JP5793523B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁に関する。

従来から、可動鉄心を固定鉄心に吸着させることに伴って弁座から弁体を離間させることにより、流体の流路を切り換える電磁弁が広く知られている。このような電磁弁のうちには、可動鉄心を固定鉄心に吸着させる際に可動鉄心が固定鉄心に衝突することにより生じる音を低減させたものがある（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、図８に示すように、このような電磁弁では、固定鉄心１６２において可動鉄心１６３に対向する端部に弾性体からなる緩衝材１６４が埋設されている。そのため、固定鉄心１６２と可動鉄心１６３は、互いに対向する端部同士で直接接触することがなく緩衝材１６４を介して間接的に接触する。そして、この緩衝材１６４の緩衝作用によって可動鉄心１６３が固定鉄心１６２に衝突する際に生じる音が低減されている。

実開平５−４７６５３号公報

しかしながら、近年では、可動鉄心１６３が固定鉄心１６２に衝突する際に生じる音の更なる低減が望まれている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動鉄心が固定鉄心に衝突する際に生じる音を低減することができる電磁弁を提供することにある。

上記課題を解決する電磁弁は、外周に励磁コイルが配置された固定鉄心と、前記励磁コイルへの通電を行う駆動回路と、前記駆動回路による前記励磁コイルへの通電に伴って前記固定鉄心に対して接近する方向に移動する可動鉄心と、前記可動鉄心と一体となって弁座に対して当接又は離間する方向に移動可能な弁体とを備え、前記駆動回路は、前記可動鉄心を前記固定鉄心に接触させない第１の電流値で前記励磁コイルを通電した状態を維持した後に、前記第１電流値よりも大きい第２の電流値で前記励磁コイルを通電することにより前記可動鉄心を前記固定鉄心に対して衝突させる。

上記電磁弁において、前記駆動回路は、前記励磁コイルへの通電量を前記第１の電流値から前記第２の電流値に増加させる際に通電量の増加量を次第に低下させることが好ましい。

上記電磁弁において、前記駆動回路は、電源に対して前記励磁コイルと直列に接続されたＮＰＮ型のトランジスタと、前記トランジスタと並列の接続態様で前記電源に対して前記励磁コイルと直列に接続された抵抗体と、前記電源に対して前記励磁コイルと並列に接続されたコンデンサーと、を有し、前記コンデンサーのうち前記電源の正極側に接続された正極板は、前記トランジスタのベース端子に接続されていることが好ましい。

本発明によれば、可動鉄心が固定鉄心に衝突する際に生じる音を低減することができる。

第１の実施形態の電磁弁及び該電磁弁が載置されるマニホールドベースの断面図。 図１の要部拡大図。 同実施形態の駆動回路の回路図。 同実施形態の駆動回路による励磁コイルへの通電時間と通電量の関係を示す相関図。 同実施形態の電磁弁が用いられる酸素濃縮器の模式図。 第２の実施形態の駆動回路の回路図。 同実施形態の駆動回路による励磁コイルへの通電時間と通電量の関係を示す相関図。 従来例の電磁弁の断面図。

（第１の実施形態）
以下、電磁弁の第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、マニホールドベース１１は、略直方体状をなしており、電磁弁１２が載置される載置面１３を有している。また、マニホールドベース１１には、流体（例えば、圧縮エア）の供給源（図示略）に接続される給気流路１４が形成されている。給気流路１４には載置面１３に開口する給気連通流路１５が連通している。また、マニホールドベース１１には、略Ｌ字状をなす出力流路１６が形成されている。出力流路１６は、一端側がマニホールドベース１１の載置面１３に開口するとともに、他端側がマニホールドベース１１における載置面１３に隣り合う側面１７（図１では右側面）に開口している。

電磁弁１２は、パイロット流体により主弁体２０を往復移動させるパイロット形電磁弁として構成されており、主弁体２０を有する主弁部２１と、主弁部２１に隣り合うパイロット弁部２２とを有している。

主弁部２１は、略直方体状のバルブボディ２３を有しており、このバルブボディ２３には棒状をなす主弁体２０が該主弁体２０の軸方向に往復移動可能に収容されている。バルブボディ２３は、主弁体２０の軸方向の一端側が開口した弁孔２４が形成された弁ボディ２５と、弁ボディ２５における弁孔２４の開口を閉塞するカバー２６とを有している。

