(57)【要約】【課題】簡素な構成で弁体の着座性を確保することのできる電磁弁を提供することを目的とする。【解決手段】弁体２１が取り付けられるプランジャ８と、このプランジャを軸方向に移動させるソレノイドコイル６とからなり、前記弁体が、リング状の支持部材２３と、弾性材料によって形成され、前記支持部材を全周にわたって包み込むように設けられ、中心部に前記プランジャの先端部が圧入状態で嵌合させられる貫通孔２３ａが形成された閉止部材２３とによって構成されていることを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004028194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座の開閉をなす弁体と、この弁体が取り付けられて、この弁体を、閉位置と開位置との２位置に選択的に保持する電磁ソレノイドとを備え、前記電磁ソレノイドが、前記弁体が取り付けられるプランジャと、このプランジャを軸方向に移動させるソレノイドコイルとからなり、前記弁体が、リング状の支持部材と、弾性材料によって形成され、前記支持部材を全周にわたって包み込むように設けられ、中心部に前記プランジャの先端部が圧入状態で嵌合させられる貫通孔が形成された閉止部材とによって構成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記閉止部材が、前記支持部材をインサートとしたインサート成形によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記支持部材に、その厚み方向に貫通する肉抜き孔が複数形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記プランジャの先端部外周に、前記閉止部材の内周部が係合させられる周溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電磁弁。
【請求項５】
前記電磁ソレノイドが、非動作時において、前記弁体を開位置に保持し、動作時において、前記弁体を閉位置に保持するようになされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電磁弁。
【請求項６】
前記弁体を閉位置に付勢する付勢部材が設けられているとともに、前記電磁ソレノイドが、動作時において、前記弁体を、前記付勢部材の付勢力に抗して開位置へ向けて移動させるようになされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電磁弁。
【請求項７】
前記閉止部材の、前記弁座に対向させられる面の外周縁部に、前記弁座へ当接させられる環状リップが形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れかに記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁に係わり、特に、電磁ソレノイドの先端に弁体が取り付けられた電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁ソレノイドによって開閉される弁体を備えた電磁弁として、たとえば、図５および図６に示す構造のものが知られている。
図５に符号１で示す電磁弁は、弁座２が形成された流路３に、前記弁座２に対向して配設されたもので、ケーシング４と、このケーシング４内に装着されたボビン状のコア５と、このコア５の外周に巻回されたソレノイドコイル６と、前記コア５の中心部前方に固定されたガイドパイプ７と、前記コア５およびガイドパイプ７を貫通しかつ摺動自在に装着されたプランジャ８と、このプランジャ８の先端部で、前記ケーシング４から突出した位置に装着され、前記弁座２に対向配置された弁体９と、前記コア５内に装着され、前記プランジャ８を、前記弁体９を弁座から離間させる方向に付勢する付勢部材１０とによって構成されている。
【０００３】
そして、前記弁体９は、環状に形成されて、円盤状の支持部材１１の周縁部を覆うように装着されている。
【０００４】
また、前記支持部材１１が、前記プランジャ８の先端部に形成された小径部８ａに嵌合させられた後に、前記プランジャ８の先端部を加締めることによって、前記プランジャ８の先端部に固定されており、これによって、前記弁体９がプランジャ８に一体化されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記弁体９は、前記弁座２の遮蔽性を高めるために、前記弁座２に対して平行に保持する必要がある。
しかしながら、前述した従来の電磁弁１にあっては、前記支持部材１１をプランジャ８に対して加締めによって固定されていることから、その加締め加工の精度によって、前記プランジャ８に対する支持部材１１の取り付け角度が傾斜してしまうことがあり、この結果、前記弁体９と弁座２との平行度が確保できなくなることが想定される。
また、プランジャ８が可動のため、プランジャ８とガイドパイプ７の間、および、プランジャ８とコア５との間には隙間が設けられており、この隙間により、プランジャ８の倒れが発生し、その結果、弁体９と弁座２との平行度が確保できなくなることが想定される。
