(57)【要約】【課題】電磁駆動弁において、軸の芯ずれを抑制する。【解決手段】弁体２８が取り付けられた弁軸３０には、閉側バネ６６を支持するロアリテーナ６４が同軸取付けされている。弁軸の後方には、電磁石によって駆動されるアーマチャ軸７４が取り付けられ、電磁石の一部であるロアコア８０に設けられた軸受８２によって支持されている。ロアコアには軸受と同軸にインロー部８４が形成され、これに対しスプリングシート８６が取り付けられる。このため、アーマチャ軸に同軸に取り付けられたアッパリテーナ９０とこのスプリングシートとの間に設けられる開側バネ８８は、アーマチャ軸に対し同軸配置できている。また、ロアリテーナは、アッパリテーナの内側のシリンダ９２に嵌合され、両軸の相対移動にともなって摺動されるため、軸が調芯される。【選択図】図３
2006064072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有し、軸方向に移動可能に保持され、移動により軸の前方に配置された弁体の開閉を行うアーマチャと、
固定配置され、アーマチャを前方又は後方に引きつけて弁体を開弁状態又は閉弁状態に保つ電磁石と、
電磁石を貫ぬく孔部に設けられ、アーマチャの軸を支持する軸受と、
電磁石の前面に設けられ、軸受と同軸配置されたスプリングシートと、
アーマチャに設けられ、スプリングシートの前方においてアーマチャと同軸配置されたアッパリテーナと、
アッパリテーナとスプリングシート間に設けられ、閉弁過程でアーマチャの後方への移動によって圧縮され、開弁過程で復元力によりアーマチャを前方へ移動させる開側バネと、
を備える、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁駆動弁において、
電磁石は、アーマチャを後方に引きつけて弁体を閉弁状態に保つ閉側電磁石と、閉側電磁石の前方に設けられ、アーマチャを前方に引きつけて弁体を開弁状態に保つ開側電磁石とを含み、
軸受は、少なくとも開側電磁石を貫く孔部に設けられ、
スプリングシートは、開側電磁石の前面に設けられる、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項３】
請求項１に記載の電磁駆動弁において、
電磁石の前面には、軸受と同軸にインロー部が形成され、
スプリングシートはこのインロー部とのインロー嵌合により取り付けられる、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁駆動弁において、
アーマチャの軸の前方に同軸に配置され、軸方向に移動可能に保持された弁軸を備え、
弁体はこの弁軸の先端に設けられ、
アーマチャは、前方に移動して弁軸を押圧することで開弁を行い、後方に移動して押圧を停止することで閉弁を行う、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁駆動弁において、
弁軸に設けられ、弁軸と同軸配置されたロアリテーナと、
ロアリテーナの前方の固定部位とロアリテーナとの間に設けられ、開弁過程で弁軸の前方への移動によって圧縮され、閉弁過程で復元力により弁軸を後方へ移動させる閉側バネと、
アッパリテーナに設けられた構造であって、アッパリテーナとロアリテーナの軸方向への相対的な移動において、ロアリテーナの同軸を維持してロアリテーナを摺動支持する支持構造と、
を備える、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁駆動弁において、
前記支持構造は、アッパリテーナに設けられた軸方向にのびる筒状構造であって、筒内に配置されたロアリテーナの外縁部を摺動支持する構造である、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項７】
開弁及び閉弁を行う弁体を先端に備え、軸方向に移動可能に保持された弁軸と、
軸を有し、弁軸の後方において軸方向に移動可能に同軸保持され、前方に移動して弁軸を押圧することで開弁を行い、後方に移動して押圧を停止することで閉弁を行うアーマチャと、
固定配置され、アーマチャを前方又は後方に引きつけて弁体を開弁状態又は閉弁状態に保つ電磁石と、
弁軸に設けられ、弁軸と同軸配置されたロアリテーナと、
ロアリテーナの前方の固定部位とロアリテーナとの間に設けられ、開弁過程で弁軸の前方への移動によって圧縮され、閉弁過程で復元力により弁軸を後方へ移動させる閉側バネと、
アーマチャに設けられた構造であって、弁軸とアーマチャの軸方向への相対的な移動において、ロアリテーナの同軸を維持してロアリテーナを摺動支持する支持構造と、
