電磁弁
【目的】 過大な荷重を緩衝しつつ弁体を適度な力で弁座部に押し付けることができ、確実にロックし得る電磁弁を提供する。
【構成】ソレノイド４によって往復駆動される弁体３を強制的に弁座８に押し付けてロックするロック機構５を設け、ロック機構５に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材１５を設けてなることを特徴とする。
【構成】ソレノイド４によって往復駆動される弁体３を強制的に弁座８に押し付けてロックするロック機構５を設け、ロック機構５に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材１５を設けてなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば電磁弁に関し、特に弁体の強制的なロック機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電磁弁としては、たとえば図１０に示すようなものがある。
【０００３】すなわち、内部中空の弁本体１００と、この弁本体１００内部に移動自在に設けられる弁体１０１と、を備えている。この弁体１０１は弁本体１００内部の弁座部１０２に当接可能となっており、ソレノイドを備えた電磁アクチュエータ１０３によって往復駆動されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来技術にあっては、ソレノイド０Ｎの開弁時、または閉弁時であっても弁体１０１下部から過大な負圧が印加された場合等において、緊急に弁体１０１をシールする必要が生じた場合に対し、シールが不可能であった。
【０００５】特に、電磁力が作用していない閉弁時には、スプリング１０４によって弁体１０１が弁座部１０２に押さえられてはいるものの、押し付け力が弱いために、たとえば振動等により弁体１０１が弁座部１０２から離間してシール性が低下する場合もある。
【０００６】このような問題を解決するためにはスプリング１０４の荷重を大きくすればよいが、スプリング１０４の荷重は電磁アクチュエータ１０３の駆動力とのバランスによって決定されるもので、電磁アクチュエータの性能から自ずと制限されてしまう。
【０００７】そこで、弁本体外部から別途ロック部材を挿入して弁体１０１を強制的にロックすることが考えられるが、単にロック部材でロックしただけでは、ロック部材に過大な外力が作用した場合、外力が直接弁体１０１に伝えられ、弁体１０１と弁座１０２のシール面に過大な負荷が加わり、耐久性が低下してしまうという問題があった。
【０００８】また、ロックに必要な押付力を得るには、ロック部材の長さ，弁体の高さ等の正確な寸法管理が必要となり製作が面倒であった。
【０００９】本発明は上記した従来技術の問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、過大な荷重を緩衝しつつ弁体を適度な力で弁座部に押し付けることができ、確実にロックし得る電磁弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明にあっては、内部中空の弁本体と、該弁本体に内に設けられる弁座部と、該弁座部に対して接離自在に設けられる弁体と、該弁体を駆動する電磁アクチュエータと、を備えた電磁弁において、前記弁体を強制的に弁座に押し付けてロックするロック機構を設け、該ロック機構に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材を設けてなることを特徴とする。
【００１１】ロック機構は、弁体に当接するロッドと、弁本体外部に突出するロック棒とから構成されていて、前記弾性部材は、前記ロッドとロック棒の間に介在されていることを特徴とする。
【００１２】ロック機構は、弁体に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材と、該第１のロック部材を介して前記弁体を前記弁座部に対して押圧付勢する第１の付勢手段と、 前記第１のロック部材の弁体と反対側に設けられ、第１のロック部材に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材と、該第２のロック部材を第１のロック部材から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備え、前記第１のロック部材と第２のロック部材の間に、前記第２のロック部材が前記弁体から遠ざかる方向に移動する際には互いに係合して前記第１のロック部材と第２のロック部材を一体に移動させ、第２のロック部材が前記弁体に対して近づく方向に移動する際には第１のロック部材と第２のロック部材を独立に移動可能とする係合部を設けたことを特徴とする。
【００１３】ロック機構は、弁本体外部から内部に出没可能に挿入され挿入端部が前記弁体に当接可能なロック部材と、該ロック部材を弁座に対して押圧付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明にあっては、ロック機構の弾性部材のばね力によって弁体を弁座部に押し付けてロックする。弁体に過大な外部荷重が作用しても、弾性部材の伸縮によって緩衝されて、過大な荷重が弁座部には作用しない。
【００１５】また、請求項３に記載のロック機構の場合には、第２のロック部材に外部より荷重が加えられると、第２の付勢手段の付勢力に抗して第２のロック部材が弁体側に移動する。第１のロック部材は第１の付勢手段の付勢力により弁体側に付勢されているので、第１のロック部材と同じく弁体側に移動する。そして、あるストローク以上になると第１のロック部材が弁体に当接し、弁体を弁座部に押し付けてシールすることになる。この押付力は第１の付勢手段の付勢力により決定されるので、第２のロック部材を押す外力には無関係に設定可能となる。
【００１６】また、第２のロック部材を押す外力のストローク量が過大であっても第１のロック部材がスペーサに当接すれば、それ以降は第２のロック部材がストロークしたとしても第１のロック部材は不動であり、第２スプリングの荷重によってのみ弁体を押すこととなる。
【００１７】以上により第１，第２のロック部材を設置することにより、必要時に弁体を弁座部に押圧固定してシールすることが可能となり、特に第１のロック部材と第２のロック部材を分離して、弁体を第２の付勢手段によって押し付けることにしたので弁体の押付力の緩和および外部からの第２のロック部材ストローク公差の吸収が可能となる。
【００１８】また、請求項４に記載のロック機構の場合には、支持部材に外力を加え、支持部材のばね力に抗して押し込むと、支持部材によって押し戻されていたロック部材が付勢手段によって弁本体内側に押し込まれ、ロック部材の挿入端部によって弁体が弁座に押圧される。この押圧力は外力とは無関係に付勢手段の付勢力によってのみ決定され、弁体と弁座の当接部間に過大な負荷は加わらない。
【００１９】外力を取り除くと、支持部材のばね力によって、付勢手段の付勢力に抗してロック部材が押し戻され、ロック部材の挿入端部は弁体から所定距離だけ離間する。
【００２０】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００２１】本発明の第１実施例に係る電磁弁を示す図１R>１において、１は電磁弁としてのソレノイドバルブ全体を示しており、概略、弁本体としての中空のボデイ２と、ボデイ２内に設けられる弁座部８と、この弁座部８に対して接離自在に設けられる弁体３としてのプランジャ３と、ボデイ２に組み付けられプランジャ３を駆動するための電磁アクチュエータとしてのソレノイド部４と、プランジャ３を弁座部８に押し付けてロックするロック棒５と、から構成されている。
【００２２】ボデイ２内部には第１，第２流路６，７が設けられ、一方の第１流路６のボデイ２内側の開口部に前記した弁座部８が設けられている。
【００２３】ソレノイド部４はボデイ２に一体的に組み付けられるもので、弁座部８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト１１と、このセンタポスト１１を取り囲むように配置されるコイル１２とを有し、コイル１２を励磁することによってプランジャ３をセンタポスト１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト１１の外部端面側にはアッパプレート４１が設けられ、このアッパプレート４１に対してコイル１２を隔てて対向する位置にはロアプレート４２が設けられている。これらアッパプレート４１とロアプレート４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００２４】プランジャ３とセンタポスト１１の間にはプランジャ３を弁座部８に対して付勢するプランジャスプリング１３が介装され、このプランジャスプリング１３のばね力によって常時閉弁されている。
