JPH0330752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体圧、真空圧を利用する産業機械
に使用する電磁弁に関する。

［従来の技術］ 従来の電磁弁は、励磁コイルの励磁によつて固
定鉄心が可動鉄心を吸引する場合、或いは復帰ば
ねによつて可動鉄心が復帰する場合に、可動鉄心
がそれと対向する固定部に衝突するので、その衝
突による衝撃によつて生ずる可動鉄心の疲労及び
摩耗が大きく、また、可動鉄心が半径方向に吸引
されて吸引力が強く作用する側に偏在し、その外
周壁が励磁コイル内の非磁性体からなる筒体の内
面に接触して摺動するので、可動鉄心と筒体との
間の摩擦により摩耗が大きく、これらの疲労及び
摩耗のために、電磁弁を高頻度の作動で長時間作
用することが困難であつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明が解決しようとする課題は、電磁操作部
における可動鉄心の端面とこれに対向する固定部
との衝突及び可動鉄心とこれを取巻く外周固定部
との接触を防止し、可動鉄心の衝突に伴う衝撃及
び外周固定部との接触によつて生ずる疲労及び摩
耗を減じて、電磁弁の寿命を増大させることにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、圧力流体
の流入ポートと流出ポート、両ポートを連通させ
る通路、該通路中に形成した弁座及び該弁座を開
閉作動する電磁操作部とより成る電磁弁におい
て、上記電磁操作部における可動鉄心の端面また
はこれに対向する固定部のいずれか一方に、電磁
弁を流れる圧力流体の一部を対向する他方に向け
て噴出させる噴出孔を開設し、該噴出孔から噴出
して対向面へ衝突した後可動鉄心とそれを取巻く
外周固定部との間隙を流れる圧力流体を、可動鉄
心の端面とこれに対向する固定部との衝突による
衝撃の緩和、及び可動鉄心を外周固定部と非接触
状態に保持するための手段としたことを特徴とし
ている。

［作用］ 可動鉄心が固定鉄心の吸引力或いは復帰ばねに
よつて摺動するとき、可動鉄心の端面またはこれ
に対向する固定部のいずれか一方に開設した噴出
孔から圧力流体が噴出し、この圧力流体の対向面
への衝突によつて、可動鉄心の摺動速度を固定部
への衝突直前に減速させ、可動鉄心の衝突に伴う
衝撃によつて生ずる材料の疲労及び摩耗を軽減さ
せる。

対向面に衝突した圧力流体は、可動鉄心の外周
壁とこれを取巻く外周固定部との間隙を流れ、こ
の圧力流体の空気ベアリング効果により可動鉄心
が支持され、可動鉄心と外周固定部との接触を防
止して可動鉄心の摩耗を防止する。

［実施例］ 第１図ないし第２図は本発明の第１実施例を示
し、弁本体１には流入ポート２と流出ポート３が
穿設され、かつ後述の電磁操作部に対向する面に
弁室４が凹設されており、上記流入ポート２は弁
本体１内の通路５によつて弁室４に連通され、流
出ポート３は、弁本体１内の通路６によつて弁室
４の弁座４ａに連通されている。

一方、電磁操作部において、励磁コイル１１が
巻回された非磁性材料製のボビン１２の外側を覆
う断面コ字状の磁気枠１３ａ，１３ｂは、その両
端折曲部に孔が設けられており、一方の折曲部の
孔を通してボビン１２の孔１４に挿入固定された
固定鉄心１５は、その吸着端部近くに縮径部が形
成されており、該縮径部には直径方向に開孔する
十字形分配孔１５ａが開設され、またその吸着端
面から上記十字形分配孔１５ａに各別に連通する
複数個の噴出孔１５ｂ，…が開設されている（第
２図参照）。

上記磁気枠１３ａ，１３ｂの他端部には連結環
１６が固定されており、この連結環１６と上記弁
本体１とをシール部材を介在させて螺着すること
により、磁気枠１３ａ，１３ｂは弁本体１に連結
されている。また、上記磁気枠１３ａ，１３ｂ
は、励磁コイル１１の絶縁機能を低下させないた
めに、その内外周を合成樹脂によつてモールドさ
れている。

