JPH0217256Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流電磁弁の改良に関する。

一般にこの種の直流電磁弁は吸着磁極の平坦な
端面にプランジヤーの平坦な端面が吸着するいわ
ゆるフラツト型の形態を有している。そしてこの
フラツト型の電磁弁ではプランジヤーは第１図の
曲線ａに示すように吸着磁極に吸着する状態が最
大で吸着磁極から離れるに従つて小さくなる吸引
力特性を有している。このため第１図において弁
リフトｘにて吸引力y′を得るためには電磁部分
（コイルアセンブリ等）が大きくなると共に吸着
時（リフトの最終点）できわめて大きな吸引力が
働き衝撃、騒音が発生する。又弁に必要な動作力
は、第２図および第１図に曲線ｄに示す特性を有
しており、前述の曲線ａと比べると吸引力と弁リ
フトの関係が逆であり無駄な吸引力特性になつて
いる。尚、この弁に必要な動作力は、第２図にお
いて弁前後の圧力差によつて受ける力を示す曲線
ｅと、ばねの取付荷重と弁体の自重との加算した
加重を示す曲線ｆとから形成される。上記の不都
合を解決するために従来第３図に示すようないわ
ゆるテーパー型の構造の電磁弁が試みられてい
る。この電磁弁は吸着磁極１にテーパー状の凹部
２を設け、プランジヤー３にはこの凹部に嵌合す
る凸部４を設けている。この構造によつて第１図
に曲線ｂで示すように曲線ａにほぼ似た吸引力特
性が得られる。しかしながらかかるテーパー型の
電磁弁においても次のような欠点を有している。

(i) テーパー状の凹凸を設けるために吸着磁極お
よびプランジヤーの加工が複雑となり高価にな
つている。

(ii) 凹部のテーパー形状はテーパーの角度と深さ
に加工上の限界があり弁リフトによつては吸着
磁極およびプランジヤーの外径を必要以上に大
きくしなければならない。

(iii) 吸引力特性は第１図の曲線ｂで示すように弁
の動作に対してなお無駄があり吸着時に衝撃、
騒音が発生する。

本考案の目的は上述の如き従来技術の欠点を改
善した直流電磁弁を提供することにある。

以下、本発明の実施例を第４図を参照して詳細
に説明する。

第４図において本考案に係る電磁弁はコイルア
センブリ１０を備えている。このコイルアセンブ
リはボビン１１とこのボビンの外周に設けられた
コイル１２とを有する。このコイルアセンブリは
支持金具１３に取付けられ、この支持金具は弁ケ
ーシング１４に固定されている。この弁ケーシン
グは流体の入口１５と出口１６とを有し、その中
間部に弁座１７を備えている。この弁座１７には
弁体１８が配置されている。

ボビン１１の中心孔１１ａにはプランジヤー１
９が摺動自在に挿入されている。このプランジヤ
ーの一端には弁体１８が連結されている。ボビン
１１の中心孔１１ａ内で弁体１８と反対側に逆着
磁極２０が設けられている。従つて、第４図に示
すように弁体１８が弁座１７を閉じる位置からプ
ランジヤー１９が吸着磁極２０によつて吸着され
ると弁体が弁座から離れ弁を開口する。尚、符号
２１は弁体を弁座に向つて押圧するばねである。

本考案において注目すべきは吸着磁極２０の外
周に吸引磁極２２を配置したことにある。この吸
引磁極はプランジヤー１９を吸着磁極に向つて吸
引するものであり、円筒状の磁性材料から作ら
れ、図示の実施例では吸着磁極とボビン１１との
間に挿入されている。この吸引磁極は吸着磁極２
０の吸着面２０ａより突出しており、この突出端
面２２ａはプランジヤー１９の端面１９ａとほぼ
同一水平線上に位置するようになつているのが好
ましい。更に好ましくはプランジヤー１９の端面
１９ａが突出端面２２ａより僅かに内側、つまり
吸着面２０ａに近い方に位置していることであ
る。これはこの状態において吸引磁極のプランジ
ヤーを吸引する力が最大となるからである。