【００２５】一方、開弁時には、図１(ｂ)に示すように、このプランジャスプリング１３のばね力に抗してプランジャ３を電磁吸引し弁座部８から離間させるようになっている。
【００２６】ロック棒５は、センタポスト１１の中心軸を貫通する貫通孔１４を通してセンタポスト１１の外部端面から挿入されるもので、ロック棒５の先端が弾性部材としての緩衝用スプリング１５を介してプランジャ３に当接している。 緩衝用スプリング１５はプランジャ３に設けられた凹部１６に挿入され、シム１７を介してロック棒５の先端に当接している。このロック棒５，シム１７および緩衝用スプリング１５によってロック機構が構成される。このシム１７は、磁束が無限大になるのを防止する目的で設けられている。
【００２７】また、貫通穴１４の外側開口部は拡径されて大径孔部１８となっており、ロック棒５には、大径孔部１８内周に摺接するピストン部１９が設けられている。ピストン部１９外周にはＸリング等のシール部材２０が設けられてシールを確実にしている。また、ピストン部１９は抜け止めストッパとしても機能するもので、上記大径孔部１８を閉塞するアッパプレート４１に係合して抜け止めが図られている。一方、ロック棒５の一端はアッパプレート４１の端面から外部に所定寸法だけ突出している。
【００２８】また、ピストン部１９の内側端面と大径孔部１８の段差部２１との間には、ロック棒戻しスプリング２２が介装され、ピストン部１９をアッパプレート４１に対して押圧付勢している。
【００２９】このようにプランジャ３とシム１７の間に緩衝用スプリング１５を配置し、緩衝用スプリング１５及びシム１７によりプランジャ３とロック棒５とが直接接触しないようにしている。これにより、ロック時、ロック棒５のバルブ押付力が減衰される。
【００３０】上記構成の電磁弁においては、図１（ｂ）に示すような開弁時、または図１（ａ）に示すような閉弁時であってもプランジャ３下部から過大な負圧が印加された場合や振動が大きいような場合等、緊急にプランジャ３をシールする必要が生じた場合、図２に示すように、ロック棒５の突出端部を押し込むことによってプランジャ３を弁座部８に押し付けてロックする。
【００３１】本実施例にあっては、プランジャ３とシム１７の間に緩衝用スプリング１５を配置し、緩衝用スプリング１５及びシム１７によりプランジャ３とロック棒５とが直接接触しないようにしているので、ロック棒５に過大な外部荷重が作用しても、緩衝用スプリング１５の伸縮によって緩衝され、プランジャ３に過大なロック荷重は作用しない。
【００３２】さらに、緩衝用スプリング１５は部品の寸法公差範囲において荷重変位が小さいと考えられることから、ロック棒５の長さ，プランジャ３の高さおよびシム１７の厚さの寸法公差を充分に吸収することができ、強いては部品の寸法公差を拡大して製作を容易にできる。
【００３３】押し込み量としては、最大限、ピストン部１９下端面が段差部２１に当接するまでのストロークであるが、最大ストローク分押し込んでもよいし、段差部２１に当接しない途中位置まで押し込むようにしてもよい。
【００３４】また、ロック位置におけるシム１７とプランジャ３の位置関係は、シム１７がプランジャ３に当接しない位置関係となるように設定してもよいし、当接する位置関係となっていてもよい。最終的にシム１７がプランジャ３に当接したとしても、その途中で緩衝用スプリング１５によって外部荷重が緩衝されているので、プランジャ３に対して過大な荷重は作用しない。
【００３５】図３にはシムの形状のバリエーションを示している。
【００３６】同図(ａ)は平板状のシム１７の例である。
【００３７】同図（ｂ），（ｃ）のシム１７１，１７２は断面ハット形状で、それを互いに逆向きに配置した例である。
【００３８】図４(ａ)，(ｂ)は、緩衝用スプリング１５を省略し、弾性部材として若干厚みを有する弾性材のシム１７３、あるいは薄肉の弾性材のシム１７４を用い、シム１７３，１７４自体の弾力性によって外力を緩衝するようにした例である。
【００３９】（第２実施例）図５には、本発明の第２実施例が示されている。以下、上記第１実施例と同一の構成部分については同一の符号を付して本実施例を説明する。
【００４０】本実施例は、緩衝用スプリング１５を省略したもので、シム１７Ａをプランジャ３に凹部１６の開口端部が閉塞するように当接して保持している。
【００４１】また、ロック機構５０は、センタポスト１１Ａに形成された段差部２１を有しない大径孔部１８Ａの内周に摺接するピストン部１９Ａを有するロック棒５１と、そのピストン部１９Ａにて弾性部材であるスプリング２３を介して連結されるプランジャ３にシム１７Ａを介して当接するロッド５２とから構成されている。
【００４２】ピストン部１９Ａには、中心軸線上にプランジャ３側を開口するピストン凹部１９Ｂを有している。一方、ロッド５２の奥端には、半径方向外向きのフランジ部５２Ａを有しており、そのフランジ部５２Ａが、ピストン凹部１９Ｂ内に挿入され、その開口端部に設けられた係止部１９Ｃに係止することによってロッド５２がロック棒５１に保持されている。
【００４３】そして、ピストン凹部１９Ｂ内にスプリング２３が挿入されており、その一端がロッド５２の奥端面に当接し、他端がピストン凹部１９Ｂの底面に当接して、ロッド５２のフランジ部５２Ａが係止部１９Ｃに当接するように押圧付勢している。
【００４４】上記のように、本実施例はロッド５２がシム１７Ａに当接するようにし、弁座部８への荷重をスプリング２３のみが受ける構成としている。また、スプリング２３のばね定数を小さくすることにより、ロック棒５１のストロークが大きくなっても弁座部８への荷重を極力抑えることができる。これにより、ロック時、ロック部材５０のバルブ押付力が減衰される。
【００４５】さらに、スプリング２３は、部品の寸法公差範囲において荷重変位が小さいと考えられることから、ロック棒５１の長さ，プランジャ３の高さ，シム１７Ａの厚さ等の寸法公差およびソレノイド部４の取付部の寸法公差から生ずるロック棒５１のストロークのばらつきを吸収することができ、強いては部品の寸法公差を拡大して製作を容易にできる。
【００４６】その他の構成および作用については第１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４７】（第３実施例）次に本発明の第３実施例について説明する。
【００４８】本発明の第３実施例に係る電磁弁 を示す図１において、３０１は電磁弁としてのソレノイドバルブ全体を示しており、概略、中空のボデイ３０２と、このボデイ３０２内に移動自在に設けられる弁体としてのプランジャ３０３と、ボデイ３０２に組み付けられアクチュエータとしてのソレノイド部３０４と、ボデイ３０２の外部、この実施例ではソレノイド部３０４を通じてボデイ３０２内部に挿入されてプランジャ３０３をロックするロック機構３０５と、から構成されている。上記ボデイ３０２とソレノイド部３０４とが本願発明の弁本体を構成するものである。
【００４９】ボデイ３０２内部には第１，第２流路３０６，３０７が設けられ、一方の第１流路３０６のボデイ３０２内側の開口部には、プランジャ３０３が当接する弁座部３０８が設けられている。
【００５０】ソレノイド部３０４はボデイ３０２に一体的に組み付けられるもので、弁座部３０８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト３１１と、このセンタポスト３１１を取り囲むように配置されるコイル３１２とを有し、コイル３１２を励磁することによってプランジャ３０３をセンタポスト３１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト３１１の外部端面側にはアッパプレート３４１が設けられ、このアッパプレート３４１に対してコイル３１２を隔てて対向する位置にはロアプレート３４２が設けられている。これらアッパプレート３４１とロアプレート３４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００５１】プランジャ３０３とセンタポスト３１１の間にはプランジャ３０３を弁座部３０８に対して付勢するプランジャスプリング３１３が介装され、このプランジャスプリング３１３のばね力によって閉弁されている。一方、開弁時には、このプランジャスプリング３１３のばね力に抗してプランジャ３０３を電磁吸引し弁座部３０８から離間させるようになっている。プランジャスプリング３１３の一端は、電磁吸引時にセンタポスト３１１とプランジャ３０３の間に所定の間隔を明けるためのスペーサ３１４を介してプランジャ３０３に当接するようになっている。また、プランジャ３０３の反弁座部側の端面には凹部３１６が形成されている。
