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公開番号2024168279
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023084820
出願日2023-05-23
発明の名称電空レギュレータ
出願人CKD株式会社
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類F16K 17/30 20060101AFI20241128BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】給気用電磁弁と排気用電磁弁とを開閉することによりエアの圧力を制御する電空レギュレータにおいて、装置サイズを抑制しつつ、大流量制御や高圧制御に対応でき、出力先の容積の大小にかかわらず、良好な応答性を確保できる技術を実現すること。
【解決手段】電空レギュレータ1は、給気用電磁弁12および排気用電磁弁13が、ソレノイド部4A,4Bへの通電に応じて弁体組立31A,31Bを第1弁座219および第2弁座239に当接または離間させる。給気用電磁弁12および排気用電磁弁13は、弁体組立31A,31Bの二次側に空間S1をそれぞれ備え、弁閉時に一次側を空間S1に連通させる第1連通流路36を弁体組立31A,31Bに設け、弁閉時に、一次側のエアが第1連通流路36を介して空間S1へ流れ、弁体組立31A,31Bに弁閉方向の力を付与する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
制御対象となるエアが流れる流路上に給気用電磁弁と排気用電磁弁とが配設され、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とを開閉することによって前記エアの圧力を設定圧力に制御する電空レギュレータにおいて、
前記給気用電磁弁および前記排気用電磁弁は、それぞれ、
弁座と、
前記弁座に当接又は離間する弁体と、
前記弁体に駆動力を付与するソレノイド部と、
前記弁体が前記弁座に当接する当接部より二次側に設けられ、前記弁体を前記弁座に当接する方向に加圧可能な第１空間部と、
を有し、
前記弁体は、弁閉時に一次側を前記第１空間部に連通させる第１連通流路が形成されている、
ように構成されている電空レギュレータ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載する電空レギュレータにおいて、
前記第１空間部は、前記弁体が前記弁座に当接又は離間する方向に対して直交する方向に切断した空間断面積が、前記弁座の弁座開口面積と、同程度である、
ように構成されている電空レギュレータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する電空レギュレータにおいて、
前記ソレノイド部は、前記弁座側に開口し、前記弁体を移動可能に収容する弁体収容部を有し、
前記弁体は、前記ソレノイド部側に開口して前記弁体収容部との間に前記第１空間部を形成する有底孔を有し、前記有底孔の周壁が前記弁体収容部の内壁と常時重なる状態で前記弁体収容部に進退可能に装填されており、
前記第１空間部は、前記弁体収容部と前記有底孔とによって形成されている、
ように構成されている電空レギュレータ。
【請求項４】
請求項３に記載する電空レギュレータにおいて、
前記ソレノイド部は、通電に応じて直線往復運動する可動部を有し、
前記弁体は、弁座当接部材と、連結ロッドと、を有する弁体組立であり、
前記弁座当接部材は、前記有底孔を有し、前記弁体収容部に移動可能に装填され、
前記連結ロッドは、前記弁座当接部材と前記可動部とに結合し、前記第１連通流路が形成されている、
ように構成されている電空レギュレータ。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載する電空レギュレータにおいて、
前記ソレノイド部は、前記弁体に連結し、前記ソレノイド部への通電に応じて可動する可動部を有し、前記可動部の一部が配置される第２空間部を有し、
前記第２空間部が前記第１空間部と連通している、
ように構成されている電空レギュレータ。
【請求項６】
請求項５に記載する電空レギュレータにおいて、
前記ソレノイド部は、
中空穴部を備えるコイル組立と、
前記中空穴部の一端開口部に固定され、前記コイル組立への通電に応じて励磁される固定鉄心と、
前記中空穴部に往復直線運動可能に挿入され、前記弁体に連結する可動部と、
を有し、
前記可動部と前記固定鉄心との間に第３空間部が形成されており、
前記可動部は、前記第２空間部と前記第３空間部とを連通させる第２連通流路が形成されている、
ように構成されている電空レギュレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電空レギュレータに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電空レギュレータは、電気信号によりエアの圧力を設定圧力に制御する装置である。電空レギュレータには、パイロット式電空レギュレータと、直動式電空レギュレータと、がある。
