JPS626364Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、励磁コイルと永久磁石によつて、弁
体が開閉状態に保持される自己保持型の電磁弁に
関し、弁体の開閉状態を外部から電気的に正確に
検知でき且つ安全性を確保できるようにするもの
である。

ガス漏れや地震などを検知すると、その検知信
号で電磁弁を作動させて、ガス等の供給を遮断す
る非常用の電磁弁が知られているが、このような
用途の電磁弁においては、弁が正確に閉止してい
るかどうかを外部から確認できることが望まし
い。その場合、マイクロスイツチを内蔵して、弁
体駆動用の可動鉄心の動きをマイクロスイツチで
検知することが試みられたが、可燃性ガスの雰囲
気では接点部からの火花で引火する危険があるの
で、接点が密封されているリードスイツチの使用
が安全である。通常リードスイツチで位置検出す
るには、永久磁石を移動式に配置し、永久磁石の
リードスイツチに対する接近・離間でリードスイ
ツチを開閉させるものが多い。ところがこの方式
では、特別に永久磁石を設けなければならず、ま
たリードスイツチの感度のバラツキを考慮して、
予めリードスイツチと永久磁石との相対位置を正
確に調整しておかなければならない等の欠点があ
る。

本考案は、このような問題を解消し、リードス
イツチ駆動用の永久磁石を特別に設けないで、自
己保持型電磁弁の永久磁石の磁力を有効に利用
し、且つ調整などを行なわなくても正確に、弁体
の開閉状態を外部から検出可能にすることを目的
とするものである。この目的を達成するために、
本考案は、基本的構成として、磁性体から成る磁
性フレームの内部に、励磁コイルと永久磁石を隣
接配置し、該励磁コイル及び永久磁石の中央の孔
に、永久磁石の側部まで延びる可動鉄心を内蔵
し、該可動鉄心で、弁棒を介して弁体を駆動する
自己保持型の電磁弁において、該永久磁石の磁力
をリードスイツチの駆動に利用している。

即ち、該可動鉄心に直接または間接に磁極板を
設け、永久磁石及び励磁コイルを囲む磁性フレー
ムと該磁極板との間にリードスイツチを配設し、
且つ該磁極板が永久磁石から離間した状態では、
リードスイツチの接点部が該磁性板と磁性フレー
ムとの間に位置するが、磁極板が永久磁石寄りに
移動した状態では、リードスイツチの接点部と磁
性フレームとの間に磁極板が位置するような位置
関係で配置されている構成を採用している。弁体
の開いた状態では、励磁コイルは通電されておら
ず、永久磁石の磁力で可動鉄心が固定鉄心に吸着
され、「永久磁石−可動鉄心−固定鉄心−磁性フ
レーム−永久磁石」の磁気ループが形成されて、
弁体が開弁状態に自己保持される。このとき磁極
板は、リードスイツチの接点に対し磁性フレーム
と同じ側に位置しているので、リードスイツチの
接点は開いた状態となる。

地震やガス漏れなどの検出信号が入力して、励
磁コイルが通電されると、その磁束で永久磁石の
磁束が打ち消されるので、閉止ばねのばね圧で弁
体が閉じると共に、可動鉄心が固定鉄心から離間
し、且つ磁極板が永久磁石から離間しリードスイ
ツチの接点位置を通過した状態となる。即ち磁極
板がリードスイツチの接点に対し磁性フレームと
反対側に位置するため、永久磁石の磁束が「永久
磁石−可動鉄心−磁極板−リードスイツチの接点
−磁性フレーム−永久磁石」の磁気ループを通過
し、リードスイツチの接点が閉じられて、弁体が
閉じたことが外部で検出される。

このように、永久磁石で可動鉄心を固定鉄心に
吸着しているときは、永久磁石は専ら開弁に用い
られ、可動鉄心が固定鉄心から離間した閉弁状態
では、永久磁石は専らリードスイツチの接点閉止
に用いられる。しかも可動鉄心が固定鉄心に吸着
され、磁極板が永久磁石寄りに位置しているとき
は、磁極板と磁性フレームは、リードスイツチの
接点に対し同じ側に位置しているので、リードス
イツチは確実に接点が開いた状態となる。これに
対し、可動鉄心が固定鉄心から離間した閉弁状態
では、磁極板と磁性フレームは、リードスイツチ
の接点に対し反対側に位置する。即ち磁極板と磁
性フレームの間にリードスイツチの接点を挾む位
置関係となるので、リードスイツチの接点部を確
実に磁束が通り、接点閉止が行なわれる。

このように本考案によれば、リードスイツチ駆
動用に特別の永久磁石を設けないで、弁体の自己
保持用の永久磁石をリードスイツチの駆動に兼用
することができ、且つリードスイツチの閉止時と
開放時とでは、磁極板がリードスイツチの接点に
対し、全く逆の位置に移動するので、接点の開閉
が確実となり、リードスイツチの感度のバラツキ
の問題も関係なくなる。

