(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ポート１と出口ポート３１とを結ぶ流路と、該流路の途中に設けた弁座４とを有するボディ２と、該ボディ２の開口部にダイヤフラム５を挟んでボンネット６とを設け、前記ダイヤフラム５には前記弁座４に着座する弁体３２が固定されると共に前記ボンネット６内にダイヤフラム室８を形成し、該ダイヤフラム室８に連通する、パイロットオリフィス１２を開閉制御して、弁体３２の動きを制御するパイロット弁を有する電磁弁において、前記パイロット弁は前記ボンネット６開口部にシート体９を介在させて、前記ボンネット６内に前記シート体９の上方に円筒状の流体室１０を設け、該流体室１０へ入口ポート１よりボディ２、ボンネット６に設けた供給通路１７の供給オリフィス１８を開口させ、該供給オリフィス１８を前記ダイヤフラム室８に連通するパイロットオリフィス１２を開閉するプランジャ１５の先端外周に設けた外向きフランジ１９で、ソレノイドコイル１４のＯＮ時に、前記供給オリフィス１８を絞ることで流体の流れを制御することを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム型パイロット電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイヤフラム型パイロット電磁弁としては、図３に示すものがある。
上流に入口ポート１００と下流の出口ポート１２１とを結ぶ流路１２３を有するボディ１０１にはその中央部に隔壁１０２を起立させてその上端部に弁座１０３を形成させ、弁座１０３を弁体１２２で開閉可能なるようにダイヤフラム１０４に弁体１２２を設け、ダイヤフラム１０４を張設し外周部はボディ１０１とボンネット１０５とで挟持させ、ボルト１０６により固定してある。
【０００３】
ダイヤフラム１０４に接してボンネット１０５との間に空間を形成し、それをダイヤフラム室１０７とする。ダイヤフラム室１０７の中央上方のボンネット１０５にシート体１０８を内嵌めし固定する。このシート体１０８の上方に流体室１０９を形成する。
シート体１０８にはダイヤフラム室１０７と流体室１０９とを連通する連通孔１１０を貫設すると共に、パイロットオリフィス１１１を流体室１０９側に開口させ、他方は出口ポート１２１に開口するボンネット１０５，ボディ１０１に設けた排出通路１１２に連通する。
【０００４】
ソレノイドコイル１１３の励磁・消磁により進退するプランジャ１１４（可動コアー）を流体室１０９に臨ませて排出通路１１２に連通するパイロットオリフィス１１１を開閉してダイヤフラム室１０７の流体圧を変化させてダイヤフラム１０４を駆動させ弁体１２２で弁座１０３を開閉して流路を開閉するようにしてある。なお、ダイヤフラム１０４には供給オリフィス１１５が穿設してある。符号１１７は固定コアーである。
【０００５】
このダイヤフラム型パイロット電磁弁において、入口ポート１００より流路１２３を介して供給された流体は、供給オリフィス１１５からダイヤフラム室１０７内に入り、さらに連通孔１１０を経て流体室１０９に充満される。
パイロットオリフィス１１１がスプリング１１６に付勢されて、プランジャ１１４がパイロットオリフィス１１１を塞いでいる時は、ダイヤフラム１０４の下方には弁座１０３より外側に流体圧がかかり、ダイヤフラム室１０７側ではダイヤフラム１０４の全体に流体圧かかるため、ダイヤフラム室１０７側が受圧面積が大きいため、ダイヤフラム１０４を図で下方に押す力が上方に押す力に比べて大きくなり、スプリング１１９の下方へ押す力と相まって弁体１２２は迅速に弁座１０３に着座し、流路１２３は閉じられる。
【０００６】
