| 【発明の名称】 |
比例制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】榊原 隆英
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| 【要約】 |
【課題】磁気回路組立を正確に組み付けることができる比例制御弁を提供すること。
【解決手段】本発明の比例制御弁１は、固定鉄心５、マグネット４及び磁気部材６とを同軸状に一体的に固定してなる磁気回路組立２０の円筒空間内を、コイル８の巻回された可動部材７が移動可能に配置され、その可動部材７に弁軸３９を介して弁体３８が連結されたものであって、磁気回路組立２０を一義的に位置決めする位置決め段差部１３ａが形成されたマウント部材１３と、マウント部材１３に嵌め合わせて磁気回路組立２０を内部に保持するケース１２とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円柱形状の固定鉄心の一端に設けられたフランジ部に、円筒形状のマグネットと環形状の磁気部材とを同軸状に一体的に固定してなる磁気回路組立と、コイルが巻回され、前記固定鉄心と前記マグネット及び磁気部材との間の円筒空間内に移動可能に配置される可動部材と、前記可動部材に弁軸を介して連結される弁体とを有する比例制御弁において、前記磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め段差部が形成され、前記弁体が内設される弁本体に組み付けられるマウント部材と、前記マウント部材に嵌め合わされることにより、前記磁気回路組立を内部に保持するケースとを有することを特徴とする比例制御弁。
【請求項２】 円柱形状の固定鉄心の一端に設けられたフランジ部に、円筒形状のマグネットと環形状の磁気部材とを同軸状に一体的に固定してなる磁気回路組立と、コイルが巻回され、前記固定鉄心と前記マグネット及び磁気部材との間の円筒空間内に移動可能に配置される可動部材と、前記可動部材に弁軸を介して連結される弁体とを有する比例制御弁において、前記弁体が内設される弁本体に組み付けられるマウント部材に嵌め合わされることにより、前記磁気回路組立を内部に保持するケースを有し、前記ケースは、前記磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め部が形成されたものであることを特徴とする比例制御弁。
【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載する比例制御弁において、前記フランジ部と前記ケースとの間に弾性部材を配設したものであることを特徴とする比例制御弁。
【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する比例制御弁において、前記マウント部材と前記ケースとの嵌合部の一方に凸部を形成し、他方に前記凸部に嵌合する凹部を形成したものであることを特徴とする比例制御弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外部からの電気信号により流体流量を連続的に制御する比例制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の比例制御弁は、例えば、ガス供給制御装置において燃焼室への燃料ガスの供給量を一定に制御するために使用されている。ここで、図３はガス供給配管上に設けられた比例制御弁を示す断面図である。図３に示すように、比例制御弁１００は、上半分の駆動部１０１と下半分の弁部１３０とから構成されている。
【０００３】円筒形状のマグネット１０３の上方は、円柱形状の固定鉄心１０２の一端に設けられたフランジ部１０２ａに接着固定されている。一方、マグネット１０３の下方には環形状のフロントプレート１０４が接着固定されている。これらは、同軸状に配置されて、磁気回路組立１２０を構成している。磁気回路組立１２０は、合成樹脂のモールドによって、外側が合成樹脂外皮１０５で被覆され、一体のものとして固定されている。また、フロントプレート１０４の下方には、マウント１０６とステー１０７とが重ねられて、これらを貫通するボルト１０８がフロントプレート１０４に螺合して一体化されている。
