JP2015501912A - 特に家庭用器具の液圧制御弁用のパイロット電磁弁 - Google Patents

Abstract

パイロット弁１４は、液圧制御弁１の入口３に連通するように意図されており、且つ、弁座１３に関連した制限付出口流路１２を通して、液圧制御弁１の出口４との連通を選択的にもたらすことが可能である、コントロール室１１を画定している本体７、７ａと、本体７、７ａの一部７ａ内に、及びコントロール室１１の内側に、移動可能に取り付けられており、弁座１３と協働する閉じ部材２４を保持する、少なくとも１つのコア２３と、弁座１３に対するコア２３及び閉じ部材２４の位置と、コントロール室１１と制限付出口流路１２との間の連通と、を選択的に制御するための、本体７、７ａの部分７ａの周りに取り付けられたソレノイド又は銅ワイヤのコイル１５を含むアクチュエータ１６〜２１と、を備え、制限付出口流路１２の直径ｄの、ソレノイド１６の重さｍに対する比率が、０．０６〜０．１０ｍｍ／ｇである。

Description

本発明は、洗濯機又は食器洗浄機を水で満たすための液圧制御弁のような、特に家庭用器具の液圧制御弁用のパイロット電磁弁に関する。

より具体的には、本発明は、
液圧制御弁の入口と連通するように意図されており、且つ、弁座に関連した制限付出口流路を通して、液圧制御弁の出口との連通を選択的にもたらすことが可能な、コントロール室を画定している本体と、
前記本体の一部内に、且つ前記チャンバの内側に、移動可能に取り付けられており、前記弁座と協働して閉じ部材を保持する少なくとも１つのコアと、
前記弁座に対する前記コア及び前記閉じ部材の位置と、前記コントロール室と前記出口流路との間の連通と、を選択的に制御するための、ソレノイド又は銅ワイヤのコイルを含み、前記本体の前記部分の周りに取り付けられている、アクチュエータと、
を備えているタイプのパイロット電磁弁に関する。

家庭用器具のオン−オフタイプの弁のような、このタイプのパイロット電磁弁は、非常に一般的である。

これらのパイロット弁において、作動ソレノイドは、弁自体の全体コストに関連して高いコストを有する構成要素である。

ソレノイドのコストは、銅の国際価格のいくぶん急激な増大のため、特に近年の間、増大してきた。

全体寸法を低減して、それにより、そのようなパイロット弁のコストを低減可能な構造上の解決策のための研究が、優先事項になってきた。

本発明の１つの目的は、したがって、製造コストを低減する上述した一般的な必要性を満足させることができる、改良されたパイロット電磁弁を提案することである。

この目的は、他の目的と共に、上記特定されたタイプのパイロット電磁弁によって本発明に従って達成され、それは、上記制限付出口流路の直径のソレノイドの重量に対する比率が、０．０６〜０．１０ｍｍ／ｇである点で、第１に特徴付けられている。

便利なことに、本発明のさらなる態様によれば、ソレノイドの軸方向長さ又は高さのその内径に対する比率は、１より大きく、好ましくは１．５未満である。

さらに、ソレノイドの内径のコアの外径に対する比率は、有利なことに２未満である。

２００〜２３０Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されたソレノイドの場合、ソレノイドは、好ましくは、０．０４９〜０．０５６ｍｍの直径を有する、約１０，５００〜１２，５００巻きの銅ワイヤを、備えている。

１００〜１２７Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されたソレノイドの場合、前記ソレノイドは、便利なことに、０．０６３〜０．０８０ｍｍの直径を有する、５，０００〜６，５００巻きの銅ワイヤを、備えている。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して、単に非限定的な例によって提供される次の詳細な説明から明らかになる。

