JP2008291911A

JP2008291911A - Valve device

Info

Publication number: JP2008291911A
Application number: JP2007137610A
Authority: JP
Inventors: Takuya Kato; 拓也加藤; Hideaki Sato; 秀昭佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2008-12-04
Also published as: CN101311589A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device which can securely close a valve even with a small pressurization power, and which has a small amount of leakage. SOLUTION: In a state of blockade where a movable axis 21 has moved downward, an annular rib 6e is brought into contact with the circumference of the opening end of a first through hole 11 which forms an inflow passage 12, and blocks the first through hole 11. A hollow part C is formed between the tip of the movable axis 21 and the inner undersurface 6f in an insertion part 6a of a valve body 6. Thus, the annular rib 6e becomes elastically deformed sufficiently, and securely closes the opening end of the first through hole 11. The valve device which has a small amount of leakage is thereby provided. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、流路を開閉するバルブ装置に係わり、特に小さな加圧力でも確実に弁を遮断できるようにしたバルブ装置に関する。 The present invention relates to a valve device that opens and closes a flow path, and more particularly to a valve device that can reliably shut off a valve even with a small applied pressure.

従来のバルブ装置では、可動軸を軸線方向に変位させるアクチュエータが設けられ、この可動軸の先端に可撓性に優れたシリコンゴムなどからなる弁体が取り付けられている。 In the conventional valve device, an actuator for displacing the movable shaft in the axial direction is provided, and a valve body made of silicon rubber or the like having excellent flexibility is attached to the tip of the movable shaft.

このバルブ装置では、アクチュエータが駆動され、可動軸が軸線方向に沿って変位されると、先端に設けられた弁体が弁座に接触する。このとき、弁体が弁座に設けられた流出路を塞ぐため、流入路と流出路との間を遮断できるようになっている。
特開２００７−１６９３５号公報（第１１頁、図７−図９） In this valve device, when the actuator is driven and the movable shaft is displaced along the axial direction, the valve body provided at the tip contacts the valve seat. At this time, since the valve body blocks the outflow path provided in the valve seat, the inflow path and the outflow path can be blocked.
JP 2007-16935 A (page 11, FIGS. 7 to 9)

上記特許文献１に記載されたバルブ装置では、可動軸の先端が弁体の中心の中心底部に密着する構成である。 In the valve device described in Patent Document 1, the tip of the movable shaft is in close contact with the center bottom of the center of the valve body.

しかし、前記中心底部の板厚寸法は薄いため、弁体が弁座に接触し遮断状態となったときには、弁体自身は変形することができず、あるいは変形できたとしても極わずかであるため、弁体の有する弾性力を有効に利用することができず、結果として漏洩の少ない遮断状態を保つことが困難であった。 However, since the plate thickness of the center bottom is thin, the valve body itself cannot be deformed when the valve body comes into contact with the valve seat and is cut off. The elastic force of the valve body cannot be used effectively, and as a result, it has been difficult to maintain a cut-off state with little leakage.

また流路内の圧が高い場合において流体の漏洩を防止するには、遮断状態において大きな加圧力で弁座を加圧することが必要である。 Further, in order to prevent fluid leakage when the pressure in the flow path is high, it is necessary to pressurize the valve seat with a large applied pressure in the shut-off state.

しかし、特許文献１に記載のものでは、弁体の中心底部が平坦面で形成されており、中心底部に対して流体からの圧力が同じ方向に作用してしまうために加圧力を高めることが困難であった。しかも、必要以上に大きな加圧力で加圧すると、遮断状態から開放状態に切り換えたときに、弁体側の中心底部が弁座に張り付いてしまって開放状態への切り替えが不十分になるという問題があった。さらには大きな加圧力を発生させるアクチュエータが必要となるため、バルブ装置が大型化しやすいという問題もあった。 However, in the thing of patent document 1, since the center bottom part of a valve body is formed in the flat surface and the pressure from a fluid acts on the center bottom part in the same direction, it can raise a pressurizing force. It was difficult. In addition, if the pressure is increased more than necessary, the center bottom of the valve body will stick to the valve seat when switching from the shut-off state to the open state, and switching to the open state will be insufficient. was there. Furthermore, since an actuator that generates a large pressing force is required, there is a problem that the valve device is easily increased in size.

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、弁体自身の有する弾性を有効利用することよって、小さな加圧力でも高い遮断状態を保つことが可能なバルブ装置を提供することを目的としている。 The present invention is for solving the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a valve device capable of maintaining a high shut-off state even with a small applied pressure by effectively utilizing the elasticity of the valve body itself. It is said.

また本発明は、遮断状態と開放状態との切り替えを確実に行えるようにしたバルブ装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a valve device that can reliably switch between a shut-off state and an open state.

さらに本発明は、アクチュエータの小型化に適したバルブ装置を提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide a valve device suitable for downsizing an actuator.

