JP5460989B2 - 電磁安全弁 - Google Patents

Description

本発明は、外部ＤＣ電圧によって作動してかつ開放に維持される家庭用ガス器具に適合する電磁安全弁に関する。

調理機器または家庭用ストーブに適合されるガス栓（管用タップ）に挿入されるガス用電磁安全弁は、公知である。この種のガス用電磁安全弁において、熱電対のフレームの存在の条件として、低電圧電流が電磁安全弁を開放に維持することが可能となるまで、手動で押すことあるはＤＣ電圧によって、リール部は最初に通電される（電源に電気的に接続される）。

家庭用調理器具あるいは暖房器具に適合される従来の回転式ガス栓は、タップの本体に一体化される電磁安全弁を有する（例えば、特許文献１参照。）。当該電磁安全弁は、低出力の外部ＶＤＣ電圧によって電力が供給され、円筒状の可動コアを有する。可動コアは、リール部の内部において動かされる場合に軸方向にガイドされ、また、シール部材、磁気コアおよび磁気カプセルを有する。シール部材は、一端部に配置され、ガスの通路を開閉する。磁気コアは、基部と、リール部に挿入される固定コアとを含んでいる。磁気カプセルは、磁石の磁気回路の一部としてリール部を包んでいる。
スペイン国実用新案第１０６２９６１号明細書

本発明の目的は、特許請求の範囲に記載の家庭用ガス器具に適合する電磁安全弁を提供することである。

燃焼器具に組み込まれるために適合する電磁安全弁は、リール部、支持体、可動コア、シール部材および金属ケーシングを有する。前記リール部は、ボビンと、ボビンの外側に巻かれる電気コイルを有する。前記支持体は、リール部が設置され、リール部の内側に挿入されて固定コアとして機能する第１要素を有する。前記可動コアは、リール部の内側を移動させられる際に軸方向にガイドされ、電磁安全弁が通電される場合、支持体に向かって引きつけられる。前記シール部材は、電磁安全弁が通電される場合、戻しばねにより発揮される反対方向の力に逆らって、ガスの通路を開放する可動コアの一端部に連結されている。前記金属ケーシングは、リール部、可動コアおよび支持体を、その内部で取り囲んでいる。

本発明に係る電磁安全弁は、コンパクトかつ最適化された弁であり、支持体である単一ユニット、固定コア、リール部の座部つまり基部、外部連結用の雄型端子部、雄型端子部に対する電気コイルの相線（ｈｉｌｏ ｄｅ ｆａｓｅ）の連結、本体部（ｍａｓａ）に対する電気コイルのワイヤ塊（ｈｉｌｏ ｄｅ ｍａｓａ）の連結が統合（一体化）されている。このために、前記支持体は、第２要素、基部および同軸のハウジングを有する。前記第２要素は、第１要素に対して同軸かつ連続的である。前記基部は、略横断的（ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ）であり、リール部が設置される。前記ハウジングは、略円筒状かつ中空の雄型端子部が挿入される。したがって、電気コイルの相線およびワイヤ塊は、基部上に配置される軸方向の開口部を経由し、ハウジングに挿入され、ワイヤ塊は、本体部に対するその連結のために、支持体に固定され、また、相線は、一端部が固定されている雄型端子部を軸方向に通過する。

本発明のこれらおよび別の利点および特性は、図面およびそれの詳細な説明に照らして明白にされるだろう。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る電磁安全弁の第１実施形態の断面図であり、電磁安全弁に通電されていないポジションを示しており、図２は、図１の電磁安全弁の断面図であり、電磁安全弁に通電されているポジションを示しており、図３は、図１に示される電磁安全弁の支持体の底面図、図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに関する支持体の断面図、図５は、本発明に係る電磁安全弁の第２実施形態の断面図であり、電磁安全弁に通電されていないポジションを示しており、図６は、図５の電磁安全弁の断面図であり、電磁安全弁に通電されているポジションを示しており、図７は、図５に示される電磁安全弁の支持体の断面図、図８は、図７に詳細に示される電磁安全弁の支持体の基部の底面図、図９は、図８の線ＩＸ−ＩＸに関する支持体の基部の断面図、図１０は、図１および図５の電磁安全弁における電磁石のボビンの底面図、図１１は、図１０の線ＸＩ−ＸＩに関するボビンの断面図である。

