JP4252512B2 - 小型電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、流体の流れ方向を制御することが可能な小型電磁弁に関する。

従来より、流体の流れ方向を制御することが可能な小型電磁弁は、例えば図５に示す液体分析装置５０の分注制御に使用される。分注とは、血液や体液、希釈水用の純水や生理食塩水、反応させる試薬などを反応セルに移すことをいう。液体分析装置５０では、数μＬの分注精度で流量制御を行うためにシリンジポンプ５２を使用している。シリンジポンプ５２は、シリンジ（注射器）で純水などを設定された流量で持続的に注入するものであり、注入速度を容易に調節することができる利点があるからである。

シリンジポンプ５２は、小型電磁弁１００を介して純水ポンプ５１と、反応セル５３とにそれぞれ接続している。小型電磁弁１００と反応セル５３との間にはノズル５４が配設され、反応セル５３に純水を正確な流量で供給できるようにしている。こうした小型電磁弁１００は、数μＬから数十μＬ程度で純水の流量を制御することが要求されている（非特許文献１参照。）。

図６は、従来の小型電磁弁１００の断面図である。
小型電磁弁１００は、第１流路１０３ａが純水ポンプ５１に接続し、第２流路１０３ｂがシリンジポンプ５２に接続し、第３流路１０３ｃが反応セル５３に接続する。小型電磁弁１００は、ソレノイド部１１１への通電を制御することにより、第１流路１０３ａ、第２流路１０３ｂ、第３流路１０３ｃとの連通状態を切り替えるようになっている。

小型電磁弁１００の流路ブロック１０２には、第１流路１０３ａと第３流路１０３ｃに連通するように第１弁座１０６ａと第２弁座１０６ｂが形成されている。流路ブロック１０２に連結する弁ブロック１０１には、支軸１０８が架設され、ダイアフラム組立１０４を揺動可能に軸支している。ダイアフラム組立１０４は、揺動部材１０９にダイアフラム１０７を固着したものである。ダイアフラム１０７は、外縁部が流路ブロック１０２と弁ブロック１０３との間で狭持されて弁室１０５を形成し、揺動部材１０９の揺動に従って第１弁座１０６ａと第２弁座１０６ｂに相対的に当接又は離間するよう構成されている。

一方、ソレノイド部１１１には、可動鉄心１１４が摺動可能に挿通されている。可動鉄心１１４は、第１バネ１１５のバネ力でソレノイド部１１１からボディ１０１側へ突き出し、ボディ１０１に摺動可能に装填された変位部材１１６に突き当てられている。変位部材１１６には、第１押圧部材１１７ａが固設されるとともに、第２押圧部材１１７ｂが摺動可能に保持されている。第２押圧部材１１７ｂは、第１バネ１１５よりバネ力の小さい第２バネ１１８によって図中Ｄ方向の力が常時作用している。そのため、ソレノイド部１１１への通電を制御して可動鉄心１１４を摺動させれば、第１バネ１１５と第２バネ１１８との圧力バランスが変動し、ダイアフラム組立１０４が揺動する。

こうした小型電磁弁１００は、ソレノイド部１１１に通電すると、可動鉄心１１４が第１バネ１１５に抗して図中Ｃ方向に移動する。第１バネ１１５は、次第にバネ力が小さくなり、やがて第２バネ１１８のバネ力が第１バネ１１５のバネ力に打ち勝つ。すると、ダイアフラム組立１０４は、第２押圧バネ１１７ｂにより図中Ｄ方向に押し下げられて揺動する。そして、ダイアフラム１０７が、第１弁座１０６ａから離間して第１流路１０３ａと第２流路１０３ｂを連通させる一方、第２弁座１０６ｂに当接して第２流路１０３ｂと第３流路１０３ｃとを遮断する。これにより、第１〜第３流路１０３ａ〜１０３ｃの連通状態が切り替えられ、純水ポンプ５１からシリンジポンプ５２に流体が充填される。