上記ボビン１２の孔１４、磁気枠１３ａ，１３
ｂの折曲部に設けられた孔及び連結環１６の孔の
内面には、これらの孔を貫通する非磁性材料製の
案内管１８が嵌着されており、この案内管１８は
その一端が固定鉄心１５の周面に固定され、その
他端は拡開されて連結環１６の端面に当接されて
いる。また、上記固定鉄心１５の縮径部には、上
記案内管１８と連通部２１を形成する間隙をおい
て支持管２２が嵌着されており、該支持管２２
は、その他端において上記弁室４の弁座４ａを囲
繞するようにして弁本体１に支持されている。

上記支持管２２は、その弁本体側の端部近くに
上記弁本体１の通路５に開口する圧力流体導入孔
２３が開設されると共に、その中間部に適数個の
流出孔２２ａ，…を連設した軸線方向の流出孔列
が、等間隔で複数列配列されている。

上記支持管２２内には、支持管２２との間に間
隙２５を存して、その一端に上記弁座４ａを閉鎖
する弁部材２６を設けた可動鉄心２７が挿入され
ており、該可動鉄心２７は、その他端面に形成さ
れた凹部と固定鉄心１５との間に設けられた復帰
ばね２８によつて、常時弁部材２６が弁座４ａを
閉鎖するように付勢されている。そして、可動鉄
心２７は、励磁コイル１１、固定鉄心１５、磁気
枠１３ａ，１３ｂ等と共に電磁操作部１０を構成
している。

第１図中、符号２９は励磁コイル１１を電源に
接続する導電線である。

上述の第１実施例では、励磁コイル１１が励磁
されていないときは、弁部材２６は復帰ばね２８
によつて弁座４ａを閉鎖しているが、流入ポート
２からの圧力流体は、通路５及び圧力流体導入孔
２３を通じ、あるいは通路５から連通部２１及び
流出孔２２ａ，…や十字形分配孔１５ａ及び噴出
孔１５ｂ，…を通つて、間隙２５に流入してい
る。

この状態で励磁コイル１１を励磁すると、可動
鉄心２７は固定鉄心１５に吸引されて摺動し、ま
ず弁部材２６が弁座４ａを僅かに開放する。弁座
４ａの初期の開放によつて、間隙２５の流体は可
動鉄心２７の外周壁に沿つて弁座４ａから流出ポ
ート３に流れ、この流れは、流出孔２２ａ，…、
噴出孔１５ｂ，…からの圧力流体の流入によつ
て、弁部材２６が弁座４ａを開放している間は継
続している。一方、圧力流体導入孔２３から弁座
４ａに流れる圧力流体も、弁座４ａを通つて流出
ポート３に流れる。

上述の間隙２５への圧力流体の流入による空気
ベアリング効果によつて、可動鉄心２７は支持管
２２に接触しないように保持され、さらに噴出孔
１５ｂ，…からの圧力流体が可動鉄心２７の端面
に衝突するので、可動鉄心２７はその摺動速度を
減速され、しかも可動鉄心２７と固定鉄心１５と
の間隙２０が狭くなると、この狭くなつた間隙２
０中の圧力流体が可動鉄心２７の摺動の抵抗とな
るので、可動鉄心２７の摺動速度はさらに減速さ
れて、固定鉄心１５への衝突による衝撃が緩和さ
れる。

この場合に、圧力流体導入孔２３の開口面積を
弁座４ａの開口面積よりも小にすると、噴出孔１
５ｂ，…等を通つて間隙２５に流入する圧力流体
の量が大となるので、圧力流体の噴出による可動
鉄心２７の摺動速度の減速を大にすることができ
る。

なお、可動鉄心２７の摺動によつて弁部材２６
が弁座４ａを開放すると、間隙２５内の流体が可
動鉄心２７の外周壁に沿つて流出ポート３に流出
するが、その圧力流体の流出に伴つて間隙２５に
は流入ポート２からの圧力流体が流出孔２２ａ，
…及び噴出孔１５ａ，…を通つて流入するので、
可動鉄心２７の外周壁に沿う圧力流体の流れは継
続され、一方、圧力流体導入孔２３からの圧力流
体も流出ポート３に流出する。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示
し、この実施例では、弁本体３１に穿設された流
入ポート３２が通路３５及び弁座３４ａによつて
弁室３４に連通され、流出ポート３３は通路３６
によつて弁室３４に連通されている。また、磁気
枠４１は、断面矩形状の一体のものとして形成さ
れており、固定鉄心４２に吸着される可動鉄心４
３は、支持管を使用することなく、案内管１８に
間隙２５を存して直接挿入されている。該可動鉄
心４３は、その一端面に通孔４４を有する弁部材
４５が設けられ、さらにその軸線方向に上記通孔
４４に連通する圧力流体導入孔４６が形成され、
該圧力流体導入孔４６は、その孔底に開設された
小径の噴出孔４７によつて、可動鉄心４３の端面
に開口させ、また上記圧力流体導入孔４６から放
射方向に開口する流出孔４３ａを適数個軸線方向
に連接した流出孔列が、等間隔で複数列配列され
ている。そして、これらの流出孔列の間には、第
４図に示すように、溝４８を軸線方向に切設して
いる。

