JP2011137509A - Valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁体によって流路を開閉するバルブ装置に関するものである。 The present invention relates to a valve device that opens and closes a flow path by a valve body.
各種流体の流れを制御するためのバルブ装置としては、電磁力によって弁体を駆動する方式のものが知られている(特許文献1参照)。 As a valve device for controlling the flow of various fluids, a valve device that drives a valve body by electromagnetic force is known (see Patent Document 1).
かかる特許文献1に記載のバルブ装置は、アクチュエータが配置されている側とは反対側に、弁体としてのダイヤフラムが配置された弁室を設け、ダイヤフラムを変位させることにより、流路の開閉を行なっている。また、特許文献1に記載のバルブ装置では、電磁石による吸引力を利用してダイヤフラムを双方向に往復移動させている。 The valve device described in Patent Document 1 is provided with a valve chamber in which a diaphragm as a valve body is disposed on the side opposite to the side on which the actuator is disposed, and the flow path is opened and closed by displacing the diaphragm. Is doing. Further, in the valve device described in Patent Document 1, the diaphragm is reciprocated in both directions by using the attractive force of an electromagnet.
しかしながら、特許文献1に記載のバルブ装置には、以下の問題点がある。まず、ダイヤフラムが流体圧を受ける構成であるため、流体圧の影響を受けやすいという問題点がある。また、ダイヤフラムを変位させる際、ダイヤフラムを大きく変形させる必要がある分、大きなエネルギーを必要とするという問題点がある。また、電磁石による吸引力を利用してダイヤフラムを双方向に往復移動させるため、大きな推力を得ることができず、応答性が低いという問題点がある。 However, the valve device described in Patent Document 1 has the following problems. First, since the diaphragm is configured to receive a fluid pressure, there is a problem that the diaphragm is easily influenced by the fluid pressure. Further, when the diaphragm is displaced, there is a problem that a large amount of energy is required because the diaphragm needs to be largely deformed. Further, since the diaphragm is reciprocated in both directions using the attractive force of the electromagnet, a large thrust cannot be obtained, and there is a problem that the response is low.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、流体圧の影響を受けにくいとともに、弁体の駆動に必要なエネルギーや応答性の面で優れたバルブ装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a valve device that is not easily affected by fluid pressure and that is excellent in terms of energy and responsiveness required for driving a valve element.
上記課題を解決するために、本発明は、永久磁石を備えた可動体と、前記永久磁石の外周側に前記可動体を駆動するコイルを備えた固定体と、流体入口および流体出口をもって前記固定体に構成された流路と、を有し、前記コイルへの通電を制御して前記流路を開閉するバルブ装置であって、前記可動体は、前記流路内に前記流路を開閉する弁体として配置され、前記固定体は、前記コイルが巻回された筒状胴部の内側が前記流路とされたコイルボビンと、前記流路が開状態となる開方向および前記流路が閉状態となる閉方向のうちの少なくとも一方に向けて前記可動体を付勢する付勢部材と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a fixed body having a movable body having a permanent magnet, a fixed body having a coil for driving the movable body on an outer peripheral side of the permanent magnet, and a fluid inlet and a fluid outlet. A valve device that opens and closes the flow path by controlling energization to the coil, and the movable body opens and closes the flow path in the flow path. Arranged as a valve body, the fixed body includes a coil bobbin in which the inside of the cylindrical body around which the coil is wound is the flow path, an opening direction in which the flow path is opened, and the flow path is closed. And an urging member that urges the movable body toward at least one of the closing directions to be in a state.
本発明では、コイルボビンにおいてコイルが巻回された筒状胴部の内側を流路として利用し、かかる流路内に、永久磁石を備えた可動体が弁体として配置されている。従って、ダイヤフラムを用いた場合と違って、断面積が小さな可動体で流体圧を受ける構成であるため、流体圧の影響を受けにくいという利点がある。また、ダイヤフラムを用いた場合と違って、弁体としての可動体を変位させればよく、弁体を変形させる必要がない分、小さなエネルギーで開閉を行なうことができる。さらに、コイルに給電し、そのときのローレンツ力によって可動体を駆動するため、大きな推力を効率良く得ることができるので、応答性に優れている。さらにまた、可動体は、付勢部材によって開方向および閉方向のうちの少なくとも一方に付勢されているため、可動体を利用しての流路の開閉に付勢部材の付勢力を利用することができるという利点がある。 In this invention, the inside of the cylindrical trunk | drum by which the coil was wound in the coil bobbin is utilized as a flow path, and the movable body provided with the permanent magnet is arrange | positioned as a valve body in this flow path. Therefore, unlike the case of using a diaphragm, the movable body having a small cross-sectional area is configured to receive the fluid pressure, and thus has an advantage of being hardly affected by the fluid pressure. Further, unlike the case where a diaphragm is used, it is sufficient to displace the movable body as the valve body, and the opening and closing can be performed with a small amount of energy because there is no need to deform the valve body. Further, since the coil is fed and the movable body is driven by the Lorentz force at that time, a large thrust can be obtained efficiently, so that the response is excellent. Furthermore, since the movable body is biased in at least one of the opening direction and the closing direction by the biasing member, the biasing force of the biasing member is used to open and close the flow path using the movable body. There is an advantage that you can.
本発明において、前記付勢部材は、例えば、前記可動体を前記閉方向に付勢するように構成される。かかる構成によれば、付勢部材の付勢力が可動体を閉方向に付勢するように作用するので、停電等の給電停止状態が発生した場合でも、流路を確実に閉状態とすることができる。 In the present invention, the biasing member is configured to bias the movable body in the closing direction, for example. According to such a configuration, the urging force of the urging member acts to urge the movable body in the closing direction, so that even when a power supply stop state such as a power failure occurs, the flow path is reliably closed. Can do.
本発明において、前記可動体は、前記付勢部材に付勢されて前記流体出口を閉状態とし、当該閉状態で前記コイルに通電したときに前記可動体に作用する推力により前記可動体が前記流体出口から離間して当該流体出口が開状態とされ、前記コイルへの通電を停止したときに前記付勢部材に付勢されて前記可動体が前記流体出口を塞いで当該流体出口が閉状態となることが好ましい。すなわち、開状態から閉状態に切り換わる際、コイルに通電せず、コイルへの通電を停止し、付勢部材の付勢力で可動体を閉方向に変位させることが好ましい。このように構成すると、コイルへの通電制御を簡素化することができる。また、給電停止時には、付勢部材の付勢力によって流路を遮断することができるので、流体が不用意に流れ続けるという事態を回避することができる。このため、流体として可燃性流体等といった危険な流体を取り扱う場合、安全性が高いという利点がある。 In the present invention, the movable body is biased by the biasing member to close the fluid outlet, and when the coil is energized in the closed state, the movable body is moved by the thrust acting on the movable body. The fluid outlet is opened after being separated from the fluid outlet, and when the energization to the coil is stopped, it is urged by the urging member so that the movable body closes the fluid outlet and the fluid outlet is closed. It is preferable that That is, when switching from the open state to the closed state, it is preferable not to energize the coil, to stop energizing the coil, and to displace the movable body in the closing direction by the urging force of the urging member. If comprised in this way, the electricity supply control to a coil can be simplified. Further, when the power supply is stopped, the flow path can be blocked by the urging force of the urging member, so that it is possible to avoid a situation where the fluid continues to flow carelessly. For this reason, when handling dangerous fluids, such as a flammable fluid, there exists an advantage that safety is high.