【００５２】ロック機構３０５は、プランジャ３０３に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材としてのリテーナ３１７と、このリテーナ３１７を介してプランジャ３０３を弁座部３０８に対して押圧付勢する第１の付勢手段としての第１のスプリング３１８と、このリテーナ３１７の反プランジャ側に設けられ、リテーナ３１７に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材としてのロック棒３１９と、このロック棒３１９をリテーナ３１７から離れる方向に付勢する第２の付勢手段としての第２のスプリング３２０と、を備えている。
【００５３】また、リテーナ３１７とロック棒３１９の間には、ロック棒３１９が前記プランジャ３０３から遠ざかる方向に移動する際に互いに係合して前記リテーナ３１７とロック棒３１９を一体に移動させ、ロック棒３１９が前記プランジャ３０３に対して近づく方向に移動する際にはリテーナ３１７とロック棒３１９を相互に独立に移動可能とする係合部３２１が設けられている。
【００５４】センタポスト３１１には、その中心軸に沿って外部から内部まで貫通する貫通孔３２２が形成されている。この貫通孔３２２はセンタポスト３１１の外側端面側から３段階に拡大される段付き構成で、センタポスト３１１の外側端面に開口するロック棒３１９が案内されるロック棒ガイド部３２３と、リテーナ３１７を案内する中央のリテーナガイド部３２４と、プランジャ３０３側に開口し上記したプランジャスプリング３１３および第１のスプリング３１８が挿入されるスプリングガイド部３２５と、から構成されている。
【００５５】上記リテーナ３１７は内部に中空穴３２６が設けられた円筒状部材で、そのプランジャ側開口端部外周には第１のスプリング３１８の一端が係合する環状のスプリング座３２７が突出形成されている。このスプリング座３２７がセンタポスト３１１に形成されたスプリングガイド部３２５奥端の環状の段差部３２８と所定距離だけ離間して対向しており、上記した第１のスプリング３１８がスプリング座３２７と段差部３２８との間に圧縮状態にて介装されている。この第１のスプリング３１８は前記プランジャスプリング３１３よりも小径で、プランジャスプリング３１３内周とリテーナ３１７外周との環状の空間に挿入されている。
【００５６】また、リテーナ３１７のプランジャ３０３と反対側の開口端部にはロック棒３１９のプランジャ側端部が摺動自在に挿入され、その開口端部内周にロック棒３１９との係合部３２１を構成する内向き環状凸部３２９が形成されており、ロック棒３１９下端にはこの内向き環状凸部３２９のプランジャ側端面に係合する外向き環状凸部３３０が形成されている。
【００５７】ロック棒３１９はセンタポスト３１１のロック棒ガイド部３２３に外部から挿入されるもので、その外側端部に円盤状のスプリング押え３３１が設けられ、このスプリング押え３３１とアッパプレート３４１の間に第２のスプリング３２０が圧縮状態にて介装されている。そして、自由状態ではこの第２のスプリング３２０のばね力によってロック棒３１９が弁本体から抜け出る方向に付勢され、係合部３２１を介してリテーナ３１７の反プランジャ側端部をリテーナガイド部３２４奥端の段部３３２に突き当てて位置決め保持するようになっている。
【００５８】また、ロック棒３１９とロック棒ガイド部３２３との摺動面間はＸリング等のシール部材３３３によってシールされている。
【００５９】ロック棒３１９に外部より荷重が加えられると、第２のスプリング３２０に抗してロック棒３１９がプランジャ３０３側に向けて下方に移動する。リテーナ３１７は第１のスプリング３１８によりロック棒３１９下端に押し付けられているので、ロック棒３１９と同じく下方へ移動する。そして、あるストローク以上になるとリテーナ３１７の下端がスペーサ３１４を介してプランジャ３０３を押し、プランジャ３０３を弁座部３０８に圧接してシールすることになる。
【００６０】この押付力は第１のスプリング３１８のセット荷重およびばね定数により決定されるので、ロック棒３１９を押す外力には無関係に設定可能となる。
【００６１】また、ロック棒３１９を押す外力のストローク量が過大であってもリテーナ３１７下端がスペーサ３１４に当たれば、それ以降はロック棒３１９がストロークしたとしてもリテーナ３１７は不動であり、第１のスプリング３１８の荷重によってのみプランジャ３０３を押すこととなる。
【００６２】（第４実施例）図７乃至図９には、本発明の第４実施例を示している。
【００６３】図７および図８において、１は電磁弁全体を示しており、概略、中空のボデイ４０２と、このボデイ４０２内に移動自在に設けられる弁体としてのプランジャ４０３と、ボデイ４０２に組み付けられアクチュエータとしてのソレノイド４０４と、ボデイ４０２の外部、この実施例ではソレノイド４０４を通じてボデイ４０２内部に挿入されてプランジャ４０３をロックするロック棒４０５と、から構成されている。上記ボデイ４０２とソレノイド４０４とが本願発明の弁本体を構成するものである。
【００６４】ボデイ４０２内部には第１，第２流路４０６，４０７が設けられ、一方の第１流路４０６のボデイ４０２内側の開口部には、プランジャ４０３が当接する弁座４０８が設けられている。プランジャ４０３と弁座４０８当接部にはゴム等のシール材４３４が焼き付けられている。
【００６５】ソレノイド４０４はボデイ４０２に一体的に組み付けられるもので、弁座４０８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト４１１と、このセンタポスト４１１を取り囲むように配置されるコイル４１２とを有し、コイル４１２を励磁することによってプランジャ４０３をセンタポスト４１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト４１１の外部端面側にはアッパプレート４４１が設けられ、このアッパプレート４４１に対してコイル４１２を隔てて対向する位置にはロアプレート４４２が設けられている。これらアッパプレート４４１とロアプレート４４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００６６】プランジャ４０３とセンタポスト４１１の間にはプランジャ４０３を弁座４０８に対して付勢するプランジャスプリング４１３が介装され、このプランジャスプリング４１３のばね力によって閉弁されている。一方、開弁時には、このプランジャスプリング４１３のばね力に抗してプランジャ４０３を電磁吸引し弁座４０８から離間させるようになっている。
【００６７】ロック棒４０５はセンタポスト４１１の中心軸を貫通するガイド孔４１４を通してセンタポスト４１１の外部端面から挿入されている。ガイド孔４１４は、その外側開口部および内側開口部が共に拡径されて第１，第２大径孔部４１５，４１６となっている段付き構成となっている。一方、ロック棒４０５は、中途部に大径のピストン部４１７が設けられた棒状部材で、ピストン部４１７が外側開口部に位置する第１大径孔部４１５内周に軸方向に摺動自在に挿入されている。このロック棒４０５のピストン部４１７外周にはＸリング等の弾性シール部材４１８が設けられて気密性を確保している。ロック棒４０５の挿入方向端部４１９は小径で、ガイド孔４１４を通してセンタポスト４１１内側端面に開口する第２大径孔部４１６に、プランジャ４０３に対向するように突出している。一方、ロック棒４０５の反対側の突出端部４２１も挿入方向端部４１９と同じく小径でアッパプレート４４１に形成された中央孔４２２から外部に突出している。
【００６８】この第１大径孔部４１５に挿入されるピストン部４１７とアッパプレート４４１の間には、ロック棒４０５を弁座４０８に対して押圧付勢する付勢手段としての押圧スプリング４２３が圧縮状態で介装されている。
【００６９】そして、本願発明では、この押圧スプリング４２３の付勢ばね力に抗してロック棒４０５の挿入端部４１９をプランジャ４０３から所定距離だけ離間させた状態に押し戻す支持手段を構成するコイルスプリング４２４およびスプリング押え４２５が設けられている。また、ロック棒４０５の上端にはスプリング押え４２５の内周をガイドとし、軸方向に摺動自在のピン４２６が設けられている。ピン４２６とロック棒４０５は、ネジ等により固定一体化されている。
