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JP4437518B2 - Valve structure - Google Patents
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JP4437518B2 - Valve structure - Google Patents

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JP4437518B2 JP2001086868A JP2001086868A JP4437518B2 JP 4437518 B2 JP4437518 B2 JP 4437518B2 JP 2001086868 A JP2001086868 A JP 2001086868A JP 2001086868 A JP2001086868 A JP 2001086868A JP 4437518 B2 JP4437518 B2 JP 4437518B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁体を弁座に当接又は離間させるようにした弁構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、弁構造を有するものとして、例えば、図11に示すような、直動3ポート電磁弁100がある。この電磁弁100は、COMポート101、NCポート102、NOポート103の3つのポートを有し、第1弁体104と第2弁体105とを一体に組み付けたプランジャ106が、コイル107への通電・停止によってコア108に吸着・離間されることにより、流路を切り替えるものである。そして、第2弁体105は、第2弁座109に当接・離間されて、COMポート101とNOポート103との間の流路を開閉する。
【0003】
ここで、第2弁体105は、図12に拡大して示すように、第2弁座109に当接する当接面105aを有し、その当接面105aの周囲に段部105bが形成され、当接面105aと反対側の裏面には凸部105cが設けられている。そして、第2弁体105が組み入れられる弁体ケース110は、一対のロッド部110a(図11、図12には一方のみ図示されている)を介してプランジャ106に連結されている。また、弁体ケース110を構成する裏蓋111は、第2弁体105の凸部105cが貫入される貫入孔111aを有する。そして、第2弁体105は、その段部105bに組み込まれたスペーサ112と、裏蓋111とに挟まれるようにして弁体ケース110に組み入れられている。
【0004】
図11に示すように、コイル107に通電しない状態では、バネ113の復元力がバネ114の復元力を上回るので、プランジャ106と弁体ケース110は図中下方に押し下げられ、第2弁体105は第2弁座109と離間する。一方、コイル107に通電すると、プランジャ106がコア108に吸着され、バネ113の復元力に抗して図中上方へ移動する。従って、弁体ケース110もプランジャ106と共に移動し、第2弁体105が図中上方へ引き上げられるので、第2弁座109に当接する。このとき、バネ114が、弁体ケース110を図中下方から支えることで、第2弁体105が第2弁座109に当接するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の弁構造では、第2弁体105を第2弁座109に当接させて流路を閉じたとき、第2弁座109の密閉性を確保するためには、第2弁座109の座面全周と第2弁体105の当接面105aとが均等に当接することが望ましい。しかし、実際には、部品成形時の誤差や組付時の誤差等から当接の均等性を得ることは難しい場合があった。また、バネ114が弁体ケース110を押さえる力には限度があるので、バネ114の力のみで第2弁体105の当接面105aを第2弁座109の座面全周に密着させることも難しい。そのため、第2弁体105を第2弁座109に当接させたときに、両者105,109の間に僅かな隙間が生じるおそれがあり、その隙間から流体の漏れが発生するおそれがあった。特に、この弁構造では、低圧の流体を扱うときに隙間が生じやすいという傾向があった。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁体ケースと弁座とに組付時等の誤差があっても、弁体を弁座の座面全周に密着させて、流体の漏れを防止する弁構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れられ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うようにした弁構造において、前記弁体ケースは、前記弁体の当接面側にフランジ部を有し、反対側に爪部が形成され、前記弁体は、前記当接面側に前記フランジ部と当接する段部を有し、前記当接面と反対側の裏面に凸部を有し、前記弁体ケースに前記弁体を挿入し、前記弁体ケースの底面となる裏蓋を前記爪部に嵌合させて、前記凸部の先端が前記裏蓋に当接することで、前記弁体の裏面と前記裏蓋との間に隙間を形成して、前記弁体が前記弁体ケースに、前記当接面を除いて包含されるように支持されることを趣旨とする。
【0008】
上記の構成によれば、弁体は、弁体ケースを移動させることにより移動される。ここで、弁体はその当接面と反対側の裏面に凸部を有し、その凸部の先端が弁体ケースの底面に当接しているので、凸部以外の裏面部分は弁体ケースに直接当接せず、弁体ケースの底面との間に隙間が生じる。この隙間により、弁体自身の変形が許容される。このことから、弁体ケースの移動によって弁体の当接面が弁座に当接したときに、弁体の変形によって、弁体の当接面が弁座に倣って、その座面全周に当接することになる。
【0009】
上記の目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の弁構造において、弁体は、略円板状をなし、凸部は、裏面の中央部に1つ設けられ、弁座の座面は、略円環状をなすことを趣旨とする。
【0010】
