JPH11280941A - 直動型電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で経済性の高い直動型電磁弁を提供す
る。 【構成】 主弁体１２は、弁座２を開閉する主弁部１２
Ｅと、副弁座１２Ｇを備えた副流路１６とを有する。副
弁体１０は、可動コア８と一体形成され副弁部１０Ｂを
備える。主弁操作部材１１は、主弁体１２と一体的に形
成され、可動コア８の非動作時から可動コア８の一定吸
引方向移動初期領域の間に、副弁体１０に対して可動コ
ア８の吸引移動方向側に間隙Ａを有し、一方、可動コア
８の一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域におい
て、副弁体１０に係止されて、副弁体１０と同期して移
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弁本体が弁座にて上流
側流路と下流側流路とに区分され、前記弁座が、電磁装
置の可動コアと同期的に移動する弁部にて開閉される直
動型電磁弁に関し、かかる電磁弁は、流路内を流れる流
体の制御に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁は、弁本体が弁座にて上流
側流路と下流側流路とに区分され、上流側流路内には弁
座を開閉する弁部が配置される。一方、電磁装置は、コ
イルの内方に固定コアが固定配置されるとともに固定コ
アに対向して可動コアが移動自在に配置され、この可動
コアはスプリングにより固定コアより離反するよう弾性
的に付勢される。そして、前記弁部は可動コアに一体的
に取着される。ここでコイルに通電されると、コイルに
生起する磁力により可動コアはスプリングのバネ力に抗
して固定コア側へ吸引移動するもので、これによって弁
部は弁座を開放保持する。一方、コイルへの通電が断た
れると、コイルに生起する磁力は消滅し、可動コアはス
プリングのバネ力によって固定コアより離反されるもの
で、これによって弁部は弁座を閉塞保持する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の電磁弁に
おいて、弁座は上流側流路に臨んで形成されることから
弁部は上流側流路内に配置されることになる。ここで、
弁本体の上流側流路内に供給される流体の圧力が大きい
場合、上流側流路内に臨む弁部は前記大なる圧力を受け
るもので、大なる押圧力をもって弁座を閉塞することに
なる。そして、前記押圧力は流体の圧力の上昇に応じて
増加することになる。一方、前記弁部は可動コアと同期
して移動するものであり、弁部が弁座を開放する弁開時
にあっては、電磁装置のコイルに生起する磁力によって
可動コアを固定コアに吸引移動させて弁座を開放する。
ここで、弁開時における力関係について鑑案すれば、可
動コアに対する吸引力Ｆ１は、上流側流路内の流体圧力
による弁部に対する閉方向側の押圧力と、スプリングに
よる弁部に対する閉方向側の押圧力と、の合計の押圧力
Ｆ２より大である必要がある。以上によれば、上流側流
路内を流れる流体圧力が上昇した際にあっては、その圧
力上昇に応じて可動コアに対する吸引力Ｆ１を大きくす
る必要があり、これによると電磁装置のコイルを大型化
する必要が生ずる。そして、このコイルの大型化によれ
ば、電磁装置が大型化して配管系に対する設計的自由度
が阻害されるとともに重量が増加し、配管強度をあげる
必要があり装置の製造コストの低減を阻害することがあ
る。又、コイルの大型化によれば、消費電力が増加し、
経済性が悪化する。一方、弁座の直径を小径化すること
によって弁部に加わる閉方向側の押圧力を低減すること
が考慮されるが、これによると流量の低下をもたらし好
ましいものでない。

