JP5354387B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁に関する。
また、本発明は、例えば燃料電池用の部品として使用される電磁弁に関するものである。

更にまた、本発明は、燃料電池用の直動弁に好適に用いられる電磁弁に関する。
また、本発明は、定置用燃料電池に使用される水素ガスを制御する為の弁に好適に用いられる電磁弁に関する。

従来、特許文献１に示すような電磁弁が知られている。
すなわち、この種電磁弁は、鋳物でバルブ本体を製作し、切削加工により細部を作り込むものであった。
この為、加工コストが高価に成るばかりでなく、電磁弁全体の重量が大きく成らざるを得ない問題を招来した。

そこで、図４に示す電磁弁が提案された。
すなわち、この種電磁弁は、ケース１００内に収められたコイル２００と、励磁されたこのコイル２００により磁気吸引されるプランジャ３００と、このプランジャ３００の一端に設けた弁体４００と、ケース１００の一端に固定された筒状のバルブ本体５００と、このバルブ本体５００の周面に保持された第１のポート６００を形成している第１の管部材６１０と、このバルブ本体５００の一端に保持された第２のポート７００を形成している第２の管部材７１０と、バルブ本体５００側に保持され、弁体４００と協働して第１のポート６００と第２のポート７００との間の流体の流路を制御する弁座部材８００とより構成されている。

そして、バルブ本体５００、第１の管部材６１０、及び第２の管部材７１０は、所定の径および厚みを有する円形のステンレス鋼板をプレス成形する事により形成している。

しかし、これらプレス成型品及び弁座部材８００は、図に示す様に、筒状部材の端部を単に突き当てた状態でろう付けせざるを得ないため、ろう付けの際に特殊な治具が必要であるばかりでなく、ろう付け後においても部材間の緩みが発生したり、寸法精度が出ない問題を招来した。

特開平１１−２２８４９号公報 特開２００７−５６９５４号公報

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、各部材がプレス成形する事により形成されるものに於いて、ろう付けの際に特殊な治具が不要であるばかりでなく、ろう付け後においても部材間の緩みが無く、寸法精度が良好な電磁弁を提供することを目的とする。

本発明の電磁弁は、ケース内に収められたコイルと、励磁された前記コイルにより磁気吸引されるプランジャと、前記プランジャの一端に設けた弁体と、前記ケースの一端に固定されたプレス成形品である筒状のバルブ本体と、前記バルブ本体の周面に保持された第１のポートを形成しているプレス成形品である第１の管部材と、前記バルブ本体の一端に保持された第２のポートを形成しているプレス成形品である第2の管部材と、前記バルブ本体側に保持され、前記弁体と協働して前記第１のポートと前記第２のポートとの間の流体の流路を制御する弁座部材とより成る電磁弁において、
前記弁座部材が、前記弁体と当接する環状の弁座部と、前記弁座部から軸方向に伸びる円筒状部と、前記円筒状部の外周面と前記弁座部材との間で形成された環状段部と、前記バルブ本体の一端に設けた径方向内方に伸びる第１のフランジ部と前記第2の管部材の一端に設けた径方向内方に伸びる第２のフランジ部とを前記環状段部との間で固定する為のかしめ部とより構成されていることを特徴とする。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の電磁弁によれば、各部材をプレス成形する事により形成されるものに於いて、ろう付けの際に特殊な治具が不要であるばかりでなく、ろう付け後においても部材間の緩みが無く、寸法精度が良好である。
請求項２記載の発明の電磁弁によれば、各プレス成型品及び弁座部材が確実に一体化出来る為、ろう付けが確実に行える。

請求項３記載の発明の電磁弁によれば、クイックファスナの適用が、安価に出来ると共に、装着が容易である。
請求項４記載の発明の電磁弁によれば、バルブ本体と管部材との固定が、確実かつ容易に行える為、ろう付け後においても部材間の緩みが無く、寸法精度が良好である。

