JP2006017155A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電磁弁におけるプランジャの２位置移動を簡単な構成で確実に検知することができる電磁弁を提供することを目的とする。
【解決手段】電磁コイル４への通電制御により駆動されるプランジャ６の移動を電気的に検知する検知手段を備えた電磁弁において、前記検知手段は、電磁コイル４への通電制御により励磁される固定コア５に対して移動可能に設けられ、該固定コア５の励磁によって吸着されるトラベラー１７と、該トラベラー１７を常時前記固定コア５と離反させる方向に付勢する付勢手段２０と、前記トラベラー１７に設けた検出部１８，１９によりオン・オフするスイッチ部２１とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は電磁弁に係り、プランジャの移動を電気的に検知する検知手段を備えた電磁弁に関するものである。

従来の電磁弁においてはプランジャの作動状態又は非作動状態を確実に検知する適当な手段がなく、特に、パックレス型ソレノイドによる電磁弁においてはその検知手段を設けることによる他の不都合が生じる等の問題があった。

周知のように、パックレス型とは流体がプランジャ部分まで入る構造のものである（特許文献１）が、この種のパックレス型においてはプランジャの移動を検知しようとすると固定コアに貫通穴を開けて機械的に検知する、等の手段しかなかった。

一方、流体の流量や流速を制御するに際し、プランジャ駆動用コイルとは別に、プランジャの移動の程度に応じてインダクタンスが変化する検出用コイルを設けて、インダクタンスの変化でプランジャの移動量、すなわち、弁開度を検出し、これに基づいて流体の流量や流速を制御するようにしたものが提案されている（特許文献２）。
実開平６−１８７７５号公報 特開昭６３−５７９７５号公報

しかしながら、固定コアに貫通穴を設けて機械的に検知する手段では、流体が外部に漏洩するおそれがあると共にこれを防止するためにパッキングを配置したりすると摺動抵抗が生じる、等の欠点がある。

一方、特許文献２に記載のものは、強力磁界が発生するプランジャ駆動用コイルの近傍にインダクタンスの検出用コイルを設けるものであるから、該検出用コイルがプランジャ駆動用コイルの磁界の影響を受けて正確なインダクタンス変化を検出できないおそれがあり、また、ソレノイド部の構成が複雑になる等の難点がある。

前記のように、特許文献２に記載のものは流体の流量を制御するためにプランジャの開閉度を制御するものであるから、単にプランジャの２位置移動を検知できればよい、というような検知手段としては不向きである。

本発明は、電磁弁におけるプランジャの２位置移動を簡単な構成で確実に検知することができる電磁弁を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、電磁コイルへの通電制御により駆動されるプランジャの移動を電気的に検知する検知手段を備えた電磁弁において、前記検知手段は、電磁コイルへの通電制御により励磁される固定コアに対して移動可能に設けられ、該固定コアの励磁によって吸着されるトラベラーと、該トラベラーを常時前記固定コアと離反させる方向に付勢する付勢手段と、前記トラベラーに設けた検知部によりオン・オフするスイッチ部とからなることを特徴とする。

特に前記の構成は、パックレス型ソレノイドを用いた電磁弁に採用して有効であり、また、スイッチ部としてはマイクロスイッチを用いて、該マイクロスイッチの感知レバーがトラベラーの移動に伴って該トラベラーに設けた小径部に係合し又は該小径部から離脱することにより、オン・オフ制御されるようにすることができる。

本発明の電磁弁は、電磁コイルへの通電制御により駆動されるプランジャの移動を電気的に検知する検知手段を備えており、該検知手段は、電磁コイルへの通電制御により励磁される固定コアに対して移動可能に設けられ、該固定コアの励磁によって吸着されるトラベラーと、該トラベラーを常時前記固定コアと離反させる方向に付勢する付勢手段と、前記トラベラーに設けた検出部によりオン・オフするスイッチ部とからなっているから、電磁コイルへの通電により固定コアが励磁されるとプランジャが吸着されることにより移動し、バルブが開かれて流路が開通すると共に前記固定コアの励磁により前記トラベラーが吸着されて前記付勢手段の付勢力に抗して移動し、該トラベラーの移動によりスイッチがオン又はオフして前記プランジャの移動を検知することができる。