図１、２、５および６に示される電磁安全弁１は、リール部５、略円筒状の支持体３、略円筒状の可動コア６、シール部材９および金属の金属ケーシング４を有する。リール部５は、プラスチックのボビン１０およびボビン１０の外側に巻かれる電気コイル１１を有し、ＤＣ電圧が供給される。支持体３は、その内側にリール部５が設置（ａｓｉｅｎｔａ）される。可動コア６は、リール部５の内部において動かされる（駆動される）場合に、軸方向にガイドされ、また、電磁安全弁１に通電されている場合に、支持体３に向かって引きつけられる。シール部材９は、可動コア６の一端部に連結され、また、電磁安全弁１に通電されている場合に、戻しばね２０によって発揮される反対方向の力（ｆｕｅｒｚａ ｄｅ ｏｐｏｓｉｃｉｏｎ）に打ち勝って、ガスの通路を開放する。金属ケーシング４は、支持体３の外側に、緊密（ａｊｕｓｔａｄａ）に設置されており、リール部５、可動コア６および支持体３を、その内部によって取り囲んでいる。

支持体３は、鉄等の磁性体から形成されており、電磁安全弁１の磁気回路の基本的な要素である。支持体３は、第１要素３ａ、第２要素３ｂおよび横断的な基部（横基部）１８を有するユニットである。第１要素３ａは、リール部５のボビン１０が緊密に挿入される外部表面と、第１接触面３１とを有する。第１接触面３１に対し、磁気回路は、可動コア６の第１接触面２９を閉鎖する。第２要素３ｂは、連続的かつ同軸的に回転し、また、第１要素３ａより大きな直径を有する。基部１８は、その表面に、リール部５が支持されている。なお、第２要素３ｂは、対応する家庭用ガス器具に、電磁安全弁１を気密に取り付けるための外周突出部２１を含んでいる。また、第１接触面３１および第２接触面２９は、略平坦な表面である。

第２要素３ｂは、支持体３と同軸でありかつ第１要素３ａより大きな直径を有するハウジング１６を含んでおり、その内部には、略円筒状かつ中空状の雄型端子部（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｍａｃｈｏ）１２が挿入されている。ハウジング１６は、開口部２２ａ，２２ｂによって基部１８に連結されている。開口部２２ａ，２２ｂは、基部１８上において直径の反対側に配置され、かつ、基部１８に対して軸方向に配置されており、また、それを経由して、電気コイル１１の相線７およびワイヤ塊８は、それぞれ、支持体３を通過している。ワイヤ塊８は、支持体３に固定されている。相線７は、ハウジング１６を通過し、保護絶縁ケース内に入れられており、また、雄型端子部１２の一端部に固定されている。

雄型端子部１２は、ピン部１２ｂおよび中央部１２ａを有する。ピン部１２ｂは、一端部に位置し、支持体３から突出している。中央部１２ａは、ピン部１２ｂより大きな直径を有しかつ第１周辺凹部１２ｃを含んでいる。雄型端子部１２は、多様な種類の連結ために、種々の形状大きさを有する高速（ｒａｐｉｄｏ）管継手（連結装置）によって構成することが可能である。

支持体３は、Ｏ−リングシール等の気密クロージャ（密閉）手段１３を、ハウジング１６に組み入れている。気密クロージャ手段１３は、雄型端子部１２に対して同軸に配置され、かつ、雄型端子部１２における一方の端部の外部に設置されている。

