JP2010539395A - ソレノイド弁 - Google Patents

Abstract

本発明は２重弁に関し、該２重弁は、互いに別個に制御可能な、各々鉄心３ａ，３ｂを有する２つのコイル１ａ，１ｂと、コイル３ａ，３ｂが配置された共通の弁ハウジング５，７と、弁ハウジング５，７に取り付けられ、２つの弁座１０ａ，１０ｂが設けられたフランジ・ハウジング４と、２つの弁座１０ａ，１０ｂに配属されたダイアフラム６とを有している。弁座１０ａ，１０ｂには各コイル３ａ，３ｂが配属されている。

Description

本発明は、流体の連通を切り替え可能なソレノイド弁に関するものである。

この種のソレノイド弁は、種々の構成のものが公知である。一例は、文献１に見ることができる。該ソレノイド弁は、整流ロッカを起動する２個のコイルを有する駆動部を含んでいる。整流ロッカはダイアフラムに作用し、ダイアフラムは、また２つの弁座と協働する。ダイアフラムは、同時に、駆動部と弁の流体側とを隔離している。

概して、この種の弁を更にコンパクトに構成するために、複数の試みがなされている。しかし、設計によって弁がコンパクトになれば、それだけ製作公差の品質低下に対する悪影響も大きくなる。なぜなら、弁（特にソレノイド・コイル）の駆動部によって得られる起動力は、構造体積が減少するにつれて、著しく減少するからである。同時に、構成部材の製作公差の低減は、高い出費なしには不可能である。流体接続及び電気接続のための所要スペースを大幅に減らすことは不可能なため、更に小型化は厄介になる。

ドイツ実用新案第２０１ ００ ４７１ Ｕ１号公報

本発明の目的はコンパクトなソレノイド弁を提供することにある。

本発明によれば、この目的を達成するために、２重弁が備えられ、該２重弁には、互いに別個に操作可能で、各々１個の鉄心を有する２個のコイルと、該コイルが配置された共通の弁ハウジングと、弁ハウジングに取り付けられ、２弁座が配置されたフランジ・ハウジングと、２弁座に配属されたダイアフラムとが含まれ、各コイルが１つの弁座に配属されている。本発明による弁は、別個に切り替え可能な２つの流体接続部を設ける基本思想に基づいており、そのために必要な電磁式に動作する駆動部が、共通のハウジング内に含まれている。こうすることによって、コンパクトな設計が可能になり、かつ製作公差が低減される。

ダイアフラムは一体構成にするのが好ましい。これによって、コンパクトな構造が支えられ、公差が避けられる。
一好適実施例によれば、ダイアフラムは、弁座の区域に各々鉄心の１つに連結されたタペットを備えている。したがって、コイルが発生させた駆動力をダイアフラムに直接伝達することが可能である。
鉄心は、弁ハウジング内を変位可能に案内され、タペットと機械式に連結されている。これによって、電磁式に動作する駆動部内での摩擦力が低減される。なぜなら、すべての構成部材が、電磁式に動作する駆動部／ダイアフラム間の力の流れ内に存在するからである。ダイアフラムは弁ハウジング内を案内されることにより、弁ハウジングにフランジ・ハウジングを取り付けるさいの公差は、ダイアフラムの弾性によって補償でき、妨害効果は発揮されない。

各鉄心が２体に構成され、不動部分と変位可能な部分とから成り、それらの間にバネが配置されている。こうすることによって、電磁式に動作する駆動部内の可動質量が低減され、弁の反応が迅速になる。
本発明の好適実施例によれば、２個のコイルが１つの共通の回路を有するように構成されている。こうすることで、コンパクトな構成が達せられる。
好ましくは、ダイアフラムは、１つの細長の中央部分と肉太の両端部分とを有する骨の形状に構成される。この形状のダイアフラムによって、２個の隣接コイルの場合に、幾何的な限界状態に最適適応され、その結果、ダイアフラムは、最小の材料を使用する１個の部材で構成できる。

一実施例によれば、ダイアフラムは弁ハウジング／フランジ・ハウジング間をシールするように構成されている。このダイアフラムは、したがって、２つの機能を有している。すなわち、一つは、流体連通を切り替える機能であり、他は、電磁式に動作する駆動部を、弁の、流体が通過する側に対してシールする機能である。
一実施例によれば、フランジ・ハウジングが２対の流体接続部を有するように構成されていることにより、２つの閉鎖可能な流体連通路が形成され、これらの連通路が、各々、対をなす流体接続部の１つから弁座を介して該対の別の流体接続部へ延びている。こうして、２重弁はコンパクトな形式で２／２方弁を形成する。この目的のために、特に、フランジ・ハウジングが、少なくとも１つの隔離ウェブを２対の流体接続部間に備えるように構成できる。

