JP3578569B2 - Solenoid valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば各種油,空圧機器等の制御に用いられるソレノイドバルブに関し、また弁体が高圧側から低圧側へ差圧により変位しないソレノイドバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のソレノイドバルブとしては、たとえば図5に示すようなものがある。
【0003】
すなわち、このソレノイドバルブ100は、ソレノイド101に弁本体101Aが一体的に設けられて成っている。
【0004】
ソレノイド101は、内部中空のソレノイド本体102と、そのソレノイド本体102の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材としてのプランジャ103と、プランジャ103に対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材としてのセンタポスト104と、プランジャ103に作動連結され、センタポスト104に有する軸方向に貫通形成された貫通孔105に摺動自在に挿入される第1のロッドとしてのロッドA106とを備えている。このロッドA106と貫通孔105とはクリアランスシールされている。
【0005】
弁本体101Aは、先端部が鋼球108となっている弁体107と、弁体107が往復動自在に挿入されるセンタポスト104の凹部104Aと弁室109を形成するバルブボディ110と、弁室109に設けられた鋼球108が接離する弁座111と、弁座111に開口し、弁室109と連通する流路112とを備えている。
【0006】
弁室109内には、弁体107を弁座111から離間する方向に付勢する第1の付勢手段としてのスプリングA117が設けられている。
【0007】
また弁体107は、ソレノイド101のプランジャ103に第2の付勢手段としてのスプリングB103Aのスプリング力にて当接されることで作動連結されているロッドA106と一体となっており、このことから、プランジャ103はスプリングA117のスプリング力にてセンタポスト104から離間する方向に付勢されている。
【0008】
そして、バルブボディ110の側壁には、外部と弁室109とを連通する第1のポートとしての流入ポート113と、外部と流路112とを連通する第2のポートとしての制御ポート114と、制御ポート114とソレノイド101のプランジャ103とセンタポスト104との間とを、センタポスト104に有する軸方向に貫通形成された通路115を介して連通する連通路116と、が設けられている。
【0009】
また、この弁本体101Aには、バルブボディ110の先端部に両端を開口するカバー118の一方の開口端部が取付けられており、そのカバー118内にベローズ組立体119が収納されている。カバー118の他方の開口端部には、ベローズ組立体119の端部119Aが嵌入される凹部120Aを有するアジャストスクリュー120が取付けられ、閉塞されている。
【0010】
ベローズ組立体119には、ベローズ部121と作動連結され、ソレノイド101の弁体107の鋼球108側に伸びる第2のロッドとしてのロッドB122と、を備えている。このロッドB122は、段付で、大径部122Aと小径部122Bとから成っている。
【0011】
一方、バルブボディ110には、流路112と同軸上にカバー118の内部と連通する孔110Aを有しており、孔110AにはロッドB122の大径部122Aが摺動自在に挿入され、小径部122Bが流路112内に臨んで、その先端が鋼球108に接するようになっている。このロッドB122は、大径部122Aと孔110Aとでクリアランスシールされている。
【0012】
また、ベローズ組立体119を成すベローズ部121は、密封構造で内部が真空の蛇腹121Aと、蛇腹121A内部に有する蛇腹121Aを伸ばす方向に付勢する第3の付勢手段としてのスプリングC121Bとを備えており、外部の流体圧の変化に応じて伸縮するようになっている。
【0013】
さらに、カバー118には、カバー118の外部と内部とを連通する第3のポートとしての吸入ポート123を有している。
【0014】
次に、上記構成のソレノイドバルブ100の作用について説明する。
【0015】
まず、ソレノイド101のOFF時は、スプリングA117のスプリング力により、弁体107(鋼球108)が弁座111から離間し、弁座111に開口する流路112が開く。これにより、流入ポート113と制御ポート114とが弁室109を介して連通し、流入ポート113からの例えば外部制御部(不図示)からの吐出圧P1 が制御ポート114を介してコントロール圧P2 として外部制御部に対して出力される。つまり、コントロール圧P2 =P1 となる。
【0016】
次に、ソレノイド101をONすると、プランジャ103がセンタポスト104に磁気吸引され、その推力により、プランジャ103に作動連結されているロッドA106と一体となっている弁体107(鋼球108)がスプリングA117のスプリング力に抗して弁座111側に移動し、鋼球108にて弁座111に開口する流路112を閉じる。
【0017】
このとき、ソレノイド101に印加する電流による推力に応じた吸入ポート123からの外部制御部の吸入圧P3 となるようにコントロール圧P2 を制御する。
【0018】
コントロール圧P2 は、バルブボディ110に有する連通路116とセンタポスト104の通路115を介してセンタポスト104とプランジャ103との間にも供給される。
【0019】
また鋼球108が弁座111に接してシールされるシール径を成す流路112の径と、センタポスト104のロッドA106が挿入されている貫通孔105の径とがほぼ同一としていることから、ロッドA106と一体となっている弁体107(鋼球108)には差圧による影響を受けることがない。
【0020】
これらから、ある推力で鋼球108にて流路112を閉じると、吸入ポート123に対する吸入圧P3 がある一定圧でバランスする様、ベローズ組立体119が外部のガス又は液圧となる吸入圧P3 の変化に対してベローズ長が変化し、ベローズ部121に作動連結されているロッドB122の小径部122Bを介して鋼球108を弁座111に接離して吸入圧P3 が自動調圧されるようになっている。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来技術の場合では、弁体107とロッドA106とは一体となっていることから差圧の影響を受けない(鋼球108によるシール面積×P2 =ロッドA106の断面積×P2 であるため、弁体107は差圧を受けない)ため、ロッドA106を受けているセンタポスト104の貫通孔105と流路112(シール部)とで軸ずれが起きた場合、弁体107の先端部を鋼球108としていることから、図6のようにすきま(図中矢印F)が開きシール性が低下する。
【0022】
また、上記した従来技術の場合では、ベローズ組立体の端部119Aはアジャストスクリューの凹部120Aに嵌入されているが、ベローズ組立体119外部が高圧となり、ベローズ長が短くなった場合に振動等により図7のようにベローズ組立体が傾いて凹部120Aからはずれ、かみ込みによるロック現象が起きていた。これにより、ベローズ組立体外部が低圧となりベローズが伸びようとしても伸びることができず、バルブの開閉機能が失われていた。
【0023】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性の向上及びバルブの信頼性の向上を図り得るソレノイドバルブを提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本出願に係る第1の発明にあっては、内部中空のソレノイド本体と、該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材に有する軸方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔に摺動自在に挿入される前記可動部材に作動連結されたロッドと、該ロッドと一体に設けられる弁体と、該弁体が接離する弁座と、該弁座に開口する流路と、を備えたソレノイドバルブにおいて、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたことを特徴とする。
