JPH1137333A - ラッチ式電磁弁 - Google Patents
ラッチ式電磁弁Info
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- JPH1137333A JPH1137333A JP19560597A JP19560597A JPH1137333A JP H1137333 A JPH1137333 A JP H1137333A JP 19560597 A JP19560597 A JP 19560597A JP 19560597 A JP19560597 A JP 19560597A JP H1137333 A JPH1137333 A JP H1137333A
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Abstract
パス磁路42を形成する場合に、加工精度を高めずにバ
イパス磁路42を通る磁束量を安定させる。 【解決手段】 対向配置されるヨーク5の1対の側板5
a,5aの間隔Lよりさしわたし長さが長い部分Dを備
えるコア4の周面の所定の直径方向に対向する2か所の
部分を切除して、側板5a,5aの間隔Lより短い間隔
の部分を形成し、対向配置されたヨーク5の側板5a,
5aの間隔よりさしわたし長さが長い部分を備えるコア
4の周面を切除して、相互に平行な平面部43,43を
少なくとも1対、平面部43,43の間隔が対向配置さ
れたヨーク5の側板5a、5aの間隔より短くなるよう
に形成し、両側板5a,5aの間にコア4を配置した状
態で、コア4の各平面部43の一端を隣接する側板5a
に接触させて前記バイパス磁路42を形成した。
Description
イルとを備え、弁体に連なるプランジャを永久磁石の磁
力により開弁状態に吸着保持するラッチ式電磁弁に関す
る。
ンジャの前端に弁口を閉塞する弁体を備え、プランジャ
の後端をばねを挟んで永久磁石に対向させると共に、プ
ランジャの周囲を電磁コイルで囲んでいる。プランジャ
の後端が永久磁石に吸着されている状態では弁体は弁口
から離れ開弁状態になっている。この状態では永久磁石
とプランジャの後端との間に設けたばねは圧縮されてい
るが、永久磁石による吸着力がばねの付勢力より強いた
めプランジャの後端は永久磁石から離れることはない。
永久磁石の磁束に対して反対方向の磁束が生じるように
電磁コイルに通電すると、永久磁石の磁力を電磁コイル
の磁力で打ち消し、ばねの付勢力によってプランジャは
永久磁石から離れ弁体は弁口を閉鎖し閉弁状態になる。
この状態で電磁コイルへの通電を停止しても永久磁石と
プランジャの後端との間が離れているため、ばねの付勢
力に抗してプランジャが永久磁石に吸着されることはな
い。また、開弁する場合には電磁コイルに閉弁時とは逆
方向に通電し、永久磁石の磁束と同じ方向に磁束を電磁
コイルにより発生させ、ばねの付勢力に抗してプランジ
ャを永久磁石に吸着させる。プランジャが再び永久磁石
に吸着されると上記のようにその後電磁コイルへの通電
を停止してもプランジャが永久磁石から離れることはな
い。尚、プランジャを永久磁石に直接吸着させても良い
が、一般には磁束を導くコアを永久磁石の一方の磁極に
接触させ、プランジャはコアに吸着されるように構成す
る。また、永久磁石の他方の磁極からプランジャの外周
面に磁束を効率よく導くためのヨークが設けられてい
る。従って、永久磁石の他方の磁極を仮にN極とする
と、磁束はヨークを通りプランジャの外周面からプラン
ジャの後端に流れコアを通って永久磁石の一方の極であ
るS極に返る。
は上記のごとく電磁コイルにより永久磁石による磁束と
は反対方向の磁束を発生させるが、その際、電磁コイル
による磁束は永久磁石の磁束に逆らって永久磁石を貫通
しなければならない。ところが、電磁コイルによる反対
方向の磁束は永久磁石を貫通しにくいため、永久磁石の
磁束通路面積を広くして電磁コイルによる磁束を多く貫
通させることが望まれる。一方、永久磁石の磁束通路面
積を広げると永久磁石から発生する磁束量が増加し、プ
ランジャに対する吸着力が増加する。そのため、永久磁
石の磁力に打ち勝って閉弁させるために電磁コイルの巻
線を増やしたり通電電流値を上げたりしなければなら
ず、また、一旦閉弁させても電磁コイルへの通電を停止
するとプランジャが永久磁石に吸着され閉弁状態が保持
できないという弊害が生じる。
束通路面積を広くして電磁コイルで発生した磁束が永久
磁石を貫通しやすくすると共に、コアの一部をヨークに
接触させて磁束のバイパス磁路を設け、永久磁石の磁束
の一部をプランジャを通さないでバイパス磁路を通すよ
うにしたものがある。これによれば、永久磁石の磁束通
路面積を広くしてもコアに対するプランジャの吸着力が
必要以上に強くならず、永久磁石の磁力に打ち勝って閉
弁させるために電磁コイルの巻線を増やしたり通電電流
値を上げたりする必要がない。
ものでは、コアとヨークとの接触面積を調整してバイパ
ス磁路を通る磁束の量を調整するが、ヨークの側板でコ
アを挟む構造であるため、組み立てたときにヨークの側
板がコアに接触しないことがある。この場合、バイパス
