JPS59197684A - 流量調整型電磁弁 - 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、周期もしくは周期毎の通電時間またはこの両
者の可変調整可能なパルス制御回路により電磁コイルを
付勢し、電磁コイルに発生する起磁力及び戻りバネの相
互作用によって電磁プランジャを往復駆動し、電磁プラ
ンジャに連動させたピストン弁体の往復運動により、流
入口と流出口との間の連通及び閉塞の時間的割合を加減
調整して流量を制御する流量調整型電磁弁に関する。

従来技術 従来のこの種の流量調整型電磁弁としては、水出願人の
出願に係る特願昭５８−１１５０３号がある。この先行
技術は電磁プランジャに連動させたピストン弁体または
このピストン弁体を摺動往復自在に嵌合させるシリンダ
の何れか一方または双方に溝状弧の開口を設けておき、
周期もしくは周期毎の通電時間またはこの両者の可変調
整可能なパルス制御回路により電磁コイルを伺勢して、
電磁プランジャを往復駆動し、これに連動するピストン
弁体の往復運動により、前記開口を連通または閉塞させ
、流入口と流出口との間の連通及び閉塞の時間的割合を
加減調整して流量を制御する構成となっている。この場
合、最少流量はピストン弁体の外周と該ピストン弁体を
摺動往復自在に嵌合させたシリンダの内壁との重なり合
いによる前記溝状開口の閉塞締切によって得られる。

従来技術の欠点 ところが上記した先行技術においては、ピストン弁体と
シリンダとの相対位置関係、つまり最少流量を与える閉
塞締切位置が固定されていて、これを調整する機構、構
造を持たないため、次のような欠点があった。

（イ）電磁弁を構成する個々の部品の縦寸法公差範囲内
におけるバラツキの集積及び戻しバネと支持バネの撓み
寸法の公差範囲内におけるバラツキ（９が合成されて、
スリットの閉塞締切度合が不同となる。即ち成るものは
完全に締切閉塞がなされず、若干量いたままとなり、成
るものはスリット間のそれぞれの端部が多くラップして
重なり合いが過大となり、電磁弁作動時に、開ロ不充１
分となる等の問題を生じ、最低流量を所定値に規制制御
することが不可能であった。

（ロ）　これと同時に、周波数または一周期中の通電時
間に対する通過流量特性も、個々の電磁弁においてはそ
れぞれ不同であって、均一の流量特性が得られず、その
補正も不可能であった。

本発明の目的 そこで本発明は上述する従来の欠点を除去し、個々の部
品の縦寸法公差範囲内におけるバラツキの集積及び戻し
バネと支持バネの撓み寸法の公差範囲内におけるバラツ
キ等を吸収し、最低流量を所定値に規制すると同時に、
任意の周波数または一周期中の通電時間に対して、個々
の電磁弁の流量特性を揃えることの可能な流量調整型電
磁弁を提供することを目的とする。

本発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、周期もしくは周期
毎の通電時間またはこの両者を可変調整可能なパルス制
御回路により付勢される電磁コイルと、該電磁コイルの
起磁力に基ついて発生する磁力及びバネの相−σ作用に
よって往復駆動される電磁プランジャと、該電磁プラジ
ャと連動するピストン弁体とを備え、′該ビスＩ・ン弁
体の往復運動により、流入口と流出口との間の連通及び
閉塞の時間的割合を加減調整して通過流量を制御する電
磁弁であって、前記ピストン弁体または該ピストン弁体
を摺動往復自在に嵌合させるシリンダに、軸心に直交す
る方向に開口し、かつ前記ピストン弁体の往復運動に伴
って前記流入口及び前記流出口をＴｊ二いに連通、閉塞
するスリットを有し、該スリットの閉塞締切度合を加減
調整することにより、最低流量を制御することを特徴と
する。

