JP6195959B2 - 電磁コイルを備える流体制御弁および流体制御弁の電磁コイルユニット - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機や冷凍機に組み込まれる、冷媒などの流体の流れを制御する、電磁コイルを備える流体制御弁および流体制御弁の電磁コイルユニットに関し、特に、電磁コイルを含むボビンなどを収容する電磁コイルユニットを弁本体に固定する構造に関する。

電動弁や電磁弁の固定子としての電磁コイルが収容されている電磁コイルユニットを、作動子としてのロータやプランジャが収容されている弁本体に対し所定の位置にしっかりと固定するために、例えば、特許文献１〜３に示されるような方法が開示されている。

特許文献１においては、回り止めおよび抜け止め用の係子具が採用され、この係子具を流体入出用通路に取り付けることで、キャン（弁本体）に対するステータ（電磁コイルユニット）の位置決めをするとともに、ステータをキャンに対して固定している。

特許文献２においては、外部に高周波ノイズを発生することがないように、ロータケース（弁本体）とステータケース（電磁コイルユニット）との間を電気的に接続するブラケットに形成された係合突起を利用して、ロータケースに対するステータケースの位置決めをするとともに、ステータケースをロータケースに固定している。

さらに、特許文献３では、回り止め部材を採用し、該回り止め部材をステータ（電磁コイルユニット）の底部を覆う底壁板に装着し、冷媒を導入または導出するためのパイプに回り止め部材を取り付けることで、特許文献１と同様に、キャン（弁本体）に対するステータ（電磁コイルユニット）の位置決めをするとともに、ステータをキャンに対して固定している。

特開２０００−７４２４５号公報 特開２００３−３１４７２６号公報 特開２００８−１４３４５号公報

上述した特許文献１および３の電磁コイルユニットの固定方法においては、位置決め部材としての係子具や回り止め部材が、ステータ（電磁コイルユニット）とは別部材として設けられているため、構造が複雑になるとともに、部品点数が増し、製造時間や製造コストが増大化する恐れがある。また、流体制御弁を空気調和機や冷凍機に取り付けるとき、ケーブルの引き回し方向に応じて、キャン（弁本体）に対するステータ（電磁コイルユニット）の位置を変更する必要がある場合、係子具や回り止め部材を付け替える必要があり、そのための工程数を要し、改善の余地がある。

さらに、特許文献２では、外部への高周波ノイズ発生防止用のブラケットを固定用に兼用しているとしても、係合突起や係合凹部を形成するための精密加工やスペースが必要となり、流体制御弁が大型化する。加えて、突起と凹部の係合によるため、位置ずれが起こり易く、それにより弁の動作が不正確になる恐れがある。さらに、ロータケース（弁本体）に凹部の加工をすることにより、ロータケース（弁本体）の強度不足となる可能性もある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、構造が簡単かつ小型で、部品点数が少なく、したがって、製造コストを低く抑えることができるとともに、位置決めや位置変更が容易であり、さらに弁本体の強度を損ねることがないように構成された電磁コイルを備える流体制御弁および該流体制御弁の電磁コイルユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る流体制御弁は、流体が流出入する少なくとも２つの継ぎ手に連結され、内蔵される弁部材を駆動することにより流体の流れを制御する外郭が円柱状の弁本体、該弁本体に着脱自在に装着され、上記弁部材を駆動する電磁コイルを備える流体制御弁であって、上記電磁コイルは、上記弁本体が挿入される挿入孔が形成されている円筒体を有するボビンに巻かれており、上記ボビンを構成する上記円筒体には、上記弁本体が挿入される方向とは逆の方向に開放されている少なくとも１つの切り欠きが形成されることを特徴とする。

また、上記少なくとも２つの継ぎ手のうちの１つの継ぎ手は、上記円柱状の弁本体の軸に対して直交するように、上記弁本体に連結され、上記ボビンの上記円筒体の上記挿入孔内に上記弁本体が挿入されたとき、上記円筒体の上記切り欠きが、上記弁本体から上記弁本体の軸に対して直交するように突設した上記継ぎ手に係合するものとしてもよい。

また、少なくとも、上記電磁コイルと、該電磁コイルが巻かれているボビンと、磁性体からなる外函と、が一体的に結合されて、電磁コイルユニットが構成されているものとしてもよい。

また、一端が上記ボビンを覆う外函またはステータの少なくともどちらか一方に固定され、他端が前記弁本体の底部に当接するブラケットをさらに備えるものとしてもよい。

また、上記流体制御弁は、電動弁であるものとしてもよい。

また、上記流体制御弁を使用した冷凍・空調システムであるものとしてもよい。

上記目的を達成するために、本発明に係る流体制御弁の電磁コイルユニットは、流体が流出入する少なくとも２つの継ぎ手に連結され、内蔵される弁部材を駆動することにより流体の流れを制御する外郭が円柱状の弁本体、該弁本体に着脱自在に装着され、上記弁部材を駆動する電磁コイルを備える流体制御弁の電磁コイルユニットであって、上記電磁コイルユニットは、上記電磁コイルと、該電磁コイルが巻かれており上記弁本体が挿入される挿入孔が形成されている円筒体を有するボビンと、磁性体からなる外函と、が一体的に結合され、上記ボビンを構成する上記円筒体には、上記弁本体が挿入される方向とは逆の方向に開放されている少なくとも１つの切り欠きが形成されることを特徴とする。