その後、ソレノイド部１１１への通電を停止すると、第１バネ１１５のバネ力で変位部材１１６を図中Ｄ方向に押圧する。第１バネ１１５は第２バネ１１８よりバネ力が大きいため、可動鉄心１１４が変位部材１１６を図中Ｄ方向に押し下げる。ダイアフラム組立１０４は、第１押圧部材１１７ａにより図中Ｄ方向に押し下げられ、第２バネ１１８を圧縮しながら揺動する。そして、ダイアフラム１０７が、第１弁座１０６ａに当接して第１流路１０３ａと第２流路１０３ｂを遮断する一方、第２弁座１０６ｂから離間して第２流路１０３ｂと第３流路１０３ｃとを連通させる。これにより、第１〜第３流路１０３ａ〜１０３ｃの連通状態が切り替えられ、シリンジポンプ５２から反応セル５３に流体が供給される（例えば、特許文献１参照。）。

「医療・分析装置攻略 アプリケーション＆テクニカルブック」、シーケーディ株式会社、１９９８年１０月１６日、ｐ．２〜３ 特開２０００−２９７８７６号公報（第３〜５頁、第１図。）

しかしながら、従来の小型電磁弁１００は、第１〜第３流路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの面積が同一であるため、純水や試薬などが第１弁座１０６ａ又は第２弁座１０６ｂに流入する際に圧力損失を生じ、流れにくかった。特に、小型電磁弁１００は、数μＬから数十μＬ程度で流体流量を制御することが要求されるため、流量がわずか２０〜３０μＬ増加しただけでも大流量を制御することになり、圧力損失を生じやすい。
これに対して、第１，第３流路１０３ａ，１０３ｃの面積を第２流路１０３ｂの面積より大きくして、Ｃｖ値を大きくすることも考えられるが、第１，第２弁座１０６ａ，１０６ｂのオリフィス径が大きくなるのに伴ってシール力を大きくするために、第１バネ１１５の弾圧力を強くしてソレノイド部１１１を大きくする必要があり、装置サイズが大型化する問題がある。
また、例えば、特表２００２−５０２４８６号公報は、本願と異なる目的を有する発明が記載されているが、図面には取入口の径が弁座のオリフィス径より大径に形成されている（図１参照）。取込口の径を弁座のオリフィス径より大径にすることにより、弁座における圧力損失が低減されると考えられるが、取込口を無制限に拡大すると、内部容積が増加し、試薬などを余分に使用する問題が発生する。そのため、取込口の径を弁座のオリフィス径より大径するにしても、何らかの制限を要するが、この点について特表２００２−５０２４８６号公報は何も記載されていない。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、内部容積の増加を抑えつつ、圧力損失を低減して大流量を流せるコンパクトな小型電磁弁を提供することを目的とする。

本発明に係る小型電磁弁は、次のような構成を有している。
（１）ハウジングに入力ポートと、２個の出力ポートとが弁室に連通するように形成され、出力ポートが弁室に開口する開口部分に弁座がそれぞれ設けられ、ハウジングに揺動可能に軸支される揺動部材を駆動手段で揺動させることにより、ダイアフラムを弁座に交互に当接又は離間させてポートの連通状態を切り替える小型電磁弁において、入力ポートの面積が、出力ポートの面積の２倍以上２．５倍以下であることを特徴とする。

