JPH07113480A - 比例弁 - Google Patents

比例弁

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JPH07113480A
JPH07113480A JP5260195A JP26019593A JPH07113480A JP H07113480 A JPH07113480 A JP H07113480A JP 5260195 A JP5260195 A JP 5260195A JP 26019593 A JP26019593 A JP 26019593A JP H07113480 A JPH07113480 A JP H07113480A
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JP
Japan
Prior art keywords
valve
plunger
secondary pressure
valve body
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP5260195A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Tsutsui
修 筒井
Kinya Arita
欽也 有田
Yoshinobu Uchimura
好信 内村
Hiroshi Horiuchi
啓史 堀内
Hideo Hirokawa
英夫 廣川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP5260195A priority Critical patent/JPH07113480A/ja
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、流量調節・止水等の機能を有する
比例弁に関する。 【構成】 本発明では、給水路(1) の中途に弁孔(5) を
設け、駆動部によりプランジャ(2) を上下往復動させて
弁孔(5) の開口量を調節する比例弁であって、弁孔(5)
の周縁に形成した弁座(5a)と、同弁座(5a)を開閉する弁
体(3) と、一端を上記駆動部側に連結すると共に、他端
を前記弁座(5a)に向けて伸縮自在に伸延し、伸延端を前
記弁体(3) に連結した筒状の伸縮式弁機構(a) とを具備
し、かつ、同伸縮式弁機構(a) の伸縮手段内に圧力バラ
ンス空間(Q) を形成すると共に、同空間(Q) 内には、下
方向へ付勢されたプランジャ(2) の下側部を臨ませ、さ
らに、同空間(Q) と弁孔(5) の下流側とを連通する二次
圧キャンセル用小孔(4)を設け、しかも、前記伸縮手段
の有効断面積(Sb ) と弁座(5a)の有効断面積(S)とを略
等しくして、給水の二次圧と伸縮手段内圧力とをバラン
スさせるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流量調節・止水等の機
能を有する比例弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示すように、ソレノイド等
からなる駆動源51によりリニア運動するプランジャ52の
先端に弁体53を設け、弁座54との開口量を変化させた
り、あるいは、弁体53を弁座54に当接させることによあ
り、流量調節や止水を可能にした弁機構があった。
【0003】なお、図4中、50は弁孔、55はパッキン、
56は流入口、57は流出口である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな弁機構Xでは、未だ以下のような課題が残されてい
た。
【0005】即ち、流量調節を行うために、開弁状態に
すると、二次圧の影響により弁体53が上方へ押し上げら
れる力を受けるために開口量の微調整が困難となり、所
望する流量を得ることができなかった。
【0006】そこで、厳密な流量制御が可能で、しか
も、安価に製造できる弁機構が望まれていた。
【0007】本発明は、上記課題を解決できる比例弁を
提供することを目的とする。
【0008】
【発明が解決するための手段】本発明は、給水路の中途
に弁孔を設け、駆動部によりプランジャを上下往復動さ
せて弁孔の開口量を調節する比例弁であって、弁孔の周
縁に形成した弁座と、同弁座を開閉する弁体と、一端を
上記駆動部側に連結すると共に、他端を前記弁座に向け
て伸縮自在に伸延し、伸延端を前記弁体に連結した筒状
の伸縮式弁機構とを具備し、かつ、同伸縮式弁機構の伸
縮手段内に圧力バランス空間を形成すると共に、同空間
内には、下方向へ付勢されたプランジャの下側部を臨ま
せ、さらに、同空間と弁孔の下流側とを連通する二次圧
キャンセル用小孔を設け、しかも、前記伸縮手段の有効