【0025】
上記目的を達成するために、本出願に係る第2の発明にあっては、上記弁体と弁座が接離する部位を平面としたもののうち弁体の平面部に前記流路内に入り込む凸部を設け、該凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としたことを特徴とする。
【0026】
上記目的を達成するために、本出願に係る第3の発明にあっては、内部中空のソレノイド本体と、該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材に有する軸方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔に摺動自在に挿入される第1のロッドと、該第1のロッドと一体に設けられ、弁本体に設けられた弁室内に往復動自在に挿入される弁体と、該弁体が接離する前記弁室に設けられた弁座と、該弁座に開口する流路と、前記弁体を弁座から離間する方向に付勢する第1の付勢手段と、前記可動部材を前記第1のロッドに当接させるべく、第1のロッド側に付勢する第2の付勢手段と、密封構造で内部が真空の蛇腹と、該蛇腹を伸ばす方向に付勢する第3の付勢手段とを備えたベローズ組立体と、該ベローズ組立体に作動連結される第2のロッドと、前記弁本体は、外部と前記弁室とを連通する第1のポートと、外部と流路とを連通する第2のポートと、該第2ポートと外部を介して前記可動部材と前記固定部材との間とを連通する連通路と、前記ベローズ組立体が収納される収納部と、該収納部の外部と内部とを連通する第3のポートと、前記流路と同軸上に設けられて前記第2のロッドが摺動自在に挿入される孔と、を有し、前記第2のロッドは、前記流路を介して前記弁体側に伸び、前記貫通孔の径と前記流路の径とをほぼ同じとしたソレノイドバルブにおいて、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたことを特徴とする。
【0027】
上記目的を達成するために、本出願に係る第4の発明にあっては、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたもののうち弁体の平面部に前記流路内に入り込む凸部を設け、該凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としたことを特徴とする。
【0028】
上記目的を達成するために、本出願に係る第5の発明にあっては、前記ベローズ組立体の前記第2のロッドが連結される側とは反対側の端部に、ベローズ組立体の伸縮方向に突出する、蛇腹よりも小径の段付の突出部が形成され、該端部に対向する前記収納部の面には、該ベローズ組立体を取り付けるための、ベローズ組立体の端部の外形と略合致する形状の凹部が設けられ、該凹部は、該凹部の開口側に設けられた、ベローズ組立体の伸縮方向に略平行な内周面を有するガイド部と、該ガイド部に段部を介して隣接し、該ガイド部より小径で前記凹部の底面にかけて縮径となるテーパー部と、を有し、前記凹部の取り付け位置からずれた前記ベローズ組立体が、前記蛇腹を前記ガイド部の内周面に規制されつつ伸長するときに、前記突出部を前記テーパー部の内周面上に乗り上げることにより前記凹部の取り付け位置からのずれを修正することを特徴とする。
【0029】
上記第1の発明に係る構成のソレノイドバルブにあっては、ソレノイド本体に通電時、可動部材が固定部材に磁気吸引され、その推力により、可動部材に作動連結され、固定部材の貫通孔に摺動自在に挿入されているロッドと一体となっている弁体が弁座側に移動し、弁体が弁座に接して弁座に開口する流路を閉じる。
【0030】
このとき、ロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされる。
【0031】
また、上記第2の発明に係る構成において、弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量(圧力)の変化を防止することができる。
【0032】
そして、上記第3の発明に係る構成のソレノイドバルブにあっては、第1のロッドを受ける固定部材の貫通孔の径と流路の径とをほぼ同じとしており、弁本体に流路と外部とを連通する第2のポートと可動部材と固定部材との間とを連通する連通路を有していることから、ソレノイドバルブの力のつりあいから、第1のロッドと一体の弁体に第2のポートにおける圧力による差圧の影響を受けることがない。
【0033】
また、弁本体の第3のポートを有する収納部にベローズ組立体を有していることから、第3のポートに対する圧力に応じてベローズ組立体が伸縮し、それに伴ってベローズ組立体に作動連結されている第2のロッドが移動して上記したように弁体は差圧を受けないため、弁体が弁座から接離でき、第3のポートに対する圧力を一定にするという自動調圧がなされる。
【0034】
このときも、弁体と一体の第1のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。
【0035】
また、上記第4の発明に係る構成において、上記第3の発明における弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量(圧力)の変化を防止することができる。
【0036】
また、上記第5の発明に係る構成において、外部圧が高圧となってベローズ組立体が収縮したときに振動等により取り付け位置からずれた場合でも、ベローズ組立体が蛇腹をガイド部の内周面で規制されて伸長するときに、突出部をテーパー部の内周面に乗り上げるので、伸長するにしたがい縮径となるテーパー部の内周面に導かれて取り付け位置へと戻され、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブを示す図1において、1はソレノイドバルブ全体を示しており、このソレノイドバルブ1は、ソレノイド2に弁本体2Aが一体的に設けられて成っている。
【0038】
ソレノイド2は、内部中空のソレノイド本体3と、そのソレノイド本体3の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材としてのプランジャ4と、プランジャ4に対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材としてのセンタポスト5と、プランジャ4に作動連結される第1のロッドとしてのロッドA6とを備えている。
【0039】
ソレノイド本体3は、両端を開口するケース7と、ケース7内に収納される軸方向に貫通形成される中空部8を有するボビン9に巻つけられたコイル10と、磁路を構成するスペーサ11及びアッパープレート12とを備えている。
【0040】
ケース7の一方の開口端部には、径方向内方に伸びる内向きフランジ部71を有し、その内径は、ボビン9の中空部8の径より大きくなっている。その内向きフランジ部71の内周面に対して流体密にブラケット13を介して環状のスペーサ11が設けられており、コイル10が巻付けられたボビン9を保持している。
【0041】
このスペーサ11の内周面の軸方向中途部には、径方向内側に突出する凸部11Aを有しており、この凸部11Aのボビン9側の内径は、ボビン9の中空部8の径とほぼ同じとなっている。
【0042】
アッパープレート12は、径方向外方に伸びる外向きフランジ部12Aを有する筒状部材である。この筒状部12Bの端面がボビン9の端面に当接し、外向きフランジ部12Aの外周面がケース7の開口端部の段差面72に当接して設けられており、その段差面72の先端部にてアッパープレート12がかしめ固定されている。
【0043】
また、アッパープレート12の筒状部12Bの内径は、ボビン9の中空部8の径とほぼ同じとなっていることから、この筒状部12Bの内径部と、ボビン9の中空部8と、スペーサ11の凸部11Aのボビン9側の内径部とでソレノイド本体3のソレノイド本体中空部14を形成している。
【0044】
