JP4038755B2 - ダイヤフラム式電磁弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム式電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイヤフラム式電磁弁は、図３、図４に示す通りの構成で、図３は弁閉時、図４は弁開時を示す。
【０００３】
この図示する従来のダイヤフラム式電磁弁は、プランジャー１とその先端に取り付けられた弁２と、ガイド３と、ガイド３のまわりに配置されたコイル４と、このコイル４の周辺に設けられたコの字ヨーク５と平板ヨーク６、ケース７、ハウジング８等よりなりこのハウジング８には第１、第２の出入り口８ａ、８ｂが設けられ、第１の出入り口８ａを開閉し得る構成である。また、弁２にはこれと一体にダイヤフラム部２ａが取り付けられ、このダイヤフラム部２ａの周辺部分をケース７とハウジング８とにて挟持して、ダイヤフラム部２ａの図面上方（コイル側）と下方（出入り口側）とを気密に仕切るようにしてある。このダイヤフラム部２ａは、ハウジング８の第１、第２の出入り口８ａ、８ｂから出入りする流体（液体および気体）がプランジャー１、コイル４、ヨーク５、６等に接するのを防止するものである。これにより流体が腐食性の場合耐食性の材料を使用する必要がある部品の点数を少なくし、流体に塩等の折出する物質が含まれていることによりプランジャーのスムーズな動きを阻害するのを防止するため等の理由から使用されている。また、プランジャー１のこれに固定されたＥリング９と平板ヨーク６との間にはスプリング１０が配置され、このスプリング１０によりプランジャー１が図において下方に押圧され、これにより弁２が第１の出入口を塞ぎ図３のように弁を閉じた状態で保持される。
【０００４】
この図３に示す状態でコイルに電流を流すとそれにより発生する磁束がコの字状のヨーク５と平板ヨーク６を通り、これによりプランジャー１を上方へ移動させる方向の力が働き、スプリングの押圧力に抗してプランジャー１は図において上方に移動し、それに伴い弁２も上昇して弁を開き、図４に示す通りの弁開時の状態になる。このように弁２を開くことにより例えば第１の出入り口８ａから第２の出入り口８ｂへ流体が流れる。
【０００５】
逆に、コイルへの通電を断てば、スプリングの力によって、プランジャー１は下降し弁２は閉ざされ、図３に示す状態に戻る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３、図４に示す従来のダイヤフラム式電磁弁は、弁閉時つまり図３に示す状態の時に第２の出入り口からの流体の流入により圧力が加わるとハウジング８の内側の底面８ｃ部分の面積（ハウジングの内側の底面積から弁の底面積を引いた面積）に比例した力が弁２のダイヤフラム部２ａに加わり、プランジャー１をスプリングの力に抗して押しあげる。これにより弁閉時に弁が開いてしまう欠点があった。
【０００７】
本発明は第２の出入り口よりの流体の侵入によりダイヤフラムに圧力が加わっても弁が開くことのないようにしたダイヤフラム式電磁弁を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のダイヤフラム式電磁弁は、先端に弁を備えたプランジャーと、弁を閉じるために前記プランジャーを押圧するスプリングと、前記プランジャーの近傍に配置されたヨークおよびコイルと弁が設けられた側とコイル等の配置された側とをシールするダイヤフラムとを備え、前記コイルに通電することにより前記プランジャーを前記スプリングの押圧力に抗して弁を開く方向に移動し、前記コイルの通電を停止することにより前記スプリングの押圧力により弁を閉じるようにした構成であって、前記ダイヤフラムの前記弁とは反対側の少なくともプランジャーを囲む閉じた空間を液体にて満たしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のダイヤフラム式電磁弁は、ダイヤフラムの弁とは反対側に液体を封入してあるために、弁閉時に弁が配置されていない出入り口より流体が流入してダイヤフラムに圧力が加わっても弁が開くことがなく、弁開時に封入した液体の移動により弁を開くためのプランジャーの移動を可能にした。そのために、プランジャーのダイヤフラムの弁とは反対側の第１の空間とプランジャーの前記空間とは反対側に第２の空間を設け第１、第２の両空間に液体を封入すると共にこれら両空間を流路にて連結することにより、弁閉時における出入り口よりの流体の流入によるダイヤフラムへの圧力により弁が開くことなくまた弁閉時から弁開時への変化のためにプランジャーを移動させる時も流路を通っての流体の移動によりプランジャーが抵抗なくスムーズに移動するようにしている。
