JP2004144243A - Small-size solenoid valve - Google Patents

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JP2004144243A
JP2004144243A JP2002311490A JP2002311490A JP2004144243A JP 2004144243 A JP2004144243 A JP 2004144243A JP 2002311490 A JP2002311490 A JP 2002311490A JP 2002311490 A JP2002311490 A JP 2002311490A JP 2004144243 A JP2004144243 A JP 2004144243A
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Kenji Nohara
野原 憲司
Yuji Hasegawa
長谷川 裕司
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CKD Corp
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CKD Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-size solenoid valve keeping the excellent seal balance and restricted in internal volume of a valve chamber when the valve is closed. <P>SOLUTION: In this small-size solenoid valve 1, a valve body 3 connected to a fitting plate 2 formed with a first to a third ports 5a to 5c is provided with a rocking member 10 freely to rock, and a diaphragm 7 for abutting or separating on/from valve seat parts 6a and 6b communicated with the first and the third ports is fixed to the rocking member 10, and the rocking member 10 is rocked to switch the communicating condition of the first to the third ports 5a to 5c by making the diaphragm 7 abut or separate on/from the valve seat parts 6a and 6b. This small-size solenoid valve 1 is provided with an inclined surface 22 corresponding to an angle A of abutment of the diaphragm 7 on the valve seat parts 6a and 6b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力の流れ方向を制御することが可能な小型電磁弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、圧力の流れ方向を制御することが可能な小型電磁弁は、例えば図6に示す液体分析装置50の分注制御に使用される。分注とは、血液や体液、希釈水用の純水や生理食塩水、反応させる試薬などを反応セルに移すことをいう。液体分析装置50では、数μLの分注精度で流量制御を行うためにシリンジポンプを使用している。シリンジポンプは、シリンジ(注射器)で血液や体液、希釈水の純水や生理食塩水、反応させる試薬などを設定された流量(ここでは、数μL)で持続的に注入するものであり、注入速度を容易に調節することができる利点があるからである。
【0003】
液体分析装置50で使用される小型電磁弁100には3個のポートが形成され、各ポートに純水ポンプ51と、シリンジポンプ52と、反応セル53とがそれぞれ接続している。小型電磁弁100と反応セル53との間にはノズル54が配設され、反応セル53に純水を正確な流量で供給できるようにしている。こうした小型電磁弁100には、数μLから数十μL程度で純水の流量を制御することが要求されている(非特許文献1参照。)。
【0004】
図7は、従来の小型電磁弁100の断面図である。図8及び図9は、従来の小型電磁弁100の弁部拡大図である。
小型電磁弁100は、バルブボディ101を板体102に連結した弁本体を備え、さらにバルブボディ101にケーシング110を連結している。板体102には、図6に示す純水ポンプ51と接続する第1ポート3aと、図6に示すシリンジポンプ52と接続する第2ポート3bと、図6に示す反応セル53に接続する第3ポート103cとが平行に形成され、ダイアフラム104の外縁部をバルブボディ101と板体102との間で狭持することにより第1〜第3ポート103a〜103cに連通する弁室105を形成している。第1,第3ポート103a,103cが弁室105と連通する開口部には、弁座部106a,106bが形成され、その弁座部106a,106bと当接する第1,第2膨出部107a,107bがダイアフラム104の下端面に形成されている。ダイアフラム104は、バルブボディ101に固定された支軸108に揺動可能に軸支される揺動部材109に固着され、揺動部材109の揺動に従って第1〜第3ポート103a〜103cを切り換える。
【0005】
一方、ケーシング110には、電磁コイル111に通電すると固定鉄心112を励磁するコイルボビン113が内設され、そのコイルボビン113に可動鉄心114が摺動可能に挿通されている。可動鉄心114には、第1バネ115により常に図中B方向の力を加えられ、バルブボディ101に摺動可能に収納された変位部材116を押し下げている。変位部材116は、揺動部材109に当接する第1押圧部材117aと第2押圧部材117bとを備え、第1,第2押圧部材117a,117bは支軸108を挟んで対称配置されている。第1押圧部材117aは変位部材116に固定される一方、第2押圧部材117bは変位部材116に摺動可能に保持され、第2バネ118により常に図中B方向の力を加えられている。第2バネ118には、第1バネ115より付勢力の弱いものが使用されている。
【0006】
このような小型電磁弁100は、電気信号を供給されない場合には、図8に示すように、可動鉄心114が第1バネ115の付勢力で変位部材116を図中B方向に押し下げ、第1押圧部材117aで揺動部材109を図中B方向に押圧する。揺動部材109は、第2バネ118の付勢力が第1バネ115より弱いため、第2押圧部材117bを第2バネ118の付勢力に反して図中A方向に押し上げて傾く。これにより、ダイアフラム104では、第1膨出部107aが第1ポート103aの弁座部106aに密着して第1ポート103aを閉弁するとともに、第2膨出部107bが第3ポート103cの弁座部106bから離間して第3ポート103cを開弁し、第2ポート103bと第3ポート103cとを連通させる。この状態でシリンジポンプ52を駆動すると、純水がシリンジポンプ52から小型電磁弁100の第2ポート103b、弁室105、第3ポート103cを介して反応セル53に注入される。
【0007】
また、小型電磁弁100は、電気信号を供給された場合には、図9に示すように、可動鉄心114が固定鉄心112に吸引されて第1バネ115の付勢力に反して図中A方向に移動し、変位部材116に加えていた図中B方向の力を解除する。それにともなって、第2押圧部材117bが第2バネ118の付勢力で揺動部材109を図中B方向に押圧して揺動させる。これにより、ダイアフラム104では、第2膨出部107bが第3ポート103cの弁座部106bに密着して第3ポート103cを閉弁するとともに、第1膨出部107aが第1ポート103aの弁座部106aから離間して第1ポート103aを開弁し、第1ポート103aと第2ポート103bとを連通させる。この状態でシリンジポンプ53を駆動すると、純水が純水ポンプ51から小型電磁弁100の第1ポート103a、弁室105、第2ポート103bを介してシリンジポンプ52に供給される(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
【非特許文献1】
「医療・分析装置攻略 アプリケーション&テクニカルブック」、シーケーディ株式会社、1998年10月16日、p.2〜3
