JP4081592B2 - 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、本例出願人の出願になる特開平１１−２８０９３７号がある。
流入口と流出口とが、その上流から下流に向けて第１流路、弁座、第２流路、ジェットを備える流路にて連絡される弁本体と；弁本体の下側に開口する弁本体凹部と、それをおおうカバーとの間に挟持され、流体受圧室と大気室とに区分するダイヤフラムと；大気室内にあってダイヤフラムを流体受圧室側に向けて押圧するダイヤフラムスプリングと；弁座を含む第２流路に挿通して移動自在に配置され、その上端が電磁装置の可動コアの下端に臨んで配置されるとともに上端の近傍に、弁座を開閉する弁部を備え、その下端がダイヤフラムに係止される制御杆と；
制御杆の弁部が弁座を閉塞するよう付勢する制御杆スプリングと；弁座とジェットとの間の第２流路を流れる流体を流体受圧室内へ導入する為の流体導入路と；備え、電磁装置への非通電時において、可動コアスプリングのバネ力にて制御杆の弁部をして弁座を閉塞保持し、電磁装置への通電時において、制御杆に対する可動コアスプリングのバネ力を解除したものである。
【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によると、以下の課題を有する。
第１には流入口から流入する流体は、第１流路を介して可動コア収納孔の一側の底部に流入し、次いで弁座に流れこむ。
以上によると、可動コア収納孔内に配置される弁部の側壁には、かたよった流体圧が作用するもので、弁部と一体的に形成される制御杆に横荷重が作用することになる。
そして制御杆に横荷重が作用することによると、第２流路内に摺動自在に支持される制御杆との間に摩擦力が生じてその摺動抵抗が増加し、第２流路における制御杆の作動に支障がきたす。
一方、制御杆は、電磁装置への通電時において、制御杆を下方に向けて押圧する制御杆スプリングのバネ力と、制御杆を上方に向けて押圧するダイヤフラムスプリングのバネ力とのバランスによってその位置が設定されるものであるが、前述の如く、制御杆の摺動抵抗が増加することによると、第２流路内を流れる流体圧力を所定の一定圧力に調圧することが困難となり、これによって流体の正確な定流量制御ができないことにつながる。
第２には、制御杆スプリングは弁部の上端と可動コアの下端との間に縮設されるもので、これによると、組付け作業性を向上できない。
すなわち、まず弁部を備える制御杆は、第２流路内に制御杆の下方が挿入配置され、次いで弁部が可動コア収納口内に配置される。
次いで弁部の上端に制御杆スプリングが配置され、制御杆スプリングの上端に電磁装置の可動コアの下端が配置され、かかる状態において電磁装置が弁本体に取着される。
以上によると、特に制御杆スプリングの組付け作業性を向上できない。
【０００４】
本発明になる定流量電磁弁は、かかる不具合に鑑み成されたもので、従来における制御杆の動特性の向上を図り、正確な定流量制御を達成することのできる定流量電磁弁を提供することを主目的とし、更に組付け作業性の向上を達成することを他の目的とする。
【０００５】
【課題を達成する為の手段】
本発明になる定流量電磁弁は、前記目的達成の為に、弁本体は、左端に流入口をもって開口する第１流路と、
右端に流出口をもって開口する第２流路と、
その上端の開口が別体形成される弁座に穿設される弁孔をもって第１流路に開口し、下端が開口部をもって第２流路に開口する弁体収納室と、
弁本体の下方にあって、流体導入路をもって第２流路に連絡される流体受圧室と、大気室とに区分し、ダイヤフラムスプリングによって流体受圧室側に付勢されるダイヤフラムと、
弁本体の上方にあって、前記弁座の弁孔を開閉する弁部を備える電磁装置と、を備え、
一方、前記弁体収納室には、前記第２流路の開口部を開閉するテーパー弁部を備えるニードルバルブを配置するとともに該ニードルバルブを、弁体収納室内に縮設され、その一端が弁座に係止される弁体スプリングによって開口部側に向けて付勢するとともにその下端をダイヤフラムに当接配置し、