【０００３】
パイロット式電空レギュレータは、例えば、特許文献１に開示されている。この電空レギュレータは、制御圧力と設定圧力との差に基づいてパイロット室にパイロットエアを給排気することにより、主弁部が開閉し、エアの圧力を設定圧力に制御する。
【０００４】
直動式電空レギュレータは、例えば、特許文献２に開示されている。この電空レギュレータは、制御圧力と設定圧力との差に基づいて給気用電磁弁と排気用電磁弁とが開閉し、エアの圧力を設定圧力に制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１７０２１９号公報
特開２０１７－１１１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記パイロット式電空レギュレータは、パイロットエアによって主弁部を開閉するため、装置サイズを抑制して、大流量のエアや高圧エアを制御することが可能である。しかし、パイロット式電空レギュレータは、パイロット室にパイロットエアを給排気するため、応答遅れが生じていた。その応答遅れは、出力先の容積が小さいほど、顕著であった。その理由は、出力先の容積が大きい場合より出力先の容積が小さい場合の方が、設定圧力に到達する応答時間が短いため、応答遅れが全応答時間に占める割合が大きくなるからである。
【０００７】
これに対して、直動式電空レギュレータは、給気用電磁弁と排気用電磁弁とが開閉してエアを制御するため、応答遅れが小さく、出力先の容積の大小にかかわらず、パイロット式電空レギュレータよりも応答性が良い。しかし、直動式電空レギュレータは、給気用電磁弁および排気用電磁弁の弁座開口面積により、制御流量が決定される。給気用電磁弁および排気用電磁弁は、弁座開口面積が大きくなると、弁閉時に弁体に作用する流体圧力荷重が大きくなる。また、電空レギュレータがエアを高圧制御する場合、給気用電磁弁および排気用電磁弁の弁体に作用する流体圧荷重が大きくなる。弁体に作用する流体圧荷重が大きくなるのに伴い、給気用電磁弁および排気用電磁弁は、ソレノイド部が肥大化し、バルブサイズが大きくなる。よって、直動式電空レギュレータは、制御流量を増加させる場合や、エアを高圧力に制御する場合に、装置サイズが大きくなってしまっていた。
【０００８】
例えば、電空レギュレータは、ディスペンサ装置のシリンジの近くに配設され、小型化が望まれている。また、ディスペンサ装置が吐出する液体は多様化している。シリンジから粘度の高い液体を吐出する場合、電空レギュレータは、エアを高圧力（例えば０．９ＭＰａ）に制御する必要がある。また、出力先の容積が大きい場合の応答時間を短くするため、電空レギュレータは大流量に対応することも望まれていた。また、電空レギュレータは、出力先の容積の大小にかかわらず、応答性が良いことが望ましい。従来のパイロット式電空レギュレータおよび直動式電空レギュレータはこれらの要望に全て応えることができず、電空レギュレータには改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書にて開示する技術の一態様は、（１）制御対象となるエアが流れる流路上に給気用電磁弁と排気用電磁弁とが配設され、前記給気用電磁弁と前記排気用電磁弁とを開閉することによって前記エアの圧力を設定圧力に制御する電空レギュレータにおいて、前記給気用電磁弁および前記排気用電磁弁は、それぞれ、弁座と、前記弁座に当接又は離間する弁体と、前記弁体に駆動力を付与するソレノイド部と、前記弁体が前記弁座に当接する当接部より二次側に設けられ、前記弁体を前記弁座に当接する方向に加圧可能な第１空間部と、を有し、前記弁体は、弁閉時に一次側を前記第１空間部に連通させる第１連通流路が形成されている、ように構成されている。
【００１０】
上記構成を有する電空レギュレータは、給気用電磁弁と排気用電磁弁とが開閉してエアの圧力を設定圧力に制御する直動式電空レギュレータであるので、応答遅れが小さく、出力先の容積の大小にかかわらず、良好な応答性を確保できる。給気用電磁弁および排気用電磁弁は、弁閉時、一次側のエアが第１連通流路を介して第１空間部に流入することにより、弁座に当接する方向（以下「弁閉方向」とする）の力が弁体に作用する。給気用電磁弁および排気用電磁弁の各弁体は、弁閉時、弁座から離間する方向（以下「弁開方向」とする）に作用する力が弁閉方向の力によって相殺されて小さくなる。ソレノイド部は、相殺後の弁開方向の力に応じたサイズにすれば良く、給気用電磁弁および排気用電磁弁のサイズアップが抑制される。これは、弁座開口面積を拡大して大流量制御可能にした場合や、電空レギュレータがエアを高圧制御する場合も、同様である。よって、電空レギュレータは、装置サイズを抑制しつつ、大流量制御や高圧制御に対応できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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