JPH07305784A - 電磁ソレノイドおよびノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイルから発生する磁界によりプランジャを
確実に駆動できる電磁ソレノイドおよび流体の噴射と遮
断を確実にできるノズル装置を得る。 【構成】 プランジャ３３は内部に永久磁石３５を有し
ている。コイル４に通電されると、その磁界によりプラ
ンジャ３３が（ロ）方向へ駆動され、且つ磁化された磁
性体ベース３１によりプランジャ３３が吸着される。こ
れにより噴射ノズル部１６の噴射孔１６ａが開放され、
同時に軸１８に形成された戻り弁１８ａがシールリング
２３に圧接し、ドレーン管２４への戻り経路が閉鎖され
る。プランジャ３３に永久磁石３５が収納されているた
め、コイル４の巻線数が少なく、または電流量が少なく
ても、プランジャが確実に駆動される。また永久磁石３
５は非磁性材料の筒体３４に保護されているため、プラ
ンジャ３３が摺動するときに永久磁石３５が損傷するこ
とがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プランジャに永久磁石
が用いられた電磁ソレノイド、および、この電磁ソレノ
イドの動作機能を利用した、気化灯油の噴射バーナーな
どとして用いられるノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１と図１２は、従来の電磁ソレノイ
ドを用いたノズル装置を、動作別に示す断面図である。
このノズル装置は、例えば灯油を使用するストーブの噴
射バーナーなどとして用いられる。ノズル装置には、駆
動機構として電磁ソレノイド１が設けられている。電磁
ソレノイド１は、磁性材料製の外装ヨーク２の内部に、
非磁性材料製のボビン３が収納され、このボビン３にコ
イル４が巻かれている。ボビン３の中空部の内部後端
に、鉄などの磁性材料により形成された磁性体ベース５
が設けられ、この磁性体ベース５は外装ヨーク２にかし
めなどの手段で固定されている。磁性体ベース５の前方
には、非磁性材料製の円筒状のキャップ６が嵌着され、
磁性体ベース５とキャップ６との嵌着部にはシールリン
グ７が介装されている。キャップ６の図示右側の端部６
ａは絞り加工により内側に折曲げ成形されている。また
ボビン３よりも図示右側でのキャップ６の外面には、磁
性材料製の前部ベース８が設けられている。

【０００３】キャップ６内にはプランジャ９が摺動自在
に挿入されている。このプランジャ９は鉄などの磁性材
料により形成されており、図示左端にはテーパ面９ａが
形成されている。前記磁性体ベース５には、プランジャ
９のテーパ面９ａに対面するテーパ穴５ａが形成されて
いる。前記磁性体ベース５の中心穴５ｂ内には、プラン
ジャ９を（イ）方向へ弾性押圧する復帰ばね部材１０が
内装されている。上記電磁ソレノイド１は、従来より一
般的に使用されている構造であり、コイル４の非通電時
には、復帰ばね部材１０の弾性力によりプランジャ９が
（イ）方向へ移動しており（図１１）、コイル４に通電
されると、磁性体ベース５が磁化され、磁性体ベース５
によりプランジャ９が（ロ）方向へ引き付けられる（図
１２）。磁性体ベース５とプランジャ９は、テーパ穴５
ａとテーパ面９ａとが対向する構造とすることにより、
両部材間の磁気吸着面積を広くできるようになってい
る。

【０００４】前部ベース８の前方には、ノズルハウジン
グ１１が接合されている。前部ベース８とノズルハウジ
ング１１との接合部にはシールリング１２が介装され、
ナット１３により、前部ベース８とノズルハウジング１
１とが固着されている。ノズルハウジング１１には、気
化された灯油が供給される供給通路１１ａと、これに連
通して図示左右方向に延びる流体通路１１ｂが形成され
ている。この流体通路１１ｂは、前記キャップ６内での
プランジャの移動空間Ａ内に連通し、さらにプランジャ
９の外周の溝などを経て磁性体ベース５の中心穴５ｂ内
に連通されている。

【０００５】ノズルハウジング１１の流体通路１１ｂ内
には、第１の軸１５が挿入されている。この第１の軸１
５の左端は、プランジャ９に形成された凹部９ｂ内に挿
入され、リング１７が嵌着されている。ノズルハウジン
グ１１には、流体通路１１ｂの右端に連通する噴射ノズ
ル部１６が形成されており、この噴射ノズル部１６に
は、弁受け部１６ｂと噴射孔１６ａが形成されている。
第１の軸１５の図示右端には、前記弁受け部１６ｂに接
離して噴射ノズル部１６を開閉するノズル弁１５ａが形
成されている。ノズル弁１５ａの先端には噴射孔１６ａ
の詰まりを防止する小径軸１５ｂが一体に形成されてい
る。

【０００６】プランジャ９に穿設された軸穴９ｃには第
２の軸１８が摺動自在に挿入されている。第２の軸１８
の図示右端は、プランジャ９の凹部９ｂ内に挿入され、
リング１９が嵌着されている。そして第１の軸１５のリ
ング１７と、第２の軸１８のリング１９との間にはスト
ローク吸収用のばね部材２１が収納されている。前記磁
性体ベース５の中心穴５ｂの図示左端にはしんちゅうな
どの金属により形成されたホルダー２２が固着され、こ
のホルダー２２に穴２２ａが形成され、この穴２２ａに
シールリング２３が固着されている。前記第２の軸１８
の図示左端はテーパ面に形成されて、穴２２ａを開閉す
る戻り弁１８ａとなっている。

【０００７】図１２に示すように、コイル４に通電され
て、プランジャ９が（ロ）方向へ吸着されているとき
に、ノズル弁１５ａが弁受け部１６ｂから離れて噴射ノ
ズル部１６が開き、供給通路１１ａおよび流体通路１１
ｂを介して供給される気化された灯油が、噴射孔１６ａ
から噴射される。このとき第２の軸１８の図示左端に形
成されたテーパ状の戻り弁１８ａがシールリング２３に
密着し、液体通路１１ｂ内の気化灯油が、穴２２ａから
ドレーン管２４に流れないように、戻り経路が遮断され
る。なお、図１２の状態では、第２の軸１８がシールリ
ング２３に密着した後に、プランジャ９が（ロ）方向へ
吸着される際、吸収用のばね部材２１が収縮され、これ
によりプランジャ９と第２の軸１８とのストロークの差
が吸収される。