更に、前記弁孔、弁体収納室、ニードルバルブ、第２流路の開口部の長手軸心線を同一軸心線上に配置したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明の定流量電磁弁によると、第１流路から弁座の弁孔を介して弁体収納室内に流入する流体は弁体収納室の中心に向かって流れ込み、この流体は弁本体の全周を均一にまわりこみながら第２流路の開口部内へ進入する。
従って弁体収納室内にある弁本体には片寄った横方向の流体圧が作用するものでなくニードルバルブに対する摺動抵抗を均一に維持でき、増加させることがない。
又、弁体スプリングは、弁体収納室内にあって弁体部上に配置され、弁体収納室の上方開口を弁座によって閉塞することによって、弁体スプリングを弁座と弁体部との間に縮設配置できる。
【０００７】
【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が開口する弁本体であり、流入口１Ａに連なる第１流路２は弁本体１の側方の中心近傍に達するとともに上方に向かって開口し、更に弁本体１の下方には弁本体凹部１Ｃが凹設される。
又、弁本体１の側方の略中心部には、上方にある第１流路２に向かってその上方が開口する弁体収納室３が凹設され、更に弁体収納室３の底部から弁本体凹部１Ｃに向かって第２流路４が穿設される。すなわち、第２流路４は開口部４Ａをもって弁体収納室３内に開口する。
前記弁体収納室３及び弁体収納室３に開口する第２流路４の長手軸心線は同一線上であって且つ垂直方向に形成される。
又、前記第２流路４は、開口部４Ａの下方から右側方に向かって分岐されるもので、この側方への第２流路４の下流端に、ジェット５が配置され、このジェット５が流出口１Ｂに臨んで開口する。
【０００８】
６は、弁本体凹部１Ｃ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６は弁本体１の下端と有底カップ状のカバー７とによって挟持される。以上によると弁本体の弁本体凹部１Ｃはダイヤフラム６によって閉塞されて流体受圧室Ａが形成され、カバー７とダイヤフラム６とによって大気室Ｂが形成される。又、前記ダイヤフラム６は上側リテーナと下側リテーナとによって挟持され、一方カバー７にはネジ部材８が螺着される。
９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を介してダイヤフラム６に係止され、その下端は下側リテーナを介してネジ部材８に係止される。
又、前記流体受圧室Ａと第２流路４とは流体導入路１０によって連絡され、第２流路４内の流体圧力が流体受圧室Ａ内に導入される。
【０００９】
１１はニードルバルブで、テーパー弁部１１Ａを備える弁体部１１Ｂと、弁体部１１Ｂから下方に向かって連設される小径逃げ部１１Ｃと摺動部１１Ｄとを備える。
１２は弁体収納室４の、第１流路２に向かう上部開口に配置される弁座であり、この弁座１２には弁孔１２Ａが穿設される。
【００１０】
Ｓは電磁装置であり、筒状のコイル１３の内方に固定コア１４と、固定コア１４に対して接離する可動コア１５と、可動コア１５を固定コア１４より離反するよう付勢する可動コアスプリング１６と、を備える。
【００１１】
次に定流量電磁弁の組付けについて説明する。
電磁装置Ｓは予めサブアッセンブリーされる。又、ダイヤフラム６はカバー７によって弁本体１の弁本体凹部１Ｃ上にネジ止め固定され、これによって流体受圧室Ａ、大気室Ｂは予め形成された。
次に弁体収納室３の上部開口からニードルバルブ１１が挿入配置されるもので、このとき、小径逃げ部１１Ｃ、摺動部１１Ｄは、弁体収納室３内に開口部４Ａをもって開口する第２流路４に摺動自在に配置され、弁体部１１Ｂは弁体収納室３内に配置され、このとき弁体部１１Ｂのテーパー弁部１１Ａは第２流路４の開口部４Ａに臨んで配置される。
次いで弁体収納室３内の弁体部１１Ｂに向けて弁体スプリング１７が配置され、次いで弁体収納室３の上部開口を弁孔１２Ａを備える弁座１２によって閉塞する。
