JP2003014022A

JP2003014022A - 板ばね及び電磁弁

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Publication number: JP2003014022A
Application number: JP2001193393A
Authority: JP
Inventors: Takao Kutsuna; 隆雄沓名; Toshiya Isono; 敏也磯野
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP4067786B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内周固定部又は外周固定部が厚み方向に変位
するものであって、所定の取付荷重を確保しつつ、スト
ロークしろを大きくした板ばねを提供すること。【解決手段】板ばね１Ａでは、内周固定部２と外周固
定部３とをつなぎ合わせた３枚の梁の各々が、全円周の
半分より大きい円弧になっており、しかも、内周側Ｒ部
６と外周側Ｒ部５との間に中間梁部４を設けていること
から、各梁の長さは、従来技術のものと比べて、長くな
る。従って、内周固定部２が厚み方向に変位すると、各
梁においては、曲げや引張りの弾性変形に加えて、ねじ
りの弾性変形が起きるので、内周側Ｒ部６から外周側Ｒ
部５の広範囲（網掛部分）にわたり、曲げとねじれが組
み合わされた荷重を小さな値で分布させることができ
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、厚さ方向に弾性変
形する板ばねに関する。また、本発明は、その板ばねで
弁体を支持した電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスなどの流体を制御する電磁弁
としては、例えば、図１１の断面図に示すように、特許
第３０６３９８３号に記載されたものがある。そこで、
図１１に示す電磁弁２００の構成について説明すると、
流入路部材２０１には、ガスの流入路２０２が貫通して
形成されており、また、この流入路２０２の端部には、
弁座２０３が形成されている。また、可動体２０４にお
いては、磁性体で形成された可動コア２０６が板ばね１
０１の一側面に固着されるとともに、板ばね１０１の中
心部に形成された孔２０７（図１０参照）に対し、弁体
２０８がはめ込み状に固着されている。

【０００３】さらに、可動コア２０６においては、可動
体２０４の流路としての貫通孔２０９と凹講２１０とが
形成されている。凹講２１０は、可動コア２０６の端部
において、その径方向に、弁体２０８の厚さよりも深く
しており、これにより、ガスが貫通孔２０９に流動する
ようになっている。そして、流入路部材２０１とリング
状の固定部材２１１で、板ばね１０１の外周固定部１０
３（図１０参照）を挟持することにより、可動体２０４
が流入路部材２０１に固定され、これにより、弁体２０
８が弁座２０３に当接される。このとき、可動コア２０
６の外周面と固定部材２１１の内周面の間には、ガスの
流通間隙２１２が形成される。

【０００４】板ばね１０１については、図１０に示すよ
うに、円板状の形状を備えるとともに、その厚さ方向に
対する弾性変形をスムーズにするため、孔２０７の周囲
部に、内周固定部１０２と、３枚の梁１０４と、外周固
定部１０３とを、同心円状に形成している。このとき、
３枚の梁１０４は、内周固定部１０２と外周固定部１０
３とをつなぎ合わせているので、内周固定部１０２と外
周固定部１０３との間に、３つの長孔１０７が形成され
る。さらに、梁１０４の外側の輪郭は、外周固定部１０
３に接して外周側Ｒ部１０５を形成するが、この外周側
Ｒ部１０５は、全円周の半分の円弧となっている。同様
にして、梁１０４の内側の輪郭は、内周固定部１０２に
接して内周側Ｒ部１０６を形成するが、この内周側Ｒ部
１０６も、全円周の半分の長さをもつ円弧となってい
る。

【０００５】図１１に戻り、固定部材２１１の端部に
は、非磁性体製の内筒２１４が固着立設されており、磁
性体で形成された固定コア２１５の端部がその内筒２１
４に挿入されている。ここで、固定コア２１５は、可動
コア２０６に対するスライド間隙２１６をおいて、内筒
２１４に固定されている。また、固定コア２１５には、
流体路２１７が貫通しており、流体路２１７は、上述し
た貫通孔２０９とほぼ同大に形成されている。また、内
筒２１４と固定コア２１５にわたって、それらの周囲に
コイル２１８を配置し、さらに、コイル２１８の周囲に
は、外筒２１９を配置している。また、固定コア２１５
に貫通された流体路２１７に対しては、パイプ状の流出
路部材２２０が連通するように配置されている。

