(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブシャフトによって回転する弁体を具えてバルブ本体に設けられた円形の流体通路を開閉させる制御弁において、
前記弁体にヒータを具え、該弁体がテフロン（登録商標）製の弁板を有し、前記ヒータの加熱によって膨張するものであり、
前記ヒータにかける電圧によって前記弁体の熱膨張の程度を調整することにより、前記流体通路の隙間を調整することを特徴とする、
制御弁。
【請求項２】
前記バルブシャフトの内部に前記ヒータが具えられ、前記弁体が、前記テフロン（登録商標）製の弁板と、前記バルブシャフトと弁板とを挟持する一対の金属製の弁板固定板とからなる、請求項１の制御弁。
【請求項３】
前記弁体が、前記流体通路が閉じた状態において流体の流れ方向に収斂するテーパ面又は曲面を有する、請求項１又は請求項２の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブ本体（ベース）の円形流体通路に設けられた弁体を回動させてその流体通路を開閉させる制御弁（通常、「バタフライ弁」と呼ばれる。）の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のこの種の制御弁を示す。
この制御弁６０は、円形の流体通路６３を具えたバルブ本体（ベース）６４と、流体通路６３に適合する円板状の弁体７０とを有してなる。弁体７０は、バルブ本体６４を貫通するバルブシャフト６２に固定され、バルブシャフト６２はモータ６６に連結されている。モータにより弁体７０が回動して、円形の流体通路６３が開閉される。
従来の制御弁６０には、弁体７０の外周にゴム製のＯリングを設け、閉状態でのシャットオフ機能を重視したタイプのものと、Ｏリングを設けずに操作性及び制御機能を重視したタイプのものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、閉状態でのシャットオフ機能を重視した制御弁は、弁体７０を閉じる際に、弁体７０の外周に設けたＯリングが流体通路６３に対して摺動するため、摩擦粉が発生して液体に混入するという問題がある。一方、Ｏリングを設けていない制御弁では、バルブ本体６４の内周と弁体７０が接触しないように、あらかじめ流体通路６３と弁体７０の間に多少の隙間を設けてあるため、全閉時にも流体が漏れやすく、微少流量の制御は困難であるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バルブシャフトによって回転する弁体を具えてバルブ本体に設けられた円形の流体通路を開閉させる制御弁において、
前記弁体にヒータを具え、該弁体がテフロン（登録商標）製の弁板を有し、前記ヒータの加熱によって膨張するものであり、
前記ヒータにかける電圧によって前記弁体の熱膨張の程度を調整することにより、前記流体通路の隙間を調整することを特徴とする制御弁によって、前記の課題を解決した。
本発明の代表的実施形態は、前記バルブシャフトの内部に前記ヒータが具えられ、前記弁体が、前記テフロン（登録商標）製の弁板と、前記バルブシャフトと弁板とを挟持する一対の金属製の弁板固定板からなるものである。
なお、前記弁体が、前記流体通路が閉じた状態において流体の流れ方向に収斂するテーパ面又は曲面を有するものであると、弁体の回動によって流体通路の有効面積が大きく変化することを防止し、より細かい流量の制御をすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の制御弁１０の要部を断面で示した正面図である。
この制御弁１０は、断面形状が円形の流体通路１３を具えたバルブ本体（ベース）１４と、この流体通路１３に適合する略円板状の弁体２０とを有している。  この制御弁１０は、弁体２０の一部を除き、全体としてステンレス（ＳＵＳ）等の金属で構成されている。
【０００６】
弁体２０は、バルブ本体１４に軸支されたバルブシャフト１２に固定され、バルブシャフト１２はモータ１６に連結されている。モータ１６の作動により、弁体２０が回動すると、断面形状が円形の流体通路１３が開閉される。
制御弁１０には、弁体２０の回動時に流体通路１３と弁体２０との摺動摩擦によって弁体２０の回動機能を妨げないように、バルブが全閉状態のときにも、流体通路１３と弁体２０の間に微少な隙間が形成されている。
【０００７】
図２は、バルブシャフト１２と弁体２０の分離した状態の斜視図である。
バルブ本体１４の流体通路１３に適合した径を具えた円板状の弁板２０ａには、バルブシャフト１２を受け入れるための直径方向に延びる切欠２０ｅと、弁板２０ａの両側面を挟持する弁板固定板２０ｂ，２０ｃを受け入れる円形の凹部２０ｆ，２０ｇとが形成されている。
一方の弁板固定板２０ｂには、弁板２０ａと同様に、バルブシャフト１２を受け入れるための径方向に延びる切欠２０ｈが設けられているが、もう一方の弁板固定板２０ｃには、このような切欠は設けられていない。
