JP3215173U - 電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力差値の改善を通じて応答速度を高めた電磁弁バルブゲート構造を提供する。【解決手段】電磁弁１０に気体導入弁２０を連結して構成され、該電磁弁内部１０に固定鉄心１１と、可動鉄ばね１２と、可動鉄心１３と、螺旋コイル１４が配置され、通電励磁後、可動鉄心１３を固定鉄心１１と同軸で押し動かすことができ、該気体導入弁２０が内部にバルブゲート口２１と、弾性部材２３が被着された気体導入弁ゴム２４を備え、該気体導入弁ゴム２４が第１側面２４１と第２側面２４２を備え、かつ気体導入弁ゴム２４と可動鉄心１３の間に気体導入弁ゴム座体２５が配置され、該気体導入弁ゴム２４が軸方向に往復移動して流体の流路を切り換えることができ、そのうち、該バルブゲート口２１にさらにバルブゲートノズル２２が設けられ、流路を経て該バルブゲート口２１と該気体導入弁ゴム２４の第２側面２４２まで流体をより円滑にガイドし、該電磁弁１０と該気体導入弁２０の圧力平衡をより迅速に安定させる。【選択図】図３

Description

本考案は電気制御比例弁（ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＬＹ−ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬ ＶＡＬＶＥ）の電磁弁バルブゲート構造に関し、そのうち、気体導入弁ゴムが軸方向に往復移動して流体の流路を切り換え、バルブゲート口に設置されたバルブゲートノズルにより、電磁弁内部の流路を経て該バルブゲート口と該気体導入弁ゴムの第２側面まで流体をより円滑にガイドして、該電磁弁と該気体導入弁の圧力平衡をより迅速に安定させる、電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造に関する。

電気制御比例弁は工業設備においてよく見受けられる流体流路制御部材である。図１?図２に示すように、電気制御比例弁４０は２つの電磁弁コントローラを備え、それぞれ吸気用の吸気電磁弁４１と、排気用の排気電磁弁４２であり、これら２つの電磁弁４１、４２が外部接続されたコントローラスイッチで吸気量を調節し、該電気制御比例弁４０内の気圧制御室４３の圧力を変化させ、かつ該気圧制御室４３が気圧チャンバ４４を動かして制御し、開閉動作をさせることができ、該気圧チャンバ４４を流れる流体Ｄの流量を制御することにより、必要な出口圧力を形成する。そのうち、該吸気電磁弁４１と排気電磁弁４２の応答速度性能は、電気制御比例弁４０の全体性能に影響する。

しかしながら、前述の吸気電磁弁４１と排気電磁弁４２の従来構造の動作過程は、螺旋コイルの通電励磁後、可動鉄心と固定鉄心が相互に吸着して同軸で移動する運動が発生し、その過程で該２つの鉄心中に設置された可動鉄ばねが圧縮され、該供給口Ａから流体が入力されて気体導入弁ゴム２４が排出口Ｃの方向に押し動かされる。該気体導入弁ゴム２４がバルブゲート口２１を覆うと、該気体導入弁ゴム２４の第１側面２４１の圧力が供給口Ａから入力される圧力が等しくなり、このときの第１側面２４１の圧力と第２側面２４２の圧力の差の比が、即ちバルブゲート口２１と第１側面２４１の投影面積比であり、またそのために気体導入弁ゴム２４の第１側面２４１と第２側面２４２の２面の圧力が不平衡になる。２つの側面２４１、２４２の不平衡な圧力関係によって、電磁弁の励磁停止後、該可動鉄ばねもより大きな弾力で排出口Ｃを押さえている気体導入弁ゴム２４を押し開く必要が生じ、このため、電気制御比例弁４０の気圧制御安定過程の反応速度にも影響する。

本考案の主な目的は、駆動して使用するときに、圧力差値の改善を通じて応答速度を高めた、電磁弁バルブゲート構造を提供することにある。

以下この考案について説明する。上述の目的を達成するため、請求項１に記載する電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、電磁弁と、該電磁弁に連結された気体導入弁を含み、前記電磁弁の内部に固定鉄心と、可動鉄ばねと、可動鉄心が配置され、同様に該電磁弁内に設置された螺旋コイルによる通電励磁後、該可動鉄心を該固定鉄心と同軸で押し動かすことができ、前記気体導入弁の内部にバルブゲート口と、弾性部材が被着された気体導入弁ゴムが設置され、該気体導入弁ゴムが左右両側にそれぞれ第１側面と、第２側面を備え、かつ該気体導入弁ゴムと該可動鉄心の間に気体導入弁ゴム座体が配置され、該気体導入弁ゴムが軸方向に往復移動することで流体の流路を切り換えることができ、該バルブゲート口にさらにバルブゲートノズルが設置され、流路を経て該バルブゲート口と該気体導入弁ゴムの第２側面まで流体をより円滑にガイドし、該電磁弁と該気体導入弁の圧力平衡をより迅速に安定させることができるように構成される。

