JPH10122415A - Miniature solenoid valve - Google Patents

Miniature solenoid valve

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JPH10122415A
JPH10122415A JP27101496A JP27101496A JPH10122415A JP H10122415 A JPH10122415 A JP H10122415A JP 27101496 A JP27101496 A JP 27101496A JP 27101496 A JP27101496 A JP 27101496A JP H10122415 A JPH10122415 A JP H10122415A
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solenoid
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core
fixed
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Tsuneki Maruta
恒樹 丸田
Atsushi Ito
厚志 伊藤
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Sanmei Electric Co Ltd
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Sanmei Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniature solenoid valve which is used with a short stroke, and is formed in a small size without reducing cleaning degree, for increasing attraction force. SOLUTION: A solenoid valve 1 is integratedly constituted providing with a valve part 2, a solenoid 3, and a circuit chamber 4. In the valve part, a valve element 22 provided with a hollow part 21, and a poppet valve 23 vertically moved in the hollow part 21, are arranged, and a diaphragm 24 is arranged to deviate the inside of the hollow part 21 into valve chambers 21b of a solenoid side and a solenoid side which is opposed thereto. The solenoid 3 is provided with E-shaped cross sectional fixed iron core 31 and movable iron core 32 having center yokes 31a, 32a on its center part, and a pin 33 fixed on the center shaft part of the movable iron core 32. One end of the pin 33 is connected to the poppet valve 23, and a leaf spring 34 is installed on the other end penetrating the fixed iron core 31. A coil 35 is wound around an outer periphery of the center yokes 31a, 32a so as to form a solenoid valve in a small size. An attraction area of the center yoke is formed so as to be set a ratio of all cross sectional areas of the solenoid to 20 to 30%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、弁を通過する流
体のクリーン度を低下することなく、ストロークの小さ
い範囲で小型で大きな吸着力を要する電磁弁を提供する
ことに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic valve which requires a small suction force in a small stroke range without reducing the cleanness of a fluid passing through the valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、クリーン度を要求されている電磁
弁、例えば、クリーンルーム内で使用される電磁弁等に
おいては、弁を通過する流体(エア・特殊気体・水道水
または純粋等)にゴミ等が混入されたり、また、電磁弁
自体からのゴミが発生したりすることがないよう各種の
努力がなされている。例えば、弁においては弁と弁座と
の間で摺動可能に構成されるスプール弁を使用せずに、
先端部がテーパ状に形成され、流体流入口をテーパ面で
開閉するポペット弁が使用されたり、また、ソレノイド
からの摩耗粉が混入しないように、ポペット弁が移動す
る弁室内を分割するようにダイアフラム等が配置されて
いたりする。さらに、長ストロークを必要とする場合に
は、ポペット弁を作動させるためにエアシリンダをポペ
ット弁に接続し、エアシリンダの作動をソレノイドで行
なうように構成するものもある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a solenoid valve which is required to have a high degree of cleanliness, for example, a solenoid valve used in a clean room, the fluid (air, special gas, tap water or pure water) passing through the valve has dust. Various efforts have been made to prevent contamination from occurring and the generation of dust from the solenoid valve itself. For example, in a valve, without using a spool valve configured to be slidable between a valve and a valve seat,
The tip portion is formed in a tapered shape, and a poppet valve that opens and closes the fluid inlet with a tapered surface is used.Also, so as not to mix wear powder from the solenoid, split the valve chamber where the poppet valve moves. A diaphragm or the like is arranged. Further, when a long stroke is required, an air cylinder is connected to the poppet valve to operate the poppet valve, and the air cylinder is operated by a solenoid.

【0003】ダイアフラムが使用される従来の電磁弁7
1は、図8に示されるように、ソレノイドがプランジャ
タイプ、つまり、コイル体73内に可動プランジャ74
が配設され、可動プランジャ74に固定されるピン75
がポペット弁76に接続され、固定鉄心77に吸着され
た可動プランジャ74を復帰するために渦巻ばね78が
配設されるソレノイド72が主に使用されていた。そし
て、ポペット弁76が移動される中空部79には、ソレ
ノイド側の大気室79aと反ソレノイド側の弁室79b
とを分割するダイアフラム80が配設されていた。
A conventional solenoid valve 7 using a diaphragm
8, the solenoid is a plunger type, that is, a movable plunger 74 is provided in a coil body 73.
Is provided, and a pin 75 fixed to the movable plunger 74 is provided.
Is connected to a poppet valve 76, and a solenoid 72 provided with a spiral spring 78 for returning the movable plunger 74 attracted to the fixed iron core 77 is mainly used. The hollow chamber 79 in which the poppet valve 76 is moved has an air chamber 79a on the solenoid side and a valve chamber 79b on the anti-solenoid side.
And a diaphragm 80 for dividing the above.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電磁弁
71は、コイル体73が固定鉄心77または可動プラン
ジャ74の外周面を嵌合するように配設されるタイプの
ソレノイド72を使用しているので電磁弁71自体が大
型化されていた。さらに大型のソレノイドに伴って、ダ
イアフラム80も大きなものが取り付けられることにな
る。そのためダイアフラム80が受ける流体からの圧力
も大きくなり、渦巻ばね78の付勢力もその分強くしな
ければならないので、電磁弁がさらに大型化されてしま
う。また、シリンダが配置されている弁においても、シ
リンダのスペース分大型化されてしまう。
However, the conventional solenoid valve 71 uses a solenoid 72 of a type in which the coil body 73 is disposed so as to fit the outer peripheral surface of the fixed iron core 77 or the movable plunger 74. Therefore, the solenoid valve 71 itself was enlarged. With a larger solenoid, a larger diaphragm 80 will be attached. Therefore, the pressure from the fluid received by the diaphragm 80 also increases, and the urging force of the spiral spring 78 must be increased accordingly, so that the size of the solenoid valve is further increased. In addition, the valve in which the cylinder is disposed is also increased in size by the space of the cylinder.

