JPH0835575A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電磁弁に関し、弁を駆動する電磁石
の作動力特性が実際に弁を作動させる作動力特性に適合
し、且つ作動時の衝撃音が小さく、さらに製造歩留りの
良い電磁弁を実現することを目的とする。 【構成】 流体通路１４と、該流体通路中に流体流入側
に向けて設けられた弁座１５とを有するケーシング１１
と、上記弁座１５の中心部に設けられたガイド部１６に
挿通した弁軸１８の一端に前記弁座１５を開閉する弁体
１９を結合すると共に他端に永久磁石２０を結合してな
る弁１２と、上記永久磁石２０を反発して弁体１９を開
弁させることができる電磁石１３とを具備して成るよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス、空気等の流体を
使用するガス器具、空気圧機器等の流体制御に用いる電
磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁の構成は、図４に示すよう
に、電磁コイル１を巻装した中空縦孔を有するコイルボ
ビン２の一端に磁性金属から成るヨーク３を中空縦孔に
挿通して形成した磁気回路に、磁性金属から成るプラン
ジャ４を挿通し、該プランジャ４の下端部に弁体５を結
合し、該弁体５に対向する弁座６はケーシング７と一体
的に形成され、シート面に機械加工を施して気密を保持
し得るようになっている。なお８はスリーブ、９はＯリ
ング、１０はスプリングである。

【０００３】そして、弁閉鎖時は弁体５はスプリング１
０と、流体の圧力とによって弁座６に押しつけられてい
る。また、弁を開放するときは、コイル１に通電し、プ
ランジャ４をヨーク３の方向へ吸引することによって行
なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁弁で
は、次のような問題があり改善が望まれている。即ち、
図５の特性図に示すように、弁ストローク（弁開度）と
作動力（プランジャの牽引力）の関係は、閉弁位置では
作動力は小さく、プランジャ４がヨーク３に接近する
（弁の開度が増す）に従い作動力は大きくなる。しかし
実際に作動力が必要な位置としては弁が閉じている位置
である。その理由は、この位置では一次側の圧力が弁に
閉止方向に作用しているためである。

【０００５】例えば、弁座径をφ２５と仮定すると、弁
スプリング１０の荷重（閉止荷重）が２００ｇ程度に対
し、一次側の圧力を３３０mmH₂O とすると、弁に作用す
る力は１６０ｇにも達する。しかし弁が開き始めると一
次側の圧力が降下するため作動力は小さくてすむように
なる。このように弁を作動させるプランジャの牽引力特
性と実際に弁を作動させる作動力特性とは適合していな
いという問題がある。

【０００６】また、プランジャ４がヨーク３に接近する
に従い牽引力が増加するため、プランジャ４がヨーク３
に接する時に衝撃音が発生するという問題がある。

【０００７】また、弁座部６は気密を得るために面精度
が要求され、例えばアルミダイカストの場合は機械加工
で精度良く仕上げる必要がある。しかし、ダイカスト鋳
造法では表面近くに巣の発生が多く、機械加工後に巣が
表面に現われて流体の洩れを生ずる場合がある。その場
合はケーシング７全体が不良となってしまうという問題
がある。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、弁を駆
動する電磁石の弁駆動力特性が実際に弁を作動させる作
動力特性に適合し、且つ作動時の衝撃音が小さく、さら
に製造歩留りの良い電磁弁を実現しようとする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁弁に於いて
は、流体通路１４と、該流体通路中に流体流入側に向け
て設けられた弁座１５とを有するケーシング１１と、上
記弁座１５の中心部に設けられたガイド部１６に挿通し
た弁軸１８の一端に前記弁座１５を開閉する弁体１９を
結合すると共に他端に永久磁石２０を結合してなる弁１
２と、上記永久磁石２０を反発して弁体１９を開弁させ
ることができる電磁石１３とを具備して構成されたこと
を特徴とする。

