(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体（１）が弁座（２）にて上流側流路（３）と下流側流路（４）とに区分され、
前記弁座が、電磁装置の可動コア（８）と同期的に移動する弁部にて開閉される直動型電磁弁において、
副弁体（１０）は、上下方向に形成される筒状部（１０Ａ）と、筒状部（１０Ａ）の下端に形成される副弁部（１０Ｂ）と、筒状部（１０Ａ）の上方に形成され、筒状部（１０Ａ）より大径をなす環状係止鍔部（１０Ｃ）と、を備え；
主弁操作部材（１１）は、上端（１１Ａ）に開口する摺動孔（１１Ｃ）と、摺動孔（１１Ｃ）から係止段部（１１Ｅ）を介して下端（１１Ｂ）に開口する流路孔（１１Ｄ）と、流路孔（１１Ｄ）から主弁操作部材（１１）の外周に開口する流入孔（１１Ｆ）と、を備え；
主弁体（１２）は、傘状部材（１２Ａ）と、傘状部材（１２Ａ）の下端（１２Ｂ）に固定配置される平板状の弁部（１２Ｃ）と、前記弁部の下端（１２Ｄ）に形成される主弁部（１２Ｅ）と、弁部（１２Ｃ）の上端（１２Ｆ）に形成される副弁座（１２Ｇ）と、を備え；
可動コア（８）の下端（８Ａ）に、当接配置される主弁操作部材（１１）の下端（１１Ｂ）に、傘状部材（１２Ａ）を介して主弁体（１２）を固定配置することにより弁部（１２Ｃ）の主弁部（１２Ｅ）を弁座（２）に臨んで配置するとともに弁部（１２Ｃ）の副弁座（１２Ｇ）を主弁操作部材（１１）の流路孔（１１Ｄ）の内方に臨んで配置し、
又、可動コア（８）の下端（８Ａ）に螺着固定配置される副弁体（１０）は、その筒状部（１０Ａ）、環状係止鍔部（１０Ｃ）が主弁操作部材（１１）の流路孔（１１Ｄ）内に移動自在に配置されるとともに環状係止鍔部（１０Ｃ）の上端（１０Ｅ）が主弁操作部材（１１）の係止段部（１１Ｅ）に臨んで対向配置され、さらに副弁部（１０Ｂ）が、弁部（１２Ｃ）の上端（１２Ｆ）に形成され流路孔（１１Ｄ）の内方に配置される副弁座（１２Ｇ）に臨んで配置され、
可動コア（８）の非作動時において、
主弁体（１２）の主弁部（１２Ｅ）によって弁座（２）を閉塞保持するとともに副弁体（１０）の副弁部（１０Ｂ）により主弁体（１２）に形成される副弁座（１２Ｇ）を閉塞保持し、
副弁体（１０）の筒状部（１０Ａ）の外周と、主弁操作部材（１１）の流路孔（１１Ｄ）との間に形成される副流路（１６）を主弁操作部材（１１）に穿設される流入孔（１１Ｆ）を介して上流側流路（３）に開口し、更に副弁体（１０）の環状係止鍔部（１０Ｃ）の上端（１０Ｅ）と、主弁操作部材（１１）の係止段部（１１Ｅ）との間に間隙（Ａ）を形成したことを特徴とする直動型電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、弁本体が弁座にて上流側流路と下流側流路とに区分され、前記弁座が、電磁装置の可動コアと同期的に移動する弁部にて開閉される直動型電磁弁に関し、かかる電磁弁は、流路内を流れる流体の制御に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁弁は、弁本体が弁座にて上流側流路と下流側流路とに区分され、上流側流路内には弁座を開閉する弁部が配置される。
一方、電磁装置は、コイルの内方に固定コアが固定配置されるとともに固定コアに対向して可動コアが移動自在に配置され、この可動コアはスプリングにより固定コアより離反するよう弾性的に付勢される。
そして、前記弁部は可動コアに一体的に取着される。
ここでコイルに通電されると、コイルに生起する磁力により可動コアはスプリングのバネ力に抗して固定コア側へ吸引移動するもので、これによって弁部は弁座を開放保持する。
一方、コイルへの通電が断たれると、コイルに生起する磁力は消滅し、可動コアはスプリングのバネ力によって固定コアより離反されるもので、これによって弁部は弁座を閉塞保持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電磁弁において、弁座は上流側流路に臨んで形成されることから弁部は上流側流路内に配置されることになる。