を備える、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電磁駆動弁において、
アーマチャの軸の後端に同軸に取り付けられ、アーマチャの軸方向位置を測定するリフトセンサと、
リフトセンサの測定結果に基づいて、弁の開閉の制御を行う制御部と、
を備える、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁駆動弁において、
アーマチャの軸の後端部に同軸に設けられ、後端部から前方にのびる穴部と、
穴部の内壁面に沿って同軸に取り付けられるセンサコアと、
貫通孔を有し、この貫通孔によりアーマチャの軸の後端部を支持する後端部軸受と、
後端部軸受の後面に貫通孔と同軸に形成され、貫通孔よりも大きな内径を有するインロー部と、
インロー部とインロー嵌合されるセンサ本体と、
センサ本体にインロー嵌合される部分と同軸に設けられ、インロー嵌合時にセンサコアが取り付けられた穴部に同軸配置される細長のセンシング部と、
を備え、
前記リフトセンサは、センサコアとセンシング部との位置関係に基づいてアーマチャの軸方向位置を測定する、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【請求項１０】
請求項９に記載の電磁駆動弁において、
インロー部は、センサ本体のインロー嵌合される部分よりも深く設けられ、
このインロー部によってセンサ本体との間に形成される空間には、後端部軸受とアーマチャとの潤滑を図るグリスが充填される、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁石を利用して駆動される電磁駆動弁についての技術、特に、弁体を駆動する軸の芯ずれを防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁駆動弁は、流体の流れを制御して動作する装置において広く用いられている。電磁駆動弁においては、一般に、電磁石の力を利用して軸を駆動し、その前方に配置された弁体の開閉を制御する。軸には、制御を補助するため、しばしばその位置を検出するリフトセンサが取り付けられる。
【０００３】
下記特許文献１には、高感度の磁気センサを構成し、リフトセンサとして電磁駆動弁に適用する技術が開示されている。また、下記特許文献２には、二つの軸受により軸を支持し、開閉動作の安定化と軸に取り付けられたリフトセンサの検出精度向上を図る技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５６４１４号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁駆動弁には、バネのエネルギを利用するタイプのものもある。この場合、軸の芯ずれがあると、軸に対してバネの横力が作用し、芯ずれを増大させてしまう虞がある。また、リフトセンサの軸への取り付けも、芯ずれを小さくして行うことが必要である。
【０００６】
本発明の目的は、バネの力を利用して動作する電磁駆動弁において、軸の芯ずれを減少させることにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、弁体が取り付けられた弁軸と、弁軸を駆動するアーマチャが別体として構成されている場合に、両者の同軸性を向上させることにある。
【０００８】
本発明のさらに別の目的は、軸に取り付けるリフトセンサの芯ずれに起因する検出精度低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電磁駆動弁は、軸を有し、軸方向に移動可能に保持され、移動により軸の前方に配置された弁体の開閉を行うアーマチャと、固定配置され、アーマチャを前方又は後方に引きつけて弁体を開弁状態又は閉弁状態に保つ電磁石と、電磁石を貫ぬく孔部に設けられ、アーマチャの軸を支持する軸受と、電磁石の前面に設けられ、軸受と同軸配置されたスプリングシートと、アーマチャに設けられ、スプリングシートの前方においてアーマチャと同軸配置されたアッパリテーナと、アッパリテーナとスプリングシート間に設けられ、閉弁過程でアーマチャの後方への移動によって圧縮され、開弁過程で復元力によりアーマチャを前方へ移動させる開側バネと、を備える、ことを特徴とする電磁駆動弁。
【００１０】
