JP3423581B2 - ラッチ式電磁弁 - Google Patents
ラッチ式電磁弁Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石と電磁コ
イルとを備え、弁体に連なるプランジャを永久磁石の磁
力により開弁状態に吸着保持するラッチ式電磁弁に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種のラッチ式電磁弁は、プラ
ンジャの前端に弁口を閉塞する弁体を備え、プランジャ
の後端をばねを挟んで永久磁石に対向させると共に、プ
ランジャの周囲を電磁コイルで囲んでいる。プランジャ
の後端が永久磁石に吸着されている状態では弁体は弁口
から離れ開弁状態になっている。この状態では永久磁石
とプランジャの後端との間に設けたばねは圧縮されてい
るが、永久磁石による吸着力がばねの付勢力より強いた
めプランジャの後端は永久磁石から離れることはない。
永久磁石の磁束に対して反対方向の磁束が生じるように
電磁コイルに通電すると、永久磁石の磁力を電磁コイル
の磁力で打ち消し、ばねの付勢力によってプランジャは
永久磁石から離れ弁体は弁口を閉鎖し閉弁状態になる。
この状態で電磁コイルへの通電を停止しても永久磁石と
プランジャの後端との間が離れているため、ばねの付勢
力に抗してプランジャが永久磁石に吸着されることはな
い。また、開弁する場合には電磁コイルに閉弁時とは逆
方向に通電し、永久磁石の磁束と同じ方向に磁束を電磁
コイルにより発生させ、ばねの付勢力に抗してプランジ
ャを永久磁石に吸着させる。プランジャが再び永久磁石
に吸着されると上記のようにその後電磁コイルへの通電
を停止してもプランジャが永久磁石から離れることはな
い。尚、プランジャを永久磁石に直接吸着させても良い
が、一般には磁束を導くコアを永久磁石の一方の磁極に
接触させ、プランジャはコアに吸着されるように構成す
る。また、永久磁石の他方の磁極からプランジャの外周
面に磁束を効率よく導くためのヨークが設けられてい
る。従って、永久磁石の他方の磁極を仮にＮ極とする
と、磁束はヨークを通りプランジャの外周面からプラン
ジャの後端に流れコアを通って永久磁石の一方の極であ
るＳ極に返る。 【０００３】弁の開閉操作のうち、例えば閉弁する際に
は上記のごとく電磁コイルにより永久磁石による磁束と
は反対方向の磁束を発生させるが、その際、電磁コイル
による磁束は永久磁石の磁束に逆らって永久磁石を貫通
しなければならない。ところが、電磁コイルによる反対
方向の磁束は永久磁石を貫通しにくいため、永久磁石の
磁束通路面積を広くして電磁コイルによる磁束を多く貫
通させることが望まれる。一方、永久磁石の磁束通路面
積を広げると永久磁石から発生する磁束量が増加し、プ
ランジャに対する吸着力が増加する。そのため、永久磁
石の磁力に打ち勝って閉弁させるために電磁コイルの巻
線を増やしたり通電電流値を上げたりしなければなら
ず、また、一旦閉弁させても電磁コイルへの通電を停止
するとプランジャが永久磁石に吸着され閉弁状態が保持
できないという弊害が生じる。 【０００４】この弊害を防止するために、永久磁石の磁
束通路面積を広くして電磁コイルで発生した磁束が永久
磁石を貫通しやすくすると共に、コアの一部をヨークに
接触させて磁束のバイパス磁路を設け、永久磁石の磁束
の一部をプランジャを通さないでバイパス磁路を通すよ
うにしたものがある。これによれば、永久磁石の磁束通
路面積を広くしてもコアに対するプランジャの吸着力が
必要以上に強くならず、永久磁石の磁力に打ち勝って閉
弁させるために電磁コイルの巻線を増やしたり通電電流
値を上げたりする必要がない。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
ものでは、コアとヨークとの接触面積を調整してバイパ
ス磁路を通る磁束の量を調整するが、ヨークの側板でコ
アを挟む構造であるため、組み立てたときにヨークの側
板がコアに接触しないことがある。この場合、バイパス
磁路のいわゆる磁気抵抗が極めて大きくなり、バイパス
磁路に予定量の磁束を通すことができない。これを防止
するためには、コア及びヨークを従来に比べて高い加工
精度で加工する必要があり、生産性や加工コストが問題
になる。 【０００６】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、永
久磁石の磁束通路面積を広くしたときに上記問題が生じ
ないラッチ式電磁弁を提供することを課題とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に連
なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸着
保持するラッチ式電磁弁であって、永久磁石の一極に接
触するコアと永久磁石の他極に接触するヨークとを備
え、永久磁石の一極からコアとプランジャとヨークとを
介して永久磁石の他極に至る主磁路を形成すると共に、
コアとヨークとの間にプランジャをバイパスして磁束を
流すバイパス磁路を形成するものにおいて、対向配置さ
れたヨークの側板の間隔よりさしわたし長さが長い部分
を備えるコアの周面を切除して、相互に平行な平面部を
少なくとも１対、平面部の間隔が対向配置されたヨーク
の側板の間隔より短くなるように形成し、両側板の間に
コアを配置した状態でコアの各平面部の一端を隣接する
側板に接触させて前記バイパス磁路を形成した。 【０００８】この構成では、コアの各平面部の一端をヨ
ークの側板に接触させてコアの側板対面方向の位置を定
めるため、両平面部の間隔に誤差があってもコアの周面
の対向位置が確実且つ均等にヨークに接触する。従っ
て、両平面部をヨークに面接触させてバイパス磁路を形
成する場合に要求される加工精度の高さは必要ない。 【０００９】また、コアとヨークとの接触を線接触にす
ると、両平面部の間隔に誤差が生ずるなどして、相互の
位置関係が多少変わっても接触量はほとんど変化せず、
面接触の場合に比較して接触部分を通る磁束量が安定
し、管理が容易である。 【００１０】ところで、両平面部の間隔に誤差が生ずる
と、コアの平面部とヨークの側板とのなす角度に誤差が
生ずるため、平面部と側板との距離に誤差が生じてバイ
パス磁路を通る磁束量に誤差が生ずるが、平面部と側板
とが非接触の部分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量
に比べて小さい。したがって、角度の誤差がバイパス磁
路を通る磁束量の差に及ぼす影響は最小限に抑えられ
る。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１を参照して、１はラッチ式の
電磁弁であり、図において上下方向に往復動自在に保持
されたプランジャ２を備えている。該プランジャ２の下
端にはゴム等の可撓性材料からなる弁体２１が嵌着され
ている。また、該電磁弁１には円板状の永久磁石３がプ
ランジャ２に対して同軸上に配置されている。永久磁石
３は、本実施の形態の場合上側がＮ極となり下側がＳ極
になるように取り付けられている。該永久磁石３のＳ極
にはコア４が取り付けられており、コア４の下端４１に
上記プランジャ２の上端２２が吸着される。一方、Ｎ極
には帯状の鋼材を折り曲げたヨーク５が取り付けられて
いる。永久磁石３のＮ極から生じた磁束はヨーク５内を
流れ、下端に取り付けたベース板５１及び磁気プレート
５２を介してプランジャ２の外周面に流れ、プランジャ
２の上端２２からコア４を通って永久磁石３のＳ極へ戻
る磁路が形成される。尚、磁気プレート５２の上面に磁
性材料からなる薄肉状の磁気パイプ５３を取り付け、磁
気パイプ５３がプランジャ２の外周面に対向し、ヨーク
５の両側板５ａ，５ａを通って流れてきた磁束が、ベー
ス板５１や磁気プレート５２からプランジャ２の外周面
に流れる磁路の他に磁気パイプ５３からプランジャ２の
外周面に流れる磁路を通り、磁束が有効にプランジャ２
に流れるようにした。 【００１２】該プランジャ２を囲むように電磁コイル６
を設けている。該電磁コイル６に通電して永久磁石３に
よる磁束の流れ方向とは逆方向の流れの磁束を生じさせ
ると、コア４の下端４１に対するプランジャ２の上端２
２の永久磁石による吸着力が低下する。コア４とプラン
ジャ２との間にはコイル状のばね７が取り付けられてお
り、電磁コイル６に通電することにより該吸着力が低下
するとばね７の付勢力が吸着力に打ち勝ってプランジャ
２を下方へ移動させて弁体２１で弁口Ｈを閉塞する。弁
口Ｈを閉鎖した閉弁状態を図２に示す。このようにプラ
ンジャ２の上端２２がコア４の下端４１から離れると電
磁コイル６への通電を停止しても永久磁石３の磁力だけ
ではプランジャ２を引き上げることができず、従って閉
弁状態のまま保持される。次に、図２に示す状態から弁
口Ｈを開弁させる場合には、電磁コイル６に上記の閉弁
時の通電方向とは逆方向に通電し、電磁コイル６により
永久磁石３の磁束と同じ方向の磁束を生じさせる。する
と、プランジャ２の上端２２とコア４の下端４１との間
に作用する磁束が増加する。そして、ばね７の付勢力に
