JPH05141555A - 流体流量制御弁 - Google Patents

流体流量制御弁

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JPH05141555A
JPH05141555A JP32150491A JP32150491A JPH05141555A JP H05141555 A JPH05141555 A JP H05141555A JP 32150491 A JP32150491 A JP 32150491A JP 32150491 A JP32150491 A JP 32150491A JP H05141555 A JPH05141555 A JP H05141555A
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JP
Japan
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valve
partition wall
valve chamber
fluid
valve body
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Application number
JP32150491A
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English (en)
Inventor
Nobuo Kawakami
信雄 河上
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NIPPON TAIRAN KK
NIPPON TYLAN KK
Original Assignee
NIPPON TAIRAN KK
NIPPON TYLAN KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明に係る流体流量制御弁は、製造を極めて
容易にする。 【構成】本発明に係る流体流量制御弁は、弁室と、この
弁室に流体供給源から流体を導入する一次側通路と、前
記弁室から流体を導出する二次側通路と、前記流体の流
量を制御する制御力を発生する制御力発生手段と、前記
弁室の一次側通路の流入口に形成された弁口と、前記弁
室内で前記弁口に対向配置されるとともに、前記制御力
発生手段から制御力を受けて移動する弁体と、この弁体
と前記弁口との間に介装され、前記弁室の壁側から中央
部側へ入り組みながら閉曲線を描くように立設形成され
た隔壁であって、前記弁口側及び前記弁体側がこの隔壁
によって形成される貫通溝で連絡されるとともに、弁の
閉状態では前記流入口と前記流出口との間を隔絶する隔
壁体とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種の流体の流量制
御に用いることのできる流体流量制御弁に関するもので
あり、特にストロークが微小なピエゾタイプ等の弁に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の弁としては、特願平1−293
804号に示されるような弁が知られている。この弁に
よれば、隔壁の入り組みによって実効的に弁体の大きさ
を大として周縁部に隔壁を形成したような流量範囲で流
量制御を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流体流量制御弁によると、弁体に立設形成される隔
壁は精密なエッチング加工により行わねばならず、時
間、工数を要し、また、熟練を要するという問題点があ
る。しかも、隔壁の頭部(弁体に当接する面)は平面加
工されている必要があるから、弁体の製作全体では、加
工が大変難しいという問題点があった。
【0004】更に、隔壁を入り組ませてその長さをいく
ら長くしたとしても、流体が一次側通路から二次側通路
へ到るとき、弁室の周縁部の間隙による圧損失のため、
流量範囲の拡大には限度があるという問題があった。
【0005】本発明は上記の如き従来の流体流量制御弁
が有している問題点を解決せんとしてなされたもので、
その目的は、加工が容易でありながら流量範囲の拡大を
図ることのできる流体流量制御弁を提供することであ
る。
【0006】また、本発明は、圧損失の少ない構造の流
