JP2602510Y2 - パルス駆動型電磁弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、コイルへの通電時間に
よって弁体を弁座より離反して弁座を開放し、流体を供
給するパルス駆動型電磁弁に関するもので、ＥＣＵで演
算された通電時間Ｔｉの駆動パルスがコイルに加えられ
ると、弁体と一体的に形成された可動コアがこの通電時
間に応じて固定コアに吸引されて弁体が弁座を開放す
る。一方、駆動パルスが切られると、可動コアはスプリ
ングのバネ力によって原位置に復帰し、弁体が弁座を閉
塞するもので、弁体の開弁している時間を電磁的に制御
したものである。かかるパルス駆動型電磁弁は農薬の噴
射量を制御して土中に散布する薬液の制御弁あるいは高
圧水を芝面に向けて噴射して芝の根切り作業を行なう高
圧水の制御弁等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来のパルス駆動型電磁弁を図３、図４
にて説明する。かかる図は簡略的にかかれたものであ
る。先ず、図３によって第１の従来例について説明す
る。５０は周囲にコイル５１が巻回されたコイルボビン
であり、コイルボビン５０の後端近傍には固定コア５２
が配置されるもので、この固定コア５２はコイルボビン
５０の長手軸心方向に沿って形成される可動コア案内筒
５３内に開口する。又、可動コア案内筒５３内には、固
定コア５２に対向するとともに可動コア案内筒５３内を
移動する可動コア５４が配置され、この可動コア５４は
スプリング５５のバネ力により固定コア５２より離反す
るよう弾性的に付勢されるとともに可動コア案内筒５３
に対して微少間隙（例えば０．５ｍｍ）をもって移動自
在に配置される。５６は弁本体５７を一次側流路５８と
二次側流路５９とに区分する弁座であり、該弁座は二次
側流路５９内に向けて開口する。一方、可動コア５４の
先端にはコイルボビン５０の長手軸心方向に沿い可動コ
ア５４と一体的に移動する弁体６０が配置され、この弁
体６０は弁本体５７に穿設せる弁体案内孔６１に微少間
隙（例えば０．５ｍｍ）をもって移動自在に支持される
とともに二次側流路５９内に配置され、二次側流路５９
に開口する弁座５６を開閉制御する。前述の如く、可動
コア５４と弁体６０とは一体形成され、このとき可動コ
ア５４は可動コア案内筒５３に微少間隙をもって移動自
在に配置され、弁体６０は弁体案内孔６１に微少間隙を
もって移動自在に配置される。一方、弁体６０の外周に
はゴム材よりなるグランドシール６２が配置され、二次
側流路５９内の流体が弁体６０の外周と弁体案内孔６２
との間隙を介して可動コア案内筒５３内に流入するのを
防止する。そして、一次側流路５８は高圧力を有する流
体供給源Ａに接続され、二次側流路５９は消費部Ｂに接
続される。

【０００３】次に図４によって第２の従来例について説
明する。尚、図３に示された第１の従来例と同一構造部
分については同一符号を使用し、説明を省略する。７０
は弁本体５７を一次側流路７１と二次側流路７２とに区
分する弁座であり、該弁座は一次側流路７１内に向けて
開口する。そして、可動コア５４と一体形成された弁体
６０は弁本体５７の弁体案内孔６１に大なる間隙をもっ
て移動自在に支持されるとともに一次側流路７１内に臨
んで配置され、一次側流路７１に開口する弁座７０を開
閉制御する。一次側流路７１は高圧力を有する流体供給
源Ａに接続され、二次側流路７２は消費部Ｂに接続され
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】図３に示された第１の
従来例によると、通電時間Ｔｉの駆動パルスがコイル５
１に加えられると、可動コア５４はスプリング５５のバ
ネ力に抗して固定コア５２側へ吸引され、弁体６０は弁
座５６を開放する。これによると流体供給源Ａ内の高圧
力を有する流体は一次側流路５８、弁座５６、二次側流
路５９を介して消費部Ｂに向けて噴射供給される。一
方、コイル５１に対し駆動パルスが切られると、可動コ
ア５４はスプリング５５のバネ力によって固定コア５２
より離反し、弁体６０が弁座５６を閉塞保持する。これ
によると、流体供給源Ａより消費部Ｂに向かう流体の供
給は遮断される。パルス駆動型電磁弁は弁体６０の開弁
している時間を電磁的に制御することによって消費部Ｂ
に向けて噴射される噴射量が制御される。

