JPH11125356A - バルブ開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管、電磁バルブ等を排除してバルブ以外の
作動装置を単純化すると共に、減速機構と回転運動を直
線運動に変換するための機構とを排除してバルブそのも
のを小型化することができ、必要であれば、弁を全開又
は全閉以外の任意の弁開度で開弁させることができるよ
うにする。 【解決手段】 リニアバルブの弁軸（３）をリニアモー
タ（４）により作動させる。この弁軸を、例えば、リニ
アモータにより直線方向の一方に、ばねにより直線方向
の他方に夫々作動させる。リニアバルブは、例えば、ダ
イヤフラム弁、玉形弁又は仕切弁である。リニアモータ
を、例えば、リニアバルブのボンネット（１）に配設さ
れた１次側巻線コイル（６）と、弁軸に配設された２次
側永久磁石（５）とから構成する。弁軸の位置を検出す
る位置検出センサを備え、この位置検出センサの検出値
に基づいてリニアモータの作動を制御することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁軸が直線運動す
るリニアバルブのバルブ開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリニアバルブのバルブ開閉装置
は、手動を除けば、空気圧、回転形モータ等を作動源と
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空気圧により作動するバルブ開閉装置は、この空気圧を
供給するための配管及び空気圧を供給遮断するための電
磁バルブ等が必要となり、バルブ以外の作動装置が複雑
になるという問題があり、また、弁を全開又は全閉以外
の任意の弁開度で開弁させることは困難である。一方、
従来の回転形モータで作動するバルブ開閉装置は、ギア
等の減速機構及び回転運動を直線運動に変換するための
機構が必要となり、バルブそのものが大型化するという
問題がある。

【０００４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、配管、電磁バルブ等を排除してバルブ
以外の作動装置を単純化すると共に、減速機構と回転運
動を直線運動に変換するための機構とを排除してバルブ
そのものを小型化することができ、必要であれば、弁を
全開又は全閉以外の任意の弁開度で開弁させることがで
きるバルブ開閉装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明のバルブ開閉装置は、リニアバルブの弁軸
をリニアモータにより作動させるものである。この弁軸
を、例えば、リニアモータにより直線方向の一方に、ば
ねにより直線方向の他方に夫々作動させる。また、ばね
を用いずにリニアモータにより、弁軸を往復直線運動さ
せることもできる。

【０００６】このリニアバルブは、例えば、ダイヤフラ
ム弁、玉形弁又は仕切弁である。リニアモータを、リニ
アバルブのボンネットに配設された１次側巻線コイル
と、弁軸に配設された２次側永久磁石とから構成するこ
ともできる。また、弁軸の位置、すなわち、基準位置又
は初期位置からの変位を検出する位置検出センサを備
え、この位置検出センサの検出値に基づいてリニアモー
タの作動を制御することもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１は、本
発明に係るバルブ開閉装置を実施したリニアバルブであ
り、後述するダイヤフラム１２により流路３２の開閉を
行なうダイヤフラム弁である。符合１はダイヤフラム弁
のボンネットを示し、このボンネット１はバルブ本体３
０に固定される。

【０００８】図２に示すように、ボンネット１の内部に
は、スピンドル（弁軸）３が図示上下に摺動可能に配設
される。スピンドル３の外周面には、複数個の永久磁石
５がそのＮ極とＳ極とが対向するように隙間８を介在さ
せて摺動方向に配設されており、リニアモータ４の２次
側可動体を形成する。一方、永久磁石５の外側には、コ
ア９に巻回された非可動体の１次側巻線コイル６が配設
される。巻線コイル６の外側にヨーク７が配設される。
この永久磁石５、コア９に巻回された巻線コイル６及び
ヨーク７によりリニアモータ４が形成される。

【０００９】図３に示すように、上述したスピンドル３
の先端部に吊具１０を介してコンプレッサ１１が取り付
けられ、コンプレッサ１１にダイヤフラム１２が係止さ
れる。また、図１に示すように、スピンドル３を図示下
方に、つまりダイヤフラム１２を閉弁方向に付勢するば
ね２がボンネット１の上部に配設される。次に、本発明
に係るバルブ開閉装置の作動を説明する。

