(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な方法で耐異物性と弁シール性確保の両立をはかった構造を有する電磁弁を提供する。【解決手段】縦型の電磁弁２０は、流体が流れて通過する流路を有するバルブハウジングと、流路を開閉する弁体１と、下端部側において弁体に連結していて弁体を移動可能なシャフト２と、上端部側においてシャフトに係合していてシャフトを駆動して移動させることが出来る電磁石部２２とを具備する。電磁弁は、シャフト下端部を支持する、軸受け７を更に具備することにより、シャフトは両持ちで支持されることを特徴とする。また電磁弁は、シャフトに連結されるプランジャ１１と、移動のためにプランジャを案内する、ライナー１２とを電磁石部において更に具備しており、プランジャはライナーにより支持されるので、シャフトの上部側の支持が形成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブにおいて、このバルブは、
流体が流れて通過する流路を有するバルブハウジングと、
前記流路を開閉する弁体と、
その第１の側において前記弁体に連結していて前記弁体を移動可能なシャフトと、
前記第１の側に対向するその第２の側において前記シャフトに係合していて前記シャフトを駆動して移動させることが出来る駆動手段と、を具備しており、
前記第１の側の付近において前記シャフトの部分を支持する、第１の支持部を更に具備することにより、前記シャフトは両持ちで支持されることを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記駆動手段に関連して、
前記シャフトに連結固定されるプランジャと、
前記プランジャが移動する際に、前記プランジャを案内するライナーと、
を前記第２の側付近において、更に具備しており、
前記プランジャを前記ライナーが支持することにより、前記シャフトが前記第２の側で支持される、第２の支持部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記第１の支持部が前記バルブハウジングに一体で形成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のバルブ。
【請求項４】
前記シャフトの前記第１の側の端部が前記第１の支持部に支持されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項５】
前記第１の支持部が流体の入口側に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項６】
前記第１の支持部は円錐等の錐状の突起のように形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項７】
電磁弁であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項８】
ウォータバルブであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁（バルブ）に係り、より特別には空調又は冷却装置において使用される電磁式ウォータバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の流れる流路の遠隔開閉に、最も一般的に使用される弁の１つとして電磁弁がある。一般的に電磁弁等の開閉弁においては、弁を駆動部に連結していて移動して弁の開閉を実施するスピンドル（弁駆動シャフト）の中心軸と、弁体及び弁座の中心の芯出しが適切に行われてないと、弁体と弁座の間から流体が漏れることになり、弁の本来の機能である閉鎖に不具合が生じることになる。このため、上記の芯出しは弁にとって重要であり、芯出しを精度良く確実に実現する、種々の構造、組み立て方法が提案されている。
【０００３】
この様な提案を含む従来の電磁弁の一般的な例を図３に示している。
なお電磁弁の構造については、図１に本発明の第１の実施の形態に従う電磁弁の構造を示しており、従来の電磁弁の構造についても基本的には本発明の電磁弁の構造と同様であり、それについては本明細書の後記の部分で説明するのでここでは省略し、本発明に特に関係する従来の電磁弁の構造の問題点に関係する部分についてのみを説明する。
【０００４】
図３に示す電磁弁５０のような従来技術では、閉弁時、弁体１の弁座３への当たりを均一にしシール性を確保するために、図３のごとく弁体１と弁駆動シャフト２を別体にして弁調芯をはかる構造のものがある。この構造は、弁体１と弁駆動シャフト２のスキマに流体中の異物（鋳砂等）がはさまり弁体１のロック及び磨耗等の発生があり問題となることがある。
【０００５】
また、図３に示されるような構造の従来の電磁弁５０においては、コイル４に電流を印加すると電磁力により、弁体１が弁座３に押付けられ、入口８からの流水通路と出口９への流水通路を遮断する。プランジャ１１はライナー１２内を摺動するが片持ち状態で弁体１を弁座３に押付ける。プランジャ１１とライナー１２は摺動性確保のため隙間を有している。弁体１が弁座３を押付ける場合、その隙間のため、弁体１の中心と弁座３の中心が一致せずシール不良となってしまう。
