JP2561748B2 - パイロット式電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パイロット式電磁弁に関し、詳しくは信頼
性を高める技術に係るものである。

［従来の技術］ 従来、第９図に示すように、コイル19に通電すること
により、主弁体９が開となって通水するものである。第
９図は主弁体９が閉の状態を示している。弁本体２にお
ける流体の管路は、筒状の弁座18にて給水口５と吐水口
６とに分けられ、弁座18の上方には、ダイヤフラムＤと
一体となった主弁体９が配設され、主弁体９の中央部の
下面が吐水口６と対面し、主弁体９の周縁の下面が給水
口５に対向している。

主弁体９の上方には、主弁体９の周縁に形成されたオ
リフィス31（オリフィス管にて形成されている）にて給
水口５側と連通する圧力室Ｆが設けられ、また、圧力室
Ｆは、主弁体９の中央部に設けられたパイロット管Ｈに
て吐水口６側と連通している。

圧力室Ｆの上方には、蓋３と一体となったソレノイド
４が配設されている。ソレノイド４はコイル19と、棒状
のピストンから構成されたプランジャー16と、復帰ばね
22と、プランジャー16の先端に配置するパイロット弁Ｍ
とにより構成されている。

このように構成されたパイロット式電磁弁Aaの動作
は、常時、復帰ばね22による付勢で、パイロット管Ｈが
閉じられている。

パイロット管Ｈが閉じられているときは、圧力室Ｆの
圧力Faがオリフィス31を通じて給水口５と同じ圧力とな
っているので主弁体９がダイヤフラムＤの弾性特性にて
下降して弁座18に接して管路を閉じている。

管路を開にするときには、ソレノイド４のコイル19に
通電し、プランジャー16を引き上げて、パイロット管Ｈ
を開く。パイロット管Ｈを開くと圧力室Ｆ内の流体がパ
イロット管Ｈを通じて吐水口６へ流れるため、圧力室Ｆ
の圧力が減少し、主弁体９が給水口５の圧力に押され上
昇し、管路を開く構造になっている。

しかしながら、上記従来技術のパイロット式電磁弁Aa
においては、パイロット管Ｈを開き、主弁体９を上昇さ
せ、管路を開いた状態の時は流体の主流は管路を流れる
が、一部の流体はオリフィス31を通じて圧力室Ｆ内を流
れ、パイロット管Ｈを通って主弁体９の下方で主流と合
流するようになっている。

そのため、プランジャー16は常に（管路が開状態のと
き）流れて来る流体にさらされており、プランジャー16
の周囲を囲むガイドパイプＲとのすき間に流体中の不純
物（鉄分、カルシウム分等々）が付着・堆積し、プラン
ジャー16を固着することによって作動不良が発生してい
た。

また、従来のパイロット式電磁弁Aaはパイロット管Ｈ
が主弁体９に設けられ、プランジャー16の作動ストロー
クを主弁体９の動作ストロークに対応させるために、ソ
レノイド４が大きくなりパイロット式電磁弁Aa自体の容
積が大きくなるため、ソレノイド４が大きくなると共に
駆動電圧が高く安全性の面で問題があり、また、常励型
であるため、消費電力が大きく省エネルギー性の面で問
題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、流体中の不純物の付着・
堆積を防止し、ソレノイドの長期の信頼性を高めること
と、小型化を図ることができるパイロット式電磁弁を提
供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のパイロット式電磁弁は、主弁体９によって仕
切られと共に、オリフィス31を通じて主弁体９の上流側
に連通している第１の圧力室15と、この第１の圧力室15
と主弁体９の吐水側とを連通させている連通管11と、ソ
レノイド４の駆動力にて連通管11の開閉をおこなうパイ
ロット弁座10と、このパイロット弁座10を内装するパイ
ロット室14を備え、前記パイロット弁座10の開閉をおこ
なうと共に前記パイロット室14をソレノイド４側とパイ
ロット弁座10側に隔てるパイロットダイヤフラム弁17を
備えて成ることを特徴とするものである。

また、パイロットダイヤフラム弁17のソレノイド４側
に形成される第２の圧力室15′を備え、この第２の圧力
室15′は密閉されていることを特徴とするものである。

また、第２の圧力室15′は大気圧に開放されて成るこ
とを特徴とするものである。

また、第２の圧力室15′と主弁体９の下流側と連通す
る圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体流入側
にパイロット弁座10を配置して成ることを特徴とするも
のである。

