JP2004003541A - Valve seat member for valve arrangement and solenoid control valve - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弁装置用弁座部材および電磁制御弁に関し、特に、ゴム状弾性の弁シート面をなす弁装置用弁座部材および電磁制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁制御弁等の弁装置において、弁体が当接する弁シート面をなす弁座部材がゴム状弾性体によって構成されたものがある。この弁装置では、弁閉(全閉)時に、弁座面(弁シート面)の弾性変形によって弁座面に弁体を密着させることができ、弁閉時の漏れ流量をなくし、優れた弁締切性能を得ることができる。
【0003】
ゴム状弾性体による弁座部材の弁ハウジングに対する取り付けの従来例を図10、図11を参照して説明する。図10、図11において、101は弁ハウジングを、102はゴム状弾性体製の円環状の弁座部材(ゴム弁座部材)を、103は金属製の円環状の座金部材を各々示している。
【0004】
弁ハウジング101には、弁ポート101Aと、弁ポート101Aより大径で、弁ポート101Aと同心の円環状の凹溝101Bと、凹溝101Bより大径で、凹溝101Bと同心の円環状のかしめ片101Cとが設けられている。
【0005】
ゴム弁座部材102は、凹溝101Bの深さより少し厚い平ゴムパッキン状をなし、凹溝101Bに嵌め込まれる。座金部材103は、弁ハウジング101の凹溝101Bとかしめ片101Cとの間の円環状座面101Dに着座し、内周縁側103Aにて凹溝101Bに嵌め込まれている弁座部材102に当接し、かしめ片101Cによるかしめによって、外周縁側103Bをかしめ片101Cと円環状座面101Dとに挟まれ、弁ハウジング101にかしめ固定される。ゴム弁座部材102は座金部材103の内周縁側103Aより内側に弁座面102Aを画定している。
【0006】
座金部材103のゴム弁座部材102との当接面には円環状突条103Cが形成されており、円環状突条103Cがゴム弁座部材102に喰い込むことにより、ゴム弁座部材102の抜け止めが行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
弁体がゴム弁座部材102の弁座面102Aに繰り返し衝突することにより、弁座面102Aが変形すると、制御弁特性値が変化するので、弁座部への要求として、弁漏れがないことに加えて、弁体がゴム弁座部材102の弁座面102Aに繰り返し衝突することによる弁座面102Aの変形に対しての耐久性を要求される。
【0008】
このため、ゴム弁座部材102は、ゴム硬度が比較的高く、厚さが薄いものを選定される。厚さが薄い弁座部材102は、変形し易く、ゴム弁座部材102に成型時のばりがあると、ゴム弁座部材102を凹溝101Bにうまく組み込めず、図11に示されているように、弁座面102Aに浮き上がりが生じることがある。
【0009】
また、座金部材103のかしめ時に、座金部材103が、ずれたり、変形したりすると、円環状突条103Cがゴム弁座部材102に喰い込んでいるため、座金部材103のずれや変形に応じてゴム弁座部材102が撓み、このようなことによっても、弁座面102Aに図11に示されているような浮き上がりが生じることがある。
【0010】
弁座面102Aに浮き上がりが生じると、弁閉時に弁体が弁座面102Aに均一に当接しなくなる。弁座面102Aはゴム状弾性を有しているから、弁閉時に弁体が弁座面102Aに均一に当接しなくても、弁座面102Aの弾性変形によって、ある程度は弁漏れを防ぐことができるが、しかし、弁漏れを完全になくすことは難しい。
【0011】
燃料電池システムにおいて、水素ガスの流量を制御するような流量制御弁では、弁漏れがなく、高度な締切性能を要求されるが、上述のような弁座面102Aの浮き上がりが生じると、その要求性能を満たすことが困難になる。また、ゴム弁座部材102は、細かな部品であり、弁座面102Aに傷を付けないように弁ハウジング101の凹溝101Bに組み込まなくてはならないが、このことは非常に難しい。
【0012】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、組付性に優れ、正常状態で組み付けられることを保証し、弁漏れがなく、安定した高度な締切性能を確保でき、併せて部品点数の削減を図ることができる弁装置用弁座部材、および、その弁装置用弁座部材を組み込まれた電磁制御弁を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による弁装置用弁座部材は、金属製円環部材と、前記金属製円環部材に接着されたゴム状弾性部材とを有し、前記金属製円環部材は前記ゴム状弾性部材より外周側に位置する最外周円環部を含み、当該最外周円環部が弁ハウジングに対する締結固定部をなし、前記ゴム状弾性部材の一方の面が弁ハウジングの取付面に対する気密シール面をなし、当該ゴム状弾性部材の他方の面が弁座面をなしている。
【0014】
