JPH0285585A - 自動開閉弁 - Google Patents
自動開閉弁Info
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- JPH0285585A JPH0285585A JP23570188A JP23570188A JPH0285585A JP H0285585 A JPH0285585 A JP H0285585A JP 23570188 A JP23570188 A JP 23570188A JP 23570188 A JP23570188 A JP 23570188A JP H0285585 A JPH0285585 A JP H0285585A
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- diaphragm
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Landscapes
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、止水栓や湯水混合栓等のように流体を制御す
る開閉弁として有効に用いることができる自動開閉弁に
関する。
る開閉弁として有効に用いることができる自動開閉弁に
関する。
(ロ)従来の技術
第7図は、特公昭49−4423号公報に記載されてい
る従来のパイロット式電磁弁からなる自動開閉弁の断面
図である。
る従来のパイロット式電磁弁からなる自動開閉弁の断面
図である。
弁箱50内には、流入路51と流出路52間に、主弁孔
53が形成され、主弁孔53の上端開口周縁に設けた主
弁座54上には、主弁孔53を開閉するリテイナー55
付のダイヤフラム56が当接ないし接離自在に配設され
ている。
53が形成され、主弁孔53の上端開口周縁に設けた主
弁座54上には、主弁孔53を開閉するリテイナー55
付のダイヤフラム56が当接ないし接離自在に配設され
ている。
そして、リティナ−55の中央には、縦長のパイロット
弁孔57が形成され、ダイヤフラム56の背部に設けた
ダイヤフラム背室58と流入路51間には、パイロット
弁孔57より小径のブリード孔59が形成されている。
弁孔57が形成され、ダイヤフラム56の背部に設けた
ダイヤフラム背室58と流入路51間には、パイロット
弁孔57より小径のブリード孔59が形成されている。
パイロット弁孔57上には、ソレノイド60で駆動され
るプランジャ61が配設され、プランジャ61の下端に
取付けられた弁体62で、パイロット弁孔57の開閉が
行われる。
るプランジャ61が配設され、プランジャ61の下端に
取付けられた弁体62で、パイロット弁孔57の開閉が
行われる。
かかる構成において、ソレノイド60が非通電となり、
プランジャ61がコイルバネ63で押し下げられて、弁
体62がパイロット弁孔57の弁座に当接し、同パイロ
ット弁孔57を閉止すると、流入路5I−ブリード孔5
9−ダイヤフラム背室58の経路で、流体がダイヤフラ
ム背室58に流入し、流入した流体圧でダイヤフラム5
6が主弁座54に押し付けられ、主弁孔54が閉じる。
プランジャ61がコイルバネ63で押し下げられて、弁
体62がパイロット弁孔57の弁座に当接し、同パイロ
ット弁孔57を閉止すると、流入路5I−ブリード孔5
9−ダイヤフラム背室58の経路で、流体がダイヤフラ
ム背室58に流入し、流入した流体圧でダイヤフラム5
6が主弁座54に押し付けられ、主弁孔54が閉じる。
また、図の閉止状態において、ソレノイド60が通電さ
れ、プランジャ61がコイルバネ63に抗して鉄心64
に吸引されると、弁体62がパイロット弁孔57の弁座
から離隔して、同パイロット弁孔57が開く。すると、
ダイヤフラム56中の流体が、同パイロット弁孔57を
通過して流出路52側に流出する。
れ、プランジャ61がコイルバネ63に抗して鉄心64
に吸引されると、弁体62がパイロット弁孔57の弁座
から離隔して、同パイロット弁孔57が開く。すると、
ダイヤフラム56中の流体が、同パイロット弁孔57を
通過して流出路52側に流出する。
このとき、ブリード孔59の径よりパイロ、ト弁孔53
の径が大きいので、ダイヤフラム背室58への流入量よ
り流出量が多くなり、ダイヤフラム背室58中の圧力が
低下する。その結果、流入路51から流入した流体の圧
力で、ダイヤフラム56が押し上げられ、ダイヤフラム
56が主弁座54から離隔して、主弁孔53を開く。
の径が大きいので、ダイヤフラム背室58への流入量よ
り流出量が多くなり、ダイヤフラム背室58中の圧力が
低下する。その結果、流入路51から流入した流体の圧
力で、ダイヤフラム56が押し上げられ、ダイヤフラム
56が主弁座54から離隔して、主弁孔53を開く。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかし、かかる従来の自動開閉弁は、未だ、以下の問題
点を有していた。
点を有していた。
即ち、第7図に示すように、主弁孔53の開閉を制御す
るパイロット弁孔57は、ダイヤフラム56と一体をな
すリテイナ−55の中央部に形成されており、かかる主
弁孔53の開閉制御は、プランジャ61の先端に設けた
弁体62を直接リテイナ−1に当接することによって行
っている。
るパイロット弁孔57は、ダイヤフラム56と一体をな
