JP2670476B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の制御等に用いら
れる電磁弁に関し、特に低騒音化および作動の安定化が
可能とされる電磁弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体等の制御を行う電磁弁では、ソレノ
イドと固定鉄心とによって発生する磁力吸引作用で可動
鉄心を吸着し、この可動鉄心の吸着移動によって弁部を
連動開閉させて流体の制御を行う。このとき、上記構造
の電磁弁では、可動鉄心の一定ストローク長を維持し、
流体の流量を一定値に維持するため、可動鉄心の一端面
を固定鉄心の一端面に直接吸着衝突させて可動鉄心の移
動を停止させる構造を有している。その可動鉄心の移動
を停止させる場合に衝撃音が発生するため、その衝撃音
を無くすために従来から様々な方法が取られている。そ
の第１従来例として実公平３−２４９４６号公報による
ものが開示されている。図５は、その断面図を示したも
のである。

【０００３】ここでは、固定鉄心５１の下端面には十字
形状の空気逃がし溝５２が形成され、一方可動鉄心５３
の上面に形成された円形の溝５４にリング形状のゴムに
よって形成された緩衝部材５５がはめ込まれている。そ
こで、不図示のソレノイドを通電すると、固定鉄心５１
に発生する磁界によって可動鉄心５３が吸引作用を受け
て上方の固定鉄心５１に吸引される。そして、固定鉄心
５１と可動鉄心５３とが衝突するときには、両者間の圧
縮される空気は溝５２から抜けるため空気溜りができず
勢いよく衝突することとなるが、緩衝部材５５がその衝
撃力によって変形することにより、その衝撃力および衝
撃音が緩和される。そして、更に別の方法としては、第
２従来例として図６に示すように、前記のリング形状の
緩衝部材に替えて可動鉄心６１の上面中央に取り付けた
円柱形状の樹脂またはゴムからなる緩衝部材６２や、第
３従来例として図７に示すように実公平５−２６３８９
号公報に開示される可動鉄心７１の周りに樹脂またはゴ
ムをライニングした緩衝部材７２を挙げることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
緩衝部材においては、固定鉄心と可動鉄心との衝撃音の
発生を無くす静音効果やその効果の持続性、固定鉄心と
可動鉄心との間に緩衝部材を設けたことによる可動鉄心
の動作の安定性、またはその緩衝部材を構成することに
対する作成コスト等、いずれについても満足できるもの
がなかった。即ち、第１従来例のものでは固定鉄心５１
と可動鉄心５３との衝撃時には緩衝部材５５が弾性変形
し、最終的に溝５４内に完全に収められた状態で可動鉄
心５３が固定鉄心５１に吸着するために衝撃音は緩和さ
れるが、その固定鉄心５１の下端面５１ａと可動鉄心５
３の上端面５３ａとの接触による金属音の発生を無くす
ことができなかった。これは、時間が経過すると使用に
よる緩衝部材の摩耗により緩衝部材５５の弾性力が低下
するため、その金属音は次第に大きくなってしまうもの
であった。

【０００５】更に、緩衝部材５５が固定鉄心の下端面に
均一に当接するようにしなければ、可動鉄心５３の上端
面５３ａが固定鉄心５１の下端面５１ａに片当りして金
属音を発生することとなる、そのため、可動鉄心５３へ
の溝５４の加工及び緩衝部材５５を形成するための金型
も精度の良いものとする必要があり、その分手間と費用
がかかることとなる また、第２従来例においても第１従来例と同様に、緩衝
部材６２の摩耗による衝撃音の問題とともに、緩衝部材
６２が固定鉄心６３と比較的狭い面積で衝突するため、
バランスが悪いと可動鉄心６１の勢いで片当りを起すこ
とがある。そのため、正確に中心で衝突させるための高
い加工精度が要求される。

【０００６】そして、第３従来例では、可動鉄心７１に
緩衝部材７２をライニングするための金型が必要となる
ことにともなうコストアップに加え、上記第１、第２従
来例にも共通する問題として緩衝部材が固定鉄心に吸着
し、復帰遅れや復帰不能が発生する場合があった。即
ち、緩衝部材が固定鉄心の先端面に当接すると、その弾
性部材には荷重が加わって弾性変形を起す。するとその
緩衝部材は固定鉄心との接触面が伸び、それと同時に緩
衝部材と固定鉄心との間の空気が押し出される。そし
て、その後に緩衝部材への荷重が除かれた場合に緩衝部
材は伸びた分縮むが、そのとき緩衝部材と固定鉄心との
間に空気が入り込まないと、緩衝部材は吸盤のようにな
り固定鉄心に吸着し、可動鉄心の移動のタイミングが遅
れたりする。このことによって復帰遅れ等が発生する。