本発明は、上記の通りの構成を備えることで、電磁コイルの位置決めのために部品を用意する必要がなく、したがって、部品点数を削減することができる。また、本発明では、位置決め、回転防止あるいは抜け止めなどの弁本体への加工を必要としないので、製造が容易であり、製造コストを低減できる。さらに、本発明では、位置決めや位置変更の際に、電磁コイルが巻かれたボビンまたはこれらを含む電磁コイルユニットを、単に、弁本体に対して上下摺動と回転摺動させるだけでよく、従来例のように、電磁コイルユニットを取り外し、さらには、電磁コイルユニットに装着されている位置決め用の部品を分解し、付け直す必要がない。すなわち、空気調和機や冷凍機に接続された弁本体への電磁コイルユニットの脱着が容易に行える。また、従来のような単なる凹凸の係合による位置決めや固定などと比べて、逆Ｖ字形、逆Ｕ字形、矩形状、または円弧形状の切り欠きを利用することで、電磁コイルユニットは、回転防止ばかりでなく、しっかりと位置決めされ、精度よく固定される。

本発明に係る流体制御弁としての第１の実施形態である電動弁を示す一部断面側面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第１の実施形態である電動弁を示す一部断面正面図である。 図１Ｂに示される電動弁に用いられるブラケットの１つの実施形態を示す側面図である。 図１Ｂに示される電動弁に用いられるブラケットの１つの実施形態を示す正面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第２の実施形態である電動弁を示す一部断面側面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第２の実施形態である電動弁を示す一部断面正面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第３の実施形態である電動弁を示す一部断面側面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第３の実施形態である電動弁を示す一部断面正面図である。 図１Ｂに示される取り付け例１とは異なる、ブラケットの取り付け例２を示す電動弁の一部断面正面図である。 図１Ｂに示される取り付け例１とは異なる、ブラケットの取り付け例３を示す電動弁の一部断面正面図である。 図２Ａ、図２Ｂに示されるブラケットとは異なるブラケットを示す上面図である。 図２Ａ、図２Ｂに示されるブラケットとは異なるブラケットを示す正面図である。 図２Ａ、図２Ｂに示されるブラケットとは異なるブラケットを示す図であって、該ブラケットのボビンへの取り付け例を示す図である。 本発明に係る流体制御弁としての第４の実施形態である電磁弁を示す図であって、流体制御弁の一部断面側面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第４の実施形態である電磁弁を示す図であって、電磁弁を構成するボビンガイドの斜視図である。 本発明に係る流体制御弁としての第５の実施形態である電動弁を示す一部断面側面図である。 本発明に係る流体制御弁としての第５の実施形態である電動弁を示す一部断面正面図である。 図８Ｂに示される円弧形状の切り欠き部分の拡大図である。 図８Ｂに示される円弧形状の切り欠き部分に継ぎ手がはまり込む様子を示す図である。 図８Ｂに示される円弧形状の切り欠き部分に継ぎ手がはまり込む様子を示す図である。 図８Ｂに示される円弧形状の切り欠き部分に継ぎ手がはまり込む様子を示す図である。 本発明に係る流体制御弁を使用した冷凍・空調システムの構成を示す図である。

以下、図１Ａ〜図１１を用いて、本発明に係る流体制御弁のいくつかの好ましい実施形態について説明する。

図１Ａ、図１Ｂには、本発明に係る流体制御弁の第１の実施形態としての電動弁１が示されている。電動弁１は、ボビン２０、ステータ２１、電磁コイル２２、外函２３、接続ピン８、回路基板７、リード線９、カバー３、およびロータ（不図示）、弁機構（不図示）を収容する弁本体４を備えている。カバー３は、ボビン２０、ステータ２１、電磁コイル２２、外函２３などをその中に一体的に収容するとともに、垂直方向に延在する弁本体４に対して、上下摺動および回転摺動可能に設けられる。本実施形態では、カバー３、ボビン２０、ステータ２１、電磁コイル２２、外函２３は、合成樹脂により封止されて一体化された電磁コイルユニット２を形成している。弁本体４は、概略、弁部材が内蔵される弁室が形成され、外郭が円柱形状を有して垂直方向に延在するとともに、弁室が流体入り口側の第１の継ぎ手１２と流体出口側の第２の継ぎ手１３に連結され、内蔵される弁部材を介して流体の流れを制御する。流体入り口側の第１の継ぎ手１２は、図１Ａにおいて水平であって、円柱状の弁本体４の垂直軸に対して、直交するように弁本体４に連結される。流体出口側の第２の継ぎ手１３は、垂直であって、弁本体４の垂直軸に同心的に弁本体に連結される。なお、本実施形態では、第１の継ぎ手１２および第２の継ぎ手１３は、それぞれ、流体入り口側および流体出口側とされているが、これに限られるものではない。要は、第１の継ぎ手１２は、円柱状の弁本体４の（垂直）軸に対して直交するように連結され、第２の継ぎ手１３は、円柱状の弁本体４の（垂直）軸に対して、例えば、同心的に、あるいは直交するように弁本体４に対して連結されていればよい。