体流量制御弁を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、弁室と、こ
の弁室に流体供給源から流体を導入する一次側通路と、
前記弁室から流体を導出する二次側通路と、前記流体の
流量を制御する制御力を発生する制御力発生手段と、前
記弁室の一次側通路の流入口に形成された弁口と、前記
弁室内で前記弁口に対向配置されるとともに、前記制御
力発生手段から制御力を受けて移動する弁体と、この弁
体と前記弁口との間に介装され、前記弁室の壁側から中
央部側へ入り組みながら閉曲線を描くように立設形成さ
れた隔壁であって、前記弁口側及び前記弁体側がこの隔
壁によって形成される貫通溝で連絡されるとともに、弁
の閉状態では前記流入口と前記流出口との間を隔絶する
隔壁体とを備えさせて流体流量制御弁を構成した。更
に、本発明は、弁体を制御力の方向とは反対方向に付勢
する付勢手段を備える。また、本発明は、流体の流出口
が弁室の弁体との対向面側であって、弁室の底面中央寄
りに設けられている。
【0008】
【作用】上記構成によると、弁体とは別に隔壁体が設け
られ、隔壁体には貫通溝が形成されるが、この貫通溝を
いわゆるワイヤ加工により形成することができ、加工を
容易とする。
【0009】また、弁体が付勢されているため、弁が開
状態と閉状態との間を遷移するときに、弁体と隔壁体と
が当接する面及び隔壁体が弁室の面と当接する面におい
て、それぞれオリフィスが形成され得ることになり、従
来以上に流量範囲を拡大する。
【0010】更に、流入口と流出口とが弁室の弁体との
対向面であって、中央部寄りに設けられることから、弁
室の周縁部を流体が通ることなく、圧損失を少なくでき
る。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1には、本発明の一実施例に係るノーマリーオ
ープン型の流体流量制御弁が示されている。基台100 に
は、一次側通路101 、二次側通話路102 が形成されてい
る。基台100 の上部には、バルブベース103 が載置さ
れ、このバルブベース103 は、例えば、固定ネジ104等
の固定手段によって基台100 に固定されている。バルブ
ベース103 には、ダイヤフラム105 を収容するための丸
穴が下方から形成され、上方からはケース108を立設固
定するためのネジ穴(上記丸穴より小径)が形成されて
いる。バルブベース103 の平面形状は、例えば、四角形
である。ダイヤフラム105 は、バルブベース103 の上記
丸穴に装着されるように、平面形状は円形をなす。ダイ
ヤフラム105 は、下方から弁室を構成するように丸穴が
形成され、天井部が肉薄に形成されている。ダイヤフラ
ム105 の脚部内側端部は、わずかに段部が形成され、こ
の段部にOリング106 が設けられ、弁室のシールがなさ
れている。弁室の上部には円盤状の弁体200 が設けられ
る。弁体200 の上面中央部には半球状の突起210が形成
され、ダイヤフラム105 を介してピエゾスタック110 に
よる制御力を的確に受け得るように構成されている。ま
た、弁体200 の底面中央部にはバネ107 のガイド穴211
が形成されている。図4には、この弁体200 の底面図が
示されている。
【0012】弁室内の弁体200 の下には、隔壁体300 が
設けられる。図2に隔壁体300 の斜視図を示し、図3に
同平面図を示す。これらの図から明らかな如く隔壁が弁
室の壁側から、中央部側へ入り組みながら閉曲線を描く
ように立設形成されている。この実施例では、最外殻と
最内殻の、平面形状が約二分割円の円弧状の隔壁301,3
02 の間に、同じく平面形状が約四分割円の円弧状の隔
壁303 を配置し、これらの間を平面形状が直線の隔壁30
4 ,305 で結合した如き形状となっている。かかる隔壁
体300 は円柱状の金属部材をいわゆるワイヤ加工(金属
を切断する糸鋸の如き工具による加工)によって溝310
,320 を切り取って、いわゆる一筆書きできる平面形
状の隔壁を形成する。この隔壁体300 の上下の端面は、
上記ワイヤ加工の後に鏡面仕上げされる。また、弁体20
0 の底面及び弁室の底面である基台100 の上面部もまた
鏡面仕上げされる。
【0013】弁室の底面である基台100 の上面部の中央
部には一次側通路101 へ通じる弁口121 が形成され、こ
の弁口121 の部分はバネ107 のガイド穴となるため、そ
の下方の穴よりも大径に穴が形成されている。弁口121