【0005】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、短ストロークの範囲で使用され、クリーン度を低
下することなく小型でしかも吸着力を大きくできる小型
電磁弁を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a small-sized solenoid valve which can be used in a short stroke range and which can be reduced in size without lowering the cleanness and which can increase the attraction force. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明にかかわる小型
電磁弁では、上記の課題を解決するため、以下のように
構成するものである。すなわち、弁室内を移動する弁
と、前記弁によって開閉可能な通路口を有する弁座と、
を含む弁部と、固定鉄心と、コイルの励磁により前記固
定鉄心に対して吸着可能な可動鉄心と、を有して構成さ
れるソレノイドと、前記ソレノイドのコイルを制御する
回路基板を有する回路室と、を備えて構成される小型電
磁弁であって、前記弁部には、前記ソレノイド側に中空
部が形成され、前記中空部を前記ソレノイド側の大気室
と反ソレノイド側の弁室に分割するようにダイアフラム
が配置され、前記固定鉄心が、中央部にセンターヨーク
及び周辺部に円筒ヨークを有する断面略E状に形成さ
れ、前記可動鉄心が、中央部にセンターヨーク及び周辺
部に円筒ヨークを有する断面略E状に形成されるかまた
は平面状に形成されるとともに、前記センターヨークと
前記円筒ヨークとの間にはコイルが巻回され、前記ソレ
ノイドの可動鉄心の中心軸部に、前記可動鉄心と前記固
定鉄心とを貫通するように配設され一方の端部が前記弁
に接続するように形成されるピンが固定されるととも
に、前記固定鉄心のセンターヨークと円筒ヨークが、前
記可動鉄心との吸着力を維持するために確保される吸着
面積を有するように形成され、前記可動鉄心が吸着解除
される際に、前記可動鉄心を前記固定鉄心から離隔する
ようにばね手段が配設され、前記回路室内に前記可動鉄
心の吸着を検出するセンサが配設されることを特徴とす
るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a small solenoid valve according to the present invention is configured as follows. That is, a valve that moves in the valve chamber, a valve seat having a passage opening that can be opened and closed by the valve,
And a circuit core having a fixed iron core, a movable iron core that can be attracted to the fixed iron core by exciting the coil, and a circuit board that controls the coil of the solenoid. And a hollow portion is formed in the valve portion on the solenoid side, and the hollow portion is divided into an atmosphere chamber on the solenoid side and a valve chamber on the anti-solenoid side. The fixed iron core is formed in a substantially E-shaped cross section having a center yoke at the center and a cylindrical yoke at the periphery, and the movable iron core is formed at a center yoke at the center and a cylindrical yoke at the periphery. And a coil is wound between the center yoke and the cylindrical yoke to form a movable iron core of the solenoid. A pin, which is disposed so as to penetrate the movable core and the fixed core and is formed so that one end thereof is connected to the valve, is fixed to the mandrel, and a center yoke of the fixed core and A cylindrical yoke is formed so as to have a suction area secured to maintain a suction force with the movable core, and separates the movable core from the fixed core when the movable core is released from suction. And a sensor for detecting the attraction of the movable iron core is provided in the circuit chamber.

【0007】また好ましくは、前記固定鉄心のセンター
ヨークと前記可動鉄心の吸着面積が、ソレノイドの断面
積に対して少なくとも20%以上で30%以下の比率に
なるように形成されることを特徴とするものであれば良
い。
[0007] Preferably, the suction area between the center yoke of the fixed core and the movable core is at least 20% to 30% of the sectional area of the solenoid. Anything should do.

【0008】また、前記ばね手段が、板ばねを有して構
成されていることを特徴とするものであればなお良い。
[0008] Further, it is more preferable that the spring means is configured to have a leaf spring.

