JP3493133B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドの発生
する磁界により弁体を移動させて、流体流路を開放した
り遮断したりする電磁弁に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、電磁弁
は、ソレノイドの通電時には、前記ソレノイドに発生す
る吸引力によって弁体が付勢手段の付勢力に抗して吸引
子側に移動し、前記ソレノイドの非通電時には、付勢手
段の付勢力によって前記弁体が吸引子とは反対の方向に
移動する。これにより、流体の流路を開閉したり、流体
の流れ方向を切り換える構成となっている。このような
電磁弁は、例えば冷蔵庫の冷凍サイクルにおいても、従
来より、冷媒の流路を開閉したり流れ方向を切り換えた
りするために冷媒流通パイプの途中部位に設けられてい
る。

【０００３】上記電磁弁においては、所定の設定電圧を
ソレノイドに印加することにより、弁体は瞬時に吸引さ
れる。そのため、弁体は勢いよく吸引子に衝突し、例え
ば、電磁弁から５ｃｍ離れた場所で、８０〜９０ｄＢ
（Ａ）という比較的大きな衝突音が発生する。特に、冷
蔵庫のように屋内に配設される装置においては、弁体の
衝突音が耳障りになることがあり、静音化が望まれてい
た。

【０００４】そこで、本発明の目的は、弁体が吸引子に
衝突するときに発生する音を極力小さくすることができ
る電磁弁を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の電磁
弁は、弁本体と、この弁本体内に弁室を形成するように
軸方向に間隔を存して設けられた第１及び第２の吸引子
と、前記弁室内に軸方向に移動可能に設けられ、前記第
１の吸引子側に移動されることにより流体流路を開放
し、前記第２の吸引子側に移動されることにより流体流
路を閉鎖する弁体と、前記弁体と前記第１の吸引子との
間に設けられ前記弁体を前記第２の吸引子側に付勢する
付勢手段と、前記第１の吸引子に設けられ電圧が印加さ
れることにより発生する磁力により前記弁体を前記付勢
手段の付勢力に抗して前記第１の吸引子側に吸引移動さ
せるソレノイドと、前記ソレノイドに電圧を印加する電
圧印加手段と、この電圧印加手段により前記ソレノイド
に印加される電圧の設定電圧までの立上がり時間を制御
する制御手段とを備え、前記ソレノイドに任意の電圧が
印加されたときに前記第１の吸引子と前記弁体との間に
作用する磁力の前記弁体の移動に伴う変化率よりも、前
記弁体に作用する前記付勢手段による付勢力の前記弁体
の移動に伴う変化率の方が大きくなるように構成したこ
とを特徴とする。

【０００６】弁体に作用する付勢手段の付勢力は、弁体
が第１の吸引子側に近付くにつれて大きくなる。これに
対して、弁体に作用する磁力は、弁体が第１の吸引子側
に近付くにつれて大きくなり、また、ソレノイドの印加
電圧を上げると大きくなる。そして、弁体の移動に伴い
付勢力が変化する割合の方が磁力が変化する割合よりも
大きいと、ソレノイドに任意の電圧を印加することによ
り、付勢力と磁力とが釣り合う弁体の位置を任意に変化
させることができる。具体的には、印加電圧が増加する
と、磁力と付勢力とが釣り合う弁体の位置が第１の吸引
子側に近付く。従って、上記構成によれば、印加電圧の
立上がり時間を任意に制御することにより、弁体が移動
する速さを任意に制御することができる。

【０００７】また、本発明の請求項２の電磁弁は、弁本
体と、この弁本体内に弁室を形成するように軸方向に間
隔を存して設けられた第１及び第２の吸引子と、前記弁
室内に軸方向に移動可能に設けられ、前記第１の吸引子
に当接することにより一方の流体流路を閉鎖すると共に
他方の流体流路を開放し、前記第２の吸引子に当接する
ことにより一方の流体流路を開放すると共に他方の流体
流路を閉鎖する弁体と、前記弁体と前記第１の吸引子と
の間に設けられ前記弁体を前記第２の吸引子側に付勢す
る付勢手段と、前記第１の吸引子に設けられ電圧が印加
されることにより発生する磁力により前記弁体を前記付
勢手段の付勢力に抗して前記第１の吸引子側に吸引移動
させるソレノイドと、前記ソレノイドに電圧を印加する
電圧印加手段と、この電圧印加手段により前記ソレノイ
ドに印加される電圧の設定電圧までの立上がり時間を制
御する制御手段とを備え、前記ソレノイドに任意の電圧
が印加されたときに前記第１の吸引子と前記弁体との間
に作用する磁力の前記弁体の移動に伴う変化率よりも、
前記弁体に作用する前記付勢手段による付勢力の前記弁
体の移動に伴う変化率の方が大きくなるように構成した
ことを特徴とする。