ここで、ソレノイドコイル１１３が励磁されると、プランジャ１１４が固定コアー１１７により吸引されて図において上方に移動する。すると、パイロットオリフィス１１１が開き、流体が排出通路１１２を通り、出口ポート１２１に流出して、ダイヤフラム室１０７の圧力が低下すると、ダイヤフラム１０４に対して図で下方に押す力が上方に押す力に比べて小さくなる。ダイヤフラム１０４は上方へ移動し弁体１２２が弁座１０３から離れて開弁し、流路は流通状態となる。
【０００７】
一方、ソレノイドコイル１１３を消磁させると、プランジャ１１４はスプリング１１６により付勢されてシート体１０８に着座し、パイロットオリフィス１１１を塞ぐ。すると、排出通路１１２からの流体の流出は遮断され、供給オリフィス１１５から供給された流体はダイヤフラム室１０７に充満し、弁体１２２を弁座１０３に着座させて流路を遮断する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなダイヤフラム型パイロット電磁弁の作動は、ダイヤフラム室１０７への圧力の供給と排出で決定できる。つまり以下の２点が必要条件となる。
(1) 開作動時、
ダイヤフラム室１０７より圧力流体の排出によるダイヤフラム室に影響する圧力＞ダイヤフラム室１０７へ圧力流体を流入によるダイヤフラム室１０７へ影響する圧力
(2) 閉作動時、
ダイヤフラム室１０７の圧力が早く所定圧力に到達するよう圧力流体を供給すること。
【０００９】
上記のダイヤフラム型パイロット電磁弁において、パイロットオリフィス１１１の孔径が小さいほどソレノイドコイル１１３の小形化が可能である。これはプランジャ１１４がパイロットオリフィス１１１を塞いでいる部分には流体室１０９の流体圧が作用しないため、孔径が小さいほどプランジャ１１４下面より上方への流体圧の受圧面積が増すためである。ただ、パイロットオリフィス１１１の孔径を小さくするのには加工上、ドレーン等の目詰まりで限界がある。
【００１０】
一方、上記（１）の条件を充足するためには、すなわち、流体圧の排出を良くするためには、どうしてもパイロットオリフィス１１１の孔径が大きいことが望まれる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、弁を開作動させるに当たっては、通常、パイロットオリフィスの孔径はダイヤフラム室への供給オリフィスの孔径より大きくする必要があるが、プランジャ作動時にダイヤフラム室へ供給流体を少なくしパイロットオリフィスの孔径を可及的に小さくする事によりソレノイドコイルを小さくしてダイヤフラム型パイロット電磁弁の小形化を可能とすべく、入口ポート１と出口ポート３１とを結ぶ流路と、該流路の途中に設けた弁座４とを有するボディ２と、該ボディ２の開口部にダイヤフラム５を挟んでボンネット６とを設け、前記ダイヤフラム５には前記弁座４に着座する弁体３２が固定されると共に前記ボンネット６内にダイヤフラム室８を形成し、該ダイヤフラム室８に連通する、パイロットオリフィス１２を開閉制御して、弁体３２の動きを制御するパイロット弁を有する電磁弁において、前記パイロット弁は前記ボンネット６開口部にシート体９を介在させて、前記ボンネット６内に前記シート体９の上方に円筒状の流体室１０を設け、該流体室１０へ入口ポート１よりボディ２、ボンネット６に設けた供給通路１７の供給オリフィス１８を開口させ、該供給オリフィス１８を前記ダイヤフラム室８に連通するパイロットオリフィス１２を開閉するプランジャ１５の先端外周に設けた外向きフランジ１９で、ソレノイドコイル１４のＯＮ時に、前記供給オリフィス１８を絞ることで流体の流れを制御する電磁弁とした。
【００１２】
【発明の実施の態様】
本発明を添付する図面の図１、図２に基づいて、以下詳細に説明する。