本発明に係るパイロット電磁弁を備えた、家庭用器具の液圧制御弁の要部軸方向断面図を示している。 図１のII−II線に沿った要部断面図である。 図２と同様の図であり、実施形態の要部変形例を示している。 図２と同様の図であり、実施形態の変形例を示している。 図１の矢印IＶの方向における要部上面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿った要部断面図である。 図５と同様の図であり、実施形態の変形例を示している。 本発明に係るパイロット弁のソレノイド用のリールの要部側面図である。 図７の矢印ＶIIIの方向における前面図である。 左側に示される先行技術に係るパイロット弁と、右側に示される本発明に係るパイロット弁との比較図である。 左側に示される先行技術に係るパイロット弁と、右側に示される本発明に係るパイロット弁との比較図である。

図において、１は、洗濯機又は食器洗浄機を水で満たす弁のような、家庭用器具の液圧制御弁全体を示している。

液圧制御弁１は、パイロット電磁弁を備えており、その概略構造は、それ自体が概ね周知である。

弁１は、例えば成形プラスチック製であり、特に本質的に固い本体２を有しており、本体２には、作動液用の入口流路３とこの液体用の出口流路４とが設けられている。

出口流路４は、液圧制御弁１の座又はメイン弁座である座６を、頂部に画定する本体２の管状形態５に形成されている。この弁座６を介して、作動の間、液体の流れが、入口３から出口４まで通過することができる。

第２本体７は、例えば成形プラスチック製であり、例えばねじ接続によって、本体２に対して液密に、頂部に結合されている。この本体７は、実際には、詳細には後述されるパイロット電磁弁１４を支持するための本体である。

８で全体が示されている環状膜の周部８ａは、本体２と本体７との間で把持されている。

膜８は、柔軟な中間部８ｂを有しており、それは、周部８ａを、液圧制御弁１の座６と協働するメイン閉じ部材として作用するように意図されている、より厚い中央の環状部８ｃに接続している。

膜８の部分８ｃは、本質的にカップ状のガイド要素９の軸部９ａの周りに取り付けられており、環状要素１０でこの軸部に固定されている。

形付けられた本体７は、遠位端で閉じられる頂部管状形態７ａを有している。

１１で示されるコントロール室は、本体７と、膜８及び関連するガイド要素９によって形成される組立体と、の間に画定されている。

コントロール室１１は、示された実施形態の例において、膜８に関連するガイド要素９を備えた閉じユニットに形成される少なくとも１つの流路を通して、入口３に永久的に流体連通している。

特に、図１に見られるように、複数の貫通孔８ｄが、弁座６の外側の、膜８の部分８ｃに形成されている。

これらの孔８ｄは、膜ガイド要素９に形成されており且つ膜ガイド９に形成されるのと同様に、対応する外側溝９ｃに順に連通する、管状区画９ｂに連通している。

示されている解決策の代替案として、液圧制御弁１の入口３とコントロール室１１との間の永久的な連通が、例えば電磁弁装置１の本体２及び７に設けられた流路で達成されてもよい。

