JPS62200082A - ピエゾ式ガス比例弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はピエゾ式ガス比例弁に関し、更に詳細にはパイ
ロット弁の動力源としてピエゾ素子を用いガス流量なピ
エゾ素子の駆動周波数比例させて制御するピエゾ式ガス
比例弁に関する０（ロ）従来技術 ガスの流量Ｙｉｌｔ流値に比例させて制御するガス比例
弁は、一般的に第２図に示されるように、弁の本体α内
をダイヤフラムｂにより弁室Ｃとパイロット室ｄとに隔
離し、該弁室Ｃを入口ポートｅに通じるとともに弁口ｆ
ｗ介して出ロポートダに通じ、該弁室Ｃ内には弁体りを
配設してその弁体を該ダイヤフラムｂに取付けて該弁口
の開度７該弁体により制御可能にし、該パイロット室を
通路りを介して入口ポートと連通可能にし、該パイロッ
ト室内に導入するガス圧力を変えることによって該弁体
による該弁口の開度を変えれるようにしている。そして
該パイロット室内へ導入するガスの流量を電流値に比例
して制御するためのパイロット弁として、該通路の途中
に比例ツレノーイド式又はパルス制御式の電磁弁ｋを設
けていた。

しかしながら、上記比例ソレノイド式電磁弁はソレノイ
ド自身のサイズが大きくなってガス比例弁全体が大きく
なり又ヒステリシスも太き（なる問題がある。一方パル
ス制御式電磁弁は作動回数が極めて多いためソレノイド
の耐久性に問題がある。また電磁弁は消費電力が大きく
、磁界乞発生するため、磁気を使ったセンサ（流量セン
サ）等に外乱を与えるおそれがある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題は、パイロット弁として
ピエゾ素子により動作されるピエゾ式弁を用いることに
よってガス比例弁の耐久性の向上を図るとともに、比例
弁の構造の簡素化、消費電力の低減、磁界発生の防止及
び小形化を可能にすることである。

（−）問題点を解決するための手段 上記問題？解決するため、本発明は、ダイヤスラムによ
り互いに隔てられた弁室及びパイロット室を限定しかつ
該弁室と通じる二つのポート及び該ポートの一方乞該弁
室と通じる弁口が形成された本体と、該弁室内において
該ダイヤフラムに取付けられ℃いて移動により該弁口の
開度を選択的に変更可能な弁体と、該ポートの一つから
の流体王乞該パイロット室内に選択的に導入するパイロ
ット弁とを備えたガス比例弁において、該パイロット弁
に、該パイロット室と通孔を介して通じかつ該一つのポ
ートと通路を介して通じるパイロット弁室と、該パイロ
ット弁室内に該通孔を選択的に閉鎖可能に設けられたピ
エゾ素子とを設けて構成されている。

（ホ）作用 上記構成において、一方のホートラガス供給源に接続し
他のポー１’ガス器具等に接続する。ピエゾ素子に電圧
がかかつていないとピエゾ素子が通孔を閉鎖していてパ
イロット室内にガスが流入しないので、弁体とダイヤフ
ラムは弁室内に入ったガス圧力によりバランスしており
、弁体はばねによりパイロット室側に押されることによ
って弁口を塞いでいる。そして、ピエゾ素子に電圧をか
げると駆動周波数に比例して通孔Ｚ開きガス？ピエゾ素
子の開閉濃度に比例してパイロット室内に導入する。し
たがって、弁体はピエゾ素子の駆動周波数に比例して弁
ロケ開きガスを流す。

（へ）実施例 以下図面を参照して本発明によるピエゾ式ガス比例弁の
一実施例について説明する。

第１図において本実施例のピエゾ式ガス比例弁（以下単
に比例弁と呼ぶ）１が示されている。この比例弁１は本
体部分２１及びカバー２２から収る弁本体２と、該弁本
体内に配設されていて周辺部が該二つの部分２１と２２
との間に挾まれて固定されかつ弁本体内を弁室２３とパ
イロット室２４とに隔離しているダイヤフラム４と、該
弁室２３円に移動可能に配設されていて該ダイヤフラム
４に取付けられた弁体５と、ピエゾ式のパイロット弁６
とを備えている。

弁本体２の本体部分２１には弁室２３と通じる二つのポ
ート２５及び２６と、弁室と一方のポート２６との間の
弁口２７とが形成されている。カバー２２は二つの部分
２２αと２２ｂとに分割されていて、それらの間にはパ
イロット弁６のパイロット弁室６１が形成されている。

