JP2020148222A - 電磁アクチュエータ及び立消え安全装置 - Google Patents
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Abstract
Description
を含む、構成となっている。
本発明に係る立消え安全装置Mは、例えば、ガスコンロに適用されるものであり、図1に示すように、電磁アクチュエータAと、電磁アクチュエータAに着脱自在に連結される熱電対ユニットUを備えている。
電磁アクチュエータAは、ガスコンロのガスコックボデー1に取り付けられ、その弁体50がガス通路1aを開閉するように配置される。
ここで、ガスコックボデー1は、基準電位(ここでは、グランド)に接続される部分として機能する。
すなわち、電磁アクチュエータAは、ガスコンロの点火時には乾電池3の電力により弁体50を開弁状態に維持し、点火後の定常燃焼時には熱電対ユニットUの熱起電力により弁体50を開弁状態に維持する、電磁弁として機能する。
尚、乾電池3は、制御基板2を介して、負極がガスコックボデー1と同一電位(グランド)に接続されている。
第2ケーブル7は、第2雌型端子5bと熱電対8の棒状導体8aに接続されている。
熱電対8は、棒状導体8aと、棒状導体8aの外側に配置された筒状導体8bを備えている。棒状導体8aは、例えば、Ni,Cu,Mnの合金材料により、中実形状に形成されている。筒状導体8bは、例えば、Ni,Cr,Feの合金材料により、多段円筒状に形成されている。
そして、棒状導体8aの先端領域と筒状導体8bの先端領域が接合されて、バーナの炎4に晒される感熱部8cが形成されている。
第3ケーブル9は、熱電対8の筒状導体8bから伸長し、その先端において接続端子9aを備えている。接続端子9aは、ガスコックボデー1に対して、電磁アクチュエータAのフランジ部材150と一緒にネジで締結され、ガスコックボデー1を介して電磁アクチュエータAの固定ホルダ20と同一電位(グランド)に接続される。
ガイド通路14は、軸線Sを中心とする円筒孔として形成され、可動鉄心30のシャフト31を軸線S方向に往復動自在にガイドする。
バネ受け部15は、付勢バネ40の一端部を受ける。
外周斜面部22は、円錐面状に形成され、第1コイル90の他端側及び第2コイル100の他端側が電気的に接続される。
第1貫通孔24は、軸線Sと平行な直線L1上において固定鉄心60の第1切欠き部64と対向する位置に形成され、第1コイル90の一端側に接続された一端側端子部材81を通すべく、軸線Sと平行に伸長する円筒状をなす。
第2貫通孔25は、軸線Sと平行な直線L2上において固定鉄心60の第2切欠き部65と対向する位置に形成され、第2コイル100の一端側を画定する直線伸長部102を通すべく、軸線Sと平行に伸長する円筒状をなす。
ここでは、第1貫通孔24と第2貫通孔25とは、同一の内径及び同一の長さ寸法に形成されている。
尚、第1貫通孔24及び第2貫通孔25は、一つの大きな貫通孔として形成されてもよいが、別々に形成されることで、通路面積を小さくでき、弁体50側から入り込むガスの遮断壁を大きくすることで、シール機能を向上させることができる。
第2凹部27は、第2貫通孔25と同軸の直線L2上に形成され、隙間をおいて、第2ピン状端子120の内側端部を受け入れるべく、軸線Sと平行に伸長する円筒状をなす。
ここでは、第1凹部26と第2凹部27とは、同一の内径及び同一の深さ寸法に形成されている。
尚、第1凹部26及び第2凹部27は、一つの大きな凹部として形成されてもよいが、別々に形成されることで、通路面積を小さくでき、弁体50側から入り込むガスの遮断壁を大きくすることで、シール機能を向上させることができる。
嵌合凹部28は、保持部材130を嵌合させるべく、軸線Sを中心とする有底円筒状をなす。そして、嵌合凹部28の外周縁部は、保持部材130が嵌合された後にカシメ処理される。
鍔部29aは、ガスコックボデー1に嵌合されると共に、嵌合部29bに嵌合されたフランジ部材150を位置決めする役割をなす。
嵌合部29bは、フランジ部材150を嵌合させて固定する役割をなす。
雄型コネクタ29cは、熱電対ユニットUの雌型コネクタ5が嵌合により連結されるべく、軸線Sを中心とする段付き円筒状をなす。
環状溝29dは、ガスコックボデー1に取り付ける際にシール用のOリングが取り付けられるべく、鍔部29aに隣接する領域に形成されている。
シャフト31は、黄銅等の金属材料により円柱状に形成されて、筒状ケース10のガイド通路14に摺動自在に支持され、一端側が可動鉄心30にカシメ処理により連結されると共に他端側が弁体50に嵌合されて連結されている。
第2腕部62は、軸線Sと平行に伸長し、その先端において可動鉄心30に対向する端面62aを備え、第2コイル100を保持する。
第1腕部61と第2腕部62とは、軸線Sを含む面に対して対称的に形成されている。
連結底部63は、第1腕部61と第2腕部62とを連結して磁路を形成する共に、固定ホルダ20の嵌合凹部21に嵌合される。