すリテイナ−55の中央部に形成されており、かかる主
弁孔53の開閉制御は、プランジャ61の先端に設けた
弁体62を直接リテイナ−1に当接することによって行
っている。
従って、パイロット弁孔57を開閉するためには、プラ
ンジャ61を、ダイヤフラム56と同一リフト量ないし
ストロークだけ昇降しなければならない。
ンジャ61を、ダイヤフラム56と同一リフト量ないし
ストロークだけ昇降しなければならない。
例えば、ダイヤフラム56のリフト量が1m−必要な場
合、プランジャ61も1IIIlだけリフトしなければ
ならない。
合、プランジャ61も1IIIlだけリフトしなければ
ならない。
そのため、プランジャ61の駆動ストロークが長くなり
、それだけ消費エネルギーも大きなものとなっていた。
、それだけ消費エネルギーも大きなものとなっていた。
本発明は、上記問題点を解決することができる自動開閉
弁を提供することを目的とする。
弁を提供することを目的とする。
(ニ)問題点を解決するための手段
本発明は、弁箱内に設けた流入路と流出路との間にダイ
ヤフラム弁を開閉自在に介設し、同ダイヤフラム弁の背
面にダイヤフラム背室を形成してなる自動開閉弁におい
て、流入路とダイヤフラム背室とをブリード孔を介して
連通し、ダイヤフラム背室中に鍔付かつ両端開口のパイ
ロンドブランジャを収納し、同パイロットプランジ中の
鍔の両側面と、ダイヤフラム背室の側面及びダイヤフラ
ム弁の背面との間に大小バネ定数を異にするスプリング
を介設し、しかもパイロットプランジャ内に設けたパイ
ロット弁孔の一端開口をダイヤフラム背室中に開口する
とともにその他端開口を、ダイヤフラム背室を迂回して
流出路と連通ずるパイロット流路内に開口し、さらに、
同パイロットプランジャの他端開口にアクチュエータに
よって進退するプランジャの先端を接離自在に当接して
ダイヤフラム背室とパイロット流路とを連通・遮断可能
に構成したことを特徴とする自動開閉弁に係るものであ
る。
ヤフラム弁を開閉自在に介設し、同ダイヤフラム弁の背
面にダイヤフラム背室を形成してなる自動開閉弁におい
て、流入路とダイヤフラム背室とをブリード孔を介して
連通し、ダイヤフラム背室中に鍔付かつ両端開口のパイ
ロンドブランジャを収納し、同パイロットプランジ中の
鍔の両側面と、ダイヤフラム背室の側面及びダイヤフラ
ム弁の背面との間に大小バネ定数を異にするスプリング
を介設し、しかもパイロットプランジャ内に設けたパイ
ロット弁孔の一端開口をダイヤフラム背室中に開口する
とともにその他端開口を、ダイヤフラム背室を迂回して
流出路と連通ずるパイロット流路内に開口し、さらに、
同パイロットプランジャの他端開口にアクチュエータに
よって進退するプランジャの先端を接離自在に当接して
ダイヤフラム背室とパイロット流路とを連通・遮断可能
に構成したことを特徴とする自動開閉弁に係るものであ
る。
(ホ)作用及び効果
以上述べてきた構成により、本発明は、以下の作用及び
効果を奏する。
効果を奏する。
即ち、本発明では、ダイヤフラム背室と流出路とを、ダ
イヤフラム背室を迂回したパイロット流路を介して連通
し、ダイヤフラム背室内にパイロットプランジャを昇降
自在に配設し、同パイロットプランジャ内に設けたパイ
ロット弁孔の上下端開口をそれぞれダイヤフラム背室と
パイロット流路に開口し、パイロット弁孔の上端開口を
プランジャに接離自在に当接し、さらに、パイロノトプ
ランジャランジャの上下にバネ定数を著しく異にする上
下圧力調整スプリングを設けている。
イヤフラム背室を迂回したパイロット流路を介して連通
し、ダイヤフラム背室内にパイロットプランジャを昇降
自在に配設し、同パイロットプランジャ内に設けたパイ
ロット弁孔の上下端開口をそれぞれダイヤフラム背室と
パイロット流路に開口し、パイロット弁孔の上端開口を
プランジャに接離自在に当接し、さらに、パイロノトプ
ランジャランジャの上下にバネ定数を著しく異にする上
下圧力調整スプリングを設けている。
従って、両スプリングのハネ定数の差異によって、プラ
ンジャをパイロット弁孔の開閉に必要なわずかなリフ)
Iたけ昇降すれば、同開閉によってダイヤフラムを十分
なストロークでリフトすることができ、主弁孔を十分な
量で開閉することができる。
ンジャをパイロット弁孔の開閉に必要なわずかなリフ)
Iたけ昇降すれば、同開閉によってダイヤフラムを十分
なストロークでリフトすることができ、主弁孔を十分な
量で開閉することができる。
従って、プランジャのストローク量を最小限にすること
ができるので、アクチュエータの消費エネルギーを著し
く低減することができる。
ができるので、アクチュエータの消費エネルギーを著し
く低減することができる。
また、下部圧力調整用スプリングのバネ定数を小さくし
ているので、水圧が低圧の場合であってもダイヤフラム
を確実に開閉することができ、低水圧時における自動開
閉弁の操作性を向上することができる。
ているので、水圧が低圧の場合であってもダイヤフラム
を確実に開閉することができ、低水圧時における自動開
閉弁の操作性を向上することができる。
(へ)実施例
以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。
に説明する。
第1図に示す自動開閉弁Aにおいて、10は弁箱であり
、それぞれ両側に、−次側配管11と二次側配管12と