また、第２の圧力室15′と第１の圧力室15とを連通す
る圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体吐出側
にパイロット弁座10を配置して成ることを特徴とするも
のである。

また、ソレノイド４は内部に配した永久磁石21と復帰
ばね22にてプランジャー16を上方向に吸引または下方向
に押し下げ保持できる自己保持型のソレノイド４である
ことを特徴とするものである。

また、パイロットダイヤフラム弁17のソレノイド４側
に形成される第２の圧力室15′と、この第２の圧力室1
5′と主弁体９の下流側と連通する圧力導入管28′を備
えてパイロット室14の流体吐出側にパイロット弁座10を
配置して成ることを特徴とするものである。

また、第２の圧力室15′と第１の圧力室15とを連通す
る圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体流入側
にパイロット弁座10を配置して成ることを特徴とするも
のである。

［作用］ このように、主弁体９によって仕切られと共に、オリ
フィス31を通じて主弁体９の上流側に連通している第１
の圧力室15と、この第１の圧力室15と主弁体９の吐水側
とを連通させている連通管11と、ソレノイド４の駆動力
にて連通管11の開閉をおこなうパイロット弁座10と、こ
のパイロット弁座10を内装するパイロット室14を備え、
前記パイロット弁座10の開閉をおこなうと共に前記パイ
ロット室14をソレノイド４側とパイロット弁座10側に隔
てるパイロットダイヤフラム弁17を備えることによっ
て、流れて来る流体が従来のようにソレノイド４のプラ
ンジャー16やガイドパイプに接触しないため、流体中の
不純物が付着・堆積することがないようにしたものであ
り、しかも、第１の圧力室15と主弁体９にて隔てられて
いる上流側とはオリフィス31にて連通し、また、圧力室
15と主弁体９の吐水側とが連通管11にて連通されてい
て、ソレノイド４の励磁にてプランジャー16を作動さ
せ、プランジャー16に接続されているパイロットダイヤ
フラム弁17を作動させてパイロット弁座10を開閉するこ
とで、主弁体９をパイロット圧にて開閉させることがで
き、主弁体９の開閉をパイロットダイヤフラム弁17用の
小型のプランジャー16にて開閉させることができ、弁装
置を小型化できるのである。

また、パイロットダイヤフラム弁17のソレノイド４側
に形成される第２の圧力室15′を備え、この第２の圧力
室15′は密閉されていることによって、外部からの不純
物が一切付着しない。

また、第２の圧力室15′は大気圧に開放されることに
よって、プランジャー16の動きがスムーズになる。

また、第２の圧力室15と主弁体９の下流側と連通する
圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体流入側に
パイロット弁座10を配置されることによって、パイロッ
トダイヤフラム弁17の上下圧力が同圧となり、パイロッ
トダイヤフラム弁17が微少な駆動力でも容易に作動でき
るようになる。

また、第２の圧力室15′と第１の圧力室15とを連通す
る圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体吐出側
にパイロット弁座10を配置することによって、パイロッ
トダイヤフラム弁17の上下圧が常に同圧となり、パイロ
ットダイヤフラム弁17が微少な駆動力でも容易に作動で
きるようになる。

また、ソレノイド４は内部に配した永久磁石21と復帰
ばね22にてプランジャー16を上方向に吸引または下方向
に押し下げ保持できる自己保持型のソレノイド４として
構成されることによって、電磁弁を駆動時のみ通電する
だけで開閉操作と開閉状態の保持ができ、省電力かつ小
型化でるのである。

また、パイロットダイヤフラム弁17のソレノイド４側
に形成される第２の圧力室15′と、この第２の圧力室1
5′と主弁体９の下流側と連通する圧力導入管28′を備
えてパイロット室14の流体吐出側にパイロット弁座10を
配置されるので、パイロットダイヤフラム弁17の上下圧
力が常に同圧となり、自己保持型のソレノイド４のよう
な微少な駆動力でパイロットダイヤフラム弁17を容易に
作動できる。

また、第２の圧力室15′と第１の圧力室15とを連通す
る圧力導入管28′を備え、パイロット室14の流体流入側
にパイロット弁座10を配置されることで、パイロットダ
イヤフラム弁17の上下圧力が常に同圧となり、自己保持
型のソレノイド４のような微少な駆動力でもパイロット
ダイヤフラム弁17を容易に作動できるようになる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示してい
て、このパイロット仕電磁弁Ａは、主弁体９と筒形状の
弁座18の外周の給水側5aに連通した給水口５および吐水
口６と主弁体９の開閉の駆動制御をおこなうソレノイド
４とが具備された構造となっている。給水口５より通水
された水は、弁座18の内側を通って吐水口６へ流れる構
造となっている。主弁体９は周縁が固定されたダイヤフ
ラム９′と一体となり、主弁体９の中央部の下面が吐水
側6aと対向し、主弁体９の周縁の下面が給水側5aと対向
している。

