JPS6283575A - 電磁弁 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体圧利用の産業機械に使用する電磁弁に関
するものであり、さらに詳しくは、−次側と二次側の流
体圧力差が小さくなっているときに閉弁するような用途
において使用する゛電磁弁に関するものである。

［従来の技術］ 従来、電磁弁には、可動鉄心に設けた弁部材が　常時ス
プリングの付勢力によって弁座を閉鎖して、コイルに通
電すると、可動鉄心が固定鉄心に吸引されて弁座を開放
する常閉型の電磁弁と。

常時スプリングの付勢力によって弁座を開放している弁
部材が、コイルへの通゛毛による可動鉄心の吸着により
弁座を閉鎖する常閉型の電磁弁かある。

これらの電磁弁は、いずれも可動鉄心が固定鉄心から最
も離れた位置にあるときにコイルに的゛毛して、Ｏｒ動
鉄心を吸引するために、可動鉄心の吸引に大きな力が必
要となって、゛電磁操作部が犬きくなり、電磁弁を小型
化することが困難であるばかりでなく、消費電力が大き
いという欠点がある。

また、コイｌしへの通電による固定鉄心の吸引力によっ
て可動鉄心が固定鉄心に衝突するので、鉄心の摩耗が大
きく、電磁弁の寿命が短いという欠点もある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、特に、−次側と二次側の流体圧力差が小さく
なっているときに閉弁すればよいような用途において用
いる電磁弁、例えばノくイロ・】・ト流体圧を導入する
パイロット圧力室、あるいはシリンダのような閉空間に
圧力流体を導入して、その閉空間が一次側と同程度の圧
力に達した後に閉弁するような電磁弁では、弁部材を閉
弁位置あるｌ、％はそれに近い位置に保持した状態でコ
イル（こａ電可能であることに着目し　それらの用途に
適用するための、小型で消費′電力が少なく、かつ長寿
命の電磁弁を得ようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、コイルの中心孔に固定鉄心を固定すると共に
、可動鉄心を摺動可能に挿入し、可動鉄心の一端に設け
た弁部材が１両鉄心の吸着により弁座を閉鎖して、流体
の流れを遮断するようにした電磁弁において、上記可動
鉄心に、それを固定鉄心側に付勢するスプリングを設け
、このスプＩＪングの付勢力を、入力ポートから上記弁
座を通じて供給される一次側流体の圧力が二次側流体の
圧力よりも十分に大きいときは、可動鉄心が弁座内にお
いてそれに作用する一次側流体圧力で押圧されて開弁す
るが、−次側と二次側の流体圧力差力く小さくなったと
きには、その付勢力で可動鉄・ら力く閉弁位置に保持さ
れる程度に設定し、それ番こよって上記問題点を解決し
たものである。

［作　用］ コイルへの進上を断った状態において、入力流路に供給
されている一次側圧力流体と出力波路の二次側圧力流体
の差圧が大きく、その差圧による作用力が一次側流体圧
力に対向して作用するスプリングの付勢力よりも大きけ
れば、弁部材が弁座を開放して、入力流路の圧力流体が
出力流路に流通する。

これによって出力ポートの流体圧が上昇し、可動鉄心に
作用する一次側と二次側の差圧による作用力がスプリン
グの付勢力よりも小さくなると、弁部材はスプリングの
付勢力によって閉弁位置あるいはそれに近い位置に保持
され、ｏｒ動鉄心も固定鉄心に近接した位置に保持され
るので、この状態でコイルに通電すると、可動鉄・し−
と固定鉄心との間の距離が微小であるため、小型の電磁
操作部による小さな吸引力によって弁座を閉鎖すること
ができる。また、可動鉄心と固定鉄心が殆ど接触した状
態にあるので４両鉄心が衝愁的に当ることもない。

この状態では、二次側の流体圧が低下又は消失しても、
可動鉄心が固定鉄心に対して大きな吸引力で吸着されて
いるので、弁部材は弁座の閉鎖状態を保持している。

出力ポートの流体圧が低下又は消失した状態でコイルへ
の通電を断つと、弁部材は供給流路からの流体圧によっ
て弁座を開放し、圧力流体が出力ポート側へ供給される
。

［実施例］ 第１図は本発明に係る電磁弁の実施例を示し、この電磁
弁ｌにおいては、コイル２が巻回されたボビンの中心孔
に、一端が閉鎖している非磁性材製のチューブ３を挿着
し、チューブ３の開放端に固定鉄心４を固定すると共に
、チューブ３内に可動鉄心５を摺動自在に挿入し、チュ
ーブ３の閉鎖側と可動鉄心５との間に、可動鉄心５を固
定鉄心４側に付勢するスプーリングＢを介装している。