【０００４】本発明は、かかる不具合に鑑み成されたも
ので、流量の低下をもたらすことなく、小型で経済性の
高い直動型電磁弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明の直動型電磁弁は前
記目的を達成する為に、弁本体が弁座にて上流側流路と
下流側流路とに区分され、前記弁座が、電磁装置の可動
コアと同期的に移動する弁部にて開閉される直動型電磁
弁において、弁座に臨み、上流側流路内にあって弁座を
開閉する主弁部と、上流が上流側流路に臨んで開口し、
下流が弁座の内方に臨んで開口するとともに副弁座を備
えた副流路と、を有する主弁体と；可動コアと一体的に
形成され、副弁座を開閉する副弁部を備えた副弁体と；
主弁体と一体的に形成され、可動コアの非動作時から可
動コアの一定吸引方向移動初期領域の間に、副弁体に対
して可動コアの吸引移動方向側に間隙を有し、一方、可
動コアの一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域にお
いて、副弁体に係止されて、副弁体と同期して移動する
主弁操作部材と；を備え、可動コアの非動作時におい
て、主弁体は、主弁操作部材を介して可動コアに押圧さ
れて主弁部が弁座を閉塞保持するとともに副弁体の副弁
部が副弁座を閉塞保持し、可動コアの非動作時から可動
コアの一定吸引方向移動初期領域の間において、主弁体
は、上流側流路内の流体圧力にて主弁部が弁座を閉塞保
持するとともに副弁体は間隙に相当して可動コアと同期
的に移動して副弁部が副弁座を開放保持し、一方、可動
コアの一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域におい
て、副弁体は、副弁部にて副弁座を開放保持した状態で
可動コアと同期的に移動し、主弁体は、主弁操作部材を
介して副弁体と同期的に移動し、主弁部にて弁座を開放
保持したことを第１の特徴とする。

【０００６】又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前
記副弁体は、筒状部と、筒状部の下端に形成される副弁
部と、筒状部の上方位置にあって、筒状部より大径をな
す環状係止鍔部と、により形成され、前記主弁操作部材
は、筒状をなし、その上端から下端に向けて、副弁体の
環状係止鍔部より上方の筒状部に摺接される小径の摺動
孔と、摺動孔より係止段部を介して下端に向かって開口
し、環状係止鍔部より大径をなす流路孔と、が穿設され
るとともに流路孔より筒状部の外径部に向かって貫通す
る流入孔と、を備え、更に、下端から係止段部に至る流
路内の長さを、副弁体の下端から環状係止鍔部の上面に
至る長さより大とし、又、前記主弁体は、その下端に平
板状をなす弁部が配置されるとともに該弁部の下端に弁
座を開閉する主弁部が形成され、弁部の上端に副弁部に
て開閉される副弁座が形成され、前記、主弁操作部材の
下端を、弁部の上端上に固定配置するとともに摺動孔を
副弁体の環状係止鍔部より上方の筒状部に摺設配置した
ことを第２の特徴とする。

【０００７】更に本発明は、前記第２の特徴に加え、前
記、可動コアと、副弁体と、主弁操作部材と、主弁体
と、を同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置したことを第３の特徴
とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の直動型電磁弁の一実施例を図
１及び図２により説明する。１は弁本体であり、弁座２
により上流側流路３と下流側流路４とに区分される。弁
座２は上流側流路３に臨む。Ｄは電磁装置であり以下に
よって構成される。５はハウジング６内に配置されたド
ーナツ状のコイルであり、コイル５の内方の上部にはハ
ウジング６に固定された固定コア７が配置され、さらに
固定コア７に対向して可動コア８が移動自在に配置され
るもので、この可動コア８はスプリング９によって固定
コア７より離反するよう付勢される。そして、前記電磁
装置は弁本体１の上部に配置され、このとき可動コア８
の下端は上流側流路３内に達する。

【０００９】１０は、可動コア８の下端に固定配置され
る副弁体であり、以下よりなる。副弁体１０は、上下方
向に沿って筒状部１０Ａが形成され、この筒状部１０Ａ
の下端には後述する副弁座を開閉する副弁部１０Ｂが形
成されるとともに筒状部１０Ａの上方には、筒状部１０
Ａより大径をなす環状係止鍔部１０Ｃが形成される。