本実施形態では、カバー３は、合成樹脂製であり、カバー３の内部空間内には、合成樹脂からなるボビン２０、磁性体からなる外函２３、磁性体からなるステータ２１、電磁コイル２２、接続ピン８、リード線９および回路基板７が配置されている。カバー３は、内部空間内に配置される部材とともに絶縁性合成樹脂によって一体的に封止固定され、電磁コイルユニット２を構成している。本実施形態においては、１以上の接続ピン８が、ボビン２０に巻かれている電磁コイル２２から引き出され、回路基板７に電磁接続される。外部電源との電気接続線であるリード線９は、複数配設され、回路基板７に接続されている。本実施形態では、また、カバー３の頂部３１に、弁本体４の頂部部分が突出することができるように、貫通孔３１ａが形成されている。貫通孔３１ａは、後述するボビン２０の円筒体２０ａの挿入孔２０ｂに連通する。貫通孔３１ａの内径（直径）は、弁本体４の外径（直径）に略等しく、また、ボビン２０の挿入孔２０ｂの内径とも略等しい。

ボビン２０は、合成樹脂製であり、水平断面が円形で、垂直方向に延在し、該ボビン２０を貫通する挿入孔２０ｂを有する円筒体２０ａを備える。また、本実施形態では、巻き線としての電磁コイル２２がボビン２０の外周に上下２段に巻かれている。電磁コイル２２は、上述したように、弁本体４内に内蔵される弁部材を駆動し、流体の流れを制御する。ボビン２０の挿入孔２０ｂには、該挿入孔２０ｂの表面と面一になるように、磁性体からなるステータ２１が電磁コイル２２に対応して上下２段をなして設けられる。ボビン２０の挿入孔２０ｂは、上述したように、その内径が弁本体４の外径と略等しく形成されている。したがって、円筒体２０ａ、ステータ２１、電磁コイル２２を含む電磁コイルユニット２は、これを電動弁１として組み込むとき、弁本体４の外周面に沿って上下に摺動したり、回転摺動したりする。言い換えれば、円柱状をなす弁本体４が、ボビン２０の挿入孔２０ｂ内に挿入されることで、後述するように、ボビン２０ひいては電磁コイルユニット２は、弁本体４に対して所定位置に位置決めされる。

図１Ａに示されるように、ボビン２０の円筒体２０ａは、電動弁１として組み立てられたとき、その上端がカバー３の頂部３１に連結するように形成されている。ボビン２０の円筒体２０ａの下端２０ｃは、カバー３の下端３２より下方に突出し、弁本体４と連結し、水平方向に延びている流体入り口側の第１の継ぎ手１２の弁本体接続部上端１２ａを通過する位置まで延在している。円筒体２０ａの下端２０ｃは、図１Ｂに示されているように、管としての流体入り口側の第１の継ぎ手１２の弁本体接続部を収容できるように、下方に向かって開放する切り欠き２０ｄが、少なくとも１以上、例えば、水平回りに９０°間隔で４個、形成されている。切り欠き２０ｄを複数設けるのは、電磁コイル２２を外部電源と接続するためのリード線９の位置に対応し得るように、その位置を変更できるようにするためである。複数の切り欠き２０ｄは、いずれも、挿入孔２０ｂ内に弁本体４が上向きに挿入される方向とは反対の下向きの方向に開放されている。

本実施形態では、切り欠き２０ｄは、三角形状をなす（または、逆Ｖ字形をなす）ように、例えば、水平な下端２０ｃに対して約４５°の傾斜をなす２つの傾斜面で形成されている。なお、傾斜面の水平な下端２０ｃに対する角度は、どのような角度であってもよく、要は、第１の継ぎ手１２に接触し得る２つの傾斜面を形成していればよい。このような切り欠き２０ｄが設けられることで、該切り欠き２０ｄに第１の継ぎ手１２が入り込むと、ボビン２０、ひいては電磁コイルユニット２は、第１の継ぎ手１２、ひいては第１の継ぎ手１２に連結されている弁本体４に対して位置決めされ、固定され得る。すなわち、電磁コイルユニット２は、所定の逆Ｖ字形の切り欠き２０ｄの傾斜面に第１の継ぎ手１２の外周円が内接することにより、弁本体４を取り巻く水平方向の位置および上下方向の位置が決定する。また、切り欠き２０ｄが本実施形態のように逆Ｖ字形に形成されることにより、リード線９の位置により電磁コイル２２が巻かれているボビン２０を回転させ、位置を変更することが、容易に行うことができる。すなわち、電磁コイルユニットを回転させることで、切り欠き２０ｄを形成する傾斜面が回転力を上下方向の力に変え、第１の継ぎ手１２の切り欠き２０ｄからの取り出しを容易にし、所定の切り欠き２０ｄの位置まで容易に変更することを可能にする。

