JP2743023B2 - 閉止機能を備えた電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガス機器等に使用する閉止機能を備えた電
磁弁に関する。

（従来の技術） この種の閉止機能を備えた電磁弁においては、例えば
実開昭63−184338号公報の第２図に開示されたもののよ
うに、弁体を作動させる電磁駆動装置は、スプリングに
よる弁体の確実な閉止を解除するためと、弁体を比例的
に移動させるために、それぞれ別個のソレノイドコイル
及びプランジャを備えている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来技術では、部品数が多く
なるので構造が複雑になり、また小型化することも困難
である。

本考案は、スプリングによる弁体の確実な閉止の解除
と、弁体の比例的移動を一組のソレノイドコイル及びプ
ランジャにより行えるようにして構造が簡単で小型化も
可能であり、更にソレノイドコイルへの通電を弁体の開
度制御に有効に利用することができる閉止機能を備えた
電磁弁を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による閉止機能を備えた電磁弁
は、第１図〜第３図に例示するごとく、弁座13を形成し
た弁ケーシング10と、弾性材23により前記弁座13に押圧
された弁体20と、この弁体を前記弾性材23に抗する向き
に移動させる電磁駆動装置Ｍを備えた電磁弁において、
前記電磁駆動装置Ｍは、前記弁体20に向かって所定位置
まで移動可能で同弁体の一端部20aと軸方向に係合可能
な係合部30aを有する可動枠体30と、この可動枠体30と
前記弁ケーシング10の間に介装され前記係合部30aを介
して前記弁体20を前記弾性材23による押圧力に加えて前
記弁座13に押圧するスプリング31と、変動する距離をお
いて前記弁体20の前記一端部20aと対向する先端部35aを
有し同先端部において前記可動枠体30に結合された磁性
体のプランジャ35と、このプランジャを囲んで前記弁ケ
ーシング10に設けられ印加電流に応じて同プランジャを
磁化させると共に前記スプリング31に抗して移動させて
前記弁体20の一端部20aに対する前記可動枠体30の係合
部30aの係合を解除すると同時に前記プランジャ35の先
端部35aを前記弁体20の一端部20aに接近させるソレノイ
ドコイル40と、前記弁体20の前記一端部20aに前記プラ
ンジャ35の前記先端部35aと対向して固定され前記印加
電流に応じて同プランジャに生じる磁力に反発して前記
弁体20を前記弾性材23に抗して移動させる永久磁石片36
よりなることを特徴とするものである。

（作用） ソレノイドコイル40に電流を印加しない状態では、弁
体20の一端部20aと可動枠体30の係合部30aは係合し、弁
体20は弾性材23に加えてスプリング31により弁座13に押
圧されて電磁弁は確実に閉止される。ソレノイドコイル
40に所定に初期電流を印加すれば、磁化されたプランジ
ャ35と共に可動枠体30はスプリング31に抗してそれ以上
は移動しない所定位置まで移動し、プランジャ35の先端
部35aが弁体20の一端部20aに接近すると同時に、この一
端部20aと係合部30aが離れてスプリング31の押圧による
弁体20の確実な閉止は解除され、弁座13に対する弁体20
の押圧力は殆どなくなる。ソレノイドコイル40への印加
電流が初期電流を越えれば、その増大に応じてプランジ
ャ35に生じる磁力も増大し、弁体20はプランジャ35の先
端部35aと永久磁石片36の間に作用する反発力により弾
性材23に抗して移動し、電磁弁の開度は次第に増大す
る。

（発明の効果） 上述のごとく、本発明によれば、１個のソレノイドコ
イルに印加する電流を制御して１個のプランジャの磁化
を制御することにより、スプリングによる弁体の確実な
閉止の解除と、弁体の比例的移動を行うことができる。
従って閉止機能を備えた電磁弁の構造が簡単になり、小
型化も可能になる。

また、弁体の閉止が解除されると同時にプランジャの
先端部は永久磁石片が固定された弁体の一端部に接近
し、プランジャに対する永久磁石片の反発力は大きいの
で、ソレノイドコイルへの通電を弁体の開度制御に有効
に利用することができる。