流路３３の上流に入口ポート１を下流に出口ポート３１を有するボディ２には、その中央部に隔壁３を起立させてその上端部に弁座４を形成させ、弁座４に対向させて弁体３２を弁座４を開閉可能なるようにダイヤフラム５に取付け、ダイヤフラム５は張設しその外周部はボディ１とボンネット６とで挟持させ、ボルト７により固定する。
【００１３】
ダイヤフラム５に接してボンネット６との間に空間を形成し、それをダイヤフラム室８とする。ダイヤフラム室８の中央上方のボンネット６にシート体９を内嵌めし、固定する。このシート体９の上方に円筒状の流体室１０を形成する。シート体９にはダイヤフラム室８と流体室１０とを連通する連通孔１１を貫設すると共に、パイロットオリフィス１２を設け、パイロットオリフィス１２の一方は流体室１０側に他方はボンネット６，ボディ２を貫通し出口ポート３１に開口し、排出通路１３を構成している。
【００１４】
ソレノイドコイル１４の励磁・消磁により進退するプランジャ１５（可動コアー）を流体室１０に臨ませて排出通路１３のパイロットオリフィス１２を開閉してダイヤフラム室８の流体圧を変化させてダイヤフラム５の可動により弁体３２で弁座４を開閉して流路を開閉させる。なお、符号１６は固定コアーである。
流路の弁座４の上流に開口させた供給通路１７の他端は、前記流体室１０の内壁面に供給オリフィス１８を開口させる。
【００１５】
また、プランジャ１５の先端には、前記流体室１０の内壁面の供給オリフィス１８を塞ぐ外周面に形成した外向きフランジ１９を突設する。また、この外向きフランジ１９を有するプランジャ１５には、図２に示すように、流体室１０とダイヤフラム室８とを連通させる供給孔２０を貫設する。
このダイヤフラム型パイロット電磁弁において、入口ポート１に供給される流体は流路３３より供給通路１７、供給オリフィス１８から流体室１０に至り、流体室１０からプランジャ１５の外向きフランジ１９に設けた供給孔２０、連通孔１１を通ってダイヤフラム室８に充満される。
【００１６】
スプリング２１に付勢されたプランジャ１５がパイロットオリフィス１２を塞いでいる時は、ダイヤフラム５の下方には弁座４より外側に流体圧がかかり、ダイヤフラム室８側ではダイヤフラム５の全体に流体圧がかかるため、ダイヤフラム室８側が受圧面積が大きいため弁体３２は弁座４に着座し、流路１を遮断する。
【００１７】
ここで、ソレノイドコイル１４が励磁されると、プランジャ１５が固定コアー１６に吸引されて図において上方に移動する。すると、パイロットオリフィス１２が開き、ダイヤフラム室８の流体が連通孔１１、ダイヤフラム室８、パイロットオリフィス１２、排出通路１３を通り、出口ポート３１に流出してダイヤフラム室８の圧力が低下し、ダイヤフラム室８の流体とダイヤフラム５を下方へ付勢するスプリング２２の付勢力より、ダイヤフラム５の下側より図で上方へ押す流体圧が高くなると、ダイヤフラム５は図で上方に移動し弁体３２は弁座４から離れて開弁し、流路３３は流通状態となる。
【００１８】
一方、ソレノイドコイル１４を消磁させると、プランジャ１５はスプリング２１により付勢されてシート体９に着座し、パイロットオリフィス１２を塞ぐ。すると、排出通路１３からの流体の流出は遮断され、供給通路１７、供給オリフィス１８から供給された流体は、流体室１０、供給孔２０、連通孔１１を経てダイヤフラム室８に充満し、ダイヤフラム５は図で下方に移動し弁体３２は弁座４に着座して流路３３を遮断する。
【００１９】
上記のダイヤフラム型パイロット電磁弁において、ソレノイドコイル１４が励磁されてプランジャ１５が上昇し、パイロットオリフィス１２を開き、流体室１０からの流体が排出通路１３にいたる際、プランジャ１５の外向きフランジ１９の外周面により供給通路１７の供給オリフィス１８が絞られるので、供給オリフィス１８、流体室１０、連通孔１１を通し、ダイヤフラム室８への流体の流量を少なくすることにより、小さなパイロットオリフィス１２であってもダイヤフラム５の上下の差圧は充分立ち上がり、スムーズな開作動となる。