【０００６】そして、上記構成を有する電磁弁２００で
は、流入路部材２０１の流入路２０２に対してガスが供
給されるが、常時は、板ばね１０１の復元力により、所
定の取付荷重で弁体２０８を弁座２０３に押しつけて、
弁座２０３を閉じている。ここで、コイル２１８に電圧
を印加して固定コア２１５を磁化すると、板ばね１０１
の復元力に抗して、可動コア２０６が固定コア２１５の
磁力に吸引されて移動するので、弁体２０８が弁座２０
３から分離し、弁座２０３を開くことができる。弁座２
０３が開かれると、流入路２０２に供給されたガスは、
弁座２０３から、板ばね１０１の長孔１０７、凹講２１
０、貫通孔２０９及び流通間隙２１２を通過し、その後
は、固定コア２１５の流体路２１７を通ることにより、
流体路部材２０２から流出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弁座２
０３の取付荷重を確保しつつ、弁座２０３のストローク
を大きくするには、板ばね１０１の荷重特性では、限界
があった。なぜなら、板ばね１０１の荷重特性Ｌ′は、
図１２に示す通りであり、弁座２０３の取付荷重Ｐを確
保しつつ、弁座２０３のストロークを大ききくするに
は、板ばね１０１の弾性領域Ｑ′を決定づける弾性限
Ｓ′を大きく右側へ移行させて、板ばね１０１のストロ
ークしろＴ′を大きくする必要があるが、板ばね１０１
の形状を維持する限りは、板ばね１０１の弾性限Ｓ′を
大きく右側へ移行させることは困難だからである。

【０００８】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、内周固定部又は外周固
定部が厚み方向に変位するものであって、所定の取付荷
重を確保しつつ、ストロークしろを大きくした板ばねを
提供することを第１の課題とする。さらに、本発明は、
弁体が設けられた可動鉄心を支持する板ばねの荷重特性
により、弁体のストロークを大きくした電磁弁を提供す
ることを第２の課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の課題を解決するた
めに成された請求項１に係る発明は、内周固定部と、前
記内周固定部を囲む外周固定部と、前記内周固定部と前
記外周固定部とをつなぎ合わせた複数枚の梁と、前記梁
の一方側の輪郭が前記内周固定部に接する内周側Ｒ部
と、前記梁の他方側の輪郭が前記外周固定部に接する外
周側Ｒ部とを有し、前記内周固定部又は前記外周固定部
が厚み方向に変位する板ばねにおいて、前記内周側Ｒ部
と前記外周側Ｒ部とを全円周の半分より大きい円弧にす
るとともに、前記内周側Ｒ部と前記外周側Ｒ部との間に
中間梁部を設けたこと、を特徴としている。また、請求
項２に係る発明は、請求項１に記載する板ばねであっ
て、対称的であること、を特徴としている。

【００１０】このような特徴を有する本発明の板ばねで
は、内周固定部と外周固定部とをつなぎ合わせた複数枚
の梁の各々において、一方側の輪郭が内周固定部に接す
る内周側Ｒ部と、他方側の輪郭が外周固定部に接する外
周側Ｒ部とが、全円周の半分より大きい円弧になってお
り、しかも、内周側Ｒ部と外周側Ｒ部との間に中間梁部
を設けていることから、各梁の長さは、従来技術のもの
と比べて、長くなる。

【００１１】そして、内周固定部又は外周固定部が厚み
方向に変位すると、各梁においては、曲げや引張りの弾
性変形に加えて、ねじりの弾性変形が起きるので、内周
側Ｒ部から外周側Ｒ部の広範囲にわたり、曲げと引張り
とねじれが組み合わされた複合的な荷重を小さな値で分
布させることができる。そのため、内周側Ｒ部から外周
側Ｒ部の広範囲を小さな値でたわませることが可能とな
るので、板ばねの弾性限を生じさせるのに必要な荷重を
大きな値で維持しつつ、板ばねの弾性領域を長くとるこ
とができる。

