JP2009058073A - 電磁弁、及び手動回転操作用のダイヤル - Google Patents

Abstract

【課題】油圧等の流体圧を切替え制御して制御対象物を応答性よく制御するために使用される電磁弁において、電磁弁のケーシング内に配置された弁体が経時的に付着、堆積した固着物によって動作不能、動作不良に陥ることを未然に防止したり、動作不能等に対する回復措置を手動操作によって簡易に実施できる電磁弁、及び手動回転操作用のダイヤルを提供する。
【解決手段】弁室３を内外に貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材１０と、該軸部材により軸心を固定的に支持されて該軸部材の軸方向移動に伴って導入口、又は／及び、排出口を開閉する弁体１１と、該軸部材を軸方向へ進退させる電磁ソレノイド１５と、を備えた電磁弁１であって、ケーシングの外部に位置する軸部材部分に手動回転操作用のダイヤル２０を一体化した。
【選択図】図１

Description

本発明は油圧等の流体圧を切替え制御するために使用される電磁弁の改良に関し、特に電磁弁のケーシング内に配置された弁体が経時的に付着、堆積した固着物によって動作不能に陥った場合の回復措置を簡易に実施できる電磁弁、及び手動回転操作用のダイヤルに関する。

水力発電所においては、発電機を駆動するための水車に供給する水量を調整する水量調整弁や入口弁の切替え操作を油圧回路によって実現しているが、油圧回路から水量調整弁等に加える油圧の制御は電磁弁によって行われている。
電磁弁は電磁ソレノイドを励磁して流体の流路に配置された弁体を動作させることにより流体圧、流量を切替え制御する手段として利用される。
図３（ａ）及び（ｂ）は流体圧を切替え制御する従来の電磁弁の構成を示す外観図及び縦断面図である。この電磁弁は、流体を収容する弁室１０１、弁室１０１内に流体を導入する導入口１０２、及び弁室１０１から流体を排出する排出口１０３（開側排出口１０３ａ、閉側排出口１０３ｂ）を備えたケーシング１００と、弁室１０１を内外に気密貫通し、軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材１０５と、軸部材１０５により軸心を固定的に支持されて軸部材の軸方向移動に伴って導入口１０２、又は／及び、排出口１０３を開閉する弁体１０６と、軸部材１０５を軸方向へ進退させる電磁ソレノイド１０７と、電磁ソレノイド収容部１０７ａと、を備える。
図示しない制御部からの制御信号によって電磁ソレノイド１０７をオンオフさせて軸部材１０５と共に弁体１０６を軸方向に進退させることによって、導入口１０２、各排出口１０３ａ、１０３ｂを選択的に開閉させる。
この電磁弁を水車の水量調整弁等を開閉する油圧回路中に配置し、弁体１０６を所定の方向へ所定量移動させることにより、下流側に位置する水量調整弁等へ供給する油圧値を制御する。

しかし、この種の電磁弁においては弁室１０１と弁体１０６との間からの油圧漏洩を防止するために両部材の摺動面同士が密着するように厳密に寸法設定されている。このため、電磁弁自体の動作頻度が少ない場合には、両部材１０１、１０６の摺動面Ａに不純物が付着、堆積して弁体１０６を固着させ、水車制御に障害をもたらし易い。
特許第２６２６７７４号には、油圧制御方式のクレーンやパワーショベルを駆動するための油圧回路において、機械を操作するための操作レバーの位置と油圧回路を開閉する電磁弁の位置とを比較することにより、例えば操作レバーを操作した後で中立位置に復帰させたにも拘わらず、電磁弁が操作レバーに対応した位置に復帰しないことを検知、判定した場合には、油圧回路のリリーフバルブを開放してそれ以上機械が動作を継続しないようにした技術が開示されている。これによれば、電磁弁内における弁体の固着に起因した操作不能を事後的に防止することが可能である。
しかし、この従来例は、異物の付着、堆積により弁体が弁室内壁に固着することに起因して発生する機器の作動不良時に事後的に機械の動作を停止させる技術に過ぎず、異物の付着、堆積に起因した固着発生自体を未然に防止することを提案するものではない。
特許第２６２６７７４号

