JP3523527B2 - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- pressure
- control valve
- fluid
- valve seat
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- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
に外部から印加される信号に応じて流体の圧力または流
量を制御する制御弁に関する。
の製造等のために、従来より出力圧または流量を制御す
るための制御弁が用いられている。図2はこのような目
的に用いられている従来の制御弁を示すものであって、
この制御弁はボディ1に入口ポート2と出口ポート3と
を形成するとともに、内部にダイヤフラム4を取付ける
ようにしている。そしてダイヤフラム4の中心部には取
付け板5を介してロッド6が固着されるとともに、この
ロッド6の先端部に取付けられているボール7が円錐状
のばね8によって上方へ押圧されるようになっている。
面に加わる信号圧による下方への力と、ダイヤフラム4
に加わる入力圧による上方への力とボール7を上方へ押
すばね8の力の和とのバランスによってボール7とバル
ブシート9との間の隙間が決定され、このような隙間に
応じた圧力または流量で入口ポート2から出口ポート3
に流体が流れるようになる。
の制御弁のボディ14には入口ポート15と出口ポート
16とが形成されるとともに、中央には垂直に連通路1
7が形成されている。そしてこの連通路17の上端にバ
ルブシート18が形成されるようになっている。
付けられ、このバルブ21がバルブシート18と接触し
たり離間したりするようになっている。そしてプランジ
ャ20はガイドスリーブ22内において摺動可能に支持
されている。プランジャ20の上部にはストッパ23が
配されるとともに、プランジャ20とストッパ23の外
周側にはコイル24が巻装されている。
電流のパルス幅を制御し、これによって流体圧または流
量の制御を行なうようにするものである。すなわちプラ
ンジャ20のデューティ比を制御することによって圧力
または流量を制御するものである。
弁を液体の圧力あるいは流量の制御に用いると、内部に
液体の滞留を生ずることになる。また部品点数が多く、
摩擦を発生する部分がある。さらにはコンタミネーショ
ンの可能性が大きく、このために純度の高い薬液の製造
等に用いるのには不適当である。またとくに図3に示す
構造は、プランジャ20が激しく摺動しながら開閉動作
を繰返すために、寿命と精度の点で問題がある。
て使用される制御バルブは、洗浄が容易で、コンタミネ
ーションの発生がないことが要求される。開放と遮断の
2種類のモードをとるON・OFFバルブについてはこ
のような目的に副う製品が存在するものの、入力圧や流
量を適宜調整することが可能なアナログ調整用の制御弁
には、洗浄がし易くてコンタミネーションの発生がない
制御弁が提供されていない。
たものであって、内部の洗浄が容易で、コンタミネーシ
ョンの発生がなく、しかも圧力または流量を任意に調整
することが可能な制御弁を提供することを目的とする。
加される信号に応じて流体の圧力または流量を制御する
制御弁において、ボディの流体が通過する通路に出口ポ
ートと連通するバルブシートを設けるとともに、該バル
ブシートの外側を入口ポートと連通させ、該バルブシー
トに対して接触および離間可能に第1のダイヤフラムを
配し、該第1のダイヤフラムによって前記通路を流れる
流体を前記ボディの他の空間から遮断し、しかも前記第
1のダイヤフラムと所定の距離を隔ててほぼ平行に第2
のダイヤフラムを配し、前記第1のダイヤフラムと前記
第2のダイヤフラムとの間に力を伝達する剛体を配し、
前記第1のダイヤフラムの前記バルブシートと接触する
表面に入力圧を印加するとともに、前記第2のダイヤフ
ラムの前記第1のダイヤフラムとは反対側の表面に信号
圧を印加し、前記第1のダイヤフラムの有効面積に対す
る前記第2のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した
入力圧で流体を通過させるようにしたことを特徴とする
制御弁に関するものである。
のダイヤフラムの有効面積が異なるものであってよい。
また前記剛体が配されている前記第1のダイヤフラムと
前記第2のダイヤフラムの間の空間が外部と連通されて
大気圧に維持されていてよい。
圧が印加され、第2のダイヤフラムに信号圧が印加され
る。従って流体圧による力と信号圧による力がバランス
する位置で第1のダイヤフラムおよび第2のダイヤフラ
ムはその位置が定まり、このときに第1のダイヤフラム
とバルブシートとの間の隙間を通って入口ポートから出
口ポートに向って流体が流れるようになる。
御弁を示しており、この制御弁はボディ30を有してい
る。ボディ30はその内部に閉空間を構成する凹部31
を備えており、この凹部31内に凹部31を上下に分割