まず最初に、入力ポートの面積と出力ポートの面積について定義する。本発明では、入力ポートの面積とは、入力ポートが弁室に開口する面積をいう。また、出力ポートの面積とは、出力ポートが弁室に開口する面積をいう。
次に、小型電磁弁の入力ポートと出力ポートとの関係について説明する。小型電磁弁は、上述したように数μＬから数十μＬ程度で流体の流量を制御することが要求され、例えば、流量が２０〜３０μＬ増加しただけでも、大流量を制御することになる。小型電磁弁が大流量を制御する場合にＣｖ値が小さいと、流体が流れにくく、制御時間がかかる上に、消費電力が大きくなる。そのため、本発明の小型電磁弁は、従来品よりＣｖ値を大きくするために、入力ポートの面積を出力ポートの面積の２倍以上にして、Ｃｖ値を大きくしている。一方、入力ポートの面積を出力ポートの面積の２．５倍以上にすると、Ｃｖ値が飽和し、流体を流れやすくする効果が得られなくなる。そのため、本発明の小型電磁弁は、入力ポートの面積を出力ポートの面積の２．５倍以下に設定している。

次に、本発明の小型電磁弁の作用効果について説明する。
本発明の小型電磁弁は、入力ポートの面積を出力ポートの面積の２倍以上にしているので、圧力損失が低減されてＣｖ値が大きくなり、大流量を制御する場合でも制御時間が長くなりにくく、消費電力が増加しにくい。しかも、小型電磁弁は、入力ポートの面積を出力ポートの面積の２．５倍以下に設定して無制限に拡大しないので、入力ポート、２個の出力ポート、弁室とからなる内部容積の増加が抑えられる。このことは、例えば、高価な試薬を使用する場合に、余分な試薬が流路に付着することを抑制し、試薬の使用量の増加を抑えつつ、圧力損失を低減させられる点で有効である。さらに、小型電磁弁は、出力ポートの面積を入力ポートの面積より大きくせずに圧力損失を低減させるので、弁座のオリフィス径が大きくならず、シール力をアップさせるために駆動手段を大きくする必要がない。
よって、本発明の小型電磁弁によれば、内部容積の増加を抑えつつ、圧力損失を低減して流量を増加させることができ、また、駆動手段を小さくして装置サイズをコンパクトにすることができる。

次に、本発明に係る小型電磁弁の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、非通電状態の小型電磁弁１の断面図である。図２は、通電状態の小型電磁弁の断面図である。
小型電磁弁１は、従来技術と同様に液体分析装置５０（図５参照）に使用され、数μＬから数十μＬ程度で流体の流量を制御する。小型電磁弁１は、外観が略直方体形状をなし、流路ブロック２にボディ３を連結することにより「ハウジング」が構成され、そのハウジングを覆うようにカバー４が取り付けられている。流路ブロック２とボディ３は、軽量化を図るために樹脂で形成され、また、カバー４は、肉厚を確保するためにアルミニュウム合金で形成されている。流路ブロック２には、ＮＣポート（「出力ポート」に相当するもの。）５ａとＣＯＭポート（「入力ポート」に連通するもの。）５ｂとＮＯポート（「出力ポート」に相当するもの。）５ｃとが平行に形成されている。ＮＣポート５ａとＮＯポート５ｃの開口部には、第１弁座６ａと第２弁座６ｂが環状に突設されている。流路ブロック２には、第１〜第３流路５ａ，５ｂ，５ｃの外側に貫通孔２ａが形成され、この貫通孔２ａにボディ３の下端面に突設された位置決め突起３ａをきっちり嵌め合わせることにより、流路ブロック２とボディ３とを位置決めしている。

流路ブロック２とボディ３との間には、揺動弁７を収納するための収納室８が形成されている。収納室８には、金属製の支軸９がＣＯＭポート５ｂと同軸上に架設され、揺動弁７を揺動可能に軸支している。揺動弁７は、樹脂製の揺動部材１０にインサート成形によってダイアフラム１１を一体化したものである。ダイアフラム１１は、シール性を確保するためにゴムなどの弾性材料で形成され、周縁部がボディ３と流路ブロック２との間に狭持されて収納室８を気密に区画し、弁室１２を形成している。弁室１２には、第１〜第３流路５ａ，５ｂ，５ｃが各々開口して相互に連通しており、揺動弁７が傾斜してダイアフラム１１を第１弁座６ａと第２弁座６ｂに相対的に当接又は離間するようになっている。なお、第１弁座６ａと第２弁座６ｂの上端面は、揺動弁７の傾斜に合わせて斜めに形成され、シール性能の向上を図っている。また、弁室１２内壁にも、揺動弁７の傾きに合わせた傾斜が設けられ、容積変化を一定にしている。