断面積と弁座の有効断面積とを略等しくして、給水の二
次圧と伸縮手段内圧力とをバランスさせるように構成し
たことを特徴とする比例弁に係るものである。
【0009】また、本発明は、上記駆動部をソレノイド
で構成すると共に、上記伸縮式弁機構内のプランジャを
弁体に当接状態に配設し、しかも、同弁体に上記二次圧
キャンセル用小孔を設けたことにも特徴を有する。
【0010】また、本発明は、上記駆動部をソレノイド
で構成すると共に、上記伸縮式弁機構内のプランジャを
弁体を貫通する状態で連設し、しかも、同プランジャに
上記二次圧キャンセル用小孔を設けたことにも特徴を有
する。
【0011】
【実施例】以下、添付図に基づいて、本発明の実施例を
具体的に説明する。
【0012】図1は本実施例に係る比例弁Aの説明図で
あり、同比例弁Aの構成は以下の通りである。
【0013】比例弁Aは、給水路1を形成した弁本体10
に駆動部となるソレノイド7を取付けて構成すると共
に、同ソレノイド7により上下往復動するプランジャ2
と、同プランジャ2の先端側に取付けた弁体3と、前記
給水路1の中途に設けた弁孔5の周縁に形成した弁座5a
とを具備している。11はパッキンである。
【0014】そして、ソレノイド7によりプランジャ2
を上下往復動させ、弁孔5の開口量を調節するようにし
ている。
【0015】即ち、図1に示すように、弁本体10内に設
けた給水路1は、その中途に設けた弁孔5により直角に
屈曲する流路を形成し、同弁孔5の上流側に流入路1a、
下流側に流出路1bを形成している。
【0016】さらに、上記給水路1において、弁孔5の
直上方にプランジャ挿通孔8を穿設し、同挿通孔8の外
側に上記ソレノイド7が取付けられている。
【0017】そして、ソレノイド7の略中央にプランジ
ャ収納空間9を形成し、同空間9内にプランジャ2を収
納配設すると共に、上記プランジャ挿通孔8内を上下往
復同可能としている。
【0018】また、プランジャ2は、基部をスプリング
Sの一端に連結しており、同スプリングSにより下方向
へ一定の押付力fS で付勢されている。そして、ソレノ
イド7に電流を流すと、プランジャ2に上方への吸引力
がはたらき、スプリングSのばね力に抗して上方へ移動
するように構成している。
【0019】また、給水路1内には、伸縮自在に構成し
た筒状の伸縮式弁機構aを配設している。
【0020】同伸縮式弁機構aの伸縮手段としては、本
実施例においては、ソレノイド7の下部に基端6aを連結
し、他端6bを前記弁座5aに向けて伸縮自在に伸延するベ
ローズ6で構成しており、同ベローズ6の伸延端に上記
弁体3を連結している。
【0021】また、同ベローズ6の有効断面積Sb と弁
座の有効断面積Sとを略等しくすると共に、ベローズ6
内には圧力バランス空間Qを形成している。
【0022】さらに、弁体3には、前記圧力バランス空
間Qと弁孔5の下流側とを連通する二次圧キャンセル用
小孔4を設けている。
【0023】また、圧力バランス空間Q内に、下方向へ
付勢された上記プランジャ2の先端側が臨んでおり、同
プランジャ2は、前記弁体3の上面に当接するように配
設し、しかも、プランジャ2の先端は、弁体3に設けた
二次圧キャンセル用小孔4の少なくとも一部は閉塞しな
いようにしている。
【0024】従って、ソレノイド7に電流が流れていな
いときには、スプリングSにより下方向へ付勢されたプ
ランジャ2により、ベローズ6は自然長よりも伸長した
状態となっており、同ベローズ6の下端に連結した弁体
3によって弁座5aは閉塞されて止水状態となっている。
本実施例では、ベローズ6の自然長時には弁座5aから少
なくとも弁座5aの有効直径Dd の1/4以上離れるよう
にしている。
【0025】比例弁Aを上記のように構成して、止水状
態、さらに、弁座5aの開口量を調節して流量を調節可能
としており、特に、流量を調節する場合、給水の二次圧
2とベローズ内圧力とをバランスさせるようにしてい
るので、給水圧の変化によらず、一定の力で弁座5aの開
口量を調節することができる。
【0026】ここで、図1及び図2を参照しながら、本
発明に係る比例弁Aの作動について以下に説明する。
【0027】即ち、図1において、弁孔5の上流側をな
す給水路1には一次圧P1 がはたらいており、弁体3に
かかる力としては、上方への力Fと下方への力fとがあ
る。
【0028】 ここで、F=((DS 2 −Dd 2 )/4・π・P1 ・・(1) f=((DS 2 −Db 2 )/4・π・P1 ・・(2) で表され、なお、式(1)中、 DS :弁体3の有効直径 Db :ベローズ6の有効直径 Dd :弁座5aの有効直径 である。
【0029】しかも、ベローズ6の有効断面積Sb と弁
座の有効断面積Sとを等しくしているので、Dd =Db
であり、F=fとなって、圧力による影響を受けないこ