【０００６】
このような不具合を解消するために、図６に示すように、前記支持部材１１を前記プランジャ８に対して揺動可能に装着することが提案されている。
すなわち、図６に符号１２で示す電磁弁は、プランジャ８の先端部の小径部８ａに装着される支持部材１１と、前記小径部８ａの段部との間に弾性部材１３を介装しておき、この弾性部材１３の弾性変形によって前記支持部材１１の揺動を可能にして、前記弁体９とプランジャ８との傾きを吸収するようにしたものである。
【０００７】
しかしながら、このような電磁弁１２にあっても、その組み立て工程が煩雑になるといった課題が残されている。
【０００８】
さらに、図７に符号１４で示す電磁弁のように、弁体１５を弾性部材によって形成するとともに、その中心部に前記プランジャ８の先端部を埋め込むことによって、前記弁体１５を前記プランジャ８の先端部に固定し、また、前記プランジャ８に、前記弁体１５の端面を覆うようにバックアッププレート１６を配設し、さらに、前記弁体１５の、前記バックアッププレート１６との対向面を、外周へ向かって前記バックアッププレート１６から離間する傾斜面１５ａとしたものである。
【０００９】
図７の電磁弁１４にあっては、プランジャ８によって弁体１５を弁座２に押し付ける際に、前記傾斜面１５ａによって前記バックアッププレート１６との間に形成されている隙間を利用して、前記弁体１５の変形を許容することにより、この弁体１５の傾きを吸収して、前記弁座２への着座性を確保するようにしている。
【００１０】
しかしながら、このような電磁弁１４にあっても、前記弁体１５の着座性を確保するために、前記バックアッププレート１６と前記ケーシング４との間に付勢部材１７を介装して、前記バックアッププレート１６による弁体１５への押圧力を高めて、前述した弁体１５の変形を確保しなければならない。
【００１１】
このため、電磁弁１４の動作方向が、前記弁体１５を開放方向に限定されてしまい、また、前述した弁体１５の変形を確実に行わせるために、前記付勢部材１７の付勢力を大きくすると、電磁弁１４の駆動電力も大きくする必要があり、この結果、電磁弁１４の大型化を招いてしまう。
【００１２】
本発明は、前述した従来の課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で弁体の着座性を確保することのできる電磁弁を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の電磁弁は、前述した目的を達成するために、弁座の開閉をなす弁体と、この弁体が取り付けられて、この弁体を、閉位置と開位置との２位置に選択的に保持する電磁ソレノイドとを備え、前記電磁ソレノイドが、前記弁体が取り付けられるプランジャと、このプランジャを軸方向に移動させるソレノイドコイルとからなり、前記弁体が、リング状の支持部材と、弾性材料によって形成され、前記支持部材を全周にわたって包み込むように設けられ、中心部に前記プランジャの先端部が圧入状態で嵌合させられる貫通孔が形成された閉止部材とによって構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の電磁弁は、請求項１に記載の前記閉止部材が、前記支持部材をインサートとしたインサート成形によって形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の電磁弁は、請求項１または請求項２に記載の前記支持部材に、その厚み方向に貫通する肉抜き孔が複数形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の電磁弁は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記プランジャの先端部外周に、前記閉止部材の内周部が係合させられる周溝が形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の電磁弁は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記電磁ソレノイドが、非動作時において、前記弁体を開位置に保持し、動作時において、前記弁体を閉位置に保持するようになされていることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の電磁弁は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記弁体を閉位置に付勢する付勢部材が設けられているとともに、前記電磁ソレノイドが、動作時において、前記弁体を、前記付勢部材の付勢力に抗して開位置へ向けて移動させるようになされていることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の電磁弁は、請求項１ないし請求項６の何れかに記載の前記閉止部材の、前記弁座に対向させられる面の外周縁部に、前記弁座へ当接させられる環状リップが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１ないし図３を参照して説明する。