加えて、支持体３は、ハウジング１６の一端部に、絶縁要素（絶縁手段）１４が挿入される第２周辺凹部１６ｂを含んでいる。絶縁要素１４は、例えば、雄型端子部１２に対して同軸に固定される絶縁ワッシャーである。このような方法で、絶縁要素１４は、支持体３および雄型端子部１２の両方に挿入される場合、絶縁に加えて、支持体３の内部における雄型端子部１２の２重の機械的固定を提供する。

本発明の第１実施形態において、支持体３は、図３および図４に詳細に示されるように、粗部材から機械化（ｍｅｃａｎｉｚａｄａ）された部品であり、基部１８は、第１要素に対して連続的な第２要素３ｂの端部と一致している。この実施形態において、開口部２２ａ，２２ｂは、ワイヤ塊８および相線７が通過しており、閉鎖されている穴部である。ワイヤ塊８は、リベット３０によってハウジング１６の後部表面（背面部）１９に固定される。リベット３０は、後部表面１９に同軸的に配置されるめくら穴３３に、圧入（加圧されて挿入）されており、後部表面１９に対してワイヤ塊８を閉じ込めている。したがって、材料の縮みに起因し、溶接等の他のタイプの固定において一般に発生する不必要な分解が防止される。

一方、支持体３は、オープンワッシャー等のストップ要素１５を内蔵している。ストップ要素１５は、ハウジング１６の後部表面１９、リベット３０および気密クロージャ手段（Ｏ−リングシール）１３の間に緊密に位置決めされており、支持体３の後部表面１９に対するワイヤ塊８の適切な接触を確実にすることおよび適正な気密に有害である運動（気密クロージャ手段（Ｏ−リングシール）１３の偶発的な軸方向運動および角（アンギュラー）運動）を、防止する。ストップ要素１５は、閉じ込められる相線７の通過を許容するオープンワッシャーである。

図５〜９に示される本発明の第２実施形態において、支持体３は、図７〜９に詳細に示されるように、第１要素３ａ、第２要素３ｂおよび基部１８を有するユニットである。これらの部品は、互いに独立しており、第１要素３ａは、基部１８に強固に固定され、基部１８は、第２要素３ｂに挿入されている。基部１８は、略円筒状であり、中心穴部５１および外側周辺リム部５２を含んでいる。中心穴部５１には、第１要素３ａが緊密に挿入され、外側周辺リム部５２には、リール部５が設置されている。したがって、基部１８は、第２要素３ｂの内部に強固に挿入され、外側周辺リム部５２は、第２要素３ｂの端部に設置される。

これらの第２実施形態において、それぞれの開口部２２ａ，２２ｂは、基部１８において直径の反対側に配置される開放スロット（ｒａｎｕｒａｓ）であり、ワイヤ塊８が、開口部２２ａ，２２ｂの一方を通過し、基部１８の外側の側方表面５０と金属ケーシング４との間に閉じ込められている。

加えて、本発明の第１実施形態および第２実施形態の両方は、可動コア６と支持体３との間の空気ギャップによって生じる電磁安全弁１の磁気回路の高い磁気抵抗を考慮し、電磁安全弁１は、クロージャにおける磁気損失を最小にするために、最適化された磁気クロージャを有する。したがって、支持体３と金属ケーシング４との間に配置される第１磁気クロージャ３２は、支持体３の第１要素３ａに位置する外側周辺溝部１７を含んでいる。外側周辺溝部１７は、金属ケーシング４の一端部に含まれる内側周辺縁部４ａと連携している。内側周辺縁部４ａは、外側周辺溝部１７に強固に固定されかつ外側周辺溝部１７にリベットで留められており、それによって、予期せぬ分解を防止している。さらに、磁気回路の第２磁気クロージャ３４は、金属ケーシング４の逆側の端部（一端部）に、磁束を導くために、ネック部４ｂを含んでいる。ネック部４ｂは、同軸であり、かつ、金属ケーシング４の残りの部分より小さい直径であり、可動コア６がそれに沿って移動し、ネック部４ｂと可動コア６との間で最小すきまを有している。したがって、ネック部４ｂは、可動コア６と金属ケーシング４との間における磁束の通路を最適化する。

