JP6097345B2 - Solenoid open / close valve - Google Patents

Description

本発明は、空気等の流体が流通する流体通路に接続することにより当該流体通路を一定周期で開閉する用途などに用いて好適な電磁開閉弁に関する。   The present invention relates to an electromagnetic on-off valve suitable for use in applications such as opening and closing a fluid passage at a constant period by connecting to a fluid passage through which a fluid such as air flows.

従来、流体通路に接続することにより当該流体通路を開閉する電磁開閉弁としては、特許文献１，２及び３に開示される電磁弁が知られている。   Conventionally, electromagnetic valves disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3 are known as electromagnetic on-off valves that open and close the fluid passage by connecting to the fluid passage.

これらの電磁弁は、いずれも図１１及び図１２に示す基本構成を備えている。即ち、符号１００で示す電磁弁（電磁開閉弁）は、ガイド部材１０２により第一位置Ｘ１と第二位置Ｘ２間を進退変位自在に支持されるプランジャ部１０３，及びこのプランジャ部１０３を電磁気力により少なくとも第一位置Ｘ１又は第二位置Ｘ２の一方へ変位させるステータ部１０４を有する電磁駆動部１０１と、プランジャ部１０３の先端に固定し、かつ流体が流通する流体通路１１１に臨むゴム素材により形成した弁体部１１２，及びこの弁体部１１２に対向した位置に設け、かつ流体通路１１１の一方側に連通する弁座部１１３を有する開閉機構部１１０とを備えている。   Each of these solenoid valves has a basic configuration shown in FIGS. That is, an electromagnetic valve (electromagnetic on-off valve) denoted by reference numeral 100 has a plunger portion 103 that is supported by a guide member 102 so as to be movable back and forth between the first position X1 and the second position X2, and the plunger portion 103 is made electromagnetic by electromagnetic force. The electromagnetic drive unit 101 having a stator unit 104 that is displaced to at least one of the first position X1 and the second position X2, and a rubber material that is fixed to the tip of the plunger unit 103 and faces the fluid passage 111 through which the fluid flows. A valve body 112 and an opening / closing mechanism 110 having a valve seat 113 provided at a position facing the valve body 112 and communicating with one side of the fluid passage 111 are provided.

この場合、開閉機構部１１０を構成する弁体部１１２及び弁座部１１３は、流体通路１１１に対する確実な開閉機能を確保するとともに、閉じる際の無用なバウンドを回避しつつ耐久性を確保する必要があることから、通常、弁体部１１２は、比較的硬質のゴム素材、例えば、ゴム硬度ショアＡ９０°以上となるウレタンエラストマや高ニトリルゴム等を使用し、弁体部１１２の底面となる弁体面１１２ｄは、平坦面に形成するとともに、他方、弁座部１１３における弁座面１１３ｕは、外周側下がりの傾斜面に形成することにより、内周側が上方へ突出する山形形状に形成していた。これにより、弁座面１１３ｕに弁体面１１２ｄが圧接した際には、弁体面１１２ｄに対する弁座面１１３ｕの当接圧力が高くなり、両者の密着状態が確保される。なお、１１１ｉは流体通路１１１の上流側に位置する流入口、１１１ｅは流体通路１１１の下流側に位置する流出口を示す。   In this case, the valve body portion 112 and the valve seat portion 113 constituting the opening / closing mechanism portion 110 need to ensure a reliable opening / closing function for the fluid passage 111 and to ensure durability while avoiding unnecessary bounce when closing. Therefore, normally, the valve body 112 uses a relatively hard rubber material, for example, a urethane elastomer or high nitrile rubber having a rubber hardness Shore A of 90 ° or more, and serves as a bottom surface of the valve body 112. The body surface 112d is formed on a flat surface, and on the other hand, the valve seat surface 113u in the valve seat portion 113 is formed on an inclined surface that is lowered on the outer peripheral side, so that the inner peripheral side protrudes upward. . Thereby, when the valve body surface 112d press-contacts with the valve seat surface 113u, the contact pressure of the valve seat surface 113u with respect to the valve body surface 112d becomes high, and the contact | adherence state of both is ensured. Reference numeral 111 i denotes an inflow port located on the upstream side of the fluid passage 111, and 111 e denotes an outflow port located on the downstream side of the fluid passage 111.

特開２００５−１７２１５１号公報JP 2005-172151 A 特開２００７−０１００８４号公報JP 2007-010084 A 特開２０１４−１９０４７０号公報JP 2014-190470 A

しかし、上述した従来の電磁弁は、次のような問題点があった。   However, the conventional solenoid valve described above has the following problems.

通常の使用、即ち、特に高速動作や頻繁な繰り返し動作が要求されない通常の使用態様においては、動作の支障となる不具合はほとんど発生しないが、高い応答性が要求される高速動作や短い周期による繰り返し動作が要求される用途では、その要求に十分に応えられないのみならず、使用を継続した際には弁体面１１２ｄに形状変形を生じやすい。即ち、図１０に示すように、弁座部１１３に対する弁体面１１２ｄの衝突が繰り返された場合、弁体部１１２の形成素材及び形状等の影響により、弁体面１１２ｄ上に、外径が弁座部１１３の内径に沿い、かつ下方に膨出した突出長Ｌｐの盛上がり形状１１２ｐのような形状変形が少なからず発生する。   In normal use, i.e., normal use that does not require high-speed operation or frequent repetitive operation, there is almost no trouble that hinders operation, but high-speed operation that requires high responsiveness or repetition with a short cycle is required. In applications where operation is required, not only the requirement cannot be sufficiently satisfied, but the shape of the valve body surface 112d is likely to be deformed when the use is continued. That is, as shown in FIG. 10, when the collision of the valve body surface 112d with the valve seat portion 113 is repeated, the outer diameter of the valve seat surface 112d is increased on the valve seat surface 112d due to the influence of the material and shape of the valve body portion 112. The shape deformation such as the raised shape 112p of the protruding length Lp bulging downward along the inner diameter of the portion 113 occurs.

この盛上がり形状１１２ｐが発生した場合、盛上がり形状１１２ｐが弁体面１１２ｄと弁座部１１３間に存在することから、弁体部１１２が上方の第二位置（開位置）Ｘ２へ変位した際に、流体通路１１１の実質的な通路面積を狭めることになり、流体の流通に対する阻害要因になるとともに、開閉作用の不安定化要因にもなる。結局、流体の正確な流量や吐出圧力の確保、更には速やかな応答性が要求される用途では、弁体部１１２の頻繁な取替が必要になり、メンテナンスの煩雑化及びメンテナンスコストの上昇要因になるとともに、取替が困難な場合には、十分な動作特性が発揮されない使用態様を強いられたり用途が制限されてしまうなどの難点があった。   When the raised shape 112p is generated, the raised shape 112p exists between the valve body surface 112d and the valve seat portion 113, so that when the valve body portion 112 is displaced to the upper second position (open position) X2, the fluid The substantial passage area of the passage 111 is narrowed, and it becomes an obstructive factor for the flow of the fluid and an unstable factor of the opening and closing action. Eventually, in applications where accurate fluid flow rate and discharge pressure are ensured, and quick response is required, frequent replacement of the valve body 112 is required, which complicates maintenance and increases maintenance costs. At the same time, when replacement is difficult, there are problems such as being forced to use in which sufficient operating characteristics are not exhibited, and limited in use.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した電磁開閉弁の提供を目的とするものである。   An object of the present invention is to provide an electromagnetic on-off valve that solves the problems in the background art.