揺動弁７には、支軸９を挟んで対称位置に第１バネ２１と第２バネ２５のバネ力が作用し、第１バネ２１のバネ力をソレノイド機構（「駆動手段」に相当するもの。）１６を用いて変動させることにより、揺動弁７が揺動するようになっている。

ボディ３には、第１貫通孔１３が第１弁座６ａと同軸上に上面から収納室８に連通するように穿設されている。第１貫通孔１３には、第１押圧部材１４が摺動可能に装填されている。第１押圧部材１４は、射出成形によって樹脂を一方に開口する円筒形状に成形したものであり、閉端面中央部に先端部が半球状に形成された突起１４ａが外向きに突設されている。第１押圧部材１４は、突起１４ａが第１貫通孔１３の図中上端開口部から挿入され、揺動弁７の上端面に突き当てられて点接触している。ボディ３には、ソレノイド機構１６が磁気回路基板１５を介して第１弁座６ａと同軸上に取り付けられ、第１貫通孔１３の図中上端開口部を塞いでいる。

ソレノイド機構１６は、中空円筒形状に形成されたコイルボビン１７に電磁コイル１８が巻回され、コイルボビン１７の一端開口部に固定鉄心１９が固設され、コイルボビン１７の他端開口部に可動鉄心２０が摺動可能に装填されている。固定鉄心１９と可動鉄心２０は、第１弁座６ａと同軸上に配設されている。可動鉄心２０は、先端部が磁気回路基板１５を貫いて第１貫通孔１３内に突き出し、可動鉄心２０の先端部と磁気回路基板１５との間に第１バネ２１が縮設されている。そのため、可動鉄心２０は、第１バネ２１により第１弁座６ａ側（図中Ｂ方向）に常時付勢され、第１押圧部材１４を介して揺動弁７を第１弁座６ａ方向に押圧している。

また、ボディ３には、第２貫通孔２３が第２弁座６ｂと同軸上に上面から収納室８に連通するように穿設されている。第２貫通孔２３には、第２押圧部材２４が摺動可能に装填されている。第２押圧部材２４は、射出成形により樹脂を一方に開口する円筒形状に成形したものであり、閉端面中央部に先端部が半球状に形成された突起２４ａが外向きに突設されている。第２押圧部材２４は、突起２４ａが第２貫通孔２３の図中上端開口部から挿入され、揺動弁７に突き当てられて点接触している。第２バネ２５は、第２押圧部材２４の中空孔に収納された状態で第２貫通孔２３に配設され、第２貫通孔２３を図中上方から覆うようにカバー２６をボディ３に被せて固定ネジ２７で固定することにより、第２押圧部材２４とカバー２６との間で圧縮保持されている。そのため、第２押圧部材２４は、第２バネ２５のバネ力により揺動弁７を第２弁座６ｂ方向（図中Ｂ方向）に押圧している。

ここで、第２バネ２５は第１バネ２１よりバネ力が小さく設定されている。そのため、小型電磁弁１は、ソレノイド機構１６に非通電のときには、揺動弁７が第１バネ２１に押し下げられて第１弁座６ａを閉じるとともに、第２弁座６ｂを開く一方、ソレノイド機構１６に通電したときには、揺動弁７が第２バネ２５に押し下げられて第１弁座６ａを開くとともに、第２弁座６ｂを閉じる。通電時には、可動鉄心１４と第１王圧部材１４との間に隙間が形成され、第２バネ２５によるシール力が第１バネ２１のバネ力で減殺されないようにしている。

