JP4519026B2

JP4519026B2 - 電磁安全弁

Info

Publication number: JP4519026B2
Application number: JP2005215172A
Authority: JP
Inventors: 章義脇田; 圭一水谷; 正則清水
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: JP2007032659A

Description

本発明は、バーナが消火した際に閉弁してバーナへのガスの供給を停止させる電磁安全弁に関する。

従来の電磁安全弁は、金属製のホルダ部材を備えており、このホルダ部材に凹状の収納部を形成している。そして、フェライトなどの磁性体材料からなるＵ型の固定鉄心を、１対の磁極が上方を向くようにしてホルダ部材の収納部に挿入し保持させている。保持の方法は「かしめ」であり、固定鉄心を収納部に挿入した状態で収納部の開口縁を内側にかしめて固定鉄心に開口縁を密着させることにより、固定鉄心が収納部から抜け出さないようにしている。

この固定鉄心に励磁コイルを巻回し、励磁コイルに電流を流して固定鉄心の磁極を磁化した状態で、弁体に固定した可動鉄心を固定鉄心に吸着させる。すると、弁体は開弁された状態のままで保持される。弁体には閉弁方向に付勢するバネが取り付けられており、励磁コイルへの通電を停止すると可動鉄心に作用していた吸着力が消滅し、弁体はバネの付勢力により閉弁方向に移動される。

ところで、励磁コイルへの通電は外部から行われる。そのため、固定鉄心の中央部分に貫通孔を設け、この貫通孔を通して針状の電極を外部へ延出している。そして、この針状電極に励磁コイルの巻線の一端を接続している。なお、巻線の他端はホルダ部材に接続され、ホルダ部材を介してグランドに接続される。

針状の電極は筒状の電極に覆われており、針状の電極と筒状の電極とは先端で溶接されている。なお、筒状の電極にはＯリングが装着されており、筒状の電極の表面を伝って煮汁等の液状物が侵入することをこのＯリングで防いでいる。
特開平９−１００９２９号公報（図３）

上記従来の電磁安全弁では、ホルダ部材の収納部に挿入した固定鉄心に、収納部の開口縁が直接当接するようにかしめているので、かしめによる応力が固定鉄心に直接作用することになる。この固定鉄心を形成しているフェライト等の磁性体材料は比較的柔らかく、かしめによる応力が作用すると、固定鉄心が変形するおそれが生じる。

固定鉄心に生じる磁力は小さく、固定鉄心の１対の磁極が可動鉄心に対して完全に密着しなければ、可動鉄心を吸着したままの状態で保持することができない。ところが、固定鉄心が変形すると、固定鉄心の両磁極の平面度が狂い、両磁極が可動鉄心に対して広い面積にわたって吸着することができなくなり、可動鉄心を吸着したままの状態で保持できなくなる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、固定鉄心をかしめにより固定しても固定鉄心が変形するおそれのない電磁安全弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による電磁安全弁は、金属製のホルダ部材に形成された凹状の収納部にＵ型の固定鉄心を保持させ、この固定鉄心に巻回した励磁コイルに通電することにより固定鉄心を励磁し、弁体に取り付けた可動鉄心を固定鉄心の１対の磁極に吸着させて弁体を開弁状態に保持する電磁安全弁において、固定鉄心を励磁する励磁コイルのボビンが一体に形成されると共に収納部に挿入された状態で収納部の底面との間で固定鉄心の湾曲部分を挟むことによって固定鉄心が収納部から抜け出ることを防止するガイド部材を収納部に挿入し、収納部の開口縁を内側にかしめてガイド部材を収納部に固定することにより、このかしめによる応力が固定鉄心に作用しない状態で固定鉄心を収納部に保持させたことを特徴とする。

上記構成では、収納部の開口縁が固定鉄心に直接接触するのではなく、収納部の開口縁がガイド部材に密着することにより、ガイド部材が収納部に保持される。固定鉄心はガイド部材によって収納部から抜け出ないように保持されるので、かしめによる応力はガイド部材には作用するが、固定鉄心まで作用することがない。そのため固定鉄心がかしめの応力によって変形することがない。