この発明による弁装置用弁座部材は、弁座面をなすゴム状弾性部材と金属製円環部材との接着接合体をなし、ゴム状弾性部材より外周側に位置する最外周円環部によって弁ハウジングに対する締結固定がかしめ等により行われる。これにより、かしめ等による締結固定力が弁座部材のゴム状弾性部材に不規則に作用し難くなり、弁座部材の弁ハウジングに対する締結固定が容易に安定して行われ得るようになり、組付状態でゴム状弾性部材に不健全な変形をもたらすことを回避できる。
【0015】
この発明による弁装置用弁座部材では、ゴム状弾性部材は、金属製円環部材とのインサート成型によって金属製円環部材に、加硫接着あるいはそれに相当するゴム成型時の反応による接着、すなわち成型充填接着され、特別な接着剤を用いることなく、安定した接着強度によるゴム状弾性部材と金属製円環部材との接着接合体を得ることができる。
【0016】
この発明による弁装置用弁座部材は、好ましくは、前記ゴム状弾性部材の気密シール面に円環状の密着シール用突条が突出形成され、また、前記ゴム状弾性部材の弁座面に円環状の弁体当たり用突条が突出形成されている。
【0017】
また、この発明による弁装置用弁座部材は、好ましくは、前記金属製円環部材は、前記ゴム状弾性部材より内周側に位置する最内周円環部と、前記最外周円環部と最内周円環部とを接続するディスク部とを含み、当該ディスク部が前記最外周円環部と前記最内周円環部との間の表裏両面に各々に円環状の凹溝を形成しており、この凹溝の各々にゴム状弾性部材が接着配置されている。
【0018】
この場合、前記ディスク部に当該ディスク部の表裏両面の凹溝を互いに連通接続するゴム流し込み用の貫通孔を形成し、一度のゴム成型によって表裏両面の凹溝にゴム状弾性部材を充填成型することができる。また、これとは別に、ディスク部の表裏両面の凹溝に、互いに異質のゴム状弾性部材を各々個別に接着配置することもできる。
【0019】
また、上述の目的を達成するために、この発明による電磁制御弁は、弁ハウジング内に弁ポートの開度調節を行う弁体を有し、電磁ソレノイド装置が生じる電磁力と当該電磁力に対抗するばね手段によるばね力との平衡関係によって前記弁体を前記弁ポートの軸線方向に移動させ、当該移動により前記弁ポートの開度を変化する電磁制御弁において、前記弁ハウジングに固定装着される前記弁体の弁座部材が上述の発明による弁装置用弁座部材により構成されていることを特徴とする。
【0020】
この発明による電磁制御弁では、前記弁ハウジングは、前記弁ポートの外周部分に前記弁装置用弁座部材を填め込まれる溝部と、当該溝部の外周部に形成されたかしめ片とを有し、当該かしめ片のかしめによって前記弁装置用弁座部材の前記最外周円環部を前記溝部の底面との間に挟み込み固定しているものとすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1はこの発明による弁装置用弁座部材を組み込まれた電磁制御弁の一つの実施の形態を示している。
【0022】
電磁制御弁は、弁ハウジング11を有している。弁ハウジング11には、入口ポート12、出口ポート13、弁室(一次室)14、弁ポート15、上部均圧室(二次室)16、ばね収容室(下部均圧室)17が形成されている。弁室14は、弁ポート15の一方の側(下側)にあって連通路11Aによって入口ポート12に直接連通し、弁体20を収容している。上部均圧室16は弁ポート15の他方の側(上側)にあって連通路11Bによって出口ポート13に直接連通している。
【0023】
弁ポート15は弁室14と上部均圧室16との間にあり、弁ポート15の弁室14側には弁座部材19が弁ハウジング11に固定されている。
【0024】
弁体20は、弁座部材19との弁リフト方向、すなわち弁ポート15の軸線方向の位置関係により、弁ポート15の開度を設定し、図1で見て上方への移動により、弁ポート15の開度を減少し、これとは逆の下方への移動により、弁ポート15の開度を増大する。弁体20には弁室14の内圧(一次側圧力)P1と上部均圧室16の内圧(二次側圧力)P2との差圧ΔP=P1−P2が作用する。差圧ΔPが弁体20に作用する面積は、弁ポート15の内径(弁体20の有効受圧径)により決まる。
【0025】
弁体20の一方の側(上側)には弁棒(弁ステム)21が一体に設けられている。弁棒21は、上部均圧室16を弁ポート15の軸線方向(上下方向)に横切って延在し、後述する電磁ソレノイド装置51のプランジャロッドを兼ねている。
【0026】
弁ハウジング11には、電磁ソレノイド装置51の吸引子を兼ねたステムガイド筒体22が気密に固定されている。ステムガイド筒体22の中心孔23に弁棒21が挿通されている。なお、中心孔23と弁棒21との間には間隙24があり、この間隙24によってプランジャ室56と上部均圧室16との均圧化が図られている。
【0027】
ばね収容室17は、弁ハウジング11の端部(下端部)に形成され、弁ハウジング11にねじ止めされた固定側ばねリテーナ26と可撓性のダイヤフラム27によって閉じられ、弁ハウジング11に形成された均圧通路28によって上部均圧室16に連通している。これにより、ばね収容室17と上部均圧室16との均圧化が図られる。
【0028】
ダイヤフラム27は、外縁側を、弁体20の全開位置を設定するストッパリング部材29と共にリング形状の固定ねじ部材30によって弁ハウジング11に気密に固定されている。ダイヤフラム27は、中心部を、弁体20の先端部20Aに固定されたボール受け部材31によって弁体20に気密に接続されている。この構造により、弁室14とばね収容室17とが完全に気密分離される。
