JPS6372978A - 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、電磁気力により流量または圧力を制御する電
磁弁に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来より、ｍ（’／Ａ弁としては、コイル内に挿入され
た可動鉄心により弁体を操作するプランジャ型の電磁弁
が広く用いられている。

しかし、従来のプランジャ型の電磁弁においては、可動
鉄心がコイルの軸線方向のみならず径方向にも動いてし
まい、コイルおよび固定鉄心の内周と可動鉄心との間に
設けられた筒状部材に可動鉄心が１苫接し、可動鉄心の
本来の軸線方向の動作が妨げられてしまうため、精密な
流量または圧力の制御は行うことができないという問題
点がおった。

また、本発明者は、特開昭６０−８４４０４号および特
開昭６１−１１２８７５号においてコイル外に板状の可
動鉄心を設けるとともに、この可動鉄心と弁座との間に
球状の弁体を遊挿する構造の電磁弁を提案した。このよ
うな構造によれば、可動鉄心の径方向の動きによる不都
合を解消でき、高精度の流量制御または圧力１り御が可
能になる。

しかし、これらの電磁弁においては、コイル外に可動鉄
心を設けるという磁気回路の溝成上、可動鉄心のストロ
ークを大ぎくできないため、：ａ量の制御範囲が小さい
という問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
もので、可動鉄心がコイルおよび固定鉄心またはこれら
の内周に設けられる筒状部材等に摺接するのを防止する
ことにより、流量または圧力を高精度に制御でき、しか
も流量の制御範囲を広くすることができるプランジャ型
電磁弁を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による電磁弁は、弁座と、この弁座に軸線方向を
向けて対向されたコイルと、前記コイル内に挿入された
可動鉄心と、前記可動鉄心を、前記コイルの軸線方向に
は移動が容易でおるが、前記コイルの軸線方向と垂直な
方向には移動が困難となる。ように支持する可動鉄心支
持手段と、前記弁座と前記可動鉄心との間に遊挿された
球状の弁体と、前記可動鉄心を前記弁座に向かつて付勢
するばね手段とを有してなるものである。

〔作用〕

本発明においては、コイルに電流を流すと、可動鉄心を
弁座と反対方向に引っ張る電磁引力が生じるため、この
電磁引力と弁座の入口側から作用する流体圧が弁体を介
して可動鉄心を押す力との和と、これらの力と反対方向
に作用するばね手段の力とが釣り合うまで、弁体および
可動鉄心は弁座から遠ざかる方向に移動し、弁体と弁座
との間にコイル電流の大きざに対応する大きざの隙間を
生じさせる。この結果、前記電磁引力ひいてはコイル電
流の大きざに対応する流量が弁体と弁座との間を通過す
るようになる。

そして、コイル電流をさらに増大すると、弁座と弁体と
の隙間はざらに大きくなり、流量は増加する。また、コ
イル電流を減少すれば、前記電磁引力は小さくなるので
、可動鉄心および弁体は弁座側に移動し、弁座と弁体と
の間の隙間は狭まるため、流量は減少する。

以上の結果、本発明においては、コイルに流す電流の大
きざにより流量を制御できる。

そして、本発明においては、可動鉄心が前記可動鉄心支
持手段により支持されることによりコイルの径方向には
移動困難となっているため、可動鉄心が固定鉄心および
コイルまたはこれらの内周に設けられる筒状部材等に摺
接するのを防止するとができるので、流量、さらには圧
力の制御を高精度に行うことができる。

また、本発明では、可動鉄心がコイル内に挿入されてい
るというその磁気回路の構成上、可！７１鉄心のストロ
ークを大きくすることができるため、流量の制御範囲を
大きくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明による電磁弁の一実施例を示す縦断面図
である。この実施例にお％）で、ケース１は、それぞれ
アルミ合金等の非磁性体からなるケース材２および３に
よって構成されている。前記ケース材２．３は、それぞ
れ大略のところ、一端部を閉じられ、他端部を大きく開
口された円筒状をなしており、これらのケース材２．３
の開口端部にはそれぞれフランジ部２ａ、３ａが設けら
れている。そして、前記ケース材２，３は、それらのフ
ランジ部２ａ、３ａを互いに当接された状態で図示しな
いボルトにより互いに固定されている。

