JP4215272B2

JP4215272B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP4215272B2
Application number: JP2003330981A
Authority: JP
Inventors: 斉土山
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: JP2005098340A

Description

本発明は、プランジャの吸着時に、該プランジャをガイドパイプの一方向に密着するようにした電磁弁に関する。

電磁弁は、通常、入口通路と出口通路と弁座とを有するボディと、前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、下端で前記弁体を支持し、ガイドパイプ内を往復動可能なプランジャと、ガイドパイプの上部に配置され、前記プランジャの上端を吸着するコアと、前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる。
そして、弁体は、通常、バネの押圧力により弁座に当接する方向に付勢され、弁座を閉じて入口通路と出口通路との連絡路を閉鎖している。弁座を開き、入口通路と出口通路との連通を開放する場合は、コイルに電流を流し、コアを励磁してプランジャを吸着することにより、その下端に支持している弁体を弁座から離間する方向に移動させることにより行う。コイルへの電流を遮断すると、プランジャを介して弁体が前記バネにより弁座に押圧されて入口通路と出口通路との連絡路を閉鎖する。
このような電磁弁では、コイルへの電流のオン、オフを繰り返すたびに、プランジャがコアに当接したり、弁体が弁座に当接する音が発生し、騒音が大きいという問題があった。

このような問題を対策するものとして、開弁時及び閉弁時のプランジャ動作を緩やかにして、粒体の脈動による振動騒音が発生しないようにした電磁弁が特開平８−７５０２６号公報（以下、「特許文献１」という。）および特開平９−１００９３３号公報（以下、「特許文献２」という。）に開示されている。
特開平８−７５０２６号公報特開平９−１００９３３号公報

ところが、上記特許文献１および特許文献２に記載の電磁弁は、プランジャの上下方向の動作音を低減するものであり、プランジャがコアに吸着された状態では、プランジャへの吸引力が全周で略同等であるため、プランジャが横方向に振動して発生する騒音を防止するものではなかった。
振動を抑えるために、ガイドパイプ内径とプランジャ外径とを精度よく加工して、その間隙を極力小さくする必要があった。
しかし、間隙を小さくするとガイドパイプとプランジャの摩擦が大きくなり、プランジャの動きが制限されたり、加工精度によりコストが嵩むという問題が発生し易かった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、コアが励磁されているときに、プランジャの横方向の振動を防止する電磁弁を提供することを目的とする。

（１）の電磁弁は、入口通路と出口通路と両通路を連絡する弁座とを有するボディと、前記弁座の上部で前記ボディに液密的に保持されるガイドパイプと、該ガイドパイプ内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段を有するプランジャと、該プランジャの下端に支持され、プランジャの往復動に伴い前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、前記ガイドパイプの上部に配置され、前記
プランジャを磁力により吸着するコアと、前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる電磁弁であって、前記プランジャの一部に、該プランジャと前記ガイドパイプとの間隙を大きくする間隙拡張部を形成して、前記コアが励磁され前記プランジャが前記コアに吸着されているときに、前記プランジャが前記ガイドパイプの片側に吸着されるようにしたことを特徴とする。
よって、コアが励磁されてプランジャがコアに吸着されているときに、該プランジャとガイドパイプとの間隙が間隙拡張部で広がっているため、プランジャにかかる吸引力のバランスが崩れ、プランジャがガイドパイプの円周方向の一方向に吸着されて保持されるので、プランジャが振動せず振動による騒音の発生を抑えることができる。

また、（２）の電磁弁は、（１）の電磁弁において、前記間隙拡張部が、前記プランジャの側壁に設けられ、先端が皿穴状の凹部であることを特徴とする。
よって、プランジャの側壁に通常のドリルの先端で簡単に凹部を設けることができる。

また、（３）の電磁弁は、（２）の電磁弁において、前記皿穴状の凹部が、入口が平行面で形成され、底部が皿状に形成されていることを特徴とする。
よって、プランジャの側壁に通常のドリルで簡単に凹部を設け、必要に応じてその深さを設定することができる。

また、（４）の電磁弁は、（１）の電磁弁において、前記間隙拡張部が、前記プランジャの側壁に設けられ、横方向の凹溝であることを特徴とする。
よって、プランジャの側壁を軸と交差する方向に所要の幅で削るだけで凹溝を形成することができる。

また、（５）の電磁弁は、（１）または（２）あるいは（４）のいずれか１つの電磁弁において、前記間隙拡張部が、前記コイルを囲むケーシングの前記プランジャの側壁に対向する端面と対峙する位置に設けられたことを特徴とする。
よって、プランジャにもっとも大きな吸引力が作用する位置に間隙拡張部を設けるため、吸引力の差が大きくなり、確実にプランジャをガイドパイプの一方向に吸着することができる。