油圧回路等の流体回路中に配置されて弁体を開閉することにより制御対象物へ供給する油圧を切替える電磁弁にあっては、流路を開閉する弁体と弁室内壁との摺擦面に油中の不純物等の異物が付着、堆積して弁体を固着させたり、円滑な動作を妨げる原因となっていた。しかし、これまでこのような不具合を簡易に改善するための対策は提案されていなかった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、油圧等の流体圧を切替え制御して制御対象物を応答性よく制御するために使用される電磁弁において、電磁弁のケーシング内に配置された弁体が経時的に付着、堆積した固着物によって動作不能、動作不良に陥ることを未然に防止したり、動作不能等に対する回復措置を手動操作によって簡易に実施できる電磁弁、及び手動回転操作用のダイヤルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る電磁弁は、流体を収容する弁室、該弁室内に流体を導入する導入口、及び該弁室から流体を排出する排出口を備えたケーシングと、該弁室を内外に貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材と、該軸部材により軸心を固定的に支持されて該軸部材の軸方向移動に伴って前記導入口、又は／及び、排出口を開閉する弁体と、該軸部材を軸方向へ進退させる電磁ソレノイドと、を備えた電磁弁であって、前記ケーシングの外部に位置する前記軸部材部分に手動回転操作用のダイヤルを一体化したことを特徴とする。
弁体を支持する軸部材の外側部分に手動操作により回転させるためのダイヤルを固定したので、電磁弁を解体しなくても定期的な巡視時においてダイヤルを回転させるだけで弁体と弁室内壁との間に付着、堆積する異物を除去して、弁体の固着、流体漏れを有効に防止することが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記ダイヤルは、既存の電磁弁の前記軸部材に対して後付け可能に構成されていることを特徴とする。
既存の電磁弁に対しても後付け可能に構成することにより、本発明に係るダイヤルの適用範囲を拡大することができる。
請求項３の発明に係る手動回転操作用のダイヤルは、流体を収容する弁室、該弁室内に流体を導入する導入口、及び該弁室から流体を排出する排出口を備えたケーシングと、該弁室を内外に貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材と、該軸部材により軸心を固定的に支持されて該軸部材の軸方向移動に伴って前記導入口、又は／及び、排出口を開閉する弁体と、該軸部材を軸方向へ進退させる電磁ソレノイドと、を備えた電磁弁において、前記ケーシングの外部に位置する前記軸部材部分に対して取付け可能であることを特徴とする。

従来、電磁弁を油圧回路内に配置した場合、油中の異物によって弁体が固着して電磁弁の作動不良や油漏れをもたらすことがあったが、弁体を強制的に回転させる手段が存在しなかったために、これまでは電磁弁が作動不良等に陥った段階で初めて対処するという事後的な対処方法がなされていた。
本発明では、油圧等の流体圧を切替え制御して制御対象物を応答性よく制御するために使用される電磁弁において、電磁弁から外部に突出する軸部材に手動操作用のダイヤルを取り付けて軸部材を回転させることにより弁体も回転するように構成したため、電磁弁のケーシング内に配置された弁体が経時的に付着、堆積した固着物によって動作不能、動作不良に陥ることを未然に防止したり、動作不能等に対する回復措置を手動操作によって簡易に実施することができる。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は発明の一実施形態に係る電磁弁の構成を示す外観斜視図、及び縦断面図であり、図２は本発明に係る手動回転操作用のダイヤルを組み付けた状態を示す外観図である。
この実施形態に係る電磁弁１は、例えば水力発電所において、油圧発生装置から供給される油を制御対象物としての水量調整弁に供給する油圧回路中に組み込まれて、水量調整弁へ供給する油圧を調整する手段である。
電磁弁１は、油（流体）を収容する弁室３、弁室３内に流体を導入する導入口４、及び弁室から流体を排出する排出口（開側排出口５ａ、閉側排出口５ｂ）５を備えたケーシング２と、弁室３を内外に気密貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材１０と、軸部材１０により軸心を固定的に支持されて軸部材１０の軸方向移動に伴って導入口４、又は／及び、排出口５を開閉する弁体１１と、軸部材１０を軸方向へ進退させる電磁ソレノイド１５と、更に、ケーシング２の外部に位置する軸部材１０の外側部分１０ａに固定された手動回転操作用のダイヤル２０と、を備えている。

手動回転操作用のダイヤル２０は、例えば軸部材の外側部分１０ａに設けたスプライン１０ｂと嵌合する溝２０ａを中心孔の内壁に備え、ダイヤル２０の中心孔を軸部材１０に挿通する際に溝２０ａをスプライン１０ｂに嵌合させることにより軸部材１０とダイヤル２０とを回転方向に固定する。ダイヤル２０を手動操作によって回転させることにより軸部材１０、及び弁体１１が回転するようになる。
図示しない制御部からの制御によって電磁ソレノイド１５をオンオフさせて軸部材１０と共に弁体１１を軸方向に進退させることによって、導入口４、各排出口５ａ、５ｂを選択的に開閉させる。
この電磁弁１を水車の水量調整弁等を開閉する油圧回路中に配置し、弁体１１を所定の方向へ所定量移動させることにより、下流側に位置する水量調整弁等へ供給する油圧値を制御する。

