JPS6057083A - 低電力電磁石バルブ - 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】 本発明は一方の部分である電磁石ともう−ｈの部分であ
るバルブ本体からなる電磁石バルブに関する。該電磁石
は軸方向に案内された磁化可動部品を有しており、該磁
気可動部品は、第１休止位置へスプリングにＪ：つで戻
されかつコイルが励磁された時に第２作動位置へ固定磁
化部品によって当接するように引きつ（）られるもので
ある。また該バルブ本体はこの電磁石と合わせられるム
のであり、そのバルブの中での動ぎは、向かい合う２つ
のオリフィスは各々圧力流入開口と解放開口とに連通さ
れており、２つの介入面の一方は上記可動部品が休止位
置にある場合に圧力オリフィスを閉じるものであり、こ
れに反しく他方は上記可動部品が作動位置にある場合に
解放オリフィスを閉じるものである。本体の外部表面上
に配置された一つの使用者開口をこれら２つのオリフィ
スの一方に連通１−るように動作づ°るものである。こ
のような電磁バルブはそれが大型の場合には使用者の装
置例えば水圧作動シリンダ和加圧流体を分配づ゛るため
にとか、それが小型の場合にはいろいろな種類の空気流
体装置に流体を分配する分配器の制御部入力として７１
１１圧流体を送るためにとかに広く使用されている。

バルブがプログラマブＪレシーケンサ−（１）Ｉ’０（
ｌｒａｍａｂｌｃ　５ｅｑｕｅｎｃｅｒｓ）のにうな自
動制御電子機器によって直接供給されるように例えば電
磁石の消費Ｍを減少させるために電１ｉ１１ｂバルブの
寸法ｈ４常に小さくなっている場合には、動作状態に（
＋５４する製造時の公差の役割は供給電圧及び周囲温度
と同様になって来ており、相法の分散は危険な作動をも
たらすことになる。

その構造は電磁石バルブが置かれる所の温度を自由にで
きないし、かつこのパラメータの１凶７１１　ＬＬ必然
的に発生ずる電圧降下と不幸にも結びつＧｔられるので
、そのような縮少された電磁イｊ力（もＩこらづ電力の
等級による力を減少さするｌこめに、イ１ｈ１１されて
いる製造公差が良９Ｔな状態の下で実施さｔしる空気ス
イッチ機能のために電力の増加をもｌ〔らさないことは
欠くことはできない。特に、電磁石の始めの空隙の部所
や弁を交番）るオリフィスのブｔ座と共に弁の表面の配
列の寸法が動作とともに動ぎ始める部所においてよくこ
れらの状態が発現するのである。

市場にて流通している装置特に圧力オリフィスと解放オ
リフィスの間に同じ弁手段が使用されている装置は、良
い作動をする行なわせるためにきびしい製造公差をもっ
た機械部品や弾性特性の規則正しいものをもった材料を
使用しなければならない。このことは実質的に製造コス
トを増加させるものである。

これらの＝１ストは特に保護装置のＪＪＩ除や補償のた
めの部品交換やその他（＝ｌ加加重な複雑化や製造公差
から非常に離れた異なった寸法をもった装置への調整を
実施り゛るために必要な人手等にかかるのである。これ
らの場合、協働させるために必要な部品に調和するもの
を見つりる必要が時々ある。

そこで、本発明の目的は一、Ｌ述した概略的構造を有し
た小さな電磁石バルブを提供りることにある。

該バルブの中では、開口を有する本体の表面の寸法は１
５ｘ１５ｍ＋ｎ（Ｊ近であり、該バルブの製造公差の分
散ににる悪影響を実質的に減少させ、あるいは電磁石バ
ルブが発現させるはＪ゛である力を制限するような材料
の老朽化を実質的に減少させる。