図１において、１２は、膜ガイド９に形成されている流路を示しており、コントロール室１１を、外側流路４との連通に至らせることができる。

示された実施形態において、流路１２の頂部端部は、より完全に以下に明確にされるように、パイロット弁用の座として作用する上方へ突出した縁部１３を有している。

図に示される実施形態では、流路１２は、中央軸位置における膜ガイド９に形成されている。この特徴は、しかしながら、必須ではない。

液圧制御弁１は、１４で全体が示されている、コントロール電磁弁又はパイロット電磁弁も備えている。

このパイロット弁は、周知の方法で、本質的に角リングの形態のスリーブ１６を備えている磁気回路が関連する、作動ソレノイド１５を備えている。

特に図２、３及び４に見られるように、スリーブ１６は、コア２３の軸に対して横切る方向に、本体の基部７ｂの最大寸法よりもかなり小さい限定された寸法を有している。

ソレノイド１５は、全体が１７で示されたリールの円筒状の中間部分１７ａの周りに巻回された絶縁された銅ワイヤのリールからなる。

図１、２、７及び８を参照して、示される実施形態では、リール１７は、頂部及び底部それぞれに、２つのエンドフランジ１７ｂ、１７ｃを有している。

図２、７及び８に見られるように、リール１７の頂部フランジ１７ｂは、巻線又はソレノイド１５を形成する銅ワイヤの端部を受け入れるための２つの横溝１７ｄを有している。

２つの接続部材１８は、例えば平らなピンの形態（図１、７及び８）の導電性物質からなり、リール１７の頂部フランジ１７ｂに固定されている。

接続部材１８は、ほとんど径方向に、互いに平行に突出している。

より明確に以下に明らかになるように、本発明に係るパイロット弁１４では、巻線又はソレノイド１５は、好ましくは特に小さな直径を有する銅ワイヤを用いて作られているので、この巻線の連結部材１８に対する信頼できる接続をどのように達成するかについての課題が存在する。

この接続を実施する近年の好ましい方法では、ソレノイド１５の銅ワイヤの各端部は、対応する接続端子１８に巻回されている。

導電性物質、特に銅のそれぞれのブッシュ１９は、そこに巻回されているソレノイド１５の端子周りに配置されるように、端子１８にむしろ嵌め込まれている。

ブッシュ１９は、対応する接続端子１８のソレノイド１５のワイヤの端部周りに、その後圧縮されて、例えば電気抵抗溶接によって溶接される。

例として示される実施形態では、磁性材料のスリーブ１６は、リール１７の管状部分１７ａの内側に、スリーブ１６の対向する側部又は部分から、互いに一致して同軸に延びている管状部分１６ａ、１６ｂを有している（特に図１及び２を参照）。

管状部分１６ａ及び１６ｂは、深絞りで形成されてもよい。代替的に、これらの部分は、スリーブ１６に設けられた対応する開口の内側に嵌め込まれた個別の管として作られてもよい。

本体７の管状形態７ａは、都合のよいことに、スリーブ１６にスナップ係合されている。図２に係る実施形態では、この管状形態７ａは、スリーブ１６の部分１６ｂを通過して可締められており、且つ、このスリーブの部分１６ｂと１６ａとの間の空間又はエアギャップに後退して出て延びている、三角形プロフィールを備えた複数の突起７ｃを有している。

図２ａは、実施形態の変形例をさらに示しており、本体７の管状形態７ａは、スリーブ１６の管状部分１６ａ及び１６ｂに設けられた対応する凹設された座１６ｇの内側にスナップ係合されている複数の突起７ｄを有している。

図示の実施形態では、リール１７及び関連するソレノイド１５で形成された組立体が、電気絶縁材料、例えば成形プラスチックのケーシング２１の内側に、密閉されている。

このケーシングは、接続部材１８が外方に突出する突出部２１ａ（図１及び４）を一体的に形成している。

図示の実施形態では、接続部材１８は、ケーシング２１の突出部２１ａに結合され、且つ、ソレノイド１５を図示しない外部の制御回路に接続するための電気コネクタの雌部を画定可能な、成形体２２の内側に延びている。

図１〜５を参照して、液圧制御弁１のベース本体２の開口部２ａの周りには、本体７が取り付けられており、前記本体２は、上方へ突出し、且つ、ソレノイド１５〜１７及びケーシング２１（以下に「作動ユニット」として参照されている）で形成された組立体を選択的に配置する、複数の角度位置を画定可能な、複数の位置決め突起２ｂを形成している。

図１及び５に係る実施形態では、作動ユニット１５〜２１のケーシング２１は、互いに平行で角度的に離間している（図５）一対の突出部２１ｂを底部に形成している。

これらの突起は、特に図５に見られるように、本体２の位置決め突起２ｂの１つに選択的に跨がって配置されるのに適した分岐要素の一種を共に画定している。

上述した作動ユニット１５〜２１を、液圧制御弁１の本体２に対して、弁１がユーザー機器に組み付けられているときコネクタ１８〜２２の接続がより容易又はより便利である角度位置に、このように選択的に配置してもよい。

図６は、実施形態の変形例を示している。

この変形例では、磁気構造１６の対向する垂直部分１６ｃ及び１６ｄは、弁１の本体２の様々な位置決め突起２ｂとの接触に至ることが可能な、それぞれ外側に突出する突出部１６ｅ及び１６ｆを形成している。

