JP5354387B2 - 電磁弁 - Google Patents

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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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