本発明に従って、枢動伝達部品と可動部品の動きとがあ
わさることにより四部する回転軸から異なった距離にこ
れらのオリフィスをこの距離の一方は他方より大ぎくな
るように配置し、かつ２つの分離した弁手段の有づる片
表面と協！ｉ４Ｊすることによって本発明の目的は得ら
れる。圧力オリフィスの弁手段はこの可動部品の一方の
端によって勅かされ、他方の弁手段の片表面は回動部品
が動作した場合に解放オリフィスと単独に弾性的に協働
し、一方、可動部品が休止位置にある場合に該片表面は
伝達部品の可動端部に接Ｊるのである。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。

尚、製造を容易にさじるためにここに示す他のｊ法を採
用しても良いことはｂらろんである。

第１図に示づ電磁もバルブ１は低磁力の電磁ｉ２と小さ
な空気バルブ３とがあわさって形成されている。本体４
を形成Ｊ“るようにその固定部分（品）が一体モールド
成形された該電磁わは固定磁気回路ヨーク５、図中には
示されていない外部接続端子を右Ｊるコイル６、及びプ
ランジシーコア７からなっている。該プランジ１１コア
は、図示された休止位置Ｉと作動位置Δとの間の軸ＸＸ
′に沿って可動であり、作動位置Ａでは、該コアの内部
端部８の表面８′は該ヨークの同軸伸長部９０表面に復
帰スプリング１０をイ４努しつつ当接する。本体４はざ
らに該軸に垂直な貼用面１１、電磁石バルブに関して本
体の位置決めをづるための中心位置決め手段又は表面１
２、及び本体を磁もに合わせるだめの接続手段（図示１
ＥＪ’）をイリーシている。

電磁石バルブ３の本体１３は、金属、プラスチック材料
又は合成物から形成されており、電磁石バルブ３はその
本体に表面１１を受けるように軸受は表面１５、表面１
２と協働してそれらの間にてシール１６を圧縮Ｊ゛る表
面１２及び図示しないが例えば制御Ｊる空気装置又は部
拐へ第３図に示すねじ１８．１９によって合わけられる
べき固着面１７を右している。固着面１７は、加圧流体
を電磁石バルブに供給するための開口、流体を照射の装
置又は部月へ供給゛りるための開口及び使用者の装置か
ら加圧流体を解放するだめの開口として３つの開口２０
．２１．２２をイｊしている。

電磁石バルブの本体３は、本体自体を形成する部品を受
りるか又はそれらに丁度合うように企図された複数のハ
ウジング及び開口を有している。

表面１４と反対の而となる而１４に聞ＩＩ　Ｌ　Ｘ　Ｘ
　’軸に平行なＹＹ’軸にある間口２３は、開口２２に
連通Ｊ−る同軸穴２５まで伸長している。この穴には、
放出オリフィス２７をイ１リ−る環状部品２６を嵌入り
′ることによって位置決めをされでいる。

門柱２８は開口２３を塞ぎ−かつ弾性月利２つからなる
弁手段と、反対側に位置りるオリフィス２７に対して弁
手段を付勢するように企図された復帰ばね３０とをその
四部２８；１に受【）ている。

軸Ｘｘ′に同軸であり表面１４に開口している開口３１
は、圧力間口２０へ連通している通路３３へ開口してい
る同軸穴３２まで伸長している。

図示された実施態様においては、限定されるものではな
いが、この通路は、栓２８の回りを通過しつつ開口２３
を垂直に通過している。穴３２には、穴３１に向けて方
向を変えている圧ノｊＡリフイス３５を有している前述
のものと同じにうな環状部品３４を嵌入によって位置決
めされている。これらの２つのオリフィス２７．３５は
平行でがっＨいに反対方向に方向づけられており、それ
らの弁座は横平面ＰＰ’に実質上配置されている。向が
いあうこの圧力オリフィスは弾性材料３６で形成された
弁手段に向かい合って配置されている。この弾性材料は
、開口３１へ貫通しているプランジャコア７の一端部３
７によって動がされる。この弁手段の活動面５８は復帰
スプリング１ｏによってオリフィス３５に押圧されてい
る。そして環状部品３４の位置はプランシト」アの休止
位置を決定する。