請求項５記載の発明の電磁弁によれば、バルブ本体をケースに安定して当接出来る為、バルブ本体をケースに対して、確実にろう付け出来る。

本発明に係る電磁弁の断面図。 図１の部分拡大断面図。 図１の電磁弁にクイックファスナで管路を取り付けた部分断面図。 従来技術に係る電磁弁の断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図に基づき説明する。
図１及び図２において、本発明に係る第１の態様の電磁弁は、ケース１内に収められたコイル２と、励磁されたコイル２により磁気吸引されるプランジャ３と、プランジャ３の一端に設けた弁体４と、ケース１の一端に固定された筒状のバルブ本体５と、バルブ本体５の周面に保持された第１のポート６を形成している第１の管部材６１と、バルブ本体５の一端に保持された第２のポート７を形成している第2の管部材７１と、バルブ本体５側に保持され、前記弁体４と協働して第１のポート６と第２のポート７との間の流体の流路を制御する弁座部材８とより構成されている。
本発明に係る第１の態様の電磁弁は、非通電時は、図１に示す様に弁体４と弁座部材８とが接して閉弁状態である。
そして通電時は、励磁されたコイル２により磁気吸引されるプランジャ３が、弁体４と共にばね部材３１に抗して図上上方に移動して、開弁状態と成る。
また、通常流体は、第１のポート６側から第２のポート７側に流れる。

そして、バルブ本体５、第１の管部材６１、及び第２の管部材７１は、所定の径および厚みを有する円形のステンレス鋼板をプレス成形する事により形成している。
これら部材をステンレス鋼板以外の鋼材からプレス成形する事も可能であるが、燃料電池用の電磁弁として使用する場合は、ステンレス鋼板を使用する事が好ましい。
また、弁座部材８は、弁体４と当接する環状の弁座部８１と、弁座部８１から軸方向に伸びる円筒状部８２と、円筒状部８２の外周面８２１と弁座部材８との間で形成された環状段部８２２と、バルブ本体５の一端に設けた径方向内方に伸びる第１のフランジ部５１と第2の管部材７１の一端に設けた径方向内方に伸びる第２のフランジ部７１１とを環状段部８２２との間で固定する為のかしめ部８３とより構成されている。

このかしめ固定は、第１のフランジ部５１と第２のフランジ部７１１とを円筒状部８２の外周面８２１に挿通した後、円筒状部８２の弁座部材８と反対側の端部８２３を径方向外方に折り曲げることにより形成されるかしめ部８３により、環状段部８２２との間でかしめ固定することにより行われる。
このかしめ固定により、各プレス成型品及び弁座部材８が確実に一体化出来る為、これら部材間のろう付けが確実に行える。
すなわち、圧入の様な固定方法を採用すると、圧入部にろう材が滲入出来ず、ろう付けが不十分となるが、本発明のかしめ固定の場合は、部材間の圧接力を調整出来ることにより、ろう材が部材間の間隙に滲入出来る為、良好なろう付けが行える。

また、図３に示す様に、第１の管部材６１は、クイックファスナ９により、管路６１２と接合されるものであって、第１の管部材６１の外周面には、スプリングを巻き付けたスリーブ手段９１が配置されている。
この事により、図４に示す従来技術のスリーブ手段９１０に比べ、クイックファスナを適用する際、金型の投資が必要ない為、安価に出来ると共に、挿入時に拡径出来る為、装着が容易である。
すなわち、クイックファスナ９は、標準部品である為、サイズや寸法が限られている。
一方、プレス成形品であるバルブ本体５、第１の管部材６１、及び第２の管部材７１は、接続される相手部材の内径を優先して製作する為、これらの外径部は、図４の従来技術に示す様に、各種の肉厚を備えたスリーブを嵌着して、外径部の寸法を調整していた。
この為、金型代や加工費で費用が嵩んでいたが、本発明のスリーブ手段９１は、スプリングを巻き付けて外径部の寸法を調整出来る為、金型代や加工費を大幅に削減できる。
このスリーブ手段９１は、第２の管部材７１にも同様に適用できると共に、図３に示す様なメス側に留まらず、管路６１２のオス側にも使用可能である。

