JPH086836B2 - プランジャ・アーマチュア型電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル装置内で移動可
能なアーマチュアを有し、前記アーマチュアには、少な
くとも部分的に弾性材料で形成され、閉鎖状態において
は、弁座上に位置する閉鎖部材が固定されたプランジャ
・アーマチュア型電磁弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁弁は、従来、例えば、ヨー
ロッパ特許第０１５１５０３号により知られている。こ
の公知の電磁弁は三方弁の形式のものであり、一方の弁
座は、アーマチュアを通ってガイドされている管の端部
によって形成され、他方の弁座は、第１の弁座に対向し
て横たわっている。その端部に、アーマチュアは、周辺
壁に周辺溝が設けられた中空円筒状の凹部を備えてお
り、凹部内には、弾性ディスクが閉鎖部材として配置さ
れている。この弾性ディスクは、一方又は他方の弁座と
係合可能である。アーマチュアは、ディスクが対応する
弁座と係合している位置を越えて、移動可能であり、こ
のとき、ディスクは若干アーチ状に撓むようになってい
る。

【０００３】流れている流体の流れを中断するために、
電磁弁を用いる場合、弁を開くのが困難な場合がある。
すなわち、吸引作用が生じ、弁の開放、即ち、閉鎖部材
と弁座との分離を困難にする場合がある。その結果、こ
の分離のために、比較的高い磁力を必要とするようにな
る。しかし、このことは、弁が、非励起状態で閉じてい
る場合に、比較的低い力しか利用することができないの
は、まさに、アーマチュアの移動の始点においてであ
る、ということを考えると、ますます不都合である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる問題の対策とし
て、コイル装置及びアーマチュアを、対応させて、大型
化するか、あるいは、比較的大きな電流を受け入れ可能
に設計するということが行なわれていた。しかし、明ら
かに、この解決法は満足のものではない。すなわち、大
型の電磁弁を受け入れるスペースのない場合がしばしば
ある。また、電流を大きくすると、自動的に熱の発生が
増大し、可能なら、避けるべきじある損失が増大する結
果となる。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、コイル装置内で移動可能なア
ーマチュアを有し、前記アーマチュアには、少なくとも
部分的に弾性材料で形成され、閉鎖状態においては、弁
座上に位置する閉鎖部材が固定されたプランジャ・アー
マチュア型電磁弁において、これら従来の問題点を解決
し、弁を開くのに必要な力を小さくすることのできるプ
ランジャ・アーマチュア型電磁弁を提供することを目的
とする。

【０００６】

【発明の構成および作用】本発明のかかる目的は、前記
閉鎖部材が、少なくとも部分的に弾性を有する舌状体を
有しており、該舌状体が、閉鎖位置においては、その第
１の部分が、前記弁座上に横たわり、前記弁座を越え
て、横方向に延びる第２の部分を有し、前記舌状体と前
記アーマチュアとの接続が、前記第２の部分のみによっ
て行なわれるように構成されたプランジャ・アーマチュ
ア型電磁弁によって達成される。

【０００７】このようにすると、弁は、アーマチュア移
動の第１のフェーズにおいては、閉じたままでいること
が可能である。ここで、アーマチュアは、弾性を有する
舌状体の弾性力に打ち勝つことだけが必要になるが、こ
の弾性力は、例えば、吸引作用によって生ずる弁座上の
舌状体に対する保持力よりも小さい。ある程度、移動す
ると、アーマチュアは、舌状体の力が大きくなる領域に
入る。さらに、アーマチュアは、その移動の結果とし
て、ある程度の運動エネルギーを獲得している。そこ
で、アーマチュアの衝撃（impulse)および増大した吸引
力が、弁座の外側に作用する。その結果、舌状体に対し
てトルクが働き、初期的に、舌状体を、一方の側におい
て、弁座から離れるように、持ち上げる。その結果、小
さいが、流体を流れ始めさせるには十分な隙間が生ず
る。そこで、舌状体は、アーマチュアが移動するにつ
れ、弁座から更に離れるように移動する。この隙間を通
って流れる流体によって生ずる吸引作用にもかかわら
ず、この力は、舌状体を弁座から完全に持ち上げるのに
十分である。そこで、舌状体は、その静止位置へ弾性的
に戻って、弁座から完全に離れる。