【0009】さらに、前記回路基板に、前記センサによ
る前記可動鉄心の吸着の確認信号によって、コイル電流
を起動電流より電流値の低い保持電流に切り替える回路
を配設することを特徴とするものであればなお好まし
い。
Further, a circuit is provided on the circuit board for switching the coil current to a holding current having a current value lower than the starting current in response to a confirmation signal of the adsorption of the movable core by the sensor. More preferred.

【0010】さらに、前記弁が、ポペット弁であっても
よい。
Further, the valve may be a poppet valve.

【0011】また、前記回路基板に、逆励磁電圧を出力
する逆励磁タイマーを配設すればさらに好ましい。
It is further preferable that a reverse excitation timer for outputting a reverse excitation voltage is provided on the circuit board.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。小型電磁弁(以下、電磁弁と
いう)1は、特に短ストローク(約0.5mm程度の範
囲内)で使用され、流体の流れを開閉するための弁部2
と、コイルの励磁により弁を作用させるソレノイド3
と、コイル電流を制御する回路室4と、を有して一体的
に構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. A small solenoid valve (hereinafter, referred to as a solenoid valve) 1 is used particularly in a short stroke (within a range of about 0.5 mm), and is a valve section 2 for opening and closing a flow of a fluid.
And a solenoid 3 for operating the valve by exciting the coil
And a circuit chamber 4 for controlling the coil current.

【0013】弁部2はソレノイド3側に中空部21を有
する弁体22と、中空部21内を往復直線移動するポペ
ット弁23とを有して構成されている。ポペット弁23
は先端部がテーパ状に形成されている円錐部23aと、
円錐部23aの上方に配置される円筒状のダイアフラム
固定部23bとを有し、後述のソレノイド3のピンに接
続される。また、中空部21内にはソレノイド側の大気
室21aと反ソレノイド側の弁室21bに分割するゴム
または薄肉金属板製のダイアフラム24が配設され、中
空部21側内周面に形成される雌ねじに螺合されるダイ
アフラム固定ねじ25がダイアフラム24を固定してい
る。ダイアフラム24は円形のゴムまたは薄肉の金属板
で形成され、中央部がポペット弁23の円錐部23aと
ダイアフラム固定部23bとの間に挿入される。そのた
め、ポペット弁23の円錐部23aが移動する際、ダイ
アフラム24は固定されている外周部に対して中央部が
上下方向に移動するように撓むことになる。また、弁体
22には流体が流入される流入口26と、流入口26か
ら弁室21bに向かって形成される通路27と、弁室2
1bから流出口28に向かって形成される通路29と、
が設けられている。そして、ポペット弁23は通路27
に対して開閉可能に移動される。
The valve portion 2 includes a valve body 22 having a hollow portion 21 on the solenoid 3 side, and a poppet valve 23 which reciprocates linearly in the hollow portion 21. Poppet valve 23
Is a conical portion 23a having a tapered tip,
A cylindrical diaphragm fixing portion 23b disposed above the conical portion 23a, and connected to a pin of the solenoid 3 described later. Further, a diaphragm 24 made of rubber or a thin metal plate is provided in the hollow portion 21 so as to be divided into an atmosphere chamber 21a on the solenoid side and a valve chamber 21b on the anti-solenoid side, and is formed on the inner peripheral surface on the hollow portion 21 side. A diaphragm fixing screw 25 screwed to the female screw fixes the diaphragm 24. The diaphragm 24 is formed of a circular rubber or a thin metal plate, and has a central portion inserted between the conical portion 23a of the poppet valve 23 and the diaphragm fixing portion 23b. Therefore, when the conical portion 23a of the poppet valve 23 moves, the diaphragm 24 bends so that the central portion moves vertically with respect to the fixed outer peripheral portion. Further, an inflow port 26 into which fluid flows into the valve element 22, a passage 27 formed from the inflow port 26 toward the valve chamber 21 b,
A passage 29 formed from 1b toward the outlet 28;
Is provided. Then, the poppet valve 23 is connected to the passage 27.
It is opened and closed with respect to.

【0014】ソレノイド3は、固定鉄心31と、固定鉄
心31に対して移動可能な可動鉄心32と、可動鉄心3
2の中心軸部を貫通するように固定されるとともに、一
方の端部が固定鉄心31を貫通して板ばね34を固定す
るように延設され他方の端部がポペット弁23に接続さ
れるピン33とを有している。板ばね34は、帯状に形
成され、ピン33を弁部2側に付勢するように固定鉄心
31と回路室4との狭い空間内に配設される。
The solenoid 3 includes a fixed iron core 31, a movable iron core 32 movable with respect to the fixed iron core 31, and a movable iron core 3.
2 is fixed so as to penetrate the central shaft portion, one end portion is extended to penetrate the fixed iron core 31 to fix the leaf spring 34, and the other end portion is connected to the poppet valve 23. And a pin 33. The leaf spring 34 is formed in a band shape, and is disposed in a narrow space between the fixed iron core 31 and the circuit chamber 4 so as to urge the pin 33 toward the valve portion 2.

