(57)【要約】    【課題】目詰まり、最低作動差圧、作動の安定性、主流路の流れ、電気系統、外形寸法、弁開閉時間の面で不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減するパイロット電磁弁を得る。    【解決手段】ブリード孔３ａとパイロット孔３ｂを連通する連通室１と、連通室１と弁室３を連通するオリフィス１ａと、オリフィス１ａを絞る弁２と、弁２の閉鎖面２ａにある溝２ｂと、差圧の力による弁２の開鎖を抑止する又は弁２の差圧の力未満である圧縮コイルばね１２とを設け、絞り時ブリード孔未満のオリフィス１ａ有効断面積を、弁体４の往復動による押動又は差圧の力により弁２を開け、パイロット孔３ｂ以上に増加させる。    【選択図】  図１
2006342952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口とを連通する弁口と、該弁口に対向し該弁口を開閉する弁体と、該弁体を挟んで該弁口の反対側に形成される弁室と、前記流入口と通じるブリード孔と、前記流出口と通じるパイロット孔と、プランジャの往復動により該パイロット孔を開閉するパイロット弁とが有るパイロット電磁弁において、前記ブリード孔と前記パイロット孔とを連通する連通室と、該連通室と前記弁室とを連通し前記ブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けたパイロット電磁弁。
【請求項２】
蓋体の前記連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し前記弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、前記弁体の弁開時に、該弁体摺動部が、前記ブリード孔出口のみを該ブリード孔有効断面積未満に絞る請求項１記載のパイロット電磁弁。
【請求項３】
前記ガイド孔と前記弁体摺動部の環状隙間である前記オリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム前記弁体の僅かな開度以上で、前記ガイド孔に設けた溝と前記弁体摺動部に設けた溝とが合い、前記パイロット孔有効断面積以上に増加する請求項２記載のパイロット電磁弁。
【請求項４】
前記連通室と前記弁室とを連通する連通孔と、該連通孔を開閉する弁と、全圧力による該弁の開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、前記弁体の僅かな開度以上で、前記弁体の往復動により押動され前記弁が開く時、前記連通孔が前記パイロット孔有効断面積以上である請求項１又は２記載のパイロット電磁弁。
【請求項５】
前記弁が前記連通室側に有ると共に、前記圧縮コイルばねが、全圧力による前記弁の開鎖を抑止するに代えて、前記弁の全圧力未満である請求項４記載のパイロット電磁弁。
【請求項６】
前記パイロット孔有効断面積以上である前記連通孔が、弁閉直前より前記弁体の前記ダイヤフラムに閉じられるように、前記蓋体の取付面内周側に穿設された請求項１又は２記載のパイロット電磁弁。
【請求項７】
前記連通孔を無くし前記連通孔に代えて前記オリフィスを開閉すると共に、前記オリフィス閉鎖時に前記オリフィスが前記ブリード孔有効断面積未満になるように、前記オリフィスの閉鎖面またはシート座面に溝を凹設した請求項４、５又は６記載のパイロット電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は水等の液体、気液混合流体、蒸気、気体の流体を制御するパイロット電磁弁、特に弁開、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減するパイロット電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のパイロット電磁弁においては、後記理由により水撃が大きく、圧力変動、騒音、振動、破損等が起こるという問題があり、下記の様々な水撃の低減対策がある。【０００３】  まず、ブリード孔に通じる外周室と、パイロット孔に通じる内周室とに弁室を分け、環状隙間の絞りで連通させることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】  また、弁閉直前にブリード孔を絞ることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃や着座衝撃の低減対策を施したものもある（例えば、特許文献２〜特許文献５参照）。【０００５】  また、弁体に弁口挿入面を設けることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものもある（例えば、特許文献６、特許文献７参照）。【０００６】  また、弁閉過程途中から、プランジャまたは弁体が、減速体に当接することにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものもある（例えば、特許文献８参照）。【０００７】  また、ニードル弁形状の弁部でパイロット孔を開閉するプランジャを、半開状態で保持することにより弁体を半開状態で保持し、弁開と弁閉による水撃の低減対策を施したものもある（例えば、特許文献９参照）。【０００８】  以下、図７の従来の一般的なパイロット電磁弁について説明する。
電磁弁は、大きく分けてソレノイド部と弁部で構成される。ソレノイド部において、ガイドパイプ２２上部の固定鉄心２３と、往復動するプランジャ１０と、プランジャ１０を付勢する復帰ばね１１とが、内側に有る。そしてコイルボビン１９に巻かれたコイル１８と、磁気枠２０とが、外側に有る。【００９】  弁部において、流入口５ａと流出口５ｃとを連通する弁口５ｂと、弁口５ｂに対向し弁口５ｂを開閉する弁体４と、弁体４を挟んで弁口５ｂの反対側に形成される弁室３と、流入口５ａと弁室３とを連通するブリード孔３ａと、弁室３と流出口５ｃとを連通するパイロット孔３ｂと、パイロット孔３ｂを開閉するパイロット弁９と、弁体４を付勢する弁体圧縮ばね１３とが有る。弁体圧縮ばね１３は、弁開時間と最低作動差圧が増すため無くてよいが、取付姿勢等による弁開トラブルまたは漏れと、弁閉時間とを低減する。小さい有効断面積順に列記すると、ブリード孔３ａ、パイロット孔３ｂ、通孔３ｃの順になる。【００１０】  次に作動を説明する。弁開過程において、コイル１８に通電すると磁界が発生、復帰ばね１１の力に反しプランジャ１０が吸引され、パイロット孔３ｂが開き弁室３圧は急減する。全圧力により弁体４は上昇し、蓋体６に衝止され弁開に至る。弁体４の上昇につれ、流入口５ａ圧は減少し、流出口５ｃ圧は増加する。【００１１】  弁閉過程において、非通電にすると磁界が消滅、復帰ばね１１によりプランジャ１０が下降、パイロット孔３ｂが閉じ弁室３圧が増加、全圧力と弁体圧縮ばね１３の力により、弁体４は下降し弁閉に至る。弁体４の下降につれ、流入口５ａ圧は増加し、流出口５ｃ圧は減少する。【００１２】  次に、図８の従来の一般的なパイロット電磁弁について、図７との相違点を説明する。弁体引張ばね１４が、パイロット弁９が有るプランジャ１０と、パイロット孔３ｂが有る弁体４とに掛け止めされている。このため、弁開過程は、プランジャ１０吸引が、弁体引張ばね１４を介して弁体４の上昇を助けるため、最低作動差圧が低減する。弁閉過程は、弁体４の全圧力と復帰ばね１１の力により、弁体４は下降し弁閉に至る。【００１３】
【特許文献１】    実開平４−９７１８６号        公報
【特許文献２】    特開平４−３２７０８３号      公報
【特許文献３】    特開平７−１１９８６３号      公報
【特許文献４】    特開平７−２２９５８０号      公報
【特許文献５】    特開２００２−１０６７４８号  公報
【特許文献６】    特開平８−１４５２２６号      公報
【特許文献７】    特開２００２−２８６１５８号  公報
【特許文献８】    特開２００４−３０８８８５号  公報