【０００８】かかる構造においては、閉鎖部材を弁座か
ら持ち上げるのに必要な磁力は、かなり小さい。したが
って、コイル装置を実質的により小さい力に対して設計
することが可能になる。全体的大きさを減少することが
できる。電力消費量は低下する。好ましい実施態様にお
いては、舌状体が、第１の部分と第２の部分との間にお
いて弾性を有している。この実施態様においては、舌状
体は傾斜して弁座から離れる。舌状体の全体が弾性的で
あるならば、舌状体は、弁座からほどけて広がる（roll
ed away)。

【０００９】さらに、好ましい実施態様においては、閉
鎖部材に、円形リング状の板を設けられ、舌状体が、前
記板に接合されて、内方へ突出させられる。この種の板
は、アーマチュアに簡単に固定することができる。舌状
体が動くときに生ずる半径方向力を、円形リング状の構
造により、全ての側で、受け止める（accommodated)こ
とができる。

【００１０】前記舌状体と前記円形リング状の板とを一
体的構造にすることが好ましい。この舌状体と板との結
合は、例えば、ブランクからの打抜き又は切断によって
実行することができる。舌状体と円形リング状の板との
間にウェブを残すことによって、両者の接合を保持され
る。このウェブの幅を、舌状体と同じにしても、又は若
干広くしてもよい。

【００１１】好ましくは、弁座に対向するアーマチュア
の端部に、アーマチュアが中空円筒状の凹部を備え、そ
の中に、前記板が配置される。この凹部により、この板
は、横方向に、その全周が固定される。これにより、弁
座に対する舌状体の安定な位置が得られる。弁が開くと
きに生ずる横方向力は吸収（assimilated)される。前記
凹部の周辺壁に周辺溝を設けるか、又は周辺壁上に周辺
突起を設け、前記板を、所望ならば、弾性リングを介し
て、この溝又は突起によって保持すると好ましい。この
ようにして、板は、引っ張り力に抗して、簡単に凹部内
に保持される。

【００１２】製作が特に簡単な一実施態様においては、
凹部の縁をフランジ状に折曲げ、フランジリングが、特
に、このフランジの縁と前記板との間に設けられる。前
記板を前記凹部に挿入した後、凹部の外縁を内方へフラ
ンジ状に折り曲げ、これにより、板を凹部内に堅く保持
する。フランジリングは、所望ならば、このようにし
て、板を保護し、フランジ状に折曲る作業によって、板
が損傷を受けることのないようにすることができる。

【００１３】好ましくは、舌状体は静止状態において、
アーマチュアに対向して横たわる。この静止状態とは、
引っ張り力が舌状体に働いていない状態である。これ
は、例えば、弁が完全に開き、したがって、舌状体が弁
座から完全に持ち上げられているときである。他の静止
状態としては、アーマチュアが、舌状体を下方へ弁座上
に押しつけているときがある。したがって、静止状態に
おいては、舌状体は少なくとも一つの側において、アー
マチュアによって支持されており、これにより、振動、
したがって、騒音が減少する。また、これには、弁が閉
じているときに、舌状体が、アーマチュアによって、事
実上完全に支持され、その結果、きわめて高い閉鎖力を
作用させることができるという利点がある。

【００１４】好ましくは、舌状体は、ステンレスばね鋼
により作られる。この材料は、十分に弾性的であり、弁
が開くときに適度に撓む。他方、この材料は、所要の強
度を有しており、弁が開くときに生ずる引っ張り力を受
入れ（accommodate)、弁の繰り返し動作に耐えることが
できる。閉鎖動作を改善するため、好ましい実施態様に
おいては、特に、ゴム状材料又はプラスチックの弾性層
が、舌状体と弁座との間に配置される。このような材料
としては、例えば、天然ゴムもしくは合成ゴム又はテフ
ロンが挙げられる。この弾性層は、ある程度の可撓性を
有しており、弁座及び／又は舌状体の表面内の不均一性
を補償することができる。

【００１５】ここに、弾性層は、舌状体上に配置するこ
とが好ましい。即ち、弁に漏洩があった場合に、所望な
らば、リング状の板を備えた舌状体を、弁座よりも簡単
に取り替えることができる。この弾性層を被着するに
は、弾性層を舌状体に、化学的硬化、融解、接着又はス
プレーコーティングによって被着するという構造にする
ことが好ましい。次いで、この弾性層を舌状体に堅く接
合し、舌状体が弁座から持ち上がるときに、弾性層が直
ちにこれに追従するようにする。

