JP4535962B2 - ラッチ式電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、開閉弁時に通電するだけで、その後通電しなくても開弁状態および閉弁状態を保持できるラッチ式電磁弁に関する。

従来のこの種のラッチ式電磁弁として、１個の永久磁石を用いて、この永久磁石の一方の磁極に当接するコア部材を設けると共に、このコア部材との間隔を増減する方向に進退自在であって、コア部材から離れる方向に付勢されているプランジャを備えている。また、永久磁石の他方の磁極にはヨーク部材が吸着されており、このヨーク部材の先端はプランジャの側面に対向している。永久磁石の一方の磁極から他方の磁極までの磁路が、コア部材からプランジャを介してヨーク部材へと形成されるので、プランジャはヨーク部材に吸着される。

一方、プランジャに対してコア部材から離れる方向の付勢力を作用させると共に、プランジャを囲繞する励磁コイルを設け、永久磁石の磁力を操作する方向の磁力が励磁コイルによって発生するように励磁コイルに通電すると、永久磁石に磁力が弱められ、プランジャは付勢力によってコア部材から離される。励磁コイルへの通電方向を反転させると、励磁コイルによって発生する磁力と永久磁石の磁力とが協働してプランジャを吸着する方向に作用するので、プランジャは付勢力に抗してコア部材に再び吸着される。なお、このように一旦コア部材にプランジャが吸着されると、励磁コイルへの通電を停止しても永久磁石の磁力によってプランジャはコア部材に吸着されたままの状態になる。

このプランジャの先端に弁体を設ければ、プランジャの進退によって弁口を弁体で開閉することができる。

ところで、励磁コイルによって発生する磁力によって永久磁石の磁力を相殺するためには、励磁コイルによって発生する磁束が永久磁石を貫通する必要があるので、永久磁石をある程度大型化して、永久磁石の磁束通路面積を広くしなければならない。ところが、永久磁石を大型化すると永久磁石に磁力が強力になるため、永久磁石の磁力を相殺するために励磁コイルに大電流を流さなければならず、またプランジャがコア部材から離れた状態で励磁コイルの通電を停止すると、永久磁石に磁力だけでプランジャがコア部材に吸着されるという不具合が生じる。

そこで、コア部材の上端部にフランジ状の短絡部を一体に形成し、この短絡部をヨーク部材に接触させて永久磁石の磁路の一部をコア部材とヨーク部材との間で短絡させることにより永久磁石の磁力の一部をプランジャに作用させないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開平１０−２９９９３５号公報（図３） 特開平１１−３７３３３号公報（図３）

上記従来のラッチ式電磁弁では、コア部材は鍛造により製造されており短絡部を形成しており、鍛造によってフランジ状の短絡部を形成した後にシール部材をセットする溝加工などをしている。このため、製造工数が増え、コア部材のコストが高くなるという不具合が生じている。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、製造コストが高くならないコア部材を用いたラッチ式電磁弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるラッチ式電磁弁は、永久磁石の一方の磁極に当接するコア部材と、このコア部材との間隔を増減する方向に進退自在であって、コア部材から離れる方向に付勢されているプランジャとを備えると共に、永久磁石の他方の磁極に当接すると共にプランジャの側面に対向するヨーク部材を設け、さらに励磁コイルでプランジャを囲繞し、励磁コイルに通電することにより励磁コイルによって発生する磁力と永久磁石の磁力との協働によりプランジャを付勢力に抗してコア部材に吸着させると共に、励磁コイルへの通電方向を逆転させることにより励磁コイルの磁力で永久磁石の磁力を相殺させ、プランジャを付勢力によってコア部材から離間させることにより、プランジャの先端に設けた弁体で弁口を開閉するラッチ式電磁弁であって、上記コア部材に、ヨーク部材に当接するフランジ状の短絡部を設け、この短絡部を介して永久磁石の磁路の一部をプランジャに流れないように短絡させたものにおいて、この短絡部をコア部材本体とは別部材の短絡部材として形成し、永久磁石と励磁コイルとで上下方向から挟んで固定すると共に、この短絡部にコア部材本体をかしめにより固定してコア部材を形成し、コア部材が上下方向に動かないようにし、かつ、上記プランジャを収納してプランジャの進退移動をガイドするガイドパイプと、ガイドパイプの内周面とコア部材との間の気密を確保するシール部材とを、コア部材本体と短絡部材との間に挟んで固定したことを特徴とする。