連通連結する流入路13と流出路14とを設けている。
、それぞれ両側に、−次側配管11と二次側配管12と
連通連結する流入路13と流出路14とを設けている。
また、弁箱10内において、流入路13と流出路14と
の間には、主弁孔15が形成され、主弁孔15の上端開
口周縁には主弁座16が形成されている。
の間には、主弁孔15が形成され、主弁孔15の上端開
口周縁には主弁座16が形成されている。
そして、主弁座16上には、主弁孔15を開閉するリテ
イナ−17とダイヤフラム18とからなるダイヤフラム
弁が当接ないし接離自在に配設されている。
イナ−17とダイヤフラム18とからなるダイヤフラム
弁が当接ないし接離自在に配設されている。
そして、主弁座16の上方にはダイヤフラム背室19が
形成されており、同ダイヤフラム背室19は、ダイヤフ
ラム18の周縁部に設けたブリード孔20を介して流入
路13と連通している。
形成されており、同ダイヤフラム背室19は、ダイヤフ
ラム18の周縁部に設けたブリード孔20を介して流入
路13と連通している。
また、ダイヤフラム背室19の上部には、隔壁21を介
してパイロット室22が形成されている。
してパイロット室22が形成されている。
そして、同隔壁21の中央部には、パイロットプランジ
ャ案内孔23が形成されており、同パイロットプランジ
ャ案内孔23内には、内部に上下両端開口の長尺のパイ
ロット弁孔24を設けたパイロットプランジャ25が上
下に昇降自在に嵌挿されている。
ャ案内孔23が形成されており、同パイロットプランジ
ャ案内孔23内には、内部に上下両端開口の長尺のパイ
ロット弁孔24を設けたパイロットプランジャ25が上
下に昇降自在に嵌挿されている。
また、かかるパイロットプランジャ25に設けたパイロ
ット弁孔24を通してダイヤフラム背室19は、外部パ
イロット室22と連通ずることになる。
ット弁孔24を通してダイヤフラム背室19は、外部パ
イロット室22と連通ずることになる。
なお、外部パイロット室22はバイパス流路29aによ
って流出路14ないし二次側配管12と連通しており、
外部パイロット室22とバイパス流路−29とによって
パイロット流路が形成されることになる。
って流出路14ないし二次側配管12と連通しており、
外部パイロット室22とバイパス流路−29とによって
パイロット流路が形成されることになる。
また、26はパイロットプランジャ案内孔23の内周壁
に設けたパツキンである。
に設けたパツキンである。
さらに、第1図において、S、; S2は、リティナ−
17の上面と隔壁21との間に介設した一対の上下圧力
調整用スプリングであり、常時ダイヤフラム18を主弁
孔15に向けて一定のスラスト力で付勢するため用いる
ものである。
17の上面と隔壁21との間に介設した一対の上下圧力
調整用スプリングであり、常時ダイヤフラム18を主弁
孔15に向けて一定のスラスト力で付勢するため用いる
ものである。
また、第1図に示すように、パイロットプランジャ25
はその下部に鍔部27を具備しており、上部圧力調整ス
S1 は、同鍔部27の上面と隔壁21の裏面との間に
介設されており、一方、下部圧力調整スプリングStは
、同鍔部27の下面とダイヤフラム18のリテイナ−1
7の上面との間に介設されていそして上記構成において
、上部圧力調整スプリングS1と下部圧力調整スプリン
グS2とは、そのハネ定数に+、 kzに著しい差異を
設けており、例えば、k+ : kz=10 : 1と
している。
はその下部に鍔部27を具備しており、上部圧力調整ス
S1 は、同鍔部27の上面と隔壁21の裏面との間に
介設されており、一方、下部圧力調整スプリングStは
、同鍔部27の下面とダイヤフラム18のリテイナ−1
7の上面との間に介設されていそして上記構成において
、上部圧力調整スプリングS1と下部圧力調整スプリン
グS2とは、そのハネ定数に+、 kzに著しい差異を
設けており、例えば、k+ : kz=10 : 1と
している。
従って、ダイヤフラム18に上方付勢の水圧ががかった
場合、スプリングStの縮小量、即ちダイヤフラム18
の上昇量を1.0 amとした場合、スプリングS1は
わずかに0.1uLか上昇しないことになる。
場合、スプリングStの縮小量、即ちダイヤフラム18
の上昇量を1.0 amとした場合、スプリングS1は
わずかに0.1uLか上昇しないことになる。
また、パイロットプランジャ25の上方には、上下方向
に進退自在なプランジャ28が配設されており、同プラ
ンジャ28の先端には、外部パイロ、ト室22内で、プ
ランジャ28の進退によってパイロットプランジ中25
内−に設けたパイロット弁孔24を開閉する弁体29が
取付けられている。
に進退自在なプランジャ28が配設されており、同プラ
ンジャ28の先端には、外部パイロ、ト室22内で、プ
ランジャ28の進退によってパイロットプランジ中25
内−に設けたパイロット弁孔24を開閉する弁体29が
取付けられている。
また、第1図において、Bは上記プランジャ28を進退
駆動させるためのアクチュエータであり、弁箱10の上
部に取付けられている。
駆動させるためのアクチュエータであり、弁箱10の上
部に取付けられている。
ついで、上記構成を有する自動開閉弁Aの作動について
説明する。
説明する。
まず、アクチュエータBの駆動によって、プランジャ2