【００７０】スプリング押え４２５とアッパプレート４４１の設定距離によりピン４２６の移動が決められる。
【００７１】そして、プランジャ４０３をロックする場合には、図９(ａ)に示すように、スプリング押え４２５の上面端部に外力を加え、コイルスプリング４２５のばね力に抗して押し込むと、コイルスプリング４２５のばね力によって押し戻されていたロック棒４０５の挿入端部４１９によってプランジャ４０３が弁座４０８に対して押圧される。
【００７２】この押圧力は外力とは無関係に押圧スプリング４２３のばね力によってのみ決定され、プランジャ４０３と弁座４０８の当接部間に過大な負荷は加わらない。外力を取り除くと、コイルスプリング４２４のばね力によって、押圧スプリング４２３のばね力に抗してロック棒４０５が押し戻され、ロック棒４０５の挿入端部４１９はプランジャ４０３から所定距離だけ離間する。
【００７３】このように、ロック棒４０５の摺動部に弾性シール部材４１８を装着し、この装着部段差とアッパプレート４４１間に押圧スプリング４２３を装着し、さらにソレノイドより外部に突出したロック棒突出端部４２１およびピン４２６と、コイルスプリング４２４およびスプリング押え４２５を設置した。
【００７４】このことにより、ソレノイド内部の気密性は確保し、また、プランジャ４０３に過大な外力は加わらず、耐久性向上を図ることができる。さらに、外力が除去された際には、ロック棒４０５が所定の位置に戻ることが可能となる。
【００７５】また、ロック棒４０５の戻りストッパとしてスリーブ４２７をセンターポスト４１１に内蔵することにより、コイルスプリング４２４と押圧スプリング４２３のバランスした場所に限らず、初期のロック棒４０５の設定位置を決めることが可能となる。
【００７６】
【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有するもので、弁体を押さえる荷重が過大になった場合には緩衝手段によって緩衝することができるので、弁座部が摩耗してシール不良を招来するおそれはなく耐久性向上を図ることができる。
【００７７】また、ロック部材や弁体の寸法誤差等を吸収することができ、製作が容易にできる。
【００７８】また、第１，第２のロック部材を設置することにより、必要時に弁体を弁座部に押圧固定してシールすることが可能となった。
【００７９】特に、第１のロック部材と第２のロック部材を分離して弁体を第２の付勢手段によって押し付ける構成としたので、弁体の押付力の緩和および外部からの第２のロック部材のストローク公差の吸収が可能となった。
【００８０】また、付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材を設けることにより、弁体の押付力は外力とは無関係に付勢手段の付勢力のみによって決まるので、弁体と弁座間に過大な荷重が加わることを防止することができ、耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(ａ)は本発明の第１実施例に係る電磁弁の閉弁状態の全体縦断面図、同図(ｂ)は開弁状態の部分断面図である。
【図２】図２は図１の電磁弁のロック状態の全体縦断面図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はシム形状の各種バリエーションを示す要部断面図である。
【図４】図４(ａ)はシム自体にばね弾性を持たせた例を示す電磁弁の断面図、同図(ｂ)はシムを薄板状にした例のロック状態の要部断面図である。
【図５】図５(ａ)は本発明の第２実施例に係る電磁弁の全体縦断面図、同図(ｂ)はロック状態の要部断面図である。
【図６】図６(ａ)は本発明の第３実施例に係る電磁弁の全体縦断面図、同図(ｂ)はロック状態の要部断面図である。
【図７】図７(ａ)は本発明の第４実施例に係る電磁弁のロック状態の全体縦断面図、同図(ｂ)は同図(ａ)の上面図である。
【図８】図８は図７(ａ)の要部拡大図である。
【図９】図９(ａ)は図７(ａ)のロック状態を示す図、同図(ｂ)は図７(ａ)の電磁弁にロック棒戻りストッパとしてスリーブを装着した場合の縦断面図である。
【図１０】図１０は従来の電磁弁の全体縦断面図である。
【符号の説明】
１ ソレノイドバルブ
２ ボデイ（弁本体）
３ プランジャ（弁体）
４ ソレノイド部
４１ アッパプレート
４２ ロアプレート
５ ロック棒（ロック部材）
６ 第１流路
７ 第２流路
８ 弁座部
１１，１１Ａ センタポスト
１２ コイル
１３ 第１スプリング
１４ 貫通孔
１５ 緩衝用スプリング（弾性部材）
１６ 凹部
１７，１７１，１７２，１７３，１７４ シム
１８，１８Ａ 大径孔部
１９，１９Ａ ピストン部
１９Ｂ ピストン凹部
１９Ｃ 係止部
２０ シール部材
２１ 段差部
２２ ロック棒戻しスプリング
２３ スプリング（弾性部材）
５０ ロック部材
５１ ロック棒
５２ ロッド
５２Ａ フランジ部
３０１ ソレノイドバルブ
３０２ ボデイ（弁本体）
３０３ プランジャ（弁体）
３０４ ソレノイド
３４１ アッパプレート
３４２ ロアプレート
３０５ ロック棒（ロック部材）
３０６ 第１流路
３０７ 第２流路
３０８ 弁座部
３１１ センタポスト
３１２ コイル
３１３ プランジャスプリング
３１４ スペーサ
３１５ リテーナ
３１６ 凹部
３１７ リテーナ（第１のロック部材）
３１８ 第１のスプリング
３１９ ロック棒（第２のロック部材）
３２０ 第２のスプリング
３２１ 係合部
３２２ 貫通孔
３２３ ロック棒ガイド部
３２４ リテーナガイド部
３２５ スプリングガイド部
３２６ 中空穴
３２７ スプリング座
３２８ 段差部
３２９ 内向き環状凸部
３３０ 外向き環状凸部
３３１ スプリング押え
３３２ 段部
３３３ シール部材
４０１ ソレノイドバルブ
４０２ ボデイ（弁本体）
４０３ プランジャ（弁体）
４０４ ソレノイド
４４１ アッパプレート
４４２ ロアプレート
４０５ ロック棒（ロック部材）
４０６ 第１流路
４０７ 第２流路
４０８ 弁座
４１１ センタポスト
４１２ コイル
４１３ プランジャスプリング
４１４ ガイド孔
４１５ 第１大径孔部
４１６ 第２大径孔部
４１７ ピストン部
４１８ シール部材
４１９ 挿入端部
４２１ 突出端部
４２２ 中央孔
４２３ 押圧スプリング（付勢手段）
４２４ コイルスプリング
４２５ スプリング押え
４２６ ピン
４２７ スリーブ
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば電磁弁に関し、特に弁体の強制的なロック機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電磁弁としては、たとえば図１０に示すようなものがある。
【０００３】すなわち、内部中空の弁本体１００と、この弁本体１００内部に移動自在に設けられる弁体１０１と、を備えている。この弁体１０１は弁本体１００内部の弁座部１０２に当接可能となっており、ソレノイドを備えた電磁アクチュエータ１０３によって往復駆動されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来技術にあっては、ソレノイド０Ｎの開弁時、または閉弁時であっても弁体１０１下部から過大な負圧が印加された場合等において、緊急に弁体１０１をシールする必要が生じた場合に対し、シールが不可能であった。
【０００５】特に、電磁力が作用していない閉弁時には、スプリング１０４によって弁体１０１が弁座部１０２に押さえられてはいるものの、押し付け力が弱いために、たとえば振動等により弁体１０１が弁座部１０２から離間してシール性が低下する場合もある。
【０００６】このような問題を解決するためにはスプリング１０４の荷重を大きくすればよいが、スプリング１０４の荷重は電磁アクチュエータ１０３の駆動力とのバランスによって決定されるもので、電磁アクチュエータの性能から自ずと制限されてしまう。
【０００７】そこで、弁本体外部から別途ロック部材を挿入して弁体１０１を強制的にロックすることが考えられるが、単にロック部材でロックしただけでは、ロック部材に過大な外力が作用した場合、外力が直接弁体１０１に伝えられ、弁体１０１と弁座１０２のシール面に過大な負荷が加わり、耐久性が低下してしまうという問題があった。
【０００８】また、ロックに必要な押付力を得るには、ロック部材の長さ，弁体の高さ等の正確な寸法管理が必要となり製作が面倒であった。