ここで、弁本体の上流側流路内に供給される流体の圧力が大きい場合、上流側流路内に臨む弁部は前記大なる圧力を受けるもので、大なる押圧力をもって弁座を閉塞することになる。
そして、前記押圧力は流体の圧力の上昇に応じて増加することになる。
一方、前記弁部は可動コアと同期して移動するものであり、弁部が弁座を開放する弁開時にあっては、電磁装置のコイルに生起する磁力によって可動コアを固定コアに吸引移動させて弁座を開放する。
ここで、弁開時における力関係について鑑案すれば、可動コアに対する吸引力Ｆ１は、上流側流路内の流体圧力による弁部に対する閉方向側の押圧力と、スプリングによる弁部に対する閉方向側の押圧力と、の合計の押圧力Ｆ２より大である必要がある。
以上によれば、上流側流路内を流れる流体圧力が上昇した際にあっては、その圧力上昇に応じて可動コアに対する吸引力Ｆ１を大きくする必要があり、これによると電磁装置のコイルを大型化する必要が生ずる。
そして、このコイルの大型化によれば、電磁装置が大型化して配管系に対する設計的自由度が阻害されるとともに重量が増加し、配管強度をあげる必要があり装置の製造コストの低減を阻害することがある。
又、コイルの大型化によれば、消費電力が増加し、経済性が悪化する。
一方、弁座の直径を小径化することによって弁部に加わる閉方向側の押圧力を低減することが考慮されるが、これによると流量の低下をもたらし好ましいものでない。
【０００４】
本発明は、かかる不具合に鑑み成されたもので、流量の低下をもたらすことなく、小型で経済性の高い直動型電磁弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
本発明の直動型電磁弁は前記目的を達成する為に、弁本体が弁座にて上流側流路と下流側流路とに区分され、
前記弁座が、電磁装置の可動コアと同期的に移動する弁部にて開閉される直動型電磁弁において、
副弁体は、上下方向に形成される筒状部と、筒状部の下端に形成される副弁部と、筒状部の上方に形成され、筒状部より大径をなす環状係止鍔部と、を備え；
主弁操作部材は、上端に開口する摺動孔と、摺動孔から係止段部を介して下端に開口する流路孔と、流路孔から主弁操作部材の外周に開口する流入孔と、を備え；
主弁体は、傘状部材と、傘状部材の下端に固定配置される平板状の弁部と、前記弁部の下端に形成される主弁部と、弁部の上端に形成される副弁座と、を備え；
可動コアの下端に、当接配置される主弁操作部材の下端に、傘状部材を介して主弁体を固定配置することにより弁部の主弁部を弁座に臨んで配置するとともに弁部の副弁座を主弁操作部材の流路孔の内方に臨んで配置し、
又、可動コアの下端に螺着固定配置される副弁体は、その筒状部、環状係止鍔部が主弁操作部材の流路孔内に移動自在に配置されるとともに環状係止鍔部の上端が主弁操作部材の係止段部に臨んで対向配置され、さらに副弁部が、弁部の上端に形成され流路孔の内方に配置される副弁座に臨んで配置され、
可動コアの非作動時において、
主弁体の主弁部によって弁座を閉塞保持するとともに副弁体の副弁部により主弁体に形成される副弁座を閉塞保持し、
副弁体の筒状部の外周と、主弁操作部材の流路孔との間に形成される副流路を主弁操作部材に穿設される流入孔を介して上流側流路に開口し、更に副弁体の環状係止鍔部の上端と、主弁操作部材の係止段部との間に間隙を形成したことを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の直動型電磁弁の一実施例を図１及び図２により説明する。
１は弁本体であり、弁座２により上流側流路３と下流側流路４とに区分される。弁座２は上流側流路３に臨む。
Ｄは電磁装置であり以下によって構成される。