弁ボディ２５の弁孔２４には、有底円筒状をなす支持部材２７が収容されている。そして、支持部材２７の先端に形成された凹部２８とカバー２６の内面との間には第１弁室２９が区画されている。また、支持部材２７の凹部２８の底面には円筒状の軸受け筒３０が第１弁室２９側に向けて突設されている。また、支持部材２７には、軸受け筒３０に連通する連通路３１が形成されており、連通路３１における軸受け筒３０とは反対側の端部は支持部材２７の底面に開口している。また、支持部材２７の底面における連通路３１の周囲には円筒状の主弁座３２が形成されている。また、弁ボディ２５には、連通路３１をマニホールドベース１１の出力流路１６に連通させる連通孔３３が形成されている。また、カバー２６には、第１弁室２９に開口した第１流路３４が形成されている。

軸受け筒３０には、主弁体２０における軸方向の第１端側（図１では上端側）となる基端部２０Ａが主弁体２０の軸方向に往復移動可能に支持されている。また、主弁体２０の基端部２０Ａの外周面にはＯリング等のシール部材３７が装着されている。そして、シール部材３７が主弁体２０の基端部２０Ａの外周面と軸受け筒３０の内周面との間に介在することにより、主弁体２０の軸方向における第１弁室２９と連通路３１との間が気密状にシールされている。

主弁体２０の基端部２０Ａにおけるシール部材３７よりも第１端側となる端部には円板状をなす外向きのフランジ部４０が形成されている。フランジ部４０には、円筒状の筒部４１が主弁体２０の第１端側に向けて突設されており、筒部４１の外周面にはＯリング等のシール部材４２が装着されている。そして、シール部材４２が筒部４１の外周面と凹部２８の内面との間に介在することにより、第１弁室２９は主弁体２０の軸方向においてフランジ部４０を挟んだ両側の間が気密状にシールされている。

支持部材２７の底面と弁孔２４の内面との間には第２弁室４５が区画されている。第２弁室４５には、主弁体２０における軸方向の第２端側（図１では下端側）となる先端部２０Ｂに装着された弾性材料からなる弁体４６が収容されている。そして、弁体４６は、主弁体２０と一体となって主弁体２０の軸方向に移動することにより、主弁座３２の開口を気密状にシールする位置と主弁座３２の開口を開放する位置との間で変位可能となっている。

また、主弁体２０のフランジ部４０と支持部材２７の凹部２８の底面との間には、弁バネ４８が介設されている。弁バネ４８は、例えばコイルバネによって構成されている。そして、弁バネ４８は、常には、主弁体２０を軸方向の第１端側に向けて付勢することにより弁体４６を主弁座３２に対して当接させている。

弁ボディ２５には、カバー２６の第１流路３４に連通する第２流路５０が形成されている。第２流路５０は、主弁体２０の軸方向に沿って延在しており、第１流路３４に連通する一端側とは反対側の他端側が、弁ボディ２５の外面である第１面２５Ａに開口している。

また、弁ボディ２５には、一端側が弁孔２４の第２弁室４５に連通すると共に、他端側がマニホールドベース１１の給気連通流路１５に連通した連通路５２が形成されている。また、弁ボディ２５には、一端側がカバー２６の第１面２５Ａに開口すると共に、他端側が連通路５２に開口した第３流路５３が形成されている。

図２に示すようなパイロット弁部２２は、電流値により弁開度を制御する３ポート比例電磁弁であって、バルブボディ２３における弁ボディ２５の第１面２５Ａ側に固定されるパイロットボディ６０を有している。パイロットボディ６０には励磁コイル６１が固定されるとともに、励磁コイル６１の内側には、鉄等の磁性材料からなる略円柱状の固定鉄心６２が配置されている。また、励磁コイル６１の内側には、固定鉄心６２に対して接近又は離間する方向に往復移動可能に可動鉄心６３が配置されている。可動鉄心６３は、鉄心バネ６４の付勢力により固定鉄心６２から離間する方向に向けて付勢されている。