なお、以下の説明中、従来と共通する部分については、同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００１５】
図１において、符号２０は、本実施形態に係わる電磁弁を示し、この電磁弁２０は、弁座２の開閉をなす弁体２１と、この弁体２１が取り付けられて、この弁体２１を、閉位置と開位置との２位置に選択的に保持する電磁ソレノイド２２とを備え、前記電磁ソレノイド２２が、前記弁体２１が取り付けられるプランジャ８と、このプランジャ８を軸方向に移動させるソレノイドコイル６とからなり、前記弁体２１が、リング状の支持部材２３と、弾性材料によって形成され、前記支持部材２３を全周にわたって包み込むように設けられ、中心部に前記プランジャ８の先端部が圧入状態で嵌合させられる貫通孔２４ａが形成された閉止部材２４とによって構成された基本構成となっている。
【００１６】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記支持部材２３は、金属材料をドーナツ状にプレス成形することによって形成されており、図２および図３に示すように、中心部に大径の貫通孔２３ａが穿設され、また、この貫通孔２３ａを取り囲むように、前記貫通孔２３ａよりも小さな内径を有する肉抜き孔２３ｂが、前記貫通孔２３ａ周りに間隔をおいて複数穿設されている。
【００１７】
前記閉止部材２４は、前記支持部材２３をインサートとしたインサート成形によって、前記支持部材２３に一体に取り付けられており、このようなインサート成形を行うために、前記支持部材２３には、この支持部材２３を金型のキャビティ内の所定位置に保持するための位置決め孔２３ｃが複数形成されている。
【００１８】
また、本実施形態においては、前記プランジャ８の先端部外周に、前記閉止部材２４の貫通孔２４ａに嵌合させられる小径部８ａが形成されており、この小径部８ａの外径が、前記貫通孔２４ａの内径に対し若干大径に形成されている。
【００１９】
さらに、前記閉止部材２４の、前記弁座２に対向させられる面の外周縁部には、図１に示すように、前記弁座２へ当接させられる環状リップ２４ｂが形成されている。
【００２０】
そして、本実施形態においては、前記電磁ソレノイド２２内に装着される付勢部材１０が、電磁ソレノイド２２の非動作時において、前記弁体２１を開位置に保持するように、前記プランジャ８を付勢するようになっており、前記電磁コイル６は、電磁ソレノイド２２の動作時において、前記付勢部材１０の付勢力に抗して前記弁体２１を閉位置に移動させるようになっている。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係わる電磁弁２０にあっては、前記支持部材２３を成型用金型のキャビティ内にセットして、前記キャビティ内に弾性材料を充填することによって、前記支持部材２３周りに前記閉止部材２４を一体に形成して、弁体２１を形成する。
【００２２】
このように形成された弁体２１は、この弁体２１の中心部に形成された貫通孔２４ａに、前記プランジャ８の小径部８ａを貫通するように嵌合させることによって、このプランジャ８の先端部に装着されて、本実施形態の電磁弁２０が構成される。
【００２３】
そして、前記電磁弁２０は、図１に示すように、従来と同様に前記弁体２１が流路３の途中に形成されている弁座２に対向するように設置される。
【００２４】
このようにして設置された電磁弁２０は、非動作時においては、前記付勢部材１０の付勢力によって、前記弁体２１が前記プランジャ８とともに前記弁座２から離間する位置に保持されて、前記流路３を開放した状態に保持する。
【００２５】
そして、前記流路３を遮蔽する際には、前記電磁弁２０が動作させられて、前記ソレノイドコイル６によって発生させられる磁力によって、前記プランジャ８が弁座２へ向けて移動させられることにより、その先端に取り付けられている前記弁体２１の閉止部材２４の環状リップ２４ｂが、前記弁座２の周りに当接させられて、この弁座２を閉塞する。
【００２６】
ここで、前記弁体２１と、前記弁座２との平行度が確保されていない場合、前記閉止部材２４が前記弁座２の周辺部に押し付けられる際に、前記閉止部材２４の前記プランジャ８との嵌合部分の弾性変形により、前記閉止部材２４が前記プランジャ８に対して揺動させられることにより、前記閉止部材２４の姿勢が、前記弁座２に対して平行となるように修正される。
また、本実施形態においては、前記閉止部材２４に環状リップ２４ｂが形成されていることにより、この環状リップ２４ｂの弾性変形によっても、前記閉止部材２４の弁座２に対する着座性が確保され、この弁座２４の遮蔽性が確保される。
【００２７】
ところで、前述したような弁体２１による遮蔽動作に際して、その遮蔽機能を確保するためには、前記閉止部材２４の弁座２に対する押圧力を確保する必要があるが、本実施形態においては、前記閉止部材２４の貫通孔２４ａの内径と、前記プランジャ８の外径との差を調整することによって、前記プランジャ８の押圧力を、前記閉止部材２４を介して前記支持部材２３へ効率よく伝達することができるとともに、この支持部材２３が、前記閉止部材２４の径方向のほとんどに位置させられていることから、前記閉止部材２４が前記弁座２の周辺部に均一に、かつ、確実に圧接させられる。
