JP2960364B2 - キック式電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁体及びプランジ
ャの最適なストロークを得ることが可能なキック式電磁
弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁弁には用途に応じた種々の方式のも
のがあるが、従来から、プランジャに対して弁体を軸方
向に移動可能に装着し、プランジャの移動途中で弁体を
引き上げるようにして弁を開くいわゆるキック式電磁弁
が利用されてきている。このようなキック式電磁弁に
は、例えば実開昭６１―８７２７５号公報に掲載された
ものを挙げることができる。図４は、当該公報に掲載さ
れたキック式電磁弁を示した断面図である。このキック
式電磁弁５１は、コイル５２の巻回されたコイルボビン
５３の円筒内上部に固定コア５４が固定され、その固定
コア５４の下方にはスプリング５５によって下方へ付勢
されたプランジャ５６が嵌装されている。そのプランジ
ャ５６の下方円筒内部には、弁体５７がスプリング５８
に付勢された状態で摺動自在に嵌装されている。プラン
ジャ５６は、内部の弁体５７が抜け落ちないように保持
するとともに、弁本体５９に形成された弁座６０外周の
段部６１に当接するストッパ６２が形成されている。

【０００３】そこで、コイル５２が通電されると、発生
する磁界により励磁された固定コア５４にプランジャ５
６が吸引され、スプリング５５の付勢力に抗して上昇す
る。プランジャ５６の可動当初、弁体５７は着座された
ままの状態が維持され、所定距離上昇したところでスト
ッパ６２に持ち上げられた弁体５７がプランジャ５６と
一体に上昇することとなる。従って、このキック式電磁
弁は、プランジャ５６が固定コア５４から最も離れた吸
引力の弱い位置では弁体５７を引き上げることはせず、
より吸引力の強くなった位置で流体圧力に抗して弁体５
７を引き上げて弁座６０から離間させるようにしたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
掲載されたものを含む従来のキック式電磁弁は、流通能
力を高めるためには取り扱う流体の流量に応じて設計変
更せざるを得ず、１個毎のキック式電磁弁が高価なもの
となってしまっていた。即ち、流通能力は流体圧力と流
量係数の積で表され、その流量係数には流れの縮流効果
などが組み込まれて弁の開きが関数となっている。その
ため、流通能力を高めるためには、弁座のオリフィス径
と弁体のストロークとの関係による弁の開きが影響する
こととなる。よって、従来のキック式電磁弁は、各種用
途に応じた適切な弁体のストロークを得るため、プラン
ジャのストローク及びそのプランジャに引き上げられる
弁体のストロークを実現するためのものを設計・製造す
る必要があり、前述したように１個毎のキック式電磁弁
が高価なものとなってしまっていた。

【０００５】そこで、本発明は、かかる従来の問題点を
解消すべく、異なる流量の流体制御に使用可能なキック
式電磁弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のキック式電磁弁
は、コイルが巻回されたコイルボビン内上方に固定され
た固定コアと、前記コイルボビン内下方に摺動自在に嵌
装されたプランジャと、前記プランジャに対し下方に付
勢され軸方向に摺動自在に嵌合された弁体と、前記弁体
に対して弁本体に形成された弁座とを備え、前記プラン
ジャが前記固定コアに吸引され上昇する際に、前記弁体
が前記プランジャの移動に対し所定時間遅れて持ち上げ
られ前記弁座から離間するものであって、前記弁座は、
前記弁本体に対して脱着自在な弁座部材に形成されたも
のであって、当該弁座部材には前記プランジャの下降を
制限するストッパが一体に形成されていることを特徴と
する。また、本発明のキック式電磁弁は、前記弁座部材
に形成されたストッパは、前記弁体が前記弁座から離間
する離間距離Ｌと弁孔の径ｄとの関係がＬ≧ｄ／４とな
る高さで形成されたものであることが望ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるキック式電
磁弁の一実施の形態について具体的に説明する。図１
は、キック式電磁弁の一実施の形態を示した断面図であ
る。本実施の形態のキック式電磁弁１は、中空円筒部を
有するコイルボビン２にコイル３が巻回され、コイルボ
ビン２の中空内には固定コア４が上方から嵌合固定され
ている。固定コア４には、その円周上に中間位置から下
方へ摺動パイプ５が延設され、その摺動パイプ５内には
プランジャ６が摺動自在に嵌装されている。そして、コ
イル３が巻回されたコイルボビン２がヨーク７に覆わ
れ、固定コア４、ヨーク７、及びプランジャ６によって
コイル３に発生する磁界の磁路が形成されている。

