JP2004218773A

JP2004218773A - 直動スライド式電磁弁

Info

Publication number: JP2004218773A
Application number: JP2003008608A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Iriko; 隆之入子; Osamu Sugano; 治菅野
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】従来のものに比して小さい弁ストロークによって流路切換を行うことができ、中間漏れを生じない構造でも、弁装置の大型化、消費電力の増加を招かないようにする。
【解決手段】弁座面１３に開口したポート１４、１５を弁体３の移動方向Ａに対して直交する方向Ｂに所定間隔ｔをおいて配列する。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直動スライド式電磁弁に関し、特に、電磁ソレノイド装置によって弁体を直結駆動して流路切換を行う直動スライド式電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直動スライド式電磁弁は、電磁ソレノイド装置のプランジャに連結されたブロック状の弁体の前面が、弁室内の弁座面に摺接し該弁室内の弁座面に対して軸線方向に摺動することにより、前記弁座面に開口しているポートを開閉して流路切換や流量制御を行う。
【０００３】
従来、この種の直動スライド式電磁弁としては、電磁ソレノイド装置のプランジャにリベット等によって固定された板状の弁体ホルダに弁体が弁座面に対して離接する方向に移動可能に取り付けられ、弁体ホルダに取り付けられた板ばねによって弁体を背面側から弁座面に押し付けるものや（例えば、特許文献１、２、３）、弁室内圧を弁体の背面側に作用させて弁体を弁座面に押し付けるもの（例えば、特許文献４）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
実公平４−４７４９３号公報
【特許文献２】
特公平４−７７８４０号公報
【特許文献３】
特公平６−６３５７７号公報
【特許文献４】
実開昭６０−３１５６５公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
流路切換を行う直動スライド式電磁弁では、弁座面に弁体の移動方向に沿って複数個のポートが所定間隔をおいて開口し、弁体の軸線方向移動によってポートの開閉を行うから、流路切換に必要な弁ストロークが大きい。このため、弁装置が大型化し、電磁ソレノイド装置の消費電力も大きくなる。このようなことは、流路切換の中間位置にてポートが不必要に開放されることによる中間漏れを生じない構造にすると、より顕著なものになり、対策が必要になる。
【０００６】
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、従来のものに比して小さい弁ストロークによって流路切換を行うことができ、中間漏れを生じない構造でも、弁装置の大型化、消費電力の増加を招くことがない直動スライド式電磁弁を提供することを目的としている。
【０００７】
【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、この発明による直動スライド式電磁弁は、電磁ソレノイド装置のプランジャに連結された弁体の前面が、弁室内の弁座面に摺接し該弁室内の弁座面に対して軸線方向に摺動することにより前記弁座面に開口しているポートの開閉を行う直動スライド式電磁弁において、前記ポートは、前記弁座面に複数個開口しており、前記弁体の移動方向に対して交差する方向に所定間隔をおいて配列されている。
【０００８】
この発明による直動スライド式電磁弁によれば、弁体の移動方向に交差する方向に複数個のポートが所定間隔をおいて配列されているので、ポートが弁体の移動方向と同方向に配列されている場合に比して小さい弁ストロークによって流路切換を行うことができる。
【０００９】
この発明による直動スライド式電磁弁は、具体的構成例として、前記ポートが、第１のポート及び第２のポートの２個設けられていて、これら第１のポート及び第２のポートが前記弁体の移動方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて配列されており、前記弁体が、前記第１のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第２のポートのみを前記弁室に開放する第１の位置と、当該弁体に形成された連通路によって前記第１のポートと前記第２のポートとを連通接続する第２の位置との間で移動し、前記第１の位置と前記第２の位置との間の中間位置にて前記第１のポートと前記第２のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽するものとして構成できる。