カバー２２の部分２２αにはパイロット弁室６１をパイ
ロット室２４に通じる通孔６２が形成されている。

パイロット弁室６１はカバー２２及び本体部分２１に形
成されたパイロット通路２８を介して一方のポート２５
に通じている。又パイロット室２４はカバーの部分２２
α及び本体部分に形成された通路２９を介して他方のポ
ート２６と通じている。

弁体５は下部が弁口２７を介してポート２６側まで伸び
ていて弁ロヲ塞げ得るようにフレア状になっている。又
弁体５は本体部分２１に固定された底ぶた３０との間に
設けられたばね５１により弁口２７Ｙ閉じる方向（図で
上方）に弾圧されている。なお５２は弁体５にダイヤフ
ラム４を取り付ける押え部材である。

パイロット弁室６１内には板状の圧電素子″′ｆなわち
ピエゾ素子６３が取り付けられている。このピエゾ素子
６３は′成田の印加によりわん曲し或は真直ぐになる公
知の構造のものであって、本実施例ではピエゾ素子６３
の先端で通孔６２を塞ぐようになっている。

なお本英施例ではピエゾ素子自体で通孔を塞ぐようにな
っているが、シール性ｌ良くするためにピエゾ素子にゴ
ムパツキン等を取り付けてモヨイ。

上記構成において、ポート２５をガス供給源に接続して
使用する。ピエゾ素子６３に電圧が印加されていないと
き、ピエゾ素子６３が通孔６２を基ぎ、パイロット室内
にはポート２５内のガスが流入せずしたがって弁体５は
ばね５１により押し上げられて弁口２７ン閉じている。

なお通孔６２を介してガスが漏れ℃も支障はない０ 次に出湯温度センサ等により制御信号が出てピエゾ素子
に電圧が印加されると、ピエゾ素子６３はたわんで通孔
６２を開き、パイロット弁室内のガス圧をパイロット室
２３に通す０すると弁体５はある点まで下って弁口２７
を開きガスを流し、所定の位置でバランスして止まる。

このパイロット室内に導入されるガス圧はピエゾ素子を
高速でオン、オフさせて単位時間当りのパイロット室内
に直入″ｆるパイロットガスの流量を制御して行なうも
のであり、このパイロットガスの流量はピエゾ素子に流
丁駆動周波数に比例して変化させろことができる。

しかも弁口の開度は単位時間当りのパイロット室内に流
入するガスの流量に比例して変化させろことができる。

したがって弁口を通して流れろガスの流量を駆動周波数
に比例して変化させることができる。

なお、前記において駆動電源とはパルス電流Ｚ供給する
電源であり、その周波数の制御にはパルスのデ）−ティ
比或は持続時間ｙ！−変化させる制御も含む。

（ト）効果 本発明によるガス比例弁では、パイロット弁としてピエ
ゾ素子を用いたので、弁の小型軽量化、消費′成力の低
減、耐久性の向上を図ることができるとともに弁の発熱
を防止でき、更には単純な制御回路で高精度の制御がで
きる、電気的ノイズが発生しない、磁界を発生しない等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピエゾ式ガス比例弁の断面図、第
２図は従来のガス比例弁の断面図である０２：弁本体 ２３：弁室　　　　２４：パイロット室２５．２６　：
ポート ４：ダイヤフラム ５：弁体 ６：パイロット弁 ６１：パイロット弁室　　６２：通孔 ６３：ピエゾ素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダイヤフラムにより互いに隔てられた弁室及びパイロッ
   ト室を限定しかつ該弁室と通じる二つのポート及び該ポ
   ートの一方を該弁室と通じる弁口が形成された本体と、
   該弁室内において該ダイヤフラムに取付けられていて移
   動により該弁口の開度を選択的に変更可能な弁体と、該
   ポートの一つからの流体圧を該パイロット室内に選択的
   に導入するパイロット弁とを備えたガス比例弁において
   、該パイロット弁に、該パイロット室と通孔を介して通
   じかつ該一つのポートと通路を介して通じるパイロット
   弁室と、該パイロット弁室内に該通孔を選択的に閉鎖可
   能に設けられたピエゾ素子とを設けたことを特徴とする
   ピエゾ式ガス比例弁。