(57)【要約】【課題】プランジャ６と弁体８との間へ制御対象流体の一部が介入して閉じ込められることによる弁体８の飛び出しや劣化を防止する。【解決手段】励磁コイル１の励磁・消磁によって弁座４に対する開閉方向へ往復動作する磁性体からなるプランジャ６と、弁座４側を向いたプランジャ６の嵌合筒部６１に挿入されると共にカシメ固定され弁座４と離接されるゴム状弾性材料からなる弁体８とを備える。弁体８の外周面には溝状切欠が形成され、この溝状切欠によって、プランジャ６の端面と弁体８との密接部から、嵌合筒部６１のカシメ部６２と、弁座４に対する離接面との間に開放された流体排出路８ａが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイル（１）の励磁・消磁によって弁座（４）に対する開閉方向へ往復動作する磁性体からなるプランジャ（６）と、前記弁座（４）側を向いた前記プランジャ（６）の嵌合筒部（６１）に挿入されると共にカシメ固定され前記弁座（４）と離接されるゴム状弾性材料からなる弁体（８）とを備え、この弁体（８）に、前記プランジャ（６）との密接部から延びて、前記嵌合筒部（６１）のカシメ部（６２）と、前記弁座（４）に対する離接面（８１ａ）との間に開放された流体排出路（８ａ）が形成されたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
流体排出路（８ａ）が、プランジャ（６）の端面（６ａ）と密接する弁体（８）の内端面（８２）に形成された凹部（８２ａ）と連通して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流路を開閉する電磁弁であって、特に、弁座と離接される弁体がゴム状弾性材料からなるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、温水洗浄便座の温水噴射装置等に用いられる電磁弁として、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。この電磁弁は、大流量の流路を開閉する弁装置の動作を制御するためのパイロット電磁弁であって、励磁コイルの内周に弁座の開閉方向へ往復動可能に配置された磁性体からなるプランジャと、このプランジャの弁座側を向いた端部に形成された嵌合筒部内周に挿入されると共にそのカシメにより抜け止め固定されたゴム状弾性材料からなる弁体とを備え、前記励磁コイルの励磁・消磁によるプランジャの往復動に伴い、弁体が弁座に離接することによって、弁孔を開閉するものである。
【特許文献１】特開平１１−７２１７５号公報
【０００３】
しかしながら、この種の電磁弁は、プランジャと弁体との密接部に、当該弁による制御対象流体の一部が介入して閉じ込められ、溜まって行くと、この水によって弁体がプランジャから押し出されてしまい、弁の開閉性能や、開閉タイミングに悪影響を及ぼすおそれがある。また、温水洗浄便座の温水噴射装置に用いられる特許文献１の電磁弁のように、制御対象流体が例えば加熱された水道水である場合、プランジャと弁体との密接部に介入して閉じ込められると、この水に含まれる塩素が加熱されることによって、ゴム状弾性材料からなる弁体が劣化してしまう問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、プランジャと弁体との間へ制御対象流体の一部が侵入して閉じ込められることによる弁体の飛び出しや、弁体の劣化を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る電磁弁は、励磁コイルの励磁・消磁によって弁座に対する開閉方向へ往復動作する磁性体からなるプランジャと、前記弁座側を向いた前記プランジャの嵌合筒部に挿入されると共にカシメ固定され前記弁座と離接されるゴム状弾性材料からなる弁体とを備え、この弁体に、前記プランジャとの密接部から延びて、前記嵌合筒部のカシメ部と、前記弁座に対する離接面との間に開放された流体排出路が形成されたものである。
【０００６】
また、請求項２の発明に係る電磁弁は、請求項１に記載の流体排出路が、プランジャの端面と密接する弁体の内端面に形成された凹部と連通して形成されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明に係る電磁弁によれば、制御対象の流体の一部は、流体排出路を通じてプランジャと弁体との密接部へ介入するが、いったん介入した流体は再び流体排出路を介して外部へ排出されるので、前記密接部に閉じ込められることがなく、したがってこの流体による弁体の飛び出しや弁体の劣化を有効に防止することができる。また、流体排出路は、プランジャのカシメ部と弁座に対する離接面との間に開放されているので、閉弁時における弁体のシール性が良好に保たれる。
【０００８】
請求項２の発明に係る電磁弁によれば、請求項１による効果に加えて、プランジャの嵌合筒部内周に挿入した弁体を、前記嵌合筒部のカシメにより固定する際に、弁体が受ける圧縮変形を、弁体の内端面に形成された凹部によって吸収するので、その圧縮反力による嵌合筒部からの弁体の飛び出しを有効に防止することができる。また、この凹部に導入される流体圧力によって、閉弁時の弁体のシール性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る電磁弁の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が実施された電磁弁の一形態を示す断面図、図２は、図１の一部を拡大して示す断面図、図３は、図２におけるIII方向の矢視図、図４は弁体の斜視図である。
