JP4005175B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積可能な薄型形状の電磁弁に関し、さらに詳細には、厚みが5mm以下の薄型電磁弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程等において、ガス供給のための電磁弁を集積化して、ガス供給ユニット全体をコンパクトにすることが強く求められている。
そのため、スプールタイプの電磁弁をマニホールドに取り付けたユニットが使用されている。スプールタイプの電磁弁は、最も薄型のもので現在10mm程度の厚みを有している。
【0003】
一方、薄型形状の電磁弁に応用可能な技術として、実願昭58−142330号のマイクロフィルム(実開昭60−51376号)に記載されたものが公知である。
図9に示すように、第1ポート101に第1弁座104が形成され、第2ポート103に、第2弁座105が形成され、第1ポート101と第2ポート103の間に第3ポート102が形成されている。また、支点108を支点として揺動可能に弁部材109が保持されており、弁部材109の下側には、第1ポート101に対応する位置に第1弁体106が固着され、第2ポート103に対応する位置に第2弁体107が固着されている。また、弁部材109の上側には、第1弁体106に対応して第1永久磁石111がN極を上向きにして固着され、第2弁体107に対応する位置に第2永久磁石110がN極を上向きにして固着されている。
また、全体を囲んで密閉状態を作り出しているボディ115には、電磁石112、第1磁気枠113、第2磁気枠114が固定されている。
【0004】
次に、上記電磁弁の作用を説明する。電磁石への通電方向を変えることにより、第1磁気枠と第2磁気枠とで発生する磁束の極性を変化させている。第1永久磁石111と第2永久磁石110の両方共、電磁石に対向する面がN極であるため、電磁石への通電方向を変えることにより、第1永久磁石111または第2永久磁石110のいずれか一方を電磁石に吸引することができる。
これにより、第3ポート102を入力ポートとして使用することにより、この弁を三方弁として使用することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実願昭58−142330号に開示されているている電磁弁には、次のような問題点があった。
すなわち、弁部材109は明らかに剛性を有する部材である。もし、弁部材109が弾性体だと仮定すると、永久磁石が磁気枠に吸引されたときに、他端の弁体を弁座に押圧する力を伝達できないからである。
一方、永久磁石と磁気枠とを当接させることはできない。永久磁石を磁気枠に当接・衝突させると、永久磁石は脆い性質を持つので、破損する恐れが強いからである。そのため、図9に示すように、永久磁石と磁気枠との間に一定の隙間を形成している。
【0006】
永久磁石と磁気枠との隙間が変化すると、吸引力は2乗で変化するため、わずかな隙間の変化が大きな吸引力の変化となってしまう。しかし、永久磁石側が可動部であるため、永久磁石と磁気枠との隙間を全ての製品で一定の公差内で製造することは困難であり、コストアップの原因となる問題があった。
そして、弁体が弁座に当接する押圧力が弱すぎると流体が漏れる恐れがあり、また、押圧力が強すぎると、繰り返し使用によりゴム製の弁体にへたりが発生し、やはり流体が漏れる問題があった。
【0007】
本発明の目的は、5mm程度の薄型電磁弁であって、繰り返し使用しても漏れの発生する恐れのない電磁弁を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁弁は、耐久性、信頼性の高い薄型電磁弁を実現するために、次のような構成を有している。
(1)(a)第1ポート、第2ポート、及び第1ポートと第2ポートとの間に第3ポートが形成され、第1ポートに第1弁座が形成され、第2ポートに第2弁座が形成された弁本体と、(b)弾性平板であって、両端部に第1弁体と第2弁体とを備え、第1弁体を第1弁座に所定の力で当接させ、また、第2弁体を第2弁座に所定の力で当接させる弁体弾性平板と、(c)弁体弾性平板の中心部を保持し、揺動運動するための支点を備える揺動磁性片とを有する。
ここで、弁体弾性平板は、一枚の連続した平板でなくて、剛体の両側に一対の弾性平板の端部を取り付けたものであっても良い。
【0009】
(2)(1)に記載する電磁弁において、前記第1ポートと前記第2ポートに対して平行に配置された第1コイル及び第2コイルと、前記第1コイルと前記第2コイルの間に固設された永久磁石とを有することを特徴とする電磁弁。
ここで、第1コイルと第2コイルとは、直列的に接続できるので、外観上単一のコイルとして、単一コイルの中間位置に永久磁石を配置しても良い。
また、第1コイルと第2コイルとに対する配線を別系統として、第1コイルと第2コイルとを別々に通電して揺動磁性片を駆動しても良い。この場合には、永久磁石は必ずしも必要としない。
ただし、請求項2のように、第1コイルと第2コイルとを直列に接続し、中間位置に永久磁石を配置すれば、消費電力を少なくする利点がある。
【0010】
