JPH11280939A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１流路内の圧力変動に係わりなく、常に可
動コアに加わる圧力を一定に保持し、汎用性の高い電磁
弁を得る。更に、構成部品の製造コストの低減、接続作
業性の向上、メンテナンス性の向上、コンパクト化を達
成しうる安価な電磁弁を提供する。 【構成】 弁本体１には流入口１Ａから流出口１Ｂに向
けて、第１流路１Ｃ、第１弁座１Ｄ、第２流路１Ｅ、第
２弁座１Ｆ、第３流路１Ｇを備える流路にて連絡され
る。第２弁座１Ｆは、電磁装置Ｓの第２弁部１６にて開
閉される。弁本体１とカバー３との間にはダイヤフラム
２が配置され、流体受圧室Ａと大気室Ｂとに区分し、ダ
イヤフラム２は、ダイヤフラムスプリング６にて流体受
圧室Ａ側に付勢される。第２流路１Ｅ内の流体は流体導
入路１７を介して流体受圧室Ａ内へ導入される。第１弁
座１Ｄは、第１弁部９にて開閉され、第１弁部９はダイ
ヤフラム２と同期的に移動する制御杆８に一体的に配置
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流路内を流れる流体の
供給、停止を電気的に制御する電磁弁に関し、かかる電
磁弁は、各種流体機器、装置の流体の制御に用いられ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁を流体機器に用いる場合、
流路内を流れる流体圧力を一定に保持する為に、減圧弁
が併用されるものであり、電磁弁と減圧弁が格別に用意
され、電磁弁の下流側に減圧弁が配置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の減圧弁を
備える電磁弁によると、以下の不具合を有する。（１）
電磁弁、減圧弁にあっては、それらの基本部材となる本
体部を必ず必要とするもので、電磁弁本体と減圧弁本体
を共用することが困難であった。以上によると、電磁
弁、減圧弁を製作する上において、部品点数を削減する
ことが困難であり、部品コスト高、組みつけコスト高を
招来し、製造コストを低減することが困難であった。
（２）電磁弁と減圧弁とはニップル、エルボ等の連結部
材をもって配管接続されるもので、これによると、接続
作業に多大な工数を必要とすること、及び接続部の洩れ
の確認が必要なことから接続作業コストが高価となって
好ましいものでない。又、前記接続によると、特にその
接続方向において大型化するものでコンパクトな電磁弁
システムを提供できない。（３）更に、前記電磁弁、減
圧弁のメンテナンスを行なう際、各構成をそれぞれ配管
から取り外し、再び取りつける必要があり、これによっ
てメンテナンス性が大きく阻害される。（４）更に又、
減圧弁の上流側に電磁弁が配置されることによると、一
次側流路内を流れる流体の圧力が直接的に電磁弁の弁部
に作用するものであり、一次側流路内を流れる流体圧力
が高いものに採用された際、電磁装置（コイル）が大型
化し、これによって消費電力が大きく成るとともに製造
コストが上昇し、好ましいものでない。更には、電磁弁
の設置の自由度が大きく阻害される。

【０００４】本発明になる電磁弁は、かかる不具合に鑑
み成されたもので、単一の本体部に前記電磁弁、減圧弁
を備えることによって、構成部品の製造コストの低減、
接続作業性の向上、メンテナンス性の向上を図るととも
に電磁装置を小型化することによって消費電力の削減と
コンパクト化を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明になる電磁弁は、前
記目的を達成する為に、流入口と流出口とが、その上流
から下流に向けて第１流路、第１弁座、第２流路、第２
弁座、第３流路を備える流路にて連絡される弁本体と、
弁本体の下側に開口する弁本体凹部とそれをおおうカバ
ーとの間に挟持され、流体受圧室と大気室とに区分する
ダイヤフラムと、大気室内にあってダイヤフラムを流体
受圧室側に向けて押圧するダイヤフラムスプリングと、
第１弁座を含む第２流路に挿通して移動自在に配置さ
れ、その上方に第１弁座を開閉する第１弁部を備え、そ
の下端がダイヤフラムに係止される制御杆と、第１弁部
が第１弁座を閉塞するよう付勢する制御杆スプリング
と、第２弁座を開閉する第２弁部を備えた電磁装置と、
第１弁座と第２弁座との間の第２流路を流れる流体を、
流体受圧室内へ導入する為の流体導入路とを備えたこと
を第１の特徴とする。