【0029】
ダイヤフラム27には弁室14の内圧P1とばね収容室17の内圧、すなわち上部均圧室16の内圧P2との差圧ΔPが作用する。差圧ΔPがダイヤフラム27に作用する面積は、ダイヤフラム27の有効受圧径により決まり、ダイヤフラム27の有効受圧径は弁ポート15の内径と等しい寸法に設定されている。
【0030】
ばね収容室17には可動ばねリテーナ32が軸線方向に可動配置されている。可動ばねリテーナ32と固定側ばねリテーナ26との間には圧縮コイルばね33が設けられている。
【0031】
可動ばねリテーナ32の上面部は球面受座部32Aになっており、球面受座部32Aと弁体20の側のボール受け部材31との間にボール部材(鋼球)34が挟まれている。ボール部材34は、固定ねじ部材30の内径部30Aに摺動可能係合し、固定ねじ部材30より軸線方向に可動支持されている。なお、固定ねじ部材30には均圧用の連通孔30Bが貫通形成されている。
【0032】
ボール部材34は、一方において可動ばねリテーナ32の球面受座部32Aに球面関節式に当接し、他方においてボール受け部材31に球面関節式に当接し、弁体20と可動ばねリテーナ32との間で自動求心接続構造をなし、圧縮コイルばね33のばね力を上向きの弁閉力として弁体20に伝達している。
【0033】
弁ハウジング11の端部(上端部)には電磁ソレノイド装置51が取り付けられている。電磁ソレノイド装置51は、弁ハウジング11に固定された底板52と、底板52に取り付けられた外凾53と、吸引子をなすステムガイド筒体22の上部に固定されたプランジャケース54と、外凾53の上端部に装着された磁気ガイド部材55とを有しており、プランジャケース54内にプランジャ室56を画定している。
【0034】
プランジャ室56は弁棒21の上端部に固定されたプランジャ57を収容している。プランジャ57にはプランジャケース54内のプランジャ57より上側の空間と下側の空間とを均圧化を図るための均圧孔57Aが貫設されている。プランジャケース54とプランジャ57との間にはプランジャばね58が設けられている。
【0035】
外凾53の内側にはステムガイド筒体22及びプランジャケース54の外周部に嵌合した電磁コイル部59が設けられており、電磁コイル部59の励磁により、ステムガイド筒体22の上端面がプランジャ57の磁気吸引面60となる。
【0036】
上述の構成による電磁制御弁は、以下のように動作する。
電磁ソレノイド装置51の電磁コイル部59に通電されることにより、その電流量に応じた電磁力が生じ、その電磁力に応じた磁気吸引力によってプランジャ57が磁気吸引面60の側に吸引される。この吸引力は弁棒21によって弁体20に作用する。
【0037】
これにより、弁体20は、電磁ソレノイド装置51が発生する電磁力による吸引力と圧縮コイルばね33のばね力との平衡関係で、上下動位置(弁開位置)が決まり、これに応じて弁ポート15の開度が決まる。この弁ポート15の開度によって入口ポート12より弁室14、弁ポート15、上部均圧室16を経て出口ポート13へ流れる流体の流量が定量的に計量される。
【0038】
また、電磁ソレノイド装置51に対する通電が停止された電磁力0の状態では、弁体20は、圧縮コイルばね33のばね力によって、図示されているように、弁座部材19に着座し、弁ポート15を閉じ、弁閉状態になる。
【0039】
弁ポート15の内径(弁体20の有効受圧径)をφD、ダイヤフラム27の有効受圧径をφDfとすると、弁体20には、弁室14の内圧P1と上部均圧室16の内力P2との差圧ΔPにより、弁ポート15側において生じる上向きの力(πD2/4)ΔPと、ダイヤフラム27側において生じる下向きの力(πDf2/4)ΔPが、φD=φDfであることにより、互いにキャンセルされ、弁体20の開閉に差圧ΔPの影響を受けない流量制御が可能になる。
【0040】
つぎに、この発明による弁座部材19およびこれの取付構造を、図2〜図5を参照して説明する。
【0041】
弁座部材19は、金属製円環部材41と、金属製円環部材41に接着されたゴム状弾性部材42とを有し、ゴム状弾性部材42と金属製円環部材41との接着接合体をなしている。
【0042】
金属製円環部材41は、ステンレス鋼、黄銅、アルミニウム合金等により構成され、ゴム状弾性部材42より外周側(外径側)に位置する最外周円環部41Aと、ゴム状弾性部材41より内周側(内径側)に位置する最内周円環部41Bと、最外周円環部41Aと最内周円環部41Bとを接続する薄厚のディスク部41Cとを含み、ディスク部41Cが最外周円環部41Aと最内周円環部41Bとの間の表裏両面に各々に円環状の凹溝41D、41Eを形成している。ディスク部41Cには、ゴム流し込み用の貫通孔41Fが周方向に等間隔に複数個、貫通形成されている。
【0043】
凹溝41D、41Eには、インサート成型によってHNBR等のゴム材によるゴム状弾性部材42が成型充填接着されている。成型充填接着は、加硫接着あるいはそれに相当するゴム成型時の反応による接着であり、特別な接着剤を用いることなく、安定した接着強度を得ることがてきる。
【0044】
これにより、安定した接着強度によるゴム状弾性部材42と金属製円環部材41との接着接合体を、容易に、生産性よく得ることができる。
【0045】