加えて、可動コア６は、中央部６ａ、第１端部６ｂおよび第２端部６ｃを有する。中央部６ａは、ボビン１０の内側に取り付けられており、ボビン１０に沿って移動する際にガイドされる。第１端部６ｂは、第２接触面２９を有する。第２接触面２９は、支持体３の第１接触面３１に対して接触する際に、磁気回路を閉鎖する。第２端部６ｃは、中央部６ａの直径より小さい直径を有する。したがって、金属ケーシング４のネック部４ｂの内径が、可動コア６の中央部６ａの直径より小さいため、可動コア６は、電磁安全弁１が一旦組立てられると、分解されない。第１端部６ｂは、中央部６ａより直径が小さくかつ長さが長い。これは、電磁安全弁１に通電されて、それが支持体３の第１要素３ａにぶつかる（ｇｏｌｐｅａｒ）際に第１端部６ｂの表面に発生し得るばり（ｒｅｂａｂａｓ）が、ボビン１０を損傷させることを防止するためである。

電磁安全弁１に対する通電あるいは非通電の際に、ボビン１０の内側における可動コア６の適切なガイドを達成するためには、ボビン１０が電磁安全弁１に関してそれ自体で正確に位置決めされることが、必要である。これは、ボビン１０の内側表面１０ｂの第１端部に緊密に挿入される支持体３の第１要素３ａによって達成される。図１０および図１１に詳細に示されるように、内側表面１０ｂの第１端部は、軸方向溝部２３を組み込んでいる。軸方向溝部２３は、ボビン１０の内側円形状領域に沿って等距離に配置されており、軸方向溝部２３の長さは、支持体３の第１要素３ａの高さより、若干大きい。これらは、電磁安全弁１の内側に蓄積されかつ除去する必要がある空気の排出（ｓａｌｉｄａ）のための経路（チャンネル）として機能する。なぜならば、そうでない場合、電磁安全弁１に通電され、ボビン１０の内側で可動コア６が変位する際、予期せぬ緩衝効果を引き起こすためである。内側表面１０ｂの第１端部における軸方向溝部２３の配置は、ボビン１０の全長に渡ってあるいは可動コア６自体に、溝部を形成する必要性を無くし、したがって、機械化を容易にし、ボビン１０上における可動コア６の改良されたガイドをもたらす。どちらにしても、ボビン１０は、内側表面１０ｂの第１端部に、基部１０ａを有しており、軸方向溝部２３に関して半径方向かつ互い違い（ａｌｔｅｒｎｏｓ）に配置されるリブ２５が、基部１０ａからボビン１０の外側へ向かって軸方向に突出しており、目的（ｏｂｊｅｔｉｖｏ）は、空気の排出およびそれぞれの開口部２２ａ，２２ｂを通過する相線７およびワイヤ塊８の通路を、許容する。ボビン１０の基部１０ａは、開放半径方向スロット（開放スロット）２６および凹部２７を有する。開放半径方向スロット２６を経由して、閉じ込められた相線７が、引き出されている。凹部２７は、ボビン１０の基部１０ａの外側の直径部（ｄｉａｍｅｔｒｏ）に形成されており、開放半径方向スロット２６の直径の反対側に配置されている。ワイヤ塊８は、凹部２７を経由して引き出される。したがって、電磁安全弁１の組立ての際に、相線７およびワイヤ塊８が、損傷を受けたり、破壊されることが抑制される。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨および
特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。

本発明に係る電磁安全弁の第１実施形態の断面図であり、電磁安全弁に通電されていないポジションを示している。 図１の電磁安全弁の断面図であり、電磁安全弁に通電されているポジションを示している。 図１に示される電磁安全弁の支持体の底面図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶに関する支持体の断面図である。 本発明に係る電磁安全弁の第２実施形態の断面図であり、電磁安全弁に通電されていないポジションを示している。 図５の電磁安全弁の断面図であり、電磁安全弁に通電されているポジションを示している。 図５に示される電磁安全弁の支持体の断面図である。 図７に詳細に示される電磁安全弁の支持体の基部の底面図である。 図８の線ＩＸ−ＩＸに関する支持体の基部の断面図である。 図１および図５の電磁安全弁における電磁石のボビンの底面図である。 図１０の線ＸＩ−ＸＩに関するボビンの断面図である。