この電磁駆動弁は、電磁石の動作を制御し、アーマチャを前後に移動させることにより開閉弁を行う。アーマチャは、電磁石により引き寄せられる部分を含む部品であり、軸を有している。弁体はこの軸の前方に配置されている。弁体は直接この軸に取り付けられていてもよいし、アーマチャの軸と連動して移動する別体の軸に取り付けられていてもよい。
【００１１】
電磁石にはアーマチャを支える軸受が設けられ、電磁石の前面（弁体側に向いた面）には軸受と同軸に配置されたスプリングシートが設けられている。したがって、スプリングシートとアーマチャとは同軸に保たれる。また、スプリングシートの前面には、アーマチャに設けられ、アーマチャと同軸のアッパリテーナが固定されている。開側バネは、開弁時に復元力によってアーマチャを前方に移動させるバネである。この開側バネは、アッパリテーナとスプリングシート間に設けられている。
【００１２】
この構成によれば、開側バネは、アーマチャに対して高い精度で同軸に配置される。したがって、芯ずれがある場合にアーマチャに作用する開側バネの横力を小さくすることができる。そして、アーマチャの動作が安定するなどの効果が得られる。なお、アッパリテーナとスプリングシートにおける開側バネの支持位置が同径であり、開側バネを平行に支持できることが特に望ましい。
【００１３】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、電磁石は、アーマチャを後方に引きつけて弁体を閉弁状態に保つ閉側電磁石と、閉側電磁石の前方に設けられ、アーマチャを前方に引きつけて弁体を開弁状態に保つ開側電磁石とを含み、軸受は、少なくとも開側電磁石を貫く孔部に設けられ、スプリングシートは、開側電磁石の前面に設けられる。すなわち、弁体から遠い側に配置された閉側電磁石は、アーマチャを後方に引きつけ、弁体に近い側に配置された開側電磁石は、アーマチャを前方に引きつける。そして、開側電磁石には、軸受とスプリングシートが設けられる。この構成によれば、スプリングシートは、もう一方の電磁石である閉側電磁石に邪魔されることなく配置可能となる。
【００１４】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、電磁石の前面には、軸受と同軸にインロー部が形成され、スプリングシートはこのインロー部とのインロー嵌合により取り付けられる。つまり、電磁石の弁体側の面には、段差を有するインロー部が設けられ、対となる形状を有するスプリングシートとインロー嵌合される。インロー部は軸受と同軸に形成されるため、スプリングシートと軸受、そしてアーマチャとは同軸性を有することになる。
【００１５】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、アーマチャの軸の前方に同軸に配置され、軸方向に移動可能に保持された弁軸を備え、弁体はこの弁軸の先端に設けられ、アーマチャは、前方に移動して弁軸を押圧することで開弁を行い、後方に移動して押圧を停止することで閉弁を行う。
【００１６】
弁体は、アーマチャの軸に取り付けてもよいが、例えば軸の熱膨張による動作不良を防止するためには、アーマチャの軸と弁体を取り付ける弁軸とを別体とし、両者を距離をあけて配置することが望ましい。アーマチャの軸と弁軸とは同軸に配置され、アーマチャの電磁石による前後への移動を受けて、弁軸が前後に移動し、開閉弁が行われる。
【００１７】
なお、ここでは、弁体とアーマチャは、一般的に行われるように開閉口を挟む位置関係で設置されているとして、便宜的に開閉弁の用語を割り当てている。このため、例えば、開閉口を弁体のさらに先に位置するように設置した態様では、アーマチャ及び弁体の移動方向と実際の開閉弁の方向とが入れ替わってしまう。しかし、この態様でも電磁弁の動作自体は同じであり、開閉弁の用語は、実際の開閉動作に関わらず、弁体の前後への移動を現すものとして解釈すべきである。
【００１８】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、弁軸に設けられ、弁軸と同軸配置されたロアリテーナと、ロアリテーナの前方の固定部位とロアリテーナとの間に設けられ、開弁過程で弁軸の前方への移動によって圧縮され、閉弁過程で復元力により弁軸を後方へ移動させる閉側バネと、アッパリテーナに設けられた構造であって、アッパリテーナとロアリテーナの軸方向への相対的な移動において、ロアリテーナの同軸を維持してロアリテーナを摺動支持する支持構造と、を備える。
【００１９】
