JPH0641795B2 - 電磁式流量制御弁 - Google Patents

電磁式流量制御弁

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JPH0641795B2
JPH0641795B2 JP12210884A JP12210884A JPH0641795B2 JP H0641795 B2 JPH0641795 B2 JP H0641795B2 JP 12210884 A JP12210884 A JP 12210884A JP 12210884 A JP12210884 A JP 12210884A JP H0641795 B2 JPH0641795 B2 JP H0641795B2
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JP
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valve
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flow control
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housing
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裕二 坂口
武雄 高木
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0651One-way valve the fluid passing through the solenoid coil
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    • Y10T137/8593Systems
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    • Y10T137/87217Motor

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は流体機器を目的通り動かすために回路内で使用
される流量制御弁、特に必要に応じて弁体を弁座方向に
偏移させる力を制御し、流量または圧力を連続的に変化
させることのできる電磁式流量制御弁に関するものであ
る。
(従来の技術) 流量制御弁は、流体回路の流量調整を行ないアクチユエ
ータの運動速度の調整や圧力上昇の割合を調整するため
に使用されるものであり、その性能としては、流量調整
範囲が大きく、微調整が可能であつて、安定かつ連続的
な特性が要求される。
最も一般的なものとしてニードル弁がある。これはねじ
を利用して先端が円錐形状のニードルを前進または後退
させ、弁開度を変化させるものである。しかしその構造
に起因する数多くの問題を有している。ねじ部のガタ、
オリフイスとニードルとの軸線の不一致などをなくすこ
とが困難であり、ねじ回転角の変化と弁開度が一定せ
ず、正確な流量調整または圧力調整をすることができな
いと言う欠点があつた。また、ねじ部の摩耗も大きな問
題であつた。
一方、上述した機械的な問題を解決すべく開発された流
量制御弁として、例えば第2図の(a)に示す弁があ
る。この弁は、ほぼ円錐状内面をした弁座2aを有する
弁座部材2をハウジング1の加圧流体の導入口1aに固
着し、弁座2aの内面に線接触可能な弁体3を、弁座部
材2の軸線方向に偏移可能な絞り調整板4により偏移さ
せて弁座と弁体との間を流れる加圧流体の流量を制御す
るものである。なお、磁性材料よりなる絞り調整板4を
軸線方向に偏移させるには、絞り調整板4に対向し弁座
部材2の周囲に離間して配置した電磁石5の磁力を変化
させ、調整板4に作用する吸引力を変化させてやれば良
い。すなわち電磁石を構成するコイルに作用する電流又
は電圧を変化させることにより弁体を弁座方向に偏移さ
せる力(以下絞り力と言う)を連続的に調整できるの
で、操作が容易でありねじ部のガタと言った機械的な問
題が生じることがない。
(発明が解決しようとする問題点) しかし上述した構成の電磁式流量制御弁においては、絞
り調整板が自励振動により弁座の軸線方向および/また
は軸線と直角方向に激しく運動し、球状の弁体と衝突し
たり、あるいは弁体が弁座に衝突したりするため、ハウ
ジング1に形成した排出口1bから排出される加圧流体
の圧力波形にノイズが発生すると言う問題があつた。例
えば上述した電磁式流量制御弁を2個(20a,20
b)用い、これら弁を電圧制御手段21を介して互いに
電気的に連結し、それぞれの弁20a,20bに作用す
る電圧を互いに逆になるように連動して変化させ、絞り
力f,fを調整して設定圧力Pを変化させる第2図
の(b)に示すサーボ弁において、設定圧力Pを変化さ
せる時に上述した問題が特に顕著となる。これに対し、
絞り調整板と球状の弁体との所謂おどりに起因する自励
振動を阻止するため、絞り調整板4と蓋6との間に形成
される間隙を小さく設定すると、弁体の可動範囲が小さ
くなり制御流量も低減する結果、サーボ弁として使用し
た場合の応答が悪化すると言う問題が生ずる。特に球状
をした弁体の直径が5mm以上の大きな寸法のものについ
て大きな問題となつていた。
(問題点を解決するための手段) この問題を解決するため本発明の電磁式流量制御弁にお
いては、加圧流体の導入口および排出口を有するハウジ
ングと、ほぼ円錐状内面をした弁座を有し上記導入口に
連結されハウジング内方に延在する弁座部材と、この弁
座に線接触する球状の弁体と、この弁体を介して弁座に
対向して配設され弁座部材の軸線方向に偏移可能な磁性
材料よりなる絞り調整板と、この絞り調整板を上記軸線
方向に偏移可能に収納してハウジングを封止する蓋と、
これら蓋および絞り調整板の間に配設したウレタンフォ
ーム製のシートと、ハウジングに固着され例えば作用す
る電圧の大きさに応じ絞り調整板を弁座部材に向けて偏
移させる電磁石とを具えてなる。
(作 用) 次に本発明の電磁式流量制御弁の作用について説明す
る。
弁体が弁座に密着している時には、絞り調整板には電磁
石による吸引力が作用しているだけであり、弁体や絞り
調整板が自励振動を起こすことはない。これに対し弁体
を弁座から離間し加圧流体の通過を許容すると、ある条
件の元で従来の電磁式流量制御弁では弁体および絞り調
