JP2017057860A

JP2017057860A - 給水電磁弁

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Publication number: JP2017057860A
Application number: JP2015180250A
Authority: JP
Inventors: 足達　勇治; Yuji Adachi; 勇治足達; 村田　吉隆; Yoshitaka Murata; 吉隆村田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2035-09-14
Also published as: JP6484810B2

Abstract

【課題】洗濯機等に使用するパイロット式の給水電磁弁において、異物による止水不良を低減できる給水電磁弁を実現する。【解決手段】入水口２と出水口７との間にそれぞれ設けた弁室４と背圧室２５と、弁室４と背圧室２５とを分かつように配設され、背圧室２５と出水口７とを連通可能とするパイロットオリフィス２１と弁室４と背圧室２５とを連通するサイドオリフィス２２とを有する硬質樹脂板１９および弾性部材２０から構成されるダイヤフラム弁１１と、コイル１８への通電によって駆動される弁体２４とを有すパイロット式の給水電磁弁において、硬質樹脂板１９のサイドオリフィス２２の背圧室２５側端部は、中央の孔と通じるスリット溝構造を有する凸形状部とすることで、背圧室２５内に入った微小な異物がサイドオリフィス２２を塞ぐことが困難となり、止水不良に至ることを防止することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、洗濯機等に使用されるパイロット式の給水電磁弁に関するものである。

従来、一般家庭で洗濯・すすぎ・脱水を行う自動洗濯機において、給水を自動で行うために、洗濯機は給水電磁弁を備えている。洗濯機側の給水電磁弁と水道栓を給水ホースで接続して、水道栓を開状態とし、通電の有無によって給水電磁弁を開閉し給水動作を行うものである（例えば、特許文献１参照）。

図３は、一般的なパイロット式の給水電磁弁の断面を示したもので、以下その構成について説明する。給水弁ボディ１は、入水口２、入水路３、弁室４、弁座５、出水路６、出水口７を備え、入水口２の外周部にホース接続用のネジ８が形成されている。入水口２の内部には、フィルタ９と流量制御部品１０が配される。

弁室４は、略リング円筒状空間として入水口２および入水路３と連通させて形成され、出水路６は、弁室４を形成する円周状内壁を外壁として円筒状に出水口７と連通させて形成されている。出水路６の上端部に形成されたドーナツ形状の弁座５を閉鎖するように外周略円形状のダイヤフラム弁１１が配され、ダイヤフラム弁１１の外周部を押圧するようにプランジャーガイド１２が配されている。

プランジャーガイド１２は、上端部が閉塞された円筒部の下方に、円筒部より直径が大きく外周部を下方に延出させたフランジ部を設けた形状に形成されている。フランジ部の下端で前記ダイヤフラム弁１１の最外周部を押圧固定している。

このように構成することにより、ダイヤフラム弁１１によって弁室４と、ダイヤフラム弁１１と、プランジャーガイド１２に囲まれた空間（以下、背圧室２５と称する）とが分かたれている。

プランジャーガイド１２の内部には、ダイヤフラム弁１１のパイロットオリフィス２１を開閉するための弁体２４を下端部に取り付けた円柱状のプランジャー１３と、コイルスプリング１４とが、前記上端部が閉塞された円筒部内に、コイルスプリング１４がプランジャー１３と、プランジャーガイド１２の円筒部の閉塞上端部との間に位置するように内包されている。

プランジャーガイド１２の円筒部の外周部より外側には、円筒形のボビン１５に銅の巻線１６を巻き付けて、端部に接続端子１７を設けたコイル１８が配されている。

ダイヤフラム弁１１は、硬質樹脂板１９と弾性部材２０（例えばＥＰＤＭゴム）から構成され、嵌合等の方法で一体化されている。硬質樹脂板１９には、中央部に上下貫通するパイロットオリフィス２１が１個と、周辺部に上下貫通するサイドオリフィス２２が１個形成されている。弾性部材２０は、外周部に上下方向の力で変形することで上下方向に変位可能なダイヤフラム部２０ａと、中央部にダイヤフラム部２０ａの上下変位によって弁座５を開閉する弁部２０ｂとを備えている。

ダイヤフラム弁１１は、前述したように、ダイヤフラム部２０ａより外側の最外周部をプランジャーガイド１２のフランジ部によって押圧されて給水弁ボディ１に固定されている。

プランジャー１３は、円筒形金属部２３とその下方先端部の略円板状の弁体２４で構成されている。円筒形金属部２３は、コイル１８への通電の有無に従ってプランジャーガイド１２の円筒部内でこじることなく上下に移動可能な寸法形状材質としてある。プランジャーガイド１２の内部のコイルスプリング１４は、コイル１８非通電時は、プランジャー１３に押力を発生させているので、プランジャー１３の弁体２４がパイロットオリフィス２１を閉止している。

