JPH05248560A - 弁装置 - Google Patents

弁装置

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JPH05248560A
JPH05248560A JP8613992A JP8613992A JPH05248560A JP H05248560 A JPH05248560 A JP H05248560A JP 8613992 A JP8613992 A JP 8613992A JP 8613992 A JP8613992 A JP 8613992A JP H05248560 A JPH05248560 A JP H05248560A
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JP
Japan
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valve
shaft
valve plug
plug
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP8613992A
Other languages
English (en)
Inventor
Shozo Kanamori
庄三 金森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Engineering Corp
Azbil Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
Azbil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Engineering Corp, Azbil Corp filed Critical Toyo Engineering Corp
Priority to JP8613992A priority Critical patent/JPH05248560A/ja
Publication of JPH05248560A publication Critical patent/JPH05248560A/ja
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一次側と二次側の圧力差によりバルブプラグ
に作用する推力を小さくすることにより、小型化と使用
できる圧力範囲を広くすることを目的とする。 【構成】 バルブプラグ10をプラグガイド31内に摺
動自在に嵌合し、シャフト39が貫通する挿通孔38を
Oリング40でシールする。プラグガイド31の内室8
0を連通路54によって二次側開口と連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、弁軸のアクチュエータ
を弁本体内に組み込んだ、所謂インライン型弁装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、弁軸のアクチュエータ自体もしく
はその一部を弁本体内に組込むことにより弁外部に突出
配置されていた構成部品を削減し、装置の小型化を図る
ようにしたこの種の弁装置としては、特開昭63−47
579号公報、実開昭63−45476号公報等が知ら
れている。この中、前者の弁装置はアクチュエータとし
て電動機を用い、その回転磁界発生用コイルを管本体の
外周に配置し、これに対応して回転子を管本体内に配設
するかもしくは電動機全体を管本体内に組込み、回転子
の回転をねじによりバルブプラグの直線運動に変換し、
弁を開閉制御するようにしたものである。一方、後者の
弁装置は管本体の外部に設けた動力源の回転を一端が管
本体内に挿入されたたわみ軸に伝達し、このたわみ軸の
回転を、一対の傘歯車によって弁軸に伝達し、さらに弁
軸の回転をねじによってバルブプラグの直線運動に変換
するように構成したものである。このような構成からな
る従来の弁装置においてはいずれもねじを利用している
ため、バルブプラグを強力に動作させることができ、弁
の締切性能を高めることができると共にバルブプラグの
流量特性部形状によって流量特性を自由に決定すること
ができるという利点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の弁装置にあってはバルブプラグが被制御流体の一
次側と二次側の圧力差による不平衡力(推力)を受ける
ため、この推力分だけ大きな駆動力を必要とするという
問題があった。すなわち、被制御流体の一次側圧力をP
1 、二次側圧力をP2 、バルブプラグの受圧面積をSと
すると、バルブプラグが受ける推力Pは、(P1 −P
2 )×Sとなる。例えばバルブプラグを一次側に配置し
た場合は開動作時にこの推力Pに打ち勝ってバルブプラ
グを動作させる必要があり、反対に二次側に配置した場
合は閉動作時に推力Pに抗して動作させる必要がある。
したがって、高圧流体への適用に難点があり、低圧から
高圧まで使用するとすれば駆動部が大がかりなものとな