【００１２】すなわち、本発明の板ばねは、内周固定部
と外周固定部とを複数枚の梁でつなぎ合わせたものであ
って、内周固定部又は外周固定部が厚み方向に変位する
ものである。そして、各梁においては、内周側Ｒ部と外
周側Ｒ部とが全円周の半分より大きい円弧になってお
り、しかも、内周側Ｒ部と外周側Ｒ部との間に中間梁部
を設けていることから、従来技術のものと比べて長くな
り、さらに、内周側Ｒ部から外周側Ｒ部の広範囲にわた
って、曲げと引張りとねじれが組み合わされた複合的な
荷重を小さな値で分布させることが可能となり、内周側
Ｒ部から外周側Ｒ部の広範囲を小さな値でたわませるこ
とができる。従って、本発明の板ばねでは、板ばねの弾
性限を生じさせるのに必要な荷重を大きな値で維持しつ
つ、板ばねの弾性領域を長くとることができるので、所
定の取付荷重を確保しつつ、ストロークしろを大きくす
ることができる。

【００１３】また、本発明の板ばねでは、内周固定部と
外周固定部をつなぎ合わせた各梁において、曲げと引張
りとねじれが組み合わされた複合的な荷重による弾性変
形が起きるので、内周固定部又は外周固定部が厚み方向
に変位する際に、内周固定部から外周固定部が、周方向
にも変位（回転）するおそれがあるが、本発明の板ばね
が対称的であると、内周固定部又は外周固定部が厚み方
向に変位する際に、一対の梁毎に、曲げと引張りとねじ
れが組み合わされた複合的な荷重による弾性変形が反対
方向に起きるので、内周固定部又は外周固定部が周方向
に変位（回転）することを、防止することができる。ま
た、内周固定部又は外周固定部の厚み方向の変位（移
動）もより安定する。

【００１４】また、第２の課題を解決するために成され
た請求項３に係る発明は、電磁弁であって、請求項１又
は請求項２に記載する板ばねの内周固定部に可動鉄心を
固定して、前記板ばねで前記可動鉄心を支持するととも
に、前記可動鉄心に弁体を設けたこと、を特徴としてい
る。

【００１５】すなわち、本発明の電磁弁は、弁体が可動
鉄心に設けられるものであり、さらに、その可動鉄心を
支持する板ばねは、弾性限を生じさせるのに必要な荷重
を大きなで維持しつつ、弾性領域を長くすることができ
るものであるので、所定の取付荷重を確保しつつ、スト
ロークしろを大きくすることができる荷重特性がある。
従って、本発明の電磁弁では、弁体が設けられた可動鉄
心を支持する板ばねの荷重特性により、弁体のストロー
クを大きくすることができる。

【００１６】特に、本発明の電磁弁では、可動鉄心を支
持する板ばねにおいて、中間梁部をつなぎ合わせる内周
固定部と外周固定部とが、全円周の半分より大きい円弧
になっており、内周固定部と外周固定部との間を狭くし
ても、各梁の必要長さを確保することができることか
ら、板ばねの内周固定部を大きくすることが可能とな
り、もって、板ばねの内周固定部に固定される可動鉄心
を大きくすることができるので、可動鉄心の吸引特性を
向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照にして説明する。先ず、第１実施の形態の電磁弁
について説明する。図４は、第１実施の形態の電磁弁１
１Ａの断面図である。図４に示すように、第１実施の形
態の電磁弁１１Ａでは、ボディ２３において、入口流路
２４、出口流路２５、弁座２６が形成されている。そし
て、ボディ２３に対して、第３コア１６を嵌め込んで、
締付ネジ１９をねじ込むことにより、板ばね１Ａの外周
固定部３（図２参照）で、板ばね１Ａを挟持している。
この点、板ばね１Ａには、その中心部に形成された孔３
７（図２参照）に対し、ゴム、ポリテトラフルオロエチ
レンなどの弾性体からなる弁シート２２（「弁体」に相
当するもの）が、弁シート押え板２１を介して、溶接接
合で固着されており、板ばね１Ａの復元力により、所定
の取付荷重Ｐ（図８、図１２参照）をもって、弁シート
２２を弁座２６に押しつけている。