上記発明の構成によれば、請求項1の発明の作用に加え、凸部が裏面の中央部に1つ設けられるので、その凸部を中心として、弁体全体がいずれの方向へも変形可能となる。ここで、弁体と弁座との間に生じる組付時等の誤差は、主に、弁体の当接面と弁座の座面全周との間に傾きを生じさせるので、弁体全体がいずれの方向へも傾くことで、弁体の当接面を弁座の座面全周と同じ角度に合わせることができる。
【0011】
上記の目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れられ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うようにした弁構造において、前記弁体ケースは、前記弁体の当接面側にフランジ部を有し、反対側に爪部が形成され、前記弁体は、前記当接面側に前記フランジ部と当接する段部を有し、前記当接面と反対側の裏面がその中央へ向かって凸状に収束するテーパをなし、前記弁体ケースに前記弁体を挿入し、前記弁体ケースの底面となる裏蓋を前記爪部に嵌合させて、前記テーパの先端部が前記裏蓋に当接することで、前記弁体の裏面と前記裏蓋との間に隙間を形成して、前記弁体が前記弁体ケースに、前記当接面を除いて包含されるように支持されることを趣旨とする。
【0012】
上記発明の構成によれば、弁体は、弁体ケースを移動させることにより移動される。ここで、弁体はその当接面と反対側の裏面がその中央へ向かって凸状に収束するテーパをなし、そのテーパの先端部が弁体ケースの底面に当接しているので、テーパの先端部以外の裏面部分は弁体ケースに直接当接せず、弁体ケースの底面との間に隙間が生じる。この隙間により、弁体自身の変形が許容される。このことから、弁体ケースの移動によって弁体の当接面が弁座に当接したときに、弁体の変形によって、弁体の当接面が弁座に倣って、その座面全周に当接することになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の弁構造を具体化した一実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明を具体化した電磁弁1の断面図であり、図2は、その電磁弁1の平面図である。図3および図4は、図1と図2のA−A断面図であり、それぞれ非通電時と通電時を示す。この電磁弁1は、従来技術の欄で述べた直動3ポート電磁弁100と基本的構成を同じくする。
【0015】
本実施の形態の電磁弁1は、図1、図3に示すように、ボディ10にCOMポート11、NCポート12、NOポート13が設けられている。ボディ10には、第1弁座14と第2弁座15とが一体的に形成される。各弁座14,15には、ゴム製の第1弁体16、第2弁体17がそれぞれ当接あるいは離間可能に設けられる。第1弁体16は、プランジャ18に組み付けられ、第2弁体17は、ロッド19aを介してプランジャ18に連結された弁体ケース19に組み入れられる。電磁弁1には、プランジャ18を吸着するためのコア20と、コア20を励磁するためのコイル21とが設けられる。
【0016】
また、プランジャ18には、弁体ケース19を図中下方へ押し下げるための第1バネ22が設けられる。弁体ケース19には、同ケース19を図中上方へ押し上げるための第2バネ23が設けられる。各ポート11〜13には、図1、図2に示すように、各種の管継手30,31,32がそれぞれ取り付けられ、それぞれのポート11〜13が他の機器と接続されるようになっている。
【0017】
ここで、図5の拡大図に示すように、第2弁体17は、第2弁座15に当接する当接面17aを含み、その周囲には段部17bが設けられる。第2弁体17は、当接面17aと反対側の裏面17cの中央に凸部17dを含む。この実施の形態では、第2弁体17の厚みが、例えば「4.6mm」であり、それに対して凸部17dの高さが、例えば「0.25mm」に設定される。弁体ケース19は、その底側に嵌め込まれた裏蓋25を含む。そして、第2弁体17は、その段部17bがスペーサ24を介して弁体ケース19のフランジ部19bに係止され、この状態で、第2弁体17の凸部17dの先端が裏蓋25の底面25aに当接している。このように組み付けられることにより、第2弁体17は、凸部17dの先端のみが裏蓋25の底面25aに当接しており、凸部17d以外の第2弁体17の裏面17cと裏蓋25の底面25aとの間には、わずかに隙間ができている。この組付状態において、弁体ケース19の開口部19cから、第2弁体17の当接面17aが露呈している。
【0018】
次に、上記のように構成された電磁弁1の動作を説明する。まず、図1及び図3に示すように、コイル21に通電していない状態では、第1バネ22の復元力によって、プランジャ18は図中下方に押し下げられ、第1弁体16が第1弁座14に当接するとともに、第2弁体17は第2弁座15と離間している。これは、第1バネ22の復元力が第2バネ23の復元力を上回るからである。ここで、コイル21に通電すると、図4に示すように、プランジャ18は、コア20による吸着力によって、第1バネ22の復元力に抗して図中上方へ移動する。従って、第1弁体16が第1弁座14から離間するとともに、第2弁体17が第2弁座15に当接する。
【0019】
この電磁弁1は、例えば、酸素発生器に使用される。その場合、まず、非通電時においては、図1に示すように、第1弁座14は閉止され、第2弁座15は開放されている。すなわち、COMポート11とNOポート13とが連通されている。そして、電磁弁1の切換のためにコイル21に通電されると、第1弁座14が開放され、第2弁座15が閉止される。これによって、COMポート11とNCポート12とが連通され、NCポート12からCOMポート11へと加圧された空気が流入する。そして、再びコイル21への通電を停止すると、COMポート11とNOポート13とが連通し、COMポート11からNOポート13へと空気が流れる。
【0020】
ここで、ボディ10の成形精度や組み付け誤差等により、第2弁体17の当接面17aと、第2弁座15の座面全周との間に、多少の傾きが存在することがある。従来の電磁弁100の弁構造では、この傾きがわずかであれば、第2弁体105の可撓性によりその当接面105aが第2弁座109の座面全周に密着し、流体の漏れが発生することはなかった。しかし、希に大きな傾きが生じた場合に、流体の漏れが発生することが問題となっていた。
