JP6751005B2

JP6751005B2 - 比例弁

Info

Publication number: JP6751005B2
Application number: JP2016211278A
Authority: JP
Inventors: 高裕大稲; 充宇於崎
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: CN108006239A; JP2018071640A; HK1248791A1

Description

本発明は、流量調節のために使用する比例弁に関する。

従来、この種の比例弁として、上側の流入室と、下側の流出室と、流入室と流出室との間の弁座とを有する弁筐と、流入室の上端面を閉塞するダイヤフラムと、ダイヤフラムに連結された、弁座の流出室側の面に対向する弁体と、弁体に下方への押圧力を付与すると共にこの押圧力を可変するソレノイドとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、比例弁に流れる流体の流量がソレノイドへの通電電流値に応じて変化すると共に、流入室の流体圧（一次圧）が変動しても、ダイヤフラムに連動して弁体が変位し、一次圧の変動による流量の変動が防止される。

また、このものでは、弁体に設けた上側のバネ受け座と流出室に設けた下側のバネ受け座との間に、弁体を上方に付勢するコイルバネを介設し、コイルバネの付勢力により弁体の自重をキャンセルして、自重の影響で制御精度が悪化することを回避している。

ここで、弁体にコイルバネにより所定の付勢力を作用させるには、各バネ受け座に、コイルバネの内周面に近接対向してコイルバネを芯決めする芯決め突起を設け、コイルバネが傾かないようにする必要がある。然し、芯決め突起を設けると、コイルバネの伸縮時に変位するバネ線材の部分が芯決め突起に接触して摺動抵抗が発生し、制御精度に悪影響が及ぶ。

実開昭５７−３５５７２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、制御精度が良好に維持されるようにした比例弁を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、上側の流入室と、下側の流出室と、流入室と流出室との間の弁座とを有する弁筐と、流入室の上端面を閉塞するダイヤフラムと、ダイヤフラムに連結された、弁座の流出室側の面に対向する弁体と、弁体に下方への押圧力を付与すると共にこの押圧力を可変するソレノイドとを備える比例弁であって、弁体に設けた上側のバネ受け座と流出室に設けた下側のバネ受け座との間に、弁体を上方に付勢するコイルバネを介設するものにおいて、各バネ受け座に、コイルバネに内挿される突起部が設けられ、この突起部は、コイルバネの両端の各座巻部の内周面に近接対向してコイルバネを芯決めする芯決め部を有し、各バネ受け座に設けられた突起部の芯決め部の軸長は、各座巻部の軸長以下であることを特徴とする。

本発明によれば、各バネ受け座に設けた突起部の芯決め部によりコイルバネの両端の各座巻部が芯決めされるため、コイルバネが傾くことはない。更に、芯決め部の軸長が各座巻部の軸長以下であるため、コイルバネの伸縮時に変位するバネ線材の部分が芯決め部に接触して摺動抵抗が発生するようなことはなく、コイルバネの傾きが防止されることと相俟って、制御精度が良好に維持される。

また、本発明において、弁筐が、流入室及び弁座が形成された上部筐体と、流出室が形成された下部筐体とを結合することで構成される場合には、上側と下側の両バネ受け座の少なくとも一方のバネ受け座に設けられた突起部の芯決め部は、座巻部に所定量の遊びを持って内挿されるように形成されることが望ましい。これによれば、上部筐体に対する下部筐体の組付け公差で一方のバネ受け座の突起部の芯決め部の中心に対し他方のバネ受け座の突起部の芯決め部の中心が偏心しても、座巻部が芯決め部に対し上記遊び分だけ偏心可能となるため、コイルバネが傾くことはない。

本発明の実施形態の比例弁の切断側面図。実施形態の比例弁の下部筐体を示す斜視図。

図１を参照して、１は、燃焼装置のガス供給路に介設する本発明の実施形態の比例弁の弁筐を示している。この弁筐１は、流入口２ａに連なる上側の流入室２と、流出口３ａに連なる下側の流出室３と、流入室２と流出室３との間の弁座４とを有している。尚、弁筐１は、流入室２及び弁座４を形成した上部筐体１ａと流出室３を形成した下部筐体１ｂとを結合して構成されている。

また、比例弁は、流入室２の上端面を閉塞するダイヤフラム５と、弁座４の流出室３側の面(下面)に対向する弁体６とを備えている。弁体６は、これに一体の軸部６ａを介してダイヤフラム５に連結されている。

比例弁は、更に、弁体６に下方への押圧力を付与すると共にこの押圧力を可変する、ダイヤフラム５の上方に配置されたソレノイド７を備えている。ソレノイド７は、コイル７ａと、コイル７ａの内周に配置した上下動自在な可動鉄心７ｂとを備えている。そして、可動鉄心７ｂの下端をダイヤフラム５の上方に突出する軸部６ａの上端に当接させ、コイル７ａへの通電電流値に比例した下方への押圧力が弁体６に付与されるようにしている。これにより、比例弁に流れる流体の流量（ガス流量）が通電電流値に比例して変化する。また、流入室２の流体圧（一次圧）が変動しても、ダイヤフラム５に連動して弁体６が変位し、一次圧の変動による流量の変動が防止される。

また、比例弁は、弁体６に設けた上側のバネ受け座６１と流出室３に設けた下側のバネ受け座３１との間に介設した、円筒形状で等線径、等ピッチのコイルバネ８を備えている。そして、コイルバネ８により弁体６を弁体６及び可動鉄心７ｂの自重分の付勢力で上方に付勢し、弁体６及び可動鉄心７ｂの自重の影響で制御精度が悪化することを防止できるようにしている。尚、上側のバネ受け座６１は、弁体６の下面に環状に設けられている。また、下側のバネ受け座３１は、図２に示す如く、流出室３の底部に放射状に３枚立設した起立片３ｂの上端に設けられている。

