JPH03610Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、流通流路に介設してその流路内を流
通する流体の流量を制御する比例弁に関し、特
に、閉止機能を有してガスの流量制御に適した比
例弁に関する。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a proportional valve that is installed in a flow channel to control the flow rate of fluid flowing through the flow channel, and in particular has a closing function to control the flow rate of fluid flowing through the flow channel. This invention relates to a proportional valve suitable for flow rate control.

従来の技術及び考案が解決しようとする問題点 流体流路内の流体の流量を制御する比例弁は、
一般に、ボデイの流入口と流出口の間に設けられ
た弁口の開度を調節する弁体を復帰用の圧縮コイ
ルばねの弾力により閉弁方向に付勢するととも
に、制御電流に比例して作動体が前記圧縮コイル
ばねの弾力に抗して弁体を開弁方向に押圧するア
クチユエータをボデイに装着した構造になり、ア
クチユエータの制御により弁体による弁口の開度
を調節するようになつており、このような比例弁
は本来、流量を制御するためのものであるが、弁
体を開弁方向に付勢した圧縮コイルばねに弾拡力
の大きなものを使用すれば、アクチユエータの制
御電流が遮断されたときに電磁開閉弁と同じよう
に弁体が圧縮コイルばねの弾力により弁口を閉じ
て流体の流通を遮断する機能を持たせることが可
能となる。しかるに、このような復帰用のばねに
弾拡力の大きな圧縮コイルばねを使用すると、こ
れに応じて出力の大きいアクチユエータを使用し
なければならず装置が大型となるばかりか、大出
力のアクチユエータは大きな制御電流を必要と
し、大容量の制御装置を用いなければならないた
め、従来、流体流路の流体の流通の遮断が要求さ
れるときには、この比例弁とは別に電磁開閉弁を
直列に配設し、特に、使用流体がガスなどの危険
物である場合には、遮断の確実性を高めるために
電磁開閉弁を２個連設する必要があり、このた
め、流体流路の配管が長くなるばかりか配管作業
に手間取る欠点があり、また、配管作業を容易に
するために各弁を１つにまとめてユニツト化した
場合にもその小型化に限界があつた。 Problems to be solved by conventional techniques and ideas A proportional valve that controls the flow rate of fluid in a fluid flow path is
Generally, the valve body that adjusts the opening degree of the valve port provided between the inlet and outlet of the body is biased in the valve closing direction by the elasticity of a compression coil spring for return, and the The actuator has a structure in which an actuator is attached to the body to press the valve body in the valve opening direction against the elasticity of the compression coil spring, and the degree of opening of the valve port by the valve body is adjusted by controlling the actuator. Proportional valves like this are originally intended to control the flow rate, but if a compression coil spring with a large elastic expansion force is used to bias the valve body in the valve opening direction, it can be used to control the actuator. When the current is cut off, the valve body can have the function of closing the valve port by the elasticity of the compression coil spring and cutting off the flow of fluid, similar to an electromagnetic on-off valve. However, if a compression coil spring with a large elastic expansion force is used for such a return spring, an actuator with a correspondingly large output must be used, which not only increases the size of the device, but also requires a high-output actuator. Since a large control current is required and a large-capacity control device must be used, conventionally, when it is required to cut off the flow of fluid in a fluid flow path, an electromagnetic on-off valve is placed in series in addition to this proportional valve. However, especially when the fluid used is a dangerous substance such as gas, it is necessary to install two electromagnetic on-off valves in series to increase the reliability of shutoff, which requires long piping for the fluid flow path. Moreover, there is a drawback that piping work is time-consuming, and even when the valves are combined into a unit to facilitate piping work, there are limits to miniaturization.