本発明は、上述した課題を解決するため、ガイド部材５により第一位置Ｘ１と第二位置Ｘ２間を進退変位自在に支持されるプランジャ部３，及びこのプランジャ部３を電磁気力により少なくとも第一位置Ｘ１又は第二位置Ｘ２の一方へ変位させるステータ部４を有する電磁駆動部２と、プランジャ部３の先端に固定し、かつ流体Ａが流通する流体通路７に臨むゴム素材により形成した弁体部８，及びこの弁体部８に対向した位置に設け、かつ流体通路７の一方側に連通する弁座部９を有する開閉機構部６とを備える電磁開閉弁１を構成するに際して、プランジャ部３の先端面に、縁部から中心方向に突出するリング形の係止爪３０ｃを一体に有する収容凹部３０を形成し、この収容凹部３０に、係止爪３０ｃに係止する段差面８ｄｃを周縁に形成した弁体面８ｄを有する弁体部８を収容するとともに、弁座部９に当接する弁体部８における弁体面８ｄを、中心側を変形吸収凹部８ｄｓとした弁体リング形平坦面Ｓｄに形成し、かつ弁体リング形平坦面Ｓｄに当接する弁座部９における弁座面９ｕを、弁体リング形平坦面Ｓｄに面接触する弁座リング形平坦面Ｓｕに形成し、弁体部８の形成素材として、ゴム硬度をショアＡ８０〜９０°に設定したゴム素材Ｒｒとなる水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴムを用いるとともに、弁体リング形平坦面Ｓｄの外径Ｄｄｏを、弁座リング形平坦面Ｓｕの外径Ｄｕｏよりも小さく設定し、弁体リング形平坦面Ｓｄの内径Ｄｄｉを、弁座リング形平坦面Ｓｕの内径Ｄｕｉよりも大きく設定してなることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plunger portion 3 that is supported by a guide member 5 so as to be movable back and forth between the first position X1 and the second position X2, and the plunger portion 3 is at least a first member by electromagnetic force. The electromagnetic drive unit 2 having the stator unit 4 that is displaced to one of the position X1 or the second position X2, and a valve body that is fixed to the tip of the plunger unit 3 and made of a rubber material facing the fluid passage 7 through which the fluid A flows. When configuring the electromagnetic on-off valve 1 including the portion 8 and the opening / closing mechanism portion 6 having the valve seat portion 9 provided at a position facing the valve body portion 8 and communicating with one side of the fluid passage 7, the plunger portion 3 is formed with a receiving recess 30 integrally having a ring-shaped locking claw 30c protruding from the edge in the center direction, and a stepped surface 8dc that is locked to the locking claw 30c is formed in the receiving recess 30. Around The valve body surface 8d having the formed valve body surface 8d is accommodated, and the valve body surface 8d of the valve body portion 8 that contacts the valve seat portion 9 is formed into a valve body ring-shaped flat surface Sd whose center side is a deformation absorbing recess 8ds. The valve seat surface 9u in the valve seat portion 9 formed and in contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd is formed into a valve seat ring-shaped flat surface Su that is in surface contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd. 8 is made of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, which is a rubber material Rr with a rubber hardness set at Shore A 80 to 90 °, and the valve element ring-shaped flat surface Sd has an outer diameter Ddo of the valve seat ring-shaped flat. The outer diameter Duo of the surface Su is set smaller, and the inner diameter Ddi of the valve ring flat surface Sd is set larger than the inner diameter Dui of the valve seat ring flat surface Su.

この場合、発明の好適な態様により、変形吸収凹部８ｄｓは、湾曲した円球面に形成することができる。なお、流体Ａには、少なくとも空気Ａａを含む気体を適用することが望ましい。一方、電磁駆動部２には、プランジャ部３を第一位置Ｘ１又は第二位置Ｘ２へ変位させるバネ部材１１を設けることができる。   In this case, according to a preferred aspect of the invention, the deformation absorbing recess 8ds can be formed in a curved spherical surface. Note that it is desirable to apply a gas containing at least air Aa to the fluid A. On the other hand, the electromagnetic drive unit 2 can be provided with a spring member 11 that displaces the plunger unit 3 to the first position X1 or the second position X2.

このような構成を有する本発明に係る電磁開閉弁１によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the electromagnetic on-off valve 1 according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects can be obtained.

（１） 弁座部９に当接する弁体部８における弁体面８ｄを、中心側を変形吸収凹部８ｄｓとした弁体リング形平坦面Ｓｄに形成し、かつ当該弁体リング形平坦面Ｓｄに当接する弁座部９における弁座面９ｕを、当該弁体リング形平坦面Ｓｄに面接触する弁座リング形平坦面Ｓｕに形成するとともに、弁体部８の形成素材として、ゴム硬度をショアＡ８０〜９０°に設定したゴム素材Ｒｒを用いてなるため、弁体面８ｄが下方に膨出する形状変形を排除できる。この結果、電磁開閉弁１の開時に、流体通路７の実質的な通路面積を狭めてしまう不具合を回避できるとともに、頻繁なメンテナンスによる弁体部８の取替が不要となり、メンテナンスの容易化及びメンテナンスコストの低減を図ることができる。しかも、流体Ａの円滑な流通の確保と開閉作用の安定化を図れるため、流体Ａの正確な流量や吐出圧力が要求される用途にも十分に応えることができ、汎用性をより高めることができる。   (1) The valve body surface 8d of the valve body portion 8 that is in contact with the valve seat portion 9 is formed on the valve body ring-shaped flat surface Sd having the center side of the deformation absorbing recess 8ds, and the valve body ring-shaped flat surface Sd The valve seat surface 9u in the valve seat portion 9 that abuts is formed on the valve seat ring-shaped flat surface Su that comes into surface contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd. Since the rubber material Rr set to A80 to 90 ° is used, it is possible to eliminate the shape deformation in which the valve body surface 8d bulges downward. As a result, it is possible to avoid the problem of narrowing the substantial passage area of the fluid passage 7 when the electromagnetic on-off valve 1 is opened, and it is not necessary to replace the valve body portion 8 due to frequent maintenance. Maintenance costs can be reduced. Moreover, since the smooth flow of the fluid A can be ensured and the opening / closing action can be stabilized, the fluid A can be sufficiently adapted to applications that require an accurate flow rate and discharge pressure, and versatility can be further improved. it can.

（２） 弁体部８のゴム素材Ｒｒとして、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）を用いたため、Ｈ−ＮＢＲの素材特性に基づく、機械的強度，耐圧縮歪，耐摩耗性を確保できるとともに、弁座部９に対する面接触時に、当該弁座部９を確実に閉塞可能なゴム硬度を確保する観点から最適なゴム素材Ｒｒとして用いることができる。   (2) Since hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (H-NBR) is used as the rubber material Rr for the valve body 8, mechanical strength, compression strain resistance, and wear resistance based on the material characteristics of H-NBR are ensured. In addition, it can be used as the optimum rubber material Rr from the viewpoint of ensuring rubber hardness capable of reliably closing the valve seat portion 9 during surface contact with the valve seat portion 9.

（３） 弁体リング形平坦面Ｓｄの外径Ｄｄｏを弁座リング形平坦面Ｓｕの外径Ｄｕｏよりも小さく設定し、弁体リング形平坦面Ｓｄの内径Ｄｄｉを弁座リング形平坦面Ｓｕの内径Ｄｕｉよりも大きく設定したため、弁体部８における弁体面８ｄの全面を、弁座部９における硬質の弁体リング形平坦面Ｓｄに対して確実に面接触させることができる。この結果、弁体面８ｄの形状を常に弁体リング形平坦面Ｓｄになるように維持でき、一部が膨出するなど、流体通路７に影響を与える無用な形状変形を確実に回避できる。   (3) The outer diameter Ddo of the valve ring flat surface Sd is set smaller than the outer diameter Duo of the valve seat ring flat surface Su, and the inner diameter Ddi of the valve ring flat surface Sd is set to the valve seat ring flat surface Su. Therefore, the entire surface of the valve body surface 8d of the valve body portion 8 can be reliably brought into surface contact with the hard valve body ring-shaped flat surface Sd of the valve seat portion 9. As a result, the shape of the valve body surface 8d can always be maintained so as to be the valve body ring-shaped flat surface Sd, and unnecessary shape deformation that affects the fluid passage 7 such as part of the bulge can be reliably avoided.

（４） 好適な態様により、変形吸収凹部８ｄｓを、湾曲した円球面に形成すれば、弁体部８の断面形状を、弁体面８ｄから離れるに従って広幅となる山形形状にできるため、弁体部８の安定した開閉作用及び弁体部８に対する安定した変形吸収作用を行うことができる。   (4) If the deformation absorbing recess 8ds is formed in a curved spherical surface according to a preferred embodiment, the cross-sectional shape of the valve body 8 can be formed into a mountain shape that becomes wider as it is away from the valve body surface 8d. 8 can perform a stable opening / closing action and a stable deformation absorbing action for the valve body 8.

（５） 好適な態様により、流体Ａとして、少なくとも空気Ａａ（一般的には気体）を適用すれば、本発明に係る電磁開閉弁１が有するメリットを最も効果的かつ有効に発揮させることができるため、空気Ａａの供給又は停止を制御する用途に最適となる。   (5) If at least air Aa (generally gas) is applied as the fluid A according to a preferred embodiment, the merit of the electromagnetic on-off valve 1 according to the present invention can be exhibited most effectively and effectively. Therefore, it is most suitable for an application for controlling the supply or stop of the air Aa.