【００１８】板ばね１Ａは、図２の正面図で示すよう
に、円板状の形状を備えている。また、その厚さ方向に
対する弾性変形をスムーズにするため、孔３７の周囲部
において、内周固定部２と外周固定部３とが同心円状に
形成されるとともに、内周固定部２と外周固定部３との
間において、３枚の梁が形成されている。このとき、３
枚の梁の各々は、内周固定部２と外周固定部３とをつな
ぎ合わせているので、内周固定部２と外周固定部３との
間において、６つの長孔７が形成されている。さらに、
各梁の一方側の輪郭は、内周固定部２に接して内周側Ｒ
部６を形成するが、この内周側Ｒ部６は、全円周の半分
の長さより大きい円弧となっている。同様にして、各梁
４の他方側の輪郭は、外周固定部３に接して外周側Ｒ部
５を形成するが、この外周側Ｒ部５も、全円周の半分よ
り大きい円弧となっている。また、内周側Ｒ部６と外周
側Ｒ部５は、円弧状の中間梁部４でつなぎ合わされてい
る。

【００１９】そして、板ばね１Ａの内周固定部２には、
図４に示すように、リングに円板を設けたプランジャ２
０（「可動鉄心」に相当するもの）が、溶接接合で固着
されている。従って、プランジャ２０は、板ばね１Ａに
より支持される。

【００２０】また、図４に示すように、第１実施の形態
の電磁弁１１Ａでは、第３コア１６において、シールリ
ング１７を弾装することにより、第１コア１２を保持し
ている。そして、コイル１５が巻かれたホビン１４を、
第１コア１２に対して挿入するとともに、第２コア１３
を取り付けることにより、第１コア１２を固定してい
る。

【００２１】このような構成を有する第１実施の形態の
電磁弁１１Ａでは、ボディ２３の入口流路２４に対して
制御流体が供給されるが、上述したように、常時は、板
ばね１Ａの復元力により、所定の取付荷重Ｐ（図８、図
１２参照）で弁シート２２を弁座２６に押しつけて、弁
座２６を閉じている。ここで、コイル１５に電圧を印加
して第１コア１２や第３コア１６などを磁化すると、図
３に示すように、板ばね１Ａの復元力に抗して、プラン
ジャ２０が第１コア１２や第３コア１６の磁力に吸引さ
れて、第１コア１２や第３コア１６の間にある空隙を埋
めるように、及び、第１コア１２と第３コア１６の間に
ある空隙を埋めるように、プランジャ２０が移動するの
で、弁シート２２が弁座２６から分離し、弁座２６を開
くことができる。弁座２６が開かれると、入口流路２４
に供給された制御流体は、入口流路２４から弁座２６を
通過し、その後は、出口流路２５から流出する。

【００２２】尚、第１実施の形態の電磁弁１１Ａでは、
第１コア１２、シールリング１７、第３コア１６、ボデ
ィ２３のそれぞれの間を溶接接合シールすることによ
り、制御流体の漏れを防止している。

【００２３】次に、第２実施の形態の電磁弁について説
明する。図６は、第２実施の形態の電磁弁の断面図であ
る。図６に示すように、第２実施の形態の電磁弁１１Ｂ
では、ボディ２３において、入口流路２４、出口流路２
５、弁座２６が形成されている。そして、ボディ２３に
対して、第３コア１６を嵌め込んで、締付ネジ１９をね
じ込むことにより、板ばね１Ａの外周固定部３（図２参
照）で、板ばね１Ａを挟持している。この点、板ばね１
Ａには、その中心部に形成された孔３７（図２参照）に
対し、弁シート２２が、弁シート押え板２１を介して、
溶接接合で固着されており、板ばね１Ａの復元力によ
り、所定の取付荷重Ｐ（図８、図１２参照）をもって、
弁シート２２を弁座２６に押しつけている。

