(57)【要約】【課題】流体の流動方向と弁体の移動方向とが同一であって、流体の流れに乱れを生ずることがなく、流動抵抗が小さく、コンパクトに組立てることが可能な電磁弁を提供する。【解決手段】円筒状に巻装されるソレノイドコイル１２の内周側の円筒状コア１０の下端側の部分をバルブシート３１とし、このバルブシート３１と対向するようにかつ円筒状コア１０の軸線方向に移動自在な弁体３０を配し、この弁体３０をアーム２６上の案内用支持体２８によって摺動可能に支持し、ソレノイドコイル１２の励磁および非励磁によって、弁体３０の移動を制御するようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、
前記筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配され、
前記弁体は引張りコイルばねによって前記バルブシートから離間するように付勢され、前記ソレノイドコイルが励磁されると前記弁体が前記バルブシートに磁気吸引されて前記流体通路が閉じられることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記筒体の軸線と中心が一致するように前記筒体に対して一端側に案内用支持体が設けられ、該案内用支持体によって前記弁体が前記筒体の軸線方向に摺動自在に支持されることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記筒体の一端のバルブシートが前記筒体の一端を斜めに切欠いた傾斜面から構成され、ほぼ円錐状をなす弁体が前記傾斜面に接触して前記流体通路を閉じることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、
前記筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配されるとともに、該弁体は前記筒体の一端と磁気回路によって結合されて前記筒体の一端と同極に磁化されるようになされ、
前記弁体は圧縮コイルばねによって前記バルブシートに接触するように付勢され、前記ソレノイドコイルが励磁されると前記弁体と前記筒体の一端との間に磁気反発力を生じて前記バルブシートから前記弁体が離間して前記流体通路が開かれることを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
前記筒体の軸線と中心が一致するように前記筒体に対して一端側に磁性材料から成る案内用支持体が設けられ、該案内用支持体によって前記弁体が前記筒体の軸線方向に摺動自在に支持されることを特徴とする請求項４に記載の電磁弁。
【請求項６】
前記筒体の一端のバルブシートが前記筒体の一端を斜めに切欠いた傾斜面から構成され、ほぼ円錐状をなす弁体が前記傾斜面に接触して前記流体通路を閉じることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁弁に係り、とくに流体の流動を制御する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体やガスの供給および遮断を制御するために、従来より電磁弁が広く用いられている。電磁弁は、そのソレノイドコイルに対する通電および通電の遮断に応じて、開閉動作を行なうものであって、ソレノイドコイルの電磁力によって弁体が開放位置と閉鎖位置とに移動して切換えられるようになっている。
【０００３】
ノーマルオープン型の電磁弁は、ソレノイドコイルの励磁がなされない場合、すなわちソレノイドコイルが無通電の場合に、戻しばねによってバルブシートから弁体が離間して通路が開かれるようになっており、ソレノイドコイルを励磁すると、これによってその電磁力で弁体が流体通路を閉塞するようにしている。
【０００４】
これに対してノーマルクローズタイプの電磁弁は、ソレノイドコイルが非励磁であって電流が遮断されている場合に、内蔵するばねによって弁体がバルブシートに圧着されて流路が閉じられるようになっている。そしてソレノイドコイルを励磁すると、その電磁力によって弁体がバルブシートから離間して流体通路が開かれるようにしている。
【０００５】
特開平１０−１６９８２２号公報には、ポートを有するシャフトと、移動可能に配されたプランジャと、プランジャを一方向に付勢させるコイルスプリングと、プランジャを電磁力によりコイルスプリングとは逆方向に付勢させる電磁コイルと、プランジャの移動方向の両側に別個に取付けられて磁束が通過する第１コアおよび第２コアとを備えた電磁弁において、第１コアおよび第２コアに別個に形成された第１通路および第２通路と、第１通路または第２通路の一方を塞ぐストッパとを備え、同一部品によってノーマルクローズ形式またはノーマルオープン形式のいずれかを選択できるようにした電磁弁が開示されている。
【０００６】