第２実施例のその他の構成は第１実施例と同じ
であるが、第３図に図示するように、復帰ばね２
８を省略することができる。

上記第２実施例では、弁部材４５に通孔４４
が、可動鉄心４３に流出孔４３ａ，…及び噴出孔
４７がそれぞれ開設されているので、弁部材４５
が弁座３４ａを閉鎖している場合でも、流入ポー
ト３２からの圧力流体は、その少量が可動鉄心４
３の外周壁に沿つて流れて間隙２５から流出ポー
ト３３に流出している。そして、噴出孔４７から
の圧力流体の噴出により、可動鉄心４３の両端に
作用する空気圧による作用力が略バランス状態に
あるため、電磁弁の姿勢等を考慮すれば、復帰ば
ね２８を省略しても弁部材４５が弁座３４ａを開
放することはない。

上述の状態で励磁コイル１１を励磁すると、固
定鉄心４２の吸引力が固定鉄心４２と可動鉄心４
３との間の流体圧に抗して可動鉄心４３を吸引
し、弁部材４５が弁座３４ａを開放するので、流
入ポート３２からの圧力流体は、流出ポート３３
に流出する。この可動鉄心４３の摺動は、噴出孔
４７から噴出する圧力流体が固定鉄心４２に衝突
するときの反力によつて減速され、さらに可動鉄
心４３と固定鉄心４２との間隙２０が狭くなる
と、狭くなつた間隙２０中の圧力流体が可動鉄心
４３の摺動の抵抗となるので、可動鉄心４３の摺
動速度はさらに減速されて、固定鉄心４２への衝
突による衝撃が緩和される。この場合に、図示を
省略しているが、可動鉄心４３の噴出孔４７の周
囲に筒状凸部を形成し、固定鉄心４２にこの凸部
が緩挿される凹部を形成すると、可動鉄心４３の
凸部が固定鉄心４２の凹部内に嵌入されたとき
に、噴出孔４７からの圧力流体の排出通路が急激
に縮少して、可動鉄心４３がさらに減速されるの
で、上記衝撃の緩和を一層大にすることができ
る。

なお、第２実施例では、弁部材４５が弁座３４
ａを閉鎖している場合でも、流入ポート３２から
の圧力流体の少量が流出孔４３ａ，…から間隙２
５に流入し、可動鉄心４３の外周壁に沿つて流出
ポート３３にブリードしているので、このような
ブリードがあつても支障がない場合において利用
できる。

第５図ないし第６図は本発明の第３実施例を示
し、この実施例では弁本体５１が案内管１８内に
取付けられており、かつ流入ポート５２のみが穿
設されていて、流出ポート５３は固定鉄心６１に
穿設されている。上記流入ポート５２は、弁本体
５１に設けられた通路５５によつて、また流出ポ
ート５３は固定鉄心６１に設けられた通路５６に
よつて、弁本体５１及び固定鉄心６１で区画され
た案内管１８内の空間に連通されており、この空
間を弁室５４とすると共に、通路５６の弁室５４
への開口端を弁座５４ａとしている。

上記弁室５４には、上述の案内管１８と間隙２
５を存して、一端に上記弁座５４ａを閉鎖する弁
部材６２を設けた可動鉄心６３が挿入されてい
る。この可動鉄心６３は、通路５５側に開口して
いる圧力流体導入孔６４が開設されると共に、上
記圧力流体導入孔６４から放射方向に開口する放
出孔６３ａ，…を適数個軸線方向に連設した放出
孔列が、等間隔で複数列配列されており、上記放
出孔列の中間位置には、軸線方向に溝６５，…が
形成されている（第６図参照）。

