JPH068371Y2

JPH068371Y2 - 流体制御弁

Info

Publication number: JPH068371Y2
Application number: JP1986185709U
Authority: JP
Inventors: 治明部; 頼孝磯田
Original assignee: Estech Corp
Current assignee: Estech Corp
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2001-12-01
Also published as: JPS6389483U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、流量制御弁部を内蔵する基体に、この基体内
を通過する流体の流量を検出するためのセンサー部と前
記流量制御弁部を駆動するためのアクチュエータ部とを
設けてなる流体制御弁の改良に関する。

〔従来の技術〕上記流体制御弁の一例として、例えば実開昭61-146669
号公報に開示されたものがある。

この流体制御弁は、第３図に示すように、基体ｂにおけ
る流体流入路ｉと流体流出路ｏとの間に、流体流入路ｉ
および流体流出路ｏに連通する弁室ｓと、この弁室ｓと
流体流入路ｉとの間に介装され、流体流入路ｉから弁室
ｓへの流入用孔ｅを備えた弁座ｆと、圧縮ばねｈによっ
て常時閉方向に付勢され流入用孔ｅに対して抜き差し自
在な弁体ｇとからなる流量制御弁部ａを形成する一方、
基体ｂの上面側には、流体流入路ｉを通過する流体の流
量を検出するための測定素子ｊを備えたセンサー部ｃ
と、弁体ｇを押圧駆動して弁座ｆの流入用微小孔ｅの開
度を調節（その部分における流動抵抗を調節）すること
により、この弁を通過する流体の流量を制御するための
アクチュエータｄとを基体ｂの長手方向に並設してあ
る。なお、図中、ｋはセンサー部ｃに対するバイパス用
抵抗体である。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の流体制御弁においては、セン
サー部ｃとアクチュエータｄとを、基体ｂの一側面にお
いてその長手方向に並設してあるので、センサー部ｃと
アクチュエータｄとの間には、どうしてもある程度の取
付け間隔１が必要となり、従って、流体流入路ｉにおけ
るセンサー部ｃの位置から流量制御弁部ａの位置に至る
までの流路Ｌが長くなり、その結果、流量制御の速応性
の悪化を招くと共に、弁そのものが長大化するといった
欠点があった。特に、流量制御の速応性の悪化は、微少
流量制御を対象とする場合、非常に大きな問題となる。

本考案は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、センサー部の位置と流量制御弁部
との間の流路の長さをできるだけ短くすることにより、
流量制御の速応性に優れ、しかも、全体としてコンパク
トな構成の流体制御弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案においては、流量制御
弁部を内蔵する基体に、この基体内を通過する流体の流
量を検出するためのセンサー部と前記流量制御弁部を駆
動するためのアクチュエータ部とを設けてなる流体制御
弁において、前記センサー部とアクチュエータ部とを、
前記基体の外周に、その取り付け位置が180゜異なると共
に、基体の長手方向においてラップするように設けてい
る。

〔作用〕

上記特徴的構成よりなる流体制御弁においては、センサ
ー部とアクチュエータ部とを、基体の例えば上面と下面
と云うように、その取り付け位置が180゜異なると共に、
基体の長手方向においてラップするように設けているの
で、従来のこの種の流体制御弁において必要であった取
付け間隔を殆どゼロにすることができ、従って、センサ
ー部の位置と流量制御弁部との間の流路の長さが殆どゼ
ロになるので、流量制御の速応性が大幅に向上すると共
に、弁全体がコンパクトになる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は、例えば微少流量制御を行うため
の所謂ノルマルオープンタイプの流体制御弁を示してい
る。

第１図において、Ｂはほぼ直方体に形成された基体で、
その内部には流体流入路Ｉおよび流体流出路Ｏが形成さ
れている。これら流体流入路Ｉと流体流出路Ｏとの間に
は、後で詳述するような構成の流量制御弁部Ａが形成さ
れている。

前記基体Ｂの一側面（図示例では、上面）には、流量制
御弁部Ａの弁体部材９を押圧駆動するためのアクチュエ
ータ部Ｄ（後で詳述する）が固定的に設けられる一方、
基体Ｂの他の側面（図示例では、下面）には、流体流入
路Ｉに介装されたバイパス用抵抗体１の作用によりバイ
パス流通させられる流体の流量を測定素子２で検出する
ことにより、基体Ｂを通過する流体の流量を測定するセ
ンサー部Ｃが、基体Ｂの長手方向において、アクチュエ
ータ部Ｄとラップするように設けられている。つまり、
センサー部Ｃからの流体導出部３が流量制御弁部Ａにお
ける流体導入部４と基体Ｂの長手方向において対応する
ように、センサー部Ｃが配置されている。なお、５は測
定素子２からの検出信号を取り出すためのコネクタであ
る。

ところで、前記流量制御弁部Ａは次のように構成されて
いる。６は流体流入路Ｉと流体流出路Ｏとに亘って固定
用環状部材７により固定的に介装された弁座部材で、９
は弁座部材６との間に密閉された弁室Ｓを形成し、か
つ、弁座部材６に対して接近または離間可能に設けられ
た弁体部材で、複数個の圧縮ばね10によって常時開方向
（弁座部材６から離間する方向）に付勢されている。こ
れら弁座部材６および弁体部材９の互いに対向する面
は、共に鏡面下降により平滑な平面に形成されている。

