JP2586171Y2 - パイロット式水ラッチ弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、水道管から風呂釜等
へ水を供給したり遮断するときに用いるパイロット式水
ラッチ弁の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、パイロット式水ラッチ弁の従来
例を示すものであって弁を閉じたときの状態を示す。こ
の弁は、プランジャ１２の一端に設けたパイロット孔３
８を開閉することにより、弁体１４を管路１８側から立
設した弁座部材１６に押し付けたり、離したりすること
で管路１８を開閉する。そして、開弁時には電磁石２４
に電圧パルスを印加しプランジャ１２を電磁石２４と永
久磁石２２の両方の吸着力でインナーヨーク２６に吸着
することにより、パイロット孔３８が開いて背圧室４０
内の背圧と管路１８側の入水圧のバランスが崩れ、弁体
１４が入水圧により弁座部材１６から持ち上げられる。
これにより、管路１８内の水を矢印方向に流すことがで
きる。なお、電圧パルスを用いるのは消費電力を少なく
するためである。

【０００３】この開弁状態から弁を閉じるときは、電磁
石２４に逆方向の電圧パルスを印加して永久磁石２２の
磁力をキャンセルし、吸着力をゼロとしてスプリング１
０の付勢力によりプランジャ１２をインナーヨーク２６
から離脱させ、パイロット孔３８を閉じて背圧と入水圧
をバランスさせることによって弁体１４を弁座部材１６
側に押し付けて管路１８を遮断している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、閉弁時に電磁
石２４に加える逆方向の電圧パルスが大き過ぎると、イ
ンナーヨーク２６から離脱しかけたプランジャ１２が再
吸着されて弁を閉じることができなかった。すなわち、
パイロット式水ラッチ弁は通常の電磁弁と違って永久磁
石を用いているため、電磁石への電圧供給を停止したと
きでも永久磁石による吸引力が発生している。このた
め、プランジャをインナーヨークから離脱させるには電
磁石に逆電圧パルスを印加して吸引力を零にしなければ
ならない。しかし、この逆電圧パルスの値が大き過ぎる
と、プランジャがインナーヨークに再吸着されてしま
う。

【０００５】また、従来は１つのスプリング１０で弁の
開閉を行っていたため、開弁時には小さい電圧パルスで
プランジャ１２を吸着し、閉弁時は最大の荷重で再吸着
を防止するという相反する条件となる。更に、プランジ
ャ１２のストロークはせいぜい１ｍｍ程度であり、この
ような条件を満たすスプリングのバネ定数は非常に高
く、製造が困難であると共に、取付け誤差によりプラン
ジャ吸着時のスプリング荷重のバラツキが大きくなると
共に離脱後のスプリング荷重が急激に低下するため、プ
ランジャが再吸着されやすくなっていた。

【０００６】本考案は斯かる課題を解決するためになさ
れたもので、プランジャをインナーヨークから離脱させ
るとき、高い逆方向電圧が印加された場合でもプランジ
ャのインナーヨークへの再吸着を防止でき、しかも弁の
開閉性能を安定化させたパイロット式水ラッチ弁を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、インナーヨー
クと、そのインナーヨークの付近に配置する永久磁石並
びに筒状の電磁石と、その筒状の電磁石の内側に移動自
在に備えられるプランジャと、このプランジャの一端側
に設けられかつパイロット孔を有する弁体により管路を
開閉するパイロット式水ラッチ弁において、プランジャ
とインナーヨークとの間にプランジャをインナーヨーク
より離間させる第１のスプリングを備え、プランジャか
ら離れないようにそのプランジャに移動自在に可動スリ
ーブを取り付け、その可動スリーブの一端がプランジャ
よりインナーヨーク側に向けて突出するように可動スリ
ーブを付勢する第２のスプリングを備え、プランジャが
インナーヨークより所定の距離以上離れている時には可
動スリーブがインナーヨークに接触しないようにし、プ
ランジャがインナーヨークに対し所定の距離以上に近づ
いた時に可動スリーブがインナーヨークに接触してプラ
ンジャに第２のスプリングによるインナーヨークより離
間させる力が働くようにしたものである。

