JP2003014152A - モータ式制御弁 - Google Patents
モータ式制御弁Info
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- JP2003014152A JP2003014152A JP2001201537A JP2001201537A JP2003014152A JP 2003014152 A JP2003014152 A JP 2003014152A JP 2001201537 A JP2001201537 A JP 2001201537A JP 2001201537 A JP2001201537 A JP 2001201537A JP 2003014152 A JP2003014152 A JP 2003014152A
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- motor
- spindle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィードバック機構を不要とし、部品点数を
減じてコストの削減を可能とし、さらに、ヒステリヒス
を格段に改善するとともに耐久性が向上し、保持電力を
無用とする省エネルギ化の実現が可能なモータ式制御弁
の提供する。 【解決手段】 弁体34の駆動に電動機33を用いて流
体の流量を制御するモータ弁において、軸径Dを有する
スピンドル36の下端平滑面とプランジャ35の上端平
滑面との間に、上下両端部に曲率6/Dから2/3Dの
範囲内にある凸曲面Sを有し、全体が軸径Dの軸対称を
なすような形状の軸対称体506を、前記上下両凸曲面
Sと前記両平滑面とが圧接状態を保持されるようにして
接触介在させにする。
減じてコストの削減を可能とし、さらに、ヒステリヒス
を格段に改善するとともに耐久性が向上し、保持電力を
無用とする省エネルギ化の実現が可能なモータ式制御弁
の提供する。 【解決手段】 弁体34の駆動に電動機33を用いて流
体の流量を制御するモータ弁において、軸径Dを有する
スピンドル36の下端平滑面とプランジャ35の上端平
滑面との間に、上下両端部に曲率6/Dから2/3Dの
範囲内にある凸曲面Sを有し、全体が軸径Dの軸対称を
なすような形状の軸対称体506を、前記上下両凸曲面
Sと前記両平滑面とが圧接状態を保持されるようにして
接触介在させにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機(以下、モ
ータという)を用いて制御弁を駆動させて、流体(気体
又は液体)の流量を制御するモータ式制御弁に関する。
ータという)を用いて制御弁を駆動させて、流体(気体
又は液体)の流量を制御するモータ式制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、モータにより制御弁体を駆動
させて液体の流量を制御するモータ式制御弁としては、
例えば、図6に示すように、下端にオリフィス2を開閉
する弁体3を備えたスピンドル4の外周面に雄ネジ1を
設けて、弁筐体5内に設けられた雌ネジ6にスピンドル
4の雄ネジ1を螺合し、スピンドル4の上端にモータ7
の回転力を歯車8a,8bを介して伝えることにより、
スピンドル4を上下動させて、オリフィス2の開口部の
大きさを変化させ、流入口9aからオリフィス2を経由
して流出口9bに流れる流体の流量を制御するようにし
たモータ式制御弁が一般的に知られている。
させて液体の流量を制御するモータ式制御弁としては、
例えば、図6に示すように、下端にオリフィス2を開閉
する弁体3を備えたスピンドル4の外周面に雄ネジ1を
設けて、弁筐体5内に設けられた雌ネジ6にスピンドル
4の雄ネジ1を螺合し、スピンドル4の上端にモータ7
の回転力を歯車8a,8bを介して伝えることにより、
スピンドル4を上下動させて、オリフィス2の開口部の
大きさを変化させ、流入口9aからオリフィス2を経由
して流出口9bに流れる流体の流量を制御するようにし
たモータ式制御弁が一般的に知られている。
【0003】この制御弁では、スピンドル4が貫通する
弁筐体5が上部弁筐体5aと下部弁筐体5bとの組み合
わせからなっていて、上部弁筐体5aの下端面の凹部5
cと下部弁筐体5bの上端面の凹部5dとの間に、前記
スピンドル4の下部の弁棒部4aを摺動自在に貫通させ
たグランド10が配置され、グランド10の下面が下部
弁筐体5b内のオリフィス2と向い合っていて、弁棒部
4aの下部の円錐状の弁体3がオリフィス2を開閉する
ように構成されている。
弁筐体5が上部弁筐体5aと下部弁筐体5bとの組み合
わせからなっていて、上部弁筐体5aの下端面の凹部5
cと下部弁筐体5bの上端面の凹部5dとの間に、前記
スピンドル4の下部の弁棒部4aを摺動自在に貫通させ
たグランド10が配置され、グランド10の下面が下部
弁筐体5b内のオリフィス2と向い合っていて、弁棒部
4aの下部の円錐状の弁体3がオリフィス2を開閉する
ように構成されている。
【0004】また、上部弁筐体5aとグランド10との
間の弁棒部4aが挿通する部分には流体の洩れ防止用O
リング11が嵌め込まれており、グランド10の外側面
と下部弁筐体5bの凹部内周面との間にも同様な流体の
洩れ防止用Oリング12が嵌め込まれている。
間の弁棒部4aが挿通する部分には流体の洩れ防止用O
リング11が嵌め込まれており、グランド10の外側面
と下部弁筐体5bの凹部内周面との間にも同様な流体の
洩れ防止用Oリング12が嵌め込まれている。
【0005】さらに、弁体を駆動して流体の流量を制御
する弁としては、前記のモータ式制御弁の外にも、図5
に示すような電磁ソレノイドを用いた電磁式制御弁が知
られている。この電磁式制御弁は、下部の弁筐体13、
上部の電磁ソレノイド部14とからなり、弁筐体13の
スプール挿通孔15を挟んだ両側に、それぞれ高さ位置
の異なる流入口16とその流入側オリフィス16a及び
流出口17とその流出側オリフィス17aが設けられ、
スプール挿通孔15には流入側オリフィス16a及び流
出側オリフィス17aを開閉するスプール18が、下端
をスプリング19で支持されるようにして挿通されてい
る。
する弁としては、前記のモータ式制御弁の外にも、図5
に示すような電磁ソレノイドを用いた電磁式制御弁が知
られている。この電磁式制御弁は、下部の弁筐体13、
上部の電磁ソレノイド部14とからなり、弁筐体13の
スプール挿通孔15を挟んだ両側に、それぞれ高さ位置
の異なる流入口16とその流入側オリフィス16a及び
流出口17とその流出側オリフィス17aが設けられ、
スプール挿通孔15には流入側オリフィス16a及び流
出側オリフィス17aを開閉するスプール18が、下端
をスプリング19で支持されるようにして挿通されてい
る。
【0006】スプール18の上端に突設したロッド20
が、固定コア21内を摺動自在に貫通して上方へ延び
て、電磁ソレノイド部14の移動コア22に接続されて
おり、コイル23への励磁電流の通電により移動コア2
2が上下動することで、スプール18と流入側オリフィ
ス16aとで液体流路の開度調整が行われ、流入口16
から流出口17へ流れる液体流量が調整される。
が、固定コア21内を摺動自在に貫通して上方へ延び
て、電磁ソレノイド部14の移動コア22に接続されて
おり、コイル23への励磁電流の通電により移動コア2