【０００４】このように各部材が同軸状に配設された駆動部１０１は、ステー１０７が弁本体１３１に固定され弁部１３０と一体になって比例制御弁を構成している。弁本体１３１内には弁口１３２が設けられ、弁口１３２には弁体１３４がバネ１３３により上方向に付勢されて押し当てられている。一方、固定鉄心１０２とマグネット１０３及びフロントプレート１０４との間の円筒空間内には、外周にコイル１０９が巻回された有底円筒形状のコイルホルダ１１０が上下方向に移動可能に配置されている。そして、弁体１３４が、弁軸１３５を介してコイルホルダ１１０の底面に形成された連結部１１０ａに連結されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような従来の比例制御弁１００では、作業者は、磁気回路組立１２０、マウント１０６及びステー１０７をボルト１０８で締め付け固定するときに、作業者は合成樹脂外皮１０５とマウント１０６とがなす隙間Ｐを等間隔にすることを目安にして位置決めしていた。そのため、その隙間Ｐが正確に等間隔になるようにマウント１０６とを配置させるのは困難であり、また磁気回路組立１２０の締め付け固定毎に確認を行っていたので作業性が悪かった。
【０００６】そして、マウント１０６に対して磁気回路組立１２０がずれて締め付けられると、そこに配置されたコイルホルダ１１０の中心軸が弁体１３４の中心軸と重ならなくなってしまい、コイルホルダ１１０の円滑な上下方向の移動が阻害されることとなる。これは、マウント１０６がステー１０７とともに弁本体１３１に対して一義的に固定されるため、そのマウント１０６に対して磁気回路組立１２０がずれてしまうと、磁気回路組立１２０の固定鉄心１０２と同軸状に配置されたコイルホルダ１１０の中心軸もずれてしまうからである。従って、そのような場合、弁体１３１に連結されたコイルホルダ１１０に偏って力が作用し、固定鉄心１０２に片当たりを起こすなどして円滑な上下方向の移動が阻害されてしまう。そして、コイルホルダ１１０が円滑に動作しなければ、比例制御弁１００による流量の制御性が低下することになる。
【０００７】そこで本発明の比例制御弁は、上記事情を鑑みて、磁気回路組立を正確に組み付けることができる比例制御弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の比例制御弁は、円柱形状の固定鉄心の一端に設けられたフランジ部に、円筒形状のマグネットと環形状の磁気部材とを同軸状に一体的に固定してなる磁気回路組立と、コイルが巻回され、前記固定鉄心と前記マグネット及び磁気部材との間の円筒空間内に移動可能に配置される可動部材と、前記可動部材に弁軸を介して連結される弁体とを有し、前記磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め段差部が形成され、前記弁体が内設される弁本体に組み付けられるマウント部材と、前記マウント部材に嵌め合わされることにより、前記磁気回路組立を内部に保持するケースとを有することを特徴とする。
【０００９】よって、本発明の比例制御弁は、マウント部材に形成された位置決め段差部に磁気回路組立を嵌め込めば、マウント部材に対して磁気回路組立が一義的に位置決めされ、ケースをマウント部材に嵌め合わせることによって、磁気回路組立はケース内においてマウントに位置決めされた状態で保持される。そのため、作業者は、磁気回路組立をマウント部材の位置決め段差部に嵌め込んで、そのマウントにケースを嵌め合わすだけで、磁気回路組立を正確に組み付けることができる。
【００１０】また、本発明の比例制御弁は、円柱形状の固定鉄心の一端に設けられたフランジ部に、円筒形状のマグネットと環形状の磁気部材とを同軸状に一体的に固定してなる磁気回路組立と、コイルが巻回され、前記固定鉄心と前記マグネット及び磁気部材との間の円筒空間内に移動可能に配置される可動部材と、前記可動部材に弁軸を介して連結される弁体とを有するものであって、前記弁体が内設される弁本体に組み付けられるマウント部材に嵌め合わされることにより、前記磁気回路組立を内部に保持するケースを有し、前記ケースは、前記磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め部が形成されたものであることを特徴とする。