(3)(2)に記載する電磁弁において、(a)前記第1コイルと前記第2コイルに順方向に通電したときに、前記第1コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、前記第2コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、前記第1コイル側に前記揺動磁性片が吸引され、前記第2弁体が前記第2弁座に当接し、(b)前記第1コイルと前記第2コイルに逆方向に通電したときに、前記第1コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、前記第2コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、前記第2コイル側に前記揺動磁性片が吸引され、前記第1弁体が前記第1弁座に当接し、(c)前記順方向または逆方向の通電が遮断されたときに、前記永久磁石が発生する磁束により、前記揺動磁性片が吸引され続けることを特徴とする。
【0011】
(4)(2)に記載する電磁弁において、前記揺動磁性片が、前記支点を中心に左右で均等でなく、前記第1コイル及び前記第2コイルに共に通電していないときに、前記揺動磁性片が第2コイル側に吸引されていることを特徴とする。
(5)(4)に記載する電磁弁において、前記揺動磁性片の前記第2コイル側の端部に、残磁キラーを配置し、前記第1コイル及び第2コイルへ通電された後、通電が遮断されたときに、前記残磁キラーが、前記第2弁体を前記第2弁座に当接された状態から、前記第1弁体を前記第1弁座に当接した状態に自己復帰させることを特徴とする。ここで、残磁キラーとは、非磁性体を材料として製作され、残留磁束を低減するためのものをいう。
【0012】
(6)(4)または(5)に記載する電磁弁において、前記第2ポートを閉止状態としておき、前記第3ポートを入力ポートとし、前記第1ポートを出力ポートとして、ノーマルクローズタイプとしたことを特徴とする。
(7)(4)または(5)に記載する電磁弁において、前記第1ポートを閉止状態としておき、前記第3ポートを入力ポートとし、前記第2ポートを出力ポートとして、ノーマルオープンタイプとしたことを特徴とする。
(8)(4)または(5)に記載する電磁弁において、前記第1ポートを入力ポートとし、前記第3ポートを共通ポートとし、前記第2ポートを出力ポートとして、3方弁タイプとしたことを特徴とする。
【0013】
上記構成を有する電磁弁は、次のように作用する。
第3ポートを入力ポートとし、第2ポート及び第1ポートを出力ポートとした場合、第1コイルと第2コイルの順方向に通電したときに、第1コイルで発生する磁束と、永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、第2コイルで発生する磁束と、永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、第1コイル側に揺動磁性片が吸引され、第2弁体が前記第2弁座に弁体弾性平板の変形量による所定の弾性力で押圧・当接し、第1ポートと第3ポートが連通して、第3ポートから入力された流体は第1ポートから出力される。
【0014】
また、第1コイルと第2コイルに逆方向に通電したときに、第1コイルで発生する磁束と、永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、第2コイルで発生する磁束と、永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、第2コイル側に揺動磁性片が吸引され、第1弁体が第1弁座に弁体弾性平板の変形量による所定の弾性力で押圧・当接し、第2ポートと第3ポートが連通して、第3ポートから入力された流体は第2ポートから出力される。
さらに、順方向または逆方向の通電が遮断されたときに、永久磁石が発生する磁束により、揺動磁性片が吸引され続けるので、第1ポートまたは第2ポートからの流体の出力状態が自己保持される。
【0015】
ここで、各弁体が弁座と当接するときの押圧力は弁体弾性平板の弾性力で決まっているため、各弁体は、常に所定の力で押圧するため、弁体が受ける繰り返し荷重により弁体が損傷する恐れが低減できる。また、揺動磁性片が磁気枠に当接して停止し、弁体の押圧力は弁体弾性平板の変形による弾性力で決まっているため、押圧力をほぼ同一範囲に設定することができ、流体の漏れや弁体のへたりの問題が解決できる。
【0016】
また、例えば、揺動磁性片の磁気枠に当接する部分の第1コイル側に、残磁キラーを取り付けることにより、磁気回路に非磁性部分が形成されため、永久磁石により発生する磁束が、不均衡となり、コイルへの通電を遮断したときに、揺動磁性片を第2コイル側に吸引する磁束が、揺動磁性片を第1コイル側に吸引する磁束より大きくなるため、揺動磁性片は常に、第2コイル側に吸引された状態となる。すなわち、第2弁体が第2弁座に当接された状態で、通電が遮断されたときに、第1弁体が第1弁座に当接された状態に自己復帰される。
【0017】
これにより、例えば、第2ポートを閉止状態にしておき、第3ポートを入力ポートとし、第1ポートを出力ポートとすることにより、ノーマルクローズタイプの電磁弁となる。
また、第1ポートに止め栓をして閉じて、第3ポートを入力ポートとし、第2ポートを出力ポートとすることにより、ノーマルオープンタイプの電磁弁となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁弁9について、図面に基づいて詳細に説明する。
図1に3方弁タイプの電磁弁を示す。