するようにダイヤフラム32が配されている。そして凹
部31と連通するように入口ポート33と出口ポート3
4とがそれぞれボディ30に形成されている。そして出
口ポート34と凹部31との連通部の周囲の部分にはバ
ルブシート35が形成されており、このバルブシート3
5とダイヤフラム32との間の隙間によって流量の制御
が行なわれるようになっている。
の小さな凹部39が形成されるとともに、この凹部39
に連通するように上方へ突出してノズル40が配されて
いる。そして凹部39には補助ポート41を通してパイ
ロット圧が印加されるようになっている。また凹部39
は連通孔42を通して後述する凹部62と連通されてお
り、これによってノズル40の背圧をダイヤフラム63
の上面に印加するようにしている。
46が配されている。フラッパ46はその外周側の部分
であって下面を弾性支持板47によって受けられるよう
になっており、このときにフラッパ46はノズル40に
最も近接した状態になる。なお弾性支持板47には開口
48が形成されており、この開口48によって弾性支持
板47の上下の空間が互いに連通されるようになってい
る。
ち上下方向に移動させるための機構について説明する
と、カップ状をなすハウジング51内にヨーク52が収
納されるとともに、ヨーク52の内側であってその中央
部には下方に突出するようにマグネット53が形成され
ている。そしてこのマグネット53にはセンタコア54
が固着されるとともに、このセンタコア54の外周部に
ボビン55が配されている。そしてボビン55にはコイ
ル56が巻装されている。そして上記ボビン55に可動
板57が取付けられるとともに、この可動板57に上記
フラッパ46が取付けられるようになっている。また上
記ヨーク52の内側の空間はボディ30に形成されてい
る小孔58を通して外部と連通されており、これによっ
てこのヨーク52の内側の空間が大気圧に維持されるよ
うになっている。
31の上側に別の凹部62を形成し、この凹部62内に
第2のダイヤフラム63を配するようにしている。ここ
でダイヤフラム63の下面が受け板64によって受けら
れるとともに、この受け板64の下面に取付けられてい
るセンタボス65が第1のダイヤフラム32の上面を押
すようになっている。なお受け板64は圧縮コイルばね
66によって上方へ押圧されるようになっている。なお
凹部62は小孔67によって外部と連通されており、凹
部62の内部の圧力が大気圧に維持されている。
32の下面に入口ポート33から出口ポート34へ流れ
る流体の入力圧が加えられる。また第2のダイヤフラム
63の上面には、ノズルフラッパ40の背圧として得ら
れる凹部39の圧力が連通孔42を介して加えられるよ
うになっている。信号圧の調整はフラッパ46をコイル
56に通ずる信号電流によって軸線方向に移動させるこ
とにより調整される。
2 程度の比較的高圧の制御に用いられるものである。
またここで補助ポート41を介してノズル40の作動圧
として加えられるパイロット圧は工場ラインの通常の空
気圧の使用が可能になっている。
パ46が下方へ移動し、ノズル40がほぼ閉じられた場
合には、ノズル40の背圧であって信号圧はパイロット
圧にほぼ等しくなる。これに対してコイル56に印加さ
れる信号電流によってフラッパ46が上方に移動し、フ
ラッパ46とノズル40との間のギャップが次第に大き
くなると、信号圧がこれに伴って低下することになる。
内にあらわれ、この圧力が連通孔42を通って凹部31
内のダイヤフラム32の上面に加えられる。これに対し
てダイヤフラム32の下面には、入口ポート33から出
口ポート34へ流動する流体の入力圧が加わっている。
フラム32の有効面積をA1 とし、第2のダイヤフラ
ム63の有効面積をA2 とし、圧縮コイルばね66の
弾性復元力をFとし、第1のダイヤフラム32の上面と
第2のダイヤフラム63の下面に作用する大気圧をPa
とすると、 ここで上式の左辺が上向きの力を表わし、右辺が下向き
の力を表わしている。従ってこの式から、 従って信号圧に比べて大気圧が小さく右辺の第2項が省
略でき、さらに圧縮コイルばね66の力が弱くて第3項
が省略できる場合には、 Pi =Ps ・(A2 /A1 )
幅アダプタを使用することによって、ダイヤフラム32
が平衡する信号圧Ps と流体圧Pi との比率を変える
ことが可能になる。すなわち第2のダイヤフラム63に
よって構成される増幅アダプタによって、信号圧Pi が
増幅しA2 /A1 の比率で調整されることになる。
口ポート34から流出する流量Qは、ポンプと入力ポー
ト33との間の配管抵抗をCd とし、ポンプの圧力を
Pp とし、入口ポート33の圧力をPi とすると、
次式によって与えられる。 Q=Cd (Pp −Pi )1/2 =Cd (P
p −Ps ・A2 /A1 )1/2 従ってこの式から明らかなように、信号圧Ps を調整
することによって、流量Qの制御が行なわれるようにな
る。
かなように、液体の制御を行なう場合における接液する
可動部がダイヤフラム32のみであるために、洗浄が容
