JPH10299935A - ラッチ式電磁弁 - Google Patents
ラッチ式電磁弁Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
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- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
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Abstract
に保持し、電磁コイル6に通電して逆方向の磁束を生じ
させばね7の付勢力でプランジャ2を降下させるラッチ
式の電磁弁1では、電磁コイル6の磁束の通りを良くす
るため永久磁石3の面積を広げたいが、永久磁石3の磁
力が強くなり閉弁させづらく、また閉弁状態からプラン
ジャ2を引き上げ閉弁状態を保持できない。 【解決手段】コア4をフレーム5に接触させバイパス部
42を設け、永久磁石3の磁束の一部をプランジャ2に
流さずバイパスすることにより永久磁石3がプランジャ
2に及ぼす磁力を小さくする。
Description
イルとを備え、弁体に連なるプランジャを永久磁石の磁
力により開弁状態に吸着保持するラッチ式電磁弁に関す
る。
ンジャの先端に弁口を閉塞する弁体を備え、プランジャ
の後端をばねを挟んで永久磁石に対向させると共に、プ
ランジャの周囲を電磁コイルで囲んでいる。プランジャ
の後端が永久磁石に吸着されている状態では弁体は弁口
から離れ開弁状態になっている。この状態では永久磁石
とプランジャの後端との間に設けたばねは圧縮されてい
るが、永久磁石による吸着力がばねの付勢力より強いた
めプランジャの後端は永久磁石から離れることはない。
永久磁石の磁束に対して反対方向の磁束が生じるように
電磁コイルに通電すると、永久磁石の磁力を電磁コイル
の磁力で打ち消し、ばねの付勢力によってプランジャは
永久磁石から離れ弁体は弁口を閉鎖し閉弁状態になる。
この状態で電磁コイルへの通電を停止しても永久磁石と
プランジャの後端との間が離れているため、ばねの付勢
力に抗してプランジャが永久磁石に吸着されることはな
い。また、開弁する場合には電磁コイルに閉弁時とは逆
方向に通電し、永久磁石の磁束と同じ方向に磁束を電磁
コイルにより発生させ、ばねの付勢力に抗してプランジ
ャを永久磁石に吸着させる。プランジャが再び永久磁石
に吸着されると上記のようにその後電磁コイルへの通電
を停止してもプランジャが永久磁石から離れることはな
い。尚、プランジャを永久磁石に直接吸着させても良い
が、一般には磁束を導くコアを永久磁石の一方の磁極に
接触させ、プランジャはコアに吸着されるように構成す
る。また、永久磁石の他方の磁極からプランジャの外周
面に磁束を効率よく導くためのフレームが設けられてい
る。従って、永久磁石の他方の磁極を仮にN極とする
と、磁束はフレームを通りプランジャの外周面からプラ
ンジャの後端に流れコアを通って永久磁石の一方の極で
あるS極に返る。
えば閉弁する際には上記のごとく電磁コイルにより永久
磁石による磁束とは反対方向の磁束を発生させるが、そ
の際、電磁コイルによる磁束は永久磁石の磁束に逆らっ
て永久磁石を貫通しなければならない。ところが、電磁
コイルによる反対方向の磁束は永久磁石を貫通しにくい
ため、永久磁石の磁束通路面積を広くして電磁コイルに
よる磁束を多く貫通させることが望まれる。一方、永久
磁石の磁束通路面積を広げると永久磁石から発生する磁
束量が増加し、プランジャに対する吸着力が増加する。
そのため、永久磁石の磁力に打ち勝って閉弁させるため
に電磁コイルの巻線を増やしたり通電電流値を上げたり
しなければならず、また、一旦閉弁させても電磁コイル
への通電を停止するとプランジャが永久磁石に吸着され
閉弁状態が保持できないという弊害が生じる。
久磁石の磁束通路面積を広くしても上記の問題点が生じ
ないラッチ式電磁弁を提供することを課題とする。
に本発明は、永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に連
なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸着
保持するラッチ式電磁弁において、永久磁石とプランジ
ャとの間の磁束通路を形成するフレームとコアとを、プ
ランジャを挟んで設けると共に、フレームとコアとの間
で磁束の一部を流してプランジャをバイパスするバイパ
ス部を形成したことを特徴とする。
ジャの吸着力を弱める際に電磁コイルの磁束が永久磁石
を貫通しやすいように永久磁石の磁束通路面積を広くし
ても、永久磁石の磁束の一部がバイパス部を通ってプラ
ンジャに流れないのでコアに対するプランジャの吸着力
は永久磁石の磁束通路面積を広くしても必要以上に強く
ならないようにすることができる。
電磁弁であり、図において上下方向に往復動自在に保持
されたプランジャ2を備えている。該プランジャ2の下
端にはゴム等の可撓性材料からなる弁体21が嵌着され
ている。また、該電磁弁1には円板状の永久磁石3がプ
ランジャ2に対して同軸上に配置されている。永久磁石
3は、本実施の形態の場合上側がN極となり下側がS極
になるように取り付けられている。該永久磁石3のS極
にはコア4が取り付けられており、コア4の下端41に
上記プランジャ2の上端22が吸着される。一方、N極
には帯状の鋼材を折り曲げたフレーム5が取り付けられ
ている。永久磁石3のN極から生じた磁束はフレーム5
内を流れ、下端に取り付けたベース板51及び磁気プレ
ート52を介してプランジャ2の外周面に流れ、プラン
ジャ2の上端22からコア4を通って永久磁石3のS極
へ戻る磁路が形成される。尚、磁気プレート52の上面
に磁性材料からなる薄肉状の磁気パイプ53を取り付
け、磁気パイプ53がプランジャ2の外周面に対向し、
フレーム5の両脚を通って流れてきた磁束が、ベース板
51や磁気プレート52からプランジャ2の外周面に流
れる磁路の他に磁気パイプ53からプランジャ2の外周
面に流れる磁路を通り、磁束が有効にプランジャ2に流
れるようにした。
を設けている。該電磁コイル6に通電して永久磁石3に
よる磁束の流れ方向とは逆方向の流れの磁束を生じさせ
ると、コア4の下端41に対するプランジャ2の上端2
2に対する永久磁石による吸着力が低下する。コア4と
プランジャ2との間にはコイル状のばね7が取り付けら
れており、電磁コイル6に通電することにより該吸着力
が低下するとばね7の付勢力が吸着力に打ち勝ってプラ
ンジャ2を下方へ移動させて弁体21で弁口Hを閉塞す
る。弁口Hを閉鎖した閉弁状態を図2に示す。このよう
にプランジャ2の上端22がコア4の下端41から離れ
ると電磁コイル6への通電を停止しても永久磁石3の磁
力だけではプランジャ2を引き上げることができず、従
って閉弁状態のまま保持される。次に、図2に示す状態
から弁口Hを開弁させる場合には、電磁コイル6に上記
の閉弁時の通電方向とは逆方向に通電し、電磁コイル6
により永久磁石3の磁束と同じ方向の磁束を生じさせ
る。すると、プランジャ2の上端22とコア4の下端4
1との間に作用する磁束が増加する。そして、ばね7の
付勢力に抗してプランジャ2を引き上げ、プランジャ2
の上端22をコア4の下端41に吸着させ、図1の状態
に戻す。このように再度上端22が下端41に吸着する
と電磁コイル6への通電を停止してもそのまま開弁状態
は保持される。尚、11は非磁性材料からなるガイドパ
イプである。
プランジャ2のコア4に対する吸着力を弱めるためや開
弁時にプランジャ2をコア4側に移動させるためには、
電磁コイル6により生じた磁束が永久磁石3を貫通する
必要があるが、特にフェライト系の材料からなる永久磁
石3内は磁束が貫通しにくい。そこで本実施の形態で
は、永久磁石3の両極の面積を広くすることにより磁束
通路面積を広くして電磁コイル6の磁束が永久磁石3を
貫通しやすいようにした。一方、永久磁石3の磁束は両
極の面積に比例するため、このように磁束通路面積を広
げると永久磁石3の磁力が強力になる。その結果、より
強い電流を電磁コイル6に流さなければプランジャ2が
コア4から離れずに閉弁しないようになる。また、閉弁