図1に基づいて、電磁弁9の構成を説明する。弁本体10には、第1ポート11、第2ポート12、及び第1ポート11と第2ポート12の中間位置の第3ポート13が一直線上に形成されている。第1ポート11の弁本体10の内表面には、中央孔が第1ポート11と連通する凸状の第1弁座17が形成され、第2ポート12の弁本体10の内表面には、中央孔が第2ポート12と連通する凸状の第2弁座18が形成されている。
【0019】
第1ポート11、第2ポート12、第3ポート13に対して平行に第1コイル22と第2コイル23とが配置されている。第1コイル22の左には、磁気回路を構成するための強磁性体からなる第1コア25が固設されている。また、第2コイル23の右には、磁気回路を構成するための強磁性体からなる第2コア26が固設されている。
また、第1コイル22と第2コイル23の間の下側には、永久磁石21が固設されている。また、第1コイル22及び第2コイル23には、配線28が接続されている。
【0020】
ここで、第1コイル22と第2コイル23とは、コイルの巻き方向が同じであり、かつ直列に配線されているので、第1コイル22と第2コイル23とに順方向に通電したときに、図1の矢印Cで示す方向に磁束が発生する。また、順方向と逆向きに通電したときに、図2の矢印Dで示す方向に磁束が発生する。
一方、永久磁石21により、図1の矢印A及び矢印Bに示す2つ磁束が常に形成されている。
永久磁石21には、揺動中心凸部27aが形成されたブラケット27が固設されている。揺動中心凸部27aは、ブラケット27の中心位置に形成されている。
【0021】
揺動磁性片20には、揺動中心凹部20aが形成されいる。揺動中心凹部20aが、揺動中心凸部27aに係合しており、揺動磁性片20が、揺動中心凹部20aを支点にして揺動可能に保持されている。すなわち、揺動磁性片20は磁性体であり、永久磁石21に吸引されて揺動可能に保持されている。
ブラケット27の下面には、リン青銅等の弾性平板である弁体弾性平板14の中心部が固定部19により固定されている。弁体弾性平板14の下面左端部には、ゴム等の弾性部材からなる第1弁体15が固設されている。また、弁体弾性平板14の下面右端部には、ゴム等の弾性部材からなる第2弁体16が固設されている。図1の状態では、第1弁体15が第1弁座17に当接されている。
揺動磁性片20及び弁体弾性平板14が揺動する空間は、弁本体10、両側の側面板24、上板29、及び図面と平行な板であって全体を覆う一対の図示しないカバー板により密閉されている。
【0022】
本実施の形態の電磁弁9の外径寸法を図3に示す。縦36mm、横24mm、厚み5mmである。図4に複数の電磁弁9A,9B,9C,9Dを連結した場合の外観を斜視図で示す。
本実施の形態の電磁弁9によれば、(a)第1ポート11、第2ポート12、及び第1ポート11と第2ポート12との間に第3ポート13が形成され、第1ポート11に第1弁座17が形成され、第2ポート12に第2弁座18が形成された弁本体10と、(b)弾性平板であって、両端部に第1弁体15と第2弁体16とを備え、第1弁体15を第1弁座17に所定の力で当接させ、また、第2弁体16を第2弁座18に所定の力で当接させる弁体弾性平板14と、(c)弁体弾性平板14の中心部を保持し、揺動運動するための揺動中心凹部20aを備える揺動磁性片20とを有しているので、5mmの厚みの電磁弁を実現することができる。
【0023】
次に、上記構成を有する電磁弁の作用を説明する。
第3ポート13を入力ポートとし、第2ポート12及び第1ポート11を出力ポートとした場合、第1コイル22と第2コイル23の順方向に通電したときに、第1コイル22で発生する磁束Cと、永久磁石21で発生する磁束Aとが同方向で強め合い、第2コイル23で発生する磁束Cと、永久磁石21で発生する磁束Bとが反対方向で弱め合うため、図2に示すように、第1コイル22側に揺動磁性片20が吸引され、第2弁体16が第2弁座18に弁体弾性平板14の変形量による所定の弾性力で押圧・当接し、第1ポート11と第3ポート13が連通して、第3ポート13から入力された流体は第1ポート11から出力される。
そして、順方向の通電が遮断されたときには、永久磁石21が発生する磁束Aにより、揺動磁性片20が吸引され続けるので、第1ポートからの流体の出力状態が自己保持される。
【0024】
また、第1コイル22と第2コイル23に逆方向に通電したときに、第1コイル22で発生する磁束Dと、永久磁石21で発生する磁束Aとが反対方向で弱め合い、第2コイル23で発生する磁束Dと、永久磁石21で発生する磁束Bとが同方向で強め合い、第2コイル23に揺動磁性片20が吸引され、図1に示すように、第1弁体15が第1弁座17に弁体弾性平板14の変形量による所定の弾性力で押圧・当接し、第2ポート12と第3ポート13が連通して、第3ポート13から入力された流体は第2ポート12から出力される。
そして、逆方向の通電が遮断されたときには、永久磁石21が発生する磁束Bにより、揺動磁性片20が吸引され続けるので、第2ポートからの流体の出力状態が自己保持される。
【0025】
ここで、第1弁体15または第2弁体16が、第1弁座17または第2弁座18と当接するときの押圧力は、弁体弾性平板14の変形によるの弾性力で決まっているので、各弁体は、常に所定の力で弁座に押圧されるため、流体が漏れる恐れがない。また、弁体が受ける繰り返し荷重により弁体が損傷する恐れが低減できる。
また、揺動磁性片20が第1コア25または第2コア26に当接して停止するので、弁体弾性平板14の変形量は常に一定であり、第1弁体15または第2弁体16の押圧力は弁体弾性平板14の変形による弾性力で決まっているため、押圧力をほぼ同一範囲に設定することができ、流体の漏れや弁体のへたりの問題が解決できる。