【００２０】
また、ソレノイドコイル１４が消磁の際には、スプリング２１に付勢されたプランジャ１５がパイロットオリフィス１２を塞ぎ、同時にダイヤフラム室８へは充分な流体がプランジャ１５の外向きフランジ１９に形成された供給孔２０、連通孔１１を介して素早く供給され、弁体３２は弁座４に着座し、流路３３は遮断される。
【００２１】
上記のように、開時のみダイヤフラム室８への供給流量を減少させる構造となっている。上記のように成すことによりソレノイドコイル１４を可及的に小さくすることができ、ダイヤフラム型パイロット電磁弁の小形化が可能となる。同じソレノイドコイルで使用最高圧力を高くとることができる。
また、気体用、液体用に関わらず充分大きな供給オリフィスに対し、充分小さなパイロットオリフィスの設計ができる。特に、液体に対しては、開作動を考えた場合のオリフィスの面積比は、供給オリフィス１：パイロットオリフィス３．５程度が必要となり、供給オリフィス径が２ｍｍであればパイロットオリフィス径は３．７ｍｍが必要であった。本発明によると供給オリフィス径２ｍｍに対し、パイロットオリフィス径が２ｍｍ以下でも可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、入口ポート１と出口ポート３１とを結ぶ流路と、該流路の途中に設けた弁座４とを有するボディ２と、該ボディ２の開口部にダイヤフラム５を挟んでボンネット６とを設け、前記ダイヤフラム５には前記弁座４に着座する弁体３２が固定されると共に前記ボンネット６内にダイヤフラム室８を形成し、該ダイヤフラム室８に連通する、パイロットオリフィス１２を開閉制御して、弁体３２の動きを制御するパイロット弁を有する電磁弁において、前記パイロット弁は前記ボンネット６開口部にシート体９を介在させて、前記ボンネット６内に前記シート体９の上方に円筒状の流体室１０を設け、該流体室１０へ入口ポート１よりボディ２、ボンネット６に設けた供給通路１７の供給オリフィス１８を開口させ、該供給オリフィス１８を前記ダイヤフラム室８に連通するパイロットオリフィス１２を開閉するプランジャ１５の先端外周に設けた外向きフランジ１９で、ソレノイドコイル１４のＯＮ時に、前記供給オリフィス１８を絞ることで流体の流れを制御する電磁弁であり、流量を変えることができるので、ソレノイドコイルの小形化が可能となり、新商品開発にあたってソレノイドコイルの設計が容易になる。
【００２３】
また、本発明では、既存製品の供給オリフィスやパイロットオリフィスの変更によってダイヤフラム型パイロット電磁弁の作動が安定し、商品価値が上がり、さらに圧力仕様の変更が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイヤフラム型パイロット電磁弁の具体的一実施例の要部を断面した正面図である。
【図２】本発明に係るプランジャの平面図である。
【図３】従来のダイヤフラム型パイロット電磁弁の要部を断面した正面図である。
【符号の説明】
１…入口ポート
２…ボディ
３…隔壁
４…弁座
５…ダイヤフラム
６…ボンネット
７…ボルト
８…ダイヤフラム室
９…シート体
１０…流体室
１１…連通孔
１２…パイロットオリフィス
１３…排出通路
１４…ソレノイドコイル
１５…プランジャ（パイロット弁の例）
１６…固定コアー
１７…供給通路（オリフィス通路の例）
１８…供給オリフィス
１９…外向きフランジ
２０…供給孔
２１…スプリング
２２…スプリング
３１…出口ポート
３２…弁体
３３…流路
３４…パイロット弁
【図１】
0004036249.tif 000002
【図２】
0004036249.tif 000003
【図３】
0004036249.tif 000004