【０００８】図１１に示すように、コイル４への通電が
断たれると、プランジャ９が復帰ばね部材１０により
（イ）方向へ復帰させられる。このとき第１の軸１５の
右端部のノズル弁１５ａが弁受け部１６ｂに当たって噴
射ノズル部１６が閉鎖され、噴射孔１６ａからの気化灯
油の噴射が停止する。このとき気化灯油の供給も止めら
れるが、ノズルハウジング１１内に残留している気化灯
油は、プランジャの移動空間Ａおよび磁性体ベース５の
中心穴５ｂ内を経て、ホルダー２２の穴２２ａからドレ
ーン管２４に逃がされ、ドレーン管２４から、燃料タン
クなどに戻される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１と図１
２に示す電磁ソレノイド１およびノズル装置には、以下
に列記する問題点がある。 （１）第１の軸１５は復帰ばね部材１０の弾性力により
（イ）方向へ付勢され、その付勢力により、ノズル弁１
５ａが弁受け部１６ｂに嵌着し、噴射ノズル部１６を閉
鎖している。この閉鎖力を与えるために復帰ばね部材１
０は、かなり強い弾性力を発揮するものとなっている。
したがって、プランジャ９を（ロ）方向へ引き込む際に
必要となる力が大きくなり、コイル４への供給電流を多
くしなくてはならない。あるいはコイルの巻き線数を多
くしなければならない。そのため消費電力が多くなり、
またはコイル４の径寸法が大きくなって、装置全体が大
型化する。

【００１０】（２）復帰ばね部材１０が何らかの理由で
破損した場合には、第１の軸１５が（イ）方向へ確実に
押圧されなくなり、噴射ノズル部１６の閉鎖が不十分と
なって、気化灯油の噴射を確実に遮断できなくなり、バ
ーナーとして使用する場合には、安全性に問題が生じる
ことになる。

【００１１】（３）磁化された磁性体ベース５にプラン
ジャ９が磁気吸着される構造であるため、磁性体ベース
５とプランジャ９が共に磁性材料製でなければならず、
両部材５と９が鉄などにより切削加工されたものとな
り、加工コストが高くなっている。特にテーパ穴５ａと
テーパ面９ａの加工が必要であるため製造コストが高く
なっている。

【００１２】（４）共に鉄により切削加工された磁性体
ベース５にプランジャ９が磁気吸着される際に、テーパ
面９ａとテーパ穴５ａとの接触衝撃音が大きくなる。石
油ストーブなどの場合に、点火する度にソレノイドの大
きな衝撃音が発生することになり、商品のイメージを低
下させることになる。

【００１３】（５）プランジャ９と第２の軸１８との移
動ストローク吸収用のばね部材２１が、プランジャ９の
凹部９ｂ内に配置されているが、切削加工品のプランジ
ャ９に前記凹部９ｂを追加工することにより、さらに製
造コストが高くなる。

【００１４】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、少ない消費電力によりプランジャを確実に駆動で
き、またプランジャの駆動時の衝撃音なども小さくでき
るようにし、さらに安価に製造できる電磁ソレノイドを
提供することを目的としている。

【００１５】また、本発明は上記電磁ソレノイドを使用
して、流体を確実に遮断しまたは噴射させることができ
るようにしたノズル装置を提供することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による電磁ソレノ
イドは、コイルと、コイルから発せられる磁界により磁
化される磁性体ベースと、コイルから発せられる磁界内
を移動するプランジャと、このプランジャと共に移動す
る軸とを有し、前記プランジャ内に永久磁石が収納され
ていることを特徴とするものである。

【００１７】例えばプランジャの構造は、非磁性の筒体
を有するものであり、この筒体の内部に永久磁石が収め
られているものである。

【００１８】また、永久磁石を円筒形状とし、プランジ
ャと軸との移動ストロークの差を吸収するばね部材を、
前記永久磁石の内部に収納する構造とすることが好まし
い。

【００１９】本発明によるノズル装置は、コイルと、コ
イルから発せられる磁界により磁化される磁性体ベース
と、コイルから発せられる磁界内を移動し内部に永久磁
石が収納されたプランジャと、このプランジャと共に移
動する軸と、プランジャの移動空間に連通し且つ前記軸
が挿入された流体通路と、前記軸が一方へ移動したとき
に前記流体通路内の流体の噴射を可能にする噴射ノズル
部と、前記噴射ノズル部が閉鎖される方向へ軸が移動し
たときに前記流体通路とプランジャの移動空間を経由す
る戻り経路を形成し、噴射ノズルが開かれる方向へ軸が
移動したときに前記戻り経路を閉じる戻り弁が設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００２０】上記において、戻り弁を、プランジャの移
動空間と噴射ノズルとの間に配置することが好ましい。

【００２１】

【作用】本発明の電磁ソレノイドでは、プランジャに永
久磁石を設けたことにより、コイルから発せられる磁界
が比較的弱くても、前記永久磁石がこれを補佐するよう
に機能し、プランジャが確実に動作させられる。またコ
イルの線の巻き数を少なくでき、あるいはコイルへ通電
する電流を少なくできることになり、コイルの小径化ま
たは消費電力の低減化を図ることができる。

【００２２】例えばプランジャの構造として、非磁性の
筒体の内部に永久磁石が収められた構造とすれば、プラ
ンジャが摺動する際に前記筒体が内部の永久磁石を保護
するように機能し、可動部であるプランジャに永久磁石
が収納されていても、この永久磁石が破損するようなこ
とがない。また、プランジャの移動側両端が磁性材料製
であっても、プランジャの上記非磁性の筒体が磁性材料
部分に当たることになるため、永久磁石を有するプラン
ジャが磁性材料部分に強く磁気吸着されてしまうのを防
止できる。よって、磁性体ベースの磁化または復帰ばね
部材の弾性力などによりプランジャがスムーズに移動さ
せられるようになる。また上記筒体が磁性体ベースなど
に当たる構造とすることにより、動作時の衝撃音を従来
の電磁ソレノイドなどに比べて非常に小さくできる。

