JP2871568B2 - 手動付電磁弁 - Google Patents

手動付電磁弁

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JP2871568B2
JP2871568B2 JP7351468A JP35146895A JP2871568B2 JP 2871568 B2 JP2871568 B2 JP 2871568B2 JP 7351468 A JP7351468 A JP 7351468A JP 35146895 A JP35146895 A JP 35146895A JP 2871568 B2 JP2871568 B2 JP 2871568B2
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正明 棚橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の制御を電磁
弁による弁の開閉及び手動による弁の開閉によって行な
うことが可能な手動付電磁弁に関し、特に、電磁弁及び
手動によって開閉する主弁を共通にしたコンパクトな手
動付電磁弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、水蒸気を搬送する配管等に電
磁弁を使用し電気制御によって弁の開閉を調節する一
方、停電時に電磁弁の作動が停止してしまう等のため手
動によっても弁の開閉が可能な手動開閉手段を備えた様
々な手動付電磁弁が使用されている。そこで、実公平6
−31255号公報に開示された従来の手動付電磁弁に
ついて図面を参照して説明する。図6は、当該公報に開
示された手動付電磁弁の断面図である。この手動付電磁
弁51は、ボディ52に入力ポート53及び出力ポート
54が形成され、その入力ポート53から出力ポート5
4へ流れる流体を制御するための電磁弁及び手動弁がそ
れぞれ設けられている。以下、更に詳細に説明する。
【0003】ボディ52には、入力ポート53及び出力
ポート54が同軸上に形成されているが、入力ポート5
3から出力ポート54にかけて主流路55が電磁弁流路
56と手動弁流路57とに分岐して形成されている。そ
のうち電磁弁流路56は、上流側流路56aが下流側流
路56bを中心として同心の環状に形成され、その上流
側流路56aと下流側流路56bとの間には両者を連通
する弁孔を備えた弁座58及び電磁弁体59によって弁
が構成されている。この電磁弁体59は、ボディ52上
に固設されたカバー60内に摺動可能に支持され、スプ
リング61によって常時弁座58側へ付勢されている。
【0004】そのカバー60にはパイロット弁座66が
形成され、パイロット弁座66に対して下端に弁体62
を挟持しスプリング70によって下方へ付勢されたプラ
ンジャ63、固定鉄心64及びソレノイドコイル65が
配設されたパイロット電磁弁が構成されている。そし
て、ソレノイドコイル65を通電するための端子箱71
が設けられている。更に、電磁弁体59が嵌装されたカ
バー60には電磁弁体59上に弁室67が構成され、そ
の弁室67及び上流側流路56a間を連通するパイロッ
ト流路68、パイロット弁座66の弁孔及び下流側流路
56b間を連通するパイロット流路69が形成されてい
る。一方、手動弁流路57側には弁座72が形成され、
その弁座72の弁孔を介して出力ポート54に連通して
いる。この弁座72に対してはロッド74に固設された
弁体73が配設され、このロッド74がボディ52に係
設されたキャップ75の摺動孔75aに嵌挿されてい
る。そして、そのロッド74には、キャップ75に螺設
されたツマミ76が係設されている。
【0005】このような構成からなる手動付電磁弁51
では、次のような動作によって入力ポート53及び出力
ポート54間に流体が流れる。先ず、図に示すように手
動弁流路57の弁座72に弁体73が当接し、手動弁が
閉弁状態でソレノイドコイル65への通電が行なわれる
と、固定鉄心64にプランジャ63が吸引されスプリン
グ70の付勢力に抗して上昇する。すると、プランジャ
63の下端に挟持されている弁体62が、パイロット弁
座66から離間してパイロット流路69が連通するた
