JP2001254865A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により弁体１２着座時における変
形余裕を確保して、着座衝撃音を低減すると共にシール
性を向上させた電磁弁１を提供する。 【解決手段】 弁体１２とシャフト１１の固定部におい
て、固定部材１３の外周部に段差を設けて弁体１２外周
部と固定部材１３間に隙間を形成すると共に、固定部材
１３の外周部の厚さを薄くして弁体１２が固定部材１３
に当接した後も両者が変形できるようにした。これによ
り、着座時に弁体１２、あるいは弁体１２と固定部材１
３が変形できるので、着座時の衝撃が吸収され騒音を低
減することができる。さらに、弁体１２が傾いて着座し
た場合でも弁体１２の外周部が部分的に変形して弁座１
４ａに密着できるのでシール性を向上させた電磁弁１が
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力により弁体
を駆動して流体通路を開閉する電磁弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁を図５に示す。この電磁弁
の作動について説明する。コイル３に通電されて可動鉄
心９が固定鉄心８側へ吸引されると、可動鉄心９に支持
された弁体１２が弁座１４ａに着座して流体通路１４ｂ
が閉塞される。一方、コイル３への通電が停止されて固
定鉄心８の磁力による吸引力がなくなると、可動鉄心９
はスプリング１０の付勢力によって固定鉄心８から離れ
る方向に移動し、ストッパ１５に当接して停止する。こ
れにより、可動鉄心９に支持された弁体１２は弁座１４
ａから離座して流体通路１４ｂが連通される。ここで、
弁体１２から可動鉄心９の構成について説明する。シャ
フト１１の可動鉄心９と反対側端部にはフランジ部１１
ａが設けられると共に突起部１１ｂがシャフト１１と同
軸状に設けられている。弁体１２をこの突起部１１ｂに
差込み前記フランジ部１１ａに突き当てた後、弁体と１
２ほぼ同じ直径のプレート２３を突起部１１ｂに嵌め、
最後にスナップワッシャ２２を突起部１１ｂに圧入して
弁体１２とシャフト１１の固定が完了する。シャフト１
１の弁体１２取付け部と反対側が可動鉄心９に保持され
ているので、弁体１２は可動鉄心９と一体になって移動
することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電磁弁
１においてはプレート２３は弁体１２を支持するために
例えば硬質樹脂で作られている。そのため、弁体１２が
弁座１４ａに着座する際に生じる衝撃音が問題になるこ
とがあった。また、弁体１２がシャフト１１に傾いて取
付けられたり、あるいは可動鉄心９と固定鉄心８の隙間
によりシャフト１１が傾いた場合においては、弁体１２
が傾いて弁座１４ａに着座し弁体１２と弁座１４ａ間に
隙間ができる可能性があった。

【０００４】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、その目的は、着座時に弁体が或る程度変形で
きるような構造とすることにより、着座時の衝撃音を低
減すると共に、弁体と弁座との密着性を向上させてシー
ル性の高い電磁弁を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
する為、以下の技術的手段を採用する。

【０００６】本発明の請求項１によれば、弁体とシャフ
ト（軸部）の固定部において、弁体の外周部と固定部材
との間に隙間を設けている。このため、着座時において
弁体の外周部は弁座に当接した後に隙間分だけ変形する
ことができるので、着座時の衝撃が緩和され衝撃音が低
減できる。さらに、弁体がシャフトに傾いて取付けられ
たり、可動鉄心の摺動部における隙間によりシャフトが
傾いたりして、弁体が傾いて弁座に着座した場合、弁体
の外周部が部分的に隙間分だけ変形して弁座に追従し密
着することができるので弁体と弁座のシール性を向上で
きる。

