JPH0615285Y2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えばニードル状の弁体で流路を開閉する流
量制御弁に係り、特に弁体の流路に対するくいつきを防
止した流量制御弁に関するものである。

〔従来の技術〕 流量制御弁としては種々の構造のものが知られている。
例えば、ニードル状の弁体を軸方向に移動自在とし、液
体の流路の開口部に前記弁体のテーパ部分が当接できる
ようにしておき、前記弁体で前記開口部を開閉して液体
の流量を制御するようにした流量制御弁がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

このような構造の流量制御弁においては、該弁体のテー
パ部分を開口部に力をもって圧着した状態で長時間放置
すると、弁体のテーパ部分が開口部にくい込んで密着し
てしまうことがあった。このような弁体と流路との密着
現象が起こると、弁体が流路から離れにくくなり、例え
ば弁体を流路の開口部から少しづつ離して流量を徐々に
増加させていくといった流量制御ができなくなる。即
ち、弁体を流路から離れる方向に微動させようとして所
定の微小な力を加えても弁体は動かず、加える力がある
程度大きくなった時に急激に弁体が移動して一気に流量
が増大してしまう。

本考案はこのような問題点を解決するものであり、移動
自在の弁体で流路を開閉するタイプの流量制御弁におい
て弁体と流路のくいつきを防止し、適正な流量制御を実
現することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

前述した目的を達成するため、本考案の流量制御弁は、
弁体と、本体に設けられたコイルと、コイルの一端に設
けられた固定コアと、コイルが発生する磁場によってコ
イル内を移動する移動コアと、固定コアとは反対側の移
動コアの一端に設けられた弁体と、弁体によって開閉さ
れる流体の流路が設けられた弁座と、前記弁体に固定さ
れた環状取付部と前記環状取付部よりも大径であるとと
もに中心が一致するように形成されて前記本体側に接触
する環状枠部と前記環状取付部と前記環状枠部の間に略
放射状に等間隔で形成されて両部を連結する湾曲した複
数本のアームとを備えた移動抵抗板を有し、前記弁体が
液体の流路を閉止している時には前記移動抵抗板が変形
せず、かつ前記移動コアが移動して前記弁体が液体の流
路を開放する時には前記移動抵抗板が変形して前記移動
コアに抵抗を与えるように前記移動抵抗板を設定し、コ
イルに与える電圧を変化させることによって弁体で液体
の流路を開閉して液体の流量を制御する流量制御弁にお
いて、前記弁座の流路内にねじ部を介して移動自在に螺
入され、流路内における位置を調整して前記弁座に当接
した前記弁体の先端を押圧することにより該弁体を弁座
と反対の方向に微動させて弁体と弁座のくいつきを防止
する調整部材を設けたことを特徴としている。

〔作用〕

本体に固定された弁座に形成されている流路を弁体の先
端が閉止している状態において、弁座の流路内に螺入さ
れた調整部材を前記弁体の先端に当接させて移動させれ
ば、弁体を流路から離れる方向に微動させて両者の間に
微小な間隙を設けることができる。

〔実施例〕

本考案の一実施例である流量制御弁ＳＶを図１〜図５に
よって説明する。

図１〜図３において１は略円柱形状とされた弁の本体で
ある。本体１の下面中央には円筒形のニードルねじ込み
孔１ａが形成されており、この孔１ａは本体１の上面中
央に形成された２段の凹段部２，３に連通している。

図１〜図３に示すように、ニードルねじ込み孔１ａに
は、この孔１ａと略同形の円柱形の弁座４が取り付けら
れている。弁座４は、ねじ部４ａにおいて弁の本体１と
一体に結合されており、ねじの調節によって本体１との
位置関係を調整できる。孔１ａの内周面と接する弁座４
の側周面には３本の周溝５，６，７が形成されている。
上下の周溝５，７にはＯリングが介装されており、弁本
体１と弁座４との間を封止している。中央の周溝６には
水平な貫通孔８が形成・開口している。そして、弁座４
の中心は、流路としての通油孔９が軸線に沿って形成さ
れ、弁座４の上端面に開口している。これによって、前
記貫通孔８の中央部は、通油孔９を介して本体１の凹段
部３内に連通している。

