JP4856462B2 - パイロット弁付電磁弁 - Google Patents

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本発明は、各種流体機器に使用されるパイロット弁付電磁弁に関するものである。
従来、主弁座における背室側の流体圧を主弁座に配置した電磁器により往復動するパイロット弁を用いて制御することにより、主弁を挟んで配置される流入口と流出口との液体圧の差圧力によって主弁を開閉動作させるパイロット弁付電磁弁が知られている。
この種のパイロット弁付電磁弁は、実公平3−25482号公報などに提示されており、例えば図4に示すように、ブロック体11に主弁口12を挟んで流入口13と流出口14とが形成されているとともに前主弁口12に形成された主弁座15に前記主弁口を開閉する主弁16を配置した主弁機構1と、前記流入口13に連続する主弁16の背室17と流出口14を連通して形成されるパイロット弁口21とこのパイロット弁口21を開閉するための前記背室17内に配置されるパイロット弁体22を配置したパイロット弁機構2を有している。
更に、前記パイロット弁機構2を形成するパイロット弁体22には前記背室17に露出したプランジャ31の先端がパイロットばね23を介して固着されており、プランジャ31は主弁機構1に連設されたシリンダ32に直線往復動可能に嵌挿されているとともに、前記プランジャ31を先端に固着したパイロット弁体22が開弁する方向へ動作させる電磁器34がシリンダ32の外周に付設されて、前記パイロット弁機構2を駆動するための電磁器3を有している。
そして、前記プランジャ31には、このプランジャ31を常時、閉弁方向へ付勢するプランジャばね4が付設されており、前記電磁器34に通電されると前記プランジャ31が吸引されてプランジャばね4の付勢力に抗して基端に配置した電磁コア37へ吸引されて移動し、プランジャ31の先端にパイロットばね23を介して固着したパイロット弁体22を開弁方向へ動作させて背室17内の流体圧が低下して主弁16が押し上げられて開弁する。
前記開弁状態において、前記電磁器34への電源供給が停止すると、プランジャ31がプランジャばね4の付勢力により、先端方向へ移動し、先端に固着したパイロット弁体22が閉弁し、流体が流入口13から小孔19を介して背室17に浸入して背室17内の圧力が蓄積されて主弁16が押し下げられて閉弁する。
ところで、前記従来のパイロット弁付電磁弁では、前記主弁16が閉弁状態にあるときに流体圧力が低い場合にも確実に閉弁状態を維持させる目的で主弁16を主弁座15に押圧付勢するための主弁閉じばね5、およびプランジャ31とパイロット弁座22(主弁16)とを連結してプランジャ31が引かれたときにパイロット弁座22、つまり、主弁16を引き上げる補助的な作用をする主弁開きばね(ジョイントばね)6を備えて開閉動作の確実性を図っている。
そのため、各機構部にそれぞれ異なる種類のばねを装着しなければならないことになり、そのためにばねの点数が多くなる。また、各ばねがそれぞれ形状の異なる特殊な形で構成されており、個々に製造・管理する必要がある。そのため、コスト高となるとともにに、組立の際や分解の際においても、ばねを各部分にそれぞれ個々に装着し、また必要に応じて取り外さなければならない。従って、組立や分解作業が煩雑であり、しかもかなり面倒な作業である。
また、例えば、図4に示した従来のパイロット弁付電磁弁におけるプランジャばね4のように、金属部材からなるブランジャ31の端面に形成した凹部又は外周に沿わせて装着されているので、可動の際に装着されている凹部や外周に接触することになって、摩耗による損傷を受け易く耐久性に欠けるという問題もあった。
実公平3−25482号公報 図1〜図3
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、使用するばねの点数を削減してコスト低減や組立,分解の作業性の向上を図るとともに小型化が図れ、また加工を簡単にし、摩耗による損傷を低減して耐久性の向上も図れるパイロット弁付電磁弁を提供することを目的としている。
本発明に係るパイロット弁付電磁弁は、ブロック体に主弁口を挟んで流入口と流出口とが形成されているとともに前記主弁口に形成された主弁座に前記主弁口を開閉する主弁を配置した主弁機構と、前記流入口に連続する前記主弁の背室と前記流出口を連通して前記主弁に形成されるパイロット弁口にパイロット弁体を配置したパイロット弁機構と、前記パイロット弁体を直線往復動するプランジャおよびこのプランジャを開弁方向へ動作させる電磁器と、前記プランジャを閉弁方向へ付勢するプランジャばね部、前記主弁の閉弁力を高める主弁閉じばね部ならびに前記主弁機構における主弁の開弁力を補助的に高める主弁開きばね部を兼ね備えた1つの兼用弁ばねとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、プランジャの下降を円滑にするプランジャばね部と、主弁機構の主弁開弁力を補助的に高める主弁開きばね部と、主弁閉弁力を高める主弁閉じばね部を兼ね備えた1つの兼用弁ばねにして、主弁機構とパイロット弁機構が内蔵される背室内に組み込んで各種のばね作用が行われるようにした。従って、ばねの一体化によって部品点数を削減してコスト低減が図れ、組立や分解の際の面倒な作業や煩雑さをなくして作業性の向上が図れ、また弁の収容スペースを小さくして小型化も図られ、加工も簡単になる。