【０００７】本発明の請求項２によれば、固定部材は、
その外周部の厚さを他の部分より薄くしている。このた
め、着座時において弁体の外周部が弁座に当接後変形し
て固定部材に接触した際に、弁体と固定部材が一体とな
ってさらに変形することができる。従って、着座時の衝
撃が緩和され衝撃音が低減できる。さらに、弁体が傾い
て弁座に着座した場合、弁体の外周部が部分的に変形し
て弁座に追従し密着することができるので弁体と弁座の
シール性を向上できる。

【０００８】本発明の請求項３によれば、弁体の外周部
と固定部材との間の隙間を、弁体および固定部材の少な
くともどちらか一方に段部を設けることにより形成して
いる。この構成によれば、スペーサ等の部品を追加する
こと無しに容易に隙間を形成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による電磁弁の一実
施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において
同一構成部分には同一符号を付してある。

【００１０】図１は本発明の一実施形態による電磁弁１
の非通電時における全体断面図である。図２は本発明の
一実施形態による電磁弁１の通電時における全体断面図
である。この電磁弁１は、流体通路１４ｂを形成するハ
ウジング１４と、このハウジング１４の流体通路１４ｂ
内に設けられた弁座１４ａと、ハウジング１４内に収容
保持される電磁ソレノイド２と、電磁ソレノイド２が発
生する磁気吸引力により駆動されるシャフト１１（軸
部）と、シャフト１１に固定されシャフト１１と一体に
変位する弁体１２等から構成されている。そして、弁体
１２が弁座１４ａに着座または離座することにより、ハ
ウジング１４に形成された流体通路１４ｂが遮断または
連通される。

【００１１】ハウジング１４は、樹脂材、ゴム材等から
なり、流体通路１４ｂが形成されると共にその途中には
弁体１２が当接可能な弁座１４ａが形成されている。ハ
ウジング１４内部には弁体１２を駆動する電磁ソレノイ
ド２が収容保持されている。ハウジング１４の電磁ソレ
ノイド２収容部の下端には、後述するダイヤフラム１６
を保持する環状溝１４ｃが設けられている。また、ハウ
ジング１４の図１の下側端部の外周にはＯリング１７が
取付けられている。このＯリング１７により、電磁弁１
が取付けられる流体通路（図示せず）と外部との気密を
維持している。

【００１２】カバー１８は、樹脂材、ゴム材等からな
り、ハウジング１４の電磁ソレノイド２側端部に嵌合固
定されている。カバー１８には電磁弁１を外部と電気的
に接続するためのコネクタ部１８ａが形成され、コネク
タ部１８ａにはターミナル１９が一体成形等により固定
されている。また、電磁弁１の内部と外部を連通する呼
吸孔１８ｂが設けられ、この呼吸孔１８ｂには、電磁弁
１の外部からの水分や塵埃の侵入を防止するためにフィ
ルタ２０が装着されている。フィルタ２０は、例えば、
通気性と防水性を兼備えるような化学繊維材で形成され
る。

【００１３】電磁ソレノイド２は、コイル３、ヨーク
５、第１のマグネティックプレート６、固定鉄心８、第
２のマグネティックプレート７、および可動鉄心９から
構成される磁路構成部材と、コイル３が巻回され、ヨー
ク５、第１および第２のマグネティックプレート６、７
により固定される樹脂製のボビン４と、コイル３の巻端
が電気的に接続されるターミナル１９とを備えている。

【００１４】ヨーク５、第１のマグネティックプレート
６、第２のマグネティックプレート７、固定鉄心８、お
よび可動鉄心９は磁性材で形成されている。ヨーク５の
一端は固定鉄心８および第１のマグネティックプレート
６と磁気的に接続され、他端は第２のマグネティックプ
レート７と磁気的に接続されている。また、第２のマグ
ネティックプレート７には可動鉄心８が摺動自在に嵌合
している。