また、前記電磁コイルへの通電停止により固定コアの励磁が解かれると前記プランジャは元位置に移動し、バルブが閉じられて流路が閉止すると共に前記固定コアの解磁により前記トラベラーは前記付勢手段の付勢力により該固定コアから離反する方向に移動し、該トラベラーの移動によりスイッチがオフ又はオンして前記プランジャの元位置復帰移動を検知することができる。

以上の構成のように、プランジャとトラベラーを磁気的に結合することで、プランジャと機械的に連結している弁の開閉状態を確実に伝達することができ、誤作動がない。

パックレス型ソレノイドを使用した電磁弁においては、固定コアに貫通穴がないため、流体がトラベラーを伝わってソレノイド外部に流出することがなく安全である。また、流体の外部流出を防止するパッキンが不要であることから、摺動抵抗がなく、しかも流体による推力が発生しないため、ソレノイドの吸引力が小さくて済み、したがって小型化が可能になる。

パックレス型ソレノイドによる電磁弁に実施することで、より効果を発揮する。また、スイッチ部としては、マイクロスイッチを用いて、該マイクロスイッチの感知レバーがトラベラーの移動に伴って該トラベラーに設けた小径部に係合し又は該小径部から離脱することにより、オン・オフ制御されるようにすれば、構成が簡単になる。

図１はパックレス型ソレノイドによる電磁弁の断面図であり、図２は上面カバーを取り外した状態の平面図である。図において、１は、一側に入口ＩＮが、他測に出口ＯＵＴが、内部中央部に弁座１ａが、それぞれ設けられたボディー、２はボディー１の上部に取り付けた弁筐体、３は弁筐体２の上部に取り付けられるソレノイド部、４は電磁コイル、５は固定コア、６はプランジャ、７は固定コア５とプランジャ６との間に介装したスプリングであって、プランジャ６を固定コア５から常時離反させる方向に付勢するためのものである。

８は前記弁筐体２内の弁室９を仕切るダイアフラムであって、前記入口ＩＮと前記弁室９を連通する小孔８ａが形成されており、該ダイアフラム８の中央部には主弁１０が取り付けられている。この主弁１０は、中心部に連通路１１ａが縦貫形成されたホルダー１１と、該ホルダー１１で保持されていて、前記ダイアフラム８の下面側に位置する弁体１２と、上面に開口部１３ａを有する略キャップ状のダイアフラム押さえ１３とを備え、該ダイアフラム押さえ１３の周面には連通孔１３ｂが点設されている。

１４は前記プランジャ６の下端に固定された小弁であって、該小弁１４は前記ダイアフラム押さえ１３内で少許昇降移動できるように保持されており、該小弁１４の昇降により前記ホルダー１１の連通路１１ａが開閉されるようになっている。

前記プランジャ６はパックレスパイプ１５内を昇降可能になっており、前記弁室９内の流体はプランジャ６の外周面とパックレスパイプ１５の内周面との隙間を介してプランジャ上面にも作用するようになっていて、いわゆるパックレス型ソレノイドを構成している。

１６はプランジャの移動を電気的に検知する検知部であり、前記ソレノイド部３の上部に設置される。この検知部１６は、前記電磁コイル４への通電制御により励磁される固定コア５に対して移動可能に設けられ、該固定コア５の励磁によって吸着されるトラベラー１７と、該トラベラー１７を常時前記固定コア５と離反させる方向に付勢する付勢手段としてのスプリング２０と、前記トラベラー１７に設けた検出部１８，１９によりオン・オフするスイッチ部２１とで構成される。

スイッチ部２１としては、実施例では２個のマイクロスイッチ２２，２３が用いられ、該マイクロスイッチ２２，２３の感知レバー２２ａ，２３ａがトラベラー１７の移動に伴って該トラベラー１７に設けた小径部１８ａに係合し又は該小径部１８ａから離脱することにより、オン・オフ制御されるようにしてある。

前記トラベラー１７の下部は前記固定コア５の上部に形成したガイド孔５ａ内に昇降自在に挿入されると共に前記ガイド孔５ａ内に挿入した前記スプリング２０により常時押し上げられるようになっている。２４はスイッチボックスであって、その内部に前記マイクロスイッチ２２，２３が対向的に、しかも上下に位置をずらせて配置されている。２５は取付ナット、２６はスイッチボックス２４の上部に配置された端子箱である。