【０００７】そこで本発明では上記問題点を解消すべ
く、簡単な構成による低価格なものであって、衝撃によ
る衝撃音を抑制し、加えて安定した弁の開閉を行うこと
が可能な電磁弁を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の電磁弁は、導電性コイルの巻回されるソレノイド部に
固定的に設けられた固定鉄心と、ソレノイド部への通電
により固定鉄心に発生される電磁力により固定鉄心側に
吸着される可動鉄心と、固定鉄心に吸着される可動鉄心
の動きに連動して開閉動作を行う弁機構を有するもので
あって、前記可動鉄心が固定鉄心に吸着される時に発生
する衝撃を吸収する前記固定鉄心と可動鉄心との間に遊
嵌されたゴム板と、前記固定鉄心と可動鉄心との間に前
記ゴム板と重ね合わせて遊嵌された樹脂板とを有するも
のである。また、本発明の電磁弁は、前記ゴム板を固定
鉄心側に、前記樹脂板を可動鉄心側にして重ね合わせる
ことが望ましい。更に、本発明の電磁弁は、前記ゴム板
と前記樹脂板とを交互に複数枚重ね合わせものであるこ
とが望ましい。

【０００９】

【作用】上記構成を有する本発明の電磁弁は、通電時に
は導電性コイルの巻回されるソレノイド部に設けられた
固定鉄心に電磁力が発生することにより、可動鉄心がそ
の固定鉄心に引かれて吸着し、一方非通電時には固定鉄
心の電磁力が解かれ可動鉄心が開放され下降し、その可
動鉄心の固定鉄心への吸着および非吸着の動きに連動し
て弁部に構成された弁機構が開閉動作を行う。そして、
可動鉄心が固定鉄心に吸着される吸着時には両者の衝突
によって衝撃音が発生するが、重ね合わされた円板状の
樹脂板とゴム板とが、フリーな状態で固定鉄心と可動鉄
心との間に組み込まれ、可動鉄心が固定鉄心に吸着され
る時に発生する衝撃を吸収することにより衝撃音を抑え
る。

【００１０】また、固定鉄心と可動鉄心との衝突時に、
ゴム板と可動鉄心との間に介在する樹脂板が、可動鉄心
が固定鉄心に吸着したゴム板に更に吸着して非通電時に
その可動鉄心の下降（復帰）を妨げるのを防止すること
により、弁の開閉が安定して行うことができる。更に、
交互に複数枚重ね合わせたゴム板と樹脂板とが、固定鉄
心と可動鉄心との吸着時により多くの衝撃力を吸収する
ことにより、固定鉄心と可動鉄心との衝突によって発生
する衝撃音を抑える。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の電磁弁の一実施例を図面を示
して説明する。図１，図２は、本発明の電磁弁の一実施
例の断面を示した図であり、図１に閉弁時、図２に開弁
時の状態を示した。本実施の電磁弁１は、上半分のソレ
ノイド部１０と下半分の弁部２０とにより構成される。
このソレノイド部１０のカバー１１と弁部２０の本体２
１との外周はほぼ同寸法で設計され、不図示のボルトに
よって上下一体に固定されている。

【００１２】ソレノイド部１０は、中空円筒状のコイル
ボビン１２の胴部に銅線が巻かれたコイル１３があり、
その外周を囲んで磁気枠１４が形成されている。一方、
コイルボビン１２の円筒内には、ガイドパイプ１５が挿
入固定され、固定鉄心１６が上からコイル１３のほぼ中
央付近まで挿入され固定されている。また、ガイドパイ
プ１５の内側には、可動鉄心１７が上下方向に移動可能
に嵌合され保持されている。そして、ソレノイド部１０
の外周面は、樹脂によって形成されたカバー１１により
全体が一体化するようにモールド固定されている。

【００１３】ところで、このソレノイド部１０には本発
明の特徴部分である緩衝部２が、図３の拡大断面図に示
すような位置関係で、固定鉄心１６と可動鉄心１７との
間に構成されている。その緩衝部２には、薄い円形のゴ
ム板３と、更に薄くゴム板３と同一径の樹脂板４とが上
下に重ね合わせられている。このゴム板３は可動鉄心１
７が固定鉄心１６に衝突する際のクッションの役目を果
たし、樹脂板４はゴム板３と可動鉄心１７との密着を防
止するものである。従って、これらゴム板３と樹脂板４
が固定鉄心１６と可動鉄心１７との間に組み込む場合に
は、ゴム板３を樹脂板４の上に両者を接着することなく
単に重ねた状態で挿入する。