本発明において、前記付勢部材としては、永久磁石との間に磁気吸引力を発生させる磁性体、永久磁石との間に磁気吸引力を発生させる電磁石、バネ等を用いることができるが、前記付勢部材として、前記可動体に対して前記流体出口が位置する側で前記永久磁石との間に磁気吸引力を発生させる磁性体を用いることが好ましい。かかる構成によれば、簡素な構成で可動体を閉方向に付勢することができる。また、可動体と付勢部材との磁気吸引力を利用すれば、付勢部材としてバネを用いた場合とは反対に、付勢力が可動体と付勢部材との距離に二乗することになる。従って、可動体が流体出口を閉状態にした状態で、可動体と付勢部材との距離が最短になるので、付勢力(磁気吸引力)を最大とすることができる。また、可動体が流体出口から離間する方向に移動すれば、可動体と付勢部材との距離が長くなるので、付勢力(磁気吸引力)を小さくすることができる。それ故、可動体を開方向に移動させる際のエネルギーを低減することができ、バルブ装置の小型化を図ることができる。 In the present invention, as the urging member, a magnetic body that generates a magnetic attractive force between the permanent magnet, an electromagnet that generates a magnetic attractive force between the permanent magnet, a spring, and the like can be used. As the urging member, it is preferable to use a magnetic body that generates a magnetic attractive force between the movable body and the permanent magnet on the side where the fluid outlet is located. According to this configuration, the movable body can be urged in the closing direction with a simple configuration. If the magnetic attractive force between the movable body and the urging member is used, the urging force squares the distance between the movable body and the urging member, contrary to the case where a spring is used as the urging member. . Accordingly, since the distance between the movable body and the urging member becomes shortest when the movable body closes the fluid outlet, the urging force (magnetic attraction force) can be maximized. Further, if the movable body moves in a direction away from the fluid outlet, the distance between the movable body and the urging member becomes longer, so that the urging force (magnetic attraction force) can be reduced. Therefore, the energy for moving the movable body in the opening direction can be reduced, and the valve device can be downsized.
この場合、前記磁性体は、該磁性体と前記永久磁石との間に介在する前記固定体の一部あるいは前記可動体の一部を介して前記永久磁石との間に磁気吸引力を発生させることが好ましい。このように構成すると、永久磁石と磁性体とが接近した際、永久磁石と磁性体との間に作用する磁気吸引力が過大になることを回避することができる。従って、閉状態から開状態に移行させる際、比較的小さな電流をコイルに供給するだけでよい等の利点がある。また、永久磁石と磁性体とが接近する過程や、永久磁石と磁性体とが離間する過程において、永久磁石と磁性体が離間しているので、永久磁石と磁性体との間に作用する磁気吸引力が急激に変化することを抑制することもできる。このため、永久磁石と磁性体とが接近する際、可動体は適正なスピードをもって閉位置に移動する。また、永久磁石と磁性体とが離間する際、可動体は、付勢部材による抗力とローレンツ力とのバランスが急激に変化することなく、開方向に適正かつ安定したスピードで移動することになる。 In this case, the magnetic body generates a magnetic attractive force between the magnetic body and the permanent magnet via a part of the fixed body or a part of the movable body interposed between the magnetic body and the permanent magnet. It is preferable. If comprised in this way, when a permanent magnet and a magnetic body approach, it can avoid that the magnetic attraction force which acts between a permanent magnet and a magnetic body becomes excessive. Therefore, when shifting from the closed state to the open state, there is an advantage that only a relatively small current needs to be supplied to the coil. Further, since the permanent magnet and the magnetic body are separated in the process in which the permanent magnet and the magnetic body are close to each other and in the process in which the permanent magnet and the magnetic body are separated from each other, the magnetic force acting between the permanent magnet and the magnetic body is reduced. It is also possible to suppress a sudden change in the suction force. For this reason, when a permanent magnet and a magnetic body approach, a movable body moves to a closed position with appropriate speed. Further, when the permanent magnet and the magnetic body are separated from each other, the movable body moves at an appropriate and stable speed in the opening direction without abruptly changing the balance between the drag force by the biasing member and the Lorentz force. .
本発明において、前記固定体は、前記コイルの外周側を覆う筒状のヨークを備え、前記磁性体は、前記ヨークに固定されている構成を採用することができる。このように構成すれば、ヨークおよび磁性体によって、可動体に設けた永久磁石からの磁束の漏れを防止することができる。また、ヨークおよび磁性体によって磁路が構成されるので、磁性体による可動体の吸着を安定化することができる。さらに、磁性体をヨークに固定する構造であれば、加締めやスポット溶接によって磁性体を固定することができる。さらにまた、磁性体とヨークとを固定すれば、固定体の強度を向上することができる。 In the present invention, the fixed body may include a cylindrical yoke that covers the outer peripheral side of the coil, and the magnetic body may be fixed to the yoke. If comprised in this way, the leakage of the magnetic flux from the permanent magnet provided in the movable body can be prevented with the yoke and the magnetic body. In addition, since the magnetic path is constituted by the yoke and the magnetic body, the adsorption of the movable body by the magnetic body can be stabilized. Furthermore, if it is the structure which fixes a magnetic body to a yoke, a magnetic body can be fixed by caulking or spot welding. Furthermore, if the magnetic body and the yoke are fixed, the strength of the fixed body can be improved.
本発明において、前記流路において前記可動体に対して前記流体出口が位置する側とは反対側に前記流体入口が設けられ、前記流体出口が開状態になったとき、前記流体入口から流入した流体は、前記可動体の外周面と前記筒状胴部の内周面との間を通って前記流体出口から流出することが好ましい。このように構成すると、流体圧は、可動体を閉方向に変位させる方向に加わる。従って、流体出口を可動体で閉塞させる構成を採用した際、流体圧が可動体に対する背圧として作用するので、流入側での流体圧が高い場合でも、閉止能力が大である。 In the present invention, the fluid inlet is provided on a side of the flow path opposite to the side where the fluid outlet is located with respect to the movable body, and the fluid inlet flows into the fluid inlet when the fluid outlet is in an open state. It is preferable that the fluid flows out from the fluid outlet through between the outer peripheral surface of the movable body and the inner peripheral surface of the cylindrical body. If comprised in this way, fluid pressure will be added to the direction which displaces a movable body to a close direction. Therefore, when the configuration in which the fluid outlet is closed by the movable body is adopted, the fluid pressure acts as a back pressure against the movable body, so that the closing ability is large even when the fluid pressure on the inflow side is high.