従来のこの種の電磁弁は、流体の流路と、弁体の移動方向とがほぼ直交するように配されるか、複雑な流路を形成するようになっており、このためにとくに開弁時における流体の流動に乱れを生ずるようになり、流動抵抗が増大し、あるいはまた流体の円滑な流動を妨げることになっている。
【特許文献１】特開平１０−１６９８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明の課題は、流体の流動方向と弁体の移動方向とがほぼ同一方向になっている電磁弁を提供することである。
【０００８】
本願発明の別の課題は、開弁時における流体の流動抵抗が増大しないようにした電磁弁を提供することである。
【０００９】
本願発明の更に別の課題は、開弁時における流体の流れが円滑に行なわれるようにした電磁弁を提供することである。
【００１０】
本願発明の更に別の課題は、小型であってしかも流体の流動および遮断が確実に行なわれるようにした電磁弁を提供することである。
【００１１】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想、およびその実施の形態によって明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の主要な発明は、ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、
前記筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配され、
前記弁体は引張りコイルばねによって前記バルブシートから離間するように付勢され、前記ソレノイドコイルが励磁されると前記弁体が前記バルブシートに磁気吸引されて前記流体通路が閉じられることを特徴とする電磁弁に関するものである。
【００１３】
ここで、前記筒体の軸線と中心が一致するように前記筒体に対して一端側に案内用支持体が設けられ、該案内用支持体によって前記弁体が前記筒体の軸線方向に摺動自在に支持されてよい。また前記筒体の一端のバルブシートが前記筒体の一端を斜めに切欠いた傾斜面から構成され、ほぼ円錐状をなす弁体が前記傾斜面に接触して前記流体通路を閉じるようにしてよい。
【００１４】
本願の別の主要な発明は、ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、
前記筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配されるとともに、該弁体は前記筒体の一端と磁気回路によって結合されて前記筒体の一端と同極に磁化されるようになされ、
前記弁体は圧縮コイルばねによって前記バルブシートに接触するように付勢され、前記ソレノイドコイルが励磁されると前記弁体と前記筒体の一端との間に磁気反発力を生じて前記バルブシートから前記弁体が離間して前記流体通路が開かれることを特徴とする電磁弁に関するものである。
【００１５】
ここで、前記筒体の軸線と中心が一致するように前記筒体に対して一端側に磁性材料から成る案内用支持体が設けられ、該案内用支持体によって前記弁体が前記筒体の軸線方向に摺動自在に支持されてよい。また前記筒体の一端のバルブシートが前記筒体の一端を斜めに切欠いた傾斜面から構成され、ほぼ円錐状をなす弁体が前記傾斜面に接触して前記流体通路を閉じるようにしてよい。
【発明の効果】
【００１６】
本願の主要な発明は、ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配され、弁体は引張りコイルばねによってバルブシートから離間するように付勢され、ソレノイドコイルが励磁されると弁体がバルブシートに磁気吸引されて流体通路が閉じられるようにしたものである。
【００１７】
従ってこのような電磁弁によると、ソレノイドコイルの非励磁時においては、弁体が引張りコイルばねによってバルブシートから離間されるようになり、これによって流体通路が開放されて流体の流動が許容される。これに対してソレノイドコイルが励磁されると、引張りコイルばねに抗して弁体がバルブシートに磁気吸引されて流体通路が閉じられるようになり、これによって流体の流動が遮断されることになる。ここで流体の流動は、ソレノイドコイルの中心部を貫通するコアの内部空間から構成されており、このコアの一端側のバルブシートに対して弁体が接触および離間自在になっているために、流体の流動方向と弁体の移動方向とが同一方向になる電磁弁が提供される。
【００１８】
本願の別の主要な発明は、ソレノイドコイルの中心部を貫通する磁性材料の筒体によってコアが構成されるとともに、該筒体の内側の空間によって流体通路が形成され、筒体の軸線方向の一端にバルブシートが設けられ、該バルブシートに対して接触および離間自在に磁性材料から成る弁体が配されるとともに、該弁体は筒体の一端と磁気回路によって結合されて筒体の一端と同極に磁化されるようになされ、弁体は圧縮コイルばねによってバルブシートに接触するように付勢され、ソレノイドコイルが励磁されると弁体と筒体の一端との間に磁気反発力を生じてバルブシートから弁体が離間して流体通路が開かれるようにしたものである。
