JP2534801Y2

JP2534801Y2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP2534801Y2
Application number: JP1990050093U
Authority: JP
Inventors: 正樹小木曽; 敬秀川村; 尚志安川
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2005-05-14
Also published as: JPH048876U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は電磁弁に関し、特に、直流ソレノイド操作部
を備えた電磁弁などに適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、電磁弁の直流ソレノイド操作部21として、
第８図に示すように、ボビン22に巻回した励磁用コイル
23の外側に磁路を形成する磁気フレーム24が設けられて
いるとともに、前記ボビン22の軸孔25に固定鉄心26と可
動鉄心27とが軸方向に沿って互いに対向して配設され、
通電時に可動鉄心27が固定鉄心26に吸着され、この固定
鉄心26に吸着された可動鉄心27が非通電時にリターンス
プリング28の付勢力によって固定鉄心26から離反されて
作動される構造が知られている。

また、第10図に示すように、固定鉄心26と可動鉄心27
との対向面の一方に、オーバスプリング用の挿着孔29が
形成され、この挿着孔29にオーバスプリング30が設けら
れている構造が知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、第９図は、前記した第８図に示すソレノイ
ド操作部21において可動鉄心27に加わる力の関係を示し
ている。

この第９図によれば、通電によるソレノイドの吸引力
Fsは、可動鉄心27のストロークＬに対して非線形であ
り、そのストロークＬが小さくなるに従い急激に増加す
る。

一方、通電停止時に可動鉄心27を元位置に復帰させる
ためのリターンスプリング28の反発力は、ストロークＬ
に対して線形である。

このため、可動鉄心27が固定鉄心26に吸着される瞬間
に、可動鉄心27と固定鉄心26との対向面には、過大な力
（F_SE−F_HE）が加わり衝撃力となる。

そして、この衝撃力により可動鉄心27と固定鉄心26と
の対向面の磨耗などが著しく、電磁弁の超寿命化が妨げ
られている。

また、通電停止時に、リターンスプリング28の反発力
が不十分で、可動鉄心27の復帰動作の迅速化が妨げられ
ている。

従来、このような問題点を解決するために、第10図に
示すようなソレノイド操作部21が知られている。

第11図は、その第10図に示すソレノイド操作部21にお
いて可動鉄心27に加わる力の関係を示している。

この第11図に示すように、第10図に示すソレノイド操
作部21においては、オーバスプリング30の付勢力によ
り、通電吸着時における合成反発力F_HE＝F_RE＋F_OEとな
り、衝撃に係る力（F_SE−F_HE）が第８図に示すソレノイ
ド操作部21に比べ、小さくなる。

しかしながら、この第10図に示すソレノイド操作部21
においては、可動鉄心27と固定鉄心26との対向面の一方
にオーバスプリング用の挿着孔29が形成されるため、ソ
レノイドとしての磁気吸引面積が減少する。

特に、固定鉄心26からの離反時の可動鉄心27の元位置
における磁気吸引力F_SSが小さくなり、通電開始時の作
動などに問題点が生じる。

また、オーバスプリング用の挿着孔29を形成するた
め、加工上の問題点も生じる。

本考案の目的は、作動の高性能化，長寿命化，製作上
の容易化を図ることができる電磁弁を提供することにあ
る。

本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される考案のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本考案の電磁弁の構造は、励磁用コイルの
軸芯上に形成された軸孔に、固定鉄心と可動鉄心とが軸
方向に沿って互いに対向して配設され、通電時に可動鉄
心が固定鉄心に吸着され、この固定鉄心に吸着された可
動鉄心が非通電時にリターンスプリングの付勢力によっ
て固定鉄心から離反されて作動される直流ソレノイド操
作部を備えている電磁弁であって、前記固定鉄心と前記
可動鉄心との対向面の一方に凹部が形成されているとと
もに、通電時に前記凹部に遊挿されて先端面が該凹部の
底面に吸着される磁性弾性体が他方から突出され、この
磁性弾性体の突出幅が前記凹部の深さよりわずかに大き
くされている構造としたものである。

この場合に、前記磁性弾性体が、弾性母材に軟磁性粉
が混入されて形成されている構造とすることができる。

〔作用〕

前記した電磁弁の構造によれば、前記固定鉄心と前記
可動鉄心との対向面の一方に凹部が形成されているとと
もに、通電時に前記凹部に遊挿されて先端面が該凹部の
底面に吸着される磁性弾性体が他方から突出され、この
磁性弾性体の突出幅が前記凹部の深さよりわずかに大き
くされていることにより、通電時において、固定鉄心か
ら離反した可動鉄心の元位置から磁性弾性体が凹部に遊
挿する前までのストローク間においては、大部分の磁束
が前記対向面に対し垂直成分となり可動鉄心に対する吸
引力として作用するため、吸引力特性は低下せず、従来
の特性とほぼ同一である。

