JPH0323790B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、貯留室と圧力室との間で作動流体
を電磁ポンプによつて循環させ、これによつて圧
力室内に発生した圧力で負荷を駆動するための駆
動力を得るようにしたアクチエータに関する。

〔従来の技術〕

この種のアクチエータにおいて、圧力室内に発
生する圧力は、圧力室から貯留室に作動流体を戻
すための通路に設けられたオリフイスの開口面積
が一定であれば、電磁ポンプによつて圧力室に圧
送される作動流体の流量に比例し、この流量が一
定であれば、オリフイスの開口面積に比例する。
したがつて圧力室内の圧力に応じて変位する応動
体をその移動範囲の途中の位置に保持しようとす
れば、電磁ポンプの発停に加えて、電磁ポンプの
吐出量またはオリフイスの開口面積を変えること
が必要となる。しかし電磁ポンプの吐出量、また
はオリフイスの開口面積の変更を正確に行うこと
は容易でない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアクチエータは以上のように構成されて
いるので、例えばパイロツトバーナとメインバー
ナの２種類のバーナーを有するガス燃焼機器にお
いては、パイロツト弁とメイン弁をそれぞれ別々
のアクチエータで駆動しなければならない。この
ため、機器の大型化や２つの弁の開閉のシーケン
スシヤルが正確にとれず、ガスの異常着火が生ず
るという課題があつた。

この発明は上記の課題を解消するためになされ
たもので、２つの弁を異なる圧力域で作動させる
ことのできる安全かつ小型なアクチエータを得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるアクチエータは、貯留室内の
作動流体を第１のの圧力室に圧送する電磁ポンプ
と、上記第１の圧力室内の作動流体を上記貯留室
に戻すための第１の通路および第２の通路と、上
記第１の通路内に設けられた第１のオリフイス
と、上記第２の通路内に設けられ、上記第１のオ
リフイスよりも大きい開口面積を有する第２のオ
リフイスおよび電磁弁と、上記第１の圧力室内の
圧力に応じて付勢スプリングに抗して変位し第１
の弁を駆動する第１の応動体と、上記第１の圧力
室に通路を介して連通する第２の圧力室と、受圧
面積が前記第１の受圧面積よりも小さく前記第２
の圧力室内の圧力にじて付勢スプリングに抗して
変位し第２の弁を駆動する第２の応動体とを具備
したものである。

〔作用〕

この発明のおけるアクチエータは、作動流体を
第１の圧力室から貯留室へ第１の通路を通じて戻
すか第２の通路を通じて戻すかによつて、電磁ポ
ンプの吐出量が一定であつても２つの圧力域を生
じさせ、この２つの圧力域で第１の応動体と第２
の応動体を別々に作動させることにより、２つの
弁を安全かつ確実に開閉作動させることができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例によるアクチエータ
を流量制御装置に適用した場合について図面を参
照して説明する。第１図に示す流量制御装置は、
油圧を発生する圧力発生部Ａと、この油圧を変位
に変換する変換部Ｂと、この変換部Ｂによつて駆
動される制御部Ｃとで構成されている。この例で
は、給湯器のような燃焼器に供給される燃料ガス
の流量を制御するように構成された流量制御装置
を示す。

圧力発生部Ａは、コイル１１およびその中心孔
内を貫通する作動部１２からなる電磁ポンプ１３
を有する。この電磁ポンプ１３は、貯留室１４内
に収容されている作動油を通路１５から、作動部
１２内に吸引し、ついで通路１６を経て圧力室１
７内に圧送するように働く。また圧力室１７は、
適当な開口面積を有する第１のオリフイス２１を
備えた第１の通路１８を介して貯留室１４に連通
するとともに、通路１９を介して第２の圧力室２
０にも連通している。したがつて電磁ポンプ１３
の動作時には、作動油は貯留室１４から通路１
５、作動部１２、通路１６、圧力室１７および通
路１８を通つて貯留室１４に戻す経路で循環し、
通路１８に設けたオリフイス２１の作用で、電磁
ポンプ１３の吐出流量に応じた圧力が圧力室１７
内に発生する。そしてこの圧力は、通路１９を経
て圧力室２０にも伝達される。

一方、電磁ポンプ１３の吸込側の通路１５と吐
出側の通路１６とを連結するバイパス通路２２が
形成され、このバイパス通路２２内に、電磁ポン
プ１３が正常に動作している間だけ閉位置に保持
されるバイパス弁２３が設けられている。したが
つて圧力室１７の圧力が上昇したのちに電磁ポン
プ１３の動作が停止すると、バイパス弁２３は直
ちに開位置に移動し、これによつて圧力室１７の
圧力は瞬時に開放される。