この解決策によれば、作動ユニット１５〜２１のケーシング２１の構造設計を単純化することを可能とし、もはや、前記ケーシングの上述した突出部２１ｂを設けることを必要としない。

パイロット電磁弁１４は、休止状態（弁１が閉じている）で、弁座１３に押し付ける閉じ部材２４を底部に有する、強磁性材料からなり実質的に円筒形である、移動コア２３も備えている。

コイルスプリング２５は、コア２３の頂部端部と本体７の管状部分７ａの頂部端部壁との間に配置されている。

スプリング２５は、コア２３を下方に押し付けて、関連する閉じ部材２４をパイロット弁の座１３に押し付けようとする。

作動の間、ソレノイド１５が休止状態（非励磁）であるとき、弁１の入口３に供給された作動液は、流路８ｄ、９ｂ、及び９ｃを介してコントロール室１１に到達する。パイロット弁１４の閉じ部材２４は、弁座１３を閉じ状態に維持して、それにより室１１を弁１の出口流路４から分離した状態に維持する。

これらの条件では、コントロール室１１は、入口流路３の作動液と同じ圧力を、最初に呈しており、その後維持する。

膜８の部分８ｃは、メイン閉じ部材として作用するが、入口流路３の圧力に晒されている膜の表面積に比べて、室１１の内側の圧力に晒されているこの膜及び関連付けられた膜ガイド９のより大きな表面積の結果として、弁シール６に押し付ける。

メイン液圧制御弁１、すなわち８ｃ〜６は、したがって、閉じられている。

ソレノイド１５が励磁されると、磁気流れがコア２３に流れて、その頂部端部が、磁気構造１６の管状部分１６ａと１７ｂの間のエアギャップ２０の近傍にわたる。

コア２３は、コイルスプリング２５の作動に抗して、その後、上方へ引きつけられて、その結果、閉じ部材２４は、パイロット弁１４の座１３を開放する。

コントロール室１１の作動液の圧力は、膜ガイド９の制限付通路１２を通して、弁１の出口流路４に向けて、このように放出されてもよい。

コントロール室１１の内側の圧力が低下すると、入口流路３の内側で膜８に作用する圧力は、実際はメイン液圧制御弁１、すなわち８ｃ〜６の開口を引き起こしつつ、この膜８及び関連する膜ガイド９で形成される組立体の上昇を引き起こすことを何とか成し遂げる。

入口流路３において弁１に供給された作動液は、このように、弁座６を通って出口流路４に到達してもよい。

ソレノイド１５が、再び励磁されていないとき、コア２３は、コイルスプリング２５の作動の下、図１及び２に示される位置を再びとる。

閉じ部材２４は、パイロット弁１４の座１３を再びこのように閉じて、コントロール室１１は、弁１の出口流路４に再び非接続とされる。

膜８及びこれに関連する膜ガイド９を含む閉じ組立体は、図１及び２に示される閉じ位置を再びとる。

図１では、ｄは、パイロット弁１４の座１３の下流側に位置する制限付流路１２の直径を示している。

さらに、Ｄ_ｉは、ソレノイド１５の内径を指し示しおり、Ｈは、このソレノイドの軸方向長さ又は高さを示している。

ｄ_ｅｘは、コア２３の外径の代わりを示している。

パイロット弁１４の作動ユニット１５〜２１の直径及びコストを大幅に低減する観点で、都合のよいことに、パイロット弁の制限付出口流路１２の直径ｄのソレノイド１５の重さｍに対する比率ｄ／ｍは、都合のよいことに０．０６〜０．１０ｍｍ／ｇである。

家庭用機具の液圧制御弁に関する先行技術に係るパイロット電磁弁では、この接続におけるこの比率ｄ／ｍは、その代わりとして、一般的に０．０２〜０．０５ｍｍ／ｇであることに留意すべきである。