パイロットボディ６０の内側にはパイロット弁室６６が形成されると共に、パイロット弁室６６には弾性材料からなる弁体の一例としてのパイロット弁体６７が収容されている。パイロット弁室６６におけるパイロット弁体６７の第１端面側（図２における下側）及び第２端面側（図２における上側）には第１弁座６８及び第２弁座６９がそれぞれ形成されている。また、パイロット弁体６７の第２端面と可動鉄心６３との間には弁ガイド（図示略）が介設されている。また、パイロット弁体６７の第１端面とパイロット弁室６６の内面との間にはコイルバネ７０が介設されている。

パイロットボディ６０には、第１弁座６８の内側を貫通してパイロット弁室６６に開口するとともに、弁ボディ２５の第３流路５３に接続される給気孔７１が形成されている。また、パイロットボディ６０には、第２弁座６９の内側を貫通してパイロット弁室６６に開口するとともに、パイロットボディ６０の外部に連通する排気孔７２が形成されている。また、パイロットボディ６０には、パイロット弁室６６に開口するとともに弁ボディ２５の第２流路５０に接続される出力孔７３が形成されている。

また、パイロットボディ６０の一面側（図２では左側）には、一方側（図２では右側）が開口した箱体状をなす電装カバー６０Ａが固定されている。電装カバー６０Ａの内側には、励磁コイル６１への通電を行う駆動回路７４を実装した回路基板７５が収容されている。

次に、回路基板７５に実装された駆動回路７４の回路構成について説明する。
図３に示すように、駆動回路７４は、電源の正極側端子８０及び負極側端子８１に対して励磁コイル６１と直列の接続態様で抵抗体８２が接続されている。また、励磁コイル６１には、抵抗体８２と並列の接続態様でＮＰＮ型のトランジスタ８３が直列に接続されている。ＮＰＮ型のトランジスタ８３は、正孔をキャリアとするＰ型半導体の両側が自由電子をキャリアとするＮ型半導体によって挟まれることにより構成されている。なお、トランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとベース端子８３Ｂとの間は、ベース端子８３Ｂ側からコレクタ端子８３Ａ側への一方向の電流の流れを許容するダイオード８４を介して接続されている。

また、電源の正極側端子８０及び負極側端子８１には、励磁コイル６１及び抵抗体８２と並列の接続態様で、抵抗体８５、コンデンサー８６及び抵抗体８７が接続されている。また、抵抗体８５とコンデンサー８６との間の接点は、トランジスタ８３のベース端子８３Ｂに接続されている。すなわち、コンデンサー８６のうち電源の正極側端子８０に対して抵抗体８５を介して接続された正極板８６Ａはトランジスタ８３のベース端子８３Ｂに接続されている。

次に、上記のように構成された電磁弁１２の作用について説明する。
さて、供給源から給気流路１４に圧縮エアが供給されると、圧縮エアは、給気連通流路１５、連通路５２及び第３流路５３を介してパイロット弁室６６に流入する。そして、この状態で、駆動回路７４における電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間に電圧が印加される。

ここで、正極側端子８０と負極側端子８１との間に電圧が印加された直後では、コンデンサー８６には電荷が蓄積されていない。そのため、コンデンサー８６の正極板８６Ａの電位はトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとエミッタ端子８３Ｃを電気的に導通させない。その結果、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間には直列に接続された励磁コイル６１及び抵抗体８２を通じて正極側端子８０から負極側端子８１に電流が流れる。

そして、図４に示すように、コンデンサー８６に所定の電荷が蓄積されるまでの間は、励磁コイル６１への通電量は第１の電流値の一例としての電流値Ａ１に維持される。この場合、励磁コイル６１に電流値Ａ１の電流が流れている間は、可動鉄心６３は鉄心バネ６４の付勢力に抗して固定鉄心６２に接近する方向に変位しているものの、固定鉄心６２に衝突する位置には到達していない。

ここで、コンデンサー８６に所定の電荷が蓄積された後には、コンデンサー８６の正極板８６Ａの電位はトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとエミッタ端子８３Ｃを電気的に導通させる。すると、電源の正極側端子８０から負極側端子８１に流れる電流は、トランジスタ８３と比較して電気抵抗の大きい抵抗体８２にはほとんど流れなくなり、励磁コイル６１と直列に接続されたトランジスタ８３に選択的に流れるようになる。そして、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間の電気抵抗が低下するため、励磁コイル６１に流れる電流の大きさが増大する。