【特許文献1】
特開2000−297876号公報(第3〜5頁、第1〜3図。)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の小型電磁弁100は、ダイアフラム104の第1,第2膨出部107a,107bを弁室105内に突き出すように設けていたため、ダイアフラム104の第1膨出部107a(又は第2膨出部107b)を弁座部106a(又は弁座部106b)に当接させて第1ポート103a(又は第3ポート103c)を閉弁したときに、第1膨出部107a(又は第2膨出部107b)の周りにおいてダイアフラム104と弁室105との間に隙間が生じ、閉弁時における弁室105の内部容積を大きくしていた。内部容積が大きくなると、液溜まりを発生して流体の流れを悪くする。しかも、ダイアフラム104の第1,第2膨出部107a,107bの周りに乱流を発生しやすく、流体の流れをさらに悪くしていた。そのため、図6の液体分析装置に小型電磁弁100を使用すると、数μL〜数十μL程度の極微小な流量を正確に制御することができないおそれがあった。
【0010】
また、揺動部材109が揺動してダイアフラム104の第1膨出部107a(又は第2膨出部107b)を弁座部106a(又は弁座部106b)に当接させたときに、ダイアフラム104の第1膨出部107a(又は第2膨出部107b)の外側部分が内側部分より強く弁座部106a(又は弁座部106b)に押しつけられるため、シールバランスが悪かった。そのため、ダイアフラム104の第1膨出部107a(又は第2膨出部107b)の内側部分から液漏れし、数μL程度の極微小な流量を正確に制御することができない場合があった。それに対し、シール力の弱い内側部分に合わせてダイアフラム104のシール力を調整することも考えられるが、第1,第2膨出部107a,107bの外側に対する負荷が大きくなって、ダイアフラム104を劣化させやすくする問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、閉弁時における弁室の内部容積が小さく、シールバランスのよい小型電磁弁を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る小型電磁弁は、次のような構成を有している。
(1)複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材にポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、揺動部材をソレノイド機構を用いて揺動させることによりダイアフラムを弁座部に当接又は離間させてポートの連通状態を切り換える小型電磁弁において、弁座部は、ダイアフラムが当接する角度に対応する傾斜面を有することを特徴としている。
【0013】
上記構成を有する発明によれば、ソレノイド機構で揺動部材を揺動させてダイアフラムでポートの切り換えを行ったときに、ダイアフラムが弁座部の外側と内側に均一な圧力で当接してシール性を確保するため、ダイアフラムに弁座に当接する膨出部などを設ける必要がなく、閉弁時における弁室の内部容積を小さくできるとともに、シールバランスを良好にすることができる。
【0014】
(2)複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材にポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、揺動部材をソレノイド機構を用いて揺動させることによりダイアフラムを弁座部に当接又は離間させてポートの連通状態を切り換える小型電磁弁において、弁座部は、ポートの周りに凸状に設けられ、外側と内側の高さが異なることを特徴としている。
【0015】
上記構成を有する発明によれば、ソレノイド機構で揺動部材を揺動させてダイアフラムでポートの切り換えを行ったときに、ダイアフラムが弁座部の外側と内側に均一な圧力で当接してシール性を確保し、さらに弁座部がダイアフラムに食い込んで流体漏れを防止するため、ダイアフラムに弁座に当接する膨出部などを設ける必要がなく、閉弁時における弁室の内部容積を小さくできるとともに、良好なシールバランスのもとシール性を向上させることができる。
【0016】
(3)(1)又は(2)に記載の小型電磁弁において、揺動部材が揺動する支点とポートとの間に規定した基点を基準にして弁座部に傾斜を設けていることを特徴としている。
従って、ダイアフラムを弁座部全体に均一な圧力で密着させることができる。
【0017】
(4)(1)又は(3)に記載の小型電磁弁において、弁座部に突起を設けたことを特徴としている。
従って、ダイアフラムが弁座部に当接したときに、突起がダイアフラムに食い込んで流体漏れを防止するため、シール性を向上させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1実施の形態)
次に、本発明に係る小型電磁弁の第1実施の形態について図面を参照して説明する。図2は、非通電時の小型電磁弁1の断面図である。図3は、通電時の小型電磁弁1の断面図である。
小型電磁弁1は、従来技術の欄で説明した小型電磁弁100と同様に、図6の液体分析装置50に使用される。従来技術の欄で説明した小型電磁弁100は、ダイアフラム104に第1,第2膨出部107a,107bを設け、ダイアフラム104側でシール性を確保するものであるのに対して、本実施の形態の小型電磁弁1は、弁座部6a,6bに傾斜面22を設け、弁座部6a,6b側でシール性を確保するものである。
【0019】
小型電磁弁1は、取付板2にバルブボディ3を固定して弁本体が構成され、バルブボディ3にケーシング4を連結している。取付板2には、図6の純水ポンプ51に接続する第1ポート5a、図6のシリンジポンプ52に接続する第2ポート5bと、図6の反応セル53に接続する第3ポート5cとが形成され、第1,第3ポート5a,5cにそれぞれ連通する弁座部6a,6b(後述)が設けられている。
【0020】
バルブボディ3は、中空の円筒形に形成されたものであり、バルブボディ3と取付板2との間でダイアフラム7の外縁部を狭持することにより、第1〜第3ポート5a〜5cと連通する弁室8を形成している。ダイアフラム7は、フッ素ゴム、シリコンゴム、EPDM(ethylene−propylene−diene terpolymer)等を薄肉の円形状に形成したものであり、バルブボディ3に固定された支軸9に揺動可能に軸支される揺動部材10に固着されている。従って、揺動部材10を揺動させれば、ダイアフラム7を第1ポート5aの弁座部6a又は第3ポート5cの弁座部6bに当接させ、第1〜第3ポート5a〜5cの連通状態を切り換えることができる。
【0021】
ケーシング4には、ソレノイド機構が内蔵されている。ソレノイド機構は、電磁コイル11を巻回された中空円筒形状のコイルボビン12を備え、コイルボビン12の中空孔の上端開口部に固定鉄心13が固定される一方、コイルボビン12の中空孔の下端開口部に可動鉄心14が摺動可能に挿通されている。電磁コイル11は、リード線15を介して通電され、リード線15と電磁コイル11との間に電圧を制御する回路基板16が配設されている。
【0022】
可動鉄心14は、先端部が揺動部材10に突き当てられるようにバルブボディ3に形成された中空孔17に摺動可能に挿通され、第1バネ18により常に下向きの力を加えられている。揺動部材10には、支軸9を挟んで可動鉄心14と対称位置に押圧部材20の先端部が当接している。押圧部材20は、バルブボディ3に形成された中空孔19に摺動可能に収納され、中空孔19内に配設された第2バネ21により常に下向きの力を加えられている。第2バネ21には、第1バネ18より付勢力が弱いものを使用している。従って、可動鉄心14を上下動させて第1バネ18の付勢力を調節することにより、第1バネ18と第2バネ21との付勢力のバランスを変化させ、揺動部材10を揺動させることができる。
【0023】
次に、小型電磁弁1の弁座部6a,6bについて説明する。図1は、小型電磁弁1の一部拡大断面図である。本実施の形態では弁座部6aの傾斜面と弁座部6bの傾斜面とを同様に形成しているので、ここでは弁座部6aの傾斜面について説明し、弁座部6bの傾斜面については説明を省略する。
【0024】
弁座部6aは、取付板2の第1ポート5aの周りに設けられ、ダイアフラム7と当接するシール面Sを構成している。弁座部6aは、外側が内側より低くなるよう傾斜面22が形成されている。傾斜面22は、揺動部材10が水平状態から所定の角度Aだけ揺動してダイアフラム7を弁座部6aに当接させる角度Aに対応するよう形成されている。具体的には、本実施の形態では、揺動部材10が支軸9を基点にして水平位置L1から約1.5度傾いてダイアフラム7を弁座部6aに当接させるので、基点Mから外側に向かって約1.5度ダイアフラム7と反対側(図中下側)に傾斜するように傾斜面22を形成している。ここで、基点Mは、第1ポート5a近傍に設けることが望ましい。なぜなら、支軸9の近くに設けると、第2ポート5bの開口部とダイアフラム7との間の容積を小さくして、流量を少なくするからである。