【００２３】また、永久磁石を円筒形状とし、プランジ
ャと軸との移動ストロークの差を吸収する吸収ばねを、
前記永久磁石の内部に収納する構造とすれば、電磁ソレ
ノイド全体の構造を簡単にでき、また小型化できる。

【００２４】本発明によるノズル装置は、上記の電磁ソ
レノイドと同じ構造のソレノイドが含まれている。永久
磁石を含むプランジャの移動により、軸が一方へ移動さ
せられると、噴射ノズル部が開いて気化された流体など
が噴射される。このとき前記軸の移動により流体の戻り
経路が閉鎖される。プランジャが逆の方向へ移動し、前
記噴射ノズル部が閉鎖されると、前記戻り経路が形成さ
れ、流体通路内に残留する気化流体などが戻り経路から
戻される。

【００２５】上記において、戻り弁が、プランジャの移
動空間と噴射ノズルとの間に配置されていると、流体通
路内に残留する気化された液体などがプランジャの移動
空間内に入ることがなくなる。また、プランジャの移動
空間と噴射ノズルとの間に、戻り弁を支持する支持部を
配置することができ、プランジャの移動空間よりも後方
の領域での支持構造を簡単にできるようになる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１と図２は本発明の第１実施例の電磁ソレノイド
を用いたノズル装置を示す断面図であり、図１は噴射ノ
ズル部が閉じられた状態を示し、図２は噴射ノズル部が
開かれた状態を示す。図３と図４は第１実施例の変形例
を示す断面図であり、図３は噴射ノズル部が閉じられた
状態を示し、図４は噴射ノズル部が開かれた状態を示
す。図１と図２に示すノズル装置の電磁ソレノイド１Ａ
では、外装ヨーク２内にコイル４が巻かれたボビン３が
収納され、ボビン３の内部後端には磁性材料製の磁性体
ベース３１が固定され、ボビン３よりも前方には前部ベ
ース８が設けられており、この点において図１１と図１
２に示した従来例と同じである。

【００２７】ただし、上記磁性体ベース３１は、プラン
ジャ３３との突き当て面３１ａが、軸中心線に対して垂
直な平面となっている。磁性体ベース３１にはシールリ
ング７を介して非磁性材料製のキャップ（筒体）３２が
取付けられている。このキャップ３２の図示右端は図１
１と図１２に示す従来例のように絞り加工されていな
い。そして、磁性材料により形成された前部ベース８の
内面が軸中心線に対して垂直な突き当て面８ａとなり、
この突き当て面８ａがキャップ３２の内側の空間に露出
し、プランジャ３３に突き当てられるようになってい
る。

【００２８】前部ベース８の前方には、シールリング１
２を介してノズルハウジング１１が接合され、ナット１
３で固定されている。ノズルハウジング１１には気化さ
れた灯油が供給される供給通路１１ａと、図示左右方向
に延びる流体通路１１ｂとが形成されている。ノズルハ
ウジング１１の図示右端部は、噴射ノズル部１６であ
り、この噴射ノズル部１６に、前記流体通路１１ｂに連
通する噴射孔１６ａと弁受け部１６ｂとが形成されてい
る。また、流体通路１１ｂは、前部ベース８の内部空間
（プランジャの移動空間Ａ）に連通している。

【００２９】キャップ３２の内部で且つ磁性体ベース３
１と前部ベース８との間に、前記プランジャ３３が設け
られている。プランジャ３３は、筒体３４とその内部に
収納された永久磁石３５とを有している。永久磁石３５
は円筒形状であり、筒体３４は非磁性材料の板材から絞
り成形されたものである。この筒体３４と前記キャップ
３２は共に非磁性材料板により形成されているが、この
非磁性材料板は例えばステンレススチール板などであ
る。筒体３４の図示左端は、内側に折曲げられた当接部
３４ａとなり、右端は同様にして内側に折曲げられた当
接部３４ｂとなっている。当接部３４ａは軸中心線に対
して垂直面となり、前記磁性体ベース３１の突き当て面
３１ａに平面当接できるものとなっている。また、当接
部３４ｂは軸中心線に対して垂直面となり、前部ベース
８の突き当て面８ａに平面当接できるものとなってい
る。

【００３０】永久磁石３５の左右両端面と筒体３４の前
記各当接部３４ａ，３４ｂとの間には、磁性体リング３
６と３７が設けられている。この磁性体リング３６と３
７は、例えば鉄などの磁性材料により形成され、永久磁
石３５の両端面に磁気吸着により固定されあるいは磁気
吸着と接着とにより固定されている。ノズルハウジング
１１の流体通路１１ｂ内には、図１１と図１２に示した
従来例と同様の構造の第１の軸１５が挿入されている。
第１の軸１５の図示右端には、弁受け部１６ｂに接離し
て前記噴射ノズル部１６を開閉するノズル弁１５ａが、
またその先端には噴射孔１６ａの詰まりを防止するため
の小径軸１５ｂが一体に形成されている。第１の軸１５
の左端は、プランジャ３３内の磁性体リング３７内に挿
入され、内側にリング１７が嵌着されて抜け止めされて
いる。プランジャ３３の図示左側には第２の軸１８が設
けられている。この第２の軸１８は、プランジャ３３の
磁性体リング３６内に挿入され、内側からリング１９が
嵌着されて抜け止めされている。そして両リング１７と
１９の間にストローク吸収用のばね部材２１が介装され
ている。このばね部材２１は、圧縮コイルスプリングで
ある。このばね部材２１は、円筒状の永久磁石３５の内
部空間に収納されている。