【００１０】上述したダイヤフラム弁は、通常、ばね２
に付勢されて閉弁して、弁開度は０％である。このと
き、図３に示すように、ダイヤフラム１２がバルブ本体
の３０のバルブシート３１に着座して、流路３２は完全
に閉鎖される。ここで、図示しないスイッチ操作によ
り、図２に示すリニアモータ４の巻線コイル６に通電す
ると、永久磁石５が配設されたスピンドル３が、図１の
ばね２のばね力に抗して図示上方に所定距離だけ移動し
て、図３のダイヤフラム１２がバルブ本体の３０のバル
ブシート３１から離れ、流路３２は連通する。このと
き、ダイヤフラム弁の弁開度は１００％である。

【００１１】次に、図示しないスイッチ操作により、図
２に示すリニアモータ２の巻線コイル６への給電を絶つ
と、スピンドル３が図１のばね２のばね力によって図示
下方に移動して、ダイヤフラム弁は、図３に示すように
再び閉弁して、弁開度は０％になる。なお、上記ダイヤ
フラム弁では、図１のばね２により閉弁させ、リニアモ
ータ４より開弁させるようにしたが、これに限定される
ものではなく、ばねにより開弁させ、リニアモータによ
り閉弁させるようにしてもよい。また、図４に示すよう
に、ボンネット１５の上部にばねを配設せずに、ボンネ
ット１５に内蔵したリニアモータのみによりスピンドル
を上下に往復させて、開閉弁させるようにしてもよい。
さらに、本バルブ開閉装置を実施できるリニアバルブ
は、ダイヤフラム弁に限定されるものではなく、例え
ば、玉形弁、仕切弁等であってもよい。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、図２、図３、図
５及び図６を参照して詳細に説明する。図５は、本発明
に係るバルブ開閉装置を実施したリニアバルブであり、
上述した発明の実施の形態に記載したダイヤフラム弁の
変形である。つまり、ボンネット１の上部に、図２に示
すスピンドル３の作動位置を検出するための位置検出セ
ンサ２０をさらに配設する。位置検出センサ２０は差動
トランス型である。この位置検出センサ２０及び図２に
示すリニアモータ４の巻線コイル６を、コントローラ２
１に電気的に夫々接続する。コントローラ２１は、図６
に示すように、調節部２２と操作部２３とから構成され
る。上記以外については、上述した発明の実施の形態に
記載のダイヤフラム弁と同様の構成である。

【００１３】次に、本実施例に係るリニアバルブの作動
を説明する。上述したダイヤフラム弁は、例えば、図５
のばね２に付勢されて閉弁して、弁開度は０％である。
このとき、図３に示すように、ダイヤフラム１２がバル
ブ本体３０のバルブシート３１に着座して、流路３２は
完全に閉鎖される。ここで、コントローラ２１に対し所
定の弁開度まで開弁するように動作指令を行なうと、図
６に示すように、この動作指令はスピンドル３の位置指
令としてコントローラ２１の調節部２２に入力される。
この一方、位置検出センサ２０がそのときのスピンドル
３の位置を検出して調節部２２に入力する。この調節部
２２は、入力された位置指令と位置検出センサ２０が検
出した検出値との位置偏差を演算し、この位置偏差を制
御信号として操作部２３に入力する。

【００１４】操作部２３は、入力された制御信号に基づ
いて、ＡＣ１００〜２００Ｖを電源としてリニアモータ
４を作動させ、ダイヤフラム弁を所定の弁開度まで開弁
させる。つまり、図２に示すリニアモータ４の巻線コイ
ル６に通電されて、永久磁石５の配設されたスピンドル
３が、図５のばね２のばね力に抗して図示上方に、所定
の弁開度に相当する位置まで移動する。これにより、図
３のダイヤフラム１２がバルブ本体３０のバルブシート
３１から離れて、流路３２はその弁開度に相当する分だ
け連通する。上記所定の弁開度は、ダイヤフラム１２の
全開状態、つまり弁開度１００％でもよいし、全開と全
閉との間の任意の弁開度でもよい。

