JPS6332470Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 第１図に示すような弁本体内の一部に弁座
を設け、針状弁との間に形成される隙間を変化
させることにより流量を制御するところの従来の
比例制御弁は、針状弁、弁軸、おねじおよ
びモータの回転子とを一体となし、おねじに
は弁本体に固定されためねじがはめあわされ
てねじ部を構成し、弁軸の一端は軸受によ
り支えられ、弁軸を含むモータの回転子は非
磁性体からなるケース内に収納され、ケース
は流体の出入口，を有する弁本体にプラズ
マ溶接などにより気密的に一体化され、ケース
の外周には固定子コイルが固定されていた。

なお、前記軸受はケース内底部にスポツト
溶接などで固定された軸受ホルダにかしめなど
の方法により固定されている。

したがつて、モータの固定子コイルに通電す
ると、回転子が回転しながら軸方向へ移動し、
それにともなつて弁座と針状弁との間に形成
される隙間が変化して出入口，間を流通する
流体量が制御されるようになつていた。

このような構成の制御弁における有用性は、モ
ータの回転子として多周多極着磁した永久磁石
を用いることによつて、弁本体及びケースか
らなる流体回路を電気回路と完全に分離できるた
め、電気火花を嫌う燃料用のガスや油、あるいは
電気絶縁材料に影響を及ぼすフロンなどの溶媒の
流量制御に適していることであつた。

一方、モータの回転子として永久磁石を使う
良さとしては、固定子コイルへの通電を切つて
も、固定子コイルと対になつて固定子を構成
する軟磁性材料からなる磁極と、回転子との
間に動く磁気吸引力によつて自己保持トルクが生
じるため、運動変換部のねじ部のねじ形状とし
てねじ効率η＝tanβ／tan（β＋ρ）を高くとれ
る四角ねじとか台形ねじを使うことができること
であつた。ここでβ：ねじのピツチ角、ρ：ねじ
面の摩擦相当角で、摩擦係数をμとするときμ＝
tanρη≧0.5にしようとするとβ≧ρなる条件が必
要となり、この条件ではおねじ、めねじのいずれ
かに軸方向力が加えられると、他方のねじが回転
することになり、この回転を止めるには何らかの
手段で保持トルクが必要となる。この保持トルク
が前記自己保持トルクに相当する。

ところが、従来の制御弁では、磁極と回転子
とはケースを介して面することになり、エア
ギヤツプδは通常のモータにおける0.1mm〜0.3mm
に対し0.8mm〜1.0mmと広くなつて、自己保持トル
クは極めて小さくなる。

このため弁軸を目的の位置まで移動させたあ
と、固定子コイルへの通電を切ると、針状弁
の前後に発生する圧力差による軸力や、制御弁に
加わる振動などによつて回転子が回転して針状
弁の位置がずれ、所望の流量制御が不可能にな
るといつた致命的な欠点があつた。

このような欠点を解決するための１つの方法と
して弁軸を目的の位置まで移動させたあと、そ
の位置に固定すべく固定子コイルに常時、直流
励磁通電をすることが考えられるが、省エネルギ
ーに反し実用的ではない。

本考案は以上の欠点を解決するためのものであ
り、次のＡ項〜Ｃ項を組合わせることによつて従
来品の良さを失わず、かつ安価に達成するもので
ある。

Ａ ケース内に収納する回転子に永久磁石を
用いる。（電気火花をなくす） Ｂ 固定子コイルは、ケース外周に固定す
る。（流体回路と電気回路を分離する） Ｃ ねじ部のねじ形状としてβ（ねじのピツチ角）
＜ρ（ねじ面の摩擦相当角）なるねじ、たとえ
ばJISにおける並目ねじなどを用いる。

このように構成することによつて、弁軸の所
定位置まで移動させたあと固定子コイルへの通
電を切つても、ねじ山の形状がβ（ねじのピツチ
角）＜ρ（ねじ面の摩擦相当角）のため、流体圧力
差による軸力のうち50％以上はおねじとめねじ
面の摩擦力に費され、回転子は軸力によつて
回転させられることがない。すなわち針状弁と
弁座の隙間は、固定子コイルへの通電がなく
ても所期の量のまま安定することになり、制御弁
運転のための必要動力は大巾に節約することがで
きる。

本考案は、いわゆるキヤンドルシール形のモー
タにより直接駆動する制御弁について回転を直進
運動に変換する機構としてβ（ねじのピツチ角）＜
ρ（ねじ面の摩擦相当角）なるねじを用いたもの
であるが、本来の省エネルギー効果の他に、ねじ
部の加工がタツプ、ダイスといつた普通の工具で
加工でき、又、本質的にβ（ねじのピツチ角）が
小さくなるためモータの回転子１回転当りの弁
軸移動量が少なくなり針状弁と弁座の隙間
をきめこまかく制御できるといつた効果などが得
られ、産業上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な比例制御弁の縦断面図、第２
図はモータ部の構成を説明するための横断面図
（固定子コイルは図示せず）。 ……弁本体、……弁座、……針状弁、
……弁軸、……おねじ、……モータの回転
子、……めねじ、……ねじ部、……軸受
部、……ケース、，……流体の出入口、
……モータの固定子コイル、……軸受ホルダ、
……固定子、……磁極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータの回転運動をねじ部により弁軸の直
   進運動に直接変換して、弁本体の弁座と針状
   弁との間に形成される隙間を変化させることに
   より流量を制御する弁において、固定子コイル
   を非磁性体からなるケース外周に固定し、ケー
   ス内には永久磁石からなるモータの回転子を
   収納し、ケースと弁本体とをプラズマ溶接な
   どにより気密的に接続するとともに、ねじ部の
   ねじ形状をβ（ねじのピツチ角）＜ρ（ねじ面の摩
   擦相当角）としたことを特徴とする比例制御弁。