【００１６】他の実施態様においては、弾性層は、この
層から突出し、舌状体内の開口部に押し通される延長部
を有する別個の部品の形になっている。このようにすれ
ば、弾性層を、舌状体とは別個に交換することが可能に
なる。また、この弾性層をもっと厚くすることができ、
その厚さを種々の要求に適応させることができる。この
部品の厚さを変化させることにより、アクチュエータを
変えることなしに、弁の開放動作の態様に影響を与える
ことができる。

【００１７】ここに、延長部が、きのこ形状であり、舌
状体の後に係合する周辺突起を有していることが好まし
い。組み立てるには、弾性層を形成している部品のきの
こ状延長部を、舌状体内の開口部に押し通すだけでよ
い。前記周辺突起があるので、この部品は自己係止す
る。かなりの力を加えるだけで、この部品を舌状体から
取り外すことができる。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき、詳細に説明を加える。図１は、本発明の実施例
に係るプランジャ・アーマチュア型電磁弁の略縦断面図
である。図１において、プランジャ・アーマチュア型電
磁弁１は、ヨーク３によって取り囲まれたコイル装置２
を備えている。アーマチュア４が、コイル装置２内に移
動可能に取付けられている。コイル装置２に通電する
と、アーマチュア４は、図１に示す静止位置から引き出
されて、ヨーク３のコアヘッド５を押す。アーマチュア
４の他端には、閉鎖部材６が配置されており、この閉鎖
部材は、図２に詳細に示す閉鎖板７とともに、弁座８上
に位置している。この閉鎖状態においては、閉鎖板７
は、弁座８とともに、入口９から出口１０に至る流路を
遮断している。図では、簡単化のため、弁座８を、出口
１０を形成する管１１の端部として示しているが、通例
は、弁座は周知の方法により、機械加工される。

【００１９】図２には、閉鎖板７が示されている。この
閉鎖板７は、舌状体１３が接合されている円形リング１
２を備えており、舌状体１３は、内方へ、円形リング１
２内に突出している。弁座８は、破線で示されている。
図２に示されるように、舌状体１３は、第１の部分Ｉ及
び第２の部分ＩＩを備えており、舌状体１３は、第１の
部分Ｉとともに、弁座８上に位置し、第２の部分ＩＩ
は、弁座８を越えて、横方向に突出し、円形リング１２
に至る舌状体１３の移行部を形成している。円形リング
１２をアーマチュア４の閉鎖部材６に接合すると、アー
マチュア４に対する舌状体１３の接続は、第２の部分Ｉ
Ｉのみによって行なわれている。

【００２０】舌状体１３及び円形リング１２は一体構造
をなしている。これらは、第１の部分Ｉと第２の部分Ｉ
Ｉとの間において、ウェブ領域１４により接合されてい
る。これによって、製作が極めて簡単になる。例えば、
閉鎖板７の全体を、板状のブランクから打ち抜くことが
できる。しかし、理論的には、舌状体１３及び円形リン
グ１２を、２つの別々の部品から組み立てることもでき
る。前記の一体構造においては、閉鎖板７の全体がステ
ンレスばね鋼から成っており、したがって、板全体が弾
性を有している。しかし、理論的には、舌状体１３が弾
性を有していれば十分である。極端な場合には、第１の
部分Ｉと第２の部分ＩＩとの間のウェブ領域１４が弾性
を有していれば十分である。

【００２１】この弁の閉鎖板７についての動作モード
が、概略的に、図３に示されている。図３(a) は、閉鎖
状態にある弁を示すものである。舌状体１３は弁座の上
に載っており、閉鎖部材６は舌状体１３を支持してい
る。所望ならば、閉鎖部材６が舌状体１３を、弁座８に
対して、平らに押しつけていてもよい。図３(b) におい
ては、アーマチュア４が、開放位置の方向に、短い距離
だけ、移動している。舌状体１３は、弁座８上に位置し
たままである。この移動のためには、アーマチュア４
が、舌状体１３の弾性力に打ち勝たなければならないだ
けである。このとき、アーマチュア４は加速されてお
り、即ち、ある運動エネルギーを有している。さらに、
アーマチュアはコアヘッド５に近づき、その結果、磁気
回路内のエアギャップは小さくなり、アーマチュアに対
する力が大きくなる。そこで、アーマチュアは、図３
(c) に示されるように、舌状体１３を、少なくとも一つ
の側において、弁座８から持ち上げることができるよう
になる。弁座８の外側に働く力が、舌状体１３に対する
レバー作用をなし、それにより、これが生じさせられ
る。したがって、流体は、矢印１５で示すように、出口
１０内へ流れることができる。それまで、舌状体１３を
板座８上に保持するのを役立っていた入口９と出口１０
との間の圧力差は、それによって、部分的に相殺され
る。ここに、舌状体１３は、矢印１５方向に流れている
流体によって生じ、舌状体１３に対して作用する吸引力
のみを、本質的に有している。この吸引力に対して、舌
状体１３の復元力が作用し、この復元力は、アーマチュ
ア４が上方へ移動を続けるにつれて大きくなり、その結
果、舌状体１３は、最終的に、弁座から完全に離れて持
ち上げられ、再び閉鎖部材６上に静止する。この位置
は、舌状体の静止位置である。この静止位置において
は、舌状体が動くことのできるのは１つの方向、即ち、
閉鎖部材６から離れる方向だけであるので、舌状体は自
由に動くことはできない。このことは騒音を減らすのに
役立つ。

