JPS5936155B2 - 圧力制御器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気信号により設定圧力を任意に可変できる圧
力制御器に関する。

第１図は従来の圧力制御器で入口１側の流体圧力Ｐ１が
変動しても、出口２側の圧力Ｐ２はＰｌよりも低いある
一定圧力を保持するように、調圧スプリング３の力Ｆ８
とダイヤフラム４の受圧面積Ａｄと弁体５などによって
、Ｐ２−一の関係でＡｄ 作用している。

なおＦはスプリングの力Ｆ８に弁体５などの自重を加え
た力、いいかえるとダイヤフラム４や弁体５を下向きに
押す力である。

この従来の圧力制御器で設定圧力つまり二次圧Ｐ２を変
えるには、調圧スプリング３０力Ｆ８を変えなくてはな
らず、そのためには調節ねじ６を回転させて行なう手動
操作によるしかない。

すなわちこの従来の構成ではすべて機械駆動系からなっ
ているため電気信号により流体の二次圧Ｐ２を任意に可
変設定することができないという問題を有しており、電
気的遠隔制御に用いることもできなかった。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、二次圧Ｐ
２を電気信号で連続的に可変可能でがつ特性ばらつきの
小さい圧力制御器を実現することを目白りとするもので
ある。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、流体人口と流体１
１川■」と、人口と出口の間に設けた弁座と、この弁座
を中間に挾む如（この弁座とダイヤフラムを有し、この
弁体に流体圧力を受けるダイヤフラムと永久磁石片を固
着し、この永久磁石片に対向して電磁石磁極を設け、前
記電磁石磁極の位置を微調整する調節ねじを設けたもの
である。

この構成によって、電磁石コイルに流す電流の増減に応
じて永久磁石と電磁石磁極間の磁気反発力を加減し、ガ
バナ制御圧を連続的に可変できるように作用するととも
に、前記電磁石の磁極の位置を調整ねじで微調整するこ
とによって、コイル電流に対する磁気反発力の変化度合
を調整でき、特性ばらつきを小さくできるように作用す
る。

第２図は本発明の一実施例で、アルミ弁ボディ１２の流
体人口１と、出口２との間に弁座７を有し、前記弁座７
と同軸上に弁体８を設け、この弁体８上部にはダイヤフ
ラム下当板９、ダイヤフラム４と永久磁石片１０がブツ
シュナツト１１により固着連結されている。

さらに永久磁石片１０に対向して電磁石１５の磁極１６
が位置するようにキャップ１４から調節ねじ６で、電磁
石１５を吊下げている。

なお１１はロックナツト、１８はシールパツキン、１９
は底蓋である。

以上の構成で電磁石コイルに通電していない時ば、永久
磁石片１０と磁極１６が吸引し合い、磁極１６は固定状
態にあるため、永久磁石片１０が上方へ持ち上がる方向
へ作用する。

前述したとうり永久磁石片１０は弁体８と固着されてい
るため、弁体８は弁座１に押し付けられた状態、つまり
弁は閉塞状態にある。

ついで永久磁石片１０と対向する電磁石磁極１６に、対
向面が同極になるようにコイルに電流■を流した時、永
久磁石片１０と磁極１６との間に反発力Ｆｍが作用し、
電流■の大きさに応じて反発力”ｍも増大する。

すなわち、ダイヤフラム４に作用する力Ｆは、弁体８な
どの自重をＷとすると、 Ｆ＝Ｆｍ＋Ｗであり、”ｍが増大するにしたがつてＦも
増大し、二次圧Ｐ２もＰ２＝−の関係かｄ ら大きくなる。

逆に電磁石１５のコイル電流■を小さくすれば、反発力
Ｆｍが小さくなり、ダイヤフラム４への作用力Ｆも小さ
くなり、二次圧Ｐ２が小さくなる。

以上のように本発明は電流１つまり電気信号により、二
次圧Ｐ２を連続的に可変できるため、遠隔制御なども可
能で、非常に効果大なるものである。

さらに本発明の圧力制御器は圧力制御を行なうだけでな
く、非通電時に弁を閉塞する機能を有することも大きい
特長である。

この弁を閉塞する力も調節ねじ６を回転して電磁石１５
の位置をすらすことにより、微調整可能である。

かつ調整ねじ６は圧力制御器の電流Ｉと二次圧Ｐ２との
関係特性を微調整するにも有効である。

すなわち、電磁石磁極１６の位置を微調整するというこ
とは、電磁石磁極１６と永久磁石１０との磁気空隙長を
微調整することであり、電磁石コイル１５に無通電の時
は永久磁石１０が磁極１６と吸引する力を加減できるこ
とになる。

