(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力流体の供給ポート及び出力ポート、これらのポートを連通させる流路中の弁座、並びに該弁座を開閉する弁体を有する弁部と、励磁コイル、固定鉄心、可動鉄心及びその復帰ばねを有するソレノイドとを備え、励磁コイルへの通電とその解除によって、可動鉄心と一体に移動する上記弁体が弁座を開閉する直動形２ポート電磁弁において、
上記弁部が、環状の周壁、該周壁で囲まれた凹部、周壁に形成した環状の流路を有する弁座と、上記流路を開閉する環状の弁体と備え、
上記可動鉄心が、入口側の流体を、上記弁座の凹部と、上記固定鉄心と可動鉄心の間の空間とに流入させるバランス通路を備えている、
ことを特徴とする直動形２ポート電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直動形２ポート電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧力流体の供給ポート及び出力ポート、これらのポートを連通させる流路中の弁座、並びに該弁座を開閉する弁体を有する弁部と、励磁コイル、固定鉄心、可動鉄心及びその復帰ばねを有するソレノイドとを備え、励磁コイルへの通電とその解除によって、可動鉄心と一体に移動する上記弁体が弁座を開閉する直動形２ポート電磁弁は、特に例示するまでもなく既に知られている。そして、この直動形２ポート電磁弁は、可動鉄心のストロークを小さくすると、ソレノイドの吸引力を小さくできるので、ソレノイドを小形で安価なものとすることができ、しかもこれによって消費電力が少なくなるので、ランニングコストを低下することができる。
【０００３】
上記直動形２ポート電磁弁の流路面積は、弁座の流路径をＤ、弁座を開閉する可動鉄心のストロークをｈとするとπＤｈであるから、可動鉄心のストロークｈを小さくしてしかも所要の流路面積を確保するためには、弁座の流路径Ｄを大きくする必要がある。しかしながら、弁座の流路径を大きくすると、該弁座を開閉する弁体に作用する入口側の流体圧の作用力が大きくなり、弁体がこの大きな力で弁座に押し付けられるために、ソレノイドの吸引力を大きくしなければならない。
【０００４】
この問題を解決するものとして、図３及び図４に示すように、圧力流体の供給ポートＰ及び出力ポートＡ、並びこれらのポートを連通させる流路中に設けた弁座体４を有する弁部２と、ボビンに巻いた励磁コイル６、固定鉄心７、及び平板状の可動鉄心８を有するソレノイド３とを備え、励磁コイル６への通電とその解除によって、可動鉄心８が弁座体４に設けた弁座５を開閉する直動形２ポート電磁弁１が、実公平３−４８４６２号公報において提案されている。
上記電磁弁１における弁座体４は、図４に詳細を示すように、複数の溝４ａ，・・によって区画された周壁４ｂ，・・と、これらの周壁内の有底の凹部４ｃとを備え、各周壁４ｂに弁座５を構成する通孔４ｄが形成されている。
図３中の符号７ａは、固定鉄心７の先端に取付けたクッション部材、符号９は、弁部２とソレノイド３との間をシールするとともに、平板状の可動鉄心８の移動を案内する案内部材である。
【０００５】
この直動形２ポート電磁弁１は、弁座体４の通孔４ｄの流路径が大きいので、可動鉄心８のストロークが小さくても所望の流路面積を確保することができ、しかも溝４ａから凹部４ｃ内に流入する入口側の流体圧によって、弁座５を閉鎖した可動鉄心８に作用する入口側の流体圧の作用力がほぼバランスしているので、ソレノイド３の吸引力を小さくすることができる。
しかしながら、上記電磁弁１は、弁座体４に設けた複数の溝４ａによって弁座５の流路面積が減少し、しかも弁座５の構成が複雑である。
また、平板状の可動鉄心８を使用するために、公知のソレノイドをそのまま使用することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、弁座の構成が簡単で、しかもソレノイドを小形でかつ安価なものにできる直動形２ポート電磁弁を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の直動形２ポート電磁弁は、圧力流体の供給ポート及び出力ポート、これらのポートを連通させる流路中の弁座、並びに該弁座を開閉する弁体を有する弁部と、励磁コイル、固定鉄心、可動鉄心及びその復帰ばねを有するソレノイドとを備え、励磁コイルへの通電とその解除によって、可動鉄心と一体に移動する上記弁体が弁座を開閉する直動形２ポート電磁弁において、上記弁部が、環状の周壁、該周壁で囲まれた凹部、周壁に形成した環状の流路を有する弁座と、上記流路を開閉する環状の弁体と備え、上記可動鉄心が、入口側の流体を、上記弁座の凹部と、上記固定鉄心と可動鉄心の間の空間とに流入させるバランス通路を備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施例を示し、この直動形２ポート電磁弁１１は、弁部１２とソレノイド１３とを備え、これらはソレノイド１３に取付けたセットナット１４によって気密に連結されている。
