JP2002286145A - 弁構造 - Google Patents
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Abstract
も、弁体を弁座の座面全周に密着させて、流体の漏れを
防止する弁構造を提供すること。 【解決手段】弁構造は弁座15、弁体17、弁体ケース
19を含む。弁体17は、開口部19cから弁座15と
の当接面17aを露呈させるよう弁体ケース19に組み
入れられる。弁体ケース19を上下動させると、弁体1
7の当接面17aが弁座15に当接・離間して開閉が行
われる。弁体17は、その裏面17cの中央に凸部17
dを有する。弁体17の裏面17cは、凸部17dの先
端が裏蓋25の底面25aに当接することで弁体ケース
19に支持される。凸部17d以外の裏面17cと裏蓋
25の底面25aとの間には、弁体17の変形を許容す
る隙間が設けられる。
Description
又は離間させるようにした弁構造に関する。
例えば、図11に示すような、直動3ポート電磁弁10
0がある。この電磁弁100は、COMポート101、
NCポート102、NOポート103の3つのポートを
有し、第1弁体104と第2弁体105とを一体に組み
付けたプランジャ106が、コイル107への通電・停
止によってコア108に吸着・離間されることにより、
流路を切り替えるものである。そして、第2弁体105
は、第2弁座109に当接・離間されて、COMポート
101とNOポート103との間の流路を開閉する。
して示すように、第2弁座109に当接する当接面10
5aを有し、その当接面105aの周囲に段部105b
が形成され、当接面105aと反対側の裏面には凸部1
05cが設けられている。そして、第2弁体105が組
み入れられる弁体ケース110は、一対のロッド部11
0a(図11、図12には一方のみ図示されている)を
介してプランジャ106に連結されている。また、弁体
ケース110を構成する裏蓋111は、第2弁体105
の凸部105cが貫入される貫入孔111aを有する。
そして、第2弁体105は、その段部105bに組み込
まれたスペーサ112と、裏蓋111とに挟まれるよう
にして弁体ケース110に組み入れられている。
しない状態では、バネ113の復元力がバネ114の復
元力を上回るので、プランジャ106と弁体ケース11
0は図中下方に押し下げられ、第2弁体105は第2弁
座109と離間する。一方、コイル107に通電する
と、プランジャ106がコア108に吸着され、バネ1
13の復元力に抗して図中上方へ移動する。従って、弁
体ケース110もプランジャ106と共に移動し、第2
弁体105が図中上方へ引き上げられるので、第2弁座
109に当接する。このとき、バネ114が、弁体ケー
ス110を図中下方から支えることで、第2弁体105
が第2弁座109に当接するようになっている。
弁構造では、第2弁体105を第2弁座109に当接さ
せて流路を閉じたとき、第2弁座109の密閉性を確保
するためには、第2弁座109の座面全周と第2弁体1
05の当接面105aとが均等に当接することが望まし
い。しかし、実際には、部品成形時の誤差や組付時の誤
差等から当接の均等性を得ることは難しい場合があっ
た。また、バネ114が弁体ケース110を押さえる力
には限度があるので、バネ114の力のみで第2弁体1
05の当接面105aを第2弁座109の座面全周に密
着させることも難しい。そのため、第2弁体105を第
2弁座109に当接させたときに、両者105,109
の間に僅かな隙間が生じるおそれがあり、その隙間から
流体の漏れが発生するおそれがあった。特に、この弁構
造では、低圧の流体を扱うときに隙間が生じやすいとい
う傾向があった。
であって、その目的は、弁体ケースと弁座とに組付時等
の誤差があっても、弁体を弁座の座面全周に密着させ
て、流体の漏れを防止する弁構造を提供することにあ
る。
めに、請求項1に記載の発明は、弁座と、弁体と、弁体
ケースとを備え、弁体は、弁体ケースの開口部から弁座
との当接面が露呈するように弁体ケースに組み入れら
れ、弁体ケースを移動させることにより、弁体の当接面
を弁座に当接・離間させて開閉を行うようにした弁構造
において、弁体は、当接面と反対側の裏面に凸部を有
し、弁体の裏面は、凸部の先端が弁体ケースの底面に当
接することで弁体ケースに支持されることを趣旨とす
る。
を移動させることにより移動される。ここで、弁体はそ
の当接面と反対側の裏面に凸部を有し、その凸部の先端
が弁体ケースの底面に当接しているので、凸部以外の裏
面部分は弁体ケースに直接当接せず、弁体ケースの底面
との間に隙間が生じる。この隙間により、弁体自身の変
形が許容される。このことから、弁体ケースの移動によ
って弁体の当接面が弁座に当接したときに、弁体の変形
によって、弁体の当接面が弁座に倣って、その座面全周
に当接することになる。
記載の発明は、請求項1に記載の弁構造において、弁体
は、略円板状をなし、凸部は、裏面の中央部に1つ設け
られ、弁座の座面は、略円環状をなすことを趣旨とす
る。
の作用に加え、凸部が裏面の中央部に1つ設けられるの
で、その凸部を中心として、弁体全体がいずれの方向へ
も変形可能となる。ここで、弁体と弁座との間に生じる
組付時等の誤差は、主に、弁体の当接面と弁座の座面全
周との間に傾きを生じさせるので、弁体全体がいずれの