【００１１】よって、本発明の比例制御弁は、ケースが磁気回路組立を内包するようにマウント部材に嵌め合わされると、磁気回路組立は、ケースの位置決め部に嵌め込まれ、ケース内においてマウントに対して位置決めされた状態で保持される。そのため、作業者は、磁気回路組立をケースの位置決め部に嵌め込むようにして当該ケースをマウントに嵌め合わすだけで、ケースを介して磁気回路組立を正確に組み付けることができる。
【００１２】また、本発明の比例制御弁は、前記フランジ部と前記ケースとの間に弾性部材を配設したものであることを特徴とする。よって、弾性部材がその弾性力によりケース内の磁気回路組立のガタを防止することができる。
【００１３】また、本発明の比例制御弁は、前記マウント部材と前記ケースとの嵌合部の一方に凸部を形成し、他方に前記凸部に嵌合する凹部を形成したものであることを特徴とする。よって、凸部が凹部に嵌め込むことにより、ケースとマウント部材とを仮組みすることができ、磁気回路組立の組み付け作業がし易くなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に本発明の比例制御弁について、その一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、ガス供給管路上に設けられた比例制御弁の断面図である。比例制御弁１は、ガス供給制御装置において、燃料ガスを燃焼室に供給する管路上に配設されている。比例制御弁１は、図１に示すように、上半分の駆動部２と下半分の弁部３とから構成されている。
【００１５】駆動部２には、円筒形状のマグネット４に対して一端にフランジ部５１を有する円柱形状の固定鉄心５が挿入されている。フランジ部５１には、マグネット４が嵌合される段差部５２が固定鉄心５と同軸状に形成され、その径はマグネット４の内径とほぼ同径である。また、マグネット４の下端面には、磁性体からなる環形状のフロントプレート６が、固定鉄心５と同軸状に固定されている。このようにマグネット４、固定鉄心５及びフロントプレート６は、全てが同軸となるように配置された状態で接着剤によって接着されて一体化し、磁気回路組立２０が構成されている。
【００１６】このような磁気回路組立２０は、マウント１３及びステー１４を介して弁本体３１に対して配置され、また、その磁気回路組立２０が直接組み付けられるマウント１３にはケース１２によって内包されて保持される。ケース１２は、一方が塞がれた円筒形状をなし、その内径がマグネット４の外径とほぼ同径に形成されている。そして、そのケース１２内には、環状に固定鉄心５のフランジ部５１の径に合わせて段形状にした位置決め部１２ａが形成されている。また、そのケース１２の開口端部内周には環状溝１２ｂが形成されている。一方、マウント１３の上端部には、フロントプレート６の外径に合わせた位置決め段差部１３ａが形成され、その上端部外周には、ケース１２の環状溝１２ｂを嵌め合わせることができる環状凸部１３ｂが形成されている。
【００１７】そこで、環状溝１２ｂと環状凸部１３ｂによってケース１２をマウント１３に嵌め合わせることで、磁気回路組立２０がケース１２に内包され、マウント１３に対して組み付けられる。その際、磁気回路組立２０は、ケース１２と固定鉄心５との間に配置されたウェーブワッシャ１５によってマウント１３側へと付勢されている。そして、組み付けられた磁気回路組立２０には、マグネット４及びフロントプレート６と固定鉄心５との間の円筒空間内に、コイル８が巻回された有底円筒形状のコイルホルダ７が移動可能に配置されている。コイル８は、リード線１０を介してマウント１３に突設された端子１１（図２参照）に接続されている。
【００１８】駆動部２と弁部３との間には、燃料ガスが駆動部２へ流入することを防止するために、ダイヤフラム３２が配設されており、ダイヤフラム３２の下方に弁室３３が形成されている。弁本体３１には、ダイヤフラム３２下面の面積よりも小さく形成された弁口３４が設けられている。弁本体３１に形成された入力ポート３５と出力ポート３６とは、弁口３４を介して連通している。弁口３４には、バネ３７により上方向に付勢された半球面上の弁体３８が押し当てられており、その弁体３８には上方に突き出る弁軸３９が形成されている。その弁軸３９の上端部は、ダイヤフラム３２を貫通して、コイルホルダ７の下方に突設された連結部７ａに連結されている。