本発明において、前記流体出口は、前記コイルボビンとは別体の管状部材に構成されていることが好ましい。このように構成すると、コイルボビンの一部として流体出口を構成する場合と比較して、流体出口の寸法に高い精度を得ることができる。 In the present invention, it is preferable that the fluid outlet is configured as a tubular member separate from the coil bobbin. If comprised in this way, the precision of the dimension of a fluid outlet can be obtained compared with the case where a fluid outlet is comprised as a part of coil bobbin.
本発明において、前記永久磁石は、前記可動体の駆動方向に沿って配列された複数の磁石片と、前記複数の磁石片において隣り合う磁石片の間に配置された磁性板と、を備え、前記コイルは、前記可動体の駆動方向に沿って複数、配列され、前記隣り合う磁石片同士は、互いに同一の極を相手方の磁石片の方に向けており、前記複数のコイルにおいて隣り合うコイル同士は、巻回方向が反対であることが好ましい。このように構成すると、永久磁石が、コイルに鎖交する磁界を効率よく形成するため、大きな推力を得ることができるという利点がある。 In the present invention, the permanent magnet includes a plurality of magnet pieces arranged along a driving direction of the movable body, and a magnetic plate disposed between adjacent magnet pieces in the plurality of magnet pieces, A plurality of the coils are arranged along the driving direction of the movable body, and the adjacent magnet pieces have the same poles facing the other magnet piece, and the adjacent coils in the plurality of coils. It is preferable that the winding directions are opposite to each other. If comprised in this way, since a permanent magnet efficiently forms the magnetic field linked to a coil, there exists an advantage that a big thrust can be obtained.
本発明において、前記流路を閉とした状態において、前記磁性板は、該磁性板の外周側に位置する前記コイルの前記駆動方向における中央部分と対向しており、前記可動体の可動範囲は、前記磁性板が前記コイルの前記中央部分と対向する位置から当該コイルの端部と対向する位置までの範囲内に設定されていることが好ましい。すなわち、可動体の可動範囲は、磁性板が、流路を閉とした状態において対向するコイルとは別のコイルと対向する位置まで移動しない範囲内に設定されていることが好ましい。磁性板がコイルの駆動方向における中央部分と対向している状態がローレンツ力による推力が最大となる状態であるため、かかる状態を閉状態とすれば、付勢部材からの付勢力が可動体に閉状態で最大となるように印加されている場合でも可動体を確実に開方向に移動させることができる。また、可動体の可動範囲を上記範囲に設定すれば、可動体の移動中、ローレンツ力による推力の向きが反転することを防止することができる。 In the present invention, in a state where the flow path is closed, the magnetic plate is opposed to a central portion in the driving direction of the coil located on the outer peripheral side of the magnetic plate, and the movable range of the movable body is The magnetic plate is preferably set within a range from a position facing the central portion of the coil to a position facing the end of the coil. That is, the movable range of the movable body is preferably set within a range in which the magnetic plate does not move to a position facing a coil different from the coil facing the magnetic plate in a state where the flow path is closed. The state in which the magnetic plate is opposed to the central portion in the coil driving direction is the state where the thrust by the Lorentz force is maximized, so if this state is closed, the urging force from the urging member is applied to the movable body. Even when the maximum voltage is applied in the closed state, the movable body can be reliably moved in the opening direction. Further, if the movable range of the movable body is set to the above range, it is possible to prevent the direction of thrust due to the Lorentz force from being reversed during the movement of the movable body.
本発明では、コイルボビンにおいてコイルが巻回された筒状胴部の内側を流路として利用し、かかる流路内に、永久磁石を備えた可動体が弁体として配置されている。従って、ダイヤフラムを用いた場合と違って、断面積が小さな可動体で流体圧を受ける構成であるため、流体圧の影響を受けにくいという利点がある。また、ダイヤフラムを用いた場合と違って、弁体としての可動体を変位させればよく、弁体を大きく変形させる必要がない分、小さなエネルギーで開閉を行なうことができる。さらに、コイルに給電し、そのときのローレンツ力によって可動体を駆動するため、大きな推力を効率よく得ることができるので、応答性に優れている。さらにまた、可動体は、付勢部材によって開方向および閉方向のうちの少なくとも一方に付勢されているため、可動体を利用しての流路の開閉に付勢部材の付勢力を利用することができるという利点がある。 In this invention, the inside of the cylindrical trunk | drum by which the coil was wound in the coil bobbin is utilized as a flow path, and the movable body provided with the permanent magnet is arrange | positioned as a valve body in this flow path. Therefore, unlike the case of using a diaphragm, the movable body having a small cross-sectional area is configured to receive the fluid pressure, and thus has an advantage of being hardly affected by the fluid pressure. Further, unlike the case where a diaphragm is used, it is sufficient to displace the movable body as the valve body, and the valve body can be opened and closed with a small amount of energy because there is no need to greatly deform the valve body. Further, since the coil is fed and the movable body is driven by the Lorentz force at that time, a large thrust can be obtained efficiently, so that the response is excellent. Furthermore, since the movable body is biased in at least one of the opening direction and the closing direction by the biasing member, the biasing force of the biasing member is used to open and close the flow path using the movable body. There is an advantage that you can.
図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明において、軸線方向の一方側は可動体が流体出口から離間して流体出口を開放する開方向、軸線方向の他方側は可動体が流体出口を閉塞させる閉方向である。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, one side in the axial direction is an opening direction in which the movable body is separated from the fluid outlet and opens the fluid outlet, and the other side in the axial direction is a closing direction in which the movable body closes the fluid outlet.
[全体構成]
図1および図2は、本発明を適用したバルブ装置の外観を示す斜視図、およびその分解斜視図である。図3は、本発明を適用したバルブ装置に用いた可動体の分解斜視図であり、図3(a)、(b)は、可動体をケースと永久磁石体とに分解した分解斜視図、および可動体をさらに細かく分解した様子を示す分解斜視図である。
[overall structure]
1 and 2 are a perspective view showing an external appearance of a valve device to which the present invention is applied, and an exploded perspective view thereof. FIG. 3 is an exploded perspective view of a movable body used in a valve device to which the present invention is applied, and FIGS. 3A and 3B are exploded perspective views in which the movable body is exploded into a case and a permanent magnet body. It is a disassembled perspective view which shows a mode that the movable body was disassembled further finely.