請求項２に記載する電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、請求項１におけるバルブゲートノズルが、錐面または凹面のいずれかを呈する。

請求項３に記載する電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、請求項１におけるバルブゲート口の断面積が該気体導入弁ゴムの第２側面の半分より小さく、該気体導入弁ゴムを該バルブゲート口において移動させる圧力差を減少し、該可動鉄ばねの軸方向移動速度を高める。

請求項４に記載する電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、請求項２におけるバルブゲートノズルと該気体導入弁ゴムの第２側面の挟角が４５度より大きい。

本考案の該バルブゲート口に設置されたバルブゲートノズルにより、流路を経て該バルブゲート口と該気体導入弁ゴムの第２側面まで流体をより円滑にガイドし、電磁弁と気体導入弁の圧力平衡をより迅速に安定させることができる。

従来技術の構造を示す断面図である。 従来技術の通電励磁後の構造を示す部分拡大図である。 本考案の流体が流路に進入しておらず、まだ通電励磁されていない状態を示す断面図である。 本考案の通電励磁後第１チャンバから第３チャンバまで流体が満たされた状態を示す断面図である。 本考案の通電励磁を再停止したときの流体の流路を示す断面図である。 本考案の図４のバルブゲートノズルの錐面構造を示す部分拡大図である。 本考案の図４のバルブゲートノズルの凹面構造を示す部分拡大図である。

図３〜図５に示すように、本考案の電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、電磁弁１０と、気体導入弁２０を備え、該電磁弁１０内部に固定鉄心１１と、可動鉄ばね１２と、可動鉄心１３が配置され、該可動鉄ばね１２が該固定鉄心１１と該可動鉄心１３の間に設置され、同様に該電磁弁１０内に設置された螺旋コイル１４の通電励磁後、該可動鉄心１３を該固定鉄心１１と同軸で押し動かすことができる。

該気体導入弁２０は該電磁弁１０に連結され、かつ該気体導入弁２０内部にバルブゲート口２１と、弾性部材２３が被着された気体導入弁ゴム２４が設けられ、該気体導入弁ゴム２４が左右両側にそれぞれ第１側面２４１と、第２側面２４２が設置され、かつ該気体導入弁ゴム２４と該可動鉄心１３の間に気体導入弁ゴム座体２５が配置され、該気体導入弁ゴム２４が軸方向に往復移動することで該流体Ｄの流路３０を切り換えることができる。

該気体導入弁２０はさらに、供給口Ａと、出力口Ｂと、排出口Ｃを備え、かつ該気体導入弁２０の他端に気体導入弁後部カバー２６が設置され、該気体導入弁後部カバー２６が弾性部材２３を支持して気体導入弁ゴム２４の第１側面２４１に当接させ、該気体導入弁ゴム２４の第２側面２４２に気体導入弁ゴム座体２５が配置され、これにより該気体導入弁２０の中段部にバルブゲート口２１が形成され、該気体導入弁ゴム座体２５の他端に前記可動鉄心１３が連結され、バルブゲート口２１で流路３０内の流体Ｄの出入を切り換えることができ、またこれにより複数個のチャンバが形成され、そのうち、チャンバは第１チャンバ３１と、第２チャンバ３２と、第３チャンバ３３に区分でき、前述の構造におけるバルブゲート口２１の前部から該供給口Ａと出力口Ｂまでが第１チャンバ３１、該バルブゲート口２１の後部から該電磁弁１０内部の前部までが第２チャンバ３２、該電磁弁１０中段部の可動鉄心１３が設置された箇所が第３チャンバ３３となる。

該電磁弁１０と気体導入弁２０が電力で駆動される連続動作を以下で説明する。第１ステップは、該電磁弁１０が通電励磁されていないとき、該流体Ｄが該供給口Ａから入力されると、該気体導入弁ゴム２４の遮断により該第１チャンバ３１内に保持される。このときバルブゲート口２１は前に向かって閉じられた状態であり、該第１チャンバ３１は流体Ｄの入力圧力を備え、第２チャンバ３２と第３チャンバ３３は無圧力状態である。第２ステップは、該電磁弁１０が通電励磁されると、該バルブゲート口２１を後ろへ動かして開かせ、第１チャンバ３１内にあった流体Ｄが該流路３０に沿って第２チャンバ３２を通り、該第３チャンバ３３に到達する。このとき一部の流体Ｄが該出力口Ｂを介して通連された設備へと流れ、該第１チャンバ３１、第２チャンバ３２、第３チャンバ３３は圧力が平衡した状態となる。第３ステップでは、該電磁弁１０の電源が再び切断されて励磁が停止すると、該バルブゲート口２１では該可動鉄心１３が前方へ押し動かされ、該気体導入弁ゴム座体２５が該気体導入弁ゴム２４を当接させて、該バルブゲート口２１を封鎖させ、該供給口Ａから入力された流体Ｄが該第１チャンバ３１内に制限され、第２チャンバ３２と第３チャンバ３３内にあった流体Ｄが、このとき排出口Ｃから排出され、該第１チャンバ３１は流体Dの入力圧力を備え、第２チャンバ３２と第３チャンバ３３は圧力平衡状態となる。

