(57)【要約】      （修正有）【課題】安価・軽量化でありながら、シールを達成する。【解決手段】合成樹脂製の本体ケース１に開口して形成された流入口３と流出口４とを接続する流体通路を弁体２３によって開閉する電磁弁であって、先端に弁体２３が装着されてコイル１８への通電・非通電によって軸方向へ変位可能なプランジャ１０と、本体ケース１とは別体のシート状をなし、流体通路の途中に配されて流入口３と流出口４とを連通させる弁座２５がプランジャ１０と同軸で開口して形成され、かつ弁座２５が弁体２３の軸方向への変位によって開閉される金属製バルブシート部材Ａ１とを備えている。【選択図】図１
2016041965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースに開口して形成された流入口と流出口とを接続する流体通路を弁体によって開閉する電磁弁であって、
先端に前記弁体が装着されてコイルへの通電・非通電によって軸方向へ変位可能なプランジャと、
前記本体ケースとは別体のシート状をなし、前記流体通路の途中に配されて前記流入口と前記流出口とを連通させる弁座が前記プランジャと同軸で開口して形成され、かつ前記弁座が前記弁体の軸方向への変位によって開閉されるバルブシート部材とを備えていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記バルブシート部材は金属製であり、前記本体ケース内において弾性材にて形成されたシールパッキンを介して組込まれる一方、
前記本体ケース内には前記プランジャ及び前記弁体を挿通しかつ側面には前記流入口に連通する通し孔が開口した筒状に形成され、その軸方向の端面部にて前記バルブシート部材を前記シールパッキン側に押し付けるバルブシートホルダが設けら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】
前記バルブシート部材において、前記弁座を取り囲むようにして補強部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示された電磁弁は、弁座を有する本体ケースと、この本体ケースの上部に取付けられるソレノイドユニットとを備えている。ソレノイドユニットはコイルへの通電・非通電によって軸方向に沿って変位可能なプランジャを有している。プランジャの先端部には弁体が装着されていて、弁座に当接・離間することで、弁座に開口する流体通し孔を開閉することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６０７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の電磁弁においては、弁座は本体ケースに一体に形成されている。一方、例えば、本体ケースでは安価・軽量といった機能が求められるが、弁座部分では弁体との高いシール性が求められる。このように、本体ケースと弁座部分とでは、両者に求められている機能が異なることがありうる。そのような場合に、本体ケースと弁座部分とを一体、つまり単一種の材質にて形成する場合には、両者の機能をハイレベルに達成することが困難になる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、本体ケース、弁座部分のそれぞれに独自に求められる機能を共にハイレベルに達成することができる電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電磁弁は、本体ケースに開口して形成された流入口と流出口とを接続する流体通路を弁体によって開閉する電磁弁であって、先端に弁体が装着されてコイルへの通電・非通電によって軸方向へ変位可能なプランジャと、本体ケースとは別体のシート状をなし、流体通路の途中に配されて流入口と流出口とを連通させる弁座がプランジャと同軸で開口して形成され、かつ弁座が弁体の軸方向への変位によって開閉されるバルブシート部材とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、本体ケースと弁座を有するバルブシート部材とが別体に形成されている。このため、例えば本体ケース側は合成樹脂材にて形成するが、バルブシート部材側は金属製といったように、両者を別材質にて形成することができる。したがって、本体ケースとバルブシート部材のそれぞれに求められる機能が異なっていても、それぞれに求められる機能をハイレベルに達成する上で最適の材質を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る電磁弁の側断面図
