JPH0611067A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御弁 【目的】 ソレノイドの吸引力とばね力のバランスを設
定することを容易に行う。 【構成】 ソレノイド(63)の作動軸(62)に作用する吸引
力をバルブ・ステム(65)の変位に変換する変換手段(66)
を、ヨ―ク(61)に上下動自在に保持されかつ下端にバル
ブ・ステム(65)の上端が連結されている垂直軸(90)と、
ソレノイド(63)の取付面(90)の作動軸(62)の周囲と当接
している頂壁(92)および垂直軸(90)の上端が上下動自在
に貫通している底壁(93)を有する中空状移動体(94)と、
垂直軸(90)の上端に固定されかつ移動体(94)の底壁(93)
に上から係合している係合部材(95)と、移動体(94)の内
部に配置されかつその頂壁(92)と係合部材(95)の間には
さまれている内部圧縮コイルばね(96)と、移動体(94)の
外部に配置されかつ移動体(94)を上向きに付勢している
外部圧縮コイルばね(97)とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、制御弁、さらに詳し
くは、数種類の流体を所定の割合で混合するさいに、各
流体の流量を制御するのに用いられるような制御弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の制御弁としては、例えば実開昭５
７−１６７９７４号公報に開示されているように、吸引
力によって長さ方向に移動させられる下向きの作動軸を
有し、入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例するよ
うに作動するプッシュ・タイプのソレノイドと、上向き
の弁座を有するバルブ・ボディと、バルブ・ボディに上
下動自在に保持されかつ上端が作動軸に連結されている
バルブ・ステムと、バルブ・ステムの下端に設けられか
つ弁座に上側から密接させられる逆円錐状プラグと、バ
ルブ・ステムを上向きに付勢している圧縮ばねとよりな
るものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記制御弁では、ソレ
ノイドに通電すると、その吸引力によって圧縮ばねがた
わまされることによりバルブ・ステムが下向きに移動さ
せられ、プラグが弁座に密接させられることにより制御
弁が閉鎖されるが、弁閉鎖時のプラグと弁座の密接力
は、ソレノイドの吸引力に依存している。吸引力が小さ
すぎると、プラグと弁座間に洩れが生じる恐れがあり、
吸引力が大きすぎると、プラグと弁座間に無理な力が加
わるため、この弁閉鎖時を考慮した上でのソレノイドの
吸引力とばね力のバランスを設定することが容易でな
い。

【０００４】この発明の目的は、上記の問題点を解消
し、ソレノイドの吸引力とばね力のバランスを設定する
ことが容易な制御弁を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による制御弁
は、垂直有底筒状ヨ―クと、ヨ―クの上端開口を覆って
いる取付面および吸引力によって長さ方向に移動させら
れる下向きの作動軸を有し、入力電流の大きさに吸引力
の大きさが比例しかつ通電時に吸引力が作動軸を取付面
より下方に突出させてヨ―ク内に入り込ませるように作
動するプッシュ・タイプのソレノイドと、ヨ―クの底壁
に連結されかつ上向きの弁座を有するバルブ・ボディ
と、バルブ・ボディに上下動自在に保持されかつ上部が
バルブ・ボディより上方に突き出してヨ―ク内に入り込
んでいるバルブ・ステムと、バルブ・ステムの下端に設
けられかつ弁座に上側から密接させられる逆円錐状プラ
グと、ヨ―ク内に収められかつ作動軸に作用する吸引力
をバルブ・ステムの変位に変換する変換手段とよりなる
制御弁において、変換手段が、ヨ―クに上下動自在に保
持されかつ下端にバルブ・ステムの上端が連結されてい
る垂直軸と、ソレノイドの取付面の作動軸の周囲と当接
している頂壁および垂直軸の上端が上下動自在に貫通し
ている底壁を有する中空状移動体と、垂直軸の上端に固
定されかつ移動体の底壁に上から係合している係合部材
と、移動体の内部に配置されかつその頂壁と係合部材の
間にはさまれている内部圧縮コイルばねと、移動体の外
部に配置されかつ移動体を上向きに付勢している外部圧
縮コイルばねとを備えていることを特徴とするものであ
る。