本発明は、流路を形成する貫通孔の開口端に対し進退自在に対向配置された可動軸と、前記可動軸を前記貫通孔の開口端に接近および離間する軸線方向に沿って移動させる駆動機構と、前記可動軸の先端に設けられ、前記貫通孔の開口端に当接したときに弾性変形して前記貫通孔を閉鎖する弁体と、を備えたバルブ装置において、
前記弁体は、前記可動軸の先端を保持する有底の挿入部を有しており、前記挿入部に挿入された前記可動軸の先端と前記挿入部内の底面との間に空洞部が形成されていることを特徴とするものである。 The present invention relates to a movable shaft that is disposed so as to be movable back and forth with respect to an opening end of a through hole that forms a flow path, and a drive that moves the movable shaft along an axial direction that approaches and separates from the opening end of the through hole. In a valve device comprising: a mechanism; and a valve body that is provided at a tip of the movable shaft and elastically deforms to close the through-hole when abutting against an opening end of the through-hole,
The valve body has a bottomed insertion portion that holds the distal end of the movable shaft, and a hollow portion is formed between the distal end of the movable shaft inserted into the insertion portion and the bottom surface in the insertion portion. It is characterized by being.

本発明では、弁体自身が有する弾性力と、空洞部によって形成される弾性力とを発生させることができる。このため、弁体と貫通孔の開口端との間を確実に閉じることが可能となる。 In the present invention, it is possible to generate the elastic force of the valve body itself and the elastic force formed by the cavity. For this reason, it becomes possible to close reliably between a valve body and the opening end of a through-hole.

上記において、前記挿入部の外部底面には、断面凸状の環状リブが周設されているものが好ましい。 In the above, it is preferable that an annular rib having a convex cross section is provided on the outer bottom surface of the insertion portion.

さらには、前記環状リブの側面が、外部底面側の基端部から先端に向かうほど細くなるテーパ状で形成されているものが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the side surface of the annular rib is formed in a tapered shape that becomes thinner from the base end portion on the outer bottom surface side toward the tip end.

上記手段では、弁体の外部底面に対して垂直方向に沿って作用する流体側の圧力を軽減することができる。このため、従来に比較して小さな加圧力で確実に弁を閉じることが可能となる。 In the above means, the pressure on the fluid side acting along the vertical direction with respect to the outer bottom surface of the valve body can be reduced. For this reason, it becomes possible to close a valve reliably with a small pressurization force compared with the past.

また弁体が貫通孔の周囲に張り付きにくくなるため、遮断状態と開放状態との切り替えを確実且つスムーズに行うことができる。 Further, since the valve body is less likely to stick around the through hole, the switching between the shut-off state and the open state can be performed reliably and smoothly.

例えば、前記弁体は、軸線方向に延びる軸部と、この軸部と直交する外周方向に広がるフランジ部と、前記フランジ部の外周側に環状に形成された支持部とが一体形成されたものであり、前記挿入部が前記軸部に形成されているとして構成できる。
また、前記弁体がシリコンゴムで形成されているものとすることができる。 For example, the valve body is integrally formed with a shaft portion extending in the axial direction, a flange portion extending in the outer peripheral direction orthogonal to the shaft portion, and a support portion formed in an annular shape on the outer peripheral side of the flange portion. And the insertion portion can be configured as being formed in the shaft portion.
Further, the valve body may be made of silicon rubber.

本発明のバルブ装置では、小さな加圧力でも確実に弁を閉じることができる。
また遮断状態と開放状態との切り替えを確実且つスムーズに行うことができる。
さらには、バルブ装置全体の大きさを小型化することができる。 In the valve device of the present invention, the valve can be reliably closed even with a small applied pressure.
In addition, switching between the shut-off state and the open state can be performed reliably and smoothly.
Furthermore, the size of the entire valve device can be reduced.

図１は本発明の実施の形態を示すバルブ装置の断面図、図２はバルブ装置の弁体を示す斜視断面図、図３および図４はバルブ装置の動作状態を示しており、図３は開放状態を示す拡大断面図、図４は遮断状態を示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of a valve device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective sectional view showing a valve body of the valve device, FIGS. 3 and 4 show an operating state of the valve device, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an open state, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a blocked state.

図１に示すように、本実施の形態に示すバルブ装置１は、弁本体２と電磁アクチュエータ（駆動機構）３とを有して構成される。バルブ装置１は、図示上側が電磁アクチュエータ３の配置される駆動側ＤＳとされ、下側に流路を供えた流体側ＦＳとされている。また、弁本体２は、図示左側が流体の供給側ＳＳとされ、右側が流体の吐出側ＥＳとされている。したがって、この実施の形態では、流体が図示左側の供給側ＳＳから右側の吐出側ＥＳに向かって流れる。 As shown in FIG. 1, the valve device 1 shown in the present embodiment includes a valve body 2 and an electromagnetic actuator (drive mechanism) 3. The upper side of the valve device 1 is a driving side DS on which the electromagnetic actuator 3 is arranged, and a lower side is a fluid side FS provided with a flow path. Further, the valve body 2 has a fluid supply side SS on the left side in the figure and a fluid discharge side ES on the right side. Therefore, in this embodiment, the fluid flows from the supply side SS on the left side of the drawing toward the discharge side ES on the right side.

図１に示すように、弁本体２は、ボディ４と上蓋５とを有し、これらの間に弁体６が挟持されている。また、電磁アクチュエータ３は、上蓋５の駆動側ＤＳに取り着けられている。 As shown in FIG. 1, the valve body 2 has a body 4 and an upper lid 5, and a valve body 6 is sandwiched between them. The electromagnetic actuator 3 is attached to the drive side DS of the upper lid 5.

