JP2003301962A - 高圧対応型電磁弁 - Google Patents

高圧対応型電磁弁

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JP2003301962A
JP2003301962A JP2002110244A JP2002110244A JP2003301962A JP 2003301962 A JP2003301962 A JP 2003301962A JP 2002110244 A JP2002110244 A JP 2002110244A JP 2002110244 A JP2002110244 A JP 2002110244A JP 2003301962 A JP2003301962 A JP 2003301962A
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ball valve
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Takehisa Yokota
健久 横田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁体及び弁座の変形を防止し、弁の長期間の
使用に際しても流体の流れを止め、弁閉時に安定した弁
の着座が行なえ、弁漏れを防止し、弁開時に弁体ホルダ
ー内での弁体のおどりによる異音の発生を防止すること
ができるようにした高圧対応電磁弁を提供する。 【解決手段】 プランジャ12先端にボール弁21を保
持してなる電磁弁において、プランジャ先端部に内部に
ボール弁21を収納する円筒状の弁体ホルダー13を固
定し、プランジャ12とボール弁21との間に弁バネ2
2を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プランジャ先端に
ボール弁を備えた電磁弁に関し、特に弁体と弁座の接触
回数が多い弁又はCO2等の超高圧冷媒を使用して弁体
前後が高差圧になる高圧対応型電磁弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から用途や要求特性に応じて各種の
形式の電磁弁が使用されている。その一つとして、プラ
ンジャの先端に設けた球形の弁体をプランジャの先端に
固定し、電磁コイルへの通電、非通電により吸引子を励
磁、非励磁させ、この球形の弁体に対応した形状を有す
る弁座に対して接離させることにより弁作用を行わせる
ようにした電磁弁がある。
【0003】この電磁弁においては、図4に示すよう
に、弁本体40に設けた第1通路41と第2通路42と
の間に本体通路43を形成し、本体通路43の上端部を
弁座44とすると共に、弁本体40の上部支持筒45に
プランジャチューブ46を固定し、プランジャチューブ
46内の上端部に吸引子47を固定している。また、プ
ランジャチューブ46内の吸引子47下部には、スプリ
ング48を介してプランジャ50を摺動自在に収納して
おり、プランジャ50の下端には、弁体収納凹部51を
形成している。弁体収納凹部51の開口下端部にはカシ
メ部52が突出形成されており、弁体収納凹部51にボ
ール弁53を収納した状態で、カシメ部52を内側に折
り曲げることにより、ボール弁53を弁体収納凹部51
内に収納固定している。プランジャチューブ46の外周
には、図示されない電磁コイルが固定されており、電磁
コイルへの通電により吸引子47を励磁し、プランジャ
50を吸引してボール弁53を弁座44から離し、弁を
解放すると共に、電磁コイルへの通電を停止するとき、
スプリング48の付勢により図示状態に弁体を戻し弁を
閉鎖している。
【0004】ボール弁53が弁座44を閉鎖した状態を
拡大図示した図5に示すように、上記電磁弁において、
ボール弁53の固定部及びその弁体による弁座部分は、
ボール弁53を下方から保持しているカシメ部52は、
ボール弁53が弁座44と接触している状態において弁
体受けを構成する弁座形成凸部54の上面55と間隔a
を有するように設定されている。
【0005】上記のような従来の電磁弁においては、こ
の電磁弁を長時間使用していると、弁座44部分は、弁
本体40と一体的に形成されているため比較的柔らかい