そして、磁性弾性体が凹部に遊挿してその先端面が該
凹部の底面に当接するまでのストローク間においては、
全磁束のうち、前記対向面に対する水平成分が次第に多
くなり、この水平成分は可動鉄心に対する吸引力として
作用しないため、従来のように吸引力が急激に増加しな
い。

また、磁性弾性体の先端面が凹部の底面に当接すると
同時に、大部分の磁束はその当接部に集中し、可動鉄心
に対する吸引力が急激に低下する。

次いで、磁性弾性体が弾性変形して固定鉄心と可動鉄
心との対向面どうしが当接するまでのストローク間にお
いては、可動鉄心に対する吸引力は、若干増加するが、
反面、磁性弾性体の反発力も増加し、この結果、固定鉄
心と可動鉄心との各対向面には過大な力が作用すること
なく、可動鉄心が停止される。

このように、可動鉄心の停止位置前からの該可動鉄心
に対する吸引力の減少と、磁性弾性体による反発力との
作用によって、可動鉄心の動作性能を損なうことなく、
可動鉄心の衝撃に起因する騒音や磨耗による短命化など
を確実に防止することができる。

この場合に、前記磁性弾性体が、弾性母材に軟磁性粉
が混入されて形成されている構造とすることにより、該
磁性弾性体を容易に製作することができる。

第１図は本考案の関連技術である電磁弁を一部省略し
て示す断面図、第２図は第１図に示す電磁弁による吸引
力−反発力特性を示す線図である。

第１図に示すように、この電磁弁は、カバー１によっ
て覆われている直流ソレノイド部２（ソレノイド操作
部）と、このソレノイド部２に結合されている弁本体３
とから構成されている。

ソレノイド部２の励磁用コイル４はボビン５に巻回さ
れ、このボビン５の外側には磁路を形成する磁気フレー
ム６が設けられている。

前記ボビン５の軸孔７の上端側には磁気フレーム６に
結合された固定鉄心８が軸方向に沿って挿入されて固定
され、一方、ボビン５の軸孔７の下端側には可動鉄心９
が軸方向に沿って移動可能に遊挿されている。

可動鉄心９の下端側には付勢手段としてのリターンス
プリング10が設けられている。

前記固定鉄心８に対する可動鉄心９の対向面は、シー
ト状の磁性弾性体11が接着しない焼付けなどによって被
覆されている。

たとえば、磁性弾性体11は、ゴムなどの弾性母材に軟
磁性細粉が混入されてシート状に成形されたものであ
り、磁性体と弾性体との両性質を具備している。

なお、第１図において、弁本体３の詳細な構造は省略
されている。

次に、この電磁弁の作用について説明する。

先ず、ソレノイド部２の非励磁状態を示す第１図の状
態において、励磁用コイル４に通電してソレノイド部２
を励磁状態にすると、可動鉄心９がリターンスプリング
10の付勢力に抗して固定鉄心８に吸着される。

このような作動状態において、このソレノイド部２
は、固定鉄心８に対する可動鉄心９の対向面が磁性弾性
体11によって被覆されていることにより、第２図に示す
ように、固定鉄心８から離反した元位置L_S（第１図に示
す状態の位置）の可動鉄心９に対するソレノイドの初期
吸引力は、オーバスプリング用の挿着孔が形成された従
来のソレノイド操作部などと異なり、磁性弾性体11に殆
ど影響されないため、小さくされることがなく、固定鉄
心８と磁性弾性体11とが互いに当接するまで保持され
る。

そして、固定鉄心８と磁性弾性体11とがストローク位
置L_Eにて当接すると、ソレノイドはそのギャップ効果を
失うため、急激に吸引力が低下する。これと同時に、磁
性弾性体11の反発力が急激に増加する。

この結果、ソレノイドの吸引力F_Dと、磁性弾性体11に
よる反発力およびリターンスプリング10の付勢力の合成
力−F_Dとが均衡する位置L_Dにおいて可動鉄心９が停止す
る。

このように、可動鉄心９の停止位置において前記した
吸引力F_Dと合成力−F_Dとが相殺されるとともに、可動鉄
心９の慣性力による衝撃が磁性弾性体11による緩衝効果
によって吸収されるため、可動鉄心９の動作性能を損な
うことなく、可動鉄心９のストローク終端での衝撃に起
因する騒音や磨耗による短命化などを確実に防止するこ
とができる。