ところで、従来の電磁安全弁では針状の電極と筒状の電極とを用いて、両電極を先端で相互に溶接していた。そのため、溶接部分に隙間が生じると、筒状の電極の内部を通って煮汁などの液状物が内部に侵入するおそれがあった。

そこで、上記ガイド部材に、線材からなる端子を一端が外部に延出するように保持させると共に、この端子の他端に上記励磁コイルの巻線の一端を接続し、筒状の電極を用いないようにした。

さらに、上記端子の一端が挿通される樹脂製のカバー部材を設け、端子の一端近傍に、端子から全周に拡がるフランジ状の部材を取り付け、若しくは端子自体を外方に延出させてフランジ部を設けると共に、カバー部材の一部を、このフランジ状の部材もしくはフランジ部を包むように溶融させて変形させ、端子に沿って液状物が侵入することを防止することが望ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、固定鉄心を収納部内に保持させる際に収納部の開口縁をかしめるが、そのかしめによる応力が固定鉄心に直接作用しないので、その応力によって固定鉄心が変形することが無く、固定鉄心の磁極に可動鉄心を確実に吸着保持させることができる。

図１から図３を参照して、１は本発明による電磁安全弁である。この電磁安全弁１は下部の吸着部２と上部の弁体部３とから構成されており、吸着部２と弁体部３とは樹脂製のケース１０によって連結されている。

弁体部３は上端にゴム製の弁体３１を備えており、ロッド３２を介して下端に可動鉄心３３を備えている。この可動鉄心３３は磁性体材料からなり、少なくとも下面は高精度に仕上げられており、特に平面度は高く凹凸のない状態に仕上げられている。また、可動鉄心３３はロッド３２に対してある程度の範囲で傾くことのできるようにフローティングしている。ケース１０と弁体３１との間にはバネ３４が設置されており、弁体３１を介して弁体部３全体を図において上方に付勢している。そして、弁体３１はこのバネ３４の付勢力によって図示しない弁口を閉弁するように取り付けられる。

一方、吸着部２は金属製のフランジ部材２１が設けられており、このフランジ部材２１を介して所定の位置にねじ止めされる。またフランジ部材２１の上面側には同じく金属製のホルダ部材４が装着されている。このホルダ部材４の中央部には円形であって凹状の収納部４１が形成されている。

この収納部４１には磁性体材料からなるＵ型の固定鉄心５が挿入されている。この固定鉄心５の１対の磁極５１は図において上部に位置し、可動鉄心３３に対向するようにセットされている。

この固定鉄心５は収納部４１に対して隙間が形成されるように少し小形に形成されており、そのままでは固定鉄心５が容易に収納部４１から外れるので、固定鉄心５を収納部４１にセットしたあと、上方から樹脂製のガイド部材６を収納部に嵌め込んだ。そして、その状態で収納部４１の開口縁を、図２の白抜き矢印で示すように、水平方向からかしめてガイド部材６を収納部４１に対して固定した。すると、固定鉄心５はガイド部材６が固定されているため収納部４１から抜け出ることがない。なお、本実施の形態では水平方向からかしめたが、磁極５１を傷つけるおそれがなければ斜め上方からかしめてもよい。

ところで、このガイド部材６には励磁コイル５２が予め巻回されており、ガイド部材６を収納部４１に固定したあと、励磁コイル５２の巻線の一方の端部を、線材からなる電極７に接続する。この電極７はガイド部材６に保持されており、逆Ｌ字状に形成されている。また励磁コイル５２の巻線の他方の端部は収納部４１の外周面に溶接した。これにより、この巻線の他方の端部はホルダ部材４を介してフランジ部材２１に電気的に接続されることになる。

一方、電極７は樹脂製のカバー部材２２に挿通された状態で、先端が外部に露出するように設定されている。そして、その電極７の先端には平板状の外部端子７１を溶接した。なお、２３はシール用のＯリングであり、２４はスペーサである。