【００１４】この緩衝部２は可動鉄心１７の上面に位置
するが、そこに載置されるゴム版３と樹脂板４の直径寸
法は、可動鉄心１７が上下に移動する際にその動きを妨
げないように、可動鉄心１７の直径よりも大きくコイル
ボビン１２より若干小さな値で決定される。ここで、ゴ
ム板３および樹脂板４は非常に薄いものであるが、特に
ゴム板３の場合には、組み込んだ時の歪を防止するた
め、本実施例では中央部に基布が挟み込まれたものを使
用している。

【００１５】次に、電磁弁１の構成要素である弁部２０
は、電磁弁１の本体２１内に流体を流入させる流入ポー
ト２２、本体２１内の流体を吐出する流出ポート２３が
形成され、その本体２１内には流入ポート２２と流出ポ
ート２３とを連通させる弁座２５とが設けられている。
この弁座２５は固定鉄心１６及び可動鉄心１７と同軸上
に形成され、可動鉄心１７の下端に配設された弁体２６
が当接する位置に形成されている。この弁体２６は合成
ゴム等によって形成されている。また、可動鉄心１７の
下端部は外側にフランジ１７ａが形成され、そのフラン
ジ１７ａの上面に当接して、可動鉄心１７を下向きに付
勢するための復帰バネ２７がガイドパイプ１５との間で
嵌着されている。

【００１６】次に、上記構成を有する本実施例の電磁弁
の動作について説明する。先ず、開弁状態を示す図２の
ように、コイル１３に電流が流されると、固定鉄心１６
の上下方向に磁界が発生し、固定鉄心１６は電磁石とな
って可動鉄心１７を吸引する。この吸引力は、復帰バネ
２７のバネ力よりも強いので、可動鉄心１７は、固定鉄
心１６に当接する位置まで移動する。これにより、弁体
２６が弁座２５から離れるのでその弁座２５の弁孔２８
が連通し、流入ポート２２から流出ポート２３へ流体が
流れる。

【００１７】ところで本実施例のものでは、固定鉄心１
６の吸引力によって可動鉄心１７が上昇してその固定鉄
心１６に衝突するが、この場合、可動鉄心１７の上面に
組み込まれた緩衝部２のゴム板３がクッションとして機
能する。即ち、可動鉄心１７がゴム板３を上面に載せて
固定鉄心１６の下端面に衝突する際に、そのゴム板３が
固定鉄心１６の下端面に直接当り、そのときの衝撃力が
ゴム板３の弾性変形によって吸収される。そのため、衝
突による衝撃力は弾性変形に変換されることにより衝撃
音の発生が抑制される。

【００１８】次に図２に示したような開弁状態から図１
に示すような閉弁状態に移る場合は、以下のようであ
る。電磁弁１への通電を止めると、コイル１３に電流が
流されなくなり、固定鉄心１６に吸着されていた可動鉄
心１７は復帰バネ２７により下向きに付勢される。そし
て、可動鉄心１７の下降に伴ってその先端に設けられた
弁体２６も下降し、その弁体２６が弁座２５に当接する
ことにより弁孔２８を塞ぐこととなる。従って、流入ポ
ート２２から流出ポート２３へ向けて流れていた流体は
その流れが遮断される。

【００１９】このように可動鉄心１７が固定鉄心１６へ
の吸着から解除され降下する際に、可動鉄心１７と固定
鉄心１６との間に挟み込まれたゴム板３が固定鉄心１６
に密着して、そのゴム板３が固定鉄心１６の端面に吸着
された状態になる場合がある。このとき仮に樹脂板４が
無いとすれば、ゴム板３が固定鉄心１６の端面に吸着す
ると同時に可動鉄心１７にも吸着し、いざ可動鉄心１７
を降下させて復帰を図ろうとした場合に、その吸着力に
よって閉弁が遅れるか或は不能となることがある。しか
し、本実施例のように樹脂板を介在させた場合には、予
めゴム板３と可動鉄心１７が吸着されるのを防止し、閉
弁操作に追随して可動鉄心１７が復帰遅れや復帰不能等
といった不都合を起すことなく動作する。

【００２０】以上、本実施例の電磁弁に関する構成およ
び作用について説明したが、これによって次のような効
果を得ることができた。先ず、固定鉄心１６と可動鉄心
１７の間にゴム板３と樹脂板４を組み込んだことによ
り、開弁時の衝撃音を抑えることができた。また、本実
施例では可動鉄心１７の当接面全体にゴム板３が覆うよ
うに配設されているため、より効果的に衝撃音の静音を
達成することができた。そこで、本実施例の電磁弁にお
ける衝撃音の測定結果について示す。この測定は、ソレ
ノイド部１０の表面から５ｃｍ離れた位置に騒音計を配
置させ、連続１０回の測定の平均値の算出を３回繰り返
し、更にその平均値を求めた。このとき従来のものでは
１１３．５ｄＢであったのに対し、本実施例のものでは
１００．１ｄＢであった。即ち、本実施例のものは従来
のものより１３．４ｄＢの衝撃音の低減が図られた。