し図2に示す状態になっても永久磁石3の磁力が強い
と、電磁コイル6への通電を停止した途端に永久磁石3
の磁力によりプランジャ2が引き上げられ、プランジャ
2を閉弁状態で保持できないおそれがある。
ーム5に接触するバイパス部42を形成した。図3を参
照して、永久磁石3のN極から生じた磁束Pはフレーム
5の両脚内を下方に流れるが、バイパス部42に近づく
と磁束Pの一部の磁束PEがバイパス部42を通って直
ちにS極に戻る。そして残りの磁束PPがプランジャ2
へと流れるべくベース板51に向かって流れていく。従
って、プランジャ2をコア4に吸着させる磁束はPより
少ないPPであるため、永久磁石3の磁束通路面積を広
くしてもプランジャに作用する磁力は強くならず上記の
弊害は生じない。次に、閉弁するために電磁コイル6に
通電すると電磁コイル6により生じる磁束Cはフレーム
5の両脚を上昇するが、バイパス部42に近づくと一部
の磁束CEはバイパス部42を通って直接コア4に流
れ、残りの磁束CPは永久磁石3の上方に回り込み永久
磁石3のN極側からS極側に向かって貫通し、上記分岐
した磁束CEと合流してプランジャ2へと流れる。これ
によって、上記のようにプランジャ2に対する吸着力が
弱まりプランジャ2はばね7の付勢力により閉弁位置へ
と下降する。開弁する際には上記の如く電磁コイル6に
逆方向の通電をすると永久磁石3の磁束と同じ方向の磁
束が電磁コイル6により発生して、永久磁石3のS極側
からN極側に向かって貫通するので、永久磁石3の磁束
と電磁コイル6の磁束との協働によりプランジャ2を引
き上げることができる。
広げることにより永久磁石3の磁力が強くなっても、バ
イパス部42を形成しているため弊害が生じない。尚、
バイパス部42を通ってバイパスされる磁束の量を調節
するにはバイパス部42におけるコア4とフレーム5と
の接触面積を増減させればよい。ところが、コア4をフ
レーム5で挟むと、コア4の挟まれる部分の寸法が少し
でも短くなるとコア4とフレーム5との間に隙間が生じ
磁気抵抗が増加するため、バイパス部42を通る磁束量
が大幅に減少する。そこで、図4に示すように、コア4
の外径Dをフレーム5の間隔Lよりも大きく形成すると
共に、対向する2カ所を切除して平面部43を形成し、
平面部43の端部43aをフレーム5に接触させ、端部
43aの近傍部分がバイパス部42になるようにした。
このように構成すると多少の寸法誤差が生じてもコア4
とフレーム5との間の磁気抵抗はほとんど変化せず、バ
イパス路42を通る磁束量を一定にすることができる。
は、コアとフレームとの間にバイパス部を設けたので、
電磁コイルによる磁束を通り易くするため永久磁石の磁
束通路面積を広げ、そのため永久磁石の磁力が強くなっ
ても、永久磁石の磁束の一部をバイパス部を通してバイ
パスすることにより永久磁石の磁力が強くなることによ
る弊害を防止することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体
に連なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に
吸着保持するラッチ式電磁弁において、永久磁石とプラ
ンジャとの間の磁束通路を形成するフレームとコアと
を、プランジャを挟んで設けると共に、フレームとコア
との間で磁束の一部を流してプランジャをバイパスする
バイパス部を形成したことを特徴とするラッチ式電磁
弁。
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-
1998
- 1998-04-21 TW TW087106096A patent/TW359730B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-04-23 KR KR1019980014567A patent/KR100266906B1/ko not_active IP Right Cessation
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