JPH0129340Y2

JPH0129340Y2 -

Info

Publication number: JPH0129340Y2
Application number: JP1981130626U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-02
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1989-09-06
Also published as: JPS5836680U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は湯沸器や風呂釜等の家庭用ガス機器な
どに使用されるガス比例制御弁に関する。

家庭用ガス機器の分野においては、安全性や操
作性の点からガスの燃焼量（消費量）を自動制御
するためにガスの流量を連続的に制御しうる装置
が要求され、この要求を満たすべく比例制御弁が
開発されている。

現在実用化されている比例制御弁としては電磁
ソレノイド方式の電磁装置を用いたものが知られ
ている。第１図は電磁ソレノイド方式の比例制御
弁の一例を示す縦断面図である。図中、１は弁本
体、２はガス入口、３はガス出口、７は電磁ソレ
ノイド、８はヨーク、９は電磁コイル、１０は可
動鉄心、１１は板バネをそれぞれ示す。この比例
制御弁においては、ガス入口２から流入し、ガス
出口３から流出するガスの流量を弁体５の開度を
調整することによつて行なわれ、弁体５の開度は
弁本体１にとりつけられた電磁ソレノイド７によ
つて行なわれる。すなわち電磁コイル９に通電す
ることにより、可動鉄心１０がヨーク７内に吸引
されて弁体５が閉じ、一方電磁コイル９への通電
電流を遮断することにより可動鉄心１０は板バネ
１１の反発力により反発されて弁体５が開き、そ
して電磁コイル９へ通電する電流を制御すること
によつてガスの流量を比例制御する。しかるにこ
の比例制御弁の軸方向移動距離は、可動鉄心１０
を支持している板バネ１１によつて制限されるこ
とから、ダイナミツクレンジの広い比例制御弁を
得るのは難しいとされていた。

本考案の目的は、上記の従来技術の欠点を解消
し、ダイナミツクレンジの広い、製品バラツキの
少ないガス比例制御弁を提供することである。

本考案のガス比例制御弁は、弁座を有する弁本
体と該弁座と係合する弁体と、前記弁本体に固定
されたダイヤフラムと前記弁本体に装着され、軟
磁性体よりなる筒状ヨーク内に２個の筒状電磁コ
イルを相隣る部分に同極が発生するように配設
し、該電磁コイル中央部に前記電磁コイルの各々
の異極と鎖交するように着磁してなる永久磁石を
構成要素とする可動子と前記筒状電磁コイルの内
周面との空間に非磁性球状体を設け、前記可動子
の一端に軸をもうけてなる往復駆動装置とをそな
え、前記軸を前記ダイヤフラムを介して前記弁体
に連結するとともに、前記弁体を弾性部材を介し
て前記弁本体に支持したことを特徴としている。

以下本考案の詳細を図面により説明する。

第２図は本考案のガス比例制御弁の一実施例を
示す概略断面図である。図中、１は弁本体、２は
ガス入口、３はガス出口、４は弁座、５は弁体、
１２は往復駆動装置をそれぞれ示し、往復駆動装
置１２は次のように構成されている。一端にケー
ス１９、他端にＯリング２９を有するケース２０
が装着された軟磁性体からなる筒状ヨーク１３内
に２個の電磁コイル１４，１４ａが相隣る部分に
同極が発生するように装着されている。これら電
磁コイルの内側には円筒状の摺動部材２８が固定
されている。ヨーク１３の中央部には可動子１５
が保持具３１に固定された非磁性球状体３０を介
して軸方向移動自在に介装されている。可動子１
５は筒状電磁コイル１４，１４ａの各々と異極が
鎖交するように着磁された永久磁石１６を構成要
素とし、その両端にそれぞれ磁極片１７，１７ａ
を固定し、さらに磁極片１７ａの端部に軸１８を
固定している。次に軸１８の下端には棒状の連結
部材２１の上端が移動自在に挿入され、圧縮コイ
ルバネ２３を介して弁体５に係合している。また
弁本体１にその外縁部が支持固定されたダイヤフ
ラム６は支持板２２ａと２２ｂの間に挾着され、
支持板２２によりこれらを一体化されており、連
結部材２１に装着された止め環２４により弁体５
の中空突出部５ａの上端に係合している。さらに
弁本体１の底部に取りつけられた調整ナツト２６
に嵌着されたバネ座２７内には圧縮コイルバネ２
５の一端が装着され一方圧縮コイルバネ２５の他
端は弁体５の下部に装着されている。

上記構成による比例制御弁の動作は次の通りで
ある。筒状電磁コイル１４，１４ａに第２図に示
すような極性の磁極が発生するように通電する
と、各々の筒状電磁コイル１４，１４ａと鎖交し
ている永久磁石１６の磁束との間にフレミングの
左手の法則に準ずる推力が働き、可動子１５は図
示矢印ｘ方向に移動する。一方電磁コイル１４，
１４ａへの通電方向を逆にすると各コイルに発生
する磁極は第２図に示すものとは逆の極性にな
り、可動子１５は図示矢印ｙ方向に移動する。し
たがつて可動子１５の図示矢印ｘ方向への移動に
より弁体５が開いてガス入口２から流入したガス
はガス出口３から流出し、可動子１５の図示矢印
ｙ方向への移動により弁体５が閉じてガス出口３
からのガスの流出は停止する。この場合、弁体５
は圧縮コイルバネ２５により弁本体１に弾性的に
支持されているため、前記往復駆動装置により生
ずる推力に正確に比例した反発力で弁体５を移動
させることができる。また永久磁石１６の外周面
と摺動部材２８の内周面との間には球状体３０が
介装されているため、可動子１５が軸方向に移動
する際の接触抵抗は大幅に減少して、円滑な移動
が可能となる。

