JP2004263823A

JP2004263823A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2004263823A
Application number: JP2003056776A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kibune; 仁志木船; Masayuki Imai; 正幸今井
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】電磁コイルの磁力により弁体を弁座に対して離接して弁の開閉を行う通電閉型の電磁弁の小型化を図る。
【解決手段】電磁弁１は、弁室１２を有する弁本体１０と、弁座２２を有する弁座部材２０を備える。吸引子４０は弁体８０を摺動自在に支持し、弁体８０はプランジャ９０に連結される。コイル７２はボビン７０に巻かれ、ハウジング６０内に配置される。磁性材料製のハウジング６０は吸引子４０に直接に接触し、吸引子を強力に磁化する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁コイルの磁力により弁体を弁座に対して離接して弁の開閉を行う通電閉型の電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、弁本体に設けたプランジャチューブの周囲にソレノイドコイルを設け、プランジャチューブ内において弁本体側に可動吸引子、他側にプランジャを設け、可動吸引子とプランジャ間に弁開ばねで付勢された状態で、プランジャと弁体をかしめにより結合して収納した通電時閉型電磁弁が下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
ところが、特許文献１に開示されているような従来の通電時閉型電磁弁は、弁本体の材質が真鍮であるので、弁本体の重量が重くなり、弁本体にプランジャチューブ及び弁座を切削加工により形成していたので、プランジャチューブ及び弁座の加工工数を要し、このため弁本体の製造コストが高価となっていた。また、弁本体のプランジャチューブの周囲にソレノイドコイルを配置するのに、ソレノイドコイルを囲む磁性材からなる外函を磁性ガイド（吸引子）に磁性材のボルトにより固定するものであるため、外函の磁性ガイドに対する取付けには、工具を用いるのでその取付は簡単に行えないものであった。
【０００４】
また、弁本体と出入口銅パイプの溶接は、溶接部にフラックスを塗布しバーナ加熱により銀ろう付けされるがこのフラックスを除去するのに湯洗いし、さらにバーナ加熱した後に付く炭化物や変色を取り除くため酸洗いを行う必要がある。この酸洗い後の廃液は、環境に有害で処理が難しく、特別な管理が必要であった。
【０００５】
さらに、弁本体のプランジャチューブと磁性ガイドは、プランジャやコイルばね等組み込んだのち、磁性ガイド溶接部に銀ろうにフラックスを塗布し高周波溶接による銀ろう付けしているので湯洗いや酸洗いができずブラッシング等で処理することとなるが、フラックスが残ると腐蝕の原因となったり、フラックスが弁内部に流れ込みプランジャの動作不良や冷房システムのコンタミでつまりの原因となる恐れを生じるという問題点があった。
【０００６】
また、弁本体のプランジャチューブと磁性ガイドは、真鍮とステンレス鋼の溶接であり銀ろう材は比較的低温で溶けて濡れ性の良い、人体には有害であるカドミウム入り銀ろう材を使用する必要があった。
これらは、地域環境に悪影響を与え、弁本体のリサイクル化を困難にする要因になるという問題点があった。
【０００７】
さらに、従来の電磁弁であって、コイルボビンの内側に挿入されるパイプスリーブを備えた通電開型の電磁弁として、特許文献２に示されるものがある。
かかる電磁弁においては、その小型化及び組立性向上の観点から吸引子の構成について配慮されていなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１０８１３６号公報
【特許文献２】