【特許文献９】    特開平１１−２３５６号        公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  以上に述べた従来のパイロット電磁弁では、弁開過程において、パイロット孔が開くと弁室圧は激減、初期ほど、流入口と弁室の差圧が大きく弁体は急加速になり、そして蓋体に衝止され弁開に至る。このため、流入側の圧力降下と流出側の圧力上昇の変動が大きい。特に気液混合流体は、滞留液の激突、気体溜りの破裂、双方の干渉等により水撃が大きく圧力変動、騒音、振動、破損等が起こる。【００１５】  また、弁閉過程において、初期ほど、流入口と流出口と弁室の差圧が小さいため、弁体は低加速で動く。そして、弁体が弁座に近づくほど、流入口と弁室の圧力は増加し流出口の圧力は減少する等により、弁体は徐々に加速、流体が流出口に逃げ難い着座時に、加速度と速度が最大になる。このため流入側は加速的に圧力上昇する。気液混合流体と液体は、運動エネルギーが大きいため水撃になり易く、特に液体は非圧縮性のため水撃が大きい。また、流出側流体の運動エネルギーにより、流出側が圧力降下し液柱分離という水撃が起こることも有る。【００１６】  また、近年、生活環境等において、静粛性が求められている。上記の弁開の蓋体に弁体が衝止される衝撃と、弁閉の弁座に弁体が衝止される着座衝撃とにより、騒音、弁体等の破損が起こる。特に気体や気液混合流体は、流速が高速のため悪化し易い。【００１７】  また、目詰まり問題は、農業用水等の使用流体の拡大と保守の面から重要だが、水撃の低減のためのブリード孔の縮径と弁閉直前にブリード孔を絞る方法は、弁閉時間とブリード孔目詰まりが増加するため特に縮径が制限され、絞る方法は、主流路の流れで不安定になり易く、作動と水撃の低減が不安定になると共に、どちらも、弁開による水撃を低減しない。【００１８】  また、ブリード孔に通じる外周室と、パイロット孔に通じる内周室とに弁室を分け環状隙間の絞りで連通させる方法は、弁開時において外周室圧が従来より高くなるため最低作動差圧が高くなると共に、弁開閉時間も増加し、弁開による水撃も低減しない。【００１９】  また、弁体に弁口挿入面を設けることによる方法は、主流路の流れと影響し合い、流れの妨げと渦により圧力損失、振動が増加し易い。弁開による水撃も低減しない。【００２０】  また、弁閉過程途中から、プランジャまたは弁体が減速体に当接する方法は、弁開による水撃を低減しない。【００２１】  また、ニードル弁形状の弁部でパイロット孔を開閉するプランジャを、半開状態で保持する方法は、プランジャを半開状態で保持するため、電力を段階的に変える電磁弁駆動装置と保持する電力量とが必要となる。【００２２】  本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、目詰まり、最低作動差圧、作動の安定性、主流路の流れ、電気系統、外形寸法の面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減するパイロット電磁弁、さらに弁開閉時間の面で不利にさせず、弁開と弁閉、又は弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するパイロット電磁弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】  そして、本発明は上記目的を達成するため、後記理由により、流入口と流出口とを連通する弁口と、弁口に対向し弁口を開閉する弁体と、弁体を挟んで弁口の反対側に形成される弁室と、流入口と通じるブリード孔と、流出口と通じるパイロット孔と、プランジャの往復動によりパイロット孔を開閉するパイロット弁とが有るパイロット電磁弁において、ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室と、連通室と弁室とを連通しブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けるとよい。【００２４】  さらに、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するため、後記理由により、蓋体の連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、弁体の弁開時に、弁体摺動部が、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞るとよい。【００２５】  さらに、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するため、後記理由により、ガイド孔と弁体摺動部の環状隙間であるオリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体の僅かな開度以上で、ガイド孔に設けた溝と弁体摺動部に設けた溝とが合い、パイロット孔有効断面積以上に増加するとよい。また、連通室と弁室とを連通する連通孔と、連通孔を開閉する弁２と、全圧力による弁２開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、弁体の僅かな開度以上で、弁体の往復動により押動され弁が開く時、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であるのもよい。【００２６】  さらに、流体の相違により、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃のみを低減する場合も、同様な後記理由により、弁閉過程の僅かな開度未満以外、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であるとよい。このため、弁が連通室側に有ると共に、圧縮コイルばねが、全圧力による弁２開鎖を抑止するに代えて、弁２の全圧力未満であるとよい。また、パイロット孔有効断面積以上である連通孔が、弁閉直前より弁体のダイヤフラムに閉じられるように、蓋体の取付面内周側に穿設されるのもよい。【００２７】  さらに、連通孔を無くし連通孔に代えてオリフィスを開閉すると共に、オリフィス閉鎖時にオリフィスがブリード孔有効断面積未満になるように、オリフィスの閉鎖面またはシート座面に溝を凹設するとよい。オリフィス閉鎖時に溝に有る堆積ゴミ類が、開鎖直後に流出除去され、目詰まりが低減する。この目詰まりの低減分を減らし、溝の断面積をより絞ることは、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。【００２８】  次に作用を説明する。連通室と弁室とを連通する流路は、弁開時の流量激減と、弁開過程と弁閉過程の交互の逆流による堆積ゴミ類の除去と、ブリード孔によるゴミ類の除去とにより、目詰まりし難く、ブリード孔よりも絞れる。さらに、弁体速度は弁室の流出入の流量により、流量は有効断面積と差圧による。このため、ブリード孔有効断面積未満で、弁室が連通室のみと通じることは、弁体速度を緩やかにし、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減できる。【００２９】  また、弁体摺動部が、弁開時に、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞ることにより、ブリード孔流量が減少し、オリフィス、ブリード孔、パイロット���等の目詰まりが低減する。この低減分を減らし、オリフィス、ブリード孔、またはパイロット孔をより絞ることで、弁体速度をより緩やかにし、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とがより低減する。【００３０】  さらに、弁体が弁座に近いほど、弁開閉時間と相反し、水撃や弁体衝止衝撃に影響するため、弁体の僅かな開度以上で、連通室弁室間をパイロット孔有効断面積以上で通じると、弁開閉時間とオリフィス目詰まりとが大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、弁体の僅かな開度未満で、連通室弁室間をより絞り通じさせることにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃がより低減する。【００３１】  さらに、同様に、弁閉過程の僅かな開度未満以外、連通室弁室間をパイロット孔有効断面積以上で通じると、弁開時間とオリフィス目詰まりとがより低減する。この低減分を減らし、弁閉直前より連通室弁室間をより絞り通じさせることで、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃がより低減する。
【発明の効果】
【００３２】  上述したような本発明のパイロット電磁弁は、下記のような効果を奏する。【００３３】  ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室と、連通室と弁室とを連通しブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けることは、前記理由により、目詰まりの面で不利が生じず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減できる。【００３４】  また、ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室に弁室が通じ、弁開直後に等圧になるため、最低作動差圧の面で不利が生じない。また、オリフィスは目詰まりし難いと共に、本機構は内部にあり主流路の流れに影響され難いため、作動の安定性の面で不利が生じない。また、弁体に弁口挿入面を設ける必要がないため、圧力損失、振動等の主流路の流れの面で不利が生じない。また、電気系統によらないため、電気系統の面で不利が生じない。また、連通室は、パイロット孔有効断面積以上であればよく、小さくできるため、外形寸法の面で不利が生じない。【００３５】  また、蓋体の連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、弁体摺動部が、弁開時に、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞ることは、前記理由により、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とをより低減できる。また、弁開時のブリード孔の絞りにより、連通室圧と弁室圧が下がるため、最低作動差圧の低減、パイロット孔縮径によるプランジャ所要吸引力の低減、弁体リフト量増加による流量係数の増加、または弁体縮径による小型化等が可能となる。【００３６】  ガイド孔と弁体摺動部の環状隙間であるオリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体の僅かな開度以上で、ガイド孔に設けた溝と弁体摺動部に設けた溝とが合い、パイロット孔有効断面積以上に増加することは、前記理由で、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。【００３７】  また、連通室と弁室とを連通する連通孔と、連通孔を開閉する弁２と、全圧力による弁２の開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、弁体の僅かな開度以上で、弁体の往復動により押動され弁２が開く時、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であることは、前記理由により、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。【００３８】  また、弁２が連通室側に有ると共に、圧縮コイルばねが、全圧力による弁２開鎖を抑止するに代えて、弁２の全圧力未満であることにより、弁開過程において、連通室圧の急減により、弁２が、押動される前に弁２の全圧力で開くため、前記理由により、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。【００３９】  また、パイロット孔有効断面積以上である連通孔が、弁閉直前より弁体のダイヤフラムに閉じられるように、蓋体の取付面内周側に穿設されることにより、弁開過程は、連通室圧の急減により、ダイヤフラムは連通室側に撓み連通孔が開き、弁体速度は初期から従来に近い．弁閉過程は、連通室圧が弁室圧より高く、差圧が増すほどダイヤフラムは弁室側に撓み、弁閉直前より、連通孔が、ダイヤフラムに閉じられる。弁閉過程の僅��な開度未満以外、連通孔が開くため、弁開時間とオリフィス目詰まりとがより低減する。この低減分を減らし、オリフィスをより絞ることにより、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。また、部品数が少なく安価にできる。【００４０】  また、連通孔を無くし連通孔に代えてオリフィスを開閉すると共に、オリフィス閉鎖時にオリフィスがブリード孔有効断面積未満になるように、オリフィスの閉鎖面またはシート座面に溝を凹設することは、前記により、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００４１】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図７、図８の従来例を含め図面は共通部分が多く、その共通部分は同符号を付す。尚、本発明は、通電時開形に限定されず、通電時閉形のパイロット電磁弁等においても適用できる。
【００４２】  図１〜図４のソレノイド部は、ガイドパイプ２２上部の固定鉄心２３と、往復動するプランジャ１０と、プランジャ１０を付勢する復帰ばね１１とが、内側に有ると共に、コイルボビン１９に巻かれたコイル１８と、磁気枠２０とが外側に有り、従来の図７、図８と同様である。
【００４３】  図１〜図４の弁部は、流入口５ａと流出口５ｃとを連通する弁口５ｂと、弁口５ｂに対向し弁口５ｂを開閉する弁体４と、弁体４を挟んで弁口５ｂの反対側に形成される弁室３と、流入口５ａと通じるブリード孔３ａと、流出口５ｃと通じるパイロット孔３ｂと、パイロット孔３ｂを開閉するパイロット弁９と、ブリード孔３ａとパイロット孔３ｂとを連通する連通室１と、連通室１と弁室３とを連通するオリフィス１ａとが有る。小さい有効断面積順に列記すると、ブリード孔３ａ、パイロット孔３ｂ、連通室１の順になる．
【００４４】  図１のオリフィス１ａが、弁２閉鎖時は弁２閉鎖面２ａに有る溝２ｂであり、弁２開鎖時は弁２と蓋体６の孔の環状隙間になり、有効断面積がブリード孔３ａ未満から増す。
図２は、ガイド孔６ａ弁体摺動部４ａの環状隙間であるオリフィス１ａが、ブリード孔３ａ有効断面積未満であると共に、連通室１と弁室３とを連通する連通孔１ｂが有る。
図３は、ブリード孔３ａ有効断面積未満のオリフィス１ａを絞り、弁閉時間と水撃や弁体衝止衝撃とを外部調整する流量調整ねじ１６と、連通孔１ｂとが蓋体６に有る。
図４のオリフィス１ａは、ガイド孔６ａと弁体摺動部４ａの環状隙間であり、弁体４の僅かな開度以上で、ガイド孔６ａの溝６ｂと弁体摺動部４ａの溝４ｂとが合い、有効断面積がブリード孔３ａ未満から増す。
【００４５】  次に図１〜図４の基本的作動を説明する。弁開過程において、コイル１８に通電すると磁界が発生、復帰ばね１１の力に反しプランジャ１０が吸引され、パイロット孔３ｂが開き連通室１圧は激減する。オリフィス１ａ、連通孔１ｂ（図２、図３のみ）により弁室３圧も減少、全圧力により弁体４は上昇し、蓋体６に衝止され弁開に至る。弁体４の上昇につれ、流入口５ａ圧は減少し、流出口５ｃ圧は増加する。
【００４６】  弁閉過程において、非通電にすると磁界が消滅、復帰ばね１１の力によりプランジャ１０が下降、パイロット孔３ｂが閉じ連通室１圧が増加する。オリフィス１ａ、連通孔１ｂ（図２、図３のみ）により弁室３圧も増加、全圧力等により弁体４は下降し弁閉に至る。弁体４の下降につれ、流入口５ａ圧は増加し、流出口５ｃ圧は減少する。
【００４７】  尚、図１〜図３の弁体圧縮ばね１３は、弁開時間と最低作動差圧が増すため無くてもよいが、取付姿勢等による弁開トラブルまたは漏れと、弁閉時間とを低減する。
図４は、弁体４の弁軸４ｆとプランジャ１０に掛け止めされている弁体引張ばね１４が、無くてよいが、弁開過程において、プランジャ１０の吸引により、弁体引張ばね１４の力が弁体４の上昇を助けるため、最低作動差圧が下がる。弁閉時は、復帰ばね１１が弁体４を弁座５ｄに押すため、電磁弁の取付姿勢は自由になる。
【００４８】  図１〜図４のオリフィス１ａと、図２と図３の連通孔１ｂとにおいて、弁開時の流量激減、弁開過程と弁閉過程の交互の逆流による堆積ゴミ類の除去、ブリード孔３ａによるゴミ類の除去により、目詰まりし難い。このため、弁２の閉鎖（図１、図２）、連通孔１ｂの閉鎖（図３）、または溝４ｂ溝６の離間（図４）により、ブリード孔３ａ有効断面積未満のオリフィス１ａで、弁室３が連通室１のみと通じるため、弁体速度が緩やかになり、目詰まりの面で不利が生じず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃が低減する。