抗してプランジャ２を引き上げ、プランジャ２の上端２
２をコア４の下端４１に吸着させ、図１の状態に戻す。
このように再度上端２２が下端４１に吸着すると電磁コ
イル６への通電を停止してもそのまま開弁状態は保持さ
れる。尚、１１は非磁性材料からなるガイドパイプであ
る。 【００１３】尚、電磁コイル６に通電し閉弁時にプラン
ジャ２のコア４に対する吸着力を弱めるためや開弁時に
プランジャ２をコア４側に移動させるためには、電磁コ
イル６により生じた磁束が永久磁石３を貫通する必要が
あるが、特にフェライト系の材料からなる永久磁石３内
は磁束が貫通しにくい。本実施の形態では、永久磁石３
の両極の面積を広くすることにより磁束通路面積を広く
して電磁コイル６の磁束が永久磁石３を貫通しやすいよ
うにした。 【００１４】一方、永久磁石３の磁束は両極の面積に比
例するので、磁束通路面積を広げると永久磁石３の磁力
が強力になって、より強い電流を電磁コイル６に流さな
ければプランジャ２がコア４から離れず閉弁しなくな
り、図２に示されるように一旦閉弁状態になっても電磁
コイル６への通電を停止した途端に永久磁石３の磁力に
よりプランジャ２が引き上げられてプランジャ２を閉弁
状態で保持できなくなるおそれがある。そこで、本発明
ではコア４の一部に、ヨーク５に接触するバイパス磁路
４２を形成した。図３を参照して、永久磁石３のＮ極か
ら生じた磁束Ｐはヨーク５の両側板５ａ，５ａ内を下方
に流れるが、バイパス磁路４２に近づくと磁束Ｐの一部
の磁束ＰＥがバイパス磁路４２を通って直ちにＳ極に戻
る。そして残りの磁束ＰＰがプランジャ２へと流れるべ
くベース板５１に向かって流れていく。従って、プラン
ジャ２をコア４に吸着させる磁束はＰより少ないＰＰで
あるため、永久磁石３の磁束通路面積を広くしてもプラ
ンジャに作用する磁力は強くならず上記の弊害は生じな
い。 【００１５】次に、閉弁するために電磁コイル６に通電
すると電磁コイル６により生じる磁束Ｃはヨーク５の両
側板５ａ，５ａを上昇するが、バイパス磁路４２に近づ
くと一部の磁束ＣＥはバイパス磁路４２を通って直接コ
ア４に流れ、残りの磁束ＣＰは永久磁石３の上方に回り
込み永久磁石３のＮ極側からＳ極側に向かって貫通し、
上記分岐した磁束ＣＥと合流してプランジャ２へと流れ
る。これによって、上記のようにプランジャ２に対する
吸着力が弱まりプランジャ２はばね７の付勢力により閉
弁位置へと下降する。開弁する際には上記の如く電磁コ
イル６に逆方向の通電をすると永久磁石３の磁束ＰＰと
同じ方向の磁束が電磁コイル６により発生して、永久磁
石３のＳ極側からＮ極側に向かって貫通するので、永久
磁石３の磁束ＰＰと電磁コイル６の磁束との協働により
プランジャ２を引き上げることができる。 【００１６】尚、バイパス磁路４２を通る磁束量の調節
は、バイパス磁路４２におけるコア４とヨーク５との接
触面積の増減により行う。ところが、コア４の挟まれる
部分の寸法が少しでも短くなると、ヨーク５でコア４を
挟んだときに、コア４とヨーク５との間に隙間が生じて
磁気抵抗が増加し、バイパス磁路４２を通る磁束量が大
幅に減少する。そこで、図４に示すように、コア４の大
径部のさしわたし長さつまり外径Ｄを、ヨーク５の側板
５ａ，５ａの間隔Ｌより長くし、その一方で大径部の対
向する２カ所を切除して形成した２つの平面部４３の間
隔を側板５ａ，５ａの間隔Ｌより短くし、各平面部４３
の一方の端部４３ａをヨーク５に線接触させてバイパス
磁路４２を構成した。ヨーク５は鋼材でできており、コ
ア４の各平面部４３の一方の端部４３ａは磁力によりヨ
ーク５の側板５ａに吸着する。尚、例えばコアの外形が
角柱であれば、側板５ａ，５ａに接触する相対向する角
のさしわたし長さつまり対角線の長さを側板５ａ，５ａ
の間隔Ｌより長くする。 【００１７】この構成にすると、両平面部４３，４３の
間隔（例えば、１８．２ｍｍ）を従来の加工精度で加工
したときに寸法誤差（この場合は最大±０．１ｍｍ程
度）が生じても、両平面部４３，４３の間隔が側板５
ａ，５ａの間隔Ｌより広がることはないため、コア４を
ヨーク５の側板５ａ，５ａ間に入れることができる。従
って、コア４の両平面部４３，４３を対面する側板５ａ
に面接触させる場合に要求される高い加工精度は必要な
い。 【００１８】ところで、両平面部４３，４３の間隔に寸
法誤差が生ずると、平面部４３と側板５ａとのなす角度
に誤差が生じて各平面部４３と側板５ａとの距離が変化
するため非接触部分の磁気抵抗が変化するが、非接触部
分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量に比べて小さい