【００１０】１１は主弁操作部材で以下よりなる。主弁
操作部材１１は筒状をなし、上端１１Ａから下端１１Ｂ
に向けて摺動孔１１Ｃと流路孔１１Ｄが連設される。こ
の摺動孔１１Ｃは主弁操作部材１１の上端１１Ａに開口
するとともに副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃより上方
の筒状部１０Ｄに摺接される小径孔である。流路孔１１
Ｄは、摺動孔１１Ｃの下端から係止段部１１Ｅを介して
主弁操作部材１１の下端１１Ｂに開口するもので、流路
孔１１Ｄの直径は、環状係止鍔部１０Ｃの直径より大径
をなす。又、流路孔１１Ｄは流入孔１１Ｆを介して筒状
部１０Ａの外径部に貫通して開口する。又、下端１１Ｂ
から係止段部１１Ｅに至る流路孔１１Ｄの長さＬ１は、
副弁体１０の下端（副弁部１０Ｂに相当する）環状係止
鍔部１０Ｃの上面１０Ｅに至る長さＬ２より大とする。
更に主弁操作部材１１の下端１１Ｂ近傍の外周には係止
鍔部１１Ｇが形成される。

【００１１】主弁体１２は以下よりなる。主弁体１２は
傘状部材１２Ａを有し、傘状部材１２Ａの下端１２Ｂに
平板状をなす弁部１２Ｃが固定配置される。そして、こ
の弁部１２Ｃの下端１２Ｄには弁座２を開閉する主弁部
１２Ｅが形成され、弁部１２Ｃの上端１２Ｆには、副弁
部１０Ｂにて開閉される副弁座１２Ｇが形成される。

【００１２】以上よりなる副弁体１０、主弁操作部材１
１及び主弁体１２は以下によって可動コア８の下端８Ａ
に取着される。第１に、可動コア８の下端８Ａに主弁操
作部材１１が配置されるもので、このとき主弁操作部材
１１の上端１１Ａが可動コア８の下端８Ａに当接配置さ
れ、摺動孔１１Ｃは可動コア８の下端８Ａに臨む。又、
主弁体１２の傘状部材１２Ａは主弁操作部材１１の上端
１１Ａより下方に向けて挿入配置され、係止鍔部１１Ｇ
に係止され、もって主弁操作部材１１の下方に傘状部材
１２Ａが配置された。第２に、主弁操作部材１１の下端
１１Ｂに開口する流路孔１１Ｄより副弁体１０を流路孔
１１Ｄ内に配置するもので、このとき副弁体１０の環状
係止鍔部１０Ｃより上方の筒状部１０Ｄは主弁操作部材
１１の摺動孔１１Ｃ内へ挿入配置され、環状係止鍔部１
０Ｃは流路孔１１Ｄ内に挿入配置されるもので、かかる
状態において、副弁体１０をボルト１３によって可動コ
ア８に螺着する。第３に、傘状部材１２Ａの下端１２Ｂ
上に弁部１２Ｃを配置するとともに弁部１２Ｃの下端１
２Ｄ上に押え板１４を配置し、かかる状態において弁部
１２Ｃを押え板１４を介してボルト１５にて螺着する。
以上によると主弁体１２は、主弁操作部材１１に一体的
に取着されたもので、弁部１２Ｃの下端１２Ｄに弁座２
を開閉する主弁部１２Ｅが形成配置され、弁部１２Ｃの
上端１２Ｆに副弁座１０Ｂにて開閉される副弁座１２Ｇ
が形成配置される。又、主弁操作部材１１、副弁体１
０、弁部１２Ｃ、間には副流路１６が形成される。すな
わち、副流路１６は、副弁体１０の筒状部１０Ａの外周
と主弁操作部材１１の流路孔１１Ｄとによって形成され
るもので、この副流路１６の上流は、流入孔１１Ｆを介
して上流側流路３に連なって開口し、下流は副弁座１２
Ｇを介して下流側流路４に連なって開口する。尚、主弁
体１２を含む主弁操作部材１１と副弁体１０とは機械的
に固着されない。

