JPH06207683A

JPH06207683A - 流量調節遮断弁装置

Info

Publication number: JPH06207683A
Application number: JP399093A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Kamitsubara; 常男上津原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲の再現性を持つ流量調節機能と確実な流
路遮断機能とを備え、かつ乾電池等の微少電源で駆動で
きる流量調節遮断弁装置を提供する。【構成】弁体６は磁性体５、弁ゴム受４、弁ゴム３、弁
ゴム固定部２から構成され、弁ケース１１にスプリング
１０により弁座１側に付勢されるよう取付けられてい
る。弁体６を電磁吸着する電磁装置９は固定鉄心７、コ
イル８からなり、操作ロッド１２のねじ機構により距離
ｈ（弁リフト）が広範囲に変更できるので、弁を開とし
たとき所要の流量となるように距離ｈを調節でき、コイ
ル８への通電をオフとして確実に弁を遮断できる。ま
た、開弁時には、磁性体５と固定鉄心７の距離が最短と
なるようにセットして置くことができるので、吸着に要
するコイルのアンペアターンを微少化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス燃焼器具、空調設
備、水道設備等において、管路に流れる流体の流量を所
要値に調節すると共に必要に応じて流体の流れを迅速に
遮断する流量調節遮断弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、次のような流量調節弁が知られて
いる。（Ａ）可動プランジャ型流量制御装置（特開昭５５−１
１１１０７号公報）本装置は、電気入力の変化を電磁力を介して微少な弁の
開度変化に変換するので、部品加工や組立作業の複雑高
精度化が避けられず、また弁と弁座の開度の位置決めは
コイル通電による電磁吸引力とスプリングのばねのバラ
ンスによるため、弁の開度を広範囲に調節することが困
難であり、電源の電圧変動等によって流量の再現性も不
安定であった。さらに、常時通電する必要があるので、
装置の小型化にも限界があり、省エネルギーやコストの
面で利用が限定されるという問題があった。（Ｂ）可逆型流量制御弁（特開昭６１−７４９８２号公
報）環型鋸刃状ガイド機構が複雑で、流量調節の範囲、精度
及び寿命に制約がある。特に、流量調節の際、流量増或
は流量減の一方の操作は鋸刃状ガイドを１回転近く回転
させなければならず、多段階のオン、オフ操作の繰返し
が必要で、弁の開度の電気的表示が繁雑であることもあ
り、電気的フィードバック制御には不適であった。（Ｃ）流量制御弁装置（特開昭６２−１１８１７４号公
報）弁の開度をパルスモータ駆動による歩進によって制御す
るため、広範囲の再現性を持つ流量調節が可能である
が、電気制御回路を含み複雑で精密な構成のため小型、
軽量化に限度があり、高価となる。

【０００３】上述の従来技術の流量調節弁の（Ｂ）およ
び（Ｃ）項の流量制御弁の構造では、その部品の加工、
組立作業の精度のばらつきがあり、弁座と弁体を必要に
応じて正確に圧着させて、流路を確実に遮断することが
困難である。例えば、ガス燃焼器具のように、フェイル
セイフ機能を必要とし電源断のときに的確に弁を遮断す
るよう要求される設備では、調節弁の他に遮断弁を並設
することが不可欠である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術の諸問題点を解決して、微少電力で開弁を行うこと
が可能で、しかも弁リフトの広範囲な位置において弁を
閉開した場合でも、流量の再現性を持つ流量調節機能
と、的確な流路遮断機能の両方を備え、かつ、乾電池等
の微少電源で駆動できる流量調節遮断弁装置を提供する
ことを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の問題
点を解決するもので、次の技術手段を採った。すなわ
ち、磁性体を付設しケーシング内で遊動する弁体と、該
弁体を弁座に圧着するスプリングと、該スプリング力に
抗して前記磁性体を電磁吸着するケーシング内の電磁装
置と、該電磁装置の位置を自在に調節し該弁体と該弁座
間の開口面積を変更する操作手段を備えたことを特徴と
する流量調節遮断弁装置である。

