JPH0826942B2 - 電磁制御バルブ - Google Patents
電磁制御バルブInfo
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- JPH0826942B2 JPH0826942B2 JP59159886A JP15988684A JPH0826942B2 JP H0826942 B2 JPH0826942 B2 JP H0826942B2 JP 59159886 A JP59159886 A JP 59159886A JP 15988684 A JP15988684 A JP 15988684A JP H0826942 B2 JPH0826942 B2 JP H0826942B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
- G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
- G05D16/063—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
- G05D16/0644—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
- G05D16/0655—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane
- G05D16/0661—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane characterised by the loading mechanisms of the membrane
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体の超精密流量調整装置に関する。
従来、流量調整は弁体部に接続された駆動体とバネに
より流量調整部の間隙を調整し流量の制御を行なってい
た。第１図（ａ）、（ｂ）は、従来のバルブの一実施例
である。この調整方式では駆動体の変位、変形により流
量調整部の間隙の調整を行ない、バルブ閉時にバネ力に
より所定の押圧で弁体部が弁口部に接触することができ
る。また第１図のバルブでは駆動体とバネ力の力のつり
あいにより、弁体の位置を調整しているので、ある程度
精密な位置制御が可能となり、流体の精密流量制御が可
能となる。
より流量調整部の間隙を調整し流量の制御を行なってい
た。第１図（ａ）、（ｂ）は、従来のバルブの一実施例
である。この調整方式では駆動体の変位、変形により流
量調整部の間隙の調整を行ない、バルブ閉時にバネ力に
より所定の押圧で弁体部が弁口部に接触することができ
る。また第１図のバルブでは駆動体とバネ力の力のつり
あいにより、弁体の位置を調整しているので、ある程度
精密な位置制御が可能となり、流体の精密流量制御が可
能となる。
しかし、弁体の位置を変化させようとするときに、バ
ネ力と駆動体の力のつりあい状態を変化させた後、新た
なつりあい状態にしなければならず、正確な位置制御が
できないこと、及びつりあい状態の変化による振動を伴
うため高速動作ができないという欠点を有する。
ネ力と駆動体の力のつりあい状態を変化させた後、新た
なつりあい状態にしなければならず、正確な位置制御が
できないこと、及びつりあい状態の変化による振動を伴
うため高速動作ができないという欠点を有する。
又、従来は、流体封止のため流量調整部の間隙部が面
と面の接触で行なわれているため流量調整範囲が狭いと
いう問題点があった。
と面の接触で行なわれているため流量調整範囲が狭いと
いう問題点があった。
本発明は叙上の欠点を解決し更に高精度、高分解能、
広範囲の流量調整装置を提供することにある。
広範囲の流量調整装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明においては、次のよう
な技術手段を講じている。
な技術手段を講じている。
即ち、間隙部を形成する弁口部及び円錐弁体部により
流体の流量を制御する装置において、流量調整部が流体
抵抗損失を極力減少させるべく封止部の極近傍のみで間
隙が変化する完全スリット制御型（SIT型）間隙部すな
わち完全なスリット（厚さＯ）のように間隙部がミクロ
なレベルで線接触する構造を有し、密閉された弁箱の内
部にコイルバネまたは電磁石と、円錐弁体部と、これを
支持するダイヤフラムと、ダイヤフラムと歪振動子の間
に両者を連結して配設されたコイルバネからなるつりあ
い部、及び弁箱の外部に位置し歪振動子を囲むように配
置された歪振動子駆動用のソレノイドを有し、前記２つ
のバネによる力のつりあいとソレノイドに流れる電流に
よって生じる磁界により前記歪振動子を変形せしめ、弁
口部及び円錐弁体部により形成される間隙を制御するこ
とにより流体の流量を制御する。