ボディ４は、非磁性体、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂の成型品として形成されている。このボディ４の駆動側ＤＳに位置する上面の中央部には弁室７が一体に凹設されている。そして、この弁室７の図示上方の開口端は、弁体６の下面によって閉塞されている。なお、弁室７の形状としては、平面矩形状、円形状などの各種の形状から選択することができる。 The body 4 is formed as a molded product of a non-magnetic material, for example, a resin such as PPS (polyphenylene sulfide). A valve chamber 7 is integrally recessed in the central portion of the upper surface located on the drive side DS of the body 4. The upper open end of the valve chamber 7 is closed by the lower surface of the valve body 6. The shape of the valve chamber 7 can be selected from various shapes such as a planar rectangular shape and a circular shape.

ボディ４の中央部には左右一対のノズル８，９が一体に突設されている。これらの左右一対のノズル８，９は、左方の供給側ＳＳに配置された一方が流体の供給に用いる供給ノズル８Ａであり、右方に示す吐出側ＥＳに配置された他方が流体の吐出に用いる吐出ノズル９Ａである。 A pair of left and right nozzles 8 and 9 are integrally projected at the center of the body 4. Of the pair of left and right nozzles 8 and 9, one disposed on the left supply side SS is a supply nozzle 8A used for supplying fluid, and the other disposed on the discharge side ES shown on the right is discharge of fluid. This is the discharge nozzle 9A used for the above.

一方の供給ノズル８Ａの供給側内孔８ａは、ボディ４の中央部に向かって水平に延出されている。供給側内孔８ａのボディ４の中央側には第１の内端部８ｂが設けられている。この第１の内端部８ｂには、弁室７の底面７ａに向かって垂直に延在する第１の貫通孔１１が形成されている。なお、第１の貫通孔１１は弁室７の底面７ａのほぼ中心部に形成されている。前記供給側内孔８ａと前記第１の貫通孔１１とによって、本実施形態における弁室７に流体を流入させるための流入路１２が形成されている。 The supply side inner hole 8 a of one supply nozzle 8 A extends horizontally toward the center of the body 4. A first inner end 8b is provided on the center side of the body 4 of the supply side inner hole 8a. The first inner end portion 8 b is formed with a first through hole 11 extending vertically toward the bottom surface 7 a of the valve chamber 7. Note that the first through hole 11 is formed substantially at the center of the bottom surface 7 a of the valve chamber 7. The supply side inner hole 8a and the first through hole 11 form an inflow path 12 for allowing fluid to flow into the valve chamber 7 in the present embodiment.

他方の吐出ノズル９Ａの吐出側内孔９ａも、ボディ４の中央部に向かって水平に延出されている。吐出側内孔９ａのボディ４の中央部側に位置する第２の内端部９ｂには、弁室７の底面の左端部から下方に向かって垂直に延在する第２の貫通孔１４の下端部が接続されている。そして、吐出側内孔９ａと第２の貫通孔１４とによって、本実施形態における弁室７から流体を流出させるための流出路１５が形成されている。 The discharge-side inner hole 9a of the other discharge nozzle 9A also extends horizontally toward the center of the body 4. The second inner end portion 9b located on the center side of the body 4 of the discharge side inner hole 9a has a second through hole 14 extending vertically downward from the left end portion of the bottom surface of the valve chamber 7. The lower end is connected. The discharge side inner hole 9a and the second through hole 14 form an outflow path 15 for allowing fluid to flow out from the valve chamber 7 in the present embodiment.

図２に示すように、本実施の形態に示す弁体６は、独楽形状（円盤の中心に軸を設けた形状）として形成されている。弁体６の中心には軸部６Ａが設けられ、この軸部６Ａの長手方向（軸線方向（Ｚ方向）ともいう）の中間には軸部６Ａから外周方向に向かって広がるフランジ部６Ｂが設けられている、そして、このフランジ部６Ｂの先端には環状（ドーナツ状態）に形成された支持部６Ｃが設けられている。軸部６Ａ、フランジ部６Ｂおよび支持部６Ｃは、シリコンゴムなどの弾性体で一体的に形成されている。なお、弁室７の開口端に弁体６を設ける際、ボディ４と上蓋５と間に支持部６Ｃが強固に挟持される。このため、この弁体６によって流体が弁室７から駆動側ＤＳに流出する漏洩を防止することができる。 As shown in FIG. 2, the valve body 6 shown in the present embodiment is formed as a self-made shape (a shape in which a shaft is provided at the center of the disk). A shaft portion 6A is provided at the center of the valve body 6, and a flange portion 6B extending from the shaft portion 6A toward the outer peripheral direction is provided in the middle of the longitudinal direction (also referred to as the axial direction (Z direction)) of the shaft portion 6A. A support portion 6C formed in an annular shape (doughnut state) is provided at the tip of the flange portion 6B. The shaft portion 6A, the flange portion 6B, and the support portion 6C are integrally formed of an elastic body such as silicon rubber. When the valve body 6 is provided at the open end of the valve chamber 7, the support portion 6 C is firmly sandwiched between the body 4 and the upper lid 5. For this reason, the valve body 6 can prevent leakage of fluid from the valve chamber 7 to the driving side DS.