問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点を解決するための手段とし
て、弁体を開弁方向へ付勢する閉止用の圧縮ばね
を内蔵するとともに通電によりプランジヤが圧縮
ばねを弾縮させて付勢を解除するソレノイドを、
そのプランジヤのガイドチユーブの先端部をボデ
イに透設した通孔に嵌合してそのボデイに取付
け、ガイドチユーブの周りと通孔との間、及び、
ガイドチユーブの内周とそのガイドチユーブに嵌
着されたコアとの間を夫々シール部材によりシー
ルした構成とした。Means for Solving the Problems The present invention, as a means for solving the above problems, incorporates a closing compression spring that biases the valve body in the valve opening direction, and when energized, the plunger elastically compresses the compression spring. The solenoid that releases the energization by
The tip of the guide tube of the plunger is attached to the body by fitting into a through hole provided in the body, and the plunger is attached to the body between the circumference of the guide tube and the through hole, and
The inner periphery of the guide tube and the core fitted into the guide tube are each sealed with a seal member.

考案の作用及び効果 本考案の閉止機能付比例弁は上記構成になり、
ソレノイドが通電状態にあるときは閉止用の圧縮
ばねによる弁体の開弁方向への付勢力が解除され
ることによりアクチユエータの作動体が弁体の復
帰用のばねの弾力にのみ抗して作動し、また、ソ
レノイドの通電が遮断されることによつて弁体が
閉止用の圧縮ばねの弾力により閉弁方向に移動し
て弁口が閉止されるのであつて、ソレノイドが通
電状態にあるときはアクチユエータの作動体は弁
体の復帰用のばねの弾力にのみ抗して作動するた
めアクチユエータは大出力のものを用いる必要が
なくアクチユエータ及びその制御装置は従前のも
のをそのまま使用することができるとともに、ソ
レノイドの通電の遮断により弁口が閉止される閉
止機能を有するため、停電時に備えて流体の流通
を阻止するための開閉弁を別に設置する必要がな
くなり、また、安全性向上のために開閉弁を連設
する場合でも１個だけ設置すれば足り、したがつ
て、流体流路の配管が短かくて済むとともに配管
作業が容易となり、さらに、この開閉弁を比例弁
と１つにまとめてユニツト化する場合、開閉弁は
１個でよいため、流体流路が簡素化され、流路の
圧力損失を少なくすることができ、ユニツト全体
が小型となるのであり、また、ソレノイドのガイ
ドチユーブの周りと通孔との間、及び、ガイドチ
ユーブの内周とこれに嵌着されたコアとの間を
夫々シール部材によりシールしたから、ボデイ内
のガスがソレノイドを通して外部に漏れるのが確
実に防止されるとともに、ボデイ内のガスがソレ
ノイドのコイルと接触することによる引火の危険
が回避され、安全性が高い効果がある。Function and effect of the invention The proportional valve with a closing function of the invention has the above configuration,
When the solenoid is energized, the biasing force of the closing compression spring on the valve body in the valve opening direction is released, and the actuator operates only against the elasticity of the spring for returning the valve body. However, when the solenoid is de-energized, the valve body moves in the valve-closing direction due to the elasticity of the closing compression spring, and the valve opening is closed. Since the actuator's actuating body operates only against the elasticity of the valve body's return spring, there is no need to use a high-output actuator, and the existing actuator and its control device can be used as is. In addition, since it has a closing function that closes the valve port by cutting off the energization of the solenoid, there is no need to install a separate on-off valve to prevent fluid flow in case of a power outage, and it also improves safety. Even if on-off valves are installed in series, it is sufficient to install only one. Therefore, the piping for the fluid flow path is short and the piping work is easy. Furthermore, this on-off valve can be combined with the proportional valve into one. When forming a unit into a unit, only one on-off valve is required, which simplifies the fluid flow path and reduces pressure loss in the flow path, making the entire unit smaller. Since the area around the guide tube and the through hole and between the inner periphery of the guide tube and the core fitted therein are sealed by sealing members, it is ensured that the gas inside the body does not leak to the outside through the solenoid. At the same time, the risk of ignition due to contact between the gas in the body and the solenoid coil is avoided, resulting in a high degree of safety.

実施例 以下、本考案をガス用制御弁に適用した一実施
例を添付図面に基づいて説明する。Embodiment Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a gas control valve will be described based on the accompanying drawings.