め、弁室67内の流体が、そのパイロット流路69から
下流側流路56bへ流れて、それまで電磁弁体59に対
して弁座58側へかかっていた流体圧力が低下すること
となる。そこで、入力ポート53から上流側流路56a
へ流入してきた流体は、その圧力によってスプリング6
1の付勢力に抗して電磁弁体59を上方へ押し上げると
ともに下流側流路56b側へ流れ、そして出力ポート5
4から流出することとなる。
【0006】次に、ソレノイドコイル65への通電を停
止すると、プランジャ63がスプリング70の付勢力に
よって下降するため、弁体62がパイロット弁座66に
当接してパイロット流路69を塞ぐこととなる。する
と、パイロット流路68を流れた流体は弁室67内に滞
留するため、次第に弁室67内の圧力が高められて上流
側流路56aの流体の供給圧力と等しくなると、スプリ
ング61の付勢力によって電磁弁体59が下降し弁座5
8に当接する。そのため、電磁弁流路56は遮断され、
出力ポート54からの流体の流出が停止することとな
る。
【0007】このように、通常ではパイロット電磁弁の
みによって流体制御が可能である。しかし、停電によっ
てパイロット電磁弁の使用が不可能となってしまった場
合、また微量の流体を継続して流しておきたい場合等に
手動弁が使用される。そこで、このような場合には、ツ
マミ76を所定方向へ回転させて弁の開閉を調整して流
体の流量を調整する。具体的には、ツマミ76を所定方
向へ回転させると、キャップ75に螺設されているネジ
部76aが軸方向へ前後に移動するため、それに係設さ
れたロッド74が摺動孔75a内を摺動し、弁体73の
弁座72に対する当接または離間が行なわれる。そのた
め、弁体73を弁座72から離間させれば、入力ポート
53からボディ52へ流入した流体は、手動弁流路57
を流れて出力ポート54から流出することとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の手動付電磁弁51によれば、パイロット電磁弁による
流体制御とともに、手動弁によって停電時の使用や継続
的な流出等を可能としたものであっても、いかんせん手
動付電磁弁51を構成する流路が複雑であり、また手動
付電磁弁51自体が大型化してしまった。これは、手動
付電磁弁51が、主流路55をパイロット電磁弁による
流体制御を行なう電磁弁流路56と手動弁による流体制
御を行なう手動弁流路57とに分けた構成としたためで
あり、流路形成の複雑さに加え弁部を2箇所に設ける必
要によってコストアップの要因になるものでもあった。
【0009】そこで、本発明は、上記問題点を解消すべ
く、コンパクトな手動付電磁弁を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の手動付電磁弁
は、入力ポート及び出力ポートを備えた弁本体と、その
入力ポートと出力ポートとを連通する弁本体に形成され
た主弁座と、その主弁座に対して配設され当該主弁座方
向に付勢力を与えるバネ部材に係設された主弁体と、そ
の主弁体の開弁方向に位置し、当該主弁体を閉弁させる
方向にかかるパイロット流体の圧力を制御する前記弁本
体に係設されたパイロット電磁弁と、前記主弁体の閉弁
方向に位置し、当該主弁体を開弁方向へ押圧する前記弁
本体に係設された手動ロッドとを有することを特徴とす
る。
【0011】また、本発明の手動付電磁弁は、前記弁本
体が、入力ポートから前記主弁体の上室に連通するパイ
ロット流路を有し、前記主弁体が、下方に突出した円筒
部からなる上下が連通したパイロット孔を有し、前記パ
イロット電磁弁が、前記主弁体のパイロット孔の上端部
に形成されたパイロット弁座に対するパイロット弁体を
挟持し、前記バネ部材によって前記主弁座方向に付勢力
を受けたプランジャを有し、前記手動ロッドが、前記主
弁体の円筒部が挿入可能な案内孔が形成されたロッド部
と、そのロッド部を上下方向に移動させるツマミとを有
するものであることが望ましい。また、本発明の手動付
電磁弁は、前記手動ロッドが、前記ロッド部の端部円周
上に形成された溝に対して、一対のピンがその溝を挟み
込むようにツマミに嵌合され、ツマミを回転させてもロ
ッド部は上下方向の力のみ受け回転しないものであるこ