り、インライン型の小型化という長所が損なわれる。
【0004】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、一次側と二次側の圧力差によってバルブプラグが
受ける推力を極力小さくすることにより小形化と、使用
できる圧力範囲を広くすることができるようにした弁装
置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その第1の発明は、両端に
配管接続用フランジを有する弁本体と、この弁本体に同
軸配置されたステータ、ロータ等からなる電動機と、前
記ロータに設けられたシャフトに連接され前記弁本体の
一方の開口を開閉制御するバルブプラグとを備えた弁装
置において、有底円筒状に形成されたガイド部材によっ
て前記バルブプラグを軸線方向に摺動自在に案内保持
し、前記ガイド部材の底板に形成され前記シャフトが挿
通されるシャフト挿通孔をシール部材によってシール
し、且つ前記バルブプラグの内部に、前記ガイド部材の
内室と前記弁本体の一方の開口とを連通させる連通路を
形成したものである。第2の発明は、上記第1の発明に
おいて、前記バルブプラグの特性部に中空突部を延設
し、この中空突部を前記弁本体の一方の開口に挿入して
前記連通路の一端を弁絞り部から遠ざけて二次側圧力回
復域に開口させるようにしたものである。
【0006】
【作用】本発明において、ガイド部材の内室は連通路に
よって弁装置の二次側開口と連通し、底板のシャフト挿
通孔がシール部材によってシールされることにより、一
次側圧力がバルブプラグに作用しないようにする。この
ため、流体の差圧による推力はシャフトの断面積によっ
て決まり、小さなものとなる。バルブプラグの中空突部
は、弁本体の二次側開口に挿入されて連通路の一端を弁
絞り部から遠ざけて二次側圧力変動回復域に位置させる
ことにより、内室の圧力変動を少なくする。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明に係る弁装置の一実施例
を示す断面図、図2は一部構成部品の分解斜視図であ
る。これらの図において、本実施例はバルブプラグを弁
装置の二次側開口に配置した単座型の弁装置に適用した
例を示す。全体を符号1で示す弁装置は、配管途中に接
続される弁本体2を備えている。弁本体2は、略左右対
称形状に分割形成されて同軸に対向配置された入口側弁
本体2Aおよび出口側弁本体2Bとで構成され、入口側
弁本体2Aのフランジ部3が上流側配管4のフランジ部
に複数個のボルトおよびナット(図示せず)によって締
結固定され、出口側弁本体2Bのフランジ部5が下流側
配管6のフランジ部に同じくボルトとナットによって締
結固定されている。また、出口側弁本体2Bの二次側開
口7は一次側開口部8より小さく形成されてシートリン
グ9が下流側開口端より圧入固定されている。
【0008】前記入口側弁本体2Aと出口側弁本体2B
との間にはバルブプラグ10のアクチュエータを構成す
る電動機としてのパルスモータ11がOリング12を介
して配設されており、これら三者を複数個のボルト13
によって一体に結合している。パルスモータ11自体は
従来周知のもので、ステータ14と、ロータ15とで構
成されている。ステータ14は、外筒体16、外筒体1
6の両端開口部にOリング17を介して嵌合固定された
左右一対のリングプレート18A、18B、外筒体16
の内面に周方向に並設された多数のコア19、コア19
に巻回されたコイル20、リングプレート18A、18
Bの内周面に両端部を溶接固定されて配設され前記コア
19およびコイル20を被制御流体21から保護する非
磁性材製の筒体22等で構成されている。ロータ15
は、弁装置1の内部中央に位置する筒状のロータ本体2
3、ロータ本体23の外周面に前記コア19に対応して
並設された複数個の磁性体24とを備え、ロータ本体2
3の上流側端部が小径に形成されてシャフトガイド25
の内側面中央に形成された軸受孔26に軸受27を介し
て回転自在に嵌合軸支されている。前記シャフトガイド
25は、円板状に形成されて円周方向に等配されて形成
された複数個の流体通過孔28を有し、外周部が上流側
のリングプレート18Aの外側面に複数個のねじ29に
よって固定されている。また、シャフトガイド25の外
側面中央には後述するシャフト39の上流側端部を摺動
自在に案内保持する摺動軸部30が一体に突設されてい
る。
【0009】31は前記バルブプラグ10を軸線方向に
摺動自在に案内保持するプラグガイド(ガイド部材)
で、このプラグガイド31は上流側端面が閉鎖し、下流
側端面が開放する有底円筒状に形成されることにより、
前記バルブプラグ10が嵌挿される円筒部31Aと、底
板31Bとを一体に有し、円筒部31Aの外周面中央部
に設けられた鍔部31Cの外周部が下流側のリングプレ
ート18Bの外側面に複数個のねじ33によって固定さ
れている。また、鍔部33Cには複数個の流体通過孔3
4が周方向に適宜間隔をおいて形成されている。そし
