JP2007247823A

JP2007247823A - パイロット式水電磁弁

Info

Publication number: JP2007247823A
Application number: JP2006073763A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takebe; 重樹武部
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】イコライザ穴３２から水が背圧室２２内に流入し、背圧室２２内の圧力を上昇させて開閉弁３を押し下げ、弁口３ａを閉鎖させるパイロット式水電磁弁１では、背圧室２２の圧力を下げるためのパイロット穴３１をプランジャ４で閉鎖しており、このプランジャ４をコイルバネ５で付勢している。コイルバネ５の表面には従来はニッケルメッキがされているが、夏場などの高温時に長時間使用しないと背圧室２２内の水にニッケルが溶出し、水酸化物となって析出してイコライザ穴３２を閉塞してしまう。すると、背圧室２２内に水が流入せず、開閉弁３を閉弁させることができなくなる。
【解決手段】表面に金属メッキを施していないコイルバネを用いることにした。なお、コイルバネの製造上必要であれば、コイルバネの表面を樹脂でコーティングしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイアフラム式の開閉弁を備えたパイロット式水電磁弁に関する。

従来のこの種のパイロット式水電磁弁は、密閉された空間をダイアフラム状の開閉弁で主室と背圧室とに仕切っている。そして、この主室には開閉弁の中央部分によって開閉される弁口が開口している。また、主室内に所定の圧力の水を流入させる流入口が形成されており、弁口が閉塞されていない状態では、流入口から主室に流入した水はそのまま弁口を通って流出口から流出する。

一方、開閉弁の略中央に開閉弁の表裏を貫通して、背圧室と弁口の下流の流出側とを連通するパイロット穴を形成し、さらに、このパイロット穴を開閉するプランジャとこのプランジャをパイロット穴の閉鎖方向に付勢するバネとを背圧室側に設けている。そして、開閉弁にはパイロット穴より小径であって背圧室と弁口の上流側に位置する主室とを連通するイコライザ穴が形成されている。

パイロット穴を閉鎖すると、流入口から主室へ流入した水の一部がイコライザ穴を通って背圧室へ流入する。背圧室は閉塞されているので、背圧室の圧力が上昇する。開閉弁の受圧面積は主室側と背圧室側とで同じであったとしても、主室側では弁口に相当する範囲の圧力が低く、また、プランジャを介してバネの付勢力が開閉弁を押しており、開閉弁は主室側へと移動して、弁口を閉鎖する。

主室側では弁口に相当する部分には流入する水の圧力が受圧されないので、背圧室側から開閉弁を押す力の方が大きくなり、背圧室側の水圧で開閉弁は閉弁状態のまま保持される。

ここでプランジャを後退させパイロット穴を開口すると、背圧室内の水がこのパイロット穴を通って弁口の下流側に流出し、背圧室内の圧力が急速に低下する。なお、イコライザ穴はパイロット穴より細いので、イコライザ穴から背圧室側へ水が流入しても、背圧室の圧力低下を防止することができない。

このように背圧室内の圧力が低下すると、主室内の水圧で開閉弁が押され弁口が開口する。そして、流入口から主室へ流入する水が弁口から流出する状態になる（例えば、特許文献１参照）。
実用新案登録第０１０８０６号公報（図１）

上記プランジャを付勢しているバネは一般にコイルバネが用いられるが、コイルバネを製造する際に、金属線をコイル状に巻きながら成形するため、金属線が滑りやすくして成形作業を容易に行うため、ニッケルなどの金属がメッキされている。このように金属線を滑りやすくするめには、ニッケルのほかに、鉛や銅などの金属が用いられる。

このバネは、背圧室に連通する部分に取り付けられなければならない。そのため、背圧室内が水で充満されると、プランジャと共にこのバネも水中に没した状態になる。例えば、給湯装置を設置して試運転したあとに入居までの期間が長期になった新築物件などで水が使用されない期間が長くなると、バネはよどんだ水の中に長時間水没した状態になる。特に夏場のように、バネが水没している水の温度が高くなると、バネの表面にメッキされている金属が水中に溶出し、さらに水酸化物や酸化物などの非水溶性の化合物となって析出し、背圧室内の壁面に付着する現象が生じる。特にイコライザ穴は内径が狭く形成されているので、これらの化合物がイコライザ穴に詰まって閉塞させてしまう現象が生じる。