このソレノイド本体中空部14内には、その全長にわたって設けられ、アッパープレート12側の開口端部を閉塞する断面略コ字状の軸受15を有している。その軸受15を介してソレノイド本体中空部14内で閉塞部側に往復動自在にプランジャ4が挿入される。
【0045】
このプランジャ4に対向して同軸上に軸受15を介してソレノイド本体中空部14内にセンタポスト5が挿入固定されている。このセンタポスト5の弁本体2A側端部には径方向外方に伸びる外向きフランジ部51を有しており、この外向きフランジ部51が、スペーサ11の凸部11Aと、その凸部11Aの弁本体2A側の内周面との段部に当接してセンタポスト5が位置決めされている。
【0046】
またセンタポスト5には、中心軸線上に貫通形成される貫通孔52を有していおり、その貫通孔52にロッドA6の一端がプランジャ4側に他端が後述する弁体16側に伸びて摺動自在に挿入される。この貫通孔52とロッドA6とはクリアランスシールされている。
【0047】
一方、プランジャ4には、軸受15の閉塞部側に開口する凹部41を有しており、その凹部41内に第2の付勢手段としてのスプリングB42が設けられている。このスプリングB42は、一端が軸受15の閉塞部の端面に当接し、他端が凹部41の底面に当接してプランジャ4をロッドA6側に付勢している。
【0048】
このスプリングB42のスプリング力にてロッドA6の端面にプランジャ4の端面が当接することになり、この当接することでロッドA6はプランジャ4に作動連結されている。
【0049】
さらに、センタポスト5の外周部には、軸方向に貫通形成された通路53を有している。
【0050】
弁本体2Aは、弁体16と、センタポスト5の凹部54とで弁室17を形成するバルブボディ18と、弁室17に設けられた弁体16が接離する弁座19と、弁座19に開口し、弁室17と連通する流路20と、バルブボディ18の先端部側に設けられた収納部18Cに収納されるベローズ組立体30と、を備えている。
【0051】
バルブボディ18には、弁室17を形成するための軸方向に開口する凹部18Aを有しており、この凹部18Aとソレノイド2側として、バルブボディ18をセンタポスト5及びスペーサ11に対して同軸上に一体的に組み付けられている。
【0052】
そして、バルブボディ18の凹部18Aとセンタポスト5の凹部54にて形成された弁室17内に往復動自在で、かつ弁座19に接離自在に弁体16が挿入されている。この弁体16は、段付で、弁座19側から順に小、中、大径部16A、16B、16Cと成っている。この大径部16Cの端面に対してソレノイド2のロッドA6が一体的に取付けられており、弁体16がロッドA6とともに移動するようになっている。
【0053】
また、弁室17内に弁体16を弁座19から離間する方向に付勢する第1の付勢手段としてのスプリングA21が設けられている。このスプリングA21は、一端が弁体16の中径部16Bと大径部16Cとの段差面に当接し、他端が弁室17の弁座19の端面に当接して弁体16を弁座19から離間する方向に付勢している。
【0054】
そして、上記したように弁体16がプランジャ4に作動連結されているロッドA6と一体となっていることから、プランジャ4がスプリングA21のスプリング力にてセンタポスト5から離間する方向に付勢されている。
【0055】
弁座19は、平面となっており、その平面に開口するようにバルブボディ18の中心軸線上に流路20が形成されている。一方、弁座19に接離する弁体16の小径部16Aの先端も平面となっており、その平面部16Dにおいて弁体16の中心軸線上で流路20内に入り込むように突出する凸部16Eを有している。この凸部16Eは、流路20側に向って縮径となるテーパ状となっている。
【0056】
また、バルブボディ18の側壁には、外部と弁室19とを連通する第1のポートとしての流入ポート22と、外部と流路20とを連通する第2のポートとしての制御ポート23と、制御ポート23とプランジャ4とセンタポスト5間とをセンタポスト5の通路53を介して連通する連通路24と、が設けられている。
【0057】
流入ポート22と制御ポート23はバルブボディ18の側壁に対して半径方向に貫通形成されており、流入ポート22の外部側開口端部にはフィルター22Aが取付けられている。一方、連通路24は、軸方向に貫通形成されており、その一方の開口端部は制御ポート23の外部に位置し、他方はセンタポスト5の通路53に位置している。
【0058】
そして、バルブボディ18の先端部に、両端を開口するカバー25の一方の開口端部が取付けられており、そのカバー25にて収納部18Cが形成され、そのカバー25内にベローズ組立体30が収納されている。また、カバー25の他方の開口端部には、ベローズ組立体30に接するアジャストスクリュー26が取付けられ、その開口端部を閉塞している。
【0059】
ベローズ組立体30は、ベローズ部27と、ベローズ部27と作動連結される第2のロッドとしてのロッドB28を支持するロッドホルダ29と、ベローズ部27を伸ばす方向に付勢する第3の付勢手段としてのスプリングC33と、を備えている。
【0060】
ベローズ部27は、略有底筒状の蛇腹31と、蛇腹31の開口端部を閉塞する断面略T字状のピンA32と、蛇腹31内に挿入されるスプリングC33と、を備えており、ベローズ部27は密封構造で内部が真空となっている。
【0061】
また、蛇腹31内の閉塞部側には、ピンA32と対向して断面T字状のピンB34が設けられており、ピンB34のフランジ部34aはベローズ部の段付の突出部27Aに固定されている。突出部27Aは、蛇腹31より小径で、外周面が端部に向けて縮径となるテーパー状をなす。ピンB34とピンA32の間には、それぞれの凸部の外周部にスプリングC33が設けられている。このスプリングC33は、一端がピンB34のフランジ部34aの端面に当接し、他端がピンA32のフランジ部端面に当接して蛇腹31(ベローズ部27)を伸ばす方向に付勢している。
【0062】
そして、ピンA32のバルブボディ18側には、ピンA32の中心軸線上に形成された凹部32Aを有しており、その凹部32A内に凹形状のロッドホルダ29が開口部をバルブボディ18側として圧入されている。
【0063】
ベローズ部27の蛇腹31の閉塞部側はアジャストスクリュー26の凹部26A内に取りつけられており、この凹部26Aは蛇腹31及び突出部27Aの外形とほぼ合致する形状のストレート部26aと段部26cを介して隣接するテーパー部26bからなる。
【0064】
アジャストスクリューの凹部26Aの詳細な構成については後述する。
【0065】
そして、ベローズ組立体30のロッドホルダ29内にロッドB28が挿入され、ロッドB28はロッドホルダ29内に摺接している(自由状態にある)。このロッドB28は、段付で、大径部28Aと小径部28Bとから成っている。
【0066】
一方、バルブボディ18には、流路20と同軸上にカバー25の内部と連通する孔18Bを有しており、孔18BにはロッドB28の大径部28Aが摺動自在に挿入され、小径部28Bが流路20内に臨んで、その先端が弁体16の凸部16Eに接するようになっている。このロッドB28は、大径部28Aと孔18Aとでクリアランスシールされている。
【0067】
さらに、カバー25には、カバー25の外部と内部とを連通する第3のポートとしての吸入ポート35を有している。
【0068】
ここで、ベローズ組立体30の基本作用について説明する。
【0069】
ベローズ組立体30の周囲のガスの圧力又は液圧(以下、ガスを例に説明する)が高い時には、スプリングC33の付勢力(反発力)より、ガスの圧縮力の方が強くなるため、ベローズ部27は軸方向に押され、その長さLは短くなる。
【0070】
また周囲のガス圧力が低くなると、スプリングC33の反発力が、ガスの圧縮力よりも大きくなるため、ベローズ部27を軸方向に膨張し、その長さLは長くなる。
【0071】
次に上記構成のソレノイドバルブ1の作用について説明する。
【0072】
まず、ソレノイド2のOFF時は、スプリングA21のスプリング力にて弁体16が弁座19から離間し、弁座19に開口する流路20が開き、バルブ開弁状態となる。これにより、流入ポート22と制御ポート23とが弁室17を介して連通し、フィルター22Aを介して流入ポート22からの例えば外部制御部(不図示)からの吐出圧P1 (以下、単にP1 という)が、制御ポート23を介してコントロール圧P2 (以下、単にP2 という)として外部制御部に対して出力される。つまり、P2 =P1 となる。