別の実施例によれば、フランジ・ハウジングが、弁座と組み合わされた２つの流体接続部と、１つの共通の中央接続部とを有するように構成され、その結果、閉鎖可能な流体連通部が、各流体接続部から弁座を経て中央接続部へと形成される。２重弁は、こうしてコンパクトな形式で３／３方弁を形成する。その場合、２つ弁座を開くことで、弁全体が流過できる点が特徴とされる。
好ましくは、２つのコイル用に１つの電気接続部が設けられ、１つの共通の接地接続部と各コイル用のプラスの接続部とが特に設けられる。このようにすることで、２重弁は３個のみの導体を有するケーブルによってパイロット操作できる。
一実施例によれば、弁ハウジングとフランジ・ハウジングとは、少なくとも２つの固定目穴を備え、２重弁は、これらの目穴を介して基部にネジ止めできる。あるいはまた、弁ハウジングには、少なくとも２つの係止凹部を設け、該凹部内へ取り付けフレームの２つの係止鉤を係止できる。いずれの場合も、僅かな労力で組み立てできる。

本発明の一態様によれば、組み立て体は、電磁式に動作する駆動部を有する弁ハウジングと、異なる２種のフランジ・ハウジングとから成っている。異なる２種のフランジ・ハウジングの１つは、２対の流体接続部を有し、２つの２／２方弁を形成するフランジ・ハウジングであり、他は、２弁座と組み合わされた２流体接続部と、１つの共通の中央接続部とを有し、３／３方弁を形成するフランジ・ハウジングである。これによって、２重の２／２方弁又は３／３方弁を、弁ハウジングは替えることなく、フランジ・ハウジングだけを取り替えることで簡単に実現することができる。迅速な取り替えは、特に、弁ハウジングがラッチ結合を利用して取り付けられる場合に可能になる。
以下で、本発明を、添付図面に示した実施例を参照して説明する。

本発明による２重弁の断面図。２／２方弁を実現するフランジ・ハウジングが使用されている。 図１の２重弁の斜視図。 図１の２重弁に使用されているフランジ・ハウジングの斜視図。 ３／３方弁を実現できる別のフランジ・ハウジングを示す図。 ２重弁と、２重弁が固定される基部との分解図。 図１の２重弁に使用された電磁式に動作する駆動部の斜視図。

本発明による２重弁の場合、流体接続部、電気接続部の双方に加えて、更に２個の弁の内部部材が、１つのハウジングに内包されている。この結果、弁の構造が極めてコンパクトになり、加えて、弁ハウジング、ダイアフラム、磁気回路、電気接続部、コイル・カバーを含む構成部材が、双方の弁によって共同で使用されることで、費用の節減にもなっている。２重弁は、公知の３方弁と、外寸法の点でも、流体接続及び電気接続の点でも互換性を有しているので、双方の種類の弁を容易に、システム内で組み合わせることができる。２重弁の別の実施例では、弁の２つの駆動部が互いに別々に切り替え可能であり、２つの弁の流体関係部分が接続されている。３方弁は、このようにして形成され、３つの切り替え位置が可能である。すなわち、両方の弁座が閉じられる場合、一方の弁座が閉じられ、他方の弁座が開かれる場合、両方の弁座が閉じられる場合である。この機能により、弁は、例えば両方の弁座が開く場合、流過できる。

２重弁３０は、共通の磁気回路２を有する２個のコイル１ａ，１ｂと、２個の鉄心３と、１つの共通のフランジ・ハウジング４と、１つの共通の弁ハウジング５と、１つの共通のカバー７と、１つの共通のダイアフラム６と、１つの共通のシール部材１６とから作られている。弁座１０ａ，１０ｂはフランジ・ハウジング４に組み付けられている。
ダイアフラム６は、媒体と接触する弁部分１１を、コイル３によって形成されている駆動部から隔離している。ダイアフラムは、２個の鉄心３により起動される。これらの鉄心は、カップリング部材１４を介してダイアフラムと結合されている。ダイアフラム６には、金属製のタペット８が挿入されている。無電流状態では、２個の圧縮バネ１２によって付勢された鉄心３ａ，３ｂが、ダイアフラムをフランジ・ハウジング内の弁座１０ａ，１０ｂに押し付け、弁座を閉じる。

コイル１ａ，１ｂに電圧が印加されると、磁束が磁気回路２内に発生し、鉄心３ａ，３ｂが、圧縮バネ１２に抗してコイル内へ引き込まれる。ダイアフラムは、このため、無電流状態で閉じられていた弁座１０ａから離間し、弁座が開かれる。
２重弁を２方弁として構成する場合、２つの弁座１０ａ，１０ｂを取り囲む２区域は、１つ以上のウエブ１５ａ，１５ｂによって互いに隔離される。弁は、シール部材１６によって基部に対してシールされる。また、３／３方弁として構成する場合は、ウエブ１５ａ，１５ｂは省かれ、２つの弁座１０ａ，１０ｂを囲む区域１６ａ，１６ｂは、チャネル１１を介して接続される。