このように、イコライザ穴が閉塞されてしまうと、パイロット穴を閉鎖しても背圧室の水圧が上昇せず、弁口を閉めることができなくなる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、背圧室内に水が充満した状態で長時間放置されても、イコライザ穴が閉塞されるおそれのないパイロット式水電磁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パイロット式水電磁弁は、密閉された空間をダイアフラム状の開閉弁で主室と背圧室とに仕切り、この主室に対して開口し、この開閉弁の中央部分によって開閉される弁口と、その下流に形成された流出口と、主室内に所定の圧力の水を流入させる流入口とを形成すると共に、開閉弁の略中央に開閉弁の表裏を貫通して背圧室と弁口の下流の流出口側とを連通するパイロット穴を形成し、このパイロット穴を開閉するプランジャとこのプランジャをパイロット穴の閉鎖方向に付勢するバネとを背圧室側に設け、かつパイロット穴より小径であって背圧室と主室とを連通するイコライザ穴を設けたパイロット式水電磁弁において、上記バネの表面に金属を被着させないことを特徴とする。

バネの表面にメッキされている金属が溶出し、さらに非水溶物としてイコライザ穴内に付着することが上記従来の不具合の原因であるので、メッキされていないバネを用いればよい。

なお、メッキしていないバネは成形しづらいので、上記バネの表面を樹脂でコーティングし、成形を容易にすることが考えられる。

また、上記バネおよびプランジャを収納し、かつプランジャの移動のガイドとなるガイド部材を金属材料で形成する場合が多いが、このガイド部材の少なくとも内周面を樹脂で構成すれば、イオン化傾向の相違による孔食を防止することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、プランジャを付勢するバネの表面に金属メッキを施さないので、不使用状態でバネが長時間水没した状態になっても、背圧室内に非水溶物が発生せず、従って、イコライザ穴が閉塞することが防止される。

図１を参照して、１は本発明によるパイロット式水電磁弁（以下、電磁弁という）である。この電磁弁１の下部にはケーシング２が設けられている。ケーシング２内にはダイアフラム式の開閉弁３が取り付けられており、この開閉弁３によって仕切られ、下方に主室２１と上方に背圧室２２とが形成されている。

この主室２１には所定の圧力で水が流入する流入口２１ａが形成されている。また、主室２１内に流入した水が流出する弁口３ａが、主室２１の略中央部に上方に開口するように形成されている。そして、この弁口３ａは、開閉弁３が図１に示す状態になることにより閉塞される。

開閉弁３の略中心部分にはパイロット穴３１が、開閉弁３の上下を貫通して形成されている。パイロット穴３１は、図１に示すように開閉弁３が弁口３ａを閉鎖した状態で、上端が背圧室２２内に開口し、下端が弁口３ａの下流側に開口するように設定されている。また、このように開閉弁３が弁口３ａを閉鎖した状態で、主室２１と背圧室２２とを連通する位置にイコライザ穴３２が形成されている。このイコライザ穴３２の直径はパイロット穴３１の直径より小さくなるように設定されている。

背圧室２２側にはガイド部材４１により上下方向に移動自在にガイドされるプランジャ４が設けられており、このプランジャ４はコイルバネ５によって下方に付勢されている。そのため、図１に示す様態ではプランジャ４の下端がパイロット穴３１を閉鎖する状態になっている。このように、パイロット穴３１が閉鎖された状態であると、流入口２１ａから主室２１内に流入した水の圧力がイコライザ穴３２を通って背圧室２２に伝搬し、主室２１内の圧力と背圧室２２内の圧力とはほぼ等しくなる。開閉弁３の下面は主室２１内の圧力を受圧するが、弁口３ａに対応する部分には圧力がかからないので、受圧面積が狭くなる。これに対して開閉弁３の上面はほぼ全域にわたって背圧室２２内の圧力を受圧するので、開閉弁３は背圧室２２側から押されて、弁口３ａを閉鎖する状態を保持する。