【0073】
このとき、プランジャ4は、スプリングA21のスプリング力により、弁体16及びロッドA6を介してセンタポスト5から離間している。
【0074】
次に、ソレノイド2をONとすると、センタポスト5→スペーサ11→ケース7→アッパープレート12→プランジャ4→センタポスト5から成る磁気回路が形成され、プランジャ4がセンタポスト5に磁気吸引される。
【0075】
その推力により、プランジャ4の端面に当接している(作動連結されている)ロッドA6と一体となっている弁体16がスプリングA21のスプリング力に抗して弁座19側に移動し、弁体16の平面部16Dが平面の弁座19に接して流路20を閉じ、バルブ閉弁状態となり、流路20が平面部16Dにてシールされる。
【0076】
これにより、弁体16の小径部16Aの平面部16Dが弁座19とのシール部を成す。また平面部16Dのテーパ状の凸部16Eは、流路20内に入り込んでいる。
【0077】
このソレノイド2のON時において印加する電流による推力に応じた吸入ポート35に対する外部制御部の吸入圧P3 (以下、単にP3 という)となるようにP2 を制御する。
【0078】
P2 は、バルブボディ18に有する連通路24とセンタポスト5の通路53を介してプランジャ4とセンタポスト5との間にも供給される。また、弁体16の平面部16Dが弁座19に接してシールされるシール径を成す流路20の径と、センタポスト5のロッドA6が挿入されている(受けている)貫通孔52の径とがほぼ同一としているため、ロッドA6と一体となっている弁体16には高圧側から低圧側への差圧による影響を受けることがない。
【0079】
ここで、上記したソレノイド2に印加する電流による推力に応じたP3 となるようにP2 を制御することについて、以下に示す上記構成のソレノイドバルブ1の力のつりあい式に基づいて説明する。
【0080】
尚、AP :プランジャ4の断面積、AR1:ロッドA6の断面積、Ab1:弁体16の大径部16Cの断面積、Ab2:弁体16の小径部16A(シール部)の断面積、AR2:ロッドB28の小径部28Bの断面積、AR3:ロッドB28の大径部28Aの断面積、AB :ベローズ部27(蛇腹31)の有効断面積、FS :ソレノイド2の吸引力、F1 :スプリングA21のスプリング力、F2 :スプリングB42のスプリング力、FB :ベローズ組立体30(スプリングC33のスプリング力を含む)の力と定義する。
【0081】
F1 、F2 、FB は下記の数式1乃至数式3より求まる。尚、xはバルブ閉弁位置を基準とした変位量を示している。
【0082】
【数1】
F1 =k1 (δ1 −x)
上記数式1において、k1 :スプリングA21のバネ定数、δ1 :閉弁位置でのたわみ量である。
【0083】
【数2】
F2 =k2 (δ2 +x)
上記数式2において、k2 :スプリングB42のバネ定数、δ2 :閉弁位置でのたわみ量である。
【0084】
【数3】
FB =kB (δB −x)
上記数式3において、kB :ベローズ組立体30でのバネ定数(ベローズ組立体30自体のバネ定数とスプリングC33のバネ定数の両方)、δB :閉弁位置でのたわみ量である。
【0085】
そして、バルブ閉弁,開弁方向の作動力をまとめると下表の通りとなる。
【0086】
【表1】
表1からソレノイドバルブ1のつりあい式を算出する。
【0087】
【数4】
FS −F1 +F2 −FB +(Ab2−AR1)P1 +(AR3−Ab2+AR1)P2 +(AB −AR3)P3 =0
P2 とP3 は外部でオリフィス36でつながっているため、P2 ≧P3 となるため、その差をβとして、P2 =P3 +βとおくと、上記数式4は下記数式5となり、そして数式6となる。
【0088】
【数5】
FS −F1 +F2 −FB +(Ab2−AR1)P1 +(AB −Ab2+AR1)P3 +(AB −AB2+AR1)β=0
【0089】
【数6】
P3 ={−FS +FSP −(Ab2−AR1)P1 +(AR3−Ab2+AR1 )β}/(AB −Ab2+AR1)
但し、FSP=F1 −F2 +FB とする。
【0090】
閉弁した瞬間すなわちバルブ閉弁状態で弁体16と弁座19との間に押付力が発生しない状態では、P2 とP3 が外部制御部中でオリフィス36によりつながっているため、β=0、x=0となり、数式6は数式7となる。
【0091】
【数7】
P3 ={−FS +FSP−(Ab2−AR1)P1 }/(AB −Ab2+AR1)
そして、γ=Ab2−AR1とおくと、下記の数式8となる。
【0092】
【数8】
P3 =(−FS +FSP−γP1 )/(AB −γ)
さらに、Ab2(弁体16の小径部16A(シール部)断面積)=AR1(ロッドA6の断面積)とする。すなわち、γ=0とおくと、下記の数式9となる。尚、Ab2(弁体16の小径部16A(シール部)断面積)でなく、実際は流路20の径(シール径)内の面積で、またAR1(ロッドA6の断面積)でなく、実際はセンタポスト5の貫通孔52の径内の面積である。
【0093】
【数9】
P3 =(−FS +FSP)/AB (x=0)
尚、FSPとAB は一定とする。
【0094】
これより、バルブ閉弁状態で弁体16と弁座19との間に押付力が発生しない状態では、FS (ソレノイド2の吸引力)によって、つまりソレノイド2の推力によってP3 の圧力が決まる。
【0095】
そして、ベローズ組立体30を設けているため、上記数式9のP3 よりベローズ組立体30の周囲の圧力となるP3 が低いと上記したベローズ組立体30の基本作用によりベローズ部27が長くなる(伸びる)。これにより、ベローズ部27のロッドホルダ29に摺接して設けられるロッドB28が押され、そのロッドB28にて弁体16の凸部16EがスプリングA21のスプリング力に抗して押されて流路20が開く。すなわち、力のつりあい式である数式9に基づき一定のストロークで流路20を開ける。
【0096】
P2 はこのときのP1 とバルブ開のストロークによって決まる。
【0097】
一方、P3 の圧力が高いと上記したベローズ組立体30の基本作用によりベローズ部27が短くなる(縮む)。これにより、ベローズ部27のロッドホルダ29に摺接して設けられるロッドB28が押されることがないため、弁体16がスプリングA21のスプリング力にて押されて流路20が閉じる。これにより、P2 =P3 となる。
【0098】
上記構成のソレノイドバルブにあっては、ソレノイド本体3に通電時、プランジャ4がセンタポスト5に磁気吸引され、その推力により、プランジャ4に作動連結され、センタポスト5の貫通孔52に摺動自在に挿入されているロッドA6と一体となっている弁体16が弁座19側に移動し、弁体16が弁座19に接して弁座19に開口する流路20を閉じてシールする。
【0099】
このとき、ロッドA6を受けているセンタポスト5の貫通孔52と流路20とが図2に示すように軸ずれを生じていても、弁体16の平面部16Dと平面の弁座19とが接することから、その接する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールすることができる。すなわち、シール性の向上を図ることができる。
【0100】
また、上記構成におけるソレノイドバルブの力のつりあいから、弁体16にP2 による差圧の影響を受けることがなく、P3 の圧力に応じて伸縮するベローズ組立体30を設けているため、それに伴ってベローズ組立体30にロッドホルダ29を介して作動連結されているロッドB28が移動して弁座19から弁体16を接離して、P3 を一定にするという自動調圧がなされる。
【0101】
このときも、ロッドA6を受けているセンタポスト5の貫通孔52と流路20とが図2に示すように軸ずれを生じていても、弁体16の平面部16Dと平面の弁座19とが接することから、その接する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。すなわち、シール性の向上を図ると共に、制御性能の向上を図ることができる。