主弁体９の上方には、主弁体９の周縁に形成されたオ
リフィス管のオリフィス31にて給水側5aと連通する第１
の圧力室15が設けられている。

また、第１の圧力室15は、連通管32にてパイロット室
14と連通している。パイロット室14は、蓋３に設けたパ
イロット弁座10とパッキン12を介して弁本体２に設けた
連通管11にて吐水口6aと連通している。

パイロット室14の上方には、蓋３に設けられた雌ねじ
にねじ込んでソレノイド４がパイロットダイヤフラム弁
17を介してパイロット室14に取り付けられている。

ソレノイド４はコイル19と、棒状のピストンとなるプ
ランジャー16と、復帰ばね22とにより構成されている。

ソレノイド４内のプランジャー16が下がり、パイロッ
トダイヤフラム弁17が押されパイロット弁座10を閉じて
いるときは、第１の圧力室15はオリフィス31、連通管32
にて連通されているので、その圧力は給水側5aの圧力と
同圧となり、主弁体９はダイヤフラム９′の弾性により
降下して弁座18に接して管路を閉じている。

また、プランジャー16が上昇しプランジャー16に接続
されているパイロットダイヤフラム弁17も上昇するとパ
イロット弁座10が開き、第１の圧力室15の圧力が吐水側
6aの圧力と同圧となって、給水側5aの圧力より低くなる
ため、主弁体９が給水側5aの圧力に押されて上昇し、管
路を開ける。

パイロット弁座10を開き主弁体９を上昇させて、管路
を開いた状態の時は流体の主流は管路を流れるが、一部
の流体はオリフィス31を通じて第１の圧力室15内を流
れ、パイロット室14からパイロット弁座10を通って連通
管11より吐水側6aに流れる。

そのときパイロットダイヤフラム弁17により、上記の
一部の流体がソレノイド４と接触しない構造となってい
るため、流体中の不純物（鉄分、カルシウム等々）が付
着・堆積しないようになる。これによって、プランジャ
ー16の固着が防止でき、長期信頼性が得られる。

また、パイロットダイヤフラム弁17とソレノイド４と
の間には第２の圧力室15′が構成される。この第２の圧
力室15′は密閉された状態にあり、外からのごみ等が侵
入してこないので、半永久的にプランジャー16の作動が
保証でき、更に長期信頼性が得られる。

第４図は第２実施例を示していて、プランジャー16を
移動させる室内を第２の圧力室15′として形成し、この
第２の圧力室15′は吸気管29により外部と連通されて常
に大気圧と同圧に保たれるようにしたものである。この
ように第２の圧力室15′が大気に連通していて、パイロ
ットダイヤフラム弁17の背圧も常に一定である。プラン
ジャー16の駆動力とこの背圧により、パイロットダイヤ
フラム弁17を上下に作動させる力が得られ、結果的にプ
ランジャー16の駆動力を少なくでき、したがってソレノ
イド４を更に小型化することが可能となる。（ただし、
流体圧力が低い場合にのみ可能。） 第５図は第３実施例を示していて、第２の圧力室15′
は主弁体９の下流側の吐水側6aと連通する圧力導入管28
を備え、またパイロット弁座10がパイロット室14の流体
流入側に配置されている。従って、第２の圧力室15′と
パイロット室14は圧力導入管28及び連通管11を介して常
に同圧となり、つまりその間に構成されるパイロットダ
イヤフラム弁17の上下圧力が同圧となるため、その上下
作動が非常にスムーズにおこなえるようになる。尚、そ
の時、流体が第２の圧力室15′に侵入していくが、パイ
ロットダイヤフラム弁17の動作ストローク分だけしか侵
入してこないので、不純物の付着・堆積は促進されず問
題ない。

第６図は第４実施例を示していて、第２の圧力室15′
は第１の圧力室15と連通する圧力導入管28′を備え、ま
たパイロット弁座10がパイロット室14の流体吐出側に配
置されている。従って、第２の圧力室15′とパイロット
室14は圧力導入管28及び連通管32を介して常に同圧とな
り、つまりその間に構成されるパイロットダイヤフラム
弁17の上下圧力が同圧となるため、その上下作動が非常
にスムーズにおこなえるようになる。尚、その時、流体
が第２の圧力室15′に侵入してくるが、パイロットダイ
ヤフラム弁17の動作ストローク分だけしか侵入してこな
いので、不純物の付着・堆積は促進されず問題ない。