【０００６】

【作用】この発明による制御弁では、変換手段が、ヨ―
クに上下動自在に保持されかつ下端にバルブ・ステムの
上端が連結されている垂直軸と、ソレノイドの取付面の
作動軸の周囲と当接している頂壁および垂直軸の上端が
上下動自在に貫通している底壁を有する中空状移動体
と、垂直軸の上端に固定されかつ移動体の底壁に上から
係合している係合部材と、移動体の内部に配置されかつ
その頂壁と係合部材の間にはさまれている内部圧縮コイ
ルばねと、移動体の外部に配置されかつ移動体を上向き
に付勢している外部圧縮コイルばねとを備えているか
ら、ソレノイドに通電すると、その吸引力によって、始
めは、外部圧縮ばねがたわまされることによりバルブ・
ステムが移動体とともに下向きに移動させられ、プラグ
が弁座に密接させられることにより制御弁が閉鎖され、
この後は、内部圧縮ばねがたわまされることによりバル
ブ・ステムは移動しないが、移動体のみが移動し、この
とき、内部圧縮ばねがたわまされた力がプラグと弁座間
に作用し、弁閉鎖時のプラグと弁座の密接力は、ソレノ
イドの吸引力に依存することなく、内部圧縮ばねのばね
力に依存するため、弁閉鎖時を考慮することなく、ソレ
ノイドの吸引力とばね力のバランスを設定することが行
える。

【０００７】

【実施例】この発明の実施例が、図面を参照して単に例
として述べられる。

【０００８】この制御弁は、図１および図２に示すよう
にに、垂直有底筒状ヨ―ク(61)と、ヨ―ク(61)の上端に
取付けられかつ入力電流の大きさに吸引力の大きさが比
例するものであって、その吸引力によって長さ方向に移
動させられる下向きの作動軸(62)をもつソレノイド(63)
と、ヨ―ク(61)の底壁に連結されているバルブ・ボディ
(64)と、バルブ・ボディ(64)に上下動自在に保持されか
つ上部がバルブ・ボディ(64)より上方に突き出してヨ―
ク(61)内に入り込んでいるバルブ・ステム(65)と、ヨ―
ク(61)内に収められかつ作動軸(62)に作用する吸引力を
バルブ・ステム(65)の変位に変換する変換手段(66)とを
含んでいる。

【０００９】ヨ―ク(61)およびソレノイド(63)は、ソレ
ノイド(63)のケ―ス下端の上からこれを貫通して短ボル
ト(67)がヨ―ク(61)の上端に係合された環状取付部材(6
8)にねじ込まれることにより、相互に一体化されてい
る。

【００１０】バルブ・ボディ(64)は、上端を開口しかつ
隔壁(69)によって上下２つの空間に仕切られている弁室
(70)、弁室(70)の下部空間に通じているインレット(71)
および弁室(70)の上部空間に通じているアウトレット(7
2)を有するメイン・ボディ(73)と、弁室(70)の上端開口
を閉鎖しかつバルブ・ステム(65)が貫通している弁蓋(7
4)とを備えている。

【００１１】隔壁(69)にはシ―トリング(75)が上下貫通
状にはめ込まれている。メイン・ボディ(73)には弁室(7
0)に続いて上方突出状おねじ筒部(76)が設けられてい
る。垂直筒状弁蓋(74)の下端寄りにつば(77)が設けられ
ており、このつば(77)より下方の部分がおねじ筒部(76)
にはめ込まれ、つば(77)の上からグロ―ブ・ナット(78)
が被せられておねじ筒部(76)にねじ締められている。弁
蓋(74)の上端部には小径おねじ部(79)が設けられるとと
もに、その下に段を介して大径おねじ部(80)が設けられ
ており、大径おねじ部(80)がヨ―ク(61)の底壁に設けら
れたねじ孔(81)にねじ込まれ、かつ大径おねじ部(80)に
ロック・ナット(82)がねじはめられてヨ―ク(61)に締付
けられることにより、バルブ・ボディ(64)がヨ―ク(61)
に連結されている。弁蓋(74)の長さの中程には隔壁(83)
が設けられており、弁蓋(74)内の隔壁(83)の上には下か
ら順次弁棒(65)を囲んでパッキン・シ―ト(84)およびグ
ランド・パッキン(85)がはめ入れられ、その上からつば
付パッキン押え(86)の下半部がはめ入れられており、さ
らにその上からパッキン押えナット(87)が被せられて小
径おねじ部(79)にねじ締められている。

