JPH0443654Y2

JPH0443654Y2 -

Info

Publication number: JPH0443654Y2
Application number: JP1987119016U
Authority: JP
Priority date: 1987-08-03
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1992-10-15
Also published as: JPS6424782U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、流体流路に介設してその流路に流れ
る流体の流量を制御する比例弁に、流路を閉止す
る機能を持たせた閉止機能付比例弁の改良に関す
る。

従来の技術及び考案が解決しようとする問題点比例弁は、一般に、ボデイの流入口と流出口と
に夫々連通する流入室と流出室の間に設けられた
弁口の開度を調節する弁体を復帰用のばねの弾拡
力により閉弁方向に付勢するとともに、コイルへ
流す制御電流に比例してプランジヤが復帰用のば
ねの弾拡力に抗して弁体を押圧する比例ソレノイ
ドをボデイに装着し、その作動により弁体による
弁口の開度を調節するようになつており、このよ
うな比例弁において、弁体を閉弁方向に付勢する
復帰用ばねに弾拡力の大きいものを使用すること
により、比例ソレノイドの制御電流が遮断された
ときに、弁体が復帰用のばねの弾拡力で弁口を閉
じて流体の流通を遮断する機能を持たせることが
できるのであつて、燃料ガス等の完全な閉止が要
求される流体の制御に適用する場合に、直列接続
する開閉弁の数を減じ、あるいは廃止することが
可能となるのであるが、復帰用のばねの弾拡力を
大きくすると、開弁時に大きな力を必要とするこ
とから、出力の大きい比例ソレノイドを使用しな
ければならず、大型化し、かつ、消費電力が多く
なる欠点がある。そこで、本願出願人は、従前の
小出力の比例ソレノイドをそのままで使用できる
閉止機能付比例弁として、復帰用のばねより大き
い力で弁体を閉弁方向へ付勢する閉止用の圧縮コ
イルばねと、通電によりプランジヤがその圧縮コ
イルばねを弾縮させて上記の付勢を解除する閉止
解除用ソレノイドを装着し、流体を流通させる場
合には、閉止解除用ソレノイドに通電して閉止用
の圧縮コイルばねによる閉弁方向への付勢を解除
し、弁体を比例ソレノイドにより復帰用のばねの
弾力にのみ抗して作動させて流量を制御し、閉止
解除用ソレノイドへの通電を遮断することによ
り、閉止用の圧縮コイルばねの付勢力で弁体を復
動させて弁口を閉止するものを提案した。

ところで、既述のように、使用流体が燃料ガス
などの危険物である場合には、上記の閉止機能付
比例弁に加えて、その流入口側において別の電磁
開閉弁を流路に直列に介設して、流路の遮断を確
実に行なうようになつているが、比例弁と開閉弁
の両方を密閉すると、その間の流路にガスが封じ
込められた状態となり、周囲温度が下がるとガス
の体積が収縮して流路内が負圧になり、これによ
り、比例弁の比例ソレノイドとボデイとの間に張
つたダイヤフラムが流入室側へ無理に引張られ
て、弁杆への取付部分で亀裂が入つたり、また、
比例弁の弁体が弁座に強く押し付けられて閉弁さ
れ、開弁時に大きな力が必要となつて、比例ソレ
ノイドの出力を増大させる必要がある等、未だ改
良の余地が残されていた。

問題点を解決するための手段本考案の閉止機能付比例弁は、流出室に復帰用
の圧縮コイルばねより大きい力で弁体を閉弁方向
へ付勢する閉止用の圧縮コイルばねを装置し、コ
イルへの通電によりプランジヤが吸引されて閉止
用の圧縮コイルばねを弾縮させる閉止解除用ソレ
ノイドをボデイに装置するとともに、ダイヤフラ
ムの有効受圧面積が弁体の受圧面積より大きくな
る寸法の当て板を重ね合わせた構成とした。

考案の作用及び効果本考案は上記構成になり、流出室に復帰用の圧
縮コイルばねより大きい力で弁体を閉弁方向へ付
勢する閉止用の圧縮コイルばねを装置し、コイル
への通電によりプランジヤが吸引されて閉止用の
圧縮コイルばねを弾縮させる閉止解除用ソレノイ
ドをボデイに装置したから、流体を流通させる場
合には、閉止解除用ソレノイドに通電して閉止用
の圧縮コイルばねによる閉弁方向への付勢を解除
し、弁体を比例ソレノイドにより復帰用のばねの
弾力にのみ抗して作動させて流量を制御するとと
もに、閉止解除用ソレノイドの通電を遮断するこ
とにより、閉止用の圧縮コイルばねの付勢力が弁
体を弁口に押し付けて確実に閉止することがで
き、また、ダイヤフラムの有効受圧面積を弁体の
受圧面積より大きくしたから、流入室が負圧にな
つた場合に、流入室と流出室の間の圧力差によつ
て弁体が弁座に押し付けられる力よりも、ダイヤ
フラムが流入室側へ吸引されて弁体を弁座から離
間させる方向へ押す力の方が大きくなり、したが
つて、流入室内が負圧になると、弁体は閉弁方向
に付勢されるのであつて、比例ソレノイドによる
開弁力が小さくても開弁することができるととも
に、ダイヤフラムの流入室側の面に比較的大きな
寸法の当て板を重ね合わせたから、流入室内が負
圧になつたときに、流入室内に吸い込まれるのは
ダイヤフラムの周縁部だけであつて、全体が吸い
込まれて大きな変形を生ずることにより破損する
のが防止される効果がある。