【0102】
また、弁体16の平面部16Dに流路20内に入り込む凸部16Eを流路20側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体16が弁座19から離間して流路20の開きはじめの急な流量(圧力)の変化を防止することができる。これにより、より制御性能の向上を図ることができる。
【0103】
尚、上記実施の形態では弁体が高圧側から低圧側へ差圧により変位しない構造のものを例にとって説明したが、特にこれに限るものではなく、弁体が弁座に接離して弁座に開口する流路を開閉するその他の開閉弁でも同様に適用することができる。
【0104】
以下、アジャストスクリュー26の凹部26Aの詳細な構成について説明する。
【0105】
通常は、図1に示すように、ベローズ組立体30は、蛇腹31の端部がストレート部の内周面に略平行となり、突出部27Aがテーパー部に収納されるように、凹部26Aに取り付けられている。
【0106】
ベローズ組立体30が外部圧により縮み、振動等により図3に示すように取付位置からずれたときの最大のずれはほぼ(φDG −φDB3)/2となる。(図4参照)これより両側のずれを考慮し、本実施形態では、最大のずれが生じて蛇腹31がストレート部26aの内周面に当接する場合でも、突出部27Aがテーパー部26Bの内周面に乗り上げて当接するようにφDT2の寸法を(φDB2+φDG −φDB3)以上としている。従って、ベローズ組立体30が上述の取り付け位置からずれた場合でも、外部圧が低圧となりベローズ組立体30が再び伸びていく過程では、蛇腹31はストレート部26aの内周面に規制されるとともに、ベローズ部の突出部27Aがテーパー部26bの内周面に乗り上げているため、ベローズ組立体30が伸びるにつれて、突出部27Aはテーパー部26bの内周面を上って行き、ずれが修正される。さらにφDT1をφDB1以上とすることにより、ベローズ部の底面27Bとアジャストスクリュー凹部の底面26Bとが重なり、自動的に位置修正を終える。
【0107】
つまり、下記数式10及び11を満たす寸法関係を有する適度なガイド部26a及びテーパー部26bを設けることにより、ベローズ組立体30はテーパー部内周面に沿って傾きを修正していくため、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。
【0108】
【数10】
φDT1≧φDB1
【0109】
【数11】
φDT2≧φDB2+φDG −φDB3
【0110】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る第1の発明によれば、ソレノイド本体に通電時、可動部材が固定部材に磁気吸引され、その推力により、可動部材に作動連結され、固定部材の貫通孔に摺動自在に挿入されている第1のロッドと一体となっている弁体が弁座側に移動し、弁体が弁座に接して弁座に開口する流路を閉じてシールされる。
【0111】
このとき、第1のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされる。すなわち、シール性の向上を図ることができる。
【0112】
また、本出願に係る第2の発明によれば、弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状とすることで、そのテーパに沿って流体が流れるので、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量(圧力)の変化を防止することができる。これにより、制御性能の向上を図ることができる。
【0113】
そして、本出願に係る第3の発明によれば、ソレノイドバルブの力のつりあいから、弁体が第2のポートにおける圧力による差圧の影響を受けることがなく、第3のポートに対する圧力に応じて伸縮するベローズ組立体を設けているので、それに伴ってベローズ組立体に作動連結されている第2のロッドが移動して弁座から弁体を接離して、第3のポートに対する圧力を一定にするという自動調圧がなされる。
【0114】
このときも、第1のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。すなわち、シール性の向上を図ると共に、制御性能の向上を図ることができる。
【0115】
また、本出願に係る第4の発明によれば、上記第3の発明における弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量(圧力)の変化を防止することができる。これにより、より制御性能の向上を図ることができる。
【0116】
また、本出願に係る第5の発明によれば、外部圧が高圧となってベローズ組立体が振動等により取り付け位置からずれた場合でも、蛇腹がガイド部内周面で規制され、ベローズ組立体が突出部を縮径となるテーパー部内周面に沿わせながら伸長するので、取り付け位置からのずれが修正され、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。すなわち、バルブの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブの全体縦断面図である。
【図2】図2は図1のE部拡大図で、センタポストの貫通孔と流路との軸ずれを示している。
【図3】図3は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブのベローズ組立体周辺の拡大図である。
【図4】図4は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブのベローズ組立体及びアジャストスクリューの寸法を示す図である。
【図5】図5は従来のソレノイドバルブの全体縦断面図である。
【図6】図6は図5のD部拡大図で、センタポストの貫通孔と流路との軸ずれを示している。
【図7】図7は従来のソレノイドバルブにおけるベローズ組立体のロック現象を示す図である。
【符号の説明】
1 ソレノイドバルブ
2 ソレノイド
2A 弁本体
3 ソレノイド本体
4 プランジャ(可動部材)
41 凹部
42 スプリングB(第2の付勢手段)
5 センタポスト(固定部材)
51 外向きフランジ部
52 貫通孔
53 通路
54 凹部
6 ロッドA(第1のロッド)
7 ケース
71 内向きフランジ部
72 段差面
8 中空部
9 ボビン
10 コイル
11 スペーサ
11A 凸部
12 アッパープレート
12A 外向きフランジ部
12B 筒状部
13 ブラケット
14 ソレノイド本体中空部
15 軸受
16 弁体
16A 小径部
16B 中径部
16C 大径部
16D 平面部
16E 凸部
17 弁室
18 バルブボディ
18A 凹部
18B 孔
18C 収納部
19 弁座
20 流路
21 スプリングA(第1の付勢手段)
22 流入ポート(第1のポート)
22A フィルター
23 制御ポート(第2のポート)
24 連通路
25 カバー
26 アジャストスクリュー
26A 凹部
26B 凹部底面
26a ストレート部
26b テーパー部
26c 段部
27 ベローズ部
27A 突出部
27B 突出部端面
28 ロッドB(第2のロッド)
28A 大径部
28B 小径部
29 ロッドホルダ
30 ベローズ組立体
31 蛇腹
32 ピンA
32A 凹部
33 スプリングC(第3の付勢手段)
34 ピンB
35 吸入ポート(第3のポート)
36 オリフィス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solenoid valve used for controlling, for example, various oils, pneumatic devices, and the like, and also relates to a solenoid valve whose valve body is not displaced from a high pressure side to a low pressure side by a differential pressure.