【００１０】
または、別の具体的構成例として、前記ポートが、第３のポート及び第４のポートの２個設けられていて、これら第３のポート及び第４のポートが前記弁体の移動方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて配列されており、前記弁体が、前記第３のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第４のポートのみを前記弁室に開放する第３の位置と、前記第４のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第３のポートのみを前記弁室に開放する第４の位置との間で移動し、前記第３の位置と前記第４の位置との間の中間位置にて前記第３のポートと前記第４のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽するものとして構成できる。
【００１１】
あるいは、さらに別の具体的構成例として、前記ポートが、第５のポート及び第６のポートの２個設けられていて、これら第５のポート及び第６のポートは前記弁体の移動方向に対して直交する方向に段違いに所定間隔をおいて配列されており、前記弁体が、前記第５のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第６のポートのみを前記弁室に開放する第５の位置と、前記第６のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第５のポートのみを前記弁室に開放する第６の位置との間で移動し、前記第５の位置と前記第６の位置との間の中間位置にて前記第５のポートと前記第６のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽するものとして構成できる。
【００１２】
そして、この発明による直動スライド式電磁弁は、前記弁室にもう一つのポートが開口し、前記弁体の移動によって流路切換を行う中間漏れなしの３方弁として構成することができる。
【００１３】
この発明による直動スライド式電磁弁は、更に、前記弁室に高圧側ポートが開口し、前記弁体は、平面状の前面をもって平面状の弁座面に対向し、背面側の半円状横断面の凹部にて前記プランジャの円柱部に回動可能に嵌合している構造とすることができる。
【００１４】
この発明による直動スライド式電磁弁によれば、弁室に高圧側ポートが開口していることにより、弁室内が高圧雰囲気になり、弁室内圧によって弁体前面が弁座面に押し付けられる。弁体は背面側の半円状横断面の凹部にてプランジャの円柱部に回動可能に嵌合しているから、弁体前面は弁座面に倣うように自己補正して弁座面にタイトに接触する。
【００１５】
【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〜図７はこの発明による直動スライド式電磁弁の一つの実施形態を示している。
【００１６】
直動スライド式電磁弁は、図１に示されているように、弁ハウジング１と、弁体３と、プランジャチューブ４、プランジャ５、吸引子６および電磁コイル７による電磁ソレノイド装置８とを有している。
【００１７】
弁ハウジング１は内部に弁室１０を画定している。弁ハウジング１には弁室１０に開口した高圧側ポート１１が形成されており、高圧側ポート１１には高圧側継手１２が接続されている。
【００１８】
弁室１０の内壁面の一部が平面状の弁座面１３になっている。弁座面１３は弁室１０内にあり、弁座面１３には後述する第１ポート（低圧側ポート）１４と第２のポート（装置接続ポート）１５とが開口している。第１ポート１４、第２のポート１５には各々継手１６、１７が接続されている。
【００１９】
弁体３は、ブロック状をなし、平面状の前面１８にて平面状の弁座面１３に対向している。弁体３は、背面側に半円状横断面の凹部１９を有しており、凹部１９にてプランジャ５の下端部に形成された円柱部２０に回動可能に嵌合している。弁体３は、円柱部２０の軸線方向両端に形成されたフランジ面２１、２２間に挟まれ、軸線方向移動を拘束されている。この軸線方向移動の拘束により、弁体３は、プランジャ５と直結状態で、プランジャ５と共に軸線方向（上下方向）移動する。
【００２０】
プランジャチューブ４の上端に吸引子６が固着されている。プランジャチューブ４の外周には電磁コイル７が嵌合しており、電磁コイル７はボルト９によって吸引子６に固定されている。
【００２１】
プランジャ５と吸引子６との間には圧縮コイルばね２３が挟まれている。圧縮コイルばね２３はプランジャ５を下方に付勢している。
【００２２】
プランジャ５は、電磁コイル７に通電が行われていない非通電状態時には、図１に示されているように、圧縮コイルばね２３のばね力によって降下位置に位置し、電磁コイル７に通電が行われている通電状態時には、圧縮コイルばね２３のばね力に抗して上昇移動し、図２に示されているように、上昇位置に位置する。