また、前記通油孔９と同軸で内径のより大きい取付け孔
が、前記貫通孔８の下方に設けられている。この取付け
孔４１は弁座４の下端面に開口しており、前記貫通孔８
及び通油孔９の中心に連通している。弁座４の下端面に
近い取付け孔４１の内周面には取付け用のめねじ部４２
が形成されている。

図１〜図３に示すように、前記弁座４の内部には、調整
部材４０が設けられている。調整部材４０は、前記弁座
４の取付け孔４１に嵌合する基部４３と、前記弁座４の
通油孔９に十分な隙間をもって挿入される押棒部４４と
を有している。基部４３には、前記取付け孔４１のめね
じ部４２にかみ合うおねじ部４５が形成され、さらに封
止用のＯリング４６を装着するためのシール溝４７が形
成されている。即ち、押棒部４４を通油孔９内に挿入し
て、基部４３のおねじ部４５を弁座４のめねじ部４２に
ねじ込めば、ねじ部の調節によって押棒部４４を通油孔
９内で上下動させることができる。また、調整部材４０
の基部４３と取付け孔４１との間にはＯリング４６が介
装されるので、前記通油孔９内に供給された流体が取付
け孔４１と調整部材４０の間から外部に漏出することは
ない。

次に、弁本体１の側周面には径方向に沿って液体の入口
１０及び出口１１が形成されている。入口１０は、孔１
２を介してニードルねじ込み孔１ａの内側周面に開口
し、前記弁座４の中央の周溝６に連通している。また出
口１１は、下側の凹段部３の底面側方に垂直に形成され
た孔１３を介して本体１の凹段部３内に連通している。

次に、前記本体１の上側に凹段部２内には環状のグラン
ドナット１４がねじ込まれている。グランドナット１４
は、両凹段部２，３の間の角部に形成された係止段部に
後述する移動抵抗板２１の押えリング１５を押圧固定し
ている。そして押えリング１５の外側、上側の凹段部２
の底面とグランドナット１４の間にはＯリングが介装さ
れており、本体１の凹段部２，３内を外部に対して密封
している。グランドナット１４の中央にはパイプ１６の
開口下端部が固着されている。パイプ１６の上端には固
定コア１７が固着されており、パイプ１６外の上方に突
出した固定のコア１７の上端部にはねじ部１８が形成さ
れている。またパイプ１６内にある固定コア１７の下端
面には非磁性材料よりなる薄板状の固定抵抗板１９が設
けられており、パイプ１６内に設けられる後述する移動
コア２０が前記固定コア１７に対して急激かつ強力に磁
着してしまうことを防止できるようになっている。な
お、前記固定抵抗板１９の厚さは、移動コア２０に加わ
る磁場の影響等を勘案して定めればよく、例えば本実施
例では移動コア２０の実際の可撓長さとほぼ同じ長さ、
例えば約０．５mm程度としてある。また固定抵抗板１９
は後述する移動コア２０上端に設けてもよい。そして、
前記パイプ１６の内部には、円柱形の移動コア２０が上
下摺動自在に設けられている。

前記固定コア１７の反対側（下側）になる移動コア２０
の下端には、移動抵抗板２１及び弁体２２が取り付けら
れている。

図４に示すように、移動抵抗板は、大径の環状枠部２３
と小径の環状取付部２４とを有し、湾曲した形状の３本
のアーム２５によってこれら両部２３，２４を連結した
構造とされている。そして環状枠部２３の外径は、前記
押えリング１５の下面に形成した段部の内径と略同一に
設定されている。