【0021】
これに対し、この実施の形態の電磁弁1の弁構造では、第2弁体17の凸部17dの周囲と裏蓋25の底面25aとの間に隙間を設けることで、図6に示すように、第2弁体17が、凸部17dを軸としていずれの方向へも傾くようになっている。これによって、第2弁体17の当接面17aは、第2弁座15の座面全周の傾きに倣うことができる。つまり、第2弁体17は、それ自身の可撓性により、凸部17dを軸としての変形が許容され、当接面17aの傾きが変えられる。図6では、第2弁体17の当接面17aと第2弁座15の座面全周との傾きがθで示される。
【0022】
ここで、本実施の形態の電磁弁1の弁構造による限界シール圧力値を評価した実験結果を、従来の電磁弁100の弁構造と比較して図7に示す。ここでは、管継手30に栓をしてNCポート11を閉塞させ、電磁弁1のコイル21に通電して第2弁座15を閉止し、COMポート11とNCポート12とを連通させた状態で、NOポート13へ加圧していき、COMポート11へ流体の漏れが発生するまでの圧力を限界シール圧力として計測した。従来の弁構造についても、同様の実験を行った。図7の左側のグラフが従来の弁構造によるものであり、右側のグラフが本実施の形態の弁構造によるものである。それぞれのグラフで網掛け表示された部分が、誤差を含む測定値の範囲を示す。従来の弁構造では、限界シール圧力値は0.1MPa〜0.65MPaであったのに対し、本実施の形態の弁構造では、限界シール圧力値は、0.65MPa〜0.84MPaであった。この結果から、従来の弁構造に比較して、本実施の形態の弁構造では、大幅なシール性能の向上が見られるとともに、測定値のばらつきが小さくなったことが分かる。
【0023】
以上説明したようにこの実施の形態の電磁弁1の弁構造によれば、第2弁体17は弁体ケース19に組み入れられ、弁体ケース19を移動させることによって第2弁体17が移動される。
【0024】
ここで、第2弁体17は、その当接面17aと反対側の裏面17cに凸部17dを有し、その凸部17dの先端が裏蓋25の底面25aに当接しているので、凸部17d以外の裏面17cは裏蓋25に直接当接せず、裏面17cと底面25aとの間に隙間が生じる。この隙間により、第2弁体17自身の変形が許容される。このことから、弁体ケース19の移動によって第2弁体17の当接面17aが第2弁座15に当接したときに、第2弁体17の変形によって第2弁体17の当接面17aが第2弁座15に倣い、その座面全周に当接することになる。この結果、第2弁体17の当接面17aを第2弁座15の座面全周に密着させることができ、これによって両者15,17の間における流体の漏れを防止することができる。
【0025】
さらに、この実施の形態の電磁弁1の弁構造によれば、凸部17dが裏面17cの中央部に1つ設けられるので、その凸部17dを中心として、第2弁体17全体がいずれの方向へも変形可能となる。ここで、第2弁体17と第2弁座15との間に生じる組付時等の誤差は、主に、第2弁体17の当接面17aと第2弁座15の座面全周との間に傾きを生じさせるので、第2弁体17全体がいずれの方向へも傾くことで、第2弁体17の当接面17aを第2弁座15の座面全周と同じ角度に合わせることができる。この結果、第2弁体17と第2弁座15との間の組付時等の誤差の位置に拘わらず、第2弁体17の当接面17aを、第2弁座15の座面全周に一層確実に密着させることができ、これによって両者15,17の間における流体の漏れを一層確実に防止することができる。
【0026】
尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することもできる。
【0027】
(1)前記実施の形態では、図5に示すように、第2弁体17の当接面17aと反対側の裏面17cに凸部17dを設け、その凸部17dの先端を弁体ケース19の底面25aに当接させることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケース19に支持するようにした。これに対し、図8に示すように、第2弁体17の当接面17aと反対側の裏面17cをその中央へ向かって凸状に収束するテーパ30に形成し、そのテーパ30の先端点30aを弁体ケース19の底面25aに当接させることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケース19に支持するように構成してもよい。この構成によっても前記実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0028】
(2)前記実施の形態では、第2弁体17の凸部17dの先端を平坦面に構成した。これに対し、図9に示すように、凸部17dの先端面をその中央へ向かって凸状に収束するテーパ31に形成し、そのテーパ31の先端点31aを弁体ケースの底面25aに当接させることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケースに支持するように構成してもよい。この構成によっても前記実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0029】
(3)前記(1)の別の実施の形態では、第2弁体17の裏面17cにおけるテーパ30の先端点30aを弁体ケース19の底面25aに当接させることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケース19に支持するようにした。これに対し、図10に示すように、裏面17cのテーパ30の先端部を平坦面30bとして、その平坦面30bを弁体ケースの底面25aに当接させることで第2弁体17の裏面17cを弁体ケースに支持するように構成してもよい。この構成によっても前記実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0030】
