JP3110444B2 - 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、電磁弁に関し、特に、ソレノイド部の軸孔
にコラムおよびプランジャを互いに対向させて設け、ソ
レノイド部の付勢によりプランジャを移動させて弁開閉
を行う電磁弁に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

この種の電磁弁としては、たとえば、以下に示すよう
なものが考えられる。

すなわち、この電磁弁は、軸孔を有するソレノイド部
と、このソレノイド部の一端に連結され、内部に前記軸
孔と連通する第１および第２の連通室を備えてなる弁本
体と、前記軸孔内に互いに対向して設けられるコラムお
よびプランジャと、このプランジャを付勢力により第１
の連通室側へ移動させるばねとを備え、前記コラムを前
記軸孔内に固定した構造とするとともに、第２の連通室
に連通するポートの開口端部に弁座を形成し、この弁座
に付勢されるフラッパと前記プランジャとの間にプラン
ジャの移動をフラッパに伝達するピンを設けるものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記した従来の電磁弁の構造では、コラムが
固定構造となっているので、プランジャストロークはソ
レノイドの吸引力によって制限され、これに伴い、フラ
ッパストロークも制限される。このためエアの流量はプ
ランジャストロークおよびフラッパストロークにより制
約されるという問題があった。

また、プランジャは、ソレノイド部の磁気力によって
のみばねの付勢力に抗して移動する構造となっているの
で、限られたストロークでの部品管理が困難であるとい
う問題があった。

この問題点に対処するためには、プランジャやフラッ
パに対するピンの間隙を可能な限り無くしてピンの加工
公差を厳しくする必要があり、そのため加工が困難で、
加工性が悪いという問題があった。

本発明は、前記問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、弁体ストロークを増大させて流体の流
量を増大させることのできる電磁弁を提供することにあ
る。

また、本発明の他の目的は、プランジャストロークに
関わるピンおよび弁本体の加工公差を緩慢にし、加工性
を向上させることのできる電磁弁を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、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。

本発明の電磁弁は、軸孔を有するソレノイド部と、該
ソレノイド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通
する第１および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソ
レノイド部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に
軸方向に往復動自在に配置されるプランジャと、前記第
２の連通室内に設けられたフラッパと前記プランジャと
の間に配置されて前記プランジャの移動を前記フラッパ
に伝達するピンとを有する電磁弁であって、前記ソレノ
イド部の付勢時の磁気力により前記プランジャと互いに
引き合って前記第１の連通室側へ移動するのを阻止し、
その反対方向へ移動するのを許容するストッパが設けら
れたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着し、前記プ
ランジャの先端に設けられたポペットにより開閉される
入力ポートと、前記第１の連通室に連通し前記ポペット
が開いたときに前記入力ポートに連通する出力ポート
と、前記プランジャに連動する前記フラッパにより開閉
される排気ポートとを前記弁本体に形成し、前記カバー
内に形成されて前記コラムの後端部を収容する空気室に
連通する空気孔を前記カバーに形成し、前記ソレノイド
部の付勢により前記プランジャを第１のストロークだけ
前記コラムに吸引移動した後に、前記コラムを前記第１
の連通室内の流体圧により第２のストロークだけ移動さ
せ、前記第１および第２のストロークの和を弁体ストロ
ークとしたことを特徴とする電磁弁。