【００１０】また、本発明の電磁弁に於いては、流体通
路１４を有するケーシング１１の中に挿入され、且つ流
体流入側に向けて設けられた弁座１５を有する弁座本体
１７と、前記弁座１５の中心に設けられたガイド部１６
に挿通した弁軸１８の一端に前記弁座１５を開閉する弁
体１９を結合すると共に他端に永久磁石２０を結合して
なる弁１２とにより弁座ユニット２９を構成し、該弁座
ユニット２９に前記永久磁石２０を反発して開弁させる
ことができる電磁石１３を結合してユニット化したこと
を特徴とする。

【００１１】この構成を採ることにより、弁を駆動する
電磁石の弁駆動力特性が実際に弁を作動させる作動力特
性に適合し、且つ作動時の衝撃音が小さく、さらに製造
歩留りの良い電磁弁が得られる。

【００１２】

【作用】本発明では、弁軸に設けた永久磁石を電磁石に
より反発して開弁させるようにしたことにより、永久磁
石と電磁石とが最も接近した位置、即ち弁体が弁座に着
座しているときに最大の反発力を生じ、開弁初期に最も
力を要することに適応している。また開弁し最大ストロ
ークのところでは反発力は小さくなっているので発生す
る衝撃音は小さい。

【００１３】さらに本発明では、弁座を有する弁座本体
をケーシングとは別体に形成したことにより、弁座に巣
があってもケーシング全体を不良にする必要はなく、製
造歩留りは向上する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す断面図である。
本実施例は、ケーシング１１と、弁１２と、電磁石１３
とを具備して構成されている。そしてケーシング１１は
矢印方向に流体を通す流体通路１４と、該流体通路１４
の途中に流体が入って来る方向に向いた弁座１５が設け
られ、該弁座１５の中央にガイド部１６が設けられてい
る。なお弁座１５とガイド部１６は図の如く弁座本体１
７としてケーシング１１とは別体に形成し、該ケーシン
グ１１に挿入されて流体通路の一部を構成することもで
きる。

【００１５】また、弁１２は、ガイド部１６に摺動自在
に支持される弁軸１８の一端に弁体１９が取り付けら
れ、他端に永久磁石２０が取り付けられている。そして
弁体１９は弁軸１８、永久磁石２０、スプリング受２１
を介して円錐コイル状のスプリング２２により弁座１５
に密着するように付勢されている。

【００１６】また、電磁石１３は、コイル２３を巻回し
たコイルボビン２４の中空縦孔に鉄芯２５が挿入されて
いる。そして該電磁石１３は磁性金属からなる外装ケー
ス２６に接合され、且つ鉄芯２５の先端が弁１２に設け
られた永久磁石２０に対向し且つ近接してプレート２７
を介してケーシング１１に取付けられている。なお鉄芯
２５とコイルボビン２４とプレート２７との間、プレー
ト２７とケーシング１１との間、及びケーシング１１と
弁座本体１７との間はそれぞれＯリング２８により気密
を保持されている。

【００１７】このように構成された本実施例は、電磁石
１３に通電しないときは弁１２に設けられた永久磁石２
０が鉄芯２５に吸引される力と、スプリング２２の付勢
力とにより弁体１９を弁座１５に密着させ、弁１２を閉
止している。また、図２の如く、電磁石１３に通電し、
その鉄芯２５が弁１２に設けられた永久磁石２０を反発
する極性となるように磁化することにより、スプリング
２２の付勢力に打ち勝って弁１２を開くことができる。

【００１８】また、図２の状態から通電を止めれば、永
久磁石２０はその磁力により鉄芯２５に引き寄せられ、
弁１２を閉弁する。なおストロークが大きい場合は、閉
弁速度を早くするため、一時的に開弁時とは逆方向の通
電を行ない永久磁石２０を吸引させても良い。

