JPH0611064A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御弁 【目的】 プラグが弁座に密接すると同時に、プラグと
弁座間に所望の密接力を生じさせる。 【構成】 ソレノイド(113) の作動軸(112) に作用する
吸引力をバルブ・ステム(115) の変位に変換する変換手
段(116) を、ヨーク(111) に上下動自在に保持されかつ
下端にバルブ・ステム(115) の上端が連結されている垂
直軸(120) と、垂直軸(120) の上端に固定されかつソレ
ノイド(113) の作動軸(112) の下端に固定された上向き
係合部材(130) に上側から係合する下向き係合部材(12
1) と、垂直軸(120) を下向きに付勢している圧縮ばね
(122) とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、制御弁、さらに詳し
くは、数種類の流体を所定の割合で混合する際に、各流
体の流量を制御するのに用いられるような制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の制御弁としては、例えば、実開昭
５６−１６１３０６号公報に開示されているように、吸
引力によって長さ方向に移動させられる下向きの作動軸
を有し、入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例する
ように作動するプル・タイプのソレノイドと、上向きの
弁座を有するバルブ・ボディと、バルブ・ボディに上下
動自在に保持されているバルブ・ステムと、バルブ・ス
テムの下端に設けられかつ弁座に上側から密接させられ
るプラグと、バルブステムをを下向きに付勢している圧
縮ばねとよりなり、作動軸とバルブステムが一体化され
ているものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記制御弁では、ソレ
ノイドの吸引力を漸次小さくしていくことにより、圧縮
ばねのばね力でバルブ・ステムが下向きに移動させら
れ、プラグが弁座に密接させられることにより制御弁が
閉鎖される。プラグが弁座に密接させられた直後では、
吸引力とばね力はバランスして、プラグと弁座の密接力
は零に等しく、その後、吸引力がさらに小さくなってい
くことによりばね力による密接力が増加していく。その
ため、プラグが弁座に密接した後、プラグと弁座間の密
接力が所要の大きさになるまで時間が掛かるという問題
点がある。

【０００４】この発明の目的は、上記問題点を解決し、
プラグが弁座に密接すると同時に、プラグと弁座間に所
望の密接力を生じさせ得る制御弁を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による制御弁
は、垂直有底筒状ヨ―クと、ヨ―クの上端に取付られか
つ吸引力によって長さ方向に移動させられる下向きの作
動軸を有し、入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例
しかつ非通電時には作動軸を下方に突出させてヨ―ク内
に入り込ませているが、通電時には吸引力が作動軸を上
向きに移動させるように作動するプル・タイプのソレノ
イドと、ヨ―クの底壁に連結されかつ上向きの弁座を有
するバルブ・ボディと、バルブ・ボディに上下動自在に
保持されかつ上部がバルブ・ボディより上方に突き出し
てヨ―ク内に入り込んでいるバルブ・ステムと、バルブ
・ステムの下端に設けられかつ弁座に上側から密接させ
られるプラグと、ヨ―ク内に収められかつ作動軸に作用
する吸引力をバルブ・ステムの変位に変換する変換手段
とよりなる制御弁において、変換手段が、ヨークに上下
動自在に保持されかつ下端にバルブ・ステムの上端が連
結されている垂直軸と、垂直軸の上端に固定されかつソ
レノイドの作動軸の下端に固定された上向き係合部材に
上側から係合する下向き係合部材と、垂直軸を下向きに
付勢している圧縮ばねとを備えていることを特徴とする
ものである。

【０００６】

【作用】この発明による制御弁では、変換手段が、ヨー
クに上下動自在に保持されかつ下端にバルブ・ステムの
上端が連結されている垂直軸と、垂直軸の上端に固定さ
れかつソレノイドの作動軸の下端に固定された上向き係
合部材に上側から係合する下向き係合部材と、垂直軸を
下向きに付勢している圧縮ばねとを備えているから、ソ
レノイドの吸引力を漸次小さくしていくことにより、作
動軸と垂直軸が係合した状態で圧縮ばねのばね力よって
両者がバルブ・ステムとともに下向きに移動させられ、
プラグが弁座に密接させられることにより制御弁が閉鎖
され、プラグが弁座に密接させられると、バルブ・ステ
ムは移動しないで作動軸のみが移動するため、両者の係
合が解除され、作動軸の吸引力の影響を受けることな
く、ばねの力のみでバルブ・ステムが下向きに付勢され
る。

