(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ部により駆動される弁機構部を設け、前記アクチュエータ部は固定鉄芯にソレノイドを外装した駆動機構により前記弁機構部に向かい軸方向駆動される軸部材としてプッシュピンを軸方向移動可能に保持したプランジャを設け、前記弁機構部は流体の流通を許容・停止する電磁弁から流体の吐出口に至る流体通路を形成する流体チューブの途中に介装されるボディを設け、このボディには前記電磁弁側の流体チューブが接続される入口ポートを設けるとともに前記吐出口側の流体チューブが接続される出口ポートを設け、これら入口ポート及び出口ポートに連通する中間路に連通路により連通されるとともにダイヤフラムにより区画される容積変化室を設け、前記中間路を挟んで前記アクチュエータ部側に前記軸部材の軸方向と交差する方向に指向する第１ガイド溝を設け、この第１ガイド溝に前記軸部材であるプランジャの軸方向に移動可能に第１シフトプレートを内蔵して設け、この第１シフトプレートの前記アクチュエータ部側の中央部位に前記軸部材を構成するプッシュピンの端部を当接させて設け、前記中間路を挟んで前記第１ガイド溝と反対側に前記第１ガイド溝と平行する第２ガイド溝を設け、この第２ガイド溝に前記軸部材であるプランジャの軸方向に移動可能に第２シフトプレートを内蔵して設け、この第２シフトプレートの前記中間路側の中央部位に前記ダイヤフラムを取付けて設けるとともにこの第２シフトプレートの前記中間路と反対側にスプリングを弾性付勢して設け、前記第１シフトプレートの前記中間路側の両端部位に夫々一端側を当接されるとともに前記第２シフトプレートの前記中間路側の両端部位に夫々他端側を当接される２本のシフトピンを設け、前記電磁弁により流体の流通を許容する場合に、前記駆動機構を構成するソレノイドを非励磁状態にされ、前記スプリングによりダイヤフラムを中間路に近接する方向に移動され、前記容積変化室の容積を定常状態の容積に設定し、前記電磁弁により流体の流通を停止する場合に、前記駆動機構を構成するソレノイドを励磁状態にされ、前記軸部材を構成するプランジャを弁機構部に向い軸方向駆動し、前記プランジャのプッシュピンにより第１シフトプレートと第２シフトプレートと２本のシフトピンとを介してダイヤフラムを中間路から離間する方向に移動され、前記容積変化室の容積を増大させることを特徴とする容積変化弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は容積変化弁に係り、特に、流体の流通を許容・停止する電磁弁により流体の流通を停止した際に流体チューブの吐出口からの流体の垂れを防止し得る容積変化弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の技術においては、製品の製造や物質の化学分析等に様々な流体を使用しており、このような流体を制御する装置が各種提案されている。流体を制御する装置には、要求量に応じた流体の供給を制御するために各種の弁を設けている。
【０００３】
流量を制御する弁には、流体の流通をソレノイドを利用して許容・停止する弁や、流体の流通を比例ソレノイドを利用して比例的に制御する弁等、モータを利用して制御する弁等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流体の流通を許容・停止する電磁弁により流体の流通を停止した場合には、電磁弁から吐出口に至る流体通路を形成する流体チューブ内の流体が吐出口から垂れる問題がある。
【０００５】
これは、流体の吐出口に向かう慣性や、電磁弁の停止動作による流体の吐出口への押進力等によって生じる。
【０００６】