この構成によれば、弁軸に設けられたロアリテーナと、アーマチャの軸に設けられたアッパリテーナとは、摺動によって調芯される。つまり、閉側バネに作用するバネの横力が解放され、ロアリテーナに支持される閉側バネと弁軸との芯ずれが抑制される。また、アッパリテーナに支持される開側バネとアーマチャとの芯ずれを抑制する効果も期待できる。なお、ロアリテーナと固定部位における閉側バネの支持位置が同径であり、閉側バネを平行に支持できることが特に望ましい。
【００２０】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、前記支持構造は、アッパリテーナに設けられた軸方向にのびる筒状構造であって、筒内に配置されたロアリテーナの外縁部を摺動支持する構造である。筒状構造は、円筒構造の他、角筒構造等の中空柱状構造を指す。
【００２１】
本発明の電磁駆動弁は、開弁及び閉弁を行う弁体を先端に備え、軸方向に移動可能に保持された弁軸と、軸を有し、弁軸の後方において軸方向に移動可能に同軸保持され、前方に移動して弁軸を押圧することで開弁を行い、後方に移動して押圧を停止することで閉弁を行うアーマチャと、固定配置され、アーマチャを前方又は後方に引きつけて弁体を開弁状態又は閉弁状態に保つ電磁石と、弁軸に設けられ、弁軸と同軸配置されたロアリテーナと、ロアリテーナの前方の固定部位とロアリテーナとの間に設けられ、開弁過程で弁軸の前方への移動によって圧縮され、閉弁過程で復元力により弁軸を後方へ移動させる閉側バネと、アーマチャに設けられた構造であって、弁軸とアーマチャの軸方向への相対的な移動において、ロアリテーナの同軸を維持してロアリテーナを摺動支持する支持構造と、を備えるものであってもよい。
【００２２】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、アーマチャの軸の後端に同軸に取り付けられ、アーマチャの軸方向位置を測定するリフトセンサと、リフトセンサの測定結果に基づいて、弁の開閉の制御を行う制御部と、を備える。アーマチャの軸の後端とは、弁体が配置された側とは反対の端部を指す。制御部は、センサの測定結果を基に、電磁石への電力供給制御等を行う部分である。典型的には、ＩＣ等のハードウエア及びその動作を規定するソフトウエア（プログラム）によって構成される。
【００２３】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、アーマチャの軸の後端部に同軸に設けられ、後端部から前方にのびる穴部と、穴部の内壁面に沿って同軸に取り付けられたセンサコアと、貫通孔を有し、この貫通孔によりアーマチャの軸の後端部を支持する後端部軸受と、後端部軸受の後面に貫通孔と同軸に形成され、貫通孔よりも大きな内径を有するインロー部と、インロー部とインロー嵌合されるセンサ本体と、センサ本体にインロー嵌合される部分と同軸に設けられ、インロー嵌合時にセンサコアが取り付けられた穴部に同軸配置される細長のセンシング部と、を備え、前記リフトセンサは、センサコアとセンシング部との位置関係に基づいてアーマチャの軸方向位置を測定する。一般にセンサコアとセンシング部との芯ずれは、位置の測定精度の低下を招く。そこで、このような構成によりセンサコアとセンシング部とを同軸配置し、測定精度を向上させることとした。
【００２４】
望ましくは、本発明の電磁駆動弁において、インロー部は、センサ本体のインロー嵌合される部分よりも深く設けられ、このインロー部によってセンサ本体との間に形成される空間には、後端部軸受とアーマチャとの潤滑を図るグリスが充填される。つまり、この空間は、グリス溜まりとして作用し、アーマチャと軸受の潤滑を長期にわたって維持する効果を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る電磁駆動弁の使用態様の一例として、ダイカスト用の金型に利用する態様を示している。ダイカスト用の金型１０は、ダイカスト装置に固定された固定金型１２及び移動可能に配置された可動金型１４が対となって構成されている。固定金型１２と可動金型１４の嵌合によって形成されるキャビティ部１６は、成形体の輪郭をなすように形成されている。固定金型１２には、スリーブ１８及びプランジャ２０が設けられている。キャビティ部１６の壁面には、キャビティ部内の空気を排出する排気口２２が設けられている。この排気口２２は、排気路２４に通じており、排気路２４は吸引ポンプ２６に接続されている。また、キャビティ部１６内には、排気口２２を開閉する弁体２８が設けられている。弁体２８は、キャビティ部１６の外に伸びる弁軸３０に取り付けられている。
【００２６】