ディスク部41Cにゴム流し込み用の貫通孔41Fが貫通形成されているから、凹溝41D、41Eに対するゴム状弾性部材42のインサート成型時に、凹溝41D、41Eの一方の側から他方の側にゴム材を流し込むことができる。
【0046】
これにより、一度のゴム成型(インサート成型)によってディスク部41Cの表裏両面の凹溝41D、41Eにゴム状弾性部材42を充填成型することができる。
【0047】
ゴム状弾性部材42のうち、凹溝41D内に位置するゴム状弾性部材部分42Aの上面が弁ハウジング11の取付面11Cに対する気密シール面をなしている。
【0048】
ゴム状弾性部材部分42Aの上面がなす気密シール面42Bには円環状の密着シール用突条42Cが突出形成されている。気密シール面42Bは、金属製円環部材41の最外周円環部41A、最内周円環部41Bの上面より少し低く、密着シール用突条42Cの寸法は、金属製円環部材41の最外周円環部41A、最内周円環部41Bの上面より規定寸法T1(図5参照)だけ突出する寸法に設定される。
【0049】
ゴム状弾性部材42のうち、凹溝41E内に位置するゴム状弾性部材部分42Dの下面が弁座面42Eをなしている。弁座面42Eは、金属製円環部材41の最外周円環部41Aの下面とほぼ同じで、金属製円環部材41の最内周円環部41Bの下面より規定寸法T2(図5参照)だけ突出している。
【0050】
弁ハウジング11の弁ポート15の周りに形成されている弁座部材取付溝部11Dは、底面(取付面)11Cと、底面11Cの外径側の内周面11Eとによる鈎形をなし、底面11Cの内径側が弁ポート15側に開放されている。
【0051】
金属製円環部材41の最外周円環部41Aの外径は弁座部材取付溝部11Dの内周面11Eがなす内径にほぼ等しく、最内周円環部41Bは弁ポート15の内径にほぼ等しい。
【0052】
弁座部材19は、金属製円環部材41の最外周円環部41Aが弁座部材取付溝部11Dの内周面11Eに嵌合する状態で、弁座部材取付溝部11Dに嵌め込まれ、ゴム状弾性部材部分42Aの密着シール用突条42Cが底面11Cに当たる。
【0053】
この組み付け状態で、座部材取付溝部11Dの内周面11Eに沿って弁ハウジング11に形成されている円環状のかしめ片11Fを、図2に示されているように、内側に倒す、かしめ加工を行う。
【0054】
これにより、金属製円環部材41の最外周円環部41Aがかしめ片11Fと弁座部材取付溝部11Dの底面11Cとの間に挟まれ、最外周円環部41Aが弁座部材19の弁ハウジング11に対する締結固定部をなし、弁座部材19が弁ハウジング11に固定される。
【0055】
上述した弁座部材19の構造、および弁座部材19の弁ハウジング11に対する締結固定構造により、かしめによる締結固定力が弁座部材19のゴム状弾性部材42に径方向等に不規則に作用することがなく、弁座部材19の弁ハウジング11に対する締結固定が容易に安定して行われ得るようになり、組付状態で、ゴム状弾性部材42が浮き上がり等の不健全な変形を生じることがない。
【0056】
また、弁座部材19は、外周側を金属製の最外周円環部41Aをもって弁ハウジング11の弁座部材取付溝部11Dに嵌合し、内周側は弁ポート15に開放されて拘束されないので、ゴム成型時のばりがあっても、弁座部材取付溝部11Dに対する弁座部材19の組み込み作業を、容易に、的確に行えるようになり、弁座面42Eを傷付ける可能性も低減する。
【0057】
また、弁座部材19は、ゴム状弾性部材42と金属製円環部材41との接着接合体で、金属製円環部材41が高剛性の骨格をなすから、弁座部材19の取扱がゴム状弾性部材単体のものに比して向上し、また、ゴム状弾性部材単体と金属座金とによるものに比して部品点数が削減される。
【0058】
これらのことにより、弁座部材19の正常状態での組付保証性が向上し、弁座面42Eに弁体20が均一に当接し、弁漏れのない安定した高度な締切特性を確保できる。
【0059】
なお、弁体20が当接する実質的な弁座面42Eは、かしめ片11Fの内径側の領域であり、この領域に対してゴム流し込み用の貫通孔41Fは、図示されているように、径方向に偏倚した位置に設けられている。このことにより、貫通孔41Fの領域にゴム成型の凝固時にひけが生じても、実質的な弁座面42Eの平面度が保たれる。
【0060】
弁座部材19のかしめ装着により、気密シール面42Bの密着シール用突条42Cが弁座部材取付溝部11Dの底面11Cに当接して押し潰されて密着するから、弁座部材19と弁ハウジング11との間の気密性が十分確保され、裏漏れの発生も確実に回避される。
【0061】
図6〜図9は、この発明による弁座部材の他の実施形態を示している。なお、図6〜図9において、図5に対応する部分は、図5に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【0062】
図6、図7に示されている弁座部材19は、ゴム状弾性部材部分42Dの弁座面42Eに断面三角形あるいは断面半円の円環状の弁体当たり用突条42Fが突出形成されている。
【0063】
この実施形態では、弁体当たり用突条42Fに弁体20(図1参照)が当たることにより弁締めが行われ、弁締め時の接触圧が高くなり、このことによっても弁漏れのない安定した高度な締切特性が得られるようになる。
【0064】