【００２４】板ばね１Ａは、図２の正面図で示すよう
に、円板状の形状を備えている。また、その厚さ方向に
対する弾性変形をスムーズにするため、孔３７の周囲部
において、内周固定部２と外周固定部３とが同心円状に
形成されるとともに、内周固定部２と外周固定部３との
間において、３枚の梁が形成されている。このとき、３
枚の梁の各々は、内周固定部２と外周固定部３とをつな
ぎ合わせているので、内周固定部２と外周固定部３との
間において、６つの長孔７が形成されている。さらに、
各梁の一方側の輪郭は、内周固定部２に接して内周側Ｒ
部６を形成するが、この内周側Ｒ部６は、全円周の半分
の長さより大きい円弧となっている。同様にして、各梁
４の他方側の輪郭は、外周固定部３に接して外周側Ｒ部
５を形成するが、この外周側Ｒ部５も、全円周の半分よ
り大きい円弧となっている。また、内周側Ｒ部６と外周
側Ｒ部５は、円弧状の中間梁部４でつなぎ合わされてい
る。

【００２５】そして、板ばね１Ａの内周固定部２には、
図６に示すように、ホルダー３１が固着されるととも
に、ホルダー３１の外周において、リング状のプランジ
ャ３０（「可動鉄心」に相当するもの）が溶接接合で固
着されている。従って、プランジャ３０は、板ばね１Ａ
により支持される。

【００２６】また、図６に示すように、第２実施の形態
の電磁弁１１Ｂでは、第３コア１６において、シールリ
ング１７を弾装することにより、第１コア１２を保持し
ている。そして、コイル１５が巻かれたホビン１４を、
第１コア１２に対して挿入するとともに、第２コア１３
を取り付けることにより、第１コア１２を固定してい
る。

【００２７】このような構成を有する第２実施の形態の
電磁弁１１Ｂでは、ボディ２３の入口流路２４に対して
制御流体が供給されるが、上述したように、常時は、板
ばね１Ａの復元力により、所定の取付荷重Ｐ（図８、図
１２参照）で弁シート２２を弁座２６に押しつけて、弁
座２６を閉じている。ここで、コイル１５に電圧を印加
して第１コア１２や第３コア１６などを磁化すると、図
５に示すように、板ばね１Ａの復元力に抗して、プラン
ジャ３０が第１コア１２や第３コア１６の磁力に吸引さ
れて、第１コア１２と第３コア１６の間にある空隙を埋
めるように、プランジャ２０が移動するので、弁シート
２２が弁座２６から分離し、弁座２６を開くことができ
る。弁座２６が開かれると、入口流路２４に供給された
制御流体は、入口流路２４から弁座２６を通過し、その
後は、出口流路２５から流出する。

【００２８】尚、第２実施の形態の電磁弁１１Ｂでは、
第１コア１２、シールリング１７、第３コア１６、ボデ
ィ２３のそれぞれの間を溶接接合シールすることによ
り、制御流体の漏れを防止している。

【００２９】そして、第１実施の形態の電磁弁１１Ａ及
び第２実施の形態の電磁弁１１Ｂにおいては、所定のス
トローク距離をもって、弁シート２２を弁座２６から分
離すると、板ばね１Ａは、図１に示すように、内周固定
部２が厚み方向に変位し、各梁に対して、曲げと引張り
とねじれが組み合わされた複合的な荷重が作用する。従
って、図１に示すように、各梁の内周側Ｒ部６から外周
側Ｒ部５の広範囲（網掛部分）において、比較的小さな
値の応力が発生する。

【００３０】この点、従来技術の欄で説明した図１１の
電磁弁２００においては、弁体２０８を弁座２０３から
分離すると、板ばね１０１は、図９に示すように、内周
固定部１０２が厚み方向に変位し、各梁１０４に対し
て、主に曲げの荷重が作用する。従って、図９に示すよ
うに、同じストローク距離であっても、比較的大きな値
の応力が、各梁１０４の内周側Ｒ部１０６と外周側Ｒ部
１０５の一部（網掛部分）のみに発生しない。

