JPH057848B2

JPH057848B2 -

Info

Publication number: JPH057848B2
Application number: JP60117380A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Tsugawa; Kenji Iio; Giichiro Towatari
Original assignee: IWASAKI GIKEN KOGYO KK; MYAZAKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: IWASAKI GIKEN KOGYO KK; MYAZAKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1993-01-29
Also published as: JPS61274304A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野この発明は、制御弁などに用いられる直動式電
磁駆動装置に関する。

(ロ) 従来の技術一般に、各種産業分野等においては、直動式電
磁駆動装置が設けられており、この電磁駆動装置
には、第６図に示すように、ボビンａに励磁コイ
ルｂが巻回されて磁気手段ｃが構成され、この磁
気手段ｃがヨークｄに収納されると共に、このヨ
ークｄを貫通してプランジヤｅがボビンａに挿入
されて構成されているものがある。そして、プラ
ンジヤｅとヨークｄ間に復帰スプリングｆが介設
され、励磁コイルｂにも通電すると、プランジヤ
ｅが固定コアｇを通る磁気回路が構成さる、プラ
ンジヤｅが固定コアｇまで吸引されるようになつ
ている。また、通電を遮断すると、プランシヤｅ
は復帰スプリングｆのバネ力で復帰することにな
り、ヨークｄに対して出没移動することになる。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点上述した直動式電磁駆動装置においては、１本
のプランジヤｅが設けられているのみであり、励
磁コイルｂの通電及び遮断により、このプランジ
ヤｅを離反位置と吸引位置との２位置に移動させ
るのみであつた。

しかしこれでは、例えばガス量を２段又は３段
等に制御する制御弁においては、２つ又は３つの
電磁駆動装置を設けられなければならず、大きな
スペースを要するという問題があつた。また、部
品点数も多くなり、高価になるという欠点があつ
た。

(ニ) 問題点を解決するための手段及び作用この発明は、複数個のプランジヤが順次摺動自
在に嵌合されて複数段のプランジヤ手段が構成さ
れる一方、ボビンに巻回された励磁コイルを包含
して磁気手段が構成され、この磁気手段が前記プ
ランジヤに対応して複数個並接され、前記プラン
ジヤ手段が各磁気手段に挿入されて設けられ、各
段の外側のプランジヤがそれぞれ前記磁気手段と
対応して磁気回路が構成され、前記各プランジヤ
に復帰手段が連係されて成り、前記各磁気手段の
励磁コイルを順に励磁すると、対応する各プラン
ジヤが順に吸引されてプランジヤ手段の先端が複
数段に移動する一方、各励磁コイルを消磁する
と、対応する各プランジヤが復帰手段で復帰して
プランジヤ手段の先端が複数段に移動するように
なつている。

(ホ) 実施例以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

実施例１第１図に示すように、１は直動式電磁駆動装置
であつて、ガス量の制御などを行うものであり、
全開・半開・遮蔽の３段上切換えるように成つて
いる。

この電磁駆動装置１は、２つのプランジヤ２，
３より成るプランジヤ手段４と、２つの磁気手段
５，６とを具備して構成されている。第１プラン
ジヤ２は円柱状に形成され、基端側の大径部２ａ
と先端側の小径部２ｂとより構成されている。第
２プランジヤ３は円筒状に形成され、第１プラン
ジヤ２に摺動自在に嵌合されている。そして、第
２プランジヤ３は第１プランジヤ２に対応して大
内径部３ａと小内径部３ｂとより成り、しかも第
１プランジヤ２より短く、第１プランジヤ２が左
右に突出し、段差部で当接するように構成されて
いる。

一方、磁気手段５，６は、それぞれヨーク７，
８内に収納され、断磁スペーサ９を介して、プラ
ンジヤ手段４の軸方向に並設されている。第１ヨ
ーク７は、断面コ字状の本体７ａにドーナツ状の
前板７ｂが取付けられて成り、第１プランジヤ２
の大径部２ａが前板７ｂを貫通して、ガイドパイ
プ１０に摺動自在に挿入されている。第２ヨーク
８は、断面コ字状の本体８ａにドーナツ状の前板
８ｂが取付けられて成り、第２プランジヤ３が前
板８ｂを貫通して、ガイドパイプ１１に摺動自在
に挿入されると共に、第１プランジヤ２が第２ヨ
ーク８を貫通して設けられている。また、ガイド
パイプ１０，１１内のヨーク７，８基端面には固
定コア１２，１３が取付けられ、各プランジヤ
２，３の基端面が当接するように構成されてい
る。

