JP3605628B2 - 電磁弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水等の流体の流路に設置して、パイロット弁座を開閉するパイロット弁の連動により主弁座の開閉を行うダイヤフラム弁を有するパイロット式電磁弁に係るものであり、詳しくは磁石の磁力でパイロット弁の自己保持が可能なラッチ形パイロット式電磁弁において、可動鉄心と、磁石と結合している固定鉄心との吸引力を規定値にすることができる磁石の磁力分流調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭用電気機器（例えば、全自動洗濯機、食器洗い乾燥機等）等に搭載されているラッチ形パイロット式電磁弁（以下、ラッチ弁という。）には、流入口、流入室、主弁座、流出口、第二背圧室流出口を有する樹脂成形部材（例えば、ＰＰ樹脂）の弁本体に、該主弁座を閉塞するようにダイヤフラム弁を設置し、該ダイヤフラム弁には圧縮コイルスプリング（Ａ）を載上して、該弁本体にダイヤフラム弁のダイヤフラムの水密パッキン部を押圧するように、パイロット弁座体外周部に水密パッキン（例えば、Ｏリング）を環装したパイロット弁座体で押圧し、さらに該パイロット弁座体を押圧するように、ソレノイドで押止めたものにおいて、該ソレノイドはコイルボビン内周部に水密パッキン（例えば、Ｏリング）を環装した樹脂成形部材（例えば、ＰＢＴ樹脂）のコイルボビンと、磁石（例えば、円柱形状のフェライト）と、該弁本体に固定される磁性体（例えば、鉄）のソレノイドヨーク（Ａ）と、該ソレノイドヨーク（Ａ）と継合される磁性体（例えば、鉄）のソレノイドヨーク（Ｂ）とからなり、該コイルボビン内周には磁性体（例えば、鉄）の略中空円柱形状の可動鉄心に、磁性体（例えば、鉄）又は非磁性体（例えば、アルミ、ＡＢＳ樹脂）のＩ形プランジャを挿入し、該Ｉ形プランジャに弾性部材（例えば、シリコンゴム）のパイロット弁体が固定されたパイロット弁と、該Ｉ形プランジャを常時弾性付勢するコイルスプリング（Ｂ）とを収納し、水密パッキン（例えば、Ｏリング）を環装した磁性体（例えば、鉄）の固定鉄心で該コイルボビン内周部を閉塞し、該コイルボビンの外周には銅線（例えば、エナメル線）で端子片に接続したコイルを巻装し、該固定鉄心と該ソレノイドヨーク（Ｂ）との間には該磁石を装着し、該ソレノイドヨーク（Ｂ）と、該ソレノイドヨーク（Ａ）とを継合したものであり、該ダイヤフラム弁は弾性部材（例えば、シリコンゴム）の軟質ダイヤフラムに設けられた小穴と大穴に、樹脂成形部材（例えば、ＰＯＭ樹脂）の硬質ディスクの片面に設けられた小突起と大突起を嵌挿することにより結合していて、該ダイヤフラム弁の外周部には該小突起が飛び出ていて、該小突起には流入室と第一背圧室とを貫通するサイド孔を備え、該ダイヤフラム弁の略中央部には該大突起が飛び出ていて、該大突起の外周部に整流羽根を備え、パイロット弁座体の外周部には第一背圧室と第二背圧室とを貫通するバイパス孔を備え、該パイロット弁座体の略中央部には中突起状のパイロット弁座が飛び出ていて、該パイロット弁座には第二背圧室と第二背圧室流出口とを貫通する排水孔を備えるものが知られている。
【０００３】
前記のラッチ弁の給水（流路開通）動作は次のように行われる。
ソレノイドに規定の正電流を流すと、該ソレノイドの内側に設置されたコイルボビン内の略中央部に可動鉄心が、磁石と結合している固定鉄心に吸引されて、パイロット弁座体のパイロット弁座を閉塞していたＩ形プランジャに固定されていたパイロット弁が離れる。すると、流入室の流体はダイヤフラム弁のサイド孔から第一背圧室に流入し、第一背圧室の流体はバイパス孔からコイルボビン内（第二背圧室）に流入し、第二背圧室の流体はパイロット弁座体の排水孔から第二背圧室流出口を通り、流出口に流出する。この通路が開通されると、流入室の流体の圧力でダイヤフラム弁が主弁座から浮遊し、流体の大部分は、流入口、主弁座、流出口の主流路を通り流出する。
尚、ソレノイドに流していた規定の正電流を遮断しても、磁石の磁力により、該可動鉄心は該固定鉄心に吸引された状態が保持される。
【０００４】
次に、前記のラッチ弁の止水（流路閉塞）動作は次のように行われる。