軸ＸＸ′に関して横方向に配置された小室３８の一方は
開口２１へ、他方は面３９へ導かれている。面３９は面
１７と対向しがっ通路３３をも塞ぐ密閉カバー４０に接
触している。

この小室は開口２１へ加圧及び解放オリフィスを連通さ
ｌ伝達レバー４１のような伝達部品を収めている。この
レバーは、実質的に平面ＰＰ′に軸ＸＸ′に垂直に配置
され（おり、そのレバーの一端４２には枢動手段が形成
されている。該枢動手段はカバー付近の小室３８の対向
し平行している平面４４．４５間に小なる間隙をもった
筒状フランジ４３である。このレバーはオリフィス３５
゜２７の軸ＸＸ′及び’Ｉ’ｌｌｌ　Ｙ　Ｙ　’に向り
で伸長しており、そのレバーの反対の一端５１には）Ａ
−り４６の形状のフランジを有し−Ｃいる。そのフＡ−
り４６の平行腕４７．４８は環状部品３４．２６の各々
が有する小半径首部４．９．５０の周囲でかつＡリフイ
ス３５．２７各々の周囲に長方形開口６０を画定してい
る（第３図参照）。

このレバーの上部面５２は各々の腕上に突起５３．５４
を有している。突起５３．５４はバルブ手段３６の周囲
のプランジャコアの端部３７の環状表面５５の対峙する
２つの部分に位置している（第１及び第３図参照）。こ
のようにしてレバーの腕の端部にＪ３ける下部面５６．
５８は、弁手段２つの活動面５７上の２つの相対づる点
においてスプリング３０によって発現する微少な復帰力
を受【ノでいる（第１図及び第３図参照）。スプリング
３０はレバー４１上に微少トルクを及ぼし、かつ表面５
５へ突起５３．５／ｌを押圧しフランジ４３が面４４に
対して押圧されるので第１図に示したレバーの休止位置
に見られるような位置になる。

第１図にお【プる微少間隙１１ｉ１１は対応Ｊるオリフ
ィス２７からバルブ手段２９の活動表面５７を引き離し
ている。

電磁石バルブの作動状態は開口２０に存在りる供給圧ノ
ｊをユーザー間口２１へ運ぶことでありまた解放間ロ２
２ヘユーザー開口２１をつなぐのである。解放間口２２
は第１図に示づ休止（＜／、　ｉ醒どし−Ｕ　４！７ら
れる。電磁石のコイルに電流が供給される時、プランジ
ャコア７は図にあるようにコアの部分８が伸長部表面９
に当接する瞬間まで空隙“ｃＩＩに等しい距離に亘って
上方に動く。もしレバー４１のレバー腕の割合が２に等
しい場合には、この空隙はｉ／２″の距−１より少し人
きくなるぐあろう。この動作の間、弁手段３６の活動面
５９はＡリフイス３５から離れ、このオリフィスは始め
に開口される。そして弁手段２９の活動面５７は急速に
オリフィス２７に運ばれ開口２０と開口２１との間の連
通をなしとげる。

上述しできた実施態様の如き弁手段の配置は、対応する
オリフィスにＰＡ−Ｊ’る弁手段の活動表面の特定の位
置が一方においてコアの体１位置を決定することに対し
て他方においては二１アの有効移動距離を決定リ−るこ
とに対してのみ４１還しなりればならないという利点を
有している。而１１に関り−る弁手段３６の活動面の位
置関係は例えばｌ１１１１圧力によって、精密に画定づ
ることができるので、組立てる場合、面１４に関りる適
切な位置を環状部品３４に与えることが容易にできる。