なお、小型電磁弁１のソレノイド機構１６には、電磁コイル１８に制御基板２８を介して配線２９が接続し、配線２９がブッシュ３０から取り出されて図示しない制御装置に接続されている。制御基板２８は、配線２９から供給される交流電流を整流して電磁コイル１８に供給する。また、小型電磁弁１は、ボディ３と流路ブロック２との間に薄い板状のスペーサ３１が配設され、揺動弁７のストローク量が調整されている。

ところで、小型電磁弁１は、例えば、ＣＯＭポート５ｂからＮＣ，ＮＯポート５ａ，５ｃに純水や試薬などを流す場合、第１，第２弁座６ａ，６ｂのオリフィス径が弁室１２より小さいため、流体が第１，第２弁座６ａ，６ｂに流入するときに圧力損失を発生する。小型電磁弁１は、数μＬから数十μＬ程度で流体の流量を制御することが要求されるため、例えば、流量を２０〜３０μＬ増加させるだけでも大流量を制御することになり、圧力損失によりＣｖ値が小さくなって流体が流れにくくなると、制御時間がかかったり、消費電力が大きくなる問題がある。特に、例えば、小型電磁弁１を医療機器に使用する場合には、治療時間が長引く要因になり、好ましくない。

そこで、本実施の形態では、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ，ＮＯポート５ａ，５ｃの面積より大きくしている。ここで、ＮＣポート５ａの面積とはＮＣポート５ａが弁室１２に開口する面積をいい、ＣＯＭポート５ｂの面積とはＣＯＭポート５ｂが弁室１２に開口する面積をいい、NＯポート５ｃの面積とはＮＯポート５ｃが弁室１２に開口する面積をいう。しかし、ＣＯＭポート５ｂの面積を無制限に大きくすると、内部容積が増加して余分な試薬などを使用する不具合があるため、効率がよい範囲を求める必要がある。図３は、ＣＯＭポートの面積比率とＣｖ値の関係を示す図であって、縦軸にＣｖ値を示し、横軸にＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃに対するＣＯＭポート５ｂの面積比率を示す。図４は、中立状態の小型電磁弁の弁部拡大図である。

従来の小型電磁弁１００（図６参照）は、第１〜第３流路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの直径が１．４ｍｍであって、第２流路１０３ｂから第３流路１０３ｃに流体を流した場合のＣｖ値が０．０３０であった。そこで、小型電磁弁１のＣＯＭポート５ｂ、ＮＣポート５ａ、ＮＯポート５ｃの直径を初期的に１．０ｍｍとし、ＣＯＭポート５ｂの直径を少しずつ大きくしてＣｖ値を測定したところ、図３に示すように、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２倍以上にしたときに、ＮＣポート５ａ、ＣＯＭポート５ｂ、ＮＯポート５ｃのいずれを加圧してもＣｖ値が０．０３０以上になることが判明した。特に、ＣＯＭポート５ｂからＮＣポート５ａに流体を流した場合には（図中◆で示すグラフ参照）、Ｃｖ値が０．０３３以上に増加した。また、小型電磁弁１は、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２．５倍以上にすると、ＮＣポート５ａ、ＣＯＭポート５ｂ、ＮＯポート５ｃのいずれを加圧してもＣｖ値が飽和し、流体を流れやすくする効果が得られないことが判明した。

さらに、ＣＯＭポート５ｂ、ＮＣポート５ａ、ＮＯポート５ｃの直径を１ｍｍとして同一面積にした場合と、ＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの直径を１ｍｍとしたまま、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ，ＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２．５倍にした場合とで小型電磁弁１の内部容積Ｌ（図４の斜線部参照）を測定した。この結果、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積と同一にした場合の内部容積Ｌが３８．８μＬであるのに対して、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２．５倍にした場合の内部容積Ｌが４７．１μＬであり、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２．５倍にしても、内部容積が２０％程度しか増加しないことが判明した。