（実施例） 以下に、第１図〜第４図に示す実施例により本発明の
説明をする。

第１図〜第３図に示すごとく、比例電磁弁の弁ケーシ
ング10は、ケーシング本体11と駆動部取付枠12により構
成されている。ケーシング本体11には入口通路14と出口
通路15とこの両通路14,15間を連通する弁口16を設けた
弁座13が形成され、駆動部取付枠12は弁口16と同軸的に
ケーシング本体11に取り付けられ、この両部材11、12の
間にはゴムなどよりなるダイアフラム25の外周部が気密
に挟持されている。弁口16を開閉する弁体20は、補強板
26を設けたダイアフラム25の中央部を挟んで互いに同軸
的に固定された傘形部21と延長部22よりなり、傘形部21
はケーシング本体11との間に介装した第１スプリング23
により付勢されて、外周付近のシール部材21aが弁座13
に当接可能となっている。図において延長部22の下端側
により形成される弁体20の一端部20aはフランジ状に外
向きに張り出されている。

駆動部取付枠12には、弁体20を第１スプリング23に抗
する向きに移動させる電磁駆動装置Ｍが設けられてい
る。この電磁駆動装置Ｍは符号20〜43に示す各部分によ
り構成され、以下にその説明をする。

駆動部取付枠12中央の開口12a内には、後述するプラ
ンジャ35の先端部35aに支持された可動枠体30が、弁体2
0と同軸的に移動可能に設けられている。可動枠体30は
１対のカップ状部材の開口側フランジ部30bを結合して
なり、弁体20の一端部20aと軸方向に係合可能な係合部3
0aを有している。可動枠体30は駆動部取付枠12との間に
介装した第２スプリング31により弁座13から離れる向き
に付勢され、通常はその係合部30aが弁体20の一端部20a
と係合して、弁体20は第１スプリング23による押圧力に
加えて第２スプリング31により弁座13に押圧されてい
る。弁体20と可動枠体30の間には一端部20aを係合部30a
に向けて付勢する第３スプリング38が設けられ、その押
圧力は第１スプリング23よりも小である。可動枠体30
は、第２スプリング31と抗する向きに所定位置まで移動
すれば、フランジ部30bが駆動部取付枠12に形成した環
状のストッパ部12bと当接してそれ以上は移動しなくな
る。

弁体20の一端部20aは、次に述べるプランジャ35の先
端部35aと変動する距離をおいて対向しており、この一
端部20aには厚い円板状の永久磁石片36が固定されてい
る。この永久磁石片36はプランジャ35側の極性が、ソレ
ノイドコイル40への印加電流によりプランジャ35の先端
部35aに生じる極性と同一となるようになっている。

駆動部取付枠12のケーシング本体11と反対側の端面に
固定された磁性体の支持板41には弁体20と同軸的に案内
筒42が取り付けられ、この案内筒42には磁性体よりなる
プランジャ35が軸方向に移動可能に支持されている。プ
ランジャ35の先端部35aはストップリングにより可動枠
体30に結合され、先端部35a側の細径部と案内筒42の間
には磁性体よりなる環状のヨーク37が支持板41に固定さ
れている。案内筒42の外周には印加電流に応じてプラン
ジャ35を磁化するソレノイドコイル40が巻回され、支持
板41に取り付けたコイルケース43により覆われている。

ソレノイドコイル40に電流を印加しない状態では、第
１図に示すごとく、第２スプリング31により下向きに押
圧された可動枠体30は、閉止位置にある弁体20の一端部
20aに係合部30aが係合している。この状態では傘形部21
のシール部材21aは第１スプリング23に加えて第２スプ
リング31により弁座13に押圧され、弁口16は弁体20によ
り確実に閉止されている。