【０００６】該操作手段は、電動機、電磁石或は流体圧
アクチュエータによって駆動してもよい。

【０００７】

【作用】図１は本発明の作用説明図であり、図１（ａ）
は弁開の場合の断面図、図１（ｂ）は弁閉の場合の断面
図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図を示
す。弁体６は磁性体５、弁ゴム受４、弁ゴム３、弁ゴム
固定部２から構成され弁ケース１１にスプリング１０を
介して弁座１側へ付勢されるよう取付けられている。電
磁装置９は固定鉄心７、コイル８からなり、操作ロッド
１２をねじ機構、カム機構、或は歯車機構等を介し、上
下方向に移動可能とし、弁開時〔（弁体６（磁性体５）
が電磁装置９（固定鉄心７）に吸着されたとき〕の距離
ｈ（弁リフト）が変えられるよう構成されている。なお
２０はＯリングである。

【０００８】本発明の流量調節遮断弁装置の操作を説明
する。（ア）弁の開閉操作コイル８に通電して、弁体６を電磁装置９に吸着保持さ
せ、図１（ａ）に示す弁の開状態で操作ロッド１２を上
方又は下方に変位させ、図示の距離ｈを変更することに
より、弁座１と弁体６間の開口面積が調節でき所要の流
量を得ることができる。この場合、弁座１と嵌合する弁
ゴム固定部２のテーパ部の角度や形状の選択によって、
所要の流量特性を求めることができることは周知であ
り、さらに、ねじ、歯車或はカム機構等を利用して、例
えば、モータの回転数の累計値を微少なｈの変化に変換
することができるので、広範囲で精密な流量調節が可能
となると共に正確な流量の再現性を得ることができる。

【０００９】弁が開の状態では、コイル８に常時通電す
ることが必要であるが、この通電をオフとすれば、スプ
リング１０の付勢力によって弁は迅速に遮断される。本
流量調節遮断弁装置においては、通常の弁閉操作する場
合は、操作ロッド１２を操作して流量を最小とする位置
まで下げ、すなわち、電磁装置９（固定鉄心７）と弁体
６（磁性体５）が密着寸前の最短距離にして、コイル８
の通電をオフとして弁を閉とする。操作ロッド１２によ
り弁を完全に閉とするようきつく閉めると弁体部分が損
傷するからである。

【００１０】従って、弁を閉としたとき、固定鉄心７と
磁性体５が密着寸前の最短距離にセットされているの
で、次に弁を開とするとき電磁装置９の吸着保持用アン
ペアターンが微少で済むこととなる。従って、装置全体
の外形寸法の小型化が可能である。特に電磁装置９の鉄
心材にパーマロイ等の高導磁率材を採用することによ
り、電磁装置９は直径１０ｍｍ程度の大きさとなり、１
０ｍＷ程度の入力によって１ｋｇｆ程度の電磁吸着力を
持ち、しかも残留磁束の影響を排除したものを製造する
ことができる。

【００１１】本願の電磁装置９は、上述した電磁石に限
定されるものではなく、永久磁石を利用したラッチング
型電磁石を採用し、コイルにパルス電流を通電するよう
にすれば、弁の開時にコイルへ常時通電する必要はなく
なるので、さらに省エネルギー効果を得ることができ
る。（イ）弁の緊急遮断およびそのリセット弁の流路を緊急遮断する場合には、上述のように、コイ
ル８の通電をオフとすればよいが、この場合は、電磁装
置９と弁体６との間の距離が長くなっている可能性があ
るので、弁の再使用にあたって操作ロッド１２を操作し
て両者間の距離を小さくするリセット操作が必要であ
る。

【００１２】本発明は上述のように構成され操作するの
で、（１）弁座と弁体との開口面積を調整する場合、ねじ、
歯車或はカム機構等を介して行うので、例えば、モータ
の大きな回転数累計値の設定範囲で、流量調節を広範囲
に行うことができ、しかも再現性のある流量調節が可能
である。（２）必要に応じて流れを迅速に確実に遮断できる。

