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

Description

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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