また弁シート部２２は、基部２６の上端に取付ねじ部２
７が形成され、基部２６の下端には前記弁座４の通油孔
９を開閉する突起２８が形成された構造になっている。

そして、弁体２２の取付けねじ部２７は、前記移動抵抗
板２１の環状取付け部２４に挿通させた状態で移動コア
２０の下端にねじ込まれており、移動コア２０、移動抵
抗板２１、及び弁体２２は一体に組み立てられている。
そして、移動コア２０が最下方位置にあって突起２８が
通油孔９を閉止している時、移動抵抗板２１は環状枠部
２３を押えリング１５に下から当接させた状態になって
いる。従って後述するコイル３１の働きによって移動コ
ア２０を上昇させて通油孔９を開いた時、移動抵抗板２
１は上方に向け凸形状にたわむように構成されている。

次に、前記本体１及びグランドナット１４の上面には、
パイプ１６を外挿してリングコア２９が設けられてい
る。またリングコア２９の上には、パイプ１６を外挿し
てボビン３０が設けられている。ボビン３０にはコイル
３１が設けられており、該コイル３１が発生する磁場に
よってパイプ１６内の移動コア２０を移動させることが
できるようになっている。またボビン３０の上には、固
定コア１７のねじ部１８に挿通されたリングコア３２が
設けられている。そして該リングコア３２の上からは、
前記ボビン３０及びコイル３１等を覆うコイルケース３
３が設けられている。コイルケース３３は下方が開放さ
れた円筒形で、円形の上壁の中央部に設けられた取付穴
に固定コア１７のねじ部１８を挿通させ、上壁の下面を
リングコア３２の上面に密着させた状態でねじ部１８に
ナット３４をめじ込むことによってパイプ１６及び本体
１側に取付けられている。なお、前記コイルケース３３
の上壁とナット３４との間には銘板３５が設けられてい
る。

次に、以上のように構成された流量制御弁の作用を説明
する。

まず、コイル３１に電圧を加えない状態で流量が最低
（例えば０）となるような弁体２２の原点位置を検出す
る。この時、弁体２２の突起２８は、弁体２２及び移動
コア２０の重量及び移動抵抗板２１の弾性力をもって通
油穴９を閉止しており、また移動抵抗板２１は押えリン
グ１５よりも下方にあるとする。ここで流量制御弁ＳＶ
の入口１０から所定圧力の検査用空気を供給すると、空
気は、入口１０・中央の周溝６・貫通孔８・通油孔９を
経て突起２８との隙間から本体１の凹段部３内に入り、
さらに孔１３及び出口１１を通って外に出てくる。ここ
で、弁座４を徐々にしめていくと、弁座４は本体１内に
向けて上昇していき、弁体２２及び移動コア２０を徐々
に持ち上げる。そして構成の説明で述べたように、移動
抵抗板２１の環状枠部２３が押えリング１５に下から当
接すると、弁体２２の持ち上げには抵抗が生じるように
なる。即ち、この時点で弁体２２は、通油孔９内に突起
２８を挿入し、自重及び移動抵抗板２１の弾力をもって
確実に通油孔９を閉止するので、所定圧力の空気は出口
１１から出てこなくなる。

上述のように流量０の点を設定した後、そのままの状態
で長時間放置すると、突起２８が通油孔９の縁部にくい
込み、両者が密着してしまう。密着現象が起きると、本
来弁体２２がリフトしはじめるはずの電圧をコイル３１
に与えても突起２８が通油孔９から離れなくなってしま
う。そして、コイル３１に与える電圧が相当の大きさに
達したところで急激に弁体２２が上昇し、流体が一気に
流れてしまう。即ち、電圧に比例して弁体２２を少しづ
つリフトさせ、リフト量に比例して流量を徐々に増加さ
せるといった微妙な制御ができなくなってしまう。

そこで本実施例では、前記調整部材４０を用いて弁体２
２のくいつきを防止する。即ち、図３に示すように、取
付け孔４１内にねじ込まれた調整部材４０を回し、弁体
２２方向に進める。調整部材４０の押棒部４４は、弁体
２２の先端の突起２８に当接し、これを持ち上げるの
で、弁体２２は取付け孔４１から離れる。従って前述し
たくいつきの問題は完全に解決され、不都合は生じな
い。また、弁体２２のリフト量は例えば１００分の１ミ
リ程度ときわめて微小なので原点位置での流体のリーク
はほとんど問題にならない。

