WO2025263180A1 - ガス用電磁弁 - Google Patents
ガス用電磁弁Info
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- WO2025263180A1 WO2025263180A1 PCT/JP2025/017761 JP2025017761W WO2025263180A1 WO 2025263180 A1 WO2025263180 A1 WO 2025263180A1 JP 2025017761 W JP2025017761 W JP 2025017761W WO 2025263180 A1 WO2025263180 A1 WO 2025263180A1
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- pilot
- passage
- valve body
- seat
- insertion hole
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
Definitions
- This disclosure relates to a gas solenoid valve that opens and closes a valve passage through which gas flows.
- a known example of a solenoid valve for gas is the valve device disclosed in Patent Document 1.
- a pilot passage is formed in the main valve body, and the pilot piston opens and closes the pilot passage by seating and lifting it from the pilot seat.
- the solenoid when the solenoid is energized, the pilot piston lifts off the pilot seat, thereby opening the pilot passage.
- the solenoid when the solenoid is de-energized, the biasing force of the coil spring causes the pilot piston to seat on the pilot seat, thereby closing the pilot passage.
- the present disclosure therefore aims to provide a gas solenoid valve that can improve the durability of pilot seats.
- the solenoid valve for gas of the first disclosure comprises: a housing including a valve passage having a first flow path portion and a second flow path portion; a main valve element accommodated in the housing to open and close the valve passage and including a pilot passage connecting the first flow path portion and the second flow path portion and a pilot seat; a pilot valve element that is releasable from the pilot seat and opens and closes the pilot passage by releas- ing it; a solenoid that moves the pilot valve element in an opening direction that opens the pilot passage; a coil spring that biases the pilot valve element in a closing direction that closes the pilot passage; and a spring bearing member interposed between the coil spring and the pilot valve element, the spring bearing member abutting the pilot valve element so as to be rotatable relative to the pilot valve element about a main axis extending in the opening direction.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gas electromagnetic valve according to a first embodiment of the present disclosure.
- 2 is an enlarged cross-sectional view showing an area X of the solenoid valve for gas in FIG. 1 .
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an area Y of the gas solenoid valve of FIG. 2 in an enlarged manner.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an area Z of the electromagnetic valve for gas in FIG. 2 .
- FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the flow of gas immediately after the solenoid in the gas electromagnetic valve is activated.
- 3 is a cross-sectional view showing the flow of gas when the main valve element is actuated in the gas electromagnetic valve.
- FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a gas electromagnetic valve according to a second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a gas solenoid valve according to a third embodiment of the present disclosure
- the first flow path section 10c opens at the bottom side of the inner circumferential surface of the small diameter section 10g of the insertion hole 10a and extends radially outward from the inner circumferential surface.
- the second flow path portion 10d opens at the bottom surface of the insertion hole 10a and extends from the bottom surface in one axial direction along the axis L1.
- a main valve seat 10e is formed at the bottom surface of the insertion hole 10a to surround the valve port 10j, which is the opening of the second flow path portion 10d.
- the main valve seat 10e is formed in a tapered shape that narrows toward one axial direction.
- the guide member 17 accommodates the main valve element 11 and plunger 18 (described later in detail) in an axially guideable manner. More specifically, the guide member 17 is a metallic tubular member, and the main valve element 11 and plunger 18 are accommodated in its inner bore 17a.
- the guide member 17 is inserted into the insertion hole 10a in a sealed state. More specifically, one axial end portion of the guide member 17 is fitted into the small-diameter portion 10g in a sealed state, and the remaining portion protrudes into the large-diameter portion 10h.
- One axial end face of the guide member 17 abuts against the bottom surface of the insertion hole 10a and surrounds the valve port 10j.
- the guide member 17 is fixed to the insertion hole 10a by being sandwiched between a yoke 27 (described later in detail) and the bottom surface of the insertion hole 10a (i.e., the housing 10).
- the guide member 17 has a portion on one axial end side formed to have a smaller diameter than the small diameter portion 10g, and an annular space 23 is formed between the guide member 17 and the small diameter portion 10g.
- the guide member 17 includes a first communication passage 17b and a second communication passage 17c.
- the first communication passage 17b and the second communication passage 17c are each formed at one axial end portion of the guide member 17. More specifically, the inner hole 17a of the guide member 17 is formed with a smaller diameter at one axial end portion than at the other axial end portion. That is, the guide member 17 has an inward flange 17d at one axial end portion, and the first communication passage 17b is formed in the inward flange 17d.
- the second communication passage 17c is located on the other axial side of the first communication passage 17b. The first communication passage 17b and the second communication passage 17c formed in this manner both communicate the inner hole 17a of the guide member 17 with the annular space 23.
- the first flow path portion 10c is connected to the first communication passage 17b and the second communication passage 17c via the annular space 23, and is also connected to the inner hole 17a of the guide member 17 via the first communication passage 17b and the second communication passage 17c. Furthermore, the first flow path portion 10c is connected to the second flow path portion 10d via the inner hole 17a of the guide member 17. In other words, the first flow path portion 10c is connected to the second flow path portion 10d via the insertion hole 10a.
- the guide member 17 is formed with, for example, four each of the first communication passages 17b and second communication passages 17c configured in this manner.
- the main valve element 11 is housed in the housing 10 so as to be movable in the axial direction, and opens and closes the valve passage 10b as it moves. More specifically, the main valve element 11 is housed in the inner hole 17a of the guide member 17 so as to be movable in the axial direction. As the main valve element 11 moves, it causes the valve head 11a to seat on and separate from the main valve seat 10e. This causes the second flow path portion 10d to be opened and closed by the main valve element 11. That is, the valve passage 10b is opened and closed by the main valve element 11.
- the main valve element 11 when the main valve element 11 is housed in the inner bore 17a of the guide member 17, it forms the following space between itself and the guide member 17. That is, the main valve element 11 forms an annular passage 17e between itself and the inward flange 17d of the guide member 17, and forms a spring accommodating space 17f in the axially intermediate portion of the guide member 17.
- the outer diameter of the main valve element 11 increases in stages from the valve head 11a toward the other axial direction, forming the annular passage 17e between the inward flange 17d and the valve head 11a.
- the main valve element 11 forms a spring accommodating space 17f between itself and the guide member 17 in the axially intermediate portion.
- the annular passage 17e is an annular passage that surrounds the valve head 11a of the main valve body 11.
- the annular passage 17e is connected to the first communication passage 17b, and is connected to the annular space 23 and the first flow path portion 10c via the first communication passage 17b. Furthermore, the annular passage 17e is connected to the second flow path portion 10d when the main valve body 11 lifts off the main valve seat 10e. This opens the valve passage 10b.
- the spring accommodating space 17f is an annular space that accommodates the first spring member 12, which will be described in detail later.
- the spring accommodating space 17f is also connected to the second communication passage 17c, and is connected to the annular space 23 and the first flow path portion 10c via the second communication passage 17c.
- a plurality of communication grooves 11b are formed on the outer peripheral surface of the main valve body 11 on the other axial side, and the spring accommodating space 17f is connected to the plurality of communication grooves 11b.
- the main valve body 11 also has a pilot passage 11c and a piston insertion hole 11d.
- the pilot passage 11c connects the first flow path section 10c and the second flow path section 10d.
- the pilot passage 11c extends along the axis of the main valve body 11, which in this embodiment is the axis L1, and its opening faces the second flow path section 10d.
- the piston insertion hole 11d also extends along the axis L1 and is formed in the main valve body 11 on the other axial side of the pilot passage 11c.
- the piston insertion hole 11d is connected to the pilot passage 11c, and in this embodiment, the pilot passage 11c is connected to the first flow path section 10c via the piston insertion hole 11d, the inner hole 17a of the guide member 17, the communicating groove 11b, the spring accommodating space 17f, the second communicating passage 17c, and the annular space 23.
- the pilot passage 11c is connected to the piston insertion hole 11d via the pilot valve port 11f.
- a pilot seat 11g is formed around the pilot valve port 11f in the main valve body 11.
- a pilot piston 13, which will be described in detail later, seats and leaves the pilot seat 11g.
- the first spring member 12 which is an example of a biasing member, biases the main valve element 11 in an opening direction that opens the valve passage 10b.
- the opening direction is, for example, a direction in which the main valve element 11 separates from the main valve seat 10e, which is the other axial direction in this embodiment.
- the first spring member 12 is, for example, a coil spring, and is housed in the spring housing space 17f while being wrapped around the middle portion of the main valve element 11.
- the first spring member 12 biases the other axial side portion of the main valve element 11 in the opening direction.
- a pilot piston 13 which is an example of a pilot valve element, seats and releases from a pilot seat 11g, also shown in FIG. 3, thereby opening and closing the pilot passage 11c. More specifically, the pilot piston 13 is housed in a piston insertion hole 11d of the main valve element 11 so as to be movable in the opening and closing direction. In this embodiment, a tip end portion of the pilot piston 13 is housed in the piston insertion hole 11d so as to be movable, and further, the tip end portion seats on the pilot seat 11g.
- the opening and closing direction is bidirectional, including an opening direction that opens the pilot passage 11c and a closing direction that closes the pilot passage 11c. In this embodiment, the opening and closing direction coincides with the axial direction, which is the direction along the axis L1.
- the pilot piston 13 is restricted from rotating about the axis L1 relative to the main valve body 11.
- the pilot piston 13 is connected to the main valve body 11 by a first pin member 21.
- the pilot piston 13 has a radially extending through-hole 13a at its tip end, into which the first pin member 21 is loosely fitted. Both ends of the first pin member 21, which is an example of a connecting member, protrude from the through-hole 13a and are respectively fitted into the main valve body 11.
- the pilot piston 13 is engaged with the main valve body 11 while being movable axially relative to the main valve body 11 and with its rotation about the axis L1 restricted.
- the plunger 18 shown in FIG. 2 cooperates with the solenoid 14, which will be described in detail later, to move the pilot piston 13 in the other axial direction. More specifically, the plunger 18 is a cylindrical member made of a magnetic material. The plunger 18 is housed in the insertion hole 10a so as to be axially movable. More specifically, the plunger 18 is inserted into a guide member 17 so as to be axially slidable. The pilot piston 13 is movably inserted into the inner hole 18a of the plunger 18.