この場合、トランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとエミッタ端子８３Ｃとが電気的に導通されると、コンデンサー８６に蓄積された電荷がトランジスタ８３のベース端子８３Ｂからエミッタ端子８３Ｃに放出される。そして、この電荷の流れが増幅されてトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａからエミッタ端子８３Ｃに流れる電流が増加する。なお、コンデンサー８６からの電荷の放出量は時間の経過とともに次第に減少する傾向を有している。そのため、トランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａからエミッタ端子８３Ｃに流れる電流の増加量、即ち、励磁コイル６１への通電量の増加量は時間の経過とともに次第に低下する。

そして、励磁コイル６１への通電量が第２の電流値の一例としての電流値Ａ２に達すると、可動鉄心６３は鉄心バネ６４の付勢力に抗して固定鉄心６２に衝突する位置まで変位する。この場合、励磁コイル６１への通電量を電流値Ａ１に維持することなく電流値Ａ２まで増加させる比較例と比較して、可動鉄心６３が慣性に従って固定鉄心６２に対して勢いよく衝突することが抑制される。その結果、可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突する際に生じる音は、比較例では５２〜５５ｄＢ程度であるのに対し、本実施形態では３５〜３８ｄＢ程度まで低減される。

また、可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突する位置まで変位すると、パイロット弁体６７が第１弁座６８から離間して給気孔７１と出力孔７３とが連通した状態となる。そして、出力孔７３から第２流路５０及び第１流路３４を介して第１弁室２９に圧縮エアが供給される。その結果、主弁体２０が第１弁室２９に供給された圧縮エアによって軸方向の第２端側に押圧される。すなわち、本実施形態では、圧縮エアはパイロット流体としても機能する。そして、弁体４６は、主弁体２０と一体となって主弁体２０の軸方向の第２端側に移動することにより主弁座３２の開口を開放する。そのため、給気流路１４と出力流路１６とが、給気連通流路１５、連通路５２、第２弁室４５、連通路３１及び連通孔３３を介して連通した状態となり、給気流路１４から出力流路１６に向けて圧縮エアが供給可能とされる。

次に、上記の電磁弁１２が用いられた酸素濃縮器９０について説明する。
図５に示すように、酸素濃縮器９０は、外部から取り込んだ空気を供給するコンプレッサー９１と、空気から窒素を選択的に吸着する吸着筒９２と、吸着筒９２における気体の吸着工程及び脱離工程を切り換える切換弁９３及び均圧弁９４とを備えている。また、酸素濃縮器９０は、吸着筒９２における気体の脱離工程において切換弁９３から気体が排気される際に生じる音を低減させる排気サイレンサー９５を備えている。そして、吸着筒９２を通じて濃縮された高濃度酸素は加湿器９６を通過する過程で加湿された状態で鼻カニューラ９７を介して患者に供給される。なお、吸着筒９２と加湿器９６との間には、患者の呼吸に同調して開閉する同調弁９８が介設されている。

ここで、酸素濃縮器９０において高濃度酸素を濃縮する際には、まず、コンプレッサー９１から空気を加圧供給し、吸着筒９２内で空気に含まれる窒素ガスを選択的に吸着させる。そして次に、加圧状態の吸着筒９２を切換弁９３によって排気ラインに接続させて大気開放状態とし、加圧状態で吸着されていた窒素分子を吸着筒９２内から脱離させる。この際、均圧弁９４を開弁して吸着工程中の他の吸着筒９２から高濃度酸素をパージガスとして逆流させることにより酸素濃度の変動が抑えられる。そして、一方の吸着筒９２において吸着工程を行っている間に他方の吸着筒９２において脱離工程を行うことを交互に繰り返すことにより、吸着筒９２から連続的に濃縮された高濃度酸素が供給されるようになっている。

すなわち、酸素濃縮器９０では、吸着筒９２における吸着工程及び脱離工程が頻繁に切り換わり、この切り換えに併せて切換弁９３の開閉動作が頻繁に行われる。この点、本実施形態では、切換弁９３として上記の電磁弁１２が用いられており、切換弁９３の開放動作の際に可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突することにより生じる音が低減されている。そのため、切換弁９３の開放動作が頻繁に行われたとしても、患者にとって耳障りな音が切換弁９３から発せられることが抑制される。

