JP6580081B2

JP6580081B2 - 電磁コイル及び電磁弁

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Publication number: JP6580081B2
Application number: JP2017040458A
Authority: JP
Inventors: 雅弘村田; 中野　誠一; 誠一中野; 祐小山; 大一郎剱持
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: CN207961706U; JP2018147985A

Description

本発明は、円筒状のコイルを樹脂で封止するなどで構成したコイル部材の外周に外函を装着した電磁コイル、及びこの電磁コイルを備えた電磁弁に関する。

従来、冷凍サイクルシステムの冷媒の流れを制御する電磁弁として、例えば、特許第６０５９３６３号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この電磁弁は、現場作業により電磁コイルのアッセンブリを弁本体に組み付けることができるものである。また、この電磁弁は、雰囲気中の蒸気等による電磁コイル内部での凍結防止のために、電磁コイルの内部でかつ弁本体側のプランジャケースの外周にＯリングを内装している。また、プランジャケースの外周と電磁コイルの外函底部との境界にパッキンを設けるようにしている。

特許第６０５９３６３号公報

従来の電磁コイルのように、凍結防止用のＯリングを電磁コイルの内部に設けるとプランジャケースを旨く挿入しないとＯリングによるシール性を確認するのが困難である。なお、外函の外部にパッキンが露出していると、外観意匠が損なわれる。

本発明は、電磁コイルのアッセンブリを弁本体に組み付け可能にした電磁弁において、電磁コイルのアッセンブリを弁本体に容易に組み付けられ、かつ、電磁コイルのアッセンブリと弁本体との間のシール性を確保することを課題とする。

請求項１の電磁コイルは、コイルを樹脂部で内包した柱体状のコイル部材と、前記コイル部材の外周を覆う外函と、を備え、前記外函の底部に当該電磁コイルへの通電により作動する弁本体を挿通するための中心孔を有する電磁コイルであって、前記中心孔の周囲を囲うリング状のシール部材が装着されるとともに前記中心孔に整合する挿通孔が形成されたシール部材カバーが、前記外函の底部に設けられ、前記コイル部材の外周の一部に、前記コイルに通電するためのリード線が引き出されたリード線引き出し部を有し、前記シール部材カバーが、前記リード線引き出し部を覆うリード線カバーを兼ね備えていることを特徴とする。

請求項２の電磁弁は、請求項１の電磁コイルと、前記シール部材カバーの前記挿通孔及び前記外函の前記中心孔に挿通された弁本体と、を備えたことを特徴とする。

請求項１の電磁コイルによれば、外函の底部にて、中心孔の周囲にリング状のシール部材がシール部材カバーによって保持されているので、弁本体のプランジャケース等をシール部材カバーの挿通孔及び外函の中心孔に挿通し易く、組み付け作業が容易であり、かつ、シール部材により外函とプランジャケース等との間のシール性を確保することができる。したがって、雰囲気中の蒸気等による電磁コイル内部での凍結を防止できる。

また、前記の効果に加えて、リード線カバーによってコイル部材のリード線引き出し部が覆われているので、振動や異物の衝撃により、摩耗、欠けあるいは割れ等の損傷が発生することがない。

請求項２の電磁弁によれば、請求項１と同様な効果が得られる。

本発明の実施形態の電磁弁の縦断面図である。本発明の実施形態の電磁弁の外観側面図である。本発明の実施形態の電磁弁における電磁コイルの底面斜視図である。本発明の実施形態の電磁弁における電磁コイルの上面斜視図である。

次に、本発明の電磁コイル及び電磁弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の電磁弁の縦断面図、図２は同電磁弁の外観側面図、図３は同電磁弁における電磁コイルの底面斜視図、図４は同電磁弁における電磁コイルの上面斜視図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１及び図２の図面における上下に対応する。

この実施形態の電磁弁はパイロット式の電磁弁であり、弁本体１と電磁コイル２とで構成されている。弁本体１は、金属製の弁ハウジング１１を備えており、この弁ハウジング１１には、弁室１１Ａと、プランジャ室１１Ｂと、弁室１１Ａとプランジャ室１１Ｂとに連通するガイド孔１１Ｃと、主弁ポート１１Ｄとが形成されている。また、弁ハウジング１１の外周片側には弁室１１Ａに導通される第１継手管１１ａが接続されるとともに、下端には第２継手管１１ｂが接続されている。