【０００８】摺動パイプ６内を上下に摺動するプランジ
ャ６は、その軸心部が上下に貫通した段付きの貫通孔６
ａが形成された中空円筒形状をなすものであり、下端に
はフランジ部６ｂが形成され、装着されたプランジャ復
帰バネ８により常時下方へ付勢されている。そのプラン
ジャ６に穿設された貫通孔６ａは、下方から上方にかけ
て順に縮径するよう４段階に形成されている。その最下
段には、リング形状の係止部材９が嵌合され、次の２段
目には、係止部材９の孔内を摺動可能な弁体１０が嵌装
されている。弁体１０は、上端部が拡径した張り出し部
を有し抜け落ちが防止されている。また、３段目には弁
体復帰バネ１１が縮設され、弁体１０を下方へ付勢して
いる。そして、最上段は呼吸孔としての役割を果たす。

【０００９】一方、弁本体２１には入力ポート２２及び
出力ポート２３が形成され、上方に円筒形状の固定部２
１ａが上方に開設されている。固定部２１ａには、摺動
パイプ５に嵌合固定した円筒形状のネジ止め部材２４が
螺合され、上方のソレノイド部と下方の弁部とが一体の
ものとなっている。弁本体２１は、上方に弁室２５が構
成され、そこへ入力ポート２２に連通された連通孔２６
が穿設されている。また、弁本体２１には、その中心で
あってプランジャ６と同軸上に弁室２５と出力ポート２
３とを連通する弁座取付孔２７が穿設されている。そし
て、その弁座取付孔２７には、弁座部材２８が嵌合され
ている。

【００１０】ここで、弁座取付孔２７に嵌合させる弁座
部材２８を図２に示す。弁座部材２８は、外周に沿って
立設されたストッパ３１を有する一部切り欠かれた円盤
の中心に、上方には弁座３２が突設され、下方には弁座
取付孔２７へ螺合させるためのネジ部３３（図１参照）
が形成されている。そして、その弁座３２及びネジ部３
３の中心を上下に貫くオリフィス３４が穿設されてい
る。ここで、オリフィス径ｄと弁体１０のストロークの
関係について説明する。ここで、図３は、オリフィス径
ｄとストロークの関係を示す駆動部の断面図であり、特
に、プランジャ６が固定コア４に当接した状態を示した
ものである。従って、弁体１０のストロークＬ３は、プ
ランジャ６のストロークＬ１から弁体１０のプランジャ
６に対する相対的な移動距離Ｌ２（図１参照）の差を取
った値である。

【００１１】このとき、キック式電磁弁１における流体
の流通能力を最も効率の良いものとするためには、流体
圧力と流量係数の積が最も大きくなるようにする必要が
ある。そのためには、流量係数の値を考慮する必要があ
り、弁の種類によって異なる値ではあるが、一般的には
弁体１０のストロークＬ３及びオリフィス径ｄとが、次
式の関係にあることが望ましい。 Ｌ３≧ｄ／４ …（１）

【００１２】そこで、本実施の形態のキック式電磁弁１
では、弁本体２１の弁座取付孔２７に対し取り外し可能
な複数種類の弁座部材２８を備えるものとする。その各
々の弁座部材２８は、異なった流量制御を行うべくオリ
フィス径ｄが異なるものであるが、それぞれのオリフィ
ス径ｄに対し、キック式電磁弁１が前記（１）式に適合
する弁体１０のストロークＬ３を実現するよう構成され
る。即ち、弁座部材２８毎にオリフィス径ｄに応じたプ
ランジャ６のストロークＬ１及び弁体１０がプランジャ
６に対し相対的に移動する移動距離Ｌ２を得るように、
弁座３２及びストッパ３１が所定の高さで形成される。

【００１３】ところで、弁体１０のストロークＬ３は、
プランジャ６を吸引する吸引力がプランジャ６と固定コ
ア４との面距離が小さくなるに従って急激に上昇すると
いう特性と、プランジャ６が弁体１０を引き上げるまで
の距離によるプランジャ６の慣性力とを考慮して、弁座
３２及びストッパ３１の高さが決定される。

