WO2004085897A1

WO2004085897A1 - 電磁バルブ

Info

Publication number: WO2004085897A1
Application number: PCT/JP2003/003567
Authority: WO
Inventors: Ikuo Ohya; Hirokazu Komuro; Noboru Bando
Original assignee: Techno Takatsuki Co., Ltd.
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-07

Abstract

　エアの洩れが生じることなく、ハンチングなどの問題がなく、かつ構造が簡単な電磁バルブを提供する。本発明の電磁バルブは、１個の可動弁によって、互いに直交して配置された供給用ノズルおよび排出用ノズルの２つの開閉を行なうことができ、しかも、可動弁が排出用ノズルからの負圧を受けた場合でも、負圧によって可動弁が付勢される方向と可動弁の移動方向が直交しているため、可動弁が開くことがない。その結果、エアの洩れを防止し、ハンチングを生じることなく、負荷の圧力制御を安定して行なうことができる。また、本発明の電磁バルブは、磁力の強い電磁石を用いる必要がなく、逆止弁も不要であるので、構造が簡単になる。

Description

明糸田電磁バルブ技術分野

本発明は電磁バルブに関する。さらに詳しくは、エアマットなどへのェァの供給および排出を制御する電磁バルブに関する。背景技術

従来より、エアマツトなどへのエアの供給および排出を制御するために、電磁バルブが用いられている。図 4に従来の電磁バルブの一例を示す。図 4に示される電磁バルブは、電磁石 2 0 0と、該電磁石 2 0 0の励磁コイルの内側に嵌着される有底形状の内筒 2 0 1と、該円筒 2 0 1の内部に配設されたプランジャー 2 0 3と、前記電磁石 2 0 0の端面に圧縮コィルスプリング 2 0 4によって可動自在に支持された弁体 2 0 5と、エア導入通路 2 0 6およびエア吐出通路 2 0 7が形成されたケ一シング 2 0 8とからなり、前記弁体 2 0 5は、前記プランジャ一 2 0 3の先端部 Sと当接して、または若干離間して取り付けられている。この図 4に示される電磁バルブでは、電磁石 2 0 0が通電されないときには、前記ケ一シング 2 0 8の内部に装着された圧縮コイルスプリング 2 0 4の付勢力により弁体 2 0 5が弁座 2 0 9に押え付けられ、エアが流れないようになつている。そして、電磁石 2 0 0が通電されると、電磁石 2 0 0の吸引力によりプランジャー 2 0 3が弁体 2 0 6を押し上げて弁体 2 0 6をケーシング 2 0 8の弁座 2 0 9から離間させ、エアがノズル 2 1 0から供給される。

このような従来の電磁バルブでは無通電でバルブが閉じているときに、種々の問題が生じることがある。すなわち、無通電時において、エアマツトへの荷重が急に解放されるなどして出口側の圧力が下がり、入口側との差圧がスプリング力に相当する圧力より大きくなると、プランジャーが押されてバルブが開く。つまり、入口と出口が連通し、電磁バルブでの制御に関係なくバルブが開くので、負荷の圧力変動によって、バルブがチヤ夕リングを起こすことになる。

一方電磁バルブが負荷の圧力に応じて通電される場合には複雑な圧力変動が負荷側で発生し、制御不能な状態となるという問題がある。負荷側に排出弁を設け、所定の圧力以上になると強制的にエアを排出する仕組みになっていても、ハンチングが起こる。原因はバルブの作用がエアの一方向の流れのみ阻止するためである。

また、圧力変動でバルブが開かないようにスプリングの強さを強くすると、電磁石の磁力を大きくする必要があり、それに伴って電磁バルブの温度上昇が大きくなるという問題がある。

一方、スプリングの強さを強くする代わりに出口側の負圧を阻止するための逆止弁を設ければ、電磁バルブの構造が複雑になるとともに製造コス卜が上がる。

また、一旦、エアが供給され、圧力が目標値に達したのちは電磁バルブを動作させないようにする制御の場合は、前述のハンチング現象のため、エアが出口側から入口側に逆流する場合があり、圧力が低下するという問題がある。

本発明は、叙上の事情に鑑み、エアの洩れが生じることなく、ハンチングなどの問題がなく、かつ構造が簡単な電磁バルブを提供する。発明の開示

本発明の電磁バルブは、プランジャーを有する電磁石、内部に弁座を有するバルブケ一シング、および前記プランジャーに連結され、該バルブケーシング内に配設された可動弁を備え、前記電磁石の吸引力により、前記プランジャ一が前記可動弁を直線駆動させることにより、前記バルブケーシング内の流路を開閉する電磁バルブであって、

前記バルブケーシングの先端部には、当該バルブケ一シング内部に流体を供給するための供給用ノズルが接続され、前記バルブケーシングの側面には-, 当該バルブケ一シング内部から流体を排出するための排出用ノズルが接続され、