ソレノイドに規定の負電流を流すと、該ソレノイドの内側に設置されたコイルボビン内の略中央部に可動鉄心が、磁石と結合している固定鉄心と反発し、さらにＩ形プランジャを押圧しているコイルスプリング（Ｂ）の力により、該パイロット弁がパイロット弁座を閉塞する。すると、ダイヤフラム弁のサイド孔からコイルボビン内に流入している流体は行き場を無くして、流体圧の上昇により主弁座から浮遊していたダイヤフラム弁を主弁座に押圧するようになる。そして、主弁座がダイヤフラム弁で閉塞されて止水される。
尚、ソレノイドに流していた規定の負電流を遮断しても、該コイルスプリング（Ｂ）の力により、該パイロット弁がパイロット弁座を閉塞する状態が保持される。
【０００５】
さて、前記のラッチ弁においては、通常は乾電池駆動なので、例えば、コイル電圧はＤＣ６Ｖ、作動回数１万回、１回の作動時のＯＮ電流（規定コイル電圧で規定ソレノイド正電流を規定印加時間のみコイルに流す電流をいう。）又はＯＦＦ電流（規定コイル電圧で規定ソレノイド負電流を規定印加時間のみコイルに流す電流をいう。）は３００〜８００ｍＡ、印加時間は２秒以内といったように、限定されている設計条件での該ＯＮ電流又はＯＦＦ電流により、規定の吸引力で規定の作動が行われるものとして設計するが、使用する磁石の磁力にはバラツキがあり、可動鉄心と、磁石と結合している固定鉄心との吸引力が規定値から外れたものも存在するために、作動不良が発生するものが僅かであるがあった。又コスト的に、例えば、可動鉄心の作動不良検出手段、信号等のフィードバック手段及び印加時間延長手段等を搭載することができないので、作動不良を改善或いは防止することができない。
【０００６】
吸引力を最適にする手段として、例えば、実開平６−１９５４号公報等で開示されているように、厚みの違う非磁性体を入れ換えて、磁石と固定鉄心との間に挿入して磁気抵抗を変化させる技術が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、厚みの違う非磁性体を入れ換えて吸引力を最適にする手段においては、量産には適さない（例えば、数十種類の厚みの違う非磁性体を用意しなければならない。吸引力測定に時間を要す。）ので、コスト高となるおそれがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コストを抑えるために、全数のラッチ弁が、同一部品を使用でき、同一工程で組立ができ、試験検査工程では単に螺子等を回動させるだけで、磁石の磁力分流調整ができると共に、短時間で容易に規定の吸引力が設定できるものを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のラッチ弁においては、磁石の磁力分流調整機構として、該磁石が装着されている該ソレノイドヨーク（Ｂ）の略中央部に設けられたスリットから挿入し、該コイルボビンと該磁石の周壁部との間に収納され、固定鉄心軸線方向へ接離動可能な可動ヨークをソレノイドヨーク（Ｂ）に設けたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の一実施例においては、磁石に中空円柱形状のものを使用し、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４側にＮ極が、固定鉄心６７側にＳ極がくるように配設したものである。
図１は本発明の一実施例の中空円柱形状磁石７０の磁力分流調整機構を搭載するソレノイド８０の組立完了後の要部部分拡大正面断面図である。
図３は本発明の一実施例の中空円柱形状磁石７０の磁力分流調整機構を搭載するラッチ形パイロット式電磁弁１０の試験検査完了後の正面断面図であり、図２は図３のソレノイド８０の要部部分拡大正面断面図である。
【００１１】
流入口１１と、流入室１２と、主弁座１３と、流出口１４と、第二背圧室流出口１５とを有する弁本体１６に、該主弁座１３を閉塞するように、流入する流体圧で変位可能なダイヤフラム弁２０を設置し、該ダイヤフラム弁２０には圧縮コイルスプリング（Ａ）２６（不図示）を載上して、該弁本体１６にダイヤフラム弁２０のダイヤフラム３０の水密パッキン部３１を押圧するように、パイロット弁座体４０の外周部に水密パッキン４１を環装したパイロット弁座体４０で押圧し、さらに該パイロット弁座体４０を押圧するように、ソレノイド８０で押止めた。