実施例以下、本考案を燃料ガス用制御弁に適用した一
実施例を第１図に基づいて説明する。

図において、１はボデイであつて、図の左側の
下面に流入口２が、右側の正面に流出口３が形成
されており、このボデイ１内の流出口３の向う側
に、上下方向を向いた比例弁４の弁口５が形成さ
れて、その流入口２側に流入室６が、流出口３側
に流出室７が、夫々、構成され、この弁口５の流
出室７側の口縁に形成された弁座８に接離する伏
椀形の弁体１０が、流出室７の底板１１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１２の弾拡力により閉弁方向に付勢され、弁
体１０の上面に弁杆１４が突設されてボデイ１の
上面に弁口５に対応して形成された流入室６の開
放孔１５から突出し、開放孔１５に張設されたダ
イヤフラム１６の中心に固定されていて、ボデイ
１に取付けた比例ソレノイド１８の、弁杆１４の
上端と係合するプランジヤ１９に巻回したコイル
２０に制御電力を流すと、コイル２０の形成する
磁界とその回りに装着した永久磁石２１，２１の
形成する磁界との相互作用により、プランジヤ１
９が案内軸２２に沿つて下動して、弁杆１４を押
圧して弁体１０を復帰用の圧縮コイルばね１２の
弾力に抗して押し下げることにより弁口５を開口
し、比例ソレノイド１８のコイル２０へ流す電流
に比例して弁口５の開度が調節されて、流入口２
から流出口３へ流れるガスの流量が制御されるよ
うになつている。

この比例弁４の流出室７の底板１１には、閉止
用の圧縮コイルばね２３と、閉止解除用ソレノイ
ド２５が装着されており、このソレノイド２５
は、コイル２６の中心孔内に嵌着した案内筒２７
内にプランジヤ２８が摺動自由に嵌装され、この
プランジヤ２８の上端部に取り付けたばね受板２
９に上記の閉止用の圧縮コイルばね２３の上端が
嵌められてその弾拡力によりプランジヤ２８に上
方への突出力が付勢されて、このプランジヤ２８
の上端が、弁体１０の下面に突き当つて弁体１０
を復帰用の圧縮コイルばね１２より大きい力で弁
座８に押し付けることにより、弁口５を閉じ、一
方、ソレノイド２５のコイル２６に通電してプラ
ンジヤ２８を閉止用の圧縮コイルばね２３の弾拡
力に抗してコア３０に吸引することによつて、プ
ランジヤ２８による弁体１０の押付力を解除する
ようになつている。

また、ボデイ１内の流入口２の直上位置には、
電磁開閉弁３４の弁口３５が形成され、弁体３６
が、流入口２の途中に装着したばね受３７との間
に装着されたコイルばね３８の弾拡力で弁口３５
の下面に形成された弁座３９に押し付けられて弁
口３５が閉じられ、ソレノイド４０のコイル４１
に通電してプランジヤ４２をコア４３側へ吸引す
ることによつて、プランジヤ４２に突設されてコ
ア４３を貫通して弁体３６に連結されたロツド４
４が可動して、弁体３６を押し下げることによつ
て、弁口３５が開くようになつている。

そして、本実施例においては、ダイヤフラム１
６の周設の厚肉部４６がボデイ１と比例ソレノイ
ド１８の取付リング４７との間に挟まれて固定さ
れ、ダイヤフラム１６の中心孔４８に、弁杆１４
の先端の縮径部１４ａが嵌入され、中心孔５０
ａ，５１ａを縮径部１４ａに嵌合した当て板５
０，５１がダイヤフラム１６の上面と下面に重ね
合わされ、縮径部１４ａに形成した溝５３に係止
したリング５４との間に装着された圧縮コイルば
ね５５により、２枚の当て板５０，５１に挟まれ
たダイヤフラム１６の中央部が弁杆１４の段部１
４ｂに押し付けられて一体的に固定されている。
上下の当て板５０，５１は、周縁に屈曲部５０
ｂ，５１ｂを形成した皿形をなし、下側の当て板
５１は上側の当て板５０より大径であつて、ダイ
ヤフラム１６の流入室６側の有効受圧面積が弁体
１０の受圧面積より大きくなつている。ダイヤフ
ラム１６の有効受圧面積は外周縁の固定部の直径
と当て板の直径により定まるのであつて、本実施
例において、流入室６の開放孔１５の直径をD₁、
下側の当て板５１の直径をD₂とすると、その有
効受圧面積Seは、下記の実験式により求められ
る。