具体例において第４図の弁を閉じた状態で吸着
面２０ａと突出端面２２ａとの間の距離は約5.5
mm吸着面２０ａとプランジヤーの端面１９ａとの
間の距離は約5.0mmである。

本考案の電磁弁においては第１図の曲線ｃで示
すように吸引磁極によつて第４図の弁が閉じた状
態でプランジヤーの吸引力が最大y′となり吸着磁
極に向うに従つて徐々にその吸引力が小さくなり
更に接近するとまた吸引力が増えて最終の吸引力
ｙで吸着面２０ａに吸着する。このため弁に必要
な動作力を示す曲線ｄにほぼ沿つた理想的な吸引
力特性が得られる。

これについて更に詳細にのべる。

本考案の弁におけるプランジヤーの動きは、吸
引磁極と吸着磁極の作動を分けて考えると判り易
い。これらの個々の働きを説明し、最終的には、
これらの吸引磁極と吸着磁極のお互いの働きが合
成された結果が第１図の曲線ｃに示す特性とな
り、弁に必要な動作力ｄに近い特性になる。

第５図ａに示す状態は弁が閉じた状態を示す。
この時プランジヤーは、上述の如く、吸引磁極の
先端から、約0.5mm中に入つている状態にある。
この状態では吸引磁極に対して、プランジヤーの
先端から磁力線が流れ、プランジヤーを上方に引
き上げる力として有効に働く。第５図ｂにおい
て、プランジヤー位置ｘにおける吸引力はy′であ
つて、この力はプランジヤーの必要作動力ｄより
大きいのでプランジヤーは上昇する事が出来る。

第５図ｃに示す様にプランジヤーが上昇して、
吸引磁極の中にさらに挿入した状態においては第
５図ｄに示す様にプランジヤーの吸引力はプラン
ジヤー位置ｘの場合よりも弱くなる。そしてプラ
ンジヤー位置x₁、つまりプランジヤーの必要作動
力とプランジヤーの吸引力がつり合う点でバラン
スして、プランジヤーはそれ以上上昇しない。も
しプランジヤーがそれ以上吸引磁極内に入つたと
するとプランジヤーの吸引力はさらに減少して、
最後には０になる。

この理由は吸引磁極が円筒形をしており、プラ
ンジヤーが吸引磁極内に入つて行くに従がつて、
磁力線は吸引磁極とプランジヤーの最短距離を流
れる為に、つまりプランジヤーの円周方向に、全
部作用して、お互いに打ち消し合うから、プラン
ジヤーが吸引磁極の中に入る程、吸引力としては
弱くなるからである。

しかし、吸引力としては弱くなるが、プランジ
ヤーから吸引磁極へ磁力線は流れているから、プ
ランジヤーの円周方向には力が作用している。

第６図は従来の弁の構造とその吸着磁極とプラ
ンジヤーの吸引力の特性を示す。これは従来公知
であるが本考案の吸引磁極との対比において、異
なつた特性を持つているので、説明すると、第６
ａのバルグが閉じている状態、プランジヤーがｘ
の位置にある時は第６図ｂに示すy′の吸引力を有
する。つまりバルグの必要作動力ｙより大きい吸
引力をプランジヤー位置ｘで必要である。

そしてこの時、吸着磁極２０とプランジヤー１
９の先端は第６図ａに示す様に離れている。この
様に離れた状態でも弁に必要な動作力ｄより大き
い吸引力が必要であるために、磁極は大きくな
る。

そして、プランジヤーが上昇した第６図ｃ，ｄ
に示す如く、吸着磁極とプランジヤーの間隙は小
さくなる事により、磁力線の流れは、より強くな
り第６図ｄにおけるプランジヤーの位置x₁では吸
引力y″となり、弁に必要な動作力ｄよりも大幅に
上昇する。この事はプランジヤーを急激に上昇さ
せる力となり、さらに吸着磁極とプランジヤーが
接した状態ではさらに吸引力は強くなる。吸引磁
極とプランジヤーの距離が近ずくにつれて、吸引
力が大きくなる特性が吸着時（リフトの最終点）
において衝撃、騒音を発生するという原因になつ
ている。