前記軸部６Ａには、図示Ｚ１側の上端からＺ２方向の下端に向かって凹設された挿入部６ａが形成されている。挿入部６ａの中間部には、挿入部６ａの直径よりも僅かに大きな直径からなる掛止部６ｂが形成されている。また軸部６Ａの下面側となる挿入部６Ａの底部（外部底面６ｄ）の中心から外周側となる位置には、断面凸状からなる環状リブ６ｅが一体で周設されている。このような形状を有する弁体６は、後述する可動軸２１の変位に対して柔軟な弾性変形が付与される。 The shaft portion 6A is formed with an insertion portion 6a that is recessed from the upper end on the Z1 side in the drawing toward the lower end in the Z2 direction. A latching portion 6b having a diameter slightly larger than the diameter of the insertion portion 6a is formed at an intermediate portion of the insertion portion 6a. An annular rib 6e having a convex cross section is integrally provided at a position on the outer peripheral side from the center of the bottom portion (external bottom surface 6d) of the insertion portion 6A on the lower surface side of the shaft portion 6A. The valve body 6 having such a shape is given flexible elastic deformation with respect to the displacement of the movable shaft 21 described later.

環状リブ６ｅの少なくとも外側の側面は、基端側となる外部底面６ｄからＺ２側の先端に向かうほどに細くなる傾斜面（テーパ状）からなるテーパ部６ｅ１で形成されている。そして、環状リブ６ｅの先端部分の直径は、第１の貫通孔１１の直径よりも大きい。このため、環状リブ６ｅの先端が第１の貫通孔１１の開口端に当接したときには、環状リブ６ｅの内側に第１の貫通孔１１の開口端が収まる。すなわち、第１の貫通孔１１の開口端の周囲を環状リブ６ｅで包囲することが可能となっている。 At least the outer side surface of the annular rib 6e is formed by a tapered portion 6e1 having an inclined surface (tapered shape) that becomes thinner from the outer bottom surface 6d on the base end side toward the tip on the Z2 side. The diameter of the tip portion of the annular rib 6 e is larger than the diameter of the first through hole 11. For this reason, when the tip of the annular rib 6e comes into contact with the opening end of the first through hole 11, the opening end of the first through hole 11 fits inside the annular rib 6e. That is, the periphery of the opening end of the first through hole 11 can be surrounded by the annular rib 6e.

上蓋５は、ボディ４と同様に、非磁性体、例えば、ＰＰＳなどの樹脂の成型品によって形成されている。上蓋５は円盤状の取付部５Ａと、この取付部５Ａの駆動側ＤＳに位置する上面に対して垂直となる方向に延びる保持本体５Ｂとが一体に形成されている。保持本体５Ｂは長手方向の中央が両端よりも細く絞られた円環状の摺動基準部５ａが設けられている。摺動基準部５ａの内側は、可動軸２１が軸線方向に移動する際の基準となる基準面を形成している。上蓋５は、取付部５Ａの装着穴に挿入された取付ねじによって、ボディ４の上に取り付けられる（図示せず）。 Similar to the body 4, the upper lid 5 is formed of a non-magnetic material such as a molded product of resin such as PPS. The upper lid 5 is integrally formed with a disc-shaped attachment portion 5A and a holding body 5B extending in a direction perpendicular to the upper surface located on the drive side DS of the attachment portion 5A. The holding main body 5B is provided with an annular sliding reference portion 5a whose center in the longitudinal direction is narrower than both ends. The inside of the sliding reference portion 5a forms a reference surface that serves as a reference when the movable shaft 21 moves in the axial direction. The upper lid 5 is mounted on the body 4 (not shown) by mounting screws inserted into the mounting holes of the mounting portion 5A.

電磁アクチュエータ３は、弁本体２の弁体６の先端に設けられた環状リブ６ｅを、弁室７の底部７ａに形成された第１の貫通孔１１の開口端に対して接離させるものである。すなわち、図３に示す流路の開放状態と、図４に示す流路の遮断状態とを選択的に切り換えるためのものである。 The electromagnetic actuator 3 causes an annular rib 6e provided at the tip of the valve body 6 of the valve body 2 to contact and separate from the opening end of the first through hole 11 formed in the bottom portion 7a of the valve chamber 7. is there. That is, this is for selectively switching between the open state of the flow channel shown in FIG. 3 and the blocked state of the flow channel shown in FIG.

図１に示すように、電磁アクチュエータ３は、磁性体、例えば、磁気吸着性の高い純鉄などの加工品によって形成された可動軸（プランジャ）２１を有している。可動軸２１は円柱状からなる軸本体２１ａを有している。この軸本体２１ａの下端および上端には、軸本体２１ａの外径より細い径寸法で形成された作動部２２および案内軸２３が共に一体に形成されている。なお、作動軸２２および案内軸２３の周囲には、防振ゴムなどの緩衝材により形成された円環状のクッション３８，３９がそれぞれ装着されている。 As shown in FIG. 1, the electromagnetic actuator 3 has a movable shaft (plunger) 21 formed of a magnetic material, for example, a workpiece such as pure iron having high magnetic adsorption. The movable shaft 21 has a shaft body 21a having a cylindrical shape. An operating portion 22 and a guide shaft 23 formed with a diameter smaller than the outer diameter of the shaft body 21a are integrally formed at the lower end and the upper end of the shaft body 21a. Around the operating shaft 22 and the guide shaft 23, annular cushions 38 and 39 made of a cushioning material such as vibration-proof rubber are mounted, respectively.

