JPH0218862Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガス等の流体流量を直流電源のオン−
オフ比またはオン−オフ周波数の制御により調整
可能な比例制御電磁弁の改良に関し、とくにその
比例精度の向上を図ることを目的とする。

従来から磁性体製有底筒状フレームの底面中心
にセンタポストを固設し、あるいは両者を一体形
成し、該センタポストに向けて進退するプランジ
ヤを配し、コイルに励磁してこれらの部材間を伝
わる磁路回路を形成して前記プランジヤを移動さ
せ、該プランジヤに固着した弁体によつて弁を開
閉させるとともに、前記センタポストとプランジ
ヤの対向面のうち一方の円錐状凸面に、他方を円
錐状凹面に形成した電磁弁が知られているが、た
とえばプランジヤが該プランジヤ直径の10ないし
25％程度のストロークを有する場合、前記円錐状
凸面および凹面の母線と軸芯のなす角度が60度の
ときに磁気吸引力は最も強くなる。そして該角度
（以下、円錐角という）が小さくなるにしたがつ
て、第１図のグラフに示すように、ストロークに
対する吸引力の二次曲線は緩やかになるが、ヒス
テリシスは一層増大する傾向を示す。そこで従来
は前記円錐状凸面および凹面をラツプし、両面の
距離の変化に対するパーミアンスの変化を少なく
して使用して来たが、これによると前記二次曲線
は理想直線に近づくものの、ヒステリシスはさら
に増大してしまう。すなわち従来の電磁弁は、第
１に入力電気量の直線的変化に対して機械的出力
が二次曲線を呈し、第２に入力電気量の増加時と
減少時において扁位置が異なり、よつて入力電気
量の変化に対して機械的出力に遅れを生じて精度
の高い比例制御は困難なものとなつていた。

本考案は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、従来の電磁弁における上記欠点を解消した比
例制御電磁弁を提供せんとするものである。

以下、本考案の一実施例を図面にしたがつて説
明する。

すなわち第２図において、１は磁性体からなる
有底筒状フレームであり、その底面に形成した軸
孔に磁性体からなる筒状のセンタポスト２を固設
し、該センタポスト２外周にボビン３に巻装した
コイル４を設ける。５は該ボビン３の軸孔に内挿
嵌着された非磁性体製の筒状のプランジヤガイド
であり、該プランジヤガイド５の内周に軸方向に
摺動自在になる磁性体製の筒状のプランジヤ６が
嵌挿される。

前記センタポスト２とこのプランジヤ６の対向
端面は、ともに円錐状を呈し、すなわちセンタポ
スト２の端面は円錐状凹面２ａに、プランジヤ６
の端面は円錐状凸面６ａに形成され、ストローク
限において近接するようになる。該凹面２ａおよ
び凸面６ａの円錐角については後記する。前記ボ
ビン３の端部にはキヤツプ７が冠せられ、プラン
ジヤ６に対し一定のストロークを付与する。８は
前記有底筒状フレーム１とプランジヤ６間にあつ
て両者１，６に対し後述の間隔ｄ，ｅをもつてボ
ビン３内に埋設された環状磁性体からなるプレー
トバツクであり、また９は前記プランジヤ６を図
中上方に押圧する第１のスプリング、１０はＯリ
ングである。

前記有底筒状フレーム１の底面側には磁性体製
のブラケツト１１を介して弁ボデイ１２が締着さ
れる。両体入口１３および２箇所の流体出口１
４，１５を有するこの弁ボデイ１２には同芯上の
２つの弁座１６，１７が設けられ、弁体１８，１
９を一体形成したロツド２０が貫挿されている。
該ロツド２０は前記第１スプリング９よりも強力
な弾性を有する第２のスプリング２１によつて図
中下方に押圧され、その下端を前記プランジヤ６
に固着したプツシユロツド２２に接している。２
３は軸受、２４はロツド２２保持用の端部材、２
５はキヤツプ、２６はＯリングである。

つぎに上記電磁弁の各部設定値（比率）を第３
図にもとづいて説明すると、以下のとうりであ
る。

すなわち第１に、前記円錐状凹面２ａおよび
円錐状凸面６ａの円錐角は16ないし30度とす
る。円錐角を16度未満としたときは、センタポ
スト２およびプランジヤ６の軸方向長さが大き
くなり過ぎて弁全体が大型化する欠点を生じ、
また円錐状凹面２ａと円錐状凸面６ａの対向面
積が大きくなり過ぎて残留磁気が大きくなり過
ぎ、これによつてヒステリシスを小さくするこ
とができない欠点を生じる。また、円錐角を30
度より大きくしたときは、プランジヤ６の変位
に伴う吸引力の変化が大きくなり過ぎて入力電
力に対して直線的に比例しなくなる欠点を生じ
る（吸引力の大きさ自体は、前述したように60
度が最大である）。

この円錐状凹面２ａと凸面６ａの軸方向にお
ける間隔ａは、プランジヤ６の外径ｂに対して
0.6ないし1.1倍となるように、該プランジヤ６
のストロークを設定する。

前記円錐角を16ないし30度とした範囲で、前
記間隔ａをプランジヤ６の外径ｂに対して0.6
倍未満とすると、円錐状凹面２ａと円錐状凸面
６ａが互いに近付き過ぎ、該間隔ａの変化に対
して吸引力が大きく変化し、これによつてヒス
テリシスを小さくすることができない欠点を生
じる。また、前記間隔ａをプランジヤ６の外径
ｂに対して1.4倍より大きくすると、円錐状凹
面２ａと円錐状凸面６ａが互いに離れ過ぎ、吸
引力が不足する欠点を生じる。