【０００６】又、本発明は前記第１の特徴に加え、前記
ダイヤフラムスプリングの上端が下側リテーナを介して
ダイヤフラムに係止され、ダイヤフラムスプリングの下
端を、カバーに螺着されたネジ部材に係止させたことを
第２の特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の第１の特徴によると、弁本体とカバー
とによって形成される筐体に減圧弁と電磁装置の機能を
一体的に配置でき、又、電磁装置に向かう流体の圧力を
減圧弁機能によって所定の圧力に制御して供給できる。

【０００８】又、第２の特徴によれば、ネジ部材を螺動
することによってダイヤフラムスプリングのバネ力を調
整することができ、第２流路内を流れる流体の圧力を可
変制御できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明になる電磁弁の一実施例につい
て図１により説明する。１は左端に流入口１Ａが開口
し、右端に流出口１Ｂが開口し、流入口１Ａと、流出口
１Ｂとが上流より下流に向けて第１流路１Ｃ、第１弁座
１Ｄ、第２流路１Ｅ、第２弁座１Ｆ、第３流路１Ｇより
なる流路にて連絡された弁本体である。前記第１弁座１
Ｄが臨む第１流路１Ｃは弁本体１の上端１Ｈに向かって
開口し、更に第２弁座１Ｆに臨む第２流路１Ｅもまた弁
本体１の上端１Ｈに向かって開口する。前記第１流路１
Ｃは、流入口１Ａと第１弁座１Ｄとを連絡する流路であ
り、第２流路１Ｃは、第１弁座１Ｄと第２弁座１Ｆとを
連絡する流路であり、第３流路１Ｇは、第２弁座１Ｆと
流出口１Ｂとを連絡する流路である。又、前述の如く、
弁本体１の上端１Ｈには、第１弁座１Ｄに臨む第１流路
１Ｃと、第２弁座１Ｆに臨む第２流路１Ｅが開口し、弁
本体１の下端１Ｊには弁本体凹部１Ｋが開口する。

【００１０】２は、弁本体凹部１Ｋの開口をおおうよう
弁本体１の下端１Ｊに配置したゴム板材料よりなるダイ
ヤフラムであり、このダイヤフラム２は、弁本体１の下
端１Ｊと有底カップ状のカバー３とによって挟持され
る。以上によると、弁本体１の弁本体凹部１Ｋはダイヤ
フラム２によって閉塞されて流体受圧室Ａが形成され、
カバー３とダイヤフラム２とによって大気室Ｂが形成さ
れる。又、前記ダイヤフラム２は上側リテーナ４Ａと下
側リテーナ４Ｂとによって挟持され、一方カバー３には
ネジ部材５が螺着される。６は大気室Ｂ内に縮設される
ダイヤフラムスプリングであり、その上端は下側リテー
ナ４Ｂを介してダイヤフラム２に係止され、下端はリテ
ーナ７を介してネジ部材５に係止される。

【００１１】８は弁本体１に形成される第２流路１Ｅの
一部（この第２流路１Ｅは図において上下方向に穿設さ
れ、その上方は第１弁座１Ｄに連なり、下方は弁本体凹
部１Ｋ内に貫通する）に移動自在に配置される制御杆で
あり、この制御杆８の上方は、第１弁座１Ｄ内を通過し
て第１流路１Ｃ内へ突出し、下方は弁本体凹部１Ｋ内へ
突出する。そして、第１流路１Ｃ内へ突出する制御杆８
の上方には、第１弁座１Ｄを開閉する第１弁部９が配置
される。又、弁本体１の上端１Ｈに開口する第１流路１
Ｃの開口は、プラグ１０にて閉塞されるもので、このプ
ラグ１０と第１弁部９との間には制御杆スプリング１１
が縮設される。第１弁部９は、この制御杆スプリング１
１のバネ力を受け、第１弁座１Ｄを閉塞するよう付勢さ
れる。

【００１２】ここで制御杆８について着目すれば、制御
杆８はダイヤフラムスプリング６にて上方に押圧される
とともに制御杆スプリング１１にて下方へ押圧されるも
ので、両スプリングがバランスした状態において制御杆
８の上下方向位置が決定される。このとき制御杆８の下
端は上側リテーナ４Ａに当接し、第１弁部９は第１弁座
１Ｄを一定開口する。尚、ダイヤフラムスプリング６の
バネ力は制御杆スプリングのバネ力より強く設定され
る。