前記可動弁が、前記バルブケーシングの先端部に対向し、前記供給用ノズルを閉じるための軸方向弁部と、前記バルブケ一シングの内周面に対向し、前記排出用ノズルを閉じるための筒状弁部とを備え、

前記電磁石が通電されないときには、前記供給用ノズルが前記可動弁の軸方向弁部によって閉じられ、かつ、前記排出用ノズルが前記可動弁の筒状弁部によって閉じられ、

前記電磁石が通電されたときには、前記プランジャーおよび可動弁が開方向へ移動し、前記供給用ノズルおよび前記排出用ノズルが開放されることを特徴とする。

前記可動弁の少なくとも筒状弁部が柔軟な弾性材料によつて作製されており、前記可動弁が閉位置にあるときに、外部から前記排出用ノズルに伝達される負圧に応じて前記筒状弁部が前記排出用ノズルに吸着されるのが好ましい。

前記可動弁の筒状弁部には、当該可動弁の軸方向に延びる少なくとも 1 本のスリットが形成されてなるのが好ましい。

前記バルブケ一シングと電磁石とがー体に連結されてなるのが好ましい。前記可動弁を閉位置へ向かって付勢するための付勢手段を備えてなるのが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は本発明の電磁バルブの一実施の形態を示す可動弁が閉じている状態の断面説明図である。

図 2は図 1の可動弁の拡大図であって、（a ) は可動弁の側面図、 ( b ) は可動弁の正面図である。

図 3は図 1の電磁バルブの動作説明図であって、弁体が開放した状態を示す断面説明図である。

図 4は従来の電磁バルブの一例を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態以下、添付図面に基づいて、本発明の電磁バルブを説明する。

本実施の形態の電磁バルブは、図 1に示されるように、合成樹脂などで作製された、ほぼ筒状のバルブケ一シング 1と、電磁石 2とが固定部材 3 を介して一体に連結されたものであり、コンパクトな構成になっている。バルブケーシング 1内には、可動弁 4が往復動自在に揷入され、該可動弁 4と電磁石 2のプランジャー 5とが連結されている。

バルブケーシング 1の内部において、先端側には入口用弁座 6が形成され、内周面には、出口用弁座 7が形成されている。バルブケーシング 1の先端部 1 aには、当該バルブケ一シング 1内部に流体を供給するための供給用ノズル 8が接続され、該供給用ノズル 8は入口用弁座 6に連通している。バルブケーシング 1の側面 1 bには、当該バルブケーシング 1内部から流体を排出するための排出用ノズル 9が接続され、該排出用ノズル 9は出口用弁座 7に連通している。したがって、図 1に示されるように、供給用ノズル 8および排出用ノズル 9は、互いに直交して配置されている。可動弁 4は、バルブケ一シング 1の先端の入口用弁座 6に対向し、供給用ノズル 8を閉じるための軸方向弁部 4 aと、バルブケーシング 1の内周面の出口用弁座 7に対向し、排出用ノズル 9を閉じるための筒状弁部 4 b とを備えている。

また、可動弁 4の軸方向弁部 4 aには、 0リングなどの密封材 1 0が取り付けられており、可動弁 4が閉まるときには、密封材 1 0が入口用弁座 6に密着される。

さらに.. バルブケ一シング 1の内部には、可動弁 4を閉位置へ向かつて (図 1における左方向へ) 付勢するための付勢手段として、圧縮コイルスプリング 1 1が配設されているため、電磁石 2に通電されないときは、圧縮コイルスプリング 1 1の付勢力によって可動弁 4が閉じられる。

本実施の形態の電磁石 2は、ヨーク 1 2に囲まれる.スペース内に配設される、合成樹脂製の巻線ポビン 1 3に銅線が巻回された励磁コイル 1 4を備えており、該励磁コイル 1 4の中央にはスチールなどの磁性体からなるプランジャー 5が往復動自在に配設されている。また、励磁コイル 1 4の中央には、プランジャー 5を所定の位置で停止させるためのストッパ 1 5 が設けられている。なお、本発明ではかかる構成の電磁石に限定されるものではなく、電磁力によりブランジャ一を往復動できるものであれば、種々の形状または構成の電磁石が採用され得る。

本実施の形態の電磁バルブの使用例として、たとえばエアマツトを膨張させる場合、供給用ノズル 8はエアポンプに連通され、また、排出用ノズル 9はエアマツトに連通される。

本発明の電磁バルブは、 1個の可動弁 4が 2種類の弁機能を果たす点に特徴がある。以下、可動弁 4の 2種類の弁機能について詳細に説明する。図 1に示されるように、本実施の形態の電磁バルブでは、電磁石 2が通電されないときには、入口用弁座 6および供給用ノズル 8は、可動弁 4の軸方向弁部 4 aによって閉じられ、かつ、出口用弁座 7および排出用ノズル 9は、可動弁 4の筒状弁部 4 bによって閉じられている。一方、電磁石 2が通電されたときには、図 3に示されるように、プランジャ一 5およびそれに連結された可動弁 4が開方向（図 3において右方向）ヘスライド移動し、供給用ノズル 8および排出用ノズル 9が開放される。