【0025】
尚、取付板2に傾斜面22を設けるだけでは、第2ポート5bとダイアフラム7との間の容積が小さくなって、弁室8内に液溜まりなどを発生させるおそれがあるため、取付板2に傾斜面23を設けている。傾斜面23は、基点Mから内側に向かって所定の角度Bだけダイアフラム7と反対側(図中下側)に傾斜するように形成されている。本実施の形態では、傾斜面22と対応させて、所定の角度Bを1.5度に設定している。
【0026】
こうした構成を有する小型電磁弁1は、次のように作用する。
小型電磁弁1に電気信号を供給しない場合には、図2に示すように、固定鉄心13が可動鉄心14を吸引しないため、可動鉄心14が第1バネ18に付勢されて揺動部材10の一端を下向きに押圧する。第2バネ21は第1バネ18より付勢力が弱いため、揺動部材10は押圧部材20を第2バネ21の付勢力に反して上向きに押し上げるように揺動する。これにより、ダイアフラム7が、第1ポート5aの弁座部6bの傾斜面22に当接して第1ポート5aを閉弁するとともに、第3ポート5cの弁座部6bの傾斜面22から離間して第3ポート5cを開弁し、第2ポート5bと第3ポート5cとを連通させる。従って、図6のシリンジポンプ52に予め純水を充填しておき、小型電磁弁1に電気信号を供給しない状態でシリンジポンプ52を駆動すると、純水がシリンジポンプ52から小型電磁弁1の第2ポート5b、弁室8、第3ポート5cを介して反応セル53に注入される。
【0027】
一方、小型電磁弁1に電気信号を供給した場合には、図3に示すように、固定鉄心13が励磁されて第1バネ18の付勢力に反して可動鉄心14を引き上げ、可動部材14が揺動部材10を下向きに押圧する力を解除させる。それにともなって、押圧部材20が第2バネ21に付勢されて揺動部材10を下向きに押圧すして揺動させる。これにより、ダイアフラム7は、第1ポート5aの弁座部6bの傾斜面22から離間して第1ポート5aを開弁するとともに、第3ポート5cの弁座部6bの傾斜面22に当接して第3ポート5cを閉弁し、第1ポート5aと第2ポート5bとを連通させる。この状態で図6のシリンジポンプ52を駆動すると、純水が純水ポンプ51から小型電磁弁の第1ポート5a、弁室8、第2ポート5bを介してシリンジポンプ52に供給される。
【0028】
ここで、小型電磁弁1のダイアフラム7には、従来技術の欄で説明した小型電磁弁100のダイアフラム104のように第1,第2膨出部107a,107bを設けていないが、ダイアフラム7が当接する角度Aに対応させて弁座部6a,6bに傾斜面22を形成して弁座部6a,6bの外側と内側とで高さを変えているいるため、揺動部材10と弁座部6a(又は弁座部6b)との間でダイアフラム7を挟み込むことができ、所定のシール力を確保している。
【0029】
このとき、弁座部6a,6bの傾斜面22は、支軸9と第1,第3ポート5a,5cの間に規定した基点Mを基準に形成されているので、ダイアフラム7を第1,第3ポート5a,5bの周り全体に密着させる。
【0030】
また、従来技術の欄で説明した小型電磁弁100(図8、図9参照)では、第1,第2膨出部107a,107bを設けたため、閉弁時に弁座部106a,106bの周りにおいてダイアフラム104と弁室105との間に隙間を生じさせ、閉弁時における弁室105の内部容積を大きくしていた。それに対して、本実施の形態の小型電磁弁1では、ダイアフラム7を弁座部6a(又は弁座部6b)の傾斜面22に直接当接させてシールするため、閉弁時に弁座部6a(又は弁座部6b)の周りにおいてダイアフラム7と弁室8との間に隙間が形成されない。よって、本実施の形態の小型電磁弁1は、従来技術の欄で説明した小型電磁弁100より閉弁時における弁室8の内部容積を小さくすることができる。具体的には、従来技術の欄で説明した小型電磁弁100(図8、図9参照)では、閉弁時における弁室105の内部容積が約25μLであるのに対して、本実施の形態の小型電磁弁1では、閉弁時における弁室8の内部容積が約10μLであり、閉弁時における弁室8の内部容積を約4分の1に縮小することができた。そのため、閉弁時に弁室8内に液溜まりや乱流が発生しにくく、流体の流れを良好にし、数μL〜数十μL程度の微小流量であっても正確に制御することを可能にした。
【0031】
従って、第1実施の形態の小型電磁弁1によれば、第1〜第3ポート5a〜5cが形成された取付板2に連結するバルブボディ3に揺動部材10を揺動可能に設け、その揺動部材10に第1,第3ポートに連通する弁座部6a,6bに当接又は離間するダイアフラム7を固着し、揺動部材10を電磁コイル111への通電状態を切り換えて揺動させることによりダイアフラム7を弁座部6a,6bに当接又は離間させて第1〜第3ポート5a〜5cの連通状態を切り換えるものにおいて、弁座部6a,6bは、ダイアフラム7が当接する角度に対応する傾斜面22を有するので、閉弁時における弁室8の内部容積を小さくできるとともに、シールバランスを良好にすることができる。
【0032】
また、揺動部材10が揺動する支点となる支軸9と第1ポート5a(又は第3ポート5c)との間に規定した基点Mを基準にして弁座部6a,6bに傾斜を設けているので、ダイアフラム7を弁座部6a,6b全体に均一な圧力で密着させることができる。
【0033】
(第2実施の形態)
次に、本発明の小型電磁弁の第2実施の形態について図面を参照して説明する。図4は、小型電磁弁30の弁部の拡大断面図である。
第2実施の形態の小型電磁弁30は、シール性を向上させるように第1実施の形態の小型電磁弁1を改良したものであり、ここでは、第1実施の形態と相違する構成について説明し、その他の説明は省略する。なお、第1実施の形態と同じ構成には、同一符号を用いる。
【0034】
小型電磁弁30は、弁座部6a,6bに環状の突起31をダイアフラム7側に突き出るように形成している。そのため、突起31は、ダイアフラム7に押しつけられてシールするため、弁座部としても機能する。突起31の先端部は、ダイアフラム7に対する応力を分散させるために断面半球形状をなし、傾斜面22と平行な傾斜をつけられて外側が内側より低くなっている。従って、揺動部材10が揺動してダイアフラム7を突起31に当接させると、突起31がダイアフラム7に均一な圧力で食い込んで弁室8から第1ポート5a又は第3ポート5cに流体漏れすることを防止する。そして、突起31がダイアフラム7に強く食い込んだ場合には、弁座部6a,6bの傾斜面22もダイアフラム7に当接して流体漏れを防止する。
【0035】
ここで、突起31は、第1,第3ポート5a,5bの周りに突き出して設けられているだけなので、第1実施の形態の小型電磁弁1と比較して、揺動部材10の揺動量が殆ど変化しない。そのため、従来の小型電磁弁100(図8、図9参照)より閉弁時における弁室8の内部容積が小さくなり、液溜まり等を発生させにくい。
【0036】
よって、第2実施の形態の小型電磁弁30によれば、突起31は、第1,第3ポート5a,5cの周りに凸状に設けられ、外側と内側の高さが異なっているので、閉弁時における弁室8の内部容積を小さくできるとともに、良好なシールバランスのもとシール性を向上させることができる。
また、弁座部6a,6bに突起31を設けているので、弁座部6a,6bと突起31とによるダブルシールを可能とし、シール性を向上させることができる。
【0037】
(第3実施の形態)
次に、本発明の小型電磁弁の第2実施の形態について図面を参照して説明する。図5は、小型電磁弁40の弁部の拡大断面図である。
第3実施の形態の小型電磁弁40は、シール性を向上させるように第1実施の形態の小型電磁弁1を改良したものであり、ここでは、第1実施の形態と相違する構成について説明し、その他の説明は省略する。なお、第1実施の形態と同じ構成には、同一符号を用いる。
【0038】
小型電磁弁40は、弁座部41a,41bが、基点Mを基準にして取付板2に形成した傾斜面22をざぐって環状の凹部42a,42bを形成したことにより第1,第3ポート5a,5bの周りに凸状に設けられている。弁座部41a,41bの先端部には、傾斜面22が残存し、外側が内側より低くなっている。従って、揺動部材10が揺動すると、弁座部41a(又は弁座部41b)は揺動部材10と傾斜面22との間でダイアフラム7を挟み込んで第1ポート5a(又は第3ポート5c)を閉弁する。このとき、弁座部41a(又は弁座部41b)は、外側が内側より低くなっているため、ダイアフラム7に均一な圧力で当接する。さらに、弁座部41a(又は弁座部41b)は、ダイアフラム7に食い込んで弁室8から第1ポート5a(又は第3ポート5c)に流体漏れすることを防止する。