方向へも傾くことで、弁体の当接面を弁座の座面全周と
同じ角度に合わせることができる。
記載の発明は、弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、
弁体は、弁体ケースの開口部から弁座との当接面が露呈
するように弁体ケースに組み入れられ、弁体ケースを移
動させることにより、弁体の当接面を弁座に当接・離間
させて開閉を行うようにした弁構造において、弁体は、
当接面と反対側の裏面がその中央へ向かって凸状に収束
するテーパをなし、弁体の裏面は、テーパの先端部が弁
体ケースの底面に当接することで弁体ケースに支持され
ることを趣旨とする。
ースを移動させることにより移動される。ここで、弁体
はその当接面と反対側の裏面がその中央へ向かって凸状
に収束するテーパをなし、そのテーパの先端部が弁体ケ
ースの底面に当接しているので、テーパの先端部以外の
裏面部分は弁体ケースに直接当接せず、弁体ケースの底
面との間に隙間が生じる。この隙間により、弁体自身の
変形が許容される。このことから、弁体ケースの移動に
よって弁体の当接面が弁座に当接したときに、弁体の変
形によって、弁体の当接面が弁座に倣って、その座面全
周に当接することになる。
た一実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
面図であり、図2は、その電磁弁1の平面図である。図
3および図4は、図1と図2のA−A断面図であり、そ
れぞれ非通電時と通電時を示す。この電磁弁1は、従来
技術の欄で述べた直動3ポート電磁弁100と基本的構
成を同じくする。
示すように、ボディ10にCOMポート11、NCポー
ト12、NOポート13が設けられている。ボディ10
には、第1弁座14と第2弁座15とが一体的に形成さ
れる。各弁座14,15には、ゴム製の第1弁体16、
第2弁体17がそれぞれ当接あるいは離間可能に設けら
れる。第1弁体16は、プランジャ18に組み付けら
れ、第2弁体17は、ロッド19aを介してプランジャ
18に連結された弁体ケース19に組み入れられる。電
磁弁1には、プランジャ18を吸着するためのコア20
と、コア20を励磁するためのコイル21とが設けられ
る。
9を図中下方へ押し下げるための第1バネ22が設けら
れる。弁体ケース19には、同ケース19を図中上方へ
押し上げるための第2バネ23が設けられる。各ポート
11〜13には、図1、図2に示すように、各種の管継
手30,31,32がそれぞれ取り付けられ、それぞれ
のポート11〜13が他の機器と接続されるようになっ
ている。
弁体17は、第2弁座15に当接する当接面17aを含
み、その周囲には段部17bが設けられる。第2弁体1
7は、当接面17aと反対側の裏面17cの中央に凸部
17dを含む。この実施の形態では、第2弁体17の厚
みが、例えば「4.6mm」であり、それに対して凸部
17dの高さが、例えば「0.25mm」に設定され
る。弁体ケース19は、その底側に嵌め込まれた裏蓋2
5を含む。そして、第2弁体17は、その段部17bが
スペーサ24を介して弁体ケース19のフランジ部19
bに係止され、この状態で、第2弁体17の凸部17d
の先端が裏蓋25の底面25aに当接している。このよ
うに組み付けられることにより、第2弁体17は、凸部
17dの先端のみが裏蓋25の底面25aに当接してお
り、凸部17d以外の第2弁体17の裏面17cと裏蓋
25の底面25aとの間には、わずかに隙間ができてい
る。この組付状態において、弁体ケース19の開口部1
9cから、第2弁体17の当接面17aが露呈してい
る。
動作を説明する。まず、図1及び図3に示すように、コ
イル21に通電していない状態では、第1バネ22の復
元力によって、プランジャ18は図中下方に押し下げら
れ、第1弁体16が第1弁座14に当接するとともに、
第2弁体17は第2弁座15と離間している。これは、
第1バネ22の復元力が第2バネ23の復元力を上回る
からである。ここで、コイル21に通電すると、図4に
示すように、プランジャ18は、コア20による吸着力
によって、第1バネ22の復元力に抗して図中上方へ移
動する。従って、第1弁体16が第1弁座14から離間
するとともに、第2弁体17が第2弁座15に当接す
る。
用される。その場合、まず、非通電時においては、図1
に示すように、第1弁座14は閉止され、第2弁座15
は開放されている。すなわち、COMポート11とNO
ポート13とが連通されている。そして、電磁弁1の切
換のためにコイル21に通電されると、第1弁座14が
開放され、第2弁座15が閉止される。これによって、
COMポート11とNCポート12とが連通され、NC
ポート12からCOMポート11へと加圧された空気が
流入する。そして、再びコイル21への通電を停止する
と、COMポート11とNOポート13とが連通し、C
OMポート11からNOポート13へと空気が流れる。
誤差等により、第2弁体17の当接面17aと、第2弁
座15の座面全周との間に、多少の傾きが存在すること
がある。従来の電磁弁100の弁構造では、この傾きが
わずかであれば、第2弁体105の可撓性によりその当
接面105aが第2弁座109の座面全周に密着し、流
体の漏れが発生することはなかった。しかし、希に大き
な傾きが生じた場合に、流体の漏れが発生することが問