ため、その誤差が磁気抵抗に及ぼす影響は接触部に比べ
て小さい。一方、両平面部４３，４３の一端でのヨーク
５との接触量は、両平面部４３，４３の間隔に寸法誤差
が生じてもほとんど変化せず、接触部分を通る磁束量は
ほとんど変化しない。つまり、両平面部４３，４３の間
隔に寸法誤差が生じても、大部分の磁束が通過する接触
部分を通る磁束量はほとんど変化しないため、従来の加
工精度で加工しても、バイパス磁路４２を通る磁束量が
安定し、磁束量の管理が容易である。 【００１９】尚、バイパス磁路４２の非接触部分では、
磁束量は距離の２乗に反比例して変化するため、両者の
離間距離が少し変化しても磁気抵抗が比較的大きく変化
する。ところで、コアの平面部とヨークの側板とのなす
角度に誤差が生じた場合、平面部と側板との間の距離の
変化量は、接触部から離れるほど大きくなる。したがっ
て、磁束量の変化率が最も大きいのは、接触部分から最
も離れた平面部の他端である。ところが他端は、もとも
と側板から最も離れており、通る磁束の量が少ないた
め、磁束量の変化率は大きくても変化量は小さい。つま
り、角度の誤差がバイパス磁路の非接触部分を通る磁束
量の誤差に及ぼす影響は最小限に抑えられている。 【００２０】また、図５に示されるように、ヨーク５の
側板５ａ，５ａの対面間距離が１８．８ｍｍで、コア４
の外径Ｄが１９．０ｍｍである場合に、コア４に形成す
る平面部４３，４３の間隔を１８．２ｍｍ（図５（Ｂ）
参照）から±０．４ｍｍ変化させると（図５（Ａ），
（Ｃ）参照）、バイパス磁路４２を通る磁束量が約２０
％変化するため、平面部４３，４３の間隔を変化させて
バイパス磁路４２を通す磁束量を調整することができ
る。 【００２１】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、対向配置されるコアの両平面部の一端をヨークに
接触させてバイパス磁路を形成するので、両平面部の間
隔に誤差が生じても、平面部が形成されるコアの両側を
確実にヨークに接触させることができ、バイパス磁路を
通る磁束量を安定させることができる。したがって、コ
ア及びヨークの加工精度を高精度にすることなく、バイ
パス磁路を通る磁束量を安定させることができる。
イルとを備え、弁体に連なるプランジャを永久磁石の磁
力により開弁状態に吸着保持するラッチ式電磁弁に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来のこの種のラッチ式電磁弁は、プラ
ンジャの前端に弁口を閉塞する弁体を備え、プランジャ
の後端をばねを挟んで永久磁石に対向させると共に、プ
ランジャの周囲を電磁コイルで囲んでいる。プランジャ
の後端が永久磁石に吸着されている状態では弁体は弁口
から離れ開弁状態になっている。この状態では永久磁石
とプランジャの後端との間に設けたばねは圧縮されてい
るが、永久磁石による吸着力がばねの付勢力より強いた
めプランジャの後端は永久磁石から離れることはない。
永久磁石の磁束に対して反対方向の磁束が生じるように
電磁コイルに通電すると、永久磁石の磁力を電磁コイル
の磁力で打ち消し、ばねの付勢力によってプランジャは
永久磁石から離れ弁体は弁口を閉鎖し閉弁状態になる。
この状態で電磁コイルへの通電を停止しても永久磁石と
プランジャの後端との間が離れているため、ばねの付勢
力に抗してプランジャが永久磁石に吸着されることはな
い。また、開弁する場合には電磁コイルに閉弁時とは逆
方向に通電し、永久磁石の磁束と同じ方向に磁束を電磁
コイルにより発生させ、ばねの付勢力に抗してプランジ
ャを永久磁石に吸着させる。プランジャが再び永久磁石
に吸着されると上記のようにその後電磁コイルへの通電
を停止してもプランジャが永久磁石から離れることはな
い。尚、プランジャを永久磁石に直接吸着させても良い
が、一般には磁束を導くコアを永久磁石の一方の磁極に
接触させ、プランジャはコアに吸着されるように構成す
る。また、永久磁石の他方の磁極からプランジャの外周
面に磁束を効率よく導くためのヨークが設けられてい
る。従って、永久磁石の他方の磁極を仮にＮ極とする
と、磁束はヨークを通りプランジャの外周面からプラン
ジャの後端に流れコアを通って永久磁石の一方の極であ
るＳ極に返る。 【０００３】弁の開閉操作のうち、例えば閉弁する際に
は上記のごとく電磁コイルにより永久磁石による磁束と
は反対方向の磁束を発生させるが、その際、電磁コイル
による磁束は永久磁石の磁束に逆らって永久磁石を貫通
しなければならない。ところが、電磁コイルによる反対