なお、切り欠き２０ｄは、このような形状に限定されるものではなく、図３Ｂ、図７Ｂ及び図８Ａ、図８Ｂに示されるように、矩形状であっても良いし、逆Ｕ字形であっても良いし、円弧形状であってもよい。切り欠き２０ｄを矩形状、逆Ｕ字形、または、円弧形状に形成すると、第１の継ぎ手１２が切り欠き２０ｄ内に完全に嵌まり込み、切り欠き２０ｄの上面（矩形状であれば、切り欠き２０ｄの上部水平面、逆Ｕ字形、または、円弧形状であれば、上部円弧面）に当接することになる。したがって、ボビン２０、電磁コイル２２を含むカバー３は、弁本体４に対して確実に位置決めされるとともにしっかりと精度よく固定される。

ところで、切り欠き２０ｄの形状を本実施形態のように形成する場合、その形状からカバー３、ひいては電磁コイルユニット２が容易に上下動し、弁の開閉に悪影響及ぼす恐れがある。そこで、本実施形態では、このような電磁コイルユニット２の上下動を抑制するために、図１Ｂに示されるように、ブラケット６を採用している。

ところで、ブラケット６は、本来の機能として、外部に対し高周波ノイズを発生することを防止するために、ステータ２１または外函２３と弁本体４を電気的に接続する。同時に、本実施形態では、ブラケット６は、電磁コイルユニット２の上下動を抑制するために、弁本体４の下端部に当接し、弁本体４を上方向（電磁コイルユニット２が弁本体４から離間しない方向）に付勢する。ブラケット６は、図２Ａ、図２Ｂに示されるように、本実施形態では、固定部６１、バネ部６２および接触部６３を有し、板バネ状に形成される。具体的には、固定部６１は、上下方向に真っ直ぐに延在し、バネ部６２は、固定部６１から一方の側に傾斜した傾斜片を形成するように延在し、接触部６３は、バネ部６２から他方の側に湾曲するように形成される。

ブラケット６は、一方の端部である固定部６１を外函２３の外側に溶接、かしめまたは接着などで固定される。本実施形態では、ブラケット６の他方の端部である接触部６３は、電磁コイルユニット２が弁本体４に装着されると、接触部６３が弁本体４の底部に当接する。このとき、接触部６３が外側（図１Ｂにおいて、右側）に変位することで、バネ性が付与され、その反力が、弁本体４に対して、電磁コイルユニット２を押し下げる方向に作用する。すなわち、電磁コイルユニット２は、ボビン２０の切り欠き２０ｄと水平な流体入り口側の第１の継ぎ手１２により所定位置に位置決めされ、精度よく固定される。それにより、電磁コイルユニット２が上下方向に移動することが抑えられ、結果として弁の開閉に伴う振動による異音発生などを防止することができる。さらに、外部への高周波ノイズの発生による周辺機器への悪影響を抑制することができる。

ブラケット６の構成および取り付けは、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、図５Ａ、図５Ｂにそれぞれ示されるように、外函２３の内側やステータ２１に溶接、かしめまたは接着などで固定されても良い。あるいは、図６Ａ〜図６Ｃに詳細に示されるように、線条体を折り曲げ形成し、ボビン２０の円筒体２０ａに形成された溝２０ｇに取り付けるようにしても良い。また、図８Ａ、図８Ｂに示される形状としてもよい。

ここで、図６Ａ〜図６Ｃにおいて示されるブラケット６ａについて、簡単に説明する。この実施形態に係るブラケット６ａは、導電性の金属製線条体から形成され、図６Ａにおいて中心線ｏ−ｏに対して対象形をなすように形成されている。ブラケット６ａは、水平方向に延在する一対の円弧状固定部６１ａ、一対の垂直なバネ支持部６２ａ、一対のバネ部６２ａ’、および一対の接触部６３ａを備えている。

図６Ａおよび図６Ｃに示されるように、一対の接触部６３ａは、下端部で折り曲げられ、Ｕ字形状をなして連結されている。一対の円弧状固定部６１ａは、合わせて環状の取り付け部を構成するように形成されるとともに、直径方向にバネ性を付与され、一対の円弧状固定部６１ａ間で円筒体２０ａを挟み込むことで、ブラケット６ａをボビン２０に固定する。一対のバネ部６２ａ’および一対の接触部６３ａは、図２Ａ、図２Ｂに示されるブラケット６のバネ部６２および接触部６３と同様に機能する。なお、図６Ｃにおいて、２０ｅは、回路基板７の支持台であり、２０ｆは、接続ピン８の引き出し部である。