プランジャー１３に取り付けた弁体２４がダイヤフラム弁１１のパイロットオリフィス２１を閉鎖しているときには、背圧室２５側と弁室４側は、サイドオリフィス２２を通じて同圧になっており、出水路６が大気圧となっているため、ダイヤフラム弁１１の上下で押力差が生じ、ダイヤフラム弁１１が弁座５に下向きに押圧され、弁部２０ｂで弁座５を閉じている。

コイル１８は、内側の円筒板金２６と側面板金２７（非図示）と下面板金２８によって磁気回路を形成している。そして、ネジ２９の締結により、下面板金２８がその内側に配されたプランジャーガイド１２に押力を与え、プランジャーガイド１２がダイヤフラム弁１１の外周部を押圧して水密性を確保している。

以上のように、パイロット式の給水電磁弁は構成され、その動作は、コイル１８に通電すると、電磁力が発生してプランジャー１３とともに弁体２４が上向きの力を受けて浮上し、パイロットオリフィス２１が開放されて、背圧室２５と出水路６が貫通する。背圧室２５の圧力は、出水路６側の圧力と同圧に近づくため、ダイヤフラム弁１１の弁室４側の水圧による上向きの力の方が大きくなり、ダイヤフラム弁１１を弁座５に押圧することができなくなり、ダイヤフラム弁１１は、弁座５から上向きに浮上する。その結果、ダイヤフラム弁１１の弁部２０ｂと弁座５との間が開き、同時に、入水口２、入水路３からの水がダイヤフラム弁１１と弁座５の間を通り、弁室４から出水路６、出水口７を通じて排出される。

以上のように、ダイヤフラム弁１１部上下で発生する水圧による押力差によって、ダイヤフラム弁１１部の開閉が行われることから、パイロット式給水電磁弁と呼ばれている。

特開２００１−３４７１９１号公報

しかしながら、このような従来の給水電磁弁において、背圧室２５内に微小な異物が混入していた場合に、ダイヤフラム弁１１のサイドオリフィス２２が異物に塞がれると、弁室４と背圧室２５が遮断されるため、非通電時でも、ダイヤフラム弁１１を閉止するための押力差が発生できなくなり、ダイヤフラム弁１１が弁座５に押圧されず、止水不良となって、給水電磁弁の下流側に水漏れが生じる場合があった。

異物としては、水道水内の錆や、製造工程での埃、樹脂・金属の成型時の破片等であるが、異物侵入の低減だけでは、止水不良を完全に防ぐことには限界があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、背圧室２５内に異物が混入している場合でも、サイドオリフィス２２が塞がれることを防ぎ、止水不良を低減することができる給水電磁弁を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、硬質樹脂板１９のサイドオリフィス２２の背圧室２５側端部の形状を、中央の孔と通じるスリットを有する凸形状とした給水電磁弁である。

これにより、硬質樹脂板１９の背圧室２５側の異物が、サイドオリフィス２２上を塞ぐ配置になっても、スリット部を全て閉止することは困難になり、弁室４と背圧室２５の間が閉止される確率が低くなるものである。

本発明の給水電磁弁は、背圧室内の異物によって、サイドオリフィスが閉止されることを防止し、止水不良の発生を減少させることができる。

本発明の実施の形態１における給水電磁弁のダイヤフラム弁の側断面図従来の給水電磁弁のダイヤフラム弁の側断面図従来のパイロット式の給水電磁弁の構造を示す断面図本発明の実施の形態１における給水電磁弁のダイヤフラム弁の硬質樹脂板の要部拡大図本発明の実施の形態２における給水電磁弁のダイヤフラム弁の硬質樹脂板の要部拡大図

第１の発明は、入水口と出水口との間にそれぞれ設けた弁室と背圧室と、前記弁室と前記背圧室とを分かつように配設され、前記背圧室と前記出水口とを連通可能とするパイロットオリフィスと前記弁室と前記背圧室とを連通するサイドオリフィスとを有する硬質樹脂板および弾性部材から構成されるダイヤフラム弁と、コイルへの通電によって駆動される弁体とを有し、前記コイルへの通電の有無による前記弁体の動作で前記ダイヤフラム弁の前記パイロットオリフィスを開閉させるパイロット式の給水電磁弁において、前記硬質樹脂板のサイドオリフィスの前記背圧室側端部は、中央の孔と通じるスリットを有する凸形状であることにより、背圧室内に入った微小な異物によってサイドオリフィスが塞がれて止水不良に至ることを防止することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、スリットを有する凸形状を円錐台形状とするもので、側面のスリット溝の長さを長く形成することができる。そのため、サイドオリフィスが塞がれるリスクをさらに低減できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。また、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における給水電磁弁は、給水電磁弁としての基本構成および動作は前記従来例に示した給水電磁弁と同様であるので、図３を援用し、詳しい説明は省略する。

以下、ダイヤフラム弁１１の特徴ある構成および動作、作用について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における給水電磁弁のダイヤフラム弁１１の側断面図で
ある。また、比較のために、従来のダイヤフラム弁１１の側断面図を図２に示す。