本発明の電磁弁は、軸孔を有するソレノイド部と、該
ソレノイド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通
する第１および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソ
レノイド部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に
軸方向に往復動自在に配置されるプランジャと、前記第
２の連通室内に設けられたフラッパと前記プランジャと
の間に配置されて前記プランジャの移動を前記フラッパ
に伝達するピンとを有する電磁弁であって、前記ソレノ
イド部の付勢時の磁気力により前記プランジャと互いに
引き合って前記第１の連通室側へ移動するのを阻止し、
その反対方向へ移動するのを許容するストッパが設けら
れたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着し、前記フ
ラッパにより開閉される入力ポートと、前記第２の連通
室に連通し前記フラッパが開いたときに前記入力ポート
に連通する出力ポートと、前記第２の連通室に連通し前
記入力ポートが閉じたときに前記出力ポートに連通する
排出ポートとを前記弁本体に形成し、前記カバー内に形
成されて前記コラムの後端部を収容する空気室に連通す
る空気孔を前記カバーに形成し、前記ソレノイド部の付
勢により前記プランジャを第１のストロークだけ前記コ
ラムに吸引移動した後に、前記コラムを前記第１の連通
室内の流体圧により第２のストロークだけ移動させ、前
記第１および第２のストロークの和を弁体ストロークと
したことを特徴とする。

本発明の電磁弁は、軸孔を有するソレノイド部と、該
ソレノイド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通
する第１および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソ
レノイド部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に
軸方向に往復動自在に配置されるプランジャと、前記第
２の連通室内に設けられたフラッパと前記プランジャと
の間に配置されて前記プランジャの移動を前記フラッパ
に伝達するピンとを有する電磁弁であって、前記ソレノ
イド部の付勢時の磁気力により前記プランジャと互いに
引き合って前記第１の連通室側へ移動するのを阻止し、
その反対方向へ移動するのを許容するストッパが設けら
れたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着し、前記フ
ラッパにより開閉される入力ポートと、前記第２の連通
室に連通し前記フラッパが開いたときに前記入力ポート
に連通する出力ポートとを前記弁本体に形成し、前記カ
バー内に形成されて前記コラムの後端部を収容する空気
室に連通する空気孔を前記カバーに形成し、前記ソレノ
イド部の付勢により前記プランジャを第１のストローク
だけ前記コラムに吸引移動した後に、前記コラムを前記
第１の連通室内の流体圧により第２のストロークだけ移
動させ、前記第１および第２のストロークの和を弁体ス
トロークとしたことを特徴とする。

〔作用〕

ソレノイド部に電圧を印加すると、プランジャは、磁
気力によりコラムと引き合ってばねの付勢力に抗して第
１のストロークだけ前記コラムの方向に移動し、コラム
に当接する。当接した後、前記コラムは、第１の連通室
側の流体圧により前記プランジャを吸着した状態で第１
の連通室側への方向とは反対方向にさらに第２のストロ
ークだけ移動させ、そのため弁体は、ピンを介して第１
および第２のストロークの和で移動させることができ
る。

したがって、弁体ストロークを増大させて流体の流量
を増大させることができる。

また、弁体において、そのストロークと移動力とを増
大させることができることから、プランジャおよび弁体
とピンとの間に間隙を許容でき、そのためピンおよび弁
本体の加工公差を緩慢にし、加工性を向上させることが
できる。

本発明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。

〔実施例１〕 第１図は本発明の実施例１である電磁弁を示す断面図
である。

本実施例１における電磁弁は、３ポートタイプのもの
で、弁本体１を有し、この弁本体１にソレノイド部２お
よびカバー３が同軸状に連結されている。

前記弁本体１は、連通路14で互いに連通する第１およ
び第２の連通室4a,4bを有している。第１の連通室4aに
入力ポート６および出力ポート５が連通され、入力ポー
ト６の内端部に第１の弁座７が形成されている。第２の
連通室4bに排出ポート24が連通され、排出ポート24の内
端部に第２の弁座21が形成され、この第２の弁座21は、
これにフラッパ20がフラッパばね17により押付けられて
閉弁するようになっている。

前記ソレノイド部２は、軸孔８を有し、この軸孔８の
外周部にコイル９が巻回され、軸孔８の内周面にコラム
10およびプランジャ11が互いに対向して摺動自在に設け
られている。

前記プランジャ11は、下端に第１の弁座７と対向する
ポペット12およびフランジ13を有している。フランジ13
と軸孔８の下側開口端部8aとの間にプランジャばね15が
設けられ、このプランジャばね15は、プランジャ11を付
勢力により第１の連通室4a側へ移動させてポペット12を
第１の弁座７に圧接する機能を有する。