磁路のいわゆる磁気抵抗が極めて大きくなり、バイパス
磁路に予定量の磁束を通すことができない。これを防止
するためには、コア及びヨークを従来に比べて高い加工
精度で加工する必要があり、生産性や加工コストが問題
になる。
久磁石の磁束通路面積を広くしたときに上記問題が生じ
ないラッチ式電磁弁を提供することを課題とする。
に本発明は、永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に連
なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸着
保持するラッチ式電磁弁であって、永久磁石の一極に接
触するコアと永久磁石の他極に接触するヨークとを備
え、永久磁石の一極からコアとプランジャとヨークとを
介して永久磁石の他極に至る主磁路を形成すると共に、
コアとヨークとの間にプランジャをバイパスして磁束を
流すバイパス磁路を形成するものにおいて、対向配置さ
れたヨークの側板の間隔よりさしわたし長さが長い部分
を備えるコアの周面を切除して、相互に平行な平面部を
少なくとも1対、平面部の間隔が対向配置されたヨーク
の側板の間隔より短くなるように形成し、両側板の間に
コアを配置した状態でコアの各平面部の一端を隣接する
側板に接触させて前記バイパス磁路を形成した。
ークの側板に接触させてコアの側板対面方向の位置を定
めるため、両平面部の間隔に誤差があってもコアの周面
の対向位置が確実且つ均等にヨークに接触する。従っ
て、両平面部をヨークに面接触させてバイパス磁路を形
成する場合に要求される加工精度の高さは必要ない。
ると、両平面部の間隔に誤差が生ずるなどして、相互の
位置関係が多少変わっても接触量はほとんど変化せず、
面接触の場合に比較して接触部分を通る磁束量が安定
し、管理が容易である。
と、コアの平面部とヨークの側板とのなす角度に誤差が
生ずるため、平面部と側板との距離に誤差が生じてバイ
パス磁路を通る磁束量に誤差が生ずるが、平面部と側板
とが非接触の部分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量
に比べて小さい。したがって、角度の誤差がバイパス磁
路を通る磁束量の差に及ぼす影響は最小限に抑えられ
る。
電磁弁であり、図において上下方向に往復動自在に保持
されたプランジャ2を備えている。該プランジャ2の下
端にはゴム等の可撓性材料からなる弁体21が嵌着され
ている。また、該電磁弁1には円板状の永久磁石3がプ
ランジャ2に対して同軸上に配置されている。永久磁石
3は、本実施の形態の場合上側がN極となり下側がS極
になるように取り付けられている。該永久磁石3のS極
にはコア4が取り付けられており、コア4の下端41に
上記プランジャ2の上端22が吸着される。一方、N極
には帯状の鋼材を折り曲げたヨーク5が取り付けられて
いる。永久磁石3のN極から生じた磁束はヨーク5内を
流れ、下端に取り付けたベース板51及び磁気プレート
52を介してプランジャ2の外周面に流れ、プランジャ
2の上端22からコア4を通って永久磁石3のS極へ戻
る磁路が形成される。尚、磁気プレート52の上面に磁
性材料からなる薄肉状の磁気パイプ53を取り付け、磁
気パイプ53がプランジャ2の外周面に対向し、ヨーク
5の両側板5a,5aを通って流れてきた磁束が、ベー
ス板51や磁気プレート52からプランジャ2の外周面
に流れる磁路の他に磁気パイプ53からプランジャ2の
外周面に流れる磁路を通り、磁束が有効にプランジャ2
に流れるようにした。
を設けている。該電磁コイル6に通電して永久磁石3に
よる磁束の流れ方向とは逆方向の流れの磁束を生じさせ
ると、コア4の下端41に対するプランジャ2の上端2
2の永久磁石による吸着力が低下する。コア4とプラン
ジャ2との間にはコイル状のばね7が取り付けられてお
り、電磁コイル6に通電することにより該吸着力が低下
するとばね7の付勢力が吸着力に打ち勝ってプランジャ
2を下方へ移動させて弁体21で弁口Hを閉塞する。弁
口Hを閉鎖した閉弁状態を図2に示す。このようにプラ
ンジャ2の上端22がコア4の下端41から離れると電
磁コイル6への通電を停止しても永久磁石3の磁力だけ
ではプランジャ2を引き上げることができず、従って閉
弁状態のまま保持される。次に、図2に示す状態から弁
口Hを開弁させる場合には、電磁コイル6に上記の閉弁
時の通電方向とは逆方向に通電し、電磁コイル6により
永久磁石3の磁束と同じ方向の磁束を生じさせる。する
と、プランジャ2の上端22とコア4の下端41との間
に作用する磁束が増加する。そして、ばね7の付勢力に
抗してプランジャ2を引き上げ、プランジャ2の上端2
2をコア4の下端41に吸着させ、図1の状態に戻す。
このように再度上端22が下端41に吸着すると電磁コ
イル6への通電を停止してもそのまま開弁状態は保持さ
れる。尚、11は非磁性材料からなるガイドパイプであ
る。
ジャ2のコア4に対する吸着力を弱めるためや開弁時に
プランジャ2をコア4側に移動させるためには、電磁コ
イル6により生じた磁束が永久磁石3を貫通する必要が
