JPH06341559A - 管路内内蔵形流体遮断弁 - Google Patents
管路内内蔵形流体遮断弁Info
- Publication number
- JPH06341559A JPH06341559A JP15290693A JP15290693A JPH06341559A JP H06341559 A JPH06341559 A JP H06341559A JP 15290693 A JP15290693 A JP 15290693A JP 15290693 A JP15290693 A JP 15290693A JP H06341559 A JPH06341559 A JP H06341559A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- magnetostrictive element
- main body
- magnetic field
- giant magnetostrictive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新たな弁構造で、直流路により流体の滞留を
無くし、より一層の小型化を達成でき、μｓｅｃ台の高
速応答性を有し、さらには低電力の結線だけ直接外部よ
り駆動できる管路内内蔵形流体遮断弁を提供する。 【構成】 管の流路内に流体を遮断する機構を内蔵する
弁であって、超磁歪特性を有する希土類鉄系合金で作成
された円柱状の超磁歪素子を、該素子と管内部とを隔離
する薄板弾性材料よりなる隔離円筒で被覆密閉して管内
中心線上に配設し、この超磁歪素子に対向して管の外周
面にソレノイドを設け、このソレノイドに通電して発生
する磁界を制御することにより超磁歪素子に長手方向の
伸縮歪を発生させ、それに伴い隔離円筒に半径方向の縮
む或いは膨らむ弾性変形を生じさせ、膨らんだ時に管内
壁と隔離円筒との間の環状断面の流路が遮断されるよう
にした管路内内蔵形流体遮断弁。
無くし、より一層の小型化を達成でき、μｓｅｃ台の高
速応答性を有し、さらには低電力の結線だけ直接外部よ
り駆動できる管路内内蔵形流体遮断弁を提供する。 【構成】 管の流路内に流体を遮断する機構を内蔵する
弁であって、超磁歪特性を有する希土類鉄系合金で作成
された円柱状の超磁歪素子を、該素子と管内部とを隔離
する薄板弾性材料よりなる隔離円筒で被覆密閉して管内
中心線上に配設し、この超磁歪素子に対向して管の外周
面にソレノイドを設け、このソレノイドに通電して発生
する磁界を制御することにより超磁歪素子に長手方向の
伸縮歪を発生させ、それに伴い隔離円筒に半径方向の縮
む或いは膨らむ弾性変形を生じさせ、膨らんだ時に管内
壁と隔離円筒との間の環状断面の流路が遮断されるよう
にした管路内内蔵形流体遮断弁。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体産業、食品、生
物工学等の分野で、液体、ガス配管に使用される管路内
内蔵形流体遮断弁に関する。
物工学等の分野で、液体、ガス配管に使用される管路内
内蔵形流体遮断弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記用途の弁では、流体の純度を損なわ
ないことが重要であり、弁室内は流体の滞留や不純物の
付着、発生の無い構造で、内面が平滑に仕上げられてい
ること、流体の遮断が迅速なこと、さらには弁が小型で
取付スペースが小さいことが要求される。このような要
求に対し、従来は各種の弁の中でもダイヤフラム式のク
リーン弁が適するとして用いられてきたが、駆動手段と
してエアーシリンダーを使用しているため、圧縮空気と
その切替え用の電磁弁などを別途必要とした。他には、
クリーン弁ではないが、管流路内で遮断機能を果す従来
の弁では、バック挿入方式の弁（例えば特開昭５８−３
４２７４号公報参照）や、弾性中実材を長手方向に圧縮
し、半径方向に膨張させて押し付ける方式の弁（例えば
実開昭６０−１４２３８８号公報参照）などがあるが、
弁の清浄度や開閉の応答速度について考慮されていな
い。ところで、上記従来例のダイヤフラム式クリーン弁
では、弁座及びダイヤフラム面が流体の流れ方向に対し