[0002]
[Prior art]
As a conventional solenoid valve of this type, for example, there is one shown in FIG.
[0003]
That is, the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
In the
[0007]
Further, the
[0008]
On the side wall of the
[0009]
One end of a
[0010]
The
[0011]
On the other hand, the
[0012]
The
[0013]
Further, the
[0014]
Next, the operation of the
[0015]
First, when the
[0016]
Next, when the
[0017]
At this time, the suction pressure P of the external control unit from the
[0018]
Control pressure P2 Is also supplied between the
[0019]
In addition, since the diameter of the
[0020]
From these, when the
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the above-mentioned prior art, since the
[0022]
Further, in the case of the above-described conventional technology, the end 119A of the bellows assembly is fitted into the
[0023]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a solenoid valve capable of improving sealing performance and valve reliability.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the first invention according to the present application, a solenoid body having a hollow inside, a movable member made of a magnetic material reciprocally inserted into the hollow inside of the solenoid body, A fixed member made of a magnetic material provided coaxially with the movable member, a through hole formed through the fixed member in an axial direction, and the movable member slidably inserted into the through hole. A valve operatively connected to the valve, a valve body provided integrally with the rod, a valve seat to which the valve body comes and goes, and a flow path opening to the valve seat; The portion where the and the valve seat come and go is made flat.
[0025]
In order to achieve the above object, in the second invention according to the present application, the flat portion of the valve body enters the flow path into the flat portion of the portion where the portion where the valve body comes into contact with and separates from the valve seat is a flat surface. It is characterized in that a convex portion is provided, and the convex portion has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow channel side.
[0026]
In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, there is provided a solenoid body having a hollow interior, a movable member made of a magnetic material reciprocally inserted into the hollow interior of the solenoid body, A fixed member made of a magnetic material provided coaxially with the movable member, a through hole formed through the fixed member in an axial direction, and a first member slidably inserted into the through hole. A rod, a valve body provided integrally with the first rod and reciprocally inserted into a valve chamber provided in a valve body, and a valve seat provided in the valve chamber to which the valve body comes in contact with and separates from the valve body. A flow path opening to the valve seat, a first urging means for urging the valve body in a direction away from the valve seat, and a second urging means for bringing the movable member into contact with the first rod. A second urging means for urging the rod side, a bellows having a sealed structure and a vacuum inside, and a method for extending the bellows A bellows assembly having third biasing means for biasing the valve body, a second rod operatively connected to the bellows assembly, and the valve body, wherein a first body for communicating the outside with the valve chamber is provided. A second port that communicates the flow path with the outside, a communication path that communicates between the movable member and the fixed member via the second port and the outside, and the bellows assembly includes A storage portion to be stored, a third port communicating between the outside and the inside of the storage portion, a hole provided coaxially with the flow path and slidably inserted with the second rod, Wherein the second rod extends toward the valve body through the flow path, and has a diameter of the through hole and a diameter of the flow path substantially equal to each other. Is characterized in that a portion where the contact and separation are made flat.
[0027]
In order to achieve the above object, in the fourth invention according to the present application, the valve body and the valve seat come into contact with and separate from each other into a flat portion of the valve body and enter the flow path. It is characterized in that a convex portion is provided, and the convex portion has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow channel side.
[0028]
In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, an end of the bellows assembly opposite to a side to which the second rod is connected is provided with an extension and contraction of the bellows assembly. A stepped projection having a diameter smaller than that of the bellows, the projection having a diameter smaller than that of the bellows, and an outer shape of an end of the bellows assembly for mounting the bellows assembly on a surface of the storage portion facing the end. A concave portion provided on the opening side of the concave portion, the guide portion having an inner peripheral surface substantially parallel to the direction of expansion and contraction of the bellows assembly, and a step portion provided on the guide portion. And a tapered portion having a diameter smaller than the guide portion and reduced in diameter toward the bottom surface of the concave portion, and the bellows assembly displaced from a mounting position of the concave portion is provided with the bellows of the guide portion. When extending while being restricted by the inner peripheral surface, the protrusion Characterized by modifying the deviation from the mounting position of the recess by rides on the inner peripheral surface of the tapered portion.
[0029]
In the solenoid valve having the configuration according to the first aspect of the invention, when the solenoid body is energized, the movable member is magnetically attracted to the fixed member, is operatively connected to the movable member by its thrust, and slides into the through hole of the fixed member. The valve body integrated with the movably inserted rod moves to the valve seat side, and the valve body comes into contact with the valve seat to close the flow path opened to the valve seat.
[0030]
At this time, even if the through hole of the fixing member receiving the rod and the flow path are misaligned, since the part where the valve body and the valve seat come and go is a plane, it changes to the part that comes into contact and separates. Does not occur, so the valve is securely sealed when the valve is closed.
[0031]
Further, in the configuration according to the second aspect of the invention, since the convex portion that enters the flow channel in the flat portion of the valve body has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow channel side, the fluid flows along the taper. Therefore, it is possible to prevent a sudden change in the flow rate (pressure) when the valve element is separated from the valve seat and the flow path starts to open.
[0032]
In the solenoid valve having the configuration according to the third aspect, the diameter of the through hole of the fixing member for receiving the first rod and the diameter of the flow path are substantially the same, and the flow path and the external And a communication path for communicating between the movable member and the fixed member, and the second rod is connected to the first rod and the valve body integral with the first rod from the balance of the force of the solenoid valve. It is not affected by the pressure difference due to the pressure at the port 2.