【０００５】かかる第１の従来例によると、弁体６０が
弁座５６を開放した弁開状態において、二次側流路５９
から可動コア案内筒５３内へ流体の流入をグランドシー
ル６２にて遮断したので弁体６０には二次側流路５９内
の流体圧力が弁開方向に作用する。これによると、コイ
ル５１への駆動パルスを切った状態において弁体６０の
弁座閉塞時間が遅くなり、流体制御レスポンスが劣る。
又、弁体６０の弁座閉塞時間を速める為に、スプリング
５５のバネ力を強くすることが考慮されるが、これによ
ると弁体６０の開弁時において磁気吸引力を増す必要が
あり、コイル５１が大型化して好ましいものでない。
又、グランドシール６２を用いたことによると、弁体６
０の往復動によってグランドシール６２に摩耗が生じ、
耐久上問題を有する。尚、可動コア５４は可動コア案内
筒５３によって微少間隙をもって支持され、弁体６０は
弁体案内孔６１によって微少間隙に支持されるので、二
次側流路５９内を流れる流体圧力によって弁体６０を含
む可動コア５４が振動することはない。

【０００６】図４に示された第２の従来例によると、駆
動パルスがコイル５１に加えられると、可動コア５４は
スプリング５５のバネ力に抗して固定コア５２側へ吸引
され、弁体６０は弁座７０を開放する。これによると、
流体供給源Ａ内の高圧力を有する流体は一次側流路７
１、弁座７０、二次側流路７２を介して消費部Ｂに向け
て噴射供給される。一方、コイル５１に対し駆動パルス
が切られると、可動コア５４はスプリング５５のバネ力
によって固定コア５２より離反し、弁体６０が弁座７０
を閉塞保持する。これによると流体供給源Ａより消費部
Ｂに向かう流体の供給は遮断される。

【０００７】かかる第２の従来例によると、弁体６０が
弁座７０を閉塞した弁閉状態において、弁体６０には弁
座閉方向の流体圧力が作用する。これは、一次側流路７
１内の流体が弁体６０の外周と弁体案内孔６１との間隙
より可動コア案内筒５３内に流入し、一次側流路７１内
の流体圧力が可動コア５４の後端５４Ａに作用するから
である。以上によると、流体供給源Ａより一次側流路７
１内へ供給される流体圧力が大きく上昇して使用された
際において、可動コア５４を固定コア５２に向けて吸引
することが困難となり弁座７０を開放できないという問
題を生ずる。一方、可動コア５４を固定コア５２に向け
て吸引する為に、コイル５１を大きくすることによって
磁気吸引力を上げることが考慮されるが、これによると
コイル５１の大型化を招来して好ましいものでない。
尚、弁体６０は大なる間隙をもって弁体案内孔６１内へ
配置されるので弁体６０を含む可動コア５４は一次側流
路７１内を流れる流体圧力によって大きく振動するもの
で、弁体６０を含む可動コア５４の動特性上及び耐久性
上好ましいものでない。

【０００８】本考案になるパルス駆動型電磁弁は前記不
具合に鑑み成されたもので、流体制御レスポンスが速
く、且つ弁体を含む可動コアの動特性及び耐久性を向上
するとともにコンパクトな前記電磁弁を供給することを
目的とする。