従って、小型電磁弁１は、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの２倍以上２．５倍以下に設定することが望ましい。本実施の形態の小型電磁弁１では、ＮＯ，ＮＣポート５ａ，５ｃの直径を１ｍｍとして面積を同一とし、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２．５倍に設定している。
なお、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積より大きくすると、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積と同一にした場合より流量制御時の弁室１２の圧力が増加するが、ＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積をＣＯＭポート５ｂの面積より大きくする場合と比べてシール力に与える影響が少なく、ＣＯＭポート５ｂの面積拡大に伴ってソレノイド機構１６を大きくする必要はない。

こうした小型電磁弁１は、流路ブロック２にパッキン３２が装着され、ＮＣポート５ａに純水ポンプ５１（図５参照）が接続され、ＣＯＭポート５ｂにシリンジポンプ５２（図５参照）が接続され、ＮＯポート５ｃにノズル５４（図５参照）を介して反応セル５３（図５参照）が接続される。そして、小型電磁弁１は、流路ブロック２に形成されたネジ孔に挿通したボルトを液体分析装置５０（図５参照）に締結することにより、液体分析装置５０に固定される。

次に、上記構成を有する小型電磁弁１の動作について説明する。
小型電磁弁１は、図１に示す非通電時には、固定鉄心１９と可動鉄心２０とは所定のクリアランスをもって離間し、揺動弁７がダイアフラム１１を第１弁座６ａに当接するように傾斜することにより、ＣＯＭポート５ｂとＮＯポート５ｃが第２弁座６ｂを介して連通している。以下、この状態を初期状態として説明する。

図２に示すように、ソレノイド機構１６の電磁コイル１８に電圧を供給すると、固定鉄心１９が第１バネ２１に抗して可動鉄心２０を図中Ａ方向に吸引する。第１バネ２１が可動鉄心２０と第１押圧部材１４を介して揺動弁７を押し下げる力は、可動鉄心２０の上昇に従って減少する。これに対応して、第２バネ２５が第２押圧部材２４を介して揺動弁７を第２弁座６ｂ側（図中Ｂ方向）に押し下げ、ＣＯＭポート５ｂがＮＣポート５ａと第１弁座６ａを介して連通する。
この状態で図５に示す液体分析装置５０の純水ポンプ５１を駆動すると、純水が純水ポンプ５１から図２に示す小型電磁弁１のＮＣポート５ａ、第１弁座６ａ、弁室１２、ＣＯＭポート５ｂを介して図５に示すシリンジポンプ５２に少量ずつ（例えば、３０μＬずつ）供給される。

その後、図１に示すように、ソレノイド機構１６の電磁コイル１８への電圧の供給を停止すると、可動鉄心２０が第１バネ２１に付勢されて図中Ｂ方向に押圧される。第１バネ２１のバネ力は、図１に示す状態の第２バネ２５のバネ力より大きく設定されているため、揺動弁７は、第２バネ２５に抗してダイアラム１１を第１弁座６ａに当接させるように揺動して傾斜し、ＣＯＭポート５ｂがＮＯポート５ｃと第２弁座６ｂを介して連通する。
この状態で図５に示す液体分析装置５０のシリンジポンプ５２を駆動すると、純水がシリンジポンプ５２から図１に示す小型電磁弁１のＣＯＭポート５ｂ、弁室１２、第２弁座６ｂ、ＮＯポート５ｃを介して図５に示す反応セル５３に少量ずつ（例えば、３０μＬずつ）供給される。