- the plunger 18 is connected to the pilot piston 13 by a second pin member 22.
- the pilot piston 13 has a through hole 13b extending radially in the middle portion, into which the second pin member 22 is fitted. Both ends of the second pin member 22 protrude from the through hole 13b and are loosely fitted in the plunger 18. Therefore, the pilot piston 13 is engaged with the plunger 18 so as to be movable relative to the plunger 18 in the axial direction.
- the solenoid 14 shown in FIG. 1 moves the pilot piston 13 in the opening direction depending on whether it is energized. More specifically, the solenoid 14 is inserted into the housing 10. In this embodiment, the solenoid 14 is inserted into the large diameter portion 10h of the insertion hole 10a with a case 19 (described later) attached thereto. The solenoid 14 generates a magnetic field depending on whether it is energized, attracting the plunger 18 in the other axial direction and moving the pilot piston 13 in the opening direction via the plunger 18. More specifically, the solenoid 14 includes a coil member 25 and a fixed magnetic pole 26.
- the coil member 25 When a current is applied to the coil member 25, it generates a magnetic field.
- the coil member 25 has a coil bobbin 25a and coil wire 25b, and is constructed by winding the coil wire 25b around the cylindrical coil bobbin 25a.
- the coil member 25 is inserted through the insertion hole 10a. More specifically, the coil member 25 is inserted through the large diameter portion 10h of the housing 10 with the case 19, which will be described in detail later, attached to it.
- the coil member 25 has a yoke 27 positioned on one axial side and is inserted through the large diameter portion 10h so as to press against the step portion 10f via the yoke 27.
- the coil member 25 has a guide member 17 inserted through its inner hole.
- the fixed magnetic pole 26 cooperates with the coil member 25 to generate an electromagnetic force, attracting the plunger 18 in the other axial direction.
- the fixed magnetic pole 26 is made of a ferromagnetic material and is inserted into the coil member 25 (more specifically, the guide member 17 which is inserted into the coil member 25).
- the fixed magnetic pole 26 has a small diameter portion 26a and a large diameter portion 26b.
- the small diameter portion 26a is inserted into the coil member 25.
- the small diameter portion 26a extends to the inner hole 17a of the guide member 17 and is inserted into the inner hole 17a of the guide member 17 in a sealed state.
- the small diameter portion 26a is located on the other axial side of the plunger 18 in the inner hole 17a of the guide member 17.
- the small diameter portion 26a has a spring receiving recess 26c at its tip, which is formed at a position corresponding to the inner hole 18a of the plunger 18.
- the large diameter portion 26b protrudes from the coil member 25 in the other axial direction and is threadedly engaged with the case 19, which will be described in detail later.
- the case 19 is fitted to the solenoid 14 and threadedly engaged with the large-diameter portion 10h of the housing 10. More specifically, the case 19 accommodates a coil member 25.
- a fixed magnetic pole 26 is threadedly engaged with an opening on the other axial side of the case 19, which is closed by the fixed magnetic pole 26.
- the case 19 has an inward flange 19a on the other axial side of its inner circumferential surface.
- the coil member 25 is positioned axially on one side of the inward flange 19a and is sandwiched together with a yoke 27 between the step portion 10f and the inward flange 19a.
- the fixed magnetic pole 26 is threadedly engaged with the inward flange 19a so as to close the opening on the other axial side.
- the case 19 and the fixed magnetic pole 26 form a magnetic circuit.
- the second spring member 15 which is an example of a coil spring, biases the pilot piston 13 in a closing direction, which is a direction against the electromagnetic force of the solenoid 14, as shown in FIG. 2 .
- the second spring member 15 is a coil spring.
- the second spring member 15 is inserted into the plunger 18 and disposed on the other axial side of the pilot piston 13 in a compressed state. More specifically, the second spring member 15 is disposed in the plunger 18 between the pilot piston 13 and the fixed magnetic pole 26 in a compressed state, and the other axial end of the second spring member 15 is received by the spring receiving recess 26 c of the fixed magnetic pole 26. Furthermore, the one axial end of the second spring member 15 is received by a spring receiving member 16, which will be described in detail later, and the second spring member 15 biases the pilot piston 13 via the spring receiving member 16.
- the spring bearing member 16 is interposed between the second spring member 15 and the pilot piston 13.
- the spring bearing member 16 abuts against the pilot piston 13 so as to be relatively rotatable about the axis L1. More specifically, the spring bearing member 16 is interposed between the second spring member 15 and the pilot piston 13 and is inserted into the guide member 17 so as to be axially movable.
- the spring bearing member 16 receives one axial end of the second spring member 15 on the other axial side, and has one axial end abutting against an abutment surface 13c of the pilot piston 13.
- the abutment surface 13c is a surface of the pilot piston 13 that faces the spring bearing member 16, and is the end face on the other axial side in this embodiment.
- the spring receiving member 16 has an abutment portion 16a that abuts against the pilot piston 13.
- the spring receiving member 16 is, for example, a cylindrical member and has a main body portion 16b and a rod portion 16c.
- the spring receiving member 16 has the abutment portion 16a on the main body portion 16b.
- the configuration of the spring receiving member 16 will be explained in more detail below.
- the main body 16b of the spring bearing member 16 is cylindrical and is inserted into the guide member 17 so as to be axially slidable.
- One axial end of the main body 16b abuts against the abutment surface 13c of the pilot piston 13, and has an abutment portion 16a at that axial end.
- the one axial end of the main body 16b is formed so as to protrude in one axial direction around the axis L1, and is shaped, for example, like a truncated cone.
- the abutment portion 16a is the tip of the portion protruding in one axial direction and abuts against the abutment surface 13c of the pilot piston 13, and abuts against the abutment surface 13c so as to be rotatable about the axis L1.
- the abutment portion 16a is formed, for example, in a circular shape when viewed from one axial direction.
- the outer diameter r1 of the abutment portion 16a is smaller than the seat diameter r2 of the pilot seat 11g, as shown in FIG. 2.
- the seat diameter r2 of the pilot seat 11g is, for example, the average diameter of the minimum and maximum diameters of the pilot seat 11g.
- the seat diameter r2 of the pilot seat 11g is not limited to the aforementioned average diameter, and may be the minimum or maximum diameter.
- the rod portion 16c extends from the main body portion 16b in the other axial direction.
- the spring receiving member 16 has the second spring member 15 exteriorly mounted on the rod portion 16c, and the end of the second spring member 15 on one axial side is supported by the main body portion 16b.
- the abutting portion 16a of the spring bearing member 16 has been subjected to a surface treatment that improves the slipperiness of the bare surface.
- the abutting portion 16a of the spring bearing member 16 has been subjected to a surface treatment using fluorine-containing plating.
- the entire outer surface of the spring bearing member 16 has been subjected to a surface treatment using fluorine-containing plating.
- the surface treatment applied to the entire outer surface of the spring bearing member 16 is not limited to fluorine-containing plating, and other surface treatments may be used as long as they improve the slipperiness of the bare surface.
- the portion of the spring bearing member 16 that has been surface treated is not limited to the entire outer surface of the spring bearing member 16, but may be a portion including the abutting portion 16a.
- the spring bearing member 16 configured in this manner is biased by the second spring member 15, and applies the biasing force of the second spring member 15 to the pilot piston 13 that it abuts.
- the second spring member 15 is a coil spring, it is twisted when compressed and untwists when expanded.
- the second spring member 15 expands when biasing the pilot piston 13 via the spring bearing member 16, and is therefore untwisted, applying a torsional load to the spring bearing member 16.
- the spring bearing member 16 abuts the pilot piston 13 so as to be able to rotate relatively, it is possible to prevent the torsional load from acting on the pilot piston 13.
- the gas solenoid valve 1 When high-pressure gas (more specifically, gas with a higher pressure than the gas in the first flow path section 10c) is introduced into the second flow path section 10d with the valve passage 10b closed, the gas solenoid valve 1 operates as follows: The high-pressure gas lifts the main valve element 11 against the biasing force of the second spring member 15, thereby opening the valve passage 10b. Gas is then introduced from the second flow path section 10d through the insertion hole 10a (more specifically, the valve port 10j, the annular passage 17e, the first communication passage 17b, and the annular space 23) to the first flow path section 10c.
- the insertion hole 10a more specifically, the valve port 10j, the annular passage 17e, the first communication passage 17b, and the annular space 23
- the main valve element 11 seats on the main valve seat 10e. This closes the valve passage 10b, stopping the flow of gas from the second flow path section 10d to the first flow path section 10c.
- the first flow path portion 10c is connected to the second flow path portion 10d via the annular space 23, the second communication passage 17c, the spring accommodating space 17f, the communication groove 11b, the inner hole 17a of the guide member 17, the piston insertion hole 11d, and the pilot passage 11c (see the bold line indicating gas flow in Figure 5).
- the main valve element 11 moves away from the main valve seat 10e, opening the valve passage 10b.
- the first flow path portion 10c is connected to the second flow path portion 10d via the annular space 23, the first communication passage 17b, and the annular passage 17e, and gas flows through the valve passage 10b from the first flow path portion 10c to the second flow path portion 10d (see the bold line in Figure 6).
- the second spring member 15 is extended and thereby twisted back.
- a torsional load acts from the second spring member 15 on the spring bearing member 16.
- the spring bearing member 16 is rotatably in contact with the pilot piston 13. This prevents the torsional load from being transmitted to the pilot piston 13. This prevents the pilot piston 13 from being pressed against the pilot seat 11g while being twisted. Therefore, the torsional load acting on the pilot seat 11g can be reduced, improving the durability of the pilot seat 11g.
- the pilot piston 13 is configured to rotate about the axis L1 relative to the main valve body 11 by the first pin member 21. This prevents the pilot piston 13 from being twisted and pressed against the pilot seat 11g. This reduces the torsional load acting on the pilot seat 11g, further improving the durability of the pilot seat 11g.
- the spring bearing member 16 abuts against the pilot piston 13 so as to be rotatable about the axis L1. This prevents torsional load from being transmitted from the spring bearing member 16 to the pilot piston 13. This reduces the torsional load acting on the pilot seat 11g, thereby improving the durability of the pilot seat 11g.
- the pilot piston 13 is restricted from rotating about the axis L1 relative to the main valve body 11. This prevents the pilot piston 13 from rotating relative to the pilot seat 11g. This prevents torsional loads from acting on the pilot seat 11g, further improving the durability of the pilot seat 11g.