また、プランジャ11の外周面に溝16が軸方向に沿って
形成され、この溝16は、当接状態のプランジャ11および
コラム10間の微小間隙に第１の連通室4a内の空気圧を供
給する連通路としての機能を有する。

プランジャ11のフランジ13とフラッパ20との間には、
第１および第２のピン25,26が設けられ、これらのピン2
5,26はプランジャ11の移動をフラッパ20に伝達する機能
を有する。第１のピン25は連通路14内を貫通し、第２の
ピン26は入力ポート６および排出ポート24と干渉しない
位置に摺設されている。

前記カバー３は、中心に空気孔23を有し、内部にソレ
ノイド部２の軸孔８と連なる空気室18が形成されてい
る。コラム10は軸孔８に摺動自在に設けられていて、上
端部にストッパ19が形成されている。

このストッパ19は、空気室18内に位置して動作時の磁
気力によりプランジャ11と互いに引き合って軸孔８の上
側開口端部8bから下側へ移動するのを阻止し、その反対
方向に移動するのを許容する機能を有する。

また、空気室18の内壁にシール22が嵌着され、このシ
ール22は、コラム10の上昇時のリークを防止する機能を
有する。

次に、実施例１の作用を説明する。

第１図において、左側に示すOFF状態では、入力ポー
ト６に作用する空気圧による上向きの力に抗してプラン
ジャばね15による付勢力が作用し、このためプランジャ
11は下向きに移動し、ポペット12は第１の弁座７に押付
けられ、第１の弁座７は閉弁状態にある。

また、コラム10は、その自重により下向きに移動しよ
うとするが、その下向きの移動はストッパ19により阻止
されるため、プランジャ11とコラム11との間に間隙Saが
形成され、ストッパ19と空気室18の内壁との間に間隙Sb
が形成される。

第２の連通室4b内では、フラッパ20は、ピン25,26に
よるフラッパばね17の付勢力に抗して第２の弁座21から
間隙Sa＋Sbをなして離間し、そのため第２の弁座21は開
弁状態にある。

その結果、アクチュエータ内の圧縮空気は、出力ポー
ト5,第１の連通室4a,連通路14,第２の連通室4bを経て排
出ポート24から排気される。

このときの排気流量については、フラッパ20が第２の
弁座21から間隙Sa＋Sbをなして大きく離間しているた
め、排気流量を増大させることができる。

このようなOFF状態において、ソレノイド部２のコイ
ル９に電圧を印加すると、コイル９が励磁されてプラン
ジャ11およびコラム10が互いに引き合うので、プランジ
ャ11はプランジャばね15の付勢力に抗してストロークSa
だけ上昇し、コラム10に当接する。

この当接状態では、第１の弁座７が開弁し、入力ポー
ト６からの空気圧は第１の連通室4a内に供給されてコラ
ム10に作用する。

このため、コラム10はプランジャ11を吸着した状態で
ストロークSbだけ上昇し、したがって、プランジャ11は
ストロークSa＋Sbだけ上昇する。これによりピン25,26
の上昇が可能となり、フラッパばね17の付勢力によりフ
ラッパ20もストロークSa＋Sbだけ上昇して第２の弁座21
に押付けられ、第２の弁座21は閉弁し、第１図において
右側に示すON状態が得られる。

このON状態では、フラッパ20のストロークをSbだけ増
大させることができるので、大量の圧縮空気を入力ポー
ト６から第１の連通室4aおよび出力ポート５を経てアク
チュエータに供給することができる。

ON状態において、ソレノイド部２への電圧の印加を断
つと、プランジャ11とストローク上端の位置にあるコラ
ム10との吸引力が消失する。このためプランジャ11のみ
がプランジャばね15の付勢力により下降し、前記OFF状
態が得られる。