【図２】同じくバルブシート部材の斜視図
【図３】同じくバルブシートホルダの斜視図
【図４】実施例２に係る電磁弁の側断面図
【図５】同じくバルブシート部材の斜視図
【図６】同じくバルブシートホルダの斜視図
【図７】実施例３に係る電磁弁の側断面図
【図８】同じくバルブシート部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明における好ましい実施の形態を説明する。  
（１）本発明の電磁弁は、前記バルブシート部材は金属製であり、前記本体ケース内において弾性材にて形成されたシールパッキンを介して組込まれる一方、前記本体ケース内には前記プランジャ及び前記弁体を挿通しかつ側面には前記流入口に連通する通し孔が開口した筒状に形成され、その軸方向の端面部にて前記バルブシート部材を前記シールパッキン側に押し付けるバルブシートホルダが設けられる構成としてもよい。  
仮に、バルブシート部材とバルブシートホルダとを金属材にて一体に形成する場合には、バルブシートホルダ部分は深絞り加工によって形成されることになる。しかし、このような深絞り加工は困難を伴うため、製造が容易でない。しかし、上記のように、バルブシート部材とバルブシートホルダとを別体に構成すれば、困難な加工もなく容易に製造することができる。また、バルブシートホルダは弾性材にて形成されたパッキンを圧縮させてバルブシート部材を押さえ付けるため、バルブシート部材をがた付きなく保持することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の電磁弁に係るバルブシート部材は、前記弁座を取り囲むようにして補強部が形成されるようにするとよい。  
上記のような構成によれば、バルブシート部材に補強部を形成することで、バルブシート部材の補強が図られ、弁座部分の平面度が確保される。したがって、弁座と弁体とのシール性向上に寄与することができる。
【００１１】
次に、本発明の電磁弁を具体化した実施例１ないし実施例３について、図面を参照しつつ説明する。  
＜実施例１＞
図１から図３は本実施例１に係る電磁弁を示している。本実施例の電磁弁は家庭用燃料電池システム中に組込まれるものである。なお、以下の説明で「上下」に関する称呼は図１に基づいて行うものとする。
【００１２】
図示の電磁弁は合成樹脂製の本体ケース１を有しており、内部には上方へ開口する流入室２が形成されている。流入室２は水平断面が略円形をなすようにして形成されている。本体ケース１の側面には流体（燃料ガス）の流入口３が横向きに開口し、流入室２へと通じている。本体のケースの下面には流出口４が縦向きに開口し、連絡孔５を介して流入室２に通じている。なお、流入口３及び流出口４には共に図示しない配管が接続されている。
【００１３】
流入室２の底面は平坦に形成され、その中心部に上記した連絡孔５が開口している。流入室２の底面は流入口３より一段低く形成され、段差６が設けられている。また、上記した流入口３は流出口４の高さ方向の途中の部位に開口している。
【００１４】
本体ケース１の上面の中央部に形成された開口部７の周縁部は周りよりも環状に一段高くなって突縁８が突出形成されている。本体ケース１の上面において、突縁８の外周側にはシール用のＯリング９が嵌め込まれている。
【００１５】
本体ケース１の内部にはバルブユニットＶが設けられ、また、本体ケース１の上面にはバルブユニットＶのプランジャ１０を駆動するためのソレノイドユニットＳが装着されている。ソレノイドユニットＳはフレーム１１内に収容され、下面に設けられた押さえ板１２を介しかつ上記したＯリング９によってシールされた状態で本体ケース１に取付けられている。押さえ板１２は本体ケース１の突縁８との干渉を避けるようにして段差状に台部１３が形成され、台部１３の中心部には階段状に筒部１４が形成されている。筒部１４の階段状部分の内周側にはＯリング１５が嵌め込まれ、後述するプランジャガイド１６との間のシールが図られている。
【００１６】
ソレノイドユニットＳは両端にフランジ１７Ａが張り出し形成された円筒型のボビン１７を有している。ボビン１７の円筒部の外周にはコイル１８が巻回されている。フレーム１１の上面の中心部には差し込み孔１９が開口している。コア２０は、その上面の中心部が差し込み孔１９に差し込まれ、かしめ付けがなされることによってフレーム１１への取付けがなされている。ボビン１７の円筒部内周には円筒状のプランジャガイド１６が差し込まれている。
【００１７】
