JPH0478387A

JPH0478387A - 電磁弁

Info

Publication number: JPH0478387A
Application number: JP18972190A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nakagawa; 雅晴中川
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JP3110443B2

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、電磁弁に関し、特に、ソレノイド部の軸孔に
コラムおよびプランジャを互いに対向させて設け、ソレ
ノイド部の付勢によりプランジャを移動させて弁開閉を
行う電磁弁に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

この種の電磁弁としては、たとえば、以下に示すような
ものが考えられる。

すなわち、この電磁弁は、軸孔を有するソレノイド部の
一端側に弁本体を連結して内部に前記軸孔と連通しかつ
出力ポートおよび弁座付入力ポートを有する連通室を形
成するとともに、前記ソレノイド部の他端側に排出ポー
ト付カバーを連結して内部に軸孔と連通する排出室を形
成し、排出室側の軸孔に固定されるコラムに弁座付の排
出路を形成し、軸孔の連通室側に排出路付のプランジャ
を摺動自在に設け、このプランジャを付勢力により入力
ポートの弁座に圧接するばねを設けるものである。

〔発胡が解決しようとする課題〕

しかし、前記した従来の電磁弁のＭｉＩ造では、コラム
は固定構造となっているので、プランジャのストローク
が制限され、したがって、エアの流量はプランジャのス
トロークにより制約されるという問題があった。

エアの流量を増大させるためには、プランジャのストロ
ークを増大させなければならず、そのためソレノイド部
のコイル巻数や印加する電圧ないし電流を増大させる必
要があるという問題があった。

また、プランジャは、ソレノイド部の磁気力によっての
みばねの付勢力に抗して移動する構造となっているので
、限られたプランジャストロークでの部品管理が困難で
あるという問題があった。

そのために、各部品の加工公差を厳しくする必要があり
、加工が困難て、加工性が悪いという問題があった。

本発明は、前記問題点に着目してなされたものであり、
その目的は、プランジャのストロークを増大させて流体
の流量を増大させるこきのできる電磁弁を提供すること
にある。

また、本発明の他の目的は、省電力や小形化を図り、プ
ランジャやコラムの加工性を向上させることのできる電
磁弁を提供することにある。

〔課題を解決するたｔの手段〕

本願において開示される発胡のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明の電磁弁の構造は、ソレノイド部の軸孔にコラム
およびプランジャを互いに対向して設け、ソレノイド部
の付勢によりプランジャを移動させて弁開閉を行う電磁
弁であって、コラムをソレノイド部の軸孔の軸方向に沿
って移動可能な可動構造としたものである。

〔作用〕

たとえば、コラムおよびプランジャにそれぞれ排出路お
よび弁座を有する電磁弁において、ソレノイド部に電圧
を印加すると、プランジャは、磁気力によりコラムと引
き合ってばねの付勢力に抗して所定ストロークだけ前記
コラムの方向に移動し、コラムに当接する。この当接状
態では、排出路が閉じて連通室の流体圧がコラムに作用
するので、コラムはプランジャを吸着した状態で別の所
定ストロークだけ連通室側への方向とは反対方向に移動
する。

したがって、プランジャのストロークが増大するので、
流体の流量を増大させることができる。

また、連通室内の流体圧の作用によりプランジャを吸着
した状態でコラムを連通室側への方向と反対方向に別の
所定ストロークだけ移動させることができるので、プラ
ンジャがコラムに当接するまでのストロークを少なくし
ても、必要な流量が得られ、ソレノイド部に必要な吸引
力が軽減される。

さらに、ソレノイド部のコイル巻数の減少が可能となる
ので、電磁弁の小形化を図ることができる。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔実施例１〕第１図は本発明の実施例１である電磁弁を示す断面図、
第２図はこの電磁弁の動作過程状態を示す断面図である
。

本実施例１における電磁弁は、３ボートタイプのもので
、弁本体ｌを有している。この弁本体１にソレノイド部
２およびカバー３が同軸状に連結されている。

前記弁本体１は、連通室４を存し、この連通室４に出力
ポート５および入力ポートロが連通し、入力ポートロの
内端部に第１の弁座７が突設されている。

前記ソレノイド部２は、軸孔８を有し、この軸孔８の外
周部にコイル９が巻回され、軸孔８の内周面にコラム１
０およびプランジャ１１が互いに対向して摺動自在に設
けられている。

前記プランジャ１１は下端に第１のポペット１２および
フランジ１３を有し、上端に第２のポペット１４を有し
ているとともに、フランジ１３と軸孔８の下側開口端部
８ａとの間にプランジ＋１１を付勢力により移動させて
第１のポペット１２を前記第１の弁座７に圧接するばね
１５が設けられている。