【0026】
以上詳細に説明したように本実施の形態の電磁弁9によれば、(a)第1ポート11、第2ポート12、及び第1ポート11と第2ポート12との間に第3ポート13が形成され、第1ポート11に第1弁座17が形成され、第2ポート12に第2弁座18が形成された弁本体10と、(b)弾性平板であって、両端部に第1弁体15と第2弁体16とを備え、第1弁体15を第1弁座17に所定の力で当接させ、また、第2弁体16を第2弁座18に所定の力で当接させる弁体弾性平板14と、(c)弁体弾性平板14の中心部を保持し、揺動運動するための揺動中心凹部20aを備える揺動磁性片20とを有しているので、自己保持タイプの5mm厚電磁弁を提供でき、弁体が弁座を押圧する力を常に一定とすることができるため、流体の漏れのない、また、耐久性の高い5mm電磁弁を提供することができる。
【0027】
次に、本発明の第2の実施の形態の電磁弁9について、図5及び図6に基づいて説明する。第2の実施の形態の電磁弁9の構成は、ほとんど第1の実施の形態と同じなので、同じ部分ついては、同じ符号を付して説明を省略し、異なる点のみ説明する。
第1ポート11に止め栓30が取り付けられ、かつ揺動磁性片20の第2コイル23側の端部に残磁キラー32を貼り付けて固定している。残磁キラー32が貼り付けられていることにより、永久磁石21により発生する磁束が第1コア25と第2コア26とで異なる。
すなわち、第1コイル22で発生する磁束Aの方が、第2コイル23で発生する磁束Bより大きくなるため、第1コイル22及び第2コイル23に通電していない状態では、図5に示すように、揺動磁性片20は常に第1コア25に吸引された状態となる。
【0028】
そして、第1ポート11が止め栓30により閉じられているので、第2ポート12は非通電状態で閉じた状態であり、第3ポート13と第2ポート12とでノーマルクローズタイプの電磁弁となる。
すなわち、第1コイル22と第2コイル23に通電した状態では、第1実施の形態と同様に、揺動磁性片20は、第2コア26に吸引されている。その状態では、図6に示すように、第3ポート13から入力した流体が第2ポート12から出力している。
次に、通電を停止すると、揺動磁性片20は、図5の状態に自己復帰するため、自己復帰型のノーマルクローズタイプ電磁弁となるのである。
【0029】
次に、本発明の第3の実施の形態の電磁弁9について、図7及び図8に基づいて説明する。第3の実施の形態の電磁弁9の構成は、ほとんど第1の実施の形態と同じなので、同じ部分ついては、同じ符号を付して説明を省略し、異なる点のみ説明する。
第2ポート12に止め栓30が取り付けられ、かつ揺動磁性片20の第2コイル23側の端部に残磁キラー32を貼り付けて固定している。残磁キラー32が貼り付けられていることにより、永久磁石21により発生する磁束が第1コア25と第2コア26とで異なる。
すなわち、第1コイル22で発生する磁束Aの方が、第2コイル23で発生する磁束Bより大きくなるため、第1コイル22及び第2コイル23に通電していない状態では、図7に示すように、揺動磁性片20は常に第1コア25に吸引された状態となる。
【0030】
そして、第2ポート12が止め栓30により閉じられているので、第1ポート11は非通電状態で開いた状態であり、第3ポート13と第1ポート11とでノーマルオープンタイプの電磁弁となる。
すなわち、第1コイル22と第2コイル23に通電した状態では、第1実施の形態と同様に、揺動磁性片20は、第2コア26に吸引されている。その状態では、図8に示すように、第3ポート13から入力した流体が第2ポート12から出力しない。
次に、通電を停止すると、揺動磁性片20は、図5の状態に自己復帰して、第3ポート13から入力した流体が第2ポート12から出力するため、自己復帰型のノーマルオープンタイプ電磁弁となるのである。
【0031】
ここで、残磁キラー32を取り付けた状態で、自己復帰型の3方弁として使用できることは当然である。
以上、第1から第3の実施の形態で説明したように、本発明の電磁弁9によれば、第1ポート11または第2ポート12を止め栓で塞ぐことにより、容易にノーマルクローズタイプ電磁弁、ノーマルオープンタイプ電磁弁を実現できるため、図4のように、同じ電磁弁を複数連結しておいて、止め栓を付けるだけで、任意の電磁弁9を3方弁、ノーマルクローズタイプ電磁弁、ノーマルオープンタイプ電磁弁として使い分けることができるため、コンパクトな電磁弁システムを構築することができる。
【0032】
なお、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において以下のように実施することもできる。
例えば、本実施の形態では、揺動磁性片20としてリン青銅平板を使用しているが、SUS等の薄い平板を用いても良い。
また、本実施の形態では、揺動磁性片として鉄片を用いているが、電磁ステンレス鋼等を用いても良い。
また、本実施の形態では、永久磁石21を第1コイル22と第2コイル23の間に1つ設けているが、2つにして第1コイル22と第2コイル23の外側等に配置しても同様である。
【0033】
【発明の効果】