ダイカスト成形を行う場合には、固定金型１２と可動金型１４が所定の型締力で締め付けられる。そして、アルミ合金等の溶湯３２が、スリーブ１８の中に注入され、プランジャ２０により押圧されて、高速かつ高圧にキャビティ部１６に充填される。この充填時には、弁体２８は開弁されて、キャビティ部１６内の空気は排気口２２から吸引ポンプ２６によって排気されている。弁体２８はキャビティ部１６内に溶湯３２がほぼ満たされた時点で閉じられる。そして、キャビティ部１６内において溶湯３２が固化して成形体が形成され、可動金型１４を開くことで成形体が取り出される。
【００２７】
図２は、この弁体２８及び弁軸３０を含む電磁駆動弁５０の構成態様例を示す断面図である。バルブ（弁）ブロック５２は、弁体２８及び弁軸３０を支える基礎となる金属塊であり、上述した排気口２２及び排気路２４が設けられている。排気口２２付近には、弁体２８が着座するバルブシート（弁座）５４が形成されている。
【００２８】
先端に弁体２８が設けられた弁軸３０は円柱状に形成されており、排気路２４を経由して、排気路２４の壁面の差入口５６から排気路２４外にのびている。そして、差入口５６付近において、排気路２４に面して配置された弁ガイド５８により支持されている。弁ガイド５８は、バルブブロック５２に固定されており、その内側に設けられた貫通孔を利用して、前後に動く弁軸３０を摺動支持する。弁ガイド５８の先端には、ゴム製のステムシール６０が取り付けられている。ステムシール６０は、充填中の溶湯から飛び散る小滴や小粉が、弁ガイド５８と弁軸３０の隙間に入り込むのを防止するために設けられている。このため、ステムシール６０は、弁軸３０を取り囲み、弁軸３０との隙間が非常に狭くなるように作られている。また、ステムシール６０の前方（弁体側）においては、弁軸３０に遮蔽体６２が設けられている。遮蔽体６２は、ゴム性のステムシール６０を高温の溶湯の滴粉から保護する。このため、少なくとも排気口２２から直進して侵入する滴粉がステムシール６０に到達しない大きさで鍔状に形成されている。
【００２９】
弁軸３０の後端部付近には、弁軸３０を取り囲むようにしてロアリテーナ６４が設けられている。ロアリテーナ６４は、その前面において閉側バネ６６を支持しており、支持位置は弁軸３０と同軸となるように形成されている。閉側バネ６６は、弁体２８の側においては弁ガイド５８の後面に設けられた台座６８によって支持されている。台座６８は、弁ガイド５８と同軸に形成されており、ゆえに、弁軸３０と同軸となるように配置されている。また、台座６８の支持位置は、ロアリテーナ６４の支持位置と同径であり、閉側バネ６６は長さ方向に径が一様な平行バネである。これにより、閉側バネ６６は、弁軸３０と平行に配置されている。
【００３０】
弁軸３０の後方には、アーマチャ７０が設けられている。アーマチャ７０は、円板状のアーマチャ板７２とアーマチャ板７２の中心を貫いて設けられたアーマチャ軸７４とからなる。アーマチャ軸７４は、弁軸３０の後方に弁軸３０と同軸に配置されている。アーマチャ軸７４は、軸方向に移動可能に支持されており、前方に移動した場合には、その先端が弁軸３０に接触して弁軸３０を前方に押圧する。
【００３１】
アーマチャ板７２の前方には開側電磁石７６が固定配置されている。開側電磁石７６は、開側コイル７８と磁性体であるロアコア８０によって構成されている。この開側電磁石７６は、アーマチャ軸７４を取り囲んで配置されており、その取り囲み位置にはアーマチャ軸７４を支持する軸受８２が設けられている。
【００３２】
ロアコア８０の前面には、軸受８２と同軸にインロー部８４が形成されている。インロー部８４は、内側が出張り外側が一段低く形成されている。このインロー部には、スプリングシート８６が嵌合されている。スプリングシート８６は、開側バネ８８を支持する台座として用いられる部材であり、軟質なロアコア８０に直接開側バネ８８から力が及ぶことを防止している。
【００３３】
開側バネ８８は、平行バネであり、前方側においては、アッパリテーナ９０に支持されている。アッパリテーナ９０は、開側電磁石７６よりも前方においてアーマチャ７０に取り付けられており、アーマチャ軸７４に対し同軸配置されている。また、アッパリテーナ９０の支持位置の径は、スプリングシート８６の支持位置の径と同じである。これにより、開側バネ８８は、アーマチャ軸７４と同軸かつ平行に配置されている。
【００３４】
アッパリテーナ９０は、前方に向かって開かれた円筒状をなしている。つまり、アッパリテーナ９０の内側はアーマチャ軸７４と同軸に配置されたシリンダ９２を形成している。そして、このシリンダ９２には、前述のロアリテーナ６４が、嵌合されている。
【００３５】