【００１３】次にその作用について説明する。電磁装置
Ｄのコイル５に通電されない可動コア８の非動作時につ
いて図３により説明する。かかる状態において、可動コ
ア８はスプリング９のバネ力によって下方へ押圧するも
ので、これによると、可動コア８の下端８Ａが主弁操作
部材１１の上端１１Ａを下方へ押圧し、主弁操作部材１
１と一体的に形成された主弁体１２の主弁部１２Ｅは弁
座２を閉塞保持する。一方、可動コア８と一体的に形成
された副弁体１０もまた下方へ押圧されるもので副弁部
１０Ｂは副弁座１２Ｇを閉塞保持する。以上によれば、
弁座２が主弁部１２Ｅにて閉塞保持されたこと及び副弁
座１２Ｇが副弁部１０Ｂにて閉塞保持されたことにより
上流側流路３と下流側流路４とは完全に遮断され、流路
の閉塞状態を得ることができる。尚、かかる状態におい
て、副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃの上面１０Ｅと、
主弁操作部材１１の係止段部１１Ｅとの間には、Ｌ１−
Ｌ２に相当する間隙Ａが形成される。

【００１４】次に可動コア８の非動作時から可動コア８
の一定吸引方向移動初期領域の間について図４により説
明する。かかる領域において、電磁装置Ｄのコイル５に
通電される。コイル５への通電によると、可動コア８は
スプリング９のバネ力に抗して上動するものであり、こ
れによると前記間隙Ａに相当して副弁体１０のみを可動
コア８と同期して上動させる。かかる状態において、可
動コア８は小径なる副弁部１０Ｂを備えた副弁体１０の
みを上動させればよいので、大なる磁力を必要とするも
のでない。以上の副弁部１０Ｂの上動によると副弁座１
２Ｇは開放されるもので、これによると上流側流路３内
の流体は、流入孔１１Ｆ、副流路１６、副弁座１２Ｇを
介して下流側流路４内へ流下するもので、上流側流路３
内の流体圧力を大きく減少できる。尚、かかる状態にお
いて主弁操作部材１１を含む主弁体１２は可動コア８に
よる押圧力を受けることがなくなるが、上流側流路３内
に残存する流体圧力による押圧力を受けるので、主弁部
１２Ｅは依然として弁座２を閉塞保持する。

【００１５】次に、可動コア８の一定吸引方向移動初期
領域以後の移動領域について図５により説明する。かか
る領域において、電磁装置Ｄのコイル５には、前記領域
に引続いて継続的に電流が供給されるもので、可動コア
８は更に固定コア７に向かって吸引される。かかる状態
において、可動コア８の上方向の移動は、副弁体１０の
環状係止鍔部１０Ｃの上面１０Ｅが主弁操作部材１１の
係止段部１１Ｅに当接することによって伝達されるもの
で、可動コア８と同期的に上方向へ移動する副弁体１０
と同期的に主弁体１２は、上方向へ移動する。ここで、
特に注目すべきことは、前記可動コアの一定吸引方向移
動初期領域において、上流側流路３内の流体を副流路１
６を介して下流側流路４内へ流出させ、上流側流路３内
の流体圧力を大きく減少させたことである。以上によれ
ば、主弁体１２に加わる弁座２に対する閉方向の押圧力
を大きく減少することができたもので、これに応じて主
弁体１２を上方向へ引上げる可動コア８の吸引力を低減
できる。而して、電磁装置Ｄのコイル５を大型化するこ
となく主弁体１２を上方向へ引上げることができ、もっ
て弁座２を開放保持できたものである。

【００１６】以上述べた如く、本発明になる直動型電磁
弁によれば、コイル５を大型化することなく、弁座２を
開閉制御できたもので、小型化された直動型電磁弁を提
供できることから配管系に対する設計的自由度を向上で
きるとともに重量の軽減を図ることができ配管系の強度
設計が容易となったものである。又、コイル５が小型化
されることは、電磁装置の製造コストを低減できるとと
もにコイル５の消費電力を低減でき、著しい経済的効果
を達成できる。