【0039】
よって、第3実施の形態の小型電磁弁40によれば、弁座部41a,41bは、第1,第3ポート5a,5bの周りに凸状に設けられ、ダイアフラム7が当接する角度Aに対応する傾斜面22を先端部に有するので、閉弁時における弁室の内部容積を小さくできるとともに、良好なシールバランスのもとシール性を向上させることができる。
また、揺動部材10の揺動の支点となる支軸9と第1,第3ポート5a,5cの間に規定した基点Mを基準にして弁座部41a,41bに傾斜を設けているので、ダイアフラム7を弁座部41a,41b全体に密着させることができる。
【0040】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
【0041】
(1)例えば、上記実施の形態では、取付板2に第1〜第3ポート5a〜5cを形成した。それに対して、ポートの数を変更し、ダイアフラムに開閉弁されるポートの弁座部に傾斜面を設けるようにしてもよい。
【0042】
(2)例えば、上記実施の形態では、支軸9で揺動部材10を軸支し、支軸9を挟んで対称位置において可動鉄心14と押圧部材20とを当接させるようにした。それに対して、可動鉄心14と揺動部材10との間に変位部材などを設け、可動鉄心14を支軸9と同軸上に配置するようにしてもよい。
【0043】
(3)例えば、上記実施の形態では、小型電磁弁1,30,40を微小量で流量制御する液体分析装置に使用した。それに対して、制御する液体の流量が微小でない装置に使用するようにしてもよい。
【0044】
(4)例えば、上記第2実施の形態では、突起31の先端部に傾斜を設けているが、水平に設けても良い。この場合であっても、弁座部6a,6bに傾斜面22を形成しているので、ダイアフラム33が傾斜面22に沿って弁座部6a,6bに密着させてシール性を確保でき、さらに突起31をダイアフラム33に食い込ませてシール性を向上させることができる。
【0045】
(5)例えば、上記第3実施の形態では、傾斜面22をざぐって弁座部41a,41bを形成した。それに対して、平坦な取付板のポートの周りに弁座部を凸状に設け、その弁座部の外側と内側とで高さが異なるようにしてもよい。
【0046】
(6)例えば、上記第2実施の形態では、突起31の先端部を断面半球形状に形成し、また、上記第3実施の形態では、弁座部41a,41bの先端部を傾斜面22で形成している。それに対して、例えば、突起又は弁座部を断面三角形状にして先端部にカーブを設けるようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】
従って、本発明の小型電磁弁によれば、複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材にポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、揺動部材を揺動させることによりダイアフラムを弁座部に当接又は離間させてポートの連通状態を切り換えるものにおいて、弁座部は、ダイアフラムが当接する角度に対応する傾斜面を有しているので、閉弁時における弁室の内部容積を小さくすることができるとともに、シールバランスを良好にすることができる。
【0048】
また、本発明の小型電磁弁によれば、複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材にポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、揺動部材をソレノイド機構を用いて揺動させることによりダイアフラムを弁座部に当接又は離間させてポートの連通状態を切り換える小型電磁弁において、弁座部は、ポートの周りに凸状に設けられ、外側と内側の高さが異っているので、閉弁時における弁室の内部容積を小さくできるとともに、良好なシールバランスのもとシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態において、小型電磁弁の一部拡大断面図である。
【図2】同じく、非通電時の小型電磁弁の断面図である。
【図3】同じく、通電時の小型電磁弁の断面図である。
【図4】本発明の第2実施の形態において、小型電磁弁の弁部の拡大断面図である。
【図5】本発明の第3実施の形態において、小型電磁弁の弁部の拡大断面図である。
【図6】液体分析装置の概念図である。
【図7】従来の小型電磁弁の断面図である。
【図8】従来の小型電磁弁の弁部拡大図であって、第2ポートと第3ポートとを連通させた状態を示す。
【図9】従来の小型電磁弁の弁部拡大図であって、第1ポートと第2ポートとを連通させた状態を示す。
【符号の説明】
1  小型電磁弁
2  取付板
3  バルブボディ
5a 第1ポート
5b 第2ポート
5c 第3ポート
6a 弁座部
6b 弁座部
7  ダイアフラム
10 揺動部材
11 電磁コイル
12 コイルボビン
13 固定鉄心
14 可動鉄心
18 第1バネ
20 押圧部材
21 第2バネ
30 小型電磁弁
31 突起
40 小型電磁弁
41a 弁座部
41b 弁座部
A  角度
M  基点
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a small solenoid valve capable of controlling a flow direction of pressure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a small electromagnetic valve capable of controlling a flow direction of pressure is used for dispensing control of a liquid analyzer 50 shown in FIG. 6, for example. Dispensing refers to transferring blood, body fluid, pure water or physiological saline for dilution water, a reagent to be reacted, and the like to a reaction cell. In the liquid analyzer 50, a syringe pump is used to control the flow rate with a dispensing accuracy of several μL. The syringe pump continuously injects blood, body fluid, pure water or physiological saline of dilution water, a reagent to be reacted, and the like at a set flow rate (here, several μL) with a syringe (injector). This is because there is an advantage that the speed can be easily adjusted.
[0003]
The small solenoid valve 100 used in the liquid analyzer 50 has three ports formed therein, and each port is connected to a pure water pump 51, a syringe pump 52, and a reaction cell 53, respectively. A nozzle 54 is provided between the small solenoid valve 100 and the reaction cell 53 so that pure water can be supplied to the reaction cell 53 at an accurate flow rate. For such a small solenoid valve 100, it is required to control the flow rate of pure water with several μL to several tens μL (see Non-Patent Document 1).
[0004]
FIG. 7 is a sectional view of a conventional small solenoid valve 100. 8 and 9 are enlarged views of the valve portion of the conventional small solenoid valve 100. FIG.