(4)前記実施の形態では、本発明の弁構造を3方弁タイプの電磁弁1に具体化したが、この電磁弁1に限らず他の電磁弁にも適用するこができる。また、第2弁体17と弁体ケース19との移動方法は、電磁式に限るものではない。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明の構成によれば、弁体ケースと弁座との間に組付時等の誤差があっても、弁体ケースの移動により弁体の当接面を弁座に当接させたときに、弁体の変形により弁体の当接面が弁座に倣うことになり、その座面全周に当接する。これにより、弁体の当接面を弁座の座面全周に密着させることができ、弁体と弁座との間の流体の漏れを防止することができるという効果を発揮する。
【0032】
請求項2に記載の発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、凸部を中心に弁体全体がいずれの方向へも傾くことになり、弁体の当接面が弁座の座面全周と同じ角度に合わせられる。これにより、弁体の当接面を弁座の座面全周に一層確実に密着させることができ、弁体と弁座との間の流体の漏れを一層確実に防止することができるという効果を発揮する。
【0033】
請求項3に記載の発明の構成によれば、弁体ケースと弁座との間に組付時等の誤差があっても、弁体ケースの移動により弁体の当接面を弁座に当接させたときに、弁体の変形により弁体の当接面が弁座に倣うことになり、その座面全周に当接する。これにより、弁体の当接面を弁座の座面全周に密着させることができ、弁体と弁座との間の流体の漏れを防止することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態に係り、電磁弁を示す断面図である。
【図2】同じく、電磁弁を示す平面図である。
【図3】同じく、図1、図2の非通電時のA−A断面図である。
【図4】同じく、図1、図2の通電時のA−A断面図である。
【図5】同じく、第2弁体及び弁体ケースの拡大断面図である。
【図6】同じく、第2弁体が第2弁座に当接したときの拡大断面図である。
【図7】同じく、弁構造による限界シール圧力値の測定結果を表すグラフである。
【図8】別の実施の形態に係り、第2弁体及び弁体ケースの拡大断面図である。
【図9】別の実施の形態に係り、第2弁体の拡大断面図である。
【図10】別の実施の形態に係り、第2弁体の拡大断面図である。
【図11】従来の電磁弁を示す断面図である。
【図12】従来の電磁弁の第2弁体の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 電磁弁
15 第2弁座
17 第2弁体
17a 当接面
17c 裏面
17d 凸部
19 弁体ケース
25 裏蓋
25a 底面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve structure in which a valve body is brought into contact with or separated from a valve seat.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a valve structure, for example, there is a direct acting three-port solenoid valve 100 as shown in FIG. This solenoid valve 100 has three ports, a COM port 101, an NC port 102, and a NO port 103, and a plunger 106 in which the first valve body 104 and the second valve body 105 are assembled together is connected to the coil 107. The flow path is switched by being attracted and separated from the core 108 by energization / stop. The second valve body 105 is brought into contact with and separated from the second valve seat 109 to open and close the flow path between the COM port 101 and the NO port 103.
[0003]
Here, as shown in an enlarged view in FIG. 12, the second valve body 105 has a contact surface 105a that contacts the second valve seat 109, and a step portion 105b is formed around the contact surface 105a. A convex portion 105c is provided on the back surface opposite to the contact surface 105a. And the valve body case 110 in which the 2nd valve body 105 is integrated is connected with the plunger 106 via a pair of rod part 110a (only one is shown in FIG. 11, FIG. 12). Moreover, the back cover 111 which comprises the valve body case 110 has the penetration hole 111a in which the convex part 105c of the 2nd valve body 105 penetrates. And the 2nd valve body 105 is integrated in the valve body case 110 so that it may be pinched | interposed into the spacer 112 integrated in the step part 105b, and the back cover 111. FIG.
