JPH035737Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高速電磁弁に関し、特に可動弁を復
帰させるスプリングを不要にした構造の高速電磁
弁の改良に関する。

従来の電磁弁は本体内の空気圧の入口と出口に
連通する空気空間に設けられた弁座に、ポペツト
弁といわれる弁棒と一体の可動弁を対向して設
け、励磁コイルを付勢して弁棒を吸引することに
より弁座から可動弁を引き離して弁を開き、復帰
用のスプリングで可動弁を弁座に押圧することに
より弁を閉じるように構成されていた。

この種の電磁弁は可動部であるポペツト弁が重
いため高速の作動には限界があり、またポペツト
弁の復帰もスプリング等で行つていたため、高速
の繰返し動作に対して疲労を生じ復帰動作が不確
実であつた。さらに、電磁弁の構造が全体として
複雑であるため、小形化への障害になつていた。

この問題を解決するために、特開昭53−103228
号「高速電磁弁」では従来の電磁弁の基本構造か
ら弁棒および復帰用のスプリングを不要にし、動
作流体である高圧空気の圧力により可動弁を閉じ
るような構成がとられ、電磁弁の小形化、高速化
を図つている。

しかしながら、前記高速電磁弁は小形化、高速
化したものの空気圧通路の遮断の信頼性が十分で
はないという問題が残されていた。

本考案の目的は前記従来の電磁弁の弁構造等に
さらに改良を加え、より小形で高速動作に適する
信頼性の高い高速電磁弁を提供することにある。

前記目的を達成するために本考案による高速電
磁弁は空気圧の入口に連通する空気圧通路を有す
る内部鉄心と、前記内部鉄心と共働して磁気回路
を形成する外部鉄心と、前記内外両鉄心を磁化す
る励磁コイルと、空気圧の出口に連通する空気圧
通路をもち前記内外両鉄心と気密に嵌合すること
により前記空気圧通路と前記内部鉄心の空気圧通
路との間に形成される空気空間を形成する本体
と、前記本体の空気圧通路の端部に配置され、中
央部に１つの空気圧通過穴を有しこの空気圧通過
穴周囲に座を有する弾性体からなる弁座と、前記
空気空間に挿入され前記弁座の座よりも外周に１
以上の空気圧通過穴をもち、前記空気圧の入口か
ら印加される空気圧により前記弁座に密着して空
気圧を遮断し前記励磁コイルが付勢されたときに
前記内外両鉄心に吸着され、前記内部鉄心の空気
圧通路と本体の空気圧通路との間を前記１以上の
空気圧通過穴で繋げる強磁性体の可動弁とから構
成されている。

以下、図面等を参照して本考案をさらに詳しく
説明する。

第１図は本考案による高速電磁弁の実施例を示
す断面図、第２図は同実施例の内部鉄心と外部鉄
心を示した斜視図、第３図は同実施例の励磁コイ
ルを示した斜視図、第４図は同実施例の励磁コイ
ルを示した回路図、第５図は同実施例の可動弁を
示した正面図、第６図は同実施例の励磁コイルの
印加電圧と電流の特性を示した波形図である。

内部鉄心１はインポートINに連通する空気圧
通路１ａと端部の空気圧通路１ｂを有している。
外部鉄心４は、第２図に示すように、内部鉄心１
と一体的に形成されており、外周の軸方向に１条
の切り溝４ａを有している。この切り溝４ａは内
部鉄心１と外部鉄心４に発生するうず電流を少な
くするために設けられている。内部鉄心１の端部
１ｃと外部鉄心４の端部４ｂは広い面積を有する
平板状の吸着面を形成している。

励磁コイル２は内部鉄心１と外部鉄心４に挟持
されている。励磁コイル２は、第３図に示すよう
に、円筒形に一体にモールドされており、外部鉄
心４の切り溝４ａに嵌合する凸部２ａと、後述す
るＯリングとのシール面２ｂを有している。なお
２ｃは励磁コイル２に通電するためのリード線で
ある。

励磁コイル２の巻線は時定数を減少させるため
に２相巻線にしてある。２相巻線にする理由は、
励磁コイル２の時定数τがτ＝Ｌ／Ｒ（Ｌ＝イン
ダクタンス、Ｒ＝巻線抵抗）で与えられるため、
巻線を２相にすれば、一定の吸引力を保持しなが
ら単巻線のコイルに比較して時定数を約1/2にす
ることができるからである。

