JPH08270827A - パイロットキック式電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動鉄心を短くしてコンパクトなパイロット
キック式電磁弁の提供すること。また、直動式電磁弁と
の部品の共通化によって製作コストを軽減させること。 【構成】 本発明のパイロットキック式電磁弁は、ソレ
ノイド４への通電により発生した磁力によって可動鉄心
２２が固定鉄心７に引かれて上昇するが、その際可動鉄
心２２がピン結合された遊びの分だけ上昇し、次いで可
動鉄心２２に備えられたパイロット弁体３０の離間によ
りパイロット孔２７が開通し、パイロット弁室２６内の
流体が流出することによる圧力とのバランスにより、主
弁体保持部材２３を駆動させ主弁体２５が主弁座１５か
ら離間するものであるが、可動鉄心２２が短いものであ
っても小さい磁力が可動鉄心２２及び主弁体保持部材２
３に有効に働くよう、ソレノイド４に生じる磁界によっ
て可動鉄心２２のみならず、主弁体保持部材２３も励磁
されるよう磁性体材料によって形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発生する磁力の小さい
ソレノイドであってもパイロット弁体を備えた可動鉄心
の駆動により、弁室の圧力調節によって主弁体の駆動を
可能とするパイロットキック式電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、パイロット弁体のみをソレノ
イドの磁力によって駆動し、弁室の圧力調節により主弁
を開閉さるパイロットキック式電磁弁が用いられてい
る。図３は、従来のパイロットキック式電磁弁を示した
断面図である。このパイロットキック式電磁弁５１は、
出力ポート５２から入力ポート５３側に筒状に突出した
弁座５５が形成され、そこには弁室５４のための空間を
有する本体５６を構成し、その上部にはソレノイド５７
が設けられている。本体５６及びソレノイド５７は、同
軸状に円筒孔が形成され、そこに主弁体保持部材５８、
可動鉄心５９、そして固定鉄心６０が嵌挿されている。
主弁体保持部材５８は、弁座５５に対応する主弁体６１
が嵌着され、軸芯を貫くようにパイロット孔６２が形成
されている。一方、可動鉄心５９は、主弁体保持部材５
８の上部にピン結合され、その下端にはパイロット孔６
２を開閉するパイロット弁体６３が嵌着されている。そ
して、この可動鉄心５９には、下方へ付勢されるように
固定鉄心６０との間にスプリング６４が係設されてい
る。

【０００３】そして、このような構成のパイロットキッ
ク式電磁弁５１は、レノイド５７が通電されると、磁界
の発生により可動鉄心５９が上方の固定鉄心６０に当接
するようスプリング６４の付勢力に反して上昇する。こ
の時、可動鉄心５９の上昇によりパイロット孔６２を通
って出力ポート５２へ流体が流れ出す。従って、可動鉄
心５９がピンを介して主弁体保持部材５８を引張り上げ
ると共に、パイロット弁室６５と弁室５４との間に生じ
る圧力差により主弁体保持部材５８が押し上げられ、主
弁体６１が弁座５５から離間することにより開弁され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなパイロット
キック式電磁弁５１では、ソレノイド５７によって発生
する磁力によって可動鉄心５９を上昇させるが、発生す
る磁力の小さいソレノイドによって駆動させるものであ
る場合には、高い磁気効率を得るために必然的に可動鉄
心５９が長いものとなる。これでは、電磁弁のコンパク
ト化を図ることが困難であり、更に小型化された電磁弁
の要求にこたえ得るものではなかった。一方、上記従来
のパイロットキック式電磁弁５１では、主弁体保持部材
５８及び可動鉄心５９を嵌挿したものであるため、その
本体５６からソレノイド５７にかけて形成された中空部
が長いものであるため、直動弁等との部品の共通化が不
可能であり、製作コストの高いものとなってしまってい
る。

