(57)【要約】【課題】小流量域で流量を精度良く制御することができ、しかもそのうえで大流量域でも流量を制御することができる流量制御弁を提供する。【解決手段】流量制御弁１は、流入ポート３および流出ポート４を設け、両ポート間に弁孔６および弁座８を設けたボディ２と、弁座８に接離可能に着座する弁体９と、弁体９を保持し、弁体９と共にボディ２内で変位可能とされたスプリングカバー１０と、弁体９が弁座８に着座する方向にスプリングカバー１０を弾性付勢するスプリング１１と、スプリングカバー１０に設けられたオリフィス孔１３と、オリフィス孔１３の開口周縁部に設けられたオリフィス弁座１４と、オリフィス孔１３に差し込まれるニードル弁体１５と、ニードル弁体１５を変位させる作動ロッド１６と、を備えている。【選択図】図１
2020041606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入ポートおよび流出ポートを設け、前記両ポート間に弁孔および弁座を設けたボディと、
前記弁座に接離可能に着座する弁体と、
前記弁体を保持し、前記弁体と共に前記ボディ内で変位可能とされたスプリングカバーと、
前記弁体が前記弁座に着座する方向に前記スプリングカバーを弾性付勢するスプリングと、
前記スプリングカバーに設けられたオリフィス孔と、
前記オリフィス孔の開口周縁部に設けられたオリフィス弁座と、
前記オリフィス孔に差し込まれるニードル弁体と、
前記ニードル弁体を変位させる作動ロッドと、を備え、
初動時、前記弁体は前記弁座に着座しており、前記オリフィス孔内に所定の流路断面積を有するオリフィス流路が形成され、
前記作動ロッドが作動して前記ニードル弁体が前記オリフィス孔に深く差し込まれたとき、前記オリフィス流路の流路断面積が減少し、
前記作動ロッドが更に作動して前記ニードル弁体が前記オリフィス弁座に着座したとき、前記オリフィス流路が閉塞され、
前記作動ロッドが更に作動して前記ニードル弁体が前記スプリングカバーを押圧し変位させたとき、前記弁体が前記弁座から離れて前記弁体および前記弁座間の流体流路が開放されることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
請求項１記載の流量制御弁において、
前記ニードル弁体は、前記オリフィス孔の内径よりも小径の先端部と、前記先端部から径寸法が徐々に拡大する形状のテーパー部と、前記オリフィス弁座に着座し、前記スプリングカバーを押圧し変位させる後端部とを有することを特徴とする流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体の流量を制御する流量制御弁として、図６に示す流量制御弁５１が知られている。
【０００３】
すなわちこの流量制御弁５１は、流入ポート５３および流出ポート５４を設けるとともに両ポート５３，５４間にオリフィス孔５５を設けたボディ５２と、オリフィス孔５５に差し込まれるニードル弁体５６と、ニードル弁体５６を変位させる作動ロッド５７と、を備え、作動ロッド５７の作動によりニードル弁体５６を変位させ、オリフィス孔５５における流路断面積を変化させることで、流量を制御する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４２３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の流量制御弁５１は、先端を先細のテーパー面状としたニードル弁体５６を変位させることで流量を制御するため、小流量域で流量を精度良く制御することが可能とされている。
【０００６】
しかしながらその反面、弁の機能が、上記したように小流量域で流量を精度良く制御することに特化されているため、小流量域で流量を精度良く制御したうえで、大流量域でも流量を制御したい、との要望に応えることができない不都合がある。
【０００７】