- the pilot piston 13 is inserted into the piston insertion hole 11d so as to be axially movable, and is connected to the main valve body 11 by the first pin member 21 so as to restrict rotation about the axis L1. Therefore, it is easy to enable axial movement of the pilot piston 13 while restricting rotation about the axis L1 relative to the main valve body 11.
- the contact portion 16a is surface-treated to improve slipperiness by leaving the surface bare, i.e., surface-treated with fluorine-containing plating. This further reduces the transmission of torsional load from the spring bearing member 16 to the pilot piston 13. This further reduces the torsional load acting on the pilot seat 11g, thereby improving the durability of the pilot seat 11g.
- the gas solenoid valve 1A of the second embodiment comprises a housing 10, a main valve body 11A, a first spring member 12, a pilot piston 13A, a solenoid 14, a second spring member 15, a spring receiving member 16A, a guide member 17, a plunger 18, a case 19, and a rotating member 30.
- the main valve body 11A has a piston insertion hole 11Ad.
- the pilot piston 13A has a tip end portion strokeably housed in the piston insertion hole 11Ad, with the tip end seated on a pilot seat 11g. The pilot piston 13A is engaged with the piston insertion hole 11Ad so that rotation around the axis L1 is restricted.
- the cross section of the piston insertion hole 11Ad perpendicular to the axis L1 is formed, for example, in the shape of a rounded rectangle.
- the tip end portion of the pilot piston 13A also has a cross section perpendicular to the axis L1 that is the same shape as the piston insertion hole 11Ad, i.e., a rounded rectangle. This restricts the pilot piston 13A from rotating about the axis L1 relative to the piston insertion hole 11Ad. This prevents the pilot piston 13A from being twisted and pressed against the pilot seat 11g. This reduces the torsional load acting on the pilot seat 11g, improving the durability of the pilot seat 11g.
- the pilot piston 13 is inserted into the piston insertion hole 11d so as to be axially movable, and is engaged with the piston insertion hole 11d so as to restrict rotation about the axis L1. Therefore, it is easy to configure the pilot piston 13 so that rotation about the axis L1 relative to the main valve body 11 is restricted while allowing axial movement.
- the engagement protrusions 13d are movable axially within the engagement grooves 11h and engage with the engagement grooves 11h so as to restrict rotation of the pilot piston 13B around the axis L1 relative to the main valve body 11B.
- the engagement protrusions 13d like the engagement grooves 11h, extend axially on the outer circumferential surface of the pilot piston 13B.
- the pilot piston 13B configured in this manner is restricted from rotating about the axis L1 relative to the piston insertion hole 11Bd. This prevents the pilot piston 13B from being twisted and pressed against the pilot seat 11g. This reduces the torsional load acting on the pilot seat 11g, improving the durability of the pilot seat 11g.
- the outer diameter r1 of the abutment portion 16a of the spring receiving member 16 may be larger than the seat diameter r2 of the pilot seat 11g, or one axial end of the spring receiving member 16 may be formed flat so that the entire axial end constitutes the abutment portion 16a.
- the abutment portion 16a is formed on the spring receiving member 16, but it may also be formed on the pilot piston 13, or it may have both the spring receiving member 16 and the pilot piston 13. If both are present, the two abutment portions may be configured to abut against each other, for example.
- the structure that restricts the rotation of the pilot piston 13 about the axis L1 relative to the main valve element 11 is not limited to the structure described above, and other structures may be used.
- the pilot piston 13 does not necessarily have to be restricted from rotating about the axis L1 relative to the main valve element 11, and may rotate about the axis L1 relative to the main valve element 11.
- the pilot piston 13 does not necessarily have to be inserted into the piston insertion holes 11d, 11Ad, and 11Bd of the main valve element 11, and may be structured to seat on the end face on the other axial side of the main valve element 11.
- Exemplary Embodiments a main valve element accommodated in the housing to open and close the valve passage and including a pilot passage connecting the first flow path and the second flow path and a pilot seat; a pilot valve element releasable from the pilot seat and opening and closing the pilot passage by being releasable from the pilot seat; a solenoid that moves the pilot valve element in an opening direction that opens the pilot passage; a coil spring that biases the pilot valve element in a closing direction that closes the pilot passage; and a spring bearing member interposed between the coil spring and the pilot valve element, wherein the spring bearing member abuts against the pilot valve element so as to be rotatable relative to the pilot valve element about a main axis extending in the opening direction.
- the spring bearing member abuts against the pilot valve body so as to be rotatable about the main axis. This prevents torsional load from being transmitted from the spring bearing member to the pilot valve body. This reduces the torsional load acting on the pilot seat, thereby improving the durability of the pilot seat.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of the first aspect, wherein at least one of the spring receiving member and the pilot valve body includes an abutment portion that abuts against the other, and the abutment portion has an outer diameter smaller than the seat diameter of the pilot seat.
- the abutment portion has an outer diameter smaller than the seat diameter of the pilot seat. Therefore, the torsional load that the pilot valve body receives from the spring receiving member at the abutment portion can be reduced. This further reduces the torsional load acting on the pilot seat, thereby further improving the durability of the pilot seat.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of the first or second aspect, wherein the pilot valve element is restricted from rotating about the main axis relative to the main valve element.
- the pilot valve element is restricted from rotating about the main axis relative to the main valve element. This prevents the pilot valve element from rotating relative to the pilot seat. This prevents torsional loads from acting on the pilot seat, further improving the durability of the pilot seat.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of any one of the first to third aspects, wherein the main valve element further has a piston insertion hole, and the pilot valve element is inserted into the piston insertion hole so as to be movable in the opening and closing directions, and is connected to the main valve element by a connecting member so as to restrict rotation about the main axis.
- the pilot valve element is inserted into the piston insertion hole so as to be movable in the opening and closing directions, and is connected to the main valve element by a connecting member so as to restrict rotation about the main axis. Therefore, it is easy to enable movement of the pilot valve element in the opening and closing directions while restricting rotation about the main axis relative to the main valve element.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of any one of the first to fourth aspects, wherein the main valve element further has a piston insertion hole extending along the main axis, and the pilot valve element is inserted into the piston insertion hole so as to be movable in the opening and closing directions, and is engaged with the piston insertion hole so as to restrict rotation about the main axis.
- the pilot valve element is inserted into the piston insertion hole so as to be movable in the opening and closing directions, and is engaged with the piston insertion hole so as to restrict rotation about the main axis. Therefore, it is easy to configure the pilot valve element so that it can move in the opening and closing directions while restricting rotation about the main axis relative to the main valve element.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of the fifth aspect, wherein the piston insertion hole has an engagement groove extending along the main axis, and the pilot valve body has an engagement protrusion that engages with the engagement groove.
- the pilot valve element has an engagement protrusion that engages with the engagement groove of the piston insertion hole. Therefore, a structure that restricts rotation of the pilot valve element can be easily formed.
- the gas solenoid valve is the gas solenoid valve of any one of the first to sixth aspects, wherein at least one of the spring receiving member and the pilot valve body includes an abutment portion that abuts against the other, and the abutment portion is surface-treated to improve slipperiness due to its bare surface.
- the abutment portion is surface-treated to improve slipperiness through the bare surface. This further reduces the transmission of torsional load from the spring receiving member to the pilot valve body. This further reduces the torsional load acting on the pilot seat, thereby improving the durability of the pilot seat.
- the gas solenoid valve comprises: a housing including a valve passage having a first flow path portion and a second flow path portion; a main valve element accommodated in the housing so as to be able to open and close the valve passage, the main valve element including a pilot passage connecting the first flow path portion and the second flow path portion and a pilot seat; a pilot valve element that is releasable from the pilot seat and opens and closes the pilot passage by releas- ing it; a solenoid that moves the pilot valve element in an opening direction to open the pilot passage; and a coil spring that biases the pilot valve element in a closing direction to close the pilot passage; the main valve element further has a piston insertion hole extending in the opening direction, the piston insertion hole has an engagement groove extending in the opening direction, and the pilot valve element is inserted into the piston insertion hole so as to be able to move in the opening direction and the closing direction, and has an engagement protrusion that engages with the engagement groove.
- the pilot valve element has an engagement protrusion that engages with the engagement groove of the piston insertion hole. Therefore, the pilot valve element is restricted from rotating about the main axis relative to the main valve element. In other words, the pilot valve element is prevented from rotating relative to the pilot seat. This prevents torsional loads from acting on the pilot seat, thereby improving the durability of the pilot seat.