更に、第１の管部材６１は、この第１の管部材６１の外周面上であって、バルブ本体５の周面の形に沿って形成された突起６１３と、第１の管部材６１の軸方向の一端部６１４がバルブ本体５内に伸びており、この一端部６１４を径方向外方に折り曲げることにより、この突起６１３と一端部６１４の折り曲げ部によりバルブ本体５側を挟持することにより、第１の管部材６１をバルブ本体５側にかしめ固定する形としている。
この事により、バルブ本体５と管部材６１との固定が、確実かつ容易に行える為、ろう付け後においても部材間の緩みが無く、寸法精度が良好である。
この手法は、２個の電磁弁を併設して使用する際に、各電磁弁のバルブ本体５、５を環部材６１で連結する際にも有効に使用される。

更に、バルブ本体５は、ケース１と当接する端部５２を径方向外方に伸びる第３のフランジ部５３としている。
この事により、単にバルブ本体５の端部５２を当接する場合に比べ、バルブ本体５をケース１側に安定して当接出来る為、バルブ本体５をケース１に対して、確実にろう付け出来る。

本発明に係る電磁弁は、バルブ本体に耐食性が要求される用途に好適に用いられるものであり、例えばクリーンルームに使用される半導体機器や純水を使用する機器等に用いられるものであり、クイックファスナ部の考え方は、配管機器や給湯、ガス、水道機器等の配管にも応用出来る。

１ ケース
２ コイル
３ プランジャ
４ 弁体
５ バルブ本体
６ 第１のポート
７ 第２のポート
８ 弁座部材
９ クイックファスナ
５１ 第１のフランジ部
５２ 端部
５３ 第３のフランジ部
６１ 第１の管部材
７１ 第２の管部材
９１ スリーブ手段

Claims (5)

1. ケース（１）内に収められたコイル（２）と、励磁された前記コイル（２）により磁気吸引されるプランジャ（３）と、前記プランジャ（３）の一端に設けた弁体（４）と、前記ケース（１）の一端に固定されたプレス成形品である筒状のバルブ本体（５）と、前記バルブ本体（５）の周面に保持された第１のポート（６）を形成しているプレス成形品である第１の管部材（６１）と、前記バルブ本体（５）の一端に保持された第２のポート（７）を形成しているプレス成形品である第2の管部材（７１）と、前記バルブ本体（５）側に保持され、前記弁体（４）と協働して前記第１のポート（６）と前記第２のポート（７）との間の流体の流路を制御する弁座部材（８）とより成る電磁弁において、
   前記弁座部材（８）が、前記弁体（４）と当接する環状の弁座部（８１）と、前記弁座部（８１）から軸方向に伸びる円筒状部（８２）と、前記円筒状部（８２）の外周面（８２１）と前記弁座部材（８）との間で形成された環状段部（８２２）と、前記バルブ本体（５）の一端に設けた径方向内方に伸びる第１のフランジ部（５１）と前記第2の管部材（７１）の一端に設けた径方向内方に伸びる第２のフランジ部（７１１）とを前記環状段部（８２２）との間で固定する為のかしめ部（８３）とより構成されていることを特徴とする電磁弁。
2. 前記かしめ固定が、前記第１のフランジ部（５１）と前記第２のフランジ部（７１１）とを前記円筒状部（８２）の外周面（８２１）に挿通後、前記円筒状部（８２）の前記弁座部材（８）と反対側の端部（８２３）を径方向外方に折り曲げることにより形成されるかしめ部（８３）により、前記環状段部（８２２）との間でかしめ固定することを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
3. 前記管部材（６１）、（７１）は、クイックファスナ（９）により、管路（６１２）と接合されるものであって、前記管部材（６１）、（７１）の外周面にはスプリングを巻き付けたスリーブ手段（９１）を利用していることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。
4. 前記第１の管部材（６１）が、前記第１の管部材（６１）の外周面上であって、前記バルブ本体（５）の周面に沿って形成された突起（６１３）と、前記第１の管部材（６１）の一端部（６１４）が前記バルブ本体（５）内に伸びており、前記一端部（６１４）を径方向外方に折り曲げることにより、前記第１の管部材（６１）を前記バルブ本体（５）側にかしめ固定する様になしたことを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の開閉弁。
5. 前記バルブ本体（５）が、前記ケース（１）と当接する端部（５２）を径方向外方に伸びる第３のフランジ部（５３）としたことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の開閉弁。

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