(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流出ポートと流入ポートとの間を連通する弁孔に主弁座を形成してなる本体と、
巻回されたコイル軸心部に固定された固定鉄心と軸方向に移動自在な可動鉄心とを備えたソレノイドと、
前記主弁座に当接する主弁体を保持し、パイロット孔に弁座を形成してなる主弁体保持部材とを備え、
前記可動鉄心と主弁体保持部材とが、前記可動鉄心下端部に保持されたパイロット弁体が、前記パイロット孔の弁座に対して接間可能な軸方向隙間を設けてピン結合されたパイロットキック式電磁弁において、
開弁時に前記可動鉄心に引かれて上昇する前記主弁体保持部材が、前記固定鉄心に対して前記可動鉄心が吸着する前に非可動部に当接して前記可動鉄心及び主弁体保持部材の上昇を制限するものであって、
前記主弁体保持部材は、前記可動鉄心が安定して上下動するために挿入された円筒パイプの径より大きく半径方向に張り出した段部が形成され、その段部が前記円筒パイプ下端部に配設された非可動部材に当接するものであって、
前記主弁体保持部材の一部は、前記円筒パイプの内部に挿入されるものであることを特徴とするパイロットキック式電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載のパイロットキック式電磁弁において、
前記主弁体保持部材は、その段部の当接面にテーパが形成され、前記非可動部材に同じ角度で形成されたテーパ面に当接するものであることを特徴とするパイロットキック式電磁弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパイロットキック式電磁弁において、
前記主弁体保持部材は、当接箇所に弾性材を設けて形成されたものであることを特徴とするパイロットキック式電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット弁を備え、二段階で主弁の開閉を行うパイロットキック式電磁弁に関し、特に、開弁時に可動鉄心に吊り下げられた状態で不安定な主弁体保持部材の安定化を図ったパイロットキック式電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、パイロット弁体をソレノイドの磁力によって駆動し、弁室の圧力調節により主弁を開閉さるパイロットキック式電磁弁が使用されている。図４は、従来のパイロットキック式電磁弁の一例を示した閉弁時の断面図である。
このパイロットキック式電磁弁５１は、入力ポート５２と出力ポート５３とを連通する弁孔に弁座５４が形成された本体５５と、その上部にソレノイド５６が一体に設けられている。
その中心には、固定鉄心５７が固定され、その固定鉄心５７下方には主弁体保持部材である主弁体ホルダ５８とピン結合した可動鉄心５９が移動自在に嵌挿されている。主弁体ホルダ５８は、軸芯部を貫いてパイロット孔６０が形成され、その下端にはリング状の主弁体６１が嵌着されている。一方、可動鉄心５９は、下端にパイロット孔６０を開閉するパイロット弁体６２が嵌着されている。また、この可動鉄心５９には、固定鉄心６０との間にスプリング６３が設けられ、常時下方に付勢されている。
【０００３】
このような構成のパイロットキック式電磁弁５１は、ソレノイド５６非通電時には、スプリング６３によって下方に付勢された可動鉄心５９を介して、主弁体６１が弁座５４に押しつけられるようにして当接し、閉弁状態が維持される。
一方、ソレノイド５６が通電されると、可動鉄心５９が磁力によって上方の固定鉄心５７に吸引され、スプリング６３の付勢力に抗して上昇する。この時、可動鉄心５９の上昇によりパイロット孔６０が開通するため、主弁６１一次側の流体が出力ポート５３側へ流れ出す。そこで、一次側の圧力が下がったところで、主弁体ホルダ５８がピンを介して可動鉄心５９に引き上げられて主弁が開き、可動鉄心５９は図示するように固定鉄心５７に吸着する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成からなる従来のパイロットキック式電磁弁では、開弁時には主弁体ホルダ５８がピン６４によって可動鉄心５９に吊り下げられただけの不安定な状態になるため、その主弁体ホルダ５８の振れによる摩耗の問題などがあった。