前記したように、プランジャ11およびフラッパ20にお
いて、そのストロークを増大させ、かつ空気圧により上
昇力を増大させることができることから、フラッパスト
ロークSa＋Sbのバラツキに対し、余裕をもたせることが
できるため、プランジャ11やフラッパ20とピン25,26と
の間に間隙の許容が可能となり、その結果、ピン25,26
および弁本体１の第１の弁座７と第２の弁座21間の寸法
の加工公差を緩慢にし、加工性を向上させることができ
る。

なお、電磁弁の上下が逆に設置されている場合も、前
記と同様の作用効果が得られる。

〔実施例２〕 第２図は本発明の実施例２である電磁弁を示す断面図
である。

本実施例２における電磁弁は、前記実施例１とほぼ同
様の構成を有するが、第２の連通室4bに入力ポート６、
出力ポート５および排出ポート24を連通させ、排出ポー
ト24の内端部に第１の弁座７を形成し、入力ポート６の
内端部に第２の弁座21を形成し、第１および第２の弁座
7,21間に介在するフラッパ20で第１および第２の弁座7,
21を開閉弁させる構造に適用した点で異なる。

この実施例２の電磁弁の構造では、前記実施例１の作
用効果に加えて前記実施例１におけるポペットを不要に
し、１個のフラッパ20で３方向の切換えを行うことがで
きる。

〔実施例３〕 第３図は本発明の実施例３である電磁弁を示す断面図
である。

本実施例３における電磁弁は、前記実施例２とほぼ同
様の構成を有するが、実施例２における第１の弁座およ
び排出ポートを省いて第２の連通室4bに入力ポート６お
よび出力ポート５を連通させた２ポートタイプの電磁弁
に適用したものである。

この実施例３の作用効果については、２ポートタイプ
の電磁弁においても前記実施例２とほぼ同様の作用効果
を得ることができるので、その説明を省略する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定され
るものでなく、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、前記実施例ではニュートラル時、つまりエ
アの切換時に空気室18側へエアが漏れてしまうのに対
し、実施例のシール22に代えてダイヤフラムを空気室18
の内周面とコラム10のストッパ19の外周部の間に設ける
ことにより、ニュートラル時のエア漏れを防止すると同
時に、前記実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた
発明をその利用分野である空気圧により作動する電磁弁
で説明したが、油圧により作動する電磁弁にも適用でき
る。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、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、下記のとおり
である。

（１）．ソレノイド部の軸孔にコラムを軸方向に沿って
移動可能に設けた可動構造とするとともに、弁座に付勢
される弁体とプランジャとの間にプランジャの移動を弁
体に伝達するピンを設けたので、弁体ストロークを増大
させて流体の流量を増大させることができる。

（２）．弁体において、そのストロークと移動力を増大
させることができることから、プランジャおよび弁体と
ピンとの間に間隙を許容でき、そのためピンおよび弁本
体の第１の弁座と第２の弁座間の寸法の加工公差を緩慢
にし、加工性を向上させることができる。