第１図において、１は本考案に係る比例弁４の
ボデイであつて、左右両寄りの前面に夫々形成さ
れた図示しない流出口と流入口の間の左寄りに弁
口２が形成され、その口縁に合成ゴム製の弁座３
が嵌着されており、この弁座３に接離する状椀形
の弁体５がその下面に環形に凹成されたばね受面
６とボデイの下面を閉塞した閉塞板８との間に装
着されたばね定数の小さい復帰用の圧縮コイルば
ね１０の弾拡力により閉弁方向に付勢され、弁体
５の上面にはこれを開弁方向に押圧する弁杆１１
が突設されており、この弁杆１１の上方にはボデ
イ１の開口部１２の上面に弁杆１１を駆動するア
クチユエータ１５がねじ１４の締め付けにより取
り付けられ、このアクチユエータ１５は、ボデイ
１に固定された環形のマウント１７の上面に同心
に積み重ねて固定された環形をなす２個の永久磁
石１８，１８の中心孔にスリーブ２０が嵌着さ
れ、スリーブ２０内には磁性材料からなり円柱形
をなすセンタポール２１がその上端の外周に一体
成形された鍔２２を永久磁石１８の上面に接合す
ることにより、スリーブ２０の内周との間に間隔
を空けて同心状に支持されており、このセンタポ
ール２１の周りには外側面にコイル１９を巻回し
た有底筒形をなすコイルボビン２３が摺動自由に
嵌装され、その底板の下面の中央に突成された係
合部２４の嵌合孔２７が弁杆１１の上端に突成さ
れた係合軸１６の上端部に嵌合されており、弁杆
１１の上端部の周りとボデイ１の開口部１２の間
がアクチユエータ１５のマウント１７とボデイ１
の間に挟み付けられたダイヤフラム１３によつて
密閉されている。弁体５の下方にはボデイ１の下
面を閉塞した前記閉塞板８の下面にソレノイド７
が取付けられており、このソレノイド７は、閉塞
板８の下面に固定された外部鉄心２８内に嵌着さ
れたコイル２９の中心孔内にガイドチユーブ３０
が上端部を外部鉄心２８の上面から突出させて嵌
着され、その上端が閉塞板８の円錐形の打出部３
１ａの中心に透設された通孔３１に嵌合されてお
り、通孔３１の円錐形の打出部３１ａの下面と外
部鉄心２８の上面との間に構成された断面三角形
の環状空間内に嵌合されたＯリング３２がこれら
の間で押し潰されることによつてガイドチユーブ
３０の周りと通孔３１との間がシールされてお
り、ガイドチユーブ３０の下端部の内側にはコア
３３がその縮径段部３３ａに装着されたＯリング
３４によつて気密に嵌着され、ガイドチユーブ３
０に摺動自由に嵌入されたプランジヤ３５がコア
３３との間に装着されたばね定数の大きい閉止用
の圧縮コイルばね３６の弾力によつて上方へ付勢
され、その上端に突成された係合軸３７の上端が
弁体５の下面に係合しており、これにより、弁体
５が圧縮コイルばね３６の弾力によつて弁座３に
押し付けられ、弁口２が弁体５により閉止されて
いる。一方、ボデイ１の右方寄りには電磁開閉弁
３８が装着されており、この電磁開閉弁３８は、
前記比例弁４の弁口２と流入口との間に形成され
た図の右寄りの弁口３９を開閉する弁体４０が圧
縮コイルばね４１により閉弁方向に付勢されてい
るとともにボデイ１の上面に取り付けられたソレ
ノイド４２のプランジヤ４３に連結されており、
ソレノイド４２に通電することによつて、弁体４
０が圧縮コイルばね４１の弾力に抗して移動し、
弁口３９が開かれるようになつており、この電磁
開閉弁３８のソレノイド４２、及び、比例弁４の
ソレノイド７、アクチユエータ１５が夫々制御装
置に接続されており、この制御装置によつて、ソ
レノイド７，４２は通電とその遮断が夫々同時に
行なわれるようになつており、アクチユエータ１
５のコイル１９には制御電流が供給されるように
なつている。 In FIG. 1, 1 is the body of a proportional valve 4 according to the present invention, in which a valve port 2 is formed on the left side between an outlet port and an inlet port (not shown) formed on the left and right front surfaces, respectively. Synthetic rubber valve seat 3 on the mouth rim
A bowl-shaped valve body 5 that approaches and separates from the valve seat 3 is fitted between a spring bearing surface 6 formed in an annular shape on its lower surface and a closing plate 8 that closes off the lower surface of the body. The elastic expansion force of the returning compression coil spring 10 with a small spring constant is biased in the valve closing direction, and a valve rod 11 is provided on the upper surface of the valve body 5 to push it in the valve opening direction.