【０００９】本発明は上記した従来技術の問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、過大な荷重を緩衝しつつ弁体を適度な力で弁座部に押し付けることができ、確実にロックし得る電磁弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明にあっては、内部中空の弁本体と、該弁本体に内に設けられる弁座部と、該弁座部に対して接離自在に設けられる弁体と、該弁体を駆動する電磁アクチュエータと、を備えた電磁弁において、前記弁体を強制的に弁座に押し付けてロックするロック機構を設け、該ロック機構に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材を設けてなることを特徴とする。
【００１１】ロック機構は、弁体に当接するロッドと、弁本体外部に突出するロック棒とから構成されていて、前記弾性部材は、前記ロッドとロック棒の間に介在されていることを特徴とする。
【００１２】ロック機構は、弁体に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材と、該第１のロック部材を介して前記弁体を前記弁座部に対して押圧付勢する第１の付勢手段と、 前記第１のロック部材の弁体と反対側に設けられ、第１のロック部材に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材と、該第２のロック部材を第１のロック部材から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備え、前記第１のロック部材と第２のロック部材の間に、前記第２のロック部材が前記弁体から遠ざかる方向に移動する際には互いに係合して前記第１のロック部材と第２のロック部材を一体に移動させ、第２のロック部材が前記弁体に対して近づく方向に移動する際には第１のロック部材と第２のロック部材を独立に移動可能とする係合部を設けたことを特徴とする。
【００１３】ロック機構は、弁本体外部から内部に出没可能に挿入され挿入端部が前記弁体に当接可能なロック部材と、該ロック部材を弁座に対して押圧付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明にあっては、ロック機構の弾性部材のばね力によって弁体を弁座部に押し付けてロックする。弁体に過大な外部荷重が作用しても、弾性部材の伸縮によって緩衝されて、過大な荷重が弁座部には作用しない。
【００１５】また、請求項３に記載のロック機構の場合には、第２のロック部材に外部より荷重が加えられると、第２の付勢手段の付勢力に抗して第２のロック部材が弁体側に移動する。第１のロック部材は第１の付勢手段の付勢力により弁体側に付勢されているので、第１のロック部材と同じく弁体側に移動する。そして、あるストローク以上になると第１のロック部材が弁体に当接し、弁体を弁座部に押し付けてシールすることになる。この押付力は第１の付勢手段の付勢力により決定されるので、第２のロック部材を押す外力には無関係に設定可能となる。
【００１６】また、第２のロック部材を押す外力のストローク量が過大であっても第１のロック部材がスペーサに当接すれば、それ以降は第２のロック部材がストロークしたとしても第１のロック部材は不動であり、第２スプリングの荷重によってのみ弁体を押すこととなる。
【００１７】以上により第１，第２のロック部材を設置することにより、必要時に弁体を弁座部に押圧固定してシールすることが可能となり、特に第１のロック部材と第２のロック部材を分離して、弁体を第２の付勢手段によって押し付けることにしたので弁体の押付力の緩和および外部からの第２のロック部材ストローク公差の吸収が可能となる。
【００１８】また、請求項４に記載のロック機構の場合には、支持部材に外力を加え、支持部材のばね力に抗して押し込むと、支持部材によって押し戻されていたロック部材が付勢手段によって弁本体内側に押し込まれ、ロック部材の挿入端部によって弁体が弁座に押圧される。この押圧力は外力とは無関係に付勢手段の付勢力によってのみ決定され、弁体と弁座の当接部間に過大な負荷は加わらない。
【００１９】外力を取り除くと、支持部材のばね力によって、付勢手段の付勢力に抗してロック部材が押し戻され、ロック部材の挿入端部は弁体から所定距離だけ離間する。
【００２０】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００２１】本発明の第１実施例に係る電磁弁を示す図１R>１において、１は電磁弁としてのソレノイドバルブ全体を示しており、概略、弁本体としての中空のボデイ２と、ボデイ２内に設けられる弁座部８と、この弁座部８に対して接離自在に設けられる弁体３としてのプランジャ３と、ボデイ２に組み付けられプランジャ３を駆動するための電磁アクチュエータとしてのソレノイド部４と、プランジャ３を弁座部８に押し付けてロックするロック棒５と、から構成されている。
【００２２】ボデイ２内部には第１，第２流路６，７が設けられ、一方の第１流路６のボデイ２内側の開口部に前記した弁座部８が設けられている。
【００２３】ソレノイド部４はボデイ２に一体的に組み付けられるもので、弁座部８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト１１と、このセンタポスト１１を取り囲むように配置されるコイル１２とを有し、コイル１２を励磁することによってプランジャ３をセンタポスト１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト１１の外部端面側にはアッパプレート４１が設けられ、このアッパプレート４１に対してコイル１２を隔てて対向する位置にはロアプレート４２が設けられている。これらアッパプレート４１とロアプレート４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００２４】プランジャ３とセンタポスト１１の間にはプランジャ３を弁座部８に対して付勢するプランジャスプリング１３が介装され、このプランジャスプリング１３のばね力によって常時閉弁されている。
【００２５】一方、開弁時には、図１(ｂ)に示すように、このプランジャスプリング１３のばね力に抗してプランジャ３を電磁吸引し弁座部８から離間させるようになっている。
【００２６】ロック棒５は、センタポスト１１の中心軸を貫通する貫通孔１４を通してセンタポスト１１の外部端面から挿入されるもので、ロック棒５の先端が弾性部材としての緩衝用スプリング１５を介してプランジャ３に当接している。 緩衝用スプリング１５はプランジャ３に設けられた凹部１６に挿入され、シム１７を介してロック棒５の先端に当接している。このロック棒５，シム１７および緩衝用スプリング１５によってロック機構が構成される。このシム１７は、磁束が無限大になるのを防止する目的で設けられている。
【００２７】また、貫通穴１４の外側開口部は拡径されて大径孔部１８となっており、ロック棒５には、大径孔部１８内周に摺接するピストン部１９が設けられている。ピストン部１９外周にはＸリング等のシール部材２０が設けられてシールを確実にしている。また、ピストン部１９は抜け止めストッパとしても機能するもので、上記大径孔部１８を閉塞するアッパプレート４１に係合して抜け止めが図られている。一方、ロック棒５の一端はアッパプレート４１の端面から外部に所定寸法だけ突出している。
【００２８】また、ピストン部１９の内側端面と大径孔部１８の段差部２１との間には、ロック棒戻しスプリング２２が介装され、ピストン部１９をアッパプレート４１に対して押圧付勢している。
【００２９】このようにプランジャ３とシム１７の間に緩衝用スプリング１５を配置し、緩衝用スプリング１５及びシム１７によりプランジャ３とロック棒５とが直接接触しないようにしている。これにより、ロック時、ロック棒５のバルブ押付力が減衰される。
【００３０】上記構成の電磁弁においては、図１（ｂ）に示すような開弁時、または図１（ａ）に示すような閉弁時であってもプランジャ３下部から過大な負圧が印加された場合や振動が大きいような場合等、緊急にプランジャ３をシールする必要が生じた場合、図２に示すように、ロック棒５の突出端部を押し込むことによってプランジャ３を弁座部８に押し付けてロックする。
【００３１】本実施例にあっては、プランジャ３とシム１７の間に緩衝用スプリング１５を配置し、緩衝用スプリング１５及びシム１７によりプランジャ３とロック棒５とが直接接触しないようにしているので、ロック棒５に過大な外部荷重が作用しても、緩衝用スプリング１５の伸縮によって緩衝され、プランジャ３に過大なロック荷重は作用しない。