は隔壁体300 の溝310 に連絡している。弁室の底面であ
る基台100 の上面部であって、弁室の壁側から中央部に
寄った上記溝320 に連絡する位置には、二次側通路101
へ通じる流出口122 が形成され、この流出口122 の部分
はパイプ130 のガイド穴となるため、その下方の穴より
も大径に穴が形成されている。このガイド穴のわずかに
下の部分には、横穴131 が形成される。横穴131 は、一
次側通路101 の縦穴部分を中心として基台100 内を半周
し、流出口122Aに通じている。流出口122Aは、パイプ13
0Aのガイド穴となる。パイプ130 ,130Aはガイド穴より
僅かに突出し隔壁体300 の溝320に 嵌されている。即
ち、パイプ130 , 130Aは隔壁体300 の回転を抑止するよ
うに機能する。弁体200 及び基台100 のバネのガイド穴
にはコイルバネ107 が装着され、弁体200 を上方へ付勢
している。
【0014】バルブベース103 の頭部にはケース108 が
ネジ140 により固定される。ケース108 は円筒状をな
し、その上部には袋ナットからなる調整ネジ109 が螺合
されている。ケース108 内にはアクチュエータであるピ
エゾスタック110 が設けられ、上端と下端とから、それ
ぞれスペーサ111 ,112 により挟まれている。スペーサ
111 の周囲部とケース108 の上端部とはベローズ113 に
より接続され、スペーサ112 のフランジの下端部とケー
ス108 の下端部とはベローズ114 により接続されてい
る。スペーサ112 はピエゾスタック110 の押圧力をダイ
ヤフラム105へ伝達する。また、スペーサ111 は調整ネ
ジ109 のしめ込み量が多くなるに応じてピエゾスタック
110 を下方に位置付けるように働く。従って、調整ネジ
109 のしめ込み量を調整し、スペーサ112 、ダイヤフラ
ム105 、弁体200 を下方へ移動させることで、オリフィ
スの初期設定を行うことができる。ケース108 の周囲中
央部の穴にはハーメチックシール端子115 が嵌合され、
リード線116 がこのハーメチックシール端子115 を介し
てピエゾスタック110 の端子117 に接続されている。従
って、ピエゾスタック110 は、ベローズ113 ,114 及び
ハーメチック端子115 を用いることによって気密なケー
ス108 内部に設けられる。そして、ケース108 の周囲下
部にはガス封入を行って封止した端部118 が残される。
つまり、ピエゾスタック110 はピエゾ素子を積層して形
成したものであり、湿気によって電極の絶縁不良となる
ため、当初に、ケース108内部をベークして不活性ガス
を端部118の部分から導入し、端部118 で封止する。
【0015】上記のように構成された流体流量制御弁に
おいては、ピエゾスタック110 のリード線116 を介し
て、当初においては電圧の印加がない。このため、バネ
107 の付勢力により弁体200 と隔壁体300 との間に空隙
が生じ、また、流体の流れ等によっては隔壁体300と弁
室の底面である基台100 の表面にも空隙が生じることか
ら、オリフィスが2箇所に形成され、流量範囲の拡大が
従来以上になされる。しかも、二次側通路102 への流出
口122 が隔壁体300 の溝320 に対応する位置に形成され
ているので、従来のように弁座と弁室の側壁との間の僅
かな間隙を介して流体が流れることなく、圧損失を少な
くできる。
【0016】ピエゾスタック110 に通じるリード線116
に電圧を印加すると、ピエゾスタック110 の機械的変位
によりダイヤフラム105 を介して弁体が押圧され、印加
電圧に応じてオリフィスが狭められてゆく。そして、弁
体200 が完全に隔壁体300 を基台100 に押圧すると、弁
は閉じられる。
【0017】図5乃至図8には、他の実施例に係る隔壁
体の平面パターンが示されている。図5の隔壁体300Aは
図3の隔壁体300 とほぼ同じ平面パターンを有する。即
ち、最外殻と最内殻の、平面形状が約二分割に係る大小
円の円弧状の隔壁301 ,302間に、同じく平面形状が約
四分割に係る中間半径を有する円の円弧状の隔壁303を
5周分配し、これらの間を平面形状が直線状の隔壁304
,305 で結合し、一筆書きできるように閉曲線とした
平面パターンを有する。図6の隔壁体300Bは、七重の同
心円環状の隔壁を、中心の円環を除き図の上下に走る溝