したがって、確実な遮蔽機能を得ることができる。
【００２８】
また、前記支持部材２３は、プレス成形等によって容易に形成することができ、また、この支持部材２３に、前記閉止部材２４をインサート成形によって一体化して弁体２１を形成することができるので、その製造工程がきわめて簡素であり、かつ、高精度に製造することができる。
このように、本実施形態においては、簡素な構成で弁体２１の着座性を確保することのできる電磁弁２０を得ることができる。
【００２９】
一方、前述したように、前記プランジャ８の押圧力を、効率よく閉止部材２４に伝達し、かつ、支持部材２３の作用によって、前記押圧力を、前記閉止部材２４の全体に均一に伝達することができるので、従来のように、前記閉止部材２４の対向してバックアッププレート１６を設けて、このバックアッププレート１６とケーシング４との間に付勢部材１７を配置する必要がなくなり、この点からも構成が簡素化される。
【００３０】
また、弁体２１とケーシング４との間に付勢部材を設ける必要がなくなることから、電磁弁２０の動作方向が、前記弁体２１を開放する方向に限定されることなく、電磁弁２０の非作動時に前記付勢部材１０の付勢力によって前記弁体２１を開放位置に保持することが可能である。
すなわち、電磁ソレノイド２２の動作方向を制限することがなく、使用する電磁ソレノイドの機種の適用範囲が拡大される。
【００３１】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
たとえば、図４に示すように、前記支持部材２３に、その貫通孔２３ａ周りに、複数の円弧状の貫通孔２３ｄを形成して、この貫通孔２３ｄによって、前記実施形態において示した肉抜き孔２３ｂと位置決め孔２３ｃとを兼用させることも可能である。
また、このような構成とすることにより、前記支持部材２３をキャビティ内に設置する際に、その位置決めをなす金型凸部との嵌合位置の周方向における自由度が高められ、これによって、製造工程の簡素化が図られる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電磁弁によれば、弁体を、リング状の支持部材と、弾性材料によって形成され、前記支持部材を全周にわたって包み込むように設けられ、中心部に前記プランジャの先端部が圧入状態で嵌合させられる貫通孔が形成された閉止部材とによって構成したことにより、弁座を遮蔽する際に、この弁座に対する前記弁体の平行度が確保されていない場合にあっても、前記閉止部材の弾性を利用した揺動動作によって、前記平行度が確保され、その遮蔽機能を確実に得ることができる。
また、プランジャの押圧力を、前記支持部材によって前記閉止部材の全体にわたって均一に、かつ、確実に伝達することができ、これによって、前記閉止部材を弁座に確実に圧着させることができ、高い遮蔽機能を得ることができる。
また、プランジャの押圧力を、前記支持部材によって前記閉止部材の全体にわたって均一に、かつ、確実に伝達することができることによって、前記弁体をバックアッププレートを介して押圧する必要がなくなり、弁体とケーシングとの間に付勢部材を設ける必要がなくなる。
この結果、適用する電磁ソレノイドの動作方向の制限をなくし、この電磁ソレノイド機種の適用可能範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すもので、弁体の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、支持部材の平面図である。
【図４】本発明の変形例を示すもので、支持部材の平面図である。
【図５】一従来例を示す縦断面図である。
【図６】他の従来例を示す縦断面図である。
【図７】さらに他の従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　電磁弁
２　弁座
３　流路
４　ケーシング
５　コア
６　ソレノイドコイル
７　ガイドパイプ
８　プランジャ
８ａ　小径部
９　弁体
１０　付勢部材
１１　支持部材
１２　電磁弁
１３　弾性部材
１４　電磁弁
１５　弁体
１５ａ　傾斜面
１６　バックアッププレート
１７　付勢部材
２０　電磁弁
２１　弁体
２２　電磁ソレノイド
２３　支持部材
２３ａ　貫通孔
２３ｂ　肉抜き孔
２３ｃ　位置決め孔
２４　閉止部材
２４ａ　貫通孔
２４ｂ　環状リップ
【図１】
2004028194.tif 000003
【図２】
2004028194.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004028194.tif 000007
【図６】
2004028194.tif 000008
【図７】
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