8が進出し、プランジャ2Bの先端に取付けた弁体29
がパイロット弁孔24の弁座に当接し、同パイロット弁
孔25を閉止すると、流入路13−ブリード孔20→ダ
イヤフラム背室19の経路で、流体がダイヤフラム背室
19に流入し、流入した流体圧と上下部圧力調整用スプ
リングS、 、S、のけ勢力の合計が流出路14又は二
次側配管12の二次側圧より太き(なると、ダイヤフラ
ム18が主弁座【Gに押し付けられ、主弁孔15を閉じ
る。
8が進出し、プランジャ2Bの先端に取付けた弁体29
がパイロット弁孔24の弁座に当接し、同パイロット弁
孔25を閉止すると、流入路13−ブリード孔20→ダ
イヤフラム背室19の経路で、流体がダイヤフラム背室
19に流入し、流入した流体圧と上下部圧力調整用スプ
リングS、 、S、のけ勢力の合計が流出路14又は二
次側配管12の二次側圧より太き(なると、ダイヤフラ
ム18が主弁座【Gに押し付けられ、主弁孔15を閉じ
る。
かかる自動開閉弁Aの閉弁動作において、バイロフトプ
ランジャ25と隔壁21との間に設けた上部圧力調整ス
プリングS、に対して、パイロットプランジャ25とダ
イヤフラム18のリテイナ−17との間に設けた下部圧
力調整スプリングS2は、そのバネ定数を著しく小さく
しているので、ダイヤフラム背室19内にわずかな圧力
変動が生じた場合、パイロンドブランジャ25のリフト
量は小さくても、ダイヤフラム18は大きなリフト量で
移動して主弁孔15を閉じることになる。
ランジャ25と隔壁21との間に設けた上部圧力調整ス
プリングS、に対して、パイロットプランジャ25とダ
イヤフラム18のリテイナ−17との間に設けた下部圧
力調整スプリングS2は、そのバネ定数を著しく小さく
しているので、ダイヤフラム背室19内にわずかな圧力
変動が生じた場合、パイロンドブランジャ25のリフト
量は小さくても、ダイヤフラム18は大きなリフト量で
移動して主弁孔15を閉じることになる。
即ち、プランジャ28を、例えば0.1mmだけ進出す
ることによってパイロット弁孔25を閉塞すれば、同閉
塞によって、ダイヤフラム18を、上記プランジャ28
の進出量の例えば10倍に相当する1、0 Mm下降さ
せて主弁座16に当接させて主弁孔15を閉塞すること
ができる。
ることによってパイロット弁孔25を閉塞すれば、同閉
塞によって、ダイヤフラム18を、上記プランジャ28
の進出量の例えば10倍に相当する1、0 Mm下降さ
せて主弁座16に当接させて主弁孔15を閉塞すること
ができる。
また、図の閉止状態において、アクチュエータBを駆動
してプランジャ28を上方に後退させると、弁体29が
パイロットプランジャ25内に設けたパイロット弁孔2
4の弁座から離隔して、同パイロット弁孔24が開く。
してプランジャ28を上方に後退させると、弁体29が
パイロットプランジャ25内に設けたパイロット弁孔2
4の弁座から離隔して、同パイロット弁孔24が開く。
すると、ダイヤフラム背室19中の’tl 体が、パイ
ロットプランジャ25内のパイロ、ト弁孔24を通して
外部パイロット室22内に流入し、その後、バイパス流
路29と通して二次側配管]2内に流出する。
ロットプランジャ25内のパイロ、ト弁孔24を通して
外部パイロット室22内に流入し、その後、バイパス流
路29と通して二次側配管]2内に流出する。
このとき、ブリード孔20の径よりパイロット弁孔24
の径が大きいので、ダイヤフラム背室19への流入量よ
り流出量が多くなり、ダイヤフラム背室25中の圧力が
低下する。その結果、流入路13から流入した流体の圧
力で、ダイヤフラム18が押し上げられ、ダイヤフラム
18が主弁座16から離隔して、主弁孔15を開く。
の径が大きいので、ダイヤフラム背室19への流入量よ
り流出量が多くなり、ダイヤフラム背室25中の圧力が
低下する。その結果、流入路13から流入した流体の圧
力で、ダイヤフラム18が押し上げられ、ダイヤフラム
18が主弁座16から離隔して、主弁孔15を開く。
これによって、流入路13から流体が流出路14に向け
て、主弁孔【5を通して流出することになる。
て、主弁孔【5を通して流出することになる。
そして、かかる自動開閉弁Aの開弁動作において、上部
圧力調整スプリングS、に対して、下部圧力調整スプリ
ングS2は、そのバネ定数を著しく小さくしているので
、ダイヤフラム背室19内にわずかな圧力変動が生じた
場合、パイロ7)プランジャ25のリフト量は小さくて
も、ダイヤフラム18は大きなリフト量で移動して主弁
孔15を開けることになるので、例えば、プランジャ2
8を0.1蒙腸だけ後退することによってパイロット弁
孔25を開口することができ、そして、同開口によって
、ダイヤフラム18を、上記プランジャ28の進出量の
10倍に相当する1、o+u+上昇させて主弁座16か
ら離隔して主弁孔15を十分な開度で開口することがで
きる。
圧力調整スプリングS、に対して、下部圧力調整スプリ
ングS2は、そのバネ定数を著しく小さくしているので
、ダイヤフラム背室19内にわずかな圧力変動が生じた
場合、パイロ7)プランジャ25のリフト量は小さくて
も、ダイヤフラム18は大きなリフト量で移動して主弁
孔15を開けることになるので、例えば、プランジャ2
8を0.1蒙腸だけ後退することによってパイロット弁
孔25を開口することができ、そして、同開口によって