５はハウジング６内に配置されたドーナツ状のコイルであり、コイル５の内方の上部にはハウジング６に固定された固定コア７が配置され、さらに固定コア７に対向して可動コア８が移動自在に配置されるもので、この可動コア８はスプリング９によって固定コア７より離反するよう付勢される。
そして、前記電磁装置は弁本体１の上部に配置され、このとき可動コア８の下端は上流側流路３内に達する。
【０００７】
１０は、可動コア８の下端に固定配置される副弁体であり、以下よりなる。
副弁体１０は、上下方向に沿って筒状部１０Ａが形成され、この筒状部１０Ａの下端には後述する副弁座を開閉する副弁部１０Ｂが形成されるとともに筒状部１０Ａの上方には、筒状部１０Ａより大径をなす環状係止鍔部１０Ｃが形成される。
【０００８】
１１は主弁操作部材で以下よりなる。
主弁操作部材１１は筒状をなし、上端１１Ａから下端１１Ｂに向けて摺動孔１１Ｃと流路孔１１Ｄが連設される。
この摺動孔１１Ｃは主弁操作部材１１の上端１１Ａに開口するとともに副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃより上方の筒状部１０Ｄに摺接される小径孔である。
流路孔１１Ｄは、摺動孔１１Ｃの下端から係止段部１１Ｅを介して主弁操作部材１１の下端１１Ｂに開口するもので、流路孔１１Ｄの直径は、環状係止鍔部１０Ｃの直径より大径をなす。
又、流路孔１１Ｄは流入孔１１Ｆを介して筒状部１０Ａの外径部に貫通して開口する。
又、下端１１Ｂから係止段部１１Ｅに至る流路孔１１Ｄの長さＬ１は、副弁体１０の下端から（副弁部１０Ｂに相当する）環状係止鍔部１０Ｃの上面１０Ｅに至る長さＬ２より大とする。
更に主弁操作部材１１の下端１１Ｂ近傍の外周には係止鍔部１１Ｇが形成される。
【０００９】
主弁体１２は以下よりなる。
主弁体１２は傘状部材１２Ａを有し、傘状部材１２Ａの下端１２Ｂに平板状をなす弁部１２Ｃが固定配置される。
そして、この弁部１２Ｃの下端１２Ｄには弁座２を開閉する主弁部１２Ｅが形成され、弁部１２Ｃの上端１２Ｆには、副弁部１０Ｂにて開閉される副弁座１２Ｇが形成される。
【００１０】
以上よりなる副弁体１０、主弁操作部材１１及び主弁体１２は以下によって可動コア８の下端８Ａに取着される。
第１に、可動コア８の下端８Ａに主弁操作部材１１が配置されるもので、このとき主弁操作部材１１の上端１１Ａが可動コア８の下端８Ａに当接配置され、摺動孔１１Ｃは可動コア８の下端８Ａに臨む。
又、主弁体１２の傘状部材１２Ａは主弁操作部材１１の上端１１Ａより下方に向けて挿入配置され、係止鍔部１１Ｇに係止され、もって主弁操作部材１１の下方に傘状部材１２Ａが配置された。
第２に、主弁操作部材１１の下端１１Ｂに開口する流路孔１１Ｄより副弁体１０を流路孔１１Ｄ内に配置するもので、このとき副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃより上方の筒状部１０Ｄは主弁操作部材１１の摺動孔１１Ｃ内へ挿入配置され、環状係止鍔部１０Ｃは流路孔１１Ｄ内に挿入配置されるもので、かかる状態において、副弁体１０をボルト１３によって可動コア８に螺着する。
第３に、傘状部材１２Ａの下端１２Ｂ上に弁部１２Ｃを配置するとともに弁部１２Ｃの下端１２Ｄ上に押え板１４を配置し、かかる状態において弁部１２Ｃを押え板１４を介してボルト１５にて螺着する。
以上によると主弁体１２は、主弁操作部材１１に一体的に取着されたもので、弁部１２Ｃの下端１２Ｄに弁座２を開閉する主弁部１２Ｅが形成配置され、弁部１２Ｃの上端１２Ｆに副弁部１０Ｂにて開閉される副弁座１２Ｇが形成配置される。
又、主弁操作部材１１、副弁体１０、弁部１２Ｃ、間には副流路１６が形成される。
すなわち、副流路１６は、副弁体１０の筒状部１０Ａの外周と主弁操作部材１１の流路孔１１Ｄとによって形成されるもので、この副流路１６の上流は、流入孔１１Ｆを介して上流側流路３に連なって開口し、下流は副弁座１２Ｇを介して下流側流路４に連なって開口する。
尚、主弁体１２を含む主弁操作部材１１と副弁体１０とは機械的に固着されない。
