JPS6238061Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は気体や液体などの流体の流路に配設
され、その流量を円滑に制御する制御弁に関する
ものである。

気体や液体などの流体の流路に制御弁を配設
し、この制御弁の下流側の流体圧力を検出し、こ
の出力でモータを駆動し、このモータの回転によ
つて制御弁の弁の開度を変化させ、流体圧力を一
定値に保持することが各分野において行われてい
る。

第１図にその構成を示すのは、従来行われてい
るこの種の制御弁であり、流体路８に流路を絞る
ように形成された弁座９が配設され、この弁座９
の開口部に対して弁本体１０を流体路８の軸方向
に沿つて前後移動可能に取り付け、この弁本体１
０を流体路８の軸方向に移動させることにより、
その弁の開度を制御するような構造となつてい
る。

このような従来の制御弁においては弁の開度と
流量との関係が直接に結び付けられず、弁の開度
から簡単に流量を設定することができない。又弁
の開度と流量との関係を変更するには弁本体１０
の径の流体路８の軸方向に沿つたその移動方向に
おける変化状態を変化させる必要があり、所望の
特性を弁本体１０の形状と弁座９の形状の間に設
定することが非常に困難であつた。

更に弁が全開状態になつた時に更に弁を開き続
ける方向の制御信号が弁本体１０の移動を制御す
るモータに供給された場合や逆に全閉状態で弁を
更に閉じ続ける方向の制御信号がそのモータに供
給された場合には弁は全開又は全閉状態のまゝで
それ以上は移動せず、無理な力がモータその他の
部分に加わり制御系が遂には破損するおそれがあ
り、又モータ自体も過熱により損傷するおそれが
あつた。

この考案はこれら従来の制御弁における難点を
解決し、弁本体の開度と流量との関係を簡単に所
定値に設定することが可能であり、しかもモータ
や制御弁のその他の部分に過大な力が加わること
がないので制御弁が破損するおそれはなく、高圧
下での使用にも耐えることができ、且つモータ自
体が過熱損傷するおそれがない制御弁を提供する
ものである。

この考案によれば互に接触しながら相対的に回
動できる第１、第２の弁体で流体路を塞ぎ、その
第１の弁体にはその回動中心に対して半径方向に
一定幅の切溝が形成され、この切溝と対向して第
２の弁体が第１の弁体に接触して相対的に回動自
在に配設される。この第２の弁体はその回動中心
を中心としてその半径が漸次増大する形状とされ
ている。

この考案の制御弁では第１及び第２の弁体によ
り360゜以内の回転角度範囲で流体路における流
路の断面積を最大面積から中間面積及び面積零の
状態に制御することが可能である。更に第１の弁
体と第２の弁体との相対位置で定まる弁開度の所
定値を検出し、この検出位置で弁開度を保持する
ばね保持手段が設けられている。

以下、この考案の制御弁をその実施例に基づき
図面を利用して詳細に説明する。

第２図はこの考案の制御弁の実施例の構成を示
す図で、両端が閉塞された円筒状本体１１のそれ
ぞれの両端部側の側壁にその内部において互に連
通した流入口１２及び流出口１３が形成され、こ
の流入口１２から本体１１内に流入し、流出口１
３から外部へ流れ出る流体路が構成される。

この考案においては流体路内にこの流体路を塞
ぐように互に接触して相対的に回動可能な第１、
第２の弁体１４，１５が設けられる。この実施例
では第１の弁体１４が本体１１に対して固定され
た固定弁とされ第２の弁体１５がこの第１の弁体
１４に対して回動可能な可動弁とされた例であ
る。

本体１１は流入口１２側の第１の基体１１ａと
流出口１３側の第２の基体１１ｂに分割され、第
２の基体１１ｂの第１の基体１１ａと対向する端
面側には開口が形成されて流出口１３と連結され
ている。この開口が形成された端面の周辺部に段
部１７が形成され、この段部１７上にＯリング１
８が配設される。第１の弁体１４は一端面側でそ
の半径が拡大されて周辺部１４−Ｓが形成され、
Ｏリング１８の内側に第１の弁体１４のこの周辺
部１４−Ｓが位置するようにして第２の基体１１
ｂに対して第１の弁体１４が配設される。第１の
弁体１４の中心部には軸受１９が形成されてい
て、この軸受１９に回転軸２０の端部が挿入配設
される。この第１の弁体１４には回動の中心に対
して半径方向に第３図Ａ，Ｂ，Ｃに示すように一
定幅の切溝２１が形成されている。