【００２２】図４に、閉鎖部材１０６の他の構造を示し
ている。この閉鎖部材において、図１ないし図３に対応
する構成部分は、図１ないし図３の構成部品の参照番号
に、１００を加えた参照番号で示されている。この閉鎖
部材１０６は、中空円筒状凹部１６を有し、そこに、閉
鎖板１０７が挿入される。平面図においては、閉鎖板１
０７は、図２の閉鎖板７と同一形状である。しかし、閉
鎖板１０７は、ゴム、テフロン、または、同様に弾性、
とくに、圧力に応答する弾性を有する他のプラスチック
製の被覆１７を有している。この被覆１７は、例えば、
閉鎖板１０７の上に化学処理により硬化される。図には
詳細に示してないが、この被覆は、表面に不均一があっ
た場合にこれを補償するので、この被覆は、閉鎖板１０
７と弁座との間に配置され、閉鎖板１０７と弁座とが、
相互作用するときに、シール性を改善するのに役立つ。

【００２３】凹部１６の内周には、凹部１６の内方へ突
出した周辺突起１８が形成されている。この周辺突起
は、閉鎖板１０７を、軸方向に、即ち、アーマチュア４
の移動方向に動くことのないように堅く保持する。本実
施例においては、周辺突起１８は、フランジで形成され
ており、フランジリング１９が、周辺突起１８と閉鎖板
１０７との間に配置されている。製作する際には、ま
ず、被覆された閉鎖板１０７を凹部１０６内に導入す
る。次に、フランジリング１９を、閉鎖板１０７の被覆
１７上に位置させる。さらに、凹部１６を取り巻いてい
る閉鎖部材１０６の外壁を、内方へフランジ状に折り曲
げる。このようにすると、閉鎖板１０７は、閉鎖部材１
０６上に、即ち、凹部１６のフロア上に平らに横たわる
ようになる。

【００２４】図５および図６に更に他の実施例を示す。
図５および図６においては、図１ないし図３におけるも
のに対応する構成部分は、図１ないし図３の構成部分の
参照番号に２００を加えた参照番号が付せられている。
平面図においては、閉鎖板２０７は、図２の閉鎖板７と
同一形状をなしている。ただし、図５の平面図は、下か
ら見た図、即ち図６における矢印方向に見た図である。
化学的硬化処理によって被着された被覆１７の代わり
に、閉鎖板２０７は、板状構造の弾性部材２１７を有し
ており、この弾性部材は、閉鎖板２０７内、厳密に言え
ば、舌状体２１３内の開口部２２を通って、ガイドさ
れ、弾性板２１７から突出するきのこ形の延長部２１を
有している。きのこ形の延長部２１は、舌状体２１３の
後に係合する周辺突起２３を有している。延長部２２
を、舌状体２１３の開口部２２を通るように導入する
と、弾性板２１７は舌状体２１３に固定される。

【００２５】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも、本発明の範囲内に包
含されるものであることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、コイル装置内で移動可
能なアーマチュアを有し、前記アーマチュアには、少な
くとも部分的に弾性材料で形成され、閉鎖状態において
は、弁座上に位置する閉鎖部材が固定されたプランジャ
・アーマチュア型電磁弁において、従来の問題点を解決
し、弁を開くのに必要な力を小さくすることのできるプ
ランジャ・アーマチュア型電磁弁を提供することが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るプランジャ・アーマチュ
ア型電磁弁の基本的構造を示す略縦断面図である。