【００１５】従って、ターミナル１９からコイル３に電
流が供給されると、ヨーク５、第１のマグネティックプ
レート６、第２のマグネティックプレート７、固定鉄心
８、および可動鉄心９によって構成された磁気回路に磁
束が流れ、固定鉄心８と可動鉄心９との間に磁気吸引力
が発生する。すると、可動鉄心９は図１の上方に移動す
る。固定鉄心８の図１の上方への移動はハウジング１４
の弁座１４ａにより規制され、可動鉄心９の図１の下方
への移動は後述するストッパ１５の規制部１５ａにより
規制される。

【００１６】固定鉄心８は、可動鉄心９と軸方向に対向
する端面に開口し図１の上方に向かって縮閉する断面逆
Ｖ字形状のテーパ部８ａが形成されている。このテーパ
部の頂部には後述するスプリング１０を収容する保持部
８ｂが設けられている。

【００１７】可動鉄心９は固定鉄心８に対向して設けら
れ、第２のマグネティックプレート７に摺動自在に嵌合
しており、中心部に可動鉄心９を軸方向に貫通して非磁
性材料からなるシャフト１１が一体成形等で固定されて
いる。また、可動鉄心９は固定鉄心８のテーパ部８ａの
形状に合わせて形成されるテーパ部９ａを有している。

【００１８】固定鉄心８と可動鉄心９との間には付勢手
段としてのスプリング１０が収容されている。このスプ
リング１０の一端は固定鉄心８の保持部８ｂに当接し、
他端は後述するシャフト１１のフランジ部１１ｃに当接
している。これにより、可動鉄心９およびシャフト１１
はスプリング１０によって固定鉄心８から離れる方向に
付勢されている。

【００１９】シャフト１１は可動鉄心９に一体成形当で
固定されており、可動鉄心９と共に往復移動する。シャ
フト１１の固定鉄心８側端部にはスプリング１０の他端
が当接するフランジ部１１ｃが設けられている。シャフ
ト１１の固定鉄心８と反対側端部には、弁体１２を固定
部材１３により固定するフランジ部１１ａおよび突出し
部１１ｂが設けられている。弁体１２を突出し部１１ｂ
に差込みフランジ部１１ａに当接させ、続いて固定部材
１３を突出し部１１ｂに圧入して弁体１２をフランジに
押付けて弁体１２を固定する。さらに、シャフト１１の
可動鉄心９とフランジ部との中間には後述するダイヤフ
ラム１６を嵌合保持するための溝１１ｄがシャフト１１
と同軸状に設けられている。

【００２０】ストッパ１５は非磁性材料からなり、電磁
ソレノイド２のヨーク５および第２のマグネティックプ
レート７とハウジング１４とに挟持され、可動鉄心９が
当接可能な規制部１５ａを有する。この規制部１５ａは
可動鉄心９の固定鉄心８から離れる方向への移動を規制
している。また、ストッパ１５とハウジング１４との間
にはダイヤフラム１６が挟持されている。

【００２１】ダイヤフラム１６はストッパ１５とハウジ
ング１４との間に挟持されると共に、シャフト１１の溝
１１ｄに嵌合保持されて、ハウジング１４の流体通路１
４ｂと電磁ソレノイド２側との間の気密を維持してい
る。ダイヤフラム１６は柔軟で変形性に富む材料、例え
ばゴムで形成されているので可動鉄心９の移動を妨げな
い。

【００２２】弁体１２は、例えばゴム材により円盤状に
作られ、中央にはシャフト１１と嵌合する孔が形成され
ている。

【００２３】固定部材１３は、図５に示す従来の電磁弁
１において弁体１２とシャフト１１の固定に使用されて
いるスナップワッシャ２２の外径を弁体１２の外径とほ
ぼ同じまで拡大すると共に、弁体１２を支持する支持部
１３ｂの外周部に段差１３ａを設けている。この段差１
３ａにより、固定部材１３の外周部と弁体１２との間に
隙間Ｄが形成される。さらに、固定部材１３の外周部の
厚さは他の部分より薄く形成されている。