即ち、例えばパイロットキック式電磁弁は、天然ガス自動車に取り付けられ、エンジン部へのガス供給などに用いられる。そうすると、このパイロットキック式電磁弁の使用は自動車の運転時ということになるため、動作時には常に振動を受けることとなる。そのため、可動鉄心５９に吊り下げされただけの主弁体ホルダ５８は、振動によって振れたり跳ねるなど、それ自体が他の部材に衝突したり擦れたりして摩耗を発生させ、また、その主弁体ホルダ５８の揺れが可動鉄心に伝わり、固定鉄心との間で摩耗を発生させたりすることとなる。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる問題点を解消すべく、開弁時にも主弁体保持部材を安定させたパイロットキック式電磁弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のパイロットキック式電磁弁は、流出ポートと流入ポートとの間を連通する弁孔に主弁座を形成してなる本体と、巻回されたコイル軸心部に固定された固定鉄心と軸方向に移動自在な可動鉄心とを備えたソレノイドと、前記主弁座に当接する主弁体を保持し、パイロット孔に弁座を形成してなる主弁体保持部材とを備え、前記可動鉄心と主弁体保持部材とが、前記可動鉄心下端部に保持されたパイロット弁体が、前記パイロット孔の弁座に対して接間可能な軸方向隙間を設けてピン結合されたものであって、開弁時に前記可動鉄心に引かれて上昇する前記主弁体保持部材が、前記固定鉄心に対して前記可動鉄心が吸着する前に非可動部に当接して前記可動鉄心及び主弁体保持部材の上昇を制限することを特徴とする。
【０００７】
よって、コイルへの通電により発生した磁力によって可動鉄心が固定鉄心に引かれて上昇するが、その際先ずピン結合によって設けられた軸方向隙間分だけ可動鉄心のみが上昇し、その可動鉄心に保持されたパイロット弁体が弁座から離間することによってパイロット孔が開通して流体が流出ポート側へ流れる。そのため、主弁体を弁座へ当接させるように作用していた流入ポート側の流体圧力が低下し、その後所定のタイミングで主弁体保持部材が可動鉄心に引き上げられて主弁体が弁座から離間して、流体が流入ポートから流出ポート側へ弁孔を通って流れることとなる。
そして、可動鉄心によって引き上げられた主弁体保持部材は、その可動鉄心が固定鉄心に吸着する前に非可動部に当接し、可動鉄心及び主弁体保持部材の上昇が制限されるため、可動鉄心が固定鉄心側へ引かれる力と、主弁体保持部材が非可動部材に当接して受ける反力とが釣り合って、開弁時には主弁体保持部材が安定した状態に維持されることとなる。
【０００８】
また、本発明のパイロットキック式電磁弁は、前記主弁体保持部材は、前記可動鉄心が安定して上下動するために挿入された円筒パイプの径より大きく半径方向に張り出した段部が形成され、その段部が前記円筒パイプ下端部に配設された非可動部材に当接するものであることを特徴とする。
よって、開弁時には、主弁体保持部材の段部が非可動部材に当接し、可動鉄心が固定鉄心側へ引かれる力と、主弁体保持部材が非可動部材に当接して受ける反力とが釣り合って、開弁時には主弁体保持部材が安定した状態に維持されることとなる。
【０００９】
また、本発明のパイロットキック式電磁弁は、前記主弁体保持部材は、その段部の当接面にテーパが形成され、前記非可動部材に同じ角度で形成されたテーパ面に当接するものであることを特徴とする。
よって、開弁時には、主弁体保持部材の段部が非可動部材にテーパ面同士で当接し、可動鉄心が固定鉄心側へ引かれる力と、主弁体保持部材が非可動部材に当接して受ける反力とが釣り合って、開弁時には主弁体保持部材が横方向への移動も制限されて安定した状態に維持されることとなる。
【００１０】
また、本発明のパイロットキック式電磁弁は、前記主弁体保持部材は、当接箇所に弾性材を設けて形成されたものであることを特徴とする。
よって、開弁時には、主弁体保持部材の段部が非可動部材に対して弾性材を介して当接し、可動鉄心が固定鉄心側へ引かれる力と、主弁体保持部材が非可動部材に当接して受ける反力とが釣り合って、開弁時には当接面での摩耗も防止して主弁体保持部材が安定した状態に維持されることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパイロットキック式電磁弁を具体化した一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、第一実施の形態のパイロットキック式電磁弁を示した断面図であり、図１は閉弁時、図２は開弁時を示している。