ここで、小型電磁弁１は、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣポート５ａ又はＮＯポート５ｃの面積の２倍以上にしているので、ＮＣポート５ａ又はＮＯポート５ｃから揺動弁７のダイアフラム１１を離間させて流量制御するときの圧力損失が低減されてＣｖ値が大きくなり、例えば、流量を３０μＬから５０μＬに増加して大流量を制御する場合でも、制御時間が長くなりにくく、消費電力が増加しにくい。しかも、小型電磁弁１は、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの２．５倍以下に設定して無制限に拡大しないので、ＮＣポート５ａ、ＣＯＭポート５ｂ、ＮＯポート５ｃ、弁室１２とからなる内部容積Ｌの増加が抑えられる。このことは、例えば、高価な試薬を使用する場合に、小型電磁弁１内に余分な試薬が流路に付着することを抑制し、試薬の使用量の増加を抑えつつ、圧力損失を低減させられる点で有効である。さらに、小型電磁弁１は、ＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積を大きくせずに圧力損失を低減させるので、第１，第２弁座６ａ，６ｂのオリフィス径が大きくならず、シール力をアップさせるために第１バネ２１のバネ力を大きくする必要がない。そのため、小型電磁弁１は、ＣＯＭポート５ｂの面積拡大に伴って消費電力が大きくならず、ＣＯＭポート５ｂの面積をＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積と同一にした場合と同サイズのソレノイド機構１６を使用することができる。

従って、本実施の形態の小型電磁弁１によれば、「ハウジング」にＣＯＭポート５ｂと、ＮＣポート５ａと、ＮＯポート５ｃが弁室１２に連通するように形成され、ＮＯ又はＮＣポート５ａ，５ｃが弁室１２に開口する開口部分に第１，第２弁座６ａ，６ｂがそれぞれ設けられ、「ハウジング」に揺動可能に軸支される揺動弁７をソレノイド機構１６で揺動させることにより、ダイアフラム１１を第１，第２弁座６ａ，６ｂに交互に当接又は離間させてポートの連通状態を切り替えるものであって、ＣＯＭポート５ｂの面積が、ＮＣ又はＮＯポート５ａ，５ｃの面積の２倍以上２．５倍以下であるので、内部容積の増加を抑えつつ、圧力損失を低減して純水や試薬などを大流量で流すことができ、また、ソレノイド機構１６を小さくして装置サイズをコンパクトにすることができる。

尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、駆動手段としてソレノイド機構を使用したが、駆動手段として手動機構やアーマチャ機構を備えるものを使用してもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、小型電磁弁１を液体分析装置５０に取り付けたが、複数の流体の流量を制御したり、１種類の流体の供給先を切り替えるものであれば、使用目的はこれに限定されない。
また、例えば、上記実施の形態では、流路ブロック２、ボディ３を樹脂で形成したが、流体の種類に応じて金属で形成してもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、金属製のカバー４を使用したが、樹脂製のカバーを使用してもよい。

本発明の実施の形態に係り、非通電状態の小型電磁弁の断面図である。 同じく、通電状態の小型電磁弁の断面図である。 同じく、ＣＯＭポートの面積比率とＣｖ値の関係を示す図である。 同じく、中立状態の小型電磁弁の弁部拡大図である。 液体分析装置の概略構成図である。 従来の小型電磁弁の断面図である。

符号の説明

１ 小型電磁弁
５ａ ＮＣポート
５ｂ ＣＯＭポート
５ｃ ＮＯポート
６ａ 第１弁座
６ｂ 第２弁座
７ 揺動弁
１６ ソレノイド機構

Claims (1)

1. ハウジングに入力ポートと、２個の出力ポートとが弁室に連通するように形成され、前記出力ポートが弁室に開口する開口部分に弁座がそれぞれ設けられ、前記ハウジングに揺動可能に軸支される揺動部材を駆動手段で揺動させることにより、ダイアフラムを前記弁座に交互に当接又は離間させてポートの連通状態を切り替える小型電磁弁において、
   前記入力ポートの面積を前記出力ポートの面積の２倍以上２．５倍以下とすることにより、前記入力ポートと前記２個の出力ポートと前記ダイアフラムで仕切られた前記弁室とからなる内部容積の増加率を前記入力ポートの面積と前記出力ポートの面積とを同一とした場合の２０％以下とすることを特徴とする小型電磁弁。

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