て直交するため、管流路が弁の前後で曲げられ、そこで
滞留部が生ずることは避けられない。また構造的にほぼ
完成されており、今後さらに小型化を計ることは難し
い。さらに開閉の応答速度も数１０ｍｓｅｃが限度であ
り、将来ますます高速化が要求された場合に追従できな
い。
ないことが重要であり、弁室内は流体の滞留や不純物の
付着、発生の無い構造で、内面が平滑に仕上げられてい
ること、流体の遮断が迅速なこと、さらには弁が小型で
取付スペースが小さいことが要求される。このような要
求に対し、従来は各種の弁の中でもダイヤフラム式のク
リーン弁が適するとして用いられてきたが、駆動手段と
してエアーシリンダーを使用しているため、圧縮空気と
その切替え用の電磁弁などを別途必要とした。他には、
クリーン弁ではないが、管流路内で遮断機能を果す従来
の弁では、バック挿入方式の弁（例えば特開昭５８−３
４２７４号公報参照）や、弾性中実材を長手方向に圧縮
し、半径方向に膨張させて押し付ける方式の弁（例えば
実開昭６０−１４２３８８号公報参照）などがあるが、
弁の清浄度や開閉の応答速度について考慮されていな
い。ところで、上記従来例のダイヤフラム式クリーン弁
では、弁座及びダイヤフラム面が流体の流れ方向に対し
て直交するため、管流路が弁の前後で曲げられ、そこで
滞留部が生ずることは避けられない。また構造的にほぼ
完成されており、今後さらに小型化を計ることは難し
い。さらに開閉の応答速度も数１０ｍｓｅｃが限度であ
り、将来ますます高速化が要求された場合に追従できな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、新た
な弁構造で、直流路により流体の滞留を無くし、より一
層の小型化を達成でき、μｓｅｃ台の高速応答性を有
し、さらには低電力の結線だけで直接外部より駆動でき
る管路内内蔵形流体遮断弁を提供しようとするものであ
る。
な弁構造で、直流路により流体の滞留を無くし、より一
層の小型化を達成でき、μｓｅｃ台の高速応答性を有
し、さらには低電力の結線だけで直接外部より駆動でき
る管路内内蔵形流体遮断弁を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の管路内内蔵形流体遮断弁は、管の流路内に流
体を遮断する機構を内蔵する弁であって、超磁歪特性を
有する希土類系鉄合金で作成された円柱状の超磁歪素子
と、該素子と管内部とを隔離する薄板弾性材料よりなる
隔離円筒で被覆密閉して管内中心線上に配設し、この超
磁歪素子に対応して管の外周面にソノレイドを設け、こ
のソノレイドに通電して発生する磁界を制御することに
より超磁歪素子に長手方向の伸縮歪を発生させ、それに
伴い隔離円筒に半径方向に縮む或いは膨らむ弾性変形を
生じさせ、膨んだ時に管内壁と隔離円筒との間の環状断
面の流路が遮断されるようにしたことを特徴とするもの
である。
の本発明の管路内内蔵形流体遮断弁は、管の流路内に流
体を遮断する機構を内蔵する弁であって、超磁歪特性を
有する希土類系鉄合金で作成された円柱状の超磁歪素子
と、該素子と管内部とを隔離する薄板弾性材料よりなる
隔離円筒で被覆密閉して管内中心線上に配設し、この超
磁歪素子に対応して管の外周面にソノレイドを設け、こ
のソノレイドに通電して発生する磁界を制御することに
より超磁歪素子に長手方向の伸縮歪を発生させ、それに
伴い隔離円筒に半径方向に縮む或いは膨らむ弾性変形を
生じさせ、膨んだ時に管内壁と隔離円筒との間の環状断
面の流路が遮断されるようにしたことを特徴とするもの
である。
【０００５】
【作用】上記のように構成された本発明の管路内内蔵形
流体遮断弁は、ソレノイドに通電して発生させた磁界に
より超磁歪素子に長手方向の歪を生じさせ、これにより
薄板弾性材料よりなる隔離円筒が半径方向に膨らんで拡
大弾性変形し、管内壁に密着して、流路が遮断される。
この際、超磁歪素子に発生させる歪量は小さくて済み、
低磁界又は低電力でも弁機能が果たされる。そして外部
から結線することなしに、つまり外部から駆動手段を管
路内に持ち込むことなしに、超磁歪素子を直接外部から
駆動できるので、管路内への弁機構の内蔵が容易とな