前記両磁気手段５，６は、第１プランジヤ２及
び第２プランジヤ３に対応しており、電磁石１
４，１５と永久磁石１６，１７とより構成されて
いる。電磁石１４，１５はガイドパイプ１０，１
１に嵌合されたボビン１４ａ，１５ａに励磁コイ
ル１４ｂ，１５ｂが巻回されて成り、各励磁コイ
ル１４ｂ，１５ｂに通電すると、それぞれプラン
ジヤ２，３、ヨーク７，８及び固定コア１２，１
３を通る磁気回路が構成されるようになつてい
る。また、永久磁石１６，１７は磁極片１８，１
９を介してガイドパイプ１０，１１に接して設け
られ、Ｓ極面が支局片１８，１９に、Ｎ極面がヨ
ーク７，８に接し、プランジヤ２，３及びヨーク
７，８と、プランジヤ２，３、ヨーク７，８及び
固定コア１２，１３とを通る磁気回路を構成する
ようになつている。そしえ、電磁石１４，１５と
永久磁石１６，１７との磁力がプランジヤ２，３
に並列に作用するように成つている。

また、第１プランジヤ２と第２プランジヤ３の
先端間、第２プランジヤ３と第２ヨーク８の先端
間には、圧縮の復帰スプリング２０，２１が介設
され、各プランジヤ２，３が突出方向に付勢され
ている。

次に、この直動式電磁駆動装置１の作用につい
て説明する。

先ず、第１及び第２励磁コイル１４ｂ，１５ｂ
に通電していない状態においては、第１図に示す
ように、復帰スプリング２０，２１のバネ力によ
り、両プランジヤ２，３が突出して第１状態位置
にある。続いて、各励磁コイル１４ｂ，１５ｂに
通電することになるが、ここで永久磁石１６，１
７とによる吸引力に付いて説明する。

各磁気手段５，６は、電磁石１４，１５による
磁力と永久磁石１６，１７の磁力とが並列に作用
するように構成されているので、 Fa＝ｋ（φi＋αφa）²−fs ……(1) Fa：吸引力、Ｋ：比例定数、 φa：永久磁石による磁束、 φi：電磁石による磁束、 α：φaの右方流率、 fs：スプリング抗力、となる。今、(1)式において、単純化のためfsを無
視し、Ｋ＝１、φa＝ηφiとすれば、 Fa＝（１＋αη）²・φi² ……(2) となる。一方、電磁石のみの吸引力Fbは、 Fb＝Ｋ・φio²−fs ……(3) となり、(1)式と同様にfsを無視し、Ｋ＝１として
φi＝φioとする。尚、φioは電磁石による磁束で
ある。

この(2)式と(3)式より、FaとFbの比を求めると、 Fa／Fb＝（１＋αη）² ……(4) となり、永久磁石１６，１７を併用すると、吸引
力が大きく、消費電力を少なくすることになる。

この吸引力Faを利用して、先ず、第２励磁コ
イル１５ｂに通電し、磁気回路を構成すると、第
２プランジヤ３が吸引されて固定コア１３に吸着
する。この移動に伴い、第１プランジヤ２も移動
し、第２図に示すように、第２プランジヤ３と固
定コア１３との間隔分Ｘだけ第１プランジヤ２の
先端が移動する。

続いて、第１励磁コイル１４ｂに通電し、磁気
回路を構成すると、第１プランジヤ２が固定コア
１２に吸着する。従つて、第３図に示すように、
固定コア１２との間隔分Ｙだけ第１プランジヤ２
の先端が移動し、第２状態位置と第３状態位置と
が構成されることになる。そして、各状態は永久
磁石１６，１７の吸引力で自己保持されることに
なる。

次に、復帰される場合は、第１励磁コイル１４
ｂに負パルスを印加して第１プランジヤ２を離反
させ、Ｙ分移動させ、その後、第２励磁コイル１
５ｂに負パルスを印加して第２プランジヤ３を離
反させると、第２プランジヤ３にも共にＸ分移動
し、第３図の状態から第２図及び第１図の状態に
復帰することになる。