以上によると、弁体スプリング１７の下端は弁体部１１Ｂに係止され、弁体スプリング１７の上端は弁座１２の下端に係止され、もってニードルは図において下方向に押圧され、摺動部１１Ｄの下端１１Ｅはダイヤフラム６に臨んで配置される。
ここで特に注目されるべきことは、弁座１２に穿設される弁孔１２Ａの長手軸心線と、弁体収納室３の長手軸心線と、開口部４Ａを含む第２流路４の長手軸心線と、ニードルバルブ１１の長手軸心線が垂直方向の同一軸心線Ｘ−Ｘ上に配置されることである。
次に弁本体１の上部開口に電磁装置Ｓを配置してネジ止めを固定するもので、これによると、可動コア１５の先端に設けた弁部１５Ａは弁座１２の弁孔１２Ａに臨んで配置される。
以上によって定流量電磁弁の組付けは終了するもので、弁本体１内には、流入口１Ａ−第１流路２−弁孔１２Ａ−弁体収納室３−開口部４Ａ−第２流路４−ジェット５−流出口１Ｂの流路が形成されることになる。
【００１２】
次にその作用について説明する。電磁装置Ｓのコイル１３に通電されない状態において、可動コア１５は可動コアスプリング１６のバネ力によって下方へ押圧され、可動コア１５の弁部１５Ａは弁孔１２Ａを閉塞保持する。
以上によると、流入口１Ａから第１流路２内に供給される流体は、弁孔１２Ａ部で遮断され、流出口１Ｂより流体が排出されることがなく、閉弁状態が保持される。
次いで、電磁装置Ｓのコイル１３に通電して流体を供給する際について説明する。コイル１３に通電されると、可動コア１５はコイル１３に生起する磁力により、可動コアスプリング１６のバネ力に抗して固定コア１４側へ移動するもので、これによると、弁部１５Ａは弁孔１２Ａを開放保持する。
以上によると第１流路２内に供給される流体は、弁孔１２Ａ、弁体収納室３、開口部４Ａ、第２流路４、ジェット５を介して流出口１Ｂに流れる。
【００１３】
そして流体の定流量制御は以下によって行われる。
第２流路４内へ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１０を介して流体受圧室Ａ内に導入されるものであり、これによるとダイヤフラム６はダイヤフラムスプリング９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９の下方向への移動によると、ニードルバルブ１１は弁体スプリング１７によりダイヤフラム６に追従して下方向へ移動し、テーパー弁部１１Ａが開口部４Ａの開口面積を小さく繰り込むことになる。以上によると、ジェット５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５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。
【００１４】
一方、第２流路４内へ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、この流体圧力は流体導入路１０を介して流体受圧室Ａ内に導入されるものであり、これによるとダイヤフラム６はダイヤフラムスプリング９のバネ力によって上方向へと移動する。
このダイヤフラム９の上方向への移動によると、ニードルバルブ１１はダイヤフラム６に追従して上方向へ移動し、テーパー弁部１１Ａが開口部４Ａの開口面積を大きく開口することになる。以上によると、ジェット５の上流側の流体圧力を即座に所定の一定圧力に上昇させ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５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。
【００１５】
そして、本発明における定流量電磁弁にあっては以下に注目すべきである。
すなわち、弁孔１２Ａから弁体収納室３内に流入する流体は弁体収納室３の上部から中心方向に沿って流入するもので、この流体は弁体部１１Ｂの外周を均一に下方に向かって流れ、開口部４Ａから第２流路４内へと流れ込む。