実施例 第１図は本発明に係る流量調整型電磁弁の一実施例にお
ける断面図である。図において、電磁コイル１６の縦軸
心上に貫設された非磁性のプランジャケース７内には電
磁プランジャ１が摺動往復自在に嵌挿されている。この
電磁プランジャ１は、シリンダ８内に摺動往復自在に嵌
合させたピストン弁体２の一部をなすタペット部９の上
端面に当接させである。シリンダ８は、本体１ｏに取付
ネジ４０をもって装着された流出接手体１１に嵌着され
た状態で、本体１０の内部に収められている。これら縦
に連なった電磁プランジャ１とピストン弁体２とは、プ
ランジャケース７のＬ端部位に嵌設した磁気ヘッド３に
対して調整ネジ２２によって螺合する調整ロッド２１側
のバネ座金２５と、前記流出接手体１１に形成したバネ
座３７との間に、戻し／ヘネ５及び支持バネ６をもって
正文され、この両へネ５及び６の反発力によって釣合い
静止している。２４はロックナツトであり、調整ネジ２
２を固定する。

前記プランジャケース７の下端部に嵌合する環状磁路４
はさらに本体１０に嵌設され、前記した調整ロッド２１
、磁気ヘッド３、プランジャケース７、環状磁路４、本
体１０及び流出接手体１１は１図示するようなＯ−リン
グ２０もしくは図示しないその他のＯ−リングまたはロ
ウ付はもしくは接着剤による接着等の手段によって、外
部に対して気冨を保持するように組立てられている。

前記環状磁路４の外周側には磁板１９を嵌装し、該磁板
１９を取付ネジ３９によって本体１０に締着させである
。そしてこの磁板１９の上に、縦軸心上に貫通孔を有す
る電磁コイル１６及びコイルカバー１７を重ね、これら
を磁気ヘッド３に螺合させたナツト２３により、磁気座
金１８を介して締付けである。

ピストン弁体２を摺動往復自在に嵌合させたシリンダ８
は、その所用位置において内部から外部へ、その他心に
直角の円周方向に貫通して開口するスリ７）・１４及び
１５を有し、ピストン弁体２にも、内洞２６から外周に
向って開口するスリット１３を形成しである。これらの
スリット１３．１４及び１５は、電磁コイル１６が無通
電状態となっていて、前記ピストン弁体２がシリンダ８
内にバネ釣合静止している場合に、ピストン弁体２の外
周壁及びシリンダ８の内壁面によって互いに綿切られ、
閉塞された状態になる。

第２図は第１図のＡ−Ａ′線断面におけるシリンダ８と
ピストン弁体２のスリット１３．１４の開口状態を示す
断面図であって、この実施例では前記スリット１３及び
１４は左右一対形成されている。更にこの実施例では、
ス１ルント１４の下方に適当な間隔をおいて、別の一対
のスリット１５を形成しであるが、ごれらのスリー／　
トの個数は必要とする最大流量に応じて増減させること
は自由である。また、ピストン弁体２またはシリンダ８
の何れかに一対のスリットを設けるのみでよい。

ただし、ピストン弁体２はシリンダ８内での摺動往復動
中に円周方向の回動運動を伴うので、回動するピストン
弁体２の周方向の任意の位置において、当該ピストン弁
体２がスライドしてそのスリット１３及び下端面２′が
、それぞれシリンダ８の軸方向で一致し、しかもスリッ
ト１５の全開する連通時には、常に、ピストン弁体２の
内洞２６に臨むスリ７１−１３の開口面積以上の通路が
確保できるよう、前記スリット１４及び１３の溝状弧の
長さを充分に大きくとっておき、少なくとも通過する流
量が絞られることのないように形成する配慮が必要であ
る。

上記構成の電磁弁において、電磁コイル１６に通電して
起磁力を発生させると、電磁プランジャ１は戻しバネ５
の反発力に抗して磁気ベンド３側に吸引される。これに
伴って、支持バネ６の反発力による押圧力を受けながら
、ピストン弁体２も同方向（図において上方向）へ摺動
する。このピストン弁体２の摺動運動により、スリット
１３がシリンダ８側のスリット１４と部分的または全体
的に連通し、同時にピストン弁体２の下端面２′がスリ
ット１５を部分的または全体的に開放連通させる。従っ
て、流入口１２から矢印ａのように流入した液体は、連
通したスリ７）１４からスリット１３及びスリット１５
を通して流出口４２から矢印すの如く流出する。