下端側に設けられた作動部２２の長手方向の中央部には、作動部２２よりも太く、且つ軸本体２１ａよりも細い径寸法からなる掛止部２２ａが形成されている。作動部２２は前記弁体６の挿入部６ａに挿入されるが、このとき挿入部６ａ内に形成された掛止部６ｂと作動部２２に形成された掛止部２２ａとが互いに掛止し合う。これにより、挿入部６ａからの作動部２２の抜け止めが防止される。 A latching portion 22a having a diameter larger than that of the operating portion 22 and smaller than that of the shaft main body 21a is formed at a central portion in the longitudinal direction of the operating portion 22 provided on the lower end side. The operating portion 22 is inserted into the insertion portion 6a of the valve body 6. At this time, the engaging portion 6b formed in the inserting portion 6a and the engaging portion 22a formed in the operating portion 22 are engaged with each other. Fit. This prevents the operating portion 22 from coming off from the insertion portion 6a.

また本発明では、前記挿入部６ａの深さ寸法は、前記作動部２２の長さ寸法よりも若干深めに設定されている。このため、作動部２２を前記弁体６の挿入部６ａに挿入した状態では、可動軸２１の先端である作動部２２の先部と挿入部６ａの上側となる内部底面６ｆとの間に所定の隙間余裕δからなる空洞部Ｃが形成されている（図３参照）。 In the present invention, the depth dimension of the insertion portion 6 a is set slightly deeper than the length dimension of the operating portion 22. For this reason, in a state where the operating portion 22 is inserted into the insertion portion 6a of the valve body 6, there is a predetermined gap between the tip of the operating portion 22 that is the tip of the movable shaft 21 and the inner bottom surface 6f that is above the insertion portion 6a. A cavity C having a clearance margin δ is formed (see FIG. 3).

図１に示すように、軸本体２１ａの作動部２２の近傍と、軸方向のほぼ中央部分には、ほぼ円環状の摺動部２５，２５が形成されている。これらの摺動部２５，２５の外径は、作動部２２の外径と同等もしくは若干大きく形成されている。摺動部２５，２５の直径は、前記保持本体５Ｂの摺動基準部５ａの直径と同じか、または僅かに細く形成されている。軸本体２１ａは、前記摺動部２５，２５が摺動基準部５ａの内接しており、この摺動基準部５ａにガイドされて軸線方向に移動する。 As shown in FIG. 1, substantially annular sliding portions 25, 25 are formed in the vicinity of the operating portion 22 of the shaft body 21 a and in the substantially central portion in the axial direction. The outer diameters of these sliding portions 25, 25 are formed to be equal to or slightly larger than the outer diameter of the operating portion 22. The diameters of the sliding portions 25, 25 are the same as or slightly narrower than the diameter of the sliding reference portion 5a of the holding body 5B. In the shaft main body 21a, the sliding portions 25, 25 are inscribed in the sliding reference portion 5a, and are moved in the axial direction while being guided by the sliding reference portion 5a.

また図１に示すように、上端側に設けられた案内軸２３は、保持本体５Ｂの上端に固定されたケース蓋３１の中心の形成されたガイド穴３１ａに挿通されている。このガイド穴３１ａは可動軸２１が前記摺動基準部５ａの内側を基準として軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する際の直線性を補助する機能を有している。 As shown in FIG. 1, the guide shaft 23 provided on the upper end side is inserted through a guide hole 31a formed at the center of the case lid 31 fixed to the upper end of the holding body 5B. The guide hole 31a has a function of assisting linearity when the movable shaft 21 moves along the axial direction (Z direction) with reference to the inside of the sliding reference portion 5a.

前記可動軸２１の外側、より具体的には保持本体５Ｂの外側の位置には、磁性体によって形成されたヨーク３２が設けられる。このヨーク３２は、磁気回路を構成する為に配置されたものである。コイル３３は、保持本体５Ｂの摺動基準部５ａの外側とヨーク３２との間に設けられる。 A yoke 32 formed of a magnetic material is provided outside the movable shaft 21, more specifically, outside the holding body 5B. The yoke 32 is arranged to constitute a magnetic circuit. The coil 33 is provided between the outside of the sliding reference portion 5a of the holding body 5B and the yoke 32.

保持本体５Ｂの上下の位置には、大径筒状部５Ｃ、５Ｄが一体に形成されている。この大径筒状部５Ｃ，５Ｄには、リング状の永久磁石４１，４２が設けられている。永久磁石４１，４２の両面には、磁性材料で形成されたヨーク４３、４４がそれぞれ固定されている。これらのヨーク４３，４４は、磁性体、例えば、磁束を通過させやすい純鉄などの加工品によって、全体としてほぼ環状に形成されている。 Large diameter cylindrical portions 5C and 5D are integrally formed at upper and lower positions of the holding body 5B. Ring-shaped permanent magnets 41 and 42 are provided on the large-diameter cylindrical portions 5C and 5D. Yokes 43 and 44 made of a magnetic material are fixed to both surfaces of the permanent magnets 41 and 42, respectively. These yokes 43 and 44 are formed in a substantially annular shape as a whole by a processed material such as a magnetic material, for example, pure iron that easily allows magnetic flux to pass therethrough.