The small solenoid valve 100 includes a valve body in which a valve body 101 is connected to a plate 102, and further, a casing 110 is connected to the valve body 101. The plate 102 has a first port 3a connected to the pure water pump 51 shown in FIG. 6, a second port 3b connected to the syringe pump 52 shown in FIG. 6, and a second port 3b connected to the reaction cell 53 shown in FIG. The three ports 103c are formed in parallel, and a valve chamber 105 communicating with the first to third ports 103a to 103c is formed by holding the outer edge of the diaphragm 104 between the valve body 101 and the plate 102. ing. Valve seats 106a and 106b are formed in openings where the first and third ports 103a and 103c communicate with the valve chamber 105, and first and second bulging portions 107a that come into contact with the valve seats 106a and 106b. , 107b are formed on the lower end surface of the diaphragm 104. The diaphragm 104 is fixed to a swing member 109 that is swingably supported by a support shaft 108 fixed to the valve body 101, and switches between the first to third ports 103 a to 103 c according to the swing of the swing member 109. .
[0005]
On the other hand, in the casing 110, a coil bobbin 113 for exciting the fixed iron core 112 when energizing the electromagnetic coil 111 is provided, and a movable iron core 114 is slidably inserted through the coil bobbin 113. A force in the direction B in the figure is constantly applied to the movable iron core 114 by a first spring 115 to push down a displacement member 116 slidably housed in the valve body 101. The displacement member 116 includes a first pressing member 117a and a second pressing member 117b that come into contact with the swinging member 109, and the first and second pressing members 117a and 117b are symmetrically arranged with the support shaft 108 interposed therebetween. The first pressing member 117a is fixed to the displacement member 116, while the second pressing member 117b is slidably held by the displacement member 116, and a force in the direction B in the drawing is constantly applied by the second spring 118. As the second spring 118, a spring having a lower urging force than the first spring 115 is used.
[0006]
In the case where the electric signal is not supplied, such a small solenoid valve 100 causes the movable iron core 114 to push down the displacement member 116 in the direction B in the drawing by the urging force of the first spring 115 as shown in FIG. The swinging member 109 is pressed in the direction B in the drawing by the pressing member 117a. Since the biasing force of the second spring 118 is weaker than that of the first spring 115, the swinging member 109 pushes up the second pressing member 117b in the direction A in the figure against the biasing force of the second spring 118 and tilts. Thereby, in the diaphragm 104, the first bulging portion 107a is in close contact with the valve seat portion 106a of the first port 103a to close the first port 103a, and the second bulging portion 107b is closed by the valve of the third port 103c. The third port 103c is opened apart from the seat 106b, and the second port 103b and the third port 103c are communicated. When the syringe pump 52 is driven in this state, pure water is injected from the syringe pump 52 into the reaction cell 53 via the second port 103b, the valve chamber 105, and the third port 103c of the small solenoid valve 100.
[0007]
When the small solenoid valve 100 is supplied with an electric signal, as shown in FIG. 9, the movable iron core 114 is attracted to the fixed iron core 112 and is opposed to the urging force of the first spring 115 in the direction A in the figure. And the force in the direction B in the figure applied to the displacement member 116 is released. Accordingly, the second pressing member 117b presses the swinging member 109 in the direction B in the drawing to swing by the urging force of the second spring 118. Accordingly, in the diaphragm 104, the second bulging portion 107b is in close contact with the valve seat portion 106b of the third port 103c to close the third port 103c, and the first bulging portion 107a is closed by the valve of the first port 103a. The first port 103a is opened apart from the seat 106a, and the first port 103a and the second port 103b are communicated. When the syringe pump 53 is driven in this state, pure water is supplied from the pure water pump 51 to the syringe pump 52 via the first port 103a, the valve chamber 105, and the second port 103b of the small solenoid valve 100 (for example, see Patent Reference 1).
[0008]
[Non-patent document 1]
"Medical / Analyzer Capture & Application Book," CK Corporation, October 16, 1998, p. 2-3
[Patent Document 1]
JP-A-2000-297876 (pages 3 to 5, FIGS. 1 to 3).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional small solenoid valve 100, since the first and second bulging portions 107a and 107b of the diaphragm 104 are provided so as to protrude into the valve chamber 105, the first bulging portion 107a (or the second bulging portion) of the diaphragm 104 is provided. When the first port 103a (or the third port 103c) is closed by bringing the bulging portion 107b) into contact with the valve seat 106a (or the valve seat 106b), the first bulging portion 107a (or the second A gap is formed between the diaphragm 104 and the valve chamber 105 around the bulging portion 107b), increasing the internal volume of the valve chamber 105 when the valve is closed. When the internal volume becomes large, a liquid pool is generated and the flow of the fluid is deteriorated. Moreover, a turbulent flow is easily generated around the first and second bulging portions 107a and 107b of the diaphragm 104, and the flow of the fluid is further deteriorated. Therefore, when the small electromagnetic valve 100 is used in the liquid analyzer of FIG. 6, there is a possibility that an extremely small flow rate of about several μL to several tens μL cannot be accurately controlled.
[0010]
Also, when the swing member 109 swings to bring the first bulging portion 107a (or the second bulging portion 107b) of the diaphragm 104 into contact with the valve seat 106a (or the valve seat 106b), Since the outer portion of the first bulging portion 107a (or the second bulging portion 107b) of 104 was pressed more strongly against the valve seat portion 106a (or the valve seat portion 106b) than the inner portion, the seal balance was poor. For this reason, the liquid leaks from the inside of the first bulging portion 107a (or the second bulging portion 107b) of the diaphragm 104, and it may not be possible to accurately control the extremely small flow rate of about several μL. On the other hand, although it is conceivable to adjust the sealing force of the diaphragm 104 in accordance with the inner portion where the sealing force is weak, the load on the outside of the first and second bulging portions 107a and 107b increases, and the diaphragm 104 is deteriorated. There is a problem to make it easier.
[0011]
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a small solenoid valve having a small internal volume of a valve chamber when the valve is closed and having a good seal balance.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The small solenoid valve according to the present invention has the following configuration.
(1) A swing member is swingably provided on a valve body in which a plurality of ports are formed, and a diaphragm that abuts or separates from a valve seat portion communicating with the port is fixed to the swing member. In a small solenoid valve in which the diaphragm is brought into contact with or separated from the valve seat by swinging using a solenoid mechanism to switch the communication state of the port, the valve seat has an inclined surface corresponding to an angle at which the diaphragm contacts. It is characterized by:
[0013]
According to the invention having the above configuration, when the swing member is swung by the solenoid mechanism and the port is switched by the diaphragm, the diaphragm abuts on the outside and the inside of the valve seat with uniform pressure, and the sealing property is improved. Therefore, it is not necessary to provide a bulging portion or the like in contact with the valve seat on the diaphragm, so that the internal volume of the valve chamber when the valve is closed can be reduced, and the seal balance can be improved.
[0014]
(2) A swing member is swingably provided on a valve body having a plurality of ports formed thereon, and a diaphragm which abuts or separates from a valve seat portion communicating with the port is fixed to the swing member. In a small solenoid valve in which the diaphragm is brought into contact with or separated from the valve seat by switching using a solenoid mechanism to switch the communication state of the port, the valve seat is provided in a convex shape around the port, and the outer side is provided with the outside. The feature is that the inside height is different.