とが分かる。
【0030】従って、初期の比例弁Aを設定する際に、
弁体3に弁座5aへの押付力fS をスプリングSにより設
けておけば、P1 が変化しても押付力fS は保たれるの
で止水可能となる。
【0031】ソレノイド7に電流が流れると、プランジ
ャ2に上方への吸引力がはたらき、プランジャ2は上方
へ移動する。
【0032】プランジャ2が上方へ移動すると、弁体3
もベローズのばね力によって上方へ移動し、プランジャ
2と当接する位置まで移動する。
【0033】このように、上記したプランジャ2に作用
する吸引力が、スプリングSとベローズ6の合成ばね力
と釣合いながら、電流の大きさに伴って上昇するに従
い、徐々に弁体3が上方へ移動することになる。(図2
参照) 弁体3が弁座5aから離座した状態では、弁孔5の下流側
に二次圧P2 が発生して弁体3を上方へ押し上げようと
する。
【0034】ところが、弁体3には二次圧キャンセル用
小孔4が設けてあるので、同小孔4を通じてベローズ6
内の圧力バランス空間Qにも二次圧P2 と等しい力が発
生することになる。
【0035】上記したように、Dd =Db なので、弁体
3に上下方向から作用する力は等しくなり、結局相殺さ
れて弁体3に作用する力は0となり、二次圧の影響を受
けないことが分かる。
【0036】従って、図2に示すように、給水圧には関
係なく、電流の大きさに応じて弁座5aの開口量を調節す
ることが可能となり、電流の大きさによって正確な流量
調節を行うことができることになる。
【0037】ところで、ベローズ6内の圧力バランス空
間Q内へ流入する水は、二次圧キャンセル用小孔4の径
が小さく、さらに、プランジャ2により同小孔4の一部
が閉塞されているので、急激な流入量とはならず、水圧
の急変を防止するので、ウォーターハンマー現象を防止
することができる。
【0038】また、ソレノイド7の上部に、ラッチング
用の永久磁石等を設けてもよく、電力消費の低減を図る
ことができる。
【0039】なお、伸縮自在で、かつ、有効断面積Sb
が変わらないものであれば、ベローズ6に代えて他のも
のを使用してもよい。
【0040】他の実施例として、図3に示すものがあ
る。なお、図3で使用する符号については、先の実施例
と同一の機能を有する構成要素については同一の符号を
用いている。
【0041】これは、伸縮式弁機構a内に配設したプラ
ンジャ2を、弁体3を貫通する状態で連設し、しかも、
同プランジャ2に上記二次圧キャンセル用小孔4を設け
ている点が先の実施例とは異なっている。
【0042】即ち、プランジャ2を弁体3の中央に貫通
させて、同プランジャ2の下端2aを下方へ突出状態と
し、同下端2aからプランジャ2の中途で、圧力バランス
空間Q内に連通するように二次圧キャンセル用小孔4を
設けている。
【0043】これにより、先の実施例と同様な効果を得
ることができる。
【0044】また、本実施例ではプランジャ2を下方へ
付勢するスプリングSを使用しているが、これはなくて
も構わない。そのときには、ベローズ6は自然長時にお
いて弁座5aと当接して止水できるようにしておけばよ
い。
【0045】なお、この場合においても、伸縮自在で、
かつ、有効断面積Sb が変わらないものであれば、ベロ
ーズ6に代えて他のものを使用してもよい。
【0046】
【発明の効果】本発明では、給水路の中途に弁孔を設
け、駆動部によりプランジャを上下往復動させて弁孔の
開口量を調節する比例弁であって、弁孔の周縁に形成し
た弁座と、同弁座を開閉する弁体と、一端を上記駆動部
側に連結すると共に、他端を前記弁座に向けて伸縮自在
に伸延し、伸延端を前記弁体に連結した筒状の伸縮式弁
機構とを具備し、かつ、同伸縮式弁機構の伸縮手段内に
圧力バランス空間を形成すると共に、同空間内には、下
方向へ付勢されたプランジャの下側部を臨ませ、さら
に、同空間と弁孔の下流側とを連通する二次圧キャンセ
ル用小孔を設け、しかも、前記ベローズの有効断面積と
弁座の有効断面積とを略等しくして、給水の二次圧と伸
縮手段内圧力とをバランスさせるように構成したことに
より、以下の効果を奏する。
【0047】開弁時に給水の二次圧の影響を受けない
ために、正確な開口量の調節が可能となって、所望の流
量を得ることができる。
【0048】構造が簡単であり、耐久性があって、し
かも安価で製造可能となる。
【0049】二次圧キャンセル用小孔の流路径が小さ
いので、ウォーターハンマーを防止することができる。
【0050】上記伸縮式弁機構内のプランジャを弁体
を貫通する状態で連設し、しかも、同プランジャに上記
二次圧キャンセル用小孔を設ければ、プランジャを下方
へ付勢んするスプリングを廃止することもでき、コスト
ダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る比例弁の説明図である。