従つて、第１プランジヤ２の先端が３状態の位
置に移動し、３段の制御等が行われることにな
る。

実施例２この実施例は、第４図に示しており、第１磁気
手段２２及び第２磁気手段２３が電磁石１４，１
５のみで構成されたものである。

従つて、各プランジヤ２，３が自己保持されな
い点を除き、実施例１とその作用・動作は同様で
ある。

実施例３この実施例は、第５図に示しており、プランジ
ヤ手段４が３つのプランジヤ２，３，２４で構成
され、４段に移動するようになつている。

第２プランジヤ３は、大内径部３ａと小内径部
３ｂの他、小外径部３ｃが先端側に形成され、第
１プランジヤ２に慴動自在に嵌合されている。第
３プランジヤ２４は、大内径部２４ａと小内径部
２４ｂとより成り、第２プランジヤ３に慴動自在
に嵌合されている。

一方、磁気手段２２，２３，２５もプランジヤ
２，３，２４に対応して３つ設けられ、電磁石１
４，１５，２６のみで構成されている。そして、
第３磁気手段２５は第３プランジヤ２４に対応
し、第２磁気手段２３に断磁スペーサ９を介して
並設され、他の磁気手段２２，２３と同様に、ヨ
ーク２７内にガイドパイプ２８が設けられると共
に、ボビン２６ａに励磁コイル２６ｂが巻回され
て成る電磁石２６が設けられて構成されている。

次に、作用について説明すると、先ず、第３励
磁コイル２６ｂに通電して磁気回路を構成し、第
３プランジヤ３，４が移動し、最突出状態の第１
状態より第２状態になる。続いて第２励磁コイル
１５ｂに通電して第２プランジヤ３を吸引し、第
３状態に移り、最後に第１励磁コイル１４ｂに通
電して第１プランジヤ２を吸引して第４状態に移
る。

これにより、４段に切換わることになり、復帰
させる時は逆に消磁すればよい。

尚、実施例２及び３は、第４図及び第５図にお
いて復帰スプリングが省略されている。

また、実施例３において、各磁気手段２２，２
３，２５は実施例１と同様に永久磁石を備えても
よい。

また、この発明の電磁駆動装置は５段以上に切
換えるようにしてもよく、４つ以上のプランジヤ
とこれに対応して磁気手段を磁気手段を設けても
よい。

また、プランジヤ手段の先端位置は第１プラン
ジヤ２の先端位置で各状態に切換わるようにした
が、各プランジヤのストロークを変えて、テレス
コープ状に変化させるようにしてもよい。

(ヘ) 発明の効果以上のように、この発明の直動式電磁駆動装置
によれば、複数個のプランジヤを順次摺動自在に
嵌合してプランジヤ手段を構成する一方、励磁コ
イルを有する磁気手段をプランジヤに対応して複
数個並設して前記プランジヤ手段を複数段に移動
させるようにしたために、プランジヤ手段の先端
を３位置以上に移動させることができるので、多
くの機能を発揮させることができると共に、汎用
性を持たせることができる。例えば、ガス量の制
御においては、全開と遮蔽の他、半開や1/3開閉
等を１つの装置で行うことができるので、小スペ
ースで多数の制御を行うことができると共に、部
品点数を少なくすることができるから、安価にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、この発明の実施態様を示
し、第１図は、実施例１の直動式電磁駆動装置の
中央縦断面図、第２図及び第３図は、それぞれ動
作状態を示す同一部省略中央縦断面図、第４図
は、実施例２の同中央縦断面図、第５図は、実施
例３の同中央縦断面図、第６図は、従来の直動式
電磁駆動装置の中央縦断面図である。１：直動式電磁駆動装置、２，３，２４：プラ
ンジヤ、４：プランジヤ手段、５，６，２２，２
３，２５：磁気手段、１４，１５，２６：電磁
石、１４ａ，１５ａ，２６ａ：ボビン、１４ｂ，
１５ｂ，２６ｂ：励磁コイル、１６，１７：永久
磁石。

Claims

【特許請求の範囲】１複数個のプランジヤが順次摺動自在に嵌合さ
れて複数段のプランジヤ手段が構成される一方、
ボビンに巻回された励磁コイルを包含して磁気手
段が構成され、この磁気手段が前記プランジヤに
対応して複数個並設され、前記プランジヤ手段が
各磁気手段に挿入されて設けられ、各段の外側の
プランジヤがそれぞれ前記磁気手段と対応して磁
気回路が構成され、前記各プランジヤに復帰手段
が連係されて成り、前記各磁気手段の励磁コイル
を励磁して前記プランジヤ手段の先端を複数段に
往復駆動させることを特徴とする直動式電磁駆動
装置。２前記磁気手段は、永久磁石を備えており、対
応する各プランジヤを保持することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の直動式電磁駆動装
置。