320 ,320Aで分割し、また、最外殻を形成する円環を除
き図の水平線位置からそれぞれ15度づつ下方へ回転した
半径方向に走る溝330A,330Bで分割し、多数の円弧状隔
壁となし、これら円弧の端部を平面形状が直線の隔壁で
一筆書き可能に結合したものである。図7の隔壁体300C
は図5の隔壁体300Bとほぼ同様の平面パターンを有す
る。ただ、図5の隔壁体300Bでは、図の上下に走る溝32
0 と左右に走る溝310 との幅が同程度であるのに対し、
図7の隔壁体300Bでは、上下に走る溝320 の幅が左右に
走る溝310 の幅より幅広に形成されている点が異なる。
図8の隔壁体300Dは、図3の隔壁体300 とほぼ同様の平
面パターンを有する。ただ、図3の隔壁体300 では図の
上下に走る溝320 と図の左右に走る溝310 とが同程度の
幅を有するのに対し、図8の隔壁体330Dでは、図の左右
に走る溝310 が図の上下に走る溝320 よりも幅広に形成
されている点が異なる。
【0018】上記各弁体は、流量の大小に応じて使い分
けられるが、流入口や流出口の径、流出口の位置によっ
て、または、次に示すような弁体に形成されるバネのガ
イド穴の位置によって、選択されて使用される。
【0019】図9、図10は他の実施例に係る弁体の底面
を示している。図9の弁体200Aは底面中央部のバネのガ
イド穴211 以外にこのガイド穴211 を挟んで直径上の対
称位置に他のバネのガイド穴251 ,252 を有している。
図10の弁体200Bは図9の弁体に対し、ガイド穴251 ,25
2 を結ぶ直径に直交する直径上の対称位置に更に他のバ
ネのガイド穴253 ,254 を有している。なお、これら図
4,図9,図10の弁体を用いるときには、弁室の底面で
ある基台100 の表面の、上記各弁体200 ,200A,200Bに
設けられた各ガイド穴に対応する位置に、ガイド穴が穿
設形成される。
【0020】以上のように、弁体を付勢するバネを多数
設けることによって、弁体を安定的に(平均的に)付勢
し、流体流量が弁体の移動(リフト量)に対してリニア
に変化させ得るようになる。
【0021】また、以上の実施例では弁体のみを付勢す
るようにしたが、図11(a) に平面図が、図11(b) に断面
図が示される球の一部外殻の如き板バネ(弾性体)400
を隔壁体と弁室の底面との間に介装させることにより、
この間をも流体が流れて一次側通路101 と二次側通路10
2 との間結合がなされ、流量範囲を大きくとることがで
きる。なお、この板バネ400 は、流入口121 と流出口12
2 との部分には打ち抜き穴401 ,402 が形成されるとと
もに、一面には極小孔403 が形成され、弁体がピエゾス
タック110 に押圧されて弁体200 と隔壁体300 と弁室の
底面とが確実に結合したときには一次側通路101 と二次
側通路102 とを的確に遮断できるとともに、弁が開状態
へ移ると隔壁体300 と基台100 との間を介して流体の流
れを保証する。
【0022】なお、以上の実施例は、ノーマリオープン
であるが、ノーマリクローズタイプの弁も構成できる。
また、隔壁体の回転抑止は、パイプ以外に、穴の全部を
塞がないピンを流出口122 に嵌入することや、弁室底面
の隔壁体の端面に当らぬ部分に突部を設けて行うように
してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、弁
体とは別に隔壁体を設け、この隔壁体に貫通溝を形成す
るようにしたので、隔壁の加工をいわゆるワイヤ加工に
より行うことができ、制作を極めて容易に行うことがで
きる。
【0024】また、弁体が付勢されているため、弁の状
態が開状態と閉状態との間を遷移するときに、弁体と隔
壁体とが当接する面及び隔壁体が当接する弁室の面にお
いて、それぞれ流路が形成され、流量範囲を拡大する。
【0025】更に、流体の流出口が弁室の中央寄りに設
けられるので隔壁体の貫通溝を介して上記流出口から流
体が流れ圧損失を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図。
【図2】本発明の一実施例の要部斜視図。
【図3】本発明の一実施例の要部平面図。
【図4】本発明の一実施例の要部平面図。