このため、流体の垂れを生じた場合には、要求量の流体の供給が損なわれ、製品の製造や物質の定量分析が正確に行われなくなる不都合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、アクチュエータ部により駆動される弁機構部を設け、前記アクチュエータ部は固定鉄芯にソレノイドを外装した駆動機構により前記弁機構部に向かい軸方向駆動される軸部材としてプッシュピンを軸方向移動可能に保持したプランジャを設け、前記弁機構部は流体の流通を許容・停止する電磁弁から流体の吐出口に至る流体通路を形成する流体チューブの途中に介装されるボディを設け、このボディには前記電磁弁側の流体チューブが接続される入口ポートを設けるとともに前記吐出口側の流体チューブが接続される出口ポートを設け、これら入口ポート及び出口ポートに連通する中間路に連通路により連通されるとともにダイヤフラムにより区画される容積変化室を設け、前記中間路を挟んで前記アクチュエータ部側に前記軸部材の軸方向と交差する方向に指向する第１ガイド溝を設け、この第１ガイド溝に前記軸部材であるプランジャの軸方向に移動可能に第１シフトプレートを内蔵して設け、この第１シフトプレートの前記アクチュエータ部側の中央部位に前記軸部材を構成するプッシュピンの端部を当接させて設け、前記中間路を挟んで前記第１ガイド溝と反対側に前記第１ガイド溝と平行する第２ガイド溝を設け、この第２ガイド溝に前記軸部材であるプランジャの軸方向に移動可能に第２シフトプレートを内蔵して設け、この第２シフトプレートの前記中間路側の中央部位に前記ダイヤフラムを取付けて設けるとともにこの第２シフトプレートの前記中間路と反対側にスプリングを弾性付勢して設け、前記第１シフトプレートの前記中間路側の両端部位に夫々一端側を当接されるとともに前記第２シフトプレートの前記中間路側の両端部位に夫々他端側を当接される２本のシフトピンを設け、前記電磁弁により流体の流通を許容する場合に、前記駆動機構を構成するソレノイドを非励磁状態にされ、前記スプリングによりダイヤフラムを中間路に近接する方向に移動され、前記容積変化室の容積を定常状態の容積に設定し、前記電磁弁により流体の流通を停止する場合に、前記駆動機構を構成するソレノイドを励磁状態にされ、前記軸部材を構成するプランジャを弁機構部に向い軸方向駆動し、前記プランジャのプッシュピンにより第１シフトプレートと第２シフトプレートと２本のシフトピンとを介してダイヤフラムを中間路から離間する方向に移動され、前記容積変化室の容積を増大させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の容積変化弁は、流体制御装置の流体の流通を許容・停止する電磁弁から吐出口に至る流体チューブの途中に介装され、前記電磁弁により流体の流通を許容する場合に、駆動機構を構成するソレノイドを非励磁状態にされ、スプリングによりダイヤフラムを中間路に近接する方向に移動させ、容積変化室の容積を定常状態の容積に設定し、前記電磁弁により流体を停止する場合に、アクチュエータ部の駆動機構を構成するソレノイドを励磁状態にされ、軸部材を構成するプランジャを弁機構部に向い軸方向駆動し、プランジャのプッシュピンにより弁機構部の第１シフトプレートと第２シフトプレートと２本のシフトピンとを介してダイヤフラムを中間路から離間する方向に移動させることにより、中間路に連通される容積変化室の容積を増大させ、中間路により連通される流体通路の容積を増大させる。これにより、容積変化弁は、電磁弁による流体の停止時に、流体通路の容積を増大させ得て、流体の吐出口に向かう慣性や電磁弁の停止動作による流体の吐出口への押進力を相殺することができる。
【０００９】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
【００１０】
図１・図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、２は流体制御装置、４は制御部、６は電磁弁、８は流体チューブ、１０は容積変化弁である。流体制御装置２は、制御部４により電磁弁６を動作制御し、流体チューブ８内の流体の流通を許容・停止する。
【００１１】