流体の流量を制御する装置において、流量調整部が流体
抵抗損失を極力減少させるべく封止部の極近傍のみで間
隙が変化する完全スリット制御型（SIT型）間隙部すな
わち完全なスリット（厚さＯ）のように間隙部がミクロ
なレベルで線接触する構造を有し、密閉された弁箱の内
部にコイルバネまたは電磁石と、円錐弁体部と、これを
支持するダイヤフラムと、ダイヤフラムと歪振動子の間
に両者を連結して配設されたコイルバネからなるつりあ
い部、及び弁箱の外部に位置し歪振動子を囲むように配
置された歪振動子駆動用のソレノイドを有し、前記２つ
のバネによる力のつりあいとソレノイドに流れる電流に
よって生じる磁界により前記歪振動子を変形せしめ、弁
口部及び円錐弁体部により形成される間隙を制御するこ
とにより流体の流量を制御する。
第２図は自動調圧式の電磁バルブの一例である。流体
は流体入口41より入力し間隙部44にて流量を調整し流体
出口42に出力する。間隙部44はコイルバネ43と磁歪物質
に一端が固定されたコイルバネ48とのつりあいにより間
隙が調整される。コイルバネ43とコイルバネ48との間に
はダイヤフラム45があり、このダイヤフラム45に対し流
体の圧力が加わる様に構成されている。従って、流体の
圧力が上がるとともにダイヤフラム45はコイルバネ48を
縮める方向に押すこととなり、その結果円錐弁体49が弁
口44によって形成される間隙は減少し流体の圧力上昇に
よる流量増加を防ぐことができる。又、逆に流体の圧力
が下がるとダイヤフラム45はコイルバネ48を引張る方向
に作用し流体の圧力降下による流量減少を防ぐことがで
きることから常に圧力一定の流体を供給することができ
る。流量調整はソレノイド46に制御されて、流す電流に
より磁歪物質47の歪量を変化して行ない、高精度高分解
能の流量調整を行なうことができる。
は流体入口41より入力し間隙部44にて流量を調整し流体
出口42に出力する。間隙部44はコイルバネ43と磁歪物質
に一端が固定されたコイルバネ48とのつりあいにより間
隙が調整される。コイルバネ43とコイルバネ48との間に
はダイヤフラム45があり、このダイヤフラム45に対し流
体の圧力が加わる様に構成されている。従って、流体の
圧力が上がるとともにダイヤフラム45はコイルバネ48を
縮める方向に押すこととなり、その結果円錐弁体49が弁
口44によって形成される間隙は減少し流体の圧力上昇に
よる流量増加を防ぐことができる。又、逆に流体の圧力
が下がるとダイヤフラム45はコイルバネ48を引張る方向
に作用し流体の圧力降下による流量減少を防ぐことがで
きることから常に圧力一定の流体を供給することができ
る。流量調整はソレノイド46に制御されて、流す電流に
より磁歪物質47の歪量を変化して行ない、高精度高分解
能の流量調整を行なうことができる。
第３図は１つのバネの代わりに電磁石を使用した電磁
バルブの一実施例である。（この電磁石は第３図コイル
バネ43と等価な機能を持つ。）電磁コイル54により間隙
部を兼ねたポールピース55は磁化され、ダイヤフラム58
に接着された磁性体57を吸引する。磁歪物質に取り付け
られたコイルバネ59は磁石と逆の方向に引き合い、又は
押圧し合い、磁力とバネの力のつり合いにより間隙部56
の間隙は制御される。流体入口51より入力された流体は
間隙部56にて流量調整され、流体出口52より出力され
る。流体の圧力が変化するとダイヤフラムに加わる圧力
の変化が起こり、バネ59とポールピース55の磁力により
つり合っている位置が変化し、その結果間隙部56の間隙
が変化し、自動的に流量が制御され一定となる。流量の
決定は、磁歪物質63の伸縮により行われる。又、密閉容
器53やダイヤフラム58を透磁率の高い材質にて構成する
と磁束がポールピース55と磁性体57に集中し、より制御
が高精度、高能率となる。この実施例ではバネ定数と電
磁力により間隙が決定される為、制御範囲が非常に大き
く、又電流を安定させる事や、電流の制御も通常非常に
高精度に行なえることからその利点は大きい。
バルブの一実施例である。（この電磁石は第３図コイル
バネ43と等価な機能を持つ。）電磁コイル54により間隙
部を兼ねたポールピース55は磁化され、ダイヤフラム58
に接着された磁性体57を吸引する。磁歪物質に取り付け
られたコイルバネ59は磁石と逆の方向に引き合い、又は
押圧し合い、磁力とバネの力のつり合いにより間隙部56
の間隙は制御される。流体入口51より入力された流体は
間隙部56にて流量調整され、流体出口52より出力され
る。流体の圧力が変化するとダイヤフラムに加わる圧力
の変化が起こり、バネ59とポールピース55の磁力により
つり合っている位置が変化し、その結果間隙部56の間隙
が変化し、自動的に流量が制御され一定となる。流量の
決定は、磁歪物質63の伸縮により行われる。又、密閉容
器53やダイヤフラム58を透磁率の高い材質にて構成する
と磁束がポールピース55と磁性体57に集中し、より制御