図1、図2および図3に示すバルブ装置1は、全体として軸状に延在した形状を備えており、軸線方向Lの一方側に設けた流入管13から他方側に設けた流出管14への流体の流れを制御する。本形態において、バルブ装置1は、流体として気体あるいは液体等の流れを制御するのに用いることができ、本形態では、液体の流れを制御するのに用いられる。かかるバルブ装置1は概ね、径寸法より大の長さ寸法をもって軸線L方向に延在する固定体2と、固定体2の内側で軸線方向Lに移動可能に設けられた可動体7とから構成されており、可動体7は弁体として利用されている。
The valve device 1 shown in FIGS. 1, 2, and 3 has a shape extending as a whole as a whole, and an
(固定体2の詳細構成)
図4は、本発明を適用したバルブ装置1の磁気的構成等を示す説明図であり、図4(a)、(b)、(c)、(d)は、固定体2側の構成を示す断面図、固定体2に用いたコイル33の結線状態を示す説明図、コイル33の別の結線状態を示す説明図、および可動体7側の構成を示す断面図である。図5は、本発明を適用したバルブ装置1の開閉動作を示す説明図であり、図5(a)、(b)は、可動体7で流体出口12を閉状態とした様子を示す説明図、および可動体7を流体出口12から離間させて開状態とした様子を示す説明図である。
(Detailed configuration of fixed body 2)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a magnetic configuration and the like of the valve device 1 to which the present invention is applied. FIGS. 4 (a), (b), (c), and (d) show the configuration on the fixed
図2、図4(a)および図5に示すように、固定体2は、ケースとして用いられる円筒状のヨーク4と、ヨーク4の内側に装着される円筒状のコイルボビン31と、コイルボビン31の他方側の端部にOリング状のゴムパッキン21を介して取り付けられる非磁性の管状部材23と、管状部材23をコイルボビン31の他方側端部との間に保持するようにヨーク4に固定される円板状の磁性体25とを有している。コイルボビン31は樹脂製である。固定体2において、コイルボビン31にはコイル33が巻回されており、コイルボビン31およびコイル33によってコイル巻回体3が構成されている。また、コイル巻回体3(コイル33およびコイルボビン31)およびヨーク4によって、ステータ5が構成されている。
As shown in FIG. 2, FIG. 4A and FIG. 5, the fixed
コイルボビン31は、軸線方向Lに延在する筒状胴部310と、筒状胴部310の外周面で拡径する6つのフランジ部32(フランジ部321〜326)とを備えている。本形態において、筒状胴部310は円筒状であり、フランジ部32は円環状である。コイルボビン31において、6つのフランジ部32で挟まれた5つの空間は、コイル33が巻回されるコイル巻回部として利用されている。5つのコイル巻回部のうち、軸線方向Lの両側に位置する2つのコイル巻回部は、軸線方向Lの寸法が互い同一であるが、軸線方向Lの内側に位置する3つのコイル巻回部に比して軸線方向Lの寸法が小さい。なお、軸線方向Lの内側に位置する3つのコイル巻回部は、軸線方向Lの寸法が互いに同一である。このため、5つのコイル巻回部に巻回された5つのコイル33(コイル331〜335)のうち、軸線方向Lの両側のコイル巻回部に巻回された2つのコイル331、335は、巻回数が互いに等しいが、軸線方向Lの内側のコイル巻回部に巻回された3つのコイル332〜334に比して巻回数が少ない。なお、軸線方向Lの内側に位置する3つのコイル332〜334は、巻回数が互いに等しい。
The
フランジ部32の外周部には、コイル33を位置決めするためのU字形状の溝320が形成されており、かかる溝320は、軸線方向Lで隣り合うコイル巻回部をコイル33が通過する際のコイル通過部として利用されているとともに、コイル33の巻回方向を反転させる際の引っ掛かり部として利用されている。かかる溝320の深さや幅寸法は、コイル33の外径寸法以上に設定されていることが好ましく、かかる構成を採用すれば、コイル33がフランジ部32からはみ出すことがないという利点がある。
A
また、6つのフランジ部32のうち、軸線方向Lの他方側に位置するフランジ部321は、他のフランジ部322〜326に比較して肉厚に形成されており、フランジ部321において、軸線を挟んで相対向する個所には2本の端子38、39を各々保持する端子部34、35が形成されている。
Of the six flange portions 32, the flange portion 321 located on the other side in the axial direction L is formed thicker than the other flange portions 322 to 326.
ここで、コイルボビン31に巻回された5つのコイル33は、隣り合うコイル33同士の巻回方向が逆である。また、5つのコイル33は、例えば、図4(b)に示すように、2本の端子38、39に対して直列に電気的に接続される。あるいは、図4(c)に示すように、軸線方向Lの内側に位置する3つのコイル332〜324を並列に電気的に接続し、それらの接続部分に対して、軸線方向Lの両側のコイル331、335を直列に電気的に接続した構成を採用してもよい。
Here, as for the five
再び図2、図4(a)および図5において、コイルボビン31の筒状胴部310の内側は流路10として利用されており、コイルボビン31の一方側端部には、コイル巻回部の側からみて、軸線方向Lの他方側に向かって縮径する段付き部分318、および筒状胴部310よりも小径の流入管13がこの順に形成されている。かかる流入管13の内部には、図4(a)および図5に示すように、流路10に連通する流体入口11が構成されている。コイルボビン31の内部において、流路10の一方側端部には、周方向の複数個所に突状部37が形成されており、かかる突状部37は、可動体7が軸線方向Lの一方側(開方向)に変位した際のストッパとして機能し、この状態で、流入管13から流入した流体は、突状部37の間を通って流路10に流れ込む。すなわち、突状部37は、可動体7が軸線方向Lの一方側(開方向)に変位した際、流体入口11を塞いで流体の流れを止めることを阻止するストッパとして機能する。
2, 4 (a), and 5 again, the inside of the
コイルボビン31の他方側端部は、コイルボビン31の内径寸法と同一の内径を有する開口部になっており、かかる端部にはゴムパッキン21を介して管状部材23が取り付けられている。
The other end of the
管状部材23は、円板状のフランジ部231と、フランジ部231の中央から軸線方向Lの他方側に向けて起立する流出管14とを備えており、管状部材23には、フランジ部231および流出管14を軸線方向Lで貫通するように開口部230が形成されている。かかる管状部材23において、図4(a)に示すように、開口部230の一方側端部は、流路10に連通する流体出口12になっている。本形態において、流体出口12の開口寸法は、流体入口11の開口寸法よりも小に設定されている。管状部材23において、フランジ部231の下面側では、流体出口12の周りに環状凹部236が形成されており、かかる環状凹部236の形成によって、流体出口12の開口縁は環状の突条部235になっている。このため、後述する可動体7の平坦な端部で流体出口12を塞ぐ際、流体出口12を確実に閉塞させることができるという利点がある。また、流体出口12の開口寸法および流体出口12の外周縁の周長を小さくした分、可動体7の平坦な端部によって流体出口12を閉状態にする際、可動体7に加える荷重を小さくすることができるという利点がある。
The