とが望ましい。
【0012】本発明の手動付電磁弁は、パイロット電磁
弁を開弁すると、主弁体にかかる閉弁方向のパイロット
流体の圧力及びバネ部材による付勢力より主弁体にかか
る開弁方向の流体の圧力が上回ることによって、主弁体
が主弁座から離間して入力ポートから弁本体に流入した
流体が主弁体に対して開弁方向への圧力として作用する
とともに、連通した主弁座の弁孔を通って出力ポートか
ら排出される。そして、パイロット電磁弁を閉弁する
と、主弁体にかかる閉弁方向のパイロット流体の圧力が
増し主弁体にかかる開弁方向の流体の圧力と等しくなる
ため、更に主弁体を閉弁方向に付勢するバネ部材の付勢
力によって主弁体が主弁座に当接して閉弁し、出力ポー
トからの流体の排出は遮断される。一方、停電等によっ
て閉弁状態のままとなってしまっても、手動ロッドを操
作することによって主弁体を上昇させ主弁座から離間さ
せれば、入力ポートから弁本体に流入した流体は連通し
た主弁座の弁孔を通って出力ポートから排出されること
となる。
【0013】また、本発明の手動付電磁弁は、パイロッ
ト電磁弁が通電されるとパイロット弁体を挟持したプラ
ンジャがバネ部材の付勢力に抗して上方に移動し、パイ
ロット弁体がパイロット弁座から離間されるため、パイ
ロット孔が連通し主弁体上方のパイロット流体がそのパ
イロット孔を通って出力ポートへ流れ出し、主弁体下方
にかかる流体圧力が優ってその主弁体が上昇して開弁状
態になる。そして、パイロット電磁弁の通電を止めれば
パイロット弁体がパイロット弁座に当接しパイロット孔
が塞がれるため、パイロット流路から主弁体上方に流れ
込む流体によって主弁体上下の流体圧力が等しくなり、
更にプランジャにかかるバネ部材の付勢力によって主弁
体は主弁座に当接し閉弁状態となる。このように主弁体
が上下する際、パイロット孔を構成する円筒部は、ロッ
ド部に形成された案内孔に挿入されているため傾くこと
なく安定した状態で摺動することができる。一方、手動
ロッドの操作によって開弁する場合には、ツマミを回転
させることによってロッド部を上下させ主弁体を移動さ
せることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に本発明の手動付電磁弁を具体
化した一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1乃至図3は、本実施の形態の手動付電磁弁を示した
断面図であり、図1は閉弁時の状態、図2はパイロット
電磁弁の操作による開弁時の状態、そして図3は手動ロ
ッドの操作による開弁時の状態を示した図である。本実
施の形態の手動付電磁弁1は、入力ポート2及び出力ポ
ート3が形成されたボディ4にパイロット電磁弁5及び
手動ロッド6が同軸上に配設されたものであり、以下そ
の構成について詳細に説明する。
【0015】ボディ4にはカバー7が一体に固設されて
弁本体が構成され、同軸上に形成された入力ポート2及
び出力ポート3に垂直な方向であって、カバー7側に開
孔した弁孔8aを備えた主弁座8が形成されている。ま
た、このカバー7は中空構造をなし、主弁座8に対する
主弁体9が摺動可能に嵌挿された弁室10が構成され、
入力ポート2から弁室10、弁孔8aを介して出力ポー
ト3へ連通する流路が構成される。更に、このカバー7
には、入力ポート2側から弁室10へかけて細孔からな
るパイロット流路11が形成されている。
【0016】カバー7の弁室10内に嵌挿された主弁体
9には、その中心に下方に伸びた円筒部13aを有し、
上端からその円筒部下端にかけて貫通したパイロット孔
12の形成されたカシメ部13が一体に嵌合されてい
る。そのカシメ部13に形成されたパイロット孔12の
上端部には、後述するパイロット電磁弁5のパイロット
弁体に対応したパイロット弁座14が形成されている。
そして、この主弁体9の円周面には凹部が形成され、弁
室10内を気密な状態で摺動できるよう摺動リング15
がはめ込まれている。
【0017】このような主弁体9を内包したカバー7上
部にはパイロット電磁弁5が係設されている。このパイ
ロット電磁弁5のソレノイド部の中心には、両端部にフ
ランジを有する中空円筒状のコイルボビン16の胴部に
