JPS602556B2 - 小型３方電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型３方電磁弁に関し、更に詳細には弁体に隣
接して環状のワッシャを設けることにより弁体をほぼ円
板状の小さな単一の弾性体で成形可能にして小型化、省
電力化を図った４・型３方電５磁弁に関する。

周知の三方電磁弁は、圧力流体に通じる１個の引入れ口
、１個の出口および１個の排出口とを持っている。

この周知の三方電磁弁は、多くの工業用途に対してある
意味では十分な流量−圧力特性０が得られるように遠常
設遣されてはいるが、空気制御弁や４・型化された要素
を制御するためには大き過ぎる。今日まで、幅が１５肌
か、それ以下の４・型化された電磁弁は、空気制御弁や
消費電力が高々２Ｗ以下の小型化された要素機能を確実
にするために十分な流量−圧力特性を考慮していなかっ
た。

すなわち従来の小型３方電磁弁としては例えば袴公昭４
７−２２９８２号‘こ示される構造のものがあるが、こ
の従来３方電磁弁ではボートを開閉制御する弁体とソレ
ノィドの可動鉄０の動作をその弁体に伝えるロッド部分
とが一体に形成されているため比較的強い金属でつくら
なければならず流体圧、特に低圧時における弁体の迅速
な動作を期待できない。またロッド部分を弁体の中心で
一体化しているため弁体も特殊な形状にしなければなら
ず加工コストが高くなる等の問題がある。本発明は弁体
と弁体に可動鉄０の動作を伝える都材とを切り離すとと
もにその部材側の弁体の面に磁性材のワッシャを設ける
ことにより弁体を弾性体で製造可能にかつ小型化可能に
し、それによって３方弁の小型化、高性化を図ることで
ある。

本発明は、固定鉄心、巻線および該巻線の少なくとも一
部を囲む磁気フレームを有する電磁石と、該電磁石内に
移動可能に設けられていて該電磁石に吸引される可動鉄
０と、該可動鉄１０の軸線に沿う方向に互いに隔てられ
かつ互いに対向する一対の端面および周面によって限定
された空胸部、該端面のほぼ中央および周面においてそ
れぞ２れ談空胴部に開□する三つのオリフイス、および
該空頚同部の週辺部において該電磁石内部と空鯛同部と
を蓮適する複数の通路が形成されていて、該電磁石に固
定されるようになっている弁本体と、該空胸部内に該可
動鉄○とは別個に移動可能に設け３られてし、て該様面
において閉口しているオリフィスのどちらか一方を選択
的に閉じるようになっているバルブフラツプと、該通路
を通して押びていて該可動鉄心の押圧力を該バルブフラ
ッブに伝達する複数の案内部材と、該可動鉄心を該バル
ブフ３ラップ側に弾圧するばねと、を備え、該弁本体が
該磁気フレームの端部に鉄合固定されている々・型３方
電磁弁において、該バルブフラツプをほぼ円板状の単一
の弾性部材で議案内部材と別個に形成し、該案内部材を
磁性材でつくって該可動鉄心と４一体とし、該バルブフ
ラツプの議案内部材側の面には該案内部材の様面に吸着
される磁性材のワッシャを設け、該弁本体の端面であっ
て該可動銑Ｄと反対側の端面に閉口するオリフィスを入
口とし、該周面に開○するオリフイスを出口としかつ該
入口オリフィスに対向するオリフィスを排出口とし、該
空胴部内の流対圧で該バルブフラツプを該排出口となる
オリフィス側に押圧できるように構成されている。上記
構成において、巻線に通電しないとき可動鉄心はばねに
より押されて案内部材を介してバルブフラップを押し、
入口となるオリフイスを閉じている。

また巻線に通電すると可動鉄Ｄにより固定鉄心に吸引さ
れるため案内部材によるバルブフラップへの押圧力は解
除されるため空朝岡部内には入口となるオリフィスから
流体が流入し、弁体を出口となるオリフィス側に押圧し
てそのオリフィスを閉じるとともに出口となるオリフイ
スから外部に送られる。この場合ワツシヤーがバルブフ
ラップに接合されていない場合にはワッシャのみが案内
部材に吸引されるため主にバルブフラツプに作用する流
体圧の力でオリフィスを閉じ、ワッシャがバルブフラツ
プに接合されている場合にはワッシヤとバルブフラップ
が案内部村に吸引されるため流体圧の外に更に磁力によ
る吸引力が作用してオリフイスを閉じる。以下図面を参
照して本発明の実施例について説明する。