また、管状部材23において、フランジ部231の下面の外周側には、環状段部233が形成されており、かかる環状段部233は、コイルボビン31の開口部に形成された環状段部313に係合して管状部材23の軸線方向Lの位置を規定する位置決め部として機能し、管状部材23が軸線方向Lの一方側に向けて移動するのを阻止している。
In the
図2に示すように、磁性体25の中央には流出管14が貫通する穴250が形成されているとともに、磁性体25の外周部分には、周方向の4個所に半径方向外側に突出する連結部253が形成されており、周方向で隣り合う連結部253で挟まれた領域は小径部255になっている。これに対して、ヨーク4の他方側端部の開口縁には、周方向の4個所に切り欠き41が形成されており、かかる切り欠き41に磁性体25の連結部253が嵌るようになっている。このため、磁性体25の周方向の位置決めを行なうことができる。また、ヨーク4の開口縁では、4つの切り欠き41で挟まれた4個所には軸線方向Lに突出した円弧状の突板部42が形成されており、かかる突板部42において半径方向内側に屈曲した円弧部の内周面に磁性体25の小径部255の外周面が当接するようになっている。
As shown in FIG. 2, a
このような連結部253、小径部255、切り欠き41および突板部42を利用して、ヨーク4の端部に磁性体25を固定する際、ヨーク4の内側にコイル33を巻回したコイルボビン31を配置した後、コイルボビン31の端部に形成された環状段部313にゴムパッキン21を嵌め、この状態で管状部材23のフランジ部213の環状段部233をコイルボビン31の環状段部313に重ねておく。また、コイルボビン31の内側には、可動体7を配置しておく。そして、磁性体25をヨーク4の端部に重ね、加締、スポット溶接、接着等の方法で、磁性体25をヨーク4の端部に固定すると、ゴムパッキン21は、コイルボビン31の開口縁と管状部材23のフランジ部231との間で変形し液密を確保することになる。このようにして、本形態では、磁性体25とコイルボビン31との間で管状部材23のフランジ部231を保持するとともに、フランジ部231の外周部分とコイルボビン31の開口部の内周面との間をゴムパッキン21で密閉した構造が採用されている。なお、ゴムパッキン21で液密を確保する際、軸線方向で封止する構成の他、半径方向で封止する構成を採用することもできる。
The
また、ヨーク4に形成した4つの切り欠き41のうち、相対向する2つの切り欠きは、軸線方向Lの長さ寸法が磁性体25の厚さ寸法よりかなり大になっており、コイルボビン31に設けた端子台34、35を切り欠き41を介して外部に引き出すことが可能である。
Of the four
(可動体7の構成)
図2、図3、図4(d)および図5において、可動体7は、径寸法より大の長さ寸法をもって軸線方向Lに延在する軸状であり、可動体7の外径寸法は、コイルボビン31の筒状胴部310の内径寸法よりもわずかだけ小になっている。可動体7の外周面は、ステンレス製(SUS304)のパイプ71からなり、パイプ71の内側には、軸線方向Lに延在する永久磁石体72が収容されている。本形態において、永久磁石体72は、軸線方向Lに配列された4つの円柱状の磁石片73(磁石片731〜734/永久磁石)と、軸線方向Lで隣り合う磁石片73の間に各々配置された3枚の円板状の磁性板74(磁性板742〜744)と、永久磁石体72の軸線方向Lの両端部の各々に配置された2枚の円板状の磁性板74(磁性板741、745)とを備えており、磁石片73(磁石片731〜734)、および磁性板74(磁性板741〜745)の外径寸法は互いに同一である。ここで、磁石片73の間に配置された3枚の円板状の磁性板742〜744は、厚さ寸法は互いに同一であるが、両端に配置された磁性板741、745よりも厚さ寸法が大である。なお、両端に配置された2枚の円板状の磁性板741、745は、厚さ寸法は互いに同一である。
(Configuration of movable body 7)
2, 3, 4 (d) and 5, the
また、永久磁石体72の軸線方向Lの両端には各々、ステンレス製(SUS304)の板状スペーサ76、77が配置されている。かかる板状スペーサ76、77、磁石片73、および磁性板74をパイプ71と一体化させて可動体7を構成するには、パイプ71の内側で板状スペーサ76、磁性板745、磁石片734、磁性板744、磁石片733、磁性板743、磁石片732、磁性板742、磁石片731、磁性板741、および板状スペーサ77を順次重ねるように配置した後、パイプ71の両端部を内側に加締めることにより、可動体7が構成される。かかる構成によれば、流体は、ステンレス製(SUS304)のパイプ71や板状スペーサ76、77と接することはあっても、磁石片73と接することがない。なお、パイプ71や板状スペーサ76、77に対しては、流体と接した際の防錆や、金属イオンの流出を防止するための表面処理やコーティングが施されている構成を採用してもよい。また、パイプ71や板状スペーサ76、77については樹脂製のものを用いてもよい。
Further, plate-
本形態において、可動体7は、流体出口12を開閉する弁体として利用される。このため、可動体7において、軸線方向Lの他方側の端部には、円形のゴムシート70が接着等の方法で取り付けられており、かかるゴムシート70は、後述するように、流体出口12を閉状態にする際、流体出口12の開口縁(突条部235)に当接し、流体出口12を閉状態とする。
In this embodiment, the
このように構成した可動体7の永久磁石体72において、隣り合う磁石片73は、互いに同一の極を相手方の磁石片73の方に向けている。このため、永久磁石体72では、磁性板74が位置する個所から磁力線が集中して出ることになる。また、図5に示すように、コイルボビン31に巻回したコイル33は、コイルボビン31の筒状胴部310を介して可動体7の外周側に対向する。この状態で、コイル33の軸線方向Lの略中央部分が、永久磁石体72に用いた磁石体72の両端部に対して外周側で対向する位置にある。言い換えれば、永久磁石体72に用いた磁性板74は、コイル33の軸線方向Lの略中央部分に対して対向する状態にあり、永久磁石体72は、コイル33に鎖交する磁界を効率よく発生させることになる。
In the
特に本形態では、軸線方向Lの両端部で巻回した2つのコイル331、335の軸線方向Lの寸法を、軸線方向Lの内側で巻回した3つのコイル332〜334の軸線方向Lの寸法よりも短くしてある。より具体的には、軸線方向Lの両端部で巻回した2つのコイル331、335の軸線方向Lの寸法を、軸線方向Lの内側で巻回した3つのコイル332〜334の軸線方向Lの寸法の1/2倍にしてある。このため、また、永久磁石体72において、軸線方向Lの両側に位置する磁石片731、734については、軸線方向Lの内側に位置する磁石片732、733よりも軸線方向Lの寸法を短くしてあり、磁石片731、734の軸線方向Lの寸法は、磁石片732、733の軸線方向Lの寸法の1/2倍である。このため、5つのコイル33はいずれも、軸線方向Lの略中央部分が、永久磁石体72において磁力線が集中する個所に位置することになる。また、本形態では、軸線方向Lの両端に位置するコイル33および磁石片73の寸法を軸線方向Lの内側に位置するコイル33および磁石片73の寸法よりも短くしてあるため、全体を同一の寸法にした場合よりも全長を短くしたにもかかわらず、略同等の推力を得ることができる。
In particular, in this embodiment, the dimensions in the axial direction L of the two
本形態において、固定体2には、可動体7に対して軸線方向Lの他方側(閉方向)に磁性体25が設けられており、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間に作用する磁気的な吸引力によって、可動体7は常に軸線方向Lの他方側(閉方向)に付勢された状態にある。ここで、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間には、固定体2の一部としての管状部材23のフランジ部231と、可動体7の一部としてのゴムシート70とが介在する。
In this embodiment, the fixed
(動作)