電磁コイル１６′への通電が遮断されると、電磁プラン
ジャ１及びピストン弁体２は釣合静止位置に復帰するの
で、前記スリット１３〜１５の何れもが、再びピストン
弁体２の外壁とシリンダ８の内壁面の摺接面とう・ンプ
して締切閉塞され、流体の通過が阻市される。

この場合の最大流量は、電磁コイル１６による一起磁力
が充分であってスリット１４．１５か全開状態を継続し
た場合に生じ、最低流量はスリ・ント１４．１５がピス
トン弁体２によって閉塞された場合１こ生じる。従って
この電磁弁の流量調整作用は、電磁コイル１６へ通電さ
れる電流の周波数または周期毎の通電時間を加減調整し
て、ピストン弁体２によるスリット１４．１５の開放回
数ないしは開放度合を加減することにより達成される。

前記電磁弁の通過ｍ、量と通電電流の周波数との関係は
、横軸に周波数をとり、縦軸に通過流量をとると、限定
された範囲の周波数帯域においては、はぼ直線的比例関
係にあり、周波数の増加と共に通過流量も増加する。ま
た、通電電流の周波数を一定とした場合において、−周
期中における通電時間、即ちデユーティ比を調節するこ
とによっても、電磁コイル１６に生じる起磁力持続時間
と戻しバネ５及び支持ハネ６の反発力の対応関係から通
過流量を調整することができる。この場合も、前述の周
波数−通過流量特性と同様の直線的比例関係となる。即
ち、電磁コイル１６へ通電される電流の周波数もしくは
一周期中の通電時間または両者を加減調整することによ
り、通過流量を制御する電磁弁が得られるのである。な
お、電磁コイル１６に対して上述のような電流を供給す
る回路は、前述の特願昭５８−１１５０３号公報にパル
ス制御回路として記載されている。

ここで、本発明においては、前述の如く調整ロッド２１
及びこの調整ロッド２１を駆動する調整ネジ２２を備え
るから、この調整ネジ２２を回動することによって調整
ロッド２１を軸方向に進退させ、バネ座２５を介して戻
し／ヘネ５及び支持ハネ６の撓みの和を変え、電磁プラ
ンジャ１と当接して連動するピストン弁体２を上下方向
にスライドさせて移動させ、スリット１３及び下端面２
′と、シリンダ８のスリット１４．１５との間のそれぞ
れの相対位置関係、つまり閉塞締切度合を補正すること
ができる。この閉塞締切度合の補正により、前記先行技
術において問題となっていた個々の部品の縦寸法公差範
囲内におけるバラツキの集積及び戻しバネと支持バネの
撓み寸法の公差範囲内におけるバラツキ等が吸収され、
最低流量が所定値に規制される。これと同時に、任意の
周波数または一周期中の通電時間に対する個々の電磁弁
の流量特性を揃えることが可能となる。

更に、戻しバネ５と支持バネ６との間に正文されている
電磁プランジャｌ及びピストン弁体２は、その往復運動
時の慣性とバネの反発作用による所謂スプリングハンマ
効果により、電磁コイル１６への通電遮断時に静止位置
よりも第１図において下方まで移動し、従ってス１ルン
ト１３〜１５の閉塞締切時にラップして重なり合う度合
も、周波数や周期毎の通電時間によって相違を生じる。

本発明によれば、前記調整ネジ２２を回動調整すること
により　このスプリング／＼ンマ効果によるスリット１
３〜１５の相対位置関係の変動をも補正することか可能
である。なお、スプリング／＼ンマ効果はシリンダ８内
の流体の抵抗によって若干相殺される。

また、調整ネジ２２を回動して戻し／＜ネ５と支持ハネ
６との撓みの和を変え、電磁プランジャ１の位置を移動
させることは、電磁プランジャ１と電磁コイル１６及び
磁気へ・ンド３との間の相関位置を変化させることであ
るから、電磁プランジャ１に働く磁力を変化させ、ピス
トン弁体２を駆動する力とその行程長をも加減調整する
ことができ　。