【００３２】さらに、緩衝用スプリング１５は部品の寸法公差範囲において荷重変位が小さいと考えられることから、ロック棒５の長さ，プランジャ３の高さおよびシム１７の厚さの寸法公差を充分に吸収することができ、強いては部品の寸法公差を拡大して製作を容易にできる。
【００３３】押し込み量としては、最大限、ピストン部１９下端面が段差部２１に当接するまでのストロークであるが、最大ストローク分押し込んでもよいし、段差部２１に当接しない途中位置まで押し込むようにしてもよい。
【００３４】また、ロック位置におけるシム１７とプランジャ３の位置関係は、シム１７がプランジャ３に当接しない位置関係となるように設定してもよいし、当接する位置関係となっていてもよい。最終的にシム１７がプランジャ３に当接したとしても、その途中で緩衝用スプリング１５によって外部荷重が緩衝されているので、プランジャ３に対して過大な荷重は作用しない。
【００３５】図３にはシムの形状のバリエーションを示している。
【００３６】同図(ａ)は平板状のシム１７の例である。
【００３７】同図（ｂ），（ｃ）のシム１７１，１７２は断面ハット形状で、それを互いに逆向きに配置した例である。
【００３８】図４(ａ)，(ｂ)は、緩衝用スプリング１５を省略し、弾性部材として若干厚みを有する弾性材のシム１７３、あるいは薄肉の弾性材のシム１７４を用い、シム１７３，１７４自体の弾力性によって外力を緩衝するようにした例である。
【００３９】（第２実施例）図５には、本発明の第２実施例が示されている。以下、上記第１実施例と同一の構成部分については同一の符号を付して本実施例を説明する。
【００４０】本実施例は、緩衝用スプリング１５を省略したもので、シム１７Ａをプランジャ３に凹部１６の開口端部が閉塞するように当接して保持している。
【００４１】また、ロック機構５０は、センタポスト１１Ａに形成された段差部２１を有しない大径孔部１８Ａの内周に摺接するピストン部１９Ａを有するロック棒５１と、そのピストン部１９Ａにて弾性部材であるスプリング２３を介して連結されるプランジャ３にシム１７Ａを介して当接するロッド５２とから構成されている。
【００４２】ピストン部１９Ａには、中心軸線上にプランジャ３側を開口するピストン凹部１９Ｂを有している。一方、ロッド５２の奥端には、半径方向外向きのフランジ部５２Ａを有しており、そのフランジ部５２Ａが、ピストン凹部１９Ｂ内に挿入され、その開口端部に設けられた係止部１９Ｃに係止することによってロッド５２がロック棒５１に保持されている。
【００４３】そして、ピストン凹部１９Ｂ内にスプリング２３が挿入されており、その一端がロッド５２の奥端面に当接し、他端がピストン凹部１９Ｂの底面に当接して、ロッド５２のフランジ部５２Ａが係止部１９Ｃに当接するように押圧付勢している。
【００４４】上記のように、本実施例はロッド５２がシム１７Ａに当接するようにし、弁座部８への荷重をスプリング２３のみが受ける構成としている。また、スプリング２３のばね定数を小さくすることにより、ロック棒５１のストロークが大きくなっても弁座部８への荷重を極力抑えることができる。これにより、ロック時、ロック部材５０のバルブ押付力が減衰される。
【００４５】さらに、スプリング２３は、部品の寸法公差範囲において荷重変位が小さいと考えられることから、ロック棒５１の長さ，プランジャ３の高さ，シム１７Ａの厚さ等の寸法公差およびソレノイド部４の取付部の寸法公差から生ずるロック棒５１のストロークのばらつきを吸収することができ、強いては部品の寸法公差を拡大して製作を容易にできる。
【００４６】その他の構成および作用については第１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４７】（第３実施例）次に本発明の第３実施例について説明する。
【００４８】本発明の第３実施例に係る電磁弁 を示す図１において、３０１は電磁弁としてのソレノイドバルブ全体を示しており、概略、中空のボデイ３０２と、このボデイ３０２内に移動自在に設けられる弁体としてのプランジャ３０３と、ボデイ３０２に組み付けられアクチュエータとしてのソレノイド部３０４と、ボデイ３０２の外部、この実施例ではソレノイド部３０４を通じてボデイ３０２内部に挿入されてプランジャ３０３をロックするロック機構３０５と、から構成されている。上記ボデイ３０２とソレノイド部３０４とが本願発明の弁本体を構成するものである。
【００４９】ボデイ３０２内部には第１，第２流路３０６，３０７が設けられ、一方の第１流路３０６のボデイ３０２内側の開口部には、プランジャ３０３が当接する弁座部３０８が設けられている。
【００５０】ソレノイド部３０４はボデイ３０２に一体的に組み付けられるもので、弁座部３０８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト３１１と、このセンタポスト３１１を取り囲むように配置されるコイル３１２とを有し、コイル３１２を励磁することによってプランジャ３０３をセンタポスト３１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト３１１の外部端面側にはアッパプレート３４１が設けられ、このアッパプレート３４１に対してコイル３１２を隔てて対向する位置にはロアプレート３４２が設けられている。これらアッパプレート３４１とロアプレート３４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００５１】プランジャ３０３とセンタポスト３１１の間にはプランジャ３０３を弁座部３０８に対して付勢するプランジャスプリング３１３が介装され、このプランジャスプリング３１３のばね力によって閉弁されている。一方、開弁時には、このプランジャスプリング３１３のばね力に抗してプランジャ３０３を電磁吸引し弁座部３０８から離間させるようになっている。プランジャスプリング３１３の一端は、電磁吸引時にセンタポスト３１１とプランジャ３０３の間に所定の間隔を明けるためのスペーサ３１４を介してプランジャ３０３に当接するようになっている。また、プランジャ３０３の反弁座部側の端面には凹部３１６が形成されている。
【００５２】ロック機構３０５は、プランジャ３０３に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材としてのリテーナ３１７と、このリテーナ３１７を介してプランジャ３０３を弁座部３０８に対して押圧付勢する第１の付勢手段としての第１のスプリング３１８と、このリテーナ３１７の反プランジャ側に設けられ、リテーナ３１７に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材としてのロック棒３１９と、このロック棒３１９をリテーナ３１７から離れる方向に付勢する第２の付勢手段としての第２のスプリング３２０と、を備えている。
【００５３】また、リテーナ３１７とロック棒３１９の間には、ロック棒３１９が前記プランジャ３０３から遠ざかる方向に移動する際に互いに係合して前記リテーナ３１７とロック棒３１９を一体に移動させ、ロック棒３１９が前記プランジャ３０３に対して近づく方向に移動する際にはリテーナ３１７とロック棒３１９を相互に独立に移動可能とする係合部３２１が設けられている。
【００５４】センタポスト３１１には、その中心軸に沿って外部から内部まで貫通する貫通孔３２２が形成されている。この貫通孔３２２はセンタポスト３１１の外側端面側から３段階に拡大される段付き構成で、センタポスト３１１の外側端面に開口するロック棒３１９が案内されるロック棒ガイド部３２３と、リテーナ３１７を案内する中央のリテーナガイド部３２４と、プランジャ３０３側に開口し上記したプランジャスプリング３１３および第１のスプリング３１８が挿入されるスプリングガイド部３２５と、から構成されている。
【００５５】上記リテーナ３１７は内部に中空穴３２６が設けられた円筒状部材で、そのプランジャ側開口端部外周には第１のスプリング３１８の一端が係合する環状のスプリング座３２７が突出形成されている。このスプリング座３２７がセンタポスト３１１に形成されたスプリングガイド部３２５奥端の環状の段差部３２８と所定距離だけ離間して対向しており、上記した第１のスプリング３１８がスプリング座３２７と段差部３２８との間に圧縮状態にて介装されている。この第１のスプリング３１８は前記プランジャスプリング３１３よりも小径で、プランジャスプリング３１３内周とリテーナ３１７外周との環状の空間に挿入されている。
