JPH08285116A - 双方向ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プランジャを抵抗なく作動させることができ、
電磁コイルに印加する電圧を低電圧とすることができる
双方向ソレノイドを提供することにある。 【構成】永久磁石８および電磁コイル２１を内蔵すると
共に、閉弁方向に付勢されたメインバルブ２８を有する
プランジャ２３を設け、前記電磁コイル２１に磁場を付
与することにより、前記プランジャ２３を付勢力に抗し
て引込み前記永久磁石８によって開弁状態に保持される
と共に、前記電磁コイル２１に逆磁場を付与することに
より、前記プランジャ２３の保持力が解除されて閉弁す
るようにした双方向ソレノイドにおいて、前記プランジ
ャ２３にその進退運動をガイドするボビン１３を嵌合す
ると共に、このボビン１３の内周面の軸方向に亘って空
気逃げ溝２２を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばガス緊急遮断弁
等に用いられる双方向ソレノイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】地震の発生時やガス漏れ時にガスの流通
を遮断するガス緊急遮断弁においては、双方向ソレノイ
ドが使用されている。この双方向ソレノイドは、弁体を
有する可動鉄心としてのプランジャを包囲するように電
磁コイルが設けられ、この電磁コイルの外周には磁極と
してのヨークが設けられている。ヨークの底部には永久
磁石および前記プランジャを吸着するための磁極として
のコアピースが設けられている。

【０００３】前記弁体を有するプランジャはスプリング
によって閉弁方向に付勢されているが、前記電磁コイル
に磁場を付与することにより、前記プランジャを付勢力
に抗して引込み前記永久磁石によって開弁状態に保持さ
せることができる。また、感震器やガス漏れ警報器等の
異常検出器が異常を感知して前記電磁コイルに逆磁場が
付与させると、前記スプリングの付勢力によってプラン
ジャが前進し、弁体によってガス通路を遮断することが
できる。

【０００４】また、前記プランジャは、その進退運動を
ガイドするパイプからなるボビンが嵌合され、プランジ
ャはボビンにガイドされながら軸方向に進退運動するよ
うになってる。さらに、プランジャの末端部はテーパ凸
部に形成され、コアピースには前記テーパ凸部が挿入さ
れるテーパ凹部に形成されたり、または逆に、プランジ
ャの末端部がテーパ凹部に形成され、コアピースには前
記テーパ凹部が嵌合されるテーパ凸部に形成されてい
る。そして、プランジャが電磁コイルによって引込まれ
たとき、テーパ凸部とテーパ凹部が嵌合されるようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、双方向
ソレノイドは、プランジャの外径とボビンの内径とは比
較的加工公差を小さく製作している。したがって、プラ
ンジャが電磁コイルによって引込まれたとき、テーパ凸
部とテーパ凹部との間の空気が圧縮され、これが抵抗と
なってプランジャを引込みにくくなることがある。

【０００６】そこで、従来から図４（ａ）に示すよう
に、プランジャａの外周面の一部に軸方向に亘って平面
部ｂを設けたり、図４（ｂ）に示すように、溝ｃを設
け、プランジャａとボビンｄとの間に空気逃げ部ｅを形
成し、プランジャａが電磁コイルによって引込まれたと
き、テーパ凸部とテーパ凹部との間の空気が空気逃げ部
ｅを介して外部に排出されるようにしている。

【０００７】しかしながら、プランジャは、電磁コイル
による磁束通路になるため、金属で製作する必要があ
り、機械加工によって前記平面部や溝を形成している。
したがって、加工工数が増え、コストアップの原因とな
っている。

【０００８】本発明は、前記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、プランジャに何ら加工
を施すことなく、プランジャの引込み時における空気を
逃がすことができ、プランジャを抵抗なく作動させるこ
とができ、またコストダウンを図ることができる双方向
ソレノイドを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１は、永久磁石および電磁コイルを
内蔵すると共に、閉弁方向に付勢された弁体を有するプ
ランジャを設け、前記電磁コイルに磁場を付与すること
により、前記プランジャを付勢力に抗して引込み前記永
久磁石によって開弁状態に保持されると共に、前記電磁
コイルに逆磁場を付与することにより、前記プランジャ
の保持力が解除されて閉弁するようにした双方向ソレノ
イドにおいて、前記プランジャにその進退運動をガイド
するボビンを嵌合すると共に、このボビンの内周面に軸
方向に亘って空気逃げ溝を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２は、前記ボビンを、合成樹脂材料
で成形したことにあり、請求項３は、前記空気逃げ溝
を、断面矩形状で、ボビンの内周面に等間隔に複数設け
たことにある。また、請求項４は、前記空気逃げ溝を、
断面Ｖ字状で、ボビンの内周面の全周に設けたことにあ
る。