り、且つ従来に無い小型の弁が実現できると共に弁室内
で流路が曲げられることのない直流路構造となって、抵
抗が減り、流体の滞留を無くすることができる。さらに
弁機構の外面は、清浄度の要求に応じた研摩等の仕上げ
を容易に行うことができる。
流体遮断弁は、ソレノイドに通電して発生させた磁界に
より超磁歪素子に長手方向の歪を生じさせ、これにより
薄板弾性材料よりなる隔離円筒が半径方向に膨らんで拡
大弾性変形し、管内壁に密着して、流路が遮断される。
この際、超磁歪素子に発生させる歪量は小さくて済み、
低磁界又は低電力でも弁機能が果たされる。そして外部
から結線することなしに、つまり外部から駆動手段を管
路内に持ち込むことなしに、超磁歪素子を直接外部から
駆動できるので、管路内への弁機構の内蔵が容易とな
り、且つ従来に無い小型の弁が実現できると共に弁室内
で流路が曲げられることのない直流路構造となって、抵
抗が減り、流体の滞留を無くすることができる。さらに
弁機構の外面は、清浄度の要求に応じた研摩等の仕上げ
を容易に行うことができる。
【０００６】
【実施例】本発明の管路内内蔵形流体遮断弁の一実施例
を図１によって説明する。図１は縦断側面図を示し、こ
の弁を配管途中に設置する場合には、図１の両端を配管
に溶接又は接着或いは各種管継手を介して機械的に接続
する等、弁の用途や材質に応じて適宜施工される（図示
省略）。
を図１によって説明する。図１は縦断側面図を示し、こ
の弁を配管途中に設置する場合には、図１の両端を配管
に溶接又は接着或いは各種管継手を介して機械的に接続
する等、弁の用途や材質に応じて適宜施工される（図示
省略）。
【０００７】図１において、弁本体は上流側本体１と下
流側本体２とよりなり、各々のフランジ１ａ，２ａを合
わせて組立てられている。駆動部として弁本体内に内蔵
する超磁歪素子３は、両端部を各々可動片４及び固定軸
５とに接着或いは溶接等の弁の用途及び材質に応じた方
法で固定してある。超磁歪素子３と弁本体内とを隔離す
る隔離円筒６は、弁の用途に応じてその材質が選定され
るが、本例の場合は樹脂や金属等の薄板弾性材料よりな
り、中央部が部分的或いは全体的に膨出した形状になっ
ていて、両端部が各々可動片４及び固定軸５に嵌着固定
されて、弁本体内部と超磁歪素子３とが完全に隔離シー
ルされている。固定軸５には上流側本体１のフランジ１
ａ及び下流側本体２のフランジ２ａに挾み組み立てるた
めのフランジ部７が設けられ、このフランジ部７に流体
の通路となる穴８が周方向に等配分に穿設されている。
また、上流側本体１のフランジ１ａ及び下流側本体２の
フランジ２ａで挾まれる固定軸５のフランジ部７の両面
には環状突起７ａが設けられていて、ネジ９にて上流側
本体１及び下流側本体２のフランジ１ａ，２ａを締付け
固定したことにより、それらフランジ１ａ，２ａの面に
前記環状突起７ａが食い込んで、弁本体外部と弁本体内
部とが隔離シールされている。前記超磁歪素子３に対応
して上流側本体１の外周面には、超磁歪素子３を駆動制
御するソレノイド１０が設けられ、カバー１１により固
定されている。ソレノイド１０のコイル端末は、電気導
線としてカバー１１の外側に引き出され、電源からの接
続端子（図示省略）に接続されている。前記超磁歪素子
３の材料は、希土類鉄系の合金で、希土類の組み合せ種
類により、磁界を加えて伸びる正磁歪材や逆に縮む負磁
歪材があるが、本例の場合は負磁歪材である。
流側本体２とよりなり、各々のフランジ１ａ，２ａを合
わせて組立てられている。駆動部として弁本体内に内蔵
する超磁歪素子３は、両端部を各々可動片４及び固定軸
５とに接着或いは溶接等の弁の用途及び材質に応じた方
法で固定してある。超磁歪素子３と弁本体内とを隔離す
る隔離円筒６は、弁の用途に応じてその材質が選定され
るが、本例の場合は樹脂や金属等の薄板弾性材料よりな
り、中央部が部分的或いは全体的に膨出した形状になっ
ていて、両端部が各々可動片４及び固定軸５に嵌着固定
されて、弁本体内部と超磁歪素子３とが完全に隔離シー
ルされている。固定軸５には上流側本体１のフランジ１
ａ及び下流側本体２のフランジ２ａに挾み組み立てるた
めのフランジ部７が設けられ、このフランジ部７に流体