次に本考案による自己保持型電磁弁の実施例を
説明する。第１図は自己保持型電磁弁の全体構成
を示す縦断面図で、図の左半分は閉弁状態、右半
分は開弁状態である。Ｂは電磁弁の本体であり、
左側の入口１と右側の出口２間が、弁孔３と弁室
４で連通している。弁室４内の弁体５は、閉止ば
ね６で、弁孔３の周縁の弁座７に押し付けられる
ことにより、閉弁する。なお閉止ばね６の基端
は、下カバー８に支持されている。弁体５は、弁
棒９を介して可動鉄心１０に連結されている。

本体Ｂ上には、取付け板１１を介して、自己保
持型ソレノイドＳが搭載されている。自己保持型
ソレノイドＳは、磁性体製のフレーム１２の中
に、励磁コイル１３と永久磁石１４が重ねた状態
で配置され、該励磁コイル１３の孔内に、永久磁
石１４の側部まで延びる可動鉄心１０が挿入され
ている。励磁コイル１３の孔の下端には、固定鉄
心１５が内蔵固定され、励磁コイル１３内におい
て、可動鉄心１０が固定鉄心１５に対して、吸着
されたり離間したりする。可動鉄心１０には、永
久磁石１４の外部位置において、磁性体から成る
磁極板１６が固定されている。図の左半分のよう
に、弁体５が閉止されて可動鉄心１０及び磁極板
１６が上昇した状態では、該磁極板１６の外端と
磁性フレーム１２との間に接点１７が位置するよ
うに、リードスイツチ１８が配設されている。図
の右半分のように、可動鉄心１０が固定鉄心１５
に吸着され、弁体５が開いた状態では、磁極板１
６は、リードスイツチの接点１７より下側即ち磁
性フレーム１２近傍の位置まで移動する。

自己保持型ソレノイドＳやリードスイツチ１８
等は、ケーシング１９に内蔵されているが、可動
鉄心１０から延長した操作ロツド２０はケーシン
グ１９外へ突出し、該突出部の先端に操作ボタン
２１を備えている。ケーシング１９には、操作ボ
タン２０が不用意に操作されないようにカバーす
るためのキヤツプ２２が取付けられている。な
お、ケーシング１９と操作ロツド２０間は、ベロ
フラム２３でシールされており、またケーシング
１９と本体Ｂ間はパツキング２４で、本体Ｂと弁
棒９間はベロフラム２５で、本体Ｂと下カバー８
間はバツキング２６で夫々シールされている。

次に動作を説明する。図の左半分のような閉弁
状態から弁体を開くには、キヤツプ２２を外し、
操作ボタン２１を閉止ばね６に抗して押し下げ、
可動鉄心１０を固定鉄心１５に吸着させる。即
ち、可動鉄心１０を固定鉄心１５側へ移動させる
と、永久磁石１４の磁束が「永久磁石１４−可動
鉄心１０−固定鉄心１５−磁性フレーム１２−永
久磁石１４」の閉ループを通るので、可動鉄心１
０が固定鉄心１５に吸着された状態となり、図の
右半分のように、弁体５が閉止ばね６に抗して、
開弁状態に保持される。このとき磁極板１６は、
リードスイツチの接点１７より下側に位置してい
るので、該接点１７の部分を磁束が通らず、従つ
てリードスイツチの接点１７は開いた状態とな
る。即ちリードスイツチ１８からは、検出信号は
発生せず、弁体５が開いていることが外部で検知
される。

弁体５が開いて、ガス等の被制御流体が入口１
から出口２へ流通している状態において、地震や
ガス漏れなどの検知信号で励磁コイル１３が通電
されると、永久磁石１４の磁束が励磁コイル１３
によつて発生した磁束で打ち消される方向に励磁
コイル１３が励磁されるため、可動鉄心１０と固
定鉄心１５間の永久磁石による磁気吸引力が弱ま
る。そのため閉止ばね６のばね力で、弁体５及び
可動鉄心１０が押上げられ、弁体５が弁座７に当
接することにより閉弁する。このとき磁極板１６
も押上げられて、リードスイツチの接点１７の位
置より上側へ移動され、図の左半分のように磁極
板１６と磁性フレーム１２の上端部との間にリー
ドスイツチの接点１７が位置する。この状態で
は、永久磁石１４による磁束が、「永久磁石１４
−可動鉄心１０−磁極板１６−リードスイツチの
接点１７−磁性フレーム１２−永久磁石１４」の
閉ループを通るため、このときの磁束でリードス
イツチの接点１７が閉じられ、かつ閉止状態に保
持される。リードスイツチの接点が閉じた時の信
号で、外部に対し、弁体５が閉じたことが知らさ
れ、この信号を利用してランプ点燈やブザーの鳴
動で閉弁状態を確認できる。