【０００８】
図３は、図１の３−３線断面図である。
弁板２０ａは、切欠２０ｅにバルブシャフト１２を受け入れ、側面の凹部２０ｆ，２０ｇに、それぞれ、弁板固定板２０ｂ及び弁板固定板２０ｃを受け入れた状態で、４つの固定ねじ２０ｄによって固定されている。
弁体２０において、弁板２０ａはテフロン（登録商標）製であり、それ以外はステンレス等の金属製である。なお、弁板２０ａ以外の構成の材質としては、ステンレスに限定されるわけではないが、ステンレスは軽量で、しかも耐腐食性であるので、腐食性のガスの流量を制御するような場合に、好適である。
【０００９】
図４は、バルブシャフト１２の縦断面図である。
この円筒形状のバルブシャフト１２の中空内部には、リード線３１を介してヒータ３０が具えられている。ヒータ３０としては、ニクロム線式、タングステン線式のような、適宜の電熱器を使用することができる。
【００１０】
テフロン（登録商標）は、ステンレスと比較して約１０倍の熱膨張係数を有するので、バルブシャフト１２内部のヒータ３０に通電されると、バルブシャフト１２、弁板２０ａ、及び弁板固定板２０ｂ，２０ｃが加熱されるが、テフロン（登録商標）製の弁板２０ａが著しく径方向に熱膨張する。
径方向に膨張した弁板２０ａは、流体通路１３と弁体２０との間の隙間を減少させる。
【００１１】
実際の使用方法としては、
１．ヒータ３０に一定電圧をかけて発熱させ、流体通路１３と弁板２０ａとの隙間をあらかじめ小さくした状態で、弁体２０を回動させて流体の流量制御を行なう方法と、
２．通常はヒータ３０を使用せず、弁体２０を閉状態にする場合だけヒータ３０に通電し、その電圧の強弱によって、流体通路１３と弁板２０ａとの隙間を微調整し、流量の微細な制御を行なう方法、とがある。
なお、上記の方法以外に、ヒータ３０に全く通電せずに、従来と同様に使用できることはいうまでもない。
【００１２】
図５は、弁の開度を一定にした場合、本発明の制御弁１０における弁板２０ａの温度と流体の流出量との関係を示す図の一例である。
【００１３】
本発明の制御弁１０の弁体２０の形状は、その断面が、流体の流れ方向に収斂する曲面となるように形成されているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、特開平７−３１７９１９号公報に開示されているように、曲面の替わりにテーパ面を採用してもよい。
弁体２０をテーパ面又は曲面を有するように形成すると、バルブ本体１４に対する弁体２０の回転角が比較的小さい範囲において、弁体２０が少し回転しても流路の有効面積が大きく変化することが防止される。
【００１４】
なお、本発明の実施形態として、バルブシャフト１２にヒータ３０を内蔵させたものを示したが、ヒータ３０を設ける場所としては、バルブシャフト内に限定されることはない。弁板そのものに設けることも可能である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、ヒータによって弁体を加熱することができるので、弁体を径方向に膨張させ、全閉状態において流体通路と弁体との間にあらかじめ設けられている隙間を減少させて、シャットオフ機能を高めたり、微少流量の制御を行なったりすることができる。
また、ヒータにかける電圧によって弁体の熱膨張の程度を調整し、流路の隙間をより細かく調整することができるので、流体通路と弁体の成形時に高精度な加工をせずとも、微少な流量の制御が可能となる。
【００１６】
さらに、ヒータによって弁体を加熱しているため、弁体への汚染物の付着を防止したり、気体の液化を防止したりすることもできる。
そして、弁体にテーパ面又は曲面を形成することにより、弁体の回動によって流体通路の有効面積が大きく変化することを防止し、より細かい流量の制御をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の制御弁の要部を断面で示した正面図。
【図２】  バルブシャフトと弁体の分離した斜視図。
【図３】  図１の３−３線断面図。
【図４】  バルブシャフトの縦断面図
【図５】  弁体の温度と流体の流出量の関係図。
【図６】  従来の制御弁の正面断面図。
【符号の説明】
１０：制御弁            １２：バルブシャフト      １３：流体通路
１４：バルブ本体        ２０：弁体              ２０ａ：弁板
２０ｂ：弁板固定板      ２０ｃ：弁板固定板          ３０：ヒータ
【図１】
0004084861.tif 000002
【図２】
0004084861.tif 000003
【図３】
0004084861.tif 000004
【図４】
0004084861.tif 000005
【図５】
0004084861.tif 000006
【図６】
0004084861.tif 000007