、ダイヤフラム18を、上記プランジャ28の進出量の
10倍に相当する1、o+u+上昇させて主弁座16か
ら離隔して主弁孔15を十分な開度で開口することがで
きる。
以上説明してきたように、本実施例では、パイロットプ
ランジャ25の上下に設けた上下部圧力調整スプリング
S、 、S2のバネ定数を著しく異ならせたので、プラ
ンジャ28をパイロット弁孔24の開閉に必要なわずか
なリフトllたけ昇降すれば、同開閉によってダイヤフ
ラム18を十分なストロークでリフトすることができ、
主弁孔15を十分な計で開閉することができる。
ランジャ25の上下に設けた上下部圧力調整スプリング
S、 、S2のバネ定数を著しく異ならせたので、プラ
ンジャ28をパイロット弁孔24の開閉に必要なわずか
なリフトllたけ昇降すれば、同開閉によってダイヤフ
ラム18を十分なストロークでリフトすることができ、
主弁孔15を十分な計で開閉することができる。
従って、プランジャ2日のストローク析を最小限にする
ことができるので、アクチュエータBの消賛エネルギー
を著しく低減することができる。
ことができるので、アクチュエータBの消賛エネルギー
を著しく低減することができる。
さらに、本実施例において、アクチュエータBとして以
下に説明する圧電アクチュエータを用い、かつ、圧力調
整用スプリングS、 、S、の付勢力、ブリード孔20
の口径、パイロット弁孔24の口径等を適宜設定するこ
とによって主弁孔15を完全閉塞位置と完全開口位置の
みならず、その中間位置にも保持して流量制御可能に構
成している。
下に説明する圧電アクチュエータを用い、かつ、圧力調
整用スプリングS、 、S、の付勢力、ブリード孔20
の口径、パイロット弁孔24の口径等を適宜設定するこ
とによって主弁孔15を完全閉塞位置と完全開口位置の
みならず、その中間位置にも保持して流量制御可能に構
成している。
また、下部圧力調整用スプリングSl のバネ定数を小
さくしているので、水圧が低圧の場合であってもダイヤ
フラム18を確実に開閉することができ、低水圧時にお
ける自動開閉弁の操作性を向上することができる。
さくしているので、水圧が低圧の場合であってもダイヤ
フラム18を確実に開閉することができ、低水圧時にお
ける自動開閉弁の操作性を向上することができる。
なお、本実施例において、アクチュエータBとしては各
種形態のものを用いることができるが、本実施例では、
アクチュエータBを圧電アクチュエータによって構成し
ており、その全体構成を第1図を参照して簡単に説明す
る。
種形態のものを用いることができるが、本実施例では、
アクチュエータBを圧電アクチュエータによって構成し
ており、その全体構成を第1図を参照して簡単に説明す
る。
図示するように、アクチエエータBは、前後壁a、bを
具備する筒状のアクチュエータケーシングC内に同心円
的に、かつ、軸線に沿って進退自在にプランツヤ28を
取付け、さらに、プランジ中28の外周面上に、同心円
的に、それぞれクランプ部材に、I を具備する一対の
クランプ用圧電素子e。
具備する筒状のアクチュエータケーシングC内に同心円
的に、かつ、軸線に沿って進退自在にプランツヤ28を
取付け、さらに、プランジ中28の外周面上に、同心円
的に、それぞれクランプ部材に、I を具備する一対の
クランプ用圧電素子e。
「と、ストローク用圧電素子gとを配設することによっ
て構成している。
て構成している。
即ち、図示の実施例において、クランプ用圧電素子eは
アクチュエータケーシングCの中央部に取付ボルトhに
よって取付けた保持具Hの左側に配設・支持されており
、一方、クランプ用圧電素子fとストローク用圧電素子
gとは保持具Hの右側に配設・支持されている。
アクチュエータケーシングCの中央部に取付ボルトhに
よって取付けた保持具Hの左側に配設・支持されており
、一方、クランプ用圧電素子fとストローク用圧電素子
gとは保持具Hの右側に配設・支持されている。
そして、上記各圧電素子e+f+gの配設・支持状態に
ついて説明すると、以下の如くなる。
ついて説明すると、以下の如くなる。
まず、クランプ用圧電素子eの配設・支持状態について
説明すると、第1図において、保持具Hの内周に軸線方
向に設けた雌ねじ部には、ケーシングCの前壁a方向に
伸延する筒状のクランプ部材にの基端を着脱自在に連結
している。
説明すると、第1図において、保持具Hの内周に軸線方
向に設けた雌ねじ部には、ケーシングCの前壁a方向に
伸延する筒状のクランプ部材にの基端を着脱自在に連結
している。
また、クランプ部材にの外周面上には、第1図に示すよ
うに、同心円的に筒状のクランプ力調整用くさび−、が
着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設されている。
うに、同心円的に筒状のクランプ力調整用くさび−、が
着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設されている。
また、第1図に示すように、筒状のクランプ力調整用く
さび賀、は、その先端外周面に、後述するように多数の
圧電板を積層して形成した圧電素子eを接着剤を用いて
取付けている。
さび賀、は、その先端外周面に、後述するように多数の
圧電板を積層して形成した圧電素子eを接着剤を用いて
取付けている。
一方、筒状のクランプ力調整用くさび−、の外周面上で
