(57)【要約】【課題】  コイルへ通電する電流が流れる合成抵抗値を温度上昇に対して略一定にし、コイルへ通電する電流値を必要以上に大きくすることなく消費電力の低減を図り得る電磁石装置を提供する。  【解決手段】  コイル１６への通電等による温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性を有する負の温度係数をもつＮＴＣサーミスタ２４に、温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器２５を並列接続して、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する並列合成抵抗値を作成し、温度上昇に対して直線的に増加するコイル１６の抵抗値と温度上昇に対して略直線的に減少する前記並列合成抵抗値とを加算する。  【選択図】    図１
2010074013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルへの通電により可動鉄心を固定鉄心に吸引し、温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性を有するサーミスタに、温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器を並列接続して、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する並列合成抵抗値を作成し、並列接続したサーミスタと抵抗器とをコイルに直列接続して、温度上昇に対して直線的に増加するコイルの抵抗値と温度上昇に対して略直線的に減少する並列合成抵抗値とを加算したことを特徴とする電磁石装置。
【請求項２】
前記コイルをコイルボビンに巻き回して設け、コイルボビンに巻き回したコイルの外周上に前記サーミスタを配置し、サーミスタおよび前記抵抗器を樹脂モールドにてコイルと一体成形したことを特徴とする請求項１に記載の複合電磁切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルへの通電により可動鉄心を固定鉄心に吸引する電磁石装置に関し、特に、流体を制御する電磁弁に適用する電磁石装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁石装置は、特許文献１にあるように、温度上昇により抵抗値が減少する特性を有するサーミスタをコイルと直列接続し、通電によるソレノイドの温度上昇により増加するコイルの抵抗値にサーミスタの減少する抵抗値を加算して直列合成抵抗値とし、温度上昇にかかわりなく安定した吸引力を得ようとしている。
【特許文献１】実開昭６３−８０８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、かかる従来のソレノイドでは、コイルはソレノイドの温度上昇に対して抵抗値が直線的に増加する特性を有するのに対し、サーミスタは温度上昇に対して抵抗値が曲線的に減少する特性を有するため、温度上昇に対して直線的に増加するコイルの抵抗値にサーミスタの曲線的に減少する抵抗値が加算され、コイルとサーミスタとの直列合成抵抗値を温度上昇に対して略一定に保つことが難しく、コイルへ通電する電流値が最小となるところで必要な吸引力を得なければならず、合成抵抗値が小さい領域ではコイルへ通電する電流値が必要以上に大きくなってしまい、消費電力を浪費するという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、コイルへ通電する電流が流れる合成抵抗値を温度上昇に対して略一定にし、コイルへ通電する電流値を必要以上に大きくすることなく消費電力の低減を図り得る電磁石装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
コイルへの通電により可動鉄心を固定鉄心に吸引し、温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性を有するサーミスタに温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器を並列接続して、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する並列合成抵抗値を作成し、並列接続したサーミスタと抵抗器とをコイルに直列接続して、温度上昇に対して直線的に増加するコイルの抵抗値と温度上昇に対して略直線的に減少する並列合成抵抗値とを加算したことを特徴とする電磁石装置がそれである。この場合、前記コイルをコイルボビンに巻き回して設け、コイルボビンに巻き回したコイルの外周上に前記サーミスタを配置し、サーミスタおよび前記抵抗器を樹脂モールドにてコイルと一体成形しても良い。
【発明の効果】