[0015]
According to the invention having the above configuration, when the swing member is swung by the solenoid mechanism and the port is switched by the diaphragm, the diaphragm abuts on the outside and the inside of the valve seat with uniform pressure, and the sealing property is improved. In order to prevent fluid leakage due to the fact that the valve seat bites into the diaphragm, there is no need to provide a swelling portion in contact with the valve seat on the diaphragm, and the internal volume of the valve chamber when the valve is closed can be reduced. The sealing performance can be improved with good sealing balance.
[0016]
(3) The small solenoid valve according to (1) or (2), wherein the valve seat has an inclination with respect to a base point defined between the fulcrum where the swing member swings and the port. Features.
Therefore, the diaphragm can be brought into close contact with the entire valve seat with a uniform pressure.
[0017]
(4) The small solenoid valve according to (1) or (3), wherein a projection is provided on the valve seat.
Therefore, when the diaphragm comes into contact with the valve seat portion, the protrusion bites into the diaphragm to prevent fluid leakage, so that the sealing performance can be improved.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Next, a first embodiment of a small solenoid valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view of the small solenoid valve 1 when not energized. FIG. 3 is a sectional view of the small solenoid valve 1 when energized.
The small solenoid valve 1 is used in the liquid analyzer 50 of FIG. 6, similarly to the small solenoid valve 100 described in the section of the related art. In the small solenoid valve 100 described in the section of the prior art, the first and second bulging portions 107a and 107b are provided on the diaphragm 104 to secure the sealing property on the diaphragm 104 side. In the small electromagnetic valve 1 of the embodiment, the inclined surfaces 22 are provided on the valve seats 6a and 6b, and the sealing property is secured on the valve seats 6a and 6b side.
[0019]
The small electromagnetic valve 1 has a valve body formed by fixing a valve body 3 to a mounting plate 2, and a casing 4 is connected to the valve body 3. The mounting plate 2 has a first port 5a connected to the pure water pump 51 in FIG. 6, a second port 5b connected to the syringe pump 52 in FIG. 6, and a third port 5c connected to the reaction cell 53 in FIG. Are formed, and valve seats 6a and 6b (described later) are provided to communicate with the first and third ports 5a and 5c, respectively.
[0020]
The valve body 3 is formed in a hollow cylindrical shape. By holding the outer edge of the diaphragm 7 between the valve body 3 and the mounting plate 2, the valve body 3 is connected to the first to third ports 5a to 5c. A communicating valve chamber 8 is formed. The diaphragm 7 is formed of a thin circular shape such as fluoro rubber, silicon rubber, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), and is pivotally supported by a support shaft 9 fixed to the valve body 3. Is fixed to the swinging member 10. Therefore, when the swing member 10 is swung, the diaphragm 7 is brought into contact with the valve seat 6a of the first port 5a or the valve seat 6b of the third port 5c, and the first to third ports 5a to 5c are closed. The communication state can be switched.
[0021]
The casing 4 has a built-in solenoid mechanism. The solenoid mechanism includes a hollow cylindrical coil bobbin 12 around which an electromagnetic coil 11 is wound, and a fixed iron core 13 is fixed to an upper end opening of a hollow hole of the coil bobbin 12, while a fixed iron core 13 is fixed to a lower end opening of the hollow hole of the coil bobbin 12. The movable iron core 14 is slidably inserted. The electromagnetic coil 11 is energized via a lead 15, and a circuit board 16 for controlling a voltage is provided between the lead 15 and the electromagnetic coil 11.
[0022]
The movable iron core 14 is slidably inserted into a hollow hole 17 formed in the valve body 3 such that a tip end portion of the movable iron core 14 abuts against the swinging member 10, and a downward force is constantly applied by a first spring 18. . The tip of the pressing member 20 is in contact with the swing member 10 at a position symmetrical to the movable iron core 14 with the support shaft 9 interposed therebetween. The pressing member 20 is slidably received in a hollow hole 19 formed in the valve body 3, and is constantly applied with a downward force by a second spring 21 disposed in the hollow hole 19. The second spring 21 has a lower urging force than the first spring 18. Therefore, by adjusting the urging force of the first spring 18 by moving the movable core 14 up and down, the balance between the urging forces of the first spring 18 and the second spring 21 is changed, and the swing member 10 is swung. be able to.
[0023]
Next, the valve seats 6a and 6b of the small solenoid valve 1 will be described. FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of the small solenoid valve 1. In the present embodiment, the inclined surface of the valve seat 6a and the inclined surface of the valve seat 6b are formed in the same manner. Therefore, here, the inclined surface of the valve seat 6a will be described, and the inclined surface of the valve seat 6b will be described. The description of is omitted.
[0024]
The valve seat 6 a is provided around the first port 5 a of the mounting plate 2, and forms a sealing surface S that comes into contact with the diaphragm 7. The valve seat 6a is formed with an inclined surface 22 so that the outside is lower than the inside. The inclined surface 22 is formed so as to correspond to the angle A at which the swing member 10 swings from the horizontal state by a predetermined angle A to bring the diaphragm 7 into contact with the valve seat 6a. Specifically, in the present embodiment, since the swing member 10 is tilted about 1.5 degrees from the horizontal position L1 with the support shaft 9 as a base and the diaphragm 7 contacts the valve seat portion 6a, An inclined surface 22 is formed so as to be inclined outward about 1.5 degrees to the opposite side (lower side in the figure) from the diaphragm 7. Here, it is desirable that the base point M is provided near the first port 5a. This is because, when provided near the support shaft 9, the volume between the opening of the second port 5b and the diaphragm 7 is reduced, and the flow rate is reduced.
[0025]
It is to be noted that merely providing the inclined surface 22 on the mounting plate 2 may reduce the volume between the second port 5b and the diaphragm 7 and may cause a liquid pool or the like in the valve chamber 8; Is provided with an inclined surface 23. The inclined surface 23 is formed so as to be inclined inward from the base point M by a predetermined angle B toward the opposite side (lower side in the figure) from the diaphragm 7. In the present embodiment, the predetermined angle B is set to 1.5 degrees corresponding to the inclined surface 22.
[0026]
The small solenoid valve 1 having such a configuration operates as follows.
When an electric signal is not supplied to the small solenoid valve 1, as shown in FIG. 2, since the fixed iron core 13 does not attract the movable iron core 14, the movable iron core 14 is urged by the first spring 18 and the swing member 10 Is pressed down. Since the second spring 21 has a weaker urging force than the first spring 18, the swing member 10 swings so as to push the pressing member 20 upward against the urging force of the second spring 21. As a result, the diaphragm 7 comes into contact with the inclined surface 22 of the valve seat 6b of the first port 5a to close the first port 5a, and separates from the inclined surface 22 of the valve seat 6b of the third port 5c. Then, the third port 5c is opened to connect the second port 5b and the third port 5c. Therefore, when the syringe pump 52 of FIG. 6 is filled with pure water in advance and the syringe pump 52 is driven in a state where no electric signal is supplied to the small solenoid valve 1, the pure water is supplied from the syringe pump 52 to the small solenoid valve 1. It is injected into the reaction cell 53 via the 2 port 5b, the valve chamber 8, and the third port 5c.