そして、前記弁座部材６には、流体流入路Ｉと弁室Ｓと
を連通させる流入用微小孔6aを備えた第１弁座部6Aと、
弁室Ｓと流体流出路Ｏとを連通させる流出用微小孔6bを
備えた第２弁座部6Bが形成されている。これら流入用微
小孔6aおよび流出用微小孔6bは、弁座部材６の弁室Ｓに
臨む平滑平面側に形成されているが、その内径を穿孔技
術限界（20〜50μｍ程度）まで小さくできるように、前
記平滑平面とは反対の面側から、基体Ｂ側における流体
流入路Ｉおよび流体流出路Ｏに連通する予備流路6c,6d
を機械的穿孔手段によって予め穿設しておいた上で、例
えばレーザーまたは電解下降などの微小穿孔技術を用い
て穿設される。

また、前記弁体部材９の弁室Ｓに臨む平滑平面は、弁座
部材６の流入用微小孔6aおよび流出用微小孔6bのそれぞ
れにおける流動抵抗を調節するための第１弁体部9Aおよ
び第２弁体部9Bとを併せ備えているものであり、これら
第１弁体部9Aおよび第２弁体部9B、アクチュエータ部Ｄ
による弁体部材９の駆動によって、同時に駆動調節され
る。

前記アクチュエータ部Ｄは、図示する例においては、大
きな押圧力が得られると共に、耐久性、高速速応性、直
線性などにおいて優れた特性を有するピエゾスタックの
歪力を利用した方式のものに構成されており、基体Ｂに
立設固定された筒体11と、この筒体11の基体Ｂの側端部
に固定的に設けられ、弁体部材９の平滑平面とは反対側
の面に当接するダイヤフラム12と、筒体11の内部に設け
られ、押圧部材13を介してダイヤフラム12を押圧駆動す
るピエゾスタック８と、このピエゾスタック８の初期位
置を調整するためのスライド部材14,調節用袋ナット1
5，制動用リングナット16などで構成されている。な
お、17は電圧印加リード線8e,8fを導出するためのコネ
クタ、Ｒはステンレス鋼よりなるシール用Ｏリングであ
る。

ところで、前記ピエゾスタック８については、本願出願
人に係る特願昭59-249860号などがあるが、その構成
は、第２図に示すように、上下両面にメッキが施された
直径10〜50ｍｍ、厚さ0.1〜0.5ｍｍの多数（例えば100
〜200枚）の圧電素子8aと、導電性に優れ0.05〜0.2ｍｍ
の厚さ（直径は圧電素子8aとほぼ同じ）を有する多数の
金属薄板8bとを、一枚ずつ交互に積層し、各金属薄板8b
を一つおきに正極リード8cおよび負極リード8dによって
接続し、これら正極リード8cおよび負極リード8dに対し
て、制御用の電圧印加リード線8e,8fを接続してなる。

そして、このように構成されたピエゾスタック８は、所
定の電圧が印加されると、ピエゾ効果によって、圧電素
子8aの積層方向にその印加電圧に応じた膨張歪変化（例
えばＤＣ500V程度の印加電圧で60〜100μｍ程度）が生
ずる。従って、このピエゾスタック８の歪力により、前
記押圧部材13およびダイヤフラム12を介して、前記弁体
部材９が圧縮ばね10による開方向への付勢力に抗して、
印加電圧に応じた量だけ閉方向に押圧変位させられて、
弁を通過する流体の流量の制御が行われるのである。

本考案は、上記実施例に限定されるものでなく、種々に
変形して実施することができる。例えばアクチュエータ
部は、手動、電磁駆動、空気圧駆動、モータ駆動、サー
マル駆動などによるものを適宜採用できる。また、第１
図における流体流入路Ｉと流体流出路Ｏとの関係を逆に
してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、センサー部の位
置と流量制御弁部の位置との間の距離、すなわち、これ
らの間における流路の長さを、従来のこの種の流体制御
弁に比べて大幅に小さく、あるいは、殆どゼロにするこ
とができ、その結果、センサー部と流量制御弁部との間
の流路の体積が従来に比べて、約1/9程度に小さくな
り、それに伴って流量制御の速応性が大幅に向上され、
特に、微少流量制御を対象とする場合極めて好都合であ
る。また、制御弁全体がコンパクトになり、取扱いや設
置の上で好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本考案の一実施例を示し、第１
図は、流体制御弁の一部断面正面図、第２図は、アクチ
ュエータ部の構成例を示す分解斜視図である。第３図は、従来の流体制御弁の構成を概略的に示す図で
ある。Ａ…流量制御弁部、Ｂ…基体、Ｃ…センサー部、Ｄ…ア
クチュエータ部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】流量制御弁部を内蔵する基体に、この基体
内を通過する流体の流量を検出するためのセンサー部と
前記流量制御弁部を駆動するためのアクチュエータ部と
を設けてなる流体制御弁において、前記センサー部とア
クチュエータ部とを、前記基体の外周に、その取り付け
位置が180゜異なると共に、基体の長手方向においてラッ
プするように設けたことを特徴とする流体制御弁。