JP3932520B2 - 定流量電磁弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、１次側の流路内を流れる流体の圧力が変動した際においても常に一定なる流量を２次側の流路内へ供給する為の定流量電磁弁に関するもので、例えばファンコイルユニットにおける加湿装置等への水の供給あるいは停止に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の定流量電磁弁は、流路内を流れる流体中に含まれる異物を除去する為のストレーナ。流路内を流れる流体圧力を一定圧力に制御する為の減圧弁。流量を一定流量に繰り込む為のオリフィスニップル。流路を開閉して流体の供給、停止を行なう電磁弁。よりなるもので、
前記ストレーナ、減圧弁、オリフィスニップル、電磁弁は、格別に用意され、それら各構成がニップル、エルボ等によって配管接続され、システム構成として定流量電磁弁機能を備える。
すなわち、第１配管よりストレーナに流入する流体は、ストレーナにて異物が除去され、清浄なる流体が第２配管を介して減圧弁に供給される。
減圧弁にあっては流入する流体圧力に応じて一定なる流体圧力に制御され、この一定なる圧力に制御された流体は第３配管を介してオリフィスニップルに供給される。
オリフィスニップルにあっては、内部のオリフィスにて一定流量にその流量を制御し、一定流量の流体が第４配管を介して電磁弁に供給される。
一方、電磁弁にあっては、流体の供給時に弁座が開放されて第５配管を介して消費部に向けて流体が供給され、液体の供給停止時において弁座が閉塞され、消費部に向かう流体の供給が停止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の定流量電磁弁システムによると、以下の不具合を有する。
（１）ストレーナ、減圧弁、電磁弁、にあっては、それらの基部部材となる本体部を必ず各構成において必要とするもので、ストレーナ本体、減圧弁本体、電磁弁本体を共用することが困難である。以上によると、各構成部品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部品コスト高、組みつけコスト高、を招来し安価なシステムを供給し得ないものである。
（２）各構成は複数のニップル、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、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定流量電磁弁システムを提供できない。
（３）更に、前記各構成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。
【０００４】
本発明は、かかる不具合に鑑み成されたもので、単一の本体内に前記各構成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、更にはコンパクト化、を図ることのできる安価な定流量電磁弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】
本発明になる定流量電磁弁は、前記目的を達成する為に、左端に開口する流入口と、右端に開口する流出口と、上端に開口する可動コア収納孔と、下端に開口する弁体収納凹部と、弁体収納凹部の底部から上方に凹設される弁座体収納室と、が形成され、弁座体収納室と可動コア収納孔とが第１流路をもって連絡され、流出口と弁座体収納室とがジェットを備える第２流路とにより連絡され、更に流入口は、第３流路の端部に形成される第１弁座をもって可動コア収納孔に開口して連絡される弁本体と；
上端に開口する第２弁座から下端に向かって開口する第１通孔と、第１通孔の中間部から外側方に向かって開口する第２通孔と、を備えた弁座体と；
弁座体の第１通孔内に移動自在に配置され、その上端に第２弁座を開閉する第２弁体を有し、中間部に第１通孔より小径をなす縮少径部を有する制御杆と；を備え、
前記、弁本体の可動コア収納孔内にコイル、固定コア、プランジャースプリングよりなる電磁弁の可動コアを配置するとともに可動コアの先端の弁部を、第１弁座に臨んで配置し、
前記、弁座体収納室内に、制御杆を備える弁座体を固定配置することにより第２通孔と第２流路とを連絡するとともに弁座体に移動自在に配置される制御杆の第２弁体を、第２弁座に対向配置し、縮少径部と第１通孔とによって形成される環状の間隙を第２通孔に連絡配置し、