（６） 好適な態様により、電磁駆動部２に、プランジャ部３を第一位置Ｘ１又は第二位置Ｘ２へ変位させるバネ部材１１を設ければ、特に、電磁開閉弁１の閉時に、バネ部材１１により発生しやすい弁体部８のバウンド現象であっても有効に防止できる。   (6) If the spring member 11 for displacing the plunger portion 3 to the first position X1 or the second position X2 is provided in the electromagnetic drive unit 2 according to a preferred embodiment, the spring member is particularly closed when the electromagnetic on-off valve 1 is closed. 11 can effectively prevent even the bounce phenomenon of the valve body portion 8 that is likely to occur.

本発明の好適実施形態に係る電磁開閉弁の一部抽出拡大断面を含む内部構造の一部を示す正面断面図、Front sectional drawing which shows a part of internal structure including the partial extraction expansion cross section of the electromagnetic on-off valve which concerns on suitable embodiment of this invention, 同電磁開閉弁の全体を示す正面断面図、Front sectional view showing the entire electromagnetic on-off valve, 同電磁開閉弁に備える弁体部の底面斜視図、A bottom perspective view of a valve body portion provided in the electromagnetic on-off valve, 同電磁開閉弁に備える弁体部の平面図、The top view of the valve body part with which the electromagnetic on-off valve is equipped, 同電磁開閉弁に備える弁体部に使用するＨ−ＮＢＲと他のゴム素材の特性面の評価表、Evaluation table of characteristics of H-NBR and other rubber materials used in the valve body provided in the electromagnetic on-off valve, 同電磁開閉弁に備える弁体部に使用するゴム素材の硬度に対する特性面の評価表、Evaluation table of the characteristic surface against the hardness of the rubber material used for the valve body part provided in the electromagnetic on-off valve, 同電磁開閉弁のＯＦＦ時（閉時）における作用説明図、Operation explanatory diagram when the electromagnetic on-off valve is OFF (when closed), 同電磁開閉弁のＯＮ時（開時）における作用説明図、Operation explanatory diagram when the electromagnetic on-off valve is ON (when open) 同電磁開閉弁の動作測定回路図、Operation measurement circuit diagram of the same electromagnetic on-off valve, 同電磁開閉弁の閉時のバウンド量測定図、Bound amount measurement diagram when the solenoid valve is closed, 背景技術に係る電磁開閉弁のＯＦＦ時（閉時）の状態説明図、State explanatory diagram at the time of OFF (closed) of the electromagnetic on-off valve according to the background art, 背景技術に係る電磁開閉弁のＯＮ時（開時）の状態説明図、State explanatory diagram at the time of ON (open) of the electromagnetic on-off valve according to the background art,

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る電磁開閉弁１の構成について、図１〜図６を参照して具体的に説明する。   First, the configuration of the electromagnetic on-off valve 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS.

図２は、電磁開閉弁１の全体構成を示す。この電磁開閉弁１は、大別して、電磁駆動部２及び開閉機構部６を備える。電磁駆動部２は、基本構成として、ガイド部材５により閉位置（第一位置）Ｘ１と開位置（第二位置）Ｘ２間を進退変位自在に支持されるプランジャ部３と、このプランジャ部３を電磁気力により開位置Ｘ２へ変位させるステータ部４とを備え、開閉機構部６の弁体部８を閉位置Ｘ１又は開位置Ｘ２へ選択的に変位させる機能を有する。また、開閉機構部６は、基本構成として、プランジャ部３の先端に固定し、かつ流体が流通する流体通路７に臨む所定のゴム素材Ｒｒにより形成した弁体部８と、この弁体部８に対向した位置に設け、かつ流体通路７の一方側に連通する弁座部９とを備えており、この弁体部８と弁座部９により流体通路７を開閉する機能を有する。   FIG. 2 shows the overall configuration of the electromagnetic on-off valve 1. The electromagnetic opening / closing valve 1 is roughly divided into an electromagnetic drive unit 2 and an opening / closing mechanism unit 6. The electromagnetic drive unit 2 has, as a basic configuration, a plunger unit 3 supported by a guide member 5 so as to be movable back and forth between a closed position (first position) X1 and an open position (second position) X2, and the plunger unit 3 And a stator portion 4 that is displaced to the open position X2 by electromagnetic force, and has a function of selectively displacing the valve body portion 8 of the opening / closing mechanism portion 6 to the closed position X1 or the open position X2. In addition, the opening / closing mechanism 6 has a valve body portion 8 formed of a predetermined rubber material Rr fixed to the tip of the plunger portion 3 and facing a fluid passage 7 through which a fluid flows, and the valve body portion 8 as a basic configuration. And a valve seat portion 9 that communicates with one side of the fluid passage 7. The valve body portion 8 and the valve seat portion 9 have a function of opening and closing the fluid passage 7.

次に、電磁開閉弁１における各部の具体的構成について説明する。電磁開閉弁１の下部位置には、開閉機構部６を配設するためのベースブロック２１を備え、このベースブロック２１の内部には流体通路７を設ける。この場合、流体通路７の一方側は、流体の流出口７ｅとなり、ベースブロック２１の底面中央付近に設けるとともに、流体通路７の他方側は、流体の流入口７ｉとなり、ベースブロック２１の底面における流出口７ｅの隣に設ける。したがって、流入口７ｉと流出口７ｅは流体通路７を介して連通し、流入口７ｉと流出口７ｅ間における流体通路７は開閉機構部６の配設空間Ｈｓとなる。この配設空間Ｈｓには、底面側から上方に突出する筒形の弁座部９を一体形成し、この弁座部９の内部が流出口７ｅに連通するとともに、弁座部９の上端に弁座面９ｕを形成する。   Next, a specific configuration of each part in the electromagnetic on-off valve 1 will be described. A base block 21 for disposing the opening / closing mechanism 6 is provided at a lower position of the electromagnetic opening / closing valve 1, and a fluid passage 7 is provided inside the base block 21. In this case, one side of the fluid passage 7 serves as a fluid outlet 7e and is provided near the center of the bottom surface of the base block 21, and the other side of the fluid passage 7 serves as a fluid inlet 7i. Provided next to the outlet 7e. Therefore, the inflow port 7i and the outflow port 7e communicate with each other via the fluid passage 7, and the fluid passage 7 between the inflow port 7i and the outflow port 7e becomes an arrangement space Hs of the opening / closing mechanism section 6. A cylindrical valve seat portion 9 that protrudes upward from the bottom surface side is integrally formed in the arrangement space Hs. The inside of the valve seat portion 9 communicates with the outflow port 7e and at the upper end of the valve seat portion 9 A valve seat surface 9u is formed.

また、弁座部９の上方に位置するベースブロック２１には、上面まで貫通する円形状の開口部２１ｓを形成し、この開口部２１ｓの内面に形成した段差形状部とベースブロック２１の上面を利用して電磁駆動部２を組付ける。これにより、開口部２１ｓに対して、上面側から樹脂素材によりリング形に形成したストッパ２２を組入れることができるとともに、このストッパ２２の上面に、磁性素材により円筒形に形成したガイド部材５の下端部を組入れることができる。   The base block 21 located above the valve seat 9 is formed with a circular opening 21s penetrating to the upper surface, and the stepped portion formed on the inner surface of the opening 21s and the upper surface of the base block 21 are formed. The electromagnetic drive part 2 is assembled | attached using. Accordingly, a stopper 22 formed in a ring shape with a resin material from the upper surface side can be incorporated into the opening 21s, and the lower end of the guide member 5 formed in a cylindrical shape with a magnetic material on the upper surface of the stopper 22 Part can be incorporated.

さらに、ガイド部材５の内部には、磁性素材により円柱形に形成したプランジャ部３を進退変位自在（上下変位自在）に挿入し、このプランジャ部３の先端（下端）に、ゴム素材Ｒｒにより所定の厚さを有する円盤状に形成した弁体部８を組込む。この場合、プランジャ部３の先端面に収容凹部３０を形成し、また、収容凹部３０の縁部に、中心方向に突出することにより、収容した弁体部８を保持する周方向に沿ったリング形の係止爪３０ｃを一体形成する。これにより、この収容凹部３０に、ゴム素材により形成した弁体部８を押し込むことができる。   Further, a plunger portion 3 formed in a cylindrical shape by a magnetic material is inserted into the guide member 5 so as to be freely movable back and forth (up and down displacement), and a predetermined amount of rubber material Rr is provided at the tip (lower end) of the plunger portion 3. The disc body portion 8 formed in a disc shape having a thickness of is incorporated. In this case, an accommodation recess 30 is formed in the distal end surface of the plunger portion 3, and a ring along the circumferential direction that holds the accommodated valve body portion 8 by protruding in the center direction at the edge of the accommodation recess 30. The shaped locking claw 30c is integrally formed. Thereby, the valve body part 8 formed of the rubber material can be pushed into the housing recess 30.

