JPH03234985A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特にシングルソレノイド構造
の電磁弁において、切り換え位置の自己保持が可能とさ
れる電磁弁に適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ 従来、保持機能を備えたシングルソレノイド構造の電磁
弁としては、たとえば特開平１−１３１０７５号公報に
記載されるように、ソレノイドコイルが巻回されたソレ
ノイドと、このシングルソレノイドに対して固定的に設
けられた固定鉄心と、可動的に設けられた可動鉄心と、
可動鉄心保持用の永久磁石とを備え、固定鉄心の一端側
、すなわち電磁弁の外端側に永久磁石が固定された構造
となっている。

そして、たとえばソレノイドが通電されることによって
固定鉄心と可動鉄心との間に電磁力が発生され、この磁
気的吸引力によって可動鉄心が固定鉄心側に吸着される
。さらに、ソレノイドが非通電状態にされた場合におい
ても、固定鉄心に固定される永久磁石の磁気力による吸
引力によって可動鉄心の吸着状態が保持できるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記のような従来技術においては、可動鉄心
の吸着状態、すなわちシングルソレノイド構造の電磁弁
における保持機能については考慮されているものの、シ
ングルソレノイドによってダブルソレノイド構造の保持
機能を持たせることまでについては配慮がされていない
。

そこで、本発明者は、従来のシングルソレノイド構造の
電磁弁において、コイルが巻回されるソレノイドの他に
磁気特性を備えた永久磁石を併設し、ソレノイドによる
電磁力に加えて永久磁石の磁気力を用いることによって
２位置の切り換え状態の保持が可能とされることを見い
出した。

そこで、本発明の目的は、シングルソレノイド構造によ
ってダブルソレノイド構造の機能を備え、切り換え位置
の自己保持および迅速な切り換えが可能とされる電磁弁
を提供することにある。

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
。

［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、下記のとおりである。

すなわち、本発明の電磁弁は、ソレノイドコイルが巻回
されたシングルソレノイドと、該シングルソレノイドに
対して可動的に設けられた可動鉄心と、該可動鉄心の変
位方向の両端側に配設される第１の永久磁石および第２
の永久磁石と、前記ソレノイドコイルの電流方向を切り
換える制御回路とを備え、前記制御回路の切り換えによ
り前記ソレノイドコイルに対して一方向の電流を流した
＝　３ 時に、前記可動鉄心と前記第１の永久磁石との間に磁気
的吸引力が発生し、かつ前記第２の永久磁石との間に磁
気的反発力が発生する一方、逆に前記ソレノイドコイル
に対して他方向の電流を流した時に、前記可動鉄心と前
記第２の永久磁石との間に磁気的吸引力が発生し、かつ
前記第１の永久磁石との間に磁気的反発力が発生するよ
うにしたものである。

また、前記可動鉄心が、前記第１または第２の永久磁石
との間に発生する磁気的吸引力と、前記第２または第１
の永久磁石との間に発生する磁気的反発力との両方の磁
気力により変位されるようにしたものである。

［作用］ 前記した電磁弁によれば、制御回路の切り換えによりソ
レノイドコイルに対して一方向の電流を流した時に、可
動鉄心と第１の永久磁石との間に磁気的吸引力を発生さ
せ、かつ第２の永久磁石との間に磁気的反発力を発生さ
せる一方、逆にソレノイドコイルに対して他方向の電流
を流した時に、可動鉄心と第２の永久磁石との間に磁気
的吸引力を発生させ、かつ第１の永久磁石との間に磁気
的反発力を発生させることにより、可動鉄心に対してシ
ングルソレノイドによる電磁力に加えて第１および第２
の永久磁石による磁気力を作用させることができるので
、可動鉄心を第１の永久磁石に吸着する位置と第２の永
久磁石に吸着する位置との切り換え位置における自己保
持が可能となる。

また、可動鉄心を、第１または第２の永久磁石との間に
発生する磁気的吸引力と、第２または第１の永久磁石と
の間に発生する磁気的反発力との両方の磁気力により変
位させることができるので、迅速な切り換え動作が可能
となる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例である電磁弁の構成を示す概
略図、第２図（ａ）およびら）は本実施例の電磁弁の動
作を説明する説明図である。

まず、第１図により本実施例の電磁弁の構成を説明する
。

本実施例の電磁弁は、たとえばシングルソレノイド構造
の電磁弁とされ、電磁力の発生部であるソレノイド部１
と、弁機構を備えた弁本体部２と、ソレノイド部１を制
御する制御回路３とから構成され、ソレノイド部１と弁
本体部２とが同軸状に連結されている。

ソレノイド部１は、たとえばソレノイドコイル４ａが巻
回されたシングルソレノイド４と、このシングルソレノ
イド４に対して可動的に設けられた可動鉄心５と、可動
鉄心５の変位方向の弁本体部２側に配設される第１の永
久磁石６と、ソレノイド部１の外端側に配設される第２
の永久磁石７とから構成され、たとえば第１図のように
凹状に形成される第１および第２の永久磁石６．７の可
動鉄心５側がＮ極に磁化されている。