【0015】固定鉄心31と可動鉄心32は、図1〜2
に示されるように、それぞれ軸心と直交する方向の断面
が円形で軸心方向の断面形状が略E状に形成され、中央
の凸部がセンターヨーク31a・32aとして吸着面に
形成されるとともに、外側凸部が円筒ヨーク31b・3
2bとして吸着面に形成され、お互いのセンターヨーク
31a・32aが対向するように配置される。また、セ
ンターヨーク31a・32aと円筒ヨーク31b・32
bとの間に形成される凹部31c・32cには、固定鉄
心31の凹部31cと可動鉄心32の凹部32cに跨が
るようにコイル35が巻回される(一般にE型ソレノイ
ドという)。
The fixed iron core 31 and the movable iron core 32 are shown in FIGS.
As shown in the figure, the cross section in the direction perpendicular to the axis is circular and the cross section in the axis direction is formed substantially in the shape of E, and the central convex portion is formed on the suction surface as the center yokes 31a and 32a. The outer convex portion is a cylindrical yoke 31b / 3
2b is formed on the suction surface and is arranged so that the center yokes 31a and 32a face each other. The center yokes 31a and 32a and the cylindrical yokes 31b and 32
The coil 35 is wound around the concave portions 31c and 32c formed between the coil 35b and the concave portion 31c of the fixed iron core 31 and the concave portion 32c of the movable iron core 32 (generally referred to as an E-type solenoid).

【0016】そして、コイル35が励磁されると、対向
する位置にあるそれぞれのセンターヨーク31a・32
a及び円筒ヨーク31b・32bが吸着することにな
り、特に、センターヨーク31a・32aの吸着面積が
小型ソレノイドの吸着効率に大きく影響する。この吸着
効率はいくつかの実験結果により明らかになっている。
図3のグラフに示されるように、一定の電流値(2A)
における吸着力は約14kg/A以上であれば良く、望
ましくは約16kg/A以上あれば良く、そのためにセ
ンターヨーク吸着断面積に対するソレノイドの断面積の
比率は20%〜30%であれば良く、望ましくは22%
〜26%にすることが良いことがわかっている。そのた
め、本形態においては、ソレノイドの外径が約37mm
に対して、センターヨークの外径が約18mmに設定し
ている。
When the coil 35 is excited, the center yokes 31a and 32 at the opposing positions
a and the cylindrical yokes 31b and 32b are attracted. In particular, the attracting area of the center yokes 31a and 32a greatly affects the attracting efficiency of the small solenoid. This adsorption efficiency has been clarified by some experimental results.
As shown in the graph of FIG. 3, a constant current value (2 A)
The suction force of the solenoid may be about 14 kg / A or more, desirably about 16 kg / A or more, and therefore, the ratio of the cross-sectional area of the solenoid to the center yoke suction cross-sectional area may be 20% to 30%. Preferably 22%
It has been found that it is good to set it to 26%. Therefore, in this embodiment, the outer diameter of the solenoid is about 37 mm.
In contrast, the outer diameter of the center yoke is set to about 18 mm.

【0017】なお、可動鉄心は上記の形態に限らす、図
4に示されるように、断面形状が平面状の可動鉄心52
でも良い(一般に平型ソレノイドという)。この場合で
は、固定鉄心51は、センターヨーク51aと円筒ヨー
ク51bとの間に形成される凹部51cにコイル35が
すべて巻回される。そのため、固定鉄心51は図1に示
される固定鉄心31に比べて全長が長くなる。可動鉄心
52の中心軸部にはピン53が固定され、前述と同様
に、一方の端部が固定鉄心51を貫通して板ばね34を
押し上げるように取り付けられ、他方の端部がポペット
弁23の円錐部23aに接続される。そして、固定鉄心
51と可動鉄心52との吸着力は、固定鉄心51のセン
ターヨーク51aと円筒ヨーク51bの断面積による。
The movable iron core is not limited to the above-described embodiment. As shown in FIG. 4, the movable iron core 52 has a flat cross section.
But it is good (generally called a flat solenoid). In this case, in the fixed iron core 51, all the coils 35 are wound around a concave portion 51c formed between the center yoke 51a and the cylindrical yoke 51b. Therefore, the fixed core 51 has a longer overall length than the fixed core 31 shown in FIG. A pin 53 is fixed to the central shaft portion of the movable iron core 52, and one end is attached so as to penetrate through the fixed iron core 51 and push up the leaf spring 34, and the other end is attached to the poppet valve 23, as described above. Is connected to the conical portion 23a. The attraction force between the fixed core 51 and the movable core 52 depends on the cross-sectional area of the center yoke 51a and the cylindrical yoke 51b of the fixed core 51.