【００５６】また、リテーナ３１７のプランジャ３０３と反対側の開口端部にはロック棒３１９のプランジャ側端部が摺動自在に挿入され、その開口端部内周にロック棒３１９との係合部３２１を構成する内向き環状凸部３２９が形成されており、ロック棒３１９下端にはこの内向き環状凸部３２９のプランジャ側端面に係合する外向き環状凸部３３０が形成されている。
【００５７】ロック棒３１９はセンタポスト３１１のロック棒ガイド部３２３に外部から挿入されるもので、その外側端部に円盤状のスプリング押え３３１が設けられ、このスプリング押え３３１とアッパプレート３４１の間に第２のスプリング３２０が圧縮状態にて介装されている。そして、自由状態ではこの第２のスプリング３２０のばね力によってロック棒３１９が弁本体から抜け出る方向に付勢され、係合部３２１を介してリテーナ３１７の反プランジャ側端部をリテーナガイド部３２４奥端の段部３３２に突き当てて位置決め保持するようになっている。
【００５８】また、ロック棒３１９とロック棒ガイド部３２３との摺動面間はＸリング等のシール部材３３３によってシールされている。
【００５９】ロック棒３１９に外部より荷重が加えられると、第２のスプリング３２０に抗してロック棒３１９がプランジャ３０３側に向けて下方に移動する。リテーナ３１７は第１のスプリング３１８によりロック棒３１９下端に押し付けられているので、ロック棒３１９と同じく下方へ移動する。そして、あるストローク以上になるとリテーナ３１７の下端がスペーサ３１４を介してプランジャ３０３を押し、プランジャ３０３を弁座部３０８に圧接してシールすることになる。
【００６０】この押付力は第１のスプリング３１８のセット荷重およびばね定数により決定されるので、ロック棒３１９を押す外力には無関係に設定可能となる。
【００６１】また、ロック棒３１９を押す外力のストローク量が過大であってもリテーナ３１７下端がスペーサ３１４に当たれば、それ以降はロック棒３１９がストロークしたとしてもリテーナ３１７は不動であり、第１のスプリング３１８の荷重によってのみプランジャ３０３を押すこととなる。
【００６２】（第４実施例）図７乃至図９には、本発明の第４実施例を示している。
【００６３】図７および図８において、１は電磁弁全体を示しており、概略、中空のボデイ４０２と、このボデイ４０２内に移動自在に設けられる弁体としてのプランジャ４０３と、ボデイ４０２に組み付けられアクチュエータとしてのソレノイド４０４と、ボデイ４０２の外部、この実施例ではソレノイド４０４を通じてボデイ４０２内部に挿入されてプランジャ４０３をロックするロック棒４０５と、から構成されている。上記ボデイ４０２とソレノイド４０４とが本願発明の弁本体を構成するものである。
【００６４】ボデイ４０２内部には第１，第２流路４０６，４０７が設けられ、一方の第１流路４０６のボデイ４０２内側の開口部には、プランジャ４０３が当接する弁座４０８が設けられている。プランジャ４０３と弁座４０８当接部にはゴム等のシール材４３４が焼き付けられている。
【００６５】ソレノイド４０４はボデイ４０２に一体的に組み付けられるもので、弁座４０８と対向配置される固定鉄心としてのセンタポスト４１１と、このセンタポスト４１１を取り囲むように配置されるコイル４１２とを有し、コイル４１２を励磁することによってプランジャ４０３をセンタポスト４１１端面に電磁吸引するようになっている。またセンタポスト４１１の外部端面側にはアッパプレート４４１が設けられ、このアッパプレート４４１に対してコイル４１２を隔てて対向する位置にはロアプレート４４２が設けられている。これらアッパプレート４４１とロアプレート４４２は図示しない継鉄部によって接続され磁路を構成するようになっている。
【００６６】プランジャ４０３とセンタポスト４１１の間にはプランジャ４０３を弁座４０８に対して付勢するプランジャスプリング４１３が介装され、このプランジャスプリング４１３のばね力によって閉弁されている。一方、開弁時には、このプランジャスプリング４１３のばね力に抗してプランジャ４０３を電磁吸引し弁座４０８から離間させるようになっている。
【００６７】ロック棒４０５はセンタポスト４１１の中心軸を貫通するガイド孔４１４を通してセンタポスト４１１の外部端面から挿入されている。ガイド孔４１４は、その外側開口部および内側開口部が共に拡径されて第１，第２大径孔部４１５，４１６となっている段付き構成となっている。一方、ロック棒４０５は、中途部に大径のピストン部４１７が設けられた棒状部材で、ピストン部４１７が外側開口部に位置する第１大径孔部４１５内周に軸方向に摺動自在に挿入されている。このロック棒４０５のピストン部４１７外周にはＸリング等の弾性シール部材４１８が設けられて気密性を確保している。ロック棒４０５の挿入方向端部４１９は小径で、ガイド孔４１４を通してセンタポスト４１１内側端面に開口する第２大径孔部４１６に、プランジャ４０３に対向するように突出している。一方、ロック棒４０５の反対側の突出端部４２１も挿入方向端部４１９と同じく小径でアッパプレート４４１に形成された中央孔４２２から外部に突出している。
【００６８】この第１大径孔部４１５に挿入されるピストン部４１７とアッパプレート４４１の間には、ロック棒４０５を弁座４０８に対して押圧付勢する付勢手段としての押圧スプリング４２３が圧縮状態で介装されている。
【００６９】そして、本願発明では、この押圧スプリング４２３の付勢ばね力に抗してロック棒４０５の挿入端部４１９をプランジャ４０３から所定距離だけ離間させた状態に押し戻す支持手段を構成するコイルスプリング４２４およびスプリング押え４２５が設けられている。また、ロック棒４０５の上端にはスプリング押え４２５の内周をガイドとし、軸方向に摺動自在のピン４２６が設けられている。ピン４２６とロック棒４０５は、ネジ等により固定一体化されている。
【００７０】スプリング押え４２５とアッパプレート４４１の設定距離によりピン４２６の移動が決められる。
【００７１】そして、プランジャ４０３をロックする場合には、図９(ａ)に示すように、スプリング押え４２５の上面端部に外力を加え、コイルスプリング４２５のばね力に抗して押し込むと、コイルスプリング４２５のばね力によって押し戻されていたロック棒４０５の挿入端部４１９によってプランジャ４０３が弁座４０８に対して押圧される。
【００７２】この押圧力は外力とは無関係に押圧スプリング４２３のばね力によってのみ決定され、プランジャ４０３と弁座４０８の当接部間に過大な負荷は加わらない。外力を取り除くと、コイルスプリング４２４のばね力によって、押圧スプリング４２３のばね力に抗してロック棒４０５が押し戻され、ロック棒４０５の挿入端部４１９はプランジャ４０３から所定距離だけ離間する。
【００７３】このように、ロック棒４０５の摺動部に弾性シール部材４１８を装着し、この装着部段差とアッパプレート４４１間に押圧スプリング４２３を装着し、さらにソレノイドより外部に突出したロック棒突出端部４２１およびピン４２６と、コイルスプリング４２４およびスプリング押え４２５を設置した。
【００７４】このことにより、ソレノイド内部の気密性は確保し、また、プランジャ４０３に過大な外力は加わらず、耐久性向上を図ることができる。さらに、外力が除去された際には、ロック棒４０５が所定の位置に戻ることが可能となる。
【００７５】また、ロック棒４０５の戻りストッパとしてスリーブ４２７をセンターポスト４１１に内蔵することにより、コイルスプリング４２４と押圧スプリング４２３のバランスした場所に限らず、初期のロック棒４０５の設定位置を決めることが可能となる。
【００７６】
【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有するもので、弁体を押さえる荷重が過大になった場合には緩衝手段によって緩衝することができるので、弁座部が摩耗してシール不良を招来するおそれはなく耐久性向上を図ることができる。
【００７７】また、ロック部材や弁体の寸法誤差等を吸収することができ、製作が容易にできる。
【００７８】また、第１，第２のロック部材を設置することにより、必要時に弁体を弁座部に押圧固定してシールすることが可能となった。
【００７９】特に、第１のロック部材と第２のロック部材を分離して弁体を第２の付勢手段によって押し付ける構成としたので、弁体の押付力の緩和および外部からの第２のロック部材のストローク公差の吸収が可能となった。
【００８０】また、付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材を設けることにより、弁体の押付力は外力とは無関係に付勢手段の付勢力のみによって決まるので、弁体と弁座間に過大な荷重が加わることを防止することができ、耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(ａ)は本発明の第１実施例に係る電磁弁の閉弁状態の全体縦断面図、同図(ｂ)は開弁状態の部分断面図である。