【００１３】電磁装置Ｓは、筒状のコイル１２の内方に
固定コア１３と、固定コア１３に対して接離する可動コ
ア１４と、可動コア１４を固定コア１３より離反するよ
う付勢するプランジャースプリング１５とを備えるもの
で、可動コア１４の先端には第２弁部を有する。前記電
磁装置Ｓは、弁本体１の上端１Ｈに配置されるもので、
このとき可動コア１４の下方が、弁本体１の上端１Ｈに
開口する第２流路１Ｅ内に配置される。而して、可動コ
ア１４に設けた第２弁部１６は第２弁座１Ｆに臨んで配
置され、第２弁座１Ｆは第２弁部１６によって開閉され
ることになる。１７は、第１弁座１Ｄと第２弁座１Ｆと
の間の第２流路１Ｅと流体受圧室Ａとを連絡する流体導
入路である。

【００１４】次にその作用について説明する。電磁装置
Ｓに通電して流体を供給する際について説明する。コイ
ル１２に通電されると、可動コア１４はコイル１２に生
起する磁力により、プランジャースプリング６のバネ力
に抗して固定コア１３側へ移動するもので、可動コア１
４に装着された第２弁部１６は第２弁座１Ｆを開放す
る。ここで第１弁部９は、ダイヤフラムスプリング６と
制御杆スプリング１１とが釣り合った状態において第１
弁座１Ｄを一定開口保持していることから、流入口１Ａ
に供給される流体は、第１流路１Ｃ−第１弁座１Ｄ−第
２流路１Ｅ−第２弁座１Ｆ−第３流路１Ｇを介して流出
口１Ｂへと流入し、次いで流出口１Ｂより外部に向けて
流出される。

【００１５】一方、電磁装置Ｓに通電されない状態にお
いて、可動コア１４はプランジャースプリング１５のバ
ネ力によって固定コア１３より離れる方向に付勢され、
第２弁部１６が第２弁座１Ｆを閉塞して保持する。以上
によると、第１弁部９が第１弁座１Ｄを一定開口状態に
保持し、第２流路１Ｅ内に流体が流入しても、第２弁座
１Ｆを介して流出口１Ｂに向けて流体が流入することが
ない。

【００１６】ここで、第１流路１Ｃ内の流体の圧力が変
動すると、２次流路１Ｅ内にある流体の圧力も、それに
応じて変動するもので、この２次流路１Ｅ内の圧力変動
は、可動コア１４に対して直接的に作用する。然しなが
ら、本発明の電磁弁にあっては、第１流路１Ｃ内の流体
の圧力が変動した際にあっても常に第２流路１Ｅ内の流
体の圧力を一定に保持することができる。

【００１７】まず、第１流路１Ｃ内の流体の圧力が所定
の圧力より上昇した際について説明する。第１流路１Ｃ
内の上昇した圧力は第１弁座９を介して第２流路１Ｅ内
へ流入し、この流体圧力は流体導入路１７を介して流体
受圧室Ａに導入されるものであり、これによるとダイヤ
フラム２はダイヤフラムスプリング６のバネ力に抗して
下方向へと移動する。このダイヤフラム２の下方向への
移動によると、制御杆８は制御杆スプリング１１によ
り、ダイヤフラム２に追従して下方向へ移動し、第１弁
部９が第１弁座１Ｄの開口面積を小さく絞り込むことに
なる。以上によると、第２流路１Ｅ内の流体圧力を即座
に所定の一定圧力に低下して制御できるもので、可動コ
ア１４には上昇した流体の圧力が加わることがなく、一
定の流体の圧力が加わることになる。

【００１８】一方、第１流路１Ｃ内の流体の圧力が所定
の圧力より低下すると、この流体圧力は前記と同様に流
体導入路１７を介して流体受圧室Ａに導入されるもので
あり、これによると、ダイヤフラム２はダイヤフラムス
プリング６のバネ力によって上方向へと移動し、制御杆
８に配置した第１弁部９が第１弁座１Ｄの開口を大きく
開放することになる。以上によると、第２流路１Ｅ内の
流体圧力を即座に所定の一定圧力に上昇して制御できる
もので、可動コア１４には、低下した流体の圧力が加わ
ることがなく一定の流体の圧力を加えることができる。

【００１９】以上の如く、本発明によれば、第１流路１
Ｃ内の流体の圧力が変動した際にあっても、即座に第２
流路１Ｅ内の圧力を所定の一定圧力に制御することがで
きたので、電磁装置Ｓの第２弁部１６を備える可動コア
１４に対して、常に一定なる流体の圧力を加えることが
できる。従って、第１流路１Ｃに加わる流体の圧力が変
動したとしてもコイル１２の巻線仕様を変更したり、あ
るいはプランジャースプリング１５のバネ力の設定を変
更する必要がないもので、１次流路１Ｃ内の流体の圧力
に係わりなく汎用性の高い電磁弁を提供できるものであ
る。

