JPS58184376A - 流体制御弁機構 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の目的 （発明の技術分野） 本発明は、ガス燃焼装置のガス等の流体を制御するのに
適した流体制御弁機構に関し、弁体の駆動用としてヒス
テリシスモータを用いるものである。

（技術の背景） ガス燃焼装置に使用される電磁弁は、ガス種によっては
着火しにくいガスを制御する場合に、初めは着火燃焼に
必要な最小流量のガス量を供給し、着火後は全開して最
大流量のガス量を供給できる電磁弁、即ち、スローオー
ブン式のものが要求される。

（従来技術と問題点） ところが、従来一般的に使用されていたガス用電磁弁は
、第１図に示さり、るような構成に成っている。弁本体
ａの被制御流体の入口ｉと出口０間に弁座すが形成され
ている。この弁座すと係合可能な弁体Ｃを弁室ｄ内に配
置し、ソレノイドのプランジャーｅ下端に固定して復帰
スプリングｆで弁座すに弾圧している。ソレノイドのコ
イルｇに通電するとプランジャーｅが吸引されるので、
弁体Ｃは復帰スプリングｆに抗して引上げられ、弁座す
から離間して開弁するようになっている。

このような電磁弁においては、０Ｎ１０ＦＦ制御が非常
に短時間で行なわれるためスローオーブン式ることかで
きず、ガスの着火を完全に行うことができなかった。ま
た、０Ｎ１０ＦＦ制御が短時間で行なわれるため燃焼振
動音が大きく、プランジャー吸着時の衝撃音も大きかっ
た。

（発明の具体的目的） 本発明はこのような問題を解決するもので述り、制御弁
の弁体制御をゆっくり行なわせることを目的とする。

（ｂ）発明の構成 この目的を達成するために本発明は、本体内の弁室に、
弁座と保合可能な弁体を内蔵し、この弁体に備えた復帰
バネと弁棒により弁体を弁座に対して往復動させている
。弁棒は、モータの励磁コイルで発生する磁束で動作さ
れるクラッチ機構と減速機構を備えたヒステリシスモー
タによって駆動され、とのモータのロータが所定角回転
すると機械的に回転を停止させるストッパーを設けてい
る。

このため、ヒステリシスモータに通電すると、クラッチ
機構が連結されて、弁体は復帰バネに抗して減速機構に
よってゆっくりと駆動される。弁体が駆動さノＬ１　ヒ
ステリメスモータのローダが所定角回転するとストッパ
ーによって強制的に停止され、弁体は動作状態に保持さ
れる。通電を切ると、クラッチ機構が離脱されて駆動力
の伝達が断たれ、弁体は復帰バネの力で元の状態に復帰
する。

（Ｃ）発明の効果 このように本発明は、制御弁駆動用としてモータのコイ
ルで発生する磁束で動作されるクラッチ機構と減速機構
を備えたヒステリシスモータを用いており、（１）、通
電状態で出力軸をロックしてもトルクを発生しつづける
（２）ロータにヒステリシスリングを用いているので非
通電時にトルクが発生しない、という特性を利用してい
るため、次のような効果を奏する。

（１）減速機構を介して弁体の駆動を徐々に行なうこと
ができるので、ガス燃焼装置においては初めは小開のガ
スを供給して着火を容易かつ完全に行なうことができ、
小流肝のため燃焼振動音も減少できる。また、復帰時に
は、通電が断たれるとクラッチ機構が離脱され、小さな
力で速やかに弁体を復帰させることができる。

（２）ヒステリシスモータは、ロータの回転をストッパ
ーによって機械的に停止させても通電中はトルクが発生
しつづけ、このトルクで弁体は動作状態を維持されるの
で、弁動作時に負荷と弁駆動用モータの出力軸を着脱す
る特別のクラッチ機構や、その操作用駆動源、または切
換え用のマイクロスインチ等が不要であり、構成が簡素
化され、全体が小型化できる。

（６）モータの回転力によって弁の動作を行なわせるた
め、従来のプランジャ一式の電磁弁のように通電時に吸
着音が発生せず、作動音が小さくなる。

（４）モータの回転は、減速機構によって減速されて弁
棒に伝えられるため、復帰バネのバネ力を大きくするこ
とができ、その結果復帰バネを閉弁動作に用いる場合に
はシール力を向上させることができる。