図6は、本発明を適用したバルブ装置1において開閉動作を行なう際に可動体7に加わる力を示す説明図であり、図6(a)、(b)、(c)は、閉状態の説明図、閉状態から開状態に移行する際の説明図、および開状態から閉状態に移行する際の説明図である。なお、図6は、可動体7に加わる力を示す模式的に示してあるため、各部材の形状等については簡略化してある。
(Operation)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the force applied to the
図5(a)および図6(a)に示すように、本形態のバルブ装置1では、可動体7が軸線方向Lの他方側に位置して、流体出口12を可動体7のゴムシート70が塞いだ状態が閉状態(遮断状態)である。この状態では、図6(a)に示すように、可動体7には、磁性体25と可動体7の永久磁石体72との間に磁気的な吸引力(矢印F1で示す)と、流体圧に起因する背圧(矢印F3で示す)が作用している。従って、コイル33に通電しなくても、図6(a)および図5(a)に示す閉状態が維持される。ここで、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間には、固定体2の一部としての管状部材23のフランジ部と、可動体7の一部としてのゴムシート70とが介在する。従って、可動体7の永久磁石体72と磁性体25とは、直接接触せず、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間では、固定体2の一部としての管状部材23のフランジ部231と、可動体7の一部としてのゴムシート70が当接した状態にある。
As shown in FIGS. 5A and 6A, in the valve device 1 of the present embodiment, the
次に、図5(a)および図6(a)に示す状態で、コイル33に通電すると、可動体7には、図6(b)に示すように、ローレンツ力によって軸線方向Lの一方側(開方向)に向かう推力(矢印F2で示す)が加わる。従って、可動体7が磁性体25と可動体7の永久磁石体72との磁気的な吸引力と背圧とに抗して軸線方向Lの一方側に変位する結果、図5(b)および図6(b)に示すように、可動体7のゴムシート70が流体出口12から離間する。かかる状態が開状態である。かかる開状態において、可動体7の一方側端部は、図5(b)に示すように、コイルボビン31の内部(流路10)に形成された突状部37に当接し、あるいは当接せずに開状態となりバランスして停止する。この状態で、流入管13から流入した流体は、矢印LLで示すように、流体入口11および突状部37の間を通って流路10(可動体7の外周面とコイルボビン31の筒状胴部310との間)に流れ込み、流体出口12を通って流出管14から流出する。
Next, when the
次に、図5(b)および図6(b)に示す状態で、コイル33への通電を停止すると、図6(c)に示すように、可動体7には、磁性体25と可動体7の永久磁石体72との間に磁気的な吸引力(矢印F1で示す)と、流体圧に起因する背圧(矢印F3で示す)が作用する。従って、可動体7は、軸線方向Lの他方側に変位し、図5(a)および図6(a)に示すように、可動体7のゴムシート70が流体出口12を塞いだ閉状態(遮断状態)に戻る。従って、流体の流れが遮断される。
Next, when energization to the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のバルブ装置1では、コイルボビン31においてコイル33が巻回された筒状胴部310の内側を流路10として利用し、かかる流路10内に、永久磁石体72を備えた可動体7が弁体として配置されている。また、固定体2は、可動体7を流体出口12に向けて付勢して可動体7の端部(ゴムシート70)で流体出口12を閉塞させる磁性体25を付勢部材として備えている。また、閉状態でコイル33に通電したときに可動体7に作用する推力により可動体7が流体出口12から離間して流体出口12が開状態とされる。従って、ダイヤフラムを用いた場合と違って、断面積が小さな可動体7で流体圧を受ける構成であるため、高圧や負圧が加わったときの閉止能力に優れている等、流体圧の影響を受けにくい。また、ダイヤフラムを用いた場合と違って、弁体としての可動体7を変位させればよく、弁体を変形させる必要がない分、小さなエネルギーで開閉を行なうことができる。さらに、閉状態から開状態に移行するときにコイル33に給電し、そのときのローレンツ力によって可動体7を駆動する。このため、効率良く大きな推力を得ることができるので、応答性に優れている。
(Main effects of this form)
As described above, in the valve device 1 of the present embodiment, the inner side of the
また、可動体7は、磁性体25(付勢部材)によって閉方向に付勢されているため、開状態で停電等の給電停止状態になったときには自動的に閉状態に切り換わるという利点がある。それ故、流体が不用意に流れ続けるという事態を回避することができるので、流体として可燃性流体等といった危険な流体を取り扱う場合、安全性が高いという利点がある。
In addition, since the
また、可動体7を開位置から閉位置に変位させる際、可動体7を閉位置から開位置に変位させるときと逆方向の電流をコイル33に通電してもよいが、本形態では、コイル33への通電を停止し、磁性体25による付勢力によって、可動体7を閉位置に変位させる。このため、コイル33への通電制御を簡素化することができる。
Further, when the
また、付勢部材としては、永久磁石体72との間に磁気吸引力を発生させる電磁石や、バネ等を用いることができるが、本形態では、付勢部材として、可動体7に対して流体出口12が位置する側で永久磁石体72との間に磁気吸引力を発生させる磁性体25を用いているため、簡素な構成で可動体7を閉方向に付勢することができる。また、可動体7に設けた永久磁石体72と、磁性体25(付勢部材)との磁気吸引力を利用しているので、付勢部材としてバネを用いた場合とは反対に、付勢力が可動体7の永久磁石体72と、磁性体25(付勢部材)との距離に二乗することになる。従って、可動体7が流体出口12を閉状態にした状態で、可動体7と磁性体25との距離が最短になるので、付勢力(磁気吸引力)を最大とすることができる。また、可動体7が流体出口12から離間する方向に移動すれば、可動体7と磁性体25との距離が長くなるので、付勢力(磁気吸引力)を小さくすることができる。それ故、可動体7を開方向に移動させる際のエネルギーを低減することができ、バルブ装置1の小型化を図ることができる。
In addition, as the biasing member, an electromagnet that generates a magnetic attractive force between the
しかも、磁性体25は流路10の外側に設けられているため、磁性体25は流体と接触しない。このため、流路10の内側に磁性体25を設けた場合と比較して、流路10内での圧力損失を低減することができる。また、磁性体25が流体と接触しないので、磁性体25に対して防錆等のための表面処理やコーティングを行なわなくても、磁性体25が流体に侵されることがない。
In addition, since the
また、本形態では、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間には、固定体2の一部としての管状部材23のフランジ部231と、可動体7の一部としてのゴムシート70とが介在し、かかるフランジ部231とゴムシート70とが当接するので、確実に流路10を閉止できる。また、ゴムシート70が介在しているため、可動体7が当接時に衝撃を吸収して動作音が低減できる。
In this embodiment, between the