第７図は第５実施例を示していて、そのソレノイド４
を自己保持型に構成したものである。すなわち、ソレノ
イド４の構造は、プランジャー16が上昇するようにコイ
ル19に通電された場合、上昇したプランジャー16は永久
磁石21にて磁化された鉄芯23に吸着され、通電を止めて
もパイロット弁座10は開いた状態を保ち、管路は開いた
状態を維持するものである。逆に、コイル19の通電にて
プランジャー16を引き上げるように磁力を発生させる
と、鉄芯23よりプランジャー16は離脱し、復帰ばね22の
付勢によりコイル19への通電を止めてもプランジャー16
はソレノイド４より飛び出した状態を維持するものであ
る。このような自己保持型のソレノイド４を備えること
によりプランジャー16は小さいストロークで電磁弁の開
閉ができ、ソレノイド４がコンパクトになり、またその
結果、低電圧で作動し、さらに永久磁石21を上方に保持
しているので、電磁弁の駆動時のみ通電するだけでよ
く、省エネルギーで、かつ、安全性の高い電磁弁とな
る。この第５実施例においては、上記自己保持型のソレ
ノイド４を備えるとともに第５図で開示した実施例と同
等の構成となっているため、自己保持型のソレノイド４
の利点を有すると同時に自己保持型のソレノイド４のよ
うなプランジャー16の駆動力が弱いソレノイド４でも作
動が非常にスムーズにおこなえるようになる。

第８図は第６実施例を示し、上記自己保持型のソレノ
イド４備えるとともに第６図で示した実施例と同等の構
成となっているため、自己保持型のソレノイド４の利点
を有すると同時に自己保持型のソレノイド４のようなプ
ランジャー16の駆動力が弱いソレノイド４でも作動が非
常にスムーズにおこなえるようになる。

そして以上述べた全ての実施例においては、給水入口
５と吐水口６は略直交する方向に配置されているが、そ
の配置位置については特に限定するものではなく、種々
設計変更可能である。

［発明の効果］ 以上要するに本発明は、主弁体によって仕切られと共
に、オリフィスを通じて主弁体の上流側に連通している
第１の圧力室と、この第１の圧力室と主弁体の吐水側と
を連通させている連通管と、ソレノイドの駆動力にて連
通管の開閉をおこなうパイロット弁座と、このパイロッ
ト弁座を内装するパイロット室を備え、前記パイロット
弁座の開閉をおこなうと共に前記パイロット室をソレノ
イド側とパイロット弁座側に隔てるパイロットダイヤフ
ラム弁を備えているから、流れて来る流体が従来のよう
にソレノイドのプランジャーやガイドパイプに接触しな
いため、流体中の不純物が付着・堆積することがなく、
これによって、プランジャーの固着が防止でき、長期信
頼性を得ることができるという利点があり、しかも、圧
力室と主弁体に隔てられている上流側とはオリフィスに
て連通し、また、圧力室と主弁体の吐水側とが連通管に
て連通されていて、ソレノイドの励磁にてプランジャー
を作動させ、プランジャーに接続されているパイロット
ダイヤフラム弁を作動させてパイロット弁座を開閉する
ことで、主弁体をパイロット圧にて開閉させることがで
き、主弁体の開閉をパイロットダイヤフラム弁用の小型
のプランジャーにて開閉させることができ、弁装置を小
型化できるという利点がある。

また、パイロットダイヤフラム弁のソレノイド側に形
成される第２の圧力室を備え、この第２の圧力室は密閉
されているから、外部からの不純物が一切付着せず更に
長期信頼性が得られるという利点がある。

また、第２の圧力室は大気圧に開放されるから、プラ
ンジャーの動きがスムーズになりプランジャーの駆動力
を少なくでき、従ってソレノイドの小型化が可能とな
り、またその設置に大きなスペースを必要としないとい
う利点がある。

また、第２の圧力室と主弁体の下流側と連通する圧力
導入管を備え、パイロット室の流体流入側にパイロット
弁座を配置されるので、パイロットダイヤフラム弁の上
下圧力が同圧となり、パイロットダイヤフラム弁が微少
な駆動力でも容易に作動できるようになる。従ってソレ
ノイドを小型化でき、またその設置に大きなスペースを
必要としないという利点がある。