【図２】舌状体を備えた板の略平面図である。

【図３】弁が開くときの舌状体の運動の順序を示すため
の略縦断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るプランジャ・アーマチュ
ア型電磁弁に用いられる閉鎖部材の他の例を示す略縦断
面図である。

【図５】舌状体を備えた板の他の例を示す略平面図であ
る。

【図６】図５のVI−VI線に沿う略断面図である。

【符号の説明】

２ コイル装置 ４ アーマチュア ６、１０６ 閉鎖部材 ７、１０７、２０７ 閉鎖板 ８ 弁座 １２ 円形リング １３、１１３、２１３ 舌状体 １６ アーマチュアの中空円筒状凹部 １７ 被覆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルゲル ニコライセン デンマーク 6430 ノルドボルグ ヴィオ ールヴェイ ２ (56)参考文献 実公 平１−43579（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭９−15196（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル装置内で移動可能なアーマチュ
   アを有し、前記アーマチュアには、少なくとも部分的に
   弾性材料で形成され、閉鎖状態においては、弁座上に位
   置する閉鎖部材が固定されたプランジャ・アーマチュア
   型電磁弁において、前記閉鎖部材が、少なくとも部分的
   に弾性を有する舌状体を有しており、該舌状体が、閉鎖
   位置においては、その第１の部分が、前記弁座上に横た
   わり、前記弁座を越えて、横方向に延びる第２の部分を
   有し、前記舌状体と前記アーマチュアとの接続が、前記
   第２の部分のみによって行なわれるように構成されたこ
   とを特徴とするプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
2. 【請求項２】 前記舌状体が、第１の部分と第２の部分
   との間において弾性を有していることを特徴とする請求
   項１に記載のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
3. 【請求項３】 閉鎖部材が、円形リング状の板を備え、
   前記舌状体が、前記板に接合されて、内方へ突出させら
   れたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプランジ
   ャ・アーマチュア型電磁弁。
4. 【請求項４】 前記舌状体と前記円形リング状の板とが
   一体的構造にされたことを特徴とする請求項３に記載の
   プランジャ・アーマチュア型電磁弁。
5. 【請求項５】 前記弁座に対向する前記アーマチュアの
   端部に、前記アーマチュアが中空円筒状の凹部を備え、
   その中に、前記板が配置されたことを特徴とする請求項
   ４に記載のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
6. 【請求項６】 周辺溝が前記凹部の周辺壁に設けられる
   か、又は、周辺突起が周辺壁上に設けられ、前記板が、
   所望ならば、弾性リングを介して、前記溝又は前記突起
   によって保持されることを特徴とする請求項５に記載の
   プランジャ・アーマチュア型電磁弁。
7. 【請求項７】 凹部の縁がフランジ状に折曲げられ、フ
   ランジリングが、特に、こうして形成されたフランジの
   縁と前記板との間に設けられたことを特徴とする請求項
   ６に記載のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
8. 【請求項８】 前記舌状体が、静止状態において、前記
   アーマチュアに対向して横たわっていることを特徴とす
   る請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプランジャ
   ・アーマチュア型電磁弁。
9. 【請求項９】 前記舌状体が、ステンレスばね鋼により
   作られていることを特徴とする請求項１ないし８のいず
   れか１項に記載のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
10. 【請求項１０】 特に、ゴム状材料又はプラスチックの
    弾性層が、前記舌状体と前記弁座との間に配置されたこ
    とを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載
    のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
11. 【請求項１１】 前記弾性層が、前記舌状体上に配置さ
    れたことを特徴とする請求項１０に記載のプランジャ・
    アーマチュア型電磁弁。
12. 【請求項１２】 前記弾性層が、前記舌状体に、化学的
    硬化、融解、接着又はスプレーコーティングによって被
    着されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１
    １に記載のプランジャ・アーマチュア型電磁弁。
13. 【請求項１３】 前記弾性層が、該弾性層から突出し、
    前記舌状体内の開口部に押し通される延長部を有する別
    個の部品の形になっていることを特徴とする請求項１０
    又は請求項１１に記載のプランジャ・アーマチュア型電
    磁弁。
14. 【請求項１４】 前記延長部が、きのこ形状をなし、前
    記舌状体の後に係合する周辺突起を有していることを特
    徴とする請求項１３に記載のプランジャ・アーマチュア
    型電磁弁。