本実施の形態のパイロットキック式電磁弁は、上述した従来のパイロットキック式電磁弁と共通する構成が多いが、ここで更に詳細に説明する。
【００１２】
パイロットキック式電磁弁は、上半分のソレノイド部１と下半分の弁部２とにより構成されている。ソレノイド部１には、中空円筒状に銅線が巻かれたコイル３が構成され、そのコイル３を囲むようにして磁気枠４が設けられている。ソレノイド部１の中空部上端には、コイル３のほぼ中央付近にまで挿入された固定鉄心５が固定されている。また、ソレノイド部１の中空部には、上端を固定鉄心５に、下端を連結部材６に溶接接続されたパイプ７が嵌挿され、そのパイプ７内に上下に移動自在な可動鉄心８が挿入されている。そして、可動鉄心８は、可動鉄心５との間に設けられたスプリング９によって常時下方に付勢されるよう構成されている。
【００１３】
一方、弁部２は、流入ポート１１と流出ポート１２とが形成された本体１３に構成されている。その本体１３は、上方に開設され、そこに磁気枠４に固定された連結部材６が螺合されて、ソレノイド部１と弁部２とが一体に形成されている。また、本体１３内部には、流入ポート１１と流出ポート１２とを連通する弁孔１４の上方に突設された主弁座１５が形成され、その主弁座１５の一次側には主弁室１６が形成されている。
そして、主弁室１６内には、可動鉄心８の下端にピン１７を介して連結された主弁体保持部材である主弁体ホルダ１８が配設されている。主弁体ホルダ１８は可動鉄心８下端に緩くはめ込まれ、両者の重ねられた部分を半径方向に貫通した大きめの挿入孔１９内に、可動鉄心８の移動方向に余裕をもってピン１７が挿入されている。従って、主弁体ホルダ１８は、可動鉄心８に対して挿入孔１９とピン１７との軸方向隙間分だけ移動可能となっている。
【００１４】
可動鉄心８下端部が挿入された主弁体ホルダ１８には、その挿入部にパイロット弁室２１が形成されている。主弁体ホルダ１８は、そのパイロット弁室２１と主弁室１６とを連通する小孔２２が横方向に穿設され、更に、軸心部にはパイロット孔２３が穿設されて、パイロット弁室２１側に突設した弁座２４が形成されている。
一方、主弁ホルダ１８のパイロット弁室２１内に挿入された可動鉄心８下端には、この主弁ホルダ１８に形成された弁座２４に当接・離間するパイロット弁体２５が保持されている。そして、この主弁ホルダ１８下端には、本体１３に形成された弁座１５に当接・離間する主弁体２０が保持されている。
【００１５】
ところで、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁は、主弁体ホルダ１８の軸方向寸法を短くし、下方部分を半径方向に広げた段部２６が形成されている。この段部２６は、図２に示す開弁時には、特許請求の範囲に記載した非可動部に該当する連結部材６下端面に当接し、その際、可動鉄心８及び主弁体ホルダ１８は、可動鉄心８が固定鉄心５に当たらずに僅かな隙間ができる関係となるよう、その軸方向寸法が決定される。
これは、後述するように可動鉄心８が固定鉄心５に吸引され上昇した場合、磁力による吸引力によって可動鉄心８にかかる上方への力と、段部２６が当接して連結部材６からの反力により主弁体ホルダ１８にかかる下方への力が釣り合うように構成したものである。
【００１６】
次いで、上記構成をなす本実施の形態のパイロットキック式電磁弁の作用について説明する。
先ず、コイル３への非通電時には、図１に示すように可動鉄心８がスプリング９の付勢力によって下方へ押され、パイロット弁体２５が弁座２４に当接してパイロット孔２３を塞ぐとともに、更に主弁体ホルダ１８が下方へ押されて主弁体２０が主弁座１５に当接する。
【００１７】
従って、流入ポート１１と流出ポート１２は連通せず、流入ポート１１から本体１３内に流入した流体は弁室１６内に流れ込み、更には小孔２２からパイロット弁室２１内へ流れ込む。