の通路となる穴８が周方向に等配分に穿設されている。
また、上流側本体１のフランジ１ａ及び下流側本体２の
フランジ２ａで挾まれる固定軸５のフランジ部７の両面
には環状突起７ａが設けられていて、ネジ９にて上流側
本体１及び下流側本体２のフランジ１ａ，２ａを締付け
固定したことにより、それらフランジ１ａ，２ａの面に
前記環状突起７ａが食い込んで、弁本体外部と弁本体内
部とが隔離シールされている。前記超磁歪素子３に対応
して上流側本体１の外周面には、超磁歪素子３を駆動制
御するソレノイド１０が設けられ、カバー１１により固
定されている。ソレノイド１０のコイル端末は、電気導
線としてカバー１１の外側に引き出され、電源からの接
続端子（図示省略）に接続されている。前記超磁歪素子
３の材料は、希土類鉄系の合金で、希土類の組み合せ種
類により、磁界を加えて伸びる正磁歪材や逆に縮む負磁
歪材があるが、本例の場合は負磁歪材である。
【０００８】上記のように構成された実施例の管路内内
蔵形流体遮断弁は、ソレノイド１０に通電し、磁界を発
生させる。この時電流値で発生磁界を制御し、発生磁界
の大きさに応じて超磁歪素子３の長手方向に縮む歪を生
じさせる。これにより隔離円筒６が半径方向に膨らんで
拡大弾性変形し、この変形量が弁のストロークとし、上
流側本体１の内壁に隔離円筒６の膨出部が密着して、環
状断面の流路が遮断される。この閉弁動作において超磁
歪素子３に発生させる歪量は小さくて済み、低磁界又は
低電力（数アンペア、数１０ボルト程度）でも弁機能が
果たされる。ソレノイド１０への通電を止め、磁界を消
滅させると、超磁歪素子３が長手方向に伸びて原状に復
し、これにより隔離円筒６が半径方向に窄んで縮小変形
し、上流側本体１の内壁より離れて、環状断面の流路が
開かれる。このように上記実施例の管路内内蔵形流体遮
断弁は、外部から結線することなしに、つまり外部から
駆動手段を弁本体内に持ち込むことなしに超磁歪素子３
を直接外部から駆動できるので、弁機構の内蔵が容易と
なる。また超磁歪素子３は高い応答性があり、μｓｅｃ
の速度で駆動されるので、エアーシリンダー駆動方式の
ダイヤフラム式クリーン弁でのｍｓｅｃと較べて格段に
速く、高速応答性弁として十分に対応できる。さらに超
磁歪材料の圧縮強度６０〜８０ｋｇ／ｍｍ2が超磁歪ア
クチュエータの発生力となるため超磁歪素子３は小さな
もので良く、従って従来にない小型の弁となる。しかも
弁室内で流路が曲げられることのない直流構造となっ
て、抵抗が減り、流体の滞留も無くすることができる。
さらに弁機構の外面は、製作上清浄度の要求に応じた研
摩等の仕上げを容易に行うことができる。尚、上記実施
例において、超磁歪素子３の伸び縮みを制御するために
バイアス磁界を別途加えて歪をコントロールしても良
い。また、上記実施例は、ＯＮ，ＯＦＦ弁の使い方であ
るが、別途冷却装置を組み合せ、精密な温度制御を行う
ことによって、厳密な流量調節が可能である。
蔵形流体遮断弁は、ソレノイド１０に通電し、磁界を発
生させる。この時電流値で発生磁界を制御し、発生磁界
の大きさに応じて超磁歪素子３の長手方向に縮む歪を生
じさせる。これにより隔離円筒６が半径方向に膨らんで
拡大弾性変形し、この変形量が弁のストロークとし、上
流側本体１の内壁に隔離円筒６の膨出部が密着して、環
状断面の流路が遮断される。この閉弁動作において超磁
歪素子３に発生させる歪量は小さくて済み、低磁界又は
低電力（数アンペア、数１０ボルト程度）でも弁機能が
果たされる。ソレノイド１０への通電を止め、磁界を消
滅させると、超磁歪素子３が長手方向に伸びて原状に復
し、これにより隔離円筒６が半径方向に窄んで縮小変形
し、上流側本体１の内壁より離れて、環状断面の流路が
開かれる。このように上記実施例の管路内内蔵形流体遮
断弁は、外部から結線することなしに、つまり外部から
駆動手段を弁本体内に持ち込むことなしに超磁歪素子３
を直接外部から駆動できるので、弁機構の内蔵が容易と
なる。また超磁歪素子３は高い応答性があり、μｓｅｃ
の速度で駆動されるので、エアーシリンダー駆動方式の
ダイヤフラム式クリーン弁でのｍｓｅｃと較べて格段に
速く、高速応答性弁として十分に対応できる。さらに超