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Abstract
ガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、弁通路を開閉するようにハウジングに収容され、第1流路部と第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、弁通路を開く方向に主弁体を付勢する付勢部材と、パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによってパイロット通路を開閉するパイロット弁体と、開方向にパイロット弁体を移動させるソレノイドと、閉方向にパイロット弁体を付勢するコイルばねと、コイルばねとパイロット弁体との間に介在するばね受部材と、を備え、ばね受部材は、開方向に延びる主軸線まわりに相対回動可能にパイロット弁体に当接している。
Description
本開示は、ガスが流れる弁通路を開閉するガス用電磁弁に関する。
ガス用電磁弁として、例えば特許文献1の弁装置が知られている。特許文献1の弁装置では、主弁体にパイロット通路が形成されており、パイロットピストンがパイロットシートに離着座することによってパイロット通路を開閉する。より詳細に説明すると、パイロットピストンは、ソレノイドに通電されると、パイロットシートから離座する。これにより、パイロット通路が開かれる。他方、ソレノイドへの通電を止めると、コイルばねの付勢力によってパイロットピストンがパイロットシートに着座する。これにより、パイロット通路が閉じられれる。
特許文献1の弁装置において、コイルばねは、パイロットピストンを付勢することによってパイロットシートに着座させ、更に押し付けることによってパイロット通路を閉じる。コイルばねは、線材を螺旋状に巻回させることによって構成されており、伸長時において付勢力だけでなくねじり荷重もパイロットピストンに作用させる。それ故、パイロットシートには、コイルばねの付勢力にねじり荷重を加えた荷重がパイロットピストンを介して作用することになる。弁装置に流れる流体の圧力が大きくなればなる程、パイロットシートに作用する荷重が大きくなるので、パイロットシートの耐久性が低下する。
そこで本開示は、パイロットシートの耐久性を向上させることができるガス用電磁弁を提供することを目的としている。
第1の開示のガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、前記弁通路を開閉するように前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット通路を開く方向である開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、前記パイロット通路を閉じる方向である閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、前記コイルばねと前記パイロット弁体との間に介在するばね受部材と、を備え、前記ばね受部材は、前記開方向に延びる主軸線まわりに相対回動可能に前記パイロット弁体に当接しているものである。
第1の開示に従えば、ばね受部材は、主軸線まわりに回動可能にパイロット弁体に当接している。それ故、ばね受部材からパイロット弁体にねじり荷重が伝わることを抑制することができる。これにより、パイロットシートに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
第2の開示のガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、前記弁通路を開閉可能に前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット通路を開く開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、前記パイロット通路を閉じる閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、前記主弁体は、開方向に沿って延在するピストン挿通孔を更に有し、前記ピストン挿通孔は、開方向に沿って延在する係合溝を有し、前記パイロット弁体は、開方向及び閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記係合溝に係合する係合突起を有しているものである。
第2の開示に従えば、パイロット弁体は、ピストン挿通孔の係合溝に係合する係合突起を有している。それ故、パイロット弁体は、主弁体に対して主軸線まわりの回動が規制される。即ち、パイロット弁体がパイロットシートに対して回動することが抑制される。これにより、パイロットシートにねじり荷重が作用することを抑制することができるので、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
第1及び第2の開示によれば、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
以下、本開示に係る第1乃至第3実施形態のガス用電磁弁1,1A,1Bについて前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、本開示の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明するガス用電磁弁1,1A,1Bは、本開示の一実施形態に過ぎない。従って、本開示は実施形態に限定されず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
<ガス用電磁弁>
図1に示す第1実施形態のガス用電磁弁1は、ガスの流れを制御する。制御対象のガスは、例えば高圧(例えば30MPa以上)のガスである。本実施形態において、ガス用電磁弁1の制御対象は、例えば70MPa以上の水素ガスである。但し、ガスは、必ずしも高圧のものに限定されず、また水素に限定されない。ガスは、例えばヘリウム、窒素、及び天然ガス等の他のガスであってもよい。ガス用電磁弁1は、例えばガスが流れる流路に介在する。ガス用電磁弁1は、例えばガスが充填される圧力容器(例えば、高圧タンク)に設けられるタンクバルブに備わっており、圧力容器に繋がる充填及び放出用の流路に介在している。そして、ガス用電磁弁1は、高圧タンクへのガスの充填及び高圧タンクからガスの放出を制御する。更に詳細に説明すると、ガス用電磁弁1は、ハウジング10と、主弁体11と、第1ばね部材12と、パイロットピストン13と、ソレノイド14と、第2ばね部材15と、ばね受部材16と、を備えている。更に詳細に説明すると、ガス用電磁弁1は、案内部材17と、プランジャ18と、ケース19とを備えている。
図1に示す第1実施形態のガス用電磁弁1は、ガスの流れを制御する。制御対象のガスは、例えば高圧(例えば30MPa以上)のガスである。本実施形態において、ガス用電磁弁1の制御対象は、例えば70MPa以上の水素ガスである。但し、ガスは、必ずしも高圧のものに限定されず、また水素に限定されない。ガスは、例えばヘリウム、窒素、及び天然ガス等の他のガスであってもよい。ガス用電磁弁1は、例えばガスが流れる流路に介在する。ガス用電磁弁1は、例えばガスが充填される圧力容器(例えば、高圧タンク)に設けられるタンクバルブに備わっており、圧力容器に繋がる充填及び放出用の流路に介在している。そして、ガス用電磁弁1は、高圧タンクへのガスの充填及び高圧タンクからガスの放出を制御する。更に詳細に説明すると、ガス用電磁弁1は、ハウジング10と、主弁体11と、第1ばね部材12と、パイロットピストン13と、ソレノイド14と、第2ばね部材15と、ばね受部材16と、を備えている。更に詳細に説明すると、ガス用電磁弁1は、案内部材17と、プランジャ18と、ケース19とを備えている。
<ハウジング>
ハウジング10は、挿通孔10aと、弁通路10bとを含んでいる。挿通孔10aは、主軸線の一例である所定の軸線L1に沿って延在する有底孔である。また、挿通孔10aは、例えば軸方向中間部分に段部10fを有しており、段部10fより軸方向一方側(即ち、底側)にある小径部10gが軸方向他方側(即ち、開口側)にある大径部10hに比べて小径に形成されている。ここで、軸方向は、軸線L1が延在する方向である。挿通孔10aには、前述する各構成部材11~19が挿通されている。
ハウジング10は、挿通孔10aと、弁通路10bとを含んでいる。挿通孔10aは、主軸線の一例である所定の軸線L1に沿って延在する有底孔である。また、挿通孔10aは、例えば軸方向中間部分に段部10fを有しており、段部10fより軸方向一方側(即ち、底側)にある小径部10gが軸方向他方側(即ち、開口側)にある大径部10hに比べて小径に形成されている。ここで、軸方向は、軸線L1が延在する方向である。挿通孔10aには、前述する各構成部材11~19が挿通されている。
弁通路10bは、前述する流路に介在しており、弁通路10bにはガスが流される。更に詳細に説明すると、弁通路10bは、第1流路部10cと、第2流路部10dを有している。第1流路部10cは、例えば高圧タンクに接続され、第2流路部10dは、例えば燃料電池やガスエンジン等のガス消費器(図示しない)に接続されている。但し、第1流路部10c及び第2流路部10dは、必ずしも高圧タンク及びガス消費器に夫々接続されている必要はなく、他のタンク及び機器等に接続されてもよい。第1流路部10c及び第2流路部10dは、挿通孔10aを介して互いに繋がっている。本実施形態において、第1流路部10cは、挿通孔10aの小径部10gの内周面であって底側にて開口しており、内周面から径方向外方に延在している。第2流路部10dは、挿通孔10aの底面にて開口しており、底面から軸線L1に沿って軸方向一方に延在している。また、挿通孔10aの底面には、第2流路部10dの開口である弁口10jを囲むように主弁シート10eが形成されている。実施形態において、主弁シート10eは、軸方向一方側に進むにつれて先細りのテーパ状に形成されている。
<案内部材>
案内部材17は、後で詳述する主弁体11及びプランジャ18を軸方向に案内可能に収容している。更に詳細に説明すると、案内部材17は、金属製の筒部材であり、その内孔17aに主弁体11及びプランジャ18が収容されている。案内部材17は、挿通孔10aにシールされた状態で挿入されている。より詳細に説明すると、案内部材17は、軸方向一方側部分をシールされた状態で小径部10gに嵌合させ且つ残余の部分を大径部10hに突き出させている。また、案内部材17は、軸方向一方側の端面である一端面を挿通孔10aの底面に突き当て且つ弁口10jを囲んでいる。そして、案内部材17は、後で詳述する継鉄27と挿通孔10aの底面(即ち、ハウジング10)とによって挟持されて挿通孔10aに固定されている。また、案内部材17の軸方向一端側部分は、小径部10gより小径に形成されており、小径部10gとの間に環状空間23を形成している。
案内部材17は、後で詳述する主弁体11及びプランジャ18を軸方向に案内可能に収容している。更に詳細に説明すると、案内部材17は、金属製の筒部材であり、その内孔17aに主弁体11及びプランジャ18が収容されている。案内部材17は、挿通孔10aにシールされた状態で挿入されている。より詳細に説明すると、案内部材17は、軸方向一方側部分をシールされた状態で小径部10gに嵌合させ且つ残余の部分を大径部10hに突き出させている。また、案内部材17は、軸方向一方側の端面である一端面を挿通孔10aの底面に突き当て且つ弁口10jを囲んでいる。そして、案内部材17は、後で詳述する継鉄27と挿通孔10aの底面(即ち、ハウジング10)とによって挟持されて挿通孔10aに固定されている。また、案内部材17の軸方向一端側部分は、小径部10gより小径に形成されており、小径部10gとの間に環状空間23を形成している。
