JPS6196278A - 双安定性磁気弁 - 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】 〔発明の要約〕 ノｙ安定１７１θり気弁（、こつき開示し、この磁気弁
においては電１戊子か）］り久ｔ〃石によりそれぞれの
開閉位置に保持される。電機子の開閉位置を変化させる
には、弁の電磁系に電気パルスを＋５．えて絹：快領域
に磁束の変化を与え、かくして電（戊子の移動を生ぜし
める。この弁の全体的磁気系統はハウジング内心こ内蔵
される。

横ｉＳ’ｉ的に小型化した磁気弁により流体を制御する
には、少なくと４）前記弁のハウジングに流体１ｍ路を
設り、揺動自在に形成した電機子を収容ずＺ）磁石系の
中央室を電機子を支持した肱に、１゛す２つの互いに液
密骨素１１シたチャンバに分割して、どれらチャンバを
介し制御流体を導入し、電機子自利の両〜ＲＡ部を閉鎖
体として作用させ、電機子位置に応じてこれらチャンバ
の流入または流出ｊｊＤ路を開閉する。

〔産業上の利用分野〕

本発明むＪ、ハウジング内に位置する継鉄が交互にパル
ス化される少なくとも］　＋１７１１の電気コイルを備
えてこれにより中央室を包囲し、ごの中央室に電機子を
そのｔ重心にて揺動自在に支承し、その両端部領域を流
体ｉｆ！回路の開閉用として形成すると共に、’１１ｊ
Ｍ子の各操作位置を永久磁石の　　　　　　　　１碩力
に、１゛り保持し７てなる双安定性磁気弁に関するもの
である・ 〔従来の技術〕 １イツ１１１１ｒ許第２０’　３２３６１号および第２
９００４７３号並びに１・′イッ公開公報第２０２２８
３　ｏｑ各公郭にば−に記種顛の双安定Ｉ１１磁気プ１
ゝが開示されている。これら公知の磁気弁はＩヒ較的大
きい構造容積を有する。何故なら、制御流体用の通路を
その制御部＋ｉと共に有するやＹｉ域が特殊なハウジン
グ部分を形成して、双安定性θｉ気系を内蔵するハウジ
ング部分に接続されるからである。この種の磁気弁の大
きい１＆造容積は、この種の弁の使用を設置個所の問題
でト１１害し、或し料Ｊ゛面１５１１な問題を引き起こ
ず。何故な０、ごの種の弁番オ不利な場所に配置せねば
ならず、したがって極めて−＋４いｉ５！７１．ド通１
！１ｈを必要とするからでバ）ろ。流体１ｍ路を（ｉｔ
ｉｉえたハウジング部分の他の欠点は、多方向弁として
のその作成が比軸的？η１（（となることである。何故
なら、電機子の運動を流体通路に対するハウジング部分
に伝達するための移行部分が必要となるからである。さ
らに、高流体圧におりる永久磁石の封１１−力が封止不
足をもたらすことが予想されるからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、本発明の目的は、冒頭記載の種類の磁気弁
において、構造容積を著しく小型化さセかつ簡単に小ス
ペースにて多方向弁を形成することができ、さらに比較
的高い永久磁石保持力を有するような磁気弁を提供する
ことである。

〔問題点を解決するための手段〕

」−記目的は、本発明によれば電機子揺動支持部が、電
機子を重心平面の中間で包囲しかつ外周を液密緊張させ
た膜によって形成され、この膜により中央室を２個の実
質的に閉鎖されたチャンバに分割すると共にこれらチャ
ンバを好ましくはハウジング内に一体化した１ｆｆｌ路
と連通させ、かつここに膜内に延在する電（幾重をその
脚部の１つにより突入させ、さらに電機子脚部の、ｌ、
＋：＋部にε、Ｉ゛弁体配置して前記ヂャンハ内に位置
ずろ少なくとも数１１）１の通路間「１部を電機子の位
置１、こ応じて閉ｉ、！’（もしくは開Ｊｊｋするよう
構成することにより達成される。

本発明による磁気弁の好適只体例４ｊ、永久磁石を缶１
幾子＋？＋’ｉ、１部の領土へに配置し、これら永久β
１石が両生１７１！了（、Ｉ：＋部にり」し軸方向の間
隔を有し、この領域にねたり１１１（υ一部分を延在さ
せることにある。

