(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドの励磁作用下に可動鉄心を吸引することにより、弁体を変位させる電磁弁において、
前記可動鉄心の一端部に連結され、該可動鉄心と一体的に連動する連動部材と、
弾性材料によって形成され、前記連動部材を被覆するライニング部材と、
を備え、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ライニング部材に形成された突起部の一部のみがソレノイド側の部材に接触し、前記ソレノイドを励磁すると、ソレノイド側の部材に対する前記突起部の接触面積が徐々に大きくなるように設けることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁において、
前記ライニング部材の突起部には、中心側から半径外方向に向かって傾斜する傾斜面が形成されることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の電磁弁において、
前記固定鉄心と可動鉄心との間に介装され、該固定鉄心から離間する方向に可動鉄心を付勢する第１ばね部材と、前記可動鉄心と連動部材との間に介装され、該固定鉄心に接近する方向に可動鉄心を付勢する第２ばね部材とを設け、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ライニング部材に形成された突起部の一部のみがソレノイド側の部材に接触するように前記第１ばね部材および第２ばね部材のばね定数を設定することを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項２記載の電磁弁において、
前記突起部は、周方向に沿って所定角度離間して複数個形成されることを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項４記載の電磁弁において、
隣接する前記突起部の間には、高さ方向の寸法が該突起部よりも低く形成された凸部が設けられ、前記凸部は、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ソレノイド側の部材に非接触し、一方、ソレノイドが励磁状態にあるとき、ソレノイド側の部材に当接するように設けられることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作時における当接音を防止して静穏性を保持することが可能な電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、アクチュエータへ圧縮空気を供給し、あるいは圧縮空気を大気中に排気することにより圧縮空気の流れ方向を制御する電磁弁が用いられている。
【０００３】
この種の従来技術に係る電磁弁では、ソレノイド（電磁石）により弁体を操作する方式が一般的に採用され、図示しない固定鉄心、コイルおよび可動鉄心等から構成されている。
【０００４】
この場合、コイルに通電することにより吸引力が発生し、前記吸引力によって可動鉄心が変位することにより、弁体が作動するように設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る電磁弁では、コイルに通電して弁体を変位させる際、あるいはコイルへの通電を停止して弁体が原位置に復帰する際、弁体あるいは前記弁体と一体的に変位する部材が他の部材に衝突して、当接音が発生するという不具合がある。
【０００６】
また、コイルの吸引作用によって可動鉄心が変位して固定鉄心に当接することにより、当接音が発生するという他の不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、電磁弁の作動時に当接音が発生することを防止して静穏性を保持することが可能な電磁弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ソレノイドの励磁作用下に可動鉄心を吸引することにより、弁体を変位させる電磁弁において、
前記可動鉄心の一端部に連結され、該可動鉄心と一体的に連動する連動部材と、
弾性材料によって形成され、前記連動部材を被覆するライニング部材と、
