JPH07787Y2

JPH07787Y2 - 電磁弁

Info

Publication number: JPH07787Y2
Application number: JP1988124722U
Authority: JP
Inventors: 博美中島
Original assignee: 太陽鉄工株式会社
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2003-09-26
Also published as: JPH0246180U

Description

【考案の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本考案は、プランジャを弁座に対し圧接または離隔させ
て弁作用を行う電磁弁に関する。

【従来の技術及び課題】従来の２位置または３位置のいわゆるダブルソレノイド
型電磁弁は、ソレノイドとプランジャと固定鉄心がそれ
ぞれ２個ずつ設けられていた。本考案は、かかる従来の電磁弁よりも小型化できるとと
もに、確実に開閉動作させることができ、しかも電力消
費も少ない電磁弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本考案の電磁弁は、実施例の参照符号を付して説明する
と、次のような構成を採用したことにその特徴がある。永久磁石である一対のプランジャ７を、固定鉄心２の
軸線方向の両側に形成されたプランジャ室４に、それぞ
れ摺動自在にしかも互いの同磁極が固定鉄心２を挟んで
対抗する向きにして嵌装したこと。各プランジャ７と協働してインポート９とアウトポー
ト18との間を開閉する弁座12を各プランジャ室４の外側
端に設けたこと。上記固定鉄心２の外周に、該固定鉄心２よりも軸線方
向に長くその両端を越えて両側のプランジャ室４の外周
にわたる長さでしかもプランジャ７の磁力よりも大きい
電磁力を発生する１個のソレノイド５を配設したこと。このソレノイド５にその通電極性を切り換える極性切
換スイッチ24を接続したこと。各プランジャ室４の外側端に連続する各ピストン室11
に、中空のピストン20を摺動自在に配置したこと。該ピストン20と協働して上記アウトポート18と排出ポ
ート10との間を開閉する弁座16を各ピストン20の内方に
おいて設けたこと。各プランジャ７には、それを上記弁座12に圧接させる
べく付勢するスプリング23を作用させたこと。各ピストン20には、それを上記スプリング23よりも弱
いバネ力で、対応するプランジャ７及び上記弁座13に圧
接させるべく付勢するスプリング22を作用させたこと。

【作用】

このような構造によると、一対のプランジャ７に対して
固定鉄心２及びソレノイド５は１個で共用できることに
なる。ソレノイド５がオフのときは、第１図のように、両プラ
ンジャ７はスプリング23によってそれぞれの弁座12に圧
接される一方、両ピストン20は弱いスプリング22に抗し
てプランジャ７で押動されて弁座13から離れている。一対のプランジャ７は永久磁石になっているため、それ
らの共通のソレノイド５に通電する極性を極性切換スイ
ッチ24で切り換えれば、共通の固定鉄心２のＮ・Ｓの磁
極の向きが変わるので、両プランジャ７は固定鉄心２に
対し一方が吸引、他方が反発され、それに伴いピストン
20も切り換えられ、各プランジャ７及びピストン20が対
応する弁座12・13をそれぞれ開閉する。この場合、ソレノイド５は、固定鉄心２の外周からその
左右両端を越えて両側のプランジャ室11の外周まで延び
ているので、その越えて長くなっている分、磁束容量が
大きくなり、磁化される固定鉄心２の磁力を大きくでき
る。しかもソレノイド５は、永久磁石であるプランジャ
７の磁力よりも大きい電磁力を発生するため、その長く
なっている部分によって、ソレノイド５からの磁束を、
プランジャ７を通して固定鉄心２へ作用させることもで
きるので、ソレノイド５の磁束利用効率が良く、磁束密
度の高い磁気回路を形成できる。