更に、環状部品２６の位置にもまた面１４に関して正確
さが与えられる。結局、突起５３．５４に関づ゛るレバ
ー４１の血５６，５８の位置関係もまた、押打動作中の
正確な作動が得られる。

オリフィンの弁座な伴った弁手段の活動面の配置はさら
に厳格になされている。なぜなら一方では、弁手段３６
を動かすプランジャコアがＸｘ′に沿って案内されそし
て他方では、凹部２８ａの中で自由弁手段２９が残され
ている定位を解放されるからである。一つの変形を第４
図に示す。レバー４１′には首部４９．５０を各々通す
ように開口が設けられている。もちろん、前述のレバー
４１を枢支しているように軸２２′を伴った蝶番装置は
図に示したように枢支方式６３．６４によって置きかえ
ることもできる。しかしながら前）ホした実施態様は好
ましいものである。なぜなら、単純である点と平面１）
　ｌ）　’において容易に組立できる点と本体１３のモ
ールド成形中に表面４４゜４５を設りられる点とを有し
ているからである。

第１図ないし第３図に図示した実施態様にＪＮいて、レ
バー４１の軸２２′は位置決めされている。

なぜなら、カバー４０とフランジ４３との協働によるた
めと環状部品３４の首部４９とフォーク部４９の底部６
５との協働のためである。装着の容易さと緻密さの理由
の故たとえば小室３８とレバー４１との配列は、可動部
品７の軸ＸＸ′にニーに選ばれるだろうし、小室とレバ
ーの傾（Ａ）ご配■はある幾何学的要求に応じるように
選ばれることは明らかである。この場合オリフィスの１
ｌｉｌｌ　Ｘ　＋　ｘ１′及び軸Ｙ＋　Ｙ＋　’は、レ
バーの連続部分に実質的に垂直に維持されつつ互いに平
行である必要はない。４１のような伝達レバーを使用覆
る右利な点及びレバーをどこか他の所へ配置することの
有利な点は、電磁石バルブの構造を通して受ける継続的
なステップを略述づることによって説明て゛きる。

コアを作動させる電磁孔の最小の電力は、Ａリフイス３
５が開いた場合に必要とする十分短い時間内での所定圧
力と充分な分配率によつＣ決定され、オリフィス３５が
閉じた場合には完全な密閉を達成することにより決定さ
れる。第１の２つのパラメータはこのオリフィスの直径
の値として°゛φ１゛°及び弁手段の移動距離ビｌ　ｅ
、１１とする。もしオリフィス３５が閉じる場合にスプ
リング１０によって及ぼされる力Ｆｏとすると、この力
は圧力によって弁手段上に及ぼされる力ｆ１が相殺され
るように選ばれる。一方においても他方にＪ３いても、
オリフィス３５の弁座上に弁手段の弾性圧縮力［２が供
給されている。そこで、例えばＦＯ＝ｆ　＋　十ｆ　２
　又ハｆ　２−ｆ　＋又はＦｏ・＝２ｆ＋と選ばれる。

データ″′φ　ＩＺＩ“ｅｌｌ及びｆ２の値から要求さ
れる適正な電磁石のアンペア回数はｈ１算されるはずで
ある。

所定の電磁イ」の休止値の正確さは、表１１ｓ＋　５９
と８′を分ける距離すなわち、Ａリフイス３５の弁座と
表面８を分りる距離に影響する公差にのみ依存している
。表面８′に関してこのひ表面５９の自動水準化する故
に対応する偏差は相当減少づ”る。

実質的に“２ｅ″と同等なレバー４１の端部５１の移動
距離は前述した実施態様におりる空隙“ｅ　”に一致し
ていることが理解される。

もし、Ａ゛リフイス２フ弁手段２９がオリフィス３５と
弁手段３６の動作を支配−４る動作状態を与えられたと
すると、弁手段２９の所望の移動距、１１１゛ｉ　″が
少なくともｅ″に等しくなければならないことが理解で
きる１、この距離“ｅｌｌは動作時に特別な公差を予め
必要とけずに環状部品２６を適肖に落ち込ませることに
よって容易に得られる。結局、長さＬはｆｌ　Ｊ：りも
大きい。