【００４９】  また、ブリード孔３ａとパイロット孔３ｂとを連通する連通室１に、弁室３が通じ、弁開直後より等圧になるため、最低作動差圧の面で不利が生じない。また、オリフィス１ａ、連通孔１ｂは、上記により目詰まりし難いと共に、本機構は内部にあり主流路の流れに影響され難いため、作動の安定性の面で不利が生じない。また、弁体４に弁口５ｂ挿入面が無いため、圧力損失、振動等の主流路の流れの面で不利が生じない。また、電気系統を変えていないため、電気系統の面で不利が生じない。また、外形寸法の面において、図１〜図３、図４が、従来例の図７、図８と各々等しいように、不利が生じない。
【００５０】  さらに、図２と図４は、蓋体６の連通室１に設けたガイド孔６ａと、その中を摺動し弁体４に設けた弁体摺動部４ａとが円柱状であり、弁開時に弁体摺動部４ａが、ブリード孔３ａ出口のみをブリード孔３ａの有効断面積未満に絞る。尚、図２の連通室１は、通孔３ｄにより分けられない。このため、ブリード孔３ａの流量が減少し、オリフィス１ａとブリード孔３ａとパイロット孔３ｂの目詰まりが低減する。この低減分を減らしオリフィス１ａをより絞ることで、弁体速度をより緩やかにし、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とをより低減する。尚、ガイド孔６ａ径が小さいほど、弁室３受圧面積が増加し弁体速度を緩やかにする。また、弁開時は、上記により、連通室１圧と弁室３圧が下がるため、最低作動差圧の低減、パイロット孔３ｂ縮径によるプランジャ１０所要吸引力の低減、弁体４リフト量増加による流量係数の増加、または弁体４縮径による小型化等が可能となる。
【００５１】  さらに図４は、ガイド孔６ａと弁体摺動部４ａの環状隙間であるオリフィス１ａが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体４の僅かな開度以上で、ガイド孔６ａに設けた溝６ｂと弁体摺動部４ａに設けた溝４ｂとが合い、パイロット孔３ｂ有効断面積以上になる。弁体４が弁座５ｄに近いほど、弁開閉時間と相反し水撃や弁体衝止衝撃に影響することにより、弁体４の僅かな開度以上でのオリフィス１ａ有効断面積の増加は、弁開閉時間とオリフィス１ａ目詰まりを大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、弁体４の僅かな開度未満でオリフィス１ａをより絞ることにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、ガイド孔６ａの溝６ｂと、弁体摺動部４ａの溝４ｂとは、半円状の断面で軸方向に凹設し、円周方向で合うように取り付ける（図６）。
【００５２】  さらに図１と図２は、連通室１と弁室３とを連通するオリフィス１ａと、オリフィス１ａを開閉する弁２と、全圧力による弁２開鎖を抑止する圧縮コイルばね１２とを設けている。そして、図１は弁２と弁体４が僅かに離れていると共に、図２は弁２とピン１５が僅かに離れている。このため、弁体４の僅かな開度以上で、弁体４の往復動により押動され弁２が開く時、オリフィス１ａはパイロット孔３ｂ有効断面積以上になる。上記理由により、弁開閉時間と、弁体４の僅かな開度未満（弁２閉鎖時）での溝２ｂ目詰まりとを大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、溝２ｂの断面積を縮小することにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。また、弁２が蓋体６から出ているため、図１のガイド無しダイヤフラム弁体４のふらつきに対応できる。尚、圧縮コイルばね１２の付勢力は、最高作動差圧時の弁２の全圧力以上である。また、図１は、プラグ７が有り弁２を替え、弁開閉時間と水撃や弁体衝止衝撃とを容易に調整できる。また、図２の弁２は、鋼球のため、かじりが無く、平行ピン１５と共に市販品のため安価である。
【００５３】  さらに図１おいて、弁２の全圧力未満である圧縮コイルばね１２に替えた場合、弁２が連通室１側に有るため、弁開過程の連通室１圧の急減により、弁２は押動される前に全圧力により開く。このため、弁開時間とオリフィス１ａの目詰まりが低減する。この低減分を減らし、弁体４の僅かな開度未満（弁２閉鎖時）で溝２ｂをより絞ることは、弁開時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、圧縮コイルばね１２の付勢力は、パイロット電磁弁の自由な取付姿勢のため弁２重量以上で、最低作動差圧時の弁２の全圧力未満である。
【００５４】  さらに、図３は、パイロット孔３ｂ有効断面積以上である連通孔１ｂが、弁閉直前より弁体４のダイヤフラム４ｄに閉じられるように、蓋体６の取付面内周側６ｃに穿設されている。弁開過程は、連通室１圧の急減により、ダイヤフラム４ｄは連通室１側に撓み連通孔１ｂは開くため、弁体速度は初期から従来に近い．弁閉過程は、弁体４が弁座５に近づくほど、連通室１圧が増え弁室３圧との差圧が増しダイヤフラム４ｄは弁室１側に撓み、弁閉直前より、連通孔１ｂがダイヤフラム４ｄに閉じられる。弁閉過程の僅かな開度未満以外、連通孔１ｂが開くため、弁開時間と、オリフィス１ａの目詰まりとがより低減する。この低減分を減らし、オリフィス１ａをより絞ることにより、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。また、部品数が少なく安価である。
【００５５】  さらに、図１は、連通孔１ｂを無くし連通孔１ｂに代えてオリフィス１ａを開閉すると共に、オリフィス１ａ閉鎖時にオリフィス１ａがブリード孔３ａ有効断面積未満になるように、弁２閉鎖面２ａの円周方向に溝２ｂを凹設している（図５）。このため、オリフィス１ａ閉鎖時に溝２ｂに有る堆積ゴミ類が、開鎖直後に除去され、目詰まりが低減する。この低減分を減らし、溝２ｂの断面積をより絞ることは、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、閉鎖面２ａまたはシート座面８において、オリフィス１ａ閉鎖時にオリフィス１ａがブリード孔３ａ有効断面積未満になれば、溝２に限定せず、凹凸または面のアラサ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】  実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図２】  実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図３】  実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図４】  実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図５】  図１の弁２の溝２ｂ付近を拡大した立体図
【図６】  図４の溝６ｂ溝４ｂ付近を拡大した立体図
【図７】  従来例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図８】  従来例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【符号の説明】
【００５７】１    連通室              ４    弁体                  ６    蓋体
１ａ  オリフィス          ４ａ  弁体摺動部            ６ａ  ガイド孔
１ｂ  連通孔              ４ｂ  溝                    ６ｂ  溝
２    弁                  ４ｃ  ダイヤフラム受        ６ｃ  取付面内周側
２ａ  閉鎖面              ４ｄ  ダイヤフラム          ８    シート座面
２ｂ  溝                  ４ｇ  隔壁                  ９    パイロット弁
３    弁室                ５    弁箱                １０    プランジャ