また、（６）の電磁弁は、（１）の電磁弁において、前記間隙拡張部が、前記プランジャの上角部の一部を横方向に削除して傾斜部としたものであることを特徴とする
よって、プランジャの上角部を単に削るだけで間隙拡張部を形成することができる。

また、（７）の電磁弁は、入口通路と出口通路と両通路を連絡する弁座とを有するボディと、前記弁座の上部で前記ボディに液密的に保持されるガイドパイプと、該ガイドパイプ内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段を有するプランジャと、該プランジャの下端に支持され、プランジャの往復動に伴い前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、前記ガイドパイプの上部に配置され、前記プランジャを磁力により吸着するコアと、前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる電磁弁であって、前記コアの下面と前記プランジャの上端とが当接する衝撃吸収手段の中心位置を、前記プランジャの中心から偏心させ、前記コアが励磁されているときに、前記プランジャが前記ガイドパイプの片側に吸着されるようにしたことを特徴とする。
よって、衝撃吸収手段の中心位置がプランジャの中心から偏心した位置でプランジャの上端がコアの下面に当接するので、プランジャが傾斜しやすくなり、ガイドパイプの一方向に吸着されて保持されるため、プランジャの振動を防止して騒音の少ない電磁弁を提供することができる。

また、（８）の電磁弁は、（７）の電磁弁において、前記コアの下面と当接する前記プランジャの中心が、前記衝撃吸収手段を構成する軸体の上端部を切り欠いて偏心させたことを特徴とする。
よって、単に衝撃吸収手段を構成する軸体の上端部を切り欠くのみで、プランジャ上端の、コア下端に対する当接位置を偏心させることができるので、既製の電磁弁を改造して騒音の少ない電磁弁とすることができる。

また、（９）の電磁弁は、（７）の電磁弁において、前記コアの下面と当接する前記プランジャの中心は、前記衝撃吸収手段を構成する軸体の中心を、前記プランジャの中心から偏心させたことを特徴とする。
よって、プランジャ上面のコアの下面と当接する位置を確実に偏心させるので、プランジャを確実に傾斜させガイドパイプの一方向に吸着させることができる。

プランジャの一部に、該プランジャとガイドパイプとの間隙を大きくする間隙拡張部を形成、あるいはコアの下面とプランジャの上端とが当接する衝撃吸収手段の中心位置を、プランジャの中心から偏心させることにより、コアが励磁されているときにプランジャをガイドパイプの一方向に吸着するようにして、プランジャの振動を防止し、したがってその振動による騒音を低減して静かな電磁弁を提供することができる。

次に、本発明に係る電磁弁の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。
ここで、図１は、先端が皿孔状の凹部を設けた参考例の形態の電磁弁の断面図であり、図２は、プランジャが吸着された状態の参考例の形態の電磁弁の断面図である。図３以降は、他の実施の形態の電磁弁の断面図である。

本実施の形態の電磁弁の構成について説明する。参考例の形態の電磁弁１００は、図１（Ａ）に示すように、入口通路１１と出口通路１２と両通路１１、１２を連絡する弁座１４とを有するボディ１０と、前記弁座１４の上部で前記ボディ１０に液密的に保持されるガイドパイプ４０と、該ガイドパイプ４０内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段３４を有するプランジャ３０１と、該プランジャ３０１の下端に支持され、プランジャ３０１の往復動に伴い前記弁座１４に当接・離間して前記入口通路１１と出口通路１２との連絡路１３を開閉する弁体２０と、前記ガイドパイプ４０の上部に配置され、前記プランジャ３０１を磁力により吸着するコア５０と、前記ガイドパイプ４０の外周に線巻きされ、前記コア５０を励磁するコイル５１とから構成されている。

ボディ１０の前記弁座１４の周囲には、弁体２０ひいてはプランジャ３０１の下部を収容する円筒状の所定高さのボス部１５が形成され、下端から外側に張り出したフランジ部４１を有するガイドパイプ４０が、前記ボス部１５の上端面にシールを介してフランジ部４１を当接させて、キャップ１７によりボス部１５に螺合されて取り付けられている。
ガイドパイプ４０の上部開口には、下半分を前記ガイドパイプ４０に挿入されたコア５０が取り付けられている。このコア５０とガイドパイプ４０の外周面に、コア５０を励磁するコイル５１が線巻きされている。