【０００８】

【作用】閉弁状態から開弁するときは、プランジャを磁
力で吸着してパイロット孔を開くと、背圧室の背圧と管
路側の入水圧とのバランスが崩れて弁体が開く。また、
開弁状態から閉弁するときは、プランジャをスプリング
力でインナーヨークから離脱させ、パイロット孔を閉じ
て背圧を上昇させ、弁体を閉じる。しかして、閉弁状態
から開弁するとき、プランジャがインナーヨークから所
定以上離れた状態では、第１のスプリングによってプラ
ンジャに閉弁方向の力が働いており、また磁石の吸着力
によりプランジャがインナーヨークに所定以上近づく
と、プランジャ端面から突出した可動スリーブがインナ
ーヨークに接触するため第２のスプリングが圧縮され、
以後は第１のスプリングと第２のスプリングの両方の力
によりプランジャに閉弁方向の力が働く。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づき本考案の好ましい実施例
を説明する。なお、図に示す符号で従来例と同一の部材
には同一の符号を付す。図１に本考案に係るパイロット
式水ラッチ弁を閉じたときの断正面図を、また、図２に
開いたときの断正面図を示す。この弁は、インナーヨー
ク２６の周囲に筒状の電磁石２４および永久磁石２２を
設け、これら電磁石２４および永久磁石２２の内側にプ
ランジャ１２を移動自在に配置している。プランジャ１
２の一端側（管路１８側）には弁体１４を設けてあり、
この弁体１４に形成したパイロット孔３８を開閉するに
伴い、弁体１４を管路１８側から立設した弁座部材１６
に押し付けたり離したりして、管路１８を連通・遮断す
る。

【００１０】しかして、図３に拡大して示すように、イ
ンナーヨーク２６側のプランジャ１２の端面に有底孔３
４を形成し、かつこの有底孔３４の中間に溝２０を形成
している。そして、有底孔３４の底面とインナーヨーク
２６との間に第１のスプリング３０を取付け、この第１
のスプリング３０によりプランジャ１２を常に閉弁方向
（矢印Ａ方向）に付勢している。また、有底孔３４の開
口側から樹脂製の可動スリーブ３６を挿入し、その可動
スリーブ３６の抜け止め片３６ａを前記溝２０に係止し
て可動スリーブ３６が外部に抜け出るのを防止すると共
に、有底孔３４の底面と可動スリーブ３６との間に第２
のスプリング３２を圧縮状態で取付けている。なお、可
動スリーブ３６はプランジャ１２がインナーヨーク２６
より所定の距離以上離れている時には、プランジャ１２
の端面から突出させている。このため、可動スリーブ３
６は閉弁状態にあるときはインナーヨーク２６に接触せ
ずプランジャ１２に押付力は働かないが、開弁途中から
可動スリーブ３６の一端がインナーヨーク２６に接触し
て可動スリーブ３６に圧力が加わり、第２のスプリング
３２がさらに圧縮され、そのスプリング力でプランジャ
１２を閉弁方向に付勢する。

【００１１】次に、閉弁状態から開弁するときの動作を
具体的に説明する。閉弁状態にあるとき、プランジャ１
２は第１のスプリング３０により常に閉弁方向（図３の
矢印Ａ方向）に押し付けられているため、弁を開くには
電磁石２４に電圧パルスを印加し、電磁石２４と永久磁
石２２の双方の吸引力でプランジャ１２を吸引する。そ
して、開弁を開始してから弁が半開き状態になるまでは
第１のスプリング３０の力がプランジャ１２に加わり、
弁が半開き状態になって可動スリーブ３６の一端がイン
ナーヨーク２６に接触してからは、第１のスプリング３
０と第２のスプリング３２の双方の付勢力がプランジャ
１２に加わる。

【００１２】プランジャ１２がインナーヨーク２６に吸
引された後は、電磁石２４に印加した電圧パルスを停止
する。電圧パルスを停止してからは、永久磁石２２の吸
引力のみで開弁状態を保持する。ここで、従来のように
１本のスプリングを用いた場合はバネ定数がかなり大き
くなり、わずかの取付け寸法誤差で荷重−変位特性が大
きく変化するので、弁の開閉性能のバラツキが大きく歩
留りも悪かったが、本考案の場合は２本のスプリングを
用い各バネ定数を小さくできるのでそのようなことがな
く、性能も安定して歩留りも向上する。