【００３１】磁性体ベース３１の中心穴３１ｂの図示左
端にはしんちゅうなどの金属で形成されたホルダー２２
が嵌着されている。このホルダー２２と、プランジャ３
３内の磁性体リング３６との間に復帰ばね部材１０が介
装されている。この復帰ばね部材１０は、圧縮コイルス
プリングである。ホルダー２２の穴２２ａの周囲にはシ
ールリング２３が保持されている。磁性体ベース３１の
図示左側部分には、ドレーン通路３１ｃが形成されてお
り、このドレーン通路３１ｃは、ホルダー２２の穴２２
ａおよび磁性体ベース３１の中心穴３１ｂを経てプラン
ジャの移動空間Ａに連通している。また磁性体ベース３
１の後端にはドレーン管２４が接続され、このドレーン
管２４の内部が前記ドレーン通路３１ｃに連通してい
る。前記第２の軸１８の図示左端はテーパ面に形成され
た戻り弁１８ａとなっており、この戻り弁１８ａが前記
シールリング２３内に挿入されている。

【００３２】次に、上記第１実施例の電磁ソレノイド１
Ａおよびこれを使用したノズル装置の動作について説明
する。図１はコイル４に通電されていない状態を示し、
図２は通電された状態を示している。図１に示すよう
に、コイル４に通電されていないときには、復帰ばね部
材１０の弾性付勢力によりプランジャ３３が（イ）方向
へ移動し、これと共に第１の軸１５が（イ）方向へ移動
してノズル弁１５ａが弁受け部１６ｂ内に嵌着され、噴
射ノズル部１６が閉鎖されている。また小径軸１５ｂは
噴射孔１６ａ内に挿入されている。

【００３３】コイル４に通電されると、磁性体ベース３
１が磁化され、またコイル４にて発生する磁界によりプ
ランジャ３３内の永久磁石３５に（ロ）方向への駆動力
が与えられ、図２に示すようにプランジャ３３が（ロ）
方向へ駆動されて磁性体ベース３１に磁気吸着される。
ここで、図１の状態でプランジャ３３が前部ベース８の
突き当て面８ａに面当接していたとしても、磁性材料製
の前部ベース８と永久磁石３５との間には、非磁性材料
製の筒体３４の当接部３４ｂが介在し、当接部３４ｂの
板厚分だけ永久磁石３５と突き当て面８ａとが離れてい
る。したがって、永久磁石３５と前部ベース８とが強固
に磁気吸着されて密着することがなく、コイル４への通
電により、プランジャ３３は突き当て面８ａから簡単に
離れて（ロ）方向へ速やかに移動できる。また、非磁性
材料製の筒体３４に、突き当て面８ａに対面する当接部
３４ｂが形成されていることにより、キャップ３２側
に、突き当て面８ａの内側に延びる絞り加工の折曲部を
設ける必要がなくなる。

【００３４】コイル４へ通電されたとき、プランジャ３
３内の永久磁石３５が（ロ）方向への駆動力を補助する
機能を発揮することになる。また永久磁石３５により、
磁性体ベース３１とプランジャ３３との磁気吸着力が補
完される。図２に示すように、プランジャ３３が（ロ）
方向へ駆動されると、第１の軸１５が（ロ）方向へ引か
れ、軸１５に形成されたノズル弁１５ａが弁受け部１６
ｂから離れて噴射ノズル部１６が開かれ、気化された灯
油は供給通路１１ａから流体通路１１ｂを経て、噴射孔
１６ａから噴射され、バーナーが点火される。このとき
第２の軸１８も（ロ）方向へ移動し、軸１８にテーパ面
として形成された戻り弁１８ａがシールリング２３に圧
着し、ドレーン通路３１ｃとドレーン管２４への戻り経
路が閉鎖される。よって、気化された灯油がドレーン管
２４へ流れるのが防止される。

【００３５】プランジャ３３が（ロ）方向へ駆動された
図２の状態では、第２の軸１８がストローク吸収用のば
ね部材２１の弾圧力により（ロ）方向へ弾圧付勢され、
この弾圧力により軸１８の戻り弁１８ａがシールリング
２３に加圧され、この部分の通路が閉鎖される。また軸
１８の戻り弁１８ａがシールリング２３に圧接された状
態よりもプランジャ３３はさらに（ロ）方向へ移動し
て、磁性体ベース３１の突き当て面３１ａに吸着されて
密着するが、図２に示すように、軸１８の（ロ）方向へ
の移動ストロークと、プランジャ３３の（ロ）方向への
移動ストロークの差は、ばね部材２１が収縮することに
より吸収される。

【００３６】コイル４への通電が断たれると、磁性体ベ
ース３１とプランジャ３３との磁気吸着が解除され（コ
イルにより生じる磁気吸着力が解除され）、復帰ばね部
材１０の弾性力により、プランジャ３３が（イ）方向へ
駆動され、図１に示す状態に復帰する。図２の状態で
は、磁性材料製の磁性体ベース３１の突き当て面３１ａ
と永久磁石３５との間に、非磁性材料製の筒体３４の当
接部３４ａが介在しているため、当接部３４ａの板厚に
より、永久磁石３５の磁気力による両部材の吸着力が調
節され、両部材の密着力が低下させられている。よって
コイル４への通電が断たれたときに、復帰ばね部材１０
の弾性力によりプランジャ３３は速やかに（イ）方向へ
の移動を開始でき、磁性体ベース３１と永久磁石３５と
が密着して動かなくなるのを防止できるようになってい
る。

【００３７】プランジャ３３が（イ）方向へ図１の位置
まで移動すると、復帰ばね部材１０の弾圧力によりプラ
ンジャ３３が（イ）方向へ弾圧されるが、プランジャ３
３の筒体３４の右側の当接部３４ｂが、軸１５の溝の段
差１５ｂに突き当たることにより、第１の軸１５に対し
て復帰ばね部材１０の弾圧力が作用し、これにより軸１
５の右端のノズル弁１５ａが弁受け部１６ｂに確実に嵌
着され噴射ノズル部１６が閉じられ、バーナーの噴射が
停止する。このとき、第２の軸１８の戻り弁１８ａがシ
ールリング２３から離れ、磁性体ベース３１にて、中心
穴３１ｂとドレーン通路３１ｃとが連通する。コイル４
への通電の停止と共に、供給通路１１ａへの気化された
灯油の供給が断たれるが、供給通路１１ａや流体通路１
１ｂ内に残留している気化された灯油は、プランジャの
移動空間Ａからプランジャ３３の外周を通過し、中心穴
３１ｂを経てドレーン通路３１ｃ内に逃げ、さらにドレ
ーン管２４から燃料タンクなどに戻される。

