JP2010164105A

JP2010164105A - 電磁開閉弁

Info

Publication number: JP2010164105A
Application number: JP2009005795A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Asai; 一浩浅井; Norio Wada; 則夫和田
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】プランジャの端部に取り付けた弾性材料からなる緩衝部材の摩耗を防止することのできる電磁開閉弁を提供する。
【解決手段】プランジャ５に緩衝部材７を取り付け、プランジャ５を所定位置まで後退させた際の固定磁極６に衝突する衝撃をこの緩衝部材７で緩和するようにしたものにおいて、固定磁極６の緩衝部材７に当接するテーパ凹面６１に潤滑性膜を形成する無電解ニッケルメッキを被着させ、緩衝部材の摩耗を防止するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、バネなどの付勢手段によって閉弁状態が保持されると共に、ソレノイドコイルの電磁力によって開弁状態が保持される電磁開閉弁に関する。

従来のこの種の電磁開閉弁は、例えばバネで閉弁状態に保持されている弁体を、ソレノイドコイルに通電することにより生じる電磁力で引き上げて開弁させ、さらにソレノイドコイルへ通電し続けることにより開弁状態を保持している。

ソレノイドに通電するとプランジャは勢いよく固定磁極に吸引され、両者が接近するにしたがって吸着力が増加する。そのため、ソレノイドが固定磁極に衝突する際に大きな衝撃音が発生するという不具合が生じる。

そこで、プランジャの端部に弾性材料からなる緩衝部材を取り付けて衝撃を緩和するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２０５４３２号公報（図１）

上記従来のものでは、プランジャに取り付けた緩衝部材の当接面と、固定磁極の端面であって、この緩衝部材に当接する当接面とが勢いよく衝突し、その際若干の距離ではあるが衝突の衝撃によって押し付けられたまま両接触面が相互にずれる。すると、緩衝部材の当接面が徐々に摩耗し、長時間使用すると緩衝部材の当接面の形状が変形し、さらには固定磁極の当接面と接触しないようになり、緩衝部材としての機能を発揮できなくなるおそれがある。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、緩衝部材の摩耗を防止することのできる電磁開閉弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による電磁開閉弁は、ソレノイドコイルの中心に筒状のガイドパイプを設け、このガイドパイプ内を進退自在のプランジャと、ガイドパイプ内の後部に固定され、プランジャの後方への移動を所定の位置で規制する固定磁極とを備え、プランジャの前端に弁体を設けて、プランジャを前進方向に付勢する付勢手段により弁体を弁口に押接させて弁口を閉弁すると共に、ソレノイドコイルに通電することにより生じる電磁力でプランジャを付勢手段の付勢力に抗して上記所定位置まで後退させて弁口を開弁する電磁開閉弁であって、プランジャに緩衝部材を取り付け、プランジャを所定位置まで後退させた際の固定磁極に衝突する衝撃をこの緩衝部材で緩和するようにしたものにおいて、固定磁極の緩衝部材に当接する面に潤滑性膜を被着させ、緩衝部材の摩耗を防止するようにしたことを特徴とする。

潤滑性膜を被着させることに摩擦係数が低下し、緩衝部材が勢いよく衝突しても緩衝部材の当接面の摩耗が防止される。

なお、上記潤滑性膜は無電解ニッケルメッキを被着させて形成してもよい。

また、上記潤滑性膜はフッ素を複合させた無電解ニッケルメッキを被着させて形成してもよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、緩衝部材の摩耗を防止することにより長時間の使用によっても緩衝部材が摩耗により変形しない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図第１の実施の形態における開弁状態を示す図第２の実施の形態における開弁状態を示す図第３の実施の形態における開弁状態を示す図

図１を参照して、１は本発明による電磁開閉弁の一例である。この電磁開閉弁１は流路を形成するマニホールド２に取り付けられており、マニホールド２に形成された弁口２１を開閉するものである。

電磁開閉弁１には中空のボビンに巻回されたソレノイドコイル３が設けられており、その中空部分には真ちゅう製のガイドパイプ４が装着されている。このガイドパイプ４内には磁性体材料からなるプランジャ５が進退自在に保持されており、プランジャ５の前端には上記弁口２１を開閉するゴム製の弁体５１が取り付けられている。また、このプランジャ５を閉弁方向に付勢するバネ５２が設けられており、このバネ５２の付勢力により弁体５１は弁口２１に押接され、弁口２１を閉弁した状態で保持されるように構成されている。

ソレノイドコイル３に通電すると、ソレノイドコイル３が発生させる電磁力によりプランジャ５は図において上方に引き上げられる。ガイドパイプ４内の後端である上端には固定磁極６が固定されており、ソレノイドコイル３の電磁力により引き上げられたプランジャ５はこの固定磁極６によって上昇端位置が規制される。すなわち、ソレノイドコイル３に通電し続けることによりプランジャ５を上昇端位置、すなわち開弁位置に保持し続けることができ、通電を停止すると、バネ５２の付勢力によりプランジャ５は降下し、弁体５１が弁口２１を閉弁する閉弁位置に移動し、プランジャ５はそのまま閉弁位置で保持される。