以上の構造により、弁体部８と弁座部９は対向し、流体通路７を開閉する開閉機構部６が構成される。この弁体部８と弁座部９は、本実施形態に係る電磁開閉弁１の要部を構成するものであり、以下のような特徴的形状（構造）を備えている。図３及び図４に弁体部８の全体形状を示す。   With the above structure, the valve body 8 and the valve seat 9 face each other, and the opening / closing mechanism 6 that opens and closes the fluid passage 7 is configured. The valve body portion 8 and the valve seat portion 9 constitute the main part of the electromagnetic on-off valve 1 according to this embodiment, and have the following characteristic shapes (structures). 3 and 4 show the overall shape of the valve body 8.

まず、弁体部８における弁座部９に当接する弁体面８ｄは、中心側を変形吸収凹部８ｄｓとした弁体リング形平坦面Ｓｄに形成する。この場合、変形吸収凹部８ｄｓは、湾曲した円球面に形成する。これにより、弁体部８の断面形状を、弁体面８ｄから離れるに従って広幅となる山形形状にできるため、弁体部８の安定した開閉作用及び弁体部８に対する安定した変形吸収作用を行うことができる。一方、この弁体リング形平坦面Ｓｄに当接する弁座部９における弁座面９ｕも、当該弁体リング形平坦面Ｓｄに面接触する弁座リング形平坦面Ｓｕに形成する。   First, the valve body surface 8d in contact with the valve seat portion 9 in the valve body portion 8 is formed on the valve body ring-shaped flat surface Sd having the center side as the deformation absorbing recess 8ds. In this case, the deformation absorbing recess 8ds is formed in a curved spherical surface. Thereby, since the cross-sectional shape of the valve body part 8 can be made into the mountain shape which becomes wide as it leaves | separates from the valve body surface 8d, the stable opening-and-closing effect | action of the valve body part 8 and the stable deformation | transformation action with respect to the valve body part 8 are performed. Can do. On the other hand, the valve seat surface 9u in the valve seat portion 9 that contacts the valve body ring-shaped flat surface Sd is also formed on the valve seat ring-shaped flat surface Su that is in surface contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd.

この場合、図１に示すように、弁体リング形平坦面Ｓｄの外径Ｄｄｏは、弁座リング形平坦面Ｓｕの外径Ｄｕｏよりも小さく設定するとともに、弁体リング形平坦面Ｓｄの内径Ｄｄｉは、弁座リング形平坦面Ｓｕの内径Ｄｕｉよりも大きく設定する。これにより、弁体部８における弁体面８ｄの全面を、弁座部９における硬質の弁座リング形平坦面Ｓｕに対して確実に面接触させることができるため、弁体面８ｄの形状を常に弁体リング形平坦面Ｓｄになるように維持でき、一部が膨出するなど、流体通路７に影響を与える無用な変形を確実に回避できる。   In this case, as shown in FIG. 1, the outer diameter Ddo of the valve ring flat surface Sd is set smaller than the outer diameter Duo of the valve seat ring flat surface Su, and the inner diameter of the valve ring flat surface Sd. Ddi is set larger than the inner diameter Dui of the valve seat ring-shaped flat surface Su. Thus, the entire surface of the valve body surface 8d of the valve body portion 8 can be reliably brought into surface contact with the hard valve seat ring-shaped flat surface Su of the valve seat portion 9, so that the shape of the valve body surface 8d is always the valve shape. The body ring-shaped flat surface Sd can be maintained, and unnecessary deformation that affects the fluid passage 7 such as a part of the surface can be reliably avoided.

また、弁体部８の形成素材となるゴム素材には、ゴム硬度がショアＡ８０〜９０°（新ＪＩＳ規格）のゴム素材Ｒｒを用いる。具体的には、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、より望ましくは、ゴム硬度ショアＡ８０〜９０°、水素化率８０％以上、アクリロニトリル量３０％以上に選定したＨ−ＮＢＲを用いる。このように、ゴム素材Ｒｒとして、Ｈ−ＮＢＲを用いれば、Ｈ−ＮＢＲの素材特性に基づく、機械的強度，耐圧縮歪，耐摩耗性を確保できるとともに、弁座部９に対する面接触時に、当該弁座部９を確実に閉塞可能なゴム硬度を確保する観点から最適なゴム素材Ｒｒとして用いることができる。   In addition, a rubber material Rr having a rubber hardness of Shore A 80 to 90 ° (new JIS standard) is used as a rubber material that forms the valve body 8. Specifically, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), more preferably H-NBR selected with a rubber hardness Shore A of 80 to 90 °, a hydrogenation rate of 80% or more, and an acrylonitrile amount of 30% or more is used. As described above, when H-NBR is used as the rubber material Rr, mechanical strength, compression strain resistance, and wear resistance based on the material characteristics of H-NBR can be secured, and at the time of surface contact with the valve seat portion 9, From the viewpoint of ensuring rubber hardness capable of reliably closing the valve seat 9, it can be used as an optimal rubber material Rr.

前述したように、従来のゴム素材は、ゴム硬度をショアＡ９０°以上、即ち、硬めのゴム素材を使用することにより、無用なバウンドの防止と耐久性の確保の観点から両者のバランスを考慮していた。本実施形態では、ゴム素材Ｒｒとして、Ｈ−ＮＢＲを使用するため、ゴム素材としては柔らかめとなり、無用なバウンドは生じない。なお、耐久性の確保が問題となるが、上述した弁体部８と弁座部９の形状設定により十分な耐久性を確保している。   As described above, the conventional rubber material has a rubber hardness of Shore A 90 ° or more, that is, by using a hard rubber material, considering the balance between both from the viewpoint of preventing unnecessary bounce and ensuring durability. It was. In the present embodiment, since H-NBR is used as the rubber material Rr, the rubber material is soft and unnecessary bounce does not occur. In addition, although ensuring of durability becomes a problem, sufficient durability is ensured by the shape setting of the valve body part 8 and the valve seat part 9 mentioned above.

図５に、弁体部８に使用するＨ−ＮＢＲと他の素材の特性面の評価表を示すとともに、図６に、弁体部８に使用するゴム素材の硬度に対する特性面の評価表を示す。図５から明らかなように、総合的にＨ−ＮＢＲが最も良好な結果を得ている。また、図６から明らかなように、ゴム硬度はショアＡ８０°，８５°が最も良好な結果を得ている。なお、図５中、ＴＰＵは熱可塑性ポリウレタン、ＦＫＭはフッ素ゴムである。   FIG. 5 shows an evaluation table of characteristics of H-NBR used for the valve body 8 and other materials, and FIG. 6 shows an evaluation table of characteristics of the rubber material used for the valve body 8 with respect to hardness. Show. As is clear from FIG. 5, H-NBR has the best results overall. Further, as is clear from FIG. 6, the best results for rubber hardness are Shore A 80 ° and 85 °. In FIG. 5, TPU is thermoplastic polyurethane, and FKM is fluororubber.

一方、弁体部８における弁体面８ｄには周縁に沿った段差面８ｄｃを形成する。この段差面８ｄｃには前述した係止爪３０ｃを係止させることができる。また、図１及び図４に示すように、弁体面８ｄの反対側に位置する上面８ｕの中心位置には、共有通気路３１を形成するとともに、弁体部８の周面８ｆ及び上面８ｕには、三つの分岐通気路３２ａ，３２ｂ，３２ｃを形成する。各分岐通気路３２ａ，３２ｂ，３２ｃは弁体部８の周方向に等間隔おきに配するとともに、上面８ｕにおける各分岐通気路３２ａ，３２ｂ，３２ｃの一端側はそれぞれ共有通気路３１に連通させるとともに、周面８ｆにおける各分岐通気路３２ａ，３２ｂ，３２ｃの他端側は、それぞれ弁体面８ｄの段差面８ｄｃに臨ませる。これにより、弁体部８を開閉方向に変位させる際に空気が流通する通気通路が構成される。   On the other hand, a step surface 8dc along the periphery is formed on the valve body surface 8d of the valve body portion 8. The aforementioned locking claw 30c can be locked to the step surface 8dc. Further, as shown in FIGS. 1 and 4, a shared ventilation path 31 is formed at the center position of the upper surface 8 u located on the opposite side of the valve body surface 8 d, and the peripheral surface 8 f and the upper surface 8 u of the valve body portion 8 are formed. Forms three branch ventilation paths 32a, 32b, 32c. Each branch ventilation path 32a, 32b, 32c is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the valve body 8, and one end side of each branch ventilation path 32a, 32b, 32c on the upper surface 8u is connected to the shared ventilation path 31. At the same time, the other end side of each of the branch ventilation paths 32a, 32b, 32c on the peripheral surface 8f faces the step surface 8dc of the valve body surface 8d. Thus, a ventilation passage through which air flows when the valve body 8 is displaced in the opening / closing direction is configured.