本発明は、小流量域で流量を精度良く制御することができ、しかもそのうえで大流量域でも流量を制御することができる流量制御弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の流量制御弁は、流入ポートおよび流出ポートを設け、前記両ポート間に弁孔および弁座を設けたボディと、前記弁座に接離可能に着座する弁体と、前記弁体を保持し、前記弁体と共に前記ボディ内で変位可能とされたスプリングカバーと、前記弁体が前記弁座に着座する方向に前記スプリングカバーを弾性付勢するスプリングと、前記スプリングカバーに設けられたオリフィス孔と、前記オリフィス孔の開口周縁部に設けられたオリフィス弁座と、前記オリフィス孔に差し込まれるニードル弁体と、前記ニードル弁体を変位させる作動ロッドと、を備え、初動時、前記弁体は前記弁座に着座しており、前記オリフィス孔内に所定の流路断面積を有するオリフィス流路が形成され、前記作動ロッドが作動して前記ニードル弁体が前記オリフィス孔に深く差し込まれたとき、前記オリフィス流路の流路断面積が減少し、前記作動ロッドが更に作動して前記ニードル弁体が前記オリフィス弁座に着座したとき、前記オリフィス流路が閉塞され、前記作動ロッドが更に作動して前記ニードル弁体が前記スプリングカバーを押圧し変位させたとき、前記弁体が前記弁座から離れて前記弁体および前記弁座間の流体流路が開放されることを特徴とする。
【０００９】
また、実施の態様として、上記記載の流量制御弁において、前記ニードル弁体は、前記オリフィス孔の内径よりも小径の先端部と、前記先端部から径寸法が徐々に拡大する形状のテーパー部と、前記オリフィス弁座に着座し、前記スプリングカバーを押圧し変位させる後端部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成を備える本発明の流量制御弁では、オリフィス孔に対しニードル弁体を変位させることにより小流量域で流量を精度良く制御することが可能とされ、スプリングカバーの変位に伴って弁体および弁座間の流体流路を開放することにより大流量域でも流量を制御することが可能とされる。したがって流量制御弁に、小流量域で流量を精度良く制御する機能と、大流量域でも流量を制御する機能とを双方共に持たせることが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る流量制御弁の要部断面図
【図２】同流量制御弁の作動状態を示す要部断面図
【図３】同流量制御弁の作動状態を示す要部断面図
【図４】同流量制御弁の作動状態を示す要部断面図
【図５】同流量制御弁の作動特性を示すグラフ図
【図６】背景技術に係る流量制御弁の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、実施の形態に係る流量制御弁１を示している。流量制御弁１は、以下のように構成されている。
【００１３】
すなわち流量制御弁１は、流体の流入ポート３および流出ポート４を設けた密閉構造のボディ（弁ボディ）２を備え、このボディ２の内部であって両ポート３，４間に仕切り壁５が設けられ、仕切り壁５に弁孔６が設けられ、弁孔６の周縁部であって流入ポート３に通じる弁室７側に弁座８が設けられている。
【００１４】
弁室７内に位置して、弁座８に接離可能に着座する弁体９が設けられ、弁体９はスプリングカバー１０に保持されて、スプリングカバー１０とともに弁室７内で変位する。
【００１５】
スプリングカバー１０およびボディ２間に復帰バネとしてのスプリング１１が介装され、スプリング１１は、弁体９が弁座８に着座する方向にスプリングカバー１０を弾性付勢している。この弾性付勢により弁体９は弁座８に着座しており、よってここに常時閉型の内部弁１２が設けられている。
【００１６】
スプリングカバー１０に、所定の内径寸法を備える円筒面状のオリフィス孔１３が設けられ、このオリフィス孔１３の弁孔６側の開口周縁部にオリフィス弁座１４が設けられている。
【００１７】
また、オリフィス孔１３に弁孔６側からニードル弁体１５が差し込まれ、ニードル弁体１５は作動ロッド１６に保持されて、作動ロッド１６の作動にしたがって変位する。作動ロッド１６は、図示しない駆動源に接続される。ニードル弁体１５と作動ロッド１６は一体に形成されていても良い。
【００１８】
