JP2000227170A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動部材を軽量化させることができる電磁弁
を提供すること。 【解決手段】 ボディ２の内部には、駆動用ヨーク１５
が備えられ、その内側には駆動用コイル２７が巻き付け
られたボビン２１が設けられている。ボビン２１の挿通
孔２２には、所定の隙間２５を隔ててセンターヨーク２
０が挿通されており、この隙間２５に駆動部材１７のガ
イド部２６が挿入される。駆動用コイル２７に通電がな
されると、駆動部材１７は、ガイド部２６と挿通孔２２
の孔壁との摺接によって案内されながら、弁体３０を開
放する位置にスライド移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図５には、実公平６−２７８９４号に開
示された電磁弁１００を示した。電磁弁１００には、中
空状のボディ１０１と、センターヨーク１０４と、駆動
用コイル１０５とが備えられている。ボディ１０１の内
壁１０２には、断面台形状のガイド部１０３が上下一対
に設けられている。一方、ボディ１０１の内部には、駆
動用コイル１０５の周囲を覆うようにして、釣り鐘状の
駆動部材１０６が配されている。駆動部材１０６の外壁
面１０７は、ガイド部１０３の頂上面と摺接するように
して装着されている。

【０００３】また、ボディ１０１の上部には、駆動部材
１０６を常には図示上側に付勢するばね１０８が備えら
れている。駆動用コイル１０５への通電が開始される
と、駆動部材１０６を下方に引っ張る力が働き、ガイド
部１０３と外周面１０７との摺接による案内によって、
駆動部材１０６が円滑に下方に駆動するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この電磁弁
１００では、駆動部材１０６が駆動用コイル１０５全体
を覆うようにして構成されているために、大型とならざ
るを得ず、重量が大きくなっていた。このため、駆動部
材１０６の駆動が遅延化されてしまい、高速な開閉操作
を行うことが難しかった。また、ガイド部１０３を形成
するには、ボディ１０１を成形した後に、二次的に切削
加工することが必要であるため、手間がかかり高価なも
のとなっていた。

【０００５】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、駆動部材を軽量化させること
ができる電磁弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明に係る電磁弁は、中空状のボディ
と；このボディ内に収容され一方側へ開口する有底筒状
の駆動用ヨークと；この駆動用ヨーク内に同軸で固定さ
れ駆動用コイルが巻き付けられてなるボビンと；前記駆
動用ヨークの底面から前記ボビンの中心に設けられた挿
通孔へ同軸で突入されその外周面と前記挿通孔の孔面と
の間には全周にわたって隙間が保有されるセンターヨー
クと；前記駆動用コイルへの通電・非通電によって前記
センターヨーク側への吸引・解除がなされる駆動部材
と；を備えたものであって、前記駆動部材には常には弾
性部材によって流体の流れを規制する閉止位置に付勢さ
れている弁体と；前記駆動用コイルへの通電時に前記駆
動用ヨークの開口縁と対向可能となっている円盤状の第
１プランジャと；この第１プランジャの中心部に同軸で
立設され前記駆動用コイルへの通電時には前記挿通孔の
孔壁をガイド面としつつ軸方向に沿って変位し前記セン
ターヨークの外周面とは微小間隙をもって対向可能な筒
状のガイド部と；とからなることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のもの
であって、前記ボディ内には、前記駆動用コイルに対し
ての供給電流よりも小さい供給電流によって前記駆動部
材を吸引状態に保持する保持用コイルと、この保持用コ
イルに設けられる保持用ヨークとが設けられる一方、前
記駆動部材には、前記保持用コイルへの通電時に前記保
持用ヨークに対向可能な第２プランジャが備えられてお
り、前記駆動用コイルへの通電によって前記駆動部材の
吸引動作がなされると、前記保持用コイルへの通電によ
って前記駆動部材が吸引状態に保持され、前記駆動用コ
イルへの通電が切断されることを特徴とする。なお、請
求項２の発明において、駆動用コイルへの通電の切断
と、保持用コイルへの通電の開始との順序は、同時にな
されてもよく、また予め保持用コイルへの通電が開始さ
れた後に駆動用コイルへの通電の切断がなされてもよ
い。