さらに第１の通路１８と並列の関係で圧力室１
７を貯留室１４とをつなぐ第２の通路２４が形成
され、この通路２４に、外部からの信号で開閉す
る電磁弁２５と、第１のオリフイス２１よりも大
きい開口面積を有する第２のオリフイス２６とが
設けられている。

圧力発生部Ａに隣接して設けられた変換部Ｂ
は、２つの応動体３１および３２を有する。第１
の応動体３１は、圧力室１７の内部にベロフラム
を介して接しているとともに、軸方向に移動自在
なロツド３３の先端に固定され、スプリング３４
によつて圧力室１７内に向けて付勢されている。
また第２の応動体３２は、圧力室２０にベロフラ
ムを介して接しているとともに、軸方向に移動自
在なロツド３５の先端に支持された状態で、スプ
リング３６によつて圧力室２０内に向けて押圧さ
れている。したがつて圧力室１７および２０内の
圧力が上昇すると、応動体３１および３２はそれ
ぞれスプリング３４および３６に抗して移動し、
圧力が低下すれば元の位置に戻るという動作を行
い、ここに圧力−変位変換が行われる。第２の応
動体３２の受圧面積は第１の応動体３１よりも小
さく、したがつて第２の応動体３２が変位し始め
る圧力は第１の応動体３１のそれよりも高い。

制御部Ｃは、入口通路４１、連絡通路４２およ
び出口通路４３を有し、連絡通路４２内には好ま
しくはレギレータ（図示せず）が設けられる、入
口通路４１および連絡通路４２は、弁座４４の中
心孔を介して相互に連通し、この弁座４４には開
閉弁４５がスプリング４６の作用で圧接されてい
る。そして開閉弁４５を支持する弁ロツド４７
は、前記のロツド３３の先端と当接している。ま
た連絡通路４２および出口通路４３は、弁座４８
の中心孔を介して相互に連通し、この弁座４８に
スプリング４９によつて比例弁５０が圧接されて
いる。そして比例弁５０の中心部に設けられた弁
ロツド５１は、その一端で前記のロツド３６の先
端と当接ている。この比例弁５０は、弁座４８に
密着した全閉位置と、最も離れた全開位置との間
の範囲内で移動することによつて、連絡通路４２
から出口通路４３に流れる被制御流体、たとえば
燃料ガスの流量を比例制御することができる。

つぎに動作について説明する。電磁ポンプ１３
のコイル１１に外部の駆動回路（図示せず）か
ら、交流の半波整流波形、あるいは矩形波のよう
な任意の波形の駆動信号が供給されると、バイパ
ス弁２３が紙面において右方向へ移動してバイパ
ス通路を閉じるとともに、貯留室１４内の作動流
体がフイルタを介して通路１５へ流れ、作動部１
２の中心部へ流入する。作動部１２の内部は中心
部から作動流体が吸引され、内部にあるプランジ
ヤで加圧され、作動部１２の周辺部から吐出さ
れ、これが通路１６を経て圧力室１７に圧送され
る。このとき電磁弁２５は外部からの信号によつ
て開かれている。したがつて圧力室１７内の作動
流体は、開口面積の大きい第２のオリフイス２６
を有する第２の通路２４を主として通つて貯留室
１４に戻り、このため圧力室１７内の圧力は、電
磁ポンプ１３の吐出量が一定であれば、第２のオ
リフイス２６の開口面積で定まる第１の圧力まで
上昇する。この圧力は、通路１９を経て第２の圧
力室２０にも伝達されるが、この圧力では第１の
応動体３１だけが変位し、これによつて開閉弁４
５だけが開かれる。この状態では、入口通路４１
内の燃料ガスは連絡通路４２に流れ、図示しない
パイロツトバーナーに供給される。

パイロツトバーナーの点火が確認されたのち、
電磁弁２５は外部からの信号によつて閉じる。こ
れによつて通路２４は遮断され、したがつて圧力
室１７内の流体は通路１８だけを通つて貯留室１
４に戻る。この通路１８に設けられたオリフイス
２１の開口面積は、第２のオリフイス２６の開口
面積よりも小さいので、電磁ポンプ１３の吐出量
が一定であつても、圧力室１７およびび１８内の
圧力は上昇する。この圧力で第２の応動体３２が
所定の距離だけ変位し、これによつて比例弁５０
が開いて、出口通路４３に連なるメインバーナ
（図示せず）に燃料ガスが流れ、本燃焼が開始さ
れる。またこの状態で電磁ポンプ１３のコイル１
１に供給される駆動信号の電流値を変えることに
よつて吐出量を変化させれば、比例弁５０の位置
を比例制御することができる。

また電磁弁２５が開いた状態では開閉弁４５だ
けを開き、比例弁５０を閉じておく動作を確実に
するために、第２図に示すように、第１の圧力室
１７と第２の圧力室２０とをつなぐ通路１９に、
電磁弁２５と交互動作する電磁弁２７を設けるこ
とができる。