【０００６】
また、電磁弁に関する改善案が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしこの提案は電磁石部の寸法を小さくするものであり、上記の問題の解決に関するものではない。
【特許文献１】
特開平第７−３１０８４７号（第３頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、安価な方法で耐異物性と弁シール性確保の両立をはかった構造を有するバルブ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】
本発明の請求項１の形態では、上述した目的を達成するためにバルブは、流体が流れて通過する流路を有するバルブハウジングと、前記流路を開閉する弁体と、その第１の側において前記弁体に連結していて前記弁体を移動可能なシャフトと、前記第１の側に対向するその第２の側において前記シャフトに係合していて前記シャフトを駆動して移動させることが出来る駆動手段とを具備する。前記第１の側の付近において前記シャフトの部分を支持する、第１の支持部を更に具備することにより、前記シャフトは両持ちで支持されることを特徴とする。
【０００９】
この様に構成することにより、弁体を移動させるシャフトは、第２の側に加えて、第１の側においても支持されるので両持ち支持構造となり、弁体と弁座の調芯がより精確に実施可能であり、従って弁のシ−ル性をより容易で確実に確保可能なバルブを提供する。
【００１０】
本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態においてバルブは、前記駆動手段に関連して、前記シャフトに連結固定されるプランジャと、前記プランジャが移動する際に前記プランジャを案内する、ライナーとを前記第２の側付近において更に具備する。前記プランジャを前記ライナーが支持することにより、前記シャフトが前記第２の側で支持される、第２の支持部が形成されることを特徴とする。
この様に構成することにより本形態では、第２の支持部をより具体化する形態を開示する。
【００１１】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項１又は２のいずれかの形態において、前記第１の支持部が前記バルブハウジングに一体で形成されることを特徴とする。
本形態によれば、第１の支持部がバルブハウジングに一体で形成されることにより、バルブの製作、組み立てをより容易にすると共に製作等コストの面においても有利となる。
【００１２】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項１から３の形態のいずれか一項において、前記シャフトの前記第１の側の端部が前記第１の支持部に支持されることを特徴とする。
本形態によれば、第１の支持部の位置がより具体化され確実なシャフトの支持が実現されると共に、シャフト及び第１の支持部等の製作、組み立て、及び製作コストの面においても有利となる。
【００１３】
本発明の請求項５の形態では、上記請求項１から４の形態のいずれか一項において、前記第１の支持部が流体の入口側に設けられることを特徴とする。
本形態によれば、第１の支持部が流体入口側に設けられることにより、弁閉止状態においても第１の支持部が流体内に浸漬されるので、第１の支持部は流体により常に潤滑されて、シャフトの移動はスムーズに実施出来る。
【００１４】
本発明の請求項６の形態では、上記請求項１から５の形態のいずれか一項において、前記第１の支持部は円錐等の錐状の突起のように形成されることを特徴とする。
本形態によれば、第１の支持部は流路において滑らかな曲線の外形表面を有する突起状に形成されるので、流体の流れは、流れる流体に含まれる異物を第１の支持部に侵入し難くすると共に、第１の支持部に侵入した異物が第１の支持部の周辺の流体の流れにより、運び出されることを可能にする。
【００１５】
本発明の請求項７の形態では、上記請求項１から６の形態のいずれか一項において、電磁弁であることを特徴とする。
本形態によれば、本発明をより具体化する形態を開示する。
【００１６】
本発明の請求項８の形態では、上記請求項１から７の形態のいずれか一項において、ウォータバルブであることを特徴とする。
本形態によれば、本発明の用途がより具体化されると共に、本発明の耐異物性、及び流体による潤滑性がより効果的に発揮可能な用途を開示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の装置を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電磁弁の第１の実施の形態の図解的な側断面図である。ここでは図面、より特別には図１を参照すると、図３に開示される従来の例の電磁弁の要素部分と同じ又は同様である図１の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００１８】