磁歪材料の圧縮強度６０〜８０ｋｇ／ｍｍ2が超磁歪ア
クチュエータの発生力となるため超磁歪素子３は小さな
もので良く、従って従来にない小型の弁となる。しかも
弁室内で流路が曲げられることのない直流構造となっ
て、抵抗が減り、流体の滞留も無くすることができる。
さらに弁機構の外面は、製作上清浄度の要求に応じた研
摩等の仕上げを容易に行うことができる。尚、上記実施
例において、超磁歪素子３の伸び縮みを制御するために
バイアス磁界を別途加えて歪をコントロールしても良
い。また、上記実施例は、ＯＮ，ＯＦＦ弁の使い方であ
るが、別途冷却装置を組み合せ、精密な温度制御を行う
ことによって、厳密な流量調節が可能である。
【０００９】
【発明の効果】以上の通り本発明の管路内内蔵形流体遮
断弁は、弁本体内に駆動手段が無く、直流路により流体
の滞留が無くなり、格段に小型化でき、μｓｅｃの高速
応答性を有し、さらに低電力により直接外部から駆動で
きる。
断弁は、弁本体内に駆動手段が無く、直流路により流体
の滞留が無くなり、格段に小型化でき、μｓｅｃの高速
応答性を有し、さらに低電力により直接外部から駆動で
きる。
【図１】本発明の管路内内蔵形流体遮断弁の一実施例を
示す縦断側面図である。
示す縦断側面図である。
１ 上流側本体 １ａ フランジ ２ 下流側本体 ２ａ フランジ ３ 超磁歪素子 ４ 可動片 ５ 固定軸 ６ 隔離円筒 ７ フランジ部 ７ａ 突起 ８ 穴 ９ ネジ １０ ソレノイド １１ カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 康彦 東京都大田区山王２丁目５番13号 株式会 社ベンカン内 (72)発明者 小菅 明良 東京都大田区山王２丁目５番13号 株式会 社ベンカン内
Claims (1)
- 【請求項１】 管の流路内に流体を遮断する機構を内蔵
する弁であって、超磁歪特性を有する希土類鉄系合金で
作成された円柱状の超磁歪素子を、該素子と管内部とを
隔離する薄板弾性材料よりなる隔離円筒で被覆密閉して
管内中心線上に配設し、この超磁歪素子に対向して管の
外周面にソレノイドを設け、このソレノイドに通電して
発生する磁界を制御することにより超磁歪素子に長手方
向の伸縮歪を発生させ、それに伴い隔離円筒に半径方向
に縮む或いは膨らむ弾性変形を生じさせ、膨らんだ時に
管内壁と隔離円筒との間の環状断面の流路が遮断される
ようにしたことを特徴とする管路内内蔵形流体遮断弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15290693A JPH06341559A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 管路内内蔵形流体遮断弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15290693A JPH06341559A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 管路内内蔵形流体遮断弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341559A true JPH06341559A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15550728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15290693A Pending JPH06341559A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 管路内内蔵形流体遮断弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06341559A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050073A1 (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Tdk Corporation | 磁歪式電磁弁 |