符号の説明

１ 電磁安全弁、
３ 支持体、
３ａ 第１要素、
３ｂ 第２要素、
４ 金属ケーシング、
４ａ 内側周辺縁部、
４ｂ ネック部、
５ リール部、
６ 可動コア、
６ａ 中央部、
６ｂ 第１端部、
６ｃ 第２端部、
７ 相線、
８ ワイヤ塊、
９ シール部材、
１０ ボビン、
１０ａ 基部、
１０ｂ 内側表面、
１１ 電気コイル、
１２ 雄型端子部、
１２ａ 中央部、
１２ｂ ピン部、
１２ｃ 周辺凹部、
１３ 気密クロージャ手段（Ｏ−リングシール）、
１４ 絶縁要素、
１５ ストップ要素、
１６ ハウジング、
１６ｂ 周辺凹部、
１７ 外側周辺溝部、
１８ 基部、
１９ 後部表面（背面部）、
２１ 外周突出部、
２２ａ，２２ｂ 開口部、
２３ 軸方向溝部、
２５ リブ、
２６ 開放半径方向スロット、
２７ 凹部、
２９ 第２接触面、
３０ リベット、
３１ 第１接触面、
３２ 第１磁気クロージャ、
３３ めくら穴、
３４ 第２磁気クロージャ、
５０ 側方表面、
５１ 中心穴部、
５２ 外側周辺リム部

Claims (1)

1. リール部（５）、支持体（３）、可動コア（６）、シール部材（９）および金属ケーシング（４）を有する家庭用ガス器具のための電磁安全弁であって、
   前記リール部（５）は、ボビン（１０）と、前記ボビン（１０）の外側に巻かれる電気コイル（１１）と、相線（７）と、ワイヤ塊（８）と、を有し、
   前記支持体（３）は、前記リール部（５）の内側に挿入されて固定コアとして機能する第１要素（３ａ）と、前記リール部（５）を支持している前記第１要素（３ａ）に対して横断的かつ同軸的である基部（１８）と、を有し、
   前記可動コア（６）は、前記リール部（５）の内側を移動させられる際に軸方向にガイドされ、また、前記電磁安全弁が通電される場合、前記支持体（３）に向かって引きつけられ、
   前記シール部材（９）は、前記電磁安全弁が通電される場合、戻しばね（２０）により発揮される反対方向の力に逆らって、ガスの通路を開放する前記可動コア（６）の一端部に連結されており、
   前記金属ケーシング（４）は、前記リール部（５）、前記可動コア（６）および前記支持体（３）を、その内部で取り囲んでおり、
   前記基部（１８）は、軸方向に配置されかつ前記相線（７）が通過している第１開口部（２２ａ）と、軸方向に配置されかつ前記ワイヤ塊（８）が通過している第２開口部（２２ｂ）と、を有しており、
   前記第１開口部（２２ａ）および第２開口部（２２ｂ）は、前記基部（１８）上において直径の反対側に配置されており、
   前記支持体（３）は、第２要素（３ｂ）をさらに有し、
   前記第２要素（３ｂ）は、前記基部（１８）に対して同軸かつ連続的であり、略円筒状かつ中空の雄型端子部（１２）が挿入される同軸のハウジング（１６）を含んでおり、
   前記相線（７）は、前記ハウジング（１６）に挿入され、前記雄型端子部（１２）を軸方向に通過し、前記雄型端子部（１２）の一端部に固定され、また、前記ワイヤ塊（８）は、前記支持体（３）に固定される
   ことを特徴とする電磁安全弁。

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