【００１２】
該ダイヤフラム弁２０は、ダイヤフラム３０に設けられた小穴３２と大穴３３に、ディスク２１の片面に設けられた小突起２２と大突起２３を嵌挿することにより結合していて、該ダイヤフラム弁２０の外周部には該小突起２２が飛び出ていて、該小突起２２には流入室１２と第一背圧室４３とを貫通するサイド孔２４を備え、該ダイヤフラム弁２０の略中央部には該大突起２３が飛び出ていて、該大突起２３の外周部に整流羽根２５を備える。
【００１３】
該パイロット弁座体４０の外周部には、第一背圧室４３と第二背圧室４４とを貫通するバイパス孔４５を備え、該パイロット弁座体４０の略中央部には中突起状のパイロット弁座４６が飛び出ていて、該パイロット弁座４６には第二背圧室４４と第二背圧室流出口１５とを貫通する排水孔４７を備える。
【００１４】
コイルボビン５０は、該パイロット弁座体４０と嵌合する部分においては、コイルボビン５０内周部に水密パッキン５１を環装する。ソレノイドヨーク（Ｂ）８４に設けられたコイルボビン固定穴８７と嵌合する部分においては、コイルボビン５０端面に１個又は複数個の凸部５２を有する。該コイルボビン５０内周には可動鉄心６３と、Ｉ形プランジャ６４にパイロット弁体６１が固定されたパイロット弁６０と、Ｉ形プランジャ６４を常時弾性付勢するコイルスプリング（Ｂ）６５とを収納する。そして、水密パッキン６６を環装した固定鉄心６７で該コイルボビン５０内周部を閉塞する。該コイルボビン５０の外周にはマグネット・ワイヤーと呼ばれる銅線で端子片８２に接続したコイル８１を巻装する。
【００１５】
図５はソレノイドヨーク（Ｂ）の平面図である。
ソレノイドヨーク（Ｂ）には、１個又は複数個のコイルボビン固定穴８７と、１本又は複数本のスリット８５と、１個又は複数個の螺子穴８６とを有するものを作製する。
例えば、図５（ａ）に示すように、１個のコイルボビン固定穴８７と、１本のスリット８５と、螺子穴８６とを有するもの、図５（ｂ）に示すように、２個のコイルボビン固定穴８７と、４本のスリット８５と、螺子穴８６とを有するもの、図５（ｃ）に示すように、３個のコイルボビン固定穴８７と、３本のスリット８５と、螺子穴８６とを有するもの、図５（ｄ）に示すように、２個のコイルボビン固定穴８７と、２本のスリット８５と、螺子穴８６とを有するもの、どのような組み合わせでもよい。
本発明の一実施例においては、図５（ｄ）に示すソレノイドヨーク（Ｂ）８４を作製した。
【００１６】
磁性体（例えば、鉄）の可動ヨーク９０は、コップ形状の周壁部にソレノイドヨーク（Ｂ）８４に設けられたスリット８５と同一本数の溝を入れて、残された周壁部９７が該スリット８５よりやや小さめになるように形成し、該コップ形状の底壁部の略中央部に丸穴又は螺子穴を設けたものである。
【００１７】
中空円柱形状磁石７０の磁力分流調整機構は、該可動ヨーク９０に磁性体（例えば、鉄）又は非磁性体（例えば、真鍮、ナイロン樹脂）の螺子９１を螺着し、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４に設けられたスリット８５に該可動ヨーク９０を挿入し、螺子穴８６に該螺子９１を螺着することにより組み立てられる。
【００１８】
ソレノイド８０は、該コイルボビン５０と、中空円柱形状磁石７０と、ソレノイドヨーク（Ａ）８３と、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４とからなり、該固定鉄心６７とソレノイドヨーク（Ｂ）８４との間には該中空円柱形状磁石７０を装着し、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４に設けられたコイルボビン固定穴８７に嵌まるようにコイルボビン５０の凸部５２を挿入し、コイルボビン５０のソレノイドヨーク（Ａ）ガイド溝５３にソレノイドヨーク（Ａ）８３を嵌入させながら、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４と、ソレノイドヨーク（Ａ）８３とを継合する。
【００１９】