上記ｒ：Ａ定鉄心４は１その中心位置及び偏心位置に、
！ＩＩＩ線方向に貫通している入力流路７と出力流路８
とを有し、これらの流路は適宜人力ポート及び出力ポー
トに連通させる。而して、上記入力流路７の可動鉄心５
側の端部には弁座９が形成され、それに対向する可動鉄
心５の端面には、上記弁座９を開閉する弁部材１０が設
けられている。

上記スプリングＢは、その付勢力を一次側の流体圧で開
弁する程度に設定し、即ち入力ボートから上記弁座を通
じて供給される一次側流体の圧力か二次側流体の圧力よ
りも十分に大きいときは、可動鉄心５が弁座９内におい
てそれに作用する一次側流体圧力で押圧されて開弁する
が、−次側と二次側の流体圧力差が小さくなったときに
は、そのスプリングの付勢力で可動鉄心５が閉弁位置に
保持される程度に設定している。

なお、第１図中、Ｄは弁座、９の直径、Ｐ、　、　Ｐ２
は一次側及び二次側　即ち入力流路７及び出力流路８に
おける流体圧力を示す。

次に、上記電磁弁の作動を説明する。

第１図は　コイル２への通′七により可動鉄心５が固定
鉄心４に吸着され、弁部材１ｏが弁座９を閉鎖した状態
を示している。

この状態では、入力流路７に供給されている流体の圧力
Ｐ１が弁部材１０に作用しても、可動鉄心５か固定鉄心
４に吸着されているので、弁座９は開放しない。

出力ポート側の流体圧Ｐ２が低下した状諺でコイル２へ
の通電を断つと、圧力Ｐ、とＰ２との差圧ΔＰによって
可動鉄心５に作用する開弁方向の作用力か、スプリング
６の付勢力ｆよりも犬きくなるので、可動鉄心５はスプ
リング６の付勢力に抗して開弁方向に摺動し、弁部材１
ｏが弁座８を開放する。従って、圧力流体は入力流路？
、弁座９及び出力流路８を通って所望の機器に供給され
、スプリングの付勢力ｆに対向し得る上記差圧ΔＰが存
在する間、弁部材ＩＯは開放状態に保持される（第２図
参照）。

所望の機器への圧力流体の供給によって出力流路８側の
流体圧Ｐ２が上昇し、上記差圧ΔＰに基づいて可動鉄心
５に作用する開弁方向の作用力が、スプリング６の付勢
力ｆよりも小さくなると、弁部材１０はスプリングＲの
付勢力によって固定鉄心側に摺動じ、弁座９を閉鎖する
位置またはその近辺に保持される。

このように、弁部材１０が弁座９を開閉する位置に移動
しても、上記差圧ＡＰが極めて急激に低下するようなこ
とはないため、可動鉄心５は固定鉄心４にゆっくりと近
接し、固定鉄心４に衝撃的に当ることはない。

弁部材ｌＯが弁座９を閉鎖する位置あるいはその近辺に
ある状態において、励磁コイＩし２に通電すると　可動
鉄心５に固定鉄心４の吸引力が作用するので、弁部材１
０は弁座９を確実に閉鎖する状態を保持される。従って
、この状態で出力流路８の流体圧が低下又は消失しても
、弁部材１０は弁座９の閉鎖状態を保持している。

上記励磁コイル２への通電に際し　固定鉄心４は可動鉄
心５が接触または近接している状態において可動鉄心５
を吸引するので、可動鉄心５のストロークが殆ど零に等
しく、小型の電磁操作部を用いても、励磁コイル２によ
る固定鉄心４の吸引力が非常に太き（なり、従って開弁
状態にある弁部材を吸着させる通常の電磁弁に比して、
その電磁操作部を極端に小型化することができる。

出力流路８の流体圧が低下した状態でコイ」し２への通
電を断つと、弁部材１０は入力流路７の流体圧によって
弁座９を開放し、入力流路７かも出力流路８へ流体か供
給される。