【００１５】次に、上記所定の弁開度から第２の所定の
弁開度まで閉弁させる動作指令をコントローラ２１に入
力すると、コントローラ２１は上記と同様にしてリニア
モータ４を作動制御して、ばね２に抗して又はばね２と
協働してスピンドル３を移動し、ダイヤフラム１２をこ
の第２の所定の弁開度まで閉弁させる。但し、コントロ
ーラ２１に弁開度０％の閉弁動作を入力すると、コント
ローラ２１は図２に示すリニアモータ４の巻線コイル６
への給電を絶ち、スピンドル３が図５のばね２のばね力
によって図示下方に移動して、ダイヤフラム弁は、図３
に示すように全閉状態となる。

【００１６】なお、上記ダイヤフラム弁では、図５のば
ね２によりスピンドル３を閉弁方向に付勢したが、これ
に限定されるものではなく、ばねによりスピンドルを開
弁方向に付勢させてもよい。また、ボンネットの上部に
ばねを配設せずに、ボンネットに内蔵したリニアモータ
のみにより、スピンドルを上下に往復させて開閉弁させ
るようにできること、及び、本バルブ開閉装置を、例え
ば、玉形弁、仕切弁等に対しても適用できることは、上
述した発明の実施の形態と同様である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のバ
ルブ開閉装置は、リニアバルブの弁軸をリニアモータに
より作動させるものである。弁軸の作動をリニアモータ
により行えば、空気圧を作動源とした場合に必要とされ
る配管、電磁バルブ等が排除されて、バルブ以外の作動
装置を単純化することができると共に、回転形モータを
作動源とした場合に必要とされる減速機構と、回転運動
を直線運動に変換するための機構とが排除されて、バル
ブそのものを小型化することができるという優れた効果
を奏する。

【００１８】また、弁軸の位置を検出する位置検出セン
サを備え、この位置検出センサの検出値に基づいてリニ
アモータの作動を制御することもできる。これにより、
弁を全開又は全閉以外の任意の弁開度で停止させること
ができると共に、全閉時の弁の停止位置を正確に制御す
ることができ、ダイヤフラムの過度のつぶれによる破損
を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバルブ開閉装置の実施の形態を示
す図であり、一部を断面で示す正面図である。

【図２】図１のダイヤフラム弁のボンネットの内部構造
を示す断面図である。

【図３】図１のダイヤフラム弁のダイヤフラムの着座状
態を示す部分断面図である。

【図４】別の構成のバルブ開閉装置を示す図であり、一
部を断面で示す正面図である。

【図５】本発明に係るバルブ開閉装置の実施例を示す図
であり、一部を断面で示す正面図である。

【図６】図５のダイヤフラム弁の制御を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ ボンネット、２ ばね、３ スピンドル、４ リニ
アモータ、５ 永久磁石、６ 巻線コイル、７ ヨー
ク、８ 隙間、９ コア、１０ 吊具、１１ コンプレ
ッサ、１２ ダイヤフラム、１５ ボンネット、２０
位置検出センサ、２１ コントローラ、２２ 調節部、
２３ 操作部、３０ バルブ本体、３１バルブシート、
３２ 流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関山 篤藏 群馬県甘楽郡甘楽町天引258番地 日創電 機株式会社内 (72)発明者 山本 興 埼玉県川口市道合131−３ サンコー電機 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアバルブの弁軸（３）をリニアモー
   タ（４）により作動させることを特徴とするバルブ開閉
   装置。
2. 【請求項２】 前記弁軸（３）を前記リニアモータ
   （４）により直線方向の一方に、ばね（２）により直線
   方向の他方に夫々作動させることを特徴とする、請求項
   １に記載のバルブ開閉装置。
3. 【請求項３】 前記リニアバルブは、ダイヤフラム弁、
   玉形弁又は仕切弁であることを特徴とする、請求項１又
   は２に記載のバルブ開閉装置。
4. 【請求項４】 前記リニアモータ（４）は、前記リニア
   バルブのボンネット（１）に配設された１次側巻線コイ
   ル（６）と、前記弁軸（３）に配設された２次側永久磁
   石（５）とから成ることを特徴とする、請求項１ないし
   ３のいずれか１つに記載のバルブ開閉装置。
5. 【請求項５】 前記弁軸（３）の位置を検出する位置検
   出センサ（２０）を備え、前記位置検出センサの検出値
   に基づいて前記リニアモータ（４）の作動を制御するこ
   とを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１つに記
   載のバルブ開閉装置。