【００１９】上記構成を有する比例制御弁１は、次のように作用する。ガス供給制御装置の電源が入れられると、燃料ガスが入力ポート３５から弁室３３に供給されて、弁体３８及びダイヤフラム３２に作用するが、ダイヤフラム３２の弁室３３側の受圧面積が弁口３４に面する弁体３８の有効断面積よりも大きいため、ダイヤフラム３２が燃料ガスに押し上げられ、それに伴って弁体３８が引き上げられて弁口３４に押し当てられる。これにより、入力ポート３５と出力ポート３６とが遮断される。
【００２０】コイル８が通電されると、コイル８に磁界が生じ、コイル８の磁界がマグネット４の磁界と相互的に作用して、コイル８による押下力が発生する。この押下力がバネ３７の付勢力及びダイヤフラム３２の押上力よりも大きくなると、コイルホルダ７が押し下げられ、同時に弁軸３９を介して弁体３８が押し下げられる。これにより、弁体３８が弁口３４から離間して、燃料ガスが入力ポート３５から出力ポート３６へと流れる。比例制御弁１では、コイル８に流れる電流の大きさを変えて、コイル８とマグネット４との間に発生する磁界の大きさを変化させることにより、弁体３８の位置を制御して弁口３４の開度を任意に調節することができる。
【００２１】しかし、弁室３３に送られる燃料ガスの流量は、常時一定であるとは限らず、入力ポート３５に流入する燃料ガスの量が増加する場合もある。この場合には、ダイヤフラム３２の受圧面積が弁口３４に面する弁体３８の有効断面積よりも大きく形成されているので、ダイヤフラム３２が燃料ガスに押し上げられ、それに伴って弁体３８が引き上げられて弁口３４の開度が縮小し、弁口３４を通過する燃料ガスの流量が抑制されて、燃料ガスの供給量が一定に制御される。また、燃料ガスの流量がダイヤフラム３２を振動させないほど僅かに増加した場合や、燃料ガスの流量が減少した場合には、コイル８に流される電流の大きさを変えて、弁口３４の開度を変化させることにより、燃料ガスの供給量を一定に制御する。
【００２２】そして、ガス供給制御装置の電源が切られると、コイル８に生じていた磁界が消磁され、弁体３８がダイヤフラム３２に作用する燃料ガスの押上力によって引き上げられて、弁口３４に押し当てられる。これにより、入力ポート３５と出力ポート３６とが遮断される。また、入力ポート３５から燃料ガスが供給されなくなり、弁体３８にダイヤフラム３２の押上力が作用しない場合には、弁体３８はバネ３７の付勢力により弁口３４に押し当てられて、入力ポート３５と出力ポート３６とが遮断される。
【００２３】ところで、燃料ガスの供給量を精度よく制御するためには、コイル８に流される電流の大きさの変化に応じて、コイルホルダ７が上下方向に円滑に移動して、弁体３８を軸線方向に移動させなければならない。そのためには、固定鉄心５と弁体３８とを同軸状に配置して、コイルホルダ７と弁体３８とを同軸状に配置する必要がある。コイルホルダ７と弁体３８とが同軸でないと、コイルホルダ７が固定鉄心５に片当たりするなどして、コイルホルダが円滑に移動できなくなるからである。そのため、本実施の形態の比例制御弁１では、前述したように駆動部２を弁本体３１に組み付ける場合、固定鉄心５が弁体３８と同軸になるように磁気回路組立２０をマウント１３に対して一義的に組み付けられるようにした。図２は駆動部の組み付け方法を示す断面図である（図１のＡ方向からの断面図である）。
【００２４】そこで、本実施の形態の比例制御弁１では、先ず磁気回路組立２０のフロントプレート６をマウント１３の位置決め段差部１３ａに嵌め込む。フロントプレート６は、位置決め段差部１３ａにほとんど隙間なく入り込んで位置決めされる。次いで、ウェーブワッシャ１５を固定鉄心５のフランジ部５１上に配置して、ケース１２を磁気回路組立２０に被せ、ケース１２の環状溝１２ｂをマウント１３の環状凸部１３ｂに嵌め込む。これによって、ケース１２とマウント１３とが仮組みされ、磁気回路組立２０がケース１２とマウント１３とに挟み込まれて保持される。このとき、ウェーブワッシャ１５によって磁気回路組立２０のガタが防止される。また、仮組みされたケース１２に対し、固定鉄心５のフランジ部５１が位置決め部１２ａににほとんど隙間なく入り込んで位置決めされる。そして、仮組みされたケース１２及びマウント１３は、共に不図示のボルトでステー１４に固定される。