まず図１を参照すると、本発明の電磁弁２０が開けられている状態を示している。電磁弁２０は、縦型のウォータバルブであり、電磁弁２０自体の外殻を形成するボディ１０と、ボディ１０の上に設置されていて弁体１を駆動する電磁石部（駆動部）２２を具備しており、更に図１に示されるように、その下部に流体、ここでは水が流入する入口８と、その中央部に水が流出する出口９とを具備する。入口８と出口９は、ボディ１０に開口を設けることで形成されている。
【００１９】
電磁石部２２は、電気が供給されて励磁するコイル４と、コイル４により励磁される磁性のライナー１２とを具備しており、全体をカバー２１により囲まれて、カバー２１はボディ１０にボルト止めされる。ボディ１０は、一般的なバルブがそうであるように、その内部を中空にすることにより、流体の通過する流路１５がその内部に形成される。流路１５は入口８と出口９に連絡する。
本実施の形態においては、ボディ１０は上部と、下部より構成され、該上部と該下部をボルト等により連結して組み立てられる。しかし上部と下部は一体で形成されても良い。更に本実施の形態においては、前記上部には出口９が設けられ、前記下部には入口８が設けられる。
【００２０】
本実施の形態の電磁弁２０はその中央に、電磁石部２２及びボディ１０を貫通するように設けられる弁駆動シャフト２を具備する。弁駆動シャフト２は、コイル４、ライナー１２と同軸でそれらの内部を貫通するように配置されており、弁駆動シャフト２のライナー１２側の端部付近には、プランジャ１１がやはり同軸で弁駆動シャフト２に嵌合するように固定されている。プランジャ１１は、ライナー１２に対して、その間に隙間が存在するように滑動可能に嵌合している。
【００２１】
弁駆動シャフト２は、電磁弁２０を上から下へ貫通しており、従ってボディ１０についても上から下へ貫通している。弁駆動シャフト２の電磁石部２２からボディ１０への貫通部１４には、ボディ１０から電磁石部２２への水の通過を防止するためのダイアフラム６が具備されており、シールを形成している。本実施の形態においては、貫通部１４の上にスプリング５が弁駆動シャフト２を囲むように具備されており、スプリング５の下端部はストッパ２３に当接しており、スプリング５の上端部はプランジャ１１に当接する。従ってスプリング５はプランジャ１１を押し上げるように作用する。
【００２２】
ボディ１０の出口９と入口８の中間には弁座３が、ボディ１０と一体に形成されており、弁駆動シャフト２に同軸で嵌合するように取り付けられた弁体１が弁座３に当接することにより、流路１５、即ち入口８と出口９が閉鎖される。弁体１は弁駆動シャフト２の下端側に固定するように取り付けられる。弁駆動シャフト２は更に下に伸張しており、その下端は縮径された円筒棒状である。ボディ１０の下部には、図１に示されるようにボディ１０に一体で軸受け７が具備されており、弁駆動シャフト２の前記下端を受けて収容する。この様に構成されて、弁駆動シャフト２は、上端部付近においてプランジャ１１をライナー１２により支持され、その下端が軸受け７により支持される両持ち状態で支持されており、弁駆動シャフト２の調芯、即ち弁駆動シャフト２と弁体１の弁座３に対する調芯精度が向上すると共に、容易に製作可能である。上記とは別に弁座３はボディ１０とは別体で形成されても良い。
【００２３】
軸受け７の上部の流路１５に面する部分は、テーパ部１３を具備しており、テーパ部１３は円錐突起状に形成されるので、軸受け７と弁駆動シャフト２の先端との間の隙間への異物の侵入を防止するように作用する。即ち、テーパ部１３が滑らかな隆起として形成されているので、流路１５を流れる流体はテーパ部１３周辺を通過する場合に、流れが妨げられずスムーズに流れるので、流体に異物が運ばれる場合においても、異物は流体と共に素速くテーパ部１３付近を通過するので、軸受け７と弁駆動シャフト２先端との間の隙間へ侵入することがない。また、軸受け７と弁駆動シャフト２先端との間の隙間に異物が滞留している場合には、テーパ部１３付近の流れがスムーズで速いため、軸受け７と弁駆動シャフト２先端との間の隙間内の流体を吸引する作用が期待でき、前記異物が吸い出される可能性もある。この様に、テーパ部１３の上記の形状は、軸受け７と弁駆動シャフト２先端との間の隙間に異物が混入する不具合を防止する機能を有する。
【００２４】
次に本実施の形態の電磁弁２０の作動について説明する。電磁弁２０は通常時（通電されていない時）において、スプリング５がプランジャ１１を押し上げることにより、弁駆動シャフト２を介して弁体１を上に上昇させるので、弁体１は弁座３から離れており、電磁弁２０は開の状態にある。従って水は入口８から出口９へ流れることが出来る。
【００２５】