さらに、本発明に係るパイロット弁１４では、ソレノイド１５の軸方向長さＨのその内径Ｄ_ｉｎに対する比率は、１より大きく、好ましくは１．５未満である。

この条件は、相対的に長く小さな直径を有するソレノイドの形態をもたらし、改良された放熱が達成されることを可能にする。

好ましくは、ソレノイド１５の内径Ｄ_ｉｎのコア２３の外径ｄ_ｅｘに対する比率は、有利なことに２未満である。

ソレノイド１５が、２００〜２３０Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されている場合、このソレノイド１５は、０．０４９〜０．０５６ｍｍの直径を有する、約１０，５００〜１２，５００巻きの銅ワイヤを、有利なことに備えている。

その代わりに、ソレノイド１５が、１００〜１２７Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されている場合、このソレノイドは、その後、有利なことに、０．０６３〜０．０８０ｍｍの直径を有する、約５，０００〜約６，５００巻きの銅ワイヤを、備えている。

上記説明された特徴のために、ソレノイド１５の巻きの平均長さは、低減されて、さらに、同じ数の巻きに関して、このソレノイドの電気抵抗は低減されて、同様に、要求される銅の量又は重量が低減される。

添付された図面の図９及び１０は、本発明に係るパイロット電磁弁１４を備えた液圧制御弁１と、先行技術に係るパイロット電磁弁１４’を備えた類似の液圧制御弁１’と、の直接比較を提案している。

図９及び図１０では、特に、２つの液圧制御弁１及び１’が比較されており、ベース本体２、関連するメイン弁座６、及び閉じユニット８，９が同じ寸法を有している。

本体２に結合された本体７のベース部分は、また、比較される弁において、同じ寸法を有しており、管状部分７ａ及び７ａ’それぞれの軸方向長さは、しかしながら変わっている。

２つの比較された弁では、閉じ部材２４及びスプリング２５は、また、同じ寸法を有しおり、一方でコア２３及び２３’それぞれは、同じ外径を有しているが異なる軸方向長さを有している。

図９及び図１０では、２つの弁１及び１’の同じ部分が、両方の弁のための同じ数字で指し示されており、一方で、寸法的に異なる部分が、同じ数字で指し示されているが、先行技術に係る弁１’の場合、アポストロフィー付で指し示されている。

図９及び１０から、同じ性能に関して、本発明に係るパイロット弁１４の電磁作動ユニット１５〜２１が、縦方向及び径方向の両方向において著しくよりコンパクトである寸法をいかに有しており、及び特にソレノイドに必要とされる銅の量における著しい低減があることを、視覚的に認めることができる。

図１０から、本発明に係る弁１の場合、磁気スリーブ１６が、いかに本体７のベース部分７ｂの最大寸法より小さい横寸法を有しているかが、判る。

明らかに、本発明の原理に影響を与えることなく、実施形態及び構成の詳細は、添付の請求項に画定された発明の範囲をそれに関して逸脱することなく、非限定例として単に説明され図示されたものに対して、明確に変化してもよい。

Claims (11)