また円錐状凹面２ａと凸面６ａの直近間隔ｃ
は、プランジヤ６の外径ｂに対して、0.12ない
し0.35倍とする。前記円錐角を16ないし30度と
した範囲で、前記間隔ｃをプランジヤ６の外径
ｂに対して0.12倍未満とすると、円錐状凹面２
ａと円錐状凸面６ａが互いに近付き過ぎ、該間
隔ｃの変化に対して吸引力が大きく変化し、こ
れによつてヒステリシスを小さくすることがで
きない欠点を生じる。また、前記間隔ｃをプラ
ンジヤ６の外径ｂに対して0.35倍より大きくす
ると、円錐状凹面２ａと円錐状凸面６ａが互い
に離れ過ぎ、吸引力が不足する欠点を生じる。

前記プレートバツク８と有底筒状フレーム１
の間隔ｄおよびプレートバツク８とプランジヤ
６の間隔ｅは、各各、上記直近間隔ｃの0.8な
いし1.2倍とし、この間隔ｄ，ｅの存在によつ
て保持力を減少させる。すなわち、この間隔
ｅ，ｄを設けることにより、磁束の一部をプレ
ートバツク８から直にセンタポスト２に漏洩さ
せてプランジヤ６を透過する磁束の量を抑制
し、これによりプランジヤ６の変位に対する吸
引力の変化を小さくする。なおこの間隔ｄ，ｅ
の倍率の和がおよそ「２」となるのが最も望ま
しい。

この倍率が「２」より大きくなると、絶対磁
束数が不足して吸引力が小さくなり過ぎる欠点
を生じ、また「２」より小さくなると、吸引力
の二次曲線の立上りが大きくなつて入力電力に
対して直線的に比例しなくなる欠点を生じる。
２つの間隔ｅ，ｄは0.8〜1.2倍の範囲で略揃え
るのが望ましく、これにより、プランジヤ６の
進退双方に対して磁力の影響を同じにすること
ができる。

またこのプレートバツク８における磁路断面
積ｆは最底磁束を確保するため有底筒状フレー
ム１の周壁面における磁路断面積ｇの1.3倍以
上とする。

以上の数値は考案者の研究の結果として設定し
たものであり、これにより漏洩パーミアンスによ
る総合パーミアンスに影響を与えることなくヒス
テリシスが僅少となり、強力かつ速応性に優れ長
大なストロークに耐え得る常時閉型の比例制御電
磁弁を構成し、比例精度に優れた電磁弁を安価に
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであり、第
１図はストロークと吸引力の関係を示すグラフ
図、第２図は比例制御電磁弁の全体断面図、第３
図は同要部拡大断面図である。 １……有底筒状フレーム、２……センタポス
ト、２ａ……円錐状凹面、３……ボビン、４……
コイル、５……プランジヤガイド、６……プラン
ジヤ、６ａ……円錐状凸面、８……プレートバツ
ク、９，２１……スプリング、１１……ブラケツ
ト、１２……弁ボデイ、１３……流体入口、１
４，１５……流体出口、１６，１７……弁座、１
８，１９……弁体、２０……ロツド、２２……プ
ツシユロツド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁性体製有底筒状フレーム１の底面中心に貫挿
   固設された筒状のセンタポスト２と、該センタポ
   スト２の外周に固設されたボビン３と、該ボビン
   ３に巻装されたコイル４と、前記ボビン３の軸孔
   に前記センタポスト２に向けて進退自在に嵌挿さ
   れたプランジヤ６と、前記有底筒状フレーム１の
   開口部と前記プランジヤ６間にあつて両者１，６
   に対し所定の間隔ｄ，ｅを持つ位置に設定固設さ
   れたプレートバツク８と、前記プランジヤ６に一
   端を固着されたロツド２２に従動する弁体１８，
   １９と、該弁体１８，１９に対向する弁座１６，
   １７を有し、 前記センタポスト２と前記プランジヤ６の対向
   端面の一方に円錐状凹面２ａを形成するとともに
   他方に円錐状凸面６ａを形成し、 前記円錐状凹面２ａおよび円錐状凸面６ａの円
   錐角をそれぞれ16ないし30度に設定し、 前記円錐状凹面２ａおよび円錐状凸面６ａの軸
   方向における間隔ａを前記プランジヤ６の外径ｂ
   に対して0.6ないし1.1倍に設定し、 前記円錐状凹面２ａおよび円錐状凸面６ａの直
   近間隔ｃを前記プランジヤ６の外径に対して0.12
   ないし0.35倍に設定し、 前記プレートバツク８および有底筒状フレーム
   １の間隔ｄならびに前記プレートバツク８および
   プランジヤ６の間隔ｅをそれぞれ前記直近間隔ｃ
   の0.8ないし1.2倍とし、かつ該間隔ｄ，ｅの倍率
   の和をおよそ２に設定し、 前記プレートバツク８の磁路断面積ｆを前記有
   底筒状フレーム１の周壁面における磁路断面積ｇ
   の1.3倍以上に設定した、比例制御電磁弁。