【0018】回路室4には、ソレノイド3の固定鉄心3
1にボルトで固定される回路ボックス41が配設され、
回路ボックス41内にコイル35の電流を制御する回路
基板42と、可動鉄心32に固定されているピン33の
上端面の直上に配置されピン33の移動を検出するセン
サ43と、が配設されている。センサ43はホール素
子、または磁気抵抗素子、またはリードスイッチ等が使
用され、ピン33の上端部に配設された永久磁石36の
位置を検出できるようにセンサ台44に取り付けられて
いる。また、センサ台44にはコイル35に接続されて
いるリード線が配線される。
A fixed iron core 3 of the solenoid 3 is provided in the circuit chamber 4.
1 is provided with a circuit box 41 fixed by bolts,
In the circuit box 41, a circuit board 42 for controlling the current of the coil 35, and a sensor 43 that is disposed immediately above the upper end surface of the pin 33 fixed to the movable iron core 32 and detects the movement of the pin 33 are provided. ing. The sensor 43 uses a Hall element, a magnetoresistive element, a reed switch, or the like, and is attached to the sensor base 44 so that the position of the permanent magnet 36 provided at the upper end of the pin 33 can be detected. Further, a lead wire connected to the coil 35 is wired to the sensor base 44.

【0019】回路室4の上部にカバー5が取り付けら
れ、カバー5の一部を貫通するように一端が回路室4内
に配線されるリード線45が外部の電源及び信号源に接
続される。
A cover 5 is attached to the upper part of the circuit room 4, and a lead wire 45, one end of which is wired in the circuit room 4 so as to penetrate a part of the cover 5, is connected to an external power source and signal source.

【0020】なお、ソレノイド3と可動鉄心32の外周
面には非磁性の薄肉円筒状の連結パイプ6が配設され、
連結パイプ6は上部に固定鉄心31の外周面に形成され
る雄ねじと、また、下部に弁部2の弁体22の外周面に
形成される雄ねじに螺合されて弁部2とソレノイド3と
を一体化している。
A non-magnetic thin cylindrical connecting pipe 6 is disposed on the outer peripheral surfaces of the solenoid 3 and the movable iron core 32.
The connection pipe 6 is screwed into a male screw formed on the outer peripheral surface of the fixed iron core 31 at the upper part, and a male screw formed on the outer peripheral surface of the valve body 22 of the valve part 2 at the lower part to connect the valve part 2 and the solenoid 3 to each other. Is integrated.

【0021】次に、ソレノイド3の制御回路及び電磁弁
1の作用について、図5のブロック図、及び図6の電磁
弁作動図、さらに図7のタイミングチャートに従って説
明する。
Next, the operation of the control circuit of the solenoid 3 and the operation of the solenoid valve 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. 5, the operation diagram of the solenoid valve of FIG. 6, and the timing chart of FIG.

【0022】ソレノイドON/OFFの端子にON信号
(例えば5V)が入ると、レベル切替部61で「起動」
の高レベルの信号電圧(例えば5V)が出されると、そ
の信号は比較器62に入力されPWM発振器63から出
された信号と比較される。そして、高レベル信号のた
め、ドライブ回路64の「正」を出力するとソレノイド
コイル35はパルスは幅変調されない全電圧が印加さ
れ、コイル35に始動電流が流れる。コイル35に電流
が流れると可動鉄心32はピン33とともに板ばね34
の付勢力に抗して固定鉄心31側に吸着され、図6に示
される位置に達する。この状態ではダイアフラム24の
中央部は外周部に対して上方に移動され、ポペット弁2
3の円錐部23aは流体の通路27を解放するので、流
体は、流入口26から通路27を通って弁室21に入
り、通路29を通って流出口28から流出される。
When an ON signal (for example, 5 V) is input to the solenoid ON / OFF terminal, the level switch 61 "starts".
Is output (e.g., 5 V), the signal is input to the comparator 62 and compared with the signal output from the PWM oscillator 63. When the drive circuit 64 outputs “positive” due to the high-level signal, the solenoid coil 35 is applied with a full voltage whose pulse is not width-modulated, and a starting current flows through the coil 35. When a current flows through the coil 35, the movable iron core 32 moves together with the pin 33 into a leaf spring 34.
Is attracted to the fixed iron core 31 side against the urging force, and reaches the position shown in FIG. In this state, the central portion of the diaphragm 24 is moved upward with respect to the outer peripheral portion, and the poppet valve 2
Since the third conical portion 23a releases the fluid passage 27, the fluid enters the valve chamber 21 from the inlet 26 through the passage 27, and flows out of the outlet 28 through the passage 29.