本発明の電磁弁によれば、(a)第1ポート、第2ポート、及び第1ポートと第2ポートとの間に第3ポートが形成され、第1ポートに第1弁座が形成され、第2ポートに第2弁座が形成された弁本体と、(b)弾性平板であって、両端部に第1弁体と第2弁体とを備え、第1弁体を第1弁座に所定の力で当接させ、また、第2弁体を第2弁座に所定の力で当接させる弁体弾性平板と、(c)弁体弾性平板の中心部を保持し、揺動運動するための支点を備える揺動磁性片とを有しているので、弁体が弁座を押圧する力を常に一定とすることができるため、流体の漏れのない、また、耐久性の高い5mm電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の電磁弁9の逆方向に通電した状態を示す断面図である。
【図2】電磁弁9の順方向に通電した状態を示す断面図である。
【図3】電磁弁9の外径寸法を示す図である。
【図4】複数の電磁弁9を連結した状態を示す斜視図である。
【図5】第2の実施の形態のノーマルクローズタイプ電磁弁の非通電状態を示す断面図である。
【図6】ノーマルクローズタイプ電磁弁の通電状態を示す断面図である。
【図7】第3の実施の形態のノーマルオープンタイプ電磁弁の非通電状態を示す断面図である。
【図8】ノーマルオープンタイプ電磁弁の通電状態を示す断面図である。
【図9】従来の薄型電磁弁の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
10 弁本体
11 第1ポート
12 第2ポート
13 第3ポート
14 弁体弾性平板
15 第1弁体
16 第2弁体
17 第1弁座
18 第2弁座
20 揺動磁性片
21 永久磁石
22 第1コイル
23 第2コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin electromagnetic valve that can be integrated, and more particularly to a thin electromagnetic valve having a thickness of 5 mm or less.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a semiconductor manufacturing process or the like, it has been strongly demanded to integrate a solenoid valve for gas supply to make the entire gas supply unit compact.
Therefore, a unit in which a spool type solenoid valve is attached to the manifold is used. The spool type solenoid valve is the thinnest and currently has a thickness of about 10 mm.
[0003]
On the other hand, as a technique applicable to a thin electromagnetic valve, a technique described in a microfilm (Japanese Utility Model Application No. 60-51376) of Japanese Utility Model Application No. 58-142330 is known.
As shown in FIG. 9, the
In addition, an
[0004]
Next, the operation of the electromagnetic valve will be described. The polarity of the magnetic flux generated by the first magnetic frame and the second magnetic frame is changed by changing the energization direction to the electromagnet. Since both the first
Thereby, this valve can be used as a three-way valve by using the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the solenoid valve disclosed in Japanese Utility Model Application No. 58-142330 has the following problems.
That is, the
On the other hand, the permanent magnet and the magnetic frame cannot be brought into contact with each other. This is because if the permanent magnet is brought into contact with or collided with the magnetic frame, the permanent magnet has a brittle nature and is likely to be damaged. Therefore, as shown in FIG. 9, a certain gap is formed between the permanent magnet and the magnetic frame.