３ａ  ブリード孔          ５ａ  流入口              １１    復帰ばね
３ｂ  パイロット孔        ５ｂ  弁口                １２    圧縮コイルばね
３ｃ  通孔                ５ｃ  流出口              １３    弁体圧縮ばね
３ｄ  通孔                ５ｄ  弁座                １４    弁体引張ばね
【図１】
2006342952.tif 000003
【図２】
2006342952.tif 000004
【図３】
2006342952.tif 000005
【図４】
2006342952.tif 000006
【図５】
2006342952.tif 000007
【図６】
2006342952.tif 000008
【図７】
2006342952.tif 000009
【図８】
2006342952.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月16日(2005.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口とを連通する弁口と、該弁口に対向し該弁口を開閉する弁体と、該弁体を挟んで該弁口の反対側に形成される弁室と、前記流入口と通じるブリード孔と、前記流出口と通じるパイロット孔と、プランジャの往復動により該パイロット孔を開閉するパイロット弁とが有るパイロット電磁弁において、前記ブリード孔と前記パイロット孔とを連通する連通室と、該連通室と前記弁室とを連通し前記ブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けたパイロット電磁弁。
【請求項２】
蓋体の前記連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し前記弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、前記弁体の弁開時に、該弁体摺動部が、前記ブリード孔出口のみを該ブリード孔有効断面積未満に絞る請求項１記載のパイロット電磁弁。
【請求項３】
前記ガイド孔と前記弁体摺動部の環状隙間である前記オリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム前記弁体の僅かな開度以上で、前記ガイド孔に設けた溝と前記弁体摺動部に設けた溝とが合い、前記パイロット孔有効断面積以上に増加する請求項２記載のパイロット電磁弁。
【請求項４】
前記連通室と前記弁室とを連通する連通孔と、該連通孔を開閉する弁と、差圧の力による該弁の開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、前記弁体の僅かな開度以上で、前記弁体の往復動により押動され前記弁が開く時、前記連通孔が前記パイロット孔有効断面積以上である請求項１又は２記載のパイロット電磁弁。
【請求項５】
前記弁が前記連通室側に有ると共に、前記圧縮コイルばねが、差圧の力による前記弁の開鎖を抑止するに代えて、前記弁の差圧の力未満である請求項４記載のパイロット電磁弁。
【請求項６】
前記パイロット孔有効断面積以上である前記連通孔が、僅かな開度未満で前記弁体の前記ダイヤフラムに閉じられるように、前記蓋体の取付面内周側に穿設された請求項１又は２記載のパイロット電磁弁。
【請求項７】
前記連通孔を無くし前記連通孔に代えて前記オリフィスを絞ると共に、前記オリフィス絞り時に前記オリフィスが前記ブリード孔有効断面積未満になるように、閉鎖面またはシート座面に溝を凹設した請求項４、５又は６記載のパイロット電磁弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水等の液体、気液混合流体、蒸気、気体の流体を制御するパイロット電磁弁、特に弁開、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減するパイロット電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパイロット電磁弁においては、後記理由により水撃が大きく、圧力変動、騒音、振動、破損等が起こるという問題があり、下記の様々な水撃の低減対策がある。
【０００３】
まず、ブリード孔に通じる外周室と、パイロット孔に通じる内周室とに弁室を分け、環状隙間の絞りで連通させることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、弁閉直前にブリード孔を絞ることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃や着座衝撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献２〜特許文献５参照）。
【０００５】
また、弁体に弁口挿入面を設けることにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献６、特許文献７参照）。
【０００６】
また、弁閉過程途中から、プランジャまたは弁体が、減速体に当接することにより弁体速度を緩やかにし、弁閉による水撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献８参照）。
【０００７】
また、ニードル弁形状の弁部でパイロット孔を開閉するプランジャを、電気で半開状態で保持することにより弁体を半開状態で保持し、弁開と弁閉による水撃の低減対策を施したものがある（例えば、特許文献９参照）。
【０００８】
以下、図７の従来の一般的なパイロット電磁弁について説明する。
電磁弁は、大きく分けてソレノイド部と弁部で構成される。ソレノイド部において、ガイドパイプ２２上部の固定鉄心２３と、往復動するプランジャ１０と、プランジャ１０を付勢する復帰ばね１１とが、内側に有る。そしてコイルボビン１９に巻かれたコイル１８と、磁気枠２０とが、外側に有る。
【０００９】
弁部において、流入口５ａと流出口５ｃとを連通する弁口５ｂと、弁口５ｂに対向し弁口５ｂを開閉する弁体４と、弁体４を挟んで弁口５ｂの反対側に形成される弁室３と、流入口５ａと弁室３とを連通するブリード孔３ａと、弁部３と流出口５ｃとを連通するパイロット孔３ｂと、パイロット孔３ｂを開閉するパイロット弁９と、弁体４を付勢する弁体圧縮ばね１３とが有る。弁体圧縮ばね１３は、弁開時間と最低作動差圧が増すため無くてよいが、取付姿勢等による弁開トラブルまたは漏れと、弁閉時間とを低減する。小さい有効断面積順に列記すると、ブリード孔３ａ、パイロット孔３ｂ、通孔３ｃの順になる．
【００１０】
次に作動を説明する。弁開過程において、コイル１８に通電すると磁界が発生、復帰ばね１１の力に反しプランジャ１０が吸引され、パイロット孔３ｂが開き弁室３圧は急減する。差圧の力により弁体４は上昇し、蓋体６に衝止され弁開に至る。弁体４の上昇につれ、流入口５ａ圧は減少し、流出口５ｃ圧は増加する。
【００１１】
弁閉過程において、非通電にすると磁界が消滅、復帰ばね１１によりプランジャ１０が下降、パイロット孔３ｂが閉じ弁室３圧が増加、差圧の力と弁体圧縮ばね１３の力により、弁体４は下降し弁閉に至る。弁体４の下降につれ、流入口５ａ圧は増加し、流出口５ｃ圧は減少する。
【００１２】
次に、図８の従来の一般的なパイロット電磁弁について、図７との相違点を説明する。弁体引張ばね１４が、パイロット弁９が有るプランジャ１０と、パイロット孔３ｂが有る弁体４とに掛け止めされている。このため、弁開過程は、プランジャ１０吸引が、弁体引張ばね１４を介して弁体４の上昇を助けるため、最低作動差圧が低減する。弁閉過程は、弁体４の差圧の力と復帰ばね１１の力により、弁体４は下降し弁閉に至る。
【００１３】
【特許文献１】実開平４―９７１８６号        公報
【特許文献２】特開平４―３２７０８３号      公報
【特許文献３】特開平７―１１９８６３号      公報
【特許文献４】特開平７―２２９５８０号      公報
【特許文献５】特開２００２―１０６７４８号  公報
【特許文献６】特開平８―１４５２２６号      公報
【特許文献７】特開２００２―２８６１５８号  公報
【特許文献８】特開２００４ー３０８８８５号  公報
