JPS59133884A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガス通路に設けられガ名を遮断する電磁弁に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 電磁弁をガス流の異常時に動作させるものは通常は開弁
状態にあり、′この間は省電力の目的で永久磁石を使用
した自己保持型が用いられる。又、ガスの安全装置であ
るから高度の信頼性を要求されるが、電磁装置自体をガ
ス雰囲気中に設置すると、配管中の切粉や鉄粉が可動部
と固定部の間に挾ったり、ガス中の水分が結露して磁気
部材を腐蝕させたりして動作不能になる恐れがあった。

このだめに、第１図のように電磁装置部分をガス雰囲気
の外へ設置する従来例がある。

第１図に於て、１はガス人口２と弁座３とガス出口４を
形成しだ／・ウジングで、弁座３と対応し７て弁ゴム５
がダイヤフラム６と共に上下動自在に設けられている。

一方、可動継鉄７は中央部に永久磁石８と接極子９を有
し、下端は前記グイヤフラム６及び弁ゴム５と結合され
、」二端は接極子９の端面と同一面に仕上げられている
。又、可動継鉄７と同軸上の上部には断面がほぼＥ字状
の固定継鉄１０があって、その溝にはコイル１１が収納
されている。１２は可動継鉄７と連結した軸でつまみ１
３で手動操作するだめのものである。更に１４は可動継
鉄７を固定継鉄１０から引離す方向に付勢したスプリン
グであり、これら電磁部分を収納すると共にダイヤフラ
ム６を７・ウジング１との間で挾持するケース１５を有
している。

図の状態からつ１み１３を上方へ引き上げると弁ゴム５
は弁座３から離れると共に、永久磁石８の磁束は接極子
９．固定継鉄１０．可動継鉄７の閉磁路を流れ、スプリ
ング１４の反発力に打勝って吸着保持し開弁状態を保つ
。そして、何らかの異常時にコイル１１へ瞬時通電して
永久磁石８の磁束を減少せしめスプリング１４の反発力
で吸着状態を解除し閉弁して第１図の状態と々る。

この従来例では閉弁状態に於て弁ゴム５に対して開弁方
向へのガス圧力が加わるため、閉塞するに十分な弁押圧
を確保するだめにはスプリング１４の荷重を高く設定し
なければならない。これは、ガスの流路を逆にしても同
様である。この結果、必然的に永久磁石８の磁束による
吸着保持力を強く設定する必要が生じ、可動側、固定側
とも大きくならざるを得ない。この電磁弁はコイル１１
への通電時に遮断するもので、軽微な振動で遮断するこ
とのないように、吸着保持力とスプリング１４の反力と
の間にはある程度以上の差を有するように設計しなけれ
ばならないが、振動加速度を受けた時に離脱方向に生じ
る力は可動部の質量に比例するので吸着保持力はより高
く設定し、−スプリング反力に対する余裕を広く見込ま
ねばならない。

このことは遮断させるだめのコイル起磁力も多く必要と
なることを意味している。

このように、強いスプリングを用いなければならないこ
とが、可動側及び固定側の電磁部分の大型化と遮断に必
要なコイル起磁力の増大を招いており、この結果、弁装
置及びコイル駆動電源部の大型化と高容量化という使用
面から不都合なことになっていた。

更に、可動部から軸を出してその先端に弁コ゛ムを設け
、軸を○リングシールすると共に、ガス圧を閉弁方向に
加わるように利用する構成が容易に考えられるが、この
方法はシール部分が長期使用で摩擦力の増大を伴い、コ
イルに遮断電流を流しても動作しないという危険性を有
するものになり、使用目的には合致しない。

発明の技術的課題 電磁弁において閉止させるだめのスプリングが弱いもの
で十分カ閉塞性を確保するために、閉止時のガス圧力を
閉止圧増大の方向に利用できる構成とし、かつ、永久磁
石や継鉄やコイルなどの電磁部分をガス雰囲気外に設は
得る構成とすると共に、可動部質量の低減化を図ること
が技術的課題である。

