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公開番号2025090949
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023205857
出願日2023-12-06
発明の名称流量調整弁
出願人株式会社タツノ
代理人弁理士法人高橋特許事務所
主分類F16K 31/524 20060101AFI20250611BHJP(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】高圧ガスを作動流体として取り扱う流量調整弁であって、高圧ガスの高圧による荷重に耐えて作動することが出来て、摩耗を生じ難い流量調整弁の提供。
【解決手段】本発明の流量調整弁(100)は、表面(カム板表面)に傾斜が形成されたカム板(11)と、減速機構(21)を介してカム板(11)を回転駆動する駆動源(20:例えば電動モータ)と、カム板(11)の表面(11A:カム板表面)に押圧される回転部(12A:ローラー或いはベアリング)を有し、カム板(11)の表面(11A)の傾斜により流量調整弁(100)(或いはシャフト1)の中心軸(C)方向に移動するカム従動子(12:カム従動ロッド)と、一端がカム従動子(12)に連結しており、他端がシャフト(1)に連結しているシャフト支持部(13)を有し、シャフト(1)が流路小径部(3A)に挿入される寸法(Lt)により流路断面積及び流量が変動する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
表面に傾斜が形成されたカム板と、
減速機構を介してカム板を回転駆動する駆動源と、
カム板の表面に押圧され、カム板の表面の傾斜により流量調整弁の中心軸方向に移動するカム従動子と、
一端がカム従動子に連結しており、他端が弁棒に連結している弁棒支持部を有し、
弁棒が流路小径部に挿入される寸法により流量が変動することを特徴とする流量調整弁。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
表面に傾斜が形成されたカム板と、
減速機構を介してカム板を回転駆動する駆動源と、
カム板の表面に押圧される移動部を有し、カム板の表面の傾斜により流量調整弁の中心軸方向に移動するカム従動子と、
一端がカム従動子に連結しており、他端が弁棒に連結している弁棒支持部を有し、
弁棒が流路小径部に挿入される寸法により流量が変動することを特徴とする流量調整弁。
【請求項３】
前記カム従動子は全体が棒状に構成されており、両端部近傍に前記カム板の表面に回転自在に押圧される移動部を設け、前記カム板の中央部を前記中心軸方向に延在する弁棒支持部の一端部に連結されているカム従動ロッドである請求項１の流量調整弁。
【請求項４】
前記移動部はころがり軸受けである請求項２、３の何れかの流量調整弁。
【請求項５】
前記移動部はすべり軸受けである請求項２、３の何れかの流量調整弁。
【請求項６】
前記カム従動子は回転自在な円板状部材により構成され、円板状部材の回転軸は、前記カム板の中央部に対して半径方向外方に偏芯した位置から前記中心軸方向に延在する弁棒支持部の一端部に支持されている請求項１の流量調整弁。
【請求項７】
前記駆動源の出力軸回転数或いは前記減速機構を構成する歯車回転数を計測する計測装置を備え、当該計測装置の計測結果に基づいて流量調整弁の流量を制御する制御装置が設けられている請求項１～３の何れか１項に記載の流量調整弁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は流量調整弁に関し、特に高圧ガス用の（例えばニードル弁型の）流量調整弁に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
高圧ガス用の流量調整弁として、高圧ガス用調整弁の弁体をシャフトの軸線方向に往復動して弁開度を調整するタイプが存在する。その様なタイプの流量調整弁の従来技術では、弁体或いはシャフトを例えばステッピングモータの様なアクチュエータにより作動するもの（例えば特許文献１）や、エアーバルブを別途設け、エアーにより作動するものがある。
しかし、高圧ガス用の流量調整弁の場合には、作動流体である高圧ガスの圧力が弁体に作用するので、当該弁体を往復動させるには大きな負荷で作動する必要があり、アクチュエータ或いはエアーバルブ自体が大型化してしまうという問題を有している。また、大型のアクチュエータ或いはエアーバルブそのものを制御する機器が要求されるという問題が存在する。
【０００３】