【００１４】次に、このような構成を有するキック式電
磁弁の作用について説明する。先ず、キック式電磁弁１
が装着される流体装置で取り扱う流体の流量に応じ、所
定のオリフィス径を有する弁座部材２８を選択して弁本
体２１へ装着する。弁座部材２８は、そのネジ部３３を
弁座取付孔２７内に螺合させ図１に示すよう装着する。
そこで、コイル３が通電されると、そのコイル３によっ
て発生する磁界により固定コア４が励磁され、その励磁
力によってプランジャ６が固定コア４に対して吸引され
て上昇する。その際、初期の段階では、プランジャ６が
固定コア４に吸引され上昇しても、弁体１０は弁体復帰
バネ１１に付勢されて依然として弁座３２へ当接した状
態にある。そして、プランジャ６が所定距離（Ｌ２）上
昇したところで、係止部材９が弁体６を引っかけるよう
にして持ち上げ、弁体１０が弁座３２から離間される。
一方、コイル３への通電が断たれれば、吸引力から解か
れたプランジャ６は、プランジャ復帰バネ８によって押
し下げられストッパ３１に当接し、弁体１０は、下降す
るプランジャ６とともに下降し弁座３２へ当接する。

【００１５】よって本実施の形態のキック式電磁弁１に
よれば、取り扱う流体の流量に対応した弁座部材２８を
選択することで、高い流通能力を実現するための必要な
オリフィス径及びそのオリフィス径に対する弁体のスト
ロークを得ることができるようになった。即ち、キック
式電磁弁１を任意の流体装置に装着するに際し、キック
式電磁弁１に対し当該流体装置の流量に適したオリフィ
ス径の弁座部材２８を弁本体２１に取り付ければ、所定
の高さで形成された弁座３２によって、オリフィス３４
の径に適合した弁体１０のストロークを実現するができ
るようになった。

【００１６】また、キック式電磁弁１は、プランジャが
固定コアから最も離れた開弁時が最も吸引力が弱いため
に、弁体にかかる流体圧力を開弁時に負担することな
く、吸引力が強くなるプランジャが固定コアにある程度
接近した位置で弁体を引き上げるようにしたものであ
る。従って、プランジャが弁体を引き上げる位置は、大
きな吸引力を得るために固定コアとの距離が近いほどよ
いが、その位置までの移動距離によって弁体のストロー
クも決定されることとなる。そこで、本実施の形態のキ
ック式電磁弁１では、弁座部材２８のストッパ３１を所
定の高さで形成することによって、プランジャ６が弁体
１０を引き上げる最適な位置（ストロークＬ２）を得る
ことができる。

【００１７】よって、本実施の形態では、弁座部材２８
を取り換えることのみによって上記効果を得ることがで
き、一つのキック式電磁弁１によって様々な流体装置へ
の適用が可能となった。このことは、異なった流量を取
り扱う流体装置毎にキック式電磁弁を設計・製造する必
要がなく、キック式電磁弁のコストダウンを実現するこ
とが可能となった。

【００１８】以上、本発明にかかるキック式電磁弁の一
実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定さ
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、前記実施の形態では、弁座
部材８を弁座取付孔２７へネジ止めしたが、単に圧入す
るようにしたものであったもよい。また、例えば、前記
実施の形態では、図において弁座３２とストッパ３１と
を同一高さにしたものを示したが、適切なストロークを
得るために異なる高さになることもある。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、弁座が、弁本体に対して脱着
自在な弁座部材に形成されたものであって、その弁座部
材にはプランジャの下降を制限するストッパが一体に形
成されているので、異なる流量の流体制御に使用できる
キック式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】本発明にかかるキック式電磁弁の一実施の形態
を示した断面図である。

【図２】弁座部材を示した外観斜視図である。

【図３】オリフィス径とストロークの関係を示す駆動部
の断面図である。

【図４】従来のキック式電磁弁を示した断面図である。

【符号の説明】

１ キック式電磁弁 ２ コイルボビン ３ コイル ４ 固定コア ６ プランジャ １０ 弁体 ２１ 弁本体 ２８ 弁座部材 ３１ ストッパ ３２ 弁座

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが巻回されたコイルボビン内上方
   に固定された固定コアと、前記コイルボビン内下方に摺
   動自在に嵌装されたプランジャと、前記プランジャに対
   し下方に付勢され軸方向に摺動自在に嵌合された弁体
   と、前記弁体に対して弁本体に形成された弁座とを備
   え、前記プランジャが前記固定コアに吸引され上昇する
   際に、前記弁体が前記プランジャの移動に対し所定時間
   遅れて持ち上げられ前記弁座から離間するキック式電磁
   弁において、 前記弁座は、前記弁本体に対して脱着自在な弁座部材に
   形成されたものであって、当該弁座部材には前記プラン
   ジャの下降を制限するストッパが一体に形成されている
   ことを特徴とするキック式電磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキック式電磁弁におい
   て、 前記弁座部材に形成されたストッパは、前記弁体が前記
   弁座から離間する離間距離Ｌと弁孔の径ｄとの関係がＬ
   ≧ｄ／４となる高さで形成されたものであることを特徴
   とするキック式電磁弁。