このように、本実施形態に係る電磁開閉弁１によれば、基本構成として、弁座部９に当接する弁体部８における弁体面８ｄを、中心側を変形吸収凹部８ｄｓとした弁体リング形平坦面Ｓｄに形成し、かつ当該弁体リング形平坦面Ｓｄに当接する弁座部９における弁座面９ｕを、当該弁体リング形平坦面Ｓｄに面接触する弁座リング形平坦面Ｓｕに形成するとともに、弁体部８の形成素材として、ゴム硬度をショアＡ８０〜９０°に設定したゴム素材Ｒｒを用いてなるため、弁体面８ｄが下方に膨出する形状変形を排除できる。この結果、電磁開閉弁１の開時に、流体通路７の実質的な通路面積を狭めてしまう不具合を回避できるとともに、頻繁なメンテナンスによる弁体部８の取替が不要となり、メンテナンスの容易化及びメンテナンスコストの低減を図ることができる。しかも、流体Ａの円滑な流通の確保と開閉作用の安定化を図れるため、流体Ａの正確な流量や吐出圧力が要求される用途にも十分に応えることができ、汎用性をより高めることができる。   Thus, according to the electromagnetic on-off valve 1 according to the present embodiment, as a basic configuration, the valve body surface 8d of the valve body portion 8 that contacts the valve seat portion 9 is the valve body ring in which the center side is the deformation absorbing recess 8ds. The valve seat surface 9u in the valve seat portion 9 that is formed on the shape flat surface Sd and contacts the valve body ring shape flat surface Sd is in contact with the valve body ring shape flat surface Sd. Since the rubber material Rr with the rubber hardness set to Shore A 80 to 90 ° is used as the material for forming the valve body portion 8, it is possible to eliminate the shape deformation in which the valve body surface 8 d bulges downward. As a result, it is possible to avoid the problem of narrowing the substantial passage area of the fluid passage 7 when the electromagnetic on-off valve 1 is opened, and it is not necessary to replace the valve body portion 8 due to frequent maintenance. Maintenance costs can be reduced. Moreover, since the smooth flow of the fluid A can be ensured and the opening / closing action can be stabilized, the fluid A can be sufficiently adapted to applications that require an accurate flow rate and discharge pressure, and versatility can be further improved. it can.

他方、プランジャ部３の外周面の先端には外方に突出するリング形の規制部３５を一体形成する。この規制部３５は、プランジャ部３が上方へ変位した際に前述したストッパ２２に係止し、プランジャ部３の変位が規制されるため、弁体部８は開位置（第二位置）Ｘ２に停止する。したがって、ストッパ２２は、プランジャ部３の位置を規制するストッパ機能を備えるとともに、配設空間Ｈｓ（流体通路７）を密閉するためのシーリング機能及びプランジャ部３が衝突した際の衝撃を緩和するダンパ機能を兼ねている。   On the other hand, a ring-shaped restricting portion 35 that protrudes outward is integrally formed at the tip of the outer peripheral surface of the plunger portion 3. The restricting portion 35 is locked to the stopper 22 described above when the plunger portion 3 is displaced upward, and the displacement of the plunger portion 3 is restricted, so that the valve body portion 8 is moved to the open position (second position) X2. Stop. Accordingly, the stopper 22 has a stopper function for restricting the position of the plunger portion 3, a sealing function for sealing the arrangement space Hs (fluid passage 7), and a damper for reducing the impact when the plunger portion 3 collides. It also functions.

また、プランジャ部３の外周面の二カ所には、周方向に沿ったリング形のスリットを形成し、このスリットにウェアリング３６ａ，３６ｂを装着する。これにより、プランジャ部３をガイド部材５の内部へ挿入した際には、プランジャ部３の外周面とガイド部材５の内周面間にはウェアリング３６ａ，３６ｂが介在し、良好な摺動性が確保される。さらに、プランジャ部３の上端面の中央位置から軸方向にはコイルスプリング（バネ部材）１１を収容する収容凹部３７を形成するとともに、この収容凹部３７の底面中央位置と前述した収容凹部３０の底面中央位置間には通気孔部３８を形成し、収容凹部３７と収容凹部３０間を連通させる。   Further, ring-shaped slits along the circumferential direction are formed at two locations on the outer peripheral surface of the plunger portion 3, and wear rings 36a and 36b are attached to the slits. As a result, when the plunger portion 3 is inserted into the guide member 5, the wear rings 36 a and 36 b are interposed between the outer peripheral surface of the plunger portion 3 and the inner peripheral surface of the guide member 5. Is secured. Further, an accommodating recess 37 for accommodating the coil spring (spring member) 11 is formed in the axial direction from the center position of the upper end surface of the plunger portion 3, and the bottom center position of the accommodating recess 37 and the bottom surface of the aforementioned accommodating recess 30 are formed. A vent hole 38 is formed between the central positions, and the accommodation recess 37 and the accommodation recess 30 are communicated with each other.

一方、電磁駆動部２において、４１は、磁性素材によりコの字形に折曲形成したヨークであり、このヨーク４１における水平のヨーク下部４１ｄには円孔部４１ｈを形成する。この円孔部４１ｈはガイド部材５の外周面に嵌合する。また、４２は、樹脂素材により円筒形に形成したコイルボビン４２ｂにコイルワイヤ４２ｗを巻回して構成したコイルユニットである。この場合、コイルボビン４２ｂの内周面における下端縁には段差部を形成し、この段差部を利用してシール用のＯリング４３を装着する。さらに、４５は、磁性素材により円柱形に形成した固定鉄心である。この固定鉄心４５は、前述したガイド部材５の外径と同一径に選定するとともに、外周面には周方向に沿ったリング形のスリットを形成し、このスリットにはシール用のＯリング４６を装着する。固定鉄心４５は、コイルボビン４２ｂの内部における上部位置に収容するとともに、収容した際には、コイルボビン４２ｂの内周面に形成した規制突起部４２ｂｃにより位置が規制される。   On the other hand, in the electromagnetic drive unit 2, reference numeral 41 denotes a yoke bent into a U shape by a magnetic material, and a circular hole portion 41 h is formed in a horizontal yoke lower portion 41 d of the yoke 41. The circular hole portion 41 h is fitted to the outer peripheral surface of the guide member 5. Reference numeral 42 denotes a coil unit configured by winding a coil wire 42w around a coil bobbin 42b formed in a cylindrical shape from a resin material. In this case, a stepped portion is formed at the lower end edge of the inner peripheral surface of the coil bobbin 42b, and a sealing O-ring 43 is mounted using the stepped portion. Furthermore, 45 is a fixed iron core formed in a cylindrical shape by a magnetic material. The fixed iron core 45 is selected to have the same diameter as the outer diameter of the guide member 5 described above, and a ring-shaped slit along the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface, and a sealing O-ring 46 is provided in the slit. Installing. The fixed iron core 45 is housed in an upper position inside the coil bobbin 42b, and when housed, the position is regulated by a regulation protrusion 42bc formed on the inner peripheral surface of the coil bobbin 42b.

したがって、このような部品類により構成する電磁開閉弁１は、次のように組立てることができる。   Therefore, the electromagnetic on-off valve 1 composed of such parts can be assembled as follows.