【００３８】上記実施例では、電磁ソレノイド１Ａのプ
ランジャ３３の内部に永久磁石３５が収納されているた
め、コイル４への通電時に、永久磁石３５が電磁力を補
完することになる。すなわち、コイル４からの磁界によ
り永久磁石３５に（ロ）方向への移動力が生じ、さらに
磁性体ベース３１とプランジャ３３との磁気吸着力も永
久磁石３５により補完される。よって、コイル４の線の
巻き数が少なくても、あるいはコイル４へ通電される電
流量が少なくても、プランジャ３３が確実に（ロ）方向
へ駆動されることになる。コイル４の線の巻き数を少な
くできることにより、電磁ソレノイド１Ａおよびノズル
装置全体を小型化できる。また消費電力も低減できる。

【００３９】また図１１と図１２に示す従来の電磁ソレ
ノイド１では、コイル４への通電で磁化された磁性体ベ
ース５により、磁性材料製のプランジャ９が磁気吸着さ
れる構造であるため、磁性体ベース５にテーパ穴５ａが
プランジャ９にテーパ面９ａが形成されて、テーパ穴５
ａとテーパ面９ａとの磁気吸着面積を大きくする構造と
なっているが、上記実施例では、コイル４への通電時に
永久磁石３５が（ロ）方向への移動力を補完するため、
磁性体ベース３１に従来のようなテーパ面を形成する必
要がない。すなわち、磁性体ベース３１の突き当て面３
１ａと、プランジャ３３の筒体３４の当接部３４ａとが
共に平面にて対向し、図２の状態で両部材の間隔が離れ
ていても、永久磁石３５によりプランジャ３３が確実に
（ロ）方向へ移動させられることになる。

【００４０】磁性体ベース３１にテーパ穴を設ける必要
がなくなるため、磁性体ベース３１の加工コストを低減
させることが可能である。またプランジャ３３も従来の
ような磁性材料を切削加工したものではなく、プレス加
工にて形成可能な筒体３４の内部に永久磁石３５を配置
した構造であるため、製造が容易である。またストロー
ク吸収用のばね部材２１をリング状の永久磁石３５の内
部に配置しているため、このばね部材２１の配置のため
の特別な追加工は不要である。また、プランジャ３３
は、外周の筒体３４がキャップ３２の内側を摺動し、永
久磁石３５がキャップ３２の内面を直接摺動しない構造
であるため、動作中に永久磁石が破損することもない。
また、プランジャ３３の移動力が永久磁石３５で補充さ
れるため、筒体３４の当接部３４ａの面積が小さくて
も、コイル４への通電時にプランジャ３３を（ロ）方向
へ確実に駆動できる。筒体３４の当接部３４ａの面積が
小さいので、プランジャ３３が（ロ）方向へ吸着された
際の衝撃音がきわめて小さいものとなる。

【００４１】また、このノズル装置では、コイル４に通
電されていない図１の状態で、プランジャ３３は永久磁
石３５により前部ベース８に引き付けられている。よっ
て例えば図１の状態で復帰ばね部材１０が損傷しあるい
は劣化などし、復帰ばね部材１０の（イ）方向への弾圧
力が不十分となった場合であっても、永久磁石３５と前
部ベース８との磁気吸着力により、第１の軸１５が
（ロ）方向へ動くことがなく、噴射ノズル部１６が確実
に閉鎖されたままとなり、噴射孔１６ａからの気化され
た灯油の洩れが生じるのを防止できる。

【００４２】また、損傷や劣化などで復帰ばね部材１０
の弾性力が低下した場合、図２の状態にてコイル４への
通電を断ったときに、プランジャ３３が（イ）方向へ復
帰できなくなる。この場合、プランジャ３３内の永久磁
石３５を利用し、コイル４に逆磁界を発生させることに
よりプランジャ３３を（イ）方向へ復帰させることがで
きる。例えば、コイル４への通電を断った後の所定時間
内に噴射ノズル部が閉じられていないことが検知手段に
より検知されたときまたはバーナーが消火されていない
ことが検知されたときに、コイル４に吸着時と逆方向の
電流を与え、永久磁石３５に対して（イ）方向への駆動
力を強制的に与えればよい。なお、通常の動作におい
て、図２の状態からプランジャ３３を（イ）方向へ復帰
させる際に、コイル４への通電を断つだけでなく、コイ
ル４に逆電流を与え、逆磁界により永久磁石３５に与え
られる（イ）方向への力と復帰ばね部材１０の弾性力の
双方の力によりプランジャ３３を（イ）方向へ復帰させ
てもよい。

【００４３】次に、図３と図４により、上記第１実施例
の変形例について説明する。この変形例での電磁ソレノ
イド１Ｂは、前部ベース８が図示左右方向に長い形状で
あり、その左端には図１に示すような凹加工がなされて
おらず、軸中心線に対して垂直な突き当て面８ａが、前
部ベース８の端面により形成されている。この前部ベー
ス８の外周にはシールリング４２が嵌着されて、キャッ
プ３２の内部に挿入固定されている。磁性体ベース３
１、前部ベース８およびプランジャ３３内に１本の駆動
軸４１が挿通されている。プランジャ３３の永久磁石３
５の中空部内において、駆動軸４１にはリング４３が嵌
着されている。筒体３４の右側の当接部３４ｂの内側に
設けられた磁性体リング３７と、前記リング４３との間
にストローク吸収用のばね部材２１が介装されている。
駆動軸４１の左端にはシールリング２３に圧接される戻
り弁４１ａがテーパ面により形成されているが、図４に
示すように、戻り弁４１ａがシールリング２３に圧接
し、且つプランジャ３３が磁性体ベース３１に吸着され
た状態で、駆動軸４１の（ロ）方向への移動ストローク
と、プランジャ３３と（ロ）方向への移動ストロークと
の差がばね部材２１の収縮により吸収される。