【０００８】この場合も、上記請求項１の発明と同様
に、印加電圧の立上がり時間を任意に制御することによ
り、弁体が移動する速さを任意に制御することができ
る。

【０００９】本発明の請求項３の電磁弁は、弁本体と、
この弁本体内に弁室を形成するように軸方向に間隔を存
して設けられた第１及び第２の吸引子と、前記弁室内に
軸方向に移動可能に設けられ、前記第１或いは第２の吸
引子に当接することにより流体流路を開閉する弁体と、
前記弁体と前記第１の吸引子との間に設けられ前記弁体
を前記第２の吸引子側に付勢する第１の付勢手段と、前
記弁体と前記第２の吸引子との間に設けられ前記弁体を
前記第１の吸引子側に付勢する第２の付勢手段と、前記
第１及び前記第２の吸引子を通る第１及び第２の磁気回
路を形成することにより前記第１の吸引子に前記弁体が
当接した状態及び前記第２の吸引子に前記弁体が当接し
た状態を保持する永久磁石と、前記第１の吸引子に設け
られ電圧が印加されることにより前記第１及び第２の磁
気回路のうちの一方の磁力を強め他方の磁力を弱めるよ
うな磁界を発生するソレノイドと、前記ソレノイドに正
及び負の電圧電位を印加する電圧印加手段と、この電圧
印加手段により前記ソレノイドに印加される電圧の設定
電位までの立上がり時間を制御する制御手段とを備え、
前記ソレノイドに任意の電圧が印加されたときに前記第
１或いは第２の吸引子と前記弁体との間に作用する磁力
の前記弁体の移動に伴う変化率よりも、前記弁体に作用
する前記第１及び第２の付勢手段による付勢力の前記弁
体の移動に伴う変化率の方が大きくなるように構成した
ことを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、ソレノイドに印加する
電圧電位を正と負に切り換えることにより、弁体は第１
の吸引子側或いは第２の吸引子側に移動される。そし
て、この場合も、上記請求項１及び２の発明と同様に、
前記ソレノイドに印加する電圧の立ち上がり時間を任意
に制御することにより、弁体が移動する速さを任意に制
御することができる。また、上記構成では、第１或いは
第２の吸引子に当接した弁体は、永久磁石の磁力によっ
て当接した状態が保持される。そのため、前記ソレノイ
ドには、弁体を移動させる際に通電するだけで済み、省
電力化を図ることができる。

【００１１】更に、上記構成の電磁弁においては、前記
制御手段は、印加電圧の立上がり時間が、弁体が付勢手
段の付勢力に徐々に抗して移動するような比較的長い時
間となるように電圧印加手段を制御するように構成する
と良い（請求項４の発明）。このような構成によれば、
弁体を比較的ゆっくりと移動させることができるので、
電磁弁の動作時に弁体が吸引子に衝突することによって
発生する音を小さく抑えることができる。

【００１２】更にまた、流体流路と弁室とを連通するパ
イプを、弁体の移動方向と直交するように弁本体に設け
ると、弁本体の軸方向の端部にパイプを接続する場合に
比べて、構成を小さくコンパクトにまとめることができ
る（請求項５の発明）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１ないし図７を参照して説明する。本実施例は、冷蔵庫
の冷凍サイクルに適用したものであり、まず、図７を参
照して冷凍サイクルの構成を説明する。

【００１４】この図７に示すように、本実施例の冷蔵庫
においては、冷凍サイクル１は、コンプレッサ２、コン
デンサ３、ドライヤ４、キャピラリチューブ５、冷蔵室
用エバポレータ（以下、Ｒエバポレータという）６、冷
凍室用エバポレータ（以下、Ｆエバポレータという）
７、アキュムレータ８が流体流路たる冷媒流通パイプ９
を介して接続されている。

【００１５】また、前記冷凍サイクル１には、前記キャ
ピラリチューブ５及びＲエバポレータ６に対して流体流
路たるバイパス用の冷媒流通パイプ１０及びキャピラリ
チューブ１１が並列に設けられている。そして、前記冷
媒流通パイプ９とバイパス用の冷媒流通パイプ１０との
分岐部分には、本発明に係る電磁弁１２が設けられてい
る。以下、図１及び図２を参照して電磁弁１２の具体的
構成を説明する。

【００１６】図１は、電磁弁１２の縦断面図、図２は、
正面図である。まず図１に示すように、円筒状をなす非
磁性体、例えば真鍮製の弁本体１３の軸方向両端部に
は、磁性体例えば鉄製の第１及び第２の吸引子１４及び
１５が圧入されている。これにより、弁本体１３の内部
には弁室１６が形成されている。また、前記第１の吸引
子１４のうち弁本体１３の上部に位置する部分にはチュ
ーブ１８が挿入されており、このチューブ１８の外周部
にはボビン１７ａを介してソレノイド１７が装着されて
いる。