[0004]
As shown in FIG. 11, in a state where the coil 107 is not energized, the restoring force of the spring 113 exceeds the restoring force of the spring 114, so that the plunger 106 and the valve body case 110 are pushed down in the drawing, and the second valve body 105 Is separated from the second valve seat 109. On the other hand, when the coil 107 is energized, the plunger 106 is attracted to the core 108 and moves upward in the figure against the restoring force of the spring 113. Accordingly, the valve body case 110 also moves together with the plunger 106, and the second valve body 105 is pulled upward in the drawing, so that it contacts the second valve seat 109. At this time, the spring 114 supports the valve body case 110 from below in the figure, so that the second valve body 105 comes into contact with the second valve seat 109.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional valve structure described above, when the second valve body 105 is brought into contact with the second valve seat 109 and the flow path is closed, the second valve seat 109 is secured in order to ensure the hermeticity. It is desirable that the entire circumference of the seat surface of the seat 109 and the contact surface 105a of the second valve body 105 abut on each other. However, in practice, it may be difficult to obtain the uniformity of contact due to errors in forming parts, errors in assembly, and the like. In addition, since the force with which the spring 114 presses the valve body case 110 is limited, the contact surface 105a of the second valve body 105 is brought into close contact with the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 109 only by the force of the spring 114. It is also difficult. Therefore, when the second valve body 105 is brought into contact with the second valve seat 109, there is a possibility that a slight gap may be generated between the two 105 and 109, and there is a possibility that fluid leaks from the gap. . In particular, with this valve structure, there is a tendency that a gap is likely to occur when a low-pressure fluid is handled.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to provide a valve body with the entire circumference of the seat surface of the valve seat, even if there is an error during assembly of the valve body case and the valve seat. It is intended to provide a valve structure that is brought into close contact with each other to prevent fluid leakage.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 includes a valve seat, a valve body, and a valve body case, and the valve body includes the valve seat and an opening portion of the valve body case. It is incorporated in the valve body case so that the contact surface of the valve body is exposed, and by moving the valve body case, the contact surface of the valve body is brought into contact with and separated from the valve seat so as to open and close. In the valve structure, the valve body case has a flange portion on the contact surface side of the valve body, a claw portion is formed on the opposite side, and the valve body has the flange portion on the contact surface side. A step part that contacts , a convex part on the back side opposite to the contact surface, the valve body is inserted into the valve body case, and a back cover serving as a bottom surface of the valve body case is attached to the claw part to be fitted, that the tip of the convex portion comes into contact with the back cover, and a gap is formed between the back surface and the back cover of the valve body, The serial valve body the valve body case, and supported the spirit that to be covered with the exception of the contact surface.
[0008]
According to said structure, a valve body is moved by moving a valve body case. Here, since the valve body has a convex portion on the back surface opposite to the contact surface, and the tip of the convex portion is in contact with the bottom surface of the valve body case, the back surface portion other than the convex portion is the valve body case. And a gap is formed between the bottom surface of the valve body case. This clearance allows the deformation of the valve body itself. Therefore, when the contact surface of the valve body comes into contact with the valve seat by the movement of the valve body case, the contact surface of the valve body follows the valve seat due to the deformation of the valve body, and the entire circumference of the seat surface. Will abut.
[0009]
In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the valve structure according to the first aspect, the valve body has a substantially disc shape, and one convex portion is provided at the center of the back surface. It is provided that the seat surface of the valve seat has a substantially annular shape.
[0010]
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention of claim 1, since one convex portion is provided at the central portion of the back surface, the entire valve body can be deformed in any direction around the convex portion. It becomes. Here, errors during assembly, etc. that occur between the valve body and the valve seat mainly cause an inclination between the contact surface of the valve body and the entire seat surface of the valve seat. By tilting the whole in any direction, the contact surface of the valve body can be adjusted to the same angle as the entire circumference of the seat surface of the valve seat.
[0011]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 3 includes a valve seat, a valve body, and a valve body case, and the valve body is formed from the opening of the valve body case and the valve seat. It is incorporated in the valve body case so that the contact surface of the valve body is exposed, and by moving the valve body case, the contact surface of the valve body is brought into contact with and separated from the valve seat so as to open and close. In the valve structure, the valve body case has a flange portion on the contact surface side of the valve body, a claw portion is formed on the opposite side, and the valve body has the flange portion on the contact surface side. The valve body has a stepped portion, the back surface opposite to the contact surface has a taper that converges in a convex shape toward the center, the valve body is inserted into the valve body case, and the bottom surface of the valve body case the back cover to be is fitted to the pawl portion, at the distal end portion of the taper is brought into contact with the back cover, of the valve body Forming a gap between the surface and the back cover, the valve body the valve body case, and supported the spirit that to be covered with the exception of the contact surface.
[0012]
According to the structure of the said invention, a valve body is moved by moving a valve body case. Here, the valve body has a taper in which the back surface opposite to the contact surface converges in a convex shape toward the center, and the tip of the taper is in contact with the bottom surface of the valve body case. The back surface portion other than the tip portion does not directly contact the valve body case, and a gap is generated between the bottom surface of the valve body case. This clearance allows the deformation of the valve body itself. Therefore, when the contact surface of the valve body comes into contact with the valve seat by the movement of the valve body case, the contact surface of the valve body follows the valve seat due to the deformation of the valve body, and the entire circumference of the seat surface. Will abut.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a valve structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a sectional view of a solenoid valve 1 embodying the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the solenoid valve 1. 3 and 4 are cross-sectional views taken along line AA of FIGS. 1 and 2, respectively, showing a non-energized state and an energized state, respectively. This solenoid valve 1 has the same basic configuration as the direct acting three-port solenoid valve 100 described in the section of the prior art.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 3, the electromagnetic valve 1 of the present embodiment is provided with a COM port 11, an NC port 12, and a NO port 13 in a body 10. A first valve seat 14 and a second valve seat 15 are integrally formed on the body 10. Each of the valve seats 14 and 15 is provided with a first valve body 16 and a second valve body 17 made of rubber so as to be in contact with or separated from each other. The 1st valve body 16 is assembled | attached to the plunger 18, and the 2nd valve body 17 is integrated in the valve body case 19 connected with the plunger 18 via the rod 19a. The solenoid valve 1 is provided with a core 20 for attracting the plunger 18 and a coil 21 for exciting the core 20.