また、案内部材17は、図2にも示すように第1連通路17bと、第2連通路17cとを含んでいる。第1連通路17b及び第2連通路17cは、案内部材17において軸方向一端側部分に夫々形成されている。より詳細に説明すると、案内部材17の内孔17aは、軸方向一端部分がそれより軸方向他方側に比べて小径に形成されている。即ち、案内部材17は、軸方向一端部分に内向きフランジ17dを有し、内向きフランジ17dに第1連通路17bが形成されている。そして、第2連通路17cは、第1連通路17bより軸方向他方側に位置している。このように形成される第1連通路17b及び第2連通路17cは、共に案内部材17の内孔17aと環状空間23とを連通している。それ故、第1流路部10cは、環状空間23を介して第1連通路17b及び第2連通路17cに繋がり、また第1連通路17b及び第2連通路17cを介して案内部材17の内孔17aに繋がる。更に、第1流路部10cは、案内部材17の内孔17aを介して第2流路部10dに繋がっている。つまり、第1流路部10cは、挿通孔10aを介して第2流路部10dに繋がっている。このように構成されている第1連通路17b及び第2連通路17cは、詳細は図示しないが例えば4つずつ案内部材17に形成されている。
<主弁体>
図2に示すように主弁体11は、軸方向に移動可能にハウジング10に収容され、移動することによって弁通路10bを開閉する。より詳細に説明すると、主弁体11は、軸方向に移動可能に案内部材17の内孔17aに収容されている。そして、主弁体11は、移動することによって弁頭11aを主弁シート10eに対して離着座させる。これにより、第2流路部10dが主弁体11によって開閉される。即ち、弁通路10bが主弁体11によって開閉される。
図2に示すように主弁体11は、軸方向に移動可能にハウジング10に収容され、移動することによって弁通路10bを開閉する。より詳細に説明すると、主弁体11は、軸方向に移動可能に案内部材17の内孔17aに収容されている。そして、主弁体11は、移動することによって弁頭11aを主弁シート10eに対して離着座させる。これにより、第2流路部10dが主弁体11によって開閉される。即ち、弁通路10bが主弁体11によって開閉される。
また、主弁体11は、案内部材17の内孔17aに収容されている状態で、案内部材17との間に以下のような空間を形成する。即ち、主弁体11は、案内部材17の内向きフランジ17dとの間に環状通路17eを形成し、案内部材17の軸方向中間部分においてばね収容空間17fを形成する。より詳細に説明すると、主弁体11は、弁頭11aから軸方向他方側に進むにつれて段階的に外径が大きくなっており、内向きフランジ17dと弁頭11aとの間に環状通路17eを形成している。また、主弁体11は、軸方向中間部分において案内部材17との間にばね収容空間17fを形成している。
環状通路17eは、主弁体11の弁頭11aを囲む環状の通路である。環状通路17eは、第1連通路17bと繋がっており、第1連通路17bを介して環状空間23及び第1流路部10cに繋がっている。また、環状通路17eは、主弁体11が主弁シート10eから離座することによって、第2流路部10dに繋がる。これにより、弁通路10bが開かれる。
ばね収容空間17fは、環状の空間であって、後で詳述する第1ばね部材12が収容されている。また、ばね収容空間17fは、第2連通路17cと繋がっており、第2連通路17cを介して環状空間23及び第1流路部10cに繋がっている。更に、主弁体11の外周面には、軸方向他方側において複数の連通溝11bが形成されており、ばね収容空間17fは、複数の連通溝11bに繋がっている。
また、主弁体11は、パイロット通路11c及びピストン挿通孔11dを有している。パイロット通路11cは、第1流路部10cと第2流路部10dとを繋ぐ。より詳細に説明すると、パイロット通路11cは、主弁体11においてその軸線、本実施形態において軸線L1に沿って延在しており、その開口が第2流路部10dに臨んでいる。ピストン挿通孔11dもまた、軸線L1に沿って延在しており、主弁体11においてパイロット通路11cより軸方向他方側に形成されている。ピストン挿通孔11dは、パイロット通路11cに繋がっており、パイロット通路11cは、本実施形態においてピストン挿通孔11d、案内部材17の内孔17a、連通溝11b、ばね収容空間17f、第2連通路17c、及び環状空間23を介して第1流路部10cに繋がっている。また、パイロット通路11cは、パイロット弁口11fを介してピストン挿通孔11dに繋がっている。主弁体11には、パイロット弁口11fの周りにパイロットシート11gが形成されている。パイロットシート11gには、後で詳述するパイロットピストン13が離着座する。
<第1ばね部材>
付勢部材の一例である第1ばね部材12は、弁通路10bを開く開方向に主弁体11を付勢する。開方向は、例えば主弁体11が主弁シート10eから離座する方向であって、本実施形態において軸方向他方である。より詳細に説明すると、第1ばね部材12は、例えばコイルばねであり、主弁体11の中間部分に外装された状態でばね収容空間17fに収容されている。そして、第1ばね部材12は、主弁体11の軸方向他方側部分を開方向に付勢している。
付勢部材の一例である第1ばね部材12は、弁通路10bを開く開方向に主弁体11を付勢する。開方向は、例えば主弁体11が主弁シート10eから離座する方向であって、本実施形態において軸方向他方である。より詳細に説明すると、第1ばね部材12は、例えばコイルばねであり、主弁体11の中間部分に外装された状態でばね収容空間17fに収容されている。そして、第1ばね部材12は、主弁体11の軸方向他方側部分を開方向に付勢している。
<パイロットピストン>
パイロット弁体の一例であるパイロットピストン13は、図3にも示すパイロットシート11gに離着座し、離着座することによってパイロット通路11cを開閉する。より詳細に説明すると、パイロットピストン13は、主弁体11のピストン挿通孔11dに開閉方向に移動可能に収容されている。本実施形態において、パイロットピストン13の先端側部分がピストン挿通孔11dに移動可能に収容され、更に先端部がパイロットシート11gに着座する。なお、開閉方向は、パイロット通路11cを開く開方向と、パイロット通路11cを閉じる閉方向とを夫々含む双方向である。本実施形態において、開閉方向は、軸線L1に沿う方向である軸方向と一致している。
パイロット弁体の一例であるパイロットピストン13は、図3にも示すパイロットシート11gに離着座し、離着座することによってパイロット通路11cを開閉する。より詳細に説明すると、パイロットピストン13は、主弁体11のピストン挿通孔11dに開閉方向に移動可能に収容されている。本実施形態において、パイロットピストン13の先端側部分がピストン挿通孔11dに移動可能に収容され、更に先端部がパイロットシート11gに着座する。なお、開閉方向は、パイロット通路11cを開く開方向と、パイロット通路11cを閉じる閉方向とを夫々含む双方向である。本実施形態において、開閉方向は、軸線L1に沿う方向である軸方向と一致している。
また、パイロットピストン13は、主弁体11に対する軸線L1まわりの回動が規制されている。より詳細に説明すると、パイロットピストン13は、第1ピン部材21によって主弁体11と連結されている。本実施形態において、パイロットピストン13は、先端側部分に径方向に延在する貫通孔13aを有しており、第1ピン部材21が遊嵌されている。連結部材の一例である第1ピン部材21の両端部は、貫通孔13aから突き出ており、主弁体11に夫々嵌合されている。これにより、パイロットピストン13は、主弁体11に対して軸方向に相対移動可能で且つ軸線L1まわりの回動が規制された状態で主弁体11に係合される。
<プランジャ>
図2に示すプランジャ18は、後で詳述するソレノイド14と協働してパイロットピストン13を軸方向他方に移動させる。より詳細に説明すると、プランジャ18は、磁性材料から成る筒状の部材である。プランジャ18は、軸方向に移動可能に挿通孔10aに収容されている。より詳細に説明すると、プランジャ18は、案内部材17に軸方向に摺動可能に挿入されている。また、プランジャ18の内孔18aには、パイロットピストン13が移動可能に挿通されている。より詳細に説明すると、パイロットピストン13において主弁体11から突き出ている部分、即ちパイロットピストン13の中間部分から軸方向他端までの部分がプランジャ18の内孔18aに挿入されている。そして、プランジャ18は、第2ピン部材22によってパイロットピストン13と連結されている。本実施形態において、パイロットピストン13は、中間部分に径方向に延在する貫通孔13bを有しており、第2ピン部材22が嵌合されている。また、第2ピン部材22の両端部は、貫通孔13bから突き出ており、プランジャ18に夫々遊嵌されている。それ故、パイロットピストン13は、プランジャ18に対して軸方向に相対移動可能に係合される。
図2に示すプランジャ18は、後で詳述するソレノイド14と協働してパイロットピストン13を軸方向他方に移動させる。より詳細に説明すると、プランジャ18は、磁性材料から成る筒状の部材である。プランジャ18は、軸方向に移動可能に挿通孔10aに収容されている。より詳細に説明すると、プランジャ18は、案内部材17に軸方向に摺動可能に挿入されている。また、プランジャ18の内孔18aには、パイロットピストン13が移動可能に挿通されている。より詳細に説明すると、パイロットピストン13において主弁体11から突き出ている部分、即ちパイロットピストン13の中間部分から軸方向他端までの部分がプランジャ18の内孔18aに挿入されている。そして、プランジャ18は、第2ピン部材22によってパイロットピストン13と連結されている。本実施形態において、パイロットピストン13は、中間部分に径方向に延在する貫通孔13bを有しており、第2ピン部材22が嵌合されている。また、第2ピン部材22の両端部は、貫通孔13bから突き出ており、プランジャ18に夫々遊嵌されている。それ故、パイロットピストン13は、プランジャ18に対して軸方向に相対移動可能に係合される。
<ソレノイド>
図1に示すソレノイド14は、通電状態に応じて開方向にパイロットピストン13を移動させる。より詳細に説明すると、ソレノイド14は、ハウジング10に挿通されている。本実施形態において、ソレノイド14は、後で後述するケース19を外装させた状態で挿通孔10aの大径部10hに挿通されている。ソレノイド14は、通電状態に応じた磁界を発生させてプランジャ18を軸方向他方に引き寄せ、プランジャ18を介してパイロットピストン13を開方向に移動させる。更に詳細に説明すると、ソレノイド14は、コイル部材25と、固定磁極26とを含んでいる。
図1に示すソレノイド14は、通電状態に応じて開方向にパイロットピストン13を移動させる。より詳細に説明すると、ソレノイド14は、ハウジング10に挿通されている。本実施形態において、ソレノイド14は、後で後述するケース19を外装させた状態で挿通孔10aの大径部10hに挿通されている。ソレノイド14は、通電状態に応じた磁界を発生させてプランジャ18を軸方向他方に引き寄せ、プランジャ18を介してパイロットピストン13を開方向に移動させる。更に詳細に説明すると、ソレノイド14は、コイル部材25と、固定磁極26とを含んでいる。
コイル部材25は、通電されると磁界を発生する。より詳細に説明すると、コイル部材25は、コイルボビン25aとコイル線25bとを有しており、円筒状のコイルボビン25aにコイル線25bを巻回することによって構成されている。コイル部材25は、挿通孔10aに挿通されている。より詳細に説明すると、コイル部材25は、後で詳述するケース19を外装させた状態でハウジング10の大径部10hに挿通されている。本実施形態において、コイル部材25は、継鉄27を軸方向一方側に配置させ、継鉄27を介して段部10fに押し当てるように大径部10hに挿通されている。また、コイル部材25は、内孔に案内部材17を挿通させている。
固定磁極26は、コイル部材25と協働して電磁力を発生し、プランジャ18を軸方向他方に引き寄せる。より詳細に説明すると、固定磁極26は、強磁性材料から成り、コイル部材25(より詳細には、コイル部材25に挿通される案内部材17)に挿通されている。更に詳細に説明すると、固定磁極26は、小径部分26aと、大径部分26bとを有している。小径部分26aは、コイル部材25に挿通されている。より詳細に説明すると、小径部分26aは、案内部材17の内孔17aまで延在しており、シールされた状態で案内部材17の内孔17aに挿通されている。更に、小径部分26aは、案内部材17の内孔17aにおいてプランジャ18の軸方向他方側に位置している。そして、小径部分26aの先端にばね受凹部26cを有しており、ばね受凹部26cは、プランジャ18の内孔18aに対応する位置にばね受凹部26cが形成されている。大径部分26bは、コイル部材25から軸方向他方に突き出ており、後で詳述するケース19に螺合されている。