あって圧電素子eの後部をなす位置には、環状のスプリ
ング保持用ブラケットjが突設されている。
あって圧電素子eの後部をなす位置には、環状のスプリ
ング保持用ブラケットjが突設されている。
そして、同スプリング保持用ブラケットjの後面と保持
具Hの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングmが介設されている。
具Hの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングmが介設されている。
次に、ストローク用圧電素子gとクランプ用圧電素子「
の配設・支持状態について説明する。
の配設・支持状態について説明する。
第1図に示すように、保持具Hは、そのケーシング後壁
側側面にストローク用圧電素子gの基端を接着しており
、一方、その先端をケーシングCの後壁すに向けて伸延
しており、同伸延端には、クランプ用圧電素子fを支持
するための環状支持具nを取付けている。
側側面にストローク用圧電素子gの基端を接着しており
、一方、その先端をケーシングCの後壁すに向けて伸延
しており、同伸延端には、クランプ用圧電素子fを支持
するための環状支持具nを取付けている。
そして、第1図において、環状支持具nの内周に軸線方
向に設けた雌ねじ部Oには、ケーシングCの後壁す方向
に伸延する筒状のクランプ部材lの基端が着脱自在に連
結されており、同クランプ部材lの先端に形成したクラ
ンプ部の外周面には、クランプ用圧電素子fが、前記し
たクランプ用圧電素子eと同じ要領で着脱自在に取付け
られている。
向に設けた雌ねじ部Oには、ケーシングCの後壁す方向
に伸延する筒状のクランプ部材lの基端が着脱自在に連
結されており、同クランプ部材lの先端に形成したクラ
ンプ部の外周面には、クランプ用圧電素子fが、前記し
たクランプ用圧電素子eと同じ要領で着脱自在に取付け
られている。
また、クランプ部材1の外周面上には、第1図に示すよ
うに、同心円的に筒状かつスリット付のクランプ力調整
用くさび6が着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設さ
れている。
うに、同心円的に筒状かつスリット付のクランプ力調整
用くさび6が着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設さ
れている。
また、第1図に示すように、筒状のクランプ力調整用く
さび−2は、その先端外周面にクランプ用圧電素子rを
接着剤を用いて取付けている。
さび−2は、その先端外周面にクランプ用圧電素子rを
接着剤を用いて取付けている。
一方、筒状のクランプ力調整用くさびhの外周面上であ
ってクランプ用圧電素子rの前部をなす位置には、環状
のスプリング保持用プラケソ)Pが突設されている。
ってクランプ用圧電素子rの前部をなす位置には、環状
のスプリング保持用プラケソ)Pが突設されている。
そして、同スプリング保持用ブラケットpの後面と支持
具nの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングqが介設されている。
具nの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングqが介設されている。
次に、各圧電素子e、r、 gの作用及び具体的構成
について説明すると、以下のようになる。
について説明すると、以下のようになる。
即ち、圧電素子e、rは、非通電状態では一定のクラン
プ力Fでプランジャ28をクランプしており、正の電圧
を印加することによってクランプ力F+αでクランプす
ることになり、負の電圧を印加することによりクランプ
力F−αの力でクランプすることになる。なお、クラン
プ力は、F−α〉0とする。叩ち、負の電圧が印加され
ている場合であっても、圧電素子errは、一定のクラ
ンプ力でプランジャ28をクランプすることになる。
プ力Fでプランジャ28をクランプしており、正の電圧
を印加することによってクランプ力F+αでクランプす
ることになり、負の電圧を印加することによりクランプ
力F−αの力でクランプすることになる。なお、クラン
プ力は、F−α〉0とする。叩ち、負の電圧が印加され
ている場合であっても、圧電素子errは、一定のクラ
ンプ力でプランジャ28をクランプすることになる。
一方、圧電素子gは正の電圧を印加した場合はプランジ
ャ281を軸線方向に伸びた状態にあり、負の電圧を印
加した場合は、プランジャ28上を縮み、その軸線方向
の全長を短くすることになる。
ャ281を軸線方向に伸びた状態にあり、負の電圧を印
加した場合は、プランジャ28上を縮み、その軸線方向
の全長を短くすることになる。
そして、プランジャ28は、かかる3つの圧電素子e、
f、 εへの押圧印加手順を後述する制御装置C
によって制御することにより、軸線方向に移動すること
ができる。
f、 εへの押圧印加手順を後述する制御装置C
によって制御することにより、軸線方向に移動すること
ができる。
圧電素子c、r、gは、多数の圧電板Xをプランジャd
の軸芯方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒の
両端に電極が設けられており、この両端に電圧を印加す