なお、この実施形態では、図示されているように、弁体当たり用突条42Fに対して径方向に偏倚した位置にゴム流し込み用の貫通孔41Fが形成される。
【0065】
図8に示されている弁座部材19は、ゴム流し込み用の貫通孔41Fがなく、ディスク部41Cの表裏両面の凹溝41D、41Eに各々個別にゴム状弾性部材部分42A、42Dが成型充填接着されている。
【0066】
この実施形態では、凹溝41Dのゴム状弾性部材部分42Aと凹溝41Eのゴム状弾性部材部分42Dとを互いに異なるゴム状弾性材によって構成できる。これにより、凹溝41Dのゴム状弾性部材部分42Aは、弁ハウジング11と密着し易く、弁ハウジング11との気密シールに適した硬度が比較的低いゴム状弾性材により構成し、凹溝41Eのゴム状弾性部材部分42Dは、弁体の繰り返しの衝突に対して所要の耐久性を備えるべく、硬度が比較的高いゴム状弾性材により構成すればよい。
【0067】
図9に示されている弁座部材19では、金属製円環部材41が弁ハウジング11に対する締結固定部をなす最外周円環部41Aのみで、その内側にゴム状弾性部材42が成型充填接着され、ゴム状弾性部材42の上面が気密シール面42B、下面が弁座面42Eとなっている。
【0068】
この実施形態でも、金属製円環部材41の最外周円環部41Aがかしめ片11Fと弁座部材取付溝部11Dの底面11Cとの間に挟まれ、弁座部材19が弁ハウジング11に固定されることにより、かしめによる締結固定力が弁座部材19のゴム状弾性部材42に径方向等に不規則に作用することがなく、弁座部材19の弁ハウジング11に対する締結固定が容易に安定して行われ得るようになり、組付状態で、ゴム状弾性部材42が浮き上がり等の不健全な変形を生じることがない。
【0069】
これにより、弁座部材19の正常状態での組付保証性が向上し、弁座面42Eに弁体20が均一に当接し、弁漏れのない安定した高度な締切特性を確保できる。
【0070】
なお、何れの実施形態でも、弁座部材19の弁ハウジング11に対する固定は、かしめ固定に限られることはなく、金属製円環部材41の最外周円環部41Aの溶接、ろう付け、ねじ止め等によって固定することもできる。
【0071】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による弁装置用弁座部材によれば、弁座面をなすゴム状弾性部材と金属製円環部材との接着接合体をなし、ゴム状弾性部材より外周側に位置する最外周円環部によって弁ハウジングに対する締結固定がかしめ等により行われるから、かしめ等による締結固定力が弁座部材のゴム状弾性部材に不規則に作用し難くなり、弁座部材の弁ハウジングに対する締結固定が容易に安定して行われ得るようになり、組付状態でゴム状弾性部材に不健全な変形が生じることがなく、正常状態で組み付けられることが保証され、弁漏れがなく、安定した高度な締切性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による弁装置用弁座部材を組み込まれた電磁制御弁の一つの実施の形態を示す断面図である。
【図2】図1のE部分の拡大図である。
【図3】この発明による弁装置用弁座部材の弁ハウジングに対する組み付けを示す断面図である。
【図4】この発明による弁装置用弁座部材の金属製円環部材の平面図である。
【図5】この発明による弁装置用弁座部材の一つの実施形態の要部の拡大断面図である。
【図6】この発明による弁装置用弁座部材の他の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図7】この発明による弁装置用弁座部材の他の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図8】この発明による弁装置用弁座部材の他の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図9】この発明による弁装置用弁座部材の他の実施形態の要部の拡大断面図である。
【図10】従来の弁装置用弁座部材の弁ハウジングに対する組み付けを示す断面図である。
【図11】従来の弁装置用弁座部材の組付状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
11 弁ハウジング
11C 底面(取付面)
11D 弁座部材取付溝部
11E 内周面
11F かしめ片
14 弁室
15 弁ポート
16 上部均圧室
17 ばね収容室
19 弁座部材
20 弁体
41 金属製円環部材
41A 最外周円環部
41B 最内周円環部
41D、41E 凹溝
41F 貫通孔
42 ゴム状弾性部材
42A、42D ゴム状弾性部材部分
42B 気密シール面
42C 密着シール用突条
42E 弁座面
42F 弁体当たり用突条
51 電磁ソレノイド装置
57 プランジャ