また、第２の圧力室と第１の圧力室とを連通する圧力
導入管を備え、パイロット室の流体吐出側にパイロット
弁座を配置するから、パイロットダイヤフラム弁の上下
圧が常に同圧となり、パイロットダイヤフラム弁が微少
な駆動力でも容易に作動できるようになる。従ってソレ
ノイドを小型化でき、またその設置に大きなスペースを
必要としないという利点がある。

また、ソレノイドは内部に配した永久磁石と復帰ばね
にてプランジャーを上方向に吸引または下方向に押し下
げ保持できる自己保持型のソレノイドとして構成されて
いるので、電磁弁を駆動時のみ通電するだけで開閉操作
と開閉状態の保持ができ、省電力かつ安全性を高めるこ
とができるという利点がある。

また、パイロットダイヤフラム弁のソレノイド側に形
成される第２の圧力室と、この第２の圧力室と主弁体の
下流側と連通する圧力導入管を備えてパイロット室の流
体吐出側にパイロット弁座を配置されるので、パイロッ
トダイヤフラム弁の上下圧力が常に同圧となり、自己保
持型のソレノイドのように微少な駆動力でパイロットダ
イヤフラム弁を容易に作動できという利点がある。

また、第２の圧力室と第１の圧力室とを連通する圧力
導入管を備え、パイロット室の流体流入側にパイロット
弁座を配置されることで、パイロットダイヤフラム弁の
上下圧力が常に同圧となり、自己保持型のソレノイドの
ような微少な駆動力でもパイロットダイヤフラム弁を容
易に作動できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は同上のソ
レノイド及び蓋を外した平面図、第３図は同上の断面
図、第４図は同上の第２実施例の断面図、第５図は同上
の第３実施例の断面図、第６図は同上の第４実施例の断
面図、第７図は同上の第５実施例の断面図、第８図は同
上の第６実施例の断面図、第９図は従来例の断面図であ
る。 ２……弁主体、４……ソレノイド、９……主弁体、10…
…パイロット弁座、11……連通管、14……パイロット
室、15……第１の圧力室、16……プランジャー、17……
パイロットダイヤフラム弁、31……オリフィス。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主弁体によって仕切られと共に、オリフィ
   スを通じて主弁体の上流側に連通している第１の圧力室
   と、この圧力室と主弁体の吐水側とを連通させている連
   通管と、ソレノイドの駆動力にて連通管の開閉をおこな
   うパイロット弁座と、このパイロット弁座を内装するパ
   イロット室を備え、前記パイロット弁座の開閉をおこな
   うと共に前記パイロット室をソレノイド側とパイロット
   弁座側に隔てるパイロットダイヤフラム弁を備えて成る
   ことを特徴とするパイロット仕電磁弁。
2. 【請求項２】パイロットダイヤフラム弁のソレノイド側
   に形成される第２の圧力室を備え、この第２の圧力室は
   密閉されていることを特徴とする請求項１記載のパイロ
   ット式電磁弁。
3. 【請求項３】第２の圧力室は大気圧に開放されて成るこ
   とを特徴とする請求項１記載のパイロット式電磁弁。
4. 【請求項４】第２の圧力室と主弁体の下流側と連通する
   圧力導入管を備え、パイロット室の流体流入側にパイロ
   ット弁座を配置して成ることを特徴とする請求項１記載
   のパイロット式電磁弁。
5. 【請求項５】第２の圧力室と第１の圧力室とを連通する
   圧力導入管を備え、パイロット室の流体吐出側にパイロ
   ット弁座を配置して成ることを特徴とする請求項１記載
   のパイロット式電磁弁。
6. 【請求項６】ソレノイドは内部に配した永久磁石と復帰
   ばねにてプランジャーを上方向に吸引または下方向に押
   し下げ保持できる自己保持型のソレノイドで成ることを
   特徴とする請求項１記載のパイロット式電磁弁。
7. 【請求項７】パイロットダイヤフラム弁のソレノイド側
   に形成される第２の圧力室と、この第２の圧力室と主弁
   体の下流側と連通する圧力導入管を備えてパイロット室
   の流体吐出側にパイロット弁座を配置して成ることを特
   徴とする請求項６記載のパイロット式電磁弁。
8. 【請求項８】第２の圧力室と第１の圧力室とを連通する
   圧力導入管を備え、パイロット室の流体流入側にパイロ
   ット弁座を配置して成ることを特徴とする請求項６記載
   のパイロット式電磁弁。