又、前記弁本体凹部とそれをおおうカバーとの間にダイヤフラムを挟持することにより弁本体凹部側に流体受圧室を、カバー側に大気室を区分形成するとともに前記ダイヤフラム に弁座体より下方に突出する制御杆の下端を対向配置し、
前記大気室内に、弁座体収納室内に縮設され、第２弁体を第２弁座に向けて付勢する制御杆スプリングより強いバネ力を有するダイヤフラムスプリングを縮設し、
更に第２弁座の下流とジェットの上流との間の流路と流体受圧室とを流体導入路にて連通したことを第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したことを第２の特徴とする。
【０００７】
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記弁座体に、一端が第２通孔に開口し、他端が流体受圧室内に開口する流体導入路を設けたことを第３の特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の第１の特徴によれば、弁本体とカバーとによって形成される筐体内に、定流量電磁弁の主構成要素である電磁弁、減圧弁、定流量弁、の機能を一体的に収納配置できる。又、弁座体と弁座体の内方に配置される制御杆とにより圧力調整部（減圧弁に相当する）を形成したので、定流量弁をコンパクトにまとめることができる。
【０００９】
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でき、第２弁体による圧力制御作用を可変調整できる。
【００１０】
又、第３の特徴によると、流体導入路が弁座体に形成されるので、流体導入路を極めて容易に形成できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明になる定流量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、上端に可動コア収納孔１Ｃが開口し、下端に弁本体凹部１Ｄが開口する弁本体である。
又、弁本体凹部１Ｄの底部１Ｅには、上方に向かって弁座体収納室１Ｆが形成され、弁座体収納室１Ｆの上方は、第１流路１Ｇを介して可動コア収納孔１Ｃに連絡され、弁座体収納室１Ｆの側方には流出口１Ｂに連なる第２流路１Ｈが開口する。
そして前記可動コア収納孔１Ｃ内には第１弁座２が開口するもので、第１弁座２の上流は、第３流路１Ｊを介して流入口１Ａに連絡される。
以上によると、弁本体１に形成される流入口１Ａと流出口１Ｂとは、上流から下流に向けて、第３流路１Ｊ−第１弁座２−可動コア収納孔１Ｃ−第１流路１Ｇ−弁座体収納室１Ｆ−第２流路１Ｈによって連絡される。
【００１２】
弁本体１の上端には電磁弁Ｓが配置される。
電磁弁Ｓは、筒状のコイル３の内方に固定コア４と、固定コア４に対して接離する可動コア５と、可動コア５を固定コア４より離反するよう付勢するプランジャースプリング６と、を備えるもので可動コア５の先端には弁部７を有する。
前記電磁弁Ｓは、前述の如く弁本体１の上端に配置されるもので、前記可動コア５の下方は、弁本体１の上端に向かって開口する可動コア収納孔１Ｃに移動自在に配置される。
そして、可動コア５の先端に設けた弁部７は、可動コア収納孔１Ｃ内に臨んで開口する第１弁座２に対応して配置されるもので、第１弁座２は弁部７によって開閉される。
【００１３】
８は、弁座体収納室１Ｆ内に固定配置される弁座体であり、弁座体８の下端外周に設けたオネジが弁座体収納室１Ｆの下方に設けたメネジに螺着されて固定される。
弁座体８は、その上端に第２弁座２０を有し、この第２弁座２０より下端に向けて第１通孔８Ａが貫通して穿設され、又第１通孔８Ａの中間部から外側方に向かって第２通孔８Ｂが穿設され、この第２通孔８Ｂは弁本体１の第２流路１Ｈに連絡される。
【００１４】
９は弁座体８の第１通孔８Ａ内に移動自在に配置される制御杆であり、その上端に第２弁座２０を開閉する第２弁体２１が配置され、その下方は第１通孔８Ａに摺動自在に支持されるとともに下端９Ａは弁座体８より下方に向かって突出する。
又、制御杆９の中間部には第１通孔８Ａより小径をなす縮小径部９Ｂが設けられるもので、第２弁座２０を流下する流体は、第１通孔８Ａと縮小径部９Ｂとによって形成される環状の間隙Ｐを通って第２通孔８Ｂへと流れる。
【００１５】
１０は、弁本体凹部１Ｄの開口をおおうよう弁本体１の下端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１０は弁本体１の下端と有底カップ状のカバー１１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１Ｄはダイヤフラム１０によって閉塞されて流体受圧室Ａが形成され、カバー１１とダイヤフラム１０とによって大気室Ｂが形成される。