もしオリフィス２７の直径φ２が直径φ１と同等Ｃあれ
ば、オリフィスを締めるための弁手段２９上に及はず圧
力の力Ｑは「２と同等に選ばれる弁手段の弾性圧縮力に
影響するために使用され、そして２つの弁手段は同等の
圧縮条ｆ１のもとて働くことになる０、 一方、もし圧縮力の特異性を絹持しつつ、異った直径φ
２．ψ、のオリフィスを句えることを望む場合には例え
ば小室３８は容易にＪｕｌ水される場り 合にはレバー腕の比Ｉは変更されろく第５図参１１．α
）。この比の変更は、＝１アの端部８が表面９と当接す
る場合にスプリング１０によって及ぼされる力＃Ｆ１は
Ｇｘ旦よりも大となり、弁手段２６の開口が通常に起こ
るようになされる。

Ｆ＋はＦｏよりもわずかに大ぎく選ばれるので。

なぜなら低圧縮移動距離“ｅ″であるため、スプリング
３０の役割を無視して下式の如く書くことかできる。

前述した記号によるとこの不等式は次のようになる。

もちろん、弁手段の異なる圧縮力の機０シとして例えば
Ｆ＋　＝ＫＦｏとなるようにスプリング１０の弾性特性
を考慮しなければならない。

図示されている実ＩＭ態様は、その中ではレバーが配置
されている平面Ｐが実質的に軸ＸＸ′と垂直になってい
るが、その実ＩＭ態様は、非常に小さなＶイズの制御バ
ルブの一つの応用とし−Ｃ１できるだけコンパクトな弁
体とするように選ばれている。この場合圧力取り入れ解
放利用開口は１５Ｘ１５ＩＩＩＩＩｌに近い断面をもつ
同じ表面に配置されている。

異なる応用例として開口の設轟Ｉは変更可能′Ｃあり、
異なる定位は本発明の範囲から離れることになく、レバ
ー及びオリノィスのために選ぶことが例えば第６図に概
略的に示されるように可能であることは明らかである。