全数のラッチ弁は、同一部品が使用でき、同一工程で部品組立ができる。試験検査工程は、例えば、ラッチ弁１０に規定の静水圧（例えば、９８１ｋＰａ）と、規定コイル電圧（例えば、ＤＣ６Ｖ）とを連続供給しておき、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４から螺子９１を回して可動ヨーク９０を徐々に抜脱させていき、ラッチ弁１０の流出口１４からの吐水確認されたところで該抜脱を中止し、供給していた該静水圧と該電圧とを供給中止して完了とする。このように、単に螺子９１を回動させるだけで、中空円柱形状磁石７０の磁力分流調整ができ、短時間で容易に規定の吸引力が設定できる。
このように、磁石が装着されているソレノイドヨーク（Ｂ）の略中央部に設けられたスリットから挿入し、コイルボビンと該磁石の周壁部との間に収納され、固定鉄心軸線方向へ接離動可能な可動ヨークをソレノイドヨーク（Ｂ）に設けたことにより、磁石の磁力分流調整が可能となる。
【００２０】
本発明の他の実施例においては、磁石に円柱形状のものを使用し、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８側にＮ極が、固定鉄心６７側にＳ極がくるように配設したものである。尚、磁石形状は前記の中空円柱形状、円柱形状にこだわるものでなく、中空角柱形状、角柱形状でもよい。
図４は本発明の他の実施例の円柱形状磁石の磁力分流調整機構を搭載するソレノイドの要部部分拡大正面断面図である。
【００２１】
円柱形状磁石７１の円柱形状のものを使用する場合は、ソレノイドヨーク（Ｂ）８４の代わりに、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８を使用する。ソレノイドヨーク（Ｃ）８８には１個又は複数個のコイルボビン固定穴８７と、１本又は複数本のスリット８５と、螺子穴８６の代わりに凸部に設けたハトメ固定穴８９とを設けるとよい。
【００２２】
可動ヨーク９０の代わりに、可動ヨーク９５を使用する。可動ヨーク９５は、コップ形状の周壁部に、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８に設けられたスリット８５と同一本数の溝を入れて、残された周壁部９７が該スリット８５よりやや小さめになるように形成し、該コップ形状の底壁部の略中央部には筒螺子９６用の螺子穴を設けたものである。
【００２３】
円柱形状磁石７１の磁力分流調整機構は、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８のハトメ固定穴８９に磁性体（例えば、鉄）又は非磁性体（例えば、アルミ、ＰＯＭ樹脂）のハトメ９２を先に入れておき、該可動ヨーク９５に磁性体（例えば、鉄）又は非磁性体（例えば、アルミ、ＰＰ樹脂）の筒螺子９６を螺着し、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８に設けられたスリット８５に該可動ヨーク９５を挿入し、該筒螺子９６を該ハトメ９２に入れてカシメをすることにより組み立てられる。
【００２４】
ソレノイドは、該コイルボビン５０と、円柱形状磁石７１と、ソレノイドヨーク（Ａ）８３と、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８とからなり、該固定鉄心６７とソレノイドヨーク（Ｃ）８８との間には該円柱形状磁石７１を装着し、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８に設けられたコイルボビン固定穴８７に嵌まるようにコイルボビン５０の凸部５２を挿入し、コイルボビン５０のソレノイドヨーク（Ａ）ガイド溝５３にソレノイドヨーク（Ａ）８３を嵌入させながら、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８と、ソレノイドヨーク（Ａ）８３とを継合する。
【００２５】