図６と図７に示すように、前記バルブゲート口２１箇所にはさらにバルブゲートノズル２２が設けられ、通電励磁後、該気体導入弁ゴム２４が流体Ｄによってバルブゲート口２１に向かって押され、相互に接触したとき、該バルブゲートノズル２２周縁に錐面または凹面の設計が設けられているため、流路３０を経て該バルブゲート口２１と該気体導入弁ゴム２４の第２側面２４２まで流体Ｄをより円滑にガイドし、該電磁弁１０と気体導入弁２０の間の圧力平衡をより迅速に安定させることができる。

該バルブゲート口２１の断面積が該気体導入弁ゴム２４の第２側面２４２の半分よりも小さいとき、該気体導入弁ゴム２４を該バルブゲート口２１において移動させる圧力差を減少でき、該可動鉄ばね１２の軸方向移動速度を高めることができる。詳細には、通電励磁されていない状態下で、気体導入弁ゴム２４の第１側面２４１と第２側面２４２の圧力差が減少されるため、該可動鉄ばね１２が該可動鉄心１３を押し動かして位置を回復させるために必要なばねの力も減少でき、これにより位置回復の速度を高めることができる。

該バルブゲートノズル２２の錐面または凹面の設計は、該気体導入弁ゴム２４の第２側面２４２との挟角Ｅが４５度より大きいとき、流体Ｄの気体導入弁ゴム２４の第１側面２４１から第２側面２４２へ流れる流量が励磁の停止後、その第２側面２４２の流体Ｄの流量を該可動鉄ばね１２のスプリング力に合わせて位置回復を行うときの速度が従来構造よりも高速になるように確約することができる。

上述をまとめると、本考案の電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造は、バルブゲートノズル２２の錐面または凹面の設計、あるいはバルブゲート口２１の断面積が第２側面２４２の半分よりも小さい、または該バルブゲートノズル２２と該第２側面２４２の挟角Ｅが４５度より大きい設計を通じ、流体Ｄが通電励磁された状態または通電励磁されていない状態下の両方で、気体導入弁ゴム２４上で生じる圧力差を改善し、電磁弁１０のバルブゲート口２１における作動周波数応答の速度を向上することができる。

１０ 電磁弁
１１ 固定鉄心
１２ 可動鉄ばね
１３ 可動鉄心
１４ 螺旋コイル
２０ 気体導入弁
２１ バルブゲート口
２２ バルブゲートノズル
２３ 弾性部材
２４ 気体導入弁ゴム
２４１ 第１側面
２４２ 第２側面
２５ 気体導入弁ゴム座体
２６ 気体導入弁後部カバー
３０ 流路
３１ 第１チャンバ
３２ 第２チャンバ
３３ 第３チャンバ
Ａ 供給口
Ｂ 出力口
Ｃ 排出口
Ｄ 流体
Ｅ 挟角
３０ 電気制御比例弁
４１ 吸気電磁弁
４２ 排気電磁弁
４３ 気圧制御室
４４ 気圧チャンバ

Claims (4)

1. 電気制御比例弁（ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＬＹ−ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬ ＶＡＬＶＥ）の電磁弁バルブゲート構造であって、電磁弁と、該電磁弁に連結された気体導入弁を含み、前記電磁弁の内部に固定鉄心と、可動鉄ばねと、可動鉄心が配置され、同様に該電磁弁内に設置された螺旋コイルによる通電励磁後、該可動鉄心を該固定鉄心と同軸で押し動かすことができ、前記気体導入弁の内部にバルブゲート口と、弾性部材が被着された気体導入弁ゴムが設置され、該気体導入弁ゴムが左右両側にそれぞれ第１側面と、第２側面を備え、かつ該気体導入弁ゴムと該可動鉄心の間に気体導入弁ゴム座体が配置され、該気体導入弁ゴムが軸方向に往復移動することで流体の流路を切り換えることができ、該バルブゲート口にさらにバルブゲートノズルが設置され、流路を経て該バルブゲート口と該気体導入弁ゴムの第２側面まで流体をより円滑にガイドし、該電磁弁と該気体導入弁の圧力平衡をより迅速に安定させることができるように構成されたことを特徴とする、電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造。
2. 前記バルブゲートノズルが、錐面または凹面のいずれかを呈することを特徴とする、請求項１に記載の電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造。
3. 前記バルブゲート口の断面積が該気体導入弁ゴムの第２側面の半分より小さく、該気体導入弁ゴムを該バルブゲート口において移動させる圧力差を減少し、該可動鉄ばねの軸方向移動速度を高めたことを特徴とする、請求項１に記載の電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造。
4. 前記バルブゲートノズルと該気体導入弁ゴムの第２側面の挟角が４５度より大きいことを特徴とする、請求項２に記載の電気制御比例弁の電磁弁バルブゲート構造。

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