| JP2009144910A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-07-02 | Nok Corp | フォーム製の磁気封止要素を持つ弁 |
| DE19654952B4 (de) * | 1996-10-18 | 2012-06-14 | Herhof Verwaltungsgesellschaft Mbh | Ventil für einen Gasführungskanal in einem Kompostierungsbehälter |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP15290693A patent/JPH06341559A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19654952B4 (de) * | 1996-10-18 | 2012-06-14 | Herhof Verwaltungsgesellschaft Mbh | Ventil für einen Gasführungskanal in einem Kompostierungsbehälter |
| WO2005050073A1 (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-02 | Tdk Corporation | 磁歪式電磁弁 |
| JP2009144910A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-07-02 | Nok Corp | フォーム製の磁気封止要素を持つ弁 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4442998A (en) | Electromagnetic valve unit | |
| EP1471264B1 (en) | Valve apparatus for controlling mass flow, manufacturing method thereof and heat exchanger using the same | |
| JPH06341559A (ja) | 管路内内蔵形流体遮断弁 | |
| JPH11154022A (ja) | マスフローコントローラ及びその運転制御方法 | |
| US4828220A (en) | Control valve device | |
| JPH06185653A (ja) | 断熱配管用電磁弁 | |
| JP3377077B2 (ja) | 弁体及びそれを用いた電磁制御弁 | |
| JP2000260619A (ja) | フォースモータの駆動方法およびフォースモータ | |
| JP2000240838A (ja) | ソレノイド駆動式金属ダイヤフラム型開閉制御弁 | |
| JP2006070990A (ja) | 電動弁 | |
| JP2673661B2 (ja) | 超磁歪変位拡大機構 | |
| JPH11287352A (ja) | 四方切換弁 | |
| JPS6256679A (ja) | 電磁制御弁 | |
| JPS62110087A (ja) | 切替弁装置 | |
| JPH10238647A (ja) | 電磁排気弁 | |
| JPH11194833A (ja) | マスフローコントローラ | |
| CN213900099U (zh) | 阀针锥面密封型微流量超磁致伸缩比例阀 | |
| JP3075037B2 (ja) | 遮断弁 | |
| JPH0435650Y2 (ja) | ||
| JPS58166183A (ja) | サ−ボ弁 | |
| JP2573942Y2 (ja) | 常時開放型バルブ駆動機構 | |
| JPS60109680A (ja) | 閉止機能付比例制御弁 | |
| JPS62297578A (ja) | 閉止機能付流体制御弁 | |
| JPS62297577A (ja) | 閉止機能付流体制御弁 | |
| JPH04302784A (ja) | 流量制御弁 |