【0023】可動鉄心32が固定鉄心31に吸着される
と、センサ43はピン33の上端部に配置される永久磁
石36の位置を検出すると同時に、センサ43から吸着
信号ONが出力される。吸着信号がONされると、保持
電流信号65によってレベル切替部61で「保持」の低
レベルの信号電圧(例えば1V)が出力され、比較器6
2でPWM発振器63の信号と比較されてパルス幅変調
された信号がドライブ回路64の「正」に送り出され
る。それによってコイル電圧は、幅の狭いパルスとなっ
て出力され、コイル電流を始動電流より電流値の低い保
持電流に下げる。コイルは起動時の大電流から温度上昇
の安全な低電流に切り替えられることになる。
When the movable core 32 is attracted to the fixed core 31, the sensor 43 detects the position of the permanent magnet 36 disposed at the upper end of the pin 33, and at the same time, the sensor 43 outputs an attraction signal ON. When the attraction signal is turned on, a low-level signal voltage (for example, 1 V) of “hold” is output by the level switching unit 61 by the holding current signal 65, and the comparator 6
The pulse width modulated signal is compared with the signal of the PWM oscillator 63 in 2 and sent out to the “positive” of the drive circuit 64. As a result, the coil voltage is output as a narrow pulse, and the coil current is reduced to a holding current having a current value lower than the starting current. The coil will be switched from a high current at start-up to a safe low current with a rise in temperature.

【0024】一方、ソレノイドONの信号が出されると
同時に電流切替タイマー66が作動される。タイマーの
設定時間は、可動鉄心32が固定鉄心31に吸着される
時間より長く設定され、もし、可動鉄心32が吸着され
ずに、コイル電流が保持電流に下がらない場合に、ソレ
ノイド3の保護のため、電流切替タイマー66によりコ
イル電流を保持電流に切り替える役目をする。従って、
コイル電流はセンサ43の信号かあるいは電流切替タイ
マー66の信号のいずれかの早い方の信号により、ま
た、コイル電圧はいずれか早い信号によって幅の狭いパ
ルス電圧に変り、よって電流は安全な低い値の保持電流
に変わる。
On the other hand, at the same time when the signal of the solenoid ON is issued, the current switching timer 66 is operated. The set time of the timer is set longer than the time during which the movable iron core 32 is attracted to the fixed iron core 31. If the movable iron core 32 is not attracted and the coil current does not drop to the holding current, the protection of the solenoid 3 is prevented. Therefore, the current switching timer 66 serves to switch the coil current to the holding current. Therefore,
The coil current is changed to a narrow pulse voltage by the earlier signal of the signal of the sensor 43 or the signal of the current switching timer 66, and the coil voltage is changed to a narrower pulse voltage by the earlier signal. Of the holding current.

【0025】次に、ソレノイド3にOFFの信号が入力
されると、吸着信号もOFFになる。
Next, when an OFF signal is input to the solenoid 3, the suction signal is also turned OFF.

【0026】一般に、本発明のような全面吸着を行なう
鉄心においては、残留磁気吸引力が大きいので消磁を行
なう必要がある。すなわちこの場合、逆励磁タイマー6
7によって、吸着信号OFFと同時に、ソレノイドの回
路には逆励磁電圧が出される。逆励磁タイマー67から
出力された信号はドライブ回路64で「逆」を出力し
て、逆励磁の電圧を設定された時間ソレノイドコイル3
5に入力する。そのため、可動鉄心32と固定鉄心31
との間に流れる残留磁気は速やかに除去され、可動鉄心
32は板ばね34の付勢力によって下方に移動され、固
定鉄心31から即座に離脱することができる。
Generally, in an iron core that performs overall adsorption as in the present invention, it is necessary to demagnetize it because the residual magnetic attraction force is large. That is, in this case, the reverse excitation timer 6
7, the reverse excitation voltage is output to the solenoid circuit at the same time when the suction signal is turned off. The signal output from the reverse excitation timer 67 is output as "reverse" by the drive circuit 64, and the voltage of the reverse excitation is set for the set time.
Enter 5 Therefore, the movable core 32 and the fixed core 31
The movable magnet core 32 is immediately removed by the urging force of the leaf spring 34, and can be immediately separated from the fixed core 31.

【0027】下方に向かって移動される可動鉄心32は
ピン33を下方に移動させ、ピン33の下端に接続され
るポペット弁23の円錐部23aを下方に移動させ通路
27を閉じる。そのため流体はその流れを停止する。
The movable iron core 32 moved downward moves the pin 33 downward, moves the conical portion 23a of the poppet valve 23 connected to the lower end of the pin 33 downward, and closes the passage 27. Therefore, the fluid stops its flow.