他方、アーマチャ板７２の後方には閉側電磁石９４が固定配置されている。閉側電磁石９４は、閉側コイル９６と磁性体であるアッパコア９８によって構成され、アーマチャ軸７４を取り囲んで配置されている。アーマチャ軸７４が貫通するアッパコア９８の孔部の後端付近には、アーマチャ軸７４を支持する軸受１００が設けられている。
【００３６】
軸受１００は、アッパコア９８によって固定されている。そして、軸受１００の後端には、リフトセンサのセンサ本体１０４が嵌合されている。リフトセンサは、アーマチャ軸７４の位置を取得するセンサである。図示したリフトセンサは、センシング部１０６と、センシング部１０６の近傍に設けられたセンサコア１０８を利用して位置を検出する。図においては、センシング部１０６はセンサ本体１０４に取り付けられた細長形状の部位として構成されており、アーマチャ軸７４の後端に設けられた穴部に対して挿入配置されている。また、センサコア１０８は、この孔部の内壁周囲に取り付けられている。
【００３７】
電磁駆動弁５０は、制御部１１０によって制御されている。制御部１１０は、ＩＣ（集積回路）チップ等の演算ハードウエアと、その動作を規定するソフトウエア（プログラム）によって構成されている。制御部１１０には、センサ本体１０４からの位置検出信号を入力する入力部１１２、位置検出信号に応じて開側コイル７８と閉側コイル９６への供給電流量を定める演算部１１４、位置検出信号と電力供給量との対応をプログラミングに基づいて記憶し演算部１１４に提供する記憶部１１６、外部電源１１８から電力供給をうけ演算部１１４からの指令に従って開側コイル７８と閉側コイル９６に送電する制御回路１２０の各構成が含まれる。制御回路１２０から送られる電力は、ケーブル１２２，１２４を通じて開側コイル７８に、ケーブル１２６，１２８を通じて閉側コイル９６に供給される。演算部１１４が指令する電流の制御タイミングは、電磁駆動弁５０の安定した動作のために重要である。例えば、アーマチャ板７２が電磁石に衝突後に跳ね返る量を抑制し、素早く開閉動作が完了するためには、適切なプログラミングと正確な位置検出結果の入力に基づいて制御を行う必要がある。なお、制御部１１０は、センサ本体１０４からの信号以外にも、開閉開始指令などの様々な指令信号を受けて電流等の電力制御を行いうることは言うまでもない。
【００３８】
次に、電磁駆動弁５０の開閉動作について説明する。
【００３９】
弁体２８が開弁されている場合には、制御部１１０は、開側コイル７８に通電して開側電磁石７６を磁石として機能させ、閉側コイル９６には通電せず閉側電磁石９４は磁石として機能させない。この結果、アーマチャ板７２は磁力によって開側電磁石７６の後面に吸い付いている。そして、アーマチャ軸７４は前方位置にて弁軸３０の後端部を前方に押している。このため、弁体２８も前方に移動しており、排気口２２を開けている。また、弁軸３０に設けられたロアリテーナ６４も弁軸３０とともに前方位置にあり、台座６８との間に設けられた閉側バネ６６を圧縮状態に保っている。
【００４０】
開弁から閉弁へと切り替わる段階においては、制御部１１０は、まず、開側コイル７８への通電を停止し、開側電磁石７６の磁石としての働きを停止させる。この結果、ロアリテーナ６４は、閉側バネ６６の復元力によって後方に向かって押し戻され、同時にロアリテーナ６４に取り付けられた弁軸３０と弁体２８も後方に移動する。この際、弁軸３０はその後端でアーマチャ軸７４の先端を押圧し、アーマチャ７０を後方に押しやる。
【００４１】
やがて、弁体２８はバルブシート５４に接触し、この時点で弁軸３０の後方への移動は停止する。しかし、アーマチャ７０は、それまでに与えられた運動エネルギを消費しながら後方へ動きつづける。また、制御部１１０は、センサ本体１０４からの入力信号に基づいてアーマチャ７０の位置を把握し、プログラムされたタイミングで閉側コイル９６に対し通電を行い、閉側電磁石９４を磁石として機能させる。この結果、アーマチャ板７２は、閉側電磁石９４の磁力によって引きつけられ、吸着されて制止する。こうして、閉弁への切替が完了し、弁体２８は閉弁状態に保たれる。なお、後方に移動する過程でアーマチャ７０は、アッパリテーナ９０を通じて開側バネ８８を圧縮する。
【００４２】
閉弁状態にある弁体２８を開弁する段階では、制御部１１０は、まず、閉側コイル９６への通電を停止し、閉側電磁石９４の磁石としての働きを停止させる。この結果、開側バネ８８の復元力によってアッパリテーナ９０及びそれが取り付けられたアーマチャ７０が前方に押し戻される。しばらくするとアーマチャ軸７４の先端が弁軸３０の後端に到達し、弁軸３０が押圧されて前方に移動し、弁体２８が開きはじめる。また、制御部１１０は、プログラムされたタイミングで開側コイル７８に通電を行い、アーマチャ板７２を磁力によって開側電磁石７６に引きよせる。こうして開弁の動作が完了する。なお、前方に移動する過程で弁軸３０は、ロアリテーナ６４を通じて閉側バネ６６を圧縮する。