本発明の特徴的な構成は、ケーシング２の外部に位置する軸部材１０の外側部分１０ａに手動回転操作用のダイヤル２０を固定配置した点にあり、ダイヤル２０を適時に手動操作によって回転させることにより不純物が付着、堆積して弁体を固着させる原因となり易い摺擦面Ａにおける固着を解消することができる。
水力発電所においては定期的定期巡視（二週間に一度程度）において電磁弁１の外観を目視点検するが、巡視者が電磁弁を分解して内部にある弁体の固着状態を確認することはないため、摺擦面Ａに異物が固着して弁体が作動し難くなっていたり、漏れが発生していたとしてもこれを発見することができず放置せざるを得ない状況にあった。このため、電磁弁の作動不良が顕著化した段階で初めてこれに気づいて対策を講じることになっていた。
本発明では、電磁弁を解体することなく、巡視者がダイヤル２０を定期的に手動操作によって回転させるだけで、弁体と弁室内壁との摺擦面に付着、堆積する異物を確実に除去して弁体の固着による作動不良、弁体による流路の閉止時における油漏れ等を確実に防止することができる。

ダイヤル２０は、ペンチ等の工具を用いずに直接手によって回転させることができるようにそのサイズ、形状（表面形状、例えばローレット加工等）を工夫する。工具を用いて回転させるように構成してもよいが、工具を用いる手間、工具による接触部の損傷等を考えると、手動操作を可能とした構成の方が好ましい。
なお、スプラインを有しない既存の電磁弁の軸部材にダイヤルを後付けで固定する際には、軸部材１０の軸方向の動きを妨げず、かつ、ダイヤル操作中に電磁弁が自動で動作した際にも指などが挟まれないよう、適切な間隔を確保した位置にダイヤルの中心孔を軸部材に挿通した後にボルト、その他の任意の固定手段によって固定すればよい。
ダイヤルによる手動操作によって弁体の固着等を防止する構造を備えた電磁弁は、水量調整弁に係る油圧回路に限らず、あらゆる電磁弁における弁体の固着防止、流体漏れ防止に適用することができる。

（ａ）及び（ｂ）は発明の一実施形態に係る電磁弁の構成を示す外観斜視図、及び縦断面図である。 本発明に係るダイヤルを組み付けた状態を示す外観図である。 （ａ）及び（ｂ）は流体圧を切替え制御する従来の電磁弁の構成を示す外観図及び縦断面図である。

符号の説明

１…電磁弁、２…ケーシング、３…弁室、４…導入口、５…排出口、５ａ…開側排出口、５ａ…各排出口、５ｂ…閉側排出口、１０…軸部材、１０ａ…外側部分、１０ｂ…スプライン、１１…弁体、１５…電磁ソレノイド、２０…ダイヤル、２０ａ…溝。

Claims (3)

1. 流体を収容する弁室、該弁室内に流体を導入する導入口、及び該弁室から流体を排出する排出口を備えたケーシングと、該弁室を内外に貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材と、該軸部材により軸心を固定的に支持されて該軸部材の軸方向移動に伴って前記導入口、又は／及び、排出口を開閉する弁体と、該軸部材を軸方向へ進退させる電磁ソレノイドと、を備えた電磁弁であって、
   前記ケーシングの外部に位置する前記軸部材部分に手動回転操作用のダイヤルを一体化したことを特徴とする電磁弁。
2. 前記ダイヤルは、既存の電磁弁の前記軸部材に対して後付け可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 流体を収容する弁室、該弁室内に流体を導入する導入口、及び該弁室から流体を排出する排出口を備えたケーシングと、該弁室を内外に貫通し且つ軸方向へ進退自在且つ回転可能に支持された軸部材と、該軸部材により軸心を固定的に支持されて該軸部材の軸方向移動に伴って前記導入口、又は／及び、排出口を開閉する弁体と、該軸部材を軸方向へ進退させる電磁ソレノイドと、を備えた電磁弁において、
   前記ケーシングの外部に位置する前記軸部材部分に対して取付け可能であることを特徴とする手動回転操作用のダイヤル。

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