ここで、図 1に示されるように無通電で可動弁 4の両方の弁部 4 a、 4 bが閉じているとき、排出用ノズル 9に連通するエアマツトなどの出口側の圧力が上昇しても.. 空気圧は両方の弁部 4 a、 4 bにかかり、出口側の筒状弁部 4 bから漏れた圧力や気流は入口側の軸方向弁部 4 aで阻止される。

また、出口側圧力が急激に下がり、入口側圧力、すなわちバルブケーシング 1内部圧力との差が大きくなつた場合でも、出口側の筒状弁部 4 が排出用ノズル 9に吸引される状態となるので、たとえば圧縮コイルスプリング 1 1の付勢力に抗して軸方向弁部 4 aを開き得る圧力が作用したとしても、可動弁 4は開かない。なお、たとえば短期的なまたは 1回限りの出口圧力の低下では電磁バルブが開かないように、電磁バルブの制御条件の設定をする必要がある。

以上のように、電磁バルブが通電されてないときには、出口圧力の変動によって電磁バルブが開くことがなくなり、エアの洩れを防止することができる。

また、本実施の形態では、可動弁 4の少なくとも筒状弁部 4 bは、ゴムなどの柔軟な弾性材料によって作製されているため、可動弁 4が閉位置にあるときに、外部から排出用ノズル 9に伝達される負圧に応じて筒状弁部 4 bが排出用ノズル 9に密接に吸着されることにより、排出用ノズル 9を確実に閉止することができる。

筒状弁部 4 bの形状は、バリがなく、出口用弁座 7に対してなじみのよい形状であるのが好ましく、たとえば、図 2に示されるように、筒状弁部 4 bの拡径が容易なように、可動弁 4の軸方向に延びる少なくとも 1本のスリット 1 6が筒状弁部 4 bに形成されていれば、出口用弁座 7に対して非常に密着性がよくなる。

以上、説明したように、本発明の電磁バルブは、 1個の可動弁によって、互いに直交して配置された供給用ノズルおよび排出用ノズルの 2つの開閉を行なうことができ、しかも、可動弁が排出用ノズルからの負圧を受けた場合でも、負圧によって可動弁が付勢される方向と可動弁の移動方向が直交しているため、可動弁が開くことがない。その結果、エアの洩れを防止し、ハンチングを生じることなく、負荷の圧力制御を安定して行なうことができる。

また、本発明の電磁バルブは、磁力の強い電磁石を用いる必要がなく、逆止弁も不要であるので、構造が簡単になる。産業上の利用可能性

本発明の電磁バルブは、エアマツトへの流体の供給および排出の切り替えの他、エアマッサージヤー、床ずれ防止マットまたは空気圧ァクチュェ一夕などの用途にも利用可能である。

Claims

言青求の範囲

1. プランジャーを有する電磁石、内部に弁座を有するバルブケーシング、および前記プランジャーに連結され、該バルプケーシング内に配設された可動弁を備え、前記電磁石の吸引力により、前記プランジャーが前記可動弁を直線駆動させることにより、前記バルブケーシング内の流路を開閉する電磁バルブであって、

前記バルブケーシングの先端部には、当該バルブケ一シング内部に流体を供給するための供給用ノズルが接続され、前記バルブケーシングの側面には、当該バルブケ一シング内部から流体を排出するための排出用ノズルが接続され、

前記可動弁が、前記バルブケ一シングの先端部に対向し、前記供給用ノズルを閉じるための軸方向弁部と、前記バルブケ一シングの内周面に対向し、前記排出用ノズルを閉じるための筒状弁部とを備え、

前記電磁石が通電されたときには、前記プランジャーおよび可動弁が開方向へ移動し、前記供給用ノズルおよび前記排出用ノズルが開放されることを特徴とする電磁バルブ。

2. 前記可動弁の少なくとも筒状弁部が柔軟な弾性材料によって作製されており、前記可動弁が閉位置にあるときに、外部から前記排出用ノズルに伝達される負圧に応じて前記筒状弁部が前記排出用ノズルに吸着される請求の範囲第 1項記載の電磁バルブ。

3. 前記可動弁の筒状弁部には、当該可動弁の軸方向に延びる少なくとも 1本のスリッ卜が形成されてなる請求の範囲第 2項記載の電磁バルブ。

4. 前記バルブケーシングと電磁石とがー体に連結されてなる請求の範囲第 1項または第 2項記載の電磁バルブ。

5. 前記可動弁を閉位置へ向かって付勢するための付勢手段を備えてなる請求の範囲第 1項または第 2項記載の電磁バルブ。