【００１９】図３は本実施例の特性図である。本実施例
は同図に示すように作動力（反発力）は弁体の閉弁位置
で最も大きく、永久磁石２０が鉄芯２５より離れるに従
い、すなわち弁開度が増すに従い減少する。この特性
は、弁体１９が弁座１５に密着しているときに最も力を
要する電磁弁に適応し、非常に有利である。

【００２０】また、開弁時は、スプリング受２１がガイ
ド部１６に接触しても作動力は小さくなっているため、
衝撃音の発生は極めて僅かである。さらに弁体１９をゴ
ム等の弾性体で形成することにより衝撃音は弁体１９に
吸収され、極く僅かな音しか発生しない。また、開・閉
弁時は電磁石１３への供給電流値を制御することにより
弁開度、すなわち流量のコントロールや緩動作動にして
衝撃音も皆無にすることも可能である。

【００２１】弁座本体１７をケーシング１１と別体とし
たときは、弁座に巣が発生しても、弁座本体のみを不良
とし、ケーシング全体を不良とすることはない。また、
弁座本体１７をケーシングと別体とした場合は弁座本体
１７を樹脂で形成しても良く、この場合、樹脂成形品は
特に弁座シート面の加工仕上げを行なわなくとも良い程
度の面精度を得ることは可能であるため、ケーシングは
鋳放しでも良い。更に弁座本体１７と弁１２とにより弁
座ユニット２９を構成し、該弁座ユニット２９と電磁石
１３とを例えば圧入して結合する構成とすれば、組み付
けが容易となり、電磁弁部として一体のユニット部品と
なるため、ケーシング１１への組み付けも非常に簡単と
なる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、弁軸に設けた永久磁石
を電磁石で反発して弁を駆動するようにしたことによ
り、実際の弁が、その開弁初期の最大の力を要するのに
適合することができる。これにより効率が良くなり、電
磁石の小型化又は低消費電力化が可能となる。また弁ス
トロークの最大のところでは駆動力が小さくなるため発
生する衝撃音も小さくなる。また弁座本体をケーシング
とは別体で形成することにより、弁座に巣が発生しても
ケーシング全体を不良とすることはなく、材料不良によ
る損失を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の閉弁時を示す断面図である。

【図２】本発明の実施例の開弁時を示す断面図である。

【図３】本発明による電磁弁の特性図である。

【図４】従来の電磁弁を示す断面図である。

【図５】従来の電磁弁の特性図である。

【符号の説明】

１１…ケーシング １２…弁 １３…電磁石 １４…流体通路 １５…弁座 １６…ガイド部 １７…弁座本体 １８…弁軸 １９…弁体 ２０…永久磁石 ２１…スプリング受 ２２…スプリング ２３…コイル ２４…コイルボビン ２５…鉄芯 ２６…外装ケース ２７…プレート ２８…Ｏリング ２９…弁座ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路（１４）と、該流体通路中に流
   体流入側に向けて設けられた弁座（１５）とを有するケ
   ーシング（１１）と、 上記弁座（１５）の中心部に設けられたガイド部（１
   ６）に挿通した弁軸（１８）の一端に前記弁座（１５）
   を開閉する弁体（１９）を結合すると共に他端に永久磁
   石（２０）を結合してなる弁（１２）と、 上記永久磁石（２０）を反発して弁体（１９）を開弁さ
   せることができる電磁石（１３）とを具備して構成され
   たことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 流体通路（１４）を有するケーシング
   （１１）の中に挿入され、且つ流体流入側に向けて設け
   られた弁座（１５）を有する弁座本体（１７）と、前記
   弁座（１５）の中心に設けられたガイド部（１６）に挿
   通した弁軸（１８）の一端に前記弁座（１５）を開閉す
   る弁体（１９）を結合すると共に他端に永久磁石（２
   ０）を結合してなる弁（１２）とにより弁座ユニット
   （２９）を構成し、該弁座ユニット（２９）に前記永久
   磁石（２０）を反発して開弁させることができる電磁石
   （１３）を結合してユニット化したことを特徴とする電
   磁弁。