方向の磁束は永久磁石を貫通しにくいため、永久磁石の
磁束通路面積を広くして電磁コイルによる磁束を多く貫
通させることが望まれる。一方、永久磁石の磁束通路面
積を広げると永久磁石から発生する磁束量が増加し、プ
ランジャに対する吸着力が増加する。そのため、永久磁
石の磁力に打ち勝って閉弁させるために電磁コイルの巻
線を増やしたり通電電流値を上げたりしなければなら
ず、また、一旦閉弁させても電磁コイルへの通電を停止
するとプランジャが永久磁石に吸着され閉弁状態が保持
できないという弊害が生じる。 【０００４】この弊害を防止するために、永久磁石の磁
束通路面積を広くして電磁コイルで発生した磁束が永久
磁石を貫通しやすくすると共に、コアの一部をヨークに
接触させて磁束のバイパス磁路を設け、永久磁石の磁束
の一部をプランジャを通さないでバイパス磁路を通すよ
うにしたものがある。これによれば、永久磁石の磁束通
路面積を広くしてもコアに対するプランジャの吸着力が
必要以上に強くならず、永久磁石の磁力に打ち勝って閉
弁させるために電磁コイルの巻線を増やしたり通電電流
値を上げたりする必要がない。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
ものでは、コアとヨークとの接触面積を調整してバイパ
ス磁路を通る磁束の量を調整するが、ヨークの側板でコ
アを挟む構造であるため、組み立てたときにヨークの側
板がコアに接触しないことがある。この場合、バイパス
磁路のいわゆる磁気抵抗が極めて大きくなり、バイパス
磁路に予定量の磁束を通すことができない。これを防止
するためには、コア及びヨークを従来に比べて高い加工
精度で加工する必要があり、生産性や加工コストが問題
になる。 【０００６】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、永
久磁石の磁束通路面積を広くしたときに上記問題が生じ
ないラッチ式電磁弁を提供することを課題とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に連
なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸着
保持するラッチ式電磁弁であって、永久磁石の一極に接
触するコアと永久磁石の他極に接触するヨークとを備
え、永久磁石の一極からコアとプランジャとヨークとを
介して永久磁石の他極に至る主磁路を形成すると共に、
コアとヨークとの間にプランジャをバイパスして磁束を
流すバイパス磁路を形成するものにおいて、対向配置さ
れたヨークの側板の間隔よりさしわたし長さが長い部分
を備えるコアの周面を切除して、相互に平行な平面部を
少なくとも１対、平面部の間隔が対向配置されたヨーク
の側板の間隔より短くなるように形成し、両側板の間に
コアを配置した状態でコアの各平面部の一端を隣接する
側板に接触させて前記バイパス磁路を形成した。 【０００８】この構成では、コアの各平面部の一端をヨ
ークの側板に接触させてコアの側板対面方向の位置を定
めるため、両平面部の間隔に誤差があってもコアの周面
の対向位置が確実且つ均等にヨークに接触する。従っ
て、両平面部をヨークに面接触させてバイパス磁路を形
成する場合に要求される加工精度の高さは必要ない。 【０００９】また、コアとヨークとの接触を線接触にす
ると、両平面部の間隔に誤差が生ずるなどして、相互の
位置関係が多少変わっても接触量はほとんど変化せず、
面接触の場合に比較して接触部分を通る磁束量が安定
し、管理が容易である。 【００１０】ところで、両平面部の間隔に誤差が生ずる
と、コアの平面部とヨークの側板とのなす角度に誤差が
生ずるため、平面部と側板との距離に誤差が生じてバイ
パス磁路を通る磁束量に誤差が生ずるが、平面部と側板
とが非接触の部分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量
に比べて小さい。したがって、角度の誤差がバイパス磁
路を通る磁束量の差に及ぼす影響は最小限に抑えられ
る。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１を参照して、１はラッチ式の
電磁弁であり、図において上下方向に往復動自在に保持
されたプランジャ２を備えている。該プランジャ２の下
端にはゴム等の可撓性材料からなる弁体２１が嵌着され
ている。また、該電磁弁１には円板状の永久磁石３がプ
ランジャ２に対して同軸上に配置されている。永久磁石
３は、本実施の形態の場合上側がＮ極となり下側がＳ極
