JPH02142981A - 圧力バランス型電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁弁とりわけ圧縮空気や加圧ガス類の流れの
制御に好適な圧力バランス型電磁弁に関するものである
。

〔従来の技術とその技術的課題〕

流体の供給を制御する手段として、ケーシングの入口と
出口間の通路に円板状のアーマチュアを配し、これと対
峙する関係位置に電磁装置を配し。

通電による磁力によりアーマチュアを弁座から離間する
ように吸引し、通路を開いて流体を入口から出口へと流
通させる弁機構は、特開昭５３−１２００１７号公報に
おいて公知である。

この弁機構はノーマルクローズド型であり、電磁石を励
磁しないときに通路を遮断する手段として、単にコイル
スプリングを用いてアーマチュアを押圧するにすぎなか
った。この場合、開弁の応答性を良くするにはばね力を
弱くすることが望まれるが、入口から通路に流れる流体
の圧力が脈動等により変動した場合、弱いばね力では圧
縮されてアーマチュアが弁座から不用意に離間し、通路
が開放される。これを避けるには流体の圧力変動を予ｆ
ｆ１Ｑ　してばね力を強く設定することが必要になる。

しかし、ばね力を強くすることは、余分な負荷が増すこ
とを意味し、強いばねカに抗してアーマチュアを吸引す
ることが必要となるため、応答性が悪化する問題を避け
られない。

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、圧力変動による弁
の不安定さを防止できると共に応答性を向上することが
できる圧力バランス型の電磁弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため本発明は、入口から出口への通
路を遮断するための弁体と、該弁体と一体又は別体のア
ーマチュアをスプリング力に抗してアーマチュアを吸引
することで弁体を動かし、通路を開かせまたは閉じさせ
る電磁装置を備えた形式の弁において、電磁装置のステ
ータの背後に空室を形成し、この空室にステータとスプ
リング力を受ける部分を結ぶ背圧付加部材を設け、背圧
付加部材の背後と通路内とを通路穴で連通させたもので
ある。

本発明は、ノーマルクローズド型、ノーマルオープン型
のいずれの形式にも適用される。

〔作　　用〕

ノーマルクローズド型の場合、電磁装置に通電しないと
きには、スプリングのばね力が弁体を兼ねたアーマチュ
アに伝えられ、アーマチュアは弁座に接して通路を遮断
する。一方、ノーマルオープン型の場合、電磁装置に通
電しないときにはスプリングのばね力で弁体は通路を開
放しており、通電時にアーマチュアは吸引され、ステー
タを挟んで反対側の弁体が弁座に接して通路を遮断する
。

いずれの場合にも、入口側の加圧流体は、ステータを貫
通する通路穴を通って空室に到っている。

したがって、通路遮断状態で、加圧流体の圧力が増加側
に変動し、弁体が開弁方向に加圧された場合、増加圧力
は通路穴を通り、背圧付加部材に弁体に作用する外力と
大きさが等しく方向が反対の圧力が付加される。これに
より圧力がバランスされ、ノーマルクローズド形式にお
いては、弱いばね力のスプリングを使用しても弁体が不
用意に開弁することがない。またノーマルオープン形式
の場合には、電磁装置の電磁力を低減することができる
。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第２図は、本発明をノーマルクローズド形式の
ディスク型電磁弁に適用した実施例（第１実施例）を示
している。

１は非磁性材料からなる筒状のケーシングであり、−側
に入口部材２が固着され、これと変位した他側に出口部
材３が固着されている。

４はステータであり、下面には同心状の複数本の溝が形
成され、それら溝に相隣する同士電流の流れが互いに反
対の方向になるようにコイル４４が装着され、ケーシン
グ１の側方に取付けた給電端子４５により通電されるよ
うになっている。

前記ステータ４はケーシング１の内壁に形成した肩部１
２を限度として嵌装され、外周の○リング４２．４３に
よりケーシング内壁と気密に接している。そして、ステ
ータ４の背後にはリング部材１３を介してエンドブロッ
ク１４が配され、ケーシング１を通してエンドブロック
１４にねじ込まれた複数の固定用ボルト１５によりステ
ータ４はしっかりと固定されている。

リング部材１３は外周が０リング１３０によリケーシン
グ内壁に気密に接し、エンドブロック１４は０リング１
４０によりリング部材１３の背面と気密に接している。

前記ステータ４の下面とケーシング１の内壁との間には
入口部材２と出口部材３に通じる通路室１０が画成され
ており、この通路室１０には入口部材２の開口を囲むよ
うに環状弁座１６が突設されている。

５は前記環状弁座１６とステータ４の下面との間に配さ
れた円板状のアーマチュアである。この実施例ではアー
マチュア５は弁体を兼ねており、環状弁座１６に対向す
る面には硬質ゴムのような弾性材料からなるシート部材
１７が固着されている。