整板が自励振動を生ずる。ところが本発明の弁では、絞
り調整板と、この絞り調整板を偏移可能に支持する蓋と
の間に、ウレタンフォーム製の低弾性のシートを配設し
たので、絞り調整板に作用する慣性力はこのシートで完
全に吸収することができる。しかもこのシートは低弾性
であるので絞り調整板の動きをほとんど妨げることがな
く、従って、弁体の可動範囲を十分大きくして、それに
よる流量のコントロール範囲をもまた、十分大きくする
ことができる。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の電磁式流量制御弁について
説明する。なお図面中第2図と同一符号を付したものは
同等なものを示す。
第1図の(a)に本発明の好適な実施例を示す。1はハ
ウジングであり、加圧流体の導入口1a、及び排出口1
bを有する。このハウジング1の導入口1aに弁座部材
2を固着する。なお、弁座部材2にOリング8aを挿着
し、導入口1aと弁座部材2とをシールする。この弁座
部材2は1端に、加圧流体の供給を確実かつ容易に行な
えるよう口金部9を、他端に球状の弁体3が当接する弁
座2aをそれぞれ具えた中空の部材であつて、この中空
の通路内を加圧流体が流れる。なお本実施例では、口金
部9及び弁座2aを弁座部材2に一体に形成したが別個
に形成しても良い。
弁座2aは弁体3に線接触するよう、実質的に円錐状内
面をしている。また通常、弁体としては鋼球が使われる
ことを考慮したならば、接触部の耐摩耗性を向上させる
ため、アルミナ質または炭化ケイ素質のセラミツクスで
弁座2aを形成するのが有利である。一方、鋼球でなく
プラスチツク、好適にはアセタール樹脂よりなる弁体を
用いれば弁体を軽くすることができる。しかも弁座や絞
り調整板に弁体が衝突する際に生ずる騒音をほとんど消
去することができる上、接触部の寿命が向上すると言う
効果もある。また耐薬品性も大きい。従つて使用目的に
合わせ弁体を適宜選択するのが良い。
弁座部材2に離間してハウジング1に電磁石5を固着す
る。10は電磁石5を包囲する遮蔽板であり、口金部9
に離間した端部を開孔し、この開孔を介して磁力を作用
させる。
ハウジング1の開口端にOリング8bを挿着し、締結ボ
ルト7による蓋6をハウジングにシールして固着する。
蓋6には、弁座2a及び電磁石5に対向し、磁性材料よ
りなる絞り調整板4を弁座部材の軸線方向に偏移可能に
収納する凹部11を形成する。更に本発明の電磁式流量
制御弁では、凹部11の底面と絞り調整板4との間にウ
レタンフオームのシートよりなるシート12を配設す
る。なおシート12は蓋6に接着しても良く、または絞
り調整板4に接着しても良い。
第1図の(c)にこのように構成した本発明の電磁式流
量制御弁と、従来の電磁式流量制御弁との比較例を示
す。弁寸法は長さ約60mm、高さ約70mm、ウレタンフ
オーム製のシートの厚さは1mm、弁体は直径4分の1イ
ンチ(約6.35mm)の鋼球である。このような弁を2個用
い、第2図の(b)に示したサーボ弁を構成し、絞り力
,fを適宜変化させ、設定圧力Pを変化させた時
の圧力変化の様子を示す。実線が本発明の電磁式流量弁
を用いた場合であり、円滑な応答が行なわれていること
を示している。これに対し破線に示す従来の弁を用いた
ものでは、1Hzの応答曲線に自励振動に起因した10Hz
程度の振動が重畳しており、サーボ弁として十分機能す
ることができない。
(発明の効果) 上述したように本発明の電磁式流量制御弁においては、
電磁石に作用する電流の大きさを変えることにより絞り
調整板を介して弁体を弁座方向に偏移させ流量を簡単に
調整できると言う電磁式流量制御弁の長所を損なうこと
なく、絞り調整板及び弁体の自励振動に起因した圧力波
形に重畳するノイズの発生を抑止することができる。し
たがつて絞り調整板を小さな力で偏移させることができ
るので、応答性の高い流量制御弁を得ることができる。
このことは、サーボ弁として本発明の電磁式流量制御弁
を用いる場合に特に有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図の(a)は、本発明の電磁式流量制御弁の好適な
実施例を示す断面図、 第1図の(b)は、第1図の(a)に示した電磁式流量
制御弁の部分断面図、 第1図の(c)は、本発明の電磁式流量制御弁を用いた
サーボ弁の周波数応答を示す図、 第2図の(a)は、従来の電磁式流量制御弁を示す断面
図、 第2図の(b)は、電磁式流量制御弁を用いたサーボ弁
を示す略線図である。 1……ハウジング、1a……導入口 1b……排出口、2……弁座部材 2a……弁座、3……弁体 4……絞り調整板、5……電磁石 6……蓋、7……締結ボルト 8a,8b……Oリング、9……口金 10……遮蔽板、11……凹部 12……シート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧流体の導入口および排出口を有するハ
    ウジングと、ほぼ円錐状内面をした弁座を有し、前記導
    入口に連結され前記ハウジング内方に延在する弁座部材
    と、円錐状内面をした前記弁座と線接触する球状の弁体
    と、この弁体を介して前記弁座に対向して配設され前記
    弁座部材の軸線方向に偏移可能な磁性材料よりなる絞り
    調整板と、前記絞り調整板を前記軸線方向に偏移可能に
    収納して前記ハウジングを封止する蓋と、前記蓋と前記
    絞り調整板との間に配設したウレタンフォーム製のシー
    トと、前記ハウジングに固着され前記絞り調整板を前記
    弁座部材に向けて偏移させる電磁石とを具え、加圧流体
    の有するエネルギーに抗して前記弁体を前記弁座方向に
    偏移させる力を、電磁石に作用する電気信号に対応して
    連続的に変化させることを特徴とする電磁式流量制御
    弁。
JP12210884A 1984-06-15 1984-06-15 電磁式流量制御弁 Expired - Lifetime JPH0641795B2 (ja)

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JPS612981A JPS612981A (ja) 1986-01-08
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