【特許文献９】特開平１１―２３５６号        公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上に述べた従来のパイロット電磁弁では、弁開過程において、パイロット孔が開くと弁室圧は激減、初期ほど、流入口と弁室の差圧が大きく弁体は急加速になり、そして蓋体に衝止され弁開に至る。このため、流入側の圧力降下と流出側の圧力上昇の変動が大きい。特に気液混合流体は、滞留液の激突、気体溜りの破裂、双方の干渉等により水撃が大きく圧力変動、騒音、振動、破損等が起こる。
【００１５】
また、弁閉過程において、初期ほど、流入口と流出口と弁室の差圧が小さいため、弁体は低加速で動く。そして、弁体が弁座に近づくほど、流入口と弁室の圧力は増加し流出口の圧力は減少する等により、弁体は徐々に加速、流体が流出口に逃げ難い着座時に、加速度と速度が最大になる。このため流入側は加速的に圧力上昇する。気液混合流体と液体は、運動エネルギーが大きいため水撃になり易く、特に液体は非圧縮性のため水撃が大きい。また、流出側流体の運動エネルギーにより、流出側が圧力降下し液柱分離という水撃が起こることも有る。
【００１６】
また、近年、生活環境等において、静粛性が求められている。上記の弁開の蓋体に弁体が衝止される衝撃と、弁閉の弁座に弁体が衝止される着座衝撃とにより、騒音、弁体等の破損が起こる。特に気体や気液混合流体は、流速が高速のため悪化し易い。
【００１７】
また、目詰まり問題は、農業用水等の使用流体の拡大と保守の面から重要だが、水撃の低減のためのブリード孔の縮径と弁閉直前にブリード孔を絞る方法は、弁閉時間とブリード孔目詰まりが増加するため特に縮径が制限され、絞る方法は、主流路の流れで不安定になり易く、作動と水撃の低減が不安定になると共に、どちらも、弁開による水撃を低減しない。
【００１８】
また、ブリード孔に通じる外周室と、パイロット孔に通じる内周室とに弁室を分け環状隙間の絞りで連通させる方法は、弁開時において外周室圧が従来より高くなるため最低作動差圧が高くなると共に、弁開閉時間も増加し、弁開による水撃も低減しない。
【００１９】
また、弁体に弁口挿入面を設けることによる方法は、主流路の流れと影響し合い、流れの妨げと渦により圧力損失、振動が増加し易い。弁開による水撃も低減しない。
【００２０】
また、弁閉過程途中から、プランジャまたは弁体が減速体に当接する方法は、弁開による水撃を低減しない。
【００２１】
また、ニードル弁形状の弁部でパイロット孔を開閉するプランジャを、半開状態で保持する方法は、プランジャを半開状態で保持するため、電力を段階的に変える電磁弁駆動装置と保持する電力量とが必要となる。
【００２２】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、目詰まり、最低作動差圧、作動の安定性、主流路の流れ、電気系統、外形寸法の面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減するパイロット電磁弁、さらに弁開閉時間の面で不利にさせず、弁開と弁閉、又は弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するパイロット電磁弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そして、本発明は上記目的を達成するため、後記理由により、流入口と流出口とを連通する弁口と、弁口に対向し弁口を開閉する弁体と、弁体を挟んで弁口の反対側に形成される弁室と、流入口と通じるブリード孔と、流出口と通じるパイロット孔と、プランジャの往復動によりパイロット孔を開閉するパイロット弁とが有るパイロット電磁弁において、ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室と、連通室と弁室とを連通しブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けるとよい。
【００２４】
さらに、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するため、後記理由により、蓋体の連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、弁体の弁開時に、弁体摺動部が、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞るとよい。
【００２５】
さらに、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減するため、後記理由により、ガイド孔と弁体摺動部の環状隙間であるオリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体の僅かな開度以上で、ガイド孔に設けた溝と弁体摺動部に設けた溝とが合い、パイロット孔有効断面積以上に増加するとよい。また、連通室と弁室とを連通する連通孔と、連通孔を開閉する弁２と、差圧の力による弁２開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、弁体の僅かな開度以上で、弁体の往復動により押動され弁が開く時、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であるのもよい。また、パイロット孔有効断面積以上である連通孔が、僅かな開度未満で弁体のダイヤフラムに閉じられるように、蓋体の取付面内周側に穿設されるのもよい。
【００２６】
さらに、流体の相違により、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃のみを低減する場合も、同様な後記理由により、弁閉過程の僅かな開度未満以外、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であるとよい。このため、弁が連通室側に有ると共に、圧縮コイルばねが、差圧の力による弁２開鎖を抑止するに代えて、弁２の差圧の力未満であるとよい。
【００２７】
さらに、連通孔を無くし連通孔に代えてオリフィスを絞ると共に、オリフィス絞り時にオリフィスがブリード孔有効断面積未満になるように、閉鎖面またはシート座面に溝を凹設するとよい。オリフィス絞り時に溝に有る堆積ゴミ類が、開鎖直後に流出除去され、目詰まりが低減する。この目詰まりの低減分を減らし、溝の断面積をより絞ることは、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。
【００２８】
次に作用を説明する。連通室と弁室とを連通する流路は、弁開時の流量激減と、弁開過程と弁閉過程の交互の逆流による堆積ゴミ類の除去と、ブリード孔によるゴミ類の除去とにより、目詰まりし難く、ブリード孔よりも絞れる。さらに、弁体速度は弁室の流出入の流量により、流量は有効断面積と差圧による。このため、ブリード孔有効断面積未満で、弁室が連通室のみと通じることは、弁体速度を緩やかにし、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減できる。
【００２９】
また、弁体摺動部が、弁開時に、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞ることにより、ブリード孔流量が減少し、オリフィス、ブリード孔、パイロット孔等の目詰まりが低減する。この低減分を減らし、オリフィス、ブリード孔、またはパイロット孔をより絞ることで、弁体速度をより緩やかにし、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とがより低減する。
【００３０】
さらに、弁体が弁座に近いほど、弁開閉時間と相反し、水撃や弁体衝止衝撃に影響するため、弁体の僅かな開度以上で、連通室弁室間をパイロット孔有効断面積以上で通じると、弁開閉時間とオリフィス目詰まりとが大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、弁体の僅かな開度未満で、連通室弁室間をより絞り通じさせることにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃がより低減する。
【００３１】