（ｄ）発明の実施例 次に本発明による流体制御弁機構の実施例を図に基づい
て説明する。第２図〜第３図は本発明を　５− ガス用制御弁に実施した場合を示し、第２図は部分断面
正面図、第６図は側面図である。ガス用制御弁機構１は
、弁部Ａと弁部Ａの上部に設けられた制御機構Ｂとから
成っている。

弁部Ａは、本体２内の弁室２１に被制御流体の入口２２
と出１’１２３が連通され、入口２２内にフィルタ２２
ｆが増付けられている。弁室２１内には、出口２６と連
通する弁座２４が形成され、この弁室２１内に配置され
た弁体６が弁座２４に圧接・離間されることによって弁
の開閉が行なわれる。弁体３は、ベローズ６１と共にゴ
ムや軟質合成樹脂等で一体に成形されており、ベローズ
６１の取付はフランジ部５２を本体２上端と軸受は板４
外周の下面に挟着保持することにより、弁室２１内に実
装されている。この弁体５土面と前記軸受は板４の天井
面間には、復帰バネ５が介在されていて、弁体６を弁座
２４側に押圧している。また弁体６には弁棒６の下端が
埋込まれて固定されており、この弁棒６の上端は軸受は
板４の孔４１を上下摺動自在に挿通して外部に突出され
、前記側　６− 御機構Ｂに連結されている。

制御機構Ｂは、基板７に垂直な取付は板８にヒステリシ
スモータ９が取付けられ、その出力軸９１は取付は板８
を貫通し、表面側において略円板状の回転体１０が取付
けられている。この回転体１０と前記弁棒６の上端は、
リンク状の連結部材６１を介して連結され、弁体５をモ
ータで駆動する。

即ち、軸受は板４より突出された弁棒６は、基板７にあ
けられた貫通孔７１のシール部材１１を介して上下摺動
可能に挿通され、連結部材６１の一端にピン結合される
。連結部材６１の他端は、出力軸９１に取付けられた回
転体１００周縁に、回転体１０の中心が連結部材６１の
直角方向に位置するようにピン結合されている。この回
転体１０の周縁部には、保合部１２が外周方向に突設さ
れている。保合部１２の回転半径内の取付は板８表面に
は、回転体１０が所定角回転すると係合部１２が係合さ
れて回転体１０の回転を強制的に停止させるストッパニ
１６が直角に突設されている。

なお、回転体１０は、前記した円板状でなくアーム状と
１−１回転方向の端縁を係合部とすることもできる。

この実施例のヒステリシスモータ９は、第４図Ｋ　示ス
構成に成っている。ヒステリシスモータ９は、基本的構
成として、ロータとなるヒステリシスリング９２が固定
さノ１．た回転軸９６を軸方向へ移動可能に軸支すると
共に、該回転軸９６に、磁性体から成る第２の吸着体９
４ｂを備えている。

励磁コイル９５及び鉄心９６等を備えたステータ側には
、前記第２の吸着体９４ｂに対応する位置に、磁性体か
ら成る第１の吸着体９４ａを配設し、第２の吸着体９４
ｂが第１の吸着体９４ａから離間する方向の弾力を与え
る復帰バネＳを備え、励磁コイル９５が通電されると前
記第１の吸着体９４ａ及び第２の吸着体９４１）の少な
くとも一方が励磁されて互いに吸引されるように配置構
成してあ、、・ｉ、（ る。寸た、励磁コイル：９５０通電により前記の吸着体
同士が吸着されて回転軸９３が軸方向へ移動すると結合
されるクラッチ機構１４を、回転軸９５と減速歯車機構
１５との間に介在させである。従ってモータ９の励磁コ
イル９５が通電されてモータが始動すると、第２の吸着
体９４ｂが磁化され、吸着体同士が吸着して回転軸９３
が軸方向へ移動し、回転軸９３と減速機構１５とがクラ
ッチ機構１４で連結されてモータ９の回転力が負荷側へ
伝わる。ところが、励磁コイル９５が非通電状態になる
と同時に、吸着体は非磁化状態となるので、回転軸９３
は復帰バネＳで元に戻り、減速機構１５との間のクラッ
チ機構１４が離脱する。このように、励磁コイル９５の
通電オフと同時にロータ側即ち回転軸９６が減速機構１
５から切離されるので、小さな力で、瞬時に負荷を元の
状態すなわち出力軸９１を逆転させることができる。