【００１０】
まず図１において、参照符号１はガイドスリーブ２の外周に設けられた励磁コイルで、通電によって励磁されたときに後述する固定鉄心５及びプランジャ６と共に磁気回路を構成する缶状のヨーク３に収納されている。ヨーク３から突出したガイドスリーブ２の一端には、外周面が円錐面状に形成された先細りの筒状の弁座４が配置されており、この弁座４の内周には、弁孔４１が、ガイドスリーブ２と同心的に開設されている。
【００１１】
ガイドスリーブ２の内周、言い換えれば励磁コイル１の内周には、磁性体からなる固定鉄心５及びプランジャ６が挿入されている。固定鉄心５は、弁座４と反対側を向いた外端５ａがヨーク３の端盤３１に係止されており、その外周面には、ガイドスリーブ２の内周面との間を密封するＯリング５１が装着されている。一方、プランジャ６は固定鉄心５より弁座４側にあって、ガイドスリーブ２の軸方向、すなわち弁座４に対する開閉方向へ往復動可能に配置されている。また、固定鉄心５とプランジャ６との間には、プランジャ６を弁座４側へ向けて付勢するコイルスプリング７が介装され、固定鉄心５の内端の内周に形成された盲穴状のスプリング保持穴５ｂに保持されている。
【００１２】
プランジャ６における弁座４側の端部には、弁体８が保持されている。詳しくは、図２及び図３にも示されるように、プランジャ６の弁座４側の端面６ａの外周部からは嵌合筒部６１が一体に突出形成されており、弁体８は、この嵌合筒部６１に挿入されると共に、嵌合筒部６１の先端に形成した薄肉部を内周側へ屈曲させたカシメ部６２によって、抜け止め状態に固定されている。なお、カシメ部６２が嵌合筒部６１に対して薄肉に形成されているのは、カシメの際に、弁体８の端部の位置で確実にかつ容易に屈曲させるためである。
【００１３】
弁体８は、例えば耐水性に優れたＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等のゴム状弾性材料で成形されたものであって、図２に示されるように、弁座４と対向する外端面８１及びその反対側の内端面８２がプランジャ６の軸心と略垂直な平面をなし、前記内端面８２がプランジャ６の端面６ａに密接されると共に、円筒面状を呈する外周面８３がプランジャ６の嵌合筒部６１の内周面に密接されている。また、図３及び図４に示されるように、弁体８の外周面８３には、軸方向すなわちプランジャ６の軸心と平行な方向へ延びる複数（図示の形態では３本）の溝状切欠８３ａが円周方向等間隔で形成されている。
【００１４】
溝状切欠８３ａは、弁体８の外周面８３とプランジャ６の嵌合筒部６１の内周面との間に流体排出路８ａを形成するものであって、その溝底が、図２及び図３に示されるように、カシメ部６２の内周縁よりも内周側であってかつ弁座４に対する弁体８の離接面８１ａよりも外周側に位置している。すなわち流体排出路８ａは、その外端がカシメ部６２と前記離接面８１ａとの間に開放され、内端が弁体８の内端面８２とプランジャ６との密接面に達している。
【００１５】
以上の構成を備える電磁弁は、例えば温水洗浄便座の温水噴射装置に用いられるもので、非通電状態、すなわち励磁コイル１の消磁状態では、プランジャ６がコイルスプリング７の付勢力によって固定鉄心５から離れる方向、言い換えれば弁座４側へ向けて押し出され、プランジャ６に保持された弁体８の外端面８１（離接面８１ａ）が前記弁座４に密接されている。このため、図１に示されるように、弁孔４１が閉塞された閉弁状態にある。
【００１６】
また、励磁コイル１が通電により励磁されると、この励磁コイル１に発生する磁界によって固定鉄心５及びプランジャ６が磁化されるので、両者５，６間に作用する磁力によって、プランジャ６はコイルスプリング７の付勢力に抗して、これを圧縮しながら固定鉄心５側へ向けて変位する。このため、プランジャ６に保持された弁体８の外端面８１が弁座４から離間し、弁孔４１が開放されて開弁状態となり、当該電磁弁による制御対象の局部洗浄用の温水（水道水）が、弁座４の外周側の空間から、弁座４と弁体８の間を介して弁孔４１へ流出する。
【００１７】
ここで、当該電磁弁による制御対象の水道水は、その一部が、弁座４の外周側の空間から、プランジャ６のカシメ部６２と弁座４に対する弁体８の離接面８１ａとの間に開口した流体排出路８ａへ侵入し、更に、そこから弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの密接部へ介入するが、この水道水がそのまま閉じ込められてしまうことはない。これは、いったん弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの密接部へ水が介入しても、この水は、弁座４との離接に伴う弁体８の僅かな変形や、弁開閉に伴う水圧変化等によって、流体排出路８ａを通じて弁座４の外周側の空間へ排出されるからである。
【００１８】