【００２３】
つぎに、弁体３と第１ポート１４、第２のポート１５との位置関係、弁体３の前面部形状について説明する。
【００２４】
この実施形態では、第１のポート１４と第２のポート１５は、図５に示されているように、弁体３の移動方向（縦方向）Ａに対して直交する方向（横方向）Ｂに所定間隔ｔをおいて整列配置されている。
【００２５】
弁体３は、前面１８に、片ポート遮蔽面部１８Ａ、両ポート遮蔽面部１８Ｂ、両ポート連通凹部（連通路）１８Ｃを上下方向に順に有している。両ポート遮蔽面部１８Ｂおよび両ポート連通凹部１８Ｃは、ともに、第１のポート１４と第２のポート１５の配列方向（横方向）を長手方向とし、横方向においてこれら第１のポート１４及び第２のポート１５を覆うように構成されている。また、両ポート遮蔽面部１８Ｂの縦方向寸法ｄは第１のポート１４、第２のポート１５のポート径Ｄより大きく設定されている。
【００２６】
弁体３は、前述したように、プランジャ５によって縦方向（軸線方向）Ａに駆動され、非通電状態時には、図７（ａ）に示されているように、片ポート遮蔽面部１８Ａが第１のポート１４に整合し、第１のポート１４を弁室１０との連通より遮蔽し、第２のポート１５のみを弁室１０に開放する第１の位置（降下位置）に位置する。この第１の位置では、第１のポート１４が閉じられ、第２のポート１５が高圧側ポート１１に連通接続される。
【００２７】
これに対し、弁体３は、通電状態時には、図７（ｃ）に示されているように、連通凹部１８Ｃが第１のポート１４および第２のポート１５に整合し、連通凹部１８Ｃによって第１のポート１４と第２のポート１５とを弁室１０との連通から遮断しつつ相互に連通接続する第２の位置（上昇位置）に位置する。この第２の位置では、高圧側ポート１１が閉じられ、第２のポート１５が第１のポート１４に連通接続される。
【００２８】
弁体３は、上述した第１の位置と第２の位置との間で移動し、この移動によって第２のポート１５を高圧側ポート１１と第１のポート１４の何れか一方に選択的に接続し、３方弁としての流路切換を行う。
【００２９】
弁体３は、上述の第１の位置と第２の位置との中間位置においては、図７（ｂ）に示されているように、両ポート遮蔽面部１８Ｂが第１のポート１４および第２のポート１５に整合し、第１のポート１４を弁室１０との連通より遮蔽すると共に、第２のポート１５も弁室１０との連通より遮蔽する。これにより、流路切換過程で、高圧側ポート１１が過渡的に第１のポート１４に接続されること、すなわち、中間漏れが生じることが回避される。
【００３０】
上述した流路切換に必要な弁ストロークＳは、第１のポート１４、第２のポート１５が、弁体３の移動方向Ａに直交する方向Ｂに配列されていることにより、これらポートが弁体３の移動方向Ａと同方向に配列されている場合に比して小さくなる。このことにより、弁装置の小型化を図ることができ、併せて流路切換に必要な電力の低減を図ることができる。
【００３１】
また、弁室１０に高圧側ポート１１が開口していることにより、弁室１０内が高圧雰囲気になり、弁室内圧によって弁体３の前面１８が弁座面１３に押し付けられることになる。そして、弁体３は背面側の半円状横断面の凹部１９にてプランジャ５の円柱部２０に回動可能に嵌合しているから、弁体前面１８は弁座面１３に倣うように自己補正して弁座面１３にタイトに押し付けられ、押さえばね等を必要とすることなく適当な弁シール圧が得られる。これにより、部品点数、組立工数の削減が図られる。
【００３２】
この弁室内圧による弁体３の押さえは、弁座面１３に押し付けられる弁体３の前面１８の、第１のポート１４及び第２のポート１５の配列方向における寸法、つまり弁体３の横幅Ｗ（図３参照）が、それと直交する方向における弁体３の前面１８の寸法、つまり弁体３の縦幅よりも広いことにより、傾き難く、安定して行われる。
【００３３】
この発明による直動スライド式電磁弁の他の実施形態を図８を参照して説明する。なお、この実施形態の構成は、弁体の形状以外は、全て上述の実施形態（図１〜図７のもの）と同じ構成である。
【００３４】
弁室１０内の弁座面１３に第３のポート３２と第４のポート３３とが開口している。この実施形態でも、第３のポート３２と第４のポート３３とは、前述の実施形態と同様に、弁体３１の移動方向（縦方向）Ａに対して直交する方向（横方向）Ｂに所定間隔ｔをおいて整列配置されている。
【００３５】
弁体３１は、前述の実施形態と同様に、前面にて弁座面１３に対向し、片ポート遮蔽面部３１Ａ、両ポート遮蔽面部３１Ｂ、逆片ポート遮蔽面部３１Ｃを上下方向に順に有している。
【００３６】
弁体３１は、前述の実施形態と同様に、プランジャ５によって縦方向（軸線方向）Ａに駆動され、非通電状態時には、片ポート遮蔽面部３１Ａが第３のポート３２に整合し、第３のポート３２を弁室１０との連通より遮蔽し、第４のポート３３のみを弁室１０に開放する第３の位置（降下位置）に位置する。この第３の位置では、第３のポート３２が閉じられ、第４のポート３３が高圧側ポート１１に連通接続される。