また、連結底部63は、固定鉄心60が固定ホルダ20に固定されるべく、嵌合凹部21に嵌め込まれた状態で嵌合凹部21の外周縁のカシメ処理により押し付けられる。
第1切欠き部64は、連結底部63の一側部において、軸線Sと平行な直線L1方向に伸長する溝状に形成され、第1コイル90の一端側に接続された一端側端子部材81を通す役割をなす。
第2切欠き部65は、連結底部63の他側部において、軸線Sと平行な直線L2方向に伸長する溝状に形成され、第2コイル100の一端側を画定する直線伸長部102を通す役割をなす。
第1嵌合溝75は、一端側端子部材81が嵌合して固定されるべく、基部73の側面73aに開口する屈曲した溝をなす。
第2嵌合溝76は、他端側端子部材82が嵌合して固定されるべく、基部73の側面73aに開口する屈曲した溝をなす。
したがって、ボビン70を成形する際の型抜きが容易であると共に、一端側端子部材81及び他端側端子部材82を同一の方向から嵌合することができ、組付け作業における段取りの簡素化、組付け作業の容易化を達成することができる。
嵌合部81aは、ボビン70の第1嵌合溝75に密接に嵌合されるべく、屈曲した形状をなす。
平坦接合部81bは、第1コイル90の一端側92がパルスヒート接合等により電気的に接続されるべく、ボビン70の側面73aと平行な平坦面をなす。
直線伸長部81cは、軸線Sと平行な直線L1方向に直線的に伸長し、固定鉄心60の第1切欠き部64、固定ホルダ20の第1貫通孔24を通して、筒状をなす第1ピン状端子110の内部に導かれる。そして、直線伸長部81cの先端領域が、第1ピン状端子110の先端領域と溶接されて電気的に接続される。
嵌合部82aは、ボビン70の第2嵌合溝76に密接に嵌合されるべく、屈曲した形状をなす。
平坦接合部82bは、第1コイル90の他端側93がパルスヒート接合等により電気的に接続されるべく、ボビン70の側面73aと平行な平坦面をなす。
直線伸長部82cは、軸線Sに対して傾斜して直線的に伸長し、図6及び図7に示すように、固定ホルダ20の外周斜面部22に溶接されて、固定ホルダ20と電気的に接続される。
第1コイル90は、ボビン70の巻回部72に巻回されるコイル部91、コイル部91から延出する一端側92及び他端側93を備えている。
一端側92は、ボビン70の基部73に沿って延出され、側面73aに位置する一端側端子部材81の平坦接合部81bに電気的に接続される。
他端側93は、ボビン70の基部73に沿って延出され、側面73aに位置する他端側端子部材82の平坦接合部82bに電気的に接続される。
ここでは、第1コイル90が細線であるため、電気抵抗が大きくなり、乾電池3の寿命を延ばすことができる。
第2コイル100は、固定鉄心60の第2腕部62の周りに嵌め込まれるコイル部101、コイル部101から延出して一端側を画定する直線伸長部102、コイル部101から延出して他端側を画定する直線伸長部103を備えている。
そして、第2コイル100は、コイル部101、直線伸長部102、及び直線伸長部103を画定するように、自動成形機等を用いて予め成形される。
直線伸長部103は、軸線Sと平行な方向に直線的に伸長しかつその先端領域が軸線Sに対して傾斜して直線的に伸長し、図6に示すように、固定ホルダ20の外周斜面部22に溶接されて、固定ホルダ20と電気的に接続される。
ここでは、第2コイル100が太線であるため、電気抵抗が小さくなり、熱電対8の起電力が小さくても、電磁石として機能させるための励磁作用を得ることができる。
第1ピン状端子110は、直線L1上において、第1貫通孔24を通して、固定鉄心60の第1切欠き部64と対向するように配置される。
そして、第1ピン状端子110は、外側筒部113の先端領域が直線L1に沿って挿入された一端側端子部材81の直線伸長部81cの先端領域と溶接Wされることにより、電気的に接合される。
第2ピン状端子120は、直線L2上において、第2貫通孔25を通して、固定鉄心60の第2切欠き部65と対向するように配置される。
そして、第2ピン状端子120は、外側筒部123の先端領域が直線L2に沿って挿入された直線伸長部102の先端領域と溶接Wされることにより、電気的に接合される。
これによれば、外側筒部113と外側筒部123の外径の相違により、二つのピン状端子を識別することができ、又、内側筒部111と内側筒部121の外径が同一であるため、第1シール部材及び第2シール部材として同一のOリング140を使用して、部品の共用化による低コスト化を達成することができる。
そして、保持部材130は、固定ホルダ20の嵌合凹部28に嵌合されてカシメ処理が施されることにより、第1ピン状端子110を直線L1上にかつ第2ピン状端子120を直線L2上に位置付けて保持する。
これにより、弁体50側から入り込んだガスが固定ホルダ20の嵌合凹部28を通り抜けるのを完全に遮断することができ、シール機能を向上させることができる。
特に、Oリング140は、金属材料により形成された部材同士の間をシールするため、気密性がより高められる。
そして、フランジ部材150は、固定ホルダ20の嵌合部29bに嵌合されて、固定ホルダ20に一体的に固定される。