銅線が巻かれたコイル17が形成され、そのコイル17
の外周は磁気枠18によって囲まれている。コイルボビ
ン16の円筒内には、非磁性体金属材料から成るガイド
パイプ19が下から嵌合され、その上部円筒内には固定
鉄心20が嵌着されている。そして、ガイドパイプ19
の内側には、プランジャ21が上下方向に移動可能に嵌
挿され、その上方からは復帰バネ22によって付勢され
て嵌合保持されている。また、そのプランジャ21の下
端にはパイロット弁体26が上方からインナーバネ27
に付勢されるとともに、プランジャ21の下端とカシメ
部13とが引張バネ28によって掛止めされ、パイロッ
ト弁体26がパイロット孔12を塞ぐようにし構成され
ている。
【0018】一方、ボディ4下方に設けられた手動ロッ
ド6は、ボディ4を貫いたロッド30が、ボディ4に固
設されたスタフィング31及びボディ4内に設けられた
ガイド36に上下に移動可能なように支持されている。
ロッド30は、スタフィング31の円筒孔内を摺動する
ように嵌挿され、流体漏れを防止するためのOリング3
2が嵌合されている。そのスタフィング31下端にはツ
マミ33が螺設され、スタフィング31を下方に貫いた
ロッド30下端部が、そのツマミ33内まで延設されて
いる。ここで図4にツマミ33のA−A断面図を示す。
ロッド30には、その下端部に円周上に溝30aが形成
されているが、そこには図4に示すようツマミ33を貫
通した一対の円柱形のピン34,34が、溝30aの曲
面に沿うようにして嵌合されロッド30を挟み込んでい
る。
【0019】ボディ4内に挿入されたロッド30上端部
には有底の挿入孔30bが形成され、そこへカシメ部1
3の円筒部13aが挿入されている。そして、この挿入
孔30bの底部には側部へ貫通した排出孔30cが形成
されている。また、ロッド30の上端は、拡径した凹部
からなる当接部30dが形成され、カシメ部13に直接
当たらないように構成されている。更に、スタフィング
31には、ボディ4とツマミ33との間に、ツマミ33
の位置決めのためのナット35も螺設されている。
【0020】次に、このような構成の手動付電磁弁1の
作用について説明する。先ず、図1に示したコイル17
への非通電時には、主弁体9が主弁座8へ当接して弁孔
8aを塞いでしまっているため、入力ポート2からボデ
ィ4内に流入した流体は出力ポート3から流出すること
はない。そこで、端子箱25からコイル17への通電が
あると、図2に示した手動付電磁弁1のごとく以下のよ
うにして開弁する。そこで、コイル17が通電されると
固定鉄心20の上下方向に磁界が発生するため、固定鉄
心20自体が電磁石となってプランジャ21を吸引す
る。このときの吸引力は、復帰バネ22のバネ力よりも
強いので、プランジャ21は、固定鉄心20に当接する
まで引き寄せられる。一方、カシメ部13に掛止めされ
た引張バネ28は、プランジャ21によって上方に引っ
張られて伸びることとなる。
【0021】そして、パイロット弁座14に当接してい
たパイロット弁体26が離間してパイロット孔12が開
孔すると、弁室10内に滞留し主弁体9に上方から圧力
を加えていた流体がパイロット孔12から挿入孔30b
へ流入し、排出孔30cから排出されて出力ポート3へ
至る。従って、主弁体9上方の圧力が下がれば、主弁体
9の下方へかかる流体の圧力差によって主弁体9が上昇
する。そのため、主弁体9が主弁座8から離れて入力ポ
ート2と出力ポート3が弁孔8aを介して連通すること
となる。
【0022】そして、このように開弁状態となった後コ
イル17への通電を止めると、固定鉄心20への吸引が
解かれるためプランジャ21が復帰バネ22によって下
方へ付勢される。そのため、プランジャ21が下降し、
その下端に嵌合されたパイロット弁体26がパイロット
弁座14に当接しパイロット孔12を塞ぐこととなる。
一方、入力ポート2から流入した流体は、パイロット流
路11から主弁体9上方の弁室10内にも流入している
ため、弁室10内の主弁体9を下方へ押し下げる圧力が
増す。
【0023】そして、次第に主弁体9の上下にかかる流
体圧力が等しくなり、最終的には復帰バネ22の付勢力
の加わった主弁体9を下方へ押し下げる力が大きくなる