【００３７】
これに対し、弁体３１は、通電状態時には、上昇移動し、逆片ポート遮蔽面部３１Ｃが第４のポート３３に整合し、第４のポート３３を弁室１０との連通より遮蔽し、第３のポート３２のみを弁室１０に開放する第４の位置（上昇位置）に位置する。この第４の位置では、第４のポート３３が閉じられ、第３のポート３２が高圧側ポート１１に連通接続される。
【００３８】
弁体３１は、上述した第３の位置と第４の位置との間で移動し、この移動によって高圧側ポート１１を第３のポート３２と第４のポート３３の何れか一方に選択的に接続し、３方弁としての流路切換を行う。
【００３９】
弁体３１は、上述の第３の位置と第４の位置との中間位置においては、両ポート遮蔽面部３１Ｂが第３のポート３２および第４のポート３３に整合し、第３のポート３２を弁室１０との連通より遮蔽すると共に、第４のポート３３も弁室１０との連通より遮蔽する。これにより、流路切換過程で、第３のポート３２と第４のポート３３とが過渡的に接続されること、すなわち、中間漏れが生じることが回避される。
【００４０】
この実施形態でも、流路切換に必要な弁ストロークは、第３のポート３２、第４のポート３３が、弁体３１の移動方向Ａに直交する方向Ｂに配列されていることにより、これらポートが弁体３の移動方向Ａと同方向に配列されている場合に比して小さくなる。このことにより、弁装置の小型化を図ることができ、併せて流路切換に必要な電力の低減を図ることができる。
【００４１】
この発明による直動スライド式電磁弁のもう一つの実施形態を図９を参照して説明する。なお、この実施形態の構成も、弁体の形状以外は、全て上述の実施形態（図１〜図７のもの）と同じ構成である。
【００４２】
弁室１０内の弁座面１３に第５のポート４２と第６のポート４３とが開口している。この実施形態では、第５のポート４２と第６のポート４３とは、前述の実施形態と同様に、弁体４１の移動方向（縦方向）Ａに対して直交する方向（横方向）Ｂに所定間隔をおき、かつ、弁体４１の移動方向（縦方向）Ａにも所定間隔をおいて、段違いに配置されている。
【００４３】
弁体４１は、前述の実施形態と同様に、前面にて弁座面１３に対向し、片ポート遮蔽面部４１Ａ、両ポート遮蔽面部４１Ｂ、逆片ポート遮蔽面部４１Ｃを上下方向に順に有している。
【００４４】
弁体４１は、前述の実施形態と同様に、プランジャ５によって縦方向（軸線方向）Ａに駆動され、非通電状態時には、片ポート遮蔽面部４１Ａが第５のポート４２に整合し、第５のポート４２を弁室１０との連通より遮蔽し、第６のポート４３のみを弁室１０に開放する第５の位置（降下位置）に位置する。この第５の位置では、第５のポート４２が閉じられ、第６のポート４３が高圧側ポート１１に連通接続される。
【００４５】
これに対し、弁体４１は、通電状態時には、上昇移動し、逆片ポート遮蔽面部４１Ｃが第６のポート４３に整合し、第６のポート４３を弁室１０との連通より遮蔽し、第５のポート４２のみを弁室１０に開放する第６の位置（上昇位置）に位置する。この第６の位置では、第６のポート４３が閉じられ、第５のポート４２が高圧側ポート１１に連通接続される。
【００４６】
弁体４１は、上述した第５の位置と第６の位置との間で移動し、この移動によって高圧側ポート１１を第５のポート４２と第６のポート４３の何れか一方に選択的に接続し、３方弁としての流路切換を行う。
【００４７】
弁体４１は、上述の第５の位置と第６の位置との中間位置においては、両ポート遮蔽面部４１Ｂが第５のポート４２および第６のポート４３に整合し、第５のポート４２を弁室１０との連通より遮蔽すると共に、第６のポート４３も弁室１０との連通より遮蔽する。これにより、流路切換過程で、第５のポート４２と第６のポート４３とが過渡的に接続されること、すなわち、中間漏れが生じることが回避される。
【００４８】
この実施形態では、流路切換に必要な弁ストロークは、第５のポート４２、第６のポート４３が、弁体４１の移動方向Ａに直交する方向Ｂに段違い配列されていることにより、これらポートが弁体４１の移動方向Ａと同方向に配列されている場合に比して小さくなる。このことにより、弁装置の小型化を図ることができ、併せて流路切換に必要な電力の低減を図ることができる。
【００４９】
また、第５のポート４２と第６のポート４３とが段違い配置であることにより、弁体４１の前面形状を段違い形状より単純な矩形にすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による直動スライド式電磁弁によれば、弁体の移動方向に交差する方向に複数個のポートが所定間隔をおいて配列されているので、ポートが弁体の移動方向と同方向に配列されている場合に比して小さい弁ストロークによって流路切換を行うことができ、中間漏れを生じない構造でも、弁装置の小型化、消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による直動スライド式電磁弁の一つの実施形態を示す非通電状態時の縦断面図である。