第１の弁体１４に対接して第２の弁体１５が配
設される。第２の弁体１５の中心には開口２２が
形成され、この開口２２は第１の弁体１４に対し
て離れた端部側においてその径が拡大される。又
第２の弁体１５の周辺部に一体に板面に直角に突
片２３が形成されている。

回転軸２０には第２の弁体１５の開口２２の内
径の拡大された部分にその端部が位置するように
ばね保持手段を構成するばね２５が取り付けられ
る。このばね２５の偏倚力により第２の弁体１５
は第１の弁体１４側に軽く偏倚力が与えられた状
態で第１の弁体１４上に配設されている。

回転軸２０の第２の弁体１５に対して流出口１
３と反対側の位置において円板体２６が固定して
取り付けられ、この円板体２６には本体１１の流
入口１２及び流出口１３に通じるような流路２７
が形成されている。円板体２６の第２の弁体１５
の突片２３と対向する位置に凹部２８が形成さ
れ、この凹部２８により第２の弁体１５の突片２
３は軸方向に所定の自由度を保持した状態で円板
体２６の凹部２８に対して嵌合されている。

第２の基体１１ｂに対して対接して配設される
第１の基体１１ａには、第２の弁体１５及び円板
体２６を内部に位置させ、これらを回転軸２０の
回動によりその内部で回動させることが可能な嵌
合室３０が形成されている。この嵌合室３０の端
面の中心部及び第１の基体１１ａの端板の中心部
には円板体２６及び回転軸２０が嵌合される開口
３２及び３３がそれぞれ形成され、これらの開口
３２，３３によつて回転体２０及び円板体２６が
軸の廻りに回動自在に取り付けられる。

回転軸２０の端部は本体１１の外部に突出して
配設され、その突出された端部に対して歯車３５
がその中心の廻りに固定して取り付けられる。こ
の歯車３５と噛合する歯車３６が設けられ、この
歯車３６がモータ３７により駆動可能な構成とな
つている。従つてモータ３７が駆動すると歯車３
５，３６を介して回転軸２０が回動し、回転軸２
０の回動は突片２３を介して第２の弁体１５の回
動に変換される。

第２の弁体１５は第３図に示すように回動中心
の廻りにその半径が漸次増大する形状とされてい
る。従つてモータ３７の駆動によつて第２の弁体
１５が回動すると、第２の弁体１５の第１の弁体
１４の切溝２１との相対位置は３つの状態にわた
つて連続的に変化する。第１の状態は第３図Ａに
示すように第２の弁体１５が第１の弁体１４の切
溝２１を全く塞いでしまう場合である。この位置
においては弁が全閉とされた状態になる。又、第
３図Ｂに示すように第１の弁体１４の切溝２１が
第２の弁体１５により一部塞がれた第２の状態で
は弁は開弁状態となり、且つその弁開度は第１及
び第２の弁体の相対回動の角度に対応して連続的
に決定される。更に第１の弁体１４の切溝２１が
全く開かれている第３の状態では弁は全開状態と
なる。

歯車３５にはマグネツト４０が埋め込まれて取
付けられ、歯車３５に対向する本体１１の端板上
に２個のリードスイツチ４１が配設されている。
マグネツト４０とリードスイツチ４１は第１及び
第２の弁体１４，１５が所定の弁開度に設定され
る位置に取り付けることが出来る。実施例におい
ては弁の全開及び全閉状態においてこのマグネツ
ト４０によりリードスイツチ４１がそれぞれ作動
する位置となるようにマグネツト４０と２個のリ
ードスイツチ４１の相互位置関係が選定されてい
る。このように配設されたマグネツト４０とリー
ドスイツチ４１を使用して実施例においてはリー
ドスイツチ４１の作動信号によつて電気的にモー
タ３７の動作を停止させてモータ３７の負荷を軽
減させる停止手段が構成されている。