そして、ソレノイド部１が通電されることによって可動
鉄心５に電磁力が作用され、この電磁力と可動鉄心５の
変位方向の両端側に配設される第１の永久磁石６および
第２の永久磁石７の磁気力とによって可動鉄心５が変位
される構造となっている。また、ソレノイド部１が瞬間
通電後においても、可動鉄心５の残留磁気と第１または
第２の永久磁石６．７の磁気力とによって可動鉄心５の
変位状態が保持される構造となっている。

弁本体部２は、たとえばソレノイド部１の可動鉄心５に
連動して変位される主軸８と、この主軸８が軸方向に沿
って収納される弁室９と、この弁室９に連通されて外周
部に開設される給排ポート１０とから構成されている。

そして、可動鉄心５の変位に連動されて主軸８が軸方向
に沿って変位され、主軸８に設けられた主弁によって給
排ポート１０に連通される流通路が開閉されることによ
り、図示しない外部に接続される流体圧作動機器が制御
される構造となっている。

制御回路３は、たとえば第１図のようにダイオード１１
と、論理積素子１２および否定素子１３から構成される
インターロック機能とを備え、ソレノイド部１に印加さ
れる電源電圧の電流方向が制御され、またインターロッ
ク機能によって両方向から同時に電流が流れることがな
いような回路構成となっている。

次に、本実施例の作用について、第２図（ａ）および（
ｂ）に基づいて説明する。

始めに、ソレノイド部１が非通電状態、すなわち第１図
の状態において、第２図（ａ）のようにＡ。

端子側に正（＋）電圧、Ａ２端子側に負（−）電圧を印
加し、シングルソレノイド４に対して矢印方向の電流を
流す。これにより、シングルソレノイド４から可動鉄心
５に電磁力が作用し、可動鉄心５は弁本体部２側がＳ極
に励磁され、また外端側がＮ極に励磁される。

この時、第１および第２の永久磁石６，７の可動鉄心５
側がＮ極に磁化されていることにより、可動鉄心５は第
１の永久磁石６側、すなわち弁本体部２側に吸引され、
また第２の永久磁石７との間に反発力が作用する。これ
により、可動鉄心５が第１の永久磁石６による吸引力と
第２の永久磁石７による反発力との２倍の磁気力によっ
て弁本体部２側（第２図（ａ）において右側）に変位さ
れ、第２図（ａ）のように第１の永久磁石６に吸着され
る。

さらに、可動鉄心５の変位に連動して弁本体部２に収納
された主軸８が同図の右方向に沿って変位され、主軸８
に設けられた主弁によって給排ポート１０に連通される
流通路が開閉される。そして、給排ポー）１０に接続さ
れるシリンダ装置（図示せず）などの流体圧作動機器の
作動が制御される。

次に、ＡＩ　端子およびＡ２　端子への電圧が遮断され
、ソレノイド部１が非通電状態とされた場合においても
、シングルソレノイド４からの電磁力は除励されるもの
の、可動鉄心５は可動鉄心５の残留磁気と第１および第
２の永久磁石６，７による磁気力とによって第１の永久
磁石６に吸着された状態で保持される。

続いて、可動鉄心５が第１の永久磁石６に吸着された状
態において、第２図ら）のように８１＠子側に正（＋）
電圧、Ｂ２端子側に負（−）電圧を印加し、シングルソ
レノイド４に対して上記と反対方向の電流を流す。これ
により、シングルソレノイド４から可動鉄心５に上記と
逆方向の電磁力が作用し、可動鉄心５の残留磁気が除励
され、可動鉄心５は弁本体部２側がＮ極に励磁され、ま
た外端側がＳ極に励磁される。

この時、第１および第２の永久磁石６，７の可動鉄心５
側がＮ極に磁化されていることにより、可動鉄心５は第
２の永久磁石７側、すなわち外端側に吸引され、また第
１の永久磁石６との間に反発力が作用する。これにより
、可動鉄心５が第２の永久磁石７による吸引力と第１の
永久磁石６による反発力との２倍の磁気力によって第１
の永久磁石６に吸着された状態から外端側（第２図ら）
において左側）に変位され、第２図ら）のように第２の
永久磁石７に吸着される。

さらに、可動鉄心５の変位に連動して弁本体部２に収納
された主軸８が同図の左方向に沿って変位され、主軸８
に設けられた主弁によって給排ポート１０に連通される
流通路が開閉される。そして、給排ポート１０に接続さ
れるシリンダ装置（図示せず）などの流体圧作動機器の
作動が制御される。

次に、Ｂ１　端子およびＢ２　端子への電圧が遮断され
、ソレノイド部１が非通電状態とされた場合においても
、シングルソレノイド４からの電磁力は除動されるもの
の、可動鉄心５は可動鉄心５の残留磁気と第１および第
２の永久磁石６，７による磁気力とによって第２の永久
磁石７に吸着された状態で保持される。

以上のように本実施例の電磁弁によれば、可動鉄心５の
変位方向の弁本体部２側に配設される第１の永久磁石６
と、ソレノイド部１の外端側に配設される第２の永久磁
石７とを備えること・により、制御回路３の切り換えに
よってソレノイドコイル４ａに対して第２図（ａ）の方
向の電流を流した時に、可動鉄心５に第１の永久磁石６
との間に磁気的吸引力を発生させ、第２の永久磁石７と
の間に磁気的反発力を発生させることができる。

