JP2004144243A - Small-size solenoid valve - Google Patents
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Abstract
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
[0003]
The
[0004]
FIG. 7 is a sectional view of a conventional
The
[0005]
On the other hand, in the
[0006]
In the case where the electric signal is not supplied, such a
[0007]
When the
[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 (
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional
[0010]
Also, when the
[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
The
[0019]
The small
[0020]
The
[0021]
The casing 4 has a built-in solenoid mechanism. The solenoid mechanism includes a hollow
[0022]
The
[0023]
Next, the
[0024]
The
[0025]
It is to be noted that merely providing the
[0026]
The
When an electric signal is not supplied to the
[0027]
On the other hand, when an electric signal is supplied to the
[0028]
Here, the
[0029]
At this time, since the
[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
[0031]
Therefore, according to the
[0032]
Further, the
[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
[0034]
The small electromagnetic valve 30 is formed such that an
[0035]
Here, since the
[0036]
Therefore, according to the small solenoid valve 30 of the second embodiment, the
Further, since the
[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
[0038]
The small solenoid valve 40 is configured such that the
[0039]
Therefore, according to the small solenoid valve 40 of the third embodiment, the
Further, since the
[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
[0042]
(2) For example, in the above embodiment, the
[0043]
(3) For example, in the above-described embodiment, the small
[0044]
(4) For example, in the second embodiment, the tip of the
[0045]
(5) For example, in the third embodiment, the
[0046]
(6) For example, in the second embodiment, the tip of the
[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)
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.
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.
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.
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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