ニードル弁体１５は、オリフィス孔１３の内径よりも小径の円筒面状に形成された先端部１５ａと、先端部１５ａから径寸法が徐々に拡大する形状に形成されたテーパー部１５ｂと、オリフィス弁座１４に着座可能とされるとともに着座時にスプリングカバー１０を押圧し変位させることが可能な段差状に形成された後端部（オリフィス弁体部）１５ｃとを一体に有している。
【００１９】
上記構成の流量制御弁１は、以下のように作動する。
【００２０】
図１は、流量制御弁１の初動時の状態を示している。この初動時、弁体９は弁座８に着座しており、よって内部弁１２は閉弁している。また、ニードル弁体１５の先端部１５ａがオリフィス孔１３内に位置しており、よって先端部１５ａとオリフィス孔１３内面との間に所定の流路断面積を有するオリフィス流路１７が形成されている。したがってこのオリフィス流路１７を経由して流体が流入ポート３から流出ポート４へ流通する。初動時であるので図５のグラフ図では、グラフ横軸のストローク量が零とされ、このときの流量がポイントＰ１にて示されている。
【００２１】
上記初動時の状態から、作動ロッド１６が一方向へ作動してニードル弁体１５が弁室７側へストロークすると、図２に示すようにニードル弁体１５がオリフィス孔１３に深く差し込まれてニードル弁体１５のテーパー部１５ｂがオリフィス孔１３内に位置する。したがってオリフィス流路１７の流路断面積が徐々に減少し、流量も徐々に減少する（図５のグラフ図におけるポイントＰ２）。
【００２２】
ついで、作動ロッド１６が更に一方向へ作動してニードル弁体１５が更に弁室７側へストロークすると、図３に示すようにニードル弁体１５の後端部１５ｃがオリフィス弁座１４に接触し着座する。したがってオリフィス流路１７が閉塞され、流量が一旦、零となる（図５のグラフ図におけるポイントＰ３）。
【００２３】
ついで、作動ロッド１６が更に一方向へ作動してニードル弁体１５が更に弁室７側へストロークすると、図４に示すようにニードル弁体１５の後端部１５ｃがスプリングカバー１０を押圧して変位させる。したがって弁体９が弁座８から離れ、内部弁１２が開弁し、弁体９および弁座８間の流体流路（外側流路）１８が開放され、この流体流路１８を経由して流体が流入ポート３から流出ポート４へ流通する。このときの作動は、内部弁１２がニードル弁構造ではなくリフト弁構造とされているため、流量が大流量とされる。またニードル弁体１５のストローク量に応じて弁体９のストローク量が増大し、流体流路１８の流路断面積が増大するので、ニードル弁体１５のストローク量に応じて流量が増大することになる（図５のグラフ図におけるポイントＰ３〜ポイントＰ４）。
【００２４】
上記構成の流量制御弁１では、初動時の状態からオリフィス流路１７が閉塞されて流量が一旦、零となる状態までの領域（図５のグラフ図におけるポイントＰ１〜ポイントＰ３）が小流量域とされ、それ以降の領域（図５のグラフ図におけるポイントＰ３〜ポイントＰ４）が大流量域とされる。
【００２５】
したがって、小流量域ではニードル弁構造が作動するため、小流量域で流量を精度良く制御することができ、大流量域ではリフト弁構造が作動するため、大流量域でも流量を制御することができる流量制御弁１を提供することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  流量制御弁
２  ボディ
３  流入ポート
４  流出ポート
５  仕切り壁
６  弁孔
７  弁室
８  弁座
９  弁体
１０  スプリングカバー
１１  スプリング
１２  内部弁
１３  オリフィス孔
１４  オリフィス弁座
１５  ニードル弁体
１５ａ  先端部
１５ｂ  テーパー部
１５ｃ  後端部
１６  作動ロッド
１７  オリフィス流路
１８  流体流路
【図１】
2020041606.tif 000003
【図２】
2020041606.tif 000004
【図３】
2020041606.tif 000005
【図４】
2020041606.tif 000006
【図５】
2020041606.tif 000007
【図６】
2020041606.tif 000008