特開２０００−２０５４３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、弁本体の簡素化を図り、組立を容易にし、かつ弁本体へのソレノイドコイルの組付を容易にした電磁弁を提供すると共に環境に配慮した製法を採用し、小型のコイルを使用して大口径の弁を開閉する機能を有する電磁弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁弁は、基本的手段として、弁室を有する非磁性材料でつくられる弁本体と、弁本体の一方の開口部に接合される弁座を有する弁座部材と、弁本体の他方の開口部に下部が接合される磁性材料でつくられる吸引子と、吸引子の上部に接合される非磁性材料でつくられるパイプ部材と、吸引子を貫通して弁座部材の弁座に対向する棒形状の弁体と、弁体に連結されるプランジャと、プランジャと吸引子の間に配設される弁体を弁座から離す方向に付勢するスプリングと、吸引子とパイプ部材の外周部に配設される電磁コイルを備え、吸引子の外周部は、電磁コイルを収容する磁性材料でつくられるハウジングの内周部に直接接触する構造を備えるものである。
【００１１】
そして、吸引子の外径寸法は、吸引子の上部に接合されるパイプ部材の外径寸法にほぼ等しく形成される。
また、吸引子は外周部に突出するフランジ部を有し、フランジ部の上面は電磁コイルのハウジングを支持し、フランジ部の下面は弁本体に接合される。
さらに、弁本体と弁座部材の接合手段は、ＴＩＧ溶接であり、吸引子とパイプ部材の接合手段はＴＩＧ溶接が使用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の電磁弁の断面図である。
全体を符号１で示す電磁弁は、弁室１２を有する弁本体１０を有し、弁本体１０のフランジ部１４に対して弁座部材２０が取付けられる。弁座部材２０は、弁本体１０のフランジ部１４に挿入され、ＴＩＧ（ＴｕｎｇｓｔｅｎＩｎｅｒｔ
Ｇａｓ）溶接手段による溶接部Ｗ_１により堅固に溶着される。
【００１３】
弁本体１０の側部と、弁座部材２０の中心部には、冷媒が通過するパイプ３０，３２が水素炉中銅ろう付け手段によるろう付け部Ｗ_２により溶着される。
弁座部材２０は、弁室１２の中央部に開口する弁シート部２２を有する。
【００１４】
弁本体１０のフランジ部１４の反対側の開口部には固定鉄芯である吸引子４０の下端部が嵌合され、水素炉中銅ろう付け手段によるろう付け部Ｗ_２により溶着される。
この吸引子４０は、磁性材料でつくられている。
【００１５】
吸引子４０の上部には、パイプ部材５０が嵌合され、ＴＩＧ溶接部Ｗ_１により溶着される。このパイプ部材５０は非磁性材料でつくられる。
吸引子４０の外径寸法とパイプ部材５０の外径寸法はほぼ等しくつくられていて両者の外周部にハウジング６０が嵌装される。
ハウジング６０の頂部には、スプリング材でつくられるストッパ１１０がリベット１１２で取付けてあり、ストッパ１１０の突起１１４がパイプ部材５０の凹部５２に係合してハウジング６０を固定する。
【００１６】
ハウジング６０は、磁性材料でつくられ、ハウジング６０内にはコイル７２が巻き付けられたボビン７０が取り付けられている。コイル７２に対してはコード７４を介して、図示しない電源から給電され、磁界を形成する。
【００１７】
吸引子４０の中心部には貫通穴が設けてあり、この穴を貫通して棒状の弁体８０が摺動自在に設けられる。弁体８０の上端部は、中空のプランジャ９０に差し込まれ、カシメ加工部Ｋ_１によりプランジャ９０に固着される。
プランジャ９０と吸引子４０の間にはスプリング１００が設けてあり、プランジャ９０を常時吸引子４０から引き離す方向に付勢している。
【００１８】
コイル７２に通電がなされない状態にあっては、スプリング１００のばね力によって、プランジャ９０と弁体８０は図１の位置にあって、弁体８０の弁部８２は弁座部材２０の弁座部２２から離れている。したがって、冷媒は、弁室１２を介して両パイプ３０，３２の間を自由に流れることができる。
【００１９】
コイル７２に通電されると、コイル７２が発生させる磁界は、ボビン７０、ハウジング６０を介して吸引子４０を磁化させる。吸引子４０の磁力はプランジャ９０をスプリング１００のばね力に抗して吸引子４０側へ引き寄せる。この作用によって、弁体８０の弁部８２は、弁座２２に当接して閉弁を行う。
【００２０】
この際に、吸引子４０の外周面４０ａは、コイルボビン７０とハウジング６０に直接に接触しているので、磁界の伝達効率も高くなる。