【００１１】
次にその作用について説明する。
電磁装置Ｄのコイル５に通電されない可動コア８の非動作時について図３により説明する。
かかる状態において、可動コア８はスプリング９のバネ力によって下方へ押圧するもので、これによると、可動コア８の下端８Ａが主弁操作部材１１の上端１１Ａを下方へ押圧し、主弁操作部材１１と一体的に形成された主弁体１２の主弁部１２Ｅは弁座２を閉塞保持する。
一方、可動コア８と一体的に形成された副弁体１０もまた下方へ押圧されるもので副弁部１０Ｂは副弁座１２Ｇを閉塞保持する。
以上によれば、弁座２が主弁部１２Ｅにて閉塞保持されたこと及び副弁座１２Ｇが副弁部１０Ｂにて閉塞保持されたことにより上流側流路３と下流側流路４とは完全に遮断され、流路の閉塞状態を得ることができる。
尚、かかる状態において、副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃの上面１０Ｅと、主弁操作部材１１の係止段部１１Ｅとの間には、Ｌ１−Ｌ２に相当する間隙Ａが形成される。
【００１２】
次に可動コア８の非動作時から可動コア８の一定吸引方向移動初期領域の間について図４により説明する。
かかる領域において、電磁装置Ｄのコイル５に通電される。
コイル５への通電によると、可動コア８はスプリング９のバネ力に抗して上動するものであり、これによると前記間隙Ａに相当して副弁体１０のみを可動コア８と同期して上動させる。
かかる状態において、可動コア８は小径なる副弁部１０Ｂを備えた副弁体１０のみを上動させればよいので、大なる磁力を必要とするものでない。
以上の副弁部１０Ｂの上動によると副弁座１２Ｇは開放されるもので、これによると上流側流路３内の流体は、流入孔１１Ｆ、副流路１６、副弁座１２Ｇを介して下流側流路４内へ流下するもので、上流側流路３内の流体圧力を大きく減少できる。
尚、かかる状態において主弁操作部材１１を含む主弁体１２は可動コア８による押圧力を受けることがなくなるが、上流側流路３内に残存する流体圧力による押圧力を受けるので、主弁部１２Ｅは依然として弁座２を閉塞保持する。
【００１３】
次に、可動コア８の一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域について図５により説明する。
かかる領域において、電磁装置Ｄのコイル５には、前記領域に引続いて継続的に電流が供給されるもので、可動コア８は更に固定コア７に向かって吸引される。かかる状態において、可動コア８の上方向の移動は、副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃの上面１０Ｅが主弁操作部材１１の係止段部１１Ｅに当接することによって伝達されるもので、可動コア８と同期的に上方向へ移動する副弁体１０と同期的に主弁体１２は、上方向へ移動する。
ここで、特に注目すべきことは、前記可動コアの一定吸引方向移動初期領域において、上流側流路３内の流体を副流路１６を介して下流側流路４内へ流出させ、上流側流路３内の流体圧力を大きく減少させたことである。
以上によれば、主弁体１２に加わる弁座２に対する閉方向の押圧力を大きく減少することができたもので、これに応じて主弁体１２を上方向へ引上げる可動コア８の吸引力を低減できる。
而して、電磁装置Ｄのコイル５を大型化することなく主弁体１２を上方向へ引上げることができ、もって弁座２を開放保持できたものである。
【００１４】
以上述べた如く、本発明になる直動型電磁弁によれば、コイル５を大型化することなく、弁座２を開閉制御できたもので、小型化された直動型電磁弁を提供できることから配管系に対する設計的自由度を向上できるとともに重量の軽減を図ることができ配管系の強度設計が容易となったものである。
又、コイル５が小型化されることは、電磁装置の製造コストを低減できるとともにコイル５の消費電力を低減でき、著しい経済的効果を達成できる。
【００１５】