さらに、可動体7の永久磁石体72と磁性体25とが直接接することがないため、永久磁石体72と磁性体25との間に作用する磁気吸引力が過大になることを回避することができ、規定の閉止力を得ることができる。従って、閉状態から開状態に移行する際、比較的小さな電流をコイル33に供給するだけでよい等の利点がある。また、可動体7の永久磁石体72と磁性体25とが接近する過程や、可動体7の永久磁石体72と磁性体25とが離間する過程において、永久磁石体72と磁性体25との間に作用する磁気吸引力が急激に変化することを抑制することもできる。このため、永久磁石体72と磁性体25とが接近する際、可動体7は適正なスピードをもって閉位置に移動する。また、永久磁石体72と磁性体25とが離間する際、可動体25は、磁性体25との間に作用する付勢力による抗力とローレンツ力とのバランスが急激に変化することなく、開方向に適正かつ安定したスピードで移動することになる。
Furthermore, since the
また、本形態において、固定体2では、コイル33の外周側を覆う筒状のヨーク4を備え、磁性体25は、ヨーク4に固定されている。このため、ヨーク4および磁性体25によって、可動体7に設けた永久磁石体からの磁束の漏れを防止することができる。また、ヨーク4および磁性体25によって磁路が構成されるので、磁性体25による可動体7の吸着を安定化することができる。さらに、磁性体25をヨーク4に固定する構造であれば、加締めやスポット溶接によって磁性体25を固定することができる。さらにまた、磁性体25とヨーク4とを固定すれば、固定体2の強度を向上することができる。
In the present embodiment, the fixed
さらに、本形態では、流路10において可動体7に対して流体出口12が位置する側とは反対側に流体入口11が設けられ、流体出口12が開状態になったとき、流体入口11から流入した流体は、可動体7の外周面とコイルボビン31の筒状胴部310の内周面との間を通って流体出口12から流出するようになっている。このため、流体圧は、可動体7を閉方向に変位させる方向の背圧として可動体7に加わる。従って、高圧の流体を扱うにあたって、流体出口12を可動体7で閉塞させる構成を採用した場合でも、流体圧が可動体7に対する背圧として作用するので、流入側での流体圧が高い場合でも、流体出口12に対する閉止能力が大である。
Furthermore, in this embodiment, the
さらにまた、流体出口12は、コイルボビン31とは別体の管状部材23に構成されている。このため、コイルボビン31の一部として流体出口12を構成する場合と比較して、流体出口12の寸法に高い精度を得ることができる。すなわち、コイルボビン31を樹脂成形により製造する際、流体出口12を同時形成すると、樹脂の収縮等の影響で流体出口12の開口寸法の精度が低下するおそれがあるが、本形態によれば、流体出口12がコイルボビン31とは別体の管状部材23に構成されているため、成形精度に影響されずに、流体出口12の寸法に高い精度を得ることができる。従って、可動体7の外周の流路圧力損失については、流体出口12の圧力損失より小さくなるように確実に設定することができる。
Furthermore, the
また、本形態において、永久磁石体72は、可動体7の駆動方向に沿って配列された複数の磁石片73(永久磁石)と、複数の磁石片73において隣り合う磁石片73の間に配置された磁性板74とを備え、隣り合う磁石片73は、互いに同一の極を相手方の磁石片73の方に向けている。このため、永久磁石体72が、コイル33に鎖交する磁界を効率よく形成するため、大きな推力を得ることができるという利点がある。
Further, in this embodiment, the
さらに、流路10を閉とした状態において、可動体7側の磁性板74は、磁性板74の外周側に位置するコイル33の駆動方向における中央部分と対向しており、かかる状態は、ローレンツ力による推力が最大となる状態である。このため、磁性体25による付勢力が可動体7に閉状態で最大となるように印加されている場合でも可動体7を確実に開方向に移動させることができる。また、可動体7の可動範囲は、磁性板74がコイル33の中央部分と対向する位置からコイル33の端部と対向する位置までの範囲内に設定されている。すなわち、可動体7の可動範囲は、磁性板74が、流路10を閉とした状態において対向するコイル33とは別のコイルと対向する位置まで移動しない範囲内に設定されている。従って、コイル33に通電して可動体7を移動させている過程でローレンツ力による推力の向きが反転することを防止することができる。
Further, in a state where the
[別の実施の形態1]
図7は、本発明の別の形態に係るバルブ装置1に構成した流体出口12の説明図であり、図7(a)、(b)は、管状部材23の開口部にオリフィス120を取り付けた様子を示す説明図、および管状部材23の開口部にオリフィス120を取り付ける前の様子を示す説明図である。なお、本形態の基本的な部分は、図1〜図6を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Another embodiment 1]
FIG. 7 is an explanatory view of the
図5等を参照して説明したように、前記した形態では、管状部材23を軸線方向Lに貫通する開口部によって流体出口12を構成したが、図7に示すように、開口内に装着されたステンレス製のオリフィス120により流体出口12を構成してもよい。より具体的には、図7(a)、(b)に示すように、管状部材23を軸線方向Lに貫通する開口部230内に細い管からなるオリフィス120を装着し、かかるオリフィス120の端部により流体出口12を構成してもよい。かかる構成によれば、流体出口12の寸法により高い精度を得ることができる。この場合も、オリフィス120の端部を管状部材23から僅かに突出させれば、可動体7のゴムシート70によって流体出口12を確実に閉塞させることができる。
As described with reference to FIG. 5 and the like, in the above-described form, the
[別の実施の形態2]
図8は、本発明の別の形態に係るバルブ装置1において固定体2にガイド用突起を設けた様子を示す説明図である。なお、本形態の基本的な部分は、図1〜図6を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Another embodiment 2]
FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which a guide projection is provided on the fixed
図8に示すように、本形態で用いたコイルボビン31の筒状胴部310の内周面には、半径方向内側に突出して軸線方向Lに延在する突条部311が周方向の複数個所に形成されており、かかる突条部311は、図2等を参照して説明した可動体7の外周面を支持するようになっている。このため、可動体7の傾きを防止することができるとともに、コイルボビン31の筒状胴部310の内周面と、可動体7の外周面との間に流体が通る流路10を十分に広い断面積で確保することができる。
As shown in FIG. 8, on the inner peripheral surface of the
[別の実施の形態3]
図9は、本発明の別の形態に係るバルブ装置1において付勢部材としてバネを用いた場合の説明図である。なお、本形態の基本的な部分は、図1〜図6を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Another embodiment 3]
FIG. 9 is an explanatory view when a spring is used as the biasing member in the valve device 1 according to another embodiment of the present invention. In addition, since the fundamental part of this form is the same as that of the form demonstrated with reference to FIGS. 1-6, it attaches and shows the same code | symbol to a common part, and abbreviate | omits those description .