ここで、モータの様な回転機器を動力源として、ネジ機構により回転運動を直線運動に変換することで、弁体をシャフトの軸線方向に往復動して弁開度を調整することが可能である。そして、モータを動力源とすれば、モータを制御することにより直接弁開度を制御することが可能である。
しかし、ネジ機構により回転運動を直線運動に変換するため、作動流体である高圧ガスの圧力がネジ機構のネジ山に作用して、ネジ螺合部分の摩耗が生じ、耐久性に問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１９６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、高圧ガスを作動流体として取り扱う流量調整弁であって、高圧ガスの高圧による荷重に耐えて作動することが出来て、摩耗を生じ難い流量調整弁の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流量調整弁（１００）は、
表面（カム板表面１１Ａ）に（流量調整弁１００に要求される流量特性に対応して設定された）傾斜が形成されたカム板（１１）と、
減速機構（２１）を介してカム板（１１）を回転駆動する駆動源（２０：例えば電動モータ）と、
カム板（１１）の表面（１１Ａ：カム板表面）に押圧される移動部（１２Ａ）を有し、カム板（１１）の表面（１１Ａ）の傾斜により流量調整弁（１００）（或いはシャフト１：弁棒）の中心軸（Ｃ）方向に移動するカム従動子（カム従動ロッド１２）と、
一端がカム従動子（１２）に連結しており、他端がシャフト（１：弁棒）に連結しているシャフト支持部（１３：弁棒支持部）を有し、
シャフト（１）が流路小径部（３Ａ）に挿入される寸法（Ｌｔ）により流量が変動することを特徴としている。
【０００７】
本発明において、前記カム従動子（１２）は全体が棒状に構成されており、両端部近傍に前記カム板（１１）の表面（１１Ａ）に回転自在に押圧される移動部（１２Ａ）を設け、前記カム板（１１）の中央部を前記中心軸（Ｃ）方向に延在するシャフト支持部（１３）の一端部に連結されているのが好ましい。
ここで、前記移動部（１２Ａ）は前記カム板（１１）の表面（１１Ａ）を回転自在な転がり軸受（ローラを含む）で構成されているのが好ましい。
或いは、前記移動部（１２Ａ）は前記カム板（１１）の表面（１１Ａ）を円滑に摺動する滑り軸受で構成されているのが好ましい。
また前記カム従動子（１２）は回転自在なカム従動ローラ（１２－３）により構成され、カム従動ローラ（１２―３）の回転軸は、前記カム板（１１－１）の中央部に対して半径方向外方に偏芯した位置から前記中心軸（Ｃ）方向に延在するシャフト支持部（１３－１）の一端部に支持されているのが好ましい。
【０００８】
また本発明において、駆動源（２０：モータ）の出力軸回転数或いは減速機構（２１）を構成する歯車回転数を計測する計測装置（２２）を備え、当該計測装置（２２）の計測結果に基づいて流量調整弁（１００）の流量を制御する制御装置（コントロールユニットＣＵ：図１５参照）が設けられているのが好ましい。
【０００９】
本発明の流量調整弁（１００）において、小径の先端（１Ａ）を備えたシャフト（１）と、流路（３）が形成された本体部（２）を備え、シャフト先端（１Ａ）が本体部（２）に形成された流路（３）の流路小径部（３Ａ）に挿入可能に配置されており、シャフト先端（１Ａ）の外周と流路小径部（３Ａ）の内周面の間には隙間（δ）が存在する様に設定されており、前記流路（３）に対するシャフト（１）の中心軸（Ｃ）方向位置により弁開度或いは流量が変動するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上述の構成を具備する本発明によれば、駆動源（２０：電動モータ）の回転が減速機構（２１）を介して伝達され、カム板（１１）が回転する。カム板（１１）の表面（１１Ａ：カム板表面）には（流量調整弁１００に要求される流量特性に対応して設定された）傾斜が形成されているので、カム板表面（１１Ａ）に押圧されて接触している従動子（カム従動ロッド１２、移動部１２Ａ）が、中心軸（Ｃ）方向に移動する。その結果、従動子（１２）と接続しているシャフト（１）及び弁体（１ＡＴ）も中心軸（Ｃ）方向に移動する。
その結果、流路（３）内のシャフト（１）の位置が変動して、シャフト（１）が流路小径部（３Ａ）に挿入される寸法（Ｌｔ）が変動し、流路断面積が変動する。
すなわち、カム板（１１）が回転することによりシャフト（１）の中心軸（Ｃ）方向位置が調節され、シャフト（１）が流路小径部（３Ａ）に挿入される寸法（Ｌｔ）が調節されて、流量調整弁（１００）に要求される流量特性を実現することが出来る。
（【００１１】以降は省略されています）

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