ることにより、伸びるように構成されている。
の軸芯方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒の
両端に電極が設けられており、この両端に電圧を印加す
ることにより、伸びるように構成されている。
また、第1図において、「はアクチュエータBの水密性
を高めるために設けた摺動抵抗の小さいU字状又はY字
状パツキンである。
を高めるために設けた摺動抵抗の小さいU字状又はY字
状パツキンである。
また、第2図に上記構成を有するアクチュエータBを制
御するための制御装置Cの構成を示している。図示する
ように、制御装Hcは、マイクロプロセンサRと、入出
力インターフェースS、 Tと、上記圧電素子e、r
、gの駆動順序プログラムを記憶したメモリUとから構
成される。
御するための制御装置Cの構成を示している。図示する
ように、制御装Hcは、マイクロプロセンサRと、入出
力インターフェースS、 Tと、上記圧電素子e、r
、gの駆動順序プログラムを記憶したメモリUとから構
成される。
ついで、かかる構成を有するアクチュエータBによるプ
ランジャ28の作動について、第3図〜第5図を参照し
て説明する。
ランジャ28の作動について、第3図〜第5図を参照し
て説明する。
第2図に示すアクチュエータ駆動ボタンVを押すと、制
御装置Cが、メモリUから読み出した駆動順序プログラ
ムに従って、第3図に示すように圧電素子eに負の電圧
を印加してプランジャdへのクランプ力をF−αに低減
するとともに、圧電素子fに正の電圧を印加してクラン
プ力をF+αに増加してプランジャ28をクランプさせ
る。
御装置Cが、メモリUから読み出した駆動順序プログラ
ムに従って、第3図に示すように圧電素子eに負の電圧
を印加してプランジャdへのクランプ力をF−αに低減
するとともに、圧電素子fに正の電圧を印加してクラン
プ力をF+αに増加してプランジャ28をクランプさせ
る。
次に第4図に示すように、圧電素子gへ負の電圧の印加
して縮めると、圧電素子gは矢印の方向に移動し、これ
に伴って圧電素子fがクランプ力F+αでクランプする
プランジャ28も矢印方向に移動する。
して縮めると、圧電素子gは矢印の方向に移動し、これ
に伴って圧電素子fがクランプ力F+αでクランプする
プランジャ28も矢印方向に移動する。
その後、第5図に示すように、圧電素子rに負の電圧を
印加してクランプ力をF−αに低減するとともに、圧電
素子eに正の電圧を印加してクランプ力をF+αに増加
してプランジャ28をクランプさせる。そして、圧電素
子gに正の電圧を印加して伸ばすと圧電素子gは矢印方
向に移動する。
印加してクランプ力をF−αに低減するとともに、圧電
素子eに正の電圧を印加してクランプ力をF+αに増加
してプランジャ28をクランプさせる。そして、圧電素
子gに正の電圧を印加して伸ばすと圧電素子gは矢印方
向に移動する。
ついで、上記動作を繰り返すことにより、プランジャ2
8を、μmオーダ或いはサブμmオーダのストロークで
尺とり生状に移動することができる。
8を、μmオーダ或いはサブμmオーダのストロークで
尺とり生状に移動することができる。
従って、上記アクチュエータBを用いることによって、
上記した外部パイロット方式の弁体構造と協働して、本
実施例に係る自動開閉弁Aは、主弁孔15を全閉位置と
全開位置のみならず、その中間の任意位置において正確
かつ偉実に保持することができ、開弁、閉弁のみならず
、流量調整も精密に行うことができる。
上記した外部パイロット方式の弁体構造と協働して、本
実施例に係る自動開閉弁Aは、主弁孔15を全閉位置と
全開位置のみならず、その中間の任意位置において正確
かつ偉実に保持することができ、開弁、閉弁のみならず
、流量調整も精密に行うことができる。
また、かかる流量調整動作において、ダイヤフラム18
が上昇すると、上下部圧力調整用スプリングS1. S
rのバネ定数比に従って、パイロットプランジャ25が
上昇し、プランジャ2Bに接近する。
が上昇すると、上下部圧力調整用スプリングS1. S
rのバネ定数比に従って、パイロットプランジャ25が
上昇し、プランジャ2Bに接近する。
このとき、プランジャ28が閉する側となるので、ダイ
ヤフラム背室19の圧力が上昇し、ダイヤフラム18を
下降させようとする。そして、ダイヤフラム18が下が
ると、パイロットプランジャ25が下降し、ダイヤフラ
ム背室19の圧力を下げ、ダイヤフラム18を上昇させ
る。 このように、サーボ機構を構成することにより
、■水圧如何にかかわらず、大きな分解能をとることが
でき、精密な流量調整が可能となり、■下部圧力調整用
スプリングS2を小さくしているために、低水圧でもダ
イヤフラム18が十分なリフトを確保でき、さらに、■
パイロットプランジャ25に設けたパイロット弁孔24
の孔径を大きくできるので、プランジャ28の空走距離
を小さくできる。
ヤフラム背室19の圧力が上昇し、ダイヤフラム18を
下降させようとする。そして、ダイヤフラム18が下が
ると、パイロットプランジャ25が下降し、ダイヤフラ
ム背室19の圧力を下げ、ダイヤフラム18を上昇させ
る。 このように、サーボ機構を構成することにより
、■水圧如何にかかわらず、大きな分解能をとることが
でき、精密な流量調整が可能となり、■下部圧力調整用
スプリングS2を小さくしているために、低水圧でもダ