また、本発明において、前記兼用弁ばねが、前記パイロット弁座とプランジャの先端との間に架設される引張りコイルばねからなる主弁開きばね部と、前記主弁開きばね部に連続してプランジャ先端と前記背室内に露出している前記プランジャを支持するシリンダ先端または背室の頂壁内面との間に架設される圧縮コイルばねからなる主弁閉じばね部兼プランジャばね部とからなる構成とすることにより、1つで主弁開き部ばねと、主弁閉じ部ばねと、プランジャばね部の働きを確実に行うことができる。
加えて、前記兼用弁ばねが、円筒状の主弁開きばね部と逆円錐台状の主弁閉じばね部兼プランジャばね部とが1本の線材を巻回して連続的に形成されており、前記パイロット弁座に前記主弁開きばね部の先端を係止する係止溝が形成されているとともに、前記プランジャの先端に前記主弁開きばね部と主弁閉じばね部兼プランジャばね部との境部を係止する係止溝が形成されている場合には、兼用弁ばねに特別の装着部を設けることもなく簡単に装着することができる。
以上の手段を有する本発明によれば、ばねの点数を削減してコスト低減、組立や分解の作業性の向上が図れると共に小型化が図れ、また加工が簡単になり、摩耗による損傷が低減されて耐久性の向上も図れる。
以下、図面に示した本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係るパイロット弁付電磁弁の断面図、図2は図1の要部拡大断面図、図3は図1の電磁弁に用いる兼用弁ばねの拡大正面図である。
尚、前記従来例と同一の構成要素については同一の符号を付して説明する。
本実施の形態は、前記図4に示したものと同じく、ピストン式の主弁16を有するパイロット弁付電磁弁であって、ブロック体11に主弁口12を挟んで流入口13と流出口14とが形成されているとともに前主弁口12に形成された主弁座15に前記主弁口を開閉する主弁16を配置した主弁機構1と、前記流入口13に連続する主弁16の背室17と流出口14を連通して形成されるパイロット弁口21とこのパイロット弁口を開閉するための前記背室17内に配置されるパイロット弁体22を配置したパイロット弁機構2を有している。
前記パイロット弁機構2を形成するパイロット弁体22には前記背室17に露出したプランジャ31の先端がパイロットばね23を介して固着されており、プランジャ31は主弁機構1に連設されたシリンダ32に直線往復動可能に嵌挿されているとともに、シリンダ32の外周に前記プランジャ31を先端に固着したパイロット弁体22を開弁方向へ動作させる電磁器34が付設されており、前記パイロット弁機構2を駆動するための電磁器3を有している。尚、本実施の形態では、前記パイロット弁体22の軸方向の中央付近にフランジ24が突設されており、このフランジ24がプランジャ31の先端に形成した環状の係止爪により摺動可能且つ脱出不能に固着されているので組み立てが簡単であるとともに機能的にも優れている。
また、本実施の形態では、主弁16の周囲に背室17との液密性を保持するため、シールリング161が嵌着されており、パイロット弁機構3を構成するパイロット弁口21の先端に形成される筒状のパイロット弁座25に係止溝26が形成されているとともに、一方プランジャ31の下端部には係止溝36が形成されている。
更に、本実施の形態は、ブロック体11の開放した主弁口12と流入口13とを包んで背室17が従来のものに比べて広い空間を形成しており、この背室17部分に兼用弁ばね7が装着されている。
この兼用弁ばね7は、パイロット弁座25とプランジャ31の先端との間に架設される円筒状の引張りコイルばねからなる主弁開きばね部41と、前記主弁開きばね部41に連続してプランジャ31先端と前記背室17内に露出している前記プランジャ31を支持するシリンダ32先端または背室17の頂壁内面との間に架設される逆円錐状の圧縮コイルばねからなる主弁閉じばね部兼プランジャばね部56とを有している。
また、兼用弁ばね7は全体が1本の線材を巻回して製造されており、前記主弁開きばね部41の先端に形成した係止部71を前記パイロット弁座に形成した係止溝26に係止するとともに、前記主弁開きばね部41と主弁閉じばね部兼プランジャばね部56との境部にに形成した係止部71をプランジャ31の先端に形成した係止溝36にそれぞれ係止するとともに、主弁ばね兼プランジャばね部56の基端を、背室17のシリンダ32周囲に架設することにより装着する。尚、本実施の形態では、前記兼用弁ばね7を形成する主弁開き部41が先端および主弁閉じばね部兼プランジャばね部56との境部に形成される係止部71,72よりも大径に形成されており、プランジャー31の先部を貫通可能としているのでプランジャー31を閉弁状態としたとときにプランジャー31の進行を邪魔することがない。