【００１７】又、前述した作用を、副弁体１０、主弁操
作部材１１、主弁体１２の構成にて達成できたことは部
品点数の大幅な増加を抑制でき、製造、組立て上からも
好ましい。

【００１８】又、可動コアと、副弁体と、主弁操作部材
と、主弁体とを同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置したことによ
ると、それらの構成をコンパクトにまとめる上で好まし
い。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く、本発明になる直動型電磁弁
によると、可動コアの非動作時において、主弁体は、主
弁操作部材を介して可動コアに押圧されて主弁部が弁座
を閉塞保持するとともに副弁体の副弁部が副弁座を閉塞
保持し、可動コアの非動作時から可動コアの一定吸引方
向移動初期領域の間において、主弁体は、上流側流路内
の流体圧力にて主弁部が弁座を閉塞保持するとともに副
弁体は間隙に相当して可動コアと同期的に移動して副弁
部が副弁座を開放保持し、一方、可動コアの一定吸引方
向移動初期領域以後の移動領域において、副弁体は、副
弁部にて副弁座を開放保持した状態で可動コアと同期的
に移動し、主弁体は、主弁操作部材を介して副弁体と同
期的に移動し、主弁部にて弁座を開放保持したので、弁
本体の上流側流路内を流れる流体圧力の高い際にあって
も、電磁装置のコイルを大型化することなく流路の開閉
制御が可能となったもので、配管系に対する配置の自由
度及び強度設計の自由度の高い直動型電磁弁を提供でき
る。又、コイルを小型化できたことにより、その製造コ
ストの低減と消費電力を低減できて著しい経済効果を発
揮できる。

【００２０】又、かかる作用を、副弁体と主弁操作部材
と主弁体の構成を用い、前記副弁体を筒状部と副弁部
と、環状係止鍔部とに形成し；主弁操作部材を、小径の
摺動孔と環状係止鍔部より大径をなす流路孔と、流入孔
と、を備え、下端から係止段部に至る流路孔の長さを、
副弁体の下端から環状係止鍔部の上面に至る長さより大
として形成し、一方主弁体を、弁部の下端に形成される
主弁部と、上端に形成される副弁座と、にて形成したの
で部品点数の大幅な増加を抑止できて製造、組立てコス
トの上昇を抑止できたものである。

【００２１】又、可動コアと、副弁体と、主弁操作部材
と、主弁体と、を同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置したことに
よると、前記各構成をコンパクトにまとめることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる直動型電磁弁の縦断面図。

【図２】図１の弁座部分の要部拡大図。

【図３】可動コアの非動作時における弁座部分の要部縦
断面図。

【図４】可動コアの一定吸引方向移動初期領域における
弁座部分の要部縦断面図。

【図５】可動コアの一定吸引方向移動初期領域以後の移
動領域における弁座部分の要部縦断面図。

【符号の説明】

２ 弁座 ３ 上流側流路 ８ 可動コア １０ 副弁体 １０Ａ 筒状部 １０Ｂ 副弁部 １０Ｃ 環状係止鍔部 １１ 主弁操作部材 １１Ａ 上端 １１Ｂ 下端 １１Ｃ 摺動孔 １１Ｄ 流路孔 １１Ｅ 係止段部 １１Ｆ 流入孔 １２ 主弁体 １２Ｃ 弁部 １２Ｅ 主弁部 １２Ｇ 副弁座