【０００８】

【発明の作用、および発明の効果】請求項１の発明によ
れば、駆動用コイルに通電がなされると、それによって
生じる吸引力によって駆動部材が吸引される。このと
き、駆動用ヨーク、第１プランジャ、ガイド部およびセ
ンターヨークによって磁気回路が構成される。このよう
な電磁弁において、ガイド部は筒状、つまり中空体とし
て形成されているため、軽量化が図れ、駆動部材の動作
を速めて弁体の開閉動作を高速化させる。また、第１プ
ランジャが円盤状とされているので、釣り鐘状のものに
比べると、駆動部材の軽量化に寄与し、駆動部材の動作
の高速化を図れる。さらに、駆動部材が軽量化されてい
る分だけ、駆動部材を駆動させるために駆動用コイルに
必要となる電力を少なくすることができる。

【０００９】請求項２の発明によれば、駆動用コイルへ
の通電によって駆動部材を吸引状態に駆動させた後に
は、供給電流のより小さい保持用コイルへの通電によっ
て駆動部材が吸引状態に保持される。このため、全体と
して必要な電力が軽減でき、特に電池を使用する電磁弁
の場合には、電池の寿命を長期化することができ、メン
テナンスも減少できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞次に、本発明の
第１実施形態について、図１および図２を参照しつつ、
詳細に説明する。

【００１１】図１は、電磁弁１を分解した状態における
断面を示したものである。この電磁弁１は、例えば燃焼
用のガスを所定の機器に送るために備えられるものであ
る。図示はしないが、電磁弁１の上部の外形は、略円筒
状とされており、外側をボディ２が覆う構造とされてい
る。この電磁弁１は、電池を駆動源として使用してお
り、長期間に渡って電池を交換することなく使用できる
ものであることが好ましい。

【００１２】電磁弁１の外側を覆う中空状のボディ２
は、上下に二分割して構成されており、それぞれ互いに
向き合う方向に開放した釣り鐘状とされている。下側の
ボディ２Ｂは、電磁弁１の台部８に設けられた取付用の
溝部３に嵌め込まれている。この溝部３の内側には、図
示左右方向および下方向に合計三個の流体通路４，５が
設けられている。また、ボディ２Ｂの左右側壁には、左
右の流体通路４に対応する位置に一対の開口６が開放さ
れ、ボディ２Ｂの下壁には、流体通路５に対応する位置
に開閉口７が開放されている。開閉口７は円形状に開口
されており、その開口縁は、図示上側に向かって折り曲
げられている。

【００１３】上側ボディ２Ａは、図示上側に底部を備
え、下側に開口する釣り鐘状とされている。上側ボディ
２Ａの下端縁の内周には、下側ボディ２Ｂが嵌まり込む
嵌合溝９が全周に渡って設けられている。また、上側ボ
ディ２Ａの下端縁の全周からは、径方向外側に取付縁部
１１が突設されており、ここには、取付孔部１２が設け
られている。取付孔部１２には、ねじ１０が嵌め付けら
れることで、上下ボディ２Ａ，２Ｂの組み付けと、取付
場所への電磁弁１の固定がなされるようになっている。

【００１４】上側ボディ２Ａの上壁１３の中央には、内
部空間に向かって取付軸１４が固定されており、この取
付軸１４には、駆動用ヨーク１５が取り付けられてい
る。駆動用ヨーク１５は、磁性を備えた金属材料で図示
下方に開口する略釣り鐘状に形成されており、その底面
の中央が取付軸１４によって固定されている。駆動用ヨ
ーク１５は、上側ボディ２Ａの内部に隙間なく嵌まり込
む大きさとされており、その開口縁１５Ａの内面側に
は、内径を拡開するようにして対向面１６が設けられて
いる。この対向面１６は、後述する駆動部材１７の第１
プランジャ１８の対向面１９と所定の間隔を隔てて対向
可能とされている。

【００１５】また、駆動用ヨーク１５の内部には、取付
軸１４の先端部分にセンターヨーク２０が取り付けられ
ている。センターヨーク２０には、駆動用ヨーク１５と
センターヨーク２０とに同軸でボビン２１が取り付けら
れている。ボビン２１には駆動用コイル２７が巻き付け
られているとともに、ボビン２１の中央には、上下方向
に同径で開口する挿通孔２２が開口されており、この挿
通孔２２にセンターヨーク２０が挿通されて組付けられ
ている。センターヨーク２０のうち、駆動用ヨーク１５
の底面に当接するところには、その他の部分よりも大径
の位置決め部２３が設けられている。位置決め部２３の
外径は、挿通孔２２の内径とほぼ同等かそれよりも僅か
に小さくされている。