【０００９】本考案になるパルス駆動型電磁弁は前記目
的達成の為に、周囲にコイルが巻回されたコイルボビン
と、コイルボビンの後端近傍に固定的に配置された固定
コアと、コイルボビンの長手軸心方向に沿って形成され
る可動コア案内筒内に微少間隙をもって移動自在に配置
され、その外周に後端から先端に向けて縦溝が穿設され
るとともに、固定コアに対向して配置される可動コア
と、一次側流路と二次側流路とに区分する弁座と、可動
コアの先端に一体形成され、弁本体に穿設される弁体案
内孔内に微少間隙をもって移動自在に配置されるととも
に二次側流路内に臨み、二次側流路に開口する弁座を開
閉する弁体と、可動コアを固定コアより離反するよう付
勢するとともに弁体が弁座を閉塞するよう付勢するスプ
リングとを備え、一次側流路を流体供給源Ａに接続する
とともに二次側流路を消費部Ｂに接続し、二次側流路と
可動コア案内筒とを弁体案内孔を迂回する連通溝を介し
て連通し、二次側流路内の流体圧力を連通溝を介して可
動コアの少なくとも後端面に作用させたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】コイルに駆動パルスが加えられない弁閉状態に
おいて、可動コアを含む弁体には弁座の開口面積に相当
する弁開方向の流体圧力が作用する。コイルに駆動パル
スが加えられた弁開状態において、可動コアを含む弁体
には可動コアの移動方向において互いに対向する流体圧
力が作用するもので、可動コアを含む弁体に対し、流体
圧力による一方向の押圧力が作用することがない。前記
コイルに駆動パルスが加えられた弁開状態からコイルへ
の駆動パルスが切られると、可動コアを含む弁体はスプ
リングのバネ力によって弁閉状態へと移行するが、弁開
状態において、可動コアを含む弁体に一方向の押圧力が
作用しないので、スプリングのバネ力が有効に可動コア
を含む弁体に作用させることができ、弁体の閉止時間を
速めることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案になるパルス駆動型電磁弁の一
実施例を図１により説明する。１は周囲にコイル２が巻
回されたコイルボビンであり、コイルボビン１はコイル
を囲繞するハウジング３、ハウジング３の後端に接続さ
れる上側磁極片４、ハウジング３の先端に接続される下
側磁極片５内に配置される。コイルボビン１の上下方向
に貫通して穿設された案内孔１Ａの後端には、上側磁極
片４と磁気的に結合される固定コア６が固定して配置さ
れ、固定コア６の先端面６Ａより先端方向に向けて可動
コア案内筒６Ｂが開口して形成される。

【００１２】７は弁座８と弁座８によって区分される一
次側流路９と二次側流路１０を備える弁本体であり、弁
座８は二次側流路１０に向けて開口する。そして弁本体
７の上部鍔部７Ａ上には下側磁極片５が固定的に配置さ
れるもので、可動コア案内筒６Ｂの先端開口は弁本体７
の二次側流路１０内に向かって開口する。又、二次側流
路１０と可動コア案内筒６Ｂとは後述する弁体案内孔を
迂回して連通溝Ｄにて連通される。

【００１３】１１は可動コア案内筒６Ｂ内に微少間隙
（例えば０．５ｍｍ）をもって移動自在に配置される可
動コアであり、可動コア１１の後端１１Ａは固定コア６
の先端面６Ａに対向し、一方可動コア１１の先端１１Ｂ
には弁体１２が一体的に取着される。この弁体１２は可
動コア案内筒６Ｂから弁本体７の弁体案内孔１３を介し
て二次側流路１０内に向かってのび、その先端が二次側
流路１０に開口する弁座８に対向する。又、可動コア１
１の先端１１Ｂから後端１１Ａに向かう外周には縦溝１
１Ｃが穿設された。

【００１４】１４は上側磁極片４上に配置されるスプリ
ング保持力カバーであり、スプリング保持カバー１４に
は先端に向かって開口するスプリング保持孔１５が穿設
され、上側磁極片４上にスプリング保持カバー１４を配
置することによってスプリング保持孔１５の先端開口は
固定コア６の後端６Ｂに対向し、スプリング保持孔１５
の先端開口は固定コア６の後端６Ｂによって閉塞され
る。このスプリング保持孔１５内にはスプリング１６が
縮設され、スプリング１６の先端１６Ａは第１カラー１
７Ａに係止され、後端１６Ｂは第２カラー１７Ｂに係止
され、さらに第２カラー１７Ｂにはスプリング保持カバ
ー１４の後端に螺着されたネジ１８に当接する。この第
１、第２カラー、１７Ａ、１７Ｂはスプリング保持孔１
５内を移動し得る。尚、１９は第２カラー１７Ｂの外周
に配置した気密用リングでスプリング保持孔１５内の気
密を保持する。

【００１５】２０はスプリング１６のバネ力を可動コア
１１に伝達する為の伝達杆であり、固定コア６の先端面
６Ａから後端６Ｂに向かって穿設された伝達杆案内孔２
１内に移動自在に配置され、その先端は可動コア１１に
当接し、後端は第１カラー１７Ａに当接する。従って伝
達杆２０は可動コア１１と同期的に移動することにな
る。又、伝達杆２０の外周の先端から後端に向けて縦溝
２０Ａが穿設され、この縦溝２０Ａによって可動コア案
内筒６Ｂとスプリング保持孔１５が連通される。又、一
次側流路９は高圧力を有する流体供給源Ａ（例えばポン
プ）に接続され、二次側流路１０は消費部Ｂ（例えば噴
射ノズル）に接続される。