（３）．前記（２）により、ピンの加工に起因する流体
の漏れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１である電磁弁を示す断面図、 第２図は本発明の実施例２である電磁弁を示す断面図、 第３図は本発明の実施例３である電磁弁を示す断面図で
ある。 １……弁本体、 ２……ソレノイド部、 ３……カバー、 4a……第１の連通室、 4b……第２の連通室、 ５……出力ポート、 ６……入力ポート、 ７……第１の弁座、 ８……軸孔、 8a……下側開口端部、 8b……上側開口端部、 ９……コイル、 10……コラム、 11……プランジャ、 12……ポペット、 13……フランジ、 14……連通路、 15……プランジャばね、 16……溝、 17……フラッパばね、 18……空気室、 19……ストッパ、 20……フラッパ、 21……第２の弁座、 22……シール、 23……空気孔、 24……排出ポート、 25……第１のピン、 26……第２のピン。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸孔を有するソレノイド部と、該ソレノイ
   ド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通する第１
   および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソレノイド
   部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に軸方向に
   往復動自在に配置されるプランジャと、前記第２の連通
   室内に設けられたフラッパと前記プランジャとの間に配
   置されて前記プランジャの移動を前記フラッパに伝達す
   るピンとを有する電磁弁であって、 前記ソレノイド部の付勢時の磁気力により前記プランジ
   ャと互いに引き合って前記第１の連通室側へ移動するの
   を阻止し、その反対方向へ移動するのを許容するストッ
   パが設けられたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着
   し、 前記プランジャの先端に設けられたポペットにより開閉
   される入力ポートと、前記第１の連通室に連通し前記ポ
   ペットが開いたときに前記入力ポートに連通する出力ポ
   ートと、前記プランジャに連動する前記フラッパにより
   開閉される排気ポートとを前記弁本体に形成し、 前記カバー内に形成されて前記コラムの後端部を収容す
   る空気室に連通する空気孔を前記カバーに形成し、 前記ソレノイド部の付勢により前記プランジャを第１の
   ストロークだけ前記コラムに吸引移動した後に、前記コ
   ラムを前記第１の連通室内の流体圧により第２のストロ
   ークだけ移動させ、前記第１および第２のストロークの
   和を弁体ストロークとしたことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】軸孔を有するソレノイド部と、該ソレノイ
   ド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通する第１
   および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソレノイド
   部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に軸方向に
   往復動自在に配置されるプランジャと、前記第２の連通
   室内に設けられたフラッパと前記プランジャとの間に配
   置されて前記プランジャの移動を前記フラッパに伝達す
   るピンとを有する電磁弁であって、 前記ソレノイド部の付勢時の磁気力により前記プランジ
   ャと互いに引き合って前記第１の連通室側へ移動するの
   を阻止し、その反対方向へ移動するのを許容するストッ
   パが設けられたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着
   し、 前記フラッパにより開閉される入力ポートと、前記第２
   の連通室に連通し前記フラッパが開いたときに前記入力
   ポートに連通する出力ポートと、前記第２の連通室に連
   通し前記入力ポートが閉じたときに前記出力ポートに連
   通する排出ポートとを前記弁本体に形成し、 前記カバー内に形成されて前記コラムの後端部を収容す
   る空気室に連通する空気孔を前記カバーに形成し、 前記ソレノイド部の付勢により前記プランジャを第１の
   ストロークだけ前記コラムに吸引移動した後に、前記コ
   ラムを前記第１の連通室内の流体圧により第２のストロ
   ークだけ移動させ、前記第１および第２のストロークの
   和を弁体ストロークとしたことを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】軸孔を有するソレノイド部と、該ソレノイ
   ド部の一端に連結され、内部に前記軸孔と連通する第１
   および第２の連通室を有する弁本体と、前記ソレノイド
   部の他端に設けられるカバーと、前記軸孔内に軸方向に
   往復動自在に配置されるプランジャと、前記第２の連通
   室内に設けられたフラッパと前記プランジャとの間に配
   置されて前記プランジャの移動を前記フラッパに伝達す
   るピンとを有する電磁弁であって、 前記ソレノイド部の付勢時の磁気力により前記プランジ
   ャと互いに引き合って前記第１の連通室側へ移動するの
   を阻止し、その反対方向へ移動するのを許容するストッ
   パが設けられたコラムを前記軸孔内に往復動自在に装着
   し、 前記フラッパにより開閉される入力ポートと、前記第２
   の連通室に連通し前記フラッパが開いたときに前記入力
   ポートに連通する出力ポートとを前記弁本体に形成し、 前記カバー内に形成されて前記コラムの後端部を収容す
   る空気室に連通する空気孔を前記カバーに形成し、 前記ソレノイド部の付勢により前記プランジャを第１の
   ストロークだけ前記コラムに吸引移動した後に、前記コ
   ラムを前記第１の連通室内の流体圧により第２のストロ
   ークだけ移動させ、前記第１および第２のストロークの
   和を弁体ストロークとしたことを特徴とする電磁弁。