【００１６】また、挿通孔２２の孔壁面には、円滑性を
備えた非磁性材質（例えば、ポリテトラフルオロエチレ
ン）から形成されたガイドパイプ２４が設けられてい
る。ガイドパイプ２４は、挿通孔２２の内径よりも僅か
に小さい外径とされており、挿通孔２２の内壁面に沿っ
て密着した状態で取り付けられて、位置決め部２３と挿
通孔２２の孔壁面との間に挟み付けられる。本実施形態
においては、このガイドパイプ２４が、本発明の「挿通
孔の孔壁」に該当する。

【００１７】センターヨーク２０において、位置決め部
２３よりも先端側（図１において下側）の外周面２０Ａ
と、ガイドパイプ２４との間には、全周に渡って所定の
隙間２５が確保されるようになっている。この隙間２５
には、後述する駆動部材１７のガイド部２６が挿入され
る。また、センターヨーク２０の先端面には、ばね装着
溝２８が凹設されており、ここには、つるまきばね２９
が装着される。つるまきばね２９は、駆動部材１７を図
示下方に付勢するように配置されており、これによっ
て、駆動部材１７は常には弁体３０が閉止する方向に付
勢されていることになる。

【００１８】ボビン２１の下方（駆動用ヨーク１５の開
口縁１５Ａ側）には、保持用ヨーク３１が備えられてお
り、その内側には、保持用コイル３２が設けられてい
る。保持用コイル３２への供給電流は、駆動用コイル２
７への供給電流よりも小さく設定されている。保持用ヨ
ーク３１は断面コ字状とされており、その開口縁３１Ａ
は、駆動用ヨーク１５の開口縁１５Ａと同じく、図示下
方に向けて配置されている。なお、両ヨーク１５，３１
の両開口縁１５Ａ，３１Ａの端縁は、ほぼ同じ位置とさ
れている。

【００１９】次に、駆動部材１７について説明する。駆
動部材１７には、開閉口７を閉止可能な弁体３０と、駆
動用ヨーク１５との間で磁気回路を形成可能な第１プラ
ンジャ１８と、保持用ヨーク３１との間で磁気回路を形
成可能な第２プランジャ３３と、隙間２５に挿入される
ガイド部２６とが備えられている。第１プランジャ１８
は駆動用ヨーク１５よりも僅かに小さな外径を備えた円
盤状とされており、その外縁が駆動用ヨーク１５側に折
立られて、その外面には先窄み状に対向面１９が形成さ
れている。この対向面１９は、駆動用ヨーク１５の対向
面１６に対して対向可能とされている。本実施形態にお
いては、駆動部材１７が駆動用ヨーク１５側に吸引され
たときにおいても、両対向面１９，１６の間には、僅か
な間隙が隔てられるようになっている。

【００２０】また、第２プランジャ３３は、第１プラン
ジャ１８の内側に、第１プランジャ１８と同軸で備えら
れている。駆動部材１７が吸引されたときには、第２プ
ランジャ３３は、保持用ヨーク３１の開口縁３１Ａと接
触した状態となる。なお、保持用ヨーク３１と第２プラ
ンジャ３３とは、共に残留磁化の小さい材質（例えば、
パーマロイ）によって形成されている。

【００２１】ガイド部２６は、磁性材料によって円筒パ
イプ状に形成されており、第１及び第２プランジャ１
８，３３と同軸に配されている。ガイド部２６の外径
は、ガイドパイプ２４の内径と同等かそれよりも僅かに
小さくされている。一方、ガイド部２６の内径は、セン
ターヨーク２０の外径よりも大きくされている。ガイド
部２６が隙間２５の内部に挿入されたときには、ガイド
部２６はガイドパイプ２４に摺接しつつ、センターヨー
ク２０の軸方向に沿って変位可能とされている。また、
この変位の際には、ガイド部２６の内壁面２６Ａは、セ
ンターヨーク２０の外周面２０Ａには触れないようにな
っている。

【００２２】弁体３０は、弾性を備えた合成ゴム材によ
って形成されており、樹脂製の組付部材３４の一端部に
組み付けられている。また、組付部材３４の他端部に
は、ばね押え突部３５が突設されている。ばね押え突部
３５は、ばね装着溝２８の内側に挿入されて、ばね装着
溝２８の内周面との間に、つるまきばね２９が位置決め
されるようになっている。また、組付部材３４の中央に
は、径方向外側に円盤状の組付部３６が突設されてお
り、この組付部３６に補助部材３７を介して第１プラン
ジャ１８が固定されている。