図1〜図6を参照して説明した形態では、可動体7を閉方向に付勢する付勢部材として、可動体7の永久磁石体72との間に磁気的吸引力を発生させる磁性体25を用いたが、図9に示すように、本形態では、可動体7の他方側端部とコイルボビン31の底部との間にコイルバネからなるバネ26を付勢部材として設け、かかるバネ26によって、可動体7を閉方向に付勢する。この場合、バネ26の付勢力と併用して、可動体7の永久磁石体72と磁性体25との間に作用する磁気的吸引力を利用してもよい。また、図9に示すように、磁性体25に代えて、非磁性材料からなるキャップ29を用い、バネ26の付勢力のみによって、可動体7を閉方向に付勢してもよい。
In the form described with reference to FIGS. 1 to 6, a magnetic body that generates a magnetic attractive force between the
[別の実施の形態4]
図10は、本発明の別の形態に係るバルブ装置1に構成した磁気駆動機構の説明図である。なお、本形態の基本的な部分は、図1〜図6を参照して説明した形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
[Another embodiment 4]
FIG. 10 is an explanatory diagram of a magnetic drive mechanism configured in a valve device 1 according to another embodiment of the present invention. In addition, since the fundamental part of this form is the same as that of the form demonstrated with reference to FIGS. 1-6, it attaches and shows the same code | symbol to a common part, and abbreviate | omits those description .
図1〜図6を参照して説明した形態では、4つの磁石片73と5つのコイル33とを用いたが、磁石片73およびコイル33の数に上記形態に限定されず、例えば、図10に示すように、2つの磁石片73と3つのコイル33とを用いてもよい。
Although the four
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、可動体7を閉方向に付勢する付勢部材として、可動体7の永久磁石体72との間に磁気的吸引力を発生させる磁性体25や、バネ26を例示したが、可動体7に対して軸線方向Lの一方側あるいは他方側に電磁石や永久磁石等の磁石を配置し、かかる電磁石や永久磁石によって、可動体7を閉方向に付勢してもよい。この場合、付勢部材として電磁石を用いた場合、停電等の給電停止状態になった時には、電磁石に用いた鉄芯と可動体7の永久磁石体72との間に発生する磁気的吸引力を利用することができる。さらに、電磁石や永久磁石等の磁石と磁性体25とを併用する等、磁性体25、バネ26、電磁石や永久磁石等の磁石からなる付勢部材を2種以上用いることにより、1種類の付勢部材で不足する付勢力を補ってもよい。
[Other embodiments]
In the said embodiment, the
上記実施の形態では、可動体7に対して軸線方向Lの両側に流体入口11と流体出口12を設けたが、可動体7に対して軸線方向Lの一方側に流体入口11および流体出口12の双方を設けてもよく、この場合、可動体7を軸線方向Lの一方側に駆動した際、流体出口12の側のみを可動体7によって塞ぐように構成すればよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、コイルボビン31や可動体7が横断面円形に構成されていたが、コイルボビン31や可動体7が横断面矩形に構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、磁性体25やバネ26等の付勢部材によって可動体7を閉方向に付勢したが、付勢部材によって可動体7を開方向に付勢してもよい。かかる構成の場合、停電等の給電停止時、流路10は開状態に保持されることになる。さらに、磁性体25やバネ26等の付勢部材を可動体7の閉方向および開方向の双方に設け、これらの付勢部材のうち、一方の付勢部材によって可動体7を閉方向に付勢するとともに、他方の付勢部材によって可動体7を開方向に付勢する構成を採用してよい。かかる構成の場合、コイル33への給電を停止した状態で、流路10を閉状態に保持することができるとともに、流路10を開状態に保持することもできる。
In the above embodiment, the
1 バルブ装置
2 固定体
7 可動体
10 流路
11 流体入口
12 流体出口
25 磁性体(付勢部材)
26 バネ(付勢部材)
31 コイルボビン
33 コイル
72 永久磁石体
73 磁石片
74 磁性板
310 筒状胴部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
26 Spring (biasing member)
31
Claims (10)
前記可動体は、前記流路内に前記流路を開閉する弁体として配置され、
前記固定体は、前記コイルが巻回された筒状胴部の内側が前記流路とされたコイルボビンと、前記流路が開状態となる開方向および前記流路が閉状態となる閉方向のうちの少なくとも一方に向けて前記可動体を付勢する付勢部材と、を備えていることを特徴とするバルブ装置。 A movable body having a permanent magnet, a fixed body having a coil for driving the movable body on an outer peripheral side of the permanent magnet, and a flow path configured in the fixed body with a fluid inlet and a fluid outlet. , A valve device for controlling energization to the coil to open and close the flow path,
The movable body is arranged as a valve body for opening and closing the flow path in the flow path,
The fixed body includes a coil bobbin in which the inside of the cylindrical body around which the coil is wound is the flow path, an open direction in which the flow path is in an open state, and a close direction in which the flow path is in a closed state. And a biasing member that biases the movable body toward at least one of them.
当該閉状態で前記コイルに通電したときに前記可動体に作用する推力により前記可動体が前記流体出口から離間して当該流体出口が開状態とされ、
前記コイルへの通電を停止したときに前記付勢部材に付勢されて前記可動体が前記流体出口を塞いで当該流体出口が閉状態となることを特徴とする請求項2に記載のバルブ装置。 The movable body is urged by the urging member to close the fluid outlet,
When the coil is energized in the closed state, the movable body is separated from the fluid outlet by the thrust acting on the movable body, and the fluid outlet is opened.
3. The valve device according to claim 2, wherein when the energization to the coil is stopped, the valve is biased by the biasing member, the movable body closes the fluid outlet, and the fluid outlet is closed. .
前記磁性体は、前記ヨークに固定されていることを特徴とする請求項4または5に記載のバルブ装置。 The fixed body includes a cylindrical yoke that covers an outer peripheral side of the coil,
The valve device according to claim 4 or 5, wherein the magnetic body is fixed to the yoke.
前記流体出口が開状態になったとき、前記流体入口から流入した流体は、前記可動体の外周面と前記筒状胴部の内周面との間を通って前記流体出口から流出することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のバルブ装置。 The fluid inlet is provided on the side of the flow path opposite to the side where the fluid outlet is located with respect to the movable body;
When the fluid outlet is in an open state, the fluid flowing in from the fluid inlet flows out from the fluid outlet through between the outer peripheral surface of the movable body and the inner peripheral surface of the cylindrical body. The valve device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
前記コイルは、前記可動体の駆動方向に沿って複数、配列され、
前記隣り合う磁石片同士は、互いに同一の極を相手方の磁石片の方に向けており、
前記複数のコイルにおいて隣り合うコイル同士は、巻回方向が反対であることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のバルブ装置。 The permanent magnet includes a plurality of magnet pieces arranged along the driving direction of the movable body, and a magnetic plate disposed between adjacent magnet pieces in the plurality of magnet pieces,
A plurality of the coils are arranged along the driving direction of the movable body,
The adjacent magnet pieces are facing the same pole toward the other magnet piece,
The valve device according to any one of claims 1 to 8, wherein adjacent coils in the plurality of coils have opposite winding directions.
前記可動体の可動範囲は、前記流路を閉とした状態において前記磁性板が前記コイルの前記中央部分と対向する位置から当該コイルの端部と対向する位置までの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項9に記載のバルブ装置。 In a state where the flow path is closed, the magnetic plate is opposed to a central portion in the driving direction of the coil located on the outer peripheral side of the magnetic plate,
The movable range of the movable body is set within a range from a position where the magnetic plate is opposed to the central portion of the coil to a position where the magnetic plate is opposed to an end of the coil in a state where the flow path is closed. The valve device according to claim 9.
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