【００３１】以上詳細に説明したように、本実施の形態
の板ばね１Ａでは、図２に示すように、内周固定部２と
外周固定部３とをつなぎ合わせた３枚の梁の各々におい
て、一方側の輪郭が内周固定部２に接する内周側Ｒ部６
と、他方側の輪郭が外周固定部３に接する外周側Ｒ部５
とが、全円周の半分より大きい円弧になっており、しか
も、内周側Ｒ部６と外周側Ｒ部５との間に中間梁部４を
設けていることから、各梁の長さは、従来技術のもの
（図９の板ばね１０１）と比べて、長くなる。

【００３２】そして、図１に示すように、内周固定部２
が厚み方向に変位すると、各梁４においては、曲げと引
張りの弾性変形に加えて、ねじりの弾性変形が起きるの
で、内周側Ｒ部６から外周側Ｒ部５の広範囲（網掛部
分）にわたり、曲げと引張りとねじれが組み合わされた
複合的な荷重を小さな値で分布させることができる。そ
のため、内周側Ｒ部６から外周側Ｒ部５の広範囲（網掛
部分）を小さな値でたわませることが可能となるので、
板ばね１Ａの荷重特性Ｌは、図８に示すようになり、板
ばね１Ａの弾性限Ｓを生じさせるのに必要な荷重を大き
な値で維持しつつ、板ばね１Ａの弾性領域Ｑを長くとる
ことができる。

【００３３】すなわち、本実施の形態の板ばね１Ａは、
図１に示すように、内周固定部２と外周固定部３とを３
枚の梁でつなぎ合わせたものであって、内周固定部２が
厚み方向に変位するものである。そして、各梁において
は、内周側Ｒ部６と外周側Ｒ部５とが全円周の半分より
大きい円弧になっており、しかも、内周側Ｒ部６と外周
側Ｒ部５との間に中間梁部４を設けていることから、従
来技術のもの（図９の板ばね１０１）と比べて長くな
り、さらに、内周側Ｒ部６から外周側Ｒ部５の広範囲
（図１の網掛部分）にわたって、曲げと引張りとねじれ
が組み合わされた複合的な荷重を小さな値で分布させる
ことが可能となり、内周側Ｒ部６から外周側Ｒ部５の広
範囲（図１の網掛部分）を小さな値でたわませることが
できる。

【００３４】従って、本実施の形態の板ばね１Ａでは、
図８に示すように、板ばね１Ａの弾性限Ｓを生じさせる
のに必要な荷重を大きな値で維持しつつ、板ばね１Ａの
弾性領域Ｑを長くとることができるので、所定の取付荷
重Ｐを確保しつつ、ストロークしろＴを大きくすること
ができる。尚、図８において、荷重特性Ｌ′、弾性領域
Ｑ′、弾性限Ｓ′、ストロークしろＴ′は、従来技術の
欄で説明した図１１の電磁弁２００のものである（図１
２参照）。

【００３５】また、第１実施の形態の電磁弁１１Ａは、
図３と図４に示すように、弁シート２２がプランジャ２
０に設けられるものであり、さらに、そのプランジャ２
０を支持する板ばね１Ａは、図８に示すように、弾性限
Ｓを生じさせるのに必要な荷重を大きな値で維持しつ
つ、弾性領域Ｑを長くすることができるものであるの
で、所定の取付荷重Ｐを確保しつつ、ストロークしろＴ
を大きくすることができる荷重特性Ｌがある。従って、
第１実施の形態の電磁弁１１Ａでは、弁シート２２が設
けられたプランジャ２０を支持する板ばね１Ａの荷重特
性Ｌにより、弁シート２２のストロークを大きくするこ
とができる。

【００３６】同様にして、第２実施の形態の電磁弁１１
Ｂは、図５と図６に示すように、弁シート２２がプラン
ジャ３０に設けられるものであり、さらに、そのプラン
ジャ３０を支持する板ばね１Ａは、図８に示すように、
弾性限Ｓを生じさせるのに必要な荷重を大きな値で維持
しつつ、弾性領域Ｑを長くすることができるものである
ので、所定の取付荷重Ｐを確保しつつ、ストロークしろ
Ｔを大きくすることができる荷重特性Ｌがある。従っ
て、第２実施の形態の電磁弁１１Ｂでは、弁シート２２
が設けられたプランジャ３０を支持する板ばね１Ａの荷
重特性Ｌにより、弁シート２２のストロークを大きくす
ることができる。