になるように取り付けられている。該永久磁石３のＳ極
にはコア４が取り付けられており、コア４の下端４１に
上記プランジャ２の上端２２が吸着される。一方、Ｎ極
には帯状の鋼材を折り曲げたヨーク５が取り付けられて
いる。永久磁石３のＮ極から生じた磁束はヨーク５内を
流れ、下端に取り付けたベース板５１及び磁気プレート
５２を介してプランジャ２の外周面に流れ、プランジャ
２の上端２２からコア４を通って永久磁石３のＳ極へ戻
る磁路が形成される。尚、磁気プレート５２の上面に磁
性材料からなる薄肉状の磁気パイプ５３を取り付け、磁
気パイプ５３がプランジャ２の外周面に対向し、ヨーク
５の両側板５ａ，５ａを通って流れてきた磁束が、ベー
ス板５１や磁気プレート５２からプランジャ２の外周面
に流れる磁路の他に磁気パイプ５３からプランジャ２の
外周面に流れる磁路を通り、磁束が有効にプランジャ２
に流れるようにした。 【００１２】該プランジャ２を囲むように電磁コイル６
を設けている。該電磁コイル６に通電して永久磁石３に
よる磁束の流れ方向とは逆方向の流れの磁束を生じさせ
ると、コア４の下端４１に対するプランジャ２の上端２
２の永久磁石による吸着力が低下する。コア４とプラン
ジャ２との間にはコイル状のばね７が取り付けられてお
り、電磁コイル６に通電することにより該吸着力が低下
するとばね７の付勢力が吸着力に打ち勝ってプランジャ
２を下方へ移動させて弁体２１で弁口Ｈを閉塞する。弁
口Ｈを閉鎖した閉弁状態を図２に示す。このようにプラ
ンジャ２の上端２２がコア４の下端４１から離れると電
磁コイル６への通電を停止しても永久磁石３の磁力だけ
ではプランジャ２を引き上げることができず、従って閉
弁状態のまま保持される。次に、図２に示す状態から弁
口Ｈを開弁させる場合には、電磁コイル６に上記の閉弁
時の通電方向とは逆方向に通電し、電磁コイル６により
永久磁石３の磁束と同じ方向の磁束を生じさせる。する
と、プランジャ２の上端２２とコア４の下端４１との間
に作用する磁束が増加する。そして、ばね７の付勢力に
抗してプランジャ２を引き上げ、プランジャ２の上端２
２をコア４の下端４１に吸着させ、図１の状態に戻す。
このように再度上端２２が下端４１に吸着すると電磁コ
イル６への通電を停止してもそのまま開弁状態は保持さ
れる。尚、１１は非磁性材料からなるガイドパイプであ
る。 【００１３】尚、電磁コイル６に通電し閉弁時にプラン
ジャ２のコア４に対する吸着力を弱めるためや開弁時に
プランジャ２をコア４側に移動させるためには、電磁コ
イル６により生じた磁束が永久磁石３を貫通する必要が
あるが、特にフェライト系の材料からなる永久磁石３内
は磁束が貫通しにくい。本実施の形態では、永久磁石３
の両極の面積を広くすることにより磁束通路面積を広く
して電磁コイル６の磁束が永久磁石３を貫通しやすいよ
うにした。 【００１４】一方、永久磁石３の磁束は両極の面積に比
例するので、磁束通路面積を広げると永久磁石３の磁力
が強力になって、より強い電流を電磁コイル６に流さな
ければプランジャ２がコア４から離れず閉弁しなくな
り、図２に示されるように一旦閉弁状態になっても電磁
コイル６への通電を停止した途端に永久磁石３の磁力に
よりプランジャ２が引き上げられてプランジャ２を閉弁
状態で保持できなくなるおそれがある。そこで、本発明
ではコア４の一部に、ヨーク５に接触するバイパス磁路
４２を形成した。図３を参照して、永久磁石３のＮ極か
ら生じた磁束Ｐはヨーク５の両側板５ａ，５ａ内を下方
に流れるが、バイパス磁路４２に近づくと磁束Ｐの一部
の磁束ＰＥがバイパス磁路４２を通って直ちにＳ極に戻
る。そして残りの磁束ＰＰがプランジャ２へと流れるべ
くベース板５１に向かって流れていく。従って、プラン
ジャ２をコア４に吸着させる磁束はＰより少ないＰＰで
あるため、永久磁石３の磁束通路面積を広くしてもプラ
ンジャに作用する磁力は強くならず上記の弊害は生じな
い。 【００１５】次に、閉弁するために電磁コイル６に通電
すると電磁コイル６により生じる磁束Ｃはヨーク５の両
側板５ａ，５ａを上昇するが、バイパス磁路４２に近づ
くと一部の磁束ＣＥはバイパス磁路４２を通って直接コ
ア４に流れ、残りの磁束ＣＰは永久磁石３の上方に回り
込み永久磁石３のＮ極側からＳ極側に向かって貫通し、
上記分岐した磁束ＣＥと合流してプランジャ２へと流れ
る。これによって、上記のようにプランジャ２に対する
吸着力が弱まりプランジャ２はばね７の付勢力により閉
弁位置へと下降する。開弁する際には上記の如く電磁コ
イル６に逆方向の通電をすると永久磁石３の磁束ＰＰと