An actuator 15 for driving the valve rod 11 is attached to the upper surface of the opening 12 of the body 1 by tightening a screw 14 above the valve rod 11, and the actuator 15 is fixed to the body 1. A sleeve 20 is fitted into the center hole of two ring-shaped permanent magnets 18, 18 which are stacked concentrically and fixed on the upper surface of the ring-shaped mount 17. Inside the sleeve 20 is a cylindrical magnet made of magnetic material. The center pole 21 is supported concentrically with a space between it and the inner circumference of the sleeve 20 by joining a collar 22 integrally formed on the outer circumference of the upper end to the upper surface of the permanent magnet 18. A coil bobbin 23 in the shape of a cylinder with a bottom and a coil 19 wound around the outer surface of the center pole 21 is fitted in a freely sliding manner, and an engaging portion 24 protruding from the center of the lower surface of the bottom plate is fitted into the coil bobbin 23. The mating hole 27 is fitted into the upper end of the engagement shaft 16 formed on the upper end of the valve rod 11, and the area between the upper end of the valve rod 11 and the opening 12 of the body 1 is the mount of the actuator 15. 17 and body 1
It is sealed by a diaphragm 13 sandwiched between the two. Below the valve body 5, a solenoid 7 is mounted on the lower surface of the closing plate 8 that closes off the lower surface of the body 1.
A guide tube 30 is attached to the solenoid 7 in the center hole of a coil 29 fitted in an external core 28 fixed to the lower surface of the closing plate 8.
is fitted with its upper end protruding from the upper surface of the outer core 28, and its upper end is attached to the conical protrusion 3 of the closing plate 8.
It is fitted into a through hole 31 provided through the center of the through hole 31, and is located in an annular space with a triangular cross section formed between the lower surface of the conical protrusion 31a of the through hole 31 and the upper surface of the external core 28. The fitted O-ring 32 is crushed between them, thereby sealing between the guide tube 30 and the through hole 31, and a core 33 is inside the lower end of the guide tube 30. The guide tube 3 is airtightly fitted by an O-ring 34 attached to the diameter-reduced step 33a.
The plunger 35, which is slidably inserted into the core 33, is urged upward by the elasticity of the closing compression coil spring 36 with a large spring constant, which is installed between the plunger 35 and the core 33. The upper end of the joint shaft 37 engages with the lower surface of the valve body 5, so that the valve body 5 is pressed against the valve seat 3 by the elasticity of the compression coil spring 36, and the valve port 2 is closed by the valve body 5. has been done. On the other hand, an electromagnetic on-off valve 38 is installed on the right side of the body 1, and this electromagnetic on-off valve 38 is
A valve body 40 that opens and closes a valve port 39 on the right side in the figure, which is formed between the valve port 2 and the inflow port of the proportional valve 4, is biased in the valve closing direction by a compression coil spring 41, and It is connected to a plunger 43 of a solenoid 42 attached to the top surface,
By energizing the solenoid 42, the valve body 4
0 moves against the elasticity of the compression coil spring 41,
The valve port 39 is opened, and the solenoid 42 of the electromagnetic on-off valve 38, the solenoid 7 of the proportional valve 4, and the actuator 15 are connected to a control device, and the control device controls the solenoid. 7 and 42 are configured so that energization and cutoff are performed at the same time, respectively, and the actuator 1
A control current is supplied to the coil 19 of No. 5.