第１図〜第５図に示される電磁弁は、電磁石Ａと弁本体
Ｂとから構成されている。この弁本体Ｂは、１つの平坦
な面を持つており、ここには流体の引入口に通じるオリ
フィス１、出口に通じるオリフイス２、排出口に通じる
オリフイス３がある。可動要素である弁体すなわちバル
ブフラツプ４は、弁本体Ｂに設けられた空８同部５内に
これと隙間を持たせて自由になるように組込まれており
、そして以下に述べるごとくオリフィス１又は３の開閉
を制御する。オリフィス１は空耳岡部５の‐一方の端面
５ａに形成された弁座５ｄ内において閥口し、オリフイ
ス３は対向する他方の端面５ｄに形成された弁座５ｅ内
で閉口している。またオリフィス２は空胴部の周面５ｃ
の後述する出入口６部分において開□している。空胸部
５には、第５図に示すごとく流体を流通させるための直
径方向に対向して配置された複数の出入口６が設けられ
ている。可動鉄心１８は案内部材８によってばね７の力
をバルブフラツプ４に作用させる。そしてこのばね７は
バルブフラツプをオリフイス１に対して垂直に押圧し、
案内部材８は第４図に示すごとく弁本体Ｂに設けられた
二つの通路９内を間隙を持って動き得る。電磁石Ａは、
弁本体Ｂの上面１１に装着される磁気フレーム１０を有
している。

巻線１４を持つコイル１３は、磁気フレーム１０とコイ
ル１３に一体化されたフランジとの間を柔軟材で作られ
たシール部材１５でシールして、磁気フレーム１０内に
組込まれている。可動鉄○１８は、コイル１３内を案内
移動させられ、そして肩部１２で復帰用ばね７と係合し
ている。固定鉄心１９は、コイル１３の内部に組込まれ
、固定されている。可動鉄心１８のストロークは、第１
図において２０で示された長さである。第６図に示すも
のは、バルブフラップの拡大図であって、これには案内
部材により押される側に磁性体で作られる環状ワツシヤ
１７が配置されている。

このバルブフラツプ４はオリフイスをしっかりと閉鎖す
ることができる。次に、上述した構成の電磁弁の動作を
説明する。

電磁石が励磁されていない場合には、可動鉄心１８はば
ね７によって伝達される力をバルブフラツプ４に作用さ
せるので、その結果バルブフラップ４がオリフィス１の
弁座５ｅに押え付けられて、オリフィス１が閉じるので
、加圧下にある流体の流入が防げられる。そして出口の
オリフイス２と排出口のオリフィス３とが連通する。一
方、電磁石が励磁された場合には、可動鉄心１８は、固
定鉄心１９に引き付けられるので、バルブフラップ４に
上側から作用するいかなる力も除去される。

そのため、バルブフラップ４は加圧下にある流体によっ
てオリフィス３の方へ特上げられ、オリフィス３が閉鎖
される。そして引入口のオリフィス１と出口のオリフィ
ス２とが連通する。図示はされていないが、他の実施例
としては、小さな弾圧力を持ったばねリングを空胸部５
内においてバルブフラップ４と端面５ａとの間に装着す
ることによって、電磁石が励磁された時に圧力媒体が存
在しなくてもバルブフラップ４を特上げさせてオリフィ
ス３を閉鎖させるようにすることも出来る。

第５図に示されている出入口６は、流体の完全な流れを
可能にする。

そしてこの出入口６は、図示のように空胸部５か、また
はバルブフラップ４のいずれか一方に設けられる。それ
ゆえ、可動鉄心１８が固定鉄」０１９に引き付けられる
とき、バルブフラップの動作が、オリフィス１を通って
流入する加圧下にある流体および磁性体で作られた環状
ワッシャ１７とによって一方向に確保される。上述した
ようにばねが装着されているならば、この動作は流体圧
の影響を受けない。他方向、すなわちオリフィス１を閉
鎖する場合には、バルブフラップの変位は、案内部材８
に力を作用するばね７によって確実にされている。この
案内部材は、通路９を縦断して可動鉄心１８に固定され
る。しかし特に固定しなければならないという事ではな
い。上述したこの発明の電磁弁の特徴は、実施例に示し
た電磁石やこのために設計された他の形式の要素のよう
な電磁石要素によって制御されるオートノーマスセルが
弁本体Ｂ内に構成されていることである。

弁本体Ｂ内に磁気フレーム１０を組込むことによって弁
本体に電磁石が取付けられ、これによって２つのブロッ
ク、すなわち弁本体と電磁石とを同Ｄ軸上に配列するこ
とが可能となる。磁気回路を構成するこの磁気フレーム
１０を弁本体Ｂの上面１１に、ニカワ付けやカシメや他
の固着手段で装着固定して、両者を一体化した組立体に
構成する。その他の大きな特徴は、全体のサイズを可能
なかぎり小さくできるということである。本発明による
小型３方電磁弁が奏し得る作用効果を挙げれば次の通り
である。

‘１１ バルブフラツプの一面（可動鉄心側）に隣接し
て環状ワツシャを設けて、案内部材を介してばねによる
バルブフラツプの押圧力をバルブフラップに直接作用さ
せず環状ワッシャを介して作用させるようにしているの
で、バルブフラツプの全周にわたってほぼ均一の力を作
用させることができ、したがってバルブフラップを比較
的薄い円板状の弾性体で案内部材と別個に形成して電磁
弁の小型化、バルブフラップの動作の迅速化を図れる。