[0027]
On the other hand, when an electric signal is supplied to the small solenoid valve 1, as shown in FIG. 3, the fixed iron core 13 is excited and the movable iron core 14 is pulled up against the urging force of the first spring 18, so that the movable member 14 The force for pressing the swing member 10 downward is released. Accordingly, the pressing member 20 is urged by the second spring 21 to press the swing member 10 downward to swing. As a result, the diaphragm 7 separates from the inclined surface 22 of the valve seat 6b of the first port 5a to open the first port 5a and abuts on the inclined surface 22 of the valve seat 6b of the third port 5c. Thus, the third port 5c is closed, and the first port 5a and the second port 5b are communicated. When the syringe pump 52 of FIG. 6 is driven in this state, pure water is supplied from the pure water pump 51 to the syringe pump 52 via the first port 5a, the valve chamber 8, and the second port 5b of the small solenoid valve.
[0028]
Here, the diaphragm 7 of the small solenoid valve 1 is not provided with the first and second bulging portions 107a and 107b unlike the diaphragm 104 of the small solenoid valve 100 described in the section of the related art. Since the slopes 22 are formed on the valve seats 6a, 6b corresponding to the contact angle A to change the height between the outside and the inside of the valve seats 6a, 6b, the swing member 10 and the valve seat are changed. The diaphragm 7 can be sandwiched between the portion 6a (or the valve seat portion 6b), and a predetermined sealing force is secured.
[0029]
At this time, since the inclined surfaces 22 of the valve seat portions 6a and 6b are formed with reference to a base point M defined between the support shaft 9 and the first and third ports 5a and 5c, the diaphragm 7 is moved to the first and third ports. The third ports 5a and 5b are brought into close contact with the entire periphery.
[0030]
Further, in the small solenoid valve 100 (see FIGS. 8 and 9) described in the section of the prior art, since the first and second bulging portions 107a and 107b are provided, around the valve seat portions 106a and 106b when the valve is closed. A gap is created between the diaphragm 104 and the valve chamber 105, increasing the internal volume of the valve chamber 105 when the valve is closed. On the other hand, in the small solenoid valve 1 of the present embodiment, the diaphragm 7 is directly brought into contact with the inclined surface 22 of the valve seat 6a (or the valve seat 6b) to seal the valve. No gap is formed between the diaphragm 7 and the valve chamber 8 around (or the valve seat 6b). Therefore, the small solenoid valve 1 of the present embodiment can make the internal volume of the valve chamber 8 smaller when the valve is closed than the small solenoid valve 100 described in the section of the related art. Specifically, in the small solenoid valve 100 (see FIGS. 8 and 9) described in the section of the related art, the internal volume of the valve chamber 105 when the valve is closed is about 25 μL, whereas the present embodiment is different from the first embodiment. In the small electromagnetic valve 1, the internal volume of the valve chamber 8 when the valve was closed was about 10 μL, and the internal volume of the valve chamber 8 when the valve was closed could be reduced to about one-fourth. Therefore, liquid accumulation and turbulence hardly occur in the valve chamber 8 when the valve is closed, the flow of the fluid is improved, and it is possible to accurately control even a very small flow rate of about several μL to several tens μL. .
[0031]
Therefore, according to the small solenoid valve 1 of the first embodiment, the swing member 10 is swingably provided on the valve body 3 connected to the mounting plate 2 in which the first to third ports 5a to 5c are formed. The diaphragm 7, which comes into contact with or separates from the valve seats 6a and 6b communicating with the first and third ports, is fixed to the rocking member 10, and the rocking member 10 is rocked by switching the state of energization to the electromagnetic coil 111. When the diaphragm 7 is brought into contact with or separated from the valve seats 6a and 6b to switch the communication state of the first to third ports 5a to 5c, the valve seats 6a and 6b have an angle at which the diaphragm 7 contacts. , The internal volume of the valve chamber 8 when the valve is closed can be reduced, and the seal balance can be improved.
[0032]
Further, the valve seats 6a and 6b are provided with inclinations with reference to a base point M defined between the support shaft 9 serving as a fulcrum on which the swing member 10 swings and the first port 5a (or the third port 5c). As a result, the diaphragm 7 can be brought into close contact with the entire valve seats 6a and 6b with a uniform pressure.
[0033]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the small solenoid valve of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an enlarged sectional view of a valve portion of the small solenoid valve 30.
The small solenoid valve 30 of the second embodiment is obtained by improving the small solenoid valve 1 of the first embodiment so as to improve the sealing performance. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described. However, other descriptions are omitted. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0034]
The small electromagnetic valve 30 is formed such that an annular projection 31 protrudes toward the diaphragm 7 on the valve seat portions 6a and 6b. Therefore, the projection 31 is pressed against the diaphragm 7 to seal, so that the projection 31 also functions as a valve seat. The tip of the projection 31 has a hemispherical cross section in order to disperse stress on the diaphragm 7, is inclined parallel to the inclined surface 22, and the outside is lower than the inside. Accordingly, when the swinging member 10 swings to bring the diaphragm 7 into contact with the projection 31, the projection 31 bites into the diaphragm 7 with a uniform pressure, and the fluid leaks from the valve chamber 8 to the first port 5 a or the third port 5 c. To prevent When the projection 31 bites into the diaphragm 7, the inclined surfaces 22 of the valve seats 6a and 6b also come into contact with the diaphragm 7 to prevent fluid leakage.
[0035]
Here, since the protrusion 31 is provided only to protrude around the first and third ports 5a and 5b, the swing amount of the swing member 10 is smaller than that of the small solenoid valve 1 of the first embodiment. Hardly changes. For this reason, the internal volume of the valve chamber 8 when the valve is closed is smaller than that of the conventional small solenoid valve 100 (see FIGS. 8 and 9), and liquid accumulation and the like are less likely to occur.
[0036]
Therefore, according to the small solenoid valve 30 of the second embodiment, the projection 31 is provided in a convex shape around the first and third ports 5a and 5c, and the heights of the outside and the inside are different. The internal volume of the valve chamber 8 when the valve is closed can be reduced, and the sealing performance can be improved with a good seal balance.
Further, since the projections 31 are provided on the valve seats 6a and 6b, double sealing by the valve seats 6a and 6b and the projections 31 is enabled, and the sealing performance can be improved.
[0037]
(Third embodiment)
Next, a second embodiment of the small solenoid valve of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an enlarged sectional view of the valve portion of the small solenoid valve 40.
The small solenoid valve 40 of the third embodiment is obtained by improving the small solenoid valve 1 of the first embodiment so as to improve the sealing performance. Here, a configuration different from the first embodiment will be described. However, other descriptions are omitted. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0038]
The small solenoid valve 40 is configured such that the valve seats 41a and 41b form annular concave portions 42a and 42b around the inclined surface 22 formed on the mounting plate 2 with respect to the base point M, so that the first and third ports 5a are formed. , 5b in a convex shape. The inclined surface 22 remains at the distal ends of the valve seats 41a and 41b, and the outside is lower than the inside. Therefore, when the swing member 10 swings, the valve seat 41 a (or the valve seat 41 b) sandwiches the diaphragm 7 between the swing member 10 and the inclined surface 22 and the first port 5 a (or the third port 5 c). ) Is closed. At this time, since the outside of the valve seat 41a (or the valve seat 41b) is lower than the inside, the valve seat 41a (or the valve seat 41b) comes into contact with the diaphragm 7 with a uniform pressure. Further, the valve seat portion 41a (or the valve seat portion 41b) prevents the fluid from leaking from the valve chamber 8 into the first port 5a (or the third port 5c) by digging into the diaphragm 7.