<ケース>
ケース19は、ソレノイド14に外装させた状態でハウジング10の大径部10hに螺合されている。より詳細に説明すると、ケース19は、その中にコイル部材25を収容している、また、ケース19の軸方向他方側の開口部には、固定磁極26が螺合され、ケース19の軸方向他方側の開口部は固定磁極26によって塞がれている。本実施形態において、ケース19は、内周面において軸方向他方側に内向きフランジ19aを有している。コイル部材25は、内向きフランジ19aより軸方向一方側に配置されており、継鉄27と共に段部10fと内向きフランジ19aとによって挟持されている。また、固定磁極26は、軸方他方側の開口部を塞ぐように内向きフランジ19aに螺合されている。そして、ケース19は、固定磁極26と共に磁気回路を構成している。
ケース19は、ソレノイド14に外装させた状態でハウジング10の大径部10hに螺合されている。より詳細に説明すると、ケース19は、その中にコイル部材25を収容している、また、ケース19の軸方向他方側の開口部には、固定磁極26が螺合され、ケース19の軸方向他方側の開口部は固定磁極26によって塞がれている。本実施形態において、ケース19は、内周面において軸方向他方側に内向きフランジ19aを有している。コイル部材25は、内向きフランジ19aより軸方向一方側に配置されており、継鉄27と共に段部10fと内向きフランジ19aとによって挟持されている。また、固定磁極26は、軸方他方側の開口部を塞ぐように内向きフランジ19aに螺合されている。そして、ケース19は、固定磁極26と共に磁気回路を構成している。
<第2ばね部材>
コイルばねの一例である第2ばね部材15は、図2に示すようにソレノイド14の電磁力に抗する方向である閉方向にパイロットピストン13を付勢する。第2ばね部材15は、前述の通り、コイルばねである。第2ばね部材15は、プランジャ18内に挿通されており、圧縮された状態でパイロットピストン13の軸方向他方側に配置されている。より詳細に説明すると、第2ばね部材15は、プランジャ18内において、圧縮された状態でパイロットピストン13と固定磁極26との間に配置され、第2ばね部材15の軸方向他方側の端部が固定磁極26のばね受凹部26cによって受けられている。また、第2ばね部材15の軸方向一方側の端部は、後で詳述するばね受部材16によって受けられており、第2ばね部材15は、ばね受部材16を介してパイロットピストン13を付勢している。
コイルばねの一例である第2ばね部材15は、図2に示すようにソレノイド14の電磁力に抗する方向である閉方向にパイロットピストン13を付勢する。第2ばね部材15は、前述の通り、コイルばねである。第2ばね部材15は、プランジャ18内に挿通されており、圧縮された状態でパイロットピストン13の軸方向他方側に配置されている。より詳細に説明すると、第2ばね部材15は、プランジャ18内において、圧縮された状態でパイロットピストン13と固定磁極26との間に配置され、第2ばね部材15の軸方向他方側の端部が固定磁極26のばね受凹部26cによって受けられている。また、第2ばね部材15の軸方向一方側の端部は、後で詳述するばね受部材16によって受けられており、第2ばね部材15は、ばね受部材16を介してパイロットピストン13を付勢している。
<ばね受部材>
ばね受部材16は、第2ばね部材15とパイロットピストン13との間に介在する。そして、ばね受部材16は、軸線L1まわりに相対回動可能にパイロットピストン13に当接している。より詳細に説明すると、ばね受部材16は、第2ばね部材15とパイロットピストン13との間に介在し且つ軸方向に移動可能に案内部材17内に挿通されている。また、ばね受部材16は、軸方向他方側において第2ばね部材15の軸方向一端部を受け、また軸方向一方側の端部をパイロットピストン13の当接面13cに当接させている。当接面13cは、パイロットピストン13においてばね受部材16に対向する面であり、本実施形態において軸方向他方側の端面である。
ばね受部材16は、第2ばね部材15とパイロットピストン13との間に介在する。そして、ばね受部材16は、軸線L1まわりに相対回動可能にパイロットピストン13に当接している。より詳細に説明すると、ばね受部材16は、第2ばね部材15とパイロットピストン13との間に介在し且つ軸方向に移動可能に案内部材17内に挿通されている。また、ばね受部材16は、軸方向他方側において第2ばね部材15の軸方向一端部を受け、また軸方向一方側の端部をパイロットピストン13の当接面13cに当接させている。当接面13cは、パイロットピストン13においてばね受部材16に対向する面であり、本実施形態において軸方向他方側の端面である。
また、ばね受部材16は、図4に示すようにパイロットピストン13に当接する当接部16aを有している。より詳細に説明すると、ばね受部材16は、例えば円柱状の部材であり、本体部16bとロッド部16cとを有している。そして、ばね受部材16は、本体部16bにおいて当接部16aを有している。以下、ばね受部材16の構成が更に詳細に説明される。
ばね受部材16の本体部16bは、円柱状に形成されており、軸方向に摺動可能に案内部材17内に挿通されている。本体部16bは、軸方向一端をパイロットピストン13の当接面13cに当接させており、軸方向一端に当接部16aを有している。より詳細に説明すると、本体部16bの軸方向一端は、軸線L1まわりを軸方向一方に突き出させるようにして形成されており、例えば円錐台状になっている。当接部16aは、軸方向一方に突き出た部分の先端部であってパイロットピストン13の当接面13cに当接する部分であり、軸線L1まわりに回動可能に当接面13cに当接している。
更に詳細に説明すると、当接部16aは、軸方向一方から見て例えば円形状に形成されている。そして、当接部16aの外径r1は、図2に示すようにパイロットシート11gのシート径r2より小さくなっている。本実施形態において、パイロットシート11gのシート径r2は、例えばパイロットシート11gの最小径と最大径との平均径である。但し、パイロットシート11gのシート径r2は、前述する平均径に限定されず、最小径又は最大径であってもよい。ロッド部16cは、本体部16bから軸方向他方に延在している。ばね受部材16は、ロッド部16cに第2ばね部材15を外装させており、第2ばね部材15の軸方向一方側の端部を本体部16bにて受けている。
また、ばね受部材16の当接部16aは、素面により滑り性を向上する表面処理が施されている。より詳細に説明すると、ばね受部材16の当接部16aには、フッ素含有メッキによる表面処理が施されている。本実施形態において、ばね受部材16の外表面全体がフッ素含有メッキによる表面処理が施されている。なお、ばね受部材16の外表面全体に施される表面処理は、フッ素含有メッキによる表面処理に限定されず、他の表面処理であってもよく、素面により滑り性を向上する表面処理であればよい。また、ばね受部材16において、表面処理が施されている部分は、ばね受部材16の外表面において、その全体に限定されず、当接部16aを含む一部分であってもよい。
このように構成されるばね受部材16は、第2ばね部材15によって付勢され、第2ばね部材15の付勢力を当接するパイロットピストン13に作用させる。他方、第2ばね部材15は、コイルばねであるので、圧縮される際に捩じられており、伸長する際に捩じり戻される。第2ばね部材15は、ばね受部材16を介してパイロットピストン13を付勢する際に伸長するので、捩じり戻されることになり、捩じり荷重をばね受部材16に与える。他方、ばね受部材16は、相対回動可能にパイロットピストン13に当接しているので、捩じる荷重がパイロットピストン13に作用することを抑えることができる。
<ガス用電磁弁の動作>
ガス用電磁弁1では、図1に示すように無通電状態において、第2ばね部材15の付勢力によってパイロットピストン13が主弁体11のパイロットシート11gに押し付けられて着座している。また、主弁体11は、パイロットピストン13がパイロットシート11gに押し付けられることによって、パイロットピストン13を介して第2ばね部材15の付勢力を閉方向に受ける。これにより、主弁体11が主弁シート10eに着座し、弁通路10bが閉じられる。
ガス用電磁弁1では、図1に示すように無通電状態において、第2ばね部材15の付勢力によってパイロットピストン13が主弁体11のパイロットシート11gに押し付けられて着座している。また、主弁体11は、パイロットピストン13がパイロットシート11gに押し付けられることによって、パイロットピストン13を介して第2ばね部材15の付勢力を閉方向に受ける。これにより、主弁体11が主弁シート10eに着座し、弁通路10bが閉じられる。
ガス用電磁弁1は、弁通路10bを閉じた状態において、第2流路部10dに高圧のガス(より詳細に説明すると、第1流路部10cのガスより高圧のガス)が導かれると、以下のように動作する。即ち、高圧のガスは、第2ばね部材15の付勢力に抗して主弁体11を持ち上げる。これにより、弁通路10bが開く。そうすると、ガスが、第2流路部10dから挿通孔10a(より詳細に説明すると、弁口10j、環状通路17e、第1連通路17b、及び環状空間23)を介して第1流路部10cに導かれる。その後、第1流路部10cのガス圧と第2流路部10dのガス圧との差圧が所定値になると、主弁体11が主弁シート10eに着座する。これにより、弁通路10bが閉じられるので、第2流路部10dから第1流路部10cへのガスの流れが止まる。
次に、ソレノイド14(より詳細に説明すると、コイル部材25)に通電されると、電磁力が発生し、主弁体11が開方向に移動する。これにより、図5に示すように主弁体11が主弁シート10eから離反する。より詳細に説明すると、ソレノイド14に通電されると、プランジャ18が電磁力によって固定磁極26に引き寄せられる。そうすると、プランジャ18が第2ピン部材22を介してパイロットピストン13を持ち上げ、そしてパイロットピストン13が第2ばね部材15の付勢力に抗して持ち上げられる。これにより、パイロット通路11cが開き、第1流路部10cと第2流路部10dとが繋がる。より詳細に説明すると、第1流路部10cは、環状空間23、第2連通路17c、ばね収容空間17f、連通溝11b、案内部材17の内孔17a、ピストン挿通孔11d、及びパイロット通路11cを介して第2流路部10dに繋がる(図5の太線のガスの流れを参照)。それ故、挿通孔10aのガス圧と第2流路部10dのガス圧の差が小さくなる。そうすると、主弁体11が第1ばね部材12によって持ち上げられる。これにより、図6に示すように主弁体11が主弁シート10eから離れ、弁通路10bが開く。従って、第1流路部10cが、環状空間23、第1連通路17b、及び環状通路17eを介して第2流路部10dと繋がり、第1流路部10cから第2流路部10dに向かって弁通路10bをガスが流れる(図6の太線参照)。
また、弁通路10bが開いた状態でソレノイド14を無通電状態にすると、プランジャ18に作用していた電磁力がなくなる。そうすると、第2ばね部材15がパイロットピストン13を閉方向に移動させる。これにより、パイロットピストン13がパイロットシート11gに押し付けられて着座する。第2ばね部材15は、パイロットピストン13を介して主弁体11を閉方向に押し、主弁体11を主弁シート10eに着座させる。これにより、弁通路10bが閉じられるので、第1流路部10cから第2流路部10dへのガスの流れが止まる。
また、パイロット通路11cを閉じる際、第2ばね部材15は、伸長することによって捩じり戻される。これにより、第2ばね部材15からばね受部材16には、ねじり荷重が作用する。他方、ばね受部材16は、回動可能にパイロットピストン13に当接している。それ故、ねじり荷重がパイロットピストン13に伝わることを抑制することができる。これにより、パイロットピストン13が捩じられながらパイロットシート11gに押し付けられることを抑制することができる。従って、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
更に、パイロットピストン13は、第1ピン部材21によって主弁体11に対して軸線L1まわりの回動が記載されている。それ故、パイロットピストン13が捩じられながらパイロットシート11gに押し付けられることを抑制することができる。これにより、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を更に向上させることができる。