一方、弁体１０の受圧面積Sgは弁口５の直径
をD₃とすると、 Sg＝π×（D₃／２）² であるから、 Se＞Sg とするには、例えば、D₁＝4.2cm、D₃＝3.42cmとすると、下
側の当て板５１の直径D₂は2.57cmより大きくすれ
ばよい。しかし、下側の当て板５１と流入室６の
開放孔１５の間隙ｃが小さ過ぎると、第１図に鎖
線で示すように、ダイヤフラム１６が流入室１６
側へ吸引されたときに、その間隙ｃに食い込んで
作動不能となるので、その間隙ｃがダイヤフラム
１６の厚さの２倍より大きくなるように下側の当
て板５１の直径D₂を定める必要がある。

本実施例は上記した構造になり、比例弁４の閉
止解除用のソレノイド２５及び電磁開閉弁３４の
ソレノイド４０に通電すると、電磁開閉弁３４の
弁口３５が開くとともに、比例弁４の閉止力が解
除され、ここで比例ソレノイド１８のコイル２０
に制御電流が通電されると、比例弁４の弁口５が
制御電流に比例した開度に開いて、流入口２から
流出口３に流れるガスの流量が制御され、一方、
電磁開閉弁３４のソレノイド４０及び比例弁４の
閉止解除用のソレノイド２５への通電が遮断され
ると、夫々の弁口３５及び５が閉じて、流出口３
からのガスの流出が確実に阻止され、ここに、両
弁口３５，５の間の流路内のガスは窓封された状
態となり、この状態で周囲温度が下がるとその体
積が収縮することによつてこの流路内が負圧にな
り、ダイヤフラム１６が流入室６側へ吸引される
のであるが、その下面の中央部に当て板５１が重
ね合わされていて、流入室６内に吸引されるの
は、第１図に鎖線で示すように、その周縁部だけ
であるから、全体が流入室６内に吸引されて大き
く変形することにより破損するのが防止されると
ともに、ダイヤフラム１６の流入室６側の有効受
圧面積Seが弁体１０の受圧面積Sgより大きいか
ら、流入室６の負圧化により、弁体１０には弁座
８から離間して開弁する方向の力が作用し、閉止
解除用ソレノイド２５が励磁されてプランジヤ２
８が下動した後は、比例ソレノイド１８の比較的
小さい駆動力により容易に開弁する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を燃料ガスの制御弁に適用した
一実施例の断面図である。１……ボデイ、２……流入口、３……流出口、
５……弁口、６……流入室、７……流出室、８…
…弁座、１０……弁体、１２……復帰用の圧縮コ
イルばね、１４……弁杆、１５……開放孔、１６
……ダイヤフラム、１８……比例ソレノイド、１
９……プランジヤ、２０……コイル、２３……閉
止用の圧縮コイルばね、２５……閉止解除用ソレ
ノイド、２６……コイル、２８……プランジヤ、
５１……当て板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

流入口に連通する流入室と流出口に連通する流
出室をボデイに形成し、該両室の間に形成した弁
口の流出室側に弁座を形成し、該弁座に接離して
前記弁口を開閉する弁体に突設した弁杆を、前記
弁口に対応して前記ボデイに形成した前記流入室
の開放孔から突出し、該開放孔に張設したダイヤ
フラムの中心部を前記弁杆に連結するとともに、
前記弁体を閉弁方向へ付勢する復帰用の圧縮コイ
ルばねを前記流出室に装置し、コイルへ流す制御
電流に略比例する力でプランジヤが突出する比例
ソレノイドを前記ボデイに設置して該プランジヤ
を前記弁杆の先端に対応させた比例弁において、
前記流出室に前記復帰用の圧縮コイルばねより大
きい力で前記弁体を閉弁方向へ付勢する閉止用の
圧縮コイルばねを装置し、コイルへの通電により
プランジヤが吸引されて前記閉止用の圧縮コイル
ばねを弾縮させる閉止解除用ソレノイドを前記ボ
デイに装置するとともに、前記ダイヤフラムの前
記流入室側の面に、該ダイヤフラムの有効受圧面
積が前記弁体の受圧面積より大きくなる寸法の当
て板を重ね合わせたことを特徴とする閉止機能付
比例弁。