【００２３】次に、上記のように構成された第１実施形
態の作用および効果について、図２を参照しつつ説明す
る。図２は、説明の便宜上、図示左半分は駆動部材１７
および弁体３０が閉止位置にある状態を、図示右半分は
駆動部材１７および弁体３０が開放位置にある状態を示
したものである。電流が両方のコイル２７，３２に流さ
れていないとき、すなわち常には、駆動部材１７は、左
半分に示すように、つるまきばね２９によって下方に付
勢されており、弁体３０が開閉口７を閉止している。

【００２４】ここで、駆動用コイル２７への通電がなさ
れると、第１プランジャ１８と駆動用ヨーク１５との間
の相互作用、及び、センターヨーク２０とガイド部２６
との間の相互作用によって、つるまきばね２９の付勢力
に抗して駆動部材１７がセンターヨーク２０側に吸引さ
れ、図示右半分に示すように、弁体３０が開閉口７を開
放する開放位置に至る。この状態では、前述のように、
第１プランジャ１８の対向面１９と駆動用ヨーク１５の
対向面１６との間には、僅かな隙間が設けられている。

【００２５】一方、第２プランジャ３３と保持用ヨーク
３１の開口縁３１Ａとは、接触した状態にある。ここ
で、保持用コイル３２に電流を流すと、第２プランジャ
３３と開口縁３１Ａとの間に吸引力が働き、駆動部材１
７を開放位置に保持した状態とできる。このように、保
持用コイル３２への通電によって駆動部材１７の開放位
置が保持されているときには、駆動用コイル２７への通
電を解除しても、つるまきばね２９の付勢力に抗したま
まとできる。

【００２６】次に、保持用コイル３２への通電を解除す
ると、第２プランジャ３３と保持用ヨーク３１との間の
相互作用がなくなり、駆動部材１７は、つるまきばね２
９の作用によって、再び元の閉止位置に戻る。

【００２７】このように、本実施形態によれば、駆動用
コイル２７に通電がなされると、それによって生じる吸
引力によって駆動部材１７が吸引される。このとき、駆
動用ヨーク１５、第１プランジャ１８、ガイド部２６お
よびセンターヨーク２０によって磁気回路が構成され
る。このような電磁弁１において、ガイド部２６は筒
状、つまり中空体として形成されているため、軽量化が
図れ、駆動部材１７の動作を速めて弁体３０の開閉動作
を高速化させる。

【００２８】また、第１プランジャ１８が円盤状とされ
ているので、全体が釣り鐘状の駆動部材１０６に比べる
と、駆動部材１７の軽量化に寄与し、駆動部材１７の動
作の高速化を図れる。さらに、駆動部材１７が軽量化さ
れている分だけ、駆動部材１７を駆動させるために駆動
用コイル２７に必要となる電流を少なくすることがで
き、電池の消耗を減少させて長寿命化が図れる。

【００２９】加えて、駆動用コイル２７への通電によっ
て駆動部材１７を吸引状態（開放位置）に駆動させた後
には、供給電流のより小さい保持用コイル３２への通電
によって駆動部材１７が吸引状態に保持される。このた
め、全体として必要な電力が軽減でき、特に電池を使用
する電磁弁１の場合には、電池の寿命を長期化すること
ができ、メンテナンスも減少できる。

【００３０】また、駆動部材１７の移動を案内するため
の部材であるガイド部２６と、このガイド部２６の内側
に所定の間隔を隔てて配されるセンターヨーク２０と
は、精度の高い加工が必要となるが、本実施形態によれ
ば両者２０，２６は、パイプ材と棒材とから簡単に形成
でき、従来のように二次的に加工する必要がない。

【００３１】＜第２実施形態＞次に、図３および図４を
参照しつつ、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態と第１実施形態とについて、同一の構
成には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３２】本実施形態と第１実施形態との主たる相違
は、保持用ヨーク３１と駆動用ヨーク１５とが備えられ
ている位置関係である。すなわち、保持用ヨーク３１と
駆動用ヨーク１５とは分離して備えられており、保持用
コイル３２とその周囲に備えられる保持用ヨーク３１と
は、上側ボディ２Ａの底面（図３において上側）に装着
されている。一方、駆動用コイル２７と駆動用ヨーク１
５とは、上側ボディ２Ａの開口縁付近に配置されてい
る。また、両ヨーク１５，３１の間には、第２プランジ
ャ３３が備えられている。第２プランジャ３３は、円盤
状とされており、その中央には組付孔４３が開口されて
いる。