ソレノイドコイル40に電流を印加すればプランジャ35
は磁化され、第４図に示す所定の初期電流I_Oとなれば、
プランジャ35はヨーク37との間の吸引力により第２スプ
リング31に抗して可動枠体30と共に上昇し、第２図に示
すごとく、駆動部取付枠12に形成したストッパ部12bに
フランジ部30bが当接して停止する。この可動枠体30と
プランジャ35の上昇により、弁体20の一端部20aに対す
る可動枠体30の係合部30aの係合は解除され、またプラ
ンジャ35の先端部35aは永久磁石片36を固定した弁体20
の一端部20aに接近する。この状態では、第１スプリン
グ23と弁体20の重量による下向きの力が、先端部35aと
永久磁石片36の間に生じる磁気的反発力と第３スプリン
グ38による上向きの力とほぼ釣り合って、弁座13に対す
る弁体20の押圧力は殆ど０となる。これにより第２スプ
リング31による比例電磁弁の確実な閉止は解除される
が、開度はまだ０のままである。

ソレノイドコイル40への印加電流が初期電流I_Oを越え
て増大すれば、プランジャ35は更に磁化されて先端部35
aと永久磁石片36の間の磁気的反発力は増大し、これに
より弁体20は弁座13を離れ第１スプリング23に抗して上
昇し、比例電磁弁の開度は増大する。そして印加電流が
所定の最大値I_Mとなれば、比例電磁源弁は第３図に示す
全開状態となる。

上記実施例によれば、１個のソレノイドコイル40に印
加する電流を制御して１個のプランジャ35の磁化を制御
することにより、第２スプリング31による弁体20の確実
な閉止の解除と、弁体20の比例動作を行わせることがで
きる。これにより閉止機能を備えた比例電磁弁の構造が
簡単になり、小型化を可能にすることができる。また、
比例電磁弁の閉止が解除されると同時にプランジャ35の
先端部35aは永久磁石片36が固定された弁体20の一端部2
0aに接近し、従って印加電流に対するプランジャと永久
磁石片36の間の磁気的反発力は大きいので、ソレノイド
コイル40への通電を弁体20の開度制御に有効に利用する
ことができ、印加電流の最大値IMは比較的少なくて足り
る。

なお、第１スプリング23は他の手段、例えば弁室を機
密に保持するダイアフラム25で兼ねることもできる。ま
たソレノイドコイル40への印加電流を段階的に行えば多
段的な制御も可能であり、本発明は比例的に作動する電
磁弁に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明による閉止機能を備えた比例電磁弁の
一実施例を示し、第１図〜第３図はそれぞれ閉止状態、
閉止解除状態及び全開状態における縦断面図、第４図は
ソレノイドコイルへ印加する電流に対する比例電磁弁の
開度の特性図である。 符号の説明 10……弁ケーシング、13……弁座、20……弁体、20a…
…一端部、23……弾性材（第１スプリング）、30……可
動枠体、30a……係合部、31……スプリング（第２スプ
リング）、35……プランジャ、35a……先端部、36……
永久磁石片、40……ソレノイドコイル、Ｍ……電磁駆動
装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁座を形成した弁ケーシングと、弾性材に
   より前記弁座に押圧された弁体と、この弁体を前記弾性
   材に抗する向きに移動させる電磁駆動装置を備えた電磁
   弁において、前記電磁駆動装置は、前記弁体に向かって
   所定位置まで移動可能で同弁体の一端部と軸方向に係合
   可能な係合部を有する可動枠体と、この可動枠体と前記
   弁ケーシングの間に介装され前記係合部を介して前記弁
   体を前記弾性材による押圧力に加えて前記弁座に押圧す
   るスプリングと、変動する距離をおいて前記弁体の前記
   一端部と対向する先端部を有し同先端部において前記可
   動枠体に結合された磁性体のプランジャと、このプラン
   ジャを囲んで前記弁ケーシングに設けられ印加電流に応
   じて同プランジャを磁化させると共に前記スプリングに
   抗して移動させて前記弁体の一端部に対する前記可動枠
   体の係合部の係合を解除すると同時に前記プランジャの
   先端部を前記弁体の一端部に接近させるソレノイドコイ
   ルと、前記弁体の前記一端部に前記プランジャの前記先
   端部と対向して固定され前記印加電流に応じて同プラン
   ジャに生じる磁力に反発して前記弁体を前記弾性材に抗
   して移動させる永久磁石片よりなることを特徴とする閉
   止機能を備えた電磁弁。