そして、電極７の先端に外部電極７１を溶接したあと、図４に示すように、カバー部材２２の一部であって、外部端子７１を囲む部分を内側に溶融させて、カバー部材２２で外部端子７１を包み込むようにした。このように外部端子７１をカバー部材２２で包み込むと、煮汁などの液状物がかかっても、内部に液状物が侵入することがない。なお、従来の筒状の電極であれば、表面に煮汁等が長時間付着すると筒状の電極が腐食し孔が空くおそれがあったが、本発明ではそのような不具合は生じない。なお、外部端子７１の代わりにワッシャのような穴あき円板状の部材を電極７に溶接してもよく、あるいは電極７自体に外方に延出するフランジ状部分を形成してもよい。

ところで、固定鉄心５とガイド部材６との間には隙間が形成されるようにした。そのため、ガイド部材６が収納部４１に強固に固定されても、固定鉄心５自体は収納部４１の中で完全に拘束されることが無く、ある程度動くことができるので、可動鉄心３３の姿勢が多少傾いても、固定鉄心５が可動鉄心３３に合わせて姿勢を傾けることができ、より確実に磁極５１に可動鉄心３３を吸着させることができる。

本実施の形態では、励磁コイル５２に外部の熱電対からの熱起電力を直接供給するタイプについて説明した。そのため励磁コイル５２はきわめて細い巻線を用いて固定鉄心５に多数回巻回しなければならない。そのため、ガイド部材６にボビンを一体に形成し、ガイド部材６に励磁コイル５２を予め巻回した。

これに対して、励磁コイルには外部の制御装置から通電するタイプの電磁安全弁がある。そのタイプではそれほどの回数を固定鉄心５に巻回する必要がないので、ガイド部材６にはボビンを形成せず、ガイド部材６を収納部４１にかしめた後、励磁コイルを固定鉄心５に装着する。

また、上記実施の形態では、ガイド部材６を樹脂製としたが、セラミック等の絶縁材料でもよく、さらにはアルミニウム等の比較的柔らかい金属材料を用いてもよい。但し、ガイド部材６を金属材料で形成する際には、電極７とガイド部材６とを絶縁する必要があり、例えば電極７に絶縁皮膜を被着させる必要がある。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 II-II断面図吸着部の分解斜視図カバー部の溶融状態を示す図

符号の説明

１電磁安全弁
２吸着部
３弁体部
３３可動鉄心
４ホルダ部材
４１収納部
５固定鉄心
５１磁極
６ガイド部材
７電極

Claims

金属製のホルダ部材に形成された凹状の収納部にＵ型の固定鉄心を保持させ、この固定鉄心に巻回した励磁コイルに通電することにより固定鉄心を励磁し、弁体に取り付けた可動鉄心を固定鉄心の１対の磁極に吸着させて弁体を開弁状態に保持する電磁安全弁において、固定鉄心を励磁する励磁コイルのボビンが一体に形成されると共に収納部に挿入された状態で収納部の底面との間で固定鉄心の湾曲部分を挟むことによって固定鉄心が収納部から抜け出ることを防止するガイド部材を収納部に挿入し、収納部の開口縁を内側にかしめてガイド部材を収納部に固定することにより、このかしめによる応力が固定鉄心に作用しない状態で固定鉄心を収納部に保持させたことを特徴とする電磁安全弁。
上記ガイド部材に、線材からなる端子を一端が外部に延出するように保持させると共に、この端子の他端に上記励磁コイルの巻線の一端を接続したことを特徴とする請求項１に記載の電磁安全弁。
上記端子の一端が挿通される樹脂製のカバー部材を設け、端子の一端近傍に、端子から全周に拡がるフランジ状の部材を取り付け、若しくは端子自体を外方に延出させてフランジ部を設けると共に、カバー部材の一部を、このフランジ状の部材もしくはフランジ部を包むように溶融させて変形させ、端子に沿って液状物が侵入することを防止することを特徴とする請求項２に記載の電磁安全弁。