なお、流体排出路８ａを、例えば弁体８における弁座４との離接面８１ａの内周側に形成した場合は、弁座４の内周側の空間（弁孔４１）と弁座４の外周側の空間との間で、前記流体排出路８ａ、プランジャ６の嵌合筒部６１の内周面と弁体８の外周面８３の密接部、及びプランジャ６の端面６ａと弁体８の内端面８２の密接部を経由する漏れ経路が形成されることになるが、本発明においては、流体排出路８ａを弁体８の離接面８１ａの外周側に開放しているので、このような漏れ経路は形成されず、閉弁時のシール性が損なわれない。
【００１９】
したがって、弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの間に溜まった水によって弁体８がプランジャ６の嵌合筒部６１の内周から飛び出してしまうようなことがない。このため、開弁時における弁座４と弁体８の隙間が狭まって、流量が減少したり、開閉タイミングに悪影響を及ぼす、といった不具合の発生を防止することができる。また、弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの間に水道水が閉じ込められると、水中に含まれる塩素が加熱されることによって、ゴム状弾性材料からなる弁体８の劣化が起こることがあるが、上述のように、介入した水道水がそのまま閉じ込められてしまうことがないので、このような劣化の発生も有効に防止することができる。
【００２０】
また、組立において、この弁体８を、プランジャ６の嵌合筒部６１の内周に挿入する過程で、嵌合筒部６１の内周空間に存在する空気が流体排出路８ａを介して排出されるので、挿入が容易であり、しかも弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの間に空気が閉じ込められてしまうこともない。
【００２１】
そして上述の各効果は、弁体８の形状変更のみによって実現することができるため、製造コストの上昇を来さない。
【００２２】
次に図５は、本発明が実施された電磁弁の他の形態を示す部分断面図、図６は、この形態による弁体の斜視図である。この形態の電磁弁は、上述した流体排出路８ａに加えて、プランジャ６の端面６ａに密接される弁体８の内端面８２に、各流体排出路８ａと連通した溝８２ａを形成したものであり、その他の部分は、先に説明した形態と同様である。
【００２３】
すなわち詳しくは、図６に示されるように、弁体８の外周面８３には、プランジャ６の軸心と平行な方向へ延びる複数（図示の形態では３本）の溝状切欠８３ａが円周方向等間隔で形成されている。そして、弁体８の内端面８２には、その中央部から各溝状切欠８３ａの端部へ向けて放射状に延びる溝８２ａが形成されている。なお、この溝８２ａは、請求項２に記載された凹部に相当するものである。
【００２４】
この形態において、弁体８の内端面８２に形成された溝８２ａは、弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの密接部へ介入した水が、一層閉じ込められにくい構造とするものである。このため、弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの間に閉じ込められた水によって弁体８が飛び出したり、塩素による弁体８の劣化といった不具合の発生を、一層確実に防止することができる。
【００２５】
また、閉弁時にあっては、各流体排出路８ａから各溝８２ａを介して弁体８の内端面８２とプランジャ６の端面６ａとの間へ導入される水圧が、弁座４（図１及び図２参照）の外周側で弁体８の外端面８１に作用する水圧による開弁方向への弁体８の変位力を相殺する背圧となるので、この圧力バランス作用によって、高いシール性を奏することができる。
【００２６】
更に、この溝８２ａは、弁体８の内端面８２付近の剛性を低下させるので、組立において、この弁体８を、プランジャ６の嵌合筒部６１の内周に挿入してから、図５に破線で示される薄肉円筒部６２ａを内周側へ屈曲することによってカシメ部６２を形成する際に、カシメ部６２が弁体８の外端面８１の外周部に圧接することによる弁体８の変形を吸収して、外端面８１の膨出変形を抑える作用をも有する。
【００２７】
なお、上述した各形態は、温水洗浄便座の温水噴射装置等に用いられる電磁弁として説明したが、油圧機器など、他の流体を対象とする電磁弁にも同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明が実施された電磁弁の一形態を示す断面図である。
【図２】図１の電磁弁の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図２におけるIII方向の矢視図である。
【図４】図１の電磁弁における弁体の斜視図である。
【図５】本発明が実施された電磁弁の他の形態を示す部分断面図である。
【図６】図５の形態による弁体の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  励磁コイル
２  ガイドスリーブ
３  ヨーク
４  弁座
４１  弁孔
５  固定鉄心
６  プランジャ
６ａ  端面
６１  嵌合筒部
６２  カシメ部
７  コイルスプリング
８  弁体
８ａ  流体排出路
８１  外端面
８２  内端面
８２ａ  溝（凹部）
８３  外周面
８３ａ  溝状切欠
【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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