59 電磁コイル部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve seat member for a valve device and an electromagnetic control valve, and more particularly to a valve seat member for a valve device and an electromagnetic control valve having a rubber-like elastic valve seat surface.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a valve device such as an electromagnetic control valve, there is a valve device in which a valve seat member forming a valve seat surface with which a valve body contacts is formed of a rubber-like elastic body. In this valve device, when the valve is closed (fully closed), the valve body can be brought into close contact with the valve seat surface by elastic deformation of the valve seat surface (valve seat surface), thereby eliminating the leakage flow rate when the valve is closed, and providing an excellent valve. Deadline performance can be obtained.
[0003]
A conventional example of mounting a valve seat member to a valve housing with a rubber-like elastic body will be described with reference to FIGS. 10 and 11,
[0004]
The
[0005]
The rubber
[0006]
An
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
If the valve body repeatedly collides with the
[0008]
Therefore, the rubber
[0009]
Also, when the
[0010]
If the
[0011]
In a fuel cell system, a flow control valve for controlling the flow rate of hydrogen gas is required to have no valve leakage and to have high shut-off performance. It will be difficult to meet performance. Further, the rubber
[0012]
The present invention has been made in order to solve the above problems, has excellent assemblability, guarantees that it can be assembled in a normal state, has no valve leakage, and can secure a stable advanced shutoff performance. It is another object of the present invention to provide a valve seat member for a valve device capable of reducing the number of parts and an electromagnetic control valve incorporating the valve seat member for the valve device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a valve seat member for a valve device according to the present invention has a metal annular member and a rubber-like elastic member adhered to the metal annular member, The ring member includes an outermost annular portion located on the outer peripheral side of the rubber-like elastic member, the outermost annular portion forms a fastening portion for fixing to the valve housing, and one surface of the rubber-like elastic member is a valve housing. And the other surface of the rubber-like elastic member forms a valve seat surface.