なお、弁体２２のリフト量は、弁体２２を調整部材４０
でリフトさせた結果として生じる流体のリーク量を、圧
力の変動で検出して制御する。具体的には、弁座４によ
って原点位置を設定した本流量制御弁ＳＶを所望の回路
内に設け、所定圧力の検査用空気を供給する。そして、
該流量制御弁ＳＶ内での圧力の漏れを検出しながら調整
部材４０を調整する。圧力の変動と、調整部材４０に必
要なリフト量の関係は実験的に定めることができる。

本実施例の流量制御弁ＳＶは、所定圧力の液体が流れる
配管系の途中に設け、コイル３１に与える電圧を加減す
ることにより流量制御を行わせる。一般にコイルに与え
る電圧を上昇させて移動コアを固定コアに向けて上昇さ
せる場合、リフト量が大きくなって移動コアが固定コア
に接近すると、電圧の上昇に対して移動コアに動く力が
急激に大きくなると考えられる。ところが本実施例で
は、移動コア２０と固定コア１７の間に非磁性材料より
なる固定抵抗板１９が設けられているので、移動コア２
０に働く力が急増する領域の大半は移動コア２０の可動
ストロークから除外され、移動コア２０が固定コア１７
に急激に強く磁着して磁化されてしまうことがなくな
る。また、固定コア１７に向けた移動コア２０の移動に
よって移動抵抗板２１にはたわみを生じるが、たわみ量
が大きくなるほど移動抵抗板２１はたわみにくくなって
いる。即ち電圧が小さく、移動コア２０のリフトが少い
段階では移動抵抗板２１は比較的簡単にたわむが、電圧
が上昇し移動コア２０が固定抵抗板１９に近づき、移動
コア２０に働く力が急速に増大しはじめるところでは移
動抵抗板２１はたわみにくくなって移動コア２０の急激
な変位を規制する。

従って図５に示すように、コイル３１に与える電圧と移
動コア２０のリフトの関係がほぼ直線的になり、弁の開
度をコイル３１の負荷から検出して自動制御することに
より、流量を連続的にきめ細かく制御することができ
る。従って流量の急変によって系内の流体圧力が変化し
てしまうことがなくなり、圧力をほぼ一定とした状態で
調整範囲の広い流量制御を実現することができる。

また本実施例は、コイル３１に与える電圧を変化させて
移動コア２０を微妙に昇降動させ、流量の比例制御を行
わせるものであるから、電圧が０の時に流量が確実に０
とされていなければならないし、また原点位置において
移動抵抗板２１を不必要にたわませることも避けねばな
らない。さらに、電圧が加わった時には、弁体２２は電
圧に比例して直ちに上昇しなければならない。このよう
な弁体２２における原点位置の調整及びくいつきの防止
はきわめて微妙なものとなるが、本実施例は前述したよ
うなねじ式の弁座４と、該弁座４の通油孔９内にねじ機
構で移動自在とされたくいつき防止用の調整部材４０を
用いているので、簡単かつ正確に最底流量の原点位置を
割り出すとともに弁体２２の流路に対するくいつきを確
実に防止することができる。

次に、前記流量制御弁ＳＶを、ボイラにおける燃料噴射
装置の流量制御に用いた例を説明する。図６に示すよう
に、灯油槽４０内の灯油は、電磁ポンプＰによって所定
圧力でバイパスノズル４１に送られるようになってい
る。灯油は所定圧力でノズル孔４１ａから燃焼室内に向
けて噴霧され、燃焼される。バイパスノズル４１で噴霧
されなかった一部の灯油は、前記所定圧力で流量制御弁
ＳＶを通過して前記灯油槽４０に還流していく。ここで
ボイラの炉内の温度等センサによって常時監視し、この
値と目標温度との偏差をフィードバックして前記流量制
御弁ＳＶのコイル電圧を自動調整すれば、系内に流通す
る灯油の流量を、圧力をほぼ一定としたままできめ細か
く増減させることができる。即ち、圧力がほぼ一定の状
態で調整範囲の広い比例流量制御を自動制御で実現で
き、ボイラの炉内温度を設定した目標値に常に一致させ
ることができる。