第1実施形態のガス用電磁弁1は、ばね受部材16は、軸線L1まわりに回動可能にパイロットピストン13に当接している。それ故、ばね受部材16からパイロットピストン13にねじり荷重が伝わることを抑制することができる。これにより、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
また、第1実施形態のガス用電磁弁1では、当接部16aは、パイロットシート11gのシート径r2より小さい外径r1を有している。それ故、当接部16aにおいて、パイロットピストン13がばね受部材16から受けるねじり荷重を低減することができる。これにより、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を更に低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を更に向上させることができる。
更に、第1実施形態のガス用電磁弁1では、パイロットピストン13は、主弁体11に対して軸線L1まわりの回動が規制されている。それ故、パイロットピストン13がパイロットシート11gに対して回動することが抑制される。これにより、パイロットシート11gにねじり荷重が作用することを抑制することができるので、パイロットシート11gの耐久性を更に向上させることができる。
更に、第1実施形態のガス用電磁弁1では、パイロットピストン13は、軸方向に移動可能にピストン挿通孔11dに挿入され、且つ軸線L1まわりの回動を規制するように第1ピン部材21によって主弁体11と連結されている。それ故、パイロットピストン13に関して、主弁体11に対して軸線L1まわりの回動を規制しつつ軸方向の移動を可能にすることを容易に実現することができる。
更に、第1実施形態のガス用電磁弁1では、当接部16aは、素面により滑り性を向上する表面処理、即ちフッ素含有メッキによる表面処理が施されている。それ故、ばね受部材16からパイロットピストン13にねじり荷重が伝わることを更に抑制することができる。これにより、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を更に低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
[第2実施形態]
図7に示す第2実施形態のガス用電磁弁1Aは、第1実施形態のガス用電磁弁1の構成と夫々類似している。従って、第2実施形態のガス用電磁弁1Aの構成については、主に第1実施形態のガス用電磁弁1と異なる点が説明され、同一の構成については同一の符号を付して説明が省略される。後で説明する、第3実施形態等のガス用電磁弁1Bについても同様である。
図7に示す第2実施形態のガス用電磁弁1Aは、第1実施形態のガス用電磁弁1の構成と夫々類似している。従って、第2実施形態のガス用電磁弁1Aの構成については、主に第1実施形態のガス用電磁弁1と異なる点が説明され、同一の構成については同一の符号を付して説明が省略される。後で説明する、第3実施形態等のガス用電磁弁1Bについても同様である。
第2実施形態のガス用電磁弁1Aは、ハウジング10と、主弁体11Aと、第1ばね部材12と、パイロットピストン13Aと、ソレノイド14と、第2ばね部材15と、ばね受部材16Aと、案内部材17と、プランジャ18と、ケース19と、回動部材30とを備えている。主弁体11Aは、ピストン挿通孔11Adを有している。また、パイロットピストン13Aは、先端側部分をピストン挿通孔11Adにストローク可能に収容させ、先端部をパイロットシート11gに着座させる。また、パイロットピストン13Aは、軸線L1まわりの回動が規制されるようにピストン挿通孔11Adに係合している。より詳細に説明すると、ピストン挿通孔11Adでは、軸線L1に垂直な断面が例えば角丸長方形状に形成されている。パイロットピストン13Aの先端側部分もまた、軸線L1に垂直な断面がピストン挿通孔11Adと同じ形状、即ち角丸長方形状に形成されている。それ故、パイロットピストン13Aは、ピストン挿通孔11Adに対する軸線L1まわりの回動が規制される。これにより、パイロットピストン13Aが捩じられながらパイロットシート11gに押し付けられることを抑制することができる。従って、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
また、パイロットピストン13Aの軸方向他端面13cには、回動部材30が設けられている。そして、パイロットピストン13Aは、ばね受部材16Aの軸方向一端との間に回動部材30を介在させてばね受部材16Aに当接している。回動部材30は、例えばスラスト軸受けであり、パイロットピストン13Aに対するばね受部材16Aの回動を許容している。これにより、ばね受部材16Aは、軸線L1まわりの相対回動可能にパイロットピストン13Aに当接する。それ故、第2ばね部材15のねじり荷重がパイロットピストン13Aに伝わることを抑制することができる。これにより、パイロットピストン13Aが捩じられながらパイロットシート11gに押し付けられることを更に抑制することができる。従って、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
第2実施形態のガス用電磁弁1Aは、パイロットピストン13は、軸方向に移動可能にピストン挿通孔11dに挿入され、且つ軸線L1まわりの回動を規制するようにピストン挿通孔11dに係合している。それ故、パイロットピストン13に関して、主弁体11に対する軸線L1まわりの回動を規制しつつ軸方向の移動を可能に構成することを容易に実現することができる。
第2実施形態のガス用電磁弁1Aは、その他、第1実施形態のガス用電磁弁1と同様の作用効果を奏する。
[第3実施形態]
図8に示す第3実施形態のガス用電磁弁1Bは、ハウジング10と、主弁体11Bと、第1ばね部材12と、パイロットピストン13Bと、ソレノイド14と、第2ばね部材15と、ばね受部材16と、案内部材17と、プランジャ18と、ケース19と、とを備えている。主弁体11Bは、ピストン挿通孔11Bdを有している。ピストン挿通孔11Bdは、複数の係合溝11hを有している。本実施形態において、ピストン挿通孔11Bdは、4つの係合溝11hを有している。係合溝11hは、ピストン挿通孔11Bdの内周面において径方向に凹む溝であり、軸線L1に沿って延在している。本実施形態において、4つの係合溝11hは、ピストン挿通孔11Bdの内周面において、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。
図8に示す第3実施形態のガス用電磁弁1Bは、ハウジング10と、主弁体11Bと、第1ばね部材12と、パイロットピストン13Bと、ソレノイド14と、第2ばね部材15と、ばね受部材16と、案内部材17と、プランジャ18と、ケース19と、とを備えている。主弁体11Bは、ピストン挿通孔11Bdを有している。ピストン挿通孔11Bdは、複数の係合溝11hを有している。本実施形態において、ピストン挿通孔11Bdは、4つの係合溝11hを有している。係合溝11hは、ピストン挿通孔11Bdの内周面において径方向に凹む溝であり、軸線L1に沿って延在している。本実施形態において、4つの係合溝11hは、ピストン挿通孔11Bdの内周面において、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。
パイロットピストン13Bは、先端側部分をピストン挿通孔11Bdにストローク可能に収容させ、先端部をパイロットシート11gに着座させる。また、パイロットピストン13Bは、軸線L1まわりの回動が規制されるようにピストン挿通孔11Bdに係合している。より詳細に説明すると、パイロットピストン13Bは、複数の係合突起13dを有している。本実施形態において、パイロットピストン13Bは、係合溝11hと同数、即ち4つの係合突起13dを有している。係合突起13dは、互いに間隔をあけて配置されており、パイロットピストン13Bの外周面において係合溝11hに対応する位置に配置されている。また、係合突起13dは、係合溝11hを軸方向に移動可能であり、且つ主弁体11Bに対するパイロットピストン13Bの軸線L1まわりの回動を規制するように係合溝11hに係合している。本実施形態において、係合突起13dは、係合溝11hと同様に、パイロットピストン13Bの外周面において軸方向に延在している。このように構成されているパイロットピストン13Bは、ピストン挿通孔11Bdに対する軸線L1まわりの回動が規制される。これにより、パイロットピストン13Bが捩じられながらパイロットシート11gに押し付けられることを抑制することができる。従って、パイロットシート11gに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシート11gの耐久性を向上させることができる。
第3実施形態のガス用電磁弁1Bは、パイロットピストン13Bは、ピストン挿通孔11dの係合溝11hに係合する係合突起13dを有している。それ故、パイロットピストン13Bに関して、回動を規制する構造を容易に形成することができる。
第3実施形態のガス用電磁弁1Bは、その他、第1実施形態のガス用電磁弁1と同様の作用効果を奏する。
[その他の実施形態]
本実施形態のガス用電磁弁1,1A,1Bでは、第2ばね部材15としてコイルばねが用いられているが、皿ばね等のねじり荷重を発生させることなく軸方向の付勢力を発生できるばねが用いられてもよい。この場合、ガス用電磁弁1,1A,1Bにおいて、必ずしもばね受部材16,16Aは必要ではなく、皿ばね等はパイロットピストン13に直接取り付けられてもよい。また、ガス用電磁弁1,1A,1Bでは、プランジャ18とパイロットピストン13,13A,13Bとが第2ピン部材22で連結されているが、必ずしも連結されている必要はない。例えば、プランジャ18がパイロットピストン13,13A,13Bを引き上げ可能に係合していてもよく、パイロットピストン13,13A,13Bを離座させるべく開方向に移動させることができる構成であればよい。
本実施形態のガス用電磁弁1,1A,1Bでは、第2ばね部材15としてコイルばねが用いられているが、皿ばね等のねじり荷重を発生させることなく軸方向の付勢力を発生できるばねが用いられてもよい。この場合、ガス用電磁弁1,1A,1Bにおいて、必ずしもばね受部材16,16Aは必要ではなく、皿ばね等はパイロットピストン13に直接取り付けられてもよい。また、ガス用電磁弁1,1A,1Bでは、プランジャ18とパイロットピストン13,13A,13Bとが第2ピン部材22で連結されているが、必ずしも連結されている必要はない。例えば、プランジャ18がパイロットピストン13,13A,13Bを引き上げ可能に係合していてもよく、パイロットピストン13,13A,13Bを離座させるべく開方向に移動させることができる構成であればよい。
更に、ガス用電磁弁1において、ばね受部材16の当接部16aの外径r1がパイロットシート11gのシート径r2より大きくなっていてもよく、ばね受部材16の軸方向一端がフラットに形成されて、軸方向一端全体が当接部16aを構成してもよい。また、ガス用電磁弁1,1Bにおいて、当接部16aは、ばね受部材16に形成されているが、パイロットピストン13に形成されていてもよく、ばね受部材16及びパイロットピストン13の両方を有していてもよい。両方有している場合は、2つの当接部は、例えば互いに当接するように構成される。
また、ガス用電磁弁1,1A,1Bにおいて、パイロットピストン13に関して主弁体11に対する軸線L1まわりの回動を規制する構造は、前述するような構造に限定されず、他の構造であってもよい。更にガス用電磁弁1,1A,1Bにおいて、パイロットピストン13は、必ずしも主弁体11に対する軸線L1まわりの回動が規制されている必要はなく、主弁体11に対して軸線L1まわりに回動してもよい。更に、パイロットピストン13は、必ずしも主弁体11のピストン挿通孔11d,11Ad,11Bdに挿入されている必要はなく、主弁体11の軸方向他方側の端面に着座するような構造であってもよい。
<例示的な実施形態>