を備え、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ライニング部材に形成された突起部の一部のみがソレノイド側の部材に接触し、前記ソレノイドを励磁すると、ソレノイド側の部材に対する前記突起部の接触面積が徐々に大きくなるように設けることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記ライニング部材の突起部には、中心側から半径外方向に向かって傾斜する傾斜面を形成し、ソレノイドの励磁作用下に可動鉄心が変位することにより、ソレノイド側の部材に対し前記傾斜面の接触面積が徐々に増大し、終局的には突起部の弾性変形によって可動鉄心の変位量が規制される。
【００１０】
なお、前記固定鉄心と可動鉄心との間に介装され、該固定鉄心から離間する方向に可動鉄心を付勢する第１ばね部材と、前記可動鉄心と連動部材との間に介装され、該固定鉄心に接近する方向に可動鉄心を付勢する第２ばね部材とを設け、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ライニング部材に形成された突起部の一部のみがソレノイド側の部材に接触するように前記第１ばね部材および第２ばね部材のばね定数を設定するとよい。
【００１１】
さらに、前記突起部を、周方向に沿って所定角度離間して複数個形成し、かつ隣接する前記突起部の間に、高さ方向の寸法が該突起部よりも低く形成された凸部を設け、前記凸部を、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、前記ソレノイド側の部材に非接触し、一方、ソレノイドが励磁状態にあるとき、ソレノイド側の部材に当接するように設けるとよい。
【００１２】
本発明によれば、ソレノイドが非励磁状態にあるとき、ライニング部材に形成された突起部の一部のみがソレノイド側の部材に接触し、前記ソレノイドを励磁すると、ソレノイド側の部材に対する前記突起部の接触面積が徐々に大きくなってソレノイドがオン状態に至る。従って、電磁弁をオン／オフ動作させた場合、ライニング部材による緩衝作用によって、可動鉄心と一体的に連動する連動部材が当接音を発生させることが阻止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電磁弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る電磁弁を示す。
【００１５】
この電磁弁１０は、圧力流体供給ポート１２、圧力流体排出ポート１４および排気ポート１６が形成されたバルブボデイ１８と、前記バルブボデイ１８の一側面部に一体的に連結された有底円筒状のボンネット２０と、前記ボンネット２０の内部に配設されたソレノイド部２２と、前記ソレノイド部２２の作用下に各ポート間の連通状態を切り換える弁機構部２４とから構成される。
【００１６】
なお、参照数字２６は、大気に連通してバルブボデイ１８内のエアーを外部に排出するポートを示す。また、前記圧力流体供給ポート１２、圧力流体排出ポート１４、排気ポート１６およびポート２６には、それぞれシール部材２８が装着され、前記バルブボデイ１８とボンネット２０との間にもシール部材３０が介装されている。
【００１７】
ソレノイド部２２は、ボンネット２０の内部に内嵌され有底円筒状に形成されたキャップ部材３２と、前記キャップ部材３２の内部に配設されコイル３４が巻回されたボビン３６と、前記キャップ部材３２に一端部が連結された固定鉄心３８と、前記固定鉄心３８と同軸状に配設され、該固定鉄心３８との間に介装された第１ばね部材４０の弾発力の作用下に離間する方向に付勢された可動鉄心４２と、前記可動鉄心４２の外周面を囲繞するリング体４４とを含む。
【００１８】
弁機構部２４は、可動鉄心４２の軸線方向に沿った一端部にねじ締結された円板状部材（連動部材）４６と、ゴム等の弾性材料によって形成され前記円板状部材４６の外周面を被覆するライニング部材４８と、前記可動鉄心４２の孔部５０内に挿入される円筒部と前記円板状部材４６の中心孔５２に沿って摺動する凸部とが一体的に形成された変位部材５４と、前記可動鉄心４２の孔部５０内に配設され、該可動鉄心４２と変位部材５４との間に介装された第２ばね部材５６とを含む。
【００１９】
前記ライニング部材４８は、図３に示されるように、略円筒状に形成され、その環状面部５８には、周方向に沿って約９０度の離間角度を有する４つの突起部６０ａ〜ｄが形成され、各突起部６０ａ〜ｄの上面部には中心部から半径外方向に向かって緩やかに下降する傾斜面６２が形成されている。また、隣接する突起部６０ａ〜ｄの間には、高さ方向の寸法が前記突起部６０ａ〜ｄよりも低く形成された断面略矩形状の凸部６４が設けられている。さらに、ライニング部材４８の底面部には、図１に示されるように、環状凸部６６が一体的に形成されている。