[0014]
A valve seat member for a valve device according to the present invention forms an adhesive joint between a rubber-like elastic member and a metal annular member that form a valve seat surface, and includes an outermost peripheral annular portion located on the outer peripheral side of the rubber-like elastic member. The fastening to the valve housing is performed by caulking or the like. As a result, the fastening and fixing force due to caulking or the like is less likely to irregularly act on the rubber-like elastic member of the valve seat member, and the fastening and fixing of the valve seat member to the valve housing can be easily and stably performed. It is possible to avoid causing unhealthy deformation of the rubber-like elastic member in the attached state.
[0015]
In the valve seat member for a valve device according to the present invention, the rubber-like elastic member is bonded to the metal ring member by insert molding with the metal ring member by vulcanization bonding or a corresponding reaction at the time of rubber molding, that is, An adhesive bonded body of a rubber-like elastic member and a metal annular member having stable adhesive strength can be obtained without being filled and filled with a special adhesive.
[0016]
The valve seat member for a valve device according to the present invention is preferably configured such that an annular sealing ridge is formed so as to protrude from an air-tight sealing surface of the rubber-like elastic member, and a circular ring is formed on a valve seat surface of the rubber-like elastic member. An annular valve element projecting ridge is formed so as to protrude.
[0017]
Further, in the valve seat member for a valve device according to the present invention, preferably, the metal annular member is an innermost annular portion located on an inner peripheral side of the rubber-like elastic member, and the outermost annular portion. And a disk portion connecting the innermost annular portion, and the disk portion has annular concave grooves on both front and back surfaces between the outermost annular portion and the innermost annular portion. A rubber-like elastic member is bonded and arranged in each of the concave grooves.
[0018]
In this case, a through hole for rubber pouring is formed in the disc portion to connect the concave grooves on both front and back surfaces of the disc portion to each other, and a rubber-like elastic member is filled and molded into the concave grooves on both front and back surfaces by a single rubber molding. be able to. Alternatively, rubber-like elastic members of different materials may be individually bonded and arranged in the grooves on both the front and back surfaces of the disk portion.
[0019]
Further, in order to achieve the above-mentioned object, an electromagnetic control valve according to the present invention has a valve body for adjusting the opening of a valve port in a valve housing, and the electromagnetic force generated by the electromagnetic solenoid device and the electromagnetic force against the electromagnetic force are controlled. The valve body is moved in the axial direction of the valve port by an equilibrium relationship with the spring force of the spring means, and the opening degree of the valve port is changed by the movement, and is fixedly mounted on the valve housing. The valve seat member of the valve body is constituted by the valve device valve seat member according to the invention described above.
[0020]
In the electromagnetic control valve according to the present invention, the valve housing has a groove into which the valve device valve seat member is fitted in an outer peripheral portion of the valve port, and a caulking piece formed in the outer peripheral portion of the groove. The outermost annular portion of the valve seat for a valve device may be sandwiched and fixed between the valve device and the bottom surface of the groove by the caulking of the caulking piece.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an electromagnetic control valve incorporating a valve seat for a valve device according to the present invention.
[0022]
The electromagnetic control valve has a
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
A valve stem (valve stem) 21 is integrally provided on one side (upper side) of the
[0026]
A
[0027]
The
[0028]
The outer periphery of the
[0029]
A differential pressure ΔP between the internal pressure P1 of the
[0030]
A
[0031]
The upper surface of the
[0032]
The
[0033]
An
[0034]
The
[0035]
An
[0036]
The electromagnetic control valve having the above configuration operates as follows.