【００１２】バルブ・ステム(65)の下端には大径部(88)
が設けられており、大径部に下からニ―ドル付逆円錐状
プラグ(89)がねじ止められている。プラグ(89)の円錐面
はシ―トリング(75)の内周面上縁部に対し所定間隔をお
いて相対している。

【００１３】変換手段(66)は、ヨ―ク(61)に上下動自在
に保持されかつ下端にバルブ・ステム(65)の上端が連結
されている垂直軸(90)と、ソレノイド(63)の取付面(91)
の作動軸(62)の周囲と当接している頂壁(92)および垂直
軸(90)の上端が上下動自在に貫通している底壁(93)を有
する中空状移動体(94)と、垂直軸(90)の上端に固定され
かつ移動体(94)の底壁(93)に上から係合している係合部
材(95)と、移動体(94)の内部に配置されかつその頂壁(9
2)と係合部材(95)の間にはさまれている内部圧縮コイル
ばね(96)と、移動体(94)の外部に配置されかつ移動体(9
4)を上向きに付勢している外部圧縮コイルばね(97)とを
備えている。

【００１４】ヨ―ク(61)の隔壁(98)には垂直軸(90)をは
め入れた貫通孔(99)があけられている。垂直軸(90)の下
端とバルブ・ステム(65)上端とは、詳しく説明しない
が、長さ調節自在に連結されている。垂直軸(90)の上端
には段を付けておねじ(100) が設けられている。係合部
材(95)は円環状をなし、垂直軸(90)の上端のおねじ(10
0) にはめられて段の上にのせられている。係合部材(9
5)の上からおねじ(100) にナット(101) がはめられて係
合部材(95)を締付けている。移動体(94)の頂壁(92)の周
縁部にはヨ―ク(61)の内周面に摺動自在にはめあわされ
かつめねじ(102) を有する垂下周壁(103) が設けられる
とともに、その底壁(93)の周縁部にはめねじ(102) にね
じはめられたおねじ(104) を有する立ち上り周壁(105)
が設けられている。外部圧縮ばね(97)は、垂下周壁(10
3) 下端と隔壁(98)の間にはさまれかつ立ち上り周壁(10
5) にはめられている。

【００１５】ここで、図３〜図６を参照して、ソレノイ
ド(3) の特性について詳しく説明する。

【００１６】図６は、その特性を測定するためのシステ
ムを示すものであって、ソレノイド(3) の本体にはコン
トロ―ラ(51)が接続され、ソレノイド(3) の作動軸(2)
にはばね(52)および変位計(53)がそれぞれ接続されてい
る。コントロ―ラ(51)に図示しないポテンションメ―タ
などによって電圧信号を入力すると、コントロ―ラ(51)
は、その入力電圧に応じた電流を出力する。この電流が
ソレノイド(3) に入力されてソレノイド(3) に磁気吸引
力が発生するが、その吸引力の大きさは、上述したよう
に、入力電流に比例する。その関係が図３および図４に
示されている。図３は、吸引力特性を示すものであっ
て、横軸のストロ―ク（mm) と、縦軸の水平吸引力(kg
f) の関係を、ソレノイド(3) に流れる電流（Ａ）の大
きさの関係において示すグラフである。図４は、変位特
性を示すものであって、横軸の入力信号（Ｖ）と、縦軸
の変位（mm) の関係を示すグラフである。さらに、図５
には、ステップ応答を示す時間（Ｓ）と変位（mm) の関
係が示されている。