【００１７】また、弁本体１３には、軸方向に間隔を存
して３個の孔部１９〜２１が形成されている。これら３
個の孔部１９〜２１のうち真ん中の孔部２０は弁室１６
と連通しており、この孔部２０と対応して弁本体１３の
外周面には入口パイプ２２が接続されている。上方に位
置する孔部１９は、第１の吸引子１４に形成された通路
１４ａを介して前記弁室１６と連通しており、前記孔部
１９に対応して弁本体１３の外周面には第１の出口パイ
プ２３が接続されている。下方に位置する孔部２１は、
第２の吸引子１５に形成された通路１５ａを介して前記
弁室１３と連通しており、前記孔部２１に対応して弁本
体１３の外周面には第２の出口パイプ２４が接続されて
いる。

【００１８】図７に示すように、入口パイプ２２は、ド
ライヤ４に通じる冷媒流通パイプ９の端部に接続されて
いる。また、第１の出口パイプ２３は、バイパス用の冷
媒流通パイプ１０の端部に接続されており、第２の出口
パイプ２４は、Ｒエバポレータ６に通じる冷媒流通パイ
プ９の端部に接続されている。

【００１９】また、図１に示すように、第１の吸引子１
４の弁室１６側の端部は凸状をなしており、その端部に
は前記通路１４ａの開口縁部に位置して非磁性体、例え
ば真鍮製の弁座２５が固定されている。更に、第２の吸
引子１５の弁室１６側の端部は凸状をなしており、その
端部には前記通路１５ａの開口縁部に位置して非磁性
体、例えば真鍮製の弁座２６が固定されている。

【００２０】一方、前記弁室１６内には、磁性体、例え
ば鉄製の弁体２７が軸方向（図１において上下方向）に
移動可能に配設されている。この弁体２７と第１及び第
２の吸引子１４及び１５との間には、それぞれ付勢手段
としての第１及び第２のコイルばね２８及び２９が設け
られており、これら第１及び第２のコイルばね２８及び
２９のスプリング力（付勢力）により、弁体２７は上方
及び下方に略等しく付勢されるように構成されている。

【００２１】そして、詳しくは後の作用説明にて明らか
となるように、前記コイルばね２８及び２９のスプリン
グ力に抗する力で弁体２７を第１の吸引子１４側に押す
力が作用すると、弁体２７は第１の吸引子１４側に移動
されて通路１４ａを閉鎖するようになっている。また、
前記コイルばね２８及び２９のスプリング力に抗する力
で弁体２７を第２の吸引子１５側に押す力が作用する
と、前記弁体２７は第２の吸引子１５側に移動されて通
路１５ａを閉鎖するようになっている。

【００２２】ちなみに、弁体２７は横断面の形状が例え
ば六角形状をなしており、弁本体１３との間には隙間が
生ずるように構成されている。そのため、入口パイプ２
２から流れてきた冷媒はその隙間を通って弁室１６内に
流入するように構成されている。

【００２３】尚、前記弁体２７の軸方向両端部には、例
えば鉄製のボール３０及び３１が配設されている。これ
らボール３０，３１の間には、付勢手段としてのボール
用コイルばね３２が設けられており、このコイルばね３
２の弾発力により、弁体２７が第１及び第２の吸引子１
４及び１５に当接したとき、ボール３０，３１が弁座２
５，２６に当接し、通路１４ａ，１５ａを気密に閉鎖す
るように構成されている。

【００２４】また、図２に示すように、弁本体１３及び
ソレノイド１７の周囲には、略矩形枠状をなす鉄製のハ
ウジング３３が設けられている。このハウジング３３
は、Ｕ字状部材３３ａと、このＵ字状部材３３ａの端部
に連結された板状部材３３ｂとから構成されている。そ
して、前記ハウジング３３の上辺部の略中央部に第１の
吸引子１４の上端部が連結されており、前記ハウジング
３３の下辺部の略中央部に第２の吸引子１５の下端部が
連結されている。

【００２５】更に、前記ハウジング３３には、前記弁本
体１３を挟むように配置された２個の永久磁石３４，３
４が固定されている。この永久磁石３４は、ハウジング
３３側の端部がＮ極、弁本体１３側の端部がＳ極となる
ように配設されている。これにより、永久磁石３４，ハ
ウジング３３，第１の吸引子１４，弁体２７，永久磁石
３４からなる磁気回路と、永久磁石３４，ハウジング３
３，第２の吸引子１５，弁体２７，永久磁石３４からな
る磁気回路が形成される。

【００２６】そして、このとき、前記永久磁石３４の磁
力は、第１或いは第２の吸引子１４或いは１５に弁体２
７が当接したとき、第１及び第２のコイルばね２８及び
２９のスプリング力に抗してその当接状態を保持するこ
とができるように設定されている。