また、このような効果は、可動鉄心９の対向面にオー
バスプリング用の凹部を形成することなく、単に、前記
固定鉄心８に対する前記可動鉄心９の対向面に磁性弾性
体11を被覆させるだけで製作することができるので、製
作上の容易化を図ることができる。

第３図は本考案の他の関連技術である電磁弁を示す断
面図である。

第３図に示すように、この電磁弁においては、前記し
た電磁弁と異なり、磁性弾性体11が可動鉄心９側ではな
く、可動鉄心９に対する固定鉄心８の対向面に被覆され
ている。

この電磁弁においても磁性弾性体11が可動鉄心９に対
する固定鉄心８の対向面に被覆されていることにより、
可動鉄心９の動作性能を損なうことなく、可動鉄心９の
衝撃に起因する騒音や磨耗による短命化などを確実に防
止することができる。

また、製作上の容易化を図ることができる。

〔実施例１〕第４図は本考案の一実施例である電磁弁を一部省略し
て示す断面図、第５図は第４図に示す本考案の電磁弁に
よる吸引力−反発力特性を示す線図、第６図は第４図に
示す本考案の電磁弁による可動鉄心の各作動状態におけ
る磁束分布図である。

第４図に示すように、この実施例の電磁弁において
は、固定鉄心８に対する可動鉄心９の対向面に、円筒状
の凹部12が形成されている。

一方、可動鉄心９に対する固定鉄心８の対向面から
は、直径11Aが円筒状の凹部12の直径12Aより若干小さい
円柱状の磁性弾性体11が接着ないし焼き付けられて該凹
部12と同軸的に突出されている。

また、磁性弾性体11の突出幅11Bは、凹部12の深さ12B
より僅かに大きくされている。

そして、ソレノイド部の通電時に、磁性弾性体11が凹
部12に遊挿されて先端面が該凹部12の底面に吸着される
とともに、その磁性弾性体11が弾性変形されて固定鉄心
８と可動鉄心９との対向面どうしが吸着されるようにな
っている。

次に、この実施例の作用について説明する。

先ず、ソレノイド部２の非励磁状態を示す第４図の状
態において、励磁用コイル４に通電してソレノイド部２
を励磁状態にすると、可動鉄心９がリターンスプリング
10の付勢力に抗して固定鉄心８に吸着される。

このような作動状態において、本実施例のソレノイド
部２は、固定鉄心８に対する可動鉄心９の対向面に凹部
12が形成されているとともに、通電時に凹部12に遊挿さ
れて先端面が該凹部12の底面に吸着される磁性弾性体11
が他方から突出され、この磁性弾性体11の突出幅11Bが
凹部12の深さ12Bよりわずかに大きくされていることに
より、第５図ないし第６図に示すように、通電時におい
て、固定鉄心８から離反した可動鉄心９の元位置L₁から
磁性弾性体11が凹部12に遊挿する前L₂までの初期ストロ
ーク間においては、大部分の磁束が前記対向面に対し垂
直成分となり可動鉄心９に対する吸引力として作用する
ため、吸引力特性は低下せず、従来の吸引力特性とほぼ
同一とされる。

そして、磁性弾性体11が凹部12に遊挿してその先端面
が該凹部12の底面に当接するまでのストローク間（L₂か
らL₄までの間）においては、全磁束のうち、前記対向面
に対する水平成分が次第に多くなり、この水平成分は可
動鉄心９に対する吸引力として作用しないため、従来の
ように吸引力が急激に増加しない。

また、磁性弾性体11の先端面が凹部12の底面に当接し
た時L₄と同時に、大部分の磁束はその当接部に集中し、
可動鉄心９に対する吸引力が急激に低下する。

次いで、磁性弾性体11が弾性変形して固定鉄心８と可
動鉄心９との対向面どうしが当接するまでのストローク
間（L₄から０までの間）においては、可動鉄心９に対す
る吸引力は、若干増加するが、反面、磁性弾性体11の反
発力も増加し、この結果、固定鉄心８と可動鉄心９との
各対向面には過大な力が作用することなく、可動鉄心９
が停止される。

このように、可動鉄心９の停止位置前からの該可動鉄
心９に対向する吸引力の減少、また磁性弾性体11による
反発力の作用とによって、可動鉄心９の動作性能を損な
うことなく、可動鉄心９の衝撃に起因する騒音や磨耗に
よる短命化などを確実に防止することができる。