なお、酸素濃縮器９０において、均圧弁９４又は同調弁９８として上記の電磁弁１２が用いられる構成としてもよい。この場合も同様にして、酸素濃縮器９０の動作中に均圧弁９４又は同調弁９８の開閉動作が頻繁に行われたとしても、患者にとって耳障りな音が均圧弁９４又は同調弁９８から発せられることが抑制される。

上記第１の実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）駆動回路７４が励磁コイル６１への通電量を電流値Ａ１に維持すると、可動鉄心６３は固定鉄心６２に衝突する前段階で一旦停止する。そして、駆動回路７４が励磁コイル６１への通電量を電流値Ａ１から電流値Ａ２に増加させると、可動鉄心６３は停止した状態から固定鉄心６２に更に接近して固定鉄心６２に対してゆっくりと衝突する。すなわち、可動鉄心６３は、固定鉄心６２に接近する過程で一旦停止をしてから固定鉄心６２に対してゆっくりと衝突する。したがって、可動鉄心６３が慣性に従って固定鉄心６２に対して勢いよく衝突することが抑制されるため、可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突する際に生じる音を低減することができる。

（２）駆動回路７４は、励磁コイル６１への通電量を電流値Ａ１から電流値Ａ２に増加させる際に通電量の増加量を次第に低下させるため、可動鉄心６３が固定鉄心６２に接近する速度は次第に低下する。したがって、可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突する際に生じる音を更に低減することができる。

（３）電源からコンデンサー８６に所定の電荷が蓄積される前時点では、コンデンサー８６の正極板８６Ａの電位はトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとエミッタ端子８３Ｃを電気的に導通させない。そのため、電源から流れる電流は直列に接続された励磁コイル６１及び抵抗体８２に流れる。そして、電源からコンデンサー８６に所定の電荷が蓄積されるまでの間は、励磁コイル６１にはほぼ一定の電流が流れる。その一方で、電源からコンデンサー８６に所定の電荷が蓄積された後には、コンデンサー８６の正極板８６Ａの電位はトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａとエミッタ端子８３Ｃを電気的に導通させる。そのため、電源から流れる電流は、トランジスタ８３と比較して電気抵抗の大きい抵抗体８２にほとんど流れることなく、直列に接続された励磁コイル６１及びトランジスタ８３に流れる。その結果、励磁コイル６１に流れる電流の大きさが増大する。この場合、コンデンサー８６に蓄積された電荷がトランジスタ８３のベース端子８３Ｂからエミッタ端子８３Ｃに放出されるとともに、この電荷の流れが増幅されてトランジスタ８３のコレクタ端子８３Ａからエミッタ端子８３Ｃに流れる電流量が増加する。そして、一般に、コンデンサー８６からの電荷の放出量は時間の経過とともに次第に減少する傾向にあるため、励磁コイル６１への通電量の増加量は次第に低下する。したがって、可動鉄心６３が固定鉄心６２に衝突する際に生じる音を低減する構成を簡易な構成で実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、電磁弁１２の第２の実施形態を図面に従って説明する。なお、第２の実施形態は、励磁コイル６１への通電を行う駆動回路７４の回路構成が第１の実施形態と異なる。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する構成について主に説明し、第１の実施形態と同一又は相当する構成については同一符号を付して重複説明を省略する。

図６に示すように、駆動回路７６は、電源の正極側端子８０及び負極側端子８１に対して励磁コイル６１と直列の接続態様でＰＮＰ型のトランジスタ１００及び抵抗体１０１が接続されている。ＰＮＰ型のトランジスタ１００は、自由電子をキャリアとするＮ型半導体の両側が正孔をキャリアとするＰ型半導体によって挟まれることにより構成されている。また、励磁コイル６１には、トランジスタ１００及び抵抗体１０１と並列の接続態様でＰＮＰ型のトランジスタ１０４，１０５及び抵抗体１０６，１０７が直列に２組接続されている。なお、各トランジスタ１００，１０４，１０５のエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ、１０５Ａとベース端子１００Ｂ，１０４Ｂ，１０５Ｂとの間は、ベース端子１００Ｂ，１０４Ｂ，１０５Ｂ側からエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ，１０５Ａ側への一方向の電流の流れを許容するダイオード１０８，１０９，１１０を介して接続されている。