【図２】この発明による直動スライド式電磁弁の一つの実施形態を示す通電状態時の要部の縦断面図である。
【図３】一つの実施形態による直動スライド式電磁弁の弁体保持部の拡大平断面図である。
【図４】一つの実施形態による直動スライド式電磁弁の弁体保持部の分解斜視図である。
【図５】一つの実施形態による直動スライド式電磁弁の弁体と弁座面とを示す分解斜視図である。
【図６】一つの実施形態による直動スライド式電磁弁の弁体の斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は一つの実施形態による直動スライド式電磁弁の流路切換動作を示す図である。
【図８】この発明による直動スライド式電磁弁の他の実施形態を示す要部の図である。
【図９】この発明による直動スライド式電磁弁のもう一つの実施形態を示す要部の図である。
【符号の説明】
１弁ハウジング
３，３１，４１弁体
４プランジャチューブ
５プランジャ
６吸引子
７電磁コイル
８電磁ソレノイド装置
１０弁室
１１高圧側ポート
１３弁座面
１４第１のポート
１５第２のポート
１８前面
１８Ａ片ポート遮蔽面部
１８Ｂ両ポート遮蔽面部
１８Ｃ両ポート連通凹部
１９凹部
２０円柱部
３１Ａ，４１Ａ片ポート遮蔽面部
３１Ｂ，４１Ｂ両ポート遮蔽面部
３１Ｃ，４１Ｃ逆片ポート遮蔽面部
３２第３のポート
３３第４のポート
４２第５のポート
４３第６のポート

Claims

電磁ソレノイド装置のプランジャに連結された弁体の前面が、弁室内の弁座面に摺接し該弁座面に対して軸線方向に摺動することにより前記弁座面に開口しているポートの開閉を行う直動スライド式電磁弁において、
前記ポートは、前記弁座面に複数個開口しており、前記弁体の移動方向に対して交差する方向に所定間隔をおいて配列されている直動スライド式電磁弁。
前記ポートは、第１のポート及び第２のポートの２個設けられていて、これら第１のポート及び第２のポートは前記弁体の移動方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて配列されており、
前記弁体は、前記第１のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第２のポートのみを前記弁室に開放する第１の位置と、当該弁体に形成された連通路によって前記第１のポートと前記第２のポートとを連通接続する第２の位置との間で移動し、前記第１の位置と前記第２の位置との間の中間位置にて前記第１のポートと前記第２のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽する請求項１記載の直動スライド式電磁弁。
前記ポートは、第３のポート及び第４のポートの２個設けられていて、これら第３のポート及び第４のポートは前記弁体の移動方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて配列されており、
前記弁体は、前記第３のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第４のポートのみを前記弁室に開放する第３の位置と、前記第４のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第３のポートのみを前記弁室に開放する第４の位置との間で移動し、前記第３の位置と前記第４の位置との間の中間位置にて前記第３のポートと前記第４のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽する請求項１記載の直動スライド式電磁弁。
前記ポートは、第５のポート及び第６のポートの２個設けられていて、これら第５のポート及び第６のポートは前記弁体の移動方向に対して直交する方向に段違いに所定間隔をおいて配列されており、
前記弁体は、前記第５のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第６のポートのみを前記弁室に開放する第５の位置と、前記第６のポートを前記弁室との連通より遮蔽して前記第５のポートのみを前記弁室に開放する第６の位置との間で移動し、前記第５の位置と前記第６の位置との間の中間位置にて前記第５のポートと前記第６のポートとを共に前記弁室との連通より遮蔽する請求項１記載の直動スライド式電磁弁。
前記弁室にもう一つのポートが開口し、前記弁体の移動によって流路切換を行う３方弁をなしている請求項１〜４の何れか１項に記載の直動スライド式電磁弁。
前記弁室に高圧側ポートが開口し、前記弁体は平面状の前面をもって平面状の弁座面に対向し、背面側の半円状横断面の凹部にて前記プランジャの円柱部に回動可能に嵌合している請求項１〜４の何れか１項に記載の直動スライド式電磁弁。