【００４３】
続いて、図３と図４を用いて電磁駆動弁５０の部分構成について詳細に説明する。
【００４４】
図３は、図２に示した電磁駆動弁５０の部分構成を模式的に示した断面図である。図２と同一の構成には同一の番号を付して同じ説明を省略し、ここでは、主としてアーマチャ軸７４あるいは弁軸３０の芯ずれを防止する構造について説明する。
【００４５】
アーマチャ軸７４は、ロアコア８０の前方側に取り付けられた軸受８２と、図示していないアッパコア後方側に取り付けられた軸受１００とによって支持されている。この２箇所での支持のために、アーマチャ軸７４の芯ずれは比較的小さく保つことができる。しかし、アーマチャ軸７４と軸受８２，１００との間には若干の隙間が設けられており、芯ずれを起こす虞がある。芯ずれは、特にリフトセンサによる高精度な測定を妨げ、ひいては正確な制御を乱す原因となるため、極力抑制することが求められている。
【００４６】
芯ずれの主たる要因の一つは、アーマチャ軸７４に取り付けられ、該アーマチャ軸７４に力を及ぼすアッパリテーナ９０である。特に開側バネ８８からアッパリテーナ９０に与えられる横向きの力は、アーマチャ軸７４の芯ずれを引き起こすこととなる。開側バネ８８の横力は、一般にアーマチャ軸７４と開側バネ８８の芯ずれ量が大きいほど大きくなる傾向にある。
【００４７】
そこで、ここでは、まず、開側バネ８８を支持するスプリングシート８６を、軸受８２と同軸となるように、ロアコア８０に取り付けている。具体的には、ロアコア８０の前面に軸受８２と同軸となるようにインロー部８４を形成し、このインロー部８４とスプリングシート８６を嵌合している。これにより、アーマチャ軸７４とスプリングシート８６との芯ずれ量を減少させることができる。
【００４８】
また、開側バネ８８の他端を支持するアッパリテーナ９０は、アーマチャ軸７４に直接取り付けられ、アーマチャ軸７４と同軸に保たれている。そして、アッパリテーナ９０における開側バネ８８の支持位置は、スプリングシート８６と同径に設定されている。
【００４９】
アーマチャ軸７４の芯ずれの主たる要因のもうひとつは、弁軸３０の芯ずれである。弁軸３０が芯ずれを起こすと、アーマチャ軸７４と弁軸３０が真っ直ぐに当たらず、アーマチャ軸７４に横向きの力を加えてしまう。そこで、弁軸３０に取り付けられたロアリテーナ６４をアッパリテーナ９０の内側に設けられたシリンダ９２内で摺動させる支持構成を設けた。この構成においては、開閉弁にともなって弁軸３０が前後に移動するたびに、ロアリテーナ６４とアッパリテーナ９０とが摺動して両者間で調芯が行われる。これにより、閉側バネ６６が真っ直ぐに配置される。そして、ロアリテーナ６４とアッパリテーナ９０との同軸性によりアーマチャ軸７４と弁軸３０との同軸性が高められる。
【００５０】
続いて、図４を用いて、リフトセンサの取り付けに関連した技術を説明する。図４は、図２に示した電磁駆動弁５０のアーマチャ軸７４の後端付近の構成を模式的に示した断面図である。図２と同一の構成には同一の番号を付して同じ説明を省略する。
【００５１】
図示したリフトセンサは、固定して取り付けられたセンサ本体１０４と、アーマチャ軸７４に取り付けられたセンサコア１０８からなる。センサ本体１０４にはコイルが内蔵されたセンシング部１０６が設けられている。また、センサコア１０８は、電気伝導率の高いアルミあるいは真鍮によって作られたパイプ形状であり、アーマチャ軸７４の後端部の穴部内壁に取り付けられている。位置検出は、センシング部１０６とセンサコア１０８との間の電磁誘導現象に基づいて行われる。すなわち、センシング部１０６のコイルに発生する電圧が、センシング部１０６とセンサコア１０８との相対位置により変化することを利用して位置検出を行う。この発生電圧はセンシング部１０６とセンサコア１０８とのクリアランスが狭いほど大きい。また、芯ずれ量が小さいほど発生電圧の直線性が高くなる。したがって、位置検出を高精度に安定して行うためには、図３に示した構成によりアーマチャ軸７４の芯ずれ量を抑制することが重要である他、センシング部１０６とセンサコア１０８の芯ずれ量を抑制することも大切である。
【００５２】