また、電源の正極側端子８０及び負極側端子８１には、励磁コイル６１、トランジスタ１００，１０４，１０５及び抵抗体１０１，１０６，１０７と並列の接続態様で、抵抗体１１１，１１２，１１３、コンデンサー１１４，１１５，１１６及び抵抗体１１７，１１８，１１９が各トランジスタ１００，１０４，１０５に個別に対応して３組接続されている。

なお、３つのコンデンサー１１４，１１５，１１６のうち、第１コンデンサー１１４の電気容量は第２コンデンサー１１５の電気容量よりも小さく、第２コンデンサー１１５の電気容量は第３コンデンサー１１６の電気容量よりも小さい。そのため、第１コンデンサー１１４に所定の電荷が蓄積されるまでの所要時間は第２コンデンサー１１５に所定の電荷が蓄積されるまでの所要時間よりも短い。また、第２コンデンサー１１５に所定の電荷が蓄積されるまでの所要時間は第３コンデンサー１１６に所定の電荷が蓄積されるまでの所要時間よりも短い。

また、各コンデンサー１１４，１１５，１１６と該各コンデンサー１１４，１１５，１１６に直列に接続された抵抗体１１７，１１８，１１９との間の接点は、各々が対応するトランジスタ１００，１０４，１０５のベース端子１００Ｂ，１０４Ｂ，１０５Ｂに接続されている。すなわち、各コンデンサー１１４，１１５，１１６のうち電源の負極側端子８１に対して抵抗体１１７，１１８，１１９を介して接続された負極板１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａは各々が対応するトランジスタ１００，１０４，１０５のベース端子１００Ｂ，１０４Ｂ，１０５Ｂに接続されている。

そして、正極側端子８０と負極側端子８１との間に電圧が印加された直後では、全てのコンデンサー１１４，１１５，１１６には電荷が蓄積されていない。そのため、各コンデンサー１１４，１１５，１１６の負極板１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａの電位は各々が対応するトランジスタ１００，１０４，１０５のエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ，１０５Ａとコレクタ端子１００Ｃ，１０４Ｃ，１０５Ｃを電気的に導通させない。

そして、３つのコンデンサー１１４，１１５，１１６のうち最も電気容量の小さい第１コンデンサー１１４に所定の電荷が蓄積されると、第１コンデンサー１１４の負極板１１４Ａの電位はトランジスタ１００のエミッタ端子１００Ａとコレクタ端子１００Ｃを電気的に導通させる。すると、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間には直列に接続された励磁コイル６１、トランジスタ１００及び抵抗体１０１を通じて正極側端子８０から負極側端子８１に電流が流れる。

そして、図７に示すように、３つのコンデンサー１１４，１１５，１１６のうち２番目に電気容量の小さい第２コンデンサー１１５に所定の電荷が蓄積されるまでの間は、励磁コイル６１への通電量は第１の電流値の一例としての電流値Ｂ１に維持される。この場合、励磁コイル６１に電流値Ｂ１の電流が流れている間は、可動鉄心６３は鉄心バネ６４の付勢力に抗して固定鉄心６２に接近する方向に変位しているものの、固定鉄心６２に衝突する位置には到達していない。

そして、第２コンデンサー１１５に所定の電荷が蓄積された後には、第２コンデンサー１１５の負極板１１５Ａの電位はトランジスタ１０４のエミッタ端子１０４Ａとコレクタ端子１０４Ｃを電気的に導通させる。すると、電源の正極側端子８０から負極側端子８１に流れる電流は、トランジスタ１００を介して抵抗体１０１に流れるだけでなく、トランジスタ１０４を介して抵抗体１０６にも流れる。この場合、並列に接続された抵抗体１０１及び抵抗体１０６の合成抵抗ＲＡは、抵抗体１０１の抵抗値をＲ１、抵抗体１０６の抵抗値をＲ２とした場合、以下の式（１）で表される。
［式１］
ＲＡ＝１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２）
すなわち、合成抵抗ＲＡの大きさは抵抗体１０１の抵抗値Ｒ１よりも小さくなる。そのため、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間の電気抵抗が低下するため、励磁コイル６１に流れる電流の大きさが電流値Ｂ１から電流値Ｂ２に増大する。