【００２１】また、別の効果として、本実施例はゴム板
３と樹脂板４とを使用したので、その構成としては市販
のゴムシートや樹脂シートを単に打ち抜けばよく、ま
た、固定鉄心１６や可動鉄心１７への加工作業を必要と
しないために安価に行うことができる。また、ゴム板３
と樹脂板４とを固定鉄心１６と可動鉄心１７との当接面
全体に設けたので、衝撃力を受ける面積が大きくそのゴ
ム板３にかかる負荷が少なくなったことにより耐久時間
が伸びた。更に、緩衝部２にはゴム板３とともに樹脂板
４をも組み込んだことにより、可動鉄心１７とゴム板３
とが吸着してしまうことがなく、その可動鉄心１７は復
帰遅れ等の不都合を起すことなく安定した動作を行うこ
とができる。

【００２２】ところで、更に静音効果を高める他の実施
例としては、例えば、上記実施例ではゴム板３を１枚の
み使用した場合を示したが、更に可動鉄心１７による衝
撃力を吸収するために樹脂板４を挟んで上下に２枚のゴ
ム板３，３を組み込むようにする。これによれば、中間
に樹脂板４を挟んでいるので、ゴム板３が可動鉄心１７
に密着してしまってもその運動に影響を受けることはな
く復帰遅れ等の不都合が生じることななく、２枚のゴム
板３，３で衝撃力を吸収してより高い静音を実現する。

【００２３】以上本願発明の電磁弁にかかる実施例につ
いて詳細に説明したが、本願発明が上記実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲様々な変
更が可能である。例えば、緩衝部の組合せとして２パタ
ーンのみを示したが、更にゴム板を重ねる等したものを
用いてもよい。また、例えば、上記各実施例ともゴム板
と樹脂板とを重ね合わせたもののみを示したが、これに
加えゴムによるＯリング等との組合せによるものでもよ
い。また、例えば、ゴム板の代わりに合成樹脂やスポン
ジ等の発泡体を用いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】よって、本発明の電磁弁によれば、弁を
開閉させる際の可動鉄心の動きに連動して可動鉄心が固
定鉄心に吸着される時に発生する衝撃を吸収するよう、
前記固定鉄心と可動鉄心との間に設けられた樹脂板とゴ
ム板とが重ね合わされて配設されるものとしたので、簡
単な構成による低価格なものであって、衝撃による衝撃
音を効果的に防止し、加えて安定した弁の開閉を行う電
磁弁を提供することが可能となった。また、本発明の電
磁弁は、前記ゴム板を固定鉄心側に、前記樹脂板を可動
鉄心側にして重ね合わせたものとしたので、復帰遅れ等
の不都合を起すことなく安定した弁の開閉を行う電磁弁
を提供することが可能となった。更に、本発明の電磁弁
は、前記ゴム板と前記樹脂板とを交互に複数枚重ね合わ
せたものとすれば、より衝撃による衝撃音を効果的に防
止した電磁弁を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電磁弁の閉弁時の断面を
示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る電磁弁の開弁時の断面を
示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る電磁弁に使用される緩衝
部の拡大断面を示した図である。

【図４】本発明の実施例に係る電磁弁に使用される緩衝
部の拡大断面を示した図である。

【図５】第１従来例の電磁弁に係る固定鉄心と可動鉄心
間の断面を示した図である。

【図６】第２従来例の電磁弁に係る固定鉄心と可動鉄心
間の断面を示した図である。

【図７】第３従来例の電磁弁の断面を示した図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ２ 緩衝部 ３ ゴム板 ４ 樹脂板 １０ ソレノイド部 １６ 固定鉄心 １７ 可動鉄心 ２０ 弁部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性コイルの巻回されるソレノイド
   部に固定的に設けられた固定鉄心と、 ソレノイド部への通電により固定鉄心に発生される電磁
   力により固定鉄心側に吸着される可動鉄心と、 固定鉄心に吸着される可動鉄心の動きに連動して開閉動
   作を行う弁機構を有する電磁弁において、 前記固定鉄心と可動鉄心との間に遊嵌されたゴム板と、 前記固定鉄心と可動鉄心との間に前記ゴム板と重ね合わ
   せて遊嵌された樹脂板とを有することを特徴とする電磁
   弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁弁において、前
   記ゴム板を固定鉄心側に、前記樹脂板を可動鉄心側にし
   て重ね合わせたことを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁弁において、 前記ゴム板と前記樹脂板とを交互に複数枚重ね合わせた
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。