〔実施例２〕第７図は本考案の他の実施例である電磁弁の一部を示
す断面図である。

第７図に示すように、この実施例の電磁弁において
は、前記した実施例と異なり、固定鉄心８の可動鉄心９
に対する対向面に形成された嵌合凹部8Aに、円柱状の磁
性弾性体11が嵌合されて突出されている。

この実施例の電磁弁は、その他の構造において前記し
た実施例の電磁弁と異ならない。

したがって、この実施例の電磁弁においても可動鉄心
９の動作性能を損なうことなく、可動鉄心９の衝撃に起
因する騒音や磨耗による短命化などを確実に防止するこ
とができる。

以上、本考案者によってなされた考案を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本考案は前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例においては、凹部12が固定鉄心
８に対する可動鉄心９の対向面側に形成され、他方、磁
性弾性体11が可動鉄心９に対する固定鉄心８の対向面側
から突出されている構造とされているが、本考案におい
ては、前記とは逆に、凹部12が可動鉄心９に対する固定
鉄心８の対向面側に形成され、他方、磁性弾性体11が固
定鉄心８に対する可動鉄心９の対向面側から突出されて
いる構造とすることも可能である。

〔考案の効果〕

本願によって開示される考案のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。

（１）．前記固定鉄心と前記可動鉄心との対向面の一方
に凹部が形成されているとともに、通電時に前記凹部に
遊挿されて先端面が該凹部の底面に吸着される磁性弾性
体が他方から突出され、この磁性弾性体の突出幅が前記
凹部の深さよりわずかに大きくされていることにより、
通電時において、固定鉄心から離反した可動鉄心の元位
置から磁性弾性体が凹部に遊挿する前までのストローク
間においては、大部分の磁束が前記対向面に対し垂直成
分となり可動鉄心に対する吸引力として作用するため、
吸引力特性は低下せず、従来の特性とほぼ同一である。

（２）．前記した場合に、前記磁性弾性体が、弾性母材
に軟磁性粉が混入されて形成されている構造とすること
により、該磁性弾性体を容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の関連技術である電磁弁を一部省略して
示す断面図、第２図は第１図に示す電磁弁による吸引力−反発力特性
を示す線図、第３図は本考案の他の関連技術である電磁弁を一部省略
して示す断面図、第４図は本考案の一実施例である電磁弁を一部省略して
示す断面図、第５図は第４図に示す本考案の電磁弁による吸引力−反
発力特性を示す線図、第６図（ａ）〜（ｅ）は第４図に示す本考案の電磁弁に
よる可動鉄心の各作動状態における磁束分布図、第７図は本考案の他の実施例である電磁弁の一部を示す
断面図、第８図は従来の電磁弁を一部省略して示す断面図、第９図は第８図の従来例による吸引力−反発力特性を示
す線図、第10図は従来の他の電磁弁を一部省略して示す断面図、第11図は第10図の従来例による吸引力−反発力特性を示
す線図である。１……カバー、２……ソレノイド部（ソレノイド操作
部）、３……弁本体、４……励磁用コイル、５……ボビ
ン、６……磁気フレーム、７……軸孔、８……固定鉄
心、8A……嵌合凹部、９……可動鉄心、10……リターン
スプリング、11……磁性弾性体、11A……直径、11B……
突出幅、12……凹部、12A……直径、12B……深さ、21…
…ソレノイド操作部、22……ボビン、23……励磁用コイ
ル、24……磁気フレーム、25……軸孔、26……固定鉄
心、27……可動鉄心、28……リターンスプリング、29…
…挿着孔、30……オーバスプリング。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】励磁用コイルの軸芯上に形成された軸孔
に、固定鉄心と可動鉄心とが軸方向に沿って互いに対向
して配設され、通電時に可動鉄心が固定鉄心に吸着さ
れ、この固定鉄心に吸着された可動鉄心が非通電時にリ
ターンスプリングの付勢力によって固定鉄心から離反さ
れて作動される直流ソレノイド操作部を備えている電磁
弁であって、前記固定鉄心と前記可動鉄心との対向面の
一方に凹部が形成されているとともに、通電時に前記凹
部に遊挿されて先端面が該凹部の底面に吸着される磁性
弾性体が他方から突出され、この磁性弾性体の突出幅が
前記凹部の深さよりわずかに大きくされていることを特
徴とする電磁弁。
【請求項２】前記磁性弾性体が、弾性母材に軟磁性粉が
混入されて形成されていることを特徴とする請求項１記
載の電磁弁。