そして、３つのコンデンサー１１４，１１５，１１６のうち最も電気容量の大きい第３コンデンサー１１６に所定の電荷が蓄積されるまでの間は、励磁コイル６１への通電量は電流値Ｂ２に維持される。この場合、励磁コイル６１に電流値Ｂ２の電流が流れている間は、可動鉄心６３は鉄心バネ６４の付勢力に抗して固定鉄心６２に接近する方向に変位しているものの、固定鉄心６２に衝突する位置には到達していない。

そして、第３コンデンサー１１６に所定の電荷が蓄積された後には、第３コンデンサー１１６の負極板１１６Ａの電位はトランジスタ１０５のエミッタ端子１０５Ａとコレクタ端子１０５Ｃを電気的に導通させる。すると、電源の正極側端子８０から負極側端子８１に流れる電流は、トランジスタ１００，１０４を介して抵抗体１０１，１０６に流れるだけでなく、トランジスタ１０５を介して抵抗体１０７にも流れる。この場合、並列に接続された抵抗体１０１、抵抗体１０６及び抵抗体１０７の合成抵抗ＲＢは、抵抗体１０７の抵抗値をＲ３とした場合、以下の式（２）で表される。
［式２］
ＲＢ＝１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋１／Ｒ３）
すなわち、合成抵抗ＲＢの大きさは、［式１］にて表される合成抵抗ＲＡの大きさよりも小さくなる。そのため、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間の電気抵抗が更に低下するため、励磁コイル６１に流れる電流の大きさが電流値Ｂ２から第２の電流値の一例としての電流値Ｂ３に増大する。そして、励磁コイル６１への通電量が電流値Ｂ３に達すると、可動鉄心６３は鉄心バネ６４の付勢力に抗して固定鉄心６２に衝突する位置まで変位する。

上記第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果（１）に加え、以下に示す効果を得ることができる。
（４）電源からコンデンサー１１４，１１５，１１６に所定の電荷が蓄積される前時点では、コンデンサー１１４，１１５，１１６の負極板１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａの電位はトランジスタ１００，１０４，１０５のエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ，１０５Ａとコレクタ端子１００Ｃ，１０４Ｃ，１０５Ｃを電気的に導通させない。そして、コンデンサー１１４，１１５，１１６に所定の電荷が蓄積された後には、コンデンサー１１４，１１５，１１６の負極板１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａの電位はトランジスタ１００，１０４，１０５のエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ，１０５Ａとコレクタ端子１００Ｃ，１０４Ｃ，１０５Ｃを電気的に導通させる。この場合、複数のコンデンサー１１４，１１５，１１６のうち、電気容量が相対的に小さいコンデンサーから順に所定の電荷が蓄積される。そのため、コンデンサー１１４，１１５，１１６に個別に対応して設けられたトランジスタ１００，１０４，１０５のエミッタ端子１００Ａ，１０４Ａ，１０５Ａとコレクタ端子１００Ｃ，１０４Ｃ，１０５Ｃとが順次電気的に導通される。その結果、並列に接続された抵抗体１０１，１０６，１０７がトランジスタ１００，１０４，１０５を介して励磁コイル６１に順次接続されるため、電源の正極側端子８０と負極側端子８１との間の電気抵抗が段階的に低下する。したがって、励磁コイル６１に流れる電流の大きさが段階的に増加するため、可動鉄心６３を固定鉄心６２に接近させる過程で一旦停止をさせてから固定鉄心６２に対して衝突させる構成を簡易な構成で実現することができる。

なお、上記各実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記各実施形態において、ＣＰＵが実装された制御基板を回路基板７５として備え、ＣＰＵからの制御信号に基づいて励磁コイル６１への通電量を制御する構成としてもよい。この場合、励磁コイル６１への通電量を電流値Ａ１から電流値Ａ２又は電流値Ｂ１から電流値Ｂ３に増加させる際に励磁コイル６１への通電量を一定の割合で増加させる構成としてもよいし、励磁コイル６１への通電量の増加量を次第に低下させる構成としてもよい。

・上記各実施形態では、圧縮流体として圧縮エアを用いたが、これに限らず、他の圧縮流体を用いてもよい。
・上記各実施形態では、電磁弁をパイロット流体に基づいて主弁体２０を駆動させるパイロット形電磁弁として具体化したが、これに限らず、例えば励磁コイルによる可動鉄心の往復移動に基づいて主弁体を駆動させる電磁弁に具体化してもよい。