【００１０】
この封入した液体の移動のための流路として本発明では、プランジャーとこのプランジャーの移動時のガイドをなすガイドとの間の空隙や、両空間をチューブ等にて接続して形成するようにした。また、この流路をプランジャーとガイドの間に設ける場合、プランジャーまたはガイドに溝を形成する等の手段が考えられる。
【００１１】
また、本発明の電磁弁において、空間に封入する液体としては、潤滑性を有するもの等が望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のダイヤフラム式電磁弁の実施の形態を述べる。
【００１３】
図１、図２は、本発明のダイヤフラム式電磁弁の実施の形態を示す図で、図１は弁閉時、図２は弁開時である。
【００１４】
これら図において、１はプランジャー、２は弁、３はガイド、４はコイル、５はコの字ヨーク、６は平板ヨーク、７はケース、８はハウジング、８ａ、８ｂは夫々第１、第２の出入り口、１０はスプリング、９はＥリングで、弁２にはこれと一体にダイヤフラム部２ａを有し、これによりコイル４、ヨーク５、６等に出入り口８ａ、８ｂより流入する流体が侵入するのを防止するように構成されている。これらの構成は図３、図４に示す従来のダイヤフラム式電磁弁と実質上同じ構成である。
【００１５】
本発明のダイヤフラム式電磁弁は、ケース７と弁２のダイヤフラム部２ａと平板ヨーク６とにて形成される第１の空間１５をＯリング１１、１２を用いて気密にし、一方蓋１３に設けたＯリング１４により気密にした第２の空間１７を設けた構成とし、この第１の空間１５、第２の空間１７およびプランジャーとガイド３との間の空間１９に液体を封入したものである。つまりプランジャー１を保持するダイヤフラム２ａとケース７と平板ヨーク６とにて囲まれた第１の空間１５とプランジャー１とガイド３との間の空間１９およびプランジャー１の上側端面（プランジャー１の弁２が設けられた端部と反対側の端面）と蓋１３との間でガイド３との間の第２の空間１７とよりなるプランジャー１を囲む閉じた空間内に液体２０を封入したものである。
【００１６】
この本発明の実施の形態によれば、図１に示す弁閉時に、例えば第２の出入り口８ｂより空間１６に流体が流入してダイヤフラム部２ａの下方より力が加わっても液体２０の封入によりプランジャー１が移動することなく、したがって、空間１６への流体の流入により弁閉時に弁が開いてしまうという欠点は生じない。
【００１７】
また弁を開くためにコイル４に通電を行ないプランジャー１を上方に移動させた場合、プランジャー１と蓋１３との間の第２の空間１７内の液体がプランジャー１により押圧されるが、液体はプランジャー１とガイド３との間の空間１９を通ってダイヤフラム部２ａとケース７と平板ヨーク６との間の第１の空間１５へ流れ込むため、動作に支障をきたすことはない。
【００１８】
以上のようにして弁を開いた状態が図２に示す通りである。この場合、図示するように、プランジャー１の上昇により図１の第１の空間１５は図２に示す空間１８のようになりその容積は変化し、またプランジャー１と蓋１３との間の第２の空間１７内の液体の流れ込みにより空間１５内の液体の量が変化するが、図示するようなダイヤフラム部２ａの変形等により支障なく図１から図２の状態へ変化する。
【００１９】
ここで、図１、図２には、プランジャー１とガイド３とが接するように描かれている。しかし、一般には、プランジャー１とガイド３との間１９は、かなりの空隙を有し、したがって、液体２０は、図１の状態から図２の状態へ移る際、プランジャー１と蓋１３との間の第２の空間１７内の液体は、プランジャー１とガイド３との間１９を通って第１の空間１５へ簡単に移動し得る。
【００２０】
しかし、電磁弁によっては、前述のプランジャー１とガイド３の間隙を十分にとった場合、弁開閉動作の際にプランジャー１の傾きや横ずれにより弁が完全に閉じないことがある。このような電磁弁においては、プランジャー１とガイド３との間隙をほとんどなくして、正確な上下動を行なうようにして、弁開閉動作の際のプランジャーの位置ずれをなくす必要がある。
【００２１】
このような電磁弁では、液体の移動が不能になるかあるいはプランジャー１とガイド３の間を流れる液体が流れにくく移動に時間がかかり、弁の開閉操作の際の応答速度が遅くなる。
【００２２】
そのため、プランジャー１とガイド３とがほぼ接する状態である電磁弁の場合、プランジャー１と蓋１３との間の第２の空間１７内の液体が比較的容易に移動し得るようにプランジャー１の外周面またはガイド２の内周面に上下方向に伸びる溝を形成することが好ましい。この場合、ガイド３は図面には一定の厚さを有するように描かれているが、実際には薄いため、上記溝は、プランジャー１に設けることが望ましい。しかし、プランジャーの断面形状が円形でなく、特に非対称な形状になると、コイルに通電した時のプランジャー内を通る磁束の流れが複雑になり、このプランジャー１の移動による弁の開閉動作にとって好ましくない。