同じ方向の磁束が電磁コイル６により発生して、永久磁
石３のＳ極側からＮ極側に向かって貫通するので、永久
磁石３の磁束ＰＰと電磁コイル６の磁束との協働により
プランジャ２を引き上げることができる。 【００１６】尚、バイパス磁路４２を通る磁束量の調節
は、バイパス磁路４２におけるコア４とヨーク５との接
触面積の増減により行う。ところが、コア４の挟まれる
部分の寸法が少しでも短くなると、ヨーク５でコア４を
挟んだときに、コア４とヨーク５との間に隙間が生じて
磁気抵抗が増加し、バイパス磁路４２を通る磁束量が大
幅に減少する。そこで、図４に示すように、コア４の大
径部のさしわたし長さつまり外径Ｄを、ヨーク５の側板
５ａ，５ａの間隔Ｌより長くし、その一方で大径部の対
向する２カ所を切除して形成した２つの平面部４３の間
隔を側板５ａ，５ａの間隔Ｌより短くし、各平面部４３
の一方の端部４３ａをヨーク５に線接触させてバイパス
磁路４２を構成した。ヨーク５は鋼材でできており、コ
ア４の各平面部４３の一方の端部４３ａは磁力によりヨ
ーク５の側板５ａに吸着する。尚、例えばコアの外形が
角柱であれば、側板５ａ，５ａに接触する相対向する角
のさしわたし長さつまり対角線の長さを側板５ａ，５ａ
の間隔Ｌより長くする。 【００１７】この構成にすると、両平面部４３，４３の
間隔（例えば、１８．２ｍｍ）を従来の加工精度で加工
したときに寸法誤差（この場合は最大±０．１ｍｍ程
度）が生じても、両平面部４３，４３の間隔が側板５
ａ，５ａの間隔Ｌより広がることはないため、コア４を
ヨーク５の側板５ａ，５ａ間に入れることができる。従
って、コア４の両平面部４３，４３を対面する側板５ａ
に面接触させる場合に要求される高い加工精度は必要な
い。 【００１８】ところで、両平面部４３，４３の間隔に寸
法誤差が生ずると、平面部４３と側板５ａとのなす角度
に誤差が生じて各平面部４３と側板５ａとの距離が変化
するため非接触部分の磁気抵抗が変化するが、非接触部
分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量に比べて小さい
ため、その誤差が磁気抵抗に及ぼす影響は接触部に比べ
て小さい。一方、両平面部４３，４３の一端でのヨーク
５との接触量は、両平面部４３，４３の間隔に寸法誤差
が生じてもほとんど変化せず、接触部分を通る磁束量は
ほとんど変化しない。つまり、両平面部４３，４３の間
隔に寸法誤差が生じても、大部分の磁束が通過する接触
部分を通る磁束量はほとんど変化しないため、従来の加
工精度で加工しても、バイパス磁路４２を通る磁束量が
安定し、磁束量の管理が容易である。 【００１９】尚、バイパス磁路４２の非接触部分では、
磁束量は距離の２乗に反比例して変化するため、両者の
離間距離が少し変化しても磁気抵抗が比較的大きく変化
する。ところで、コアの平面部とヨークの側板とのなす
角度に誤差が生じた場合、平面部と側板との間の距離の
変化量は、接触部から離れるほど大きくなる。したがっ
て、磁束量の変化率が最も大きいのは、接触部分から最
も離れた平面部の他端である。ところが他端は、もとも
と側板から最も離れており、通る磁束の量が少ないた
め、磁束量の変化率は大きくても変化量は小さい。つま
り、角度の誤差がバイパス磁路の非接触部分を通る磁束
量の誤差に及ぼす影響は最小限に抑えられている。 【００２０】また、図５に示されるように、ヨーク５の
側板５ａ，５ａの対面間距離が１８．８ｍｍで、コア４
の外径Ｄが１９．０ｍｍである場合に、コア４に形成す
る平面部４３，４３の間隔を１８．２ｍｍ（図５（Ｂ）
参照）から±０．４ｍｍ変化させると（図５（Ａ），
（Ｃ）参照）、バイパス磁路４２を通る磁束量が約２０
％変化するため、平面部４３，４３の間隔を変化させて
バイパス磁路４２を通す磁束量を調整することができ
る。 【００２１】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、対向配置されるコアの両平面部の一端をヨークに
接触させてバイパス磁路を形成するので、両平面部の間
隔に誤差が生じても、平面部が形成されるコアの両側を
確実にヨークに接触させることができ、バイパス磁路を
通る磁束量を安定させることができる。したがって、コ
ア及びヨークの加工精度を高精度にすることなく、バイ
パス磁路を通る磁束量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電磁弁１の開弁状態を示す図４のＩ−Ｉ断面