この考案の制御弁はこのような構成を有するた
めに流れる流体が弁体に与える圧力は、第２の弁
体１５が第１の弁体１４の切溝２１を塞いだ面積
部分のみに加わる。即ち弁の全閉状態において切
溝２１の面積部分に対して圧力が印加され、弁の
全開状態においては流体は第２の弁体１５には全
く力を印加しない。従つて比較的高い流体圧力下
でも第２の弁体１５を回動させるトルクは小さく
てよいことになる。

さらに第１の弁体１４からの洩れ流量は切溝２
１以外からは生じないので、微小流量の制御特性
を向上させることが可能である。第１の弁体１４
の切溝２１の幅と第２の弁体１５の回転方向に対
する半径方向の長さを所定値に設定することによ
り弁開度に対する流量特性の比例定数を容易に選
択し所望の弁開度特性を有する制御弁を構成する
ことが可能である。

この考案の制御弁においては第１、第２の弁体
の構造はその相互間の回転がエンドレスに行なわ
れるように構成されているので回動で弁体に対し
て無理な力が印加されることが全くない。

実施例においては、第１及び第２の弁体１４，
１５の相互位置で決定される弁の全開及び全閉位
置を検出し、この位置で弁をその検出状態に保持
するような構成としているが、この検出位置は第
１及び第２の弁体の所望の相互位置、即ち所望の
弁の開度位置に設定することが可能である。

以上詳細に説明したように、この考案によると
第１、第２の弁体の相互位置が検出され、例えば
全開、全閉状態を保持する場合にはその位置でモ
ータが停止するように構成することが可能で弁体
に無理な力が加わつたりモータの回転が阻止され
たまゝモータ電流が流れ続けるおそれがない。

又、第１の弁体の切溝の寸法及び第２の弁体の
形状を選択することにより、その流路の全開から
全閉の範囲内で連続的に流路断面積を円滑に変化
させることができる。更に第１の弁体の切溝の寸
法及び第２の弁体の形状を選定することにより回
転角度に対する弁開度の特性を所定値例えば二乗
特性に容易に設定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の制御弁の構成を示す断面図、第
２図はこの考案の制御弁の実施例の構成を示す断
面図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃは切溝と第１及び第２の
弁体との位置関係を示す図である。 １１：本体、１２：流入口、１３：流出口、１
４：第１の弁体、１５：第２の弁体、２０：回転
軸、２１：切溝、２６：円板体、３５，３６：歯
車、３７：モータ、４０：マグネツト、４１：リ
ードスイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 流体路内にこれを塞ぐように第１の弁体が、さ
   らにこの第１の弁体と板面を対接させて第２の弁
   体が設けられ、 前記第１及び第２の弁体の板面が互に対接する
   ように偏倚するばね保持手段が設けられ、 これら第１及び第２の弁体は互にその板面を対
   接させて相対的に回動可能に構成され、前記第１
   及び第２の弁体を相対的に回動させる駆動手段が
   設けられ、 前記第１の弁体には前記回動の中心に対して半
   径方向に一定幅の切溝が形成され、 前記第２の弁体は前記回動の中心の廻りにその
   半径が漸次増大する形状とされ、 前記駆動手段により前記第１及び第２の弁体を
   相対的に回動させると、前記切溝とこれに対向し
   た位置をとる前記第２の弁体により、前記切溝の
   前記第２の弁体の板面外に位置する部分の長さに
   ほぼ比例して前記回動の角度に対応して弁開度が
   連続的に設定され、 予め設定された所定の弁開度を検出する手段、
   その検出により前記駆動手段の駆動を遮断し、前
   記第１及び第２の弁体を前記所定の弁開度位置で
   停止させる停止手段が設けられ、 前記ばね保持手段は前記駆動手段による回動時
   には前記第１及び第２の弁体を相対的に回動可能
   とし、前記駆動手段の駆動の遮断が行われると前
   記所定の弁開度での相対的停止位置を保持するよ
   うに、その偏倚力が選定されてなることを特徴と
   する制御弁。