次に、動作例を説明すると、入口ＩＮから流入した流体はダイアフラム８の小孔８ａを介して弁室９内に流入しており、この状態において、電磁コイル４への非通電時においては、コイルスプリング７の付勢力、プランジャ１５の自重及び該プランジャ１５の上端面に受ける流体圧により、プランジャ１５は下方向に押し付けられていて、該プランジャ１５の下端に固定された小弁１４によりホルダー１１の連通路１１ａが閉止されると共に、小弁１４がホルダー１１を押し下げて主弁１０が閉弁している。したがって、入口ＩＮ側及び弁室９内と出口ＯＵＴ側は流体圧力差が生じており、この圧力差によりダイアフラム８を介して主弁１０が弁座１ａに押し付けられ、より確実に閉止されるようになっている。

前記の状態、すなわち、図１に示すようにプランジャ６が降下している状態では、前記トラベラー１７はスプリング２０により上方に押し上げられており、一方のマイクロスイッチ２２は感知レバー２２ａの先端がトラベラー１７の外周面に位置していてオン状態、他方のマイクロスイッチ２３は感知レバー２３ａの先端が小径部１８ａに係入してオフ状態になっている。

次に、電磁コイル４に通電されると固定コア５が励磁され、プランジャ６は、コイルスプリング７の付勢力、プランジャ１５の自重及び該プランジャ１５の上端面に受ける流体圧による押し下げ力に抗して固定コア５に吸着されて上昇する。プランジャ６の上昇により小弁１４が開弁し、連通孔１３ｂ及び連通路１１ａを介して弁室９が出口ＯＵＴ側に連通することとなって弁室９内が降圧し、ダイアフラム８が膨張することにより主弁１０が開かれ、入口ＩＮ側と出口ＯＵＴ側が連通する。

前記のような電磁コイル４への通電によるプランジャ６の上昇移動と同期して、固定コア５の励磁に伴ってトラベラー１７がスプリング２０の付勢力に抗して固定コア５に吸着される。このとき、一方のマイクロスイッチ２２は感知レバー２２ａの先端がトラベラー１７の小径部１８ａに係入することによりオフとなり、他方のマイクロスイッチ２３は感知レバー２３ａの先端が小径部１８ａから離脱してトラベラー１７の外周面に当接することによりオンとなる。

以上のように、パックレス型ソレノイドによる電磁弁においては、プランジャ６の２位置間移動をトラベラー１７の移動した不連続な位置でオン・オフ検出しているため、構成が簡単で確実に検出することができる。

本発明は、パックレス型ソレノイドによる電磁弁に適用して優れた効果を発揮するが、他の電磁弁にも適用し得ることは勿論である。

パックレス型ソレノイドによる電磁弁の断面図である。 上面カバーを取り外した状態の電磁弁の平面図である。

符号の説明

１ ボディー
２ 弁筐体
３ ソレノイド部
４ 電磁コイル
５ 固定コア
６ プランジャ
７ スプリング
８ ダイアフラム
９ 弁室
１０ 主弁
１１ ホルダー
１２ 弁体
１３ ダイアフラム押さえ
１４ 小弁
１５ パックレスパイプ
１６ 検知部
１７ トラベラー
１８ 検出部
１９ 検出部
２０ スプリング
２１ スイッチ部

Claims (3)

1. 電磁コイルへの通電制御により駆動されるプランジャの移動を電気的に検知する検知手段を備えた電磁弁において、前記検知手段は、電磁コイルへの通電制御により励磁される固定コアに対して移動可能に設けられ、該固定コアの励磁によって吸着されるトラベラーと、該トラベラーを常時前記固定コアと離反させる方向に付勢する付勢手段と、前記トラベラーに設けた検出部によりオン・オフするスイッチ部とからなることを特徴とする電磁弁。
2. 電磁弁がパックレス型ソレノイドを用いたものであることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. スイッチ部がマイクロスイッチであり、該マイクロスイッチの感知レバーがトラベラーの移動に伴って該トラベラーに設けた小径部に係合し又は該小径部から離脱することにより、オン・オフ制御されることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。

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