【図2】同比例弁の作動原理を示す説明図である。
【図3】他の実施例に係る比例弁の説明図である。
【図4】従来の比例弁の説明図である。
【符号の説明】
1 給水路 2 プランジャ 3 弁体 4 二次圧キャンセル用小孔 5 弁孔 5a 弁座 6 ベローズ 10 弁本体 A 比例弁 Q 圧力バランス空間 a 伸縮式弁機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内村 好信 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 堀内 啓史 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 廣川 英夫 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給水路(1) の中途に弁孔(5) を設け、駆
    動部によりプランジャ(2) を上下往復動させて弁孔(5)
    の開口量を調節する比例弁であって、 弁孔(5) の周縁に形成した弁座(5a)と、同弁座(5a)を開
    閉する弁体(3) と、一端を上記駆動部側に連結すると共
    に、他端を前記弁座(5a)に向けて伸縮自在に伸延し、伸
    延端を前記弁体(3) に連結した筒状の伸縮式弁機構(a)
    とを具備し、かつ、同伸縮式弁機構(a) の伸縮手段内に
    圧力バランス空間(Q) を形成すると共に、同空間(Q) 内
    には、下方向へ付勢されたプランジャ(2) の下側部を臨
    ませ、さらに、同空間(Q) と弁孔(5) の下流側とを連通
    する二次圧キャンセル用小孔(4)を設け、しかも、前記
    伸縮手段の有効断面積(Sb ) と弁座(5a)の有効断面積
    (S)とを略等しくして、給水の二次圧と伸縮手段内圧力
    とをバランスさせるように構成したことを特徴とする比
    例弁。
  2. 【請求項2】 上記駆動部をソレノイド(7) で構成する
    と共に、上記伸縮式弁機構(a) 内のプランジャ(2) を弁
    体(3) に当接状態に配設し、しかも、同弁体(3) に上記
    二次圧キャンセル用小孔(4) を設けたことを特徴とする
    請求項1記載の比例弁。
  3. 【請求項3】 上記駆動部をソレノイド(7) で構成する
    と共に、上記伸縮式弁機構(a) 内のプランジャ(2) を弁
    体(3) を貫通する状態で連設し、しかも、同プランジャ
    (2) に上記二次圧キャンセル用小孔(4) を設けたことを
    特徴とする請求項1記載の比例弁。
JP5260195A 1993-10-18 1993-10-18 比例弁 Pending JPH07113480A (ja)

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JP5260195A JPH07113480A (ja) 1993-10-18 1993-10-18 比例弁

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JP5260195A JPH07113480A (ja) 1993-10-18 1993-10-18 比例弁

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JP5260195A Pending JPH07113480A (ja) 1993-10-18 1993-10-18 比例弁

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JP (1) JPH07113480A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175394A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社鷺宮製作所 電磁式制御弁
CN114542726A (zh) * 2022-01-17 2022-05-27 方正阀门集团股份有限公司 高温压力平衡式截止阀

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175394A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社鷺宮製作所 電磁式制御弁
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040106

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02