上下の永久磁石４１，４２は軸方向に互いに逆向きに着磁されており、その磁極は可動軸２１の移動方向であるＺ方向に沿って並設されている。例えば、上側の永久磁石４１は上端部側がＳ極に、下端部側がＮ極に着磁されているときには、下側の永久磁石４２は上端部側がＮ極に着磁され、下端部側がＳ極に着磁される。そして、可動軸２１は、このような環状の永久磁石４１，４２およびこれらの両端面に固定された環状のヨーク４３、４４の中心部をＺ方向に貫くように配設されている。この状態では、軸本体２１ａの上部側の外面と永久磁石４１の内面とが対向し、軸本体２１ａの下部側の外面と永久磁石４２の内面とが対向する。 The upper and lower permanent magnets 41 and 42 are magnetized in opposite directions in the axial direction, and their magnetic poles are arranged in parallel along the Z direction, which is the moving direction of the movable shaft 21. For example, when the upper permanent magnet 41 is magnetized with the S pole on the upper end side and the N pole on the lower end side, the lower permanent magnet 42 is magnetized with the N pole on the upper end side and the S pole on the lower end side. Is magnetized. The movable shaft 21 is disposed so as to penetrate the center portions of the annular permanent magnets 41 and 42 and the annular yokes 43 and 44 fixed to both end faces thereof in the Z direction. In this state, the upper outer surface of the shaft body 21a and the inner surface of the permanent magnet 41 face each other, and the lower outer surface of the shaft body 21a and the inner surface of the permanent magnet 42 face each other.

したがって、永久磁石４１，４２の磁力によって、可動軸２１をそのいずれかの移動方向に吸引、すなわち、可動軸２１は、図１の下方に示す突出する方向（Ｚ１方向）または図１の上方である引き込む方向（Ｚ２方向）に磁気吸着されて保持される。 Therefore, the movable shaft 21 is attracted in one of its moving directions by the magnetic force of the permanent magnets 41, 42, that is, the movable shaft 21 is in the protruding direction (Z1 direction) shown in the lower part of FIG. It is magnetically attracted and held in a certain pulling direction (Z2 direction).

なお、上部側に位置する永久磁石４１の上面に固定されたヨーク４３の上端面は、保持本体５Ｂの上部に設けられたケース蓋３１の下端面に当接している。下部側に位置する永久磁石４２に上面に固定されたヨーク４４の下端面は、環状に形成された磁石固定部材３９の上面に当接している。そして、磁石固定部材３９の下面は弁体６の外周側に設けられた支持部６Ｃの内面と接する位置において、フランジ部６Ｂの上面に当接している。 The upper end surface of the yoke 43 fixed to the upper surface of the permanent magnet 41 located on the upper side is in contact with the lower end surface of the case lid 31 provided on the upper portion of the holding body 5B. The lower end surface of the yoke 44 fixed to the upper surface of the permanent magnet 42 located on the lower side is in contact with the upper surface of the annular magnet fixing member 39. The lower surface of the magnet fixing member 39 is in contact with the upper surface of the flange portion 6B at a position in contact with the inner surface of the support portion 6C provided on the outer peripheral side of the valve body 6.

図３に示すように、流路が開放状態にあり、可動軸２１が上方（Ｚ１方向）に移動すると、可動軸２１の上端側に設けられたクッション３８がケース蓋３１の下面に当接し、可動軸２１の上方への移動位置を規制する。同時に、磁石固定部材３９はフランジ部６Ｂの外周側の上面を押え付け、クッション３８と同様に可動軸２１の上方への移動位置を規制する。このとき、クッション３８は、可動軸２１の上端面が、ケース蓋３１に接触したときの衝撃を吸収する。 As shown in FIG. 3, when the flow path is in an open state and the movable shaft 21 moves upward (Z1 direction), the cushion 38 provided on the upper end side of the movable shaft 21 contacts the lower surface of the case lid 31, The upward movement position of the movable shaft 21 is restricted. At the same time, the magnet fixing member 39 presses the upper surface on the outer peripheral side of the flange portion 6 B, and restricts the upward movement position of the movable shaft 21 as with the cushion 38. At this time, the cushion 38 absorbs an impact when the upper end surface of the movable shaft 21 contacts the case lid 31.

本実施形態のバルブ装置１では、コイル３３に供給する電流の方向を切り換えることで、可動軸２１の上端部の極性をＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極・・・の順に切り換えることができ、同時に可動軸２１の下端部の極性を上端部の極性の切り換えと同期させてＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・の順に切り換えることができるようになっている。つまり、電磁アクチュエータ３は電磁石として作用し、供給する電流の方向に応じて可動軸２１を、その軸方向に沿って下方への突出する方向（Ｚ２方向）および上方への引き込む方向（Ｚ１方向）の両方向に往復移動させることができる。そして、移動後の位置では、電流を遮断しても永久磁石４１，４２の磁気吸引力によって、可動部２１をその位置に保持することが可能となる。 In the valve device 1 of the present embodiment, the polarity of the upper end portion of the movable shaft 21 can be switched in the order of S pole, N pole, S pole, N pole, etc. by switching the direction of the current supplied to the coil 33. At the same time, the polarity of the lower end portion of the movable shaft 21 can be switched in the order of N pole, S pole, N pole, S pole,... In synchronization with the switching of the polarity of the upper end portion. That is, the electromagnetic actuator 3 acts as an electromagnet, and in accordance with the direction of the current to be supplied, the movable shaft 21 protrudes downward along the axial direction (Z2 direction) and pulls upward (Z1 direction). Can be reciprocated in both directions. At the position after the movement, the movable portion 21 can be held at the position by the magnetic attractive force of the permanent magnets 41 and 42 even if the current is interrupted.