上記弁部１２の弁ボディ１５は、背向させて開設した圧縮空気の供給ポートＰ及び出力ポートＡと、ソレノイド１３側の開口とを備え、この開口にセットナット１４が螺着される。そして、これらのポートを連通させる流路中に弁座体１６が気密に嵌着されており、弁座体１６の弁座１７は、環状の周壁１８と、該周壁１８にその軸方向に形成した環状の流路１９と、周壁１８によって囲まれた有底の凹部２０とを備えている（図２参照）。
上記環状の流路１９は、図１に示すように、出力ポートＡ側において内外両方向に拡径され、拡径部１９ａに形成した複数の連結部１８ａ（図示の例は２個）によって、周壁１８の内側部分と外側部分とが一体に連結されている。
【０００９】
上記ソレノイド１３は、励磁コイル２３が巻かれたボビン２４と、それを囲む磁気枠２５，２５及びモールド２６と、ボビン２４の中心孔に気密に取付けられた固定鉄心２８と、ボビン２４の中心孔を摺動する可動鉄心２９と、これらの鉄心間の空間３０に縮設された付勢力の小さい復帰ばね３１とを備え、モールド２６の上面に、固定鉄心２８に螺着させた固定ボルト３２によって、カバー３３が取付けられている。
上記可動鉄心２９は、軸方向に貫通するとともに供給ポートＰに連通するバランス通路３４を備え、先端に弁座１７の流路１９を供給ポートＰ側から開閉する環状の弁体２１がかしめ止めされいる。
したがって、弁体２１が流路１９を閉鎖した状態において、凹部２０及び鉄心間の空間３０は、バランス通路３４と環状の弁体２１とによって供給ポートＰに連通している。
図１中の符号３５は、合成ゴム等の弾性を有する素材で形成したクッション部材、符号３６，３６は可動鉄心２９の移動を案内する案内環である。
【００１０】
上記実施例は、励磁コイル２３の通電が解除されて、弁体２１が弁座１７の流路１９を閉鎖している図示の状態においては、供給ポートＰの流体がバランス通路３４と環状の弁体２１の中心部とを通って、凹部２０と鉄心間の空間３０とに流入しているので、弁体２１は、流路１９の開口に作用する入口側流体圧の作用力と、復帰ばね３１の付勢力との和よりなる小さい力によって弁座１７を閉鎖している。
励磁コイル２３に通電すると、可動鉄心２９が固定鉄心２８に吸着されて弁体２１が弁座１７の流路１９を開放するので、供給ポートＰの圧縮空気が出力ポートＡから出力される。この場合、ソレノイド１３の吸引力は、弁体２１及び可動鉄心２９に作用する入口側流体圧の作用力がバランス通路３４と環状の弁体２１とによってほぼバランスしているので、復帰ばね３１の付勢力より僅かに大きいだけの小さいものとすることができる。
励磁コイル２３への通電を解除すると、復帰ばね３１の付勢力により可動鉄心２９と弁体２１が図において下動して弁体２１が弁座１７の流路１９を閉鎖するので、ポートＰとＡの連通が遮断される。
【００１１】
上記実施例は、弁座１７の流路１９を環状としたことにより弁座１７の流路径Ｄを大きくできるので、弁体２１及び可動鉄心２９のストロークｈが小さくても必要な流路面積を確保することができる。この場合、連結部１８ａを流路の拡径部１９ａに設けたので、連結部１８ａによって流路１９の流路面積が減少することはない。
また、バランス通路３４と環状の弁体２１とによって、可動鉄心２９及び弁体２１に作用する入口側流体圧の作用力がほぼバランスしているために、ソレノイド１３の吸引力を小さくできるので、可動鉄心２９のストロークｈが小さいことと相まってソレノイド１３を小形でかつ安価なものとすることができ、しかも消費電力が少なくなるのでランニングコストを低下させることができる。
さらに、弁座体１６の周壁１８に溝を設ける必要がないのでその構成が簡単であり、かつ、可動鉄心２９をバランス通路３４を有するものとする以外は、公知のソレノイドをそのまま使用することができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の直動形２ポート電磁弁は、弁座の流路を環状としてその流路径を大きくしたことと、可動鉄心に形成したバランス通路により可動鉄心及び弁体に作用する入口側流体圧の作用力がほぼバランスしていることとによって、可動鉄心のストロークを小さくしても必要な流路面積を確保することができるとともに、ソレノイドの吸引力が小さくなって小形で安価なものとすることができ、しかも消費電力が少ないのでランニングコストを低下することができる。
また、可動鉄心にバランス通路を設けたことによって弁座の流路面積の減少がなく、かつ弁座の形成が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の縦断正面図である。
【図２】同じ記弁座体の斜視図である。
【図３】既提案の電磁弁の縦断正面図である。
【図４】同じく弁座体の斜視図である。
【符号の説明】
１１    電磁弁
１２    弁部
１３    ソレノイド
１７    弁座
１８    周壁
１９    流路
２０    凹部
２１    弁体
２３    励磁コイル
２８    固定鉄心
２９    可動鉄心
３０    空間
３１    復帰ばね
３４    バランス通路
Ｐ，Ａ  ポート
【図１】
0003909461.tif 000002
【図２】
0003909461.tif 000003
【図３】
0003909461.tif 000004
【図４】
0003909461.tif 000005