あるが、特にフェライト系の材料からなる永久磁石3内
は磁束が貫通しにくい。本実施の形態では、永久磁石3
の両極の面積を広くすることにより磁束通路面積を広く
して電磁コイル6の磁束が永久磁石3を貫通しやすいよ
うにした。
例するので、磁束通路面積を広げると永久磁石3の磁力
が強力になって、より強い電流を電磁コイル6に流さな
ければプランジャ2がコア4から離れず閉弁しなくな
り、図2に示されるように一旦閉弁状態になっても電磁
コイル6への通電を停止した途端に永久磁石3の磁力に
よりプランジャ2が引き上げられてプランジャ2を閉弁
状態で保持できなくなるおそれがある。そこで、本発明
ではコア4の一部に、ヨーク5に接触するバイパス磁路
42を形成した。図3を参照して、永久磁石3のN極か
ら生じた磁束Pはヨーク5の両側板5a,5a内を下方
に流れるが、バイパス磁路42に近づくと磁束Pの一部
の磁束PEがバイパス磁路42を通って直ちにS極に戻
る。そして残りの磁束PPがプランジャ2へと流れるべ
くベース板51に向かって流れていく。従って、プラン
ジャ2をコア4に吸着させる磁束はPより少ないPPで
あるため、永久磁石3の磁束通路面積を広くしてもプラ
ンジャに作用する磁力は強くならず上記の弊害は生じな
い。
すると電磁コイル6により生じる磁束Cはヨーク5の両
側板5a,5aを上昇するが、バイパス磁路42に近づ
くと一部の磁束CEはバイパス磁路42を通って直接コ
ア4に流れ、残りの磁束CPは永久磁石3の上方に回り
込み永久磁石3のN極側からS極側に向かって貫通し、
上記分岐した磁束CEと合流してプランジャ2へと流れ
る。これによって、上記のようにプランジャ2に対する
吸着力が弱まりプランジャ2はばね7の付勢力により閉
弁位置へと下降する。開弁する際には上記の如く電磁コ
イル6に逆方向の通電をすると永久磁石3の磁束PPと
同じ方向の磁束が電磁コイル6により発生して、永久磁
石3のS極側からN極側に向かって貫通するので、永久
磁石3の磁束PPと電磁コイル6の磁束との協働により
プランジャ2を引き上げることができる。
は、バイパス磁路42におけるコア4とヨーク5との接
触面積の増減により行う。ところが、コア4の挟まれる
部分の寸法が少しでも短くなると、ヨーク5でコア4を
挟んだときに、コア4とヨーク5との間に隙間が生じて
磁気抵抗が増加し、バイパス磁路42を通る磁束量が大
幅に減少する。そこで、図4に示すように、コア4の大
径部のさしわたし長さつまり外径Dを、ヨーク5の側板
5a,5aの間隔Lより長くし、その一方で大径部の対
向する2カ所を切除して形成した2つの平面部43の間
隔を側板5a,5aの間隔Lより短くし、各平面部43
の一方の端部43aをヨーク5に線接触させてバイパス
磁路42を構成した。ヨーク5は鋼材でできており、コ
ア4の各平面部43の一方の端部43aは磁力によりヨ
ーク5の側板5aに吸着する。尚、例えばコアの外形が
角柱であれば、側板5a,5aに接触する相対向する角
のさしわたし長さつまり対角線の長さを側板5a,5a
の間隔Lより長くする。
間隔(例えば、18.2mm)を従来の加工精度で加工
したときに寸法誤差(この場合は最大±0.1mm程
度)が生じても、両平面部43,43の間隔が側板5
a,5aの間隔Lより広がることはないため、コア4を
ヨーク5の側板5a,5a間に入れることができる。従
って、コア4の両平面部43,43を対面する側板5a
に面接触させる場合に要求される高い加工精度は必要な
い。
法誤差が生ずると、平面部43と側板5aとのなす角度
に誤差が生じて各平面部43と側板5aとの距離が変化
するため非接触部分の磁気抵抗が変化するが、非接触部
分を通る磁束量は接触部分を通る磁束量に比べて小さい
ため、その誤差が磁気抵抗に及ぼす影響は接触部に比べ
て小さい。一方、両平面部43,43の一端でのヨーク
5との接触量は、両平面部43,43の間隔に寸法誤差
が生じてもほとんど変化せず、接触部分を通る磁束量は
ほとんど変化しない。つまり、両平面部43,43の間
隔に寸法誤差が生じても、大部分の磁束が通過する接触
部分を通る磁束量はほとんど変化しないため、従来の加
工精度で加工しても、バイパス磁路42を通る磁束量が
安定し、磁束量の管理が容易である。
磁束量は距離の2乗に反比例して変化するため、両者の
離間距離が少し変化しても磁気抵抗が比較的大きく変化
する。ところで、コアの平面部とヨークの側板とのなす
角度に誤差が生じた場合、平面部と側板との間の距離の
変化量は、接触部から離れるほど大きくなる。したがっ
て、磁束量の変化率が最も大きいのは、接触部分から最
も離れた平面部の他端である。ところが他端は、もとも
と側板から最も離れており、通る磁束の量が少ないた
め、磁束量の変化率は大きくても変化量は小さい。つま
り、角度の誤差がバイパス磁路の非接触部分を通る磁束
量の誤差に及ぼす影響は最小限に抑えられている。
側板5a,5aの対面間距離が18.8mmで、コア4
の外径Dが19.0mmである場合に、コア4に形成す
る平面部43,43の間隔を18.2mm(図5(B)
参照)から±0.4mm変化させると(図5(A),