ごの１す１”次第によれば、磁気弁は流体通１？３のた
めの特殊なハウジング部分が省帖されるので、構造容積
が著（−７く小型化される。従来、磁石系に必要とされ
たハウジング部分は流体通路を収容するためにも使用さ
れ、しかも揺動電Ｉハ（子を内蔵する中央室は制御流体
用の制御室としても使用され、かつ電１ｊ■子自刹が直
接に閉）３’ｉ体或いは弁体として作用する。たとえば
、永久研石を外部コイル体にリング磁石として一体化さ
せかつこれを♀１目失により包囲すれば、特に小型の磁
気弁措ｊｉ−が（４ｔられる。何故なら、流体用チャン
バをより小型に形成しうるからである。

この解決策の他の利点は、簡単に多方向光を作成しうる
ごとであり、しかも同一構造にて２／２方向弁、３／２
方向弁並びに５／２方向弁が得られることにある。さら
に、膜によって実際上摩擦のない揺動電機子の！ｌｈ受
けが可能となり、したがって電機子ＩＪ継鉄における併
束に対比して感受性となる。この比較的高い感受性は、
さらＺ、こたとえば英国特許第Ｌ１１７，７９４号或い
はドイツ公開公報第２５１１１５２号公報に記載されて
いるような他の公知の電機子支持によっては達成するこ
とができない。いずれにせよ、捩ｌ／ｌ棒による電機子
の保持および枢支は有利でない。電機子および弁装置の
付加部分を膜により支持する場合にも同様である。何故
なら、この種の構造原理は、膜支持された部分の大きい
竹片１のため弁の支持機能を生ずるからである。

〔実施例〕

以下、添イ」図面を参照して本発明を実施例につきより
詳細に説明する： 第１図によれば、本発明による磁気弁副ハウジング１を
（、ｉ、°１え、これは２つの部分１ａおよび１１）と
、２つの部分２ａ、２ｂからなる絹、鉄２と、一方が他
方に対し反対方向に巻回された２つのコイル３および４
と、これらコイルを支持しかつ♀１）Ｌ鉄２内に位置す
るコイル支持体５と、リング４Ｊｅコイル３，４および
ｉ＋：鉄２によって常法で形成された中央室７にその重
心８を中心とし７て揺動自在に支承された揺動支持体６
と、電機子６の端部を軸方向の間隔をもって対向させか
つ１．１部鉄部分２ａ、２ｂを架橋する２個の永久磁石
９および１０とから構成されている。中央室７ば両生機
子−１＋部に接続する継鉄領域に拡大して、永久磁石９
．１０を継鉄２内に固定する。

中央室−７にはさらにリング状膜１１を設け、これによ
り揺動電機子６をその重心８を中心として揺動自在に支
持し、中央室を２つの互いに月１１−分離したチャンバ
１ａ、１ｂに分１１すする。たとえば１ｌｆｆｌ］の構
造および支持につき第５図および第６図により詳細に説
明する。

さらに、制御流体用の通路を設置Ｊ、このｉ！Ｉ回路は
７１５１図に示したようにハウジング１および液状２に
延在する。図示した磁気弁ば２／２方向弁であって、Ｐ
−矢印で示した流体信号が点線で示した通路１２および
１３を介してチャンハフａおよび７ｂに達する。チャン
ハフａおよび７ｂの流出開口部１４および１６は開放し
ているので、流体は流出導管１５を介し操作信号Ａ１と
してまた他の流出導管１７を介し崩作信号Ａ２として処
理することができる。開口部１４および１６ば揺動電Ｉ
幾子６により直接に開閉され、この目的で封止支持体１
８．１９を設ける。

勿論、図示した一般的なＰ−矢印は２つの分離したＰ−
矢印に分岐させることもでき、２秤の流体を互いに分Ａ
ｌｔ　シてこの磁気弁により制御することもできる。流
出導管１５および１７には′イ１応の操作信号Ａ１およ
びＡ２が供給される。

このようにして、２つの２／２方向弁が１！７られる。

３＼（’ｚ　！、ｔ′、共ｊｆＱのＰ−矢印により第１
図で点線により示し７たように両漆出、！９管１５およ
び１フイ合体させることもてきる。これにより、流出導
管の断面程ｉの合計はそれに応じて強力な操作信号に達
する。