ことによって主弁体9が主弁座8へ当接し、弁孔8aが
塞がれて再び図1のごとく閉弁状態となる。ところで、
このような開弁及び閉弁の際、弁室10内を摺動リング
15を介して摺る主弁体9は、その軸芯に設けられたカ
シメ部13の円筒部13aがロッド30の挿入孔30b
内を摺動するため、主弁体9は水平を保ちながら安定し
た状態で移動する。
【0024】以上のようにパイロット電磁弁5によれば
主弁の開閉を行なうことが可能であるが、停電やパイロ
ット電磁弁5の故障等によって弁が開かない場合や微流
量を継続して流す場合等に手動ロッド6によって主弁の
開閉を操作する。そこで、手動ロッド6により図3に示
した手動付電磁弁1のごとく以下のようにして開弁す
る。図1に示した閉弁状態からツマミ33を右に回す
と、そのツマミ33は螺設されたスタフィング31のね
じ部を回転して上がる。ツマミ33が上がれば、それに
伴ってロッド30が押し上げられ、その挿入孔30bが
カシメ部13の円筒部13aに沿って上昇し、当接部3
0dが主弁体9下面に当接する。
【0025】そこで更にツマミ33を回してロッド30
を上昇させれば、ロッド30がプランジャ21にかかる
復帰バネ22の付勢力に抗して主弁体9を上昇させ主弁
座8から離間させる。そして、ツマミ33の回転を調整
すれば主弁体9を弁室10の任意の高さに調整すること
ができ、出力ポート3から排出される流体の流量を調整
することができる。その調整した流量、即ち主弁体9の
高さでツマミ33をナット35によって固定する。この
ようにすれば、手動付電磁弁1は主弁体9が所定の開度
を保って主弁座8から離間し、継続して出力ポート3か
ら一定量の流体が排出されることとなる。
【0026】一方、ツマミ33を左に回転させれば、ツ
マミ33はスタフィング31のねじ部を逆回転して下が
る。ツマミ33が下がれば、そのツマミ33に嵌合され
たピン34,34に挟み込まれたロッド30の溝30a
部分が、その溝30aに沿って回転しながら下がるピン
34,34に引っ張られるようにしてロッド30自体が
下降する。そして、このようにして下降するロッド30
に伴い、主弁体9は、プランジャ21にかかる復帰バネ
22の付勢力によって付勢され、弁室10内を下方へ摺
動し主弁座8に当接して再び図1の閉弁状態に戻る。
【0027】ところで、以上の手動付電磁弁1の作用で
はパイロット電磁弁5及び手動ロッド6の操作をそれぞ
れ場合を分けて説明したが、両者を併用した次のような
使用も可能である。先ず、図1に示した閉弁状態からツ
マミ33を回転させ、ロッド30を上下に移動させるこ
とにより主弁体9の高さを調整して最小流量を決定す
る。即ち、手動付電磁弁1の出力ポート3からは、少な
くとも手動ロッド6で設定した流量の流体が排出される
ようにする。このときの主弁体9の高さは、パイロット
電磁弁5の操作によって主弁体9が移動する閉弁及び開
弁位置の中間である。そして、その決定した流量を排出
する主弁体9の位置でロッド30の当接部30dが常に
主弁体9に当たるようツマミ33をナット35で固定す
る。
【0028】そこで、コイル17が非通電時でも図3に
示すように主弁体9と主弁座8とが離れた状態で、入力
ポート2から流入した流体は出力ポート3から所定流量
づつ排出される。一方、コイル17が通電されると上述
したように、プランジャ21が固定鉄心20に吸引され
上昇し、主弁体9の上下の流体圧力のバランスがくずれ
て図5に示すように主弁が全開した状態になり、出力ポ
ート3からは大流量の流体が排出される。従って、通
電、非通電を繰り返すことによって出力ポート3から排
出される流体は、2段階の排出流量によって管理される
こととなる。
【0029】以上、本実施の形態の手動付電磁弁1は、
主弁体9及び主弁座8からなる一の主弁に対してパイロ
ット電磁弁5及び手動ロッド6を係設して弁の開閉を操
作する構成としたため、手動付電磁弁1自体が非常にコ
ンパクト化された。また、一の主弁のみを開閉して流体
を制御する構成としたため、ボディ4内に形成された流
路も非常に簡易な構成となり、手動付電磁弁1の製造コ
ストの削減を図ることが可能となった。また、カシメ部
13の円筒部13aがロッド30の挿入孔30bに嵌挿