1. 家庭用器具の液圧制御弁（１）用のソレノイド（１５）を有するパイロット弁（１４）であって、
   前記液圧制御弁（１）の入口（３）に連通するように意図されており、且つ、弁座（１３）に関連した制限付出口流路（１２）を通して、前記液圧制御弁（１）の出口（４）との連通を選択的にもたらすことが可能である、コントロール室（１１）を画定する本体（７、７ａ）と、
   前記本体（７、７ａ）の一部（７ａ）内に、及び前記コントロール室（１１）の内側に、移動可能に取り付けられており、前記弁座（１３）と協働する閉じ部材（２４）を保持する、少なくとも１つのコア（２３）と、
   前記弁座（１３）に対する前記コア（２３）及び前記閉じ部材（２４）の位置と、前記コントロール室（１１）と前記制限付出口流路（１２）との間の連通と、を選択的に制御するための、前記本体（７、７ａ）の前記部分（７ａ）の周りに取り付けられている、ソレノイド又は銅ワイヤのコイル（１５）を含むアクチュエータ（１６〜２１）と、を備えており、
   前記パイロット弁（１４）は、前記制限付出口流路（１２）の直径（ｄ）の、前記ソレノイド（１６）の重さ（ｍ）に対する比率が、０．０６〜０．１０ｍｍ／ｇである、ことを特徴とするパイロット弁。
2. 前記ソレノイド（１５）の軸方向高さ（Ｈ）の、その内径（Ｄ_ｉｎ）に対する比率が、１より大きく、好ましくは１．５未満である、
   請求項１に記載のパイロット電磁弁。
3. 前記ソレノイド（１５）の内径（Ｄ_ｉｎ）の、前記コア（２３）の外径（ｄ_ｅｘ）に対する比率が、２未満である、
   請求項１又は２に記載のパイロット電磁弁。
4. 前記ソレノイド（１５）は、２００〜２３０Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されており、前記ソレノイド（１５）は、約０．０４９〜約０．０５６ｍｍの直径を有する、約１０，５００と１２，５００巻きの銅ワイヤを、備えている、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。
5. 前記ソレノイド（１５）は、１００〜１２７Ｖの交流電圧で励磁されるように意図されており、前記ソレノイド（１５）は、約０．０６３〜約０．０８０ｍｍの直径を有する、約５，０００〜約６，５００巻きの銅ワイヤを、備えている、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。
6. 前記ソレノイド（１５）は、リール（１７）の周りに巻回されており、その端部が、前記リール（１７）に関連した細長い形状の対応する電気端子に接続されており、
   前記ソレノイド（１５）の前記ワイヤの各端部は、対応する端子（１８）に巻回されており、
   伝導性材料、特に銅からなるブッシュ（１９）が、前記端子（１８）のそれぞれの周りに嵌め込まれており、且つ、前記対応する端子（１８）の、前記ソレノイド（１５）の前記ワイヤの前記端部周りに圧縮されて溶接されている、
   請求項１〜５のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。
7. 前記パイロット弁（１４）の本体（７）を取り付けるためのメイン開口（２ａ）の周りに、前記パイロット弁（１４）の前記アクチュエータ（１５〜２１）の複数の角度位置を画定するのに適した複数の位置決め突起（２ｂ）を有している、ベース本体（２）、を備えた液圧制御弁（１）に関して、
   前記アクチュエータ（１５〜２１）は、前記アクチュエータ（１５〜２１）の使用の対応する角度位置を画定するように、前記位置決め突起（２ｂ）の１つに選択的に連結可能である、少なくとも１つの突出部（２１ａ；１６ｅ）、を有している、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。
8. 前記ソレノイド（１５）は、前記位置決め突起（２ｂ）の１つに選択的に連結可能である横に突出した分岐（２１ａ）を形成する、電気絶縁材料、特にプラスチック材料からなるケーシング（２１）に、密閉されている、
   請求項７に記載のパイロット電磁弁。
9. 前記ソレノイド（１５）は、前記位置決め突起（２ｂ）の１つに選択的に連結可能である少なくとも１つの横に突出した突出部（１６ｅ）を有している、磁性材料の構造体（１６）で、少なくとも部分的に囲まれている、
   請求項７に記載のパイロット電磁弁。
10. 前記ソレノイド（１５）は、前記コア（２３）の軸芯に対して横に、上述した本体（７、７ｂ）の横寸法よりも小さい寸法を有している、磁性材料（１６）の構造体で、少なくとも部分的に囲まれている、
    請求項１〜９のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。
11. 前記ソレノイド（１５）は、磁性材料（１６）の前記構造の前記少なくとも１つの管状部分（１６ａ、１６ｂ）又はその領域に画定されている、対応する座（２０、１６ｇ）に係合する固定突起（７ｃ、７ｄ）を備えた、上述した本体（７）の前記部分（７ａ）を内側に嵌め込まれている少なくとも１つの管状部分（１６ａ、１６ｂ）を含む磁性材料（１６）の構造体で少なくとも部分的に囲まれている、
    請求項１〜１０のいずれか１つに記載のパイロット電磁弁。

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