前記電磁弁６は、アクチュエータ部１２と弁機構部１４とからなる。前記アクチュエータ部１２は、固定鉄芯１６にソレノイド１８を外装して設け、このソレノイド１８により弁機構部１４に向い軸方向駆動されるプランジャ２０を設け、このプランジャ２０にプッシュピン２２の一端側の端部を取付けて固定鉄芯１６の挿通孔２４に挿通させている。前記ソレノイド１８は、電路Ｗにより制御部４に接続される。
【００１２】
前記弁機構部１４は、固定鉄芯１６に取付けられるボディ２６に入口ポート２８及び出口ポート３０を設けている。入口ポート２８には、図示しない流体供給源を接続する。出口ポート３０には、流体チューブ８の一端側を接続している。流体チューブ８は、他端側に吐出口３２を設け、流体通路３４を形成している。
【００１３】
前記弁機構部１４は、入口ポート２８及び出口ポート３０を連通する通路３６を設け、この通路３６を開閉するダイヤフラム３８をシフトプレート４０に取付けて設け、このシフトプレート４０を前記プッシュピン２２側に押圧するスプリング４２を設け、シフトプレート４０に前記プッシュピン２２の他端側を当接させている。
【００１４】
前記電磁弁６は、制御部４によりソレノイド１８を非励磁状態にされると、スプリング４２によりダイヤフラム３８を通路３６から離間する方向に移動させて通路３６を開放し、流体の流通を許容する。また、電磁弁６は、制御部４によりソレノイド１８を励磁状態にされると、プランジャ２０のプッシュピン２２によりシフトプレート４０を介してダイヤフラム３８を連通路３６に接近する方向に移動させて通路３６を閉鎖し、流体の流通を停止する。
【００１５】
前記容積変化弁１０は、流体の流通を許容・停止する電磁弁６から流体の吐出口３２に至る流体通路３４を形成する流体チューブ８の途中に介装される。容積変化弁１０は、アクチュエータ部４２を設けるとともにこのアクチュエータ部４２により駆動される弁機構部４４を設けている。
【００１６】
前記アクチュエータ部４２は、図２に示す如く、ハウジング４６内に駆動機構として固定鉄芯４８にソレノイド５０を外装して設け、このソレノイド５０内に軸部材としてのプランジャ５２を軸方向移動可能に保持している。ソレノイド５０は、電路Ｗにより前記制御部４に接続されている。プランジャ５２は、ソレノイド５０により弁機構部４４に向い軸方向駆動される。
【００１７】
プランジャ５２は、保持孔５４を設けて中空筒形状に形成され、一端側を磁気コア５６に軸方向移動可能に支持されている。磁気コア５６は、クリップ５８によりハウジング４６に固定されている。プランジャ５２の保持孔５４には、プッシュピン６０の大径部６２を軸方向移動可能に保持している。プッシュピン６０の小径部６４は、固定鉄芯４８の挿通孔６６に軸方向移動可能に保持される。
【００１８】
プッシュピン６０は、大径部６２の一端側をプランジャ５２の保持孔５４にネジ機構６８により回転可能に設けられている。プランジャ５２及びプッシュピン６０は、プッシュピン６０を回転させるとネジ機構６８により相対移動され、プランジャ５２と固定鉄芯４８との隙間Ｓが増減される。これにより、プランジャ５２は、ストロークを調整することができる。
【００１９】
前記弁機構部４４は、流体の流通を許容・停止する電磁弁６から流体の吐出口３２に至る流体通路３４を形成する流体チューブ８の途中に介装されるボディ７０を設けている。したがって、流体チューブ８は、電磁弁６側の流体チューブ８−１と吐出口３２側の流体チューブ８−２とに分割されている。
【００２０】
前記ボディ７０は、アクチュエータ部４２の固定鉄芯４８に取付けられる。ボディ７０には、電磁弁６側の流体チューブ８−１が接続される入口ポート７２を設けるとともに、吐出口３２側の流体チューブ８−２が接続される出口ポート７４を設けている。これら入口ポート７２及び出口ポート７４は、中間路７６により連通されている。
【００２１】
この中間路７６のアクチュエータ部４２と反対側には、中間路７６に連通路７８により連通される窪所８０を設けている。前記ボディ７０には、この窪所８０を覆うようにダイヤフラム８２の周囲をダイヤフラム押え８４により取付けて、容積変化室８６を区画して設けている。
【００２２】