【０００６】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性を有するサーミスタに温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器を並列接続して、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する並列合成抵抗値を作成し、温度上昇に対して直線的に増加するコイルの抵抗値と温度上昇に対して略直線的に減少する並列合成抵抗値とを加算しているため、この加算した合成抵抗値を温度上昇に対して略一定にすることができ、コイルへ通電する電流値を必要以上に大きくすることなく消費電力を低減することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加え、コイルボビンに巻き回したコイルの外周上にサーミスタを配置しているため、サーミスタを発熱源であるコイルの近傍に位置してコイルの上昇する温度を正確に検出することができ、サーミスタの抵抗値と抵抗器の抵抗値との並列合成抵抗値における温度上昇に対して略直線的に減少する特性の精度を一層高めることができる。さらにまた、サーミスタおよび抵抗器を樹脂モールドにてコイルと一体成形しているため、サーミスタと抵抗器を取りまとめて配置することができ、電磁石装置全体の大型化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、電磁石装置を電磁弁に適用した本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２において、１は電磁弁の弁本体で、嵌挿孔２を軸方向へ貫通して形成し、弁本体１の一側面に電磁石装置３を着脱自在に装着して嵌挿孔２の一側面への開口を閉塞し、弁本体１の他側面に蓋部材４を着脱自在に装着して嵌挿孔２の他側面への開口を閉塞している。嵌挿孔２には軸方向の略中央部に圧力流体を供給する供給流路Ｐを開口し、供給流路Ｐの開口個所の軸方向両側に図示しない流体アクチュエータへ接続する２つの負荷流路Ａ、Ｂを開口し、２つの負荷流路Ａ、Ｂの開口個所の軸方向外側にはそれぞれ低圧側へ接続する排出流路Ｒを開口している。５は嵌挿孔２に軸方向へ摺動自在に嵌挿したスプール状の弁体で、図２に示す電磁石装置３の非通電状態では、蓋部材４との間に挟持したばね６の弾性力により付勢されて左方端に位置し、供給流路Ｐと一方の負荷流路Ａとを切換連通すると共に、他方の負荷流路Ｂと排出流路Ｒとを切換連通する。また、弁体５は、電磁石装置３への通電により発生する吸引力でばね６の弾性力に抗して図２の右方端に移動し、供給流路Ｐと他方の負荷流路Ｂとを切換連通すると共に、一方の負荷流路Ａと排出流路Ｒとを切換連通する。７は電磁石装置３を外部電源Ｅに電気接続する端子箱で、弁本体１の上面へ着脱自在に装着している。
【０００９】
電磁石装置３は筒状部８とコイル部９とをナット１０により組み付けて構成している。筒状部８は弁本体１の嵌挿孔２の一側面への開口部に固定鉄心１１を螺着し、固定鉄心１１に非磁性材より形成の筒部材１２の一端を溶接固着し、筒部材１２の一端と反対側の他端に磁性材より形成の蓋部材１４を溶接固着し、筒部材１２、蓋部材１４の内部には固定鉄心１１に吸引される可動鉄心１３を軸方向へ摺動自在に嵌挿して固定鉄心１１と対向して設けている。１５は固定鉄心１１を貫通して軸方向へ移動自在に設けた押し棒で、一端を可動鉄心１３に他端を弁体５にそれぞれ当接し、可動鉄心１３の固定鉄心１１への吸引移動により弁体５を図２の右方端に移動自在に設けている。
【００１０】
コイル部９はコイル１６を巻き回したコイルボビン１７の軸方向の一端に円板状の端板１８を配置すると共に、コイルボビン１７の外周に円筒状の筒体１９を配置している。筒体１９は図２の上側で軸方向に沿って開口を備え、コイルボビン１７の軸方向端部に備えて半径方向外側へ延びる突出片１７Ａをこの開口から突出して設けている。突出片１７Ａには２個の導電ピン部材２０Ａ、２０Ｂを図２紙面直交方向に間隙を有して設け（図２には手前の導電ピン部材２０Ａのみが示されている）、両導電ピン部材２０Ａ、２０Ｂは軸方向に突出して設け、その突出端部を端子箱７の内部に図２紙面直交方向に間隙を有して設けたメス形端子金具２１Ａ、２１Ｂに挿入し（図２には導電ピン部材２０Ａと同様に手前のメス形端子金具２１Ａのみが示されている）、外部電源Ｅからの電気配線２２Ａ、２２Ｂと電気接続している。一方の導電ピン部材２０Ａはコイル１６の巻き始め端とリード線２３Ａで電気接続し、リード線２３Ａにはサーミスタ２４と抵抗器２５とを並列接続して、コイル１６に直列接続する。並列接続したサーミスタ２４と抵抗器２５とは筒体１９の開口側でコイル１６の外周上に配置している。他方の導電ピン部材２０Ｂはリード線２３Ｂでコイル１６の巻き終わり端と電気接続している。コイル部９はコイル１６を巻き回したコイルボビン１７、端板１８、筒体１９、導電ピン部材２０Ａ、２０Ｂ、リード線２３Ａ、２３Ｂ、サーミスタ２４、抵抗器２５を樹脂モールドにて一体成形して外皮２６を形成している。電磁石装置３は、嵌挿孔２の弁本体１一側面への開口部に固定鉄心１１を螺着して筒状部８を弁本体１に固定し、筒状部８にコイル部９を外嵌し、筒状部８の突出端となる蓋部材１４に螺着したナット１０を回動操作して、弁本体１の一側面とナット１０との間にコイル部９を挟持する。そして、電磁石装置３はコイル１６への通電により発生する吸引力で可動鉄心１３を固定鉄心１１に吸引移動し、押し棒１５を介して弁体５を図２の右方端に移動すると共に、コイル１６への非通電により吸引力が消滅してばね６の弾性力で弁体５とともに可動鉄心１３を図２の状態に復帰移動して固定鉄心１１より離間する。