【００２０】又、ダイヤフラムスプリング６のバネ力の
設定は、ネジ部材５を螺動することによって行なうこと
ができる。すなわち、ネジ部材５を締めこむことによっ
てダイヤフラムスプリング６の設定バネ力を強くするこ
とができ、ネジ部材５を緩めることによってダイヤフラ
ムスプリング６のバネ力を弱めることができる。以上に
よると、第２流路１Ｅ内における流体の圧力を適宜設定
調整しうるもので、単一の電磁弁の汎用性を高めること
ができた。更に、ダイヤフラムスプリング６はその製作
時において荷重のバラツキを有するものであるが、前記
ネジ部材５の調整によって荷重バラツキを完全に抑止す
ることができ、極めて高精度流量制御を行なうことがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上の如く、本発明になる電磁弁による
と、弁本体とカバーとよりなる筐体内に、流体受圧室と
大気室とに区分するダイヤフラムと、ダイヤフラムと同
期的に移動し、第１弁座から第２流路に向かう流体を制
御する第１弁部と、第２弁座を開閉する第２弁部を備え
た電磁装置と、第２流路内の流体の圧力を流体受圧室内
へ導入する為の流体導入路とを配置したので、部品点数
を大きく削減できるとともにコンパクトで安価な電磁弁
を提供できる。又、全ての機能が単一の筐体内に配置さ
れることによって接続配管を減少でき、これによると配
管の減少、配管接続作業の減少を達成できる。更にメン
テナンス作業を行なう際にあっては、流入口に連なる配
管と、流出口に連なる配管とを取り外すことによって電
磁弁を取り出すことができるので、メンテナンス作業性
を大きく向上できたものである。更に又、第１流路に加
わる流体の圧力が変動した際にあっても常に第２流路内
の流体の圧力を一定なる圧力に制御することができたの
で、第１流路に加わる流体の圧力に係わりなく、常に単
一の電磁弁を使用することができる。このうち、特に第
１流路内の流体の圧力が大きく上昇した際にあっても、
電磁装置のコイルを大型化する必要のないことは消費電
力を小さくできて経済的であり、且つ電磁弁をコンパク
トにまとめるのに効果的である。

【００２２】又、ダイヤフラムスプリングの下端をカバ
ーに螺着されたネジ部材に係止したことによると、第２
流路内の流体圧力を適宜設定して調整できるもので、そ
の汎用性を高めることができるとともに、ダイヤフラム
スプリングの設定バネ力を正確に調整できて高精度な圧
力制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁弁の一実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 弁本体 １Ａ 流入口 １Ｂ 流出口 １Ｃ 第１流路 １Ｄ 第１弁座 １Ｅ 第２流路 １Ｆ 第２弁座 １Ｇ 第３流路 ２ ダイヤフラム ３ カバー ５ ネジ部材 ６ ダイヤフラムスプリング ８ 制御杆 ９ 第１弁部 １４ 可動コア １６ 第２弁部 １７ 流体導入路 Ａ 流体受圧室 Ｂ 大気室 Ｓ 電磁装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口１Ａと流出口１Ｂとが、その上流
   から下流に向けて第１流路１Ｃ、第１弁座１Ｄ、第２流
   路１Ｅ、第２弁座１Ｆ、第３流路１Ｇを備える流路にて
   連絡される弁本体１と、弁本体１の下側に開口する弁本
   体凹部１Ｋとそれをおおうカバー３との間に挟持され、
   流体受圧室Ａと大気室Ｂとに区分するダイヤフラム２
   と、大気室Ｂ内にあってダイヤフラム２を流体受圧室Ａ
   側に向けて押圧するダイヤフラムスプリング６と、第１
   弁座１Ｄを含む第２流路１Ｅに挿通して移動自在に配置
   され、その上方に第１弁座１Ｄを開閉する第１弁部９を
   備え、その下端がダイヤフラム２に係止される制御杆８
   と、第１弁部９が第１弁座１Ｄを閉塞するよう付勢する
   制御杆スプリング１１と、第２弁座１Ｆを開閉する第２
   弁部１６を備えた電磁装置Ｓと、第１弁座１Ｄと第２弁
   座１Ｆとの間の第２流路１Ｅを流れる流体を、流体受圧
   室Ａ内へ導入する為の流体導入路１７とを備えてなる電
   磁弁。
2. 【請求項２】 前記ダイヤフラムスプリング６の上端が
   下側リテーナ４Ｂを介してダイヤフラム２に係止され、
   ダイヤフラムスプリング６の下端を、カバー３に螺着さ
   れたネジ部材５に係止させてなる請求項１記載の電磁
   弁。