回路的には、第４図に示すように、コイルL₁，
L₂を並列に接続して２相コイルを形成し、離脱
特性を改善するために、エネルギ吸収用コンデン
サＣが設けられている。

内部鉄心１と外部鉄心４の励磁コイル２の挿入
した外側の部分には非磁性体からなる円環状のリ
ング３が設けられている。リング３は第１図に示
すように内部鉄心１の空気圧通路に連通する面は
円錐状に切り落とされている。空気圧の流動をよ
くするためである。リング３はエポキシレジン等
の熱可塑性材料により内部鉄心１、外部鉄心４、
励磁コイル２と一体にモールドするようにしても
よい。リング３を設ける理由は２次磁束を発生さ
せるためである。

本体５には外部鉄心４がフランジ１０により４
本のねじで固定されている。本体５はＯリング６
を介して外部鉄心４の外周と気密に嵌合され接合
部分は空気空間が形成されている。本体１の中央
部にはアウトポートOUTに連通する空気圧通路
５ａが設けられており、前記空気空間に連通して
いる。

本体５の空気圧通路５ａの端部には弾性体から
なる弁座７が嵌合されている。

空気空間には可動弁８が挿入されており、可動
弁８は第５図に示すように、円環状の強磁性体か
らなる部材であつて、弁座７に接触する部分の外
側に複数の空気圧通過孔８ａが穿設されている。
可動弁８は硬質表面処理が施されており、エアギ
ヤツプを持たせることにより、離脱特性が改善さ
れている。

つぎに本考案による高速電磁弁の実施例の動作
を説明する。

インポートINから印加された空気圧は内部鉄
心１の空気圧通路１ａを通り、可動弁８の中央板
部に到達し可動弁８を弁座７に押圧することによ
り空気圧を遮断する。

このとき、リード線２ｃを介して励磁コイル２
に通電すると、可動弁８は励磁コイル２で磁化さ
れた内部鉄心１の吸着面１ｃおよび外部鉄心４の
吸着面４ｂに吸着されるため、印加された空気圧
は可動弁８の空気圧通過孔８ａを通り本体５の空
気圧通路５ａを介してアウトポートOUTに流れ
る。励磁コイル２への印加電流は、第６図に示す
ように電流の立ち上がり時が定格の２倍程度にな
るような波形のものが使用されている。すなわち
短時間定格あるいは連続励磁短時間定格を適用し
て、温度上昇を押え、高応答性を得ることができ
るようにしてある。

励磁コイル２への通電を切れば、印加される空
気圧により再び可動弁８は弁座７に押圧されて空
気圧を遮断する。

以上詳しく説明したように本考案による電磁弁
では、可動弁に空気通過用孔を穿設したので、弁
の空気空間の構造が簡単になるとともに可動弁の
質量が軽くなり、電磁弁の作動をより高速にする
ことができる。また、空気通路遮断時の密閉性も
良好で、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による高速電磁弁の実施例を示
す断面図、第２図は同実施例の内部鉄心と外部鉄
心を示した斜視図、第３図は同実施例の励磁コイ
ルを示した斜視図、第４図は同実施例の励磁コイ
ルを示した回路図、第５図は同実施例の可動弁を
示した正面図、第６図は同実施例の励磁コイルの
印加電圧と電流の特性を示した波形図である。 １……内部鉄心、２……励磁コイル、３……リ
ング、４……外部鉄心、５……本体、６……Ｏリ
ング、７……弁座、８……可動弁、１０……フラ
ンジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気圧の入口に連通する空気圧通路を有する内
   部鉄心と、前記内部鉄心と共働して磁気回路を形
   成する外部鉄心と、前記内外両鉄心を磁化する励
   磁コイルと、空気圧の出口に連通する空気圧通路
   をもち前記内外両鉄心と気密に嵌合することによ
   り前記空気圧通路と前記内部鉄心の空気圧通路と
   の間に形成される空気空間を形成する本体と、前
   記本体の空気圧通路の端部に配置され、中央部に
   １つの空気圧通過穴を有しこの空気圧通過穴周囲
   に座を有する弾性体からなる弁座と、前記空気空
   間に挿入され前記弁座の座よりも外周に１以上の
   空気圧通過穴をもち、前記空気圧の入口から印加
   される空気圧により前記弁座に密着して空気圧を
   遮断し前記励磁コイルが付勢されたときに前記内
   外両鉄心に吸着され、前記内部鉄心の空気圧通路
   と本体の空気圧通路との間を前記１以上の空気圧
   通過穴で繋げる強磁性体の可動弁とから構成した
   高速電磁弁。