さらに、同様に、弁閉過程の僅かな開度未満以外、連通室弁室間をパイロット孔有効断面積以上で通じると、弁開時間とオリフィス目詰まりとがより低減する。この低減分を減らし、弁閉直前より連通室弁室間をより絞り通じさせることで、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃がより低減する。
【発明の効果】
【００３２】
上述したような本発明のパイロット電磁弁は、下記のような効果を奏する。
【００３３】
ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室と、連通室と弁室とを連通しブリード孔有効断面積未満のオリフィスとを設けることは、前記理由により、目詰まりの面で不利が生じず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃を低減できる。
【００３４】
また、ブリード孔とパイロット孔とを連通する連通室に弁室が通じ、弁開直後に等圧になるため、最低作動差圧の面で不利が生じない。また、オリフィスは目詰まりし難いと共に、本機構は内部にあり主流路の流れに影響され難いため、作動の安定性の面で不利が生じない。また、弁体に弁口挿入面を設ける必要がないため、圧力損失、振動等の主流路の流れの面で不利が生じない。また、電気系統によらないため、電気系統の面で不利が生じない。また、連通室は、パイロット孔有効断面積以上であればよく、小さくできるため、外形寸法の面で不利が生じない。
【００３５】
また、蓋体の連通室に設けたガイド孔と、その中を摺動し弁体に設けた弁体摺動部とが円柱状であり、弁体摺動部が、弁開時に、ブリード孔出口のみをブリード孔有効断面積未満に絞ることは、前記理由により、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とをより低減できる。また、弁開時のブリード孔の絞りにより、連通室圧と弁室圧が下がるため、最低作動差圧の低減、パイロット孔縮径によるプランジャ所要吸引力の低減、弁体リフト量増加による流量係数の増加、または弁体縮径による小型化等が可能となる。
【００３６】
ガイド孔と弁体摺動部の環状隙間であるオリフィスが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体の僅かな開度以上で、ガイド孔に設けた溝と弁体摺動部に設けた溝とが合い、パイロット孔有効断面積以上に増加することは、前記理由で、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。
【００３７】
また、連通室と弁室とを連通する連通孔と、連通孔を開閉する弁２と、差圧の力による弁２の開鎖を抑止する圧縮コイルばねとを設けると共に、弁体の僅かな開度以上で、弁体の往復動により押動され弁２が開く時、連通孔がパイロット孔有効断面積以上であることは、前記理由により、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。
【００３８】
また、弁２が連通室側に有ると共に、圧縮コイルばねが、差圧の力による弁２開鎖を抑止するに代えて、弁２の差圧の力未満であることにより、弁開過程において、連通室圧の急減により、弁２が、押動される前に弁２の差圧の力で開くため、前記理由により、弁開時間と目詰まりの面でより不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。
【００３９】
また、パイロット孔有効断面積以上である連通孔が、僅かな開度未満で弁体のダイヤフラムに閉じられるように、蓋体の取付面内周側に穿設されることにより、弁開過程は、連通室圧の急減により、ダイヤフラムは弁室側に撓み連通孔が閉じ、弁体速度は初期に従来より遅い．弁閉過程は、流入口圧が弁室圧より高く、差圧が増すほどダイヤフラムは弁室側に撓み、弁閉直前より、連通孔が、ダイヤフラムに閉じられる。僅かな開度未満以外、連通孔が開くため、オリフィス目詰まりがより低減する。この低減分を減らし、オリフィスをより絞ることにより、目詰まりの面でより不利にさせず、水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。また、部品数が少なく安価にできる。
【００４０】
また、連通孔を無くし連通孔に代えてオリフィスを絞ると共に、オリフィス絞り時にオリフィスがブリード孔有効断面積未満になるように、閉鎖面またはシート座面に溝を凹設することは、前記により、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図７、図８の従来例を含め図面は共通部分が多く、その共通部分は同符号を付す。尚、本発明は、通電時開形に限定されず、通電時閉形のパイロット電磁弁等においても適用できる。
【００４２】
図１〜図４のソレノイド部は、ガイドパイプ２２上部の固定鉄心２３と、往復動するプランジャ１０と、プランジャ１０を付勢する復帰ばね１１とが、内側に有る。そしてコイルボビン１９に巻かれたコイル１８と、磁気枠２０とが外側に有り、従来の図７、図８と同様である。
【００４３】
図１〜図４の弁部は、流入口５ａと流出口５ｃとを連通する弁口５ｂと、弁口５ｂに対向し弁口５ｂを開閉する弁体４と、弁体４を挟んで弁口５ｂの反対側に形成される弁室３と、流入口５ａと通じるブリード孔３ａと、流出口５ｃと通じるパイロット孔３ｂと、パイロット孔３ｂを開閉するパイロット弁９と、ブリード孔３ａとパイロット孔３ｂとを連通する連通室１と、連通室１と弁室３とを連通するオリフィス１ａとが有る。小さい有効断面積順に列記すると、ブリード孔３ａ、パイロット孔３ｂ、連通室１の順になる．
【００４４】
図１のオリフィス１ａは、閉鎖面２ａに溝２ｂが有る弁２の絞り時、有効断面積がブリード孔３ａ未満である。
図２は、オリフィス１ａがブリード孔３ａ有効断面積未満であると共に、連通室１と弁室３とを連通する連通孔１ｂが有る。
図３は、ブリード孔３ａ有効断面積未満のオリフィス１ａを絞り、弁閉時間と水撃や弁体衝止衝撃とを外部調整する流量調整ねじ１６と、連通孔１ｂとが蓋体６に有る。
図４のオリフィス１ａは、ガイド孔６ａと弁体摺動部４ａの環状隙間であり、弁体４の僅かな開度以上で、ガイド孔６ａの溝６ｂと弁体摺動部４ａの溝４ｂとが合い、有効断面積がブリード孔３ａ未満から増す。
【００４５】
次に図１〜図４の基本的作動を説明する。弁開過程において、コイル１８に通電すると磁界が発生、復帰ばね１１の力に反しプランジャ１０が吸引され、パイロット孔３ｂが開き連通室１圧は激減する。オリフィス１ａ、連通孔１ｂ（図２、図３のみ）により弁室３圧も減少、差圧の力により弁体４は上昇し、蓋体６に衝止され弁開に至る。弁体４の上昇につれ、流入口５ａ圧は減少し、流出口５ｃ圧は増加する。
【００４６】
弁閉過程において、非通電にすると磁界が消滅、復帰ばね１１の力によりプランジャ１０が下降、パイロット孔３ｂが閉じ連通室１圧が増加する。オリフィス１ａ、連通孔１ｂ（図２、図３のみ）により弁室３圧も増加、差圧の力等により弁体４は下降し弁閉に至る。弁体４の下降につれ、流入口５ａ圧は増加し、流出口５ｃ圧は減少する。
【００４７】
尚、図１〜図３の弁体圧縮ばね１３は、弁開時間と最低作動差圧が増すため無くてもよいが、取付姿勢等による弁開トラブルまたは漏れと、弁閉時間とを低減する。
図４は、弁体４の弁軸４ｆとプランジャ１０に掛け止めされている弁体引張ばね１４が、無くてよいが、弁開過程において、プランジャ１０の吸引により、弁体引張ばね１４の力が弁体４の上昇を助けるため、最低作動差圧が下がる。弁閉時は、復帰ばね１１が弁体４を弁座５ｄに押すため、電磁弁の取付姿勢は自由になる。
【００４８】
図１〜図４のオリフィス１ａと、図２と図３の連通孔１ｂとにおいて、弁開時の流量激減、弁開過程と弁閉過程の交互の逆流による堆積ゴミ類の除去、ブリード孔３ａによるゴミ類の除去により、目詰まりし難い。このため、弁２の絞り（図１）・弁２の閉鎖（図２）・連通孔１ｂの閉鎖（図３）・または溝４ｂ溝６の離間（図４）により、ブリード孔３ａ有効断面積未満のオリフィス１ａで、弁室３が連通室１のみと通じるため、弁体速度が緩やかになり、目詰まりの面で不利が生じず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃が低減する。
【００４９】