イヤフラム18が十分なリフトを確保でき、さらに、■
パイロットプランジャ25に設けたパイロット弁孔24
の孔径を大きくできるので、プランジャ28の空走距離
を小さくできる。
なお、第6図に上記圧電アクチュエータBを、上記した
単弁構造ではなく、複弁構造を存する湯水混合装置りに
適用した場合を示す。
単弁構造ではなく、複弁構造を存する湯水混合装置りに
適用した場合を示す。
図示するように、本実施例において、単弁構造における
流水路13は、本実施例では、水供給路13aと湯供給
路13bとから構成されており、弁本体lOの両側に設
けたダイヤフラム弁18a、18bをそれぞれ圧電アク
チュエータBによって開閉することによって所望の混合
比で水と湯を混合して、流出路14aに適温の混合湯水
を流すことができるものである。
流水路13は、本実施例では、水供給路13aと湯供給
路13bとから構成されており、弁本体lOの両側に設
けたダイヤフラム弁18a、18bをそれぞれ圧電アク
チュエータBによって開閉することによって所望の混合
比で水と湯を混合して、流出路14aに適温の混合湯水
を流すことができるものである。
第1図は、本発明に係る自動開閉弁の断面側面図、第2
図は制御装置の概念的構成説明図、第3図〜第5図は圧
電アクチュエータの作動状態説明図、第6図は自動開閉
弁が湯水混合装置である場合の断面側面図、第7図は従
来の自動開閉弁の断面側面図である。 A:自動開閉弁 B:アクチュエータ C:制御装置 D;湯水混合装置 Sl:上部圧力調整用スプリング S、:下部圧力調整用スプリング IO:弁箱 13:流入路15:主弁孔
16:主弁座18:ダイヤフラム 19
:ダイヤフラム背室20: ブリード几 21:
隔壁22:外部パイロット室 24:パイロソト弁孔2
5:バイロソトプランジャ
図は制御装置の概念的構成説明図、第3図〜第5図は圧
電アクチュエータの作動状態説明図、第6図は自動開閉
弁が湯水混合装置である場合の断面側面図、第7図は従
来の自動開閉弁の断面側面図である。 A:自動開閉弁 B:アクチュエータ C:制御装置 D;湯水混合装置 Sl:上部圧力調整用スプリング S、:下部圧力調整用スプリング IO:弁箱 13:流入路15:主弁孔
16:主弁座18:ダイヤフラム 19
:ダイヤフラム背室20: ブリード几 21:
隔壁22:外部パイロット室 24:パイロソト弁孔2
5:バイロソトプランジャ
Claims (1)
- 1、弁箱(10)内に設けた流入路(13)と流出路(
14)との間にダイヤフラム弁を開閉自在に介設し、同
ダイヤフラム弁の背面にダイヤフラム背室(19)を形
成してなる自動開閉弁において、流入路(13)とダイ
ヤフラム背室(19)とをブリード孔(20)を介して
連通し、ダイヤフラム背室(19)中に鍔付かつ両端開
口のパイロットプランジャ(25)を収納し、同パイロ
ットプランジャ(25)の鍔の両側面と、ダイヤフラム
背室(19)の側面及びダイヤフラム弁の背面との間に
大小バネ定数を異にする上下部圧力調整用スプリング(
S_1)(S_2)を介設し、しかもパイロットプラン
ジャ(25)内に設けたパイロット弁孔(24)の一端
開口をダイヤフラム背室(19)中に開口するとともに
その他端開口を、ダイヤフラム背室(19)を迂回して
流出路(14)と連通するパイロット流路内に開口し、
さらに、同パイロットプランジャ(25)の他端開口に
アクチュエータ(A)によって進退するプランジャ(2
7)の先端を接離自在に当接してダイヤフラム背室(1
9)とパイロット流路とを連通・遮断可能に構成したこ
とを特徴とする自動開閉弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570188A JPH0285585A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動開閉弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23570188A JPH0285585A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動開閉弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285585A true JPH0285585A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=16989945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23570188A Pending JPH0285585A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動開閉弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0285585A (ja) |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23570188A patent/JPH0285585A/ja active Pending
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