前記フランジ部２ａ、３ａ間には、０リング４が介装さ
れて、その両者間をシールしている。

前記ケース材２のフランジ部２ａと反対側の端部の中央
部には、ねじ穴５が設けられてあり、このねじ穴５には
、外周部に雄ねじ部６ａ＠設けられた管状の入口部材６
が螺合されている。これにより、人口部材６はケース１
と同軸とされており、回転されると、ケース１に対し軸
線方向に移動する。前記入口部材６の一端部はケース１
外に突出する一方、他端部はケース１内に侵入している
。

そして、前記入口部材６には、その軸線方向に沿って入
口通路７が貫通されており、この入口通路７０ケース１
外側の端部はケース１の外部に開口する弁入口８とされ
、また、該入口通路７のケース１内側の端部はテーパ穴
状をなす弁座９とされている。なお、本実施例では、前
記弁座９のテ−バー角度θは、第２図に示されるように
９０度とされている。なお、前記入口部材６の雄ねじ部
６ａには、該入口部材６を所定の調整位置において緩み
止めするためのナツト１０がケース１外において螺合さ
れている。

前記ケース材２の内周面には、大略円筒状をなす固定鉄
心１１が、該ケース材２ひいてはケース１と同軸に固定
されている。さらに、この固定鉄心１１内には、コイル
１２が、該固定鉄心１１およびケース１と同軸に収容さ
れている。また、前記コイル１２の内周部には、合成樹
脂製のコイル保護筒４１が設けられている。

前記ケース材２の内周面のうちの、コイル１２より入口
部材６側の部分に形成された段部２ｂと、該ケース材２
の内周面に嵌合された非磁性体からなるリング材１３と
の間には、中央部に穴を設けられた円板状の板ばね１４
の外周部が挟持されて固定されている。同様にして、前
記ケース材３の内周面に形成された段部３ｂと、該ケー
ス材３の内周面に嵌合された非磁性体からなるリング材
１５との間には、中央部に穴を設けられた円板状の板ば
ね１６の外周部が挟持されて固定されている。

１７は磁性体からなる大略円柱状の可動鉄心であり、こ
の可動鉄心１７の前端部には、該可動鉄心１７と同軸に
、ねじ１８が螺合されている。そして、このねじ１８の
頭部１８ａと可動鉄心１７の前端面との間には、板ばね
１４の内周部が挟持されて固定されている。前記可動鉄
心１７の後端部には、ボルト４０により、大略円柱状の
非磁性体１９が可動鉄心１７と同軸に固定されている。

この非磁性体１９の後端外周部には、ナツト２０が螺合
されており、このナツト２０と非磁性体１９に一体的に
設けられたつば部１９ａとの間には、板ばね１６の内周
部が挟持されて固定されている。

この結果、可動鉄心１７および非磁性体１３は、該ケー
ス１の軸線に対して垂直をなす板ばね１４および１６を
介してケース１に支持された状態と６つている。そして
、可動鉄心１７はケース１およびコイル１２と同軸で、
その一部をコイル１２内に挿入された状態となっており
、また前記可動鉄心１７とコイル保護筒４１および固定
鉄心１１との間には、間隙２１が設けられている。ここ
において、前記板ばね１４，１６は、本発明において可
動鉄心支持手段を構成するものである。

前記ケース材３のフランジ部３ａと反対側の端部の中央
部には、ねじ穴２２が設けられており、このねじ穴２２
には、ばね調整ねじ２３が、該ケース材３ひいてはケー
ス１と同軸に螺合されている。前記ねじ２３の一端部は
ケース１外に突出する一方、他端部はケース１内に侵入
している。そして、前記ねじ２３のケース１内の端部付
近には、つば部２３ａが一体的に設けられている。また
、前記ねじ２３には、該ねじ２３を所定の調整位置にお
いて緩み止めするためのナツト２４がケース外において
螺合されている。

前記非磁性体１９とねじ２３のつば部２３ａとの間には
、圧縮コイルばね２５が介装されており、このばね２５
は非磁性体１９および可動鉄心１７を弁座９側に付勢し
ている。前記弁座９と可動鉄心１７の前端部に螺合され
たねじ１８の頭部１８ａとの間には、硬質材料からなる
球状の弁体２６が遊挿されている。すなわち、前記弁座
９とねじ１８との間には、弁座９およびねじ１８のいず
れからも分離している弁体２６が挿入されている。