例えばコア部本体にシール用の溝加工をしなければならない場合には、棒状のコア部材本体に予め溝加工をし、その後に短絡部材をかしめて取り付けることにより、製造工数を削減させることができる。

ところで、コア部材には亜鉛クロメートメッキなどの防錆処理を施す場合がある。従来のコア部材であれば短絡部が一体に形成されているので、短絡部にも亜鉛クロメートメッキなどの防錆処理が施されることになる。ところが、短絡部に被着される防錆皮膜の厚みが一定しないと、短絡部とヨーク部材との間の磁気抵抗がばらつき、そのため短絡部を通って短絡される磁束を一定にすることができない。そのため、ラッチ式電磁弁の特性がばらつくという不具合が生じる。

このような場合には、短絡部材の、少なくともヨーク部材に接触する部分には、何らの皮膜も被着されておらず、短絡部材の素材がむき出しの状態にすることにより、短絡部材とヨーク部材との間の磁気抵抗が一定するように構成することが望まれる。

また、従来のラッチ式電磁弁では、プランジャの移動をガイドするガイドパイプが設けられ、プランジャはこのガイドパイプ内に収納されているが、ガイドパイプ自体はシールとの間の摩擦力で保持されているだけであるので、移動し脱落する場合があり、また、ガイドパイプを挿入する際に、ガイドパイプの先端部分でシール部材を傷つけるおそれが生じる。

そこで、上記プランジャを収納してプランジャの進退移動をガイドするガイドパイプと、ガイドパイプの内周面とコア部材との間の気密を確保するシール部材とを、コア部材本体と短絡部材との間に挟んで固定すれば、ガイド部材が移動するおそれがなく、またシール部材がガイドパイプで傷つけられるおそれも生じない。

以上の説明から明らかなように、本発明は、コア部材の製造工数を削減することによってコストを下げることができる。

また、短絡部材の、少なくともヨーク部材に接触する部分には、何らの皮膜も被着されておらず、短絡部材の素材がむき出しの状態にすることにより、ラッチ式電磁弁の性能を安定させることができる。

さらに、ガイドパイプとシール部材とをコア部材本体と短絡部材との間に挟んで固定することにより、ガイドパイプの脱落を防止し、シール部材の損傷を防止し、さらに、コア部材へのシール部材用の溝加工を不要とすることができる。

図１を参照して、１は本発明によるラッチ式電磁弁であり、永久磁石２を備えている。この永久磁石２はＮ・Ｓの両磁極が上下に位置するように配置されている。この永久磁石２の上側の磁極には鉄製のヨーク部材２１が取り付けられている。そしてこのヨーク部材２１は、さらに鉄製のシート部材２２を介してプランジャ３の側面に磁気的に対向するように構成されている。

このプランジャ３は鉄などの磁性体材料で形成されており、図において上下方向に移動自在に保持されている。このプランジャ３の下端にはゴム製の弁体３１が取り付けられており、さらにこの弁体３１を弁口４１に対して押接させ、弁口４１を閉弁する方向に付勢するバネ３２がセットされている。この弁口４１はブロック部材４のガス流入口４２からガス流出口４３に連通するガス通路の途中に設けられており、弁口４１が閉弁されればガス流出口４３からガスは流出しない。逆にプランジャ３が上昇し弁口４１が開弁すれば、ガスがガス流入口４２からガス流出口４３へと流れ、図外のバーナにガスが供給される。