バルブユニットＶはプランジャ１０を有している。プランジャ１０は上記したプランジャガイド１６内を軸方向に沿って上下動可能に挿通されている。プランジャ１０の上端面には内部にスプリング２１が収容されたスプリング収容部２２が凹み形成されている。スプリング２１の一端はコア２０に当接し、他端はスプリング収容部２２の底面に当接することで、プランジャ１０を下向きに付勢している。プランジャ１０の下端にはゴムなどの弾性材によって形成された弁体２３が取付けられていて、バルブシート部材Ａ１に形成された弁孔２４を開閉することができる。
【００１８】
バルブシート部材Ａ１は本体ケース１とは別途に設けられ、金属製の板材にて形成されている。図２に示すように、バルブシート部材Ａ１は円板状に形成され、流入室２内の壁面に対し全周に亘ってほぼ隙間のない状態で嵌め込まれている。バルブシート部材Ａ１の中心部には円形の弁孔２４が開口しているとともに、弁孔２４周りは上向きに凸となるように叩き出され、テーパ状の弁座２５が形成されている。バルブシート部材Ａ１は、流入室２の底面に弾性材よりなり、かつバルブシート部材Ａ１とほぼ同径に形成されたシールパッキン２６を介して載置されている。
【００１９】
バルブシート部材Ａ１はバルブシートホルダＢ１によって上方から押さえ付けられている。バルブシートホルダＢ１は合成樹脂材にて円筒形状に形成されている。具体的には、バルブシートホルダＢ１は流入室２の内径より僅かに小さい外径を有しており、流入室２内に上方からほぼ密着状態で嵌め入れられ、かつプランジャ１０及び弁体２３をほぼ同軸で挿通させている。バルブシートホルダＢ１の下端はバルブシート部材Ａ１の上面でかつ外周縁部に当接している。一方、バルブシートホルダＢ１の上端はソレノイドユニットＳの装着に伴って押さえ板１２の下面に当接し、シールパッキン２６を圧縮する位置まで軸方向に沿って真っ直ぐに押し下げられる。これによって、バルブシート部材Ａ１はがた付きが防止された状態で取り付けられるとともに、弁座２５の水平度が確保される。図３に示すように、バルブシートホルダＢ１の側面には流入口３とほぼ同軸で連通することができるよう、円形をなす通し孔２７が開口して形成されている。
【００２０】
上記のように構成された本実施例１の電磁弁の動作を説明する。コイル１８への通電がなされていない状態では、プランジャ１０はスプリング２１によって押し下げられているため、弁体２３がバルブシート部材Ａ１の弁座２５に密着して弁孔２４が閉止されている。一方、コイル１８への通電がなされると、プランジャ１０がスプリングに抗してコアに吸着されるまで上方へ変位する。これにより、弁体２３がバルブシート部材Ａ１から離間するため、弁孔２４が開放する。したがって、流入口３より流出室内に流入した流体は弁孔２４を経由した後、流出口４を通って電磁弁から流出する。
【００２１】
本実施例１の効果は次の通りである。  
（１）本体ケース１と、弁座２５を有するバルブシート部材Ａ１とを別体に形成し、かつ本体ケース１は合成樹脂製、バルブシート部材Ａ１は金属製といったように、両者を異種の材質にて形成するようにした。このため、電磁弁のほぼ下半分を占める本体ケース１を安価でかつ軽量な材料（合成樹脂）で形成されるから、電磁弁全体としても安価・軽量化を図ることができる。一方、バルブシート部材Ａ１を金属製としたため、樹脂成形時のガスに起因して生じる弁座２５部分の表面荒れが生じず、弁座２５部分の平滑性を簡単に得ることができる。換言すれば、バルブシート部材Ａ１と本体ケース１とを別体にしてそれぞれを異材質にて形成することができ、これによって本体ケース１に求められる安価・軽量の機能とバルブシート部材Ａ１に求められる高いシール性の機能とを、共にハイレベルに達成することができる。
【００２２】
（２）バルブシート部材Ａ１とバルブシートホルダＢ１とは一体に形成することも可能であるが、本実施例１では敢えてこれらを別体構成とし、バルブシートホルダＢ１を合成樹脂製としている。仮に、バルブシートホルダＢ１もバルブシート部材Ａ１と金属材料にて一体に形成すると、バルブシート部材Ａ１として形成される部分はバルブシートホルダＢ１として形成される部分から深絞りをすることによって形成されざるを得ない。しかし、このような加工は、通常、困難を伴うものであるが、本実施例のように別体にすれば、かかる製造上の困難もない。
【００２３】
（３）本実施例１では、バルブシート部材Ａ１を本体ケース１と別体に形成したことに伴う不利益として、取付け状態においてがた付きの虞が生じることが挙げられる。その対策として、本実施例１ではバルブシート部材Ａ１をバルブシートホルダＢ１によって押さえ付けるようにすることでがたつきを回避している。しかも、バルブシートホルダＢ１による押さえ付けはバルブユニットＶの取付け作業を利用して行われるため、作業性にも優れる。また、バルブユニットＶの装着時にバルブシートホルダＢ１を正しく軸方向に押し下げるようにすれば、バルブシート部材Ａ１を正規の水平姿勢で取り付けることができる。つまり、弁座２５の水平度も保証されるため、弁体２３の閉止時のシール性の確保にも有効である。