さらに電磁弁２７に代えて、第３図に示すよう
な構造の弁２８を設けてもよい。第３図におい
て、ハウジング６１内には、中央部に弁体６２を
支持するダイアフラム６３が設けられ、この弁体
６２は、ハウジング６１とダイアフラム６３との
間に設けられたスプリング６４の作用で、ハウジ
ング６１に設けられた弁座６５に圧接されてい
る。したがつてこの状態では、圧力室１７に連な
る入口ポート６６とダイアフラム室６７との間は
遮断されている。ここで入口ポート６６側の圧力
は弁体６２の受圧面にスプリング６１を押圧する
方向に作用するので、その圧力が設定値に達する
と、弁体６２はスプリング６１に抗して弁座６５
を離れ、これによつて入口ポート６６内の作動流
体ダイアフラム室６７に入り、ついで出口ポート
６８を経て圧力室２０に流れる。ダイアフラム６
３の受圧面積は、弁座６５に接している状態での
弁体６２の受圧面積よりも著しく大きいので、弁
体６２が弁座６５をわずかに離れると同時に、ダ
イアフラム６３は急激に変位して弁体６２を弁座
６５から離れる方向に移動させ、この状態は、弁
体６２が開き始めた圧力よりも著しく低い圧力に
なるまで保持される。

すなわち電磁ポンプ１３が動作して圧力室１７
内の圧力が上昇していく過程で、この圧力が第１
の設定値に達すると、まず第１の応動体３１が変
位し、開閉弁４５を開位置に移動させる。これに
よつて燃料ガスは入口通路４１から連絡通路４２
に流れ、ついでパイロツトバーナーに流れて点火
される。しかしこの状態では比例弁５０は閉じて
いるので、第２の圧力室２０内の圧力は低い。

つぎに圧力室１７内の圧力がさらに上昇し、弁
２８の開圧に達すると、前述のように弁体６２は
急激に開位置に移動したのちこの位置に保持され
るので、作動流体が通路１６および１９を通つて
圧力室２０に流入し、ついでオリフイス２１と通
路１８を経て貯留室１４に戻ることにより、圧力
室２０内に圧力室１７とほぼ等しい圧力が発生す
る。したがつて応動体３２は、圧力室２０内の圧
力に応じて変位し、比例弁５０を比例動作させ、
連絡通路４２から出口通路４３をへてメインバー
ナに供給される燃料ガスの流量が比例制御され
る。また逆に圧力室１７内の圧力が低下する過程
では、この圧力がほとんどゼロになるまで弁２８
は開いたままである。

〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、圧力室から貯
留室に作動流体を戻すために２つの独立した通路
を形成し、その各々に相互に開口面積の異なるオ
リフイスを設け、さらに開口面積が大きいオリフ
イスを有する側の通路に電磁弁を設けて、この電
磁弁の開閉によつて、電磁ポンプの吐出量が一定
であつても、圧力室内の圧力を２段階に容易に変
更することができるように構成したので、その各
圧力に応動する第１、第２の応動体で２つ弁を安
全かつ確実に作動させることが可能となり、機器
の小型化を実現し、２つの弁の開閉シーケンシヤ
ルが正確となり制御性が向上する等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアクチエー
タを備えた流量制御装置の縦断面図、第２図は他
の実施例によるアクチエータの油圧系統図、第３
図は第２図のアクチエータに適用できる弁の縦断
面図である。 Ａ…圧力発生部、Ｂ…変換部、Ｃ…制御部、１
１…コイル、１３…電磁ポンプ、１４…貯留室、
１７…圧力室、１８，１９…通路、２０…圧力
室、２１オリフイス、２３…バイパス弁、２４…
通路、２５…電磁弁、２６…オリフイス、２７…
電磁弁、２８…弁、３１，３２…応動体、４１…
入口通路、４２…連絡通路、４２…出口通路、４
５…開閉弁、５０…比例弁、６１…ハウジング、
６２…弁体、６３…ダイアフラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯留室内の作動流体を第１の圧力室に圧送す
   る電磁ポンプと、上記第１の圧力室内の作動流体
   を上記貯留室に戻すための第１の通路および第２
   の通路と、上記第１の通路内に設けられた第１の
   オリフイスと、上記第２の通路内に設けられ、上
   記第１のオリフイスよりも大きい開口面積を有す
   る第２のオリフイスおよび電磁弁と、上記第１の
   圧力室内の圧力に応じて付勢スプリングに抗して
   変位し第１の弁を駆動する第１の応動体と、上記
   第１の圧力室に通路を介して連通する第２の圧力
   室と、受圧面積が前記第１の受圧面積より小さく
   前記第２の圧力室内の圧力に応じて付勢スプリン
   グに抗して変位し第２の弁を駆動する第２の応動
   体とを備えたアクチエータ。