2が上下動することで、スプール18と流入側オリフィ
ス16aとで液体流路の開度調整が行われ、流入口16
から流出口17へ流れる液体流量が調整される。
【0007】
【発明が解決すべき課題】上記の従来例に示した制御弁
のうち、モータ式制御弁では、第1に、作動中の弁体3
がオリフィス2との位置関係を、通常、ポジショナ、エ
ンコーダ、位置センサ等で検知し、それらから得られる
出力信号を、図7で示すモータ変位角制御装置へフィー
ドバックする方式が採用されているが、このフィードバ
ック方式は部品点数が多く、構造が複雑となり高コスト
になり、小型化も困難にしているという問題、さらに
は、フィードバック機構それ自体の調整を必要とすると
いう問題を有している。
のうち、モータ式制御弁では、第1に、作動中の弁体3
がオリフィス2との位置関係を、通常、ポジショナ、エ
ンコーダ、位置センサ等で検知し、それらから得られる
出力信号を、図7で示すモータ変位角制御装置へフィー
ドバックする方式が採用されているが、このフィードバ
ック方式は部品点数が多く、構造が複雑となり高コスト
になり、小型化も困難にしているという問題、さらに
は、フィードバック機構それ自体の調整を必要とすると
いう問題を有している。
【0008】第2に、スピンドル4が液体流量を制御す
る際に、回転運動と上下運動とを繰り返すため、Oリン
グ11に前記の回転運動に抗する摩擦力と、上下運動に
抗する摩擦力とが合算された合摩擦力が作用し、その結
果、Oリング11は捩じられて変形し、最後には破損に
いたることになる。従って、この方式の制御弁では、定
期的に器体を分解してOリング11を交換することが必
要であり、耐久性に欠けるという問題があった。
る際に、回転運動と上下運動とを繰り返すため、Oリン
グ11に前記の回転運動に抗する摩擦力と、上下運動に
抗する摩擦力とが合算された合摩擦力が作用し、その結
果、Oリング11は捩じられて変形し、最後には破損に
いたることになる。従って、この方式の制御弁では、定
期的に器体を分解してOリング11を交換することが必
要であり、耐久性に欠けるという問題があった。
【0009】第3に、Oリング11には前記のような合
摩擦力が作用するため、この合摩擦力に打ち勝ってスピ
ンドル4を作動させることが必要となり、そのために消
費電力の大きいモータを必要とすることになるので、省
エネルギ化の方向に反するという問題がある。
摩擦力が作用するため、この合摩擦力に打ち勝ってスピ
ンドル4を作動させることが必要となり、そのために消
費電力の大きいモータを必要とすることになるので、省
エネルギ化の方向に反するという問題がある。
【0010】第4には、スピンドル4と、弁棒部4a
と、弁体3とを構成する部材の材質としては、例えばス
テンレスが用いられ、また、オリフィス2を形成する弁
筐体5aの材質としては、例えば真鍮が用いられるが、
弁体3は使用する間に次第に塑性変形と磨耗とによる変
形を生じて、弁体3とオリフィス2との弁開度が同一で
あっても、流量が次第に変化するという問題、つまり、
流量と弁開度の関係が次第に変化してくるという問題を
有している。
と、弁体3とを構成する部材の材質としては、例えばス
テンレスが用いられ、また、オリフィス2を形成する弁
筐体5aの材質としては、例えば真鍮が用いられるが、
弁体3は使用する間に次第に塑性変形と磨耗とによる変
形を生じて、弁体3とオリフィス2との弁開度が同一で
あっても、流量が次第に変化するという問題、つまり、
流量と弁開度の関係が次第に変化してくるという問題を
有している。
【0011】一方、従来の制御弁のうち、電磁式制御弁
では、第1に、所定の性能を発揮させるためには、図5
に示すようなコイル23に通電して発生させる電磁駆動
力とスプリング19の弾発力とを製造・組立て時に調整
しておく必要がある。この調整作業は固定コア21と移
動コア22、スペーサ24、調整ビス25、ナット2
6、スプリングホルダ27などの取付け位置、締付け力
を調整する緻密な作業となる。従って、このような調整
作業が簡易に行えるような機構に変更しようとすると、
部品点数が増加して全体の構造が複雑になるという問題
がある。
では、第1に、所定の性能を発揮させるためには、図5
に示すようなコイル23に通電して発生させる電磁駆動
力とスプリング19の弾発力とを製造・組立て時に調整
しておく必要がある。この調整作業は固定コア21と移
動コア22、スペーサ24、調整ビス25、ナット2
6、スプリングホルダ27などの取付け位置、締付け力
を調整する緻密な作業となる。従って、このような調整
作業が簡易に行えるような機構に変更しようとすると、
部品点数が増加して全体の構造が複雑になるという問題
がある。
【0012】第2に、電磁式制御弁の駆動力は、前記の
ようにコイル23への通電による電磁駆動力とスプリン
グ19の弾発力とからなっているが、さらに、取り扱う
液体流量を比例制御する際に、液体圧力に起因する流体
力がスプール18に作用することによっても影響を受け
ることになる。電磁駆動力と、弾発力と、流体力との合
力は、流入側スロットル28aと流入側オリフィス16
a、流出側スロットル28bと流出側オリフィス17a
及びスプール18との位置関係が同一、すなわち、入力
した電流電圧が同一であった場合でも、閉弁方向動作時
と開弁方向動作時とでは相違し、閉弁方向動作時と開弁
方向動作時とでは液体流量が相違するという問題、つま
り、流量と入力した電流電圧の間でヒステリヒスが発生
するという問題がある。
ようにコイル23への通電による電磁駆動力とスプリン
グ19の弾発力とからなっているが、さらに、取り扱う
液体流量を比例制御する際に、液体圧力に起因する流体
力がスプール18に作用することによっても影響を受け
ることになる。電磁駆動力と、弾発力と、流体力との合
力は、流入側スロットル28aと流入側オリフィス16
a、流出側スロットル28bと流出側オリフィス17a
及びスプール18との位置関係が同一、すなわち、入力
した電流電圧が同一であった場合でも、閉弁方向動作時
と開弁方向動作時とでは相違し、閉弁方向動作時と開弁
方向動作時とでは液体流量が相違するという問題、つま
り、流量と入力した電流電圧の間でヒステリヒスが発生
するという問題がある。
【0013】第3に、液体流量を比例制御するには、ス
プール18に対する流体力の作用方向を一方向としなけ
ればならず、そのため、流入口16及び流入側オリフィ
ス16aと、流出口17及び流出側オリフィス17aと
の相対位置がおのずから決定される。このことが、電磁
比例弁の小型化を困難としている問題となる。
プール18に対する流体力の作用方向を一方向としなけ
ればならず、そのため、流入口16及び流入側オリフィ
ス16aと、流出口17及び流出側オリフィス17aと
の相対位置がおのずから決定される。このことが、電磁
比例弁の小型化を困難としている問題となる。
【0014】第4に、流入側スロットル28aと流出側
スロットル28bに対してスプール18を所定位置に保
持するためには、保持用の電流、電圧もしくは周波数を
印加し続けておく必要があり、電気エネルギーを常時消
費するという問題がある。
スロットル28bに対してスプール18を所定位置に保
持するためには、保持用の電流、電圧もしくは周波数を
印加し続けておく必要があり、電気エネルギーを常時消
費するという問題がある。