が高精度、高能率となる。この実施例ではバネ定数と電
磁力により間隙が決定される為、制御範囲が非常に大き
く、又電流を安定させる事や、電流の制御も通常非常に
高精度に行なえることからその利点は大きい。
また、ソレノイド62に制御された電流を流すことによ
り磁歪物質63は伸縮を制御されその結果、連結されてい
るコイルバネ59の力と電磁力とのつり合いの位置を変え
る事ができる。従って、流体の圧力が高ければバネ力を
強める方向に、又低ければ弱める方向に電磁コイル62の
電流を制御すれば、電磁力で制御する間隙部56の間隙の
制御範囲は常に最大の範囲を得る事ができ、流体の広範
囲な圧力に使用できる特徴を有する。
り磁歪物質63は伸縮を制御されその結果、連結されてい
るコイルバネ59の力と電磁力とのつり合いの位置を変え
る事ができる。従って、流体の圧力が高ければバネ力を
強める方向に、又低ければ弱める方向に電磁コイル62の
電流を制御すれば、電磁力で制御する間隙部56の間隙の
制御範囲は常に最大の範囲を得る事ができ、流体の広範
囲な圧力に使用できる特徴を有する。
上記の本発明による電磁制御バルブにおいて、流体は
電磁石ソレノイド、46、54、62に出力される制御電流に
より制御される。
電磁石ソレノイド、46、54、62に出力される制御電流に
より制御される。
制御電流は電流制御回路により制御され電気的回路に
おいては数千〜数万分の一の分解能が得ることができ、
その分解能に基づいて間隙を制御することができる。
おいては数千〜数万分の一の分解能が得ることができ、
その分解能に基づいて間隙を制御することができる。
又、回転による間隙部のコスリ運動が無い為、ノズル
部の摩耗が少ない特徴を有し精度の劣化が少なく寿命が
非常に長い特徴を有する。
部の摩耗が少ない特徴を有し精度の劣化が少なく寿命が
非常に長い特徴を有する。
間隙部は磁歪物質である純ニッケル、アルフェロパイ
パーコ、クロマール、フェライト等を用途によって使い
分けることができ、流体の化学的作用により犯されない
物質を選択することができる。
パーコ、クロマール、フェライト等を用途によって使い
分けることができ、流体の化学的作用により犯されない
物質を選択することができる。
又、流体の間隙部通過の際の流量制御が従来の通路抵
抗損失型ではなく完全スリット制御型で制御を行なうこ
とができる。即ち、完全なスリット（厚み０）であり、
バルブがオフしたときに流体封止部が局面と局面の原子
オーダのミクロなレベルでの１つの線接触により形成さ
れ、流体封止部以外は極力流体のコンダクタンスを大き
くするよう、流体封止部の極近傍のみで間隙が変化する
構造が実現できる。この為、流体封止部近傍は剛性の高
い金属、セラミックス、あるいはポリマーなどの物質を
選んで用い、前記局面と局面の接触による変形が生じな
いよう工夫されている。これによって線接触が実現され
る。このような流量制御は電子回路的にはトランジスタ
特性におけるFET型特性とSIT型特性との相違と全く同様
であり、SIT型形状にした場合、バルブ内の流量抵抗損
失を極限まで減少させることが可能となる特徴を有して
いる。第４図にEFT型のバルブとSIT型のバルブの概念図
を示す。従来のバルブは線接触であってもマクロレベル
であり、ミクロに見れば有限の幅を持つ面接触であるの
でFET型に属し、流体封止部が面接触により形成される
ため同図のように間隙部が流体の流路方向に長くなって
いる。該バルブにおいて流量を制御することは同図の２
つの間隙部を上に持ち上げたのと等価であり、上に持ち
上げると流量が減り、または流量が止まり、下に下げる
と流量が増加する。FET型の場合には、間隙部が長いた
め流量抵抗損失が大きく、このため実際のバルブでは流
量の精密制御が難しく、また広範囲の流量制御ができな
い。これに対し、SIT型とはFETのゲート長を極限まで狭
くした構造のトランジスタであり、流体に対してはSIT
型では同図のように間隙部が極端に短く、間隙部以外で
は流量抵抗損失がほとんどないバルブ構造を意味する。
このため実際のバルブでは流量の精密制御ができ、また
広範囲の流量制御ができる。
抗損失型ではなく完全スリット制御型で制御を行なうこ
とができる。即ち、完全なスリット（厚み０）であり、
バルブがオフしたときに流体封止部が局面と局面の原子
オーダのミクロなレベルでの１つの線接触により形成さ
れ、流体封止部以外は極力流体のコンダクタンスを大き
くするよう、流体封止部の極近傍のみで間隙が変化する
構造が実現できる。この為、流体封止部近傍は剛性の高
い金属、セラミックス、あるいはポリマーなどの物質を
選んで用い、前記局面と局面の接触による変形が生じな
いよう工夫されている。これによって線接触が実現され
る。このような流量制御は電子回路的にはトランジスタ
特性におけるFET型特性とSIT型特性との相違と全く同様
であり、SIT型形状にした場合、バルブ内の流量抵抗損
失を極限まで減少させることが可能となる特徴を有して