黄銅製が多く、一方ボール弁53は比較的硬いステンレ
ス鋼であるため、弁座44がボール弁53の衝撃的な当
接の繰り返しにより次第に磨耗し、図6に示すように、
上記弁体受けを構成する弁座形成凸部54の上面55と
カシメ部52の先端56との間隔aがなくなり、両者が
当接することとなる。この当接部分を更に拡大してみる
と、図7に示すように、カシメ部52の先端は内側に曲
げられた際に生じる角部57が前記上面55に衝突する
こととなる。
【0006】このように上面55に衝突する部分の面積
が狭いため、上面55を変形させる力が強く、この衝突
する部分が弁座44に接近していることもあり、弁座4
4の一部を突出変形させることとなる。弁座44の一部
が突出変形すると、ボール弁53はその突出部に当接し
て閉弁状態となったとき、弁座44の面に均等に接触す
ることができず、間隙を生じるため、その間隙から流体
が漏れ、実質的に閉弁することができなくなる。特に電
磁弁デューテイ制御式の電磁弁として使用する際には、
開閉作動回数が極めて多いので、早期に流体漏れや正確
な制御を行うことができなくなる欠点があった。
【0007】これを改良するために、図8に示すような
プランジャ先端部に内部にボール弁016を収納する円
筒状の弁体ホルダー013を固定し、弁体ホルダー01
3の弁体受け上面に対向する下面を該上面と平行な平面
に形成し面積を大きくすることにより高耐久型電磁弁と
したものも公知である。
【0008】電磁弁の全体構成は、前記図4に示すもの
と同様であり、弁本体01に設けた第1通路02と第2
通路03との間に本体通路04を形成したステンレス鋼
等からなる弁体受け05を固定し、この本体通路04の
上端部を弁座06としている。弁本体01の上部支持筒
07にプランジャチューブ08を固定し、プランジャチ
ューブ08内の上端部に吸引子010を固定している。
また、プランジャチューブ08内の吸引子010下部に
は、スプリング011を介してプランジャ012を摺動
自在に収納しており、プランジャ012の下端には、弁
体受けと同様にステンレス鋼等からなる弁体ホルダー0
13を固定している。
【0009】図9に示すように、弁体ホルダー013の
内面014は円筒形をなし、その下端部は内側に曲げら
れ弁体保持部015としている。弁体ホルダー013の
内部には、ステンレス鋼からなるボール弁016を収納
されている。プランジャチューブ08の外周には図示さ
れない電磁コイルが固定されており、電磁コイルへの通
電により吸引子010を励磁し、プランジャ012を吸
引してボール弁016を弁座6から離し、弁を解放する
と共に、電磁コイルへの通電を停止するとき、スプリン
グ011により図示状態に弁体を戻し、弁を閉鎖してい
る。
【0010】また、弁体ホルダー013であって収納さ
れるボール弁016の上部に対向する部分に、弁体ホル
ダー013の内外を連通する通孔020を設け、電磁弁
の長期使用に際して、ボール弁016が弁体ホルダー内
で上下動するようになっても、ボール弁の弁座閉鎖直前
時に、球形弁の弁座対向面が低圧となり、ボール弁の上
方に通孔020から高圧流体の圧力が作用するので、ボ
ール弁はその圧力差により確実に弁座を閉鎖するように
なる。
【0011】そして、図9に示すように、弁体ホルダー
013の内部に収納するボール弁016は、図示閉弁状
態においてボール弁016の上端部とプランジャ012
の下面021との間に間隙bを有するように設定してい
る。この閉弁状態においては、弁体ホルダー013の下
面017と弁体受け05の上面018とが接触した状態
でプランジャ012の降下を受けており、弁体016は
単に通孔020からの流体の圧力を受けるのみであり、
プランジャの降下時の衝撃を受けることがないので、弁
座の変形や磨耗が防止され、耐久性の高い電磁弁とする
ことができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような弁体受け05に当接する弁体ホルダー013を設
けた電磁弁においては、図9に示すように、電磁コイル
への通電を停止するとき、弁体ホルダー013が弁座0
6に対して、芯ズレして着座した場合、弁座06とボー
ル弁016との間に隙間を生じ、ここから冷媒漏れを生