【００１６】次にその作用について説明する。コイル２
に駆動パルスが加えられない状態において、磁気吸引力
は生起するものでなく可動コア１１に対して磁気吸引力
は作用しない。而して、スプリング１６のバネ力は第１
カラー１７Ａ、伝達杆２０を介して可動コア１１に作用
し、可動コア１１を図において下方へ押圧し、もって弁
体１２は二次側流路１０に開口する弁座８を閉塞保持
し、流体供給源Ａの流体を消費部Ｂに向けて噴射するこ
とがない。かかる弁閉状態において、弁体１２には弁座
８の有効面積に相当する流体供給源Ａの流体圧力が作用
し、弁体１２に開方向の力を付勢するが弁座８の開口は
比較的小径であることから、弁体１２を閉塞状態に保持
するスプリング１６のバネ力は小バネ力にて充分に弁閉
状態に保持しうる。

【００１７】次にコイル２に駆動パルスが加えられる
と、磁気吸引力が生起し、伝達杆２０を介して可動コア
１１を押圧するスプリング１６のバネ力に抗して可動コ
ア１１は固定コア６の先端面６Ａに向けて吸引される。
かかる可動コア１１の上方への移動によると、弁体１２
は弁座８を開放するもので、流体供給源Ａの流体は一次
側流路９、弁座８、二次側流路１０を介して消費部Ｂに
向けて噴射される。そして、この弁体１２が弁座８をわ
ずかに開放して一次側流路９内の流体が二次側流路１０
内に流入するや、二次側流路１０内の流体は連通溝Ｄよ
り可動コア案内筒６Ｂ内に流入して縦溝１１Ｃと相まっ
て可動コア案内筒６Ｂ内に流体を充満し、更に可動コア
案内筒６Ｂ内の流体は伝達杆２０の縦溝２０Ａを介して
スプリング保持孔１５内に流入する。

【００１８】以上によると、消費部Ｂへの流体の噴射
は通常弁座８より充分小径なるノズルを介して噴射され
るので、可動コア案内筒６Ｂ、スプリング保持孔１５、
及び二次側流路１０内の流体圧力をほぼ均等圧力に保持
できること。可動コアの先端１１Ｂ及び弁体１２の先
端側（図において下方）へ対向する面積と、可動コアの
後端１１Ａ及び伝達杆２０の後端２０Ｂの後端側（図に
おいて上方）へ、対向する面積を略均等に保持できるこ
と。より弁体１２を含む可動コア１１の、後端（図にお
いて上方）に向かって押圧される流体圧力による押圧力
と、先端（図において下方）に向かって押圧される流体
圧力による押圧力とを略均等なる押圧力とすることがで
きたので、流体圧力による可動コア１１の長手軸心方向
の対向する押圧力をキャンセルすることができたもので
ある。而して、コイルに生起する磁気吸引力の設定は、
流体圧力に何等制約されることなくスプリング１６のバ
ネ力に打ち勝って可動コア１１を吸引作動できる磁力を
生起しうるコイルとすればよいものでコイルの大型化を
完全に抑止できたものである。又、かかる二次側流路１
０内を流体が流れる際において、弁体１２を含む可動コ
ア１１は、弁体１２が弁体案内孔１３によって微少間隙
をもって支持され、可動コア１１が可動コア案内筒６Ｂ
によって微少間隙をもって支持されるので、二次側流路
１０内を流れる流体圧力が高圧力であったり、あるいは
脈動圧力であったりする際において、弁体１２を含む可
動コア１１の振動が抑止され、これによって可動コア１
１の動特性及び弁体１２、可動コア１１の耐久性を大き
く向上できたものである。

【００１９】次いで、前記状態からコイル２に対する駆
動パルスが切られると、可動コア１１はスプリング１６
のバネ力によって即座に先端方向（図において下方）に
移動して弁体１２が弁座８を閉塞し、二次側流路１０よ
り消費部Ｂに向けての流体の噴射が停止される。このよ
うに可動コア１１がスプリング１６のバネ力にて即座に
先端方向に移動し得るのは、可動コア１１に対して流体
圧力による一方向の押圧力を抑止したことによるもので
ある。