プランジャ５の後部にはエラストマー製の緩衝部材７を取り付けた。なお、この緩衝部材７は樹脂製やゴム製であってもよい。プランジャ５が電磁力により上昇する際の速度は速いため、プランジャ５が直接固定磁極６に衝突して停止するように構成すると、開弁の際に大きな衝突音が生じる。また、プランジャ５が固定磁極６に密着すると、プランジャ５や固定磁極６が使用中に帯磁した場合に、ソレノイドコイル３への通電を停止しても残留磁力によってプランジャ５が固定磁極６に吸着され、閉弁しない場合が生じる。

そのため緩衝部材７は上記の衝撃音を防止すると共に、開弁状態においてプランジャ５と固定磁極６との間に隙間が確保され密着しないように設けている。そして、本実施の形態では、緩衝部材７にテーパ凸面７１を設けると共に、このテーパ凸面７１に対応するテーパ凹面６１を固定磁極６に設けた。

図１は閉弁状態を示しており、プランジャ５は下降しているが、ソレノイドコイル３に通電し、プランジャ５を引き上げると、図２に示すように、テーパ凸面７１がテーパ凹面６１に当接する。これにより、固定磁極６に対して緩衝部材７が同心に位置決めされる。緩衝部材７はプランジャ５に対して同心に保持されており、また固定磁極６はガイドパイプ４に同心に位置決めされているので、プランジャ５がガイドパイプ４に対して同心に位置決めされることになる。

ところで、緩衝部材７のテーパ凸面７１の大径部７１ａの直径を固定磁極６のテーパ凹面６１の大径部６１ａの直径より小さくし、かつ、テーパ凸面７１の小径部７１ｂの直径をテーパ凸面６１の小径部６１ｂの直径より大きくして、緩衝部材７が摩耗されることを防止するようにした。

ソレノイドコイル３には直流電流が通電されるが、ダイオード等の整流素子で半端整流もしくは全波整流された脈動する直流が通電されると、脈動周期に同期してプランジャ５が前後方向や直径方向に振動するが、プランジャ５はガイドパイプ４に対して同心に位置決めされており、全周方向に対して同じ幅の隙間が確保されているので、プランジャ５が振動してもプランジャ５がガイドパイプ４に接触することがない。

なお、図１および図２に示した実施の形態では、緩衝部材７にテーパ凸面７１を形成し、固定磁極６側にテーパ凹面６１を形成したが、図３に示すように、固定磁極６側にテーパ凸面６２を形成すると共に、緩衝部材７にテーパ凹面７２を形成してもよい。

そして、この場合であっても、緩衝部材７のテーパ凸面７２の大径部７２ａの直径を固定磁極６のテーパ凹面６２の大径部６２ａの直径より小さくし、かつ、テーパ凸面７２の小径部７２ｂの直径をテーパ凸面６２の小径部６２ｂの直径より大きくして、緩衝部材７が摩耗されることを防止するようにした。

ところで、上記各実施の形態では、緩衝部材７および固定磁極６に互いに係合するテーパ面を形成したが、必ずしもテーパ面を設ける必要はなく、図４に示すように、緩衝部材７および固定磁極６の双方に互いに当接する平面部７３，６３を設けて、プランジャ５を引き上げた際に緩衝部材７の平面部７３が固定磁極６の平面部６３に衝突するようにしてもよい。

上記各実施の形態において、緩衝部材７のテーパ面に当接する固定磁極６のテーパ面６１，６２および平面部６３にはいずれも摩擦係数を低下させるため、無電解ニッケルメッキを被着させた。なお、この無電解ニッケルメッキにはフッ素を複合させても良い。なお、本発明では、電気メッキよりも均一な厚みのメッキ層を被着させるために無電解メッキによりメッキ層を被着させることとした。また、フッ素を複合させることにより潤滑性が増す。ここで言うフッ素はフッ化黒鉛などのフッ化炭素樹脂を含むものである。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１電磁開閉弁
２マニホールド
３ソレノイドコイル
４ガイドパイプ
５プランジャ
６固定磁極
７緩衝部材
５１弁体
５２バネ

Claims

ソレノイドコイルの中心に筒状のガイドパイプを設け、このガイドパイプ内を進退自在のプランジャと、ガイドパイプ内の後部に固定され、プランジャの後方への移動を所定の位置で規制する固定磁極とを備え、プランジャの前端に弁体を設けて、プランジャを前進方向に付勢する付勢手段により弁体を弁口に押接させて弁口を閉弁すると共に、ソレノイドコイルに通電することにより生じる電磁力でプランジャを付勢手段の付勢力に抗して上記所定位置まで後退させて弁口を開弁する電磁開閉弁であって、プランジャに緩衝部材を取り付け、プランジャを所定位置まで後退させた際の固定磁極に衝突する衝撃をこの緩衝部材で緩和するようにしたものにおいて、固定磁極の緩衝部材に当接する面に潤滑性膜を被着させ、緩衝部材の摩耗を防止するようにしたことを特徴とする電磁開閉弁。
上記潤滑性膜は無電解ニッケルメッキを被着させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉弁。
上記潤滑性膜はフッ素を複合させた無電解ニッケルメッキを被着させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の電磁開閉弁。