まず、図２に示すように、Ｏリング４３を装着したコイルユニット４２におけるコイルボビン４２ｂの内部に、上から、Ｏリング４６を装着した固定鉄心４５を挿入する。これにより、固定鉄心４５は、コイルボビン４２ｂの内周面に形成した規制突起部４２ｂｃに係止し、コイルボビン４２ｂに対して、固定鉄心４５の位置が規制される。次いで、この状態のコイルユニット４２を、コの字形のヨーク４１の内側に装着するとともに、ガイド部材５を、ヨーク４１のヨーク下部４１ｄに形成した円孔部４１ｈに対して下から挿入する。これにより、ガイド部材５は、コイルボビン４２ｂの内部に下から挿入される。そして、この状態において、ヨーク４１の最下面よりも上方に位置する構造部分を樹脂モールド５１により覆う。なお、図示を省略したが、コイルユニット４２からは二本の引出ケーブルが外部に導出される。   First, as shown in FIG. 2, a fixed iron core 45 fitted with an O-ring 46 is inserted into the coil bobbin 42b of the coil unit 42 fitted with an O-ring 43 from above. Thereby, the fixed iron core 45 is locked to the restricting protrusion 42bc formed on the inner peripheral surface of the coil bobbin 42b, and the position of the fixed iron core 45 is restricted with respect to the coil bobbin 42b. Next, the coil unit 42 in this state is mounted inside the U-shaped yoke 41, and the guide member 5 is inserted into the circular hole portion 41h formed in the yoke lower portion 41d of the yoke 41 from below. As a result, the guide member 5 is inserted into the coil bobbin 42b from below. In this state, the structural portion located above the lowermost surface of the yoke 41 is covered with the resin mold 51. Although not shown, two lead cables are led out from the coil unit 42 to the outside.

また、プランジャ部３を用意する。このプランジャ部３には、予め、弁体部８を組込むとともに、ウェアリング３６ａ，３６ｂを装着する。さらに、このプランジャ部３には、外周面に対して上からストッパ２２を装填するとともに、収容凹部３７に、コイルスプリング１１を装填する。プランジャ部３は、この状態を維持しつつガイド部材５の内部へ下から挿入するとともに、この状態のアセンブリをベースブロック２１の上面に組付ける。この場合、ベースブロック２１の開口部２１ｓに形成した段差部に、上から、ストッパ２２及びガイド部材５を嵌入れるとともに、樹脂モールド５１には取付孔を設け、この取付孔と固定ボルト等の固定具５２を利用して、樹脂モールド５１をベースブロック２１の上面に固定する。これにより、図２に示す本実施形態に係る電磁開閉弁１を得ることができる。なお、５３は電磁開閉弁１を取付ける際におけるシール用のＯリングを示す。   Moreover, the plunger part 3 is prepared. The plunger portion 3 is preliminarily assembled with the valve body portion 8 and is fitted with wear rings 36a and 36b. Further, the plunger portion 3 is loaded with the stopper 22 from above with respect to the outer peripheral surface, and the coil spring 11 is loaded into the accommodating recess 37. The plunger portion 3 is inserted into the guide member 5 from below while maintaining this state, and the assembly in this state is assembled to the upper surface of the base block 21. In this case, the stopper 22 and the guide member 5 are inserted into the stepped portion formed in the opening 21s of the base block 21 from above, and an attachment hole is provided in the resin mold 51, and the attachment hole and a fixing bolt or the like are fixed. The resin mold 51 is fixed to the upper surface of the base block 21 using the tool 52. Thereby, the electromagnetic on-off valve 1 which concerns on this embodiment shown in FIG. 2 can be obtained. Reference numeral 53 denotes an O-ring for sealing when the electromagnetic opening / closing valve 1 is attached.

次に、本実施形態に係る電磁開閉弁１の機能（動作）及び使用方法について、図７〜図１０を参照して説明する。   Next, the function (operation | movement) and usage method of the electromagnetic on-off valve 1 which concern on this embodiment are demonstrated with reference to FIGS.

図７及び図８は、電磁開閉弁１に、直流電源６１と電源スイッチ６２の直列回路を接続した状態を示し、図７は電源スイッチ６２がＯＦＦ、図８は電源スイッチ６２がＯＮの状態をそれぞれ示す。   7 and 8 show a state where a series circuit of a DC power supply 61 and a power switch 62 is connected to the electromagnetic on-off valve 1, FIG. 7 shows that the power switch 62 is OFF, and FIG. 8 shows a state where the power switch 62 is ON. Each is shown.

電源スイッチ６２をＯＦＦにした図７に示す状態では、コイルユニット４２に対して給電されないため、ステータ部２に磁極は発生しない。したがって、プランジャ部３は、コイルスプリング１１により下方向に押圧される。この結果、弁体部８は、弁体面８ｄが弁座部９の弁座面９ｕに圧接する閉位置（第一位置）Ｘ１となり、流体通路７は閉状態となる。   In the state shown in FIG. 7 in which the power switch 62 is turned off, no power is supplied to the coil unit 42, so no magnetic pole is generated in the stator portion 2. Accordingly, the plunger portion 3 is pressed downward by the coil spring 11. As a result, the valve body portion 8 is in the closed position (first position) X1 where the valve body surface 8d is in pressure contact with the valve seat surface 9u of the valve seat portion 9, and the fluid passage 7 is closed.

一方、電源スイッチ６２をＯＮにした図８に示す状態では、コイルユニット４２に対して給電が行われる。この結果、ステータ部２が励磁され、固定鉄心４５の上下にＳ極とＮ極がそれぞれ発生する。図８中、８１はコイルユニット４２により生じる磁力線の方向を示している。この場合、ヨーク４１，ガイド部材５，プランジャ部３，固定鉄心４５，ヨーク４１の経路で磁力線が通過する。これにより、プランジャ部３は、固定鉄心４５の磁極により吸引され、コイルスプリング１１の弾力に抗して上方向へ変位するとともに、ストッパ２２に係止した位置、即ち、開位置（第二位置）Ｘ２で停止し、流体通路７は開状態になる。点線矢印Ｆｆがこの状態における流体Ａ（空気Ａａ）の流通方向を示し、流入口７ｉ→流体通路７→弁体部８と弁座部９間→流出口７ｅの経路で流通する。   On the other hand, in the state shown in FIG. 8 in which the power switch 62 is turned on, power is supplied to the coil unit 42. As a result, the stator portion 2 is excited, and S and N poles are generated above and below the fixed core 45, respectively. In FIG. 8, reference numeral 81 denotes the direction of the lines of magnetic force generated by the coil unit 42. In this case, lines of magnetic force pass through the path of the yoke 41, the guide member 5, the plunger portion 3, the fixed iron core 45, and the yoke 41. As a result, the plunger portion 3 is attracted by the magnetic poles of the fixed iron core 45 and is displaced upward against the elasticity of the coil spring 11, and at the position engaged with the stopper 22, that is, the open position (second position). Stopping at X2, the fluid passage 7 is opened. A dotted arrow Ff indicates the flow direction of the fluid A (air Aa) in this state, and flows in the path of the inlet 7i → the fluid passage 7 → between the valve body 8 and the valve seat 9 → the outlet 7e.

他方、この状態で電源スイッチ６２をＯＦＦにすれば、固定鉄心４５側の吸引力が解除されるため、プランジャ３は、コイルスプリング１１により下方向に変位する。即ち、図７の状態となる。   On the other hand, if the power switch 62 is turned OFF in this state, the suction force on the fixed iron core 45 side is released, so that the plunger 3 is displaced downward by the coil spring 11. That is, the state shown in FIG. 7 is obtained.

図１０に、本実施形態に係る電磁開閉弁１と図１１に背景技術として挙げた電磁開閉弁１００に対して、電源スイッチ６２をＯＦＦにした際における電磁開閉弁１の流出口７ｅにおける空気Ａａ（流体Ａ）の吐出圧力Ｐｉと電磁開閉弁１００の流出口における空気Ａａの吐出圧力Ｐｒの変化を測定したデータの一例を示す。また、図９には、図１０における吐出圧力Ｐｉ，Ｐｒの測定回路７０を示す。図９に示す測定回路７０は、電磁開閉弁１（１００）の流入口７ｉに接続したエア供給部７１、電磁開閉弁１の流出口７ｅに接続した噴射ノズル７２、電磁開閉弁１に接続したコントローラ７３、流出口７ｅから吐出する気体Ａの吐出圧力を検出する圧力センサ７４を備える。したがって、コントローラ７３には、上述した図７及び図８に示した直流電源６１及び電源スイッチ６２を含むとともに、所定のシーケンス制御プログラムに従って電源スイッチ６２をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御部及び圧力センサ７４の測定結果を記録する記録部が含まれる。   FIG. 10 shows the air Aa at the outlet 7e of the electromagnetic on / off valve 1 when the power switch 62 is turned off with respect to the electromagnetic on / off valve 1 according to the present embodiment and the electromagnetic on / off valve 100 cited as the background art in FIG. An example of data obtained by measuring changes in the discharge pressure Pi of (fluid A) and the discharge pressure Pr of air Aa at the outlet of the electromagnetic on-off valve 100 is shown. FIG. 9 shows a measurement circuit 70 for the discharge pressures Pi and Pr in FIG. The measurement circuit 70 shown in FIG. 9 is connected to the air supply unit 71 connected to the inlet 7i of the electromagnetic on-off valve 1 (100), the injection nozzle 72 connected to the outlet 7e of the electromagnetic on-off valve 1, and the electromagnetic on-off valve 1. The controller 73 includes a pressure sensor 74 that detects the discharge pressure of the gas A discharged from the outlet 7e. Therefore, the controller 73 includes the DC power supply 61 and the power switch 62 shown in FIGS. 7 and 8 described above, and also includes a controller and a pressure sensor 74 for controlling the power switch 62 on / off according to a predetermined sequence control program. A recording unit for recording the measurement result is included.