(C)参照)、バイパス磁路42を通る磁束量が約20
%変化するため、平面部43,43の間隔を変化させて
バイパス磁路42を通す磁束量を調整することができ
る。
では、対向配置されるコアの両平面部の一端をヨークに
接触させてバイパス磁路を形成するので、両平面部の間
隔に誤差が生じても、平面部が形成されるコアの両側を
確実にヨークに接触させることができ、バイパス磁路を
通る磁束量を安定させることができる。したがって、コ
ア及びヨークの加工精度を高精度にすることなく、バイ
パス磁路を通る磁束量を安定させることができる。
図
させた場合のコアとヨークの位置関係の状態を示す断面
図
Claims (1)
- 【請求項1】 永久磁石と電磁コイルとを備え、弁体に
連なるプランジャを永久磁石の磁力により開弁状態に吸
着保持するラッチ式電磁弁であって、永久磁石の一極に
接触するコアと永久磁石の他極に接触するヨークとを備
え、永久磁石の一極からコアとプランジャとヨークとを
介して永久磁石の他極に至る主磁路を形成すると共に、
コアとヨークとの間にプランジャをバイパスして磁束を
流すバイパス磁路を形成するものにおいて、対向配置さ
れたヨークの側板の間隔よりさしわたし長さが長い部分
を備えるコアの周面を切除して、相互に平行な平面部を
少なくとも1対、平面部の間隔が対向配置されたヨーク
の側板の間隔より短くなるように形成し、両側板の間に
コアを配置した状態でコアの各平面部の一端を隣接する
側板に接触させて前記バイパス磁路を形成したことを特
徴とするラッチ式電磁弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19560597A JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19560597A JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Publications (2)
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JPH1137333A true JPH1137333A (ja) | 1999-02-12 |
JP3423581B2 JP3423581B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=16343946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19560597A Expired - Fee Related JP3423581B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ラッチ式電磁弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3423581B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007040389A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Rinnai Corp | ラッチ式電磁弁 |
KR100828938B1 (ko) * | 2000-05-22 | 2008-05-13 | 이턴 코포레이션 | 솔레노이드 작동식 밸브 조립체 및 그의 제조 방법 |
JP2013204615A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Rinnai Corp | 電磁弁 |
WO2018147175A1 (ja) * | 2017-02-09 | 2018-08-16 | 日本電産トーソク株式会社 | 電磁弁 |
WO2022173061A1 (ja) * | 2021-02-15 | 2022-08-18 | 日本ペイントコーポレートソリューションズ株式会社 | 開閉弁 |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP19560597A patent/JP3423581B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4535962B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2010-09-01 | リンナイ株式会社 | ラッチ式電磁弁 |
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US11060629B2 (en) | 2017-02-09 | 2021-07-13 | Nidec Tosok Corporation | Solenoid valve |
WO2022173061A1 (ja) * | 2021-02-15 | 2022-08-18 | 日本ペイントコーポレートソリューションズ株式会社 | 開閉弁 |
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