【００２０】
さらに弁機構部２４は、バルブボデイ１８の内部に固着され、変位部材５４の凸部を囲繞する孔部が形成されたリテーナ６８と、前記リテーナ６８に形成された上部側着座部７０と前記バルブボデイ１８に形成された下部側着座部７２とにそれぞれ着座するポペット弁７４と、前記ポペット弁７４を上方に向かって押圧する第３ばね部材７６とを有する。なお、前記ポペット弁７４には、バルブボデイ１８の内部に形成された弁室７８に沿って摺動するガイド部８０が連結されている。前記ガイド部８０には、圧力流体供給ポート１２と圧力流体排出ポート１４とを連通させる通路８２が形成されている。
【００２１】
この場合、前記ポペット弁７４が下部側着座部７２から離間することにより、圧力流体供給ポート１２と圧力流体排出ポート１４とが連通し、該ポペット弁７４が下部側着座部７２に着座することにより、前記連通状態が遮断される。また、前記ポペット弁７４が上部側着座部７０から離間することにより、弁室７８内に残存する圧力流体が排気ポート１６を介して外部に排出され、該ポペット弁７４が上部側着座部７０に着座することにより前記排気状態が遮断される。
【００２２】
なお、略テーパ状に縮径して形成された変位部材５４の凸部の一端部と、ポペット弁７４の上面部とは、当接または離間可能に分離して形成されている。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る電磁弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２４】
図１は、コイル３４に対して電流を供給していない非励磁状態にあり、ポペット弁７４が下部側着座部７２に着座して圧力流体供給ポート１２と圧力流体排出ポート１４との連通が遮断されたオフ状態を示している。
【００２５】
前記オフ状態では、ライニング部材４８の突起部６０ａ〜ｄの傾斜面６２の一部がリング体４４の下面部に接触するように、第１ばね部材４０および第２ばね部材５６のばね定数が設定されている。従って、ライニング部材４８の底面部の環状凸部６６とリテーナ６８の内壁面との間には、所定のクリアランスが形成されて非接触状態となるように設けられている。なお、オフ状態では、隣接する突起部６０ａ〜ｄの間に形成された凸部６４が、リング体４４の下面部に対して非接触状態となるように形成されている。
【００２６】
このようなオフ状態において、図示しない電源を付勢してコイルに通電することにより該コイル３４が励磁され、その励磁作用によって可動鉄心４２が固定鉄心３８側に吸引され、図２に示されるように、電磁弁１０がオフ状態からオン状態に切り換わる。
【００２７】
すなわち、可動鉄心４２が固定鉄心３８側に向かって微小距離だけ変位し、円板状部材４６、ライニング部材４８および変位部材５４が可動鉄心４２と一体的に上昇する。従って、第３ばね部材７６の弾発力の作用下にポペット弁７４が下部側着座部７２から離間することにより、図２に示されるように、圧力流体供給ポート１２と圧力流体排出ポート１４とが連通したオン状態となる。この結果、圧力流体供給ポート１２から導入された圧力流体は、ポペット弁７４と下部側着座部７２との間の間隙を通じて弁室７８に導出され、さらに通路８２および圧力流体排出ポート１４を通じて図示しない流体機器に供給される。
【００２８】
電磁弁１０がオン状態となったとき、ポペット弁７４の上面部は、第３ばね部材７６の弾発力の作用下に上部側着座部７０に着座するため、弁室７８と排気ポート１６との連通状態が遮断され、外部に対する圧力流体の排気が阻止される。
【００２９】
また、可動鉄心４２と一体的にライニング部材４８が上昇する際、突起部６０ａ〜ｄの傾斜面６２がリング体４４に徐々に接触しながら弾性変形し、終局的には、ソレノイド部２２がオン状態となるまで可動鉄心４２およびライニング部材４８が一体的に変位する。
【００３０】
従って、本実施の形態では、オフ状態において突起部６０ａ〜ｄの傾斜面６２の一部がリング体４４に接触した状態にあり、前記オフ状態からオン状態に切り換わるとき、リング体４４の下面部に対する突起部６０ａ〜ｄの傾斜面６２の接触面積が徐々に増大して前記突起部６０ａ〜ｄが弾性変形することにより、リング体４４に対するライニング部材４８の当接音の発生を阻止して静穏性を保持することができる。
【００３１】