次に、上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記駆動回路は、
電源に対して前記励磁コイルと直列に接続されたＰＮＰ型の第１のトランジスタと、
前記電源に対して前記第１のトランジスタと直列に接続された第１の抵抗体と、
前記電源に対して前記励磁コイルと並列に接続された第１のコンデンサーと、
前記第１のコンデンサーとは異なる電気容量を有し、前記電源に対して前記励磁コイル及び前記第１のコンデンサーと並列に接続された第２のコンデンサーと、
前記第１トランジスタと並列の接続態様で前記電源に対して前記励磁コイルと直列に接続されたＰＮＰ型の第２のトランジスタと、
前記電源に対して前記第２のトランジスタと直列に接続された第２の抵抗体と、
を有し、
前記第１のコンデンサーのうち前記電源の負極側に接続された負極板は、前記第１のトランジスタのベース端子に接続されており、
前記第２のコンデンサーのうち前記電源の負極側に接続された負極板は、前記第２のトランジスタのベース端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。

上記構成によれば、電源から第１のコンデンサーに所定の電荷が蓄積される前時点では、第１のコンデンサーの負極板の電位は第１のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子を電気的に導通させない。また同様に、電源から第２のコンデンサーに所定の電荷が蓄積される前時点では、第２のコンデンサーの負極板の電位は第２のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子を電気的に導通させない。そして、第１のコンデンサーに所定の電荷が蓄積された後には、第１のコンデンサーの負極板の電位は第１のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子を電気的に導通させる。また、第２のコンデンサーに所定の電荷が蓄積された後には、第２のコンデンサーの負極板の電位は第２のトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子を電気的に導通させる。この場合、第１のコンデンサー及び第２のコンデンサーのうち、電気容量が相対的に小さいコンデンサーから順に所定の電荷が蓄積される。そのため、両コンデンサーに個別に対応して設けられたトランジスタのエミッタ端子とコレクタ端子とが順次電気的に導通される。その結果、並列に接続された第１の抵抗体及び第２の抵抗体が各々が対応するトランジスタを介して励磁コイルに順次接続されるため、電源の正極側端子と負極側端子との間の電気抵抗が段階的に低下する。したがって、励磁コイルに流れる電流の大きさが段階的に増加するため、可動鉄心を固定鉄心に接近させる過程で一旦停止をさせてから固定鉄心に対して衝突させる構成を簡易な構成で実現することができる。

１２…電磁弁、６１…励磁コイル、６２…固定鉄心、６３…可動鉄心、６７…弁体の一例としてのパイロット弁体、６８…弁座の一例としての第１弁座、７４，７６…駆動回路、８２…抵抗体、８３…トランジスタ、８３Ｂ…ベース端子、８６…コンデンサー、８６Ａ…正極板、Ａ１…第１の電流値の一例として電流値、Ａ２…第２の電流値の一例としての電流値、Ｂ１…第１の電流値の一例としての電流値、Ｂ３…第２の電流値の一例としての電流値。

Claims (3)

1. 外周に励磁コイルが配置された固定鉄心と、
   前記励磁コイルへの通電を行う駆動回路と、
   前記駆動回路による前記励磁コイルへの通電に伴って前記固定鉄心に対して接近する方向に移動する可動鉄心と、
   前記可動鉄心と一体となって弁座に対して当接又は離間する方向に移動可能な弁体とを備え、
   前記駆動回路は、前記可動鉄心を前記固定鉄心に接触させない第１の電流値で前記励磁コイルを通電した状態を維持した後に、前記第１電流値よりも大きい第２の電流値で前記励磁コイルを通電することにより前記可動鉄心を前記固定鉄心に対して衝突させることを特徴とする電磁弁。
2. 前記駆動回路は、前記励磁コイルへの通電量を前記第１の電流値から前記第２の電流値に増加させる際に通電量の増加量を次第に低下させることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記駆動回路は、
   電源に対して前記励磁コイルと直列に接続されたＮＰＮ型のトランジスタと、
   前記トランジスタと並列の接続態様で前記電源に対して前記励磁コイルと直列に接続された抵抗体と、
   前記電源に対して前記励磁コイルと並列に接続されたコンデンサーと、
   を有し、
   前記コンデンサーのうち前記電源の正極側に接続された正極板は、前記トランジスタのベース端子に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。

Images