いる。第４図にEFT型のバルブとSIT型のバルブの概念図
を示す。従来のバルブは線接触であってもマクロレベル
であり、ミクロに見れば有限の幅を持つ面接触であるの
でFET型に属し、流体封止部が面接触により形成される
ため同図のように間隙部が流体の流路方向に長くなって
いる。該バルブにおいて流量を制御することは同図の２
つの間隙部を上に持ち上げたのと等価であり、上に持ち
上げると流量が減り、または流量が止まり、下に下げる
と流量が増加する。FET型の場合には、間隙部が長いた
め流量抵抗損失が大きく、このため実際のバルブでは流
量の精密制御が難しく、また広範囲の流量制御ができな
い。これに対し、SIT型とはFETのゲート長を極限まで狭
くした構造のトランジスタであり、流体に対してはSIT
型では同図のように間隙部が極端に短く、間隙部以外で
は流量抵抗損失がほとんどないバルブ構造を意味する。
このため実際のバルブでは流量の精密制御ができ、また
広範囲の流量制御ができる。
第５図は、本発明による電磁制御バルブの間隙部の一
実施例であり、上記の実施例において弁口部がバネ構造
になっており、円錐弁体部の押圧力により湾曲できるこ
とを特徴とする。第５図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ
同一構造のバルブの間隙部が閉じた状態及び開いた状態
を図示したものである。同図は非常に拡大したものであ
り、円錐弁体34と弁口31は線接触が実現されている。こ
の間隙部の特徴は間隙部が閉じた時、円錐弁体34と弁口
31の密着が良く流体の漏れを完全にとめる事ができる。
これは弁口部31〜33が円錐弁体34の接触による押圧によ
り変形し湾曲できるバネ構造となっているためである。
該弁口部は弁体の着座する部位より遠い部分33が剛性の
強い材質で構成され、又弁体の着座点に比較的近い部分
32が剛性の比較的弱い材質により構成され、又弁体と弁
座が閉じた時接する部分を剛性の比較的強い材質で構成
する。間隙部が閉じた状態の時には、32の部分がたわみ
常に弁口部が弁体部に対してバネ力により押しつけられ
ており、第５図（ａ）のごとく変形する。これによって
振動等の外部の力により漏れが生ずることが無い等の特
徴を有する。又流体が逆流状態になり逆の圧力が加わっ
た場合バネ力を強める方向に力が働き逆流防止弁として
の効果がある。
実施例であり、上記の実施例において弁口部がバネ構造
になっており、円錐弁体部の押圧力により湾曲できるこ
とを特徴とする。第５図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ
同一構造のバルブの間隙部が閉じた状態及び開いた状態
を図示したものである。同図は非常に拡大したものであ
り、円錐弁体34と弁口31は線接触が実現されている。こ
の間隙部の特徴は間隙部が閉じた時、円錐弁体34と弁口
31の密着が良く流体の漏れを完全にとめる事ができる。
これは弁口部31〜33が円錐弁体34の接触による押圧によ
り変形し湾曲できるバネ構造となっているためである。
該弁口部は弁体の着座する部位より遠い部分33が剛性の
強い材質で構成され、又弁体の着座点に比較的近い部分
32が剛性の比較的弱い材質により構成され、又弁体と弁
座が閉じた時接する部分を剛性の比較的強い材質で構成
する。間隙部が閉じた状態の時には、32の部分がたわみ
常に弁口部が弁体部に対してバネ力により押しつけられ
ており、第５図（ａ）のごとく変形する。これによって
振動等の外部の力により漏れが生ずることが無い等の特
徴を有する。又流体が逆流状態になり逆の圧力が加わっ
た場合バネ力を強める方向に力が働き逆流防止弁として
の効果がある。
以上説明した様に本発明は従来得られなかった高精
度、高分解能、広圧力範囲での使用等、種々の優れた特
徴を有し、又構造が簡単であり、工業的に非常に高い価
値を有するものである。
度、高分解能、広圧力範囲での使用等、種々の優れた特
徴を有し、又構造が簡単であり、工業的に非常に高い価
値を有するものである。
第１図は従来のバルブの一実施例、第２図、第３図及び
第５図は本発明の電磁制御バルブの実施例、第４図はFE
T型バルブとSIT型バルブの概念図である。 47、63…磁歪物質、46、54、62…電磁石ソレノイド、4
4、56…間隙部、55…ポールピース、57…磁性体、45、5
8……ダイヤフラム、61…弁箱
第５図は本発明の電磁制御バルブの実施例、第４図はFE
T型バルブとSIT型バルブの概念図である。 47、63…磁歪物質、46、54、62…電磁石ソレノイド、4
4、56…間隙部、55…ポールピース、57…磁性体、45、5
8……ダイヤフラム、61…弁箱