【００３７】特に、第１実施の形態の電磁弁１１Ａ及び
第２実施の形態の電磁弁１１Ｂでは、プランジャ２０、
３０を支持する板ばね１Ａにおいて、中間梁部４をつな
ぎ合わせる内周固定部２と外周固定部３とが、全円周の
半分より大きい円弧になっており、内周固定部２と外周
固定部３との間を狭くしても、各梁の必要長さを確保す
ることができることから、板ばね１Ａの内周固定部２を
大きくすることが可能となり、もって、板ばね１Ａの内
周固定部２に固定されるプランジャ２０、３０を大きく
することができるので、プランジャ２０、３０の吸引特
性を向上させることができる。

【００３８】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、本実施の形態の板ばね１Ａでは、
図１に示すように、内周固定部２と外周固定部３とをつ
なぎ合わせる梁は、３枚であった。この点、梁の枚数を
増やせば、内周固定部２と外周固定部３とをつなぎ合わ
せる支持点が増えることになり、内周固定部２の厚み方
向の変位（移動）が安定する。

【００３９】従って、第１実施の形態の電磁弁１１Ａ及
び第２実施の形態の電磁弁１１Ｂでは、プランジャ２
０、３０を支持する板ばね１Ａに代えて、例えば、梁の
枚数を増やしたもの（例えば、図７の板ばね１Ｂ）を使
用すれば、内周固定部２の厚み方向の変位（移動）を安
定させることができるので、プランジャ２０、３０の
「傾き動作」や「横ずれ動作」がより発生しにくい。

【００４０】そのため、プランジャ２０、３０が移動す
る際に、プランジャ２０、３０が第１コア１２及び第３
コア１６に触れることがなく、制御流体に摩耗粉が混入
するおそれがないので、半導体産業向けや医療関係で使
用される制御流体（ガス、純水、薬液など）の制御にも
適している。

【００４１】また、本実施の形態の板ばね１Ａでは、図
１に示すように、内周固定部２と外周固定部３とをつな
ぎ合わせた各梁において、曲げと引張りとねじれが組み
合わされた複合的な荷重による弾性変形が起きるので、
内周固定部２が厚み方向に変位する際に、内周固定部２
が、周方向にも変位（回転）するおそれがある。そこ
で、図７の正面図で示す板ばね１Ｂのように、板ばね１
Ｂの形状が（例えば、線８をもって）対称的に形成され
れば、内周固定部２が厚み方向に変位する際に、一対の
梁の毎に、曲げと引張りとねじれが組み合わされた複合
的な荷重による弾性変形が反対方向に起きるので、内周
固定部２が周方向に変位（回転）することを、防止する
ことができる。また、内周固定部２の厚み方向の変位
（移動）もより安定する。

【００４２】また、本実施の形態の板ばね１Ａ及び第２
実施の形態の電磁弁１１Ｂは、内周固定部２が厚み方向
に変位するものであるが、外周固定部３が厚み方向に変
位するものであってもよく、上述した効果を発揮するこ
とができる。

【発明の効果】

【００４３】本発明の板ばねは、内周固定部と外周固定
部とを複数枚の梁でつなぎ合わせたものであって、内周
固定部又は外周固定部が厚み方向に変位するものであ
る。そして、各梁においては、内周側Ｒ部と外周側Ｒ部
とが全円周の半分より大きい円弧になっており、しか
も、内周側Ｒ部と外周側Ｒ部との間に中間梁部を設けて
いることから、従来技術のものと比べて長くなり、さら
に、内周側Ｒ部から外周側Ｒ部の広範囲にわたって、曲
げと引張りとねじれが組み合わされた複合的な荷重を小
さな値で分布させることが可能となり、内周側Ｒ部から
外周側Ｒ部の広範囲を小さな値でたわませることができ
る。従って、本発明の板ばねでは、板ばねの弾性限を生
じさせるのに必要な荷重を大きな値で維持しつつ、板ば
ねの弾性領域を長くとることができるので、所定の取付
荷重を確保しつつ、ストロークしろを大きくすることが
できる。