【０００７】

【実施例】この発明の実施例が、図面を参照して単に例
として述べられる。

【０００８】制御弁は、図１および図２に示すように、
垂直有底筒状ヨ―ク(111) と、ヨ―ク(111) の上端に取
付けられかつ入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例
するものであって、その吸引力によって長さ方向に移動
させられる下向きの作動軸(112) をもつソレノイド(11
3) と、ヨ―ク(111) の底壁に連結されているバルブ・
ボディ(114) と、バルブ・ボディ(114) に上下動自在に
保持されかつ上部がバルブ・ボディ(114) より上方に突
き出してヨ―ク(111) 内に入り込んでいるバルブ・ステ
ム(115) と、ヨ―ク(111) 内に収められかつ作動軸(11
2) に作用する吸引力をバルブ・ステム(115) の変位に
変換する変換手段(116) とを含んでいる。

【０００９】ソレノイド(113) は、プル・タイプのもの
であって、非通電時には作動軸(112) を取付面(117) よ
り下方に突出させてヨ―ク(111) 内に入り込ませている
が、通電時には吸引力が作動軸(112) を上向きに移動さ
せるように働くものである。バルブ・ステム(115) の下
端には、ニードル付逆円錐状プラグ(118) が設けられ、
これはシ―トリング(119）の内周面上縁部に密接させら
れている。

【００１０】変換手段(116) は、ヨ―ク(111) に上下動
自在に保持されかつ下端にバルブ・ステム(115) の上端
が固定されている垂直軸(120) と、垂直軸(120) の上端
に固定されかつソレノイド(113) の作動軸(112) の下端
に作動軸(112) の上向きの移動とともに移動するように
連結されている係合部材(121) と、垂直軸(120) を下向
きに付勢している圧縮ばね(122) とを備えている。

【００１１】ヨ―ク(111) の隔壁(123) には垂直軸(12
0) をはめ入れた貫通孔(124) があけられている。隔壁
(123) より下方の垂直軸(120) の外面下端寄りにおねじ
(125)が設けられている。係合部材(121) は、ソレノイ
ド(113) の作動軸(112) の下端が貫通している頂壁(12
6) を有する筒状おねじ部材(127) と、底壁(128) を有
しかつおねじ部材(127) にねじ合わされた筒状めねじ部
材(129) とからなる。ソレノイド(113) の作動軸(112)
の下端には、頂壁（128)に下から係合している係合部材
(130) がナット(131) により固定されている。底壁（12
8)には下方突出状におねじ部(132) が設けられ、これが
垂直軸(120) の上端にあけられたねじ孔(133) にねじ込
まれている。さらに、おねじ部(132) には垂直軸(120)
の上端に締付けられたロック・ナット(134) がはめられ
ている。

【００１２】ここで、図３図〜図６を参照して、ソレノ
イド(3) の特性について詳しく説明する。

【００１３】図６は、その特性を測定するためのシステ
ムを示すものであって、ソレノイド(3) の本体にはコン
トロ―ラ(51)が接続され、ソレノイド(3) の作動軸(2)
にはばね(52)および変位計(53)がそれぞれ接続されてい
る。コントロ―ラ(51)に図示しないポテンションメ―タ
などによって電圧信号を入力すると、コントロ―ラ(51)
は、その入力電圧に応じた電流を出力する。この電流が
ソレノイド(3) に入力されてソレノイド(3) に磁気吸引
力が発生するが、その吸引力の大きさは、上述したよう
に、入力電流に比例する。その関係が図３および図４に
示されている。図３は、吸引力特性を示すものであっ
て、横軸のストロ―ク（mm) と、縦軸の水平吸引力(kg
f) の関係を、ソレノイド(3) に流れる電流（Ａ）の大
きさの関係において示すグラフである。図４は、変位特
性を示すものであって、横軸の入力信号（Ｖ）と、縦軸
の変位（mm) の関係を示すグラフである。さらに、図５
図には、ステップ応答を示す時間（Ｓ）と変位（mm) の
関係が示されている。