[0006]
When the gap between the permanent magnet and the magnetic frame changes, the attractive force changes in a square, so a slight change in the gap results in a large change in the attractive force. However, since the permanent magnet side is a movable part, it is difficult to manufacture the gap between the permanent magnet and the magnetic frame within a certain tolerance in all products, and there is a problem that causes an increase in cost.
If the pressing force with which the valve body abuts against the valve seat is too weak, the fluid may leak.If the pressing force is too strong, the rubber valve body may sag due to repeated use, and the fluid may still flow. There was a problem of leakage.
[0007]
An object of the present invention is to provide a solenoid valve that is a thin solenoid valve of about 5 mm and does not cause leakage even if it is used repeatedly.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The solenoid valve of the present invention has the following configuration in order to realize a thin solenoid valve with high durability and reliability.
(1) (a) a first port, a second port, a third port is formed between the first port and the second port, a first valve seat is formed in the first port, and a second port is formed in the second port; A valve body formed with two valve seats, and (b) an elastic flat plate having a first valve body and a second valve body at both ends, and the first valve body is applied to the first valve seat with a predetermined force. A valve body elastic plate for contacting the second valve body with the second valve seat with a predetermined force; and (c) a fulcrum for holding the central portion of the valve body elastic plate for swinging movement. And an oscillating magnetic piece.
Here, the valve body elastic flat plate may not be a single continuous flat plate, but may have a pair of elastic flat plate ends attached to both sides of the rigid body.
[0009]
(2) In the solenoid valve described in (1), between the first coil and the second coil arranged in parallel to the first port and the second port, and between the first coil and the second coil And a permanent magnet fixed to the solenoid valve.
Here, since the first coil and the second coil can be connected in series, a permanent magnet may be disposed at an intermediate position of the single coil as a single coil in appearance.
Further, the wiring for the first coil and the second coil may be set as separate systems, and the swinging magnetic piece may be driven by energizing the first coil and the second coil separately. In this case, a permanent magnet is not necessarily required.
However, as in claim 2, if the first coil and the second coil are connected in series and a permanent magnet is disposed at an intermediate position, there is an advantage of reducing power consumption.
[0010]
(3) In the solenoid valve described in (2), (a) when the first coil and the second coil are energized in the forward direction, the magnetic flux generated in the first coil and the permanent magnet are generated. The magnetic flux strengthens in the same direction, the magnetic flux generated in the second coil and the magnetic flux generated in the permanent magnet weaken in the opposite direction, and the swinging magnetic piece is attracted to the first coil side, The second valve body abuts on the second valve seat, and (b) generated by the magnetic flux generated by the first coil and the permanent magnet when the first coil and the second coil are energized in opposite directions. And the magnetic flux generated in the second coil and the magnetic flux generated in the permanent magnet are strengthened in the same direction, and the swinging magnetic piece is attracted to the second coil side, The first valve body abuts on the first valve seat, and (c) the forward direction or When the reverse current is cut off, by the magnetic flux which the permanent magnet occurs, the fluctuating magnetic piece is equal to or continue to be sucked.
[0011]
(4) In the solenoid valve described in (2), when the oscillating magnetic piece is not equal in right and left around the fulcrum, and the first coil and the second coil are not energized, The swinging magnetic piece is attracted to the second coil side.
(5) In the electromagnetic valve described in (4), after a remanent killer is disposed at the end of the oscillating magnetic piece on the second coil side and the first coil and the second coil are energized, When energization is interrupted, the remanent killer changes from the state in which the second valve body is in contact with the second valve seat to the state in which the first valve body is in contact with the first valve seat. It is characterized by self-return. Here, the remanent killer means one that is manufactured using a non-magnetic material as a material to reduce the remanent magnetic flux.
[0012]
(6) In the solenoid valve described in (4) or (5), the second port is closed, the third port is an input port, the first port is an output port, and a normally closed type is used. It is characterized by that.
(7) In the solenoid valve described in (4) or (5), the first port is closed, the third port is an input port, the second port is an output port, and a normal open type It is characterized by that.
(8) In the solenoid valve described in (4) or (5), the first port is used as an input port, the third port is used as a common port, and the second port is used as an output port. It is characterized by that.
[0013]
The solenoid valve having the above configuration operates as follows.
When the third port is an input port and the second port and the first port are output ports, the magnetic flux generated in the first coil and the permanent magnet when energized in the forward direction of the first coil and the second coil. The generated magnetic flux strengthens in the same direction, the magnetic flux generated in the second coil and the magnetic flux generated in the permanent magnet weaken in the opposite direction, and the swinging magnetic piece is attracted to the first coil side, and the second valve The body presses and abuts on the second valve seat with a predetermined elastic force due to the deformation amount of the valve elastic plate, the first port communicates with the third port, and the fluid input from the third port receives the first port Is output from.
