JP2007134392A - 電磁安全弁 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の電磁安全弁は、外部電極が中空であり、内部にリード線を挿通しなければならないので、外部電極の直径をある程度以上確保しなければならない。また、励磁コイルの巻数を増加したい場合には励磁コイルの長さが長くなり、固定鉄心の磁極を延長しなければならないので、電磁安全弁の小型化を阻害することになる。
【解決手段】電極を丸棒状のものとすると共に固定鉄心にボビンに巻回した励磁コイルを装着し、電極のＬ字状の屈曲部がボビンに埋没して保持されるようにした。また、断面が円形の比較的線経の太いリード線を接続する部分の電極の断面形状が円形であれば接続しにくい。そこで、電極に略平面状の接続部を形成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バーナが失火した際に閉弁してバーナへのガスの供給を停止させる電磁安全弁に関する。

この種の電磁安全弁は、バーナが失火した場合にバーナへのガスの供給を遮断するために用いられる。バーナが失火したことを検知するために、バーナの近傍に熱電対を配置し、熱電対から熱起電力が出力されなくなったり、熱起電力の電圧が所定の電圧以下に低下した場合に失火と判断される。熱起電力をマイコンに入力し、電磁安全弁自体はマイコンから供給される開弁保持電流によって開弁保持されるタイプもあるが、熱電対から直接熱起電力が供給され、内部の励磁コイルに熱起電力による電流が流されることにより固定鉄心が励磁されるタイプがある（特許文献１参照）。

熱電対から直接熱起電力が励磁コイルに供給されるものでは、熱起電力の電圧は低いものの電流値が大きいため、マイコンから保持電流の供給を受けるものより励磁コイルのリード線が太く、かつ巻回数が少ないことが特徴である。そのため、予めダミーの巻芯にリード線を巻き付けて励磁コイルを形成し、その後ダミーの巻芯から励磁コイルを取り外して空芯の励磁コイルを作成する、その空芯の励磁コイルをＵ字状の固定鉄心の磁極に装着している。

また、電磁安全弁からは中空パイプ状の外部電極が外部に向かって突出しており、固定鉄心の磁極に装着された励磁コイルのリード線をその外部電極に内部から外部に向かって挿通し、外部電極の先端部分でリード線と固定鉄心の先端とを溶接している。なお、その溶接箇所で外部電極の開孔を塞いで気密にすると共に、外部電極の外周部に環状のシール部材を装着してシール性を確保している。
特開平９−１００９２９号公報（図１）

上記特許文献１に記載された従来のものでは、外部電極が中空であり、内部にリード線を挿通しなければならないので、外部電極の直径をある程度以上確保しなければならない。そのため、電磁安全弁を小型化する際に外部電極が小型化を阻害する。また、外部電極の先端においてリード線を溶接しているが、その溶接の際に外部電極先端の開孔の封止が不完全であれば、外部電極を介して電磁安全弁の内部が外部に対して連通するといった不具合が生じる。

さらに、熱電対からの熱起電力を直接励磁コイルに供給するタイプのものでは励磁コイルを空芯の状態で形成しているので、リード線を１重にしか巻回できない。そのため、固定鉄心の電磁力を上げるため励磁コイルの巻数を増加したい場合には、励磁コイルの長さが長くなり、固定鉄心の磁極を延長しなければならないので、やはり電磁安全弁の小型化を阻害することになる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、上述の不具合を解消し得る電磁安全弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明による電磁安全弁は、Ｕ字状の固定鉄心と、この固定鉄心の磁極の少なくとも一方に装着され、励磁コイルが巻回されたボビンとを有し、一端が外部に露出する電極を介して励磁コイルに通電されることにより、固定鉄心に可動鉄心を吸着保持させ、この可動鉄心に連結される弁体を開弁状態で保持する電磁安全弁において、丸棒状の電極をＬ字状に屈曲させ、その屈曲部がボビンに埋没するように電極をボビンに保持させると共に、電極の他端をボビンから露出させて、この他端に励磁コイルから引き出されたリード線が接続される接続部を形成し、かつ、丸棒状の電極の一端とボビンとの間に、この電極の断面形状を円形にしたシール装着部を設け、そのシール装着部に環状のシール部材を装着することによってシールを行うことを特徴とする。

励磁コイルをボビンに巻回することにより、励磁コイルのリード線を多層に巻回することが可能となる。また、従来用いられていた中空の外部電極の代わりに丸棒状の電極を用いた。これらにより、励磁コイルの小型化、および外部電極の小型化が可能となるとともに、外部電極の内部を介して電磁安全弁の内部が外部と連通するという不具合が生じない。

ところで、上記励磁コイルには、外部の熱電対が接続される場合には、励磁コイルのリード線の線経が太くなる。一方、丸棒状の電極を採用すると、電磁安全弁の内部で励磁コイルのリード線を電極に対して接続する必要が生じる。電極には環状のシール部材を装着するため、少なくともシール装着部の断面は円形である必要があるが、断面が円形ではリード線の断面も円形であるため接続する際に、リード線を電極に対して上手く位置決めできない。特に励磁コイルのリード線の線経が太くなると、その傾向は顕著になる。そこで、電極に略平面状の接続部を形成して、電極に対してリード線を容易に接続できるようにした。