つまり弁体８が弁座７に押し当てられる力いいかえれば
流体流路を閉塞する力を加減できるわけである。

電磁石磁極１６の位置を微調整可能な構成として重要な
効果は、圧力制御器の電流Ｉと二次圧Ｐ２との関係特性
を微調整できることにあり、第４図にその関係特性を示
す。

電磁石磁極」６を永久磁石１０に近づけて磁気空隙が小
さい時は、特性曲線Ｓのようにコイル電流■の増減に対
してＰ２の変化が急で、逆に磁極１６を永久磁石１０か
ら離し磁気空隙を太き（すると、特性曲線りのようにコ
イル電流■の増減に対してＰ２の変化は緩やかになる。

つまり電磁石磁極１６の位置を微調整可能な構成にする
ことによって、電流■と二次圧Ｐ２との関係特性を操作
することができる。

このことは微調整によって流体圧力の自動制御に都合の
よい特性を容易に得ることができるほか、圧力制御器と
して量産する場合、個々の特性ばらつきを微調整により
、はぼ似た特性の圧力制御器になるようにでき、ばらつ
きの小さい圧力制御器を容易に量産できるようになる。

容易に考え得る特性調整手段として弁体８が閉じる方向
に力を付勢するスプリングを設け、そのスプリングの付
勢力を調節することが考えられるが、この場合、コイル
電流■の増減に対して二次圧Ｐ２の変化量を加減するこ
とはできず、はぼ同じ変化率つまり同じ特性の傾きゲイ
ンのまま平行移動させるにすぎない。

すなわち、都合のよい傾きゲインの特性曲線を得ること
ができない。

さらに本発明の優れている点は構造が簡単で、ヒステリ
シスが小さいことである。

もつと詳しく述べると、第３図は他の従来例であるが、
普通のガバナのダイヤフラム４および、弁体５の上部に
スヘーサ２１を介して電磁コイル２２、ヨークＡ２３、
ヨークＢ２４、プランジャー２５からなる磁気回路を構
成し、この電磁力を弁体５およびダイヤフラム４に非磁
性スプール２６を介して伝達し、二次圧Ｐ２を可変でき
るようにしようとしたものである。

ところがこの構成においては、グランジャー２５および
スプール２６が円筒管２７内壁と摺動するため、その摺
動摩擦によって、ヒステリシスの大きい特性になる欠点
があった。

その点、本発明の圧力制御器は摺動部分がなく、ヒステ
リシスの小さい優れた特性が得られる。

さらに、もう一点特長を説明すると、永久磁石片１０と
磁極１６の対向面のいずれか一方を略円錐状か１球面状
の凸面とし、他方の同形の凹面にすることによって弁体
８の横ぷれを防止でき、弁体８を常に中心軸上に保持安
定させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力制御器の断面図、第２図は本発明の
圧力制御器の一実施例を示す断面図、第３図は他の従来
例を示す断面図、第４図は本発明の圧力制御器の特性図
である。 １・・・・・・人口、２・・・・・・出口、４・・・・
・・ダイヤフラム、６・・・・・・調節ねじ、１・・・
・・・弁座、８・・・・・・弁体、１０・・・・・・永
久磁石片、１５・・・・・・電磁石、１６・・・・・・
磁極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体入口と流体出口と、入口と出口の間に設けた弁
   座と、この弁座を中間に挾む如くこの弁座に対向して弁
   体とダイヤフラムを有し、この弁体に流体圧力を受ける
   ダイヤフラムと、永久磁石片を固着し、この永久磁石片
   に対向して電磁石磁極を設け、電磁石コイルに流す電流
   の増減に応じて永久磁石と電磁石磁極間の磁気反発力を
   加減し、ガバナ制御圧を連続的に可変できるとともに、
   前記コイルに通電しない時は永久磁石の吸引力により閉
   止機能を有し、前記電磁石磁極の位置を微調整可能な構
   成とした圧力制御器。 ２ 永久磁石片および電磁石磁極の対向面のいずれか一
   方を凸状、他方を凹状とした特許請求の範囲第１項記載
   の圧力制御器。