又、前記ダイヤフラム１１は上側リテーナ１２Ａと下側リテーナ１２Ｂとによって挟持され、一方カバー１１にはネジ部材１３が螺着される。
１４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１２Ｂを介してダイヤフラム１０に係止され、下端はリテーナ１５を介してネジ部材１３に係止される。
【００１６】
尚、１６は、弁本体１の第２流路１Ｈに配置したジェットである。
又、１７は、第２弁座９の下流とジェット１６の上流との間の通路と流体受圧室Ａとを連通する流体導入路である。
本例の流体導入路１７は、第２流路１Ｈと流体受圧室Ａとを連絡した。
更に、１８は、制御杆９を大気室Ｂ側に向けて押圧する制御杆スプリングであり、ダイヤフラムスプリング１４のバネ力は制御杆スプリング１８のバネ力より強く設定される。更に又１９はストレーナであって流入口１Ａに配置される。
【００１７】
以上によると、流入口１Ａと流出口１Ｂとは、以下によって連絡される。
流入口１Ａ−第３流路１Ｊ−第１弁座２−可動コア収納孔１Ｃ−第１流路１Ｇ−弁座体収納室１Ｆ−第２弁座２０−第１通孔８Ａと縮小径部９Ｂによって形成される間隙Ｐ−第２通孔８Ｂ−第２流路１Ｈ−ジェット１６−流出口１Ｂである。又、制御杆９はダイヤフラムスプリング１４にて上方に押圧されるとともに制御杆スプリング１８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９の上下方向位置が決定される。このとき制御杆９の下端９Ａは上側リテーナ１２Ａに当接し、第２弁体２１は第２弁座２０を一定開口する。
【００１８】
次にその作用について説明する。
電磁弁Ｓのコイル３に通電されない状態において、可動コア５はプランジャースプリング６のバネ力によって下方へ押圧され、弁部７は第１弁座２を閉塞保持する。
以上によると流入口１Ａと可動コア収納孔１Ｃ、第１流路１Ｇとは遮断されて保持されるもので、吐出路１Ｂより流体が排出されることがなく、閉弁状態が維持される。
尚、以下の説明を容易にする為にかかる閉弁状態において、制御杆９はダイヤフラムスプリング１４によって上方向へ付勢され、これによって第２弁体２１が第２弁座２０を一定開口させた状態において安定させた。
【００１９】
次いで、電磁弁Ｓのコイル３に通電して流体を供給する際について説明する。コイル３に通電されると、可動コア５はコイル３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４側へ移動するもので、可動コア６に装着された弁部７は第１弁座２を開放する。
以上によると、第３流路１Ｊにある流体は、第１弁座２、可動コア収納孔１Ｃ、第１流路１Ｇ、弁座体収納室１Ｆ、第２弁座２０、間隙Ｐ、第２通孔８Ｂ、第２流路１Ｈ、ジェット１６、を介して流出口１Ｂ内へと流れ込む。
以上は、流体の流れについて説明したが、流体の定流量制御は以下によって行なわれる。
【００２０】
すなわち、第２弁座２０を介してジェット１６より上流側の流路（いいかえると間隙Ｐ、第２通孔８Ｂ、第２流路１Ｈがこの流路に相当する）に流入する流体の圧力が設定された流体圧力より高い場合、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１０はダイヤフラムスプリング１４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１０の下方向への移動によると、制御杆９は制御杆スプリング１８によりダイヤフラム１０に追従して下方向へ移動し、第２弁体２１が第２弁座２０の開口面積を小さく絞り込むことになる。
以上によると、ジェット１６の上流側の流体圧力を即座に所定の一定圧力に低下して制御しうるもので、一定圧力を有する流体が一定絞りを有するジェット１６を通過することによって流体の定流量制御を行なうことができる。
【００２１】
一方、第２弁座２０を介してジェット１６より上流側の流路に流入する流体の圧力が設定された流体圧力より低い場合、前記と同様に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１０は制御杆スプリング１８のバネ力に抗してダイヤフラムスプリング１４のバネ力により上方向へと移動する。
このダイヤフラム１０の上方向への移動によると、制御杆９はダイヤフラム１０に追従して上方向へ移動し、第２弁体２１が第２弁座２０の開口面積を大きく開放する。