ガイドパイプ４０内には、外周を熱収縮性の樹脂チューブ３７で覆われたピストン状のプランジャ３０１が上下方向に摺動可能に挿入されており、該プランジャ３０１の下部には、下方に開口して弁体２０を嵌合保持する弁体収容孔３５が設けられている。
弁体２０は、プランジャ３０１の下部で下方に開口する弁体収容孔３５に嵌合保持されている。
また、プランジャ３０１の下端には、前記弁体収容孔３５の開口の外側に張り出してフランジ３６が設けられている。
プランジャ３０１の上部には、該プランジャ３０１がコア５０に吸着されて、該プランジャ３０１の上端がコア５０の下端に当接するときの衝撃を吸収する衝撃吸収手段３４が設けられている。
衝撃吸収手段３４は、前記弁体収容孔３５の底部に連通した細径部と上部で太径部となって上端に開口するガイド孔３１と、該ガイド孔３１内に装着されたクッションゴム３３と、下端をクッションゴム３３に当接し、上端をプランジャ３０１の上面からわずか突出するようにガイド孔３１に挿入された軸体３２とから構成されている。

プランジャ３０１の下端の外周面から直角に張り出したフランジ３６の上面と前記ガイドパイプ４０のフランジ部４１との間には、該プランジャ３０１ひいては弁体２０を常時下方に付勢し、弁体２０を弁座１４に当接せしめるバネ２１が装着されている。
そして、プランジャ３０１の外周面には、本発明のポイントであるプランジャ３０１とガイドパイプ４０との間隙を部分的に大きくする間隙拡張部３８が形成され、この参考例の形態の間隙拡張部３８は、先端が皿穴状の凹部３８１とされている。
そして、この間隙拡張部３８である凹部３８１は、前記コイル５１を囲むケーシング５５の前記プランジャ３０１の側壁に対向する端面５５１と対峙する位置に設けられている。

次に、上記のように構成された電磁弁１００の作用について説明する。まず、コイル５１に電流が通電されておらず、したがってコア５０が励磁されていない状態では、プランジャ３０１はバネ２１により下向きに押圧されるため、プランジャ３０１の弁体収容孔３５に収容されている弁体２０も下方に押圧され、弁体２０は弁座１４に当接して入口通路１１と出口通路１２との連絡路１３を閉鎖している。
入口通路１１と出口通路１２との連絡路１３を開放するために、コイル５１に電流を流すと、コイル５１を包むケーシング５５の上下の端面からコア５０とプランジャ３０１の内部を通り、ケーシング５５の板内を結ぶ上下方向のループ状の磁気回路が形成される。これによりコア５０が励磁される。コア５０の励磁による磁力によりプランジャ３０１がコア５０に吸引されて、バネ２１の付勢力に抗してプランジャ３０１がガイドパイプ４０内を上方に摺動する。
プランジャ３０１が上昇すると、衝撃吸収手段３４の軸体３２の上端がコア５０の下面に当接し、次にクッションゴム３３を圧縮しながらプランジャ３０１がさらに上昇し、やがて、図２（Ａ）に示すように、プランジャ３０１の上面とコア５０の下面とがある間隔をもって停止し吸着を完了する。

プランジャ３０１が吸着された状態では、平面視でプランジャ３０１の外側へ放射状の磁力が全周で一定に作用するが、プランジャ３０１の側壁に設けた皿状の凹部３８１により、プランジャ３０１の外周とガイドパイプ４０との間隙が拡大されているため、磁力による吸引力がこの間隙（距離）の二乗に反比例して弱くなり、この凹部３８１の部分で吸引力のバランスが崩れて、プランジャ３０１の凹部３８１の反対側の側壁がガイドパイプ４０に当接して吸着され、この状態を保持する。
したがって、従来のプランジャ３０１とガイドパイプ４０の隙間が一定で釣り合った状態のものと比較して、一方向（プランジャ３０１に設けた凹部３８１の反対側）に吸着保持されるため、プランジャ３０１が振動せずに固定され、騒音が発生しない。

つぎに、電磁弁の参考例の形態について、図３に基づき説明するが、参考例の形態のものと異なる部分のみを説明する。
この参考例の形態の電磁弁２００は、プランジャ３０２の側壁に設けた間隙拡張部３８の皿穴状の凹部３８２が、その入口が平行面で形成され、底部が皿状に形成されているものである。その他の構成は参考例の形態のものと全く同一である。
したがって、作用も参考例の形態のものと同一であるので、プランジャ３０２がコア５０に吸着された状態の図面は省略してある。以下の実施の形態でも、この図を省略する。

つぎに、電磁弁の参考例の形態について、図４に基づき説明するが、参考例の形態のものと異なる部分のみを説明する。
この参考例の形態の電磁弁３００は、プランジャ３０３の側壁に設けた間隙拡張部３８が、プランジャ３０３の側壁をその軸に交差する方向に、所定の上下方向の幅で切削して形成した凹溝３８３である。その他の構成は参考例の形態のものと全く同一である。

つぎに、電磁弁の参考例の形態について、図５に基づき説明するが、参考例の形態のものと異なる部分のみを説明する。
この参考例の形態の電磁弁４００は、プランジャ３０４の側壁に設けた間隙拡張部３８が、プランジャ３０４の上角部の一部を横方向に削除して傾斜部３８４としたものである。その他の構成は参考例の形態のものと全く同一である。