じることがあり、冷媒の流れを停止する弁機能が低下す
ることになる。また、ボール弁016が磁性体で形成さ
れている場合、交流電圧を電磁コイルに印加すると、図
10に示すようにボール弁016はプランジャ012に
吸着されたとき、弁体ホルダー013内でボール弁01
6が安定せず、矢印に示すように上下左右におどり、異
音が発生する原因になる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、プランジャ先端にボール弁を保持してなる
電磁弁において、プランジャ先端部に内部にボール弁を
収納する円筒状の弁体ホルダーを固定し、前記プランジ
ャとボール弁との間に弁バネを設けたことにより、高耐
久型電磁弁を構成するものである。
【0014】本発明は、上記のように構成したので、電
磁コイルの作用によりプランジャが上下動し、プランジ
ャ先端に設けたボール弁は弁座に対して接離し、弁を開
閉する。特に、弁閉時に、先ずボール弁が弁座に当接
し、次にボール弁を保持する弁体ホルダーの下面が弁体
受け上面に当接し、両方が当接した状態で弁閉を保持す
るので、当接時の衝撃は少なく、弁体及び弁座の変形を
防止し、弁の長期間の使用に際しても流体の流れを止
め、弁閉時に安定した弁の着座が行なえ、弁漏れを防止
する。また、弁開時に弁体ホルダー内での弁体のおどり
による異音の発生を防止する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。電磁弁の全体構成は、前記図4に示すものと同
様であり、図1に示すように、弁本体1に設けた第1通
路2と第2通路3との間に本体通路4を形成したステン
レス鋼等からなる弁体受け5を固定し、本体通路4の上
端部を弁座6としている。弁本体1の上部支持筒7にプ
ランジャチューブ8を固定し、プランジャチューブ8内
の上端部に吸引子10を固定している。また、プランジ
ャチューブ8内の吸引子10下部には、スプリング11
を介してプランジャ12を摺動自在に収納しており、プ
ランジャ12の下端には、弁体受けと同様にステンレス
鋼等からなる弁体ホルダー13を固定している。
【0016】プランジャチューブ8の周囲には、合成樹
脂でモールドされたモールドコイル14を囲むように、
磁性体からなる外函15が設けられている。モールドコ
イル14の上面と外函15との間に磁性体の上板16が
設けられ、モールドコイルの下面には磁性体の下板17
が設けられている。プランジャ12と外函15との間の
モールドコイル14の中空部に吸引子10が介設されて
おり、外函15と上板16と吸引子10とは磁性体のボ
ルト18により固定されている。
【0017】図2に示すように、弁体ホルダー13の内
面19は円筒形をなし、その下端部は内側に曲げられ弁
体保持部20が形成されている。弁体ホルダー13の内
部には、ステンレス鋼からなるボール弁21を収納して
おり、図2に示すように、ボール弁21は弁体ホルダー
13内の弁体収納空間に弁体保持部20によりクリアラ
ンスcを有し移動可能に保持されている。また、プラン
ジャ12の下端中空部とボール弁21との間に弁バネ2
2を介在させている。
【0018】本発明の作用を説明すると、電磁コイルへ
の通電により吸引子10を励磁し、プランジャ12を吸
引してボール弁21を弁座6から離し、弁を解放すると
共に、電磁コイルへの通電を停止するとき、スプリング
11により図示状態にボール弁21を戻し、弁を閉鎖す
る。
【0019】図2に示すように閉弁状態において、弁体
ホルダー13の内部に収納するボール弁21は、ボール
弁21の上端部とプランジャ12の下面との間に間隙b
を有するように設定すると、弁閉時に、ボール弁21が
プランジャ12と当接せず、弁バネ22のみがボール弁
21と当接しているので、ボール弁21にはプランジャ
12の重量及びプランジャバネ11の荷重はかかってお
らず、弁バネ22の荷重のみであるから、ボール弁21
及び弁座6への負荷が軽減される。そして、先ずボール
弁21が弁座6に当接し、次いで弁体ホルダー13が弁
体受け5に面接触し、両方が当接した状態で弁閉が維持
される。この弁閉動作はボール弁21に対する圧力差が
小さくても、弁バネ22の作用により確実に行なわれ