図１および図２において、ダイヤフラム弁１１は、硬質樹脂板１９と弾性部材２０から構成され、嵌合等の方法で一体化されている。

弾性部材２０は、外周部に上下方向の力で変形することで、上下方向に変位可能なダイヤフラム部２０ａと、中央部にダイヤフラム部２０ａの上下変位によって弁座５を開閉する弁部２０ｂとを備えている。

硬質樹脂板１９の中央には、上下貫通されるパイロットオリフィス２１が配される。パイロットオリフィス２１の背圧室２５側（図１および図２において上側）は、凸形状５１になっており、その先端部を弁体２４で開閉する。

硬質樹脂板１９の周辺部には、上下貫通するサイドオリフィス２２が１個形成されている。図２の従来の硬質樹脂板１９では、サイドオリフィス２２は、弾性部材２０を上下貫通するように弁室４側（図１および図２において下側）に凸形状５２を形成しているが、背圧室２５側は、凹形状５３となっており、背圧室２５側に異物があった場合、当該の凹形状５３に異物が入り込み、容易に孔が塞がれる。

これを防止するため、本実施の形態における給水電磁弁では、図１に示すように、サイドオリフィス２２の背圧室２５側端部に凸形状部５４を突出させて設けて、凸形状に構成する。凸形状部５４は、サイドオリフィス２２の貫通孔が凸形状部５４先端まで続いている。また、凸形状部５４の先端の孔を異物によって塞がれると、図２の従来構成と同様に止水不良となるため、凸形状部５４の側面部にスリット溝構造５５（スリット）を設けている。

ダイヤフラム弁１１の硬質樹脂板１９に設けた凸形状部５４の拡大図を図４に示す。図４において、凸形状部５４を円筒形状としたものであり、円筒のサイドにスリット溝構造５５を４つ設けている。スリットは、中央のサイドオリフィス２２の孔と通じており、凸形状部５４上部の孔部が異物によって塞がれても、弁室４と背圧室２５との間の連通を確保することができる。

なお、スリット溝構造５５の数は、必ずしも４箇所ある必要はなく、１箇所以上であればよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２では、図５に示すように、ダイヤフラム弁１１の硬質樹脂板１９の凸形状部５４の形状を円錐台形状とする。円錐台形状とすることで、凸形状部５４の側面積を増やすことができ、結果的に、スリット溝構造５５の長さを大きくとることができる。スリット溝構造５５の長さを大きく取れるため、サイドオリフィス２２が塞がれるリスクをさらに低減できる。その他の構成は、上記実施の形態１と同じであり、詳細な説明は省略する。なお、凸形状部５４の形状を多角柱や多角錘台としてもよく、曲面で形成されていてもよい。また、スリット溝構造５５の数は１つ以上あればよい。

以上のように構成した硬質樹脂板１９について、その作用を説明する。上記実施の形態１または２の構成によれば、背圧室２５内の異物が凸形状部５４上部の孔部を塞いでも、スリット溝構造５５が複数個あるため、少なくとも１つのスリット溝構造が塞がれていなければ、サイドオリフィス２２の中央の孔までスリットが通じているため、背圧室２５と弁室４との間が塞がれて止水不良が発生することはない。つまり、塞がなければならない面積を多くすることで、結果的に止水不良を低減できる。また、異物が複数ある場合に対
しても有効である。

以上のように、本発明にかかる給水電磁弁は、背圧室内の異物によって、サイドオリフィスが閉止されることを防止し、止水不良の少ない給水電磁弁を実現できるので、外部からの給水の開始停止を制御する必要のある家庭用、業務用の洗濯機や食器洗い機等の給水電磁弁として有用である。

１給水弁ボディ
２入水口
３入水路
４弁室
５弁座
６出水路
７出水口
８ネジ
９フィルタ
１０流量制御部品
１１ダイヤフラム弁
１２プランジャーガイド
１３プランジャー
１４コイルスプリング
１５ボビン
１６巻線
１７接続端子
１８コイル
１９硬質樹脂板
２０弾性部材
２０ａダイヤフラム部
２０ｂ弁部
２１パイロットオリフィス
２２サイドオリフィス
２３円筒形金属部
２４弁体
２５背圧室
２６円筒板金
２８下面板金
２９ネジ
５１凸形状
５２凸形状
５３凹形状
５４凸形状部
５５スリット溝構造（スリット）

Claims

入水口と出水口との間にそれぞれ設けた弁室と背圧室と、前記弁室と前記背圧室とを分かつように配設され、前記背圧室と前記出水口とを連通可能とするパイロットオリフィスと前記弁室と前記背圧室とを連通するサイドオリフィスとを有する硬質樹脂板および弾性部材から構成されるダイヤフラム弁と、コイルへの通電によって駆動される弁体とを有し、前記コイルへの通電の有無による前記弁体の動作で前記ダイヤフラム弁の前記パイロットオリフィスを開閉させるパイロット式の給水電磁弁において、前記硬質樹脂板のサイドオリフィスの前記背圧室側端部は、中央の孔と通じるスリットを有する凸形状であることを特徴とする給水電磁弁。
前記スリットを有する凸形状は円錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載の給水電磁弁。