【図２】図２は図１の電磁弁のロック状態の全体縦断面図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はシム形状の各種バリエーションを示す要部断面図である。
【図４】図４(ａ)はシム自体にばね弾性を持たせた例を示す電磁弁の断面図、同図(ｂ)はシムを薄板状にした例のロック状態の要部断面図である。
【図５】図５(ａ)は本発明の第２実施例に係る電磁弁の全体縦断面図、同図(ｂ)はロック状態の要部断面図である。
【図６】図６(ａ)は本発明の第３実施例に係る電磁弁の全体縦断面図、同図(ｂ)はロック状態の要部断面図である。
【図７】図７(ａ)は本発明の第４実施例に係る電磁弁のロック状態の全体縦断面図、同図(ｂ)は同図(ａ)の上面図である。
【図８】図８は図７(ａ)の要部拡大図である。
【図９】図９(ａ)は図７(ａ)のロック状態を示す図、同図(ｂ)は図７(ａ)の電磁弁にロック棒戻りストッパとしてスリーブを装着した場合の縦断面図である。
【図１０】図１０は従来の電磁弁の全体縦断面図である。
【符号の説明】
１ ソレノイドバルブ
２ ボデイ（弁本体）
３ プランジャ（弁体）
４ ソレノイド部
４１ アッパプレート
４２ ロアプレート
５ ロック棒（ロック部材）
６ 第１流路
７ 第２流路
８ 弁座部
１１，１１Ａ センタポスト
１２ コイル
１３ 第１スプリング
１４ 貫通孔
１５ 緩衝用スプリング（弾性部材）
１６ 凹部
１７，１７１，１７２，１７３，１７４ シム
１８，１８Ａ 大径孔部
１９，１９Ａ ピストン部
１９Ｂ ピストン凹部
１９Ｃ 係止部
２０ シール部材
２１ 段差部
２２ ロック棒戻しスプリング
２３ スプリング（弾性部材）
５０ ロック部材
５１ ロック棒
５２ ロッド
５２Ａ フランジ部
３０１ ソレノイドバルブ
３０２ ボデイ（弁本体）
３０３ プランジャ（弁体）
３０４ ソレノイド
３４１ アッパプレート
３４２ ロアプレート
３０５ ロック棒（ロック部材）
３０６ 第１流路
３０７ 第２流路
３０８ 弁座部
３１１ センタポスト
３１２ コイル
３１３ プランジャスプリング
３１４ スペーサ
３１５ リテーナ
３１６ 凹部
３１７ リテーナ（第１のロック部材）
３１８ 第１のスプリング
３１９ ロック棒（第２のロック部材）
３２０ 第２のスプリング
３２１ 係合部
３２２ 貫通孔
３２３ ロック棒ガイド部
３２４ リテーナガイド部
３２５ スプリングガイド部
３２６ 中空穴
３２７ スプリング座
３２８ 段差部
３２９ 内向き環状凸部
３３０ 外向き環状凸部
３３１ スプリング押え
３３２ 段部
３３３ シール部材
４０１ ソレノイドバルブ
４０２ ボデイ（弁本体）
４０３ プランジャ（弁体）
４０４ ソレノイド
４４１ アッパプレート
４４２ ロアプレート
４０５ ロック棒（ロック部材）
４０６ 第１流路
４０７ 第２流路
４０８ 弁座
４１１ センタポスト
４１２ コイル
４１３ プランジャスプリング
４１４ ガイド孔
４１５ 第１大径孔部
４１６ 第２大径孔部
４１７ ピストン部
４１８ シール部材
４１９ 挿入端部
４２１ 突出端部
４２２ 中央孔
４２３ 押圧スプリング（付勢手段）
４２４ コイルスプリング
４２５ スプリング押え
４２６ ピン
４２７ スリーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内部中空の弁本体と、該弁本体に内に設けられる弁座部と、該弁座部に対して接離自在に設けられる弁体と、該弁体を駆動する電磁アクチュエータと、を備えた電磁弁において、前記弁体を強制的に弁座に押し付けてロックするロック機構を設け、該ロック機構に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材を設けてなることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 ロック機構は、弁体に当接するロッドと、弁本体外部に突出するロック棒とから構成されていて、前記弾性部材は、前記ロッドとロック棒の間に介在されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】ロック機構は、弁体に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材と、該第１のロック部材を介して前記弁体を前記弁座部に対して押圧付勢する第１の付勢手段と、前記第１のロック部材の弁体と反対側に設けられ、第１のロック部材に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材と、該第２のロック部材を第１のロック部材から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備え、前記第１のロック部材と第２のロック部材の間に、前記第２のロック部材が前記弁体から遠ざかる方向に移動する際には互いに係合して前記第１のロック部材と第２のロック部材を一体に移動させ、第２のロック部材が前記弁体に対して近づく方向に移動する際には第１のロック部材と第２のロック部材を独立に移動可能とする係合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項４】ロック機構は、弁本体外部から内部に出没可能に挿入され挿入端部が前記弁体に当接可能なロック部材と、該ロック部材を弁座に対して押圧付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項１】 内部中空の弁本体と、該弁本体に内に設けられる弁座部と、該弁座部に対して接離自在に設けられる弁体と、該弁体を駆動する電磁アクチュエータと、を備えた電磁弁において、前記弁体を強制的に弁座に押し付けてロックするロック機構を設け、該ロック機構に、ばね力によって弁体を弁座に押し付けてロック可能とする弾性部材を設けてなることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 ロック機構は、弁体に当接するロッドと、弁本体外部に突出するロック棒とから構成されていて、前記弾性部材は、前記ロッドとロック棒の間に介在されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】ロック機構は、弁体に対して接離する方向に移動可能の第１のロック部材と、該第１のロック部材を介して前記弁体を前記弁座部に対して押圧付勢する第１の付勢手段と、前記第１のロック部材の弁体と反対側に設けられ、第１のロック部材に対して相対移動自在に組み付けられる第２のロック部材と、該第２のロック部材を第１のロック部材から離れる方向に付勢する第２の付勢手段と、を備え、前記第１のロック部材と第２のロック部材の間に、前記第２のロック部材が前記弁体から遠ざかる方向に移動する際には互いに係合して前記第１のロック部材と第２のロック部材を一体に移動させ、第２のロック部材が前記弁体に対して近づく方向に移動する際には第１のロック部材と第２のロック部材を独立に移動可能とする係合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項４】ロック機構は、弁本体外部から内部に出没可能に挿入され挿入端部が前記弁体に当接可能なロック部材と、該ロック部材を弁座に対して押圧付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗してロック部材の挿入端部を弁体から所定距離だけ離間させた状態に押し戻すばね力を有する支持部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開平８−１２８５５５
【公開日】平成８年（１９９６）５月２１日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−２９０６５８
【出願日】平成６年（１９９４）１０月３１日
【出願人】（０００００４３８５）エヌオーケー株式会社 (1,527)
【公開日】平成８年（１９９６）５月２１日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１０月３１日
【出願人】（０００００４３８５）エヌオーケー株式会社 (1,527)
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