【０００５】そこで、本発明は、上記問題点を解決すべ
可動鉄心を短くしてコンパクトなパイロットキック式電
磁弁を提供することを目的とする。また、本発明は、直
動式電磁弁との部品の共通化によって製作コストを軽減
させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のパイロットキッ
ク式電磁弁は、ソレノイドが係設され、流出ポートと流
入ポートとの間を連通する主弁座を形成してなる本体
と、前記主弁座に当接する主弁体を備え、パイロット弁
室と前記流出ポートとを連通させるパイロット孔が形成
された主弁体保持部材と、前記パイロット孔を開閉する
パイロット弁体を備え、そのパイロット弁体が接離可能
な程度の遊びを設けて前記主弁体保持部材にピン結合さ
れた可動鉄心と、前記可動鉄心とスプリングを介して係
設された固定鉄心とを有し、前記主弁体保持部材には前
記パイロット弁室内の流体圧による閉弁力と前記弁室内
の流体圧による開弁力とが作用し、前記可動鉄心の駆動
によりパイロット弁室内の流体が開弁したパイロット弁
孔から流出し、前記パイロット弁室の減圧に伴い前記弁
室内の流体圧によって前記主弁体保持部材が駆動して主
弁体が主弁座から離間するものであって、前記ソレノイ
ドが通電された場合には、そのソレノイドに生じる磁界
によって前記可動鉄心と共に、その可動鉄心にピン結合
された主弁体保持部材も励磁されるよう主弁体保持部材
が磁性体材料によって構成されている。また、本発明の
パイロットキック式電磁弁は、前記主弁体保持部材が、
マルテンサイト系ステンレス鋼材（ＳＵＳ）によって構
成されることが望ましい。

【０００７】

【作用】本発明のパイロットキック式電磁弁は、ソレノ
イドへの通電により発生した磁力によって可動鉄心が固
定鉄心に引かれスプリングに反して上昇するが、その際
先ず可動鉄心は主弁体保持部材とピン結合された遊びの
分だけ上昇し、次いで可動鉄心に備えられたパイロット
弁体が離間することによって主弁体保持部材に形成され
たパイロット孔が開通し、パイロット弁室内の流体が開
弁したパイロット孔を流出することにより、パイロット
弁室が減圧され弁室内の圧力とのバランスにより、小さ
い磁力でも主弁体保持部材の駆動により主弁体が主弁座
から離間することとなる。ところで、このようにソレノ
イドが通電される場合には、そのソレノイドに生じる磁
界によって可動鉄心のみならず、磁性体材料によって構
成された主弁体保持部材も励磁され、可動鉄心が短いも
のであっても小さい磁力が可動鉄心及び主弁体保持部材
に有効に働いて電磁弁の機能を満足させる。また、本発
明のパイロットキック式電磁弁は、マルテンサイト系ス
テンレス鋼材（ＳＵＳ）によって構成された主弁体保持
部材が、ソレノイドに生じる磁界によって可動鉄心と共
に励磁されるため、可動鉄心が短いものであっても小さ
い磁力が可動鉄心及び主弁体保持部材に有効に働いて電
磁弁の機能を満足させる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のパイロットキック式電磁弁を
具体化した一実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１及び図２は、本実施例のパイロットキック式電
磁弁を示した断面図であり、図１は閉弁時、図２は開弁
時を示している。本実施例のパイロットキック式電磁弁
は、上述した従来のパイロットキック式電磁弁と共通す
る構成が多いが、ここで更に詳細に説明する。電磁弁
は、上半分のソレノイド部１と下半分の弁部２とにより
構成されている。ソレノイド部１の中心には、両端部に
フランジを有する中空円筒状のコイルボビン３の胴部に
銅線が巻かれたコイル４が構成されている。そして、コ
イル４を囲むようにして磁気枠５が設けられ、コイルボ
ビン３の下端には中心に孔の空いた円板の下側鉄心６が
設けられている。また、ソレノイド部１の中空部上端に
は、上側鉄心７が、コイル４のほぼ中央付近にまで挿入
され固定されている。

【０００９】弁部２は、流入ポート１１と流出ポート１
２とが形成された本体１３によって構成されている。本
体１３は、上方にソレノイド部１の中空部と同軸状に中
空部が形成され、下方には同軸状の形成された流出ポー
ト１２から本体１３内の弁室１４内に突出するよう主弁
座１５が形成されている。このようなソレノイド部１と
弁部２は、両方の中空部が同軸状に位置するよう一体に
構成され、その中空部には、非磁性体からなる円筒のパ
イプ２１が嵌挿されている。このパイプ２１は、上端部
には上側鉄心７が途中まで嵌挿され、一方下端は弁室１
４入口に位置するよう嵌挿され、気密性を保つようその
上下端部で固着されている。