又、前述した作用を、副弁体１０、主弁操作部材１１、主弁体１２の構成にて達成できたことは部品点数の大幅な増加を抑制でき、製造、組立て上からも好ましい。
【００１６】
又、可動コアと、副弁体と、主弁操作部材と、主弁体とを同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置したことによると、それらの構成をコンパクトにまとめる上で好ましい。
【００１７】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる直動型電磁弁によると、可動コアの非動作時において、
主弁体は、主弁操作部材を介して可動コアに押圧されて主弁部が弁座を閉塞保持するとともに副弁体の副弁部が副弁座を閉塞保持し、
可動コアの非動作時から可動コアの一定吸引方向移動初期領域の間において、
主弁体は、上流側流路内の流体圧力にて主弁部が弁座を閉塞保持するとともに副弁体は間隙に相当して可動コアと同期的に移動して副弁部が副弁座を開放保持し、
一方、可動コアの一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域において、
副弁体は、副弁部にて副弁座を開放保持した状態で可動コアと同期的に移動し、主弁体は、主弁操作部材を介して副弁体と同期的に移動し、
主弁部にて弁座を開放保持したので、弁本体の上流側流路内を流れる流体圧力の高い際にあっても、電磁装置のコイルを大型化することなく流路の開閉制御が可能となったもので、配管系に対する配置の自由度及び強度設計の自由度の高い直動型電磁弁を提供できる。
又、コイルを小型化できたことにより、その製造コストの低減と消費電力を低減できて著しい経済効果を発揮できる。
【００１８】
又、かかる作用を、副弁体と主弁操作部材と主弁体の構成を用い、前記副弁体を筒状部と副弁部と、環状係止鍔部とに形成し；
主弁操作部材を、小径の摺動孔と環状係止鍔部より大径をなす流路孔と、流入孔と、を備え、下端から係止段部に至る流路孔の長さを、副弁体の下端から環状係止鍔部の上面に至る長さより大として形成し、一方主弁体を、弁部の下端に形成される主弁部と、上端に形成される副弁座と、にて形成したので部品点数の大幅な増加を抑止できて製造、組立てコストの上昇を抑止できたものである。
【００１９】
又、可動コアと、副弁体と、主弁操作部材と、主弁体と、を同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置したことによると、前記各構成をコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる直動型電磁弁の縦断面図。
【図２】  図１の弁座部分の要部拡大図。
【図３】  可動コアの非動作時における弁座部分の要部縦断面図。
【図４】  可動コアの一定吸引方向移動初期領域における弁座部分の要部縦断面図。
【図５】  可動コアの一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域における弁座部分の要部縦断面図。
【符号の説明】
２          弁座
３          上流側流路
８          可動コア
１０        副弁体
１０Ａ      筒状部
１０Ｂ      副弁部
１０Ｃ      環状係止鍔部
１１        主弁操作部材
１１Ａ      上端
１１Ｂ      下端
１１Ｃ      摺動孔
１１Ｄ      流路孔
１１Ｅ      係止段部
１１Ｆ      流入孔
１２        主弁体
１２Ｃ      弁部
１２Ｅ      主弁部
１２Ｇ      副弁座
【図１】
0003968734.tif 000002
【図２】
0003968734.tif 000003
【図３】
0003968734.tif 000004
【図４】
0003968734.tif 000005
【図５】
0003968734.tif 000006