[0014]
Further, when the first coil and the second coil are energized in opposite directions, the magnetic flux generated in the first coil and the magnetic flux generated in the permanent magnet are weakened in the opposite direction, and the magnetic flux generated in the second coil; The magnetic flux generated by the permanent magnet strengthens in the same direction, the oscillating magnetic piece is attracted to the second coil side, and the first valve body has a predetermined elastic force due to the deformation amount of the valve body elastic plate on the first valve seat. The second port and the third port communicate with each other by pressing and abutting, and the fluid input from the third port is output from the second port.
Further, when energization in the forward or reverse direction is interrupted, the oscillating magnetic piece is continuously attracted by the magnetic flux generated by the permanent magnet, so that the fluid output state from the first port or the second port is self-maintained. Is done.
[0015]
Here, since the pressing force when each valve element comes into contact with the valve seat is determined by the elastic force of the valve element elastic plate, each valve element is always pressed with a predetermined force. This can reduce the risk of damage to the valve body. Further, since the swinging magnetic piece comes into contact with the magnetic frame and stops, and the pressing force of the valve body is determined by the elastic force due to the deformation of the elastic plate of the valve body, the pressing force can be set in almost the same range, The problem of fluid leakage and valve sag can be solved.
[0016]
In addition, for example, by attaching a remanent killer to the first coil side of the portion of the oscillating magnetic piece that contacts the magnetic frame, a non-magnetic portion is formed in the magnetic circuit, so that the magnetic flux generated by the permanent magnet is not affected. The magnetic flux that attracts the oscillating magnetic piece to the second coil side becomes larger than the magnetic flux that attracts the oscillating magnetic piece to the first coil side when the coil is turned off and the energization to the coil is interrupted. Is always attracted to the second coil side. That is, when energization is interrupted while the second valve body is in contact with the second valve seat, the first valve body is self-returned to the state in which the first valve body is in contact with the first valve seat.
[0017]
Thus, for example, by setting the second port in a closed state, the third port as an input port, and the first port as an output port, a normally closed electromagnetic valve is obtained.
Further, the first port is closed with a stopper, and the third port is used as an input port, and the second port is used as an output port, whereby a normally open type electromagnetic valve is obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the
FIG. 1 shows a three-way valve type solenoid valve.
Based on FIG. 1, the structure of the
[0019]
A
A
[0020]
Here, since the
On the other hand, the two magnetic fluxes indicated by the arrows A and B in FIG.
The
[0021]
The swing
On the lower surface of the
The space in which the oscillating
[0022]
FIG. 3 shows the outer diameter of the
According to the
[0023]
Next, the operation of the electromagnetic valve having the above configuration will be described.
When the
When the forward energization is interrupted, the swinging
[0024]
Further, when the
When the energization in the reverse direction is interrupted, the oscillating
[0025]
Here, the pressing force when the
Further, since the oscillating
[0026]
As described in detail above, according to the
[0027]
Next, a
A
That is, since the magnetic flux A generated in the
[0028]
Since the
That is, in a state where the
Next, when the energization is stopped, the oscillating
[0029]
Next, a
A
That is, since the magnetic flux A generated in the
[0030]
Since the
That is, in a state where the
Next, when the energization is stopped, the oscillating
[0031]
Here, as a matter of course, it can be used as a self-return type three-way valve with the
As described above, as described in the first to third embodiments, according to the
[0032]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also implement as follows.
For example, in this embodiment, a phosphor bronze flat plate is used as the oscillating
In this embodiment, an iron piece is used as the oscillating magnetic piece, but electromagnetic stainless steel or the like may be used.
In the present embodiment, one
[0033]
【The invention's effect】
According to the solenoid valve of the present invention, (a) the first port, the second port, the third port is formed between the first port and the second port, and the first valve seat is formed in the first port. A valve body in which a second valve seat is formed at the second port; and (b) an elastic flat plate having a first valve body and a second valve body at both ends, the first valve body being the first valve A valve body elastic flat plate for contacting the seat with a predetermined force and the second valve body contacting the second valve seat with a predetermined force; and (c) a central portion of the valve body elastic flat plate is held and shaken. Since the oscillating magnetic piece is provided with a fulcrum for dynamic movement, the force with which the valve body presses the valve seat can be kept constant, so there is no fluid leakage and durability. A high 5 mm solenoid valve can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a
FIG. 3 is a view showing an outer diameter dimension of a
4 is a perspective view showing a state in which a plurality of
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a non-energized state of a normally closed electromagnetic valve according to a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an energized state of a normally closed electromagnetic valve.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a non-energized state of a normally open type solenoid valve according to a third embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an energized state of a normally open type solenoid valve.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional thin electromagnetic valve.