題となっていた。
弁構造では、第2弁体17の凸部17dの周囲と裏蓋2
5の底面25aとの間に隙間を設けることで、図6に示
すように、第2弁体17が、凸部17dを軸としていず
れの方向へも傾くようになっている。これによって、第
2弁体17の当接面17aは、第2弁座15の座面全周
の傾きに倣うことができる。つまり、第2弁体17は、
それ自身の可撓性により、凸部17dを軸としての変形
が許容され、当接面17aの傾きが変えられる。図6で
は、第2弁体17の当接面17aと第2弁座15の座面
全周との傾きがθで示される。
による限界シール圧力値を評価した実験結果を、従来の
電磁弁100の弁構造と比較して図7に示す。ここで
は、管継手30に栓をしてNCポート11を閉塞させ、
電磁弁1のコイル21に通電して第2弁座15を閉止
し、COMポート11とNCポート12とを連通させた
状態で、NOポート13へ加圧していき、COMポート
11へ流体の漏れが発生するまでの圧力を限界シール圧
力として計測した。従来の弁構造についても、同様の実
験を行った。図7の左側のグラフが従来の弁構造による
ものであり、右側のグラフが本実施の形態の弁構造によ
るものである。それぞれのグラフで網掛け表示された部
分が、誤差を含む測定値の範囲を示す。従来の弁構造で
は、限界シール圧力値は0.1MPa〜0.65MPa
であったのに対し、本実施の形態の弁構造では、限界シ
ール圧力値は、0.65MPa〜0.84MPaであっ
た。この結果から、従来の弁構造に比較して、本実施の
形態の弁構造では、大幅なシール性能の向上が見られる
とともに、測定値のばらつきが小さくなったことが分か
る。
弁1の弁構造によれば、第2弁体17は弁体ケース19
に組み入れられ、弁体ケース19を移動させることによ
って第2弁体17が移動される。
aと反対側の裏面17cに凸部17dを有し、その凸部
17dの先端が裏蓋25の底面25aに当接しているの
で、凸部17d以外の裏面17cは裏蓋25に直接当接
せず、裏面17cと底面25aとの間に隙間が生じる。
この隙間により、第2弁体17自身の変形が許容され
る。このことから、弁体ケース19の移動によって第2
弁体17の当接面17aが第2弁座15に当接したとき
に、第2弁体17の変形によって第2弁体17の当接面
17aが第2弁座15に倣い、その座面全周に当接する
ことになる。この結果、第2弁体17の当接面17aを
第2弁座15の座面全周に密着させることができ、これ
によって両者15,17の間における流体の漏れを防止
することができる。
造によれば、凸部17dが裏面17cの中央部に1つ設
けられるので、その凸部17dを中心として、第2弁体
17全体がいずれの方向へも変形可能となる。ここで、
第2弁体17と第2弁座15との間に生じる組付時等の
誤差は、主に、第2弁体17の当接面17aと第2弁座
15の座面全周との間に傾きを生じさせるので、第2弁
体17全体がいずれの方向へも傾くことで、第2弁体1
7の当接面17aを第2弁座15の座面全周と同じ角度
に合わせることができる。この結果、第2弁体17と第
2弁座15との間の組付時等の誤差の位置に拘わらず、
第2弁体17の当接面17aを、第2弁座15の座面全
周に一層確実に密着させることができ、これによって両
者15,17の間における流体の漏れを一層確実に防止
することができる。
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に
変更して実施することもできる。
うに、第2弁体17の当接面17aと反対側の裏面17
cに凸部17dを設け、その凸部17dの先端を弁体ケ
ース19の底面25aに当接させることで第2弁体17
の裏面17cを弁体ケース19に支持するようにした。
これに対し、図8に示すように、第2弁体17の当接面
17aと反対側の裏面17cをその中央へ向かって凸状
に収束するテーパ30に形成し、そのテーパ30の先端
点30aを弁体ケース19の底面25aに当接させるこ
とで第2弁体17の裏面17cを弁体ケース19に支持
するように構成してもよい。この構成によっても前記実
施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
の凸部17dの先端を平坦面に構成した。これに対し、
図9に示すように、凸部17dの先端面をその中央へ向
かって凸状に収束するテーパ31に形成し、そのテーパ
31の先端点31aを弁体ケースの底面25aに当接さ
せることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケースに支
持するように構成してもよい。この構成によっても前記
実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
第2弁体17の裏面17cにおけるテーパ30の先端点
30aを弁体ケース19の底面25aに当接させること
で第2弁体17の裏面17cを弁体ケース19に支持す
るようにした。これに対し、図10に示すように、裏面
17cのテーパ30の先端部を平坦面30bとして、そ
の平坦面30bを弁体ケースの底面25aに当接させる
ことで第2弁体17の裏面17cを弁体ケースに支持す
るように構成してもよい。この構成によっても前記実施
の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