易で、コンタミネーションの発生がない。また摩擦力の
発生する部分にシールがなく、精度の高い制御が可能に
なるとともに、長い寿命も期待できる。また構造が極め
て簡単なので、保守点検を短時間で達成することが可能
になる。また上述の如く、流量調整用としても、また圧
力調整用としても使用することが可能である。
応じて流体の圧力または流量を制御する制御弁におい
て、ボディの流体が通過する通路に出口ポートと連通す
るバルブシートを設けるとともに、該バルブシートの外
側を入口ポートと連通させ、該バルブシートに対して接
触および離間可能に第1のダイヤフラムを配し、該第1
のダイヤフラムによって通路を流れる流体をボディの他
の空間から遮断し、しかも第1のダイヤフラムと所定の
距離を隔ててほぼ平行に第2のダイヤフラムを配し、第
1のダイヤフラムと第2のダイヤフラムとの間に力を伝
達する剛体を配し、第1のダイヤフラムのバルブシート
と接触する表面に入力圧を印加するとともに、第2のダ
イヤフラムの第1のダイヤフラムとは反対側の表面に信
号圧を印加し、第1のダイヤフラムの有効面積に対する
第2のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した入力圧
で流体を通過させるようにしたものである。
第1のダイヤフラムと第2のダイヤフラムの面積比で増
幅した流体圧に制御することが可能になるとともに、通
過する流体の流量の制御を行なうことが可能になる。
Claims (3)
- 【請求項1】外部から印加される信号に応じて流体の圧
力または流量を制御する制御弁において、 ボディの流体が通過する通路に出口ポートと連通するバ
ルブシートを設けるとともに、該バルブシートの外側を
入口ポートと連通させ、該バルブシートに対して接触お
よび離間可能に第1のダイヤフラムを配し、該第1のダ
イヤフラムによって前記通路を流れる流体を前記ボディ
の他の空間から遮断し、 しかも前記第1のダイヤフラムと所定の距離を隔ててほ
ぼ平行に第2のダイヤフラムを配し、前記第1のダイヤ
フラムと前記第2のダイヤフラムとの間に力を伝達する
剛体を配し、 前記第1のダイヤフラムの前記バルブシートと接触する
表面に入力圧を印加するとともに、前記第2のダイヤフ
ラムの前記第1のダイヤフラムとは反対側の表面に信号
圧を印加し、前記第1のダイヤフラムの有効面積に対す
る前記第2のダイヤフラムの有効面積の比率で調整した
入力圧で流体を通過させるようにしたことを特徴とする
制御弁。 - 【請求項2】前記第1のダイヤフラムと前記第2のダイ
ヤフラムの有効面積が異なることを特徴とする請求項1
に記載の制御弁。 - 【請求項3】前記剛体が配されている前記第1のダイヤ
フラムと前記第2のダイヤフラムの間の空間が外部と連
通されて大気圧に維持されることを特徴とする請求項1
に記載の制御弁。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP16101999A JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16101999A JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000346233A JP2000346233A (ja) | 2000-12-15 |
JP3523527B2 true JP3523527B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=15727050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16101999A Expired - Lifetime JP3523527B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 制御弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3523527B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0518637D0 (en) | 2005-09-13 | 2005-10-19 | Itw Ltd | Back pressure regulator |
JP7457543B2 (ja) * | 2020-03-17 | 2024-03-28 | 株式会社小糸製作所 | 電磁弁および電磁弁を備える車両用クリーナシステム |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP16101999A patent/JP3523527B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000346233A (ja) | 2000-12-15 |
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