JP3932520B2 - 定流量電磁弁 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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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