【0015】第5に、この方式の弁では、流入側オリフ
ィス16a、流出側オリフィス17aと、スプール18
の流入側スロットル28a、流出側スロットル28bと
の位置関係で決まる弁開度が同一であっても、前記の第
2の問題点で述べた閉弁方向動作と開弁方向動作におい
て、この部所に作用する合力が相違することによって、
ヒステリヒスが発生して流量に変化を生ずる。これを回
避するためには、余剰な液体流量を液洩れさせること、
つまり、シール性能を低下させることになるので、当
然、閉弁時にも液洩れが発生することになる。従って、
このような液洩れの対策用としては、流出路に接続され
ている配管ライン内に、電磁式制御弁と連動するオン・
オフ電磁弁(図示せず)を設けなければならないなどの
問題を有している。
ィス16a、流出側オリフィス17aと、スプール18
の流入側スロットル28a、流出側スロットル28bと
の位置関係で決まる弁開度が同一であっても、前記の第
2の問題点で述べた閉弁方向動作と開弁方向動作におい
て、この部所に作用する合力が相違することによって、
ヒステリヒスが発生して流量に変化を生ずる。これを回
避するためには、余剰な液体流量を液洩れさせること、
つまり、シール性能を低下させることになるので、当
然、閉弁時にも液洩れが発生することになる。従って、
このような液洩れの対策用としては、流出路に接続され
ている配管ライン内に、電磁式制御弁と連動するオン・
オフ電磁弁(図示せず)を設けなければならないなどの
問題を有している。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点を解決するためのもので、フィードバック機構を
不要として、部品点数を減じてコストの削減を可能と
し、さらに、ヒステリヒスを格段に改善するとともに耐
久性を向上させ、保持電力を無用とする省エネルギと小
型化による省エネルギとを実現するモータ式制御弁の提
供を目的としたものである。
問題点を解決するためのもので、フィードバック機構を
不要として、部品点数を減じてコストの削減を可能と
し、さらに、ヒステリヒスを格段に改善するとともに耐
久性を向上させ、保持電力を無用とする省エネルギと小
型化による省エネルギとを実現するモータ式制御弁の提
供を目的としたものである。
【0017】本発明はそのための具体的手段として、弁
体の駆動に電動機を用いて流体の流量を制御するモータ
弁において、軸径Dを有するスピンドルの下端平滑面と
プランジャ上端平滑面との間に、上下両端部に曲率6/
Dから2/3Dの範囲内にある凸曲面を有し、全体が軸
径Dの軸対称をなすような形状の軸対称体を、前記上下
両凸曲面と前記両平滑面とが圧接状態を保持されるよう
にして接触介在させることを特徴とする。
体の駆動に電動機を用いて流体の流量を制御するモータ
弁において、軸径Dを有するスピンドルの下端平滑面と
プランジャ上端平滑面との間に、上下両端部に曲率6/
Dから2/3Dの範囲内にある凸曲面を有し、全体が軸
径Dの軸対称をなすような形状の軸対称体を、前記上下
両凸曲面と前記両平滑面とが圧接状態を保持されるよう
にして接触介在させることを特徴とする。
【0018】軸径Dを有するスピンドルの下端と軸径D
を有するプランジャの上端とを接続するための手段とし
ては、スピンドルの下端を平滑面とし、プランジャの上
端部に曲率6/Dから2/3Dの範囲内にある凸曲面を
設けて、スピンドルの下端平滑面とプランジャの上端凸
曲面とが圧接状態を保持されるように接触させてもよ
い。
を有するプランジャの上端とを接続するための手段とし
ては、スピンドルの下端を平滑面とし、プランジャの上
端部に曲率6/Dから2/3Dの範囲内にある凸曲面を
設けて、スピンドルの下端平滑面とプランジャの上端凸
曲面とが圧接状態を保持されるように接触させてもよ
い。
【0019】また、軸径Dを有するスピンドルの下端と
軸径Dを有するプランジャの上端とを接続するための手
段としては、プランジャの上端を平滑面とし、スピンド
ルの下端部に曲率6/Dから2/3Dの範囲内にある凸
曲面を設けて、プランジャの上端平滑面とスピンドルの
下端凸曲面とが圧接状態を保持されるように接触させて
もよい。
軸径Dを有するプランジャの上端とを接続するための手
段としては、プランジャの上端を平滑面とし、スピンド
ルの下端部に曲率6/Dから2/3Dの範囲内にある凸
曲面を設けて、プランジャの上端平滑面とスピンドルの
下端凸曲面とが圧接状態を保持されるように接触させて
もよい。
【0020】スピンドルの下端平滑面とプランジャ上端
平滑面との間に上下両端部に凸曲面を有する軸対称体と
配置して、これらの部材を互いに圧接状態で保持するた
めの手段としては、プランジャを上方へ押し上げるよう
に該プランジャの下端部に介装されたスプリングを用い
ることが好ましい。
平滑面との間に上下両端部に凸曲面を有する軸対称体と
配置して、これらの部材を互いに圧接状態で保持するた
めの手段としては、プランジャを上方へ押し上げるよう
に該プランジャの下端部に介装されたスプリングを用い
ることが好ましい。
【0021】下端を平滑面としたスピンドルと、上端部
に凸曲面を設けたプランジャとを、前記平滑面と前記凸
曲面とが互いに圧接状態で保持されるようにするための
手段、および、上端を平滑面としたプランジャと、下端
部に凸曲面を設けたスピンドルとを、前記凸曲面と前記
平滑面とが互いに圧接状態で保持されるようにするため
の手段としては、いずれもプランジャを上方へ押し上げ
るように該プランジャの下端部に介装されたスプリング
を用いることが好ましい。
に凸曲面を設けたプランジャとを、前記平滑面と前記凸
曲面とが互いに圧接状態で保持されるようにするための
手段、および、上端を平滑面としたプランジャと、下端
部に凸曲面を設けたスピンドルとを、前記凸曲面と前記
平滑面とが互いに圧接状態で保持されるようにするため
の手段としては、いずれもプランジャを上方へ押し上げ
るように該プランジャの下端部に介装されたスプリング
を用いることが好ましい。
【0022】軸径Dを有するスピンドルの下端平滑面と
プランジャ上端平滑面との間に軸対称体を介在させる発
明においては、軸対称体の材質硬度を、スピンドル及び
プランジャに用いられる材質硬度の1.5倍から2.5
倍の範囲から選ばれた材質とすることが好ましい。
プランジャ上端平滑面との間に軸対称体を介在させる発
明においては、軸対称体の材質硬度を、スピンドル及び
プランジャに用いられる材質硬度の1.5倍から2.5
倍の範囲から選ばれた材質とすることが好ましい。
【0023】軸径Dを有するスピンドルの下端を平滑面
とし、プランジャの上端部に凸曲面を設ける発明におい
ては、プランジャの材質硬度を、スピンドルに用いられ
る材質硬度の1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた
材質とすることが好ましい。
とし、プランジャの上端部に凸曲面を設ける発明におい
ては、プランジャの材質硬度を、スピンドルに用いられ
る材質硬度の1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた
材質とすることが好ましい。
【0024】軸径Dを有するプランジャの上端を平滑面
とし、スピンドルの下端部に凸曲面を設ける発明におい
ては、スピンドルの材質硬度を、プランジャに用いられ