る。

上述の如く、第１図に示した実施例によれば、ピストン
弁体２によるスリットの閉塞締切度合が個々の電磁弁毎
に不同となる各種要因に対して、調整ロッド２１を一体
的に結合させた調整ネジ２２を回動調整して、戻しバネ
５と支持バネ６の撓みの和を変えることにより、ピスト
ン弁体２をシリンダ８内でスライドさせて、該ピストン
弁２及びシリンダ８にそれぞれ形成されたスリット１３
〜１５の相対位置を変えて総合的に補正調整し、もって
電磁弁を通過する最低流量を所定値に制御することがで
きる。

第３図は本発明に係る電磁弁の別の実施例における断面
図である。図において第１図と同一の参照符号は同一性
ある構成部分を示す。この実施例の特徴は、第１図の実
施例にお、ｌ／）でピストン弁体２をスライドさせてい
た構造の代りに、シリンダ８を上下方向に移動させて、
ピストン弁体２どの相対位置、スリット間の相対位置を
可変調整するようにしたことである。

電磁プランジャ１とピストン弁体２とは、プランジャケ
ース７の上端部位に嵌設した磁気ヘッド３と、流出接手
体１１に備えたバネ座３７との間で、戻しバネ５及び支
持バネ６によって正文され、この両バネ５及び６の反発
力によって釣合い静止している。本体１０に取付ネジ３
９によって螺定着された磁板１９と、該磁板１９に取付
ネジ４１によって螺締結されるコイルカバー１７と間に
は、電磁コイル１６及び磁気座金１８が挟設されている
。

また本体１０の内部には、該内部と嵌合摺動して上下に
スライド可能な鍔３６．３６′を、」二下両端に備えた
シリンダ８が設けられている。該シリンダ８の下方の鍔
３６には下方向に突出する一対のガイドピン２７を固定
して設け、該ガイドピン２７は流出接手体１１に設けた
ピン孔３８にそれぞれ上下動可能に嵌挿させである。

更に、流出接手体１１には一対の偏心カム２９を備えた
カム軸２８を軸架し、偏心カム２９の周縁を前記ガイド
ピン２７の端部にそれぞれ当接係合させである。流出接
手体１１に、前記カム軸２８の一方の軸受を兼ねるネジ
蓋３０を螺嵌し、ノツチストッパ３２を螺締着しである
。このノ・ンチストツパ３２はカム軸２８の端部に止め
ネジ３４をもって固定されたツマミ３１の外周に彫設さ
れたノツチ３３とかみ合って、ラチェットの如き歯止め
装置を構成している。

シリンダ８の上側の鍔３６′と本体１１の内洞２６の上
部の天井面との間にはバネ３５を圧設してあり、該バネ
３５によってシリンダ８を図において下方向に押圧し、
シリンダ８に設けたガイドピン２７の端部な偏心カム２
９の周縁に当接係合させである。

」二記の構造を持つ第３図の実施例において、ツマミ３
１を回動させれば、ガイドピン２７の当接する点までの
偏心カム２９の径方向距離がその回動角度に応じて変化
し、シリンダ８がそれに応じて上下方向に移動するので
、ピストン弁体２に対するシリンダ８の相対位置及びこ
れらに設けられたスリット１３〜１５の相関位置が、前
記ツマミ３１の回動角度に依存して変化する。これによ
り、スリット１３〜１５の閉塞締切度合が補正され、第
１図の実施例の場合と同様に、個々の部品の縦寸法公差
範囲内におけるバラツキの集積及び戻しバネと支持バネ
の撓み寸法の公差範囲内におけるバラツキ等が吸収され
、最低流量が所定値に規制される。

また、電磁コイル１６を付勢する電流の同一パルス、即
ち任意の所定値の周波数または同一周期における任意所
定（ｉｌの通電時間に対する個々の電磁弁の通過流量を
、所定基準値に補正調整して揃え、個々の電磁弁におけ
るバラツキを無くすることもできることも第１図の場合
と同様である。