When the
[0037]
As a result, the
[0038]
Further, in a state where the electromagnetic force is not applied to the
[0039]
Assuming that the inner diameter of the valve port 15 (the effective pressure receiving diameter of the valve element 20) is φD and the effective pressure receiving diameter of the
[0040]
Next, the
[0041]
The
[0042]
The metal
[0043]
In the
[0044]
Thereby, an adhesive bonded body of the rubber-like
[0045]
Since the through
[0046]
Thus, the rubber-like
[0047]
Of the rubber-like
[0048]
An
[0049]
Of the rubber-like
[0050]
The valve seat member mounting
[0051]
The outer diameter of the outermost
[0052]
The
[0053]
In this assembled state, the
[0054]
As a result, the outermost
[0055]
Due to the above-described structure of the
[0056]
Further, the
[0057]
Further, the
[0058]
As a result, the assembling guaranty of the
[0059]
The substantial
[0060]
When the
[0061]
6 to 9 show another embodiment of the valve seat member according to the present invention. 6 to 9, parts corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5, and description thereof will be omitted.
[0062]
The
[0063]
In this embodiment, valve closing is performed by the valve element 20 (see FIG. 1) hitting the
[0064]
In this embodiment, as shown in the figure, a through
[0065]
The
[0066]
In this embodiment, the rubber-like
[0067]
In the
[0068]
Also in this embodiment, the outermost peripheral
[0069]
As a result, the assembling guaranty of the
[0070]
In any of the embodiments, the fixing of the
[0071]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the valve seat member for a valve device according to the present invention, the rubber-like elastic member forming the valve seat surface and the metal annular member form an adhesive joint, and the rubber-like elastic member The fastening and fixing to the valve housing is performed by caulking or the like by the outermost peripheral annular portion located on the outer peripheral side, so that the fastening and fixing force due to caulking or the like does not easily act on the rubber-like elastic member of the valve seat member irregularly, and the valve seat The fastening and fixing of the member to the valve housing can be easily and stably performed, and it is ensured that the rubber-like elastic member does not undergo unhealthy deformation in the assembled state and is assembled in a normal state. There is no leakage, and a stable and advanced shutoff performance can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an electromagnetic control valve incorporating a valve seat for a valve device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion E in FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing an assembly of a valve seat for a valve device according to the present invention to a valve housing.
FIG. 4 is a plan view of a metal annular member of a valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of one embodiment of a valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment of the valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment of the valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment of the valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment of the valve seat member for a valve device according to the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an assembly of a conventional valve seat for a valve device to a valve housing.
FIG. 11 is an enlarged sectional view showing an assembled state of a conventional valve seat for a valve device.
[Explanation of symbols]
11 Valve housing
11C Bottom (mounting surface)
11D Valve seat mounting groove
11E Inner circumference
11F caulking piece
14 Valve room
15 Valve port
16 Upper equalizing chamber
17 Spring accommodation room
19 Valve seat member
20 valve body
41 Metal ring member
41A Outer circumference ring
41B Inner circumference ring
41D, 41E groove
41F Through hole
42 Rubber-like elastic member
42A, 42D rubber-like elastic member
42B hermetic sealing surface
42C ridge for close seal
42E Valve seat surface
42F ridge for valve body
51 Electromagnetic solenoid device
57 plunger
59 Electromagnetic coil
Claims (9)
前記金属製円環部材は前記ゴム状弾性部材より外周側に位置する最外周円環部を含み、当該最外周円環部が弁ハウジングに対する締結固定部をなし、
前記ゴム状弾性部材の一方の面が弁ハウジングの取付面に対する気密シール面をなし、当該ゴム状弾性部材の他方の面が弁座面をなしている、
ことを特徴とする弁装置用弁座部材。A metal annular member, having a rubber-like elastic member adhered to the metal annular member,
The metal annular member includes an outermost peripheral annular portion located on the outer peripheral side of the rubber-like elastic member, and the outermost peripheral annular portion forms a fastening portion for the valve housing,
One surface of the rubber-like elastic member forms an airtight seal surface with respect to the mounting surface of the valve housing, and the other surface of the rubber-like elastic member forms a valve seat surface.
A valve seat member for a valve device, characterized in that:
前記弁ハウジングに固定装着される前記弁体の弁座部材が請求項1〜7の何れか1項記載の弁装置用弁座部材により構成されていることを特徴とする電磁制御弁。The valve housing has a valve body for adjusting the opening degree of the valve port, and the valve body is connected to the valve port by an equilibrium relationship between an electromagnetic force generated by an electromagnetic solenoid device and a spring force by a spring means opposing the electromagnetic force. In an electromagnetic control valve that moves in the axial direction and changes the opening of the valve port by the movement,
An electromagnetic control valve, wherein a valve seat member of the valve body fixedly mounted on the valve housing is constituted by the valve seat member for a valve device according to any one of claims 1 to 7.
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