る材質硬度の1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた
材質とすることが好ましい。
とし、スピンドルの下端部に凸曲面を設ける発明におい
ては、スピンドルの材質硬度を、プランジャに用いられ
る材質硬度の1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた
材質とすることが好ましい。
【0025】また、閉弁時に制御弁体と当接するオリフ
ィス部を構成する材質としては、合成樹脂又は、合成樹
脂を一成分とする複合材により構成することが好まし
く、さらに、電動機としてはステッピングモータを使用
することが好ましい。
ィス部を構成する材質としては、合成樹脂又は、合成樹
脂を一成分とする複合材により構成することが好まし
く、さらに、電動機としてはステッピングモータを使用
することが好ましい。
【0026】
【発明の実施の形態】次に本発明に係るモータ式制御弁
の構成を、図面に示す実施例により説明すると、図1は
本発明のモータ式制御弁の一実施形態を示す断面図であ
る。図1に示すように、このモータ式制御弁は、上下方
向に接続される下部弁筐体30と上部弁筐体31と、上
部弁筐体31の上部にベース32を介して取り付けられ
たモータ33とを備えている。なお、前記のモータ33
としてはステッピングモータを使用することが好まし
い。
の構成を、図面に示す実施例により説明すると、図1は
本発明のモータ式制御弁の一実施形態を示す断面図であ
る。図1に示すように、このモータ式制御弁は、上下方
向に接続される下部弁筐体30と上部弁筐体31と、上
部弁筐体31の上部にベース32を介して取り付けられ
たモータ33とを備えている。なお、前記のモータ33
としてはステッピングモータを使用することが好まし
い。
【0027】上部弁筐体31の下端面に設けられた凹部
31cと下部弁筐体30の上端面に設けられた凹部30
cとの間に、下端に円錐状の弁体34を設けたプランジ
ャ35を摺動自在に挿通したグランド37が配置されて
いる。また、下部弁筐体30における前記凹部30cの
底面には、中央部にオリフィス40を開口させた合成樹
脂製のオリフィス基板41と、中央部に前記プランジャ
35の下端の弁体34の貫通孔43を設けた、オリフィ
ス基板41の押さえ板42とがガイドピン44を介して
固定されていて、前記プランジャ35の下端の弁体34
がオリフィス基板41のオリフィス40と当接するよう
に構成されている。
31cと下部弁筐体30の上端面に設けられた凹部30
cとの間に、下端に円錐状の弁体34を設けたプランジ
ャ35を摺動自在に挿通したグランド37が配置されて
いる。また、下部弁筐体30における前記凹部30cの
底面には、中央部にオリフィス40を開口させた合成樹
脂製のオリフィス基板41と、中央部に前記プランジャ
35の下端の弁体34の貫通孔43を設けた、オリフィ
ス基板41の押さえ板42とがガイドピン44を介して
固定されていて、前記プランジャ35の下端の弁体34
がオリフィス基板41のオリフィス40と当接するよう
に構成されている。
【0028】前記オリフィス40は、弁体34が絶えず
当接することで、弁体34に塑性変形を生じさせ、これ
によって弁開度と流量の関係が経時変化するというよう
な問題がある。そのため、図8に示すように、弁体34
とオリフィス40との関係を、接合面角度αを同じとす
るとともに、弁体34には例えばステンレスのような硬
くて容易に変形しにくい材料を使用し、一方、オリフィ
ス40は、弁体34よりも材質の軟質なPP,PTF
E,PVC,POM等のような各種合成樹脂、例えばP
TFEのような樹脂により形成するか、または、これら
の樹脂を一成分として、これらにガラス繊維、カーボン
繊維等を組み合わせた複合材により形成する。
当接することで、弁体34に塑性変形を生じさせ、これ
によって弁開度と流量の関係が経時変化するというよう
な問題がある。そのため、図8に示すように、弁体34
とオリフィス40との関係を、接合面角度αを同じとす
るとともに、弁体34には例えばステンレスのような硬
くて容易に変形しにくい材料を使用し、一方、オリフィ
ス40は、弁体34よりも材質の軟質なPP,PTF
E,PVC,POM等のような各種合成樹脂、例えばP
TFEのような樹脂により形成するか、または、これら
の樹脂を一成分として、これらにガラス繊維、カーボン
繊維等を組み合わせた複合材により形成する。
【0029】弁体34とオリフィス40との関係をこの
ように構成すると、弁体34には塑性変形が発生しにく
く、オリフィス40には、弁体34が繰り返し押し付け
られることによる塑性変形や磨耗が生ずることになる。
しかし、このオリフィス40の塑性変形や磨耗は、図8
に鎖線で示す初期の位置から実線で示すような位置への
変形、つまり、弁体34の形状に沿った変形となるの
で、オリフィス40と弁体34との位置関係が変わるこ
とがなく、従って、オリフィス40と弁体34の形状変
化による流量特性の変化が生ずることがない。また、上
記の実施例では、弁体34とプランジャ35とが同じ素
材により形成されたものとして説明したが、プランジャ
35と弁体34とが別の素材から形成されるようなもの
であってもよい。
ように構成すると、弁体34には塑性変形が発生しにく
く、オリフィス40には、弁体34が繰り返し押し付け
られることによる塑性変形や磨耗が生ずることになる。
しかし、このオリフィス40の塑性変形や磨耗は、図8
に鎖線で示す初期の位置から実線で示すような位置への
変形、つまり、弁体34の形状に沿った変形となるの
で、オリフィス40と弁体34との位置関係が変わるこ
とがなく、従って、オリフィス40と弁体34の形状変
化による流量特性の変化が生ずることがない。また、上
記の実施例では、弁体34とプランジャ35とが同じ素
材により形成されたものとして説明したが、プランジャ
35と弁体34とが別の素材から形成されるようなもの
であってもよい。
【0030】下部弁筐体30の一方の側面には流入口3
8、他方の側面には流出口39が設けられており、前記
流入口38の内奥端と前記オリフィス40との間に流路
38aが接続され、また、グランド37の下面にはオリ
フィス40と通ずる導入室45が設けられていて、この
導入室45の一部と前記流出口39と間に流路39aが
設けられ、流入口38から流路38aを経てオリフィス
40から導入室45へ流れた流体が、流路39aを経て
流出口39より外部へ流通するようになっている。
8、他方の側面には流出口39が設けられており、前記
流入口38の内奥端と前記オリフィス40との間に流路
38aが接続され、また、グランド37の下面にはオリ
フィス40と通ずる導入室45が設けられていて、この
導入室45の一部と前記流出口39と間に流路39aが
設けられ、流入口38から流路38aを経てオリフィス
40から導入室45へ流れた流体が、流路39aを経て
流出口39より外部へ流通するようになっている。
【0031】また、前記グランド37の下面における導
入室45の上部には、プランジャ35の外径より大きい
中空室46が設けられており、この中空室46内を挿通
するプランジャ35にはフランジ47が設けられてこの
フランジ47と前記オリフィス基板押さえ板42との間
にスプリング48が配置されることで、プランジャ35
が上方へ押し上げられて、弁体34がオリフィス40か