以上によると、ジェット１６の上流側の流体圧力を即座に所定の一定圧力に上昇して制御しうるもので、一定圧力を有する流体が一定絞りを有するジェット１６を通過することによって流体の定流量制御を行なうことができる。
【００２２】
又、ダイヤフラムスプリング１４のバネ力の設定は、ネジ部材１３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１３を締めこむことによってダイヤフラムスプリング１４の設定バネ力を強くすることができ、ネジ部材１３を緩めることによってダイヤフラムスプリングのバネ力を弱めることができる。
以上によると、ジェット１６の上流側の流路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定流量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１４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１３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、極めて高精度な定流量制御を行なうことができる。
【００２３】
又、弁本体１に弁座体収納室１Ｆを設け、該弁座体収納室１Ｆに圧力を制御する機能を有する弁座体８を固定配置するとともに制御杆９を弁座体８に移動自在に配置し、前記弁座体８には、上端の第２弁座２０から下端に向けて開口する第１通孔８Ａと、第１通孔８Ａと第２流路１Ｈとを連絡する第２通孔８Ｂを設け、一方制御杆９には、その上端に第２弁座２０を開閉する第２弁体２１を設け、下端を上側リテーナ１２Ａを介してダイヤフラム１０に当接し、その中間部に環状の間隙Ｐを形成する為の縮小径部９Ｂを設けたので、圧力制御機能を同一軸心線上に配置でき、定流量電磁弁をコンパクトにまとめる上で効果的である。
【００２４】
更に又、前記流体導入路１７を、弁座体８の下端から第２通孔８Ｂに向けて貫通して穿設したことによると、（この流体導入路１７は図１において点線で示される）弁座体８の製作時において同時に加工形成することができ、弁本体１に流体導入路１７を設けるのに比較し、製造コストを低減できる。
【００２５】
又、電磁弁Ｓの第１弁座２より上流側の第３流路１Ｊあるいは流入口１Ａ内にストレーナ１９を配置することによると、第１弁座２、第２弁座２０、ジェット１６に向かう流体中に異物が含まれるものでなく、常に清浄な流体を供給しうるもので、特に第１弁座２にあっては弁閉塞性を長期に渡って安定して保持でき、第２弁座２０、ジェット１６にあっては異物によって絞り部が閉塞されることがなく、正確な開口面積の制御が行ないうるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる定流量電磁弁によると、左端に開口する流入口と、右端に開口する流出口と、上端に開口する可動コア収納孔と、下端に開口する弁体収納凹部と、弁体収納凹部の底部から上方に凹設される弁座体収納室と、が形成され、弁座体収納室と可動コア収納孔とが第１流路をもって連絡され、流出口と弁座体収納室とがジェットを備える第２流路とにより連絡され、更に流入口は、第３流路の端部に形成される第１弁座をもって可動コア収納孔に開口して連絡される弁本体と；
上端に開口する第２弁座から下端に向かって開口する第１通孔と、第１通孔の中間部から外側方に向かって開口する第２通孔と、を備えた弁座体と；
弁座体の第１通孔内に移動自在に配置され、その上端に第２弁座を開閉する第２弁体を有し、中間部に第１通孔より小径をなす縮少径部を有する制御杆と；を備え、
前記、弁本体の可動コア収納孔内にコイル、固定コア、プランジャースプリングよりなる電磁弁の可動コアを配置するとともに可動コアの先端の弁部を、第１弁座に臨んで配置し、
前記、弁座体収納室内に、制御杆を備える弁座体を固定配置することにより第２通孔と第２流路とを連絡するとともに弁座体に移動自在に配置される制御杆の第２弁体を、第２弁座に対向配置し、縮少径部と第１通孔とによって形成される環状の間隙を第２通孔に連絡配置し、
又、前記弁本体凹部とそれをおおうカバーとの間にダイヤフラムを挟持することにより弁本体凹部側に流体受圧室Ａを、カバー側に大気室を区分形成するとともに前記ダイヤフラムに弁座体より下方に突出する制御杆の下端を対向配置し、
前記大気室内に、弁座体収納室内に縮設され、第２弁体を第２弁座に向けて付勢する制御杆スプリングより強いバネ力を有するダイヤフラムスプリングを縮設し、