て、前記プラグガイド31の閉塞端部は前記ロータ本体
23の下流側端面に凹設された凹陥部35が軸受36を
介して回動自在に嵌合されることにより、ロ−タ本体2
3の下流側の軸受部を構成する一方、開口端は前記シー
トリング9と適宜間隔を保って同軸に対向している。前
記底板31Bは中央にシャフト挿通孔38を有し、この
シャフト挿通孔38には前記バルブプラグ10を進退移
動させるシャフト39がOリング40を介して挿通され
ている。
【0010】前記シャフト39の前記シャフト挿通孔3
8からバルブガイド31の上流側に突出する上流側端部
には雄螺子部41が形成されており、この雄螺子部41
が前記ロータ本体23の中心に形成され前記凹陥部35
と連通するねじ孔46に螺入され、さらにこの雄螺子部
41より先端部39aが前記シャフトガイド25の摺動
軸部30に形成された貫通孔47に摺動自在に挿入さ
れ、且つキー49によって回転を防止されている。した
がって、パルスモータ11の駆動によりロータ15が回
転すると、シャフト39は進退移動する。この場合、ロ
ータ15はコイル20に加えられる電流の位相を変える
ことにより正逆回転し、正方向の回転時にシャフト39
を前進移動させ、逆方向の回転時に後退移動させる。な
お、50はキー溝、51はシャフト39の止め輪であ
る。
【0011】前記バルブプラグ10は円筒状に形成され
て中心に貫通形成された連通路54を有し、前記シート
リング9に対向する下流側端面が特性部57を形成して
その外周部が弁閉鎖時にシートリング9の内側開口端面
に当接することにより着座面57Aを形成している。そ
してバルブプラグ10は前記プラグガイド31にシール
部材58を介して摺動自在に嵌合され、前記シャフト3
9の前記プラグガイド31内に挿入された下流側端部に
連結されている。
【0012】この連結構造としては、割りリング60
と、リングリテーナ61とで構成されている。割りリン
グ60は、図2に示すように2分割形成された半円形か
らなる一対のリング片60A、60Bとで構成され、前
記シャフト39の外周面に形成された嵌合溝63に一部
を突出させて嵌合されている。前記リングリテーナ61
は、両端開放の筒状体からなり外周面に雄螺子68が形
成された本体61Aと、本体61Aの上流側開口端部外
周面に一体に突設された鍔部61Bとを備え、前記シャ
フト39に摺動自在に嵌合されている。そして、リング
リテーナ61は、本体61Aが図1に示すように前記バ
ルブプラグ10の内側面に前記連通路54に連通して形
成された螺子孔に螺合されることによりバルブプラグ1
0に連結され、鍔部61Bがバルブプラグ10の内側面
に密接されている。前記本体61Aの前記シャフト39
が貫通する中心孔70の下流側開口端部と、前記バルブ
プラグ10の連通路54の上流側開口端部には、前記割
りリング60の前記嵌合溝63から突出する外周部が嵌
合する環状溝71(71A、71B)が連続して形成さ
れており、その溝幅は前記割りリング60の幅より大き
く設定されている。したがって、割りリング61と環状
溝71との間には適宜な隙間73が設けられており、こ
の隙間73の範囲でバルブプラグ10とリングリテーナ
61の軸方向移動が許容されている。なお、隙間73
は、閉動作時にバルブプラグ10の着座面57Aがシー
トリング9の着座部、すなわち内側開口端面に当接した
後、なおもシャフト39を所定量前進移動させてバルブ
プラグ10を付勢する後述する圧縮コイルばね76をさ
らに圧縮することにより、弁の締切特性を高めるために
設けられるものである。
【0013】前記シャフト39の下流側端面には小径部
75が一体に突設されており、この小径部75には前記
バルブプラグ10およびリングリテーナ61を下流側に
付勢する前記圧縮コイルばね76が嵌装されており、そ
の一端が前記シャフト39の下流側端面に圧接され、他
端が前記バルブプラグ10の連通路54内に設けられた
段差部78に圧接されている。前記プラグガイド31の
底板31Bと前記リングリテーナ61との間には内室8
0が形成されており、この内室80は、前記シャフト3
9の下流側端部内に形成された通路81および前記連通
路54を介して出口側弁本体2Bの二次側開口部7に連
通されている。したがって、内室80の圧力は二次側圧
力P2 と等しい。前記通路81はシャフト39の中心に
形成されて一端が前記小径部75の先端面に開口し、他
端側がシャフト39の径方向に屈曲してシャフト39の
外周面に開口し前記内室80と連通している。
【0014】このような構成からなる弁装置1におい
て、バルブプラグ10は全閉時においてシートリング9
の着座部に圧縮コイルばね76のばね力によって圧接さ
れている。この状態において、パルスモータ11を駆動
してロータ15を逆回転させると、シャフト39は前述
の隙間73の分だけ回転しながら後退し、しかる後バル
ブプラグ10もこれと一体に後退移動してシートリング
9を開き、下流側弁本体2Bの上流側開口部8と下流側