【0028】なお、上記の作用はE型ソレノイドを使用
した形態で説明したが、平型ソレノイドを使用した場合
の作用も同様である。
Although the above operation has been described using the E-type solenoid, the operation when the flat-type solenoid is used is the same.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の小型電磁弁によれば、小型電磁
弁は、弁を有する弁部と、固定鉄心・可動鉄心を有する
ソレノイドと、回路基板を有する回路室と、を備えて一
体的に構成されている。
According to the small solenoid valve of the present invention, the small solenoid valve includes a valve portion having a valve, a solenoid having a fixed iron core and a movable iron core, and a circuit chamber having a circuit board. Is configured.

【0030】しかも、前記弁部の中空部に、前記ソレノ
イド側の大気室と反ソレノイド側の弁室に分割するよう
にダイアフラムが配置され、前記ソレノイドにE型ソレ
ノイドあるいは平型ソレノイドが使用されるとともに、
前記固定鉄心と前記可動鉄心が、適宜な吸着力を維持す
るために確保される吸着面積を有するように形成されて
いる。そのため、ソレノイド側から排出される摩耗粉等
のゴミが流体内に混入されずクリーン度を低下させるこ
とがなく、小型で吸着効率の良い電磁石を提供すること
ができる。
In addition, a diaphragm is disposed in the hollow portion of the valve portion so as to be divided into an atmosphere chamber on the solenoid side and a valve chamber on the opposite side of the solenoid, and an E-type solenoid or a flat solenoid is used for the solenoid. With
The fixed iron core and the movable iron core are formed so as to have a suction area secured to maintain an appropriate suction force. Therefore, it is possible to provide an electromagnet that is small and has high adsorption efficiency without dust such as abrasion powder discharged from the solenoid being mixed into the fluid without lowering the cleanliness.

【0031】また、前記ソレノイドの固定鉄心のセンタ
ーヨークと可動鉄心との吸着面積に対するソレノイド全
断面積の比率が、実験結果に基づく極めて効率の良い2
0%〜30%(望ましくは22%〜26%)の間に形成
されているので、小型であっても大きい吸着力が確保で
きる。しかも、起動時には大きな力を発生し、吸着する
と低い保持電流に切り替えることができるのでソレノイ
ドを保護できる。さらにこの電磁弁は小型にするため
に、回路室が一体化されるとともに可動鉄心の固定鉄心
に対する離脱を従来の渦巻ばねから板ばねに変更するこ
とにより軸方向のスペースを小さくし、クリーン度をさ
らに増すようにポペット弁を使用するように構成されて
いる。
The ratio of the total cross-sectional area of the solenoid to the adsorption area between the center yoke of the fixed iron core of the solenoid and the movable iron core is determined based on experimental results to be extremely efficient.
Since it is formed between 0% and 30% (preferably 22% to 26%), a large suction force can be secured even if it is small. In addition, a large force is generated at the time of starting, and when attracted, the current can be switched to a low holding current, so that the solenoid can be protected. Furthermore, in order to reduce the size of this solenoid valve, the circuit chamber is integrated, and the separation of the movable iron core from the fixed iron core is changed from a conventional spiral spring to a leaf spring to reduce the axial space and improve cleanliness. It is configured to use a poppet valve to further increase.

【0032】従って、この電磁弁は、小型でクリーン度
が低下されず、しかも吸着力が確保されるという効果を
果たすことができるものである。
Accordingly, the solenoid valve is small in size, does not lower the cleanness, and can achieve the effect of securing the attraction force.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一形態における電磁弁を示す断面図FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a solenoid valve according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1における固定鉄心または可動鉄心の平面断
面図
FIG. 2 is a sectional plan view of a fixed core or a movable core in FIG. 1;

【図3】ソレノイドの吸着面積と全断面積の面積比に対
する吸着力を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing an adsorption force with respect to an area ratio between an adsorption area of a solenoid and a total cross-sectional area.

【図4】ソレノイドの別の形態を示す図FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of a solenoid.

【図5】ソレノイドの制御回路を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a control circuit of the solenoid.

【図6】図1における電磁石の作動を示す図FIG. 6 is a diagram showing the operation of the electromagnet in FIG. 1;

【図7】ソレノイドの制御回路のタイムチャートFIG. 7 is a time chart of a control circuit of the solenoid.