【００２４】次に、上記構成の電磁弁１の組立て方法に
ついて簡単に説明する。

【００２５】可動鉄心９を除いて電磁ソレノイド２部は
すでに組立てられている。

【００２６】先ず、コイル３のリード線とカバー１８の
ターミナル１９とをフュージング等により電気的に接合
する。次に、電磁ソレノイド２にスプリング１０および
可動鉄心９を挿入する。この時、スプリング１０を固定
鉄心８の保持部８ｂに当接させると共に、可動鉄心９と
一体のシャフト１１のフランジ部１１ｃに当接させる。
次に、ハウジング１４の環状溝１４ｃにダイヤフラム１
６を嵌合させた後ストッパ１５を装着する。続いて、ス
プリング１０および可動鉄心９が装着された電磁ソレノ
イド２を、図１の上方からハウジング１４に挿入する。
この時、可動鉄心９の図1における下端面をストッパ１
５に当接させ、シャフト１１の溝１１ｄにダイヤフラム
１６を嵌合させる。さらに、カバー１８とハウジング１
４を熱溶着等により固定する。最後に弁体１２をシャフ
ト１１の突出し部１１ｂに挿入してフランジ部１１ａに
当接させ、続いて固定部材１３をシャフト１１の突出し
部１１ｂに圧入し、固定部材１３の支持部１３ｂを弁体
１２に当接させて電磁弁１の組立てが完了する。

【００２７】次に、本発明の電磁弁１の作動について図
1および図２を用いて説明する。

【００２８】図１に示すように、コイル３に通電されて
いない時、可動鉄心９およびシャフト１１はスプリング
１０によって固定鉄心８から離れる方向に付勢され、可
動鉄心９がストッパ１５に当接している。これにより、
ハウジング１４の弁座１４ａから弁体１２が離座してい
るので流体通路１４ｂは連通する。

【００２９】コイル３に通電すると、コイル３で発生し
た磁束はヨーク５、第１のマグネティックプレート６、
可動鉄心９、固定鉄心８、第２のマグネティックプレー
ト７を閉磁路として流れる。従って、図２に示すよう
に、可動鉄心９およびシャフト１１はスプリング１０の
付勢力に抗して固定鉄心８側に移動するため、弁体１２
が弁座１４ａに着座する。これにより、流体通路１４ｂ
は遮断される。この時、弁体１２外周部と固定部材１３
外周部との間に隙間Ｄがあるので、弁体１２が弁座１４
ａに着座すると弁体１２外周部が図２の下方へ変形す
る。弁体１２外周部が固定部材１３外周部に接触した後
も、固定部材１３の外周部の厚さが他の部分より薄いた
め弁体１２はさらに固定部材１３と一緒に変形すること
ができる。このため、弁体１２着座時の衝撃が緩和さ
れ、衝撃音を小さくすることができる。

【００３０】以上説明した一実施の形態では、固定部材
１３の外周部に段差１３ａを設けて弁体１２と固定部材
１３間に隙間Ｄを設けると共に、固定部材１３外周部の
厚さを薄くしたことにより、弁体１２着座時の衝撃音を
小さくできる。

【００３１】さらに、着座時における弁体１２の変形代
が大きくできるので、弁体１２がシャフト１１に傾いて
取付けられたり可動鉄心９と固定鉄心８の隙間Ｄにより
シャフト１１が傾いたりして、弁体１２が傾いて弁座１
４ａに着座した場合、弁体１２の外周部が部分的に変形
して弁座１４ａに追従し密着できるので弁体１２と弁座
１４ａ間のシール性を向上することができる。

【００３２】また、弁体１２とシャフト１１の固定は固
定部材１３のみによっており、従来の電磁弁におけるプ
レートを省略できるので、部品点数が減りコストを低減
することができる。