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体が弁座にて上流側流路と下流側流
   路とに区分され、前記弁座が、電磁装置の可動コアと同
   期的に移動する弁部にて開閉される直動型電磁弁におい
   て、弁座２に臨み、上流側流路３内にあって弁座２を開
   閉する主弁部１２Ｅと、上流が上流側流路３に臨んで開
   口し、下流が弁座２の内方に臨んで開口するとともに副
   弁座１２Ｇを備えた副流路１６と、を有する主弁体１２
   と；可動コア８と一体的に形成され、副弁座１２Ｇを開
   閉する副弁部１０Ｂを備えた副弁体１０と；主弁体１２
   と一体的に形成され、可動コア８の非動作時から可動コ
   ア８の一定吸引方向移動初期領域の間に、副弁体１０に
   対して可動コア８の吸引移動方向側に間隙Ａを有し、一
   方、可動コア８の一定吸引方向移動初期領域以後の移動
   領域において、副弁体１０に係止されて、副弁体１０と
   同期して移動する主弁操作部材１１と；を備え、可動コ
   ア８の非動作時において、主弁体１２は、主弁操作部材
   １１を介して可動コア８に押圧されて主弁部１２Ｅが弁
   座２を閉塞保持するとともに副弁体１０の副弁部１０Ｂ
   が副弁座１２Ｇを閉塞保持し、可動コア８の非動作時か
   ら可動コア８の一定吸引方向移動初期領域の間におい
   て、主弁体１２は、上流側流路３内の流体圧力にて主弁
   部１２Ｅが弁座２を閉塞保持するとともに副弁体１０は
   間隙Ａに相当して可動コア８と同期的に移動して副弁部
   １０Ｂが副弁座１２Ｇを開放保持し、一方、可動コア８
   の一定吸引方向移動初期領域以後の移動領域において、
   副弁体１０は、副弁部１０Ｂにて副弁座１２Ｇを開放保
   持した状態で可動コア８と同期的に移動し、主弁体１２
   は、主弁操作部材１１を介して副弁体１０と同期的に移
   動し、主弁部１２Ｅにて弁座２を開放保持したことを特
   徴とする直動型電磁弁。
2. 【請求項２】 前記副弁体は、筒状部１０Ａと、筒状部
   １０Ａの下端に形成される副弁部１０Ｂと、筒状部１０
   Ａの上方位置にあって、筒状部１０Ａより大径をなす環
   状係止鍔部１０Ｃと、により形成され、前記主弁操作部
   材は、筒状をなし、その上端１１Ａから下端１１Ｂに向
   けて、副弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃより上方の筒状
   部１０Ｄに摺接される小径の摺動孔１１Ｃと、摺動孔１
   １Ｃより係止段部１１Ｅを介して下端１１Ｂに向かって
   開口し、環状係止鍔部１０Ｃより大径をなす流路孔１１
   Ｄと、が穿設されるとともに流路孔１１Ｄより筒状部１
   ０Ａの外径部に向かって貫通する流入孔１１Ｆと、を備
   え、更に、下端１１Ｂから係止段部１１Ｅに至る流路内
   １１Ｄの長さＬ１を、副弁体１０の下端から環状係止鍔
   部１０Ｃの上面１０Ｅに至る長さＬ２より大とし、又、
   前記主弁体は、その下端に平板状をなす弁部１２Ｃが配
   置されるとともに該弁部の下端１２Ｄに弁座２を開閉す
   る主弁部１２Ｅが形成され、弁部１２Ｃの上端１２Ｆに
   副弁部１０Ｂにて開閉される副弁座１２Ｇが形成され、
   前記、主弁操作部材１１の下端１１Ｂを、弁部１２Ｃの
   上端１２Ｆ上に固定配置するとともに摺動孔１１Ｃを副
   弁体１０の環状係止鍔部１０Ｃより上方の筒状部１０Ｄ
   に摺設配置したことを特徴とする請求項１記載の直動型
   電磁弁。
3. 【請求項３】 前記、可動コア８と、副弁体１０と、主
   弁操作部材１１と、主弁体１２と、を同一軸心線Ｘ−Ｘ
   上に配置したことを特徴とする請求項２記載の直動型電
   磁弁。