造を3方弁タイプの電磁弁1に具体化したが、この電磁
弁1に限らず他の電磁弁にも適用するこができる。ま
た、第2弁体17と弁体ケース19との移動方法は、電
磁式に限るものではない。
弁体ケースと弁座との間に組付時等の誤差があっても、
弁体ケースの移動により弁体の当接面を弁座に当接させ
たときに、弁体の変形により弁体の当接面が弁座に倣う
ことになり、その座面全周に当接する。これにより、弁
体の当接面を弁座の座面全周に密着させることができ、
弁体と弁座との間の流体の漏れを防止することができる
という効果を発揮する。
求項1に記載の発明の効果に加え、凸部を中心に弁体全
体がいずれの方向へも傾くことになり、弁体の当接面が
弁座の座面全周と同じ角度に合わせられる。これによ
り、弁体の当接面を弁座の座面全周に一層確実に密着さ
せることができ、弁体と弁座との間の流体の漏れを一層
確実に防止することができるという効果を発揮する。
体ケースと弁座との間に組付時等の誤差があっても、弁
体ケースの移動により弁体の当接面を弁座に当接させた
ときに、弁体の変形により弁体の当接面が弁座に倣うこ
とになり、その座面全周に当接する。これにより、弁体
の当接面を弁座の座面全周に密着させることができ、弁
体と弁座との間の流体の漏れを防止することができると
いう効果を発揮する。
る。
である。
ある。
である。
拡大断面図である。
結果を表すグラフである。
スの拡大断面図である。
である。
図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、
前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との
当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れら
れ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体
の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うよう
にした弁構造において、 前記弁体は、前記当接面と反対側の裏面に凸部を有し、 前記弁体の裏面は、前記凸部の先端が前記弁体ケースの
底面に当接することで前記弁体ケースに支持されること
を特徴とする弁構造。 - 【請求項2】 前記弁体は、略円板状をなし、前記凸部
は、前記裏面の中央部に1つ設けられ、前記弁座の座面
は、略円環状をなすことを特徴とする請求項1に記載の
弁構造。 - 【請求項3】 弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、
前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との
当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れら
れ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体
の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うよう
にした弁構造において、 前記弁体は、前記当接面と反対側の裏面がその中央へ向
かって凸状に収束するテーパをなし、 前記弁体の裏面は、前記テーパの先端部が前記弁体ケー
スの底面に当接することで前記弁体ケースに支持される
ことを特徴とする弁構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001086868A JP4437518B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 弁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001086868A JP4437518B2 (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 弁構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002286145A true JP2002286145A (ja) | 2002-10-03 |
JP4437518B2 JP4437518B2 (ja) | 2010-03-24 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015052863A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 川崎重工業株式会社 | 減圧弁 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001086868A patent/JP4437518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015052863A1 (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | 川崎重工業株式会社 | 減圧弁 |
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