ら離れるような力を受けるように構成されている。な
お、グランド37の外側面と下部弁筐体30の凹部30
aとの間には液洩れ防止用のOリング49が設けられ、
また、グランド37の上面におけるプランジャ35の挿
通穴35a上端にも同様なOリング50が設けられてい
る。
入室45の上部には、プランジャ35の外径より大きい
中空室46が設けられており、この中空室46内を挿通
するプランジャ35にはフランジ47が設けられてこの
フランジ47と前記オリフィス基板押さえ板42との間
にスプリング48が配置されることで、プランジャ35
が上方へ押し上げられて、弁体34がオリフィス40か
ら離れるような力を受けるように構成されている。な
お、グランド37の外側面と下部弁筐体30の凹部30
aとの間には液洩れ防止用のOリング49が設けられ、
また、グランド37の上面におけるプランジャ35の挿
通穴35a上端にも同様なOリング50が設けられてい
る。
【0032】一方、上部弁筐体31の下部には、前記グ
ランド37における軸径Dをもつプランジャ35の挿通
穴35aと同径の挿通穴35bと、この挿通穴35bの
上部に挿通穴35bよりも径が大きく内周面に雌螺子5
1をもった挿通穴35cが設けられていて、この挿通穴
35c内に、上部外周面に雄螺子52を有し、下端部に
前記プランジャ35と同径の軸径Dをもったスピンドル
36が、前記雌螺子51と螺合するようにして挿通され
ている。
ランド37における軸径Dをもつプランジャ35の挿通
穴35aと同径の挿通穴35bと、この挿通穴35bの
上部に挿通穴35bよりも径が大きく内周面に雌螺子5
1をもった挿通穴35cが設けられていて、この挿通穴
35c内に、上部外周面に雄螺子52を有し、下端部に
前記プランジャ35と同径の軸径Dをもったスピンドル
36が、前記雌螺子51と螺合するようにして挿通され
ている。
【0033】前記スピンドル36は、上部弁筐体31の
上方へ突出する上端がベース32の下面の軸受け53に
回転及び上下動可能なるように軸着されているととも
に、軸受け53の下方に設けた歯車54がベース32の
下面に設けられたモータ33の出力軸歯車55と噛み合
っているので、モータ33の回転がスピンドル36に伝
えられる。その時、スピンドル36の雄螺子52は上部
弁筐体31内の挿通穴35cにおける雌螺子51と噛み
合っているので、スピンドル36は回転運動を行いつつ
上下運動を行う。
上方へ突出する上端がベース32の下面の軸受け53に
回転及び上下動可能なるように軸着されているととも
に、軸受け53の下方に設けた歯車54がベース32の
下面に設けられたモータ33の出力軸歯車55と噛み合
っているので、モータ33の回転がスピンドル36に伝
えられる。その時、スピンドル36の雄螺子52は上部
弁筐体31内の挿通穴35cにおける雌螺子51と噛み
合っているので、スピンドル36は回転運動を行いつつ
上下運動を行う。
【0034】図1は、モータ33の回転によりスピンド
ル36が下降して、弁体34がオリフィス40を閉じて
いる状態を示している。従って、弁体34をオリフィス
40から離すときには、モータ33を反対方向に回転し
てスピンドル36を上昇させれる。弁体34がオリフィ
ス40から離れると、流入口38から流路38aを経て
オリフィス40、導入室45内へ流れた流体が、流路3
9aを経て流出口39より外部へ流れる。
ル36が下降して、弁体34がオリフィス40を閉じて
いる状態を示している。従って、弁体34をオリフィス
40から離すときには、モータ33を反対方向に回転し
てスピンドル36を上昇させれる。弁体34がオリフィ
ス40から離れると、流入口38から流路38aを経て
オリフィス40、導入室45内へ流れた流体が、流路3
9aを経て流出口39より外部へ流れる。
【0035】この発明の一つの態様では、前記スピンド
ル36の下端面及び前記プランジャ35の上端面が、と
もに平らな平滑面となっているとともに、前記スピンド
ル36の平滑下端面と前記プランジャ35の平滑上端面
との間に、スピンドル36及びプランジャ35の軸径D
と同一直径であって、前記の平らな上下の両端面と点接
触するような凸曲面Sをもった、例えば、球体のような
軸対称体56を介在させて、前記プランジャ35の下端
部に設けられたスプリング48の弾発力により、この軸
対称体56がプランジャ35とスピンドル36との間に
圧接して配置されるような構造となっている。
ル36の下端面及び前記プランジャ35の上端面が、と
もに平らな平滑面となっているとともに、前記スピンド
ル36の平滑下端面と前記プランジャ35の平滑上端面
との間に、スピンドル36及びプランジャ35の軸径D
と同一直径であって、前記の平らな上下の両端面と点接
触するような凸曲面Sをもった、例えば、球体のような
軸対称体56を介在させて、前記プランジャ35の下端
部に設けられたスプリング48の弾発力により、この軸
対称体56がプランジャ35とスピンドル36との間に
圧接して配置されるような構造となっている。
【0036】図1に示す制御弁では、軸対称体56をス
ピンドル36及びプランジャ35の軸径Dと同一の直径
Dの球体としたので、その曲率は2/Dであるが、軸対
称体56は球体に限られることはなく、図2に示すよう
に、スピンドル36及びプランジャ35の軸径Dと同一
の直径Dをもつ軸片の上下の両端が凸曲面Sとなってい
るような軸対称体506a、506b、506cのよう
なものであってもよい。図2aの軸対称体506aは上
下両端が同じ曲率の凸曲面Sをもったもの、図2bの軸
対称体506bは上下両端が凸曲面Sで、しかもこの凸
曲面Sの中央部にピボットPを設けたもの、図2cの軸
対称体506cは上端の凸曲面Sと下端の凸曲面Sの曲
率が相違したものの例である。
ピンドル36及びプランジャ35の軸径Dと同一の直径
Dの球体としたので、その曲率は2/Dであるが、軸対
称体56は球体に限られることはなく、図2に示すよう
に、スピンドル36及びプランジャ35の軸径Dと同一
の直径Dをもつ軸片の上下の両端が凸曲面Sとなってい
るような軸対称体506a、506b、506cのよう
なものであってもよい。図2aの軸対称体506aは上
下両端が同じ曲率の凸曲面Sをもったもの、図2bの軸
対称体506bは上下両端が凸曲面Sで、しかもこの凸
曲面Sの中央部にピボットPを設けたもの、図2cの軸
対称体506cは上端の凸曲面Sと下端の凸曲面Sの曲
率が相違したものの例である。
【0037】前記凸曲面Sの曲率は、6/Dから2/3
Dの間で選定される。凸曲面Sの曲率を6/Dより大き
くすると、点接触箇所の応力が過大となり、スピンドル
36、軸対称体56・・・、プランジャ35のいずれか
が使用中に磨耗する。同時に異音の発生原因となる。逆
に凸曲面Sの曲率を2/3Dよりも小さくすると、各部
材が互いに圧接しているために、接触箇所が点接触とな
らずに面接触となり、摩擦力に伴う偶力が作用して軸対
称体56・・・及びプランジャ35に回転力が発生す
る。このような理由から、前記凸曲面Sの曲率として
は、6/Dから2/3Dの範囲から選定することが好ま
しい。
Dの間で選定される。凸曲面Sの曲率を6/Dより大き
くすると、点接触箇所の応力が過大となり、スピンドル
36、軸対称体56・・・、プランジャ35のいずれか
が使用中に磨耗する。同時に異音の発生原因となる。逆