このとき、流入ポート１１から流入する流体によって弁室１６及びパイロット弁室２１内の圧力が高められる。そのため、図１のように主弁体２０が主弁座１５に、そしてパイロット弁体２５が弁座２４に当接した状態では、二次側の圧力に比べて一次側の圧力が高くなり、その圧力差によって閉弁状態が維持される。
【００１８】
一方、コイル３への通電によって磁気枠４、固定鉄心５及び可動鉄心８を通る磁気回路によって磁界が発生すると、可動鉄心８が磁力によって固定鉄心５に吸引され上昇する。
そこで、先ず可動鉄心８がスプリング９の付勢力に抗して上昇するが、初期の時点では、ピン１７が挿入された貫通孔１９の軸方隙間分だけ可動鉄心８のみが上昇する。そのため、パイロット弁体２５が弁座２４から離間してパイロット孔２３が連通し、パイロット弁室２１内の流体が流出ポート１２側へ流れる。
従って、流入ポート１１側と流出ポート１２側との圧力差が小さくなり、主弁体ホルダ１８にかかる閉弁方向（図面下方）への流体圧が小さくなり、可動鉄心８が上昇を開始した所定のタイミングの後、ピン１７を介して主弁体ホルダ１８が引き上げられる。
【００１９】
よって、主弁体２０が弁座１５から離間して弁孔１４が連通し、流入ポート１１側から流出ポート１２側へ大量の流体が流れる。
ところで、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁では、持ち上げられた主弁体ホルダ１８の段部２６が、連結部材６の下端面に当たることで可動鉄心８の上昇がストップされる。このとき、可動鉄心８は、従来例のもの（図４参照）のように固定鉄心５に吸着することなく隙間が形成される。
そのため、磁力による吸引力によって可動鉄心８にかかる上方への力と、段部２６が当接して連結部材６からの反力により主弁体ホルダ１８にかかる下方への力が釣り合い、主弁体ホルダ１８は連結部材６に当たった状態で安定することとなる。
【００２０】
これによって、従来の課題で記載したように、自動車への使用など、開弁動作時に振動を受けような場合にでも主弁体ホルダ１８が固定され、安定した状態にあるため振れることがなくなった。そのため、その主弁体ホルダ１８や可動鉄心８が振動によって他部材と当たることがなくなり、衝突や擦れによる摩耗が回避され、摩耗粉の発生がなくなり、また寿命アップにもなった。
また、振動によって主弁体ホルダ１８の弁座２４が不用意にパイロット弁体１９に当たることがなくなったため、パイロット弁体１９のシール面を傷つけることなく、当該シール面の寿命アップにもなった。
【００２１】
次に、本発明のパイロットキック式電磁弁にかかる第二実施の形態について説明する。なお、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁は、前記第一実施の形態のものと同様な構成によるパイロットキック式のものであるため、その特徴部分のみを図示して説明し、他の構成については省略する。図３は、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁におけるパイロット弁部を示した断面図である。
本実施の形態のパイロットキック式電磁弁でも、可動鉄心３１の下端にはピン３２を介して主弁体ホルダ３３が連結されている。主弁体ホルダ３３は、可動鉄心３１下端に緩くはめ込まれ、両者の重ねられた部分を半径方向に貫通した大きめの挿入孔３４内に、可動鉄心３１の移動方向に余裕をもってピン３２が挿入されている。従って、主弁体ホルダ３３は、可動鉄心３１に対して挿入孔３４とピン３２との軸方向隙間分だけ移動可能となっている。
【００２２】
可動鉄心３１下端部が挿入された主弁体ホルダ３３には、その挿入部にパイロット弁室３５が形成されている。主弁体ホルダ３３は、そのパイロット弁室３５と主弁室１６（図１参照）とを連通する小孔３６が穿設され、更に、軸心部にはパイロット孔３７が穿設されて、パイロット弁室３５側に突設した弁座３８が形成されている。
一方、主弁ホルダ３３のパイロット弁室３５内に挿入された可動鉄心３１下端には、この主弁ホルダ３３に形成された弁座３８に当接・離間するパイロット弁体３９が保持されている。そして、この主弁ホルダ３３下端には、本体１３に形成された弁座１５（図１参照）に当接・離間する主弁体４０が保持されている。
【００２３】