次に、上記構成からなるバルブ装置の電磁弁としての動作について説明する。
電磁アクチュエータ３のコイル３３に対し、一方向の電流を与えると、可動軸２１が上方（Ｚ１方向）に移動させられ、流路は図３に示すような開放状態に設定させられる。この開放状態では、弁体６の先端である環状リブ６ｅが、弁室７の底面から上方に離れ、第１の貫通孔１１の開口端が開放される。このため、流体は供給側ＳＳから一方の供給ノズル８Ａの供給側内孔８ａおよび第１の貫通孔１１を介して弁室７に供給される。続いて、流体は、弁室７から第２の貫通孔１４および他方の吐出ノズル９Ａの吐出側内孔９ａを介して吐出側ＥＳに吐出される。 Next, the operation of the valve device having the above configuration as an electromagnetic valve will be described.
When a current in one direction is applied to the coil 33 of the electromagnetic actuator 3, the movable shaft 21 is moved upward (Z1 direction), and the flow path is set to an open state as shown in FIG. In this open state, the annular rib 6e that is the tip of the valve body 6 is separated upward from the bottom surface of the valve chamber 7, and the open end of the first through hole 11 is opened. For this reason, the fluid is supplied from the supply side SS to the valve chamber 7 through the supply side inner hole 8a and the first through hole 11 of the one supply nozzle 8A. Subsequently, the fluid is discharged from the valve chamber 7 to the discharge side ES through the second through hole 14 and the discharge side inner hole 9a of the other discharge nozzle 9A.

次に、電磁アクチュエータ３のコイル３３に与える電流の向きを切り換えると、図４に示すように可動軸２１が下方（Ｚ２方向）に移動させられ、流路は遮断状態に切り換えられる。この遮断状態では、弁体６の先端である環状リブ６ｅが、弁室７の底面に設けられた第１の貫通孔１１の周囲に当接し、第１の貫通孔１１の開口端を閉鎖する。 Next, when the direction of the current applied to the coil 33 of the electromagnetic actuator 3 is switched, the movable shaft 21 is moved downward (Z2 direction) as shown in FIG. 4, and the flow path is switched to the cutoff state. In this shut-off state, the annular rib 6e, which is the tip of the valve body 6, contacts the periphery of the first through hole 11 provided in the bottom surface of the valve chamber 7, and closes the open end of the first through hole 11. .

このとき、前記可動軸２１の下方向の端部と弁体６の内部底面６ｆとの間には空洞部Ｃが介在するため、可動軸２１からの加圧力は空洞部Ｃを介して弁体６の先端の環状リブ６ｅに伝達される。このとき、空洞部Ｃはエアクッション的な役割を果たす。このため、環状リブ６ｅは弁体６自身が有する弾性力に前記空洞部Ｃによる弾性力が加わった状態で第１の貫通孔１１の開口端の周囲を弾性的に加圧する。これにより、弁体６の環状リブ６ｅは十分に弾性変形することが可能となり、第１の貫通孔１１の開口端を確実に閉じることが可能となる。よって、漏洩の少ない遮断状態を保つことが可能となる。 At this time, since the cavity C is interposed between the lower end of the movable shaft 21 and the inner bottom surface 6f of the valve body 6, the applied pressure from the movable shaft 21 passes through the cavity C to the valve body. 6 is transmitted to the annular rib 6e at the tip. At this time, the cavity C plays an air cushion-like role. For this reason, the annular rib 6e elastically pressurizes the periphery of the opening end of the first through-hole 11 in a state where the elastic force of the hollow portion C is added to the elastic force of the valve body 6 itself. Thereby, the annular rib 6e of the valve body 6 can be sufficiently elastically deformed, and the opening end of the first through hole 11 can be reliably closed. Therefore, it is possible to maintain a cut-off state with little leakage.

また環状リブ６ｅは、外部底面６ｄよりも下方（Ｚ２方向）に突出しており、環状リブ６ｅが第１の貫通孔１１の開口端の周囲に当接すると、外部底面６ｄと弁室７の底面との間に僅かな隙間が形成される。このため、流体の圧力が作用する方向は、外部底面６ｄに対して上向き垂直な方向（Ｚ１方向）だけではなく、周方向に広がる水平方向、すなわち環状リブ６ｅの内側の面にも作用させることができる。その結果、弁体６の外部底面６ｄに作用する流体の圧力を外周方向に分散させることができ、前記上向き垂直な方向の圧力を低減することができる。このため、従来よりも小さな加圧力でも、環状リブ６ｅを第１の貫通孔１１の開口端の周囲に密着させて、前記第１の貫通孔１１を塞ぐことができ、漏洩の少ない遮断状態を保つことが可能となる。しかも、従来に比較して加圧力を小さくすることができるため、環状リブ６ｅが第１の貫通孔１１の周囲に張り付き難くすることができる。このため、遮断状態と開放状態との切り替えを確実に行うことが可能となる。 The annular rib 6e protrudes downward (Z2 direction) from the outer bottom surface 6d. When the annular rib 6e abuts around the opening end of the first through hole 11, the outer bottom surface 6d and the bottom surface of the valve chamber 7 are provided. A slight gap is formed between the two. For this reason, the direction in which the fluid pressure acts is not limited to the direction perpendicular to the external bottom surface 6d (Z1 direction), but also acts in the horizontal direction extending in the circumferential direction, that is, the inner surface of the annular rib 6e. Can do. As a result, the pressure of the fluid acting on the external bottom surface 6d of the valve body 6 can be dispersed in the outer peripheral direction, and the pressure in the upward vertical direction can be reduced. For this reason, even if the pressing force is smaller than that of the prior art, the annular rib 6e can be brought into close contact with the periphery of the opening end of the first through-hole 11 to close the first through-hole 11, and a blocking state with little leakage can be achieved. It becomes possible to keep. Moreover, since the applied pressure can be reduced as compared with the conventional case, the annular rib 6 e can be made difficult to stick around the first through hole 11. For this reason, it is possible to reliably switch between the shut-off state and the open state.