作業に先立って、可動鉄心30、付勢バネ40、弁体50等が予め組み付けられた筒状ケース10、固定ホルダ20、固定鉄心60、一端側端子部材81及び他端側端子部材82並びに第1コイル90が予め組み付けられたボビン70、予め成形された第2コイル100、第1ピン状端子110及び第2ピン状端子120がインサート成形された保持部材130、二つのOリング140、フランジ部材150が準備される。
続いて、保持部材130が、固定ホルダ20の嵌合凹部28に近づけられ、一方のOリング140が第1凹部26に嵌め込まれ、他方のOリング140が第2凹部27に嵌め込まれると共に、保持部材130が嵌合凹部28に嵌め込まれる。
そして、嵌合凹部28の外周縁部がカシメ処理されて、保持部材130が固定ホルダ20に固定される。
その後、固定凹部21の外周縁部がカシメ処理されて、固定鉄心60が固定ホルダ20に固定される。
続いて、ボビン70が、軸線S方向において固定鉄心60に近づけられて第1腕部61に嵌め込まれると共に、一端側端子部材81の直線伸長部81cが直線L1上の第1貫通孔24を通して第1ピン状端子110の内部に挿入され、又、他端側端子部材82の直線伸長部82cが外周斜面部22に当接される。
これにより、第1コイル90の他端側及び第2コイル100の他端側が、固定ホルダ20に電気的に接続される。
また、直線伸長部102の先端領域が第2ピン状端子120の外側筒部123の先端領域に溶接Wにより接合されて電気的に接続される。
その後、筒状ケース10が、軸線S方向において、固定ホルダ20に近づけられ、連結爪部13が環状係合溝23にスナップフィット結合されることにより、筒状ケース10が固定ホルダ20に組み付けられる。
以上により、電磁アクチュエータAの組付けが完了する。尚、上記の組付け手順は一例であって、その他の手順を採用してもよい。
また、電磁アクチュエータAの雄型コネクタ29cに熱電対ユニットUの雌型コネクタ5が接続されることにより、立消え安全装置Mの組み付けが完了する。
先ず、ガスコンロにおいて、外部の操作ノブ又は操作ボタン等による点火操作に基づき、イグナイタにより点火が行われると、制御基板2の制御回路から発せられる制御信号に基づいて、乾電池3の電力により、第1コイル90が通電されて電磁力が発生する。
また、点火操作時において、操作ノブ又は操作ボタン等に連動する駆動力により開弁状態に移動させられた弁体50は、発生した電磁力により可動鉄心30が固定鉄心60に吸着されることで開弁状態に維持される。尚、弁体50を開弁方向に移動させる駆動力は、点火操作時にのみ作用する。
その後、乾電池3の電力による第1コイル90の通電は、所定時間経過した後に断たれる。そして、定常燃焼時には、第2コイル100の通電による励磁作用だけで、弁体50の開弁状態が維持される。
すなわち、第1コイル90は、点火時において、素早く燃焼を安定させるために点火時の所定時間だけ使用されるものである。
U 熱電対ユニット
M 立消え安全装置
3 乾電池
5 雌型コネクタ
5a 第1雌型端子
5b 第2雌型端子
6 第1ケーブル
7 第2ケーブル
8 熱電対
9 第3ケーブル
10 筒状ケース(ハウジング)
20 固定ホルダ(ハウジング)
24 第1貫通孔
25 第2貫通孔
26 第1凹部
27 第2凹部
28 嵌合凹部
30 可動鉄心
40 付勢バネ
50 弁体
60 固定鉄心
61 第1腕部
61a 端面
62 第2腕部
62a 端面
63 連結底部
64 第1切欠き部
65 第2切欠き部
70 ボビン
75 第1嵌合溝
76 第2嵌合溝
81 一端側端子部材
82 他端側端子部材
90 第1コイル
92 一端側
93 他端側
100 第2コイル
102 直線伸長部(一端側)
103 直線伸長部(他端側)
110 第1ピン状端子
120 第2ピン状端子
130 保持部材
140 Oリング(第1シール部材、第2シール部材)
150 フランジ部材
Claims (18)
- 可動鉄心と、
前記可動鉄心に対向して配置され第1切欠き部及び第2切欠き部を含む固定鉄心と、
前記可動鉄心を前記固定鉄心から離す方向に付勢する付勢バネと、
前記可動鉄心を移動自在に支持しかつ前記固定鉄心を固定して収容するハウジングと、
前記第1切欠き部と対向して配置され前記ハウジングから突出する第1ピン状端子と、
前記第2切欠き部と対向して配置され前記ハウジングから突出する第2ピン状端子と、
前記固定鉄心の周りに配置され,一端側が前記第1切欠き部を通して前記第1ピン状端子に接続された第1コイルと、
前記固定鉄心の周りに配置され,一端側が前記第2切欠き部を通して前記第2ピン状端子に接続された第2コイルと、
を含む、電磁アクチュエータ。 - 前記固定鉄心は、前記可動鉄心に対向する端面をそれぞれ有する第1腕部及び第2腕部、前記第1腕部及び第2腕部を連結する連結底部を含み、
前記第1切欠き部及び第2切欠き部は、前記連結底部に形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記ハウジングは、前記可動鉄心を移動自在に支持する筒状ケースと、前記筒状ケースが連結されると共に前記固定鉄心を固定する固定ホルダを含む、