に凸曲面Sの曲率を2/3Dよりも小さくすると、各部
材が互いに圧接しているために、接触箇所が点接触とな
らずに面接触となり、摩擦力に伴う偶力が作用して軸対
称体56・・・及びプランジャ35に回転力が発生す
る。このような理由から、前記凸曲面Sの曲率として
は、6/Dから2/3Dの範囲から選定することが好ま
しい。
【0038】上記の実施例の構成では、プランジャ35
とスピンドル36との間に上端及び下端に凸曲面Sをも
った軸対称体56、506a、506b、506cを点
接触で圧接させるので、軸対称体56・・・の材質がプ
ランジャ35及びスピンドル36の材質よりも軟らかい
と、軸対称体56・・・の上下両凸曲面Sが磨耗して点
接触から面接触に移行し、耐久性が低下する。そのため
前記軸対称体56・・・はプランジャ35及びスピンド
ル36の材質よりも硬い材料を使用する必要がある。し
かし、過剰に硬い材料を用いると、プランジャ35及び
スピンドル36が磨耗して点接触から面接触に移行し、
耐久性を低下させる。図1の実施例では、スピンドル3
6及びプランジャ35がいずれもビッカース硬さ20
0、軸対称体56がビッカース硬さ500のものを用い
ている。このことから、材質の硬さを「ビッカース硬
さ」で表した場合、軸対称体56・・・の材質の硬さと
しては、プランジャ35及びスピンドル36に用いられ
る材質の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲とすること
が好ましい。
とスピンドル36との間に上端及び下端に凸曲面Sをも
った軸対称体56、506a、506b、506cを点
接触で圧接させるので、軸対称体56・・・の材質がプ
ランジャ35及びスピンドル36の材質よりも軟らかい
と、軸対称体56・・・の上下両凸曲面Sが磨耗して点
接触から面接触に移行し、耐久性が低下する。そのため
前記軸対称体56・・・はプランジャ35及びスピンド
ル36の材質よりも硬い材料を使用する必要がある。し
かし、過剰に硬い材料を用いると、プランジャ35及び
スピンドル36が磨耗して点接触から面接触に移行し、
耐久性を低下させる。図1の実施例では、スピンドル3
6及びプランジャ35がいずれもビッカース硬さ20
0、軸対称体56がビッカース硬さ500のものを用い
ている。このことから、材質の硬さを「ビッカース硬
さ」で表した場合、軸対称体56・・・の材質の硬さと
しては、プランジャ35及びスピンドル36に用いられ
る材質の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲とすること
が好ましい。
【0039】上記の実施例は、プランジャ36とスピン
ドル35との間に軸対称体56・・・を介在させた場合
の例であるが、本発明では、図3及び図4のような構造
とした場合には、プランジャとスピンドルとの間に軸対
称体を介在しなくともよい。図3においては、軸径Dを
もつスピンドル36の下端面を平滑とするとともに、同
じく軸径Dをもつプランジャ35の上端面に凸曲面Sを
設けて、このスピンドル36の下端平滑面にプランジャ
35の上端凸曲面Sが圧接するようになっている。ま
た、図4では、プランジャ35の上端面を平滑とすると
ともに、スピンドル36の下端面に凸曲面Sを設けて、
このプランジャ35の上端平滑面にスピンドル36の下
端凸曲面Sを圧接するようになっている。なお、この場
合の前記凸曲面Sの曲率も前記の実施例と同様に6/D
から2/3Dの間で選定することが好ましい。
ドル35との間に軸対称体56・・・を介在させた場合
の例であるが、本発明では、図3及び図4のような構造
とした場合には、プランジャとスピンドルとの間に軸対
称体を介在しなくともよい。図3においては、軸径Dを
もつスピンドル36の下端面を平滑とするとともに、同
じく軸径Dをもつプランジャ35の上端面に凸曲面Sを
設けて、このスピンドル36の下端平滑面にプランジャ
35の上端凸曲面Sが圧接するようになっている。ま
た、図4では、プランジャ35の上端面を平滑とすると
ともに、スピンドル36の下端面に凸曲面Sを設けて、
このプランジャ35の上端平滑面にスピンドル36の下
端凸曲面Sを圧接するようになっている。なお、この場
合の前記凸曲面Sの曲率も前記の実施例と同様に6/D
から2/3Dの間で選定することが好ましい。
【0040】図3の実施例では、スピンドル36の下端
平滑面に、プランジャ35の上端凸曲面Sを圧接させる
ので、プランジャ35の材質がスピンドル35の材質よ
りも軟らかいと、凸曲面Sが磨耗して点接触効果が失わ
れる。また、過剰に硬い材質を用いるとスピンドル36
を磨耗させることになる。そのため、プランジャ35の
材質の硬さとしては、スピンドル36に用いられる材質
の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲であることが好ま
しい。この場合、プランジャ35の材質としては、種々
の金属、セラミックス、合成樹脂材、合成樹脂を一成分
とする複合材が使用できる。
平滑面に、プランジャ35の上端凸曲面Sを圧接させる
ので、プランジャ35の材質がスピンドル35の材質よ
りも軟らかいと、凸曲面Sが磨耗して点接触効果が失わ
れる。また、過剰に硬い材質を用いるとスピンドル36
を磨耗させることになる。そのため、プランジャ35の
材質の硬さとしては、スピンドル36に用いられる材質
の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲であることが好ま
しい。この場合、プランジャ35の材質としては、種々
の金属、セラミックス、合成樹脂材、合成樹脂を一成分
とする複合材が使用できる。
【0041】図4の実施例では、プランジャ35の上端
平滑面に、スピンドル36の下端凸曲面Sを圧接させる
ので、スピンドル36の材質がプランジャ35の材質よ
りも軟らかいと、凸曲面Sが磨耗して点接触効果が失わ
れる。また、過剰に硬い材質を用いるとプランジャ35
を磨耗させることになる。そのため、プランジャ35の
材質の硬さとしては、プランジャ35に用いられる材質
の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲であることが好ま
しい。この場合、スピンドル36の材質としては、種々
の金属、セラミックス、合成樹脂、合成樹脂を一成分と
する複合材が使用できる。
平滑面に、スピンドル36の下端凸曲面Sを圧接させる
ので、スピンドル36の材質がプランジャ35の材質よ
りも軟らかいと、凸曲面Sが磨耗して点接触効果が失わ
れる。また、過剰に硬い材質を用いるとプランジャ35
を磨耗させることになる。そのため、プランジャ35の
材質の硬さとしては、プランジャ35に用いられる材質
の硬さの1.5倍から2.5倍の範囲であることが好ま
しい。この場合、スピンドル36の材質としては、種々
の金属、セラミックス、合成樹脂、合成樹脂を一成分と
する複合材が使用できる。
【0042】
【発明の効果】本発明のモータ式制御弁では、スピンド
ルの下端面とプランジャ上端面との間に、上下両端に凸
曲面を有する軸対称体を圧接状態で介在させるか、もし
くはスピンドル及びプランジャの当接面のいずれか一方
を平滑面とし、他方を凸曲面として、平滑面と凸曲面と
を圧接状態で接触させるので、スピンドルとプランジャ
は単点または多点での点接触となり、スピンドルが下降