【００３３】次に、本発明の一実施形態の第１変形例を
図３に示す。なお、図１と同一構成部分には同一符号を
付してある。

【００３４】第１変形例では、固定部材１３において一
実施形態で示した段差１３ａを無くすと共に外周部の厚
さを薄くしている。さらに、図３に示すように、弁体１
２には弁座１４ａと対向しない背面側の外周部に段差１
２ａを設けている。このため、一実施形態の場合と同様
に弁体１２と固定部材１３間に隙間Ｄが設けられると共
に、固定部材１３外周部が変形し易くなっている。

【００３５】この結果、第１変形例においても一実施の
形態の場合と同様の効果が得られる。即ち、弁体１２着
座時の衝撃音を低減できると共に、弁体１２と弁座１４
ａ間のシール性を向上できる。

【００３６】さらに、従来の電磁弁１におけるプレート
２３を省略できるので、部品点数が減りコストを低減す
ることができる。

【００３７】以上説明した一実施の形態および第１変形
例では、固定部材１３の外周部の厚さを他の部分より薄
くしているが、他の部分と同じ厚さにしても良い。

【００３８】次に、本発明の一実施形態の第２変形例を
図４に示す。なお、図１と同一構成部分には同一符号を
付してある。

【００３９】第２変形例では、第１変形例に対して、固
定部材１３に従来のスナップワッシャ２２を使用すると
共に弁体１２と固定部材１３の間に弾性を有する板２１
（金属または樹脂等の薄板）を配置している。このた
め、弁体１２の弁座１４ａと対向しない背面側の段差１
２ａによって一実施形態の場合と同様に弁体１２と固定
部材１３間に隙間Ｄが設けられると共に、弁体１２が変
形して板２１に当接した後も弁体１２外周部が変形し易
くなっている。

【００４０】この結果、第２変形例においても一実施の
形態の場合と同様の効果が得られる。即ち、弁体１２着
座時の衝撃音を低減できると共に、弁体１２と弁座１４
ａ間のシール性を向上できる。

【００４１】また、第２変形例では、第１変形例と同様
に弁体１２の弁座１４ａと対向しない背面側の外周部に
段差１２ａを設けて弁体１２と板２１の間に隙間Ｄを設
けているが、弁体１２に段差１２ａを設けず、従って弁
体１２と板２１が接していても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す電磁弁１の非通電
時（連通時）における全体断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す電磁弁１の通電時
（遮断時）における全体断面図である。

【図３】本発明の第１変形例を示す電磁弁１の非通電時
（連通時）における部分断面図である。

【図４】本発明の第２変形例を示す電磁弁１の非通電時
（連通時）における部分断面図である。

【図５】従来の電磁弁１の非通電時（連通時）における
全体断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ２ 電磁ソレノイド ９ 可動鉄心 １０ スプリング １１シャフト １１ａ フランジ部 １１ｂ 突起部 １２ 弁体 １２ａ 段差 １３ 固定部材 １３ａ 段差 １４ ハウジング １４ａ 弁座 １４ｂ 流体通路 Ｄ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路を形成するハウジングと、前記
   流体通路内に形成される弁座と、この弁座に着座または
   離座することにより前記流体通路を遮断または連通する
   弁体と、この弁体が固定部材により固定されている軸部
   と、この軸部の弁体と反対側部分を保持すると共に磁気
   回路の一部を構成する可動鉄心と、この可動鉄心に対面
   して配置され磁気回路の一部を形成する固定鉄心と、前
   記可動鉄心および前記固定鉄心の外周囲に巻回されて通
   電されることにより磁力を発生し前記可動鉄心を前記固
   定鉄心に向けて吸引するコイルと、を備える電磁弁にお
   いて、前記弁体の外周部と前記固定部材との間に隙間を
   設けたことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記固定部材は、その外周部の厚さを他
   の部分より薄くしたことを特徴とする請求項１に記載の
   電磁弁。
3. 【請求項３】 前記隙間は前記固定部材および前記弁体
   の少なくともどちらか一方に段部を設けることにより形
   成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の電磁弁。