ことを特徴とする請求項2に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記固定ホルダは、導電性材料により形成され、
前記第1コイルの他端側及び前記第2コイルの他端側は、前記固定ホルダに接続されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記第1コイルは、ボビンを介して前記第1腕部の周りに配置された細線であり、
前記第2コイルは、前記第2腕部の周りに直接配置され、前記第1コイルよりも線径が太い太線である、
ことを特徴とする請求項4に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記ボビンは、前記第2腕部の周りに配置された前記第2コイルを押え込む押え部を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記ボビンは、前記第1コイルの一端側を接続する一端側端子部材と、前記第1コイルの他端側を接続する他端側端子部材を含み、
前記第1コイルの一端側は、前記一端側端子部材を介して前記第1ピン状端子に接続され、
前記第1コイルの他端側は、前記他端側端子部材を介して前記固定ホルダに接続されている、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記ボビンは、前記一端側端子部材を嵌合して固定する第1嵌合溝と、前記他端側端子部材を嵌合して固定する第2嵌合溝を含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記第1嵌合溝及び第2嵌合溝は、前記ボビンにおいて同一の方向に開口するように形成されている、
ことを特徴とする請求項8に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記一端側端子部材は、前記第1コイルの一端側を接合する平坦接合部を含み、
前記他端側端子部材は、前記第1コイルの他端側を接合する平坦接合部を含む、
ことを特徴とする請求項7ないし9いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。 - 前記固定ホルダは、前記一端側端子部材を通す第1貫通孔と、前記第2コイルの一端側を画定する直線伸長部を通す第2貫通孔を含む、
ことを特徴とする請求項7ないし10いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。 - 前記第1ピン状端子及び第2ピン状端子の中間領域を保持するべく樹脂材料により形成された保持部材を含み、
前記固定ホルダは、前記保持部材を嵌合させる嵌合凹部を含む、
ことを特徴とする請求項11に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記固定ホルダは、前記第1ピン状端子を受け入れる第1凹部と、前記第2ピン状端子を受け入れる第2凹部を含み、
前記第1ピン状端子と前記第1凹部の間には、第1シール部材が配置され、
前記第2ピン状端子と前記第2凹部の間には、第2シール部材が配置されている、
ことを特徴とする請求項12に記載の電磁アクチュエータ。 - 前記固定ホルダに嵌合して固定されると共に導電性材料により形成されたフランジ部材を含む、
ことを特徴とする請求項3ないし13いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。 - 前記可動鉄心と一体的に移動すると共に流体の通路を開閉する弁体を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし14いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。 - 前記固定ホルダは、前記第1ピン状端子及び第2ピン状端子の周りに画定される雄型コネクタを含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の電磁アクチュエータ。 - ガスコンロの立消え時にガスの供給を遮断する立消え安全装置であって、
請求項16に記載の電磁アクチュエータと、
前記電磁アクチュエータの雄型コネクタに接続される雌型コネクタを含む熱電対ユニットと、を含む、
ことを特徴とする立消え安全装置。 - 前記熱電対ユニットは、前記第1ピン状端子に嵌合される第1雌型端子と、前記第2ピン状端子に嵌合される第2雌型端子と、乾電池に接続されるべく前記第1雌型端子から伸長する第1ケーブルと、熱電対と、前記第2雌型端子と前記熱電対を接続する第2ケーブルと、前記固定ホルダと同一電位に接続されるべく前記熱電対から伸長する第3ケーブルとを含む、
ことを特徴とする請求項17に記載の立消え安全装置。
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