【００２０】図１に示された実施例は、スプリング１６
のバネ力をネジ１８によって調整し得る構造とする為
に、スプリング保持カバー１４、伝達杆２０を用意した
ものであるが、本考案のパルス駆動型電磁弁は図２によ
って簡略的にあらわされる。尚、連通溝Ｄは弁体１２の
外周と弁体案内孔１３によって形成されてもよく、縦溝
１１Ｃもまた可動コア１１と可動コア案内筒６Ｂによっ
て形成されてもよい。図２に用いられる符号は図１に示
された符号である。

【００２１】

【考案の効果】本考案のパルス駆動型電磁弁によると、
弁体の開放初期から全開時に至る開放状態において、弁
体を含む可動コアに対し、可動コアの移動方向の相対す
る方向の流体圧力による押圧力をキャンセルできたので
スプリングのバネ力を小とすることができ、コイルの大
型化を抑止できたものである。又、弁体の開放状態から
の閉塞時において、前述の如く弁体の開放状態において
流体圧力による相対方向の押圧力をキャンセルすること
ができ、スプリングのバネ力を有効に可動コアに作用さ
せることができたので、弁体の閉塞動作を迅速に行なう
ことができ、流体制御レスポンスを大きく向上すること
ができたものである。このように、スプリングのバネ力
を有効に利用できることは、スプリングのバネ力を比較
的弱く設定することが可能となり、このこともコイルの
大型化を抑制するものである。又、弁体による弁座の閉
塞時において、可動コア、弁体が収納配置される二次側
流路及び可動コア案内筒内に一次側流路内の高圧力流体
の流入を阻止したことは弁閉時において、弁体に対する
一次側流路内の流体圧力による弁閉塞力の上昇が抑止さ
れ、一次側流路内における流体圧力が高圧力となっても
コイルを大型化する必要がなくなったものであって、コ
イルの小型化を達成できたものである。又、弁体を含む
可動コアは弁体が微少間隙をもって弁体案内孔に支持さ
れ、可動コアが微少間隙をもって可動コア案内筒に支持
されたので、二次側流路を流れる流体圧力によって振動
することがなく、弁体を含む可動コアの動特性と耐久性
を大きく向上できる。更に又、二次側流路から可動コア
案内筒内への流体の進入を抑止する為に配置されるグラ
ンドシールが除去されたことは長期に渡って安定した流
体の制御が可能と成ったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案になるパルス駆動型電磁弁の一実施例を
示す縦断面図。

【図２】本考案になるパルス駆動型電磁弁を示す簡略
図。

【図３】従来のパルス駆動型電磁弁の第１の例を示す簡
略図。

【図４】従来のパルス駆動型電磁弁の第２の例を示す簡
略図。

【符号の説明】

１ コイルボビン ２ コイル ６ 固定コア ６Ｂ 可動コア案内筒 ８ 弁座 ９ 一次側流路 １０ 二次側流路 １１ 可動コア １２ 弁体 １６ スプリング Ａ 流体供給源 Ｂ 消費部 Ｄ 連通溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−91075（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−180364（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−41285（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−76280（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−105783（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−85672（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−113383（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−32534（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭59−32773（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲にコイル２が巻回されたコイルボビン
   １と、コイルボビン１の後端近傍に固定的に配置された
   固定コア６と、コイルボビン１の長手軸心方向に沿って
   形成される可動コア案内筒６Ｂ内に微少間隙をもって移
   動自在に配置され、その外周に後端１１Ａから先端１１
   Ｂに向けて縦溝１１Ｃが穿設されるとともに、固定コア
   ６に対向して配置される可動コア１１と、一次側流路９
   と二次側流路１０とに区分する弁座８と、可動コア１１
   の先端に一体形成され、弁本体７に穿設される弁体案内
   孔１３内に微少間隙をもって移動自在に配置されるとと
   もに二次側流路１０内に臨み、二次側流路１０に開口す
   る弁座８を開閉する弁体１２と、可動コア１１を固定コ
   ア６より離反するよう付勢するとともに弁体１２が弁座
   ８を閉塞するよう付勢するスプリング１６とを備え、一
   次側流路９を流体供給源Ａに接続するとともに二次側流
   路１０を消費部Ｂに接続し、二次側流路１０と可動コア
   案内筒６Ｂとを弁体案内孔１３を迂回する連通溝Ｄを介
   して連通し、二次側流路１０内の流体圧力を連通溝Ｄを
   介して可動コア１１の少なくとも後端面１１Ａに作用さ
   せてなるパルス駆動型電磁弁。