【００１０】そして、パイプ２１内には、第１可動鉄心
２２と第２可動鉄心２３とが、ピン２４によって連結さ
れて嵌挿されている。本実施例では、この第１可動鉄心
２２のみならず第２可動鉄心２３も磁性体材料によって
形成されている。具体的には、形成が容易なマルテンサ
イト系ステンレス鋼材（ＳＵＳ）である。第２可動鉄心
２３には、下端の張出部２３ａに主弁座１５と当接する
ドーナッツ形状の主弁体２５が嵌着される一方、上端部
には凹部が形成されパイロット弁室２６（第１可動鉄心
２２の周りを含む）が構成されている。また第２可動鉄
心２３は、軸芯部を貫くようにパイロット孔２７が形成
され、その上端開口部には弁座２８が設けられている。

【００１１】一方、ピン結合された第１可動鉄心２２
は、上端部が対応する上側鉄心７の形状に併せて山形を
なし、軸芯部に形成した凹部にスプリング２９が嵌合さ
れている。第１可動鉄心２２の上端を山形としたのは、
パイロット弁室２６内の流体圧力によって第１可動鉄心
２２のにかかる下方への圧力を小さくするためである。
また、第１可動鉄心２２の下端部は、第２可動鉄心２３
の凹部、即ちパイロット弁室２６に嵌挿され、弁座２８
に当接するパイロット弁体３０が嵌着されている。そし
て、ピン２４が嵌挿された貫通孔３１は、第１可動鉄心
２２が独立して上下動できるよう、ピン２４の径に比べ
て所定寸法大きめに形成し遊びが設けてられている。

【００１２】次ぎに、上記構成を有する本実施例のパイ
ロットキック式電磁弁の作用について説明する。図１に
示す非通電時には、第１可動鉄心２２がスプリング２９
の付勢力によって下方へ押され、パイロット弁体３０が
弁座２８に当接しパイロット孔２７を塞ぐとともに、更
に第２可動鉄心２３が下方へ押されて主弁体２５が主弁
座１５に当接する。従って、流入ポート１１と流出ポー
ト１２は連通せず、流入ポート１１から流入した流体は
弁室１４内に流れ込み、更にはパイプ２１と第２可動鉄
心２３の隙間を通ってパイロット弁室２６内へ流れ込
む。

【００１３】このとき、流入ポート１１から流入する流
体によって弁室１４及びパイロット弁室２６内の圧力が
高められる。そのため、図１のように主弁体２５が主弁
座１５に、そしてパイロット弁体３０が弁座２８に当接
した状態では、流体が第２可動鉄心２３の張出部２３ａ
下面にかかる圧力よりも、パイロット弁室２６で第２可
動鉄心２３上面や張出部２３ａ上面にかかる圧力の方が
大きいので、このような閉弁状態が維持される。一方、
コイル４への通電によって磁界が発生すると、第１可動
鉄心２２が磁力によって上側鉄心７に引かれ、ピン２４
が貫通した貫通孔３１の遊びの分だけ上昇する。この
時、コイル４に生じる磁力が弱いものであっても、その
磁力によって作用するのは第１可動鉄心２２だけであ
り、その距離も小さいものであるため問題はない。

【００１４】そして、第１可動鉄心２２の上昇によっ
て、パイロット弁体３０が弁座２８から離間するため、
パイロット弁室２６内の流体がパイロット孔２７を通っ
て流出ポート１２へ流れ出る。従って、パイロット弁室
２６内の流体によって第２可動鉄心２３上面にかけられ
ていた圧力が小さくなる。従って、弁室１４内に流入す
る流体の圧力によって、相対的に張出部２３ａ下面にか
かる圧力が増し、第２可動鉄心２３を上昇させる力が働
く。また、本実施例によるパイロットキック式電磁弁で
は、第２可動鉄心２３もＳＵＳ材によって形成されてい
るため、コイル４の通電による磁力は、図１の点線で示
すように下側鉄心６、第２可動鉄心２３、第１可動鉄心
２２、上側鉄心７、そして磁気枠５を介して磁気回路を
構成することとなる。従って、第１可動鉄心２２が短く
ても高い磁束密度を得ることができ、第１可動鉄心２２
を上昇させ、第２可動鉄心２３を引っ張るのに十分な力
が働く。