そこで本考案は、これらの吸引磁極と、吸着磁
極のそれぞれの吸引特性の良い部分が合成された
結果第７図に示すプランジヤーの位置とプランジ
ヤーの吸引力が弁に必要な作動力ｄと、きわめて
似た力ｃで作動させる事が出来、つまり弁の開閉
をゆつくり作動させる事が出来るものである。

第７図、ａ及びｂは、プランジヤーが位置ｘ
（弁が閉まつている）の状態では、磁力線は吸引
磁極２２の方へ流れ吸引力y′を得る。（第５図ａ
と同じ状態）この時磁力線は吸引磁極の方に全部
流れるのでプランジヤーと吸着磁極２０の先端に
は力は働かないので吸引力は破線で示すように０
である。

そして第７図ｃの様にプランジヤーが位置x₁に
ある状態では吸引磁極の中にプランジヤーが入つ
て来るので吸引力は弱くなつて来るが、こんどは
吸着磁極とプランジヤーの先端距離が近くなつて
磁力線が流れるので、吸着磁極とプランジヤーと
の間に第７図ｄに示す吸引力が働く。そしてこの
時の吸着磁極と吸引磁極の和が合成吸引力ｃとし
て示される。

尚、吸着磁極とプランジヤーの間の吸引力は第
６図に示す吸着磁極単体のものに比較すると、大
部分の磁力線は吸引磁極の方に流れるので、絶対
吸引力は単体の時より小さい。又コイルそのもの
も小さくて良いので第６図の如く吸引力は大きく
ない。

そして第７図ｅ，ｆに示す様に吸着時点では吸
着磁極とプランジヤーが接しているので、磁力線
は大部分吸着磁極とプランジヤー先端から流れる
ので吸引力は強くなつて来る。そして吸引磁力の
吸引力は０になる。

そしてこのプランジヤーの位置によつて磁力線
の流れが吸引磁極から吸着磁極へ変り、これに供
つて吸引力も変り、結局、合成力としては第７図
ｃに示すように途中、吸引力が弱くなりまた上昇
する傾向となる。

以上の説明の如く、本考案は、従来の吸着磁極
に対して、円筒状の吸引磁極を設ける事によりそ
れらの２つの磁極の特性を有効に利用して、第１
図の曲線ｃに示すプランジヤーの吸引力特性にな
るようにしたものである。結局、この吸引磁極の
存在によつてプランジヤーは当初迅速に上昇し、
徐々に緩やかに上昇してゆつくり吸着磁極に吸着
する。従つて、従来のように吸着時の衝撃、騒音
が全くない。

従つて、本考案によれば、余分な吸引力をなく
すことができるのでコイルアセンブリの小型化ひ
いては全体の構造が小型になり、このため安価で
ある。又、吸着時の吸引力が小さいので衝撃、騒
音が小さくなり安全である。更に、吸着磁極およ
びプランジヤーは一般に用いられているものを利
用でき、しかも従来品より小さくできるので安価
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁弁の吸引力特性グラフ、第２図は
弁に必要な動作力を示すグラフ、第３図は従来の
電磁弁の断面図、第４図は本考案に係る電磁弁の
断面図、第５図ａ及びｃは吸引磁極単体の場合の
断面図、第５図ｂ及びｄは第５図ａ及びｃの場合
の夫々の特性図、第６図ａ及びｃは従来の吸着磁
極のみの断面図、第６図ｂ及びｄはそれらの特性
図、第７図ａ，ｃ及びｅは本考案の弁の一連の作
動を示す断面図、第７図ｂ，ｄ及びｆはそれらの
特性図である。 １０……コイルアセンブリ、１９……プランジ
ヤー、２０……吸着磁極、２２……吸引磁極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボビンとコイルとを有するコイルアセンブリ
   と、前記ボビンに軸方向に摺動可能に挿入された
   プランジヤーと、前記ボビン内にその軸方向の一
   端に配置され前記プランジヤーを吸着する吸着磁
   極とを備えた直流電磁弁において、前記吸着磁極
   の外側に円筒状の吸引磁極を設け該吸引磁極の一
   端部を前記プランジヤーの吸着部に対向して成る
   直流電磁弁。