また、プランジャ１１の外周面に溝１６が軸方向に沿っ
て形成され、この溝１６と軸孔８の内周面とで第１の排
出路１７が形成されるようになっている。

前言己カバー３は、中心に排出ポート２３を有し、内部
にソレノイド部２の軸孔８と連なる排出室１８が形成さ
れている。コラム１０は軸孔８に摺動自在に設けられて
いて、上端部にストッパ１９を有している。

二のストッパ１９は、排出室１８内に位置して動作時の
磁気力によりプランジャ１１と互いに弓き合って軸孔８
の上側開口端部８ｂから下側へ移動するのを阻止し、そ
の反対方向に移動するのを許容する機能を有する。

コラム１０は、中心に第２の排出路２０を有し、この第
２の排出路２０の下側開口端部に第２の弁Ｗ２１が形成
されている。コラムＩＱの外周面に溝２４が形成され、
この溝２４と軸孔８の内周面とで連通路２５が形成され
るようになっている。

また、排出室１８の内壁には、コラム１０の上昇時にお
けるリークを防止するシール２２が嵌着されている。

次に、実施例１の作用を説明する。

第１図において、左側に示すＯＦＦ状態では、人力ポー
トロに作用する印加圧による上向きの力に抗してばね１
５による付勢力が作用し、このためプランジャ１１は下
向きに移動し、第１のポペット１２は第１の弁座７に押
付けられ、第１の弁座７は閉弁状態にある。

また、コラム１０は、その自重により下向きに移動しよ
うとするが、その下向きの移動はストッパ１９により阻
止されるため、プランジャ１１とコラム１０との間に間
隙Ｓａが形成され、ストッパ１９と排出室１８の内壁と
の間に間隙ｓｂが形成される。

また、電磁弁の上下が逆に設置されている場合は、コラ
ム１１は自重によりシール２２に当接し、プランジャ１
１とコラム１０との闇の間隙はＳａ＋ｓｂとなる。

その結果、コラム１０側の第２の弁座２１は開弁し、ア
クチニエータ内の圧縮空気は、出力ポート５、第１およ
び第２の排出路１７．２０を経て排出ポート２３から排
気される。

このようなＯＦＦ状態において、ソレノイド部２のコイ
ル９に電圧を印加すると、コイル９が励磁されてプラン
ジャ１１およびコラム１０が互いに引き合うので、プラ
ンジャ１１はばね１５の付勢力に抗してストロークＳａ
だけ上昇し、コラム１０に当接する。

また、電磁弁の上下が逆に設置されている場合は、コイ
ル９に電圧が印加されると、コイル９が励磁されてコラ
ム１０がプランジャ１１側に移動し、プランジャ１１と
コラム１０との間隙はＳａとなる。

さらに、プランジャ１１はコラム１０側に吸弓され、プ
ランジャ１１は、ばね１５の付勢力に抗してストローク
Ｓａだけ移動し、コラム１０に当接する。

このような当接状態では、第２図に示すように、第２の
弁座２１は閉弁し、第１の弁座７は開弁する。

その結果、排出室１８と連通室４との間に差圧が発生し
、この差圧はコラム１０に作用する。

このため、コラム１０はプランジャ１１を吸着した状態
でストロークｓｂだけ上昇し、第１図において、右側に
示すＯＮ状態が得られる。

このＯＮ状態では、第１の弁座７および第１のポペット
１２開の間隙はＳａ＋Ｓｂで、プランジャ１１のストロ
ークに等しい。

このように、プランジャ１１のストロークをＳｂだけ増
大させることができるので、大量の圧縮空気を入力ポー
トロから連通室４および出力ポート５を経てアクチュエ
ータに供給することができる。

このようなＯＮ状顧のソレノイド部２への電圧の印加を
断つと、プランジャ１１とストローク上端の位置にある
コラム１０との吸引力が消失する。

そのためプランジャ１１のみがばね１５の付勢力により
下降し、前記ＯＦＦ状態が得られる。

このＯＦＦ状態での排気流量については、連通室４と排
出室１８の差圧により、コラム１０がシール２２に当接
した状態では、プランジャ１１が下降して第１の弁座７
に当接しているため、プランジャ１１とコラム１Ｇの間
隙はＳａ＋Ｓｂとなり、排気流量を増大させることがで
きる。

また、排気に伴い連通室４と排出室１８の差圧が減少し
、コラムｌＯがｓｂだけ下降しても、間隙Ｓａによる流
量に加えて、コラム１０の連通路２５を経てストッパ１
９と排出室１８の内周面との間隙からも圧縮空気が排気
されるので、排気流量を増大させることができる。

また、プランジャ１１がコラム１０に当接した後は、連
通室４内の空気圧により、プランジャ１１を吸着したま
まコラム１０を上昇させるため、プランジャストローク
Ｓａを小さくすることができ、必要とするソレノイド部
２の吸引力をＩＩ減し、電力を節減するこきができる。