以上の構成を有する本実施の形態は、兼用弁ばね7の主弁閉じばね部兼プランジャばね部56がプランジャ31の先端や背室17の頂壁との間に架設されていて常時、先端にパイロット弁体21を固着したプランジャ31をパイロット弁座25方向へ押圧しており、パイロット弁座25を有する主弁16も主弁座15に向かって押圧され、主弁16が確実に閉弁状態を維持することになる。特に、流体圧力が低い場合にも主弁閉じばね部兼プランジャばね部56が確実に主弁16を主弁座15に押圧して閉弁状態を維持させる。このように、兼用弁ばね7の主弁閉じばね部兼プランジャばね部56が前記図4に示した従来のパイロット弁付電磁弁における主弁ばね5とプランジャばね4の役目をすることになる。
また、このとき、兼用弁ばね7の主弁開きばね部41は圧縮されるだけであり、特に引張り性能が劣化する心配はない。
そして、前記電磁器34に通電されると前記プランジャ31が吸引されて兼用弁ばね7の主弁閉じばね部兼プランジャばね部56の付勢力に抗してシリンダ32側へ移動し、プランジャ31の先端に固着したパイロット弁体22を開弁方向へ移動し、その結果、背室17内の流体圧が低下して主弁16が押し上げられて開弁する。
このとき、兼用弁ばね7の主弁開きばね部41がプランジャ31とパイロット弁座22(主弁16)とを連結してプランジャ31が引かれたときにパイロット弁座22、つまり、主弁16を引き上げる補助的な作用をする。
以上のように、本実施の形態では、1つの兼用弁ばね7により従来、それぞれ個別に別の箇所に装着されていた主弁の押さえと、引っ張りの作用を発揮することができることから、きわめて便利で経済的にも優れており、特に、本実施の形態では兼用弁ばね7を、1本の線材により形成したので製造が容易であるばかりか耐久性にも優れ、更に、主弁開きばね部41の先端に形成した係止部71を前記パイロット弁座に形成した係止溝26に係止するとともに、前記主弁開きばね部41と主弁閉じばね部兼プランジャばね部56との境部に形成した係止部71をプランジャ31の先端に形成した係止溝36にそれぞれ係止するとともに、主弁閉じばね部兼プランジャばね部56の基端を、背室17のシリンダ32周囲に架設してり装着することにより、特別の工具を使用しなくても簡単に脱着することができ、組み立てや修理などもきわめて迅速且つ容易にすることかできる。
尚、本実施の形態では、ピストン型のパイロット弁付電磁弁について説明したが、ダイヤフラム式のパイロット弁付電磁弁についても同様にして実施することができる。
本発明の好ましい実施の形態を示す縦断面図である。 図1に示した実施の形態の要部拡大断面図である。 図1に示した実施の形態に用いられる兼用弁ばねの拡大正面図である。 従来のパイロット弁付電磁弁の断面図である。
符号の説明
1 主弁機構、 2 パイロット弁機構、 3 電磁器、 7 兼用弁ばね、 11 ロック体、 12 主弁口、 13 流入口、 14 流出口、 15 主弁座、 16 主弁、 17 背室、 21 パイロット弁、 22 パイロット弁体、 24 係止溝、 31 プランジャ、 36 係止溝、 41 主弁開きばね部、 56 主弁閉じばね部兼プランジャばね部

Claims (2)

  1. ブロック体に主弁口を挟んで流入口と流出口とが形成されているとともに前記主弁口に形成された主弁座に前記主弁口を開閉する主弁を配置した主弁機構と、前記流入口に連続する前記主弁の背室と前記流出口を連通して前記主弁に形成されるパイロット弁口にパイロット弁体を配置したパイロット弁機構と、前記パイロット弁体を直線往復動するプランジャおよびこのプランジャを開弁方向へ動作させる電磁器と、前記プランジャを閉弁方向へ付勢するプランジャばね部、前記主弁の閉弁力を高める主弁閉じばね部ならびに前記主弁機構における主弁の開弁力を補助的に高める主弁開きばね部を兼ね備えた1つの兼用弁ばねとを備え、前記兼用弁ばねが、前記パイロット弁座とプランジャの先端との間に架設される引張りコイルばねからなる主弁開きばね部と、前記主弁開きばね部に連続してプランジャ先端と前記背室内に露出している前記プランジャを支持するシリンダ先端または背室の頂壁内面との間に架設される圧縮コイルばねからなる主弁閉じばね兼プランジャばね部とからなることを特徴とするパイロット弁付電磁弁。
  2. 前記兼用弁ばね円筒状の主弁開きばね部と逆円錐台状の主弁閉じばねとプランジャばね部とが1本の線材を巻回して連続的に形成されており、前記パイロット弁座に前記主弁開きばね部の先端を係止する係止溝が形成されているとともに、前記プランジャの先端に前記主弁開きばね部と主弁閉じばね兼プランジャばね部との境部を係止する係止溝が形成されている請求項1記載のパイロット弁付電磁弁。
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