または上昇する時には、プランジャに接しているOリン
グの摩擦抵抗がスピンドルとプランジャ間の摩擦抵抗よ
りも大きいため、スピンドルが回転してもプランジャが
回転することはない。
ルの下端面とプランジャ上端面との間に、上下両端に凸
曲面を有する軸対称体を圧接状態で介在させるか、もし
くはスピンドル及びプランジャの当接面のいずれか一方
を平滑面とし、他方を凸曲面として、平滑面と凸曲面と
を圧接状態で接触させるので、スピンドルとプランジャ
は単点または多点での点接触となり、スピンドルが下降
または上昇する時には、プランジャに接しているOリン
グの摩擦抵抗がスピンドルとプランジャ間の摩擦抵抗よ
りも大きいため、スピンドルが回転してもプランジャが
回転することはない。
【0043】従って、この制御弁では、プランジャに回
転運動を与えず、上下運動だけを与えるので、グランド
の上端面におけるプランジャ挿通穴に設ける液体洩れ防
止用のOリングにプランジャの上下運動による接触摩擦
力だけを作用させことになり、Oリングの耐久性を従来
のこの種の制御弁よりも大幅に改善することができる。
また、Oリングに作用する摩擦力の大きさは、回転方向
と上下方向との合摩擦力から回転方向の摩擦力を減じた
大きさとなるから、減じた分に相当するエネルギー量が
削減でき、省エネに寄与する。
転運動を与えず、上下運動だけを与えるので、グランド
の上端面におけるプランジャ挿通穴に設ける液体洩れ防
止用のOリングにプランジャの上下運動による接触摩擦
力だけを作用させことになり、Oリングの耐久性を従来
のこの種の制御弁よりも大幅に改善することができる。
また、Oリングに作用する摩擦力の大きさは、回転方向
と上下方向との合摩擦力から回転方向の摩擦力を減じた
大きさとなるから、減じた分に相当するエネルギー量が
削減でき、省エネに寄与する。
【0044】また、プランジャと、軸対称体と、スピン
ドルとを互いにに圧接するための手段として、図1のよ
うに、プランジャの下方部にフランジを設けて、このフ
ランジとオリフィス押さえ板との間にスプリングを介装
する構成とした場合には、スピンドルはスプリングによ
り常に上方へ押し上げられる力を受けるとともに、外周
の雄螺子と上部弁筐体の雌螺子との螺合により機械的に
接しているので、プランジャの下端の弁体先端とスピン
ドルの下端平滑面との距離は一定となる。それにより、
流体を制御するプランジャが上方向又は下方向に移動し
てもこの関係は変わらないので、プランジャに働く流体
圧力が変動したとしてもやはりこの関係は変わらない。
このため、ヒステリヒスを極めて小さくすることができ
る。また、弁体とオリフィスとの位置関係が同一なら
ば、開弁方向、閉弁方向の如何によらず弁開度を同一と
することができ、流体流量を同一とすることができる。
ドルとを互いにに圧接するための手段として、図1のよ
うに、プランジャの下方部にフランジを設けて、このフ
ランジとオリフィス押さえ板との間にスプリングを介装
する構成とした場合には、スピンドルはスプリングによ
り常に上方へ押し上げられる力を受けるとともに、外周
の雄螺子と上部弁筐体の雌螺子との螺合により機械的に
接しているので、プランジャの下端の弁体先端とスピン
ドルの下端平滑面との距離は一定となる。それにより、
流体を制御するプランジャが上方向又は下方向に移動し
てもこの関係は変わらないので、プランジャに働く流体
圧力が変動したとしてもやはりこの関係は変わらない。
このため、ヒステリヒスを極めて小さくすることができ
る。また、弁体とオリフィスとの位置関係が同一なら
ば、開弁方向、閉弁方向の如何によらず弁開度を同一と
することができ、流体流量を同一とすることができる。
【0045】本発明では流体の流れ方向が変化したとし
ても、流体圧力によりプランジャに働く力が一方向とな
るとともに、前記のプランジャに働く力と同方向にスプ
リングの力が作用しているため、流体の流れ方向が変化
しても流体を制御するプランジャに作用する力は一定方
向となる。これにより流路を流入口、流出口と区切る必
要がなく、どちらを流入口、流出口としてもよい。
ても、流体圧力によりプランジャに働く力が一方向とな
るとともに、前記のプランジャに働く力と同方向にスプ
リングの力が作用しているため、流体の流れ方向が変化
しても流体を制御するプランジャに作用する力は一定方
向となる。これにより流路を流入口、流出口と区切る必
要がなく、どちらを流入口、流出口としてもよい。
【0046】また、本発明では、流体圧力によりプラン
ジャに働く力と、スプリングによりプランジャに働く力
とによってスピンドルが軸方向に移動することはない。
つまり、モータを停止した位置でプランジャの位置を保
つことができるため、従来の電磁比例弁のように、プラ
ンジャの位置を保つために通電し続けなければならない
という問題を解消し、省エネに寄与する。
ジャに働く力と、スプリングによりプランジャに働く力
とによってスピンドルが軸方向に移動することはない。
つまり、モータを停止した位置でプランジャの位置を保
つことができるため、従来の電磁比例弁のように、プラ
ンジャの位置を保つために通電し続けなければならない
という問題を解消し、省エネに寄与する。
【0047】実施例で示したように、本発明のモータに
ステッピングモータを使用した場合には、モータをプラ
ンジャが閉じる方向へ作動させた際に、プランジャがオ
リフィスと接する時のステッピングモータにかかる負荷
が、ステッピングモータのもつ最大トルク以上になり、
ステッピングモータは回転することがない。この時の位
置を制御装置に基準位置として認識させ、次回からはこ
の基準位置を起点として動作させることにより、確実に
基準位置を割り出すと共に、制御装置でフィードバック
させる必要がないので、電動比例弁自体にフィードバッ
ク機構を必要としないという利点を有する。
ステッピングモータを使用した場合には、モータをプラ
ンジャが閉じる方向へ作動させた際に、プランジャがオ
リフィスと接する時のステッピングモータにかかる負荷
が、ステッピングモータのもつ最大トルク以上になり、
ステッピングモータは回転することがない。この時の位
置を制御装置に基準位置として認識させ、次回からはこ
の基準位置を起点として動作させることにより、確実に
基準位置を割り出すと共に、制御装置でフィードバック
させる必要がないので、電動比例弁自体にフィードバッ
ク機構を必要としないという利点を有する。
【0048】さらに、図8のように、オリフィスと弁体
の接合面を同じ角度とし、オリフィスをプランジャの弁
体よりも軟質な材料により形成した場合には、弁体をオ
リフィスへ押し付けることを繰り返すと、塑性変形や磨
耗によりオリフィスは弁体の形状に沿って変形する。こ
のため、基準位置を上記のような方法で割り出すことに
より常に全閉状態が起点となり、オリフィスの形状は弁
体に沿って変形するのでオリフィスと弁体との位置関係
が変わることがない。つまり、オリフィスと弁体との形
状変化による流量特性の変化が生じない。また、弁体よ
りもオリフィスの変形が大きいため弁体の磨耗量が少な
く耐久性を向上することができる。
の接合面を同じ角度とし、オリフィスをプランジャの弁
体よりも軟質な材料により形成した場合には、弁体をオ
リフィスへ押し付けることを繰り返すと、塑性変形や磨
耗によりオリフィスは弁体の形状に沿って変形する。こ
のため、基準位置を上記のような方法で割り出すことに