また、ソレノイド部２のコイル巻数の減少が可能となる
ので、電磁弁の小形化を図ることができる。

さらに、連通室４内の空気圧による上昇力が大きいこと
から、プランジャストロークＳａのバラツキに対し、余
裕を持たせることができるた於、プランジャ１１、コラ
ム１０、ソレノイドＢ２の高さ、弁本体１の加工公差を
緩慢にでき、加工性を向上させることができる。

〔実施例２〕第３図は本発明の実施例２である電磁弁を示す断面図で
ある。

本実施例２における電磁弁は、前記実施例１とほぼ同様
の構成を有するが、実施例１のシールに代えてダイヤフ
ラム２６を排出室１８の内周面とコラム１０のストッパ
１９の外周部との間に設けた点で特徴を有する。

この実施例２０作用効果については、前記実施例１の作
用効果に加えてニュートラル時、つまりエアの切換時に
排出室１８側へエアが洩れるのを防止することができる
。また、ダイヤフラム２６により受圧面積を変化させ、
コラム１０の上昇力を増加させることができる。

〔実施例３〕第４図は本発明の実施例３である電磁弁を示す断面図で
ある。

本実施例３における電磁弁は、前記実施例１とほぼ同様
の構成を有するが、コラム１０およびプランジャ１１の
中実構造により、人力ポートロおよび出力ポート５から
なる２ポートタイプの構造とし、かつ入力ポートロおよ
び出力ポート５を軸方向と直交する方向に延在させて弁
本体１の外側面に開口させた点で特徴を有する。

この実施例３の作用効果については、２ボートタイプの
電磁弁にも前記実施例１とほぼ同様の効果を得ることが
できることは勿論、弁本体１の外側面に開口した入力ポ
ートロおよび出力ポート５に配管を軸方向と直交する方
向に接続させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明をその利用分野である空気圧により作動する電磁弁で
説明したが、油圧により作動する電磁弁にも適用できる
。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

（１〕、コラムをソレノイド部の軸孔の軸方向に沿って
移動可能な可動構造としたので、プランジャのストロー
クの増大により、プランジャの作動時および作動後の流
体の流量を増大させることができる。

（２）、連通室内の流体圧の作用によりプランジャを吸
着した状態でコラムを連通室側への方向と反対方向に別
の所定ストロークだけ移動させることができるので、プ
ランジャがコラムに当接するまでのストロークを減少さ
せることができ、ソレノイド部に必要な吸引力の軽減が
可能となり、電力を節減することもできる。

（３）、前記（２）により、コイル巻数の減少が可能と
なるので、電磁弁の小形化を図ることができる。

（４）、前記（２）により、プランジャやコラムの加工
公差を緩慢にでき、加工性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１である電磁弁を示す断面図、第２図はこの電磁弁の動作過程状態を示す断面図、第３図は本発明の実施例２である電磁弁を示す断面図、第４図は本発明の実施例３である電磁弁を示す断面図で
ある。１・・・弁本体、２・・・ソレノイド部、３・・・カバー４・・・連通室、５・・・出力ボート、６・・・人力ボート、７・・・第１の弁座、８・・・軸孔、８ａ・・下側開口端部、８ｂ・・上側開口端部、９１１１コイル、１０・・・コラム、１１・・・プランジャ、１２・・・第１のポペット、１３　・１４　・１５　・１６　・１７　・１８　・１９　・２０　・２１　・２２　・２３　・２４　・２５　・２６　・争フランジ、・第２のポペット、・ばね、・溝、・第１の排出路、・排出室、・ストッパ・第２の排出路、・第２の弁座、・シール、・排出ボート、・溝、・連通路、・ダイヤフラム。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１．軸孔を有するソレノイド部と、該ソレノイド部の一
端に連結され、内部に前記軸孔と連通しかつ弁座付のポ
ートを有する連通室を備えてなる弁本体と、前記軸孔内
に互いに対向して設けられるコラムおよびプランジャと
、該プランジャを付勢力により移動させて前記弁座に圧
接する付勢手段とを備えてなる電磁弁であって、前記コ
ラムを前記軸孔の軸方向に沿って移動可能な可動構造と
したことを特徴とする電磁弁。
２．前記コラムは、前記ソレノイド部の付勢時の磁気力
によりプランジャと互いに引き合って前記連通室側へ移
動するのを阻止し、その反対方向へ移動するのを許容す
るストッパを有することを特徴とする請求項１記載の電
磁弁。
３．前記プランジャが前記ソレノイド部の付勢により所
定ストロークだけ前記コラムの方向に吸引移動されて前
記コラムと当接した後、前記コラムが前記連通室側の流
体圧により前記プランジャを吸着した状態で前記連通室
側への方向と反対方向にさらに別の所定ストロークだけ
移動する構造としたことを特徴とする請求項１記載の電
磁弁。