【００２７】ところで、前記永久磁石３４は、永久磁石
３４からハウジング３３を介した第１の吸引子１４まで
の距離に比べて、永久磁石３４からハウジング３３を介
した第２の吸引子１５までの距離の方が短くなるように
配置されている。そのため、ハウジング３３が一部品か
ら構成されている場合には、第２の吸引子１５の方が第
１の吸引子１４よりも強い磁極が現れる。しかし、本実
施例では、ハウジング３３をＵ字状部材３３ａと板状部
材３３ｂとから構成すると共に、これら両部材３３ａ，
３３ｂの連結部位が、永久磁石３４と第２の吸引子１５
との間に位置するように構成した。これにより、第１及
び第２の吸引子１４及び１５に生じる磁極の強さは略等
しくなるように構成されている。

【００２８】さて、図３は、本実施例にかかる冷蔵庫の
電気的構成を機能ブロックの組み合わせにて示す図であ
る。この図３において、制御手段たる制御装置３５は、
例えばマイクロコンピュータを主とした回路から構成さ
れており、冷蔵室の温度を検出するＲ温度センサ３６、
冷凍室の温度を検出するＦ温度センサ３７が接続されて
いる。また、前記制御装置３５には、Ｒエバポレータ６
の温度を検出するＲエバポレータ用温度センサ３８、Ｆ
エバポレータ７の温度を検出するＦエバポレータ用温度
センサ３９が接続されている。

【００２９】更に、前記制御装置３５には、コンプレッ
サ２、Ｒエバポレータ６用の冷却ファンモータ４０、Ｆ
エバポレータ７用の冷却ファンモータ４１、電磁弁１２
が駆動回路４２を介して接続されている。これら各機構
は、前記制御装置３５に記憶された制御プログラム及び
上記各温度センサ３６〜３９からの入力信号に基づいて
制御されるように構成されている。

【００３０】このとき、前記制御装置３５は、駆動回路
４２が電磁弁１２のソレノイド１７に電圧を印加すると
き、その電圧が所定の設定電圧に達するまでの立上がり
時間Ｔ１を比較的長く、具体的には約５秒とするように
構成されている。従って、前記駆動回路４２は電圧印加
手段として機能する。この場合、上記立上がり時間Ｔ１
は、次のような考え方に基づいて設定されている。

【００３１】図４は、上記構成の電磁弁１２における弁
体２７の位置とスプリング力及び磁力の関係を示す特性
図である。ここで、弁体２７の位置とは、第１の吸引子
から弁体２７までの距離を示している。具体的には、
「０．４５ｍｍ」のとき、弁体２７は第１の吸引子及び
第２の吸引子１４及び１５から等距離の位置（以下、中
立位置とする）にある。また、「０．４ｍｍ」は、弁体
２７のボール３０が弁座２５に当接した状態を示し、
「０．４〜０ｍｍ」のとき、ボール３０が徐々に弁体２
７内に落ち込みつつ弁体２７は第１の吸引子１４に近付
く。そして、「０ｍｍ」のとき、弁体２７と第１の吸引
子１４とは略完全に密着する。

【００３２】また、スプリング力は、第１及び第２のコ
イルばね２８及び２９、ボール用コイルばね３２の合成
スプリング力であり、直線Ａで示している。また、前記
磁力は、永久磁石３４及びソレノイド１７によって磁化
された第１の吸引子１４と弁体２７との間に作用する合
成磁力であり、曲線Ｂ１〜Ｂ７で示している。尚、曲線
Ｂ１〜Ｂ７は、それぞれ前記ソレノイド１７の印加電圧
の大きさが０，２，４，６，８，１０，１２Ｖであると
きの合成磁力を示している。そして、本実施例において
は、図４に示すように、スプリング力を示す直線Ａの傾
きが、磁力を示す曲線Ｂ１〜Ｂ７の傾きよりも大きくな
るようなコイルばね２８，２９が採用されている。

【００３３】上記したように、弁体２７は、第１及び第
２のコイルばね２８及び２９により中立位置に保持され
るように構成されている。そのため、弁体２７が第１の
吸引子１４に近付く方向に移動すると（即ち、弁体２７
の位置が「０」に近付くと）、その移動量に比例して弁
体２７を中立位置に引き戻そうとする力が作用する。従
って、弁体２７の位置が「０」に近付くにつれてスプリ
ング力は大きくなる。

【００３４】一方、第１の吸引子１４と弁体２７との間
に作用する磁力は、第１の吸引子１４と弁体２７との距
離の２乗に反比例する。また、第１の吸引子１４と弁体
２７との間に作用する磁力は、ソレノイド１７に印加す
る電圧の大きさに応じて大きくなる。このとき、上記ス
プリング力を示す直線Ａの傾きが、磁力を示す曲線Ｂ１
〜Ｂ７の傾きよりも大きいため、図４に示すように、直
線Ａは曲線Ｂ１〜Ｂ７と交差する。この交点（図４にお
いてＣ１〜Ｃ７にて示す）は、スプリング力と磁力とが
釣り合っていることを示している。例えば印加電圧が８
Ｖのとき、弁体２７が第１の吸引子１４から０．２ｍｍ
のところに位置するときに磁力とスプリング力とが釣り
合う。