尚、この図におい（示り部分の参照符号は第１図のそれ
らと一致している。

半径「く及びｒは長さＬ及びりと同様に考慮に入れねば
ならない。

最後に本発明のバルブの本体３の４４質に金属又はプラ
スチック月料の使用が許された場合、Ａリフイス３５．
２６は本体の機械製造やし一ルド成型によって得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁石のコイルとそれらのＡリフイスを示し第
２図の平面Ｑによる縦１１ｉ　ｍｉ図であり、第２図は
バルブ本体のカバーを取りはずした右側側面図であり、
第３図は第１図の平面Ｐによるバルブ本体の平面図であ
り、第４図はバルブの一部を変形したものの図であり、
第５図は寸法を８虞に入れた電磁石バルブの可動な部拐
の概略図であり、第６図は前記した好ましい実施態様と
異なる本発明の実施態様示１図である。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・電磁石 ３・・・・・・バルブ本体 ７・・・・・・プランジ＋７コア ４１・・・・・・伝達レバー 代理人　弁伸士　藤村元彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〈１）　一方の部分である電磁石と他方の部分であるバ
   ルブ本体からなる電磁化バルブで゛あって、前記電磁石
   は軸方向に案内された磁化可動部品を有し前記磁化可動
   部品はスプリングによって第１休止位置へもどされかつ
   コイルが励磁された場合に前記電磁石のヨークにＪ：っ
   て第２作動位置へ当接するように引きつ（プられるよう
   になり、前記バルブ本体は前記電磁石と組合わせられ前
   記バルブ本体の空胴にＪ３いて向い合う２つのオリフィ
   スが互いに反対方向に開口しかつ圧力流入開口と解放間
   口に連通してＪ３す、前記空胴に連通しかつ他の２つの
   開口と同様に前記バルブ本体の外部表面に間口している
   使用者開口を２つの前記オリフィスの一つに接続させる
   ように２つの弁手段の一方は前記可動部品が前記休止位
   置にある場合に前記圧力オリフィスを閉じかつ前記弁手
   段の他の一力は前記可動部品が前記作動位置にある場合
   に前記解放オリフィスを閉じるようになっＣおり、前記
   開口は２つの分離する弁手段に属りる片表面と協働する
   ための前記可動部品の動作に伴っ（回動りる枢動伝達部
   品の回転の中心から異なる距離に各々Ｌ＞Ｑ、ｌ＜＞ｒ
   になるように配置されでおり、前記圧力オリフィスの前
   記弁手段は前記可動部品の一端にＪ、り動かされ、他方
   の前記弁手段の介入１ｆ１１は、前記可動部品が作動す
   る場合に１１０記解放Ａリフイスと弾性的に単独で協働
   し、萌２．Ｌ！ｉｉＩ動部品が休止している場合に前記
   片表面に対して当接づる前記伝達手段の可動端部に単独
   で協働りることを特徴とする低電力電磁石バルブ。 （２）　前記枢動伝達部品は前記可動部品の動きの方向
   （ＸＸ’　）に実質的に垂直なｉｌｉ面に配置されてい
   る平坦なレバーであり、前記片表面は前記平面上に配置
   されでいることを特徴とり゛る’ｒ：ｒ　ｌｉ’ｆ請求
   の範囲第１項記載の電磁石バルブ。 〈３〉　前記伝達手段は、前記オリフィスの軸（ＸＸ’
   　、ＹＹ’　）に垂直な軸（ＺＺ”）について回動する
   レバーであり、前記可動部品の前記一端が前記レバーの
   突起上でかつ実質的に前記圧力オリフィスのＮ（ＸＸ’
   ）土で接するような関係が設けられており、該軸（ＸＸ
   ’　）は前記枢動軸（ＺＺ’　）と解放オリフィスの軸
   （ＹＹ’　）との間に配置されていることを特徴とする
   特Ｗ［請求の範囲第１項記載の電磁石バルブ。 （４）　前記レバーはオリフィスがそれに開口している
   空胴の２つの向かい合う表面と協ｆ’ｊ−Ｊる枢動手段
   の回りを回動する自由レバーであることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の電磁石バルブ。 （５）　前記オリフィスの各々は、バルブの本体に組入
   れられかつ前記レバーに＋３いて対応Ｊる開口を通過す
   る回転の筒状の部品に設りられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の電磁石バルブ。 （６）　前記２つの開口は、前記空胴中で横方向に係合
   することができるフＡ−り形状を前記軸（ＸＸ’　、Ｙ
   Ｙ”）間に伸長しているレバ一部分に与えるように１１
   いに連結していることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の電磁石バルブ。 （７）　前記可動部品の前記一端は、圧力オリフィスと
   協働する弁手段を包囲しかつ前記レバーの突起に当接す
   る中空表面を右しＣいることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項の電磁石バルブ。 （８）　前記空胴は解放間口及び利用圧力開口の向かい
   合う而に開口しかつ前記レバーの前記枢軸＜ｚｚ’　＞
   の位置を制限りる密門されｌこ被覆によって開ざされて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電磁
   石バルブ。 （９）　φ１及びφ２は各々ｊＬ力Ａリフイス及び解放
   オリフィスの直径を示し、各々の前記距離の組（Ｌ、Ｑ
   ）、（Ｉ又、ｒ）は、 の式で確定されることを特徴とする特Ｙｌ請求の範囲第
   １項記載の電磁石バルブ。