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。第１図において、円筒形のケーシング１内の中央には固
定鉄心２が固定配置され、また該ケーシング１の両外端
には左右一対の弁本体３が固着され、固定鉄心２の軸線
方向の両側、つまりそれと左右両側の弁本体３との間に
一対のプランジャ室４が形成されている。ケーシング１
の外周にはソレノイド５が巻き付けられ、該ケーシング
１は巻胴を兼ねている。ソレノイド５は、固定鉄心２の外周からその左右両端を
越えて両側のプランジャ室４の外周まで延び、また外カ
バー６で覆われている。両側のプランジャ室４にはそれ
ぞれプランジャ７が摺動自在に嵌装されている。これら
プランジャ７は、互いの同磁極が固定鉄心２を挟んで対
抗する向き、例えば固定鉄心２と対抗する内側がＮ極、
外側がＳ極の永久磁石になっている。各プランジャ７の
外端面の凹部にはゴム等のシール材８が埋設されてい
る。ソレノイド５は、上記のように固定鉄心２よりも軸
線方向に長く、永久磁石であるプランジャ７の磁力より
も大きい電磁力を発生する。両側の弁本体３の外面にはそれぞれインポート９、排出
ポート10が設けられ、また内部には、ピストン室11と、
プランジャ室４内の外端に位置する第１の弁座12と、そ
の反対側のピストン室11内に位置する第２の弁座13とが
それぞれ設けられている。第１の弁座12の弁口14は通路
15を介してインポート９と連通し、第２の弁座13の弁口
16は通路17を介して排出ポート10と連通している。各ピ
ストン室11の外端開口はアウトポート18を穿設したキャ
ップ19で覆われ、その覆われたピストン室11内に中空の
ピストン20が摺動自在に嵌装されている。このピストン
20の外端の中央部にもゴム等のシール材21が埋設されて
いる。そして、各ピストン20は、そのシール材21で第２
の弁座13の弁口16を閉塞すべくスプリング22によって第
２の弁座13側へ付勢され、ピストン20の内側端はプラン
ジャ７の外側端面と係合することができる。また、各プランジャ７は、そのシール材８で第１の弁座
12の弁口14を閉塞すべくスプリング23によって第１の弁
座12側へ付勢されている。このスプリング23はピストン
20の上記スプリング22よりも強い。ソレノイド５は連動
するダブル型極性切換スイッチ24を介して外部の直流電
源25に接続される。第１図に示すように極性切換スイッチ24が中立位置に設
定されてソレノイド５がオフのときは、両側のプランジ
ャ７は、いずれもスプリング23によってシール材８を第
１の弁座12に圧接させ、その弁口14を閉塞する。このと
き、両側のピストン20は、対応するプランジャ７によっ
てスプリング22に抗して押され、第２の弁座13から離れ
る。従って、この第２の弁座13の弁口16が開き、アウト
ポート18がこの開いた弁口13を介して排出ポート10と連
通することができる。第４図は、ソレノイド５によって磁化される固定鉄心２
の磁力と、永久磁石であるプランジャ７の磁力と、スプ
リング22・23の反発力との相関関係によるプランジャ７
の吸引力を示し、縦軸に力、横軸に固定鉄心２の端面を
基準としたプランジャ７のストロークをとってある。ま
た、この図は、一方のプランジャ７を固定鉄心２へ吸引
させる正の力を横軸より上に示し、これに抗する負の
力、つまり反力を横軸より下に示す。同図において、ソレノイド５を励磁して一方のプランジ
ャ７を固定鉄心２に吸引する場合、一方のプランジャ７
の磁力による吸引力は、該プランジャ７が固定鉄心２
の端面に接近する（ストロークが０に近づく）に従い固
定鉄心２との間の磁気抵抗が減少するため、曲線を描い
て上昇する。また、ソレノイド５によって磁化された固
定鉄心２の磁力による吸引力も、ソレノイド５からの
磁束がプランジャ７を通して固定鉄心２へ流れるため、
プランジャ７が固定鉄心２の端面へ接近するのに従い同
様に曲線を描いて上昇する。そして、これら２つの吸引
力を合成した合成吸引力（＋）が、一方のプランジ
ャ７の吸引に正の力として働く。一方、磁化された固定鉄心２の磁力と反発する他方のプ
ランジャ７は、弁座12側へ偏倚して停止したままである
が、永久磁石であるため、その磁力が、一方のプランジ
ャ７の吸引にとっては、固定鉄心２の磁束を減殺するよ
うに作用し、一方のプランジャ７に対してそのストロー
クの始終を通じて一定の反力として働く。また、スプ
リング22又は23による反力は、一方のプランジャ７が
固定鉄心２の端面へ接近するのに従い直線状に上昇す
る。そして、これら２つ反力を合成した合成反力（＋
）が、一方のプランジャ７の吸引に負の力として働
く。従って、図４においてハッチングで示すように、合成吸
引力（＋）から合成反力（＋）を差し引いた分
が、一方のプランジャ７の吸引に有効な力となる。極性切換スイッチ24を図１に示した中立位置から第２図
のように左側に切り換えてソレノイド５を正極通電する
と、固定鉄心２が例えば右側をＮ極、左側をＳ極として
励磁され、右側のプランジャ７は、スプリング23のバネ
力にさらに固定鉄心２のＮ極との反発力が加わるため、
さらに強い力で第１の弁座12に圧接される。一方、左側
のプランジャ７は、図４に示したような有効吸引力によ
り固定鉄心２に吸着され、第１の弁座12から離れてその
弁口14を開放する。これに伴い、左側のピストン20はス
プリング22によって右方へ移動され、シール材21を第２
の弁座13に圧接させてその弁口16を閉塞する。このとき
左側のピストン20と左側のプランジャ７とは離れる。従って、左側のインポート９が、開いた弁口14を介して
左側のアウトポート18と連通する。右側のインポート９
とアウトポート18と排出ポート10の関係は第１図の場合
と同じである。極性切換スイッチ24を中立位置から第３図のように右側
に切り換えてソレノイド５を負極通電すると、固定鉄心
２が左側をＮ極、右側をＳ極として励磁されるため、第
２図とは逆に、左側のプランジャ７がさらに強い力で第
１の弁座12に圧接され、右側のプランジャ７が図４に示
したような有効吸引力により固定鉄心２に吸着され、第
１の弁座12から離れてその弁口14を開放する。これに伴
い、右側のピストン20はスプリング22によって左方へ移
動され、シール材21を第２の弁座13に圧接させてその弁
口16を閉塞する。このとき右側のピストン20と右側のプ
ランジャ７とが離れ、右側のインポート９が、開いた弁
口14を介して右側のアウトポート18と連通する。