本発明に係る流体制御弁の第１の実施形態は、上記の通りの構成を備えることで、従来例より優れた作用効果を期待することができる。例えば、電磁コイルユニット２の位置決めのためにボビン２０に切り欠き２０ｄを設けることで、電磁コイルユニット２の位置決めのために部品を用意する必要がなく、したがって、部品点数を削減することができる。また、本実施形態では、位置決め、回転防止あるいは抜け止めなどの弁本体４への加工を必要としないので、製造が容易であり、製造コストを低減できる。さらに、本実施形態では、位置決めや位置変更の際に、電磁コイル２２を含む電磁コイルユニット２を、単に、上下摺動、回転摺動させるだけでよく、従来例のように、電磁コイルユニット２を取り外すばかりではなく、さらには、位置決め用の部品を分解し、付け直す必要もない。すなわち、空気調和機や冷凍機に接続された弁本体４への電磁コイルユニット２の脱着が容易に行える。また、単なる凹凸の係合による位置決めや固定などと比べて、逆Ｖ字形、逆Ｕ字形、矩形状、または円弧形状の切り欠き２０ｄを利用するので、電磁コイルユニット２は、回転防止ばかりでなく、しっかりと位置決めされ、精度よく固定されることが可能である。

次に、図３Ａ、図３Ｂには、本発明に係る流体制御弁の第２の実施形態としての電動弁１’が示されている。本実施形態における電動弁１’は、上記第１の実施形態に係る電動弁１とは、カバー３の頂部３１の構成が異なり、その他の構成は、第１の実施形態と全く同じである。

本実施形態では、カバー３の頂部３１には、水平断面円形の有底筒状の凸部３１ｂがカバー３と同時に形成されている。当該有底筒状の凸部３１ｂの内面は、貫通孔３１ａの直径と同じ直径を有するように形成され、したがって、貫通孔３１ａに連続する。本実施形態では、カバー３の頂部３１に凸部３１ｂを設け、該凸部３１ｂの内面に弁本体４の頂部が当接することで弁本体４の上下方向の位置決めを行っている。したがって、本実施形態では、切り欠き２０ｄは、水平方向の位置決めおよび電磁コイルユニット２の回転を規制するためにのみ使用される。本実施形態では、凸部３１ｂの内面に弁本体４の頂部が当接することで弁本体４の上下方向の位置決めを行っているので、第１の継ぎ手１２で位置決めをしている上記第１の実施形態と比べて上下方向の位置決めが正確かつ容易となる。なお、本実施形態におけるその他の構成については、上述したように上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。以上のとおりであり、本実施形態においては、上記第１の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

続いて、図４Ａ、図４Ｂには、本発明に係る流体制御弁の第３の実施形態としての電動弁１”が示されている。本実施形態における電動弁１”は、上記第１の実施形態に係る電動弁１において、カバー３の頂部３１に上下方向の位置決め用にストッパ５を設けている点で異なり、その他の構成は、第１の実施形態と全く同じである。言い換えれば、本実施形態は、上述した第２の実施形態においてカバー３の頂部３１に設けられた有底筒状の凸部３１ｂに代えて、ストッパ５が設けられているものといえる。

本実施形態では、カバー３の頂部３１には、逆Ｕ字形のストッパ５が結合されている。ストッパ５の内面は、弁本体４の頂部が嵌まり込むように形成され、貫通孔３１ａに隣接するようにカバー３に一体的に結合される。本実施形態では、ストッパ５を設け、該ストッパ５の内面に弁本体４の頂部が当接することで弁本体４の上下方向の位置決めを行っている。したがって、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様に、切り欠き２０ｄは、水平方向の位置決めおよびボビン２０の回転を規制するためにのみ使用される。また、本実施形態においても、ストッパ５の内面に弁本体４の頂部が当接することで弁本体４の上下方向の位置決めを行っているので、第１の継ぎ手１２で位置決めをしている上記第１の実施形態と比べて上下方向の位置決めが正確かつ容易となる。さらに、本実施形態におけるその他の構成については、上述したように上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。以上のとおりであり、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