また、上記の略平面状の接続部をリード線の延在方向に沿うように屈曲させれば、リード線と接続部との接触面積が更に増えて、接続部にリード線を更に容易に接続することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、従来は中空の外部電極を用いていたが、丸棒状の電極に置き換えることにより電磁安全弁の小型化を図ることができる。更に、熱電対からの熱起電力を直接励磁コイルに供給するタイプのものであっても、励磁コイルをボビンに巻回することによって多層巻きを可能とし、従来のものより巻数を増やして強力な吸着力を得られるように構成しても従来のものより小型化することが可能となる。なお、電極の断面形状は円形であるが、電極の内側の端部に略平面状の接続部を形成したので、電極とリード線との接続を容易に行うことができる。

図１及び図２を参照して、１は本発明による電磁安全弁である。この電磁安全弁１には磁性体材料からなるＵ字状の固定鉄心２が内蔵されている。この固定鉄心２は金属製のホルダ部材２１内に収納されており、かつ一方の磁極に励磁コイル３が装着されている。

この励磁コイル３は樹脂製のボビン３１と、このボビン３１に巻回されたリード線３２とから構成されている。本実施の形態では、この励磁コイル３に図外の熱電対からの熱起電力を直接供給することとした。なお、リード線３２はボビン３１に３段に１６回巻回した。

ボビン３１には丸棒状の電極４を保持させた。この電極４はＬ字状に屈曲させており、その屈曲部分がボビン３１内に埋没するように保持させている。この電極４の一端４１は電磁安全弁１の外部に露出するように延出されており、この一端４１に熱電対の陽極が接続される。一方、他端４３にはリード線３２の一端３２ａが接続される。リード線３２の他端３２ｂはホルダ部材２１に接続され、フランジ２２を介して、図示しない取り付け本体にアースされて熱電対の陰極に接続される。その結果、熱電対から供給される熱起電力が励磁コイルに流れることになる。

励磁コイル３に電流が流れると固定鉄心２が励磁する。そのとき、可動鉄心１１が固定鉄心２の磁極に押し当てられていれば、可動鉄心１１は固定鉄心２に吸着されたままの状態になる。この可動鉄心２２には開閉弁の弁体１２が連結されているので、開弁されたままの状態が保持される。熱電対からの熱起電力が消滅するか、電流値が所定値以下に下がると、可動鉄心１１が固定鉄心２からはずれて弁体１２が閉弁位置まで移動することは従来のものと同じである。

電極４には環状のシール部材であるＯリング５が装着される。本実施の形態では断面形状が円形の線材を所定の長さに切断し、更にＬ字状に屈曲させて電極４を形成した。なお、４２（クロスハッチングで示した範囲）はシール装着部である。

ただし、リード線３２の断面形状も円形であるため、他端４３の断面形状が同じく円形であると、電極４の他端４３にリード線３２の一端３２ａを接続しにくい。そこで、図３に示すように、他端４３を上下方向からプレスして、少なくとも上部に平面状の接続部４３ａを形成した。そして、図３に示すように接続部４３ａ上にリード線３２の一端３２ａを位置決めしておき、上方からスポット溶接もしくはレーザ溶接、アーク溶接、あるいは半田付けによりリード線３２の一端３２ａを電極４の他端４３に接続した。

なお、他端４３の形状は図３に示すものに限定されるものではなく、例えば図４の（ａ）に示すように、他端４３をリード線３２の一端３２ａの延在方向に沿うように折り曲げてもよい。あるいは同図（ｂ）に示すように、他端４３を１８０度折り返して、リード線３２の一端３２ａを上下方向から他端４３で挟み込むようにしてもよい。

また、上述の実施に形態ではリード線３２として比較的線経の太いものを使用する場合について説明したが、制御装置からの小電流の供給を受ける励磁コイルであって、リード線が細線のものに適用してもよい。その場合には、リード線を他端４３に巻き付けた後半田付けなどを行うが、他端４３の断面が円形であれば半田付け等の前にリード線が緩むが、略平面状の接続部４３ａを形成しておけば、接続部４３ａのエッジ部分の作用によってリード線が緩むことが防止される。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 II-II断面図 III部の拡大図 電極の他端の変形例

符号の説明

１ 電磁安全弁
２ 固定鉄心
３ 励磁コイル
４ 電極
５ Ｏリング
３１ ボビン
３２ リード線
４３ （電極の）他端
４３ａ 接続部

Claims (3)

1. Ｕ字状の固定鉄心と、この固定鉄心の磁極の少なくとも一方に装着され、励磁コイルが巻回されたボビンとを有し、一端が外部に露出する電極を介して励磁コイルに通電されることにより、固定鉄心に可動鉄心を吸着保持させ、この可動鉄心に連結される弁体を開弁状態で保持する電磁安全弁において、丸棒状の電極をＬ字状に屈曲させ、その屈曲部がボビンに埋没するように電極をボビンに保持させると共に、電極の他端をボビンから露出させて、この他端に励磁コイルから引き出されたリード線が接続される接続部を形成し、かつ、丸棒状の電極の一端とボビンとの間に、この電極の断面形状を円形にしたシール装着部を設け、そのシール装着部に環状のシール部材を装着することによってシールを行うことを特徴とする電磁安全弁。
2. 上記励磁コイルには、外部の熱電対が接続されるとともに、上記接続部は略平面状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電磁安全弁。
3. 上記接続部をリード線の延在方向に沿うように屈曲させたことを特徴とする請求項２に記載の電磁安全弁。
   

Images