【００２４】
＜実施例２＞  
図４ないし図６は本発明の実施例２を示している。実施例２が実施例１と相違する点は、次の二点である。
【００２５】
実施例１では、バルブシートホルダＢ１を合成樹脂製としたが、本実施例２では金属製の板材によって形成されている。図６に示すように、実施例２に係るバルブシートホルダＢ２は板材を円筒状に曲げ、その端縁同士を溶接等の手段によって固着した構成となっている。本実施例の場合、バルブシートホルダＢ２が曲げ加工される前の展開状態では、板材の端縁部に半円状に切り欠きが形成され、曲げ加工によって板材の端縁同士が突き合わされると通し孔２７が形成されるようになっている。
【００２６】
他の一点は、バルブシート部材Ａ２の構成である。本実施例２に係るバルブシート部材Ａ２の外周縁寄りに補強部としての段差部２８が形成され、外周縁部が一段高くなるように曲げ加工がされている。これにより、シールパッキン２６は段差部２８の外周面に嵌め付け可能となる。また、バルブシート部材Ａ２がバルブシートホルダＢ２によって押さえ付けられた状態においても、バルブシート部材Ａ２における段差部２８の内周側の下面は流入室２の底面に当接せず、離間するようにしてある。仮に、当接させてしまうと、弁座２５の高さあるいはバルブシート部材Ａ２自体の高さがばらついたときに、押さえ板１２が必要以上に持ち上げられてＯリング９に対するシール性を低下させてしまうからである。つまり、段差部２８の内周側の下面と流入室２の底面との間の隙間は、座２５の高さあるいはバルブシート部材Ａ２自体の高さのばらつきを吸収する役割りを果たす。
【００２７】
上記のように構成された本実施例２によれば、バルブシート部材Ａ２に補強部としての段差部２８が形成されているため、バルブシート部材Ａ２は変形が生じにくくなる。したがって、弁座２５の水平度が確保されるため、弁体２３が閉止されているときのシール性が確保に有効である。
【００２８】
また、シールパッキン２６は段差部２８の外周側に嵌め付けられるようにしたため、バルブシート部材Ａ２の装着作業の際に、シールパッキン２６が位置ずれ、ねじれ等を生じることも抑制することができる。  
他の構成は実施例１と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。
【００２９】
＜実施例３＞  
図７および図８は本発明の実施例３を示している。実施例３が実施例１と相違する点は、次の１点である。すなわち、本実施例３に係るバルブシート部材Ａ３は弁座２５より外周側に補強部としての環状溝２９を全周に亘って凹み形成した形態である。
【００３０】
このように構成された本実施例３においても、環状溝２９が形成されていることにより、バルブシート部材Ａ３は変形が生じにくくなり、弁体２３に対するシール性の向上に寄与する。  
他の構成は実施例１と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。
【００３１】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。  
（１）上記実施例では、電磁弁を家庭用燃料電池システム中に組込まれる場合を示したが、用途は特に限定されるべきものではない。  
（２）上記実施例では、バルブシート部材に対する押さえ機能を、バルブユニットＶの装着に伴って押し下げられるバルブシートホルダが担うようにしたが、バルブユニットＶの装着に伴わない他の押さえ手段によって行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…本体ケース
３…流入口
４…流出口
１０…プランジャ
１８…コイル
２３…弁体
２５…弁座
２６…シールパッキン
２７…通し孔
２８…段差部（補強部）
２９…環状溝（補強部）
Ａ１〜Ａ３…バルブシート部材
Ｂ１、Ｂ２…バルブシートホルダ
【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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【図７】
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【図８】
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