【００１１】
サーミスタ２４は、図３に線Ｃで示す如き、コイル１６への通電や弁本体１内部を流通する圧力流体からの伝熱等による温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性を有する負の温度係数をもつＮＴＣサーミスタである。サーミスタ２４と温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器２５とを並列接続した並列抵抗合成値は、サーミスタ２４の抵抗値と抵抗器２５の抵抗値との乗算値を、サーミスタ２４の抵抗値と抵抗器２５の抵抗値との加算値で除算して求められ、図３に線Ｄで示す如き、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する。コイル１６は、図３に線Ｆで示す如き、温度上昇に対して抵抗値を直線的に増加する。線Ｆで示すコイル１６の抵抗値と線Ｄで示す並列合成抵抗値とを加算した合成抵抗値は、図３に線Ｇで示す如き、温度上昇に対して略一定となる。
【００１２】
次に、かかる構成の作動を説明する。
図２の状態は、電磁石装置３のコイル１６への非通電状態を示し、弁体５はばね６の弾性力により付勢されて左方端に位置し、供給流路Ｐと一方の負荷流路Ａとを切換連通すると共に、他方の負荷流路Ｂと排出流路Ｒとを切換連通している。電磁石装置３はばね６の弾性力が押し棒１５を介して可動鉄心１３に付与され、可動鉄心１３が固定鉄心１１より離間している。
【００１３】
この状態で、電磁石装置３のコイル１６へ通電すると、吸引力が発生して可動鉄心１３を固定鉄心１１に吸引移動する。弁体５は可動鉄心１３の吸引移動が押し棒１５を介して付与され、ばね６の弾性力に抗して図２の右方端に移動し、供給流路Ｐと他方の負荷流路Ｂとを切換連通すると共に、一方の負荷流路Ａと排出流路Ｒとを切換連通する。そして、電磁石装置３のコイル１６を非通電にすると、吸引力が解消し、弁体５はばね６の弾性力により図２の状態に復帰移動する。電磁石装置３はばね６の弾性力が押し棒１５を介して可動鉄心１３に付与され、可動鉄心１３が図２の状態に復帰移動し、固定鉄心１１より離間する。
【００１４】
かかる作動で、温度上昇に対して抵抗値を曲線的に減少する特性（図３の線Ｃ）を有する負の温度係数をもつＮＴＣサーミスタ２４に、温度上昇に対して抵抗値が一定である抵抗器２５を並列接続して、温度上昇に対して抵抗値を略直線的に減少する並列合成抵抗値（図３の線Ｄ）を作成し、温度上昇に対して直線的に増加するコイル１６の抵抗値（図３の線Ｆ）と温度上昇に対して略直線的に減少する前記並列合成抵抗値（図３の線Ｄ）とを加算しているため、この加算した合成抵抗値を、図３の線Ｇで示す如き、温度上昇に対して略一定にすることができ、コイル１６へ通電する電流値を必要以上に大きくすることなく消費電力を低減することができる。
【００１５】
また、コイルボビン１７に巻き回したコイル１６の外周上にサーミスタ２４を配置しているため、サーミスタ２４を発熱源であるコイル１６の近傍に位置してコイル１６の上昇する温度を正確に検出することができる。さらにまた、サーミスタ２４および抵抗器２５を樹脂モールドにてコイル１６と一体成形しているため、サーミスタ２４と抵抗器２５を取りまとめて配置することができ、電磁石装置全体の大型化を抑制することができる。
【００１６】
なお、一実施形態では、電磁弁装置３を弁本体１の一側面に装着して用い、弁体５を図２の右方端と左方端との２位置に移動自在としたが、電磁石装置３を弁本体１の両側面に装着して用い、弁体５を軸方向の略中央位置と右方端と左方端との３位置に移動自在に設けてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示した電磁石装置の電気回路図である。
【図２】一実施形態の電磁石装置を適用した電磁弁の縦断面図である。
【図３】一実施形態の抵抗値と温度との特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００１８】
３：電磁石装置
１１：固定鉄心
１３：可動鉄心
１６：コイル
２４：サーミスタ
２５：抵抗器
【図１】
2010074013.tif 000003
【図２】
2010074013.tif 000004
【図３】
2010074013.tif 000005