[0016]
The plunger 18 is provided with a first spring 22 for pushing down the valve body case 19 downward in the drawing. The valve body case 19 is provided with a second spring 23 for pushing the case 19 upward in the drawing. As shown in FIGS. 1 and 2, various pipe joints 30, 31, and 32 are respectively attached to the ports 11 to 13, and the ports 11 to 13 are connected to other devices. Yes.
[0017]
Here, as shown in the enlarged view of FIG. 5, the second valve element 17 includes a contact surface 17 a that contacts the second valve seat 15, and a stepped portion 17 b is provided around the contact surface 17 a. The second valve body 17 includes a convex portion 17d at the center of the back surface 17c opposite to the contact surface 17a. In this embodiment, the thickness of the second valve body 17 is “4.6 mm”, for example, and the height of the convex portion 17 d is set to “0.25 mm”, for example. The valve body case 19 includes a back cover 25 fitted on the bottom side thereof. The step 17b of the second valve element 17 is locked to the flange 19b of the valve element case 19 via the spacer 24. In this state, the tip of the convex part 17d of the second valve element 17 is the back cover. 25 is in contact with the bottom surface 25a. By assembling in this way, the second valve body 17 is such that only the tip of the convex portion 17d is in contact with the bottom surface 25a of the back cover 25, and the back surface 17c and back cover of the second valve body 17 other than the convex portion 17d. There is a slight gap between the bottom surface 25a of 25. In this assembled state, the contact surface 17 a of the second valve body 17 is exposed from the opening 19 c of the valve body case 19.
[0018]
Next, the operation of the electromagnetic valve 1 configured as described above will be described. First, as shown in FIGS. 1 and 3, in a state where the coil 21 is not energized, the plunger 18 is pushed downward in the drawing by the restoring force of the first spring 22, and the first valve body 16 is moved to the first valve. While abutting on the seat 14, the second valve element 17 is separated from the second valve seat 15. This is because the restoring force of the first spring 22 exceeds the restoring force of the second spring 23. Here, when the coil 21 is energized, as shown in FIG. 4, the plunger 18 moves upward in the figure against the restoring force of the first spring 22 by the adsorption force of the core 20. Accordingly, the first valve body 16 is separated from the first valve seat 14, and the second valve body 17 is in contact with the second valve seat 15.
[0019]
This electromagnetic valve 1 is used for an oxygen generator, for example. In that case, first, at the time of non-energization, as shown in FIG. 1, the 1st valve seat 14 is closed and the 2nd valve seat 15 is open. That is, the COM port 11 and the NO port 13 are in communication. When the coil 21 is energized for switching the electromagnetic valve 1, the first valve seat 14 is opened and the second valve seat 15 is closed. As a result, the COM port 11 and the NC port 12 communicate with each other, and pressurized air flows from the NC port 12 to the COM port 11. When the energization of the coil 21 is stopped again, the COM port 11 and the NO port 13 communicate with each other, and air flows from the COM port 11 to the NO port 13.
[0020]
Here, a slight inclination may exist between the contact surface 17a of the second valve body 17 and the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 15 due to the molding accuracy of the body 10 or an assembly error. . In the conventional valve structure of the solenoid valve 100, if the inclination is slight, the contact surface 105a is in close contact with the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 109 due to the flexibility of the second valve body 105, and the fluid There was no leakage. However, there has been a problem that fluid leakage occurs when a very large inclination occurs.
[0021]
On the other hand, in the valve structure of the electromagnetic valve 1 of this embodiment, a gap is provided between the periphery of the convex portion 17d of the second valve body 17 and the bottom surface 25a of the back cover 25, as shown in FIG. In addition, the second valve body 17 is inclined in any direction around the convex portion 17d. Thereby, the contact surface 17 a of the second valve body 17 can follow the inclination of the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 15. That is, the second valve body 17 is allowed to be deformed with the convex portion 17d as an axis due to its own flexibility, and the inclination of the contact surface 17a is changed. In FIG. 6, the inclination between the contact surface 17 a of the second valve body 17 and the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 15 is indicated by θ.
[0022]
Here, an experimental result of evaluating the limit seal pressure value by the valve structure of the electromagnetic valve 1 of the present embodiment is shown in FIG. 7 in comparison with the valve structure of the conventional electromagnetic valve 100. Here, the NC port 11 is closed by plugging the pipe joint 30, the coil 21 of the solenoid valve 1 is energized, the second valve seat 15 is closed, and the COM port 11 and the NC port 12 are in communication with each other. The pressure until the fluid leaked to the COM port 11 was measured as the limit seal pressure. A similar experiment was performed on a conventional valve structure. The left graph of FIG. 7 is based on the conventional valve structure, and the right graph is based on the valve structure of the present embodiment. The shaded portion of each graph indicates the range of measurement values including errors. In the conventional valve structure, the limit seal pressure value was 0.1 MPa to 0.65 MPa, whereas in the valve structure of the present embodiment, the limit seal pressure value was 0.65 MPa to 0.84 MPa. . From this result, it can be seen that, compared with the conventional valve structure, in the valve structure of the present embodiment, the seal performance is greatly improved and the variation in measured values is reduced.