【００１１】

【作用】プランジャはボビンにガイドされて軸方向に進
退運動すると共に、電磁コイルに通電して磁場を付与す
ると、プランジャは付勢力に抗して引込まれ、同時にボ
ビンの内部の空気は空気逃げ溝から外部に排出されるた
め、プランジャを抵抗なく作動させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は双方向ソレノイドを示し、１はベースで
ある。ベース１の後面には凹陥部２が設けられ、この凹
陥部２の中央部には環状段部３と前面側に貫通する貫通
孔４が設けられている。ベース１の凹陥部２には略コ字
状に形成されたヨーク５が設けられ、このヨーク５はそ
の両脚部に外側に折曲して設けた取付け片６を取付けね
じ７によってベース１にねじ込むことにより固定されて
いる。

【００１３】ヨーク５の底部には永久磁石８が設けら
れ、この永久磁石８にはコアピース９が接合されてい
る。コアピース９は基端部に永久磁石８に嵌合する嵌合
凹部１０を有しており、段部１１を介して先端部にはテ
ーパ凸部１２が一体に設けられている。

【００１４】コアピース９と前記ベース１との間にはボ
ビン１３が設けられている。ボビン１３は例えばポリア
セタール等の合成樹脂材料によって成形されており、そ
のパイプ部１４の基端部がコアピース９の段部１１に嵌
合され、先端部がベース１の貫通孔４に挿入されてい
る。

【００１５】ボビン１３のパイプ部１４には基端フラン
ジ部１５と先端フランジ部１６が一体に設けられてい
る。ボビン１３の基端フランジ部１５はＯリング１７を
介してコアピース９の基端部１８に嵌合され、先端フラ
ンジ部１６はサブヨーク１９を介してベース１に当接し
ている。さらに、サブヨーク１９と前記環状段部３とで
形成される環状溝にはＯリング２０が収容されている。
また、ボビン１３の基端フランジ部１５と先端フランジ
部１６との間のパイプ部１４には電磁コイル２１が嵌合
されている。

【００１６】ボビン１３のパイプ部１４は、図２に示す
ように、内周面における複数箇所、本実施例においては
９０゜間隔に４箇所に断面が矩形状の空気逃げ溝２２が
軸方向全体に亘って設けられている。そして、この空気
逃げ溝２２の一端はコアピース９の段部１１に、他端は
外部にそれぞれ連通している。

【００１７】ボビン１３のパイプ部１４の内部には可動
鉄心としてのプランジャ２３が軸方向に進退自在に挿入
されている。プランジャ２３の基端部には前記コアピー
ス９のテーパ凸部１２とギャップｇを介して嵌合するテ
ーパ凹部２４が設けられている。

【００１８】プランジャ２３の先端部には段差部２５を
介して細径に形成されたバルブ取付け部２６が設けら
れ、ボビン１３のパイプ部１４より突出している。段差
部２５にはサブバルブシート２７が嵌着され、バルブ取
付け部２６には弁体としてメインバルブ２８がプランジ
ャ２３の軸方向に移動自在に嵌合されている。

【００１９】メインバルブ２８は円板状に形成され、そ
の中央部にバルブ取付け部２６に嵌合するガスリーク通
路２９が設けられていると共に、ガスリーク通路２９の
内周面にはサブバルブシート２７と接離自在なテーパ面
３０が設けられている。さらに、メインバルブ２８の前
面の外周縁部にはゴム等のメインバルブシート３１がシ
ート押え板３２によって固定されており、このメインバ
ルブシート３１はガス流通口３３の開口縁に設けられた
弁座３４に対向している。

【００２０】また、前記メインバルブ２８はベース１と
の間に介在されたコイルスプリングからなるメインスプ
リング３５によって弁座３４方向に付勢されていると共
に、バルブ取付け部２６の先端部との間に張設されたコ
イルスプリングからなるサブスプリング３６によってメ
インバルブ２８のテーパ面３０をサブバルブシート２７
に圧接している。

【００２１】次に、前述のように構成された双方向ソレ
ノイドの作用について説明する。図１に示すように、プ
ランジャ２３が引込まれ、コアピース９を介して永久磁
石８に吸着された状態においては、テーパ凸部１２とテ
ーパ凹部２４とは嵌合状態にあり、サブスプリング３６
を介してメインバルブ２８のテーパ面３０はサブバルブ
シート２７に当接している。したがって、ガスリーク通
路２９は遮断されていると共に、メインバルブ２８のメ
インバルブシート３１は弁座３４から離間して開弁状態
にあり、一次側Ａのガスはガス流通口３３を介して二次
側Ｂに流通している。

【００２２】このとき、感震器やガス漏れ警報器等の異
常検出器が異常を感知して電磁コイル２１に瞬時的に逆
磁場が付与されると、電磁コイル２１の磁束が永久磁石
８の磁束を打ち消す方向に作用し、メインスプリング３
５の付勢力によってメインバルブ２８とプランジャ２３
が前進し、メインバルブ２８のメインバルブシート３１
が弁座３４に当接してガス流通口３３を遮断する。