【図8】従来の電磁弁を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing a conventional solenoid valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電磁弁 2…弁部 3…ソレノイド 4…回路室 21…中空部 21a…大気室 21b…弁室 22…弁体 23…ポペット弁 24…ダイアフラム 31、51…固定鉄心 32、52…可動鉄心 31a、32a、51a…センターヨーク 31b、32b、51b…円筒ヨーク 33…ピン 34…板ばね 35…コイル 43…センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solenoid valve 2 ... Valve part 3 ... Solenoid 4 ... Circuit room 21 ... Hollow part 21a ... Atmosphere chamber 21b ... Valve room 22 ... Valve element 23 ... Poppet valve 24 ... Diaphragm 31, 51 ... Fixed iron core 32, 52 ... Movable iron core 31a, 32a, 51a: Center yokes 31b, 32b, 51b: Cylindrical yokes 33: Pins 34: Leaf springs 35: Coils 43: Sensors

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弁室内を移動する弁と、前記弁によって
開閉可能な流体通路口を有する弁座と、を含む弁部と、 固定鉄心と、コイルの励磁により前記固定鉄心に対して
吸着可能な可動鉄心と、を有して構成されるソレノイド
と、 前記ソレノイドのコイルを制御する回路基板を有する回
路室と、を備えて構成される小型電磁弁であって、 前記弁部には、前記ソレノイド側に中空部が形成され、
前記中空部を前記ソレノイド側の大気室と反ソレノイド
側の弁室に分割するようにダイアフラムが配置され、 前記固定鉄心が、中央部にセンターヨーク及び周辺部に
円筒ヨークを有する断面略E状に形成され、前記可動鉄
心が、中央部にセンターヨーク及び周辺部に円筒ヨーク
を有する断面略E状に形成されるかまたは平面状に形成
されるとともに、前記センターヨークと前記円筒ヨーク
との間にはコイルが巻回され、 前記ソレノイドの可動鉄心の中心軸部に、前記可動鉄心
と前記固定鉄心とを貫通するように配設され一方の端部
が前記弁に接続するように形成されるピンが固定される
とともに、前記固定鉄心のセンターヨークと円筒ヨーク
が、前記可動鉄心との吸着力を維持するために確保され
る吸着面積を有するように形成され、 前記可動鉄心が吸着解除される際に、前記可動鉄心を前
記固定鉄心から離隔するようにばね手段が配設され、 前記回路室内に、前記可動鉄心の吸着を検出するセンサ
が配設されることを特徴とする小型電磁弁。
1. A valve portion including a valve moving in a valve chamber, a valve seat having a fluid passage opening openable and closable by the valve, a fixed core, and a fixed core that can be attracted to the fixed core by excitation of a coil. And a circuit chamber having a circuit board that controls a coil of the solenoid. A hollow part is formed on the solenoid side,
A diaphragm is arranged so as to divide the hollow portion into an air chamber on the solenoid side and a valve chamber on the anti-solenoid side, and the fixed iron core has a substantially E-shaped cross section having a center yoke in a central portion and a cylindrical yoke in a peripheral portion. And the movable iron core is formed in a substantially E-shaped cross section having a center yoke at a central portion and a cylindrical yoke at a peripheral portion, or is formed in a planar shape, and between the center yoke and the cylindrical yoke. Is a pin wound around a coil and disposed on the central axis of the movable iron core of the solenoid so as to penetrate the movable iron core and the fixed iron core, and has one end formed to be connected to the valve. Is fixed, and the center yoke and the cylindrical yoke of the fixed core are formed so as to have a suction area secured to maintain a suction force with the movable core, When the dynamic iron core is released adsorbed, said spring means so as to separate the movable core from the fixed iron core is disposed, the circuit chamber, that the sensor for detecting the adsorption of the moving core is disposed Features a small solenoid valve.
【請求項2】 前記固定鉄心のセンターヨークと前記可
動鉄心の吸着面積が、ソレノイドの断面積に対して少な
くとも20%以上で30%以下の比率になるように形成
されることを特徴とする請求項1記載の小型電磁弁。
2. The method according to claim 1, wherein a suction area between the center yoke of the fixed core and the movable core is at least 20% to 30% of a sectional area of the solenoid. Item 7. A small solenoid valve according to Item 1.
【請求項3】 前記ばね手段が、板ばねを有して構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の小型電磁弁。
3. The small solenoid valve according to claim 1, wherein said spring means has a leaf spring.
【請求項4】 前記回路基板に、前記センサによる前記
可動鉄心の吸着の確認信号によって、コイル電流を起動
電流より電流値の低い保持電流に切り替える回路を配設
することを特徴とする請求項1記載の小型電磁弁。
4. A circuit for switching a coil current to a holding current having a current value lower than a starting current in accordance with a signal confirming that the movable iron core has been attracted by the sensor is provided on the circuit board. The described small solenoid valve.
【請求項5】 前記弁が、ポペット弁であることを特徴
とする請求項1,2または3記載の小型電磁弁。
5. The small solenoid valve according to claim 1, wherein the valve is a poppet valve.
【請求項6】 前記回路基板に、逆励磁電圧を出力する
逆励磁タイマーを配設することを特徴とする請求項1記
載の小型電磁弁。
6. The small solenoid valve according to claim 1, wherein a reverse excitation timer for outputting a reverse excitation voltage is provided on the circuit board.
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