【００１７】ソレノイド(63)への非通電時には、第１図
に示す状態のように、上述のようにプラグ(89)の円錐面
はシ―トリング(75)の内周面上縁部に対し所定間隔をお
いて相対しているために、インレット(71)とアウトレッ
ト(72)は連通している。この状態より、ソレノイド(63)
に通電すると、ソレノイド(63)に作動軸(62)を下向きに
移動させる磁気吸引力が発生し、外部圧縮ばね(97)に抗
して作動軸(62)が突出して移動体(94)および垂直軸(90)
が押し下げられる。その結果、垂直軸(90)に連結された
バルブ・ステム(65)がプラグ(89)とともに降下してプラ
グ(89)がシ―トリング(75)に密接し、インレット(71)と
アウトレット(72)の間が遮断される。この後、バルブ・
ステム(65)および垂直軸(90)は下降することができない
が、内部圧縮ばね(96)をたわませることにより、さらに
作動軸(62)とともに移動体(94)は下降する。その結果、
内部圧縮ばね(96)のたわみ量に相当するばね力によっ
て、プラグ(89)はシ―トリング(75)に押付けられる。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、ソレノイドに通電す
ると、その吸引力によって、始めは、外部圧縮ばねがた
わまされることによりバルブ・ステムが移動体とともに
下向きに移動させられ、プラグが弁座に密接させられる
ことにより制御弁が閉鎖され、この後は、内部圧縮ばね
がたわまされることによりバルブ・ステムは移動しない
が、移動体のみが移動し、このとき、内部圧縮ばねがた
わまされた力がプラグと弁座間に作用し、弁閉鎖時のプ
ラグと弁座の密接力は、ソレノイドの吸引力に依存する
ことなく、内部圧縮ばねのばね力に依存するため、弁閉
鎖時を考慮することなく、ソレノイドの吸引力とばね力
のバランスを設定することが行えるから、その設定を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による制御弁の実施例を示す垂直縦断
面図である。

【図２】同制御弁の側面図である。

【図３】同制御弁に用いられているソレノイドのストロ
ークと吸引力の特性を示すグラフである。

【図４】同ソレノイドの入力電圧と変位の特性を示すグ
ラフである。

【図５】同ソレノイドの時間と変位の特性を示すグラフ
である。

【図６】同ソレノイドの特性を測定するためのシステム
を示す説明図である。

【符号の説明】

61 ヨーク 62 作動軸 63 ソレノイド 64 バルブ・ボディ 65 バルブ・ステム 66 変換手段 69 隔壁 75 弁座 89 プラグ 90 垂直軸 91 ソレノイド取付面 92 移動体頂壁 93 移動体底壁 94 移動体 95 係合部材 96 内部圧縮ばね 97 外部圧縮ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直有底筒状ヨ―ク(61)と、 ヨ―ク(61)の上端開口を覆っている取付面(91)および吸
   引力によって長さ方向に移動させられる下向きの作動軸
   (62)を有し、入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例
   しかつ通電時に吸引力が作動軸(62)を取付面(91)より下
   方に突出させてヨ―ク(61)内に入り込ませるように作動
   するプッシュ・タイプのソレノイド(63)と、 ヨ―ク(61)の底壁に連結されかつ上向きの弁座(75)を有
   するバルブ・ボディ(64)と、 バルブ・ボディ(64)に上下動自在に保持されかつ上部が
   バルブ・ボディ(64)より上方に突き出してヨ―ク(61)内
   に入り込んでいるバルブ・ステム(65)と、 バルブ・ステム(65)の下端に設けられかつ弁座(75)に上
   側から密接させられる逆円錐状プラグ(89)と、 ヨ―ク(61)内に収められかつ作動軸(62)に作用する吸引
   力をバルブ・ステム(65)の変位に変換する変換手段(66)
   と、 よりなる制御弁において、 変換手段(66)が、 ヨ―ク(61)に上下動自在に保持されかつ下端にバルブ・
   ステム(65)の上端が連結されている垂直軸(90)と、ソレ
   ノイド(63)の取付面(90)の作動軸(62)の周囲と当接して
   いる頂壁(92)および垂直軸(90)の上端が上下動自在に貫
   通している底壁(93)を有する中空状移動体(94)と、垂直
   軸(90)の上端に固定されかつ移動体(94)の底壁(93)に上
   から係合している係合部材(95)と、移動体(94)の内部に
   配置されかつその頂壁(92)と係合部材(95)の間にはさま
   れている内部圧縮コイルばね(96)と、移動体(94)の外部
   に配置されかつ移動体(94)を上向きに付勢している外部
   圧縮コイルばね(97)とを備えている、 ことを特徴とする制御弁。