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−24269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−43218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−44423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−93580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−17127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−54787（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−112102（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−18906（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−7966（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】間隙部を形成する弁口部及び円錐弁体部に
より流体の流量を制御する装置において、密閉された弁
箱の内部にコイルバネまたは電磁石と、円錐弁体部と、
これを支持するダイヤフラムと、ダイヤフラムと歪振動
子の間に両者を連結して配設されたコイルバネとからな
るつりあい状態を形成し、弁箱の外部に位置し歪振動子
を囲むよう配置された歪振動子駆動用のソレノイドを有
し、弁口部及び円錐弁体部は、該間隙部が閉じたとき線
接触部を形成する構造を有し、ソレノイドに流れる電流
によって生じる磁界により前記歪振動子を変形せしめ、
弁口部及び円錐弁体部により形成される間隙を制御する
ことにより流体の流量を制御することを特徴とする電磁
制御バルブ。 - 【請求項２】前記弁口部がバネ構造になっており、円錐
弁体部の押圧力により湾曲できることを特徴とする前記
特許請求の範囲第１項記載の電磁制御バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59159886A JPH0826942B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 電磁制御バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59159886A JPH0826942B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 電磁制御バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138284A JPS6138284A (ja) | 1986-02-24 |
| JPH0826942B2 true JPH0826942B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15703328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59159886A Expired - Fee Related JPH0826942B2 (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 電磁制御バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826942B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0765695B2 (ja) * | 1989-06-02 | 1995-07-19 | 日本タイラン株式会社 | 流体制御バルブ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1433034A (en) * | 1972-05-26 | 1976-04-22 | Kernforschung Gmbh Ges Fuer | Glandless electromagnetic valve |
| DE2931874C2 (de) * | 1979-08-06 | 1983-08-04 | Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm | Elektrisch betätigbares Ventil |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP59159886A patent/JPH0826942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6138284A (ja) | 1986-02-24 |
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