上記磁気弁の１２（能は次の通りである。弁の出発位置
を第１図に示した電機子６の位置とする。

↑ａｔ幾子を変位させかつそれに６トり開口部１４およ
び１６を閉ｊ１１（するには、コイル３および４を励起
ずろ。それらの反対方向のを同方向は一方では第１図に
おりろ永久磁石９および１０の反対極性と連１ｉ’＝　
’−’で一方の永久磁石の磁力を弱めるよう作用し、か
つ他方でる。１他の永久磁石の磁力を強めるよう作用し
、その結果電機子はＩｎ動じて前記開口部が閉鎖される
。次いで、これらコイルが励起されかつ電機子６が永久
磁石の磁力により新たな位置に保持される。もはや、信
号Ａ１および△２は供給されない。開口部１４オン、１
コび１Ｇを開放するには、コイル３および４を再び）す
Ｊ起するか、この場合には逆極１（１−によって行ない
、これに応じて電機子６を揺りＪさ廿ることができる。

第２Ｉ７１ば、第１図による磁気弁の改変した実施例を
示している。この改変は、全流体通路をハウジング１内
に設りかつ各電機子ヲ１１４部にリング磁石９．１を１
寸設することであり、この場合リング磁石はコイル支持
体５の外側フランジに位置し、さらに継鉄部分２ａ、２
ｂによって包囲されている。これにより、絹′を失２と
ハウジング１とは第１図による実施例よりも短く形成す
ることができる。

第３図および第４図は３／２方向弁またば５／２方向弁
の形態の他の実施例を示している。

これら弁の構造は、第１し１および第２図による磁気弁
とは流体通路の経路の力が相違している。

これら弁の機能は前記と同様である。第３図によれば、
Ｐ−矢印により導管２０からチャンバ７ｂに至り、ここ
でも開口部２１および流出導管２２を介し１榮作信号Ａ
が発生ずる。電機子６の図示した位置において、開口部
２１は勿論閉鎖されてコ゛９す、したがってＡ−経Ｉｉ
′８は１）１−気接続Ｒと連通している。何故なら、他
方のチャンハフａの開口部２３が開放されているからで
ある。

第４図は５／２方向弁の実施例を示している。

共１１１１のＰ−矢印により専管２４．２５を介してチ
ャンハフａおよび７ｂへ流体が１共給される。

図示した場合、開口部２３は開放しておりかつ他方の開
口部２１は閉鎖されているので、チャンハフａの流出導
管２Ｇを介してのみ１柴作信号Ｂが供給される。この場
合、チャンハフｂは排気導管２７を介しＲ−経路と連通
する。電１ハも子６を切換えると、流出導管２８を介し
操作信号へが供給され、排気経路Ｓに対する排気導管２
９が開放される。

第５図および第６図は、電１１（を子Ｇを支持するよう
作用する＋１９１１の形態および配置に関する詳細を示
している。

たとえばゴムのような弾性材料からなるリング状膜］１
は、断面において二重Ｔ型を有しく第５Ｆ２Ｉ）、その
ｓ１部にはフランジ１１ａ。

＋　１１）　ヲ設りる。電１幾子側のフランジ］　１　
ａ　４；１＼機子６の溝部６ａに位置する一方、コイル
側フランジ１１ｂはコイル支持体５の下降部５ａに位置
する。この下降部の上に設けた固定スリーブ３０ば膜１
１の軸方向移動を防止し、ここでスリーブは係止部３１
によってそれ自体公知の方法で軸方向に固定される。

改変した形態において、フランジｉｌａ。

１１ｂ６オ膨大部で置換することもできる。電機子６を
支持するための膜の使用は、はぼ摩擦のない電機子の支
持を可能とし、電機子を作動させるための電気駆動エネ
ルギを節減しうるという利点を有する。

電機子６がその長手軸線を中心として回転するのを防止
すると共に、前記流出開口部１４゜１６並びにチャンハ
フａおよび７ｂの確実な閉４１’ｌを達成するには、電
機子６の溝部６ａおよびこの溝部に位置する膜フランジ
１１ａ　（半径方向の電ｔａ子断面で見て）を楕円形に
形成し、この楕円の長径軸線をたとえば電機子の揺動面
に位置１４°シめろ（第６図）。楕円形状の代りにり］
ｊ形、正方形などの形状に形成することもできる。