また、上記可動鉄心６３における固定鉄心６１
との対向面には凹部６６が設けられており、該凹
部６６内に挿入された復帰ばね２８によつて、可
動鉄心６３は常時弁本体５１に圧接され、弁部材
６２に弁座５４ａを開放している。

一方、弁本体５１の上記可動鉄心６３の端面が
当接する箇所には、その軸線方向に噴出孔５８が
開設されると共に、通路５５には上述の圧力流体
導入孔６４内に突出する案内筒５９が形成されて
いる。

上記第３実施例では、励磁コイル１１が励磁さ
れていないときには、復帰ばね２８によつて可動
鉄心６３の弁部材６２が弁座５４ａを開放してい
るので、流入ポート５２からの圧力流体は、通路
５５、圧力流体導入孔６４、流出孔６３ａ，…、
及び間隙２５等を通つて流出ポート５３から流出
している。

この状態で励磁コイル１１が励磁されると、固
定鉄心６１が可動鉄心６３を吸引して弁部材６２
が弁座５４ａを閉鎖し、圧力流体の流れは停止す
る。励磁コイル１１の励磁が解除されると、可動
鉄心６３は復帰ばね２８によつて復帰し、弁部材
６２が弁座５４ａを開放するが、この復帰ばね２
８による可動鉄心６３の摺動速度は、弁本体５に
設けられた噴出孔５８からの圧力流体によつて、
第１実施例と同様に減速されるので、可動鉄心６
３と弁本体５１の衝突による衝撃は緩和される。

なお、第３実施例も、第２実施例と同様に流入
ポート３２からの圧力流体が流出孔６３ａ，…か
ら間隙２５に流入して可動鉄心６３の外周壁に沿
つて流れるので、可動鉄心６３が案内管１８に接
触することが防止される。

［発明の効果］ 本発明は、可動鉄心の端面またはこれに対向す
る固定部の一方に、電磁弁を流れる圧力流体の一
部を対向面に向けて噴出させる噴出孔を開設し、
該噴出孔から噴出する圧力流体の対向面への衝突
によつて生ずる力、及び可動鉄心の摺動によつて
狭くなつた間隙を流れる圧力流体の制動作用によ
つて、可動鉄心の摺動速度を減速させるので、可
動鉄心と固定鉄心等との衝突による衝撃が緩和さ
れ、さらにこの流体が可動鉄心の外周壁とそれを
取巻く外周固定部との間隙を流れることによつて
両者の接触を防止するので、電磁弁を高頻度で作
動させながら長時間使用しても、可動鉄心並びに
それが衝突及び接触する固定部の疲労や摩耗が少
なくなつて、電磁弁の寿命を増大させる。

また、可動鉄心の端面とこれに対向する固定部
との間隙に噴出する圧力流体は、電磁弁を流れる
圧力流体を利用して他に圧力源や配管を必要とし
ないので、その構造も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す縦断正面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は
本発明の第２実施例を示す縦断正面図、第４図は
第３図の可動鉄心の側面図、第５図は本発明の第
３実施例を示す縦断正面図、第６図は第５図の可
動鉄心の平面図である。。 ２，３２，５２……流入ポート、３，３３，５
３……流出ポート、４ａ，３４ａ，５４ａ……弁
座、４ａ，３４ａ，５４ａ……弁座、５，６，３
５，３６，５５，５６……通路、１０……電磁操
作部、１５ｂ，４７，５８……噴出孔、２０……
間隙、２７，４３，６３……可動鉄心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力流体の流入ポートと流出ポート、両ポー
   トを連通させる通路、該通路中に形成した弁座及
   び該弁座を開閉作動する電磁操作部とより成る電
   磁弁において、上記電磁操作部における可動鉄心
   の端面またはこれに対向する固定部のいずれか一
   方に、電磁弁を流れる圧力流体の一部を対向する
   他方に向けて噴出させる噴出孔を開設し、該噴出
   孔から噴出して対向面へ衝突した後可動鉄心とそ
   れを取巻く外周固定部との間隙を流れる圧力流体
   を、可動鉄心の端面とこれに対向する固定部との
   衝突による衝撃の緩和、及び可動鉄心を外周固定
   部と非接触状態に保持するための手段としたこと
   を特徴とする電磁弁。