また、ブリード孔３ａとパイロット孔３ｂとを連通する連通室１に、弁室３が通じ、弁開直後より等圧になるため、最低作動差圧の面で不利が生じない。また、オリフィス１ａ、連通孔１ｂは、上記により目詰まりし難いと共に、本機構は内部にあり主流路の流れに影響され難いため、作動の安定性の面で不利が生じない。また、弁体４に弁口５ｂ挿入面が無いため、圧力損失、振動等の主流路の流れの面で不利が生じない。また、電気系統を変えていないため、電気系統の面で不利が生じない。また、外形寸法の面において、図１〜図３、図４が、従来例の図７、図８と各々等しいように、不利が生じない。
【００５０】
さらに、図２と図４は、蓋体６の連通室１に設けたガイド孔６ａと、その中を摺動し弁体４に設けた弁体摺動部４ａとが円柱状であり、弁開時に弁体摺動部４ａが、ブリード孔３ａ出口のみをブリード孔３ａの有効断面積未満に絞る。尚、図２の連通室１は、通孔３ｄにより分けられない。このため、ブリード孔３ａの流量が減少し、オリフィス１ａとブリード孔３ａとパイロット孔３ｂの目詰まりが低減する。この低減分を減らしオリフィス１ａをより絞ることで、弁体速度をより緩やかにし、目詰まりと、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃とをより低減する。尚、ガイド孔６ａ径が小さいほど、弁室３受圧面積が増加し弁体速度を緩やかにする。また、弁開時は、上記により、連通室１圧と弁室３圧が下がるため、最低作動差圧の低減、パイロット孔３ｂ縮径によるプランジャ１０所要吸引力の低減、弁体４リフト量増加による流量係数の増加、または弁体４縮径による小型化等が可能となる。
【００５１】
さらに図４は、ガイド孔６ａと弁体摺動部４ａの環状隙間であるオリフィス１ａが、周縁部を挟持固定されたダイヤフラム弁体４の僅かな開度以上で、ガイド孔６ａに設けた溝６ｂと弁体摺動部４ａに設けた溝４ｂとが合い、パイロット孔３ｂ有効断面積以上になる。弁体４が弁座５ｄに近いほど、弁開閉時間と相反し水撃や弁体衝止衝撃に影響することにより、弁体４の僅かな開度以上でのオリフィス１ａ有効断面積の増加は、弁開閉時間とオリフィス１ａ目詰まりを大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、弁体４の僅かな開度未満でオリフィス１ａをより絞ることにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、ガイド孔６ａの溝６ｂと、弁体摺動部４ａの溝４ｂとは、半円状の断面で軸方向に凹設し、円周方向で合うように取り付ける（図６）。
【００５２】
さらに図１と図２は、連通室１と弁室３とを連通するオリフィス１ａと、オリフィス１ａの弁２と、差圧の力による弁２開鎖を抑止する圧縮コイルばね１２とを設けている。そして、図１は弁２と弁体４が僅かに離れていると共に、図２は弁２とピン１５が僅かに離れている。このため、弁体４の僅かな開度以上で、弁体４の往復動により押動され弁２が開く時、オリフィス１ａはパイロット孔３ｂ有効断面積以上になる。上記理由により、弁開閉時間と、弁体４の僅かな開度未満での溝２ｂ目詰まりとを大幅に低減すると共に、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃の増加は僅かである。この低減分を減らし、溝２ｂの断面積を縮小することにより、弁開閉時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁開と弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。また、弁２が蓋体６から出ているため、図１のガイド無しダイヤフラム弁体４のふらつきに対応できる。尚、圧縮コイルばね１２の付勢力は、最高作動差圧時の弁２の差圧の力以上である。また、図１は、プラグ７が有り弁２を替え、弁開閉時間と水撃や弁体衝止衝撃とを容易に調整できる。また、図２の弁２は、鋼球のため、かじりが無く、平行ピン１５と共に市販品のため安価である。
【００５３】
さらに図１おいて、弁２の差圧の力未満である圧縮コイルばね１２に替えた場合、弁２が連通室１側に有るため、弁開過程の連通室１圧の急減により、弁２は押動される前に差圧の力により開く。このため、弁開時間とオリフィス１ａの目詰まりが低減する。この低減分を減らし、弁体４の僅かな開度未満で溝２ｂをより絞ることは、弁開時間と目詰まりの面で不利にさせず、弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、圧縮コイルばね１２の付勢力は、パイロット電磁弁の自由な取付姿勢のため弁２重量以上で、最低作動差圧時の弁２の差圧の力未満である。
【００５４】
さらに、図３は、パイロット孔３ｂ有効断面積以上である連通孔１ｂが、僅かな開度未満で弁体４のダイヤフラム４ｄに閉じられるように、蓋体６の取付面内周側６ｃに穿設されている。弁開過程は、連通室１圧の急減により、ダイヤフラム４ｄは弁室３側に撓み連通孔１ｂは閉じるため、弁体速度は初期に従来より遅い．弁閉過程は、弁体４が弁座５に近づくほど、流入口５ａ圧が増え弁室３圧との差圧が増しダイヤフラム４ｄは弁室３側に撓み、弁閉直前より、連通孔１ｂがダイヤフラム４ｄに閉じられる。僅かな開度未満以外、連通孔１ｂが開くため、オリフィス１ａの目詰まりがより低減する。この低減分を減らし、オリフィス１ａをより絞ることにより、目詰まりの面でより不利にさせず、水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。また、部品数が少なく安価である。
【００５５】
さらに、図１は、連通孔１ｂを無くし連通孔１ｂに代えてオリフィス１ａを絞ると共に、オリフィス１ａ絞り時にオリフィス１ａがブリード孔３ａ有効断面積未満になるように、弁２閉鎖面２ａの円周方向に溝２ｂを凹設している（図５）。このため、オリフィス１ａ絞り時に溝２ｂに有る堆積ゴミ類が、開鎖直後に除去され、目詰まりが低減する。この低減分を減らし、溝２ｂの断面積をより絞ることは、目詰まりの面でより不利にさせず、弁開閉または弁閉による水撃や弁体衝止衝撃をより低減する。尚、閉鎖面２ａまたはシート座面８において、オリフィス１ａ絞り時にオリフィス１ａがブリード孔３ａ有効断面積未満になれば、溝２に限定せず、凹凸または面のアラサ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図２】実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図３】実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図４】実施例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図５】図１の弁２の溝２ｂ付近を拡大した立体図
【図６】図４の溝６ｂ溝４ｂ付近を拡大した立体図
【図７】従来例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【図８】従来例パイロット電磁弁の弁閉時の縦断面図
【符号の説明】
【００５７】
１    連通室              ４    弁体                  ６    蓋体
１ａ  オリフィス          ４ａ  弁体摺動部            ６ａ  ガイド孔
１ｂ  連通孔              ４ｂ  溝                    ６ｂ  溝
２    弁                  ４ｃ  ダイヤフラム受        ６ｃ  取付面内周側
２ａ  閉鎖面              ４ｄ  ダイヤフラム          ８    シート座面
２ｂ  溝                  ４ｇ  隔壁                  ９    パイロット弁
３    弁室                ５    弁箱                １０    プランジャ
３ａ  ブリード孔          ５ａ  流入口              １１    復帰ばね
３ｂ  パイロット孔        ５ｂ  弁口                １２    圧縮コイルばね
３ｃ  通孔                ５ｃ  流出口              １３    弁体圧縮ばね
３ｄ  通孔                ５ｄ  弁座                １４    弁体引張ばね