【００３５】また、弁体２７を第１の吸引子１４に当接
させるために必要な印加電圧、即ち設定電圧は、図４か
ら１２Ｖとなる。しかし、印加電圧を瞬時で１２Ｖに立
ち上げると、弁体２７は一気に第１の吸引子１４まで移
動されるため、弁体２７は勢いよく第１の吸引子１４に
衝突し、その結果、比較的大きな音が発生する。

【００３６】これに対して、まず、ソレノイド１７に２
Ｖの電圧を印加すると、磁力がスプリング力を上回る交
点Ｃ２の位置まで弁体２７は移動する。そして、弁体２
７が交点Ｃ２の位置に達すると、磁力とスプリング力が
釣り合うためその位置に弁体２７は保持される。次に、
ソレノイド１７の印加電圧を４Ｖに上げると、再び磁力
がスプリング力よりも上回るため、弁体２７は、直線Ａ
と曲線Ｂ３との交点ｃ３の位置まで移動する。以下、同
様にして印加電圧を１２Ｖまで順次上げていくことによ
り、弁体２７を次の交点まで移動させることができ、最
終的に弁体２７は第１の吸引子１４に当接する。

【００３７】即ち、位置に応じて弁体２７に作用するス
プリング力を磁力がやや上回るようにソレノイド１７の
印加電圧を徐々に上げていくと、言い換えると、印加電
圧が１２Ｖになるまでの立上がり時間Ｔ１を長くする
と、弁体２７はスプリング力に徐々に抗しながら第１の
吸引子１４側に移動する。

【００３８】一方、立上がり時間Ｔ１が長すぎると、消
費電力が多くなり、ソレノイド１７が発熱して温度上昇
するという欠点がある。そこで、本実施例においては、
上記立上がり時間Ｔ１を約５秒に設定している。本発明
者の調査によれば、立上がり時間Ｔ１が５秒のとき、弁
体２７が第１の吸引子１４に衝突する際に発生する音
は、電磁弁１２から５ｃｍ離れた場所で約５０〜６０ｄ
ｂ（Ａ）であり、従来の８０〜９０ｄＢ（Ａ）に比べて
小さく抑えることができる。尚、ここでは、弁体２７が
第１の吸引子１４側に移動する場合について説明した
が、第２の吸引子１５側に移動する場合も同様である。

【００３９】次に上記構成の作用について図６を参照し
て説明する。まず、初期状態においては、図６（ａ）に
示すように、弁体２７は第２の吸引子１５に当接してい
るものとする。このとき、ソレノイド１７に電圧は印加
されていないが、永久磁石３４の磁力により第２の吸引
子１５と弁体２７とが当接した状態が保持されている。
尚、永久磁石３４により発生する磁界を矢印Ｐ１及びＰ
２で示す。

【００４０】今、コンプレッサ２が運転中にあるとする
と、弁体２７が第２の吸引子１５に当接していることに
より、入口パイプ２２を介して弁室１６内に供給された
コンデンサ３からの冷媒は、第１の出口パイプ２３から
バイパス用の冷媒流通パイプ１０を介してキャピラリチ
ューブ１１、Ｆエバポレータ７へ供給される。

【００４１】この状態で、Ｒエバポレータ用温度センサ
３８の検出温度が設定温度を上回ると、制御装置３５は
駆動回路４２を制御してソレノイド１７に電圧を印加す
る。このとき、ソレノイド１７には、図６（ｂ）に矢印
Ｑ１で示す向きの磁界を発生させるような向きの電流が
流れるように構成されており、例えば図５（ａ）に示す
ような波形の電圧が印加される。そのため、図６（ａ）
に示した永久磁石３４により生じる磁界Ｐ１，Ｐ２のう
ち、第１の吸引子１４を通る磁界Ｐ１は強められ、第２
の吸引子１５を通る磁界Ｐ２は弱められる。この結果、
弁体２７は第１の吸引子１４側に移動する。

【００４２】このとき、印加電圧が１２Ｖになるまでの
立上がり時間Ｔ１は約５秒となるように設定されている
ため、弁体２７は徐々に第１の吸引子１４側に移動され
る。そして、印加電圧が１２Ｖに達すると弁体２７は第
１の吸引子１４に当接する。また、印加電圧は、１２Ｖ
のまま約１秒間ホールドされた後、オフされる。

【００４３】すると、電磁弁１２には、再び永久磁石３
４による矢印Ｐ１，Ｐ２方向の磁界が発生し、図６
（ｃ）に示すように、弁体２７は第１の吸引子１４に当
接した状態が保持される。この結果、第１の吸引子１４
の通路１４ａが遮断され、弁室１６内の冷媒は第２の出
口パイプ２４から冷媒流通パイプ９を介してＲエバポレ
ータ６及びＦエバポレータ７に供給される。