【００４４】また、本発明の板ばねでは、内周固定部と
外周固定部をつなぎ合わせた各梁において、曲げと引張
りとねじれが組み合わされた複合的な荷重による弾性変
形が起きるので、内周固定部又は外周固定部が厚み方向
に変位する際に、内周固定部から外周固定部が、周方向
にも変位（回転）するおそれがあるが、本発明の板ばね
が対称的であると、内周固定部又は外周固定部が厚み方
向に変位する際に、一対の梁毎に、曲げと引張りとねじ
れが組み合わされた複合的な荷重による弾性変形が反対
方向に起きるので、内周固定部又は外周固定部が周方向
に変位（回転）することを、防止することができる。ま
た、内周固定部又は外周固定部の厚み方向の変位（移
動）もより安定する。

【００４５】すなわち、本発明の電磁弁は、弁体が可動
鉄心に設けられるものであり、さらに、その可動鉄心を
支持する板ばねは、弾性限を生じさせるのに必要な荷重
を大きな値で維持しつつ、弾性領域を長くすることがで
きるものであるので、所定の取付荷重を確保しつつ、ス
トロークしろを大きくすることができる荷重特性があ
る。従って、本発明の電磁弁では、弁体が設けられた可
動鉄心を支持する板ばねの荷重特性により、弁体のスト
ロークを大きくすることができる。

【００４６】特に、本発明の電磁弁では、可動鉄心を支
持する板ばねにおいて、中間梁部をつなぎ合わせる内周
固定部と外周固定部とが、全円周の半分より大きい円弧
になっており、内周固定部と外周固定部との間を狭くし
ても、各梁の必要長さを確保することができることか
ら、板ばねの内周固定部を大きくすることが可能とな
り、もって、板ばねの内周固定部に固定される可動鉄心
を大きくすることができるので、可動鉄心の吸引特性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の板ばねの所定値以上の応力の分布を示す
図である。

【図２】本発明の板ばねの一例の正面図である。

【図３】第１実施の形態の電磁弁の弁開時の断面図であ
る。

【図４】第１実施の形態の電磁弁の弁閉時の断面図であ
る。

【図５】第２実施の形態の電磁弁の弁開時の断面図であ
る。

【図６】第２実施の形態の電磁弁の弁閉時の断面図であ
る。

【図７】本発明の板ばねのその他の例の正面図である。

【図８】本発明の板ばねの荷重特性の一例を示した図で
ある。

【図９】従来技術の板ばねの所定値以上の応力の分布を
示す図である。

【図１０】従来技術の板ばねの正面図である。

【図１１】従来技術の電磁弁の断面図である。

【図１２】従来技術の板ばねの荷重特性を示した図であ
る。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｅ板ばね２内周固定部３外周固定部４中間梁部５外周側Ｒ部６内周側Ｒ部１１Ａ、１１Ｂ電磁弁２０、３０プランジャ２２弁シート

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周固定部と、前記内周固定部を囲む外
周固定部と、前記内周固定部と前記外周固定部とをつな
ぎ合わせた複数枚の梁と、前記梁の一方側の輪郭が前記
内周固定部に接する内周側Ｒ部と、前記梁の他方側の輪
郭が前記外周固定部に接する外周側Ｒ部とを有し、前記
内周固定部又は前記外周固定部が厚み方向に変位する板
ばねにおいて、前記内周側Ｒ部と前記外周側Ｒ部とを全円周の半分より
大きい円弧にするとともに、前記内周側Ｒ部と前記外周
側Ｒ部との間に中間梁部を設けたこと、を特徴とする板
ばね。
【請求項２】請求項１に記載する板ばねであって、対称的であること、を特徴とする板ばね。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載する板ばね
の内周固定部に可動鉄心を固定して、前記板ばねで前記
可動鉄心を支持するとともに、前記可動鉄心に弁体を設
けたこと、を特徴とする電磁弁。