第1の局面におけるガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、前記弁通路を開閉するように前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット通路を開く方向である開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、前記パイロット通路を閉じる方向である閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、前記コイルばねと前記パイロット弁体との間に介在するばね受部材と、を備え、前記ばね受部材は、前記開方向に延びる主軸線まわりに相対回動可能に前記パイロット弁体に当接しているものである。
第1の局面におけるガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、前記弁通路を開閉するように前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット通路を開く方向である開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、前記パイロット通路を閉じる方向である閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、前記コイルばねと前記パイロット弁体との間に介在するばね受部材と、を備え、前記ばね受部材は、前記開方向に延びる主軸線まわりに相対回動可能に前記パイロット弁体に当接しているものである。
上記局面に従えば、ばね受部材は、主軸線まわりに回動可能にパイロット弁体に当接している。それ故、ばね受部材からパイロット弁体にねじり荷重が伝わることを抑制することができる。これにより、パイロットシートに作用するねじり荷重を低減することができるので、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
第2の局面におけるガス用電磁弁は、第1の局面のガス用電磁弁において、前記ばね受部材及び前記パイロット弁体の少なくとも一方は、他方に当接する当接部を含み、前記当接部は、前記パイロットシートのシート径より小さい外径を有している。
上記局面に従えば、当接部は、パイロットシートのシート径より小さい外径を有している。それ故、当接部において、パイロット弁体がばね受部材から受けるねじり荷重を低減することができる。これにより、パイロットシートに作用するねじり荷重を更に低減することができるので、パイロットシートの耐久性を更に向上させることができる。
第3の局面におけるガス用電磁弁は、第1又は2の局面のガス用電磁弁において、前記パイロット弁体は、前記主弁体に対して前記主軸線まわりの回動が規制されている。
上記局面に従えば、パイロット弁体は、主弁体に対して主軸線まわりの回動が規制されている。それ故、パイロット弁体がパイロットシートに対して回動することが抑制される。これにより、パイロットシートにねじり荷重が作用することを抑制することができるので、パイロットシートの耐久性を更に向上させることができる。
第4の局面におけるガス用電磁弁は、第1乃至3の何れかの局面のガス用電磁弁において、前記主弁体は、ピストン挿通孔を更に有し、前記パイロット弁体は、開閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記主軸線まわりに回動を規制するように連結部材によって前記主弁体と連結されている。
上記局面に従えば、パイロット弁体は、開閉方向に移動可能にピストン挿通孔に挿入され、且つ主軸線まわりの回動を規制するように連結部材によって主弁体と連結されている。それ故、パイロット弁体に関して、主弁体に対する主軸線まわりの回動を規制しつつ開閉方向に移動を可能にすることを容易に実現することができる。
第5の局面におけるガス用電磁弁は、第1乃至4の何れかの局面のガス用電磁弁において、前記主弁体は、前記主軸線に沿って延在するピストン挿通孔を更に有し、前記パイロット弁体は、開閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記主軸線まわりの回動を規制されるように前記ピストン挿通孔に係合している。
上記局面に従えば、パイロット弁体は、開方向及び閉方向に移動可能にピストン挿通孔に挿入され、且つ主軸線まわりの回動を規制するようにピストン挿通孔に係合している。それ故、パイロット弁体に関して、主弁体に対する主軸線まわりの回動を規制しつつ開閉方向の移動を可能に構成することを容易に実現することができる。
第6の局面におけるガス用電磁弁は、第5の局面のガス用電磁弁において、前記ピストン挿通孔は、前記主軸線に沿って延在する係合溝を有し、前記パイロット弁体は、前記係合溝に係合する係合突起を有している。
上記局面に従えば、パイロット弁体は、ピストン挿通孔の係合溝に係合する係合突起を有している。それ故、パイロット弁体に関して、回動を規制する構造を容易に形成することができる。
第7の局面におけるガス用電磁弁は、第1乃至6の何れかの局面のガス用電磁弁において、前記ばね受部材及び前記パイロット弁体の少なくとも一方は、他方に当接する当接部を含み、前記当接部は、素面により滑り性を向上する表面処理が施されている。
上記局面に従えば、当接部は、素面により滑り性を向上する表面処理が施されている。それ故、ばね受部材からパイロット弁体にねじり荷重が伝わることを更に抑制することができる。これにより、パイロットシートに作用するねじり荷重を更に低減することができるので、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
第8の局面におけるガス用電磁弁は、第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、前記弁通路を開閉可能に前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット通路を開く開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、前記パイロット通路を閉じる閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、前記主弁体は、開方向に沿って延在するピストン挿通孔を更に有し、前記ピストン挿通孔は、開方向に沿って延在する係合溝を有し、前記パイロット弁体は、開方向及び閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記係合溝に係合する係合突起を有しているものである。
上記局面に従えば、パイロット弁体は、ピストン挿通孔の係合溝に係合する係合突起を有している。それ故、パイロット弁体は、主弁体に対して主軸線まわりの回動が規制される。即ち、パイロット弁体がパイロットシートに対して回動することが抑制される。これにより、パイロットシートにねじり荷重が作用することを抑制することができるので、パイロットシートの耐久性を向上させることができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
Claims (8)
- 第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、
前記弁通路を開閉するように前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、
前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、
前記パイロット通路を開く方向である開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、
前記パイロット通路を閉じる方向である閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、
前記コイルばねと前記パイロット弁体との間に介在するばね受部材と、を備え、
前記ばね受部材は、前記開方向に延びる主軸線まわりに相対回動可能に前記パイロット弁体に当接している、ガス用電磁弁。 - 前記ばね受部材及び前記パイロット弁体の少なくとも一方は、他方に当接する当接部を含み、
前記当接部は、前記パイロットシートのシート径より小さい外径を有している、請求項1に記載のガス用電磁弁。 - 前記パイロット弁体は、前記主弁体に対して前記主軸線まわりの回動が規制されている、請求項1に記載のガス用電磁弁。
- 前記主弁体は、ピストン挿通孔を更に有し、
前記パイロット弁体は、開閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記主軸線まわりに回動を規制するように連結部材によって前記主弁体と連結されている、請求項1に記載のガス用電磁弁。 - 前記主弁体は、前記主軸線に沿って延在するピストン挿通孔を更に有し、
前記パイロット弁体は、開閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記主軸線まわりの回動を規制されるように前記ピストン挿通孔に係合している、請求項1に記載のガス用電磁弁。 - 前記ピストン挿通孔は、前記主軸線に沿って延在する係合溝を有し、
前記パイロット弁体は、前記係合溝に係合する係合突起を有している、請求項5に記載のガス用電磁弁。 - 前記ばね受部材及び前記パイロット弁体の少なくとも一方は、他方に当接する当接部を含み、
前記当接部は、素面により滑り性を向上する表面処理が施されている、請求項1に記載のガス用電磁弁。 - 第1流路部及び第2流路部を有する弁通路を含むハウジングと、
前記弁通路を開閉可能に前記ハウジングに収容され、前記第1流路部と前記第2流路部とに繋がるパイロット通路とパイロットシートとを含む主弁体と、
前記パイロットシートに離着座可能であって、離着座することによって前記パイロット通路を開閉するパイロット弁体と、
前記パイロット通路を開く開方向に前記パイロット弁体を移動させるソレノイドと、
前記パイロット通路を閉じる閉方向に前記パイロット弁体を付勢するコイルばねと、
前記主弁体は、開方向に沿って延在するピストン挿通孔を更に有し、
前記ピストン挿通孔は、開方向に沿って延在する係合溝を有し、
前記パイロット弁体は、開方向及び閉方向に移動可能に前記ピストン挿通孔に挿入され、且つ前記係合溝に係合する係合突起を有している、ガス用電磁弁。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2026528225A JPWO2025263180A1 (ja) | 2024-06-18 | 2025-05-15 |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/017761 Pending WO2025263180A1 (ja) | 2024-06-18 | 2025-05-15 | ガス用電磁弁 |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001248748A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-14 | Fuji Koki Corp | 3段階流量制御電磁弁 |
| JP2012002252A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電磁式開閉弁 |
-
2025
- 2025-05-15 WO PCT/JP2025/017761 patent/WO2025263180A1/ja active Pending
- 2025-05-15 JP JP2026528225A patent/JPWO2025263180A1/ja active Pending
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| JP2012002252A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 電磁式開閉弁 |
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|---|---|
| JPWO2025263180A1 (ja) | 2025-12-26 |
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