次に弁体を開いて再び被制御流体を通すとき
は、前記のようにキヤツプ２２を外して操作ボタ
ン２１を押下げ、可動鉄心１０を、永久磁石１４
の磁力で固定鉄心１５に吸着させる。

第２図と第３図は、開弁時即ち磁極板１６が下
降している際のリードスイツチ１８における磁路
構成を示す図である。可動鉄心１０が固定鉄心１
５に吸着されていると、永久磁石による磁束はそ
の殆どが、「永久磁石１４−可動鉄心１０−固定
鉄心１５−磁性フレーム１２−永久磁石１４」の
閉ループを通るため、磁極板１６側へ流れる磁束
は極めて少なく、且つ磁極板１６はリードスイツ
チの接点１７に対し磁性フレーム１２と同じ側に
位置している。そのため第３図のように、磁束は
接点１７を通らず、また僅かの漏洩磁束がリード
スイツチの下側リード片２７を通つたとしても、
接点部１７における２つの接点は同じ極性となる
ので、磁気吸引力は発生せず、従つて接点１７が
閉じるような誤動作が発生する恐れは全く無い。
なお漏洩磁束も磁極板１６と磁性フレーム１２間
を通り、リードスイツチのリード片へ致達する磁
束は殆ど無いものとみられる。

可動鉄心１０が上昇して閉弁状態となると、第
４図のように、磁極板１６はリードスイツチの接
点１７より上側即ち接点１７に対し磁性フレーム
１２と反対側へ位置する。すると第５図のよう
に、永久磁石１４による磁束が「永久磁石１４−
可動鉄心１０−磁極板１６−リードスイツチの上
側のリード片２８−下側のリード片２７−磁性フ
レーム１２−永久磁石１４」の閉ループを通る。
そのため第５図のように、上側のリード片２８の
下端がＳ極に成つたとすると、下側のリード片２
７の上端は反対極のＮ極と成るので、接点１７に
おける対向する２つの接点間で磁気吸引力が発生
し、接点が閉じられる。しかも可動鉄心１０が固
定鉄心１５から離間しているので、永久磁石１４
の磁束はその殆どが前記の接点１７を通ることと
なり、永久磁石の磁力の殆どすべてを、接点１７
の閉止に利用することができ、接点閉止が確実に
行なわれる。なお可動鉄心１０と固定鉄心１５間
の漏洩磁束を少なくするため、弁棒９の少なくと
も可動鉄心１０と固定鉄心１５間の部分は、非磁
性体で構成するのが良い。

以上のように本考案によれば、自己保持型電磁
弁における永久磁石の磁力が弁体の駆動に利用さ
れていない状態において、リードスイツチの接点
部が永久磁石による磁気ループの途中に介在する
ように、永久磁石、可動鉄心、磁極板、リードス
イツチ及び磁性フレームが配置されている。その
ため自己保持型電磁弁の永久磁石を、リードスイ
ツチの駆動に兼用することができ、且つリードス
イツチの動作は正確となり誤動作の恐れが無く、
リードスイツチの感度のバラツキに起因する調整
もいらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による自己保持型電磁弁の全体
構成を示す縦断面図、第２図、第３図は開弁時の
リードスイツチ部の磁路構成を示す図、第４図と
第５図は閉弁時のリードスイツチの磁路構成を示
す図である。 図において、Ｓは自己保持型ソレノイド、５は
弁体、９は弁棒、１０は可動鉄心、１２は磁性フ
レーム、１３は励磁コイル、１４は永久磁石、１
５は固定鉄心、１６は磁極板、１７は接点
（部）、１８はリードスイツチ、２７・２８はリー
ド片である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁性体から成る磁性フレームの内部に、励磁コ
   イルと永久磁石を隣接配置し、該励磁コイルの中
   央の孔に、永久磁石の側部まで延びる可動鉄心を
   内蔵し、該可動鉄心で、弁棒を介して弁体を駆動
   する自己保持型の電磁弁において、該可動鉄心に
   直接または間接に磁極板を設けると共に、永久磁
   石及び励磁コイルを囲む磁性フレームと該磁極板
   との間に、リードスイツチを配設し、且つ可動鉄
   心が固定鉄心から離間することにより、該磁極板
   が永久磁石から離間した状態では、リードスイツ
   チの接点部が該磁極板と磁性フレームとの間に位
   置するが、可動鉄心が固定鉄心に吸着されること
   により、磁極板が永久磁石寄りに移動した状態で
   は、リードスイツチの接点部に対し磁性フレーム
   寄りの位置に磁極板が位置するような位置関係で
   配置されていることを特徴とする自己保持型電磁
   弁。