ノ、リーブ３０により得られた股１１のｆＩｂ方のフラ
ンジ１１ｂの固定がコイル支持体５において回転しない
ような）１９位置を与えない場合口、一般に丸形のフラ
ンジｌｉｂにたとえば直ｉＭ部分］　］、　Ｃ，を設げ
て、これを下降部５ａの対応面５ｂに当接さ一１λるこ
とができる。

前記磁気弁の他の実施例においては、電機子６および／
または継鉄２の＋７１質を非晶質金属とずイ〕。この４
Ａ’　！Ｍυ才極めて迅速に磁気変換しうるので、特に
高度の電機子の開閉頻度を達成することができ、それに
応じて装着された磁気弁が極めて迅速に作動する。非晶
質金属は公知であり、ノことえば↑失、コバルトおよび
ニッケルのような］　；ｆｉｌｉもしくはそれ以上の磁
性祠料７０〜８０原子％と、少は部のクロムもしくはモ
リブデンと、残部の金属酸１ヒ物、たとえば硼素、珪、
（６，炭ヌ・１もしくは燐との合金で構成することがで
きる。この秤の合金は一般に５０μ程度の厚さを有する
非晶質帯体に形成され、次いでこれから再び対応の構造
部品（この場合、電１幾子および／またはｉｌ′ｌ′Ｉ
ｉ鉄）を作成する。

上記実施例においては、それぞれ交互に反対方向にパル
ス化される２個の電気コイルの使用につき説明したが、
それぞれ反対極性で交互にパルス化される１個のみの電
気コイルを使用することも可能である。

〔効果〕

本発明によれば、構造容積が著しく小型化されかつスペ
ースが節約される多方向弁が簡単に作成され、しかも高
度の永久磁石保持力を備えるような双安定性磁気弁が得
られる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気弁の第１実施例の軸方向断面
図であり、 第２図は第１図による実施例の変形におりる軸方向部分
断面図であり、 第３図および第４図は流１４＝通路を変化させた　　　
　　　　　１実施例の軸方向断面図であり、 第５図および第６図（１１輔方向の拡大訂Ｎ■１ｌＪｉ
面図並びに第５図のＶ＋−ＶＩ線断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ハウジング内に位置する継鉄が交互にパルス化さ
   れる少なくとも１個の電気コイルを備えてこれにより中
   央室を包囲し、この中央室には電機子をその重心にて揺
   動自在に支承し、その両端部領域を流体通路の開閉用と
   して形成すると共に、電機子の各操作位置を永久磁石の
   磁力により保持してなる双安定性磁気弁において、電機
   子揺動支持部は電機子（６）を重心平面の中間で包囲し
   かつ外周が液密緊張された膜（１１）によって形成され
   、この膜により中央室（７）を２個の実質的に閉鎖され
   たチャンバ（７ａ、７ｂ）に分割すると共に、これらチ
   ャンバを好ましくはハウジング内に一体化した通路（１
   ２、１３、１５、１７、２７、２９）と連通させかつこ
   こに膜内に延在する電機子をその脚部の１つにより突入
   させ、さらに電機子脚部の端部には弁体（１８、１９）
   を配置して前記チャンバ内に位置する少なくとも数個の
   通路開口部（１４、１６、２１、２３）を電機子の位置
   に応じて閉鎖もしくは開放するよう構成したことを特徴
   とする双安定性磁気弁。 （２）永久磁石（９、１０）を電機子端部の領域に配置
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   弁。 （３）永久磁石（９、１０）が両電機子端部に対し軸方
   向間隔を有し、この領域にわたって継鉄部材（２ａ、２
   ｂ）が延在することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の磁気弁。 （４）膜がリング状かつ断面において二重Ｔ型を形成し
   、そのフランジ部（１１ａ、１１ｂ）により電機子（６
   ）およびコイル（３、４）の支持体（５）の溝状凹部（
   ６ａ、５ａ）に位置せしめたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の磁気弁。 （５）コイル支持体（５）の凹部を下降部（５ａ）とし
   て形成し、ここに拘束されたスリーブ （３０）を膜（１１）の軸方向固定部として作用させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の磁気弁。 （６）電機子（６）の溝状凹部（６ａ）およびこの凹部
   に位置する膜（１１）の部分（１１ａ）の輪郭形状を楕
   円形、矩形、正方形などの形状に形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の磁気弁。 （７）電機子（６）および／または継鉄（２）の材料が
   非晶質金属であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第６項のいずれかに記載の磁気弁。