更に第２弁座の下流とジェットの上流との間の流路と流体受圧室とを流体導入路にて連通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定流量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、流入路に連なる配管と、吐出路に連なる配管とを取り外すことによって定流量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。
【００２７】
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、ジェットより上流側の流体の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定流量制御を行なうことができる。
【００２８】
又、弁座体収納室に固定配置される弁座体に第２弁座、第１通孔及び第２通孔を設け、該弁座体内に移動自在に配置される制御杆に第２弁体、縮小径部を設けるとともに制御杆の下端をダイヤフラムに当接したことによると、定流量電磁弁をコンパクトにまとめる上で好ましい。
【００２９】
更に流体導入路を弁座体に設けたことによると、流体導入路の製造コストを低減できたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の定流量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
１Ｄ 弁本体凹部
１Ｅ 流体受圧室の底部
１Ｆ 弁座体収納室
１Ｇ 第１流路
１Ｈ 第２流路
２ 第１弁座
８ 弁座体
８Ａ 第１通孔
８Ｂ 第２通孔
９ 制御杆
９Ｂ 縮小径部
１０ ダイヤフラム
１１ カバー
１４ ダイヤフラムスプリング
１６ ジェット
２０ 第２弁座
２１ 第２弁体

Claims (3)

1. 左端に開口する流入口１Ａと、右端に開口する流出口１Ｂと、上端に開口する可動コア収納孔１Ｃと、下端に開口する弁体収納凹部１Ｄと、弁体収納凹部１Ｄの底部１Ｅから上方に凹設される弁座体収納室１Ｆと、が形成され、弁座体収納室１Ｆと可動コア収納孔１Ｃとが第１流路１Ｇをもって連絡され、流出口１Ｂと弁座体収納室１Ｆとがジェット１６を備える第２流路１Ｈとにより連絡され、更に流入口１Ａは、第３流路１Ｊの端部に形成される第１弁座２をもって可動コア収納孔１Ｃに開口して連絡される弁本体１と；
   上端に開口する第２弁座２０から下端に向かって開口する第１通孔８Ａと、第１通孔８Ａの中間部から外側方に向かって開口する第２通孔８Ｂと、を備えた弁座体８と；
   弁座体８の第１通孔８Ａ内に移動自在に配置され、その上端に第２弁座２０を開閉する第２弁体２１を有し、中間部に第１通孔８Ａより小径をなす縮少径部９Ｂを有する制御杆９と；を備え、
   前記、弁本体の可動コア収納孔１Ｃ内にコイル３、固定コア４、プランジャースプリング６よりなる電磁弁Ｓの可動コア５を配置するとともに可動コア５の先端の弁部７を、第１弁座２に臨んで配置し、
   前記、弁座体収納室内に、制御杆９を備える弁座体８を固定配置することにより第２通孔８Ｂと第２流路１Ｈとを連絡するとともに弁座体８に移動自在に配置される制御杆９の第２弁体２１を、第２弁座２０に対向配置し、縮少径部９Ｂと第１通孔８Ａとによって形成される環状の間隙Ｐを第２通孔８Ｂに連絡配置し、
   又、前記弁本体凹部とそれをおおうカバー１１との間にダイヤフラム１０を挟持することにより弁本体凹部１０側に流体受圧室Ａを、カバー１１側に大気室Ｂを区分形成するとともに前記ダイヤフラムに弁座体８より下方に突出する制御杆９の下端９Ａを対向配置し、
   前記大気室内に、弁座体収納室１Ｆ内に縮設され、第２弁体２１を第２弁座２０に向けて付勢する制御杆スプリング１８より強いバネ力を有するダイヤフラムスプリング１４を縮設し、
   更に第２弁座２０の下流とジェット１６の上流との間の流路と流体受圧室Ａとを流体導入路１７にて連通したことを特徴とする定流量電磁弁。
2. 前記ダイヤフラムスプリングの上端が下側リテーナ１２Ｂを介してダイヤフラム１０に係止され、ダイヤフラムスプリング１４の下端を、カバー１１に螺着されたネジ部材１３に係止されてなる請求項１記載の定流量電磁弁。
3. 前記弁座体に、一端が第２通孔８Ｂに開口し、他端が流体受圧室Ａ内に開口する流体導入路１７を設けたことを特徴とする請求項１記載の定流量弁。

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