【００４４】上記駆動軸４１の図示右側部分は、ノズル
ハウジング１１の流体通路１１ｂ内に挿入されている。
この流体通路１１ｂ内には弁軸４４が設けられている。
この弁軸４４の図示右端部にはノズル弁４４ａと小径軸
４４ｂとが一体に形成され、このノズル弁４４ａにより
噴射ノズル部１６が開閉されるようになっている。前記
駆動軸４１と弁軸４４とは弾性カップリング４５により
連結されている。この弾性カップリング４５は筒体の先
部に弾性変形部４５ａが形成されているものである。弁
軸４４は弾性カップリング４５内でリング４６により抜
け止められている。そして駆動軸４１の右端の頭部４１
ｃが弾性変形部４５ａ内に嵌着されている。このノズル
装置では、ナット１３を弛めて前部ベース８とノズルハ
ウジング１１とを分離し、駆動軸４１からカップリング
４５を抜き取ることにより、ノズル弁４４ａが形成され
た弁軸４４を簡単に交換することができる。

【００４５】図３と図４に示す実施例においても、プラ
ンジャ３３は非磁性材料製の筒体３４の内部に永久磁石
３５が設けられたものであり、コイル４からの磁界によ
りプランジャ３３に（ロ）方向への駆動力が与えられ、
またコイル４に逆電流が与えられると、（イ）方向へ駆
動される。ここで、図３と図４の実施例では、プランジ
ャ３３の移動空間Ａがコイル４の巻き範囲内に収まって
いるため、すなわち移動空間Ａがコイル４の図示左右方
向への長さ範囲内に収まっているため、コイル４にて得
られる磁界によるプランジャ３３の駆動効率が高くな
る。なお、図１，図２と図３，図４に示す実施例におい
て、前部ベース８を非磁性材料により形成すれば、プラ
ンジャ３３の右側の筒体３４の当接部３４ｂを設けず、
磁性体リング３７を前部ベース８の突き当て面８ａに直
接に当てるようにできる。この場合、磁性体リング３７
の代わりに、比較的軟質なダンパー材のリングを用いる
ことにより、永久磁石３５を保護できる。

【００４６】図５と図６は本発明の第２実施例の電磁ソ
レノイド１Ｃを用いたノズル装置を示している。この実
施例では、磁性体ベース３１が図１に示すものとほとん
ど同じ構造であるが、磁性体ベース３１内には戻り経路
を閉鎖するためのシールリング２３（図１参照）が設け
られていない。一方前部ベース８の内部にテーパ面８ｂ
が形成されている。ノズルハウジング１１の流体通路１
１ｂ内には、弁軸４７が挿入されている。弁軸４７の図
示右端部には、ノズル弁４７ａと小径軸４７ｅとが形成
され、このノズル弁４７ａにより噴射ノズル部１６が開
閉されるようになっている。弁軸４７の図示左端は小径
部４７ｂとなり、この小径部４７ｂがプランジャ３３の
磁性体リング３７の中心部を通り永久磁石３５の中空の
空間内に挿入されている。この小径部４７ｂの先端には
溝４７ｃが形成され、この溝４７ｃにリング４８が嵌着
されている。またリング４８と磁性体リング３７との間
に、ストローク吸収用のばね部材２１が介装されてい
る。

【００４７】前記リング４８は金属リングの外周から中
心部に向かって弾性変形する複数の爪４８ａが一体に形
成されているものである。この実施例では、プランジャ
３３内の永久磁石３５の中空部内にばね部材２１とリン
グ４８を組み込んでおき、前部ベース８内を通してプラ
ンジャ３３の内部に弁軸４７の小径部４７ｂを差し込む
と、差し込み力により溝４７ｃがリング４８の爪４８ａ
に弾性嵌合し、これによりプランジャ３３に対して弁軸
４７を簡単に組み込むことができる。弁軸４７の図示左
端には戻り弁４７ｄが一体に形成され、その左端部には
シールリング４９が装着されている。このシールリング
４９が、前部ベース８内の前記テーパ面８ｂに当たるこ
とにより、気化された灯油がドレーン管２４方向へ流れ
るのを防止できる。

【００４８】この実施例では、コイル４への通電が断た
れると、図５に示ように復帰ばね部材１０によりプラン
ジャ３３が（イ）方向へ戻され、これと共に弁軸４７が
（イ）方向へ移動する。まず弁軸４７の右端部のノズル
弁４７ａにより、噴射ノズル部１６が閉鎖される。この
とき戻り弁４７ｄと共にシールリング４９が（イ）方向
へ移動し、流体通路１１ｂ内に残留する気化された灯油
が、前部ベース８内からプランジャの移動空間Ａ内を通
過し、磁性体ベース３１の中心穴３１ｂからドレーン管
２４へ逃がされる。コイル４に通電されると、永久磁石
３５に（ロ）方向への駆動力が作用し、また磁性体ベー
ス３１によりプランジャ３３が吸着される。その結果、
図６に示すように、戻り弁４７ｄによりシールリング４
９がテーパ面８ｂに圧接され、流体通路１１ｂからプラ
ンジャの移動空間Ａ内へ気化された灯油が侵入するのが
阻止される。図６の状態で、シールリング４９がテーパ
面８ｂに圧接したときの弁軸４７の（ロ）方向への移動
ストロークと、プランジャ３３の（ロ）方向への移動ス
トロークの差は、永久磁石３５の内部に有るばね部材２
１の収縮により吸収される。

【００４９】この実施例では、戻り弁４７ｄをプランジ
ャ３３の移動空間よりも図示右側に配置したことによ
り、プランジャ３３よりも左側部分の構造を簡略化でき
る。またノズル弁４７ａが一体化された弁軸４７に戻り
弁４７ｄが一体に設けられたことにより、軸が１本のみ
となり部品数を削減できる。また、前述のようにこの弁
軸４７の小径部４７ｂを、前部ベース８内からプランジ
ャ３３内に挿入することにより組立ができるため、組立
も簡単である。