第３図は、本発明の電磁弁をパイロコ・ト弁として使用
する場合の一例を示している。このバイロット式電磁弁
において、主弁２０は、弁ボディ２１の軸線方向に穿設
された孔に、スプール２２が摺動自在に挿入され、スプ
ール２２の一端には、上記孔の一端の大径部に挿入され
たピストン２３を、該スプール２２と共に摺動可能に設
け、一方、スプール２２の他端の復帰室２４には、スプ
ール２２をピストン２３側に付勢する復帰スプリング２
５が設けられている。また、上記孔の大径部は、弁ボデ
ィ２１に固着した取付板２６によって閉鎖され、ピスト
ン２３との間に圧力作用室２７が形成されている。

さらに、弁ボディ２１には、入力ポートＳ、出力ポート
Ａ及び排出ボートＲが開設されており、復帰スプリング
２５の付勢力によってスプール２２が復帰したときには
、入力ポートＳと出力ポートＡとか連通して排出ボート
Ｒが閉鎖され、スプール２２が圧力作用室２７に作用す
る後述の流体圧によって駆動されたときには、入力ポー
トＳが閉鎖されて出カポ−）Ａと排出ポートＲとが連通
される。

上記取付板２ｉには、パイロット弁として、上述し、た
第１図の電磁弁ｌと同一構成の電磁弁ＩＡ、ＩＢが取付
けられており、電磁弁ＩＡの入カポ−’ｐ　７ａは、取
付板２６及び弁ボディ２１に形成されたパイロ）・ト供
胎路２８によって入力ポートＳに連通され、電磁弁ＩＡ
の出力ポート８ａは、電磁弁ＩＢの入力ポート？ｂと共
に、取付板２Ｂに形成された通路によって圧力作用室２
７に連通している。また、電磁弁ＩＢの出カポ−）８ｂ
は、取付板２６及び弁ボディ２１に形成されたパイロッ
ト排気路３０によって大気に開放されている。

なお、上記主弁２０は、第３図に鎖線で示すように、入
力ポートＳと復帰室２４とを通路３１によって連通させ
、供給流体圧を復帰室２４に加えるようにしてもよい。

上記電磁弁ＩＡ、ＩＢは、第１図に示す電磁弁１と同一
構成であるから１図中、同一の符号に添字ａまたはｂを
付して詳細な説明は省略する。

第３図のパイロ〉・−ト式゛セ磁弁の動作について説明
すると、同図は、′電磁弁ＩＡ及びＩＢのコイル２ａ及
び２ｂに通電して、ＦＡ定鉄心４ａ及び４ｂが可動鉄心
５ａ及び５ｂを吸着し、圧力作用室２７に復帰スプリン
グ２５の付勢力に抗してスプール弁２２を駆動する流体
圧が供給された状態を示している。

従って、弁部材１０ａ及び１０ｂが弁座９ａ及び９ｂを
閉鎖状態に保持し、主弁２０の入カポ−）Ｓ及びパイロ
ット供給路２９を通って入力流路７ａに供給される圧力
流体、及び圧力作用室２７内に供給充填され−ている圧
力流体は、いずれもその流れが遮断されている。また、
スブーｌし２２は、圧力作用室２７に供給されている流
体圧によって、復帰スプリング２５の付勢力に抗して駆
動された状態にあるため、主弁２２の入カポ−）Ｓは閉
鎖され、出力ポートＡと排出ボー）Ｒとが連通している
。

この状態において、電磁弁ＩＨのコイル２ｂへの通電を
断って固定鉄心４ｂの吸引力を消失させると。

可動鉄心５ｂに作用する圧力作用室２７の流体圧により
、スプリング６ｂの付勢力に抗して弁部材１０ｂが弁座
９ｂを開放する。従って、圧力作用室２７の圧力流体が
、弁座９ｂ及びパイロット排気路３０を通って大気に放
出され、スプール２２は復帰スプリング２５の付勢力に
よって復帰するので、主弁２０の入力ポートＳと出力ポ
ートＡとが連通し、排出ボートＲが遮断される。

上記主弁２０の切換えが行われた状態では、電磁弁ＩＢ
の入力流路７ｂと出力流路８ｂにおける圧力流体の差圧
が非常に小さいので、可動鉄心５ｂがスプリング６ｂの
付勢力によって固定鉄心４ｂ側に押圧され、弁部材１０
ｂが弁座９ｂを閉鎖する位置に保持されている。従って
、この状態で電磁弁ＩＢのコイル２ｂに通電すると、非
常に大きい吸引力で両鉄心が吸着され、゛電磁弁ＩＢが
閉弁状態に保持される。