今、第５図のようにヒステリシスモータ９を電源と接続
し、励磁コイル９５が通電されて磁束が発生すると、そ
の磁束が第１の吸着体９４ａをも通過して磁化するため
、その磁気吸引力で第２の吸着体９４ｂが第１の吸着体
９４’ａに吸着される。

即ち、励磁コイル９５が通電されると、磁束が鉄心９６
−継鉄９７−磁極片９８−ヒステリシスリ９− フグ９２−主極９９及び補極９９′−鉄心９６の径路を
通電、ヒステリシスリング９２のヒステリシス作用と相
俟って、ヒステリシスリング９２に回転力が発生する。

この回転力で回転軸９３が回転し、かつ吸着体同士の吸
着で軸方向へ移動されてクラッチ機構１４が連結され、
回転力は減速機構１５を介して出力軸９１に減速されて
伝達される。出力軸９１の回転で回転体１０が矢印ａ１
方向に回転され、連結部材６１を介して弁棒６が引上げ
られ、弁体６は弁座２４からゆっくりと離間される。回
転体１０は、所定角回転すると保合部１２が鎖線に示す
ようにストッパー１３に当接して停止され、弁体３は弁
座２４から一定の高さに引上げられた状態で停止する。

本発明に」、・いて、回転体１０の停止後もヒステリシ
スモータ９を通電状態に維持することにより、弁体６は
復帰バネ５のバネ力に抗して開弁状態に保持される。こ
のような駆動が可能なのは、ヒステリシスモータ９の特
性として、通電中に出力軸９１即ち回転子側をロックし
ても、固定子による１０− 回転磁界か回転子であるヒステリシスリング９２に回転
方向のトルクを与え続けるからであり、このトルクで弁
棒６を引上げ、開弁状態を保持させる。

開弁状態の弁体６を復帰させて閉弁するには、ヒステリ
シスモータ９への通電を切ればよい。すなわち、モータ
への通電が切れると同時に、移動歯車１６とギア１７か
らなるクラッチ機構１４が離脱し、負荷側への駆動力伝
達が遮断される。このため回転体１０が矢印ａ２方向へ
回転可能となり、弁棒６は復帰バネ５により容易に下降
され、弁体３を弁座２４に押圧して閉弁する。

本発明においては、モータへの通電時に発生する磁束を
有効に利用することにより、吸着板を作動させクラッチ
機構を動作させる構成に成っているので、非通電時には
回転軸９６が負荷と離脱されてより小さな力で、かつ連
中かに弁体６を弁座２４に押圧し閉弁させることができ
、特別のクラッチ駆動源も必要としない。

なお、実施例に示すように、復帰バネにより閉弁動作さ
せ、ヒステリシスモータによって開弁動作させることに
」二りス「コーオーブンさせることはもちろん、復帰バ
ネで開弁状態に維持させ、ヒステリシスモータによって
ゆっくり閉弁動作させることによりスローシャットもｒ
Ｉ■能である。

以上のように本発明は弁体駆動用としてヒステリシスモ
ータを用いることにより、弁体制御をゆっくり行なうこ
とが可能な流体制御弁機構が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス用電磁弁の断面図、第２図〜第４図
は本発明による流体制御弁機構の実施例を示し、第２図
は部分断面正面図、第３図は側面図、第４図はヒステリ
シスモータの断面図で、第５図はその電源回路図である
。 図において、Ａは弁部、Ｂは制御機構、２は本体、６は
弁体、５ｉ復帰バネ、６は弁棒、９はヒステリシスモー
タ、１０は回転体、１２は係合部、１３はストッパー、
１４はクラッチ機構、１５は減速機構である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体内の弁室に、弁座と係合可能な弁体を内蔵し、前記
   弁座に対して往復動される弁体は復帰バネと弁棒を備え
   ており、この弁棒を、モータの励磁コイルで発生する磁
   束で動作されるクラッチ機構と減速機構を備えたヒステ
   リシスモータで駆動すると共に、ヒステリシスモータの
   ロータが所定角回転すると機械的に回転を停止させるス
   トッパーを設けたことを特徴とする流体制御弁機構。