【００２３】また、異常が解消されて再びガスを流通さ
せる場合には、電磁コイル２１に磁場を付与すると、プ
ランジャ２３がボビン１３のパイプ部１４に引込まれる
ため、まずサブスプリング３６が圧縮されてサブバルブ
シート３１がプランジャ２３と共に後退する。このと
き、メインバルブ２８のメインバルブシート３１は弁座
３４に当接して閉弁状態にあるが、サブバルブシート３
１はテーパ面３０から離間し、一次側Ａのガスはガスリ
ーク通路２９を介して二次側Ｂに流通する。

【００２４】したがって、一次側Ａと二次側Ｂとの圧力
差が緩和され、さらにプランジャ２３が引込まれると、
メインバルブ２８はメインスプリング３５の付勢力に抗
してプランジャ２３と一体的に後退し、メインバルブ２
８のメインバルブシート３１は弁座３４から離間して開
弁される。そして、一次側Ａのガスはガス流通口３３を
介して二次側Ｂに流通する。

【００２５】前記プランジャ２３の後退に伴ってボビン
１３のパイプ部１４内の空気はプランジャ２３によって
パイプ部１４の基端側に押し込まれるが、パイプ部１４
の内周面には空気逃げ溝２２が設けられているために、
空気は圧縮されることなく、空気逃げ溝２２を通ってパ
イプ部１４の先端側から外部に排出される。したがっ
て、プランジャ２３を抵抗なく作動させることができ、
電磁コイル２１に印加する電圧を低電圧とすることがで
きる。

【００２６】また、ボビン１３は合成樹脂材料によって
成形されているため、空気逃げ溝２２をボビン１３の成
形と同時に形成でき、従来のような機械加工が不要とな
り、コストダウンを図ることができる。

【００２７】なお、前記一実施例においては、ボビン１
３のパイプ部１４の内周面に４本の断面矩形状の空気逃
げ溝２２を設けたが、図３に示すように、空気逃げ溝４
０を断面Ｖ字状とし、ボビン１３のパイプ部１４の内周
面の全周に設けてもよい。

【００２８】このように構成することにより、プランジ
ャ２３の外周面との接触面積が小さくなり、その分だけ
摺動抵抗を小さくすることができる。したがって、プラ
ンジャ２３を抵抗なく作動させることができ、電磁コイ
ル２１に印加する電圧を低電圧とすることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プランジャにその進退運動をガイドするボビンを嵌合す
ると共に、このボビンの内周面の軸方向に亘って空気逃
げ溝を設けたことにより、プランジャの引込みに伴って
空気を排出させることができる。したがって、プランジ
ャを抵抗なく作動させることができ、電磁コイルに印加
する電圧を低電圧とすることができる。また、ボビンは
合成樹脂材料によって成形されているため、空気逃げ溝
をボビンの成形と同時に形成でき、従来のような機械加
工が不要となり、コストダウンを図ることができる。

【００３０】さらに、空気逃げ溝を断面Ｖ字状とし、ボ
ビンのパイプ部の内周面の全周に設けることにより、プ
ランジャの外周面との接触面積が小さくなり、その分だ
け摺動抵抗を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す双方向ソレノイドの縦
断正面図。

【図２】（ａ）は同実施例のボビンの縦断側面図、
（ｂ）はプランジャが挿入された状態のボビンの端面
図。

【図３】本発明の他の実施例を示すプランジャが挿入さ
れた状態のボビンの端面図。

【図４】従来のプランジャの側面図およびボビンに挿入
された状態の端面図。

【符号の説明】

８…永久磁石、１３…ボビン、２１…電磁コイル、２
２，４０…空気逃げ溝、２３…プランジャ、２８…メイ
ンバルブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石および電磁コイルを内蔵すると
   共に、閉弁方向に付勢された弁体を有するプランジャを
   設け、前記電磁コイルに磁場を付与することにより、前
   記プランジャを付勢力に抗して引込み前記永久磁石によ
   って開弁状態に保持されると共に、前記電磁コイルに逆
   磁場を付与することにより、前記プランジャの保持力が
   解除されて閉弁するようにした双方向ソレノイドにおい
   て、 前記プランジャにその進退運動をガイドするボビンを嵌
   合すると共に、このボビンの内周面に軸方向に亘って空
   気逃げ溝を設けたことを特徴とする双方向ソレノイド。
2. 【請求項２】 前記ボビンは、合成樹脂材料で成形され
   ていることを特徴とする請求項１記載の双方向ソレノイ
   ド。
3. 【請求項３】 前記空気逃げ溝は、断面矩形状であり、
   ボビンの内周面に等間隔に複数設けられていることを特
   徴とする請求項１または２記載の双方向ソレノイド。
4. 【請求項４】 前記空気逃げ溝は、断面Ｖ字状であり、
   ボビンの内周面の全周に設けられていることを特徴とす
   る請求項１または２記載の双方向ソレノイド。