６は前記アーマチュア５をステータ４の下面から離間す
る方向に付勢するコイルスプリングである。このコイル
スプリング６は一端がエンドブロツク１４にねじ込んだ
固定ばね受け１８に支持され、他端がステータ４に対し
摺動可能な可動ばね受け９に支承されている。固定ばね
受け１８は調整シム１８ａの交換等により軸方向に変位
可能であり、これによりコイルスプリング６のセット力
が調整できるようになっている。

この実施例では、可動ばね受け９は筒状本体９０とこれ
から下方に伸びる筒軸部９１を有し、筒状本体９０はス
テータ４の中心部に形成した穴部４０に配したベアリン
グ２０を介して摺動自由にはめられ、筒軸部９１は穴部
４０と同心の穴４１に遊挿されている。

７はボルト状の連結部材であり、ねし軸部７０がアーマ
チュア５の厚さ方向を貫き、前記筒状ばね受け９に形成
されためねじ穴９２にねじ込まれ、これによりアーマチ
ュア５と可動ばね受け９とを一体に結合している。そし
て、この連結部材７は頭部からねじ軸部７０を貫くよう
に通路穴７１が穿設されている。

８はステータ４とエンドブロック１４の間に画成された
気密な空室１１に配された背圧付加部材であり、この実
施例では弁構造がディスク型で、径が大きいため、この
形状を生かしてダイヤフラムを用いている。このダイヤ
フラムは薄板ステンレスなど剛性があり、伸び変形の小
さなものが適当である。ダイヤフラムを使用した場合、
摺動部が無いため加圧流体の洩れが生じず、また製作も
容易であるなどの利点がある。

この背圧付加部材８は中心に穴のある円板状をなし、内
径側は前記可動ばね受け９の筒状本体外周に、外径側は
リング部材１３に溶接などにより接合されている。この
構成から、背圧付加部材８の背後室１００は筒状本体９
０の内部、めねじ穴９２、通路穴７１を介して環状弁座
１６の内部と常時連通している。

第３図は本発明をノーマルオープン形式のディスク型電
磁弁に適用した実施例（第２実施例）を示している。

この実施例においては、アーマチュア５が弁体５ａと別
に構成され、アーマチュア５はステータ４と背後のエン
ドブロック１４間の気密な空室１１に位置し、ステータ
４の上面に装着したコイル４４への通電により吸着され
るようになっている。

また、アーマチュア５は、ステータ４の厚さ方向を貫く
穴４１に摺接する軸５０を有し、この軸５０の下部に弁
体５ａがねじ込み等任意の方法で固定されている。弁体
５ａには、前記実施例と同様に、環状弁座１６に対向す
るシート部材１７が固着されており、アーマチュア５と
弁体５ａは、穴４１と同心に設けたばね受は部９ａ内の
コイルスプリング６により常時開弁方向に付勢されてい
る。

そして、通路穴７１は弁体５ａおよび軸５０を貫くよう
に穿設され、空室１１には、アーマチュア５より突出す
る軸部先端と外径側のリング部材１３間に背圧付加部材
８としてダイヤフラムが張設されている。

軸５０の先端はエンドブロック１４に螺挿されたストッ
パ１８′に当接位置決めされており、ストッパ１８′は
調整シム１８ａにより突出長さが調整可能になっている
。

その他は第１実施例と同じであり、第１実施例と同じ部
分に同じ符号を付し、説明は省略する。

なお、第１実施例と第２実施例において、背圧付加部材
８の固定は、接合方式に限られない。たとえば、背圧付
加部材８の内縁側を環状キャップに類する押えにより締
付け、外縁部をリング部材１３とステータ後端面間に挟
装し、ねじ等により締付は固定する形式としてもよいこ
とは言うまでもない。また、第１実施例において、可動
ばね受け９とアーマチュア５の連結方式は任意であり、
連結部材７を省略し、アーマチュア５に軸を設けて可動
ばね受け９とねじ、アンダカット等により直接繋げるな
ど所望の態様とすることができる。

これは第２実施例でも同様である。

また、本発明は、一般的なディスク型でないコイルを備
えた電磁弁の場合も適用できるもので、この場合には、
たとえば可動ばね受け９の外周に薄肉のフランジを形成
し、これをリング伏抑えまたはステータと気密に接触さ
せながら摺動する構成とすればよい。

〔実施例の作用〕

第１実施例において、第１図はコイル４４に通電した状
態を示しており、このときには発生した磁界によりアー
マチュア５はコイルスプリング６のばね力に抗してステ
ータ４の下面に吸着され、従ってアーマチュア５は環状
弁座１６の端面から離間し、通路室１０が解放されてい
るため、入口部材２から流入した粘性の小さい加圧流体
、たとえば圧縮エアは出口部材３から流出する。また、
加圧流体の一部は通路穴７１を通り、筒状本体９０内を
抜け、背圧付加部材８の背後室１１０に流入している。