より常に全閉状態が起点となり、オリフィスの形状は弁
体に沿って変形するのでオリフィスと弁体との位置関係
が変わることがない。つまり、オリフィスと弁体との形
状変化による流量特性の変化が生じない。また、弁体よ
りもオリフィスの変形が大きいため弁体の磨耗量が少な
く耐久性を向上することができる。
【図1】本発明の一実施形態に係るモータ式制御弁の構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図2】本発明の主要構成部品の他の実施形態を示す断
面図。
面図。
【図3】同じく本発明の主要構成部品の別の実施形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図4】同じく本発明の主要構成部品のさらに別の実施
形態を示す断面図。
形態を示す断面図。
【図5】従来の電磁式制御弁の構成を示す断面図。
【図6】従来のモータ式制御弁の構成を示す断面図。
【図7】従来のモータ式制御弁におけるフィードバック
機構の一例を示す断面図。
機構の一例を示す断面図。
【図8】図1に示す弁体とオリフィスとの構成を示す部
分拡大断面図。
分拡大断面図。
30:下部弁筐体
31:上部弁筐体
32:ベース
33:モータ
34:弁体
35:プランジャ
36:スピンドル
37:グライド
38:流入口
39:流出口
40:オリフィス
41:オリフィス基板
42:押さ板
43:貫通孔
44:ガイドピン
45:導入室
46:中空室
47:フランジ
48:スプリング
49:Oリング
50:Oリング
51:雌螺子
52:雄螺子
53:軸受け
54,55:歯車
56:軸対称体
506a,506b,506c:軸対称体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古高 正章
神奈川県川崎市麻生区五力田2−8−4
伸和コントロールズ株式会社内
Fターム(参考) 3H062 AA02 AA14 BB30 CC02 DD01
EE06 FF41
Claims (11)
- 【請求項1】 弁体の駆動に電動機を用いて流体の流量
を制御するモータ弁において、軸径Dを有するスピンド
ルの下端平滑面とプランジャ上端平滑面との間に、上下
両端部に曲率6/Dから2/3Dの範囲内にある凸曲面
を有し、全体が軸径Dの軸対称をなすような形状の軸対
称体を、前記上下両凸曲面と前記両平滑面とが圧接状態
を保持されるようにして接触介在させたモータ式制御
弁。 - 【請求項2】 弁体の駆動に電動機を用いて流体の流量
を制御するモータ弁において、軸径Dを有するスピンド
ルの下端平滑面に、上端部に曲率6/Dから2/3Dの
範囲内にある凸曲面を有する軸径Dをもつたプランジャ
を、前記凸曲面と前記平滑面とが圧接状態を保持される
ようにして接触介在させたモータ式制御弁。 - 【請求項3】 弁体の駆動に電動機を用いて流体の流量
を制御するモータ弁において、軸径Dを有するプランジ
ャの上端平滑面に、下端部に曲率6/Dから2/3Dの
範囲内にある凸曲面を有する軸径Dをもつたスピンドル
を、前記凸曲面と前記平滑面とが圧接状態を保持される
ようにして接触介在させたモータ式制御弁。 - 【請求項4】 スピンドルの下端平滑面とプランジャ上
端平滑面との間に上下両端部に凸曲面を有する軸対称体
を配置して、これらの部材を互いに圧接状態で保持する
ための手段が、プランジャを上方へ押し上げるように該
プランジャの下端部に介装されたスプリングである請求
項1に記載のモータ式制御弁。 - 【請求項5】 下端を平滑面としたスピンドルと、上端
部に凸曲面を設けたプランジャにおける前記平滑面と前
記凸曲面とを互いに圧接状態で保持するための手段が、
プランジャを上方へ押し上げるように該プランジャの下
端部に介装されたスプリングである請求項2に記載のモ
ータ式制御弁。 - 【請求項6】 上端を平滑面としたプランジャと、下端
部に凸曲面を設けたスピンドルにおける前記凸曲面と前
記平滑面とを互いに圧接状態で保持するための手段が、
プランジャを上方へ押し上げるように該プランジャの下
端部に介装されたスプリングである請求項3に記載のモ
ータ式制御弁。 - 【請求項7】 軸径Dを有するスピンドルの下端平滑面
とプランジャ上端平滑面との間に圧接状態で介在される
軸対称体の材質硬度が、スピンドル及びプランジャに用
いられる材質硬度の1.5倍から2.5倍の範囲から選
ばれた材質である請求項1又は4に記載のモータ式制御
弁。 - 【請求項8】 軸径Dを有するスピンドルの下端平滑面
に、上端部の凸曲面を圧接する軸径Dを有するプランジ
ャの材質硬度が、スピンドルに用いられる材質硬度の
1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた材質である請
求項2又は5に記載のモータ式制御弁。 - 【請求項9】 軸径Dを有するプランジャの上端平滑面
に、下端部の凸曲面を圧接する軸径Dを有するスピンド
ルの材質硬度が、プランジャに用いられる材質硬度の
1.5倍から2.5倍の範囲から選ばれた材質である請
求項3又は6に記載のモータ式制御弁。 - 【請求項10】 弁体の駆動に電動機を用いて流体の流
量を制御するモータ弁において、閉弁時に制御弁体と当
接するオリフィス部を構成する材質が合成樹脂又は、合
成樹脂を一成分とする複合材である請求項1,4,7又
は請求項2,5,8又は請求項3,6,9に記載のモー
タ式制御弁。 - 【請求項11】 弁体の駆動に電動機を用いて流体の流
量を制御するモータ弁において、電動機がステッピング
モータである請求項1,4,7又は請求項2,5,8又
は請求項3,6,9に記載のモータ式制御弁。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001201537A JP2003014152A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | モータ式制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001201537A JP2003014152A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | モータ式制御弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003014152A true JP2003014152A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19038478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001201537A Pending JP2003014152A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | モータ式制御弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 2001-07-03 JP JP2001201537A patent/JP2003014152A/ja active Pending
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