本発明の効果 以上述べたように、本発明は、周期もしくは周期毎の通
電時間またはこの両者を可変調整可能なパルス制御回路
により伺勢される電磁コイルと、該電磁コイルの起磁力
に基づいて発生する磁力及びバネの相互作用によって往
復駆動される電磁プランジャと、該電磁プラジャと連動
するピストン弁体とを備え、該ピストン弁体の往復運動
により、流入口と流出口との間の連通及び閉塞の時間的
割合を加減調整して通過流量を制御する電磁弁であって
、前記ピストン弁体または該ピストン弁体を摺動往復自
在に嵌合させるシリンダに、軸心に直交する方向に開口
し、かつ前記ピストン弁体の往復運動に伴って前記流入
口及び前記流出口を互いに連通、閉塞するスリットを有
し、該スリットの閉塞締切度合を加減調整することによ
り、最低流量を制御することを特徴とするから、個々の
部品の縦寸法公差範囲内におけるバラツキの集積及び戻
しバネと支持バネの撓み寸法の公差範囲内におけるバラ
ツキ等を吸収し、最低流量を所定値に規制すると同時に
、任意の周波数または一周期中の通電時間に対して、個
々の電磁弁の流量特性を揃えること′の可能な流量調整
型電磁弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電磁弁の一実施例に軸ける断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ”線上における断面図、第３
図は本発明に係る電磁弁の別の実施例における断面図で
ある。 １◆・・電磁プランジャ　１６・・・電磁コイル２・−
・ピストン弁体　　２１・・Φ調整ロッド５・・・戻し
バネ　　　　２２・・・調整ネジ６ｅ−・支持バネ　　
　　２７・・・ガイドピン８Φ・争シリンタ２９−・・
偏心カム １３・・・スリフト　　　３１−・・ツマミ１４．１５
・・拳スリット ３２・・・ノンチストッパ 手糸先ネ甫正１遍÷ 昭和５８年１１月１７日 特許庁長官　若杉　和夫　殿 １、事件の表示 流量調整型電磁弁 ３、補正をする者 代表者　　千　葉　搏 ６　補正により増加する発明の数　　　Ｏｌ、明細書の
特許請求の範囲の欄を別紙の通り補止する。 ２、明細式第９頁第１行に「また」とあるのを、「それ
故、前記必要とする最大流量が少量である場合にはｊと
補正する。 ３、明細書第１６頁第９行から同頁第１０行に［本体１
１の内洞２６」とあるのを、「本体１０の内洞４５Ｊ　
と補正する。 ４、明細書第１７頁第８行と同頁第９行との行間に次の
文を加入する。 記 本実施例において、鍔３６．３６′を上下両端にそれぞ
れ（ｎｉｉえて、−ヒ下にスライド可能に、本体１０内
部と嵌合摺動するシリンダ８は、該本体ｌＯとの間に弾
性シール材すなわちＯリング４３．４４を介装させてい
る。これはシリンダ８外周部と本体ＩＯの内部、すなわ
ち内洞４５との間の気密を保持するのみならず、前記内
洞４５の内壁に対するシリンダ８の内外壁の加工時にお
ける寸法公差内の偏心や１組立時の軸心に対する微小な
傾斜を前記弾性体が吸収して軸心を合致させるように自
然に矯正する作用があり、従って、シリンダ８内を摺動
往復するピストン弁体２の作動時、シリンダ８の内壁に
対する片あたりの側圧を緩和し、摺動抵抗を減殺して作
動の円滑化が計られるので、より一層の設定流量の安定
性を得ることができる。 第１図に示す実施例の場合においても、シリンダ８を流
出接手１１に嵌着せずに内洞４５に嵌装し、本体１０の
内部とシリンダ８の外周部との間にＯリング等の弾性シ
ール材を介装させれば、前述の理由により、焦電性か保
持され、かつピストン弁体２の作動か円滑となり、より
一層の設定流ｊ１１の安定性が得られることは同様であ
る。 ５、明細書第１８頁第１８行と回頁第１９行との打開に
次の文を加入する。 記 そして、本体の内洞とシリンダの外周部との間に弾性体
で成るシール材を介装させることによって、この両者間
の気密を保持するのみならず、前　　−記本体の内洞に