以上によればニードルバルブ１１に対して流体圧による片寄った一方向の横荷重が作用するものでなく、ニードルバルブ１１に対する摺動抵抗を増加させたり、あるいはその摺動抵抗にバラツキを与えることがない。
従ってニードルバルブ１１は弁体スプリング１７による下方向への押圧力と、ダイヤフラムスプリング９によるダイヤフラムスプリング９の上方向への押圧力とによって一義的にその位置が決定されて、テーパー弁部１１Ａによる開口部４Ａの開口面積が制御されるので、安定して且つ正確な定流量制御を行なうことができたものである。
又、本発明によれば、弁本体１の弁体部収納室３の上方開口に弁座１２を固定配置することによって予め弁体スプリング１７を備えるニードルバルブ１１を配置できたもので、これによると特にニードルバルブ１１を含む弁体スプリング１７の組付け作業性を大きく向上できた。
又、ニードルバルブ１１を含む弁体スプリング１７及びダイヤフラム６は弁本体１に予めサブアッセンブリーでき、これに予めサブアッセンブリーされる電磁装置を組付ければよいもので、これによると予めサブアッセンブリー状態にあるものを互いに組付ければよいものでこのことも組付け作業性の向上に寄与することになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の定流量電磁弁によると、特に弁孔、弁体収納室、ニードルバルブ及び弁体収納室に臨む第２流路の長手軸心線を同一軸心線上に配置したことによって、ニードルの上部にあって、弁体収納室内に配置される弁体部の外周に均一に流体を流すことができ、これによってニードルに対する流体圧による一方向の横荷重が作用することが抑止できたので、ニードルに対する摺動抵抗の増加を抑止できるとともに均一な摺動抵抗を得ることができ、もって正確にして且つ安定した定流量を制御できる定流量電磁弁を提供できたものである。
又、弁体スプリングが弁体収納室内に配置され、その下端を弁体部に係止し、その上端を弁座に係止したことによると、ニードルを含む弁体スプリングを予め弁本体にサブアッセンブリーすることができ、これによって組付け作業性を大きく向上できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明になる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
２ 第１流路
３ 弁体収納室
４ 第２流路
４Ａ 開口部
５ ジェット
６ ダイヤフラム
１１ ニードルバルブ
１１Ａ テーパー弁部
１１Ｂ 弁体部
１１Ｃ 小径逃げ部
１１Ｄ 摺動部
１２ 弁座
１２Ａ 弁孔
１７ 弁体スプリング

Claims (1)

1. 弁本体（１）は、左端に流入口（１Ａ）をもって開口する第１流路（２）と、
   右端に流出口（１Ｂ）をもって開口する第２流路（４）と、
   その上端の開口が別体形成される弁座（１２）に穿設される弁孔（１２Ａ）をもって第１流路（２）に開口し、下端が開口部（４Ａ）をもって第２流路（４）に開口する弁体収納室（３）と、
   弁本体（１）の下方にあって、流体導入路（１０）をもって第２流路（４）に連絡される流体受圧室（Ａ）と、大気室（Ｂ）とに区分し、ダイヤフラムスプリング（９）によって流体受圧室（Ａ）側に付勢されるダイヤフラム（６）と、
   弁本体（１）の上方にあって、前記弁座の弁孔（１２Ａ）を開閉する弁部（１５Ａ）を備える電磁装置（Ｓ）と、を備え、
   一方、前記弁体収納室には、前記第２流路の開口部（４Ａ）を開閉するテーパー弁部（１１Ａ）を備えるニードルバルブ（１１）を配置するとともに該ニードルバルブを、弁体収納室（３）内に縮設され、その一端が弁座（１２）に係止される弁体スプリング（１７）によって開口部（４Ａ）側に向けて付勢するとともにその下端（１１Ｅ）をダイヤフラム（６）に当接配置し、
   更に、前記弁孔、弁体収納室（３）、ニードルバルブ（１１）、第２流路（４）の開口部（４Ａ）の長手軸心線を同一軸心線（Ｘ）−（Ｘ）上に配置したことを特徴とする定流量電磁弁。

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