図 【図２】 電磁弁１の閉弁状態を示す断面図 【図３】 バイパス磁路の詳細を示す拡大図 【図４】 図１のIV−IV断面図 【図５】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、平面部の間隔を変化
させた場合のコアとヨークの位置関係の状態を示す断面
図 【符号の説明】 １ 電磁弁 ２ プランジャ ３ 永久磁石 ４ コア ５ ヨーク ５ａ 側板 ６ 電磁コイル ４２ バイパス磁路 ４３ 平面部 ５３ 磁気パイプ
図 【図２】 電磁弁１の閉弁状態を示す断面図 【図３】 バイパス磁路の詳細を示す拡大図 【図４】 図１のIV−IV断面図 【図５】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、平面部の間隔を変化
させた場合のコアとヨークの位置関係の状態を示す断面
図 【符号の説明】 １ 電磁弁 ２ プランジャ ３ 永久磁石 ４ コア ５ ヨーク ５ａ 側板 ６ 電磁コイル ４２ バイパス磁路 ４３ 平面部 ５３ 磁気パイプ
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16K 31/06 - 31/11
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に
連なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸
着保持するラッチ式電磁弁であって、永久磁石の一極に
接触するコアと永久磁石の他極に接触するヨークとを備
え、永久磁石の一極からコアとプランジャとヨークとを
介して永久磁石の他極に至る主磁路を形成すると共に、
コアとヨークとの間にプランジャをバイパスして磁束を
流すバイパス磁路を形成するものにおいて、対向配置さ
れたヨークの側板の間隔よりさしわたし長さが長い部分
を備えるコアの周面を切除して、相互に平行な平面部を
少なくとも１対、平面部の間隔が対向配置されたヨーク
の側板の間隔より短くなるように形成し、両側板の間に
コアを配置した状態でコアの各平面部の一端を隣接する
側板に接触させて前記バイパス磁路を形成したことを特
徴とするラッチ式電磁弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19560597A JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19560597A JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137333A JPH1137333A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3423581B2 true JP3423581B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=16343946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19560597A Expired - Fee Related JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3423581B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4535962B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2010-09-01 | リンナイ株式会社 | ラッチ式電磁弁 |
| JP5693506B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2015-04-01 | リンナイ株式会社 | 電磁弁 |
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| JP2022124394A (ja) * | 2021-02-15 | 2022-08-25 | 日本ペイントホールディングス株式会社 | 開閉弁 |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP19560597A patent/JP3423581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1137333A (ja) | 1999-02-12 |
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