従って、コイル７２を小型にしても、直径寸法Ｄ_１が大きな弁座を閉鎖するのに充分な推力をプランジャ９０に対して付与することができる。
プランジャ９０には均圧孔９２が設けてあり、パイプ部材５０内の冷媒の均圧を図る。
【００２１】
図２は、吸引子の詳細な構造を示す断面図である。
吸引子４０は、磁性材料でつくられる円筒形状の部材であって、弁体を案内する内径部４１を有する。内径部４１の上部の段付部４３は、スプリング１００の下端部を支持し、下部のテーパー面４２は、弁体８０の弁部８２の上面形状に応じた面を有する。
吸引子４０の外周面の上部に設けられる段部４５は、パイプ部材５０の下端部に当接し、両者はＴＩＧ溶接により一体に接合される。
【００２２】
外周部の下部に設けられるフランジ部４４は、その上面で電磁コイルのハウジング６０を支持し、下面は弁本体１０に水素炉中銅ろう付け手段により接合される。
吸引子４０の外周面４０ａとフランジ部４４の上面４０ｂは、電磁コイルが発生する磁力を伝達する磁性部材であるハウジング６０に直接に接触し、強い磁場を形成する。
【００２３】
なお、本発明の電磁弁を構成する磁性材料としては、磁性ステンレススチール等を用いることができ、また、非磁性材料としては、非磁性ステンレススチール等を用いることができる。また弁体は、黄銅等でつくることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の電磁弁によれば、電磁コイルに通電するのみで、吸引子に電磁コイルの通電による磁力が発生するので、プランジャを付勢手段の付勢力に抗しながら吸引子に向って移動させることができ、弁体が吸引子に案内されながらプランジャと共に弁座部材の弁座に向って移動するので、弁体を弁座部材の弁座に密接させることができ、弁座部材を弁本体とは別体にしたので、弁本体の小型化が図れ、組立性を向上した電磁弁を実現できる。
【００２５】
本発明の電磁弁によれば、磁性材料でつくられる吸引子と電磁コイルのハウジングが直接に接触するので、吸引子を効率よく磁化することができる。
【００２６】
したがって、小型のコイルで要求される磁力を発生させることができ、電磁弁全体を小型に構成することができる。
【００２７】
本発明の電磁弁によれば、弁座シート部材を弁本体にＴＩＧ溶接により溶着したので、従来のような人体に有害なカドミウム入り銀ろう材の使用を廃止することができる。
【００２８】
本発明の電磁弁によれば、弁本体と出入口パイプを水素炉中ろう付けすることで、ろう付け後の湯洗い、酸洗いが不要となり、製造コストの低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電磁弁を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態における吸引子の断面図。
【符号の説明】
１電磁弁
１０弁本体
２０弁座部材
３０，３２配管
４０吸引子
５０パイプ部材
６０ハウジング
７０ボビン
７２コイル
８０弁体
９０プランジャ
１００スプリング
１１０ストッパ
１１２リベット

Claims

弁室を有する非磁性材料でつくられる弁本体と、弁本体の一方の開口部に接合される弁座を有する弁座部材と、弁本体の他方の開口部に下部が接合される磁性材料でつくられる吸引子と、吸引子の上部に接合される非磁性材料でつくられるパイプ部材と、吸引子を貫通して弁座部材の弁座に対向する棒形状の弁体と、弁体に連結されるプランジャと、プランジャと吸引子の間に配設される弁体を弁座から離す方向に付勢するスプリングと、吸引子とパイプ部材の外周部に配設される電磁コイルを備え、吸引子の外周部は、電磁コイルを収容する磁性材料でつくられるハウジングの内周部に直接接触する構造を備える電磁弁。
吸引子の外径寸法は、吸引子の上部に接合されるパイプ部材の外径寸法にほぼ等しく形成される請求項１記載の電磁弁。
吸引子は外周部に突出するフランジ部を有し、フランジ部の上面は電磁コイルのハウジングを支持し、フランジ部の下面は弁本体に接合される請求項１記載の電磁弁。
弁本体と弁座部材の接合手段は、ＴＩＧ溶接である請求項１記載の電磁弁。
吸引子とパイプ部材の接合手段はＴＩＧ溶接である請求項１記載の電磁弁。