一方、逆に第２図（ｂ）の方向の電流を流した時には、
可動鉄心５に第２の永久磁石７との間に磁気的吸引力、
第１の永久磁石６との間に磁気的反発力を発生させるこ
とができる。これにより、可動鉄心５を２倍の磁気力に
よって変位させることができるので、流体圧の迅速な切
り換えが可能となる。。

また、ソレノイド部１への通電後においても、可動鉄心
５の残留磁気と第１および第２の永久磁石６，７の磁気
力とによって吸着状態を保持することができるので、動
変位位置における自己保持が可能となる。

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
ものではなく、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、本実施例の電磁弁については、第１の永久磁
石６および第２の永久磁石７の可動鉄心５側がＮ極に磁
化されている場合について説明したが、本発明は前記実
施例に限定されるものではなく、逆に可動鉄心５側がＳ
極に磁化された第１および第２の永久磁石６，７につい
ても適用可能とされ、この場合には可動鉄心５の変位方
向が上記と逆になる。また、第１および第２の永久磁石
６．７の形状についても、第１図のような凹状の永久磁
石に限定されるものではない。

また、本実施例の電磁弁における制御回路３については
、第１図のような回路構成に限定されるものではなく、
ソレノイドコイル４ａに印加する電源電圧の電流方向を
制御できる回路構成であればよい。

［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）、ソレノイドコイルが巻回されたシングルソレノ
イドと、このシングルソレノイドに対して可動的に設け
られた可動鉄心と、この可動鉄心の変位方向の両端側に
配設される第１の永久磁石および第２の永久磁石と、ソ
レノイドコイルの電流方向を切り換える制御回路とを備
え、この制御回路の切り換えによりソレノイドコイルに
対して一方向の電流を流した時に、可動鉄心と第１の永
久磁石との間に磁気的吸引力を発生させ、かつ第２の永
久磁石との間に磁気的反発力を発生させる一方、逆にソ
レノイドコイルに対して他方向の電流を流した時に、可
動鉄心と第２の永久磁石との間に磁気的吸引力を発生さ
せ、かつ第１の永久磁石との間に磁気的反発力を発生さ
せることにより、可動鉄心に対してシングルソレノイド
による電磁力に加えて第１および第２の永久磁石による
磁気力を作用させることができるので、可動鉄心を第１
の永久磁石に吸着する位置と第２の永久磁石に吸着する
位置との切り換え位置における自己保持が可能となる。

（２）、可動鉄心が、第１または第２の永久磁石との間
に発生する磁気的吸引力と、第２または第１の永久磁石
との間に発生する磁気的反発力との両方の磁気力により
変位されることにより、可動鉄心を第１および第２の永
久磁石による２倍の磁気力により変位させることができ
るので、迅速な切り換え動作が可能となる。

（３ン、前記（１）により、シングルソレノイド構造に
よってダブルソレノイド構造の機能を備えることができ
るので、小逸化、省電力化および省配線化が可能とされ
る電磁弁を得ることができる。

（４）、前記（１）および（２）により、２位置の切り
換え状態の自己保持と迅速な切り換え動作とが可能にな
るので、作動の安定化および確実な切り換え動作が可能
とされる電磁弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電磁弁の構成を示す概
略図、第２図（ａ）およびら）は本実施例の電磁弁の動
作を説明する説明図である。 １・・・ソレノイド部、 ２・・・弁本体部、 ３・・・制御回路、 ４・・・シングルソレノイド、 ４ａ・・ソレノイドコイル、 ５・・・可動鉄心、 ６・・・第１の永久磁石、 ７・・・第２の永久磁石、 ８・・・主軸、 ９・・・弁室、 ・給排ポート、 ・ダイオード、 ・論理積素子、 ・否定素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ソレノイドコイルが巻回されたシングルソレノイド
   と、該シングルソレノイドに対して可動的に設けられた
   可動鉄心と、該可動鉄心の変位方向の両端側に配設され
   る第１の永久磁石および第２の永久磁石と、前記ソレノ
   イドコイルの電流方向を切り換える制御回路とを備え、
   前記制御回路の切り換えにより前記ソレノイドコイルに
   対して一方向の電流を流した時に、前記可動鉄心と前記
   第１の永久磁石との間に磁気的吸引力が発生し、かつ前
   記第２の永久磁石との間に磁気的反発力が発生する一方
   、逆に前記ソレノイドコイルに対して他方向の電流を流
   した時に、前記可動鉄心と前記第２の永久磁石との間に
   磁気的吸引力が発生し、かつ前記第１の永久磁石との間
   に磁気的反発力が発生することを特徴とする電磁弁。 ２、前記可動鉄心が、前記第１または第２の永久磁石と
   の間に発生する磁気的吸引力と、前記第２または第１の
   永久磁石との間に発生する磁気的反発力との両方の磁気
   力により変位されることを特徴とする請求項１記載の電
   磁弁。