次に、本発明に係る流体制御弁の第４の実施形態としての電磁弁１００について、図７Ａ、図７Ｂを用いて説明する。

図７Ａに示されるように、本実施形態に係る電磁弁１００は、概略、外函１０３、ボビン１２０、電磁コイル１２２、ボビンガイド１２３、プランジャチューブ１２５、吸引子１３０、プランジャ１３１、弁体１３２、弁座１３３を備えている。本実施形態では、電磁弁１００の円柱状の弁本体を構成するプランジャチューブ１２５は、少なくとも、吸引子１３０、プランジャ１３１、弁部材としての弁体１３２や弁座１３３をその内部に内蔵している。弁本体としてのプランジャチューブ１２５は、第１の実施形態と同様に、流体入り口側の第１の継ぎ手１１２および流体出口側の第２の継ぎ手１１３に連結されている。電磁弁１００は、弁部材を構成する弁体１３２および弁座１３３を開閉することで、流体の流れを制御する。本実施形態では、合成樹脂製のボビン１２０、巻き線としての電磁コイル１２２、電磁コイル１２２からの引き出し線１０８、外部電源との電気接続線であるリード線１０９を絶縁性合成樹脂によって一体的に封止固定し、磁性体からなる外函１０３とボビンガイド１２３とで電磁コイルユニット１０２を形成している。したがって、本実施形態においても、第１の実施形態に係る電動弁１と同様に、電磁コイルユニット１０２が、プランジャチューブ１２５に対して上下摺動および回転摺動可能であり、電磁コイルユニット１０２のプランジャチューブ１２５への固定に際し、その位置決めが容易である。同時に、電磁コイルユニット１０２が、プランジャチューブ１２５に対して、回転を防止されるとともに、しっかりと精度よく保持される。

図７Ａから理解されるように、外函１０３の底板１０３ｂに貫通孔１０３ｃが形成され、ボビン１２０に挿入孔１２０ａが形成されている。したがって、弁本体としてのプランジャチューブ１２５は、貫通孔１０３ｃを介して、ボビン１２０の挿入孔１２０ａ内に下側から上下摺動および回転摺動可能に挿入される。挿入孔１２０ａ内に下から挿入されるプランジャチューブ１２５は、外函１０３の頂板１０３ａに当接することで、上方向への移動が規制される。結果として、弁本体としてのプランジャチューブ１２５に対する電磁コイルユニット１０２の上下方向の位置決めが行われ得る。なお、後述するように、ボビンガイド１２３の逆Ｕ字形の切り欠き１２７が、第１の継ぎ手１１２に当接することで、プランジャチューブ１２５の挿入が規制され、上下方向の位置決めが行われてもよい。

本実施形態では、ボビン１２０の挿入孔１２０ａ内に、ボビンガイド１２３が設けられる。ボビンガイド１２３は、磁性体からなる円筒体であり、挿入孔１２０ａの内面と面一となるように、挿入孔１２０ａ内に嵌め込まれ、結果的に、ボビン１２０と一体になるように組み込まれる。ボビンガイド１２３を別部品で材質を磁性体にすることにより、作動性能を向上させることができる。本実施形態では、ボビンガイド１２３は、図７Ｂに示されるように、間隔ｓを有して略円筒状に形成され、ボビン１２０の挿入孔１２０ａ内に嵌め込まれると、間隔ｓは略零になるように形成されるが、これに限定されるものではない。ボビンガイド１２３の間隔ｓは、ボビンガイド１２３にバネ性を持たせ、それにより、ボビンガイド１２３をボビン１２０に嵌め込んだとき脱落を防止するために設けられている。

ボビンガイド１２３の下端１２３ａは、外函１０３の底板１０３ｂから突出し、流体入り口側の第１の継ぎ手１１２の弁本体接続部上端１１２ａを通過する位置まで延在している。ボビンガイド１２３の下端１２３ａは、管としての流体入り口側の第１の継ぎ手１１２の弁本体接続部を収容できるように、下方に向かって開放する切り欠き１２７が、少なくとも１以上、例えば、水平回りに１２０°間隔で３個形成されている。

本実施形態では、切り欠き１２７は、逆Ｕ字形をなすように、形成されている。このような切り欠き１２７が設けられることで、該切り欠き１２７に第１の継ぎ手１１２が入り込むと、電磁コイルユニット１０２は、第１の継ぎ手１１２、ひいてはプランジャチューブ１２５に対して位置決めされ、固定され得る。すなわち、所定の逆Ｕ字形の切り欠き１２７の円弧面に第１の継ぎ手１１２の外周円が内接することにより、プランジャチューブ１２５を取り巻く水平方向の位置および上下方向の位置が決定する。なお、本実施形態では、別部材としてのボビンガイド１２３を採用しているが、上記第１〜第３の実施形態と同様、ボビン１２０の円筒体１２１が延在するように形成されてもよい。

本実施形態においても、固定された電磁コイルユニット１０２の上下方向の移動を抑制するために、上記第１の実施形態と同様のブラケット１０６がさらに用いられることが好ましい。本実施形態においては、ブラケット１０６は、一端が外函１０３に嵌装、溶接、かしめ、接着などにより固定され、他端が円柱状の弁本体としてのプランジャチューブ１２５の下端部に当接し、電磁コイル１２２の上下方向の移動を抑制する。