[Explanation of symbols]
10
Claims (5)
弾性平板であって、両端部に第1弁体と第2弁体とを備え、前記第1弁体を前記第1弁座に所定の力で当接させ、また、前記第2弁体を前記第2弁座に所定の力で当接させる弁体弾性平板と、
前記弁体弾性平板の中心部を保持し、揺動運動するための支点を備える揺動磁性片とを有し、
前記揺動磁性片の左端部が第1コアに当接することにより前記第2弁体を前記第2弁座に所定の力で当接させ、前記揺動磁性片の右端部が第2コアに当接することにより、前記第1弁体を前記第1弁座に所定の力で当接させることを特徴とする電磁弁。A first port, a second port, a third port is formed between the first port and the second port, a first valve seat is formed in the first port, and a second valve is formed in the second port. A valve body in which a seat is formed;
It is an elastic flat plate comprising a first valve body and a second valve body at both ends, the first valve body is brought into contact with the first valve seat with a predetermined force, and the second valve body is A valve body elastic flat plate to be brought into contact with the second valve seat with a predetermined force;
Holding the central portion of the valve body elastic plates possess a fluctuating magnetic piece having a fulcrum for swinging movement,
The left end portion of the oscillating magnetic piece comes into contact with the first core to bring the second valve body into contact with the second valve seat with a predetermined force, and the right end portion of the oscillating magnetic piece comes into contact with the second core. An electromagnetic valve , wherein the first valve body is brought into contact with the first valve seat with a predetermined force by contact .
前記第1ポートと前記第2ポートに対して平行に配置された第1コイル及び第2コイルと、
前記第1コイルと前記第2コイルの間に固設された永久磁石とを有することを特徴とする電磁弁。In the solenoid valve according to claim 1,
A first coil and a second coil disposed in parallel to the first port and the second port;
An electromagnetic valve comprising a permanent magnet fixed between the first coil and the second coil.
前記第1コイルと前記第2コイルに第1方向に通電したときに、前記第1コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、前記第2コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、前記第1コイル側に前記揺動磁性片が吸引され、前記第2弁体が前記第2弁座に当接し、
前記第1コイルと前記第2コイルに前記第1方向と逆方向に通電したときに、前記第1コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが反対方向で弱め合い、前記第2コイルで発生する磁束と、前記永久磁石で発生する磁束とが同方向で強め合い、前記第2コイル側に前記揺動磁性片が吸引され、前記第1弁体が前記第1弁座に当接し、
前記第1方向または前記第1方向と逆方向の通電が遮断されたときに、前記永久磁石が発生する磁束により、前記揺動磁性片が吸引され続けることを特徴とする電磁弁。In the solenoid valve according to claim 2,
When the first coil and the second coil are energized in the first direction, the magnetic flux generated by the first coil and the magnetic flux generated by the permanent magnet are strengthened in the same direction, and are generated by the second coil. And the magnetic flux generated by the permanent magnet are weakened in opposite directions, the swinging magnetic piece is attracted to the first coil side, the second valve body abuts on the second valve seat,
When the first coil and the second coil are energized in the direction opposite to the first direction, the magnetic flux generated in the first coil and the magnetic flux generated in the permanent magnet are weakened in opposite directions, The magnetic flux generated by the two coils and the magnetic flux generated by the permanent magnet are strengthened in the same direction, the swinging magnetic piece is attracted to the second coil side, and the first valve body is moved to the first valve seat. Abut,
The electromagnetic valve, wherein when the energization in the first direction or the direction opposite to the first direction is interrupted, the oscillating magnetic piece is continuously attracted by the magnetic flux generated by the permanent magnet.
前記揺動磁性片の前記第2コイル側の端部に、残磁キラーを配置し、
前記第1コイル及び第2コイルへ通電された後、通電が遮断されたときに、前記残磁キラーが、前記第2弁体を前記第2弁座に当接された状態から、前記第1弁体を前記第1弁座に当接した状態に自己復帰させることを特徴とする電磁弁。In the solenoid valve according to claim 3 ,
A remanent killer is disposed at the end of the oscillating magnetic piece on the second coil side,
After the first coil and the second coil are energized, when the energization is interrupted, the remanent killer is brought into contact with the second valve seat from the state where the second valve body is in contact with the first valve seat. An electromagnetic valve characterized by self-returning a valve body to a state in contact with the first valve seat.
前記第1ポートを入力ポートとし、前記第3ポートを共通ポートとし、前記第2ポートを出力ポートとして、3方弁タイプとしたことを特徴とする電磁弁。In the solenoid valve according to claim 4 ,
An electromagnetic valve characterized in that the first port is an input port, the third port is a common port, the second port is an output port, and is a three-way valve type.
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