ところで、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁においても、主弁体ホルダ３３は、軸方向寸法を短くし、下方部分を広げた段部４１が形成されている。但し、この段部４１には、当接する連結部材４２の当接面と同一の角度のテーパ面が形成されている。
そして、この段部４１は、図示する開弁時には連結部材４２下端面に当接し、その際、可動鉄心３１及び主弁体ホルダ３３は、可動鉄心３１が固定鉄心５に当たらずに僅かな隙間ができる関係になるように、その軸方向寸法が決定される。
【００２４】
そこで、前記第一実施の形態のパイロットキック式電磁弁と同様、コイルへの通電により発生した磁力によって可動鉄心３１が上昇し、所定のタイミングで主弁体ホルダ３３が引き上げられる。そして、引き上げられた主弁体ホルダ３３は、段部４１が連結部材４２のテーパ面に当たって止められ、それに伴って可動鉄心３１の上昇が固定手心５（図２参照）に当たる手前で止められる。
このようなパイロットキック式電磁弁の全開時には、磁力による吸引力によって可動鉄心３１にかかる上方への力と、段部４１が当接して連結部材４２からの反力により主弁体ホルダ３３にかかる下方への力が釣り合っている。
【００２５】
従って、本実施の形態のパイロットキック式電磁弁は、開弁時に主弁体ホルダ３３が連結部材４２に当たった状態で安定するため、開弁動作時に振動を受けような場合にでも主弁体ホルダ３３が固定され、振れることがなくなり、衝突や擦れによる摩耗が回避され、摩耗粉の発生がなくなり、また寿命アップにもなった。特に、主弁体ホルダ３３と連結部材４２との当接面をテーパを設けて形成したため、横方向のズレも抑えられるようになったために更に安定性が増し、摩耗の発生という課題解決効果がより高められた。
また、振動によって主弁体ホルダ１８の弁座２４が不用意にパイロット弁体１９に当たることがなくなったため、パイロット弁体１９のシール面を傷つけることなく、当該シール面の寿命アップにもなった。
【００２６】
以上、本発明にかかるパイロットキック式電磁弁の実施の形態について説明したが、本発明はこれらのものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、主弁体ホルダ１８，３３を連結部材６，４２に対して直接当接させるようにしたが、主弁体ホルダ１８，３３の段部２６，４１に弾性材を設けて、振動により当接面が擦れて発生する摩耗粉を抑えるようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、流出ポートと流入ポートとの間を連通する弁孔に主弁座を形成してなる本体と、巻回されたコイル軸心部に固定された固定鉄心と軸方向に移動自在な可動鉄心とを備えたソレノイドと、主弁座に当接する主弁体を保持し、パイロット孔に弁座を形成してなる主弁体保持部材とを備え、可動鉄心と主弁体保持部材とが、可動鉄心下端部に保持されたパイロット弁体がパイロット孔の弁座に対して接離可能な軸方向隙間を設けてピン結合されたものであって、開弁時に可動鉄心に引かれて上昇する主弁体保持部材が、固定鉄心に対して可動鉄心が吸着する前に非可動部に当接して可動鉄心及び主弁体保持部材の上昇を制限するよう構成したので、開弁時には主弁体保持部材が安定した状態に維持されることとなるパイロットキック式電磁弁を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施の形態のパイロットキック式電磁弁を示した閉弁時の断面図である。
【図２】第一実施の形態のパイロットキック式電磁弁を示した開弁時の断面図である。
【図３】第二実施の形態のパイロットキック式電磁弁におけるパイロット弁部を示した断面図である。
【図４】従来のパイロットキック式電磁弁を示した開弁時の断面図である。
【符号の説明】
１    ソレノイド部
２    弁部
３    コイル
５    固定鉄心
６    連結部材
８    可動鉄心
１５  主弁座
１６  弁室
１７  ピン
１８  主弁体ホルダ
２０  主弁体
２１  パイロット弁室
２４  弁座
２６  段部
【図１】
0003668605.tif 000002
【図２】
0003668605.tif 000003
【図３】
0003668605.tif 000004
【図４】
0003668605.tif 000005