前記ケース材２には、弁出口２７が設けられている。

“次に、本実施例の作動を説明する。

まず、この電磁弁の初期調整について説明すると、最初
にコイル１２に通電することなく、入口部材６を緩み方
向に回転して、該入口部材６を可動鉄心１７から遠ざか
る方向（図面において左方）に移動しておく。この状態
において弁入口８に入力空気圧ＰＳが供給されると、空
気が弁入口８、入口通路７、弁座９と弁体２６との間、
およびケース１内部の空間を経て弁出口２７から大気に
漏れる。

次に、入口部材６を締め付は方向に回転して、弁座９を
可動鉄心１７に近付ける方向（図面において在方）に移
動させて行くと、弁座９と弁体２６との隙間が小さくな
って行き、空気の漏れ呈が減少して行き、やがて空気の
漏れが無くなる（空気の流量が零になる）。この状態は
、空気圧が弁体２６を押す力とばね２５の力とがちょう
ど吊り合った状態であり、これによりこの電磁弁の初期
調整が終了する。なお、ばね２５の力を調整する必要が
ある場合は、ばね調整ねじ２３をケース材３に対して回
転し、該ねじ２３を軸線方向に移動させればよい。

次に、上述のような初期調整終了後、コイル１２に電流
を流すと、可動鉄心１７を弁座９と反対方向に引っ張る
電磁引力が生じるため、この電磁引力と空気圧が弁体２
６およびねじ１８を介して可動鉄心１７を押す力との和
と、これらの力と反対方向に作用するばね２５の力とが
釣り合うまで、弁体２６および可動鉄心１７は板ばね１
４，１６を変形させなからばね２５側（図上在方）に移
動し、弁体２６と弁座９との間にコイル電流の大きざに
対応する大きざの隙間を生じさせる。この結果、前記電
磁引力ひいてはコイル電流の大ぎざに対応する流量が弁
体２６と弁座９との間を通過して弁出口２７へ流れるよ
うになる。

そして、コイル電流をざらに増大すると、弁座９と弁体
２６との隙間はざらに大きくなり、流量は増加する。ま
た、コイル電流を減少すれば、前記電磁引力は小さくな
るので、可動鉄心１７および弁体２６は弁座９側（図上
左方）に移動し、弁座９と弁体２６との間の隙間は狭ま
るので、流量は小さくなる。

以上の結果、コイル１２に流す電流の大きざにより流量
を制御できる。

そして、この電磁弁では、可動鉄心１７が板ばね１４．
１６により支持されているため、可動鉄心１７は軸線方
向に動くことは比較的に容易であるが、径方向に動くこ
とは困難である。したがって、可動鉄心１７と固定鉄心
１１およびコイル保護筒４１とが全く摺接しないように
することができるので、流量、さらには圧力の制御を高
精度に行うことができる。

また、この電磁弁では、可動鉄心１７がコイル１１内に
挿入されているというその磁気回路の構成上、可動鉄心
１７のストロークを大ぎくすることができるため、流量
の制御範囲を大きくすることができる。

なお、前記実施例では、可動鉄心を板ばねで支持してい
るが、本発明においては、同等の礪能を果す他の手段、
すなわち可動鉄心を、コイルの軸線方向には移動が容易
であるが、コイルの軸線方向と垂直な方向には移動が困
難となるように支持する他の手段を用いてもよい。

また、これまで本発明を、空気の流量または圧力を制御
する弁に適用した場合についてシ１明してきたが、本発
明は空気以外の気体および液体の流量または圧力を制御
する弁にも適用できるものである。

（発明の効果〕 以上のように本発明による電磁弁は、可動鉄心がコイル
および固定鉄心またはこれらの内周に設けられる筒状部
材等に摺接するのを防止することにより、流量または圧
力を高精度に制御でき、しかも流量の制御範囲を広くす
ることができるという優れた効果を得られるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁弁の一実施例を示す縦断面図
、第２図は前記実施例の弁座付近を示す拡大縦断面図で
ある。 １・・・ケース、８・・・弁入口、９・・・弁座、１２
・・・コイル、１４．１６・・・板ばね、１７・・・可
動鉄心、２５・・・圧縮コイルばね、２６・・・球体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁座と、この弁座に軸線方向を向けて対向されたコイ
   ルと、前記コイル内に挿入された可動鉄心と、前記可動
   鉄心を、前記コイルの軸線方向には移動が容易であるが
   、前記コイルの軸線方向と垂直な方向には移動が困難と
   なるように支持する可動鉄心支持手段と、前記弁座と前
   記可動鉄心との間に遊挿された球状の弁体と、前記可動
   鉄心を前記弁座に向かって付勢するばね手段とを有して
   なる電磁弁。