次にコイル４が通電されると励磁して、更に磁性体のライナー１２を励磁する。本実施の形態においては、ライナー１２が励磁すると、プランジャ１１が反発するように構成されているので、プランジャ１１は下に押し下げられ、更に弁駆動シャフト２を介して弁体１が下降されて、弁座３に当接して密着することにより、電磁弁２０は閉じられる。従って入口８から出口９への流れは遮断される。この様に、弁駆動シャフト２の上下動において、弁駆動シャフト２は軸受け７により案内されて、軸受け７内を上下に摺動する。ここで軸受け７は、流路１５の入口８側で、ボディ１０下部に設けられるので、軸受け７内に水が常時存在して、潤滑液として作用し、潤滑性を向上すると共に、摺動による摩耗を防止できる。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態が図２に示されており、ここでは電磁弁３０の側断面図が示される。図２を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の電磁弁２０の要素部分と同じ又は同様である図２の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００２７】
本実施の形態においては、スプリング５の位置が第１の実施の形態とは相違している。即ちスプリング５は上下方向において、プランジャ１１とライナー１２の間に配置されている。従って、コイル４に電流が印可されない通常時において電磁弁３０は図２に示されるように、スプリング５がプランジャ１１を押し下げることにより、弁駆動シャフト２を介して弁体１は下に下降されるので、弁体１は弁座３に当接して密着することにより、電磁弁３０は閉じられる。従って入口８から出口９への流れは遮断されている。
【００２８】
一方コイル４が通電されて励磁すると、磁性体のライナー１２が励磁される。本実施の形態においては、ライナー１２が励磁すると、プランジャ１１を吸引するように構成されているので、プランジャ１１は上に押し上げられ、更に弁駆動シャフト２を介して弁体１が上昇して、弁体１は弁座３から離れており、電磁弁３０は開の状態にある。従って水は入口８から出口９へ流れることが出来る。
この場合においてもやはり、弁駆動シャフト２の上下動において、弁駆動シャフト２は軸受け７により案内されて、軸受け７内を上下に摺動する。
【００２９】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の電磁弁により以下の効果が期待できる。
・  弁駆動シャフト２は、上部のプランジャ１１と下部の軸受け７の２箇所で支持される両持ち支持構造となるので、弁体と弁座の調芯がより精確で容易に実施可能である。
・  従って弁のシ−ル性がより容易で確実に確保可能である。
・  軸受け７がバルブハウジングに一体で形成されることにより、バルブの製作、組み立てをより容易にすると共に製作等コストの面においても有利となる。
・  軸受け７が流体入口側に設けられることにより、弁閉止状態においても軸受け７は、流体内に浸漬されて流体により常に潤滑されるので、弁駆動シャフト２の移動はスムーズに実施され摺動部の摩耗も少ない。
・  軸受け７の外形が、滑らかな曲線の外形表面を有する円錐の突起状に形成されるので、流路において流れる流体に含まれる異物を軸受け７内に侵入し難くすると共に、軸受け７に侵入した異物が軸受け７周辺の流体の流れにより、運び出されることを可能にし、耐異物性を向上する。
【００３０】
本発明の第２の実施の形態の電磁弁により以下の効果が期待できる。
・  電磁弁への通電が落ちた状態において弁が閉鎖する、フェールセーフの形態を提供出来る。
【００３１】
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。可能な実施の形態についてより具体的に以下で簡単に説明する。
【００３２】
本発明のバルブは電磁弁で且つウォータバルブとして記載されたが、該バルブが電磁弁以外のバルブであっても良く、更に水用以外の用途に使用されても良い。
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態の電磁弁は、縦型であるが、横型等のこれ以外の型式であっても良い。
軸受けはボディ下端部にボディと一体で設けられるが、軸受けの位置はこれ以外の場所であっても良く、更にボディとは別体で形成されても良い。
軸受けの形状は円錐突起状であるが、これ以外の錐突起形状、テーパ形状あるいは別の形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る電磁弁の第１の実施の形態の図解的な側断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る電磁弁の第２の実施の形態の図解的な側断面図である。
【図３】図３は、従来の電磁弁の例の図解的な側断面図である。
【符号の説明】
１…弁体
２…弁駆動シャフト
３…弁座
４…コイル
５…スプリング
６…ダイアフラム
７…軸受け
８…出口
９…入口
１０…ボディ
１１…プランジャ
１２…ライナー
１３…テーパ部
１４…貫通部
１５…流路
２０…電磁弁
２１…カバー
２２…電磁石部
【図１】
2004169749.tif 000003
【図２】
2004169749.tif 000004
【図３】
2004169749.tif 000005