【００３３】また、センターヨーク２０の中央には、貫
通孔４０が上下に貫通されており、ここには駆動部材１
７のガイド部２６の内側空間に突設される第２プランジ
ャ組付突部４１が遊挿される。なお、第２プランジャ組
付突部４１の先端には、第２プランジャ３３の組付孔４
３を組付可能な組付凹部４２が設けられている。

【００３４】このように構成された第２実施形態におい
ても、第１実施形態と同様な作用及び効果を奏すること
ができる。

【００３５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次に記載するようなものも本発明
の技術的範囲に含まれる。 （１）本実施形態では、電磁弁には、駆動部材を駆動さ
せるための駆動用構成（駆動用コイル、駆動用ヨークお
よび第１プランジャ）と、開放位置にある駆動部材を保
持しておくための保持用構成（保持用コイル、保持用ヨ
ーク及び第２プランジャ）とが共に備えられているが、
本発明によれば、駆動用構成のみを備え、保持用構成を
備える必要はない。 （２）本実施形態では、駆動部材が開放位置にあるとき
に、駆動用ヨークと第１プランジャとの間に隙間が確保
されるようになっているが、残留磁化の小さい材質を使
用すれば、両者を接触させるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における電磁弁の分解側断面図

【図２】第１実施形態における電磁弁の開閉操作の様子
を示す側断面図

【図３】第２実施形態における電磁弁の分解側断面図

【図４】第２実施形態における電磁弁の開閉操作の様子
を示す側断面図

【図５】従来例における電磁弁の側断面図

【符号の説明】

１…電磁弁 ２…ボディ １５…駆動用ヨーク １７…駆動部材 １８…第１プランジャ ２０…センターヨーク ２１…ボビン ２２…挿通孔 ２６…ガイド部 ２７…駆動用コイル ２９…つるまきばね（弾性部材） ３０…弁体 ３１…保持用ヨーク ３２…保持用コイル ３３…第２プランジャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木全 義憲 愛知県丹羽郡大口町外坪５丁目98番地 タ イム技研株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA25 DB17 DB23 DB32 DC02 DC17 DD07 EE04 EE23 EE25 EE34 EE48 GA11 GA17 GA26 GB06 GB11 GC29 KK12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空状のボディと；このボディ内に収容
   され一方側へ開口する有底筒状の駆動用ヨークと；この
   駆動用ヨーク内に同軸で固定され駆動用コイルが巻き付
   けられてなるボビンと；前記駆動用ヨークの底面から前
   記ボビンの中心に設けられた挿通孔へ同軸で突入されそ
   の外周面と前記挿通孔の孔面との間には全周にわたって
   隙間が保有されるセンターヨークと；前記駆動用コイル
   への通電・非通電によって前記センターヨーク側への吸
   引・解除がなされる駆動部材と；を備えた電磁弁であっ
   て、 前記駆動部材には常には弾性部材によって流体の流れを
   規制する閉止位置に付勢されている弁体と；前記駆動用
   コイルへの通電時に前記駆動用ヨークの開口縁と対向可
   能となっている円盤状の第１プランジャと；この第１プ
   ランジャの中心部に同軸で立設され前記駆動用コイルへ
   の通電時には前記挿通孔の孔壁をガイド面としつつ軸方
   向に沿って変位し前記センターヨークの外周面とは微小
   間隙をもって対向可能な筒状のガイド部と；とからなる
   ことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記ボディ内には、前記駆動用コイルに
   対しての供給電流よりも小さい供給電流によって前記駆
   動部材を吸引状態に保持する保持用コイルと、この保持
   用コイルに設けられる保持用ヨークとが設けられる一
   方、前記駆動部材には、前記保持用コイルへの通電時に
   前記保持用ヨークに対向可能な第２プランジャが備えら
   れており、前記駆動用コイルへの通電によって前記駆動
   部材の吸引動作がなされると、前記保持用コイルへの通
   電によって前記駆動部材が吸引状態に保持され、前記駆
   動用コイルへの通電が切断されることを特徴とする請求
   項１記載の電磁弁。