【００１９】
従ってこのような電磁弁によると、ソレノイドコイルの非励磁時においては、圧縮コイルばねによって弁体がバルブシートに圧着することになり、これによって流体通路が閉じられることになる。これに対してソレノイドコイルが励磁されると、弁体と筒体の一端との間の磁気反発力によってバルブシートから弁体が離間して流体通路が開かれるようになる。ここでソレノイドコイルの中心部を貫通するコアの内側の空間が流体通路となされ、しかもこの筒体の一端にバルブシートが形成されているために、流体の流動方向と弁体の移動方向とが同一の電磁弁が供給されるようになり、流体の流れが乱されることがなく、流動抵抗が低い電磁弁が提供されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。まず第１の実施の形態を図１〜図４によって説明する。図１および図２は、この第１の実施の形態の電磁弁の非励磁時の状態を示している。この電磁弁は磁性材料から成る円筒状コア１０を備えている。このコア１０の内側が断面円形の流体通路１１になっている。そして上記円筒状コア１０の外周側の部分にソレノイドコイル１２が巻装されている。そしてソレノイドコイル１２の上端から外周側を覆うようにコア１３が取付けられる。また上記ソレノイドコイル１２の下端側の部分がソレノイド受け１４によって受けられるようになっている。ソレノイド受け１４は、逆カップ状をなすとともに、その中心側の部分に円形孔を備えた、例えば耐熱性のポリフェニレンサルファイト樹脂から成る成形体である。
【００２１】
上記コア１３の外周側には、このコア１３の外形とほぼ等しい外形の外筐１７が取付けられるようになっている。この外筐１７はガラス繊維を混入したポリフェニレンサルファイト樹脂成形体から構成されている。そして外筐１７の上端側の部分が縮径されて導入口１８が形成されている。またこの導入口１８の根元側であって外筐１７の肩部に挿通口１９が形成され、この挿通口１９からコード２０が引出されるようになっている。また外筐１７の下端側の部分には、テーパ状をなす出口側ケース２１が接続されるようになっている。そして出口側ケース２１下端に出口２２が設けられるようになっている。
【００２２】
上記コア１３およびソレノイド受け１４の下端部と出口側ケース２１の上端との間に挟着されるようにアーム２６が配されている。アーム２６は図２に示すように、１２０度間隔で放射状に３本のアームを備えた非磁性材料、例えばポリフェニレンサルファイト樹脂から成る成形体である。そしてこのアーム２６の中心孔２７の部分に筒状をなす案内用支持体２８が配されている。この案内用支持体２８の外周部であって下端側の部分に係止リング２９が取付けられ、この係止リング２９がアーム２６の下端に係止される。また案内用支持体２８の上端には、弁体３０が軸線方向に摺動自在に支持される。この弁体３０は、上記円筒状コア１０の下端側の部分であって半径方向の中心側のエッジの部分が傾斜面になっているバルブシート３１と対向するようになっている。そして弁体３０の内側には上下に一対の横方向に延びるピン３３、３４がそれぞれ取付けられ、これらのピン３３、３４間に引張りコイルばね３５が掛渡されている。従って引張りコイルばね３５によって弁体３０が下方に付勢されており、上記アーム２６の上端に対して弁体３０の下端が圧着されている。そして上記弁体３０によってピン３３、３４および引張りコイルばね３５を介して案内用支持体２８が上方に引張られて支持されることになる。
【００２３】
以上のような構成において、ソレノイドコイル１２が非励磁の状態であってソレノイドコイル１２に電流が流れていない場合には、図１および図２に示すように、弁体３０は案内用支持体２８内に内蔵されている引張りコイルばね３５によって下方に引張られており、このためにこの弁体３０の円錐状のシール面がバルブシート３１から離間している。すなわちここでは、円筒状コア１０の内部に形成される流体通路１１が開放された状態になり、導入口１８、流体通路１１、バルブシート３１、出口側ケース２１、出口２２の順に流体が流動する。
【００２４】
これに対してコード２０を通してソレノイドコイル１２に対して電流を通じ、このソレノイドコイル１２を励磁すると、図３および図４に示すように、バルブシート３１の部分の磁気吸引力によって弁体３０が引張りコイルばね３５に抗して上方へ移動し、バルブシート３１に圧着される。
【００２５】
弁体３０は磁性材料から構成されるとともに、弁体３０を摺動自在に案内する案内用支持体２８を支持しているアーム２６が非磁性材料から構成されているために、このアーム２６によって磁気回路が遮断される。従ってここでは、弁体３０は単なる鉄片として機能し、ソレノイドコイル１２が励磁されると円筒状コア１０の下端側のバルブシート３１の部分に磁気吸引されて吸着される。従ってこのバルブシート３１に対する弁体３０の圧着によって、流体通路１１が遮断される。
【００２６】