開口部7を連通させる。したがって、被制御流体21は
シートリング9とバルブプラグ10の隙間を通って下流
側配管6に流れる。この場合、本発明においてはバルブ
プラグ10をバルブガイド31内に摺動自在に嵌挿し、
バルブガイド31の内室80をOリング40とシール部
材58によってシールすることによりバルブプラグ10
を一次側圧力P1 から隔絶し、連通路54および通路8
1によって弁装置1の下流側開口部7に連通させること
により、内室80の圧力を二次側圧力P2 と略等しくし
ているので、被制御流体21の一次側と二次側の圧力差
(P1 −P2 )による推力Pは、シートリング9の内径
とバルブプラグ10のガイド外径を一致させているた
め、バルブプラグ10の断面積には関係せず、シャフト
39のOリング40部分における断面積S1 と差圧(P
1 −P2 )の積となる。したがって、従来装置と比較し
て推力Pが小さくなり弁装置1の駆動力を小さくするこ
とができる。また、推力Pが小さくなれば高圧流体にも
使用することができる。
【0015】図3は本発明の他の実施例を示す要部の断
面図である。この実施例はバルブプラグ10の特性部5
7の中央に中空突部90を一体に突設し、この中空突部
90をシートリング9内に挿入して連通路54の開口端
92を圧力変動の大きい弁絞り部91から遠ざけるよう
にしたものである。このような構成においては連通路5
4の開口部92を二次側圧力変動の回復域93に位置さ
せることができるため、内室80内の圧力P2 を安定化
させることができる利点を有する。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る弁装置
によれば、一次側と二次側の圧力差による不平衡力を小
さくすることができるため、弁装置の駆動力を小さくす
ることができ、装置の小型化と使用できる圧力範囲を広
くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る弁装置の一実施例を示す断面図で
ある。
【図2】一部構成部品の分解斜視図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す要部の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 弁装置 2 弁本体 3、5 フランジ 9 シートリング 10 バルブプラグ 11 パルスモータ 14 ステータ 15 ロータ 31 プラグガイド 31B 底板 38 シャフト挿通孔 39 シャフト 40 Oリング 54 連通路 57 着座面 80 内室 90 中空突部 91 弁絞り部 93 二次側圧力回復域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁本体と、この弁本体に同軸配置された
    ステータ、ロータ等からなる電動機と、前記ロータに設
    けられたシャフトに連接され前記弁本体の一方の開口を
    開閉制御するバルブプラグとを備えた弁装置において、 有底円筒状に形成されたガイド部材によって前記バルブ
    プラグを軸線方向に摺動自在に案内保持し、前記ガイド
    部材の底板に形成され前記シャフトが挿通されるシャフ
    ト挿通孔をシール部材によってシールし、且つ前記バル
    ブプラグの内部に、前記ガイド部材の内室と前記弁本体
    の一方の開口とを連通させる連通路を形成したことを特
    徴とする弁装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の弁装置において、前記バ
    ルブプラグの特性部に中空突部を延設し、この中空突部
    を前記弁本体の一方の開口に挿入して前記連通路の一端
    をを弁絞り部から遠ざけて二次側圧力変動回復域に開口
    させるようにしたことを特徴とする弁装置。
JP8613992A 1992-03-10 1992-03-10 弁装置 Pending JPH05248560A (ja)

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JP8613992A JPH05248560A (ja) 1992-03-10 1992-03-10 弁装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0932961A (ja) * 1995-07-18 1997-02-07 Hitachi Ltd ゲートバルブおよびそれを用いた半導体製造装置
WO2015199008A1 (ja) * 2014-06-24 2015-12-30 株式会社ノーリツ 流量調整弁および給湯装置

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JPS5445538U (ja) * 1977-09-02 1979-03-29
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