上記プランジャ４は磁性体材料で形成されており、プランジャ４を囲繞するように設置されたソレノイドコイル６に通電すると、プランジャ４はコイルバネ５の付勢力に抗して上方に移動する。すると、パイロット穴３１が開放され、背圧室２２がパイロット穴３１を介して弁口３ａの下流の流出口２１ｂ側に連通する。そのため、背圧室２２内の圧力は急速に低下する。なお、イコライザ穴３２を介して主室２１から背圧室２２へと少量の水が流入するが、イコライザ穴３２よりパイロット穴３１の方が大きいため、背圧室２２内の圧力は低下し、主室２１側からの圧力によって開閉弁３が押し上げられる。

すると、図２に示す状態となり、弁口３ａは主室２１に対して開口し、主室２１内に流入した水はそのまま直ちに弁口３ａを通って流出口２１ｂから外部へと流出する。

ソレノイドコイル６への通電を停止すると、プランジャ４はコイルバネ５の付勢力によって下方に移動される。そして、パイロット穴３１を再び閉鎖する。すると、イコライザ穴３２から背圧室２２へ水が流入して背圧室２２内の圧力が高くなり、開閉弁３は再び背圧室２２内の圧力によって下方に押し下げられて弁口３ａを閉鎖する。

上記コイルバネ５はステンレス鋼からなる線材をコイル状に巻回して（コイリング）して形成する。このコイリングの際に、線材の滑りを良くして生産を上げるため、従来は線材にニッケルメッキを予め施しているが、本発明に使用するコイルバネ５は金属のメッキを施さずにコイリングを行って形成したものを使用する。なお、メッキを施さないことによってコイリング作業に支障をきたす場合には、樹脂を予め線材にコーティングしてコイリングをすることとした。

また、ガイド部材４１は真鍮などの非磁性体金属で形成するが、本実施の形態では、ガイド部材４１の内周面全体に樹脂（例えばＰＰＳ：ポリフェニレンサルファイド）の薄膜をコーティングすることによって背圧室２２内の水がガイド部材４１を形成する金属材料に直接接触しないようにした。なお、ガイド部材４１は金属材料を用いずに全体を樹脂で形成しても良い。

上記構成により背圧室２２内に金属の水酸化物や酸化物の非水溶性物質が生成されることがなく、従って、イコライザ穴３２がたとえ細くても、これら金属の水酸化物等によってイコライザ穴３２が閉塞されるおそれがない。

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弁口が開放された状態を示す図

符号の説明

１パイロット式水電磁弁
２ケーシング
２１主室
２２背圧室
３開閉弁
３ａ弁口
４プランジャ
５コイルバネ

Claims

密閉された空間をダイアフラム状の開閉弁で主室と背圧室とに仕切り、この主室に対して開口し、この開閉弁の中央部分によって開閉される弁口と、その下流に形成された流出口と、主室内に所定の圧力の水を流入させる流入口とを形成すると共に、開閉弁の略中央に開閉弁の表裏を貫通して背圧室と弁口の下流の流出口側とを連通するパイロット穴を形成し、このパイロット穴を開閉するプランジャとこのプランジャをパイロット穴の閉鎖方向に付勢するバネとを背圧室側に設け、かつパイロット穴より小径であって背圧室と主室とを連通するイコライザ穴を設けたパイロット式水電磁弁において、上記バネの表面に金属を被着させないことを特徴とするパイロット式水電磁弁。
上記バネの表面を樹脂でコーティングしたことを特徴とする請求項１に記載のパイロット式水電磁弁。
上記バネおよびプランジャを収納し、かつプランジャの移動のガイドとなるガイド部材の、少なくとも内周面を樹脂で構成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のパイロット式水電磁弁。