試験検査工程は、例えば、ラッチ弁１０に規定の静水圧（例えば、９８１ｋＰａ）と、規定コイル電圧（例えば、ＤＣ６Ｖ）とを連続供給しておき、ソレノイドヨーク（Ｃ）８８から筒螺子９６を回して可動ヨーク９５を徐々に抜脱させていき、ラッチ弁１０の流出口１４からの吐水確認されたところで該抜脱を中止し、供給していた該静水圧と該電圧とを供給中止して完了とする。このように、単に筒螺子９６を回動させるだけで、円柱形状磁石７１の磁力分流調整ができ、短時間で容易に規定の吸引力が設定できる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施の形態について述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの組合せ、改変等を施し得るのはもちろんである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のラッチ形パイロット式電磁弁に於いては、全数のラッチ形パイロット式電磁弁が、同一部品を使用でき、同一工程で組立ができ、試験検査工程では単に螺子等を回動させるだけで、磁石の磁力分流調整ができると共に、短時間で容易に規定の吸引力が設定でき、コストが抑えられる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の中空円柱形状磁石の磁力分流調整機構を搭載するソレノイドの組立完了後の要部部分拡大正面断面図である。
【図２】図３のソレノイドの要部部分拡大正面断面図である。
【図３】本発明の一実施例の中空円柱形状磁石の磁力分流調整機構を搭載するラッチ形パイロット式電磁弁の試験検査完了後の正面断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の円柱形状磁石の磁力分流調整機構を搭載するソレノイドの要部部分拡大正面断面図である。
【図５】ソレノイドヨーク（Ｂ）の平面図である。
【符号の説明】
１０…電磁弁、１１…流入口、１２…流入室、１３…主弁座、１４…流出口、１５…第二背圧室流出口、１６…弁本体、２０…ダイヤフラム弁、２１…ディスク、２２…小突起、２３…大突起、２４…サイド孔、２５…整流羽根、２６…圧縮コイルスプリング（Ａ）、３０…ダイヤフラム、３１…水密パッキン部、３２…小穴、３３…大穴、４０…パイロット弁座体、４１…水密パッキン、４３…第一背圧室、４４…第二背圧室、４５…バイパス孔、４６…パイロット弁座（中突起）、４７…排水孔、５０…コイルボビン、５１…水密パッキン、５２…凸部、５３…ソレノイドヨーク（Ａ）ガイド溝、６０…パイロット弁、６１…パイロット弁体、６３…可動鉄心、６４…Ｉ形プランジャ、６５…圧縮コイルスプリング（Ｂ）、６６…水密パッキン、６７…固定鉄心、７０…中空円柱形状磁石、７１…円柱形状磁石、８０…ソレノイド、８１…コイル、８２…端子片、８３…ソレノイドヨーク（Ａ）、８４…ソレノイドヨーク（Ｂ）、８５…スリット、８６…螺子穴、８７…コイルボビン固定穴、８８…ソレノイドヨーク（Ｃ）、８９…ハトメ固定穴、９０…可動ヨーク、９１…螺子、９２…ハトメ、９５…可動ヨーク、９６…筒螺子、９７…可動ヨークの周壁部

Claims (1)

1. 主弁座を有する弁本体と、パイロット弁座を開閉するパイロット弁の連動により該主弁座を開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁とパイロット弁座体との間に装着される圧縮コイルスプリング（Ａ）と、パイロット弁座を有するパイロット弁座体と、コイルが巻装されたコイルボビンと、固定鉄心に吸引される可動鉄心と、該可動鉄心に内設されるＩ形プランジャと、該Ｉ形プランジャにパイロット弁体が固定されたパイロット弁と、該Ｉ形プランジャと固定鉄心との間に装着される圧縮コイルスプリング（Ｂ）と、水密パッキンを環装した固定鉄心と、該固定鉄心とソレノイドヨーク（Ｂ）との間に装着される磁石と、該弁本体に固定されるソレノイドヨーク（Ａ）と、該ソレノイドヨーク（Ａ）と継合されるソレノイドヨーク（Ｂ）と、からなるパイロット式電磁弁において、該磁石が装着されている該ソレノイドヨーク（Ｂ）の略中央部に設けられたスリットから挿入し、該コイルボビンと該磁石の周壁部との間に収納され、固定鉄心軸線方向へ接離動可能な可動ヨークをソレノイドヨーク（Ｂ）に設けたことを特徴とするラッチ形パイロット式電磁弁。

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