[0023]
As described above, according to the valve structure of the electromagnetic valve 1 of this embodiment, the second valve body 17 is incorporated in the valve body case 19, and the second valve body 17 is moved by moving the valve body case 19. Is done.
[0024]
Here, the second valve body 17 has a convex portion 17d on the back surface 17c opposite to the contact surface 17a, and the tip of the convex portion 17d is in contact with the bottom surface 25a of the back cover 25. The back surface 17c other than the portion 17d does not directly contact the back cover 25, and a gap is generated between the back surface 17c and the bottom surface 25a. Due to this gap, the deformation of the second valve body 17 itself is allowed. Therefore, when the contact surface 17a of the second valve body 17 contacts the second valve seat 15 due to the movement of the valve body case 19, the contact of the second valve body 17 due to the deformation of the second valve body 17 occurs. The surface 17a follows the second valve seat 15 and comes into contact with the entire circumference of the seat surface. As a result, the contact surface 17a of the second valve body 17 can be brought into close contact with the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 15, thereby preventing fluid leakage between the both 15 and 17.
[0025]
Furthermore, according to the valve structure of the electromagnetic valve 1 of this embodiment, since one convex portion 17d is provided at the central portion of the back surface 17c, the entire second valve body 17 is centered on the convex portion 17d. It can also be deformed in the direction. Here, the error during assembly or the like that occurs between the second valve body 17 and the second valve seat 15 is mainly caused by the contact surface 17a of the second valve body 17 and the entire seat surface of the second valve seat 15. Since the second valve element 17 as a whole is inclined in any direction, the contact surface 17a of the second valve element 17 is the same as the entire circumference of the seat surface of the second valve seat 15. Can be adjusted to the angle. As a result, the contact surface 17a of the second valve body 17 is changed to the seat surface of the second valve seat 15 regardless of the position of the error such as when the second valve body 17 and the second valve seat 15 are assembled. The entire circumference can be more securely adhered, and thereby fluid leakage between the both 15 and 17 can be more reliably prevented.
[0026]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can change suitably.
[0027]
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 5, the convex portion 17d is provided on the back surface 17c on the opposite side of the contact surface 17a of the second valve body 17, and the tip of the convex portion 17d is formed at the valve body case 19. The back surface 17c of the second valve body 17 is supported by the valve body case 19 by being brought into contact with the bottom surface 25a. On the other hand, as shown in FIG. 8, the back surface 17c opposite to the contact surface 17a of the second valve body 17 is formed into a taper 30 that converges in a convex shape toward the center, and the tip of the taper 30 You may comprise so that the back surface 17c of the 2nd valve body 17 may be supported by the valve body case 19 by making 30a contact | abut to the bottom face 25a of the valve body case 19. FIG. Also with this configuration, the same operations and effects as in the above embodiment can be obtained.
[0028]
(2) In the above embodiment, the tip of the convex portion 17d of the second valve element 17 is configured to be a flat surface. On the other hand, as shown in FIG. 9, the tip surface of the convex portion 17d is formed into a taper 31 that converges in a convex shape toward the center, and the tip point 31a of the taper 31 is made to contact the bottom surface 25a of the valve body case. You may comprise so that the back surface 17c of the 2nd valve body 17 may be supported by a valve body case by making it contact. Also with this configuration, the same operations and effects as in the above embodiment can be obtained.
[0029]
(3) In another embodiment of the above (1), the tip end point 30a of the taper 30 on the back surface 17c of the second valve body 17 is brought into contact with the bottom surface 25a of the valve body case 19 so that the second valve body 17 The back surface 17 c is supported by the valve body case 19. On the other hand, as shown in FIG. 10, the back surface 17c of the 2nd valve body 17 is made by making the front-end | tip part of the taper 30 of the back surface 17c into the flat surface 30b, and making the flat surface 30b contact | abut to the bottom face 25a of a valve body case. May be supported by the valve body case. Also with this configuration, the same operations and effects as in the above embodiment can be obtained.
[0030]
(4) Although the valve structure of the present invention is embodied in the three-way valve type electromagnetic valve 1 in the above embodiment, the present invention can be applied not only to the electromagnetic valve 1 but also to other electromagnetic valves. Moreover, the moving method of the 2nd valve body 17 and the valve body case 19 is not restricted to an electromagnetic type.
[0031]
【The invention's effect】
According to the configuration of the first aspect of the present invention, even if there is an error during assembly between the valve body case and the valve seat, the contact surface of the valve body becomes the valve seat by the movement of the valve body case. When the contact is made, the contact surface of the valve body follows the valve seat due to deformation of the valve body and contacts the entire circumference of the seat surface. Thereby, the contact surface of a valve body can be stuck to the perimeter of the seat surface of a valve seat, and the effect that the leakage of the fluid between a valve body and a valve seat can be prevented is exhibited.
[0032]
According to the configuration of the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the entire valve body tilts in any direction around the convex portion, and the contact surface of the valve body Is adjusted to the same angle as the entire circumference of the seat surface of the valve seat. As a result, the contact surface of the valve body can be more securely adhered to the entire circumference of the seat surface of the valve seat, and the fluid leakage between the valve body and the valve seat can be more reliably prevented. Demonstrate.