このように、本願発明のバルブ装置１では大きな加圧力がなくとも弁を確実に閉じることができる。このため、電磁アクチュエータとしても小型のものを採用することができ、結果として小型化のバルブ装置とすることができる。 Thus, in the valve device 1 of the present invention, the valve can be reliably closed without a large applied pressure. For this reason, a small-sized electromagnetic actuator can be adopted, and as a result, a miniaturized valve device can be obtained.

なお、上記実施の形態では、空洞部Ｃおよび環状リブ６ｅが設けられ、さらに環状リブ６ｅの両側面をテーパ状とした構成のすべてを備える場合について説明したが本願発明はこれに限られるものではない。すなわち、多少効果は低減するものの、空洞部Ｃと環状リブ６ｅはいずれか一方のみを有する構成でもよい。また環状リブ６ｅを有する場合には、側面のテーパ部６ｅ１はテーパ状で形成されているものに限られるものではない。 In the above-described embodiment, the case where the cavity C and the annular rib 6e are provided and all the side surfaces of the annular rib 6e are tapered has been described. However, the present invention is not limited to this. Absent. That is, although the effect is somewhat reduced, the cavity C and the annular rib 6e may have only one of them. Moreover, when it has the annular rib 6e, the taper part 6e1 of a side surface is not restricted to what is formed in the taper shape.

本発明の実施の形態を示すバルブ装置の断面図、Sectional drawing of the valve apparatus which shows embodiment of this invention, バルブ装置の弁体を示す斜視断面図、A perspective sectional view showing a valve body of the valve device, バルブ装置の動作状態として開放状態を示す拡大断面図、An enlarged cross-sectional view showing an open state as an operating state of the valve device, バルブ装置の動作状態として遮断状態を示す拡大断面図、An enlarged sectional view showing a shut-off state as an operating state of the valve device,

Explanation of symbols

１バルブ装置
２弁本体
３電磁アクチュエータ（駆動機構）
４ボディ
５上蓋
５ａ摺動基準部
６弁体
６Ａ軸部
６Ｂフランジ部
６Ｃ支持部
６ａ挿入部
６ｄ外部底面
６ｅ環状リブ
６ｅ１テーパ部（環状リブの外側の側面）
７弁室
８，９ノズル
８ａ供給側内孔
８Ａ供給ノズル
９Ａ吐出ノズル
９ａ吐出側内孔
１１第１の貫通孔
１４第２の貫通孔
２１可動軸
２１ａ軸本体
２２作動部
２３案内軸
３３コイル
４１，４２永久磁石
４３，４４ヨーク
Ｃ空洞部
ＤＳ駆動側
ＦＳ流体側
ＳＳ供給側
ＥＳ吐出側 1 Valve device 2 Valve body 3 Electromagnetic actuator (drive mechanism)
4 Body 5 Upper lid 5a Sliding reference portion 6 Valve body 6A Shaft portion 6B Flange portion 6C Support portion 6a Insertion portion 6d External bottom surface 6e Annular rib 6e1 Tapered portion (side surface of the annular rib)
7 Valve chamber 8, 9 Nozzle 8a Supply side inner hole 8A Supply nozzle 9A Discharge nozzle 9a Discharge side inner hole 11 First through hole 14 Second through hole 21 Movable shaft 21a Shaft body 22 Actuator 23 Guide shaft 33 Coil 41 , 42 Permanent magnets 43, 44 Yoke C Cavity part DS Drive side FS Fluid side SS Supply side ES Discharge side

Claims

A movable shaft that is disposed so as to be movable back and forth with respect to the opening end of the through hole forming the flow path, and a drive mechanism that moves the movable shaft along an axial direction that approaches and separates from the opening end of the through hole; In a valve device comprising: a valve body provided at a tip of a movable shaft and elastically deforming to close the through hole when abutting against an opening end of the through hole;
The valve body has a bottomed insertion portion that holds the distal end of the movable shaft, and a hollow portion is formed between the distal end of the movable shaft inserted into the insertion portion and the bottom surface in the insertion portion. The valve device characterized by being made.

The valve device according to claim 1, wherein an annular rib having a convex cross section is provided around the outer bottom surface of the insertion portion.

The valve device according to claim 1 or 2, wherein a side surface of the annular rib is formed in a tapered shape that becomes thinner from a base end portion on the outer bottom surface side toward a tip end.

The valve body is formed by integrally forming a shaft portion extending in the axial direction, a flange portion extending in an outer peripheral direction orthogonal to the shaft portion, and a support portion formed in an annular shape on the outer peripheral side of the flange portion. The valve device according to claim 1, wherein the insertion portion is formed in the shaft portion.

The valve device according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve body is formed of silicon rubber.