【００５０】図７と図８は、本発明の第３実施例の電磁
ソレノイド１Ｄを使用したノズル装置を示している。こ
の第３実施例では、コイル４が巻かれたボビン３の中心
に、非磁性材料製のキャップ（筒体）５１が固定され、
このキャップ５１の図示右側に磁性体ベース５２が固定
されている。キャップ５１と磁性体ベース５２との間に
はシールリング５３が介装され、またキャップ５１はＢ
部において磁性体ベース５２にかしめ固定されている。
また、ノズルハウジング１１はナット１３によりこの磁
性体ベース５２に接合されている。

【００５１】ノズルハウジング１１の流体通路１１ｂ内
と、磁性体ベース５２の内部には駆動軸４１が挿入され
ている。この駆動軸４１はプランジャ３３の内部を貫通
して図示左側に延び、駆動軸４１の左端にはテーパ面の
戻り弁４１ａが形成されている。プランジャ３３の永久
磁石３５内において、駆動軸４１にリング４３が嵌着さ
れ、このリング４３と磁性体リング３７との間にストロ
ーク吸収用のばね部材２１が収納されている。またキャ
ップ５１の図示左端はテーパ管５１ａとなり、その内部
にホルダー５４と、これに保持されたシールリング２３
が設けられている。このホルダー５４とプランジャ３３
との間に復帰ばね部材１０が介装されている。駆動軸４
１の右端部には、カップリング４５を介して弁軸４４が
連結されており、弁軸４４の右端部にノズル弁４４ａと
小径軸４４ｂとが形成されている。

【００５２】この実施例では、図７に示すように、コイ
ル４に通電されていないときには、復帰ばね部材１０の
弾性力によりプランジャ３３が（イ）方向へ移動してい
る。よってノズル弁４４ａにより噴射ノズル部１６が閉
鎖されると同時に、戻り弁４１ａがシールリング２３か
ら離れ、流体通路１１ｂ内に残留する気化された灯油
が、磁性体ベース５２内からプランジャの移動空間Ａ内
を経て、ドレーン管２４に逃げることができる。次に、
コイル４に通電されると、コイル４にて発生する磁界に
より永久磁石３５に（ロ）方向への移動力が与えられ、
また磁化される磁性体ベース５２と永久磁石３５との磁
力反発により、プランジャ３３が（ロ）方向へ駆動され
る。その結果、図８に示すように、プランジャ３３は復
帰ばね部材１０の弾性力に対抗して（ロ）方向へ移動
し、駆動軸４１に形成された戻り弁４１ａがシールリン
グ２３に圧接して、ドレーン管２４への戻り経路が閉鎖
される。また弁軸４４が（ロ）方向へ移動し、ノズル弁
４４ａが弁受け部１６ｂから離れ、噴射ノズル部１６が
開かれる。

【００５３】この実施例では、停電や電気系統の故障に
より、コイル４への通電が断たれると、永久磁石３５に
与えられる（ロ）方向への反発磁気駆動力が無くなり、
復帰ばね部材１０の弾性力によりプランジャ３３が
（イ）方向へ復帰し、図７に示すように噴射ノズル部１
６が必ず閉鎖される。したがって、通電が断たれたとき
に常に噴射ノズル部１６が閉鎖状態になり、安全性が高
くなる。また、図７と図８に示すように、磁性材料を切
削加工などして形成される磁性体ベース５２がプランジ
ャ３３の移動空間Ａの図示右側のみに配置され、図示左
側には板金材料製のキャップ５１のみを設ければよいた
め、切削加工により形成される部品の数を減らすことが
でき、構造が簡単になって、製造コストも低くなる。ま
た、キャップ５１と磁性体ベース５２をＢ部でかしめ固
定することにより、ロー付けなどが不要になり、さらに
製造が簡単になる。さらに、コイル４に通電し、噴射ノ
ズル部１６を開くときに、プランジャ３３は磁性体ベー
ス５２から離れる動作となるため、プランジャ３３の吸
着による衝撃音は生じない。

【００５４】次に図９と図１０は、第４実施例を示して
いる。この第４実施例は第３実施例を変形させたもので
ある。この実施例の電磁ソレノイド１Ｅでは、プランジ
ャ３３を反発駆動する磁性体ベース５２の内部にシール
リング５５が保持されている。また駆動軸４１には、こ
のシールリング５５に圧接するテーパ形状の戻り弁４１
ｂが一体に形成されている。一方、非磁性材料製のキャ
ップ５１の図示左端部５１ｂは、軸中心に対して垂直面
となっており、その内面とプランジャ３３との間に復帰
ばね部材１０が介装されている。この実施例では、コイ
ル４への通電が断たれると、図９に示すように、復帰ば
ね部材１０の弾性力により駆動軸４１が（イ）方向へ移
動し、同時に弁軸４４が（イ）方向へ移動する。そして
ノズル弁４４ａが弁受け部１６ｂに圧接し、噴射ノズル
部１６が閉じられ、また戻り弁４１ｂがシールリング５
５から離れて、流体通路１１ｂ内に残留する気化された
灯油がプランジャの移動空間Ａからドレーン管２４に逃
がされる。

【００５５】コイル４に通電されると、磁性体ベース５
２と永久磁石３５との磁力反発により、プランジャ３３
が（ロ）方向へ駆動される。そして、戻り弁４１ｂがシ
ールリング５５に圧接し、流体通路１１ｂ内からプラン
ジャの移動空間Ａへの通路が断たれ、またノズル弁４４
ａが弁受け部１６ｂから離れ、噴射ノズル部１６が開か
れる。戻り弁４１ｂがシールリング５５に圧接した後
の、プランジャ３３の（ロ）方向への移動の際、移動ス
トロークの差がばね部材２１の収縮により吸収される。