【００４４】そして、Ｒエバポレータ用温度センサ３８
の検出温度が設定温度を下回ると、制御装置３５は駆動
回路４２を制御してソレノイド１７に電圧を印加する。
このとき、ソレノイド１７には、弁体２７を第１の吸引
子１４側に移動させたときと逆向きの電圧、即ち、図５
（ｂ）に示すような波形の電圧が印加される。従って、
図６（ｄ）に示すように矢印Ｑ２で示す向きの磁界が発
生する。そのため、永久磁石３４により生じる磁界Ｐ
１，Ｐ２のうち第１の吸引子１４を通る磁界Ｐ１は弱め
られ、第２の吸引子１５を通る磁界Ｐ２は強められる。
この結果、弁体２７は第２の吸引子１５側に移動する。

【００４５】このときも、電圧の立上がり時間Ｔ１は約
５秒に設定されており、従って、弁体２７は徐々に第２
の吸引子１５側に移動される。そして、ソレノイド１７
の印加電圧が１２Ｖに達し、弁体２７が第２の吸引子１
５に当接すると、その電圧は約１秒間ホールドされた
後、オフされる。

【００４６】このような本実施例によれば、ソレノイド
１７の印加電圧の立上がり時間Ｔ１を５秒に設定し、弁
体２７を第１及び第２の吸引子１４及び１５側に比較的
ゆっくり移動させるように構成したので、弁体２７と第
１或いは第２の吸引子１４或いは１５との衝突音を小さ
く抑えることができる。

【００４７】しかも、本実施例においては、永久磁石３
４により生じる磁界により、ソレノイド１７に電圧を印
加しなくても弁体２７が第１，第２の吸引子１４，１５
と当接した状態が保持されるように構成した。そのた
め、冷媒の流れ方向を切り換える際にのみ、即ち、弁体
２７を移動させるときにだけソレノイド１７に電圧を印
加すれば良く、省電力化を図ることができる。

【００４８】ところで、出口パイプ２３，２４を弁体２
７の移動方向と同じ方向に延びるように第１及び第２の
吸引子１４及び１５に設けると、電磁弁１２全体の軸方
向寸法が長くなる。しかし、本実施例においては、第
１，第２の出口パイプ２３，２４を弁体２７の移動方向
と直交するように弁本体１３の外周面に設けたので、電
磁弁１２の構成を小さくコンパクトにまとめることがで
きる。

【００４９】図８ないし図１１は、本発明の第２の実施
例を示しており、上記第１の実施例と異なるところを説
明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付
している。まず、本実施例の冷凍サイクル１は、図１１
に示すように構成されている。即ち、電磁弁５０は冷媒
流通パイプ９の途中部位に設けられた二方弁から構成さ
れている。具体的には、図８及び図９に示すように、弁
本体１３には、弁室１６と連通する孔部が設けられてお
り、この孔部に対応して弁本体１３の外周面に入口パイ
プ２２が接続されている。この入口パイプ２２は、ドラ
イヤ４の出口側に連通する冷媒流通パイプ９の端部に接
続されている。また、第２の吸引子１５には、弁室１６
に向かって軸方向に延びる通路１５ａが設けられてお
り、この通路１５ａに対応して第２の吸引子１５の端面
部には出口パイプ５１が設けられている。この出口パイ
プ５１は、キャピラリチューブ５の入口側に連通する冷
媒流通パイプ９の端部に接続されている。

【００５０】これに対して、弁体２７の軸方向両端部の
うち、第２の吸引子１５側の端部には、ボール５２が固
定されている。この場合、前記弁体２７内を軸方向に貫
通する貫通孔２７ａ内に前記ボール５２は配設されてお
り、前記貫通孔２７ａ内にはボール５２を固定するため
のシール部材２７ｂが圧入されている。

【００５１】上記構成の電磁弁５０においては、弁体２
７の位置と、磁力及びスプリング力との関係は図１０に
示すようになっている。尚、その他の構成は第１の実施
例の電磁弁１２と略同一であるため、説明を省略する。

【００５２】本実施例においては、弁体２７が第１の吸
引子１４側に移動されると、第２の吸引子１５の通路１
５ａが開放されるため、弁室１６内の冷媒は、出口パイ
プ５１を介してキャピラリチューブ５、Ｒエバポレータ
６、Ｆエバポレータ７へ供給される。一方、弁体２７が
第２の吸引子１５側に移動されてボール５２が第２の吸
引子１５の弁座２６に当接すると、通路１５ａが閉鎖さ
れる。そのため、出口パイプ５１と入口パイプ２２との
流通が遮断され、コンデンサ３からの冷媒は、バイパス
用の冷媒流通パイプ１０を介してキャピラリチューブ１
１、Ｆエバポレータ７へ供給される。

【００５３】従って、このような構成の本実施例におい
ても、上記第１の実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。尚、本実施例においては、出口パイプ５１を第
２の吸引子１５に設けたが、上記第１の実施例と同様
に、出口パイプ５１を弁本体１３の外周面に接続するよ
うに構成することも良い構成である。この場合も、電磁
弁５０全体の軸方向寸法を短くすることができる。