このような電磁弁は、円筒状コア１０の内部空間が流体通路１１に構成され、この円筒状コア１０の軸線に沿って弁体３０が移動して開閉動作を行なうようにしている。従って流体の流動方向と弁体３０の移動方向とが同一の方向になり、開弁時における流体の流動に対して乱れを生じ難い電磁弁になる。またこのことから、開弁時の流動抵抗が極めて低くなる。更にこのような弁体は、流体の流動方向に対して直角方向から弁体３０を移動させるものではないために、コンパクトな電磁弁とすることが可能になる。
【００２７】
次に第２の実施の形態を図５〜図８によって説明する。この実施の形態の電磁弁の非励磁時の状態が図５および図６に示される。この電磁弁の上記第１の実施の形態との差異は、アーム２６が磁性材料から構成され、これによってコア１３、アーム２６、案内用支持体２８、および弁体３０が磁気回路を構成するようになっている。また上記案内用支持体２８と弁体３０との間には、引張りコイルばね３５に代えて圧縮コイルばね４０が収納されている。この圧縮コイルばね４０は、案内用支持体２８に対して弁体３０を上方に付勢するようにしている。なおそれ以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
このような実施の形態に係る電磁弁のソレノイドコイル１２が非励磁の場合であって、ソレノイドコイル１２に電流が通じていない場合には、図５および図６に示すように、弁体３０と案内用支持体２８との間に配されている圧縮コイルばね４０の弾性復元力によって弁体３０が上方に押圧され、この弁体３０の先端側の外周部がバルブシート３１に圧着される。従って圧縮コイルばね４０の弾性復元力によって閉弁動作が行なわれ、流体通路１１が遮断される。
【００２９】
これに対してコード２０を介してソレノイドコイル１２に対して電流を通ずると、図７および図８に示すように、円筒状コア１０の下端のバルブシート３１と弁体３０との間の磁気反発力によって弁体３０が圧縮コイルばね４０に抗して下方に移動し、これによって弁体３０がバルブシート３１から離間して開弁動作が行なわれる。すなわちソレノイドコイル１２が励磁されると円筒状コア１０の下端側であってバルブシート３１の部分が一方の磁極、例えばＮ極に磁化される。そしてコア１３の下端側も同じくＮ極に磁化される。従ってこれにより、アーム２６および案内用支持体２８を介して磁気回路を構成する弁体３０も同じくＮ極に磁化される。従ってバルブシート３１と弁体３０とがともにＮ極であって同極に磁化されるために、両者の間で磁気反発力が生ずる。このような磁気反発力によって、弁体３０が下方への力を受け、圧縮コイルばね４０に抗して下方へ移動するようになり、開弁動作が行なわれる。
【００３０】
このような電磁弁も、上述の如く円筒状コア１０の内部の流体通路１１の軸線と弁体３０の移動方向とが同じであって、流体の流動方向が一方向になっているために、開弁時の流体の流動に乱れを生ずることがなく、あるいはまた流動抵抗が少なくなる。また流体通路１１に対して弁体３０の移動方向が同一方向であることから、構造が簡潔であってコンパクトな電磁弁を提供できるようになる。
【００３１】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における具体的な寸法や形状等については、各種の設計変更が可能である。またこのような電磁弁は、各種の用途に広く利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本願発明は、ノーマルオープン型あるいはノーマルクローズ型の電磁弁として、各種の流体の流動および遮断の制御に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施の形態の電磁弁の縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ〜Ａ線横断面図である。
【図３】励磁時の動作を示す縦断面図である。
【図４】図３におけるＢ〜Ｂ線横断面図である。
【図５】第２の実施の形態の電磁弁の非励磁時の縦断面図である。
【図６】図５におけるＣ〜Ｃ線横断面図である。
【図７】同励磁時の縦断面図である。
【図８】図７におけるＤ〜Ｄ線横断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  円筒状コア
１１  流体通路
１２  ソレノイドコイル
１３  コア
１４  ソレノイド受け
１７  外筐
１８  導入口
１９  挿通口
２０  コード
２１  出口側ケース
２２  出口
２６  アーム
２７  中心孔
２８  案内用支持体
２９  係止リング
３０  弁体
３１  バルブシート
３３、３４  ピン
３５  引張りコイルばね
４０  圧縮コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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