【００５６】この実施例では、右側の磁性体ベース５２
内に戻り弁４１ｂによる閉鎖部が形成されているため、
キャップ５１の図示左端に戻り経路を閉鎖するためのシ
ールリングなどを設ける必要がない。よって、キャップ
５１の左端部５１ｂを、単に軸中心に対して垂直となる
ように絞り加工すればよく、キャップ５１の成形が容易
である。なお、上記ノズル装置は、気化された灯油を噴
射させるものとして説明したが、他の流体または気化さ
れた流体を使用するノズル装置であってもよい。また電
磁ソレノイドは、ノズル装置以外の種々の装置に使用可
能である。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明の電磁ソレノイド
では、プランジャに永久磁石を設けたことにより、コイ
ルから発せられる磁界が比較的弱くても、前記永久磁石
がこれを補佐するように機能し、プランジャが確実に動
作させられる。またコイルの線の巻き数を少なくでき、
あるいはコイルへ通電する電流を少なくできることにな
り、コイルの小径化さらにソレノイド全体の小型化、ま
たは消費電力の低減化を図ることができる。

【００５８】また、プランジャの構造として、非磁性の
筒体の内部に永久磁石が収められた構造とすれば、プラ
ンジャが摺動する際に前記筒体が内部の永久磁石を保護
するように機能し、可動部であるプランジャに永久磁石
が収納されていても、この永久磁石が破損するようなこ
とがない。また、プランジャの移動側両端が磁性材料製
であっても、プランジャの上記非磁性の筒体が磁性材料
部分に当たることになるため、永久磁石を有するプラン
ジャが磁性材料部分に強く磁気吸着されてしまうのを防
止できる。よって、磁性体ベースの磁化または復帰ばね
部材の弾性力などによりプランジャがスムーズに移動さ
せられるようになる。また上記筒体が磁性体ベースなど
に当たる構造とすることにより、動作時の衝撃音を従来
の電磁ソレノイドなどに比べて非常に小さくできる。

【００５９】また、永久磁石を円筒形状とし、プランジ
ャと軸との移動ストロークの差を吸収する吸収ばねを、
前記永久磁石の内部に収納する構造とすれば、電磁ソレ
ノイド全体の構造を簡単にでき、また小型化できる。

【００６０】次に、本発明によるノズル装置は、永久磁
石を含むプランジャの移動により、噴射ノズル部および
戻り経路の開閉が確実にできるようになる。

【００６１】上記において、戻り弁が、プランジャの移
動空間と噴射ノズルとの間に配置されていると、流体通
路内に残留した液体がプランジャの移動空間内に入るこ
とがなくなる。また、プランジャの移動空間と噴射ノズ
ルとの間に、戻り弁を支持する支持部を配置することが
でき、プランジャの移動空間よりも後方の領域での支持
構造を簡単にできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電磁ソレノイドを用いた
ノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズル部が閉じら
れた状態を示す、

【図２】本発明の第１実施例の電磁ソレノイドを用いた
ノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズル部が開かれ
た状態を示す、

【図３】第１実施例の変形例を示す断面図であり、噴射
ノズル部が閉じられた状態を示す、

【図４】上記変形例にて、噴射ノズル部が開かれた状態
を示す断面図、

【図５】本発明の第２実施例の電磁ソレノイドを用いた
ノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズル部が閉じら
れた状態を示す、

【図６】本発明の第２実施例の電磁ソレノイドを用いた
ノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズルが開かれた
状態を示す、

【図７】反発磁界を用いた第３実施例の電磁ソレノイ
ド、およびノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズル
が閉じられた状態を示す、

【図８】第３実施例にて噴射ノズル部が開かれた状態を
示す断面図、

【図９】反発磁界を用いた第４実施例の電磁ソレノイ
ド、およびノズル装置を示す断面図であり、噴射ノズル
が閉じられた状態を示す、

【図１０】第４実施例にて噴射ノズル部が開かれた状態
を示す断面図、

【図１１】従来のノズル装置の断面図であり、噴射ノズ
ル部が閉じられた状態を示す、

【図１２】従来のノズル装置にて噴射ノズル部が開かれ
た状態を示す断面図、

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｅ 電磁ソレノイド ２ 外装ヨーク ３ ボビン ４ コイル １０ 復帰ばね部材 １１ ノズルハウジング １１ｂ 流体通路 １５ 第１の軸 １５ａ ノズル弁 １６ 噴射ノズル部 １６ａ 噴射孔 １８ 第２の軸 １８ａ 戻り弁 ２１ ストローク吸収用のばね部材 ３１ 磁性体ベース ３３ プランジャ ３４ 筒体 ３５ 永久磁石 ４１ 駆動軸 ４１ａ 戻り弁 ４４ 弁軸 ４４ａ ノズル弁 ５２ 磁性体ベース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルと、コイルから発せられる磁界に
   より磁化される磁性体ベースと、コイルから発せられる
   磁界内を移動するプランジャと、このプランジャと共に
   移動する軸とを有し、前記プランジャ内に永久磁石が収
   納されていることを特徴とする電磁ソレノイド。
2. 【請求項２】 プランジャは、非磁性の筒体を有し、こ
   の筒体の内部に永久磁石が収められている請求項１記載
   の電磁ソレノイド。
3. 【請求項３】 永久磁石は円筒形状であり、プランジャ
   と軸との移動ストロークの差を吸収するばね部材が、前
   記永久磁石の内部に収納されている請求項１または２記
   載の電磁ソレノイド。
4. 【請求項４】 コイルと、コイルから発せられる磁界に
   より磁化される磁性体ベースと、コイルから発せられる
   磁界内を移動し内部に永久磁石が収納されたプランジャ
   と、このプランジャと共に移動する軸と、プランジャの
   移動空間に連通し且つ前記軸が挿入された流体通路と、
   前記軸が一方へ移動したときに前記流体通路内の流体の
   噴射を可能にする噴射ノズル部と、前記噴射ノズル部が
   閉鎖される方向へ軸が移動したときに前記流体通路とプ
   ランジャの移動空間を経由する戻り経路を形成し、噴射
   ノズルが開かれる方向へ軸が移動したときに前記戻り経
   路を閉じる戻り弁が設けられていることを特徴とするノ
   ズル装置。
5. 【請求項５】 戻り弁が、プランジャの移動空間と噴射
   ノズルとの間に配置されている請求項４記載のノズル装
   置。