【００２５】よって、磁気回路組立２０がマウント１３に対して一義的に位置決めされれば、マウント１３及びステー１４は弁本体３１に対して一義的に組み付けられるように予め設計されているので、固定鉄心５が弁体３８に対して同軸状に配置されることとなる。そして、コイルホルダ７も弁体３８に対して同軸状に配置され、円滑な上下方向の移動が確保される。
【００２６】従って、本実施の形態の比例制御弁１では、位置決め段差部１３ａをマウント１３に形成して、磁気回路組立２０をマウント１３に対して一義的に位置決めするように構成したので、固定鉄心５と弁本体３１、すなわちコイルホルダ７と弁体３８との同軸を容易に出すことができるようになった。また、ケース１２に位置決め部１２ａを形成することにより、ケース１２をマウント１３に嵌め合わせたときに、磁気回路組立２０をマウント１３に対して一義的に位置決めするように構成したので、固定鉄心５と弁本体３１、すなわちコイルホルダ７と弁体３８との正確な同軸を容易に出すことができるようになった。
【００２７】また、本実施の形態の比例制御弁１は、環状溝１２ｂに環状凸部１３ｂを嵌め込むことにより、マウント１３に対してケース１２仮組みできるようにしたので作業がし易い。また、本実施の形態の比例制御弁１は、ウェーブワッシャ１５によってケース１２内の磁気回路組立２０を押さえつけるようにしたので、磁気回路組立２０のガタつきが防止される。
【００２８】尚、本発明の比例制御弁は、上記実施の形態に拘束されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、本実施の形態の比例制御弁１は、ケース１２の位置決め部１２ａとマウント１３の位置決め段差部１３ａとの両方を備えているが、いずれか一方が備わっていれば磁気回路組立を正確に組み付けることが可能である。また例えば、本実施の形態の比例制御弁１は、ガス供給制御装置において燃料ガスの供給量を調節する比例制御弁１に具体化したが、これに限られるものではなく、それ以外の用途の電磁弁に具体化してもよい。また、本実施の形態の比例制御弁に限定されずに、ケース１２の位置決め部１２ａや、マウント１３の位置決め段差部１３ａを連続的にではなく断続的に設けてもよいし、また、ウェーブワッシャ１５に換えてゴム等を使用してもよい。更に、ケース１２に等間隔に凹部を形成し、マウント１３に凹部と同数の凸部を等間隔に形成してもよいし、またケースに凸部を形成し、マウントに凹部を形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め段差部を形成したマウント部材と、そのマウント部材に嵌め合わすことにより磁気回路組立を内部に保持するケースとを有する構成としたので、磁気回路組立を正確に組み付けることができる比例制御弁を提供することが可能となった。また、本発明弁は、弁体が内設される弁本体に組み付けられるマウント部材に嵌め合わすことにより磁気回路組立を内部に保持するケース、磁気回路組立を一義的に位置決めする位置決め部を備えるものとしたので、磁気回路組立を正確に組み付けることができる比例制御弁を提供することが可能となった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０６７６０
【氏名又は名称】シーケーディ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月６日（１９９９．５．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７００９
【弁理士】
【氏名又は名称】富澤 孝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０７１８（Ｐ２０００−３２０７１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１２５５３７ |
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