一実施例では、基部上に弁３０を流通可能に固定するために、先ず固定フレーム２０を基部２１に固定する。次いで、弁又は２重弁が、フレーム２０上に配置され、取り外し可能な接続部により、好ましくは係止鉤２２ａ，２２ｂを用いたラッチ結合によりフレームと結合される。係止鉤２２ａ，２２ｂは弁３０の凹部に係止される。弁は、これにより基部と固定結合され、弁の流体接続部が基部内の接続部と接続される。あるいはまた、弁３０は、固定フレーム２０を使用せずに、固定目穴２５を介して基部２１にネジ止めすることもできる。固定フレームは、固定ネジ３１ａ，３１ｂによって基部２１に固定するのが好ましい。

Claims (15)

1. ２重弁において、
   互いに別個にパイロット操作可能で、各々が鉄心（３ａ、３ｂ）を有する２つのコイル（１ａ，１ｂ）と、コイル（３ａ，３ｂ）が配置された共通の弁ハウジング（５，７）と、弁ハウジングに結合され、２つの弁座（１０ａ，１０ｂ）が配置されたフランジ・ハウジング（４）と、２つの弁座（１０ａ，１０ｂ）に配属された１つのダイアフラム（６）とが含まれ、コイル（３ａ，３ｂ）が各々１つの弁座（１０ａ，１０ｂ）に配属されている、２重弁。
2. 前記ダイアフラム（６）が一体に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の２重弁。
3. 前記ダイアフラム（６）が、弁座（１０ａ，１０ｂ）の区域に、各々、鉄心（３ａ，３ｂ）の１つと連結されたタペット（８）を備えていることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の２重弁。
4. 前記鉄心（３ａ，３ｂ）が、弁ハウジング（５，７）内を変位可能に案内され、かつタペット（８）と機械式に結合されていることを特徴とする、請求項３記載の２重弁。
5. 各鉄心（３ａ，３ｂ）が２部分、すなわち不動部分と可動部分とに構成され、両部分間にバネ（１２）が配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の２重弁。
6. 前記２つのコイル（１ａ，１ｂ）が１つの共通の磁気回路（２）を有することを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の２重弁。
7. 前記ダイアフラム（６）が、細長の中央部と肉太の両端部とを備えた骨の形状を有することを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれか１項記載の２重弁。
8. 前記ダイアフラム（６）が弁ハウジング（５）とフランジ・ハウジング（４）との間をシールする、請求項１から請求項７までのいずれか１項記載の２重弁。
9. 前記フランジ・ハウジング（４）が２対の流体接続部（Ａ，Ｂ；Ｃ，Ｄ）を有しており、それによって、２つの閉鎖可能な流体連通路（Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ）が、対をなす流体接続部（Ａ，Ｃ）の一方から弁座（１０ａ，１０ｂ）を経て該対の他方の流体接続部（Ｂ，Ｄ）へ、それぞれ延びるように構成されることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか１項記載の２重弁。
10. 前記フランジ・ハウジング（４）が、２対の流体接続部（Ａ，Ｂ；Ｃ，Ｄ）間に少なくとも１つの隔離ウエブ（１５ａ，１５ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項９記載の２重弁。
11. 前記フランジ・ハウジング（４）が、弁座（１０ａ，１０ｂ）と組み合わされた２つの流体接続部（Ａ，Ｄ）と、１つの共通の中央接続部（Ｚ）とを有し、それによって、閉鎖可能な流体連通路が、各流体接続部（Ａ，Ｄ）から弁座（１０ａ，１０ｂ）を経て中央接続部へ延びるように構成されることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか１項記載の２重弁。
12. ２つのコイル（１ａ，１ｂ）に対して１つの電気接続部が設けられ、好ましくは共通の接地接続部と各コイルに対して１つの正の接続部とが設けられることを特徴とする、請求項１から請求項１１までのいずれか１項記載の２重弁。
13. 前記弁ハウジング（５，７）と前記フランジ・ハウジング（４）とが少なくとも２つの固定目穴（２５）を備え、該目穴を介して２重弁が基部（２１）にネジ止めされることを特徴とする、請求項１から請求項１２までのいずれか１項記載の２重弁。
14. 前記弁ハウジングが少なくとも２つの係止凹部（２９）を備え、該係止凹部に固定フレーム（２０）の２つの係止鉤（２２ａ，２２ｂ）が係止できることを特徴とする、請求項１から請求項１２までのいずれか１項記載の２重弁。
15. 組み立て体において、
    請求項１記載の電磁式に動作する駆動部を有する弁ハウジング（５，７）と、請求項９記載のフランジ・ハウジングと、請求項１１記載のフランジ・ハウジングとを有しており、これら２種のフランジ・ハウジング（４）を互いに取り替えることができる、組み立て体。

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