発明の技術的手段 前述の課題達成のだめに本発明では、略コ字状の継鉄と
、前記継鉄の底面中央に設けた接極子と、前記接極子の
外周に設けたコイルと、前記継鉄の開放側に設けられ中
央が同極となる永久磁石と、前記永久磁石及びコイルの
中央を貫通して底端面が接極子と当接吸着する可動鉄心
と、前記可動鉄心の上端面に結合され弁体を保持した弁
軸と、前記可動鉄心が接極子から離れる方向に付勢した
スプリング、と、弁体より大径で一面に継鉄を固定した
フランジと、前記フランジの他面と弁軸の間に設けられ
弁体より小径のベローズとから構成しており、フランジ
に対して固定側は直接又、可動側はベローズを介して間
接的に取付けられた構造である。

発明の作用 前記構成によって、閉塞状態ではガス圧力が弁体閉止方
向の力と、ベローズ有効面積に加わる開弁方向の力を生
じるが１．ベローズ径を弁体径よりも小径にしているの
で全体として閉塞圧を増大する方向に利用することがで
きる。次に、開弁状態では、永久磁石の磁束は可動鉄心
から接極子、継鉄と流れ、可動鉄心の底端面と接極子の
上端面の間で生じる吸引力がスプリングに打勝って吸着
保持する。この構成では可動部は可動鉄心のみで、他の
コイル、接極子、永久磁石、継鉄はすべて固定されてい
るので可動部の軽量化が図られている。

もちろん、ベローズによってこれら電磁装置部分はガス
雰囲気中には存在しない。

実施例の構成 以下本発明の実施例を第２図、第３図、第４図及び第５
図を用いて説明する。

第２図はガス通路も含めた自己保持型電磁弁の構成図で
あって、ガス人口１０１から弁座１０２を通りガス出口
１０３に至る通路を構成したノ・ウジング１０４に対し
、弁座１０２と対向する方向に電磁弁１０５を取付け、
パツキン１０６で密封している。又、ガス出口１０３側
には開弁カム１０７が設けられ、操作軸１０８を反時計
方向に回転し第２図の破線まで来た時に自己保持状態に
させるものである。

第２図の電磁弁１０５をＡ、−Ａ線断面で第３図に自己
保持状態を、第４図に閉止状態を示した。

ここで、１０９は略コ字状に形成した継鉄で、その底面
中央には接極子１１０がかしめ固定されている。接極子
１１０の外周で継鉄との間にはボビン１１１に巻回され
たコイル１１２が位置し、コイル１１２より継鉄１０９
の開放端側には支持枠１１３に保持された２枚の平板状
永久磁石１１４が内側を目端になるように設けられてい
る。コイルボビン１１１と支持枠１１３が形成する中央
の孔には可動鉄心１１５が摺動自在に設けられており、
可動鉄心１１５はボビン１１１中を移動する円柱部１１
６と、支持枠１１３の中を移動し永久磁石１１４と対向
する子端側面１１７とが形成されている。可動鉄心１１
６の上端には凹部１１８が設けられ、ここに丁字状の弁
軸１１９がネジ締め固定されており、弁軸１１９に対し
て径方向に密着した弁ゴム１２０が弁軸１１９の移動方
向と直角に挿着され、裏側には弁板１２１が当てられス
プリング１２２の反力が与えられている。この弁ゴム１
２０と弁板１２１によって弁体１２３が構成されている
。次に、継鉄１０９の開放端側を閉塞するようにフラン
ジ１２４が位置し、下面で継鉄１０９に接合された取付
片１２６をピン部１２６でかしめ固定する。そして、可
動鉄心１１５の上部に位置するフランジ１２４の中央部
でベローズ１２７の固定端１２８を当て板１２９を挾ん
でかしめ固定しており、ベローズ１２７の自由端１３０
は弁軸１１９の溝に径方向に密着するように挿着されて
いる。

次に他の実施例を第６図に示した。前記の第３図及び第
４図の実施例に対し、ベローズ挿着方向をガス雰囲気側
を凸にしたものであるが同一部品には同一番号を付与し
た。ここで、コイル１１２と永久磁石１１４は一体成形
された枠体１３１に巻回又は保持されている。

上記の如く構成したので、ベローズ１２７によって電磁
装置部分はガス雰囲気中から隔離されており、第４図に
示す閉止状態では可動部に加わるガス圧の力は閉止圧を
増加する方向に利用できる。