この状態からコイル４５への通電を停止すれば、コイル
スプリング６のばね力により可動ばね受け９が穴４０に
沿って降下し、この動きが連結部材７を介してアーマチ
ュア５に伝えられるため、アーマチュア５は下方に動き
、これに設けられているシート部材１７が環状弁座１６
の端面に密接する。これにより入口部材２と出口部材３
は連通が遮断され、加圧流体の流れが止められる。

この状態において、入口部材２から供給される加圧流体
に脈動などにより圧力の変動が生じ、アーマチュア５や
シート部材１７に外圧が作用した場合、その外圧は同時
に通路穴７１から可動ばね受け９中を通り、背圧付加部
材８の背後室１１０に導入される。

これにより背圧付加部材８には、アーマチュア５やシー
ト部材１７に作用する外力と等しく、かつ方向反対の圧
力が加わる。その背圧付加部材８は可動ばね受け９と一
体化しているため、可動ばね受け９、連結部材７を介し
てアーマチュア５を外圧とバランスする力で環状弁座１
６に押し付ける。そして、加圧流体の圧力が低下すれば
、それに応じて可動はね受け９の受ける力が弱くなる。

従って、コイルスプリング６のばね力を弱く設定しても
、アーマチュア５を常に安定した閉弁状態を保つことが
できる。

第２実施例において、コイル４４に通電しない状態では
、第３図のように、コイルスプリング６のばね力により
アーマチュア５はステータ４の上面から離間するように
押し上げられ、弁体５ａは環状弁座１６の端面から離間
し、通路室１０が開放されている。この状態からコイル
４４に通電すれば、アーマチュア５はコイルスプリング
６のばね力に抗してステータ４の上面に向は吸引され、
それにより弁体５ａは下降してシート部材１７が環状弁
座１６の端面に密接し、通路を遮断する。

この状態で入口部材２からの加圧流体に圧力の変動が生
じて弁体５ａに外圧が働いたときには、その外圧は軸５
０の通路穴７１から背後室１１０に導入され、アーマチ
ュア５を外圧と等しく方向が反対の圧力で押圧する。こ
れにより弁体５ａの環状弁座１６に対する着座圧力が増
強され、電磁力を弱くしても、弁体５ａは良好、安定し
た閉弁状態に保たれる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、制御すべき加圧流
体の圧力が変動しても、自動的にその圧力に即応した力
で弁体を固定弁座に押付けることができ、従ってノーマ
ルクローズド形式ではアーマチュアを付勢するスプリン
グのセット力を弱くし、ノーマルオープン形式ではアー
マチュアを動かす電磁力を弱くするすることが可能にな
り、安全率を見込んだ余分な負荷を必要としないため、
応答性を向上できるなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したノーマルクローズド型電磁弁
の一実施例を示す断面図、第２図は第１図■−■線に沿
う半断面図、第３図は本発明をノーマルオープン型電磁
弁に適用した実施例を示す断面図ある。 １・・・ケーシング、４・・・ステータ、５・・・アー
マチュア、５ａ・・・弁体、６・・・コイルスプリング
、７・・・連結部材、８・・・背圧付加部材、９・・・
可動ばね受け、１１・・・空室、７１・・・通路穴。 特許出願人　　　ヂーゼル機器株式会社代　理　人　　
　弁理士　黒　１）泰　弘手続補正書 第３図 平成１年１０月１８日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 特許庁審査官　　　　　　　　　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第２９２４４１号 ２、発明の名称 圧力バランス型電磁弁 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ヂーゼル機器株式会社 ４、代理人〒１０４ 東京都中央区京橋１丁目１４番５号 ５、拒絶理由通知の日付　　　自　　発６、補正の対象 特許請求の範囲、発明の詳細な説明 補正内容 １、本願の「特許請求の範囲」の記載を別紙のように訂
正する。 ２、本願明細書中、第３頁第１１行目に「てアーマチュ
アを吸引」とあるのを「て吸引」と訂正する。 ３、本願明細書中、第６頁第１８行目に「下面」とある
のを「下面（コイル配設面）」と訂正する。 ４、本願明細書中、第８頁第１３行目にｒｉｏＯＪとあ
るのをｌｉ’ｌｌＪと訂正する。 ５、本願明細書中、第１１頁第１３行目に「４５」とあ
るのをＯ’４４ｊと訂正する。 特許請求の範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入口から出口への通路を遮断するための弁体と、該弁
   体と一体又は別体のアーマチュアをスプリング力に抗し
   てアーマチュアを吸引することで弁体を動かし、通路を
   開かせまたは閉じさせる電磁装置を備えた形式の弁にお
   いて、電磁装置のステータの背後に空室を形成し、この
   空室にステータとスプリング力を受ける部分を結ぶ背圧
   付加部材を設け、背圧付加部材の背後と通路内とを通路
   穴で連通させたことを特徴とする圧力バランス型電磁弁
   。