図１０は、電磁開閉弁１，１００に対して印加した直流電圧Ｖｄを、ｔｏ時点でＯＦＦにした状態を示している。図１０から明らかなように、ＯＦＦ（閉側）に切換える場合、電磁開閉弁１００の吐出圧力Ｐｒは不安定な挙動になる。即ち、一点鎖線円Ｅ１で示すように、弁体部にバウンドが生じ、吐出圧力Ｐｒが大きく変動する。これに対して、電磁開閉弁１の吐出圧力Ｐｉは安定に推移し、バウンドは発生していない。この結果、最終的に、閉位置Ｐ１に収束するまでの時間は、一点鎖線円Ｅ２で示すように、電磁開閉弁１００は長くなる。これに対して、電磁開閉弁１は短くなる。即ち、電磁開閉弁１の方が閉じる速度が早くなるため、応答性が良好になるとともに、高速開閉も可能となる。   FIG. 10 shows a state in which the DC voltage Vd applied to the electromagnetic on-off valves 1 and 100 is turned off at the time point to. As is apparent from FIG. 10, when switching to OFF (closed side), the discharge pressure Pr of the electromagnetic on-off valve 100 behaves unstable. That is, as indicated by a one-dot chain line circle E1, a bounce occurs in the valve body, and the discharge pressure Pr varies greatly. On the other hand, the discharge pressure Pi of the electromagnetic on-off valve 1 changes stably and no bounce occurs. As a result, the electromagnetic on-off valve 100 becomes long as the time until it finally converges to the closed position P1, as indicated by a one-dot chain line circle E2. In contrast, the electromagnetic on-off valve 1 is shortened. That is, since the closing speed of the electromagnetic opening / closing valve 1 is faster, the responsiveness is improved, and high-speed opening / closing is also possible.

このように、本実施形態に係る電磁開閉弁１は、弁座部９に当接する弁体部８における弁体面８ｄを、中心側を変形吸収凹部８ｄｓとした弁体リング形平坦面Ｓｄに形成し、かつ当該弁体リング形平坦面Ｓｄに当接する弁座部９における弁座面９ｕを、当該弁体リング形平坦面Ｓｄに面接触する弁座リング形平坦面Ｓｕに形成するとともに、弁体部８の形成素材として、ゴム硬度をショアＡ８０〜９０°に設定したゴム素材Ｒｒを用いてなるため、弁体面８ｄに凹凸等の形状変形が生じることはない。また、弁体部８はコイルスプリング１１の押圧作用により弁座部９に衝突するため、本来、弁体部８はバウンドしやすい環境にあるものの、弁体部８のバウンドが有効に防止され、安定した挙動が確保され、結果的に、高応答性及び高速開閉が実現される。   As described above, in the electromagnetic on-off valve 1 according to the present embodiment, the valve body surface 8d of the valve body portion 8 that contacts the valve seat portion 9 is formed on the valve body ring-shaped flat surface Sd having the center side as the deformation absorbing recess 8ds. In addition, the valve seat surface 9u in the valve seat portion 9 that comes into contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd is formed as a valve seat ring-shaped flat surface Su that is in surface contact with the valve body ring-shaped flat surface Sd. Since the rubber material Rr whose rubber hardness is set to Shore A 80 to 90 ° is used as the forming material of the body part 8, shape deformation such as unevenness does not occur on the valve body surface 8d. Further, since the valve body portion 8 collides with the valve seat portion 9 due to the pressing action of the coil spring 11, originally the valve body portion 8 is in an environment that easily bounces, but the bounce of the valve body portion 8 is effectively prevented, Stable behavior is ensured, and as a result, high responsiveness and high-speed switching are realized.

特に、流体Ａとして、空気Ａａ（一般的には気体）を適用すれば、本発明に係る電磁開閉弁１が有するメリットを最も効果的かつ有効に発揮させることができるため、空気Ａａの供給又は停止を制御する用途に最適となる。また、例示の場合、電磁駆動部２に、プランジャ部３を閉位置Ｘ１へ変位させるコイルスプリング１１を用いているため、電磁開閉弁１の閉時に、コイルスプリング１１により発生しやすい弁体部８のバウンド現象であっても有効に防止することができる。   In particular, if air Aa (generally gas) is applied as the fluid A, the merit of the electromagnetic on-off valve 1 according to the present invention can be exhibited most effectively and effectively. It is most suitable for the purpose of controlling the stop. In the illustrated example, since the coil spring 11 that displaces the plunger portion 3 to the closed position X1 is used for the electromagnetic drive portion 2, the valve body portion 8 that is likely to be generated by the coil spring 11 when the electromagnetic on-off valve 1 is closed. Even the bounce phenomenon can be effectively prevented.

なお、図９に示した測定回路７０は、吐出圧力の測定に利用したが、この測定回路７０は、電磁開閉弁１を使用する使用回路の一例として挙げることができる。即ち、コントローラ７３におけるシーケンス制御プログラムにより、電源スイッチ６２をＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。   Although the measurement circuit 70 shown in FIG. 9 is used for the measurement of the discharge pressure, this measurement circuit 70 can be given as an example of a use circuit that uses the electromagnetic on-off valve 1. In other words, the power switch 62 can be turned on / off by the sequence control program in the controller 73.

ところで、流体通路７に流体Ａとして空気Ａａが流通する場合、この空気Ａａは、エアポンプを用いたエア供給部７１から供給されることも少なくない。したがって、電磁開閉弁１には、通常、十分な気密性の確保が必要になる。例示の電磁開閉弁１では、ストッパ２２がシーリング機能を兼ねるため、ガイド部材５の外側に対しては、このストッパ２２により気密性が確保される。一方、ガイド部材５の内側、即ち、ガイド部材５とプランジャ部３間の隙間は、プランジャ部３と固定鉄心４２間の空間（内部空間）に繋がっているも、この内部空間の気密性は、固定鉄心４２の外周面に設けたＯリング４６とコイルボビン４２ｂの内周面に設けたＯリング４３により確保される。   By the way, when air Aa flows through the fluid passage 7 as the fluid A, the air Aa is often supplied from an air supply unit 71 using an air pump. Therefore, it is usually necessary for the electromagnetic on-off valve 1 to ensure sufficient airtightness. In the illustrated electromagnetic opening / closing valve 1, since the stopper 22 also serves as a sealing function, the stopper 22 ensures airtightness to the outside of the guide member 5. On the other hand, the inside of the guide member 5, that is, the gap between the guide member 5 and the plunger portion 3 is connected to the space (internal space) between the plunger portion 3 and the fixed iron core 42. It is secured by an O-ring 46 provided on the outer peripheral surface of the fixed iron core 42 and an O-ring 43 provided on the inner peripheral surface of the coil bobbin 42b.

反面、このような気密性の確保により、電磁開閉弁１の開閉動作、特に、開閉動作時における高応答性や高速開閉動作が要求される場合、プランジャ部３の変位による内圧変動が無視できない。本実施形態に係る電磁開閉弁１は、弁体部８に設けた共有通気路３１及び三つの分岐通気路３２ａ…と、プランジャ部３に設けた通気孔部３８を備えるため、図８に点線矢印Ｆｒで示すように、開閉動作時には、通気孔部３８，共有通気路３１，分岐通気路３２ａ…の経路で空気Ａａを流通させることができる。即ち、空気Ａａを正逆方向に逃がすことができ、内圧変動は排除される。これにより、更なる高応答性が実現されるとともに、高速開閉動作にも対応可能となる。   On the other hand, by ensuring such airtightness, when the opening / closing operation of the electromagnetic on-off valve 1 is required, particularly when high responsiveness or high-speed opening / closing operation is required during the opening / closing operation, the internal pressure fluctuation due to the displacement of the plunger portion 3 cannot be ignored. Since the electromagnetic on-off valve 1 according to the present embodiment includes the shared ventilation path 31 provided in the valve body 8 and the three branch ventilation paths 32a, and the ventilation hole 38 provided in the plunger 3, the dotted line in FIG. As shown by the arrow Fr, during the opening / closing operation, the air Aa can be circulated through the passages of the ventilation hole 38, the shared ventilation path 31, the branch ventilation path 32a,. That is, the air Aa can be released in the forward and reverse directions, and the internal pressure fluctuation is eliminated. As a result, higher responsiveness can be realized and high-speed opening / closing operation can be supported.