又、可動部分は可動鉄心１１５のみで他に永久磁石や継
鉄を有しないので構成が簡単であると共に軽量化が図ら
れ軽微な振動で閉止するという誤動作を防ぐことができ
る。特に第３図の実施例では可動鉄心１１６の上端にベ
ローズ１２７を収納する凹部を形成したので軽量化には
より有利な構成となっている。第３図、第４図の実施例
はガス圧がベローズ１２７をふくらませる方向に作用す
るように挿着したものでガス圧が高い用途に適しており
、同時に、コイルスペースを多く確保して低電流で多く
の起磁力を確保し確実な閉止動作を行わし得ることがで
きる。一方、第５図の実施例は、ガス圧がベローズ１２
７を圧縮する方向に作用するもので、高ガス圧の用途に
は適さないが、フランジ１２４の中央部にベローズ収納
高さを必要とし、ないので、フランジ１２４の小型化を
可能としている。

両方の実施例ともフランジ１２４及びベローズ１２７に
よって可動鉄心１１５．弁軸１１９．弁体１２３の可動
部を固定側と連結しているので、ガス通路のハウジング
１０４に取付ける前に完全に離脱して抜は去ってしまう
ということが無く取扱い上も有利である。

発明の効果 これまで述べたように、弁体よりも小径のベローズで弁
軸とフランジの間を気密シールし、永久磁石、継鉄、接
極子、コイル、可動鉄心などの電磁装置部分をガス雰囲
気外へ設けることを可能としたので、小さなスプリング
荷動で十分な閉塞性能を確保すると共にガス中の異物や
水分による性能劣化を防止することができる。既述のよ
うに、小さなスプリング荷重で良いことは電磁装置側の
小型化や電源部の小容量化にも貢献している。

更に、コイルに通電した瞬間を考察すると、吸着力がス
プリング反力より低下して可動鉄心が第３図から第４図
へ変位する時、ベローズの変形による容積変化を生じ、
その分だけ空気の流入が生じる。この空気は各所の隙間
から入ることになるが、空気中のゴミが吸着部に付着す
ることを防止する意味から余り大きな空気流入部を設け
ることは出来ない。従って、−瞬、エアダンパーの如く
なりなり離脱速度は緩慢になるので、コイル通電時間は
可動鉄心が再度自己吸着する引力の範囲外に移動するま
での間に設定しなければならない。

この時間はベローズの大きさに関係し、第１図の様な大
きなダイヤフラムでは単位距離を移動するだめに流入す
べき空気量が多くなるだめ、コイルへの通電時間も長く
必要となる。この点、本発明では弁体径より小径のベロ
ーズなので流入空気量が少くエアダンパーの効果も少い
ので通電時間の短縮が可能となる。このように、ガス圧
を閉止圧として利用する効果としてのコイル起磁力の低
減化の他に、通電時間の短縮化が可能となり電力消費を
より少なくできる。このことは、電池を電源とする場合
に特に有効なことである。

この他、すべての部品がフランジに挿着されており、且
つ、弁体よシ直径を太きく形成しているので、フランジ
が電磁弁をガス通路のノ・ウジングに取付けた時の密閉
要素となり、組立取扱いの面でも優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の電磁弁の断面図、第２図は本発明の一
実施例を示す電磁弁の部分断面図、第３図及び第４図は
それぞれ第２図のＡ−Ａ線断面図、第５図は同他の実施
例を示す縦断面図である。 １０９・・・・継鉄、１１０・・・・・・接極子、１１
２・・・・・コイノペ１１４・・・・・永久磁石、１１
５・・・・・・可動鉄心、１１９・・・・・・弁軸、１
２２・・・・・・スプリング、１２３・・・・・弁体、
１２４・・・・・・フランジ、１２７・・・・・・ベロ
ーズ、１１８・・・・・・凹部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略コ字状の継鉄と、前記継鉄の底面中央に設けた
   接極子と、前記接極子と継鉄の間に設けだ円環状のコイ
   ルと、前記継鉄の開放側に設けられ中央が同極となる永
   久磁石と、前記永久磁石及びコイルの中央を貫通して摺
   動自在に動き一端か前記接極子と当接する可動鉄心と、
   前記可動鉄心の他端と結合され弁体を保持する弁軸と、
   前記可動鉄心が前記接極子から離れる方向に付勢したス
   プリングと、弁体より大きな直径を有し一面に前記継鉄
   を固定したフランジと、前記フランジの他面と前記弁軸
   の間に設けられ弁体より小径のベローズとを有し、開閉
   対象流体から可動鉄心を気密シールした電磁弁。
2. （２）弁軸と結合する可動鉄心の端面に、ベローズの自
   由端を収納する四部を形成した特許請求の範囲第１項記
   載の電磁弁。