そこで、アーマチャ軸７４を支持する軸受１００の後端部（図の上側）には、同軸で口径の広い穴部を構成するインロー部１５０を設けている。一方、センサ本体１０４にはこのインロー部１５０に対応した凸構造１５２を設けている。そして、細長のセンシング部１０６はこの凸構造１５２と同軸となるように設けられている。このため、軸受１００にセンサ本体１０４をインロー嵌合した場合には、センシング部１０６は軸受１００に同軸配置されることとなる。したがって、アーマチャ軸７４が軸受１００と大きく芯ずれを起こさない限り、センシング部１０６は、アーマチャ軸７４と同軸に設けられたセンサコア１０８とほぼ同軸に保たれる。
【００５３】
この構成によれば、センシング部１０６とセンサコア１０８との間のクリアランスの設定を小さな値とすることが可能になる。そして、リフトセンサの出力が大きくなって耐ノイズ性能が向上する。また、芯ずれ量が小さくなることから、発生電圧の直線性が向上し、制御性が向上する。
【００５４】
続いて、図４に示されたグリスの保持性を高めるための構成について説明する。
【００５５】
一般に軸受部分に対しては、潤滑油によってある程度の潤滑を確保しないと、軸と軸受部分との間で摩耗が進展して作動不良を起こす虞がある。しかし、潤滑油を供給する装置を電磁駆動弁５０に取り付けると装置構成が複雑となってしまう。そこで、組み付け時や定期メンテナンス時に軸受部分にグリスを塗布することになるが、保全面の利便性やコストを考えると、メンテナンス回数は少ない方が望ましい。この要求を満たすためにはグリスの保持性をあげる必要がある。
【００５６】
図４に示した構成においては、インロー部１５０は、凸構造１５２の厚みよりも深く形成されている。また、インロー部１５０の内径はアーマチャ軸７４の外径よりも大きい。このため、インロー嵌合されたセンサ本体１０４の前方（図の下側）には、若干の隙間空間１５４が形成されている。この隙間空間１５４にはグリス１５６が充填され、グリス溜まりとして利用されている。これにより、軸受１００とアーマチャ軸７４との間の潤滑が、長時間にわたって確保される。
【００５７】
グリスは高温になるほど流動性があがって保持性が低下するため、なるべく温度上昇を小さく保つことが望ましい。この点、軸受１００は、アッパコア９８の後部（図の上側）にあり、発熱体である閉側コイル９６から離れた位置にあるため、比較的温度上昇が低く、グリスの保持には有利である。なお、図２に示した軸受８２は、ロアコア８０の前方側に設けられ、開側コイル７８から遠ざけられている。これもグリスの保持の点で有利な構成である。
【００５８】
以上に記した実施の形態においては、図１に示したダイカスト用の金型１０に利用されることを念頭において電磁駆動弁５０の説明を行った。しかしながら、この電磁駆動弁５０に係る技術は、流体の流れを制御する各種装置において広く利用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】電磁駆動弁の設置例としてのダイカスト用金型を示す模式的断面図である。
【図２】電磁駆動弁の構成例を示す断面図である。
【図３】アーマチャ軸と弁軸付近の構成態様例を示す断面図である。
【図４】アーマチャ軸後端の軸受の構成態様例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  金型、１２  固定金型、１４  可動金型、１６  キャビティ部、１８  スリーブ、２０  プランジャ、２２  排気口、２４  排気路、２６  吸引ポンプ、２８  弁体、３０  弁軸、３２  溶湯、３４  開側バネ、５０  電磁駆動弁、５２  バルブブロック、５４  バルブシート、５６  差入口、５８  弁ガイド、６０  ステムシール、６２  遮蔽体、６４  ロアリテーナ、６６  閉側バネ、６８  台座、７０  アーマチャ、７２  アーマチャ板、７４  アーマチャ軸、７６  開側電磁石、７８  開側コイル、８０  ロアコア、８２  軸受、８４  インロー部、８６  スプリングシート、８８  開側バネ、９０  アッパリテーナ、９２  シリンダ、９４  閉側電磁石、９６  閉側コイル、９８  アッパコア、１００  軸受、１０４  センサ本体、１０６  センシング部、１０８  センサコア、１１０  制御部、１１２  入力部、１１４  演算部、１１６  記憶部、１１８  外部電源、１２０  制御回路、１２２，１２４  ケーブル、１２６，１２８  ケーブル、１５０  インロー部、１５２  凸構造、１５４  隙間空間、１５６  グリス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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