[0033]
According to the configuration of the invention described in claim 3, even if there is an error during assembly between the valve body case and the valve seat, the contact surface of the valve body becomes the valve seat by the movement of the valve body case. When the contact is made, the contact surface of the valve body follows the valve seat due to deformation of the valve body and contacts the entire circumference of the seat surface. Thereby, the contact surface of a valve body can be stuck to the perimeter of the seat surface of a valve seat, and the effect that the leakage of the fluid between a valve body and a valve seat can be prevented is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a solenoid valve according to one embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing a solenoid valve, similarly;
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA when energized in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a second valve body and a valve body case, similarly.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view when the second valve body contacts the second valve seat, similarly.
FIG. 7 is also a graph showing the measurement result of the limit seal pressure value by the valve structure.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a second valve body and a valve body case according to another embodiment.
FIG. 9 is an enlarged sectional view of a second valve body according to another embodiment.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a second valve body according to another embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional solenoid valve.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a second valve body of a conventional solenoid valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solenoid valve 15 2nd valve seat 17 2nd valve body 17a Contact surface 17c Back surface 17d Convex part 19 Valve body case 25 Back cover 25a Bottom

Claims (3)

弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れられ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うようにした弁構造において、
前記弁体ケースは、前記弁体の当接面側にフランジ部を有し、反対側に爪部が形成され、
前記弁体は、前記当接面側に前記フランジ部と当接する段部を有し、前記当接面と反対側の裏面に凸部を有し、
前記弁体ケースに前記弁体を挿入し、前記弁体ケースの底面となる裏蓋を前記爪部に嵌合させて、前記凸部の先端が前記裏蓋に当接することで、前記弁体の裏面と前記裏蓋との間に隙間を形成して、前記弁体が前記弁体ケースに、前記当接面を除いて包含されるように支持されることを特徴とする弁構造。
A valve seat, a valve body, and a valve body case, wherein the valve body is incorporated in the valve body case so that a contact surface with the valve seat is exposed from an opening of the valve body case, In the valve structure that opens and closes by moving the valve body case so that the contact surface of the valve body contacts and separates from the valve seat,
The valve body case has a flange portion on the contact surface side of the valve body, and a claw portion is formed on the opposite side,
The valve body has a step portion that contacts the flange portion on the contact surface side, and has a convex portion on the back surface opposite to the contact surface,
The valve body is inserted into the valve body casing, a back lid comprising a bottom surface of the valve body casing is fitted to the pawl portion, at the tip of the convex portion comes into contact with the back cover, the valve body A valve structure characterized in that a gap is formed between the back surface of the valve body and the back cover, and the valve body is supported so as to be included in the valve body case except for the contact surface .
前記弁体は、略円板状をなし、前記凸部は、前記裏面の中央部に1つ設けられ、前記弁座の座面は、略円環状をなすことを特徴とする請求項1に記載の弁構造。  2. The valve body according to claim 1, wherein the valve body has a substantially disk shape, one convex portion is provided at a central portion of the back surface, and a seating surface of the valve seat has a substantially annular shape. The valve structure described. 弁座と、弁体と、弁体ケースとを備え、前記弁体は、前記弁体ケースの開口部から前記弁座との当接面が露呈するように前記弁体ケースに組み入れられ、前記弁体ケースを移動させることにより、前記弁体の当接面を前記弁座に当接・離間させて開閉を行うようにした弁構造において、
前記弁体ケースは、前記弁体の当接面側にフランジ部を有し、反対側に爪部が形成され、
前記弁体は、前記当接面側に前記フランジ部と当接する段部を有し、前記当接面と反対側の裏面がその中央へ向かって凸状に収束するテーパをなし、
前記弁体ケースに前記弁体を挿入し、前記弁体ケースの底面となる裏蓋を前記爪部に嵌合させて、前記テーパの先端部が前記裏蓋に当接することで、前記弁体の裏面と前記裏蓋との間に隙間を形成して、前記弁体が前記弁体ケースに、前記当接面を除いて包含されるように支持されることを特徴とする弁構造。
A valve seat, a valve body, and a valve body case, wherein the valve body is incorporated in the valve body case so that a contact surface with the valve seat is exposed from an opening of the valve body case, In the valve structure that opens and closes by moving the valve body case so that the contact surface of the valve body contacts and separates from the valve seat,
The valve body case has a flange portion on the contact surface side of the valve body, and a claw portion is formed on the opposite side,
The valve body has a stepped portion that comes into contact with the flange portion on the contact surface side, and a back surface opposite to the contact surface has a taper that converges in a convex shape toward the center,
The valve body is inserted into the valve body casing, a back lid comprising a bottom surface of the valve body casing is fitted to the pawl portion, at the distal end portion of the taper is brought into contact with the back cover, the valve body A valve structure characterized in that a gap is formed between the back surface of the valve body and the back cover, and the valve body is supported so as to be included in the valve body case except for the contact surface .
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