されているため、主弁体9が傾く事なく安定した状態で
上下に移動することができた。
【0030】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な
変更が可能である。例えば、上記実施の形態では主弁体
9に当接するロッド30を回転させないようにピン3
4,34を介してロッド30とツマミ33を係設させた
が、両者を直接固定するようにしてもよい。また、上記
実施の形態で示したように主弁体にパイロット孔12及
びパイロット弁座14を設け、そこへ直接プランジャ2
1に挟持されたパイロット弁体26を当接させるパイロ
ット電磁弁5の構成とすることなく、従来例のようにパ
イロット孔及びパイロット弁座を弁本体に形成するよう
にしてもよい。
【0031】
【発明の効果】本発明は、主弁体の開弁方向に位置し、
当該主弁体を閉弁させる方向にかかるパイロット流体の
圧力を制御する弁本体に係設されたパイロット電磁弁
と、前記主弁体の閉弁方向に位置し、当該主弁体を開弁
方向へ押圧する前記弁本体に係設された手動ロッドとを
有する構成としたので、コンパクトな手動付電磁弁を提
供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の手動付電磁弁にかかる一実施の形態を
示した閉弁時の断面図である。
【図2】本発明の手動付電磁弁にかかる一実施の形態を
示したパイロット電磁弁による開弁時の断面図である。
【図3】本発明の手動付電磁弁にかかる一実施の形態を
示した手動ロッドによる開弁時の断面図である。
【図4】手動ロッドのツマミを示した断面図である。
【図5】本発明の手動付電磁弁にかかる一実施の形態を
示したパイロット電磁弁及び手動ロッドを併用した開弁
時の断面図である。
【図6】従来の手動付電磁弁を示した断面図である。
【符号の説明】
1 手動付電磁弁 2 入力ポート 3 出力ポート 5 パイロット電磁弁 6 手動ロッド 8 主弁座 9 主弁体 12 パイロット孔 14 パイロット弁座 26 パイロット弁体 30 ロッド 33 ツマミ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16K 31/40 F16K 31/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ポート及び出力ポートを備えた弁本
    体と、 その入力ポートと出力ポートとを連通する弁本体に形成
    された主弁座と、 その主弁座に対して配設され、当該主弁座の方向に付勢
    力を与えるバネ部材に係設された主弁体と、 前記主弁体を閉弁させる方向にかかるパイロット流体の
    圧力を制御する前記弁本体に係設されたパイロット電磁
    弁と、 前記主弁体を下流側から押し上げて、当該主弁体と前記
    主弁座とを任意の距離だけ離間させた位置に位置決めす
    る、前記弁本体に係設された手動ロッドとを有する手動
    付電磁弁において、 前記弁本体が、入力ポートから前記主弁体の上室に連通
    するパイロット流路を有し、 前記主弁体が、下方に突出した円筒部からなる上下が連
    通したパイロット孔を有し、 前記パイロット電磁弁が、前記主弁体のパイロット孔の
    上端部に形成されたパイロット弁座に対するパイロット
    弁体を挟持し、前記バネ部材によって前記主弁座方向に
    付勢力を受けたプランジャを有し、 前記手動ロッドが、前記主弁体の円筒部が挿入可能な案
    内孔が形成されたロッド部と、そのロッド部を上下方向
    に移動させるツマミとを有する ことを特徴とする手動付
    電磁弁。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の手動付電磁弁におい
    て、前記手動ロッドが、前記ロッド部の端部円周上に形成さ
    れた溝に対して、一対のピンがその溝を挟み込むように
    ツマミに嵌合され、 ツマミを回転させてもロッド部は上下方向の力のみ受け
    回転しない ことを特徴とする手動付電磁弁。
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