以上説明したように本考案は、固定抵抗板１９や移動抵
抗板２１を備えることにより、コイルの負荷電圧と移動
コア２０のリフト量を直線的に比例させた流量制御弁Ｓ
Ｖにおいて、特にシート面におけるシート部材のくいつ
きを防止するための調整部材４０を設けたものである。

なお、その用途は特に限定されるものではなく、実施例
で説明したボイラの燃料噴射装置のほか、燃焼装置を有
する乾燥機や温調設備等にも適用できる。さらに流量を
制御する対象となる流体は燃料だけではなく、例えば本
考案は油圧リフタの速度調整用等にも適用できる。この
ように本考案の流量制御弁は、液体の流量制御一般に広
く使用することができる。

〔考案の効果〕

本考案は、弁閉時にはたわまず、弁開時にたわんでコイ
ルの磁場による移動コアの急激なリフトを抑制する移動
抵抗板を備えた流量制御弁において、弁体の開閉する流
路を弁本体に固定される弁座に形成し、さらにこの弁座
の流路内にはねじ機構で移動自在とした調整部材を設け
てある。従ってこの調整部材の流路内での位置を調整
し、流路を閉止している弁体を流路の開口部から離れる
方向にリフトさせれば、弁体と流路との間に微小な隙間
を設定することができる。従って、流路の開口部に対す
る弁体のくいつきを確実に防止することができるので、
弁体を原点位置から少しずつ移動させて流量を徐々に変
化させるといった微妙な流量制御を確実に行えるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

図１は本考案の一実施例の断面図である。 図２は同実施例の要部拡大断面図である。 図３は同実施例の要部拡大断面図であり、調整部材によ
る調整を行った状態を示す図である。 図４は同実施例における移動抵抗板の平面図である。 図５は同実施例における移動コアのリフトとコイルの電
圧との関係を示すグラフである。 図６は同実施例の流量制御弁を用いた燃料噴射装置の構
成図である。 ＳＶ……流量制御弁、４……弁座、 ９……流路としての通油孔、 ２２……弁体、４０……調整部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】本体と、本体に設けられたコイルと、コイ
   ルの一端に設けられた固定コアと、コイルが発生する磁
   場によってコイル内を移動する移動コアと、固定コアと
   は反対側の移動コアの一端に設けられた弁体と、弁体に
   よって開閉される流体の流路が設けられた弁座と、前記
   弁体に固定された環状取付部と前記環状取付部よりも大
   径であるとともに中心が一致するように形成されて前記
   本体側に接触する環状枠部と前記環状取付部と前記環状
   枠部の間に略放射状に等間隔で形成されて両部を連結す
   る湾曲した複数本のアームとを備えた移動抵抗板を有
   し、 前記弁体が液体の流路を閉止している時には前記移動抵
   抗板が変形せず、かつ前記移動コアが移動して前記弁体
   が液体の流路を開放する時には前記移動抵抗板が変形し
   て前記移動コアに抵抗を与えるように前記移動抵抗板を
   設定し、コイルに与える電圧を変化させることによって
   弁体で液体の流路を開閉して液体の流量を制御する流量
   制御弁において、 前記弁座の流路内にねじ部を介して移動自在に螺入さ
   れ、流路内における位置を調整して前記弁座に当接した
   前記弁体の先端を押圧することにより該弁体を弁座と反
   対の方向に微動させて弁体と弁座のくいつきを防止する
   調整部材を設けたことを特徴とする流量制御弁。