【００１５】そこで、第１可動鉄心２２及び第２可動鉄
心２３が一体になって上昇し上側鉄心７に当接する。こ
のようにして、主弁座１５の弁孔が開通し、流入ポート
１１から流出ポート１２へ流体が流れる。一方、主弁座
１５の弁孔を閉弁させるには、コイル４への通電を止め
ると、スプリング２９の付勢力が流体の圧力に反して第
１可動鉄心２２及び第２可動鉄心２３が押し下げられ、
主弁体２５が主弁座１５に当接し閉弁される。

【００１６】以上、本実施例によれば、第２可動鉄心２
３を磁性体材料であるＳＵＳ材によって形成したことに
より、下側鉄心６、第２可動鉄心２３、第１可動鉄心２
２、上側鉄心７、そして磁気枠５を介して磁気回路を構
成するため、寸法の短い第１可動鉄心２２であっても発
生する磁界の磁気効率が低下することがなく、高い磁束
密度を得ることができる。そして、第１可動鉄心２２の
寸法が短くなったことにより電磁弁本体をコンパクト化
することが可能となった。更に、第１可動鉄心２２及び
第２可動鉄心２３を連結した際の寸法全体が短いため、
パイロットキック式ではない、直動式の電磁弁との部品
の共通化を図ることが可能となり、製作コストを軽減す
ることが可能となった。

【００１７】尚、本発明のパイロットキック式電磁弁は
上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱
しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、実施例
の第２可動鉄心２３にはマルテンサイト系のＳＵＳ材が
示されたが、オーステナイト系のＳＵＳ材や、さらには
別の磁性体材料であってもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明のパイロットキック式電磁弁は、
前記ソレノイドが通電された場合には、そのソレノイド
に生じる磁界によって前記可動鉄心のみならず、その可
動鉄心にピン結合された主弁体も励磁されるよう主弁体
が磁性体材料によって構成されているものなので、可動
鉄心を短くしてコンパクトなパイロットキック式電磁弁
を提供することが可能となった。また、本発明のパイロ
ットキック式電磁弁は、可動鉄心のみならず、その可動
鉄心にピン結合された主弁体も磁性体材料によって構成
したので、可動鉄心及び主弁体による寸法が短くなり、
直動式電磁弁との部品の共通化によって製作コストを軽
減させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるパイロットキック式電磁弁の一
実施例を示した閉弁時の断面図である。

【図２】本発明にかかるパイロットキック式電磁弁の一
実施例を示した開弁時の断面図である。

【図３】従来のパイロットキック式電磁弁を示した閉弁
時の断面図である。

【符号の説明】

１ ソレノイド部 ２ 弁部 ４ コイル ５ 磁気枠 ６ 下側鉄心 ７ 上側鉄心 １３ 本体 １４ 弁室 ２２ 第１可動鉄心 ２３ 第２可動鉄心 ２４ ピン ２５ 主弁体 ２６ パイロット弁室 ２７ パイロット孔 ２８ 弁座 ２９ スプリング ３０ パイロット弁体 ３１ 貫通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドが係設され、流出ポートと流
   入ポートとの間を連通する主弁座を形成してなる本体
   と、 前記主弁座に当接する主弁体を備え、パイロット弁室と
   前記流出ポートとを連通させるパイロット孔が形成され
   た主弁体保持部材と、 前記パイロット孔を開閉するパイロット弁体を備え、そ
   のパイロット弁体が接離可能な程度の遊びを設けて前記
   主弁体保持部材にピン結合された可動鉄心と、 前記可動鉄心とスプリングを介して係設された固定鉄心
   とを有し、 前記主弁体保持部材には前記パイロット弁室内の流体圧
   による閉弁力と前記弁室内の流体圧による開弁力とが作
   用し、前記可動鉄心の駆動によりパイロット弁室内の流
   体が開弁したパイロット弁孔から流出し、前記パイロッ
   ト弁室の減圧に伴い前記弁室内の流体圧によって前記主
   弁体保持部材が駆動して主弁体が主弁座から離間するパ
   イロットキック式電磁弁において、 前記ソレノイドが通電された場合には、そのソレノイド
   に生じる磁界によって前記可動鉄心と共に、その可動鉄
   心にピン結合された主弁体保持部材も励磁されるよう主
   弁体保持部材が磁性体材料によって構成されていること
   を特徴とするパイロットキック式電磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパイロットキック式電
   磁弁において、前記主弁体保持部材が、マルテンサイト
   系ステンレス鋼材（ＳＵＳ）によって構成されているこ
   とを特徴とするパイロットキック式電磁弁。