図８Ａ、図８Ｂには、本発明に係る流体制御弁の第５の実施形態としての電動弁２００が示されている。本実施形態における電動弁２００は、上記第１の実施形態に係る電動弁１とは、第１に、ボビン２０に設けられた切り欠き２０ｄの形状が円弧形状である構成と、第２に、ボビン２０の円弧形状の切り欠き２０ｄに隣接してガイド２０ｅが設けられている構成をとることが異なり、その他の構成は、第１の実施形態と同じである。なお、本実施形態のブラケット６’は、第１の実施形態のブラケット６とは、形状が異なる。ブラケット６’は、固定部６１’、バネ部６２’および接触部６３’を有し、板バネ状に形成される。具体的には、固定部６１’は、電磁コイル１２２に向かい合う外函２３に固定され、弁本体４に沿って上下方向に真っ直ぐに延在する。バネ部６２’は、固定部６１’の下端部から一方の側に直角に湾曲した後、下方向に直角に湾曲し、さらに、ガイド２０ｅの下端に近寄るように傾斜した傾斜片を形成している。接触部６３’は、バネ部６２’の傾斜片の端から他方の側に湾曲するように形成される。なお、図８Ａ乃至図１０Ｃにおいては、図１Ａ、図１Ｂにおける構成要素と同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

本実施形態では、ボビン２０を構成する円筒体２０ａの下端２０ｃに設けられた切り欠き２０ｄは、円弧形状となるように形成されている。このような切り欠き２０ｄが設けられることにより、ブラケット６’の弁本体４に対して電磁コイルユニット２を押し下げる方向に作用するバネ性の反力により、該切り欠き２０ｄに第１の継ぎ手１２の弁本体接続部上端１２ａが入り込むと、電磁コイルユニット２は、第１の継ぎ手１２、ひいては第１の継ぎ手１２に連結されている弁本体４に対して位置決めされ、固定され得る。すなわち、ブラケット６’のバネ性の反力により、円弧形状の切り欠き２０ｄの円弧面に第１の継ぎ手１２の弁本体接続部上端１２ａの外周面が当接することにより、電磁コイルユニット２の弁本体４に対する相対位置は、弁本体４を取り巻く水平方向の位置および上下方向の位置について位置決めされる。

また、本実施形態では、ボビン２０を構成する円筒体２０ａの下端２０ｃに設けられた切り欠き２０ｄの相互間に隣接して、上記下端２０ｃに上記弁本体が挿入される方向とは逆の方向に突出した突起部であるガイド２０ｅが形成されている。ガイド２０ｅは、第１の継ぎ手１２がブラケット６’方向へ回転するのを抑制するために設けられるものであり、ブラケット６’に対向して、ブラケット６’のバネ部６２と円筒体２０ａとの間に配置され、ブラケット６’の幅より広い幅を有している。ガイド２０ｅは、ボビン２０の円筒体２０ａの下端２０ｃの一箇所に形成される。ブラケット６’と第１の継ぎ手１２は、双方ともに金属で形成されており、繰り返し互いに接触すると、いずれかが損傷するか、ブラケット６’が曲がる恐れがある。このため、第１の継ぎ手１２が当接するガイド２０ｅを設けることにより、第１の継ぎ手１２がブラケット６’方向へ回転してブラケット６’と接触するのを防ぐことができる。ガイド２０ｅの第２の継ぎ手１３の中心軸線方向の高さは、隣接する切り欠き２０ｄの最深部から第１の継ぎ手１２の半径以上であることが望ましいが、下端２０ｃより高く、ブラケット６’のバネ部６２に干渉しない高さであれば、許容される。

図９において、第１の継ぎ手１２の弁本体接続部上端１２ａが円弧形状の切り欠き２０ｄに嵌合されている状態が示される。円弧形状の切り欠き２０ｄの円弧部の嵌合深さΔＬは、第１の継ぎ手１２の半径Ｒの半分くらいの比率となっているが、円弧部の深さΔＬは、継ぎ手の半径Ｒより短ければよい。円弧部の深さΔＬが、継ぎ手の半径Ｒより短い場合、比較的コイルが簡単に回転可能となる。

図１０Ａ、図１０Ｂ、及び、図１０Ｃには、図８Ａ、図８Ｂに示される円弧形状の切り欠き２０ｄに第１の継ぎ手１２が次第にはまり込む様子が示される。図１０Ａに示されるように円弧形状の切り欠き２０ｄが第１の継ぎ手１２から外れている場合から、図１０Ｂに示されるように電磁コイルユニット２を矢印の方向に回転させて行くと、ブラケット６’の弁本体４に対して電磁コイルユニット２を押し下げる方向、すなわち、切り欠き２０ｄの周縁を弁本体接続部上端１２ａに押し付ける矢印に示す方向に作用するバネ性の反力により、図１０Ｃに示されるように、第１の継ぎ手１２が切り欠き２０ｄに嵌め込まれる。なお、本実施形態におけるその他の構成については、上述したように上記第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。以上のとおりであり、本実施形態においては、上記第１の実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