[0039]
Therefore, according to the small solenoid valve 40 of the third embodiment, the valve seats 41a and 41b are provided in a convex shape around the first and third ports 5a and 5b, and have an angle A at which the diaphragm 7 contacts. Since the corresponding inclined surface 22 is provided at the distal end, the internal volume of the valve chamber when the valve is closed can be reduced, and the sealing performance can be improved with a good seal balance.
Further, since the valve seats 41a and 41b are inclined with respect to a base point M defined between the support shaft 9 serving as a fulcrum of the swing of the swing member 10 and the first and third ports 5a and 5c. The diaphragm 7 can be brought into close contact with the entire valve seats 41a and 41b.
[0040]
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various applications are possible.
[0041]
(1) For example, in the above embodiment, the first to third ports 5a to 5c are formed in the mounting plate 2. On the other hand, the number of ports may be changed, and an inclined surface may be provided in the valve seat of the port that is opened and closed by the diaphragm.
[0042]
(2) For example, in the above embodiment, the swing member 10 is pivotally supported by the support shaft 9, and the movable iron core 14 and the pressing member 20 are brought into contact with each other at symmetrical positions with respect to the support shaft 9. On the other hand, a displacement member or the like may be provided between the movable core 14 and the swing member 10 so that the movable core 14 is arranged coaxially with the support shaft 9.
[0043]
(3) For example, in the above-described embodiment, the small electromagnetic valves 1, 30, and 40 are used in a liquid analyzer that controls the flow rate in a minute amount. On the other hand, it may be used for an apparatus in which the flow rate of the liquid to be controlled is not very small.
[0044]
(4) For example, in the second embodiment, the tip of the protrusion 31 is inclined, but may be provided horizontally. Even in this case, since the inclined surface 22 is formed in the valve seats 6a and 6b, the diaphragm 33 can be in close contact with the valve seats 6a and 6b along the inclined surface 22 to ensure the sealing performance, and furthermore, The projections 31 are made to bite into the diaphragm 33 to improve the sealing performance.
[0045]
(5) For example, in the third embodiment, the valve seat portions 41a and 41b are formed so as to cross the inclined surface 22. On the other hand, the valve seat may be provided in a convex shape around the port of the flat mounting plate so that the height differs between the outside and the inside of the valve seat.
[0046]
(6) For example, in the second embodiment, the tip of the projection 31 is formed in a hemispherical cross section. In the third embodiment, the tip of the valve seats 41a and 41b is formed by the inclined surface 22. Has formed. On the other hand, for example, the projection or the valve seat may be formed in a triangular cross section to provide a curve at the tip.
[0047]
【The invention's effect】
Therefore, according to the small solenoid valve of the present invention, the swing member is swingably provided on the valve body in which the plurality of ports are formed, and the swing member contacts or separates from the valve seat communicating with the port. In a device in which the diaphragm is fixed and the swing member is swung to make the diaphragm contact or separate from the valve seat to switch the communication state of the port, the valve seat has an inclined surface corresponding to an angle at which the diaphragm contacts. , The internal volume of the valve chamber when the valve is closed can be reduced, and the seal balance can be improved.
[0048]
According to the small solenoid valve of the present invention, the swing member is swingably provided on the valve body in which the plurality of ports are formed, and the swing member contacts or separates from the valve seat communicating with the port. In a small solenoid valve in which a diaphragm is fixed and a swing member is oscillated by using a solenoid mechanism to contact or separate a diaphragm from a valve seat to switch a communication state of a port, a valve seat is provided around a port. Since the outer and inner heights are different from each other, the internal volume of the valve chamber when the valve is closed can be reduced, and the sealing performance can be improved with a good seal balance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a small solenoid valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the small solenoid valve when power is not supplied.
FIG. 3 is also a cross-sectional view of the small solenoid valve when energized.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a valve portion of a small solenoid valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a valve portion of a small solenoid valve according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram of a liquid analyzer.
FIG. 7 is a sectional view of a conventional small solenoid valve.
FIG. 8 is an enlarged view of a valve portion of a conventional small solenoid valve, showing a state where a second port and a third port are communicated with each other.
FIG. 9 is an enlarged view of a valve portion of a conventional small solenoid valve, showing a state in which a first port and a second port are communicated with each other.
[Explanation of symbols]
1 small solenoid valve
2 Mounting plate
3 Valve body
5a 1st port
5b 2nd port
5c 3rd port
6a Valve seat
6b Valve seat
7 diaphragm
10 Swing member
11 Electromagnetic coil
12 coil bobbin
13 Fixed iron core
14 Movable iron core
18 1st spring
20 Pressing member
21 Second spring
30 small solenoid valve
31 protrusion
40 small solenoid valve
41a Valve seat
41b Valve seat
A angle
M base point

Claims (4)

複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材に前記ポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、前記揺動部材をソレノイド機構を用いて揺動させることにより前記ダイアフラムを前記弁座部に当接又は離間させて前記ポートの連通状態を切り換える小型電磁弁において、
前記弁座部は、前記ダイアフラムが当接する角度に対応する傾斜面を有することを特徴とする小型電磁弁。
A swing member is swingably provided on a valve body having a plurality of ports formed thereon, and a diaphragm that abuts or separates from a valve seat portion communicating with the port is fixed to the swing member, and the swing member is a solenoid. A small solenoid valve that switches the communication state of the port by causing the diaphragm to abut or separate from the valve seat by swinging using a mechanism,
The said valve seat part has the inclined surface corresponding to the angle which the said diaphragm contacts, The small electromagnetic valve characterized by the above-mentioned.
複数のポートが形成された弁本体に揺動部材を揺動可能に設け、その揺動部材に前記ポートに連通する弁座部に当接又は離間するダイアフラムを固着し、前記揺動部材をソレノイド機構を用いて揺動させることにより前記ダイアフラムを前記弁座部に当接又は離間させて前記ポートの連通状態を切り換える小型電磁弁において、
前記弁座部は、前記ポートの周りに凸状に設けられ、外側と内側の高さが異なることを特徴とする小型電磁弁。
A swing member is swingably provided on a valve body having a plurality of ports formed thereon, and a diaphragm that abuts or separates from a valve seat portion communicating with the port is fixed to the swing member, and the swing member is a solenoid. A small solenoid valve that switches the communication state of the port by causing the diaphragm to abut or separate from the valve seat by swinging using a mechanism,
The small solenoid valve according to claim 1, wherein the valve seat portion is provided in a convex shape around the port, and has different heights on the outside and the inside.
請求項1又は請求項2に記載する小型電磁弁において、
前記揺動部材が揺動する支点と前記ポートとの間に規定した基点を基準にして前記弁座部に傾斜を設けていることを特徴とする小型電磁弁。
In the small solenoid valve according to claim 1 or 2,
A small solenoid valve characterized in that the valve seat is inclined with respect to a base point defined between a fulcrum at which the swing member swings and the port.
請求項1又は請求項3に記載する小型電磁弁において、
前記弁座部に突起を設けたことを特徴とする小型電磁弁。
The small solenoid valve according to claim 1 or claim 3,
A small solenoid valve, wherein a projection is provided on the valve seat.
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