ここで、コイルバネ８が傾くと、弁体６を所定の付勢力、即ち、弁体６及び可動鉄心７ｂの自重分の付勢力で上方に付勢できなくなる。そこで、上側と下側の各バネ受け座６１，３１に、コイルバネ８に内挿される突起部６２，３２を設けている。突起部６２，３２は、コイルバネ８の両端の各座巻部８ａの内周面に近接対向してコイルバネ８を芯決めする芯決め部６２ａ，３２ａと、芯決め部６２ａ，３２ａの先方に径方向内方に傾斜してのびるガイド部６２ｂ，３２ｂとを有している。そして、コイルバネ８の両端の各座巻部８ａをガイド部６２ｂ，３２ｂを通して芯決め部６２ａ，３２ａに外挿するようにしている。これによれば、コイルバネ８の両端の各座巻部８ａが芯決め部６２ａ，３２ａにより芯決めされた状態になり、コイルバネ８が傾くことを防止できる。

また、本実施形態では、各突起部６２，３２の芯決め部６２ａ，３２ａの軸長を、各座巻部８ａの軸長以下に設定している。そのため、コイルバネ８の伸縮時に変位するバネ線材の部分が芯決め部６２ａ，３２ａに接触して摺動抵抗が発生するようなことはなく、コイルバネ８の傾きが防止されることと相俟って、比例弁による流量制御の制御精度が良好に維持される。

尚、上部筐体１ａに対する下部筐体１ｂの組付け公差で上側のバネ受け座６１に設けられた突起部６２の芯決め部６２ａの中心に対し下側のバネ受け座３１に設けられた突起部３２の芯決め部３２ａの中心が偏心してしまうことがある。この場合、各芯決め部６２ａ，３２ａが各座巻部８ａに遊びなく内挿されていると、上記偏心によりコイルバネ８の上端の座巻部８ａに対し下側の座巻部８ａが偏心して、コイルバネ８が傾いてしまう。

そこで、本実施形態では、上側と下側の両バネ受け座６１，３１に設けられた突起部６２，３２の芯決め部６２ａ，３２ａを、上下両端の各座巻部８ａに所定量（例えば、０．１ｍｍ）の遊びＰを持って内挿されるように形成している。これによれば、各座巻部８ａが各芯決め部６２ａ，３２ａに対し遊びＰ分だけ偏心可能となる。そのため、上部筐体１ａに対する下部筐体１ｂの組付け公差で上側のバネ受け座６１に設けられた突起部６２の芯決め部６２ａの中心に対し下側のバネ受け座３１に設けられた突起部３２の芯決め部３２ａの中心が偏心しても、少なくとも一方の座巻部８ａがコイルバネ８の傾きを矯正するように対応する芯決め部に対し偏心し、コイルバネ８が傾くことはない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、上側と下側の両バネ受け座６１，３１に設けられた突起部６２，３２の芯決め部６２ａ，３２ａが各座巻部８ａに遊びＰを持って内挿されるようにしているが、両バネ受け座６１，３１の一方のバネ受け座に設けられる突起部の芯決め部のみを対応する座巻部に遊びを持って内挿されるように形成し、他方のバネ受け座に設けられる突起部の芯決め部は対応する座巻部に遊びを持たずに内挿されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、下側のバネ受け座３１が放射状に３枚立設した起立片３ｂの上端に設けられている関係で、下側のバネ受け座３１の突起部３２が放射状に設けられているが、起立片３ｂを円柱状又は円筒状として、突起部３２を円柱状又は円筒状に形成してもよい。更に、各突起部３２，６２を、ガイド部３２ｂ，６２ｂを省略した、芯決め部３２ａ，６２ａのみで構成されるものとすることも可能である。

１…弁筐、１ａ…上部筐体、１ｂ…下部筐体、２…流入室、３…流出室、３１…下側のバネ受け座、３２…突起部、３２ａ…芯決め部、４…弁座、５…ダイヤフラム、６…弁体、６１…上側のバネ受け座、６２…突起部、６２ａ…芯決め部、７…ソレノイド、８…コイルバネ、８ａ…座巻部。

Claims

上側の流入室と、下側の流出室と、流入室と流出室との間の弁座とを有する弁筐と、流入室の上端面を閉塞するダイヤフラムと、ダイヤフラムに連結された、弁座の流出室側の面に対向する弁体と、弁体に下方への押圧力を付与すると共にこの押圧力を可変するソレノイドとを備える比例弁であって、
弁体に設けた上側のバネ受け座と流出室に設けた下側のバネ受け座との間に、弁体を上方に付勢するコイルバネを介設するものにおいて、
各バネ受け座に、コイルバネに内挿される突起部が設けられ、この突起部は、コイルバネの両端の各座巻部の内周面に近接対向してコイルバネを芯決めする芯決め部を有し、各バネ受け座に設けられた突起部の芯決め部の軸長は、各座巻部の軸長以下であることを特徴とする比例弁。
請求項１記載の比例弁であって、前記弁筐は、前記流入室及び前記弁座が形成された上部筐体と、前記流出室が形成された下部筐体とを結合することで構成されるものにおいて、前記上側と下側の両バネ受け座の少なくとも一方のバネ受け座に設けられた前記突起部の芯決め部は、前記座巻部に所定量の遊びを持って内挿されるように形成されることを特徴とする比例弁。