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。   As mentioned above, although preferred embodiment was described in detail, this invention is not limited to such embodiment, It does not deviate from the summary of this invention in a detailed structure, a shape, a raw material, quantity, a numerical value, etc. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.

例えば、変形吸収凹部８ｄｓは、湾曲した円球面に形成することが望ましいが、凹部を形成する、楕円球面，円錐面，直方体形状等の他の形状による変形吸収凹部８ｄｓを排除するものではない。なお、流体Ａには、空気Ａａを適用することが望ましいが、ガス，水蒸気等の気体，或いは水，溶液等の液体などであっても同様に適用することができる。また、電磁駆動部２を構成するに際し、プランジャ部３を第一位置Ｘ１へ変位させる手段として、バネ部材（コイルスプリング）１１を設けた場合を示したが、プランジャ部３を第二位置Ｘ２へ変位させる手段として、バネ部材１１を設け、第一位置Ｘ１へ変位させる手段としてコイルユニット４２を用いる態様，或いはバネ部材１１を設ける代わりにコイルユニット４２に対する直流電圧の極性を反転させるなど、バネ部材１１以外の手段により第一位置Ｘ１（又は第二位置Ｘ２）へ変位させる態様を排除するものではない。したがって、電磁駆動部２の構成は、例示に限定されるものではなく、同様の機能を発揮する各種原理に基づく電磁駆動部２を適用できる。   For example, the deformation absorbing recess 8ds is preferably formed in a curved spherical surface, but the deformation absorbing recess 8ds having other shapes such as an elliptical spherical surface, a conical surface, and a rectangular parallelepiped shape forming the recess is not excluded. Note that air Aa is preferably applied to the fluid A, but it can be similarly applied to a gas such as gas or water vapor or a liquid such as water or a solution. Moreover, when the electromagnetic drive part 2 was comprised, the case where the spring member (coil spring) 11 was provided as a means to displace the plunger part 3 to the 1st position X1 was shown, However, The plunger part 3 is moved to the 2nd position X2. The spring member 11 is provided as the means for displacing, and the coil unit 42 is used as the means for displacing to the first position X1 or the polarity of the DC voltage with respect to the coil unit 42 is reversed instead of providing the spring member 11. A mode of displacing to the first position X1 (or the second position X2) by means other than 11 is not excluded. Therefore, the structure of the electromagnetic drive part 2 is not limited to an illustration, The electromagnetic drive part 2 based on the various principles which exhibit the same function is applicable.

本発明に係る電磁開閉弁は、空気等の流体が流通する流体通路を一定周期で開閉する用途をはじめ、流体通路を開閉するための様々な分野における電磁開閉弁として利用することができる。   The electromagnetic on-off valve according to the present invention can be used as an electromagnetic on-off valve in various fields for opening and closing a fluid passage, including the use of opening and closing a fluid passage through which a fluid such as air flows at a constant cycle.

１：電磁開閉弁，２：電磁駆動部，３：プランジャ部，４：ステータ部，５：ガイド部材，６：開閉機構部，７：流体通路，８：弁体部，８ｄ：弁体面，８ｄｃ：段差面，８ｄｓ：変形吸収凹部，９：弁座部，９ｕ：弁座面，１１：バネ部材，３０：収容凹部，３０ｃ：係止爪，Ｘ１：第一位置，Ｘ２：第二位置，Ａ：流体，Ａａ：空気，Ｓｄ：弁体リング形平坦面，Ｓｕ：弁座リング形平坦面，Ｒｒ：ゴム素材，Ｄｄｏ：弁体リング形平坦面の外径，Ｄｕｏ：弁座リング形平坦面の外径，Ｄｄｉ：弁体リング形平坦面の内径，Ｄｕｉ：弁座リング形平坦面の内径   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Electromagnetic switching valve, 2: Electromagnetic drive part, 3: Plunger part, 4: Stator part, 5: Guide member, 6: Opening / closing mechanism part, 7: Fluid passage, 8: Valve body part, 8d: Valve body surface, 8dc : Step surface, 8ds: Deformation absorbing recess, 9: Valve seat, 9u: Valve seat, 11: Spring member, 30: Housing recess, 30c: Locking claw, X1: First position, X2: Second position, A: Fluid, Aa: Air, Sd: Valve body ring-shaped flat surface, Su: Valve seat ring-shaped flat surface, Rr: Rubber material, Ddo: Outer diameter of valve body ring-shaped flat surface, Duo: Valve seat ring-shaped flat surface Surface outer diameter, Ddi: inner diameter of valve ring flat surface, Dui: inner diameter of valve seat ring flat surface

Claims (4)

ガイド部材により第一位置と第二位置間を進退変位自在に支持されるプランジャ部，及びこのプランジャ部を電磁気力により少なくとも前記第一位置又は前記第二位置の一方へ変位させるステータ部を有する電磁駆動部と、前記プランジャ部の先端に固定し、かつ流体が流通する流体通路に臨むゴム素材により形成した弁体部，及びこの弁体部に対向した位置に設け、かつ前記流体通路の一方側に連通する弁座部を有する開閉機構部とを備える電磁開閉弁であって、前記プランジャ部の先端面に、縁部から中心方向に突出するリング形の係止爪を一体に有する収容凹部を形成し、この収容凹部に、前記係止爪に係止する段差面を周縁に形成した弁体面を有する弁体部を収容するとともに、前記弁座部に当接する前記弁体部における弁体面を、中心側を変形吸収凹部とした弁体リング形平坦面に形成し、かつ当該弁体リング形平坦面に当接する前記弁座部における弁座面を、当該弁体リング形平坦面に面接触する弁座リング形平坦面に形成し、前記弁体部の形成素材として、ゴム硬度をショアＡ８０〜９０°に設定したゴム素材となる水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴムを用いるとともに、前記弁体リング形平坦面の外径を、前記弁座リング形平坦面の外径よりも小さく設定し、かつ前記弁体リング形平坦面の内径を、前記弁座リング形平坦面の内径よりも大きく設定してなることを特徴とする電磁開閉弁。   An electromagnetic component having a plunger portion that is supported by a guide member so as to be movable back and forth between the first position and the second position, and a stator portion that displaces the plunger portion to at least one of the first position and the second position by electromagnetic force. A drive body, a valve body portion formed of a rubber material fixed to the distal end of the plunger section and facing a fluid passage through which a fluid flows, and provided at a position facing the valve body section and on one side of the fluid passage And an opening / closing mechanism portion having a valve seat portion that communicates with the receiving portion, and a receiving recess that integrally has a ring-shaped locking claw protruding in the center direction from the edge portion on the distal end surface of the plunger portion. The valve body surface of the valve body portion that contacts the valve seat portion is accommodated in the housing recess, the valve body portion having a valve body surface formed with a step surface engaged with the locking claw at the periphery. , The valve seat surface of the valve seat portion that is formed on the valve body ring-shaped flat surface having the deformation side as a deformation absorbing recess and is in contact with the valve body ring-shaped flat surface is in surface contact with the valve body ring-shaped flat surface. The valve body ring-shaped flat surface is formed using hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, which is a rubber material with a rubber hardness set at Shore A 80 to 90 °, as a material for forming the valve body ring. The outer diameter of the surface is set smaller than the outer diameter of the valve seat ring-shaped flat surface, and the inner diameter of the valve element ring-shaped flat surface is set larger than the inner diameter of the valve seat ring-shaped flat surface. An electromagnetic on-off valve characterized by that. 前記弁体部における前記変形吸収凹部は、円球面に形成することを特徴とする請求項１記載の電磁開閉弁。   The electromagnetic open / close valve according to claim 1, wherein the deformation absorbing recess in the valve body is formed in a spherical surface. 前記流体として、少なくとも空気を含む気体を適用することを特徴とする請求項１記載の電磁開閉弁。   The electromagnetic on-off valve according to claim 1, wherein a gas containing at least air is applied as the fluid. 前記電磁駆動部は、前記プランジャ部を前記第一位置又は前記第二位置へ変位させるバネ部材を備えることを特徴とする請求項１記載の電磁開閉弁。   The electromagnetic on-off valve according to claim 1, wherein the electromagnetic driving unit includes a spring member that displaces the plunger unit to the first position or the second position.

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