ここで第３図は弁体の駆動装置の入力電圧とス
トロークの関係を示す図であり、図中、実線は第
２図に示す本考案によるものそして破線は第１図
に示す電磁ソレノイドによるものである。

第３図から、本考案のものではその動作特性が
良好な直線性を示すのに対し、第１図に示す、電
磁ソレノイドを用いたものではその動作特性が２
次曲線的になることがわかる。

次に第４図は第２図に示す比例制御弁の入力電
圧とストロークならびに二次側圧力の関係を示す
図である。第４図から、本考案の比例制御弁はそ
の動作特性が良好な直線性を示し、また二次側圧
力は入力電圧にほぼ比例することが明らかであ
る。しかして比例制御弁においては、ガス入口よ
り流入したガスは弁本体と弁座との間で圧力損失
を受けてガス出口より流出するが、ガスの流量は
ガス出口の圧力すなわち二次側圧力の平方根に比
例することが知られている。よつて本考案によれ
ば、入力電圧を調整することにより二次側圧力を
正確に制御でき、もつてガスの流量を正確に制御
できる。

また第５図は第２図に示す比例制御弁のガバナ
特性を示す図であり、直線イ，ロ，ハはそれぞれ
異なつた入力電圧の時の特性であり、入力電圧値
はイ＞ロ＞ハの関係にある。第５図から、本考案
によれば一次側圧力が大きく変化しても二次側圧
力はほぼ一定に保たれることが明らかである。

ところで前記第４図において、ガス圧（２次側
圧力）がｐ以下に減少すると、そのガスを燃焼さ
せるバーナの特性によつてあるガス量以下では炎
の吹き消えや逆火などが起き易くなり燃焼が不安
定になる。よつてガス圧をｐより大きい値に維持
しなければならない。しかしながらアクチユエー
タには特性のバラツキがありガス圧をｐ以上の値
に維持するには何らかの手段が必要となる。そこ
で本発明では、前記第２図に示すコイルバネ２５
を弁本体外部より調整ナツト２６を回転させ上下
することにより、コイルバネ２５の弾性力を調整
し、容易にガス圧をｐ以上の値に維持することが
できる。

第６図は本考案の可動子の他の実施例を示す断
面図である。この場合非磁性球状体３０を可動子
１５の磁極片１７，１７ａにより保持している
が、作用・効果は第２図に示すものと同様である
ことが確認された。

なお上記の各実施例では、可動子は永久磁石と
磁極片とから構成されているが、磁石の種類によ
つては磁極片を省略することもできる。

本考案の比例制御弁を、例えば13号瞬間湯沸器
に適用した場合、圧力が50〜330mAq程度でかつ
燃焼量が5000〜24000Kcal／m³程度の範囲にあ
る、それぞれ圧力や燃焼量が異る15種類ものガス
を共用することができ、ガバナ特性も極わめて良
好でかつ消費電力も3Wであつた。またこの比例
制御弁を、これとほぼ同程度の性能を有する電磁
ソレノイド式のものと比較した場合消費電力は約
40％少なくそして寸法も約1/2程度にすることが
できた。

以上に記述の如く、本考案によれば、弁体の駆
動手段として、少なくとも永久磁石から構成され
る可動子を球状体を介して電磁コイルの内側に支
持した往復駆動装置を使用するので、可動子の摺
動抵抗が少なくなつて、その移動が円滑になると
共に、ダイナミツクレンジの広い比例制御弁を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の比例制御弁の一例を示す断面
図、第２図は本考案の比例制御弁の一実施例を示
す断面図、第３図は弁体の駆動装置の電圧−スト
ローク特性を示す図、第４図は第２図の比例制御
弁の入力電圧とストロークおよび二次側圧力との
関係を示す図、第５図は第３図の比例制御弁のガ
バナ特性を示す図、第６図は本考案の比例制御弁
の他の実施例を示す断面図である。１……弁本体、２……ガス入口、３……ガス出
口、４……弁座、５……弁体、１２……往復駆動
装置、１３……筒状ヨーク、１４，１４ａ……電
磁コイル、１５……可動子、１６……永久磁石、
１７，１７ａ……磁極片、１８……軸、１９，２
０……ケース、２３……コイルバネ、２９……Ｏ
リング、３０……非磁性球状体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１弁座を有する弁本体と、該弁座と係合する弁
体と、前記弁本体にとりつけられたダイヤフラ
ムと、前記弁本体に装着される、軟磁性体より
なる筒状ヨーク内に２個の筒状電磁コイルを相
隣る部分に同極が発生するように配設し、該電
磁コイル中央部に前記筒状電磁コイルの各各の
異極と鎖交するように着磁してなる永久磁石を
構成要素とする可動子と前記筒状電磁コイルの
内周面との空間に非磁性球状体を設けて前記可
動子を軸方向移動自在に介装し、前記可動子の
一端に軸を設けてなる往復駆動装置とをそな
え、前記軸を前記ダイヤフラムを介して前記弁
体に連結するとともに、前記弁体を弾性部材を
介して前記弁本体に支持したことを特徴とする
ガス比例制御弁。２弾性部材の弾性力を弁本体外部より調整可能
な構造としたことを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第１項記載のガス比例制御弁。