対するシリンダの内外壁の加工時における寸法公差内の
偏心や、組立時の軸心に対　　′する微小な傾斜を、前
記弾性体が吸収して両軸心を合致させる様に自然に矯正
するので、シリンダを摺動往復するピストン弁体の作動
時におけるシリンダ内壁に対する片当りの側圧を緩和し
、摺動抵抗を減殺して作動が円滑となり、従ってより一
層の設定流量の安定性を得ることができるものである。 ６、第３図を別紙の通り補正する。 別　　　　　　　　紙 特許請求の範囲 （１）　周期もしくは周期毎の通電時間またはこの両者
を可変調整可能なパルス制御回路により付勢される電磁
コイルと、該電磁コイルの起磁力に基づいて発生する磁
力及びバネの相互作用によって往復駆動される電磁プラ
ンジャと、該電磁プラジャと連動するピストン弁体とを
備え、該ピストン弁体の往復運動により、流入口と流出
口との間の連通及び閉塞の時間的割合を加減調整して通
過流量を制御する電磁弁であって、前記ピストン弁体ま
たは該ピストン弁体を摺動往復自在に嵌合させるシリン
ダに、軸心に直交する方向に開［」シ、かつ前記ピスト
ン弁体の往復連動に伴って前記流入口及び前記流出口を
互いに連通、閉塞するスリットを有し、該スリットの閉
塞綿りＪ度合を加減調整することにより、最低流量を制
御することを特徴とする流量調整型電磁弁。 （２）　前記電磁プランジャを摺動往復自在に嵌挿した
ガイドケースの一端部位に設けられたバネ座と、本体要
部に備えられたバネ座との間に、前記電磁プランジャと
前記ピストン弁体とを戻しバネ及び補助バネにより挟圧
支持し、前記戻しバネと前記補助ハネの撓みの和を加減
して前記スリット相互間の閉塞締切度合を加減調整する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の流量調
整型電磁弁。 （３）　前記シリンダを軸心方向に移動させて前記スリ
ット相互間の締切度合を加減調整することを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項に記載の流量調整型
電磁弁。 丸よ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　周期もしくは周期毎の通電時間またはこの両者
   を可変調整可能なパルス制御回路により付勢される電磁
   コイルと、該電磁コイルの起磁力に基づいて発生する磁
   力及びバネの相互作用によって往復駆動される電磁プラ
   ンジャと、該電磁プラジャと連動するピストン弁体とを
   備え、該ピストン弁体の往復運動により、流入１」と流
   出口との間の連通及び閉塞の時間的割合を加減調整して
   通過流−１２を制御する電磁弁であって、前記ピストン
   弁体または該ピストン弁体を摺動往復自在に嵌合させる
   シリンダに、軸心に直交する方向に開口し、かつ前記ピ
   ストン弁体の往復運動に伴って前記Ｍｌ入口及び前記流
   出口を互いに連通、閉塞するスリッ）・を有し、該スリ
   ットの閉塞締切度合を加減調整することにより、最低流
   量を制御することを特徴とする流量調整型電磁弁。
2. （２）　前記電磁プランジャを摺動往復自在に嵌挿した
   ガイドケースの一端部位に設けられたバネ座と、本体要
   部に備えられたバネ座との間に、前記電磁プランジャと
   前記ピストン弁体とを戻しバネ及び補助バネにより挟圧
   支持し、前記戻しバネと前記補助バネの撓みの和を加減
   して前記スリット相π間の閉塞締切度合を加減調整する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１頃に記載の流量調
   整型電磁弁。
3. （３）　前記シリンダを軛１心方向に移動させて前記ス
   リット相互間の締切度合を加減調整することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の流量調整
   型電磁弁。