■ 弁本体すなわちバルブフラップが可動鉄心には固定
されておらずそれに関して自由に移動可能になっている
比較的薄い弾性材で形成されて空動都内に流入する流体
圧で押圧されてオリフィスを閉じれるようになっている
ため、弁本体を二つの部分でつくる必要がなくなり、電
磁弁全体を簡素で極めて小型にできる。‘３１ バルブ
フラップが可動鉄心と切り離されていてそれに対して自
由に移動できるようになっているため、バルブフラップ
の移動可能長さと可動鉄心の移動長さとを高精度に調整
する必要はなく、前記【１｝と関連して電磁弁の製造が
極めて容易になる。

‘４’バルブフラップの移動距離、したがって可動鉄○
の移動距離を比較的小さくすることができるため電磁石
の吸引力も少なくてすみ、それだけコイルを小型にでき
かつ消費電力も少なくて済み省エネルギー化に適してい
る。

‘５｝ 電磁石の動作時にバルブフラップに過度の応力
が加わることがなく、したがってバルブフラツプの寿命
を長くすることができる。

■ 作動部分の慣性を極〈小さくすることができ、電磁
弁を高速で繰返し動作させることが可能になる。

【７１ バルブフラップの一面（可動鉄心側）に隣接し
て環状ワッシャを設けて、案内部材を介してばねによる
バルブフラップの押圧力をバルブフラップに直接作用さ
せず、環状ワッシャを介して作用させるようにしている
ので、バルブフラツプの全周にわたってほぼ均一の力を
作用させることができ、バルブフラップの歪をほぼ均一
にでき、したがってバルブフラツプと弁座との接合面で
の漏れを防止できる。

‘８）案内部材および環状ワッシャが磁性材になつてし
、て巻線に通電されたとき可動鉄心に作用する磁力が案
内部材を介して環状ワツシヤに作用し得るようになって
いるため、例えば環状ワツシャをバルブフラップに対し
てフリーに移動可能にしておけば、該通電時に環状ワッ
シャは案内部材に吸着されてバルブフラップは流体圧の
みで弁座に押圧されることになり、また環状ヮツシャを
バルブフラツプに接合しておけば該通電時に環状ワツシ
ャに作用する磁力でバルブフラップを引き寄せることが
できて流体圧の力に加えて磁力による力によりバルブフ
ラツプを弁座に押圧させることができ、特に低圧流体の
制御に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電磁弁の縦断面図で、右側は電磁石
が励磁されていない時の弁の状態を、左側は励磁されて
いる時の状態を表わしている。 第２図は第１図に示した電磁弁を９０ｏ移動させたとき
の部分断面図、第３図は第１図に示した電磁弁の上面図
、第４図は第１図のａ−ａ面での断面・図、第５図は第
２図のｂ−ｂ面での断面図、第６図はバルブフラツプの
拡大図である。Ａ・・・電磁石、Ｂ・・・弁本体、１，
２，３・・・オリフイス、４・・・バルブフラップ、５
・・・空胴部、６・・・出入口、７・・・ばね、８…案
内部材、９・・・通路、１０・・・磁気フレーム、１１
・・・弁体の上面、１２・・・肩部、１３…コイル、１
４…巻線、１５…シール、１６・・・磁極、１７・・・
環状ワッシャ、１８・・・可動鉄心、１９・・・固定鉄
心、２０・・・可動鉄心のストローク。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定鉄心、巻線および該巻線の少なくとも一部を固
   む磁気フレームを有する電磁石、該電磁石内に移動可能
   に設けられていて該電磁石に吸引される可動鉄心と該可
   動鉄心の軸線に沿う方向に互いに隔てられかつ互いに対
   向する一対の端面および周面によって限定された空胴部
   、該端面のほぼ中央および周面においてそれぞれ該空胴
   部に開口する三つのオリフイス、および該空胴部の週辺
   部において該電磁石内部と空胴部とを連通する複数の通
   路が形成されていて、該電磁石に固定されるようになっ
   ている弁本体と、該空胴部内に該可動鉄心とは別個に移
   動可能に設けられていて該端面において開口しているオ
   リフイスのどちらか一方を選択的に閉じるようになって
   いるバルブフラツプと、該通路を通して伸びていて該可
   動鉄心の押圧力を該バルブフラツプに伝達する複数の案
   内部材と、該可動鉄心を該バルブフラツプ側に弾圧する
   ばねと、を備え、該弁本体が該磁気フレームの端部に嵌
   合固定されている小型３方電磁弁において、該バルブフ
   ラツプをほぼ円板状の単一の弾性部材で該案内部材と別
   個に形成し、該案内部材を磁性材でつくって該可動鉄心
   と一体とし、該バルブフラツプの該案内部材側の面には
   該案内部材の端面に吸着される磁性材のワツシヤを設け
   、該弁本体の端面であって該可動鉄心と反対側の端面に
   開口するオリフイスを入口とし、該周面に開口するオリ
   フイスを出口としかつ該入口オリフイスに対向するオリ
   フイスを排出口とし、該空胴部内の流体圧で該バルブフ
   ラツプを該排出口となるオリフイス側に押圧できる構成
   を特徴とした小型３方電磁弁。