図１１には、本発明に係る流体制御弁の第１乃至第５の実施形態を使用した冷凍・空調システム３００の構成の一例が示されている。図１１において、冷凍・空調システム３００は、第１乃至第５の実施形態のうちのいずれかの流体制御弁３１１（１，１’，１”，１００，２００）と、室外熱交換器３１２と、流路切換弁３１３と、圧縮機３１４とを有する室外ユニット３１０と、室内熱交換器３１５を有する室内ユニット３２０とを備える。流体制御弁３１１は、室外熱交換器３１２の第１のポート３１２ａと室内熱交換器３１５の第１のポート３１５ａとの間に配置されている。室外熱交換器３１２の第２のポート３１２ｂと室内熱交換器３１５の第２のポート３１５ｂとの間には、圧縮機３１４の吐出口に接続される流路切換弁３１３が配置されている。また、図１１において、実線の矢印は暖房モード時における冷媒の流れを示し、点線の矢印は冷房モード時における冷媒の流れを示している。なお、冷凍・空調システム３００における圧縮機３１４等は、図示が省略される制御部によって制御される。

図１１に示す冷凍・空調システム３００によれば、冷凍・空調システム３００の配管のろう付作業の場合、上述のコイル部は、上述の流体制御弁３１１の本体部に接続されていない。配管接続後、コイル部をその本体部に装着するが、そのとき、他の配管が入り組んでおり、手を伸ばすことができても、コイル取付方向の確認が困難な場合がある。そのような場合においてもコイル部を簡単に回転させ、第１の継ぎ手１２と切り欠き２０ｄに嵌合させることができるので、確実にコイル部を本体部に装着することができる。つまり、本発明に係る流体制御弁によれば、狭い空間でも、電磁コイルユニット２を弁本体４に容易に確実に装着可能とすることができる。

以上、本発明に係る流体制御弁の一例について二方弁を用いて説明してきたが、本発明は、これに限られるものではなく、多方弁にも用いることができる。

１、１’、１”、２００ 流体制御弁（電動弁）
２、１０２ 電磁コイルユニット
４ 弁本体
６、１０６ ブラケット
１２、１３、１１２、１１３ 継ぎ手
１２ａ、１１２ａ 弁本体接続部上端
２０、１２０ ボビン
２０ａ 円筒体
２０ｂ 挿入孔
２０ｄ、１２７ 切り欠き
２０ｅ ガイド
２２、１２２ 電磁コイル
２３、１２３ 外函
１００ 流体制御弁（電磁弁）
１２５ プランジャチューブ（弁本体）
３００ 冷凍・空調システム
３１０ 室外ユニット
３１１ 流体制御弁
３１２ 室外熱交換器
３１３ 流路切換弁
３１４ 圧縮機
３２０ 室内ユニット
３２１ 室内熱交換機

Claims (7)

1. 流体が流出入する少なくとも２つの継ぎ手に連結され、内蔵される弁部材を駆動することにより流体の流れを制御する外郭が円柱状の弁本体、該弁本体に着脱自在に装着され、前記弁部材を駆動する電磁コイルを備える流体制御弁であって、
   前記電磁コイルは、前記弁本体が挿入される挿入孔が形成されている円筒体を有するボビンに巻かれており、
   前記ボビンを構成する前記円筒体には、前記弁本体が挿入される方向とは逆の方向に開放されている少なくとも１つの切り欠きが形成されることを特徴とする流体制御弁。
2. 前記少なくとも２つの継ぎ手のうちの１つの継ぎ手は、前記円柱状の弁本体の軸に対して直交するように、前記弁本体に連結され、
   前記ボビンの前記円筒体の前記挿入孔内に前記弁本体が挿入されたとき、前記円筒体の前記切り欠きが、前記弁本体から前記弁本体の軸に対して直交するように突設した前記継ぎ手に係合することを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
3. 少なくとも、前記電磁コイルと、該電磁コイルが巻かれているボビンと、磁性体からなる外函と、が一体的に結合されて、電磁コイルユニットが構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体制御弁。
4. 一端が前記ボビンを覆う外函またはステータの少なくともどちらか一方に固定され、他端が前記弁本体の底部に当接するブラケットをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の流体制御弁。
5. 前記流体制御弁は、電動弁であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体制御弁。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体制御弁を使用した冷凍・空調システム。
7. 流体が流出入する少なくとも２つの継ぎ手に連結され、内蔵される弁部材を駆動することにより流体の流れを制御する外郭が円柱状の弁本体、該弁本体に着脱自在に装着され、前記弁部材を駆動する電磁コイルを備える流体制御弁の電磁コイルユニットであって、
   前記電磁コイルユニットは、前記電磁コイルと、該電磁コイルが巻かれており前記弁本体が挿入される挿入孔が形成されている円筒体を有するボビンと、磁性体からなる外函と、が一体的に結合され、
   前記ボビンを構成する前記円筒体には、前記弁本体が挿入される方向とは逆の方向に開放されている少なくとも１つの切り欠きが形成されることを特徴とする流体制御弁の電磁コイルユニット。

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