前記ボディ７０には、前記中間路７６を挟んでアクチュエータ部４２側に、軸部材であるプランジャ５２の軸方向と交差する方向に指向する第１ガイド溝８８を窪ませて設けている。この第１ガイド溝８８には、プランジャ５２の軸方向に移動可能に細長い板形状の第１シフトプレート９０を内蔵して設けている。この第１シフトプレート９０には、アクチュエータ４２側の中央部位に軸部材を構成するプッシュピン６０の小径部６４の端部を当接させて設けている。
【００２３】
また、ボディ７０に取付けられるダイヤフラム押え８４は、中間路７６を挟んで第１ガイド溝８８と反対側に、軸部材たるプランジャ５２の軸方向と交差する方向に指向するとともに第１ガイド溝８８と平行する第２ガイド溝９２を窪ませて設けている。この第２ガイド溝９２には、プランジャ５２の軸方向に移動可能に細長い板形状の第２シフトプレート９４を内蔵して設けている。
【００２４】
第２シフトプレート９４には、中間路７６側の中央部位に前記ダイヤフラム８２の中心部位を取付けて設けるとともに、中間路７６と反対側にスプリング９６を弾性付勢して設けている。スプリング９６は、一端側を第２シフトプレート９４に弾性支持して設けるとともに他端側をボディ７０とともに固定鉄芯４８に取付けられるベース９８の支持孔１００に支持して設け、第２シフトプレート９４を中間路７６側に弾性付勢している。
【００２５】
前記ボディ７０及びダイヤフラム押え８４には、第１ガイド溝８８の長手方向の両端部位と第２ガイド溝９２の長手方向の両端部位とを夫々連通する嵌挿孔１０２・１０２を設けている。これら２つの嵌挿孔１０２・１０２には、夫々シフトピン１０４・１０４が軸方向移動可能に嵌挿される。シフトピン１０４・１０４は、夫々両端が第１ガイド溝８８及び第２ガイド溝９２の両端部位からわずかに突出される長さに形成される。
【００２６】
２本のシフトピン１０４・１０４は、第１シフトプレート９０の中間路７６側の両端部位に夫々一端側を当接されるとともに、嵌挿孔１０２・１０２に嵌挿されて第２シフトプレート９４の中間路７６側の両端部位に夫々他端側を当接される。
【００２７】
この容積変化弁１０は、制御部４によって、電磁弁６により流体の流通を許容する場合にソレノイド５０を非励磁状態にされ、スプリング９６によりダイヤフラム８２を中間路７６に近接する方向に移動され、容積変化室８６の容積を定常状態の容積に設定する。
【００２８】
また、容積変化弁１０は、制御部４によって、電磁弁６により流体の流通を停止する場合にソレノイド５０を励磁状態にされ、プランジャ５２のプッシュピン６０により第１シフトプレート９０と第２シフトプレート９４と２本のシフトピン１０４・１０４とを介してダイヤフラム８２を中間路７６から離間する方向に移動され、容積変化室８６の容積を増大させる。
【００２９】
次に作用を説明する。
【００３０】
流体制御装置２は、制御部４により電磁弁６を動作制御し、流体チューブ８内の流体の流通を許容・停止する。
【００３１】
電磁弁６は、制御部４によりソレノイド１８を非励磁状態にされると、スプリング４２によりダイヤフラム３８を通路３６から離間する方向に移動させ、通路３６を開放する。流体は、流通を許容されて流体チューブ８内の流体通路３４を流れ、吐出口３２から吐出される。
【００３２】
また、電磁弁６は、制御部４によりソレノイド１８を励磁状態にされると、プランジャ２０のプッシュピン２２によりシフトプレート４０を介してダイヤフラム３８を連通路３６に接近する方向に移動させ、通路３６を閉鎖する。流体は、流通を停止されて流体チューブ８内の流体通路３４を流れず、吐出口３２からの吐出を停止される。
【００３３】
このとき、流体通路３４の流体は、吐出口３２に向かう慣性や、電磁弁６のダイヤフラム３８が連通路３６に接近する停止動作による流体の吐出口３２側への押進力等によって、電磁弁６が停止動作しているにもかかわらず、吐出口３２に向かって動いてしまい、吐出口３２から垂れようとする。
【００３４】