【００５４】また、上記第１及び第２の実施例において
は、ソレノイド１７に電圧を印加しなくても永久磁石３
４により弁体２７が第１及び第２の吸引子１４及び１５
に当接した状態を保持する、いわゆる自己保持形の電磁
弁について説明した。これに対して、図１２及び図１３
に示す第３の実施例のように、自己保持用の永久磁石を
有さない電磁弁６１においても、弁体２７の衝突音を小
さく抑えることができる。

【００５５】即ち、上記電磁弁６１においては弁体２７
と第１の吸引子１４との間にのみ付勢手段としてのコイ
ルばね６２が配設されている。そして、上記電磁弁６１
においては、ソレノイド１７の通電時には、前記コイル
ばね６２のスプリング力に抗して弁体２７は第１の吸引
子１４に吸引され、通路１５ａを開放する。一方、ソレ
ノイド１７の非通電時には、コイルばね６２のスプリン
グ力により弁体２７は反発して第２の吸引子１５に当接
し、通路１５ａを閉鎖する。即ち、前記通路１５ａを開
放している間、前記ソレノイド１７に通電される。

【００５６】従って、本実施例においても、ソレノイド
１７に印加する電圧の立上がり時間Ｔ１を上記第１及び
第２の実施例と同様に約５秒と長くすることにより、弁
体２７を徐々に第１の吸引子１４側に移動させることが
できる。ちなみに、ソレノイド１７を断電する場合、印
加電圧を瞬時に「０」まで下げても第１の吸引子１４に
残る残留磁気により、弁体２７は一気に第２の吸引子１
５側に移動することがない。ただし、この場合も、印加
電圧の立ち下がり時間を従来よりも長くすると弁体２７
が第２の吸引子１５に衝突する際の音を小さくすること
ができる。

【００５７】尚、本実施例においては、二方弁からなる
電磁弁について説明したが、三方弁の場合も同様であ
る。また、上記第３の実施例においては、ハウジング３
３を省略することも可能である。

【００５８】更に、上記第１及び第２の実施例において
は、永久磁石３４により第１及び第２の吸引子１４及び
１５に生じる磁極の強さが略等しくなるように構成し
た。しかし、第１及び第２の吸引子１４及び１５に生じ
る磁極の強さが等しくなくても、印加電圧の大きさを調
節することにより、弁体２７を移動させることができ
る。更にまた、永久磁石３４は、ハウジング３３側の端
部がＳ極、弁本体１３側の端部がＮ極となるように配置
しても良い。

【００５９】また、本発明は、上記した実施例に限定さ
れるものではなく、例えば冷凍サイクルに限らずその他
の流体流路に設けられる電磁弁にも広く適用できる等、
その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の電磁弁は、電圧印加手段によってソレノイドに印加さ
れる電圧の設定電圧までの立上がり時間を制御する制御
手段を備え、ソレノイドに任意の電圧が印加されたとき
に第１の吸引子と弁体との間に作用する磁力の前記弁体
の移動に伴う変化率よりも、前記弁体に作用する付勢力
の前記弁体の移動に伴う変化率の方が大きくなるように
構成したので、印加電圧の立上がり時間を比較的長くし
て、弁体を徐々に第１の吸引子或いは第２の吸引子側に
移動させることにより、弁体が第１の吸引子や第２の吸
引子に衝突するときに発生する音を小さく抑えることが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、図２中、Ｘ−Ｘ
線に沿う電磁弁の縦断面図

