決定され
る。このパルスの周波数は通常1kHzまでの範囲
に設定されるが、好ましくは50〜100Hzとする。
パルスのデユーテイサイクルは設定流量に従つて
０〜100％の間で変化する。流量はパルスのデユ
ーテイサイクルに厳密に比例する。というのは、
ほとんど慣性なしに自由に動くことができる弁板
が、時間遅れなしに個々のパルスに追従できるか
らである。

一方の連結通路を閉じることにより、二方弁構
造が得られる。

両方の連結通路が用いられるものとすると、そ
れらの通路はなるべく出力通路とする。異なる断
面積を有する連結通路により、両方の通路の出力
流量を特定の比に調整することも可能である。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説
明する。

第１図に示す流れ制御弁は二方弁である。この
弁のハウジングは円筒形をしていて、中心部で２
分されたハウジング半分１および５を有する。一
方のハウジング半分１の軸に沿つて連結通路２が
形成されている。この連結通路は好ましくは出力
通路である。連結通路２は弁室３に連通してい
る。連結通路２の前端部に弁座４が設けられてい
る。ハウジング半分１の中にはコイル２３を有す
るポツト磁石の形の電磁石２２が納められる。連
結通路２は電磁石２２の軸を貫通している。

他方のハウジング半分５の中にもコイル７を有
するポツト磁石の形の電磁石６が納められる。電
磁石６の軸に沿つて連結通路２５が形成される。
しかしながら、この連結通路２５はハウジング半
分５により塞がれる。

弁室３には２個の電磁石２２と６との間に間〓
が形成されている。弁室３に、放射方向に開口す
る連結通路１１が連通している。弁室３にはダイ
ヤフラム状の自由に動くことができる弁板８も設
けられている。この弁板８は強磁性体で作られ、
２個の電磁石２２，６のそれぞれの接極子を形成
する。

コイル２３，７はそれぞれリード線１２，９を
介してパルス発生器２４のプツシユプル出力端子
に接続される。パルス発生器２４は予め設定され
た固定周波数で動作する。その設定周波数は1k
Hz以下であり、好ましくは50〜100Hzである。２
組のコイル２３，７はパルスの半波ごとに交互に
励磁され、パルス発生器２４の出力パルスの各半
波中にそれぞれ一方のコイルが励磁され、弁板８
が対応する連結通路２または２５の弁座４に接触
する。

第２図はパルス発生器２４のプツシユプル出力
端子における、デユーテイサイクルが０％に近い
時の出力パルスの波形を示すものである。パルス
周期Ｔの間に、パルス幅ｔ１で休止時間ｔ２のパ
ルスが現れる。つまり、t1＋t2＝Ｔである。例え
ば、コイル２３は、このパルス列により励磁され
る。コイル７は第２図の下半分に示す反転関係に
あるパルス列により励磁される。

弁板８はパルス周期Ｔの各パルスで駆動され、
パルス幅ｔ１中に連結通路２の弁座に接触し、休
止時間ｔ２中に連結通路２５の弁座に接触する。
連結通路２５は閉じられているから、この実施例
における弁の機能にはその通路は無意味である。

パルス幅ｔ１が休止時間ｔ２に比べて短い、と
いうことはt1／t2が１より小さいということであ
り、その場合、弁の相対的な開放時間は短くな
る。その結果、弁の流量は少なくなる。この様子
が第２図に示されている。

第３図は上記と反対の極端な場合を示すもので
ある。ここでは、パルス幅ｔ１が休止時間ｔ２よ
りも長い。この場合、パルスのデユーテイサイク
ルは100％に近く、流量は最大になる。

第２図および第３図から良く分かるように、パ
ルス発生器２４により発生されるパルスのデユー
テイサイクルを調整することにより、この弁の流
量を０〜100％の間で任意の値に調整することが
できる。弁の相対的な開放時間が制御されるの
で、その設定は極めて安定している。もちろん、
この弁は制御回路中に容易に組込むことができ
る。

第４図は本発明の弁を三方弁とした場合の実施
例を示すものである。電磁石６の接極子軸心に沿
う連結通路２５も外部に開口しており、連結管に
連結される。連結通路２および２５は、ここで
は、出力通路として機能し、連結通路１１が入力
通路として機能する。

出力通路２および２５を流れるガスの流量はパ
ルスのデユーテイサイクルに従つて交互に制御さ
れる。

デユーテイサイクルが50％の時には、両出力通
路の流量は通路直径が等しい限り明らかに等しく
なる。出力通路２および２５の直径が異ならせる
ことにより、各出力通路について任意の最大流量
を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流れ制御弁の第１の実施例を
示す縦断面図、第２図は流れ制御弁の閉じた状態
に対応するパルス波形図、第３図は流れ制御弁の
開放した状態に対応するパルス波形図、第４図は
三方弁としての本発明の流れ制御弁の別の実施例
を示す縦断面図である。 ２，２５……連結通路、３……弁室、４……弁
座、６，２２……電磁石、８……弁板、７，２３
……コイル、２４……パルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁室と、１つの入力通路と、２つの出力通路
   と、各出力通路の入口に設けられた弁座と、２つ
   の電磁石６，２２の鉄心間で弁室３として機能す
   る空〓内で接極子として機能する弁本体とを有す
   る、ガス用の電磁的に作動できる流れ制御弁にお
   いて、 前記弁本体が自由に動くことができるダイヤフ
   ラム状の強磁性体弁板８として構成され、前記電
   磁石の両コイル７，２３がデユーテイサイクル可
   調整のパルス発生器２４のプツシユプル出力端子
   に接続されていることを特徴とする流れ制御弁。 ２ 一方の連結通路（２または２５）が閉じられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の流れ制御弁。 ３ ２つの連結通路２，２５が異なる断面積を持
   つていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の流れ制御弁。