つぎに、本発明の電磁弁の第５の実施の形態について、図６に基づき説明するが、参考例の形態のものと異なる部分のみを説明する。
この第５の実施の形態の電磁弁５００は、プランジャ３０５の上部に設けた衝撃吸収手段３４を構成する軸体３２１の上端部を半円状に切り欠いて、コア５０の下面に当接する前記軸体３２１の上端部の中心を、半円状の側面視で略中央部に偏心させたものである。
したがって、コア５０の下面と軸体３２１の上端部との当接位置が、プランジャ３０５の中心より偏心した切り欠き上部の中央部となるため、この当接位置を支点としてプランジャ３０５がわずか傾斜した状態で樹脂チューブ３７の一方向に吸着され、この状態で保持される。

つぎに、本発明の電磁弁の第６の実施の形態について、図７に基づき説明するが、参考例の形態のものと異なる部分のみを説明する。
この第６の実施の形態の電磁弁６００は、プランジャ３０６に設けた衝撃吸収手段３４を構成する軸体３２の、プランジャ３０６に挿入される中心を、プランジャ３０６の中心から偏心させたものである。
したがって、コア５０の下面と軸体３２の上端部との当接位置が、プランジャ３０５の中心より偏心した軸体３２の中央部となるため、この当接位置を支点としてプランジャ３０６がわずか傾斜した状態で樹脂チューブ３７の一方向に吸着され、この状態で保持される。

本発明は、入口通路と出口通路と両通路を連絡する弁座とを有するボディと、前記弁座
の上部で前記ボディに液密的に保持されるガイドパイプと、該ガイドパイプ内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段を有するプランジャと、該プランジャの下端に支持され、プランジャの往復動に伴い前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、前記ガイドパイプの上部に配置され、前記プランジャを磁力により吸着するコアと、前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる電磁弁であって、プランジャの一部に、該プランジャと前記ガイドパイプとの間隙を大きくする間隙拡張部を形成し、あるいは前記コアの下面と前記プランジャの上端とが当接する衝撃吸収手段の中心位置を、前記プランジャの中心から偏心させて、前記コアが励磁され前記プランジャが前記コアに吸着されているときに、前記プランジャが前記ガイドパイプの片側に吸着されるようにしたので、プランジャが振動することがなく、騒音の発生が押さえられた電磁弁を提供することが可能となった。

参考例に係る電磁弁の断面図である。プランジャが吸着された状態の参考例の断面図である。参考例に係る電磁弁の断面図である。参考例に係る電磁弁の断面図である。参考例に係る電磁弁の断面図である。本発明の第５の実施の形態に係る電磁弁の断面図である。本発明の第６の実施の形態に係る電磁弁の断面図である。

符号の説明

１００〜６００各実施の形態の電磁弁
１０ボディ
１４弁座
２０弁体
３０１〜３０６各実施の形態のプランジャ
３２軸体
３４衝撃吸収手段
３８間隙拡張部
４０ガイドパイプ
５０コア
５１コイル
５５ケーシング

Claims

入口通路と出口通路と両通路を連絡する弁座とを有するボディと、
前記弁座の上部で前記ボディに液密的に保持されるガイドパイプと、
該ガイドパイプ内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段を有するプランジャと、
該プランジャの下端に支持され、プランジャの往復動に伴い前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、
前記ガイドパイプの上部に配置され、前記プランジャを磁力により吸着するコアと、
前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる電磁弁であって、
前記コアの下面と前記プランジャの上端とが当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収手段の中心位置を、前記プランジャの中心、及び前記コアの中心から偏心させ、前記コアが励磁されているときに、前記プランジャが前記ガイドパイプの片側に吸着されるようにしたことを特徴とする電磁弁。
入口通路と出口通路と両通路を連絡する弁座とを有するボディと、
前記弁座の上部で前記ボディに液密的に保持されるガイドパイプと、
該ガイドパイプ内を往復動可能で、上端に衝撃吸収手段を有するプランジャと、
該プランジャの下端に支持され、プランジャの往復動に伴い前記弁座に当接・離間して前記入口通路と出口通路との連絡路を開閉する弁体と、
前記ガイドパイプの上部に配置され、前記プランジャを磁力により吸着するコアと、
前記ガイドパイプの外周に線巻きされ、前記コアを励磁するコイルとからなる電磁弁であって、
前記コアの下面と前記プランジャの上端とが当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収手段を構成する軸体の上端部を切り欠いて偏心させ、前記コアが励磁されているときに、前記プランジャが前記ガイドパイプの片側に吸着されるようにしたことを特徴とする電磁弁。