【図２】電磁弁の正面図

【図３】冷蔵庫の電気的構成を機能ブロックの組み合わ
せにて示す図

【図４】弁体の位置とスプリング力及び磁力との関係を
示す特性図

【図５】ソレノイドに印加される電圧の波形図

【図６】電磁弁の動作を説明するための図

【図７】冷凍サイクル構成図

【図８】本発明の第２の実施例を示す図１相当図（図９
中、Ｙ−Ｙ線に沿う縦断面図）

【図９】図２相当図

【図１０】図４相当図

【図１１】図６相当図

【図１２】本発明の第３の実施例を示す図１相当図（図
１３中、Ｚ−Ｚ線に沿う縦断面）

【図１３】図２相当図

【符号の説明】

図中、９は冷媒流通パイプ（流体流路）、１１はバイパ
ス用の冷媒流通パイプ（流体流路）、１２，５０，６１
は電磁弁、１３は弁本体、１４は第１の吸引子、１５は
第２の吸引子、１６は弁室、１７はソレノイド、２２は
入口パイプ、２３は第１の出口パイプ、２４は第２の出
口パイプ、２７は弁体、２８は第１のコイルばね（付勢
手段）、２９は第２のコイルばね（付勢手段）、３２は
ボール用コイルばね（付勢手段）、３４は永久磁石、３
５は制御装置（制御手段）、４２は駆動回路（電圧印加
手段）、５１は出口パイプ、６２はコイルばね（付勢手
段）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−147209（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−123005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288784（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−35757（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−198879（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−75780（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−9045（ＪＰ，Ｕ) 実公 平６−14412（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平６−33266（ＪＰ，Ｙ２) 独国特許出願公開3718490（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11 H01F 7/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体と、 この弁本体内に弁室を形成するように軸方向に間隔を存
   して設けられた第１及び第２の吸引子と、 前記弁室内に軸方向に移動可能に設けられ、前記第１の
   吸引子側に移動されることにより流体流路を開放し、前
   記第２の吸引子に当接することにより流体流路を閉鎖す
   る弁体と、前記弁体と前記第１の吸引子との間に設けられ前記弁体
   を前記第２の吸引子側に付勢する付勢手段と、 前記第１の吸引子に設けられ電圧が印加されることによ
   り発生する磁力により前記弁体を 前記付勢手段の付勢力
   に抗して前記第１の吸引子側に吸引移動させるソレノイ
   ドと、 前記ソレノイドに電圧を印加する電圧印加手段と、 この電圧印加手段により前記ソレノイドに印加される電
   圧の設定電圧までの立上がり時間を制御する制御手段と
   を備え、 前記ソレノイドに任意の電圧が印加されたときに前記第
   １の吸引子と前記弁体との間に作用する磁力の前記弁体
   の移動に伴う変化率よりも、前記弁体に作用する前記付
   勢手段による付勢力の前記弁体の移動に伴う変化率の方
   が大きくなるように構成したことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 弁本体と、 この弁本体内に弁室を形成するように軸方向に間隔を存
   して設けられた第１及び第２の吸引子と、 前記弁室内に軸方向に移動可能に設けられ、前記第１の
   吸引子に当接することにより一方の流体流路を閉鎖する
   と共に他方の流体流路を開放し、前記第２の吸引子に当
   接することにより一方の流体流路を開放すると共に他方
   の流体流路を閉鎖する弁体と、前記弁体と前記第１の吸引子との間に設けられ前記弁体
   を前記第２の吸引子側に付勢する付勢手段と、 前記第１の吸引子に設けられ電圧が印加されることによ
   り発生する磁力により 前記弁体を 前記付勢手段の付勢力
   に抗して前記第１の吸引子側に吸引移動させるソレノイ
   ドと、 前記ソレノイドに電圧を印加する電圧印加手段と、 この電圧印加手段により前記ソレノイドに印加される電
   圧の設定電圧までの立上がり時間を制御する制御手段と
   を備え、 前記ソレノイドに任意の電圧が印加されたときに前記第
   １の吸引子と前記弁体との間に作用する磁力の前記弁体
   の移動に伴う変化率よりも、前記弁体に作用する前記付
   勢手段による付勢力の前記弁体の移動に伴う変化率の方
   が大きくなるように構成したことを特徴とする電磁弁。
3. 【請求項３】 弁本体と、 この弁本体内に弁室を形成するように軸方向に間隔を存
   して設けられた第１及び第２の吸引子と、 前記弁室内に軸方向に移動可能に設けられ、前記第１或
   いは第２の吸引子に当接することにより流体流路を開閉
   する弁体と、 前記弁体と前記第１の吸引子との間に設けられ前記弁体
   を前記第２の吸引子側に付勢する第１の付勢手段と、 前記弁体と前記第２の吸引子との間に設けられ前記弁体
   を前記第１の吸引子側に付勢する第２の付勢手段と、 前記第１及び前記第２の吸引子を通る第１及び第２の磁
   気回路を形成することにより前記第１の吸引子に前記弁
   体が当接した状態及び前記第２の吸引子に前記弁体が当
   接した状態を保持する永久磁石と、 前記第１の吸引子に設けられ電圧が印加されることによ
   り前記第１及び第２の磁気回路のうちの一方の磁力を強
   め他方の磁力を弱めるような磁界を発生するソレノイド
   と、 前記ソレノイドに正及び負の電圧電位を印加する電圧印
   加手段と、 この電圧印加手段により前記ソレノイドに印加される電
   圧の設定電位までの立上がり時間を制御する制御手段と
   を備え、 前記ソレノイドに任意の電圧が印加されたときに前記第
   １或いは第２の吸引子と前記弁体との間に作用する磁力
   の前記弁体の移動に伴う変化率よりも、前記弁 体に作用
   する前記第１及び第２の付勢手段による付勢力の前記弁
   体の移動に伴う変化率の方が大きくなるように構成した
   ことを特徴とする 電磁弁。
4. 【請求項４】 制御手段は、印加電圧の立上がり時間
   が、弁体が付勢手段の付勢力に徐々に抗して移動するよ
   うな比較的長い時間となるように電圧印加手段を制御す
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   の電磁弁。
5. 【請求項５】 流体流路と弁室とを連通するパイプは、
   弁体の移動方向と直交するように弁本体に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
   の電磁弁。