【００１３】続いて、開弁状態から閉弁するときの動作
を説明する。プランジャ１２をインナーヨーク２６から
離脱させるには、永久磁石２２の磁力をキャンセルし第
１のスプリング３０と第２のスプリング３２の双方の反
発力により行う。なお、永久磁石２２の磁力をキャンセ
ルするには電磁石２４に逆方向の電圧パルスを印加する
が、本考案では上記の如く２本のスプリングを用いてい
るので、閉弁させる際の荷重をバネ定数が小さいままで
大きくすることができる。このため、プランジャ１２が
インナーヨーク２６に再吸着するのを防止することがで
き、更に性能が安定化する。

【００１４】図４は、閉弁状態から開弁状態に至るまで
のスプリング荷重とプランジャのストロークとの関係を
示す。同図はストロークが０のときを閉弁状態とし、ス
トロークが１ｍｍのときを開弁状態としたときの例であ
る。閉弁状態においては、第１のスプリング３０のみで
プランジャ１２を押付け、弁体１４は所定の付勢力（例
えば約６０ｇ）で弁座部材１６に押し付けられている。
この状態から弁が開いて、プランジャ１２が半開き状態
（０．５ｍｍの手前）になると可動スリーブ３６の一端
がインナーヨーク２６に接触して第２のスプリング３２
も圧縮される。そして、ここから完全に開弁するまでの
間は両方のスプリング３０，３２が圧縮される（開弁完
了時の合計付勢力は約１５０ｇ）。これに対し、弁の開
閉を１本のスプリングで行おうとすると、図の二点鎖線
の如き特性のスプリングが必要となり、従って非常に高
いバネ定数のものとなる。

【００１５】

【考案の効果】以上説明した通り、本考案によればバネ
定数が小さいままで閉弁させる際のスプリング荷重を大
きくすることができるので、高い逆方向電圧が印加され
た場合でもプランジャがインナーヨークに再吸着するの
を防止することができる。また、２本のスプリングの夫
々のバネ定数を十分小さくすることができるので、多少
の取付け誤差があっても荷重のバラツキが非常に小さく
なり、弁開閉の信頼度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るパイロット式水ラッチ弁を閉じた
ときの断正面図である。

【図２】本考案に係るパイロット式水ラッチ弁を開いた
ときの断正面図である。

【図３】スプリング取付け状態の拡大図である。

【図４】スプリング荷重と変位量の関係を示す図であ
る。

【図５】従来のパイロット式水ラッチ弁の閉弁状態の断
正面図である。

【符号の説明】

１２ プランジャ １４ 弁体 １６ 弁座部材 １８ 管路 ２０ 溝 ２２ 永久磁石 ２４ 電磁石 ２６ インナーヨーク ２８ ダイアフラム ３０ 第１のスプリング ３２ 第２のスプリング ３４ 有底孔 ３６ 可動スリーブ ３８ パイロット孔 ４０ 背圧室

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナーヨークと、そのインナーヨーク
   の付近に配置する永久磁石並びに筒状の電磁石と、その
   筒状の電磁石の内側に移動自在に備えられるプランジャ
   と、このプランジャの一端側に設けられかつパイロット
   孔を有する弁体により管路を開閉するパイロット式水ラ
   ッチ弁において、 プランジャとインナーヨークとの間にプランジャをイン
   ナーヨークより離間させる第１のスプリングを備え、プ
   ランジャから離れないようにそのプランジャに移動自在
   に可動スリーブを取り付け、その可動スリーブの一端が
   プランジャよりインナーヨーク側に向けて突出するよう
   に可動スリーブを付勢する第２のスプリングを備え、プ
   ランジャがインナーヨークより所定の距離以上離れてい
   る時には可動スリーブがインナーヨークに接触しないよ
   うにし、プランジャがインナーヨークに対し所定の距離
   以上に近づいた時に可動スリーブがインナーヨークに接
   触してプランジャに第２のスプリングによるインナーヨ
   ークより離間させる力が働くようにしたことを特徴とす
   るパイロット式水ラッチ弁。