流体チューブ８に介装された容積変化弁１０は、制御部４によって、電磁弁６により流体の流通を許容する場合にソレノイド５０を非励磁状態にされ、スプリング９６によりダイヤフラム８２を中間路７６に近接する方向に移動され、容積変化室８６の容積を定常状態の容積に設定する。
【００３５】
これにより、流体チューブ８内の吐出口３２に至る流体通路３４は、容積を一定に保持され、流体を吐出口３２から吐出させる。
【００３６】
また、容積変化弁１０は、制御部４によって、電磁弁６により流体の流通を停止する場合にソレノイド１８を励磁状態にされ、プランジャ５２のプッシュピン６０により第１シフトプレート９０と第２シフトプレート９４と２本のシフトピン１０４・１０４とを介してダイヤフラム８２を中間路７６から離間する方向に移動され、容積変化室８６の容積を増大させる。
【００３７】
これにより、中間路７４及び連通路７８を介して容積変化室８６の連通される流体チューブ８内の流体通路３４は、容積を増大されることにより、流体チューブ８内の流体が容積変化室８６内に引込まれ、流体の吐出口３２に向かう慣性や電磁弁６の停止動作による流体の吐出口３２への押進力を相殺することができる。
【００３８】
このため、この容積変化弁１０は、流体の流通を許容・停止する電磁弁６により流体の流通を停止した際に、流体チューブ８の吐出口３２から流体が垂れることを防止できる。この結果、この容積可変弁１０は、流体の垂れの防止により、流体制御装置２による要求量の流体の供給が損なわれる不都合を解消することができ、製品の製造や物質の定量分析が正確に行われなくなる不都合を解消することができる。
【００３９】
なお、容積変化室８６の容積は、プランジャ５２に対してプッシュピン６０を回転させてネジ機構６８により相対移動させ、プランジャ５２と磁気コア５６との隙間Ｓを増減させることにより、増大される容積を変更することができる。これにより、流体チューブ８内の電磁弁６から吐出口３２に至る流体通路３４の容積に応じて、容積変化室８６の増大される容積を所望に設定することができ、異なる長さの流体チューブ８に容易に対応することができる。
【００４０】
また、この実施例においては、容積変化弁１０のアクチュエータ部４２の駆動機構としてソレノイド５０を例示したが、モータや空気圧シリンダ・油圧シリンダ等とすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
このように、この発明によれば、容積変化弁は、電磁弁による流体の停止時に流体の吐出口に至る流体通路の容積を増大させ、流体の吐出口に向かう慣性や電磁弁の停止動作による流体の吐出口への押進力を相殺することができる。
【００４２】
このため、この容積変化弁は、流体の流通を許容・停止する電磁弁により流体の流通を停止した際に、流体チューブの吐出口からの流体が垂れることを防止でき、要求量の流体の供給が損なわれる不都合や製品の製造や物質の定量分析が正確に行われなくなる不都合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す容積変化弁の使用状態の断面図である。
【図２】容積変化弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
２  流体制御装置
４  制御部
６  電磁弁
８  流体チューブ
１０  容積変化弁
１２  アクチュエータ部
１４  弁機構部
３２  吐出口
３４  流体通路
４２  アクチュエータ部
４４  弁機構部
４８  固定鉄芯
５０  ソレノイド
５２  プランジャ
６０  プッシュピン
７０  ボディ
７２  入口ポート
７４  出口ポート
７６  中間路
８２  ダイヤフラム
８４  ダイヤフラム押え
８６  容積変化室
８８  第１ガイド溝
９０  第１シフトプレート
９２  第２ガイド溝
９４  第２シフトプレート
９６  スプリング
９８  ベース
１０２・１０２  嵌挿孔
１０４・１０４  シフトピン
【図１】
0003606956.tif 000002
【図２】
0003606956.tif 000003