次に、本実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

制御装置により比例弁４のソレノイド７及び電
磁開閉弁３８のソレノイド４２に通電すると、電
磁開閉弁３８の弁口３９が開かれるとともに、比
例弁４のソレノイド７のプランジヤ３５がコア３
３に吸引されて閉止用の圧縮コイルばね３６の弾
力に抗して下方に移動することにより、第１図に
鎖線で示すように、プランジヤ３５の上端の係合
軸３７の先端が弁体５の下面から離間し、これに
より、閉止用の圧縮コイルばね３６による弁体５
の閉弁方向への付勢力が解除されるのであつて、
ここにおいて、アクチユエータ１５のコイル１９
に制御装置により制御電流が通電されるとコイル
１９が磁界を発生し、この磁界と永久磁石１８，
１８の磁界との相互作用により、コイル１９の巻
回されたコイルボビン２３が弁体５に装着された
復帰用の圧縮コイルばね１０の弾力に抗して下方
へ移動し、この移動量がコイル１９に通電される
制御電流の大きさに比例することから、弁杆１１
の係合軸１６の上端がコイルボビン２３の下端の
係合部２４により制御電流に応じて押し下げら
れ、これにより、弁体５による弁口２の開度が制
御電流に比例して調節され、ボデイ１の流入口か
ら流入し、比例弁４の弁口２を通して流出口から
流出するガスの流量が制御されるようになつてお
り、電磁開閉弁３８のソレノイド４２、及び、比
例弁４のソレノイド７の通電が遮断されると、電
磁開閉弁３８の弁体４０が圧縮コイルばね４１の
弾力により復動して弁口３９が閉じられるととも
に、比例弁４のソレノイド７のプランジヤ３５が
閉止用の圧縮コイルばね３６の弾拡力により復動
して、第１図に実線で示すように、その上端の係
合軸３７の先端が弁体５の下面に当接して弁体５
を押し上げることにより、弁体５が弁口２の弁座
３に押し付けられて弁口２が閉止されるのであ
り、電磁開閉弁３８の弁口３９と比例弁４の弁口
２がともに閉じられることによつて、流出口から
のガスの流出が確実に阻止されるようになつてお
り、また、ソレノイド７のガイドチユーブ３０の
周りと閉塞板８の通孔３１との間、及び、ガイド
チユーブ３０の内周とコア３３との間が夫々Ｏリ
ング３２，３４によつてシールされていることか
ら、ボデイ１内のガスがソレノイド７を通して外
部へ漏れるのが確実に防止されるとともに、ボデ
イ１内のガスがソレノイド７のコイル２９と接触
することによる引火の危険が回避される。 When the control device energizes the solenoid 7 of the proportional valve 4 and the solenoid 42 of the electromagnetic on-off valve 38, the valve port 39 of the electromagnetic on-off valve 38 is opened, and the plunger 35 of the solenoid 7 of the proportional valve 4 closes the core 3.
3 and moves downward against the elasticity of the closing compression coil spring 36, as shown by the chain line in FIG. The valve body 5 is separated from the lower surface of the valve body 5 by the compression coil spring 36 for closing.
The biasing force in the valve closing direction is released, and
Here, the coil 19 of the actuator 15
When a control current is applied by the control device, the coil 19 generates a magnetic field, and this magnetic field and the permanent magnet 18,
18 , the coil bobbin 23 around which the coil 19 is wound moves downward against the elasticity of the return compression coil spring 10 attached to the valve body 5 , and this amount of movement causes the coil 19 to move downward. Since it is proportional to the magnitude of the control current applied to the valve rod 11,
The upper end of the engagement shaft 16 is pushed down by the engagement portion 24 at the lower end of the coil bobbin 23 in accordance with the control current, and as a result, the degree of opening of the valve port 2 by the valve body 5 is adjusted in proportion to the control current, and the body The flow rate of gas flowing in from the inlet 1 and flowing out from the outlet through the valve port 2 of the proportional valve 4 is controlled. When the energization is cut off, the valve body 40 of the electromagnetic on-off valve 38 moves back due to the elasticity of the compression coil spring 41 to close the valve port 39, and the plunger 35 of the solenoid 7 of the proportional valve 4 is compressed for closing. The elastic expansion force of the coil spring 36 causes the coil spring 36 to move back, and as shown by the solid line in FIG.