プランジャ３の上方にはコア部材５が配置されている。このコア部材５は鉄製のコア部材本体５１と板状の短絡部材５２とから構成されている。

図２を参照して、この短絡部材５２は円板に１対の平面部５３が形成された形状に加工されている。具体的には亜鉛メッキ鋼板をプレス加工により打ち抜いて製造される。したがって、短絡部材５２の上下面は亜鉛メッキ層で覆われているが、側面、特に平面部５３は何も覆われることなく素材がむき出しになっている。なお、コア部材本体５１には成型後に防錆のため亜鉛クロメートメッキが施されている。

コア部材本体５１には段部５１ａが形成されており、その段部５１ａにリング状のシール部材７が嵌められ、さらにガイドパイプ６の上端の折り曲げ部６１がシール部材７の上面に載置される。そして、さらにその上に短絡部材の孔５２ａにコア部材本体５１のボス部５０が挿通されるようにセットし、その状態でボス部５０の上端部をプレスする。これによりコア部材本体５１と短絡部材５２とはかしめられ一体になる。さらにシール部材７と折り曲げ部６１とがコア部材本体５１の段部５１ａと短絡部材５２とで挟まれてコア部材５に固定される。なお、パイプ部材６はアルミや真ちゅうなどの非磁性体金属材料で形成されている。そして、ガイドパイプ７の外側には励磁コイル８が配設されている。

図３を参照して、短絡部材５２とヨーク部材２１とは２点で接触している。図示のように平面部５３の端部５４でヨーク部材２１に接触している。この平面部５３には上述のように防錆用の皮膜を始め何らの皮膜も被着されておらず、短絡部材５２の素材がむき出しの状態になっているので、短絡部材５２とヨーク部材２１との間の磁気抵抗は安定している。

したがって、上記構成では永久磁石２の磁路の一部が短絡部材５２とヨーク部材２１との接触部分を介して短絡する場合に、その接触部分の磁気抵抗が安定するので、短絡する磁力も一定してばらつかない。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 コア部材を組み立てる状態を示す分解斜視図 短絡部材とヨーク部材との接触状態を示す図

符号の説明

１ ラッチ式電磁弁
２ 永久磁石
３ プランジャ
５ コア部材
６ ガイドパイプ
７ シール部材
８ 励磁コイル

Claims (2)

1. 永久磁石の一方の磁極に当接するコア部材と、このコア部材との間隔を増減する方向に進退自在であって、コア部材から離れる方向に付勢されているプランジャとを備えると共に、永久磁石の他方の磁極に当接すると共にプランジャの側面に対向するヨーク部材を設け、さらに励磁コイルでプランジャを囲繞し、励磁コイルに通電することにより励磁コイルによって発生する磁力と永久磁石の磁力との協働によりプランジャを付勢力に抗してコア部材に吸着させると共に、励磁コイルへの通電方向を逆転させることにより励磁コイルの磁力で永久磁石の磁力を相殺させ、プランジャを付勢力によってコア部材から離間させることにより、プランジャの先端に設けた弁体で弁口を開閉するラッチ式電磁弁であって、上記コア部材に、ヨーク部材に当接するフランジ状の短絡部を設け、この短絡部を介して永久磁石の磁路の一部をプランジャに流れないように短絡させたものにおいて、この短絡部をコア部材本体とは別部材の短絡部材として形成し、永久磁石と励磁コイルとで上下方向から挟んで固定すると共に、この短絡部にコア部材本体をかしめにより固定してコア部材を形成し、コア部材が上下方向に動かないようにし、かつ、上記プランジャを収納してプランジャの進退移動をガイドするガイドパイプと、ガイドパイプの内周面とコア部材との間の気密を確保するシール部材とを、コア部材本体と短絡部材との間に挟んで固定したことを特徴とするラッチ式電磁弁。
2. 短絡部材の、少なくともヨーク部材に接触する部分には、何らの皮膜も被着されておらず、短絡部材の素材がむき出しの状態になっていることを特徴とする請求項１に記載のラッチ式電磁弁。

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