【図5】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図6】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図7】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図8】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図9】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図10】本発明の他の実施例の要部平面図。
【図11】本発明の実施例の要部構成図。
【符号の説明】
100 基台 101 一次側通路 102 二次側通路 103 バルブベー
ス 105 ダイヤフラム 106 Oリング 107 バネ 108 ケース 109 調整ネジ 110 ピエゾスタ
ック 121 流入口 122 流出口 130 パイプ 131 横穴 200 弁体 300 隔壁体 310 ,320 貫通溝

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁室と、 この弁室に流体供給源から流体を導入する一次側通路
    と、 前記弁室から流体を導出する二次側通路と、 前記流体の流量を制御する制御力を発生する制御力発生
    手段と、 前記弁室の一次側通路の流入口に形成された弁口と、 前記弁室内で前記弁口に対向配置されるとともに、前記
    制御力発生手段から制御力を受けて移動する弁体と、 この弁体と前記弁口との間に介装され、前記弁室の壁側
    から中央部側へ入り組みながら閉曲線を描くように立設
    形成された隔壁であって、前記弁口側及び前記弁体側が
    この隔壁によって形成される貫通溝で連絡されるととも
    に、弁の閉状態では前記流入口と前記流出口との間を隔
    絶する隔壁体とを備える流体流量制御弁。
  2. 【請求項2】 弁室と、 この弁室に流体供給源から流体を導入する一次側通路
    と、 前記弁室から流体を導出する二次側通路と、 前記流体の流量を制御する制御力を発生する制御力発生
    手段と、 前記弁室の一次側通路の流入口に形成された弁口と、 前記弁室内で前記弁口に対向配置されるとともに、前記
    制御力発生手段から制御力を受けて移動する弁体と、 この弁体と前記弁口との間に介装それ、前記弁室の壁側
    から中央部側へ入り組みながら閉曲線を描くように立設
    形成された隔壁であって、前記弁口側及び前記弁体側が
    この隔壁によって形成される貫通溝で連絡されるととも
    に、弁の閉状態では前記流入口と前記流出口との間を隔
    絶する隔壁体と、 前記弁体を前記制御力の方向とは反対方向に付勢する付
    勢手段とを備える流体流量制御弁。
  3. 【請求項3】 弁室内は円柱状に形成され、この弁室内
    に隔壁体の回転を抑止する回転抑止手段が設けられてい
    ることを特徴とする請求項1または請求項2記載の流体
    流量制御弁。
  4. 【請求項4】 回転抑止手段は、流出口に嵌入され、前
    記隔壁体の隔壁により形成される貫通溝に到るパイプ片
    により形成されていることを特徴とする請求項1乃至請
    求項3のいずれか1項に記載の流体流量制御弁。
  5. 【請求項5】 隔壁体と弁口との間には弾性体が介装さ
    れていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいず
    れか1項に記載の流体流量制御弁。
  6. 【請求項6】 流入口及び流出口が2の貫通溝の一方と
    他方とに各々連絡し、かつ前記流出口が弁室の壁側より
    中央部へ寄った底面に形成されていることを特徴とする
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の流体流量
    制御弁。
JP32150491A 1991-11-11 1991-11-11 流体流量制御弁 Pending JPH05141555A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014132188A (ja) * 2013-01-07 2014-07-17 Horiba Ltd 流体制御弁及びマスフローコントローラ

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