[0033]
Further, since the bellows assembly is provided in the storage portion having the third port of the valve body, the bellows assembly expands and contracts in accordance with the pressure applied to the third port, and accordingly, is operatively connected to the bellows assembly. As described above, the second rod moves and the valve element does not receive the differential pressure as described above, so that the valve element can be brought into contact with or separated from the valve seat, and the automatic pressure adjustment to keep the pressure on the third port constant. Done.
[0034]
Also at this time, even if the through hole of the fixing member receiving the first rod integrated with the valve body and the flow path are misaligned, the portion where the valve body and the valve seat come and go is a plane. Therefore, since there is no change in the contacting / separating portion, the sealing is reliably performed when the valve is closed, and the automatic pressure regulation is performed with high accuracy.
[0035]
In the configuration according to the fourth aspect of the present invention, the convex portion that enters the flow path in the flat portion of the valve element according to the third aspect of the invention has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow path side. Since the fluid flows along the flow path, it is possible to prevent a sudden change in the flow rate (pressure) when the valve element is separated from the valve seat and the flow path starts to open.
[0036]
Further, in the configuration according to the fifth aspect of the invention, even when the bellows assembly is displaced from a mounting position due to vibration or the like when the external pressure becomes high and contracts due to vibration, the bellows assembly moves the bellows to the inner peripheral surface of the guide portion. When it is restricted and extended, the protruding part rides on the inner peripheral surface of the tapered part, so it is guided to the inner peripheral surface of the tapered part that becomes smaller in diameter as it elongates and is returned to the mounting position, The locking phenomenon can be avoided, and the valve opening / closing function is not lost.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. In FIG. 1 showing a solenoid valve according to an embodiment of the present invention, reference numeral 1 denotes an entire solenoid valve, and the solenoid valve 1 is formed by integrally providing a solenoid 2 with a valve body 2A.
[0038]
The solenoid 2 has a hollow solenoid main body 3, a plunger 4 as a movable member made of a magnetic material inserted reciprocally into the hollow interior of the solenoid main body 3, and is provided coaxially opposite the plunger 4. A
[0039]
The solenoid body 3 includes a
[0040]
One open end of the
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
Further, since the inner diameter of the cylindrical portion 12B of the
[0044]
In the hollow portion 14 of the solenoid main body, there is provided a
[0045]
A
[0046]
The
[0047]
On the other hand, the plunger 4 has a
[0048]
The end face of the plunger 4 comes into contact with the end face of the rod A6 by the spring force of the spring B42, and the rod A6 is operatively connected to the plunger 4 by this contact.
[0049]
Further, a
[0050]
The valve body 2A includes a
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
Further, a spring A21 is provided in the
[0054]
Since the
[0055]
The
[0056]
Further, on the side wall of the
[0057]
The
[0058]
One end of an opening of a
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
A pin B34 having a T-shaped cross section is provided on the closed portion side in the
[0062]
On the
[0063]
The closed side of the
[0064]
The detailed configuration of the
[0065]
The rod B28 is inserted into the
[0066]
On the other hand, the
[0067]
Further, the
[0068]
Here, the basic operation of the
[0069]
When the pressure or the liquid pressure of the gas around the bellows assembly 30 (hereinafter, gas is described as an example) is high, the compressive force of the gas becomes stronger than the urging force (repulsive force) of the spring C33. The
[0070]
When the pressure of the surrounding gas decreases, the repulsive force of the spring C33 becomes larger than the compressive force of the gas, so that the
[0071]
Next, the operation of the solenoid valve 1 having the above configuration will be described.
[0072]
First, when the solenoid 2 is turned off, the
[0073]
At this time, the plunger 4 is separated from the
[0074]
Next, when the solenoid 2 is turned on, a magnetic circuit composed of the
[0075]
By the thrust, the
[0076]
Thereby, the
[0077]
The suction pressure P of the external control unit with respect to the
[0078]
P2 Is also supplied between the plunger 4 and the
[0079]
Here, P is determined according to the thrust by the current applied to the solenoid 2 described above.3 P so that2 Will be described based on the following equation for balancing the force of the solenoid valve 1 having the above-described configuration.
[0080]
AP : Cross section of plunger 4, AR1: Cross-sectional area of rod A6, Ab1: Cross-sectional area of
[0081]
F1 , F2 , FB Is obtained from the following Expressions 1 to 3. Note that x indicates a displacement amount based on the valve closing position.
[0082]
(Equation 1)
F1 = K1 (Δ1 -X)
In the above equation 1, k1 : Spring constant of spring A21, δ1 : The amount of deflection at the valve closing position.
[0083]
(Equation 2)
F2 = K2 (Δ2 + X)
In the above equation 2, k2 : Spring constant of spring B42, δ2 : The amount of deflection at the valve closing position.
[0084]
(Equation 3)
FB = KB (ΔB -X)
In the above equation 3, kB : Spring constant in the bellows assembly 30 (both the spring constant of the
[0085]
The following table summarizes the operating forces in the valve closing and valve opening directions.
[0086]
[Table 1]
A balancing equation for the solenoid valve 1 is calculated from Table 1.
[0087]
(Equation 4)
FS -F1 + F2 -FB + (Ab2-AR1) P1 + (AR3-Ab2+ AR1) P2 + (AB -AR3) P3 = 0
P2 And P3 Is connected to the outside by the
[0088]
(Equation 5)
FS -F1 + F2 -FB + (Ab2-AR1) P1 + (AB -Ab2+ AR1) P3 + (AB -AB2+ AR1) Β = 0
[0089]
(Equation 6)
P3 = {-FS + FSP -(Ab2-AR1) P1 + (AR3-Ab2+ AR1 ) Β} / (AB -Ab2+ AR1)
Where FSP= F1 -F2 + FB And
[0090]
At the moment when the valve is closed, that is, when no pressing force is generated between the
[0091]
(Equation 7)
P3 = {-FS + FSP-(Ab2-AR1) P1 } / (AB -Ab2+ AR1)
And γ = Ab2-AR1In other words,
[0092]
(Equation 8)
P3 = (-FS + FSP-ΓP1 ) / (AB -Γ)
Furthermore, Ab2(Small-
[0093]
(Equation 9)
P3 = (-FS + FSP) / AB (X = 0)
Note that FSPAnd AB Is constant.
[0094]
Accordingly, in a state in which no pressing force is generated between the
[0095]
Since the
[0096]
P2 Is P at this time1 And the stroke of valve opening.