る。なお、弁開から弁閉時の衝撃も弁バネ22によって
緩和される。
【0020】また、弁バネ22によってボール弁21が
弁体ホルダー13に押しつけることになり、ボール弁2
1は弁閉時より弁体ホルダー13から飛び出すので、弁
座6へのガイドとなり、安定した着座を行なうことがで
きる。たとえ芯ずれして着座したとしても、ボール弁2
1と弁体ホルダー13との間に所定のクリアランスcを
設けているので、ボール弁21が弁バネ22に押圧され
ることにより、安定した着座を行なうことが可能であ
る。
【0021】また、図3に示すように、コイルへの通電
中の弁開時において、弁バネ22によってボール弁21
を弁体ホルダー13に押しつけているから、弁体ホルダ
ー13内でのボール弁21のおどりを抑制するので、お
どりによる異音の発生が防止される。
【0022】
【発明の効果】(1)本発明は、上記のように構成した
ので、ボール弁が弁座を開閉する時、ボール弁を保持す
る弁体ホルダーの下面が弁体受け上面に当接するので、
当接時の衝撃は少なく、弁座を変形させることがなく、
反復使用に耐え、弁の長期間の使用に際しても確実な閉
弁作用を維持することができる。 (2)ボール弁が弁座を閉じる時、弁座を変形させるこ
とが軽減でき、確実に着座できるので、弁からの流体か
らの漏洩を防止することができる。 (3)更に、コイル通電時の弁が開放される場合、弁体
のおどりが抑制されるので、おどりによる異音の発生を
防止することができ、励磁音を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の高圧対応型電磁弁の全体構成
を示す断面図である。
【図2】同弁閉時のボール弁及び弁座部分の拡大断面図
である。
【図3】同弁開時のボール弁及び弁座部分の拡大断面図
である。
【図4】従来の電磁弁の全体構成を示す断面図である。
【図5】同ボール弁及び弁座部分の拡大断面図である。
【図6】同電磁弁の長期使用時状態を示すボール弁及び
弁座部分の拡大断面図である。
【図7】図6の要部拡大断面図である。
【図8】他の従来の電磁弁の全体構成を示す断面図であ
る。
【図9】同ボール弁及び弁座部分の拡大断面図である。
【図10】同弁開時のボール弁及び弁座部分の拡大断面
図である。
【符号の説明】
1 弁本体 2 第1通路 3 第2通路 4 本体通路 5 弁体受け 6 弁座 7 上部支持筒 8 プランジャチューブ 10 吸引子 11 スプリング 12 プランジャ 13 弁体ホルダー 14 内面 15 弁体保持部 16 上板 17 下板 18 ボルト 20 通孔 21 ボール弁 22 弁バネ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プランジャ先端に球形弁体を保持してな
    る電磁弁において、プランジャ先端部に内部にボール弁
    を収納する円筒状の弁体ホルダーを固定し、前記プラン
    ジャとボール弁との間に弁バネを設けたことを特徴とす
    るとする高圧対応型電磁弁。
  2. 【請求項2】 前記ボール弁と弁体ホルダーとの間に間
    隙を設けてなる請求項1記載の高圧対応型電磁弁。
  3. 【請求項3】 前記ボール弁を弁体ホルダー内で可動に
    保持し、かつ、弁体ホルダーの下面が弁体受け上面に当
    接した状態でボール弁が弁体ホルダー内で弁座に対して
    接離可能となるようボール弁の上部とプランジャ下面と
    の間に間隙を形成してなる請求項1又は請求項2記載の
    高圧対応型電磁弁。
  4. 【請求項4】 弁体ホルダーの上部に弁体ホルダーの内
    外を連通する通孔を形成してなる請求項1ないし請求項
    3のいずれかに記載の高圧対応型電磁弁。
  5. 【請求項5】 弁体ホルダーをステンレス鋼で成形して
    なる請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の高圧対
    応型電磁弁。
  6. 【請求項6】 弁体受けをステンレス鋼で成形し弁本体
    に固定してなる請求項1ないし請求項5のいずれかに記
    載の高圧対応型電磁弁。
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