By pushing up, the valve body 5 is pressed against the valve seat 3 of the valve port 2 and the valve port 2 is closed, and both the valve port 39 of the electromagnetic on-off valve 38 and the valve port 2 of the proportional valve 4 are closed. In particular, the outflow of gas from the outlet is reliably prevented, and also between the area around the guide tube 30 of the solenoid 7 and the through hole 31 of the closing plate 8, and the area around the guide tube 30 and the core 33 are sealed by O-rings 32 and 34, respectively, so that the gas inside the body 1 is reliably prevented from leaking to the outside through the solenoid 7, and the gas inside the body 1 The risk of ignition due to gas inside coming into contact with the coil 29 of the solenoid 7 is avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本考案の一実施例の断面図である。 １……ボデイ、２……弁口、４……比例弁、５
…弁体、７……ソレノイド、１０……復帰用の圧
縮コイルばね、１１……弁杆、１５……アクチユ
エータ、２３……コイルボビン（作動体）、３０
……ガイドチユーブ、３１……通孔、３２，３４
……Ｏリング、３５……プランジヤ、３６……閉
止用の圧縮コイルばね。 FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention. 1...Body, 2...Valve port, 4...Proportional valve, 5
... Valve body, 7 ... Solenoid, 10 ... Compression coil spring for return, 11 ... Valve rod, 15 ... Actuator, 23 ... Coil bobbin (operating body), 30
... Guide tube, 31 ... Through hole, 32, 34
...O-ring, 35...Plunger, 36...Compression coil spring for closing.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ボデイの流入口と流出口の間に設けた弁口の開
度を調節する弁体を復帰用のばねの弾力により閉
弁方向に付勢して該弁体を開弁方向に押圧する弁
杆を前記弁体に連結するとともに、制御電流に比
例して作動体が前記復帰用のばねの弾力に抗して
前記弁杆を押圧するアクチユエータを前記ボデイ
に装着し、該アクチユエータの制御により前記弁
体による前記弁口の開度を調節するようにした比
例弁において、前記弁体を開弁方向へ付勢する閉
止用の圧縮ばねを内蔵するとともに通電によりプ
ランジヤが前記圧縮ばねを弾縮させて前記付勢を
解除するソレノイドを、該プランジヤのガイドチ
ユーブの先端部をボデイに透設した通孔に嵌合し
て該ボデイに取付け、前記ガイドチユーブの周り
と前記通孔との間、及び、前記ガイドチユーブの
内周と該ガイドチユーブに嵌着されたコアとの間
を夫々シール部材によりシールしたことを特徴と
する閉止機能付比例弁。 A valve rod that adjusts the opening degree of a valve port provided between an inlet and an outlet of the body, is biased in the valve-closing direction by the elasticity of a return spring, and presses the valve body in the valve-opening direction. is connected to the valve body, and an actuator is attached to the body so that an actuating body presses the valve rod against the elasticity of the return spring in proportion to the control current, and the actuator presses the valve rod under the control of the actuator. The proportional valve is configured to adjust the opening degree of the valve port by a body, and the valve body has a built-in closing compression spring that biases the valve body in the valve opening direction, and a plunger elastically contracts the compression spring when energized. The solenoid for releasing the bias is attached to the body by fitting the tip of the guide tube of the plunger into a through hole formed in the body, and the solenoid is attached to the body between the circumference of the guide tube and the through hole, and A proportional valve with a closing function, characterized in that a seal member seals between the inner periphery of the guide tube and a core fitted into the guide tube.