【考案の効果】

以上のように本考案の電磁弁によれば次のような効果が
ある。（１）プランジャ及びピストンを両側にそれぞれ設けて
これらで弁座の開閉を行う３ポート弁構造とし、１個の
ソレノイドと１個の固定鉄心で２個のプランジャを切り
換え作動できるとともに、それに伴いピストンも切り換
え作動できる構成であるため、２つの３ポート弁の開閉
を１個のソレノイドで行える。すなわち、従来のダブル
ソレノイド型の電磁弁の弁機能と同じことを１個のソレ
ノイドで行えるので、従来のダブルソレノイド型の電磁
弁に比べ小型化できるとともに、消費電力が少なくて済
む。（２）一対のプランジャを永久磁石とし、それらの共通
のソレノイドに通電する極性を極性切換スイッチで切り
換えれば、共通の固定鉄心のＮ・Ｓの磁極の向きが変わ
り、両プランジャを中立状態から固定鉄心に対し一方が
吸引、他方が反発される関係とし、それに伴いピストン
も切り換えられて２つの３ポート弁の開閉関係が切り換
わるようにしたので、２つの３ポート弁の開閉を１個の
ソレノイドの通電極性を切り換えるだけで簡単に行え、
その制御が容易である。（３）ソレノイドは、固定鉄心の外周からその左右両端
を越えて両側のプランジャ室の外周まで延びているの
で、その越えて長くなっている分、磁束容量が大きくな
り、磁化される固定鉄心の磁力を大きくできる。しかも
ソレノイドは、永久磁石であるプランジャの磁力よりも
大きい電磁力を発生するため、その長くなっている部分
によって、ソレノイドからの磁束を、プランジャを通し
て固定鉄心へ作用させることもできるので、ソレノイド
の磁束利用効率が良く、磁束密度の高い磁気回路を形成
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本考案の一実施例のそれぞ
れ異なる状態の断面図で、第１図はソレノイドをオフに
した状態、第２図はそれを正極通電したときの状態、第
３図は負極通電したときの状態、第４図はプランジャを
切り換え作動させる力関係を説明するグラフである。２……固定鉄心、４……プランジャ室、５……ソレノイ
ド、７……プランジャ、９……インポート、10……排出
ポート、11……ピストン室、12・13……弁座、18……ア
ウトポート、20……ピストン、22・23……スプリング、
24……極性切換スイッチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】永久磁石である一対のプランジャ７を、固
定鉄心２の軸線方向の両側に形成されたプランジャ室４
に、それぞれ摺動自在にしかも互いの同磁極が固定鉄心
２を挟んで対抗する向きにして嵌装したこと、各プランジャ７と協働してインポート９とアウトポート
18との間を開閉する弁座12を各プランジャ室４の外側端
に設けたこと、上記固定鉄心２の外周に、該固定鉄心２よりも軸線方向
に長くその両端を越えて両側のプランジャ室４の外周に
わたる長さでしかもプランジャ７の磁力よりも大きい電
磁力を発生する１個のソレノイド５を配設したこと、このソレノイド５にその通電極性を切り換える極性切換
スイッチ24を接続したこと、各プランジャ室４の外側端に連続する各ピストン室11
に、中空のピストン20を摺動自在に配置したこと、該ピストン20と協働して上記アウトポート18と排出ポー
ト10との間を開閉する弁座16を各ピストン20の内方にお
いて設けたこと、各プランジャ７には、それを上記弁座12に圧接させるべ
く付勢するスプリング23を作用させたこと、各ピストン20には、それを上記スプリング23よりも弱い
バネ力で、対応するプランジャ７及び上記弁座13に圧接
させるべく付勢するスプリング22を作用させたことを特
徴とする電磁弁。