【００２３】
更に上記の問題を解決するためには、プランジャー１と蓋１３との間の第２の空間１７とダイヤフラム部２ａの弁２と反対側の第１の空間１５とをパイプやチューブ等にて他の流路を形成して接続してもよい。
【００２４】
以上の本発明の実施の形態の電磁弁は、Ｏリング１１、１２により各部品間のシールを行なっているため、第１の空間に液体２０を封入しても、コイル４等へ液体２０が侵入することはなく、同様に第２の空間はＯリング１４によりシールされている。そのため、第１の空間、第２の空間およびこれらの結ぶ流路は全体として閉ざされた空間となり、これら空間からは液漏れがない。
【００２５】
以上述べた本発明の実施の形態のダイヤフラム電磁弁で用いる液体としては潤滑性が良いオイル等が望ましい。このように潤滑性の良いオイルを用いることにより、例えばプランジャー１とガイド３との間を液体（前記オイル）にて充填した時にプランジャー１とガイド３との摺動性を良くし、プランジャーの動きがよりスムーズになる。
【００２６】
また、前記液体として潤滑性に加えて若干の揮発性を有するものを用いれば、組み立て時に外部に液体が漏れた場合、これが蒸発するため組み立て後にオイルの拭き取りが不要になる。
【００２７】
上記の点を考慮すると、液体としては、下記のものが好ましい。
【００２８】
（ａ） 潤滑性を有する物質： シリコンオイル
（ｂ） 揮発性を有する物質： アルコール
【００２９】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラム式電磁弁は、弁開閉のために移動させる弁を備えたプランジャーを保持するダイヤフラムの弁とは反対側の空間等を液体にて充填することにより、出入り口（第２の出入り口）よりの流体の流入によるダイヤフラムへの圧力が加わっても弁を閉じた状態を保ち得る等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のダイヤフラム式電磁弁の弁閉時の断面図
【図２】 図１に示す本発明のダイヤフラム式電磁弁の弁開時の断面図
【図３】 従来のダイヤフラム式電磁弁の弁閉時の断面図
【図４】 図３に示す従来のダイヤフラム式電磁弁の弁開時の断面図
【符号の説明】
１ プランジャー
２ 弁
２ａ ダイヤフラム部
３ ガイド
４ コイル
５ コ字ヨーク
６ 平板ヨーク
７ ケース
８ ハウジング
８ａ 第１の出入り口
８ｂ 第２の出入り口
１０ スプリング
１３ 蓋
２０ 液体

Claims (6)

1. 先端に弁を備えたプランジャーと、弁を閉じるために前記プランジャーを押圧するスプリングと、前記プランジャーの近傍に配置されたヨークおよびコイルと前記弁と前記コイルとの間をシールするためのダイヤフラムとを備え、前記コイルに通電することにより前記プランジャーを前記スプリングの押圧力に抗して弁を開く方向に移動し、前記コイルの通電を停止することにより前記スプリングの押圧力により弁を閉じるようにした構成であって、前記ダイヤフラムの前記弁とは反対側の面に液体が密着するように該面を含む少なくともプランジャーを囲む閉じた空間を液体にて満たしたことを特徴とするダイヤフラム式電磁弁。
2. 先端に弁を設けたプランジャーと、前記プランジャーをガイドするためのガイドと、弁を閉じるために前記プランジャーを押圧するためのスプリングと、前記プランジャーの近傍に配置されたヨークおよびコイルと、前記弁と前記コイルとの間をシールするためのダイヤフラムとを備え、前記ダイヤフラムの前記弁とは反対側の面を含む閉じた第１の空間と前記プランジャーの弁が設けられた側とは反対側にプランジャーの移動を可能にする第２の空間とを有し、前記第１の空間と前記第２の空間とを結ぶ流路を形成し、前記両空間および流路に液体を充填したもので、前記第１の空間を形成するダイヤフラムの弁と反対側の面に液体が密着するようにしたことを特徴とするダイヤフラム式電磁弁。
3. 前記プランジャーと前記ガイドとの間に空隙を設けることにより前記流路を構成するようにしたことを特徴とする請求項２のダイヤフラム式電磁弁。
4. 前記プランジャーに前記流路を設けたことを特徴とする請求項２のダイヤフラム式電磁弁。
5. 前記流路を前記ガイドに設けたことを特徴とする請求項２のダイヤフラム式電磁弁。
6. 前記第１の空間と前記第２の空間とを結ぶチューブを設け、前記チューブが前記通路を構成することを特徴とする請求項２のダイヤフラム式電磁弁。

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