【００１３】（３）電磁石の吸着保持にためのアンペア
ターンを微少化できるので、コイルが小さくてよく、電
池電源など微小電源によって駆動することができる。（４）弁体はケーシングを貫通する弁操作ロッドを有し
ないので弁操作ロッドのシールが簡略となり、弁の上下
動に要する力が極めて小さくてすむ。（５）電磁装置の軸貫通部は弁の開閉と無関係であるの
で確実にシールすることばでき、シールにシャバラ等を
用いて確実にシールすることができる。等の優れた作用を有する。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図面によって説明する。
図２は本装置の弁開時、図３は本装置の弁閉時を示した
ものである。本実施例は弁ケース１１の内壁を上下に摺
動するケース１５内にコイル８および固定鉄心７からな
る電磁装置９を固着し、弁体６は磁性体５と弁ゴム受
４、弁ゴム３、弁ゴム固定部２からなり、磁性体５は電
磁装置９を貫通自在とする弁棒１３で弁ゴム固定部２等
に接続されている。従って、距離ｈの調節は、操作ロッ
ド１２に接続され、モータ１４の回転によって操作ロッ
ド１２が回転することによりケース１５を上下させるこ
とによって行う。図２は弁が全開の状態であり、矢印は
流体の流れの方向を示すが、流量を調節する場合は、こ
の状態でケース１５を所定距離上方に引上げて距離ｈを
小さくする。

【００１５】図示した実施例で、流体流出側が例えば、
ガス燃焼器具のように大気圧とすれば、弁ケース１１と
ケース１５の間の摺動面のシールを単純化することがで
きる。本実施例は弁の開度調節にモータを使用したが、
電磁石或は流体圧アクチュエータを用いてもよい。

【００１６】なお、本実施例では、図示していないが、
操作ロッド１２を回転してもケース１５が回転しないよ
うに回転止めを設けている。また、弁を通常操作で閉と
する場合、強く閉めて弁体を損傷しないように、操作ロ
ッド１２を操作する際、或る程度以上距離ｈは短縮しな
いよう構成してある。本実施例では、弁構造をポペット
型として説明したが、勿論本発明はこれに限定されるも
のではなく、弁構造として、スプール弁、ボール弁或
は、ピンチ弁等を採用することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の装置は、従来技術に比較して次
のような優れた効果を奏し、産業、民生の分野に貢献す
ることができる。（Ａ）構造が単純、頑丈で小型、軽量化が可能で、量産
に好適である。（Ｂ）流量の調節範囲が広く、調節精度が安定して流量
の再現性が確実である。（Ｃ）操作が全て電気信号によりなされるので、所要の
フィードバック電気制御が容易である。（Ｄ）電磁石の吸引に要するアンペアターンが微少であ
り、かつ小型モータの寸動運転によって制御できるの
で、乾電池等の微小電源で駆動することが可能である。（Ｅ）量産によって低コスト化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用説明図であり、図１（ａ）は弁開
の場合の断面の説明図、図１（ｂ）は弁閉の場合の断面
の説明図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
である。

【図２】本発明の一実施例の説明図であり、弁開の状態
を示す。

【図３】本発明の一実施例の説明図であり、弁閉の状態
を示す。

【符号の説明】

１弁座２弁ゴム固定部３弁ゴム４弁ゴム受５磁性体６弁体７固定鉄心８コイル９電磁装置１０スプリング１１弁ケース１２操作ロッド１３弁棒１４モータ１５ケース２０Ｏリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体を付設しケーシング内で遊動する弁
体と、該弁体を弁座に圧着するスプリングと、該スプリ
ング力に抗して前記磁性体を電磁吸着するケーシング内
の電磁装置と、該電磁装置の位置を自在に調節し該弁体
と該弁座間の開口面積を変更する操作手段を備えたこと
を特徴とする流量調節遮断弁装置。
【請求項２】該操作手段を、電動機、電磁石或は流体圧
アクチュエータによって駆動される機構とした請求項１
記載の流量調節遮断弁装置。