[0097]
On the other hand, P3 Is high, the
[0098]
In the solenoid valve having the above configuration, when the solenoid body 3 is energized, the plunger 4 is magnetically attracted to the
[0099]
At this time, even if the through
[0100]
Further, from the balance of the force of the solenoid valve in the above configuration, P2 Is not affected by the pressure difference3 Is provided, the rod B28 operatively connected to the
[0101]
At this time, even if the through
[0102]
In addition, since the
[0103]
In the above-described embodiment, the structure in which the valve body is not displaced from the high pressure side to the low pressure side by the differential pressure is described as an example. However, the present invention is not particularly limited to this. Other open / close valves that open / close a flow path that is open to the outside can be similarly applied.
[0104]
Hereinafter, the detailed configuration of the
[0105]
Normally, as shown in FIG. 1, the
[0106]
When the
[0107]
That is, the
[0108]
(Equation 10)
φDT1≧ φDB1
[0109]
(Equation 11)
φDT2≧ φDB2+ ΦDG -ΦDB3
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present application, when the solenoid body is energized, the movable member is magnetically attracted to the fixed member, and is operatively connected to the movable member by the thrust, so that the through hole of the fixed member is formed. The valve body integrated with the first rod slidably inserted into the valve body moves to the valve seat side, and the valve body comes into contact with the valve seat to close and seal the flow path opened to the valve seat. .
[0111]
At this time, even if the through-hole of the fixing member receiving the first rod and the flow path are misaligned, they come into contact with and separate from each other because the part where the valve body and the valve seat come and go is flat. Since there is no change in the part, it is reliably sealed when the valve is closed. That is, the sealing performance can be improved.
[0112]
According to the second aspect of the present invention, the convex portion that enters the flow passage in the flat portion of the valve body has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow passage side, so that the fluid flows along the taper. Flows, it is possible to prevent a sudden change in the flow rate (pressure) when the valve element is separated from the valve seat and the flow path starts to open. Thus, control performance can be improved.
[0113]
According to the third invention of the present application, the valve body is not affected by the pressure difference at the second port due to the balance of the force of the solenoid valve, and responds to the pressure applied to the third port. The bellows assembly is provided so as to extend and contract, so that the second rod operatively connected to the bellows assembly moves to move the valve body toward and away from the valve seat to maintain the pressure on the third port constant. The automatic pressure adjustment is performed.
[0114]
Even at this time, even if the through-hole of the fixing member receiving the first rod and the flow path are misaligned, the portion where the valve body and the valve seat come and go is flat, so Since there is no change in the part to be adjusted, it is reliably sealed when the valve is closed, and the automatic pressure adjustment is performed with high accuracy. That is, it is possible to improve the sealing performance and control performance.
[0115]
Further, according to the fourth aspect of the present invention, since the convex portion that enters the flow path in the flat portion of the valve element according to the third aspect has a tapered shape whose diameter decreases toward the flow path side, Since the fluid flows along the taper, it is possible to prevent a sudden change in the flow rate (pressure) when the valve element is separated from the valve seat and the flow path starts to open. Thereby, control performance can be further improved.
[0116]
Further, according to the fifth invention of the present application, even when the external pressure is high and the bellows assembly is displaced from the mounting position due to vibration or the like, the bellows is regulated by the inner peripheral surface of the guide portion, and the bellows assembly is reduced. Since the projection extends along the inner peripheral surface of the tapered portion that reduces the diameter, the deviation from the mounting position is corrected, the locking phenomenon caused by biting can be avoided, and the valve opening / closing function is not lost. That is, the reliability of the valve can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall longitudinal sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion E in FIG. 1 and shows an axial deviation between a through hole of a center post and a flow path.
FIG. 3 is an enlarged view around a bellows assembly of a solenoid valve according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing dimensions of a bellows assembly and an adjustment screw of a solenoid valve according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an overall vertical sectional view of a conventional solenoid valve.
6 is an enlarged view of a portion D in FIG. 5 and shows an axial deviation between a through hole of a center post and a flow path.
FIG. 7 is a view showing a locking phenomenon of a bellows assembly in a conventional solenoid valve.
[Explanation of symbols]
1 Solenoid valve
2 solenoid
2A valve body
3 Solenoid body
4 plunger (movable member)
41 recess
42 spring B (second biasing means)
5 Center post (fixing member)
51 Outward flange
52 Through hole
53 passage
54 recess
6. Rod A (first rod)
7 cases
71 Inward flange
72 Step surface
8 hollow part
9 bobbins
10 coils
11 Spacer
11A convex
12 Upper plate
12A Outward flange
12B tubular part
13 Bracket
14 Hollow part of solenoid body
15 Bearing
16 valve body
16A small diameter part
16B Medium diameter part
16C Large diameter part
16D flat part
16E convex
17 Valve room
18 Valve body
18A recess
18B hole
18C storage section
19 Valve seat
20 channels
21 Spring A (first biasing means)
22 Inflow port (first port)
22A filter
23 control port (second port)
24 connecting passage
25 cover
26 Adjust screw
26A recess
26B Bottom of recess
26a straight section
26b taper part
26c step
27 Bellows part
27A Projection
27B Projection end face
28 Rod B (second rod)
28A Large diameter part
28B small diameter part
29 Rod holder
30 Bellows assembly
31 Bellows
32 pin A
32A recess
33 spring C (third biasing means)
34 pin B
35 Suction port (third port)
36 orifice
Claims (3)
する前記収納部の面には、該ベローズ組立体を取り付けるための、ベローズ組立体の端部の外形と略合致する形状の凹部が設けられ、該凹部は、該凹部の開口側に設けられた、ベローズ組立体の伸縮方向に略平行な内周面を有するガイド部と、該ガイド部に段部を介して隣接し、該ガイド部より小径で前記凹部の底面にかけて縮径となるテーパー部と、を有し、前記凹部の取り付け位置からずれた前記ベローズ組立体が、前記蛇腹を前記ガイド部の内周面に規制されつつ伸長するときに、前記突出部を前記テーパー部の内周面上に乗り上げることにより前記凹部の取り付け位置からのずれを修正することを特徴とする請求項1又は2記載のソレノイドバルブ。At the end of the bellows assembly opposite to the side to which the second rod is connected, a stepped projection having a smaller diameter than the bellows and projecting in the direction of expansion and contraction of the bellows assembly is formed. A concave portion having a shape substantially matching the outer shape of the end of the bellows assembly for mounting the bellows assembly is provided on a surface of the storage portion facing the portion, and the concave portion is provided on an opening side of the concave portion. A provided guide portion having an inner peripheral surface substantially parallel to the direction of expansion and contraction of the bellows assembly is provided, and the guide portion is adjacent to the guide portion via a step portion, and has a diameter smaller than the guide portion and reduced toward the bottom surface of the concave portion. A tapered portion, and when the bellows assembly displaced from the mounting position of the concave portion extends while the bellows is regulated by the inner peripheral surface of the guide portion, the projecting portion is formed inside the tapered portion. By riding on the peripheral surface, the recess Claim 1 or 2 solenoid valve, wherein the modifying the deviation from assigned position.
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