換言すると、ソレノイド部２２がオフ状態からオン状態、あるいはオン状態からオフ状態に切り換わるとき、リング体４４と円板状部材４６との間に介装されたライニング部材４８の突起部６０ａ〜ｄが緩衝作用を営むことにより、前記円板状部材４６がリング体４４に直接接触することがなく、当接音を発生させることがない。さらに、円板状部材４６とリテーナ６８との間には、ライニング部材４８の環状凸部６６を介在させることにより、前記円板状部材４６がリテーナ６８に直接接触することがなく、当接音を発生させることがない。
【００３２】
ソレノイド部２２がオン状態となったとき、終局的には、弾性変形した突起部６０ａ〜ｄと隣接する該突起部６０ａ〜ｄの間に形成された凸部６４とが、それぞれリング体４４の下面部に接触して変位終端位置に到達する。
【００３３】
なお、ソレノイド部２２がオン状態となったとき、固定鉄心３８と可動鉄心４２との間には微小のクリアランス８４（図２参照）が形成され、前記固定鉄心３８と可動鉄心４２とは接触しないように設けられている。オン状態となったときに固定鉄心３８と可動鉄心４２との間にクリアランスが形成されるように、予め可動鉄心４２の軸線方向に沿った寸法を高精度に設定している。従って、固定鉄心３８と可動鉄心４２との当接音の発生を阻止して静穏性を保持することができる。
【００３４】
コイル３４に対する通電を停止してオン状態からオフ状態に切り換えた場合、可動鉄心４２は、復帰ばねとして機能する第１ばね部材４０の弾発力の作用下に下降する。従って、円板状部材４６、ライニング部材４８および変位部材５４が可動鉄心４２と一体的に変位し、変位部材５４の一端部がポペット弁７４を下方側に向かって押圧することにより、前記ポペット弁７４が下部側着座部７２に着座してオフ状態となる。なお、変位部材５４の一端部がポペット弁７４の上面部に当接する際、第２ばね部材５６が当接する際の衝撃を吸収することにより、緩衝機能が営まれる。
【００３５】
電磁弁１０をオン状態からオフ状態に切り換えたとき、ライニング部材４８の環状凸部６６とリテーナ６８の内壁面との間にはクリアランスが設けられ、前記ライニング部材４８の環状凸部６６とリテーナ６８の内壁面とが当接しないように、第１ばね部材４０および第２ばね部材５６のばね定数が予め設定されている。従って、電磁弁１０がオン状態からオフ状態に切り換わったとき、ライニング部材４８とリテーナ６８との当接音の発生を阻止して静穏性を保持することができる。
【００３６】
このように、本実施の形態では、電磁弁１０がオフ状態からオン状態に切り換わるとき、およびオン状態からオフ状態に切り換わるときのいずれの作動状態においても、当接音の発生を阻止して静穏性を保持することができる。従って、本実施の形態に係る電磁弁を、例えば、病院、音響施設等のように静穏性を保持しなければならない環境において、好適に使用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３８】
すなわち、電磁弁をオン／オフ動作させた場合、可動鉄心と一体的に連動する連動部材によって当接音の発生を防止することにより、静穏性を保持することができる。従って、本発明に係る電磁弁を、例えば、病院、音響施設等のように静穏性を保持しなければならない環境において、好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電磁弁の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図２】図１のオフ状態から切り換わってオン状態を示す動作説明図である。
【図３】図１の電磁弁を構成するライニング部材の斜視図である。
【符号の説明】
１０…電磁弁                      １２…圧力流体供給ポート
１４…圧力流体排出ポート          １６…排気ポート
１８…バルブボデイ                ２０…ボンネット
２２…ソレノイド部                ２４…弁機構部
３４…コイル                      ３８…固定鉄心
４０、５６、７６…ばね部材        ４２…可動鉄心
４４…リング体                    ４６…円板状部材
４８…ライニング部材              ５４…変位部材
６０ａ〜ｄ…突起部                ６２…傾斜面
６６…環状凸部                    ６８…リテーナ
７０、７２…着座部                ７４…ポペット弁
【図１】
0003664631.tif 000002
【図２】
0003664631.tif 000003
【図３】
0003664631.tif 000004