【００１４】ソレノイド(113) への非通電時には、図１
に示す状態のように、プラグ(118)はシ―トリング(119)
に密接してインレット(113) とアウトレット(136) の
間を遮断している。この状態より、ソレノイド(113) に
通電すると、ソレノイド(113) にその作動軸(112) を上
向きに移動させる磁気吸引力が発生する。この吸引力を
漸次大きくしていくと、圧縮ばね(122) に抗して作動軸
(112) が上向きに移動して両係合部材(121) (130) を介
して垂直軸(120) が引き上げられていく。その結果、垂
直軸(120) に連結されたバルブ・ステム(115) がプラグ
(118) とともに上昇してプラグ(118) がシ―トリング(1
19) より離れ、インレット(135) とアウトレット(136)
が連通される。

【００１５】この状態から、ソレノイド(113) の吸引力
を漸次小さくしていくと、圧縮ばね(122) によって作動
軸(112) と垂直軸(120) が係合した状態で両者がバルブ
・ステム(115) とともに下向きに移動させられていく。
やがて、プラグ(118) がシートリング(119) に密接され
られると、インレット(135) とアウトレット(136) 間の
流通が遮断される。プラグ(118) がシートリング(119)
に密接されられた後は、垂直軸(120) およびバルブ・ス
テム(115) は下降することなく、作動軸(112)のみが下
降すると、両係合部材(121) (130) の係合が解除され
る。そうすると、垂直軸(120) は、作動軸(112) との関
係が断たれて、作動軸(112) の吸引力の影響を受けなく
なり、バルブ・ステム(115) は圧縮ばね(122) のばね力
のみでシートリング(119) に密接されられる。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、ソレノイドの吸引力
を漸次小さくしていくことにより、作動軸と垂直軸が係
合した状態で圧縮ばねのばね力よって両者がバルブ・ス
テムとともに下向きに移動させられ、プラグが弁座に密
接させられることにより制御弁が閉鎖され、プラグが弁
座に密接させられると、バルブ・ステムは移動しないで
作動軸のみが移動するため、両者の係合が解除され、作
動軸の吸引力の影響を受けることなく、ばねの力のみで
バルブ・ステムが下向きに付勢されるから、プラグが弁
座に密接すると同時に、プラグと弁座間に所望の密接力
を生じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による制御弁の垂直縦断面図である。

【図２】同制御弁の側面図である。

【図３】同制御弁に用いられるソレノイドのストローク
と吸引力の特性を示すグラフである。

【図４】同ソレノイドの入力電圧と変位の特性を示すグ
ラフである。

【図５】同ソレノイドの時間と変位の特性を示すグラフ
である。

【図６】同ソレノイドの特性を測定するためのシステム
を示す説明図である。

【符号の説明】

111 ヨーク 112 作動軸 113 ソレノイド 114 バルブボディ 115 バルブステム 116 変換手段 118 プラグ 119 弁座 120 垂直軸 121 係合部材 122 ばね 130 係合部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直有底筒状ヨ―ク(111) と、 ヨ―ク(111) の上端に取付けられかつ吸引力によって長
   さ方向に移動させられる下向きの作動軸(112) を有し、
   入力電流の大きさに吸引力の大きさが比例しかつ非通電
   時には作動軸(112) を下方に突出させてヨ―ク(111) 内
   に入り込ませているが、通電時には吸引力が作動軸(11
   2) を上向きに移動させるように作動するプル・タイプ
   のソレノイド(113) と、 ヨ―ク(111) の底壁に連結されかつ上向きの弁座(119)
   を有するバルブ・ボディ(114) と、 バルブ・ボディ(114) に上下動自在に保持されかつ上部
   がバルブ・ボディ(114) より上方に突き出してヨ―ク(1
   11) 内に入り込んでいるバルブ・ステム(115)と、 バルブ・ステム(115) の下端に設けられかつ弁座(119)
   に上側から密接させられるプラグ(118) と、 ヨ―ク(111) 内に収められかつ作動軸(112) に作用する
   吸引力をバルブ・ステム(115) の変位に変換する変換手
   段(116) と、 よりなる制御弁において、 変換手段(116) が、 ヨーク(111) に上下動自在に保持されかつ下端にバルブ
   ・ステム(115) の上端が連結されている垂直軸(120)
   と、垂直軸(120) の上端に固定されかつソレノイド(11
   3) の作動軸(112) の下端に固定された上向き係合部材
   (130) に上側から係合する下向き係合部材(121) と、垂
   直軸(120) を下向きに付勢している圧縮ばね(122) とを
   備えている、 ことを特徴とする制御弁。