続いて、電磁弁ＩＡのコイル２ａへの通電を断つと、固
定鉄心４ａの吸引力が消失し、可動鉄心５ａに作用する
入力流路７ａの流体圧により、弁部材１０ａはスプリン
グ６ａの付勢力に抗して弁％９ａを開放し、圧力流体が
圧力作用室２７に流入する。この場合、電磁弁ＩＢの固
定鉄心４ｂが可動鉄心５ｂを吸着し、弁座９ｂの閉鎖状
態を保持しているので、圧力作用室２７に流入した圧力
流体が゛逝磁弁ＩＢの弁座９ｂを通って大気に放出され
ることはない。

圧力流体の流入によって圧力作用室２７の流体圧が大き
くなると、この流体圧によってスプーｌし２２が畢動さ
れ、スプール２２は第３図の状態に戻る。

また、圧力作用室２７の流体圧が上昇して供給流体圧に
近くなると、可動鉄心５ａに作用する入力流路７ａ側と
出力流路８ａ側との差圧が小さくなるので、スプリング
６ａの付勢力より弁部材１０ａが固定鉄心４ａ側に摺動
し、弁座９ａを閉鎖する位置に移動する。そこで、゛尼
磁弁ＩＡのコイル２ａに通電すると。

固定鉄心４ａが近接状態にある可動鉄心５ａを吸引する
ので、弁部材１０ａは弁座８ａの閉鎖状態を保持し、当
初の状態に戻る。

上述の作動における′電磁弁ＩＡ、ＩＢのコイル２ａ。

２ｂは、いずれも可動鉄心５ａ、５ｂが固定鉄心４ａ　
、４ｂに近接した状態で通電するため、小型の電磁操作
部でも大きな吸引力を発揮させることができる。

また、可動鉄心５ａ、５ｂは、固定鉄心４ａ、４ｂに衝
撃的に当ることがないので、鉄心４ａ、４ｂ及び５ａ、
５ｂの摩耗を防止できる。

なお、コイル２ａ及び２ｂへの通電のタイミングをそれ
ぞれ独立に制御することにより、主弁の停止位置を任意
に調整することもできる。

［発明の効果〕 本発明においては、可動鉄心に作用する入力ボート側と
出力ポート側の流体圧の差圧が小さくなって、スプリン
グの付勢力で弁部材が弁座を開閉する位置に保持された
状態において、固定鉄心に可動鉄心を吸着させるように
したので５両鉄心間の吸着力を、近接状態にある可動鉄
心を吸引して弁部材による弁座の閉鎖を保持するのみの
小さいものとすることができ、従って゛毛滋操作部を小
型化して電磁弁を小型化できるばかりでなく、消費゛電
力を小さくすることができる。

また、固定鉄心の吸引力は近接状態にある可動鉄心の保
持のみを行い、固定鉄心と可動鉄心とを衝撃的に当接さ
せないので、両鉄心の衝突による鉄心の摩耗がなくて、
電磁弁の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の縦断正面図、第２図は本発
明の゛電磁弁の可動鉄心に作用する差圧と弁部材のスト
ロークとの関係を示す線図、第３図は本発明の′電磁弁
の使用の一例を示す縦断正面図である。 １、ＩＡ、ＩＢ　−−電磁弁、　　２．２ａ、２ｂｅ　
Ｉ　：Ｉイル。 ４．４ａ、４ｂ　ａ＊固定鉄心、 ５．５ａ、５ｂ　・・可動鉄心。 １３．１３ａ、１３ｂ　ＩＩ命ススプリング７．７ａ、
７ｂ　・・入力流路、 ８．８ａ、８ｂ　・・出力流路、 り９ａ、９１）　ｅ　＊弁座、　　１０．ｌＯａ、１０
ｏ−−弁部材。 特許出願人　焼結金属工業株式会社 第１図 １′　左渓乙Ｐ（＝Ｒ−舅 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイルの中心孔に固定鉄心を固定すると共に、可動
   鉄心を摺動可能に挿入し、可動鉄心の一端に設けた弁部
   材が、両鉄心の吸着により弁座を閉鎖して、流体の流れ
   を遮断するようにした電磁弁において、 上記可動鉄心に、それを固定鉄心側に付勢するスプリン
   グを設け、このスプリングの付勢力を、入力ポートから
   上記弁座を通じて供給される一次側流体の圧力が二次側
   流体の圧力よりも十分に大きいときは、可動鉄心が弁座
   内においてそれに作用する一次側流体圧力で押圧されて
   開弁するが、一次側と二次側の流体圧力差が小さくなっ
   たときには、その付勢力で可動鉄心が閉弁位置に保持さ
   れる程度に設定したことを特徴とする電磁弁。