ガイド孔１１Ｃ内には金属製のピストン弁１２が内挿されている。ピストン弁１２には上部に開口するパイロット弁室１２Ａが形成され、このパイロット弁室１２Ａの底部には中心にパイロットポート１２Ｂが形成されている。また、ピストン弁１２は主弁ポート１１Ｄに対向して配置され、弁室１１Ａの底部とピストン弁１２との間には開弁ばね１２ｃが圧縮して配設されている。そして、この開弁ばね１２ｃのばね力によりピストン弁１２は主弁ポート１１Ｄから離間する方向（開弁方向）に付勢されている。なお、ピストン弁１２とガイド孔１１Ｃとの間にはクリアランスが設けられ、このクリアランスを介して第１継手管１１ａからの流体がピストン弁２２の背空間であるプランジャ室１１Ｂ内に流入可能となっている。

弁ハウジング１１の上端には、円筒状のケースホルダ部１１Ｅが形成されており、このケースホルダ部１１Ｅ内にプランジャケース１３が取り付けられている。プランジャケース１３内には、プランジャ１４が内挿されている。プランジャ１４は磁性体からなり、プランジャケース１３内で軸線Ｌ方向（上下方向）に摺動可能に配設されている。また、プランジャケース１３の上端には磁性体からなる吸引子１５が固定されており、プランジャ１４と吸引子１５との間にはプランジャばね１６が配設されている。プランジャ１４の下端部には、ボールからなるパイロット弁１４ａがカシメ固定されており、このパイロット弁１４ａは、ピストン弁１２のパイロット弁室１２Ａ内でパイロットポート１２Ｂを開閉する。

プランジャケース１３及び吸引子１５は、後述の電磁コイル２において、シール部材カバー２４の挿通孔２４ａと、ゴム等の弾性部材からなるＯリング２５と、端面外函２３の中心孔２３ｄと、コイル部材２１の中心孔２１ａとに挿通され、吸引子１５が、端面外函２３のネジ穴２３ｅを介してネジＮにより、電磁コイル２に対してネジ止めされている。なお、ネジＮと端面外函２３の天板部２３ａの間には、シール用Ｏリングが嵌装されている。

以上の構成により、実施形態の電磁弁は冷凍サイクルシステムに設けられ、第１継手管１１ａが高圧の冷媒が流入する一次側、第２継手管１１ｂが冷媒が流出する二次側とされる。

電磁コイル２に通電がなされていないとき（非通電時）は図１の状態となり、冷媒は流れない。すなわち、電磁コイル２では磁力は発生しておらず、プランジャばね１６の付勢力及びプランジャ１４の自重により、プランジャ１４が吸引子１５から離間した位置となる。このときパイロット弁１４ａがパイロットポート１２Ｂを弁閉状態とする。また、パイロット弁１４ａと共にピストン弁１２が下降して主弁ポート１１Ｄを閉状態とし、冷媒の通路は遮断される。このとき、ピストン弁１２の背空間であるプランジャ室１１Ｂが高圧となり、ピストン弁１２による弁閉状態が確実に保持される。

電磁コイル２に通電がなされると、吸引子１５に磁力が伝わり、プランジャ１４が上昇し、プランジャ１４の下端のパイロット弁１４ａがパイロットポート１２Ｂから離間し、パイロット弁室１２Ａとプランジャ室１１Ｂが第２継手管１１ｂに導通して低圧となる。これにより、開弁ばね１２ｃのばね力によりピストン弁１２は主弁ポート１１Ｄから離間して弁開状態となり、冷媒が第１継手管１１ａから第２継手１１ｂに流れる。

電磁コイル２は、軸線Ｌを中心軸とする円筒状のコイル２Ａを樹脂材で封止（内包）したコイル部材２１と、コイル部材２１の外周に嵌合される側面外函２２と、側面外函２２を嵌合する端面外函２３と、端面外函２３の底部に設けられた後述のシール部材カバー２４とを備えている。コイル部材２１は、その中央に弁本体１のプランジャケース１３を挿入する中心孔２１ａを有している。また、コイル部材２１はコイル２Ａに接続されるリード線２Ｂを有しており、図１に示すように、リード線２Ｂがコイル部材２１から引き出される箇所はリード線引き出し部２Ｂ１となっている。

側面外函２２は鉄板製である。この側面外函２２はコイル部材２１の外周に整合する形状をしており、それぞれ略半円弧面をなす２つの側板部２２ａ，２２ａと、両方の側板部２２ａ，２２ａを連結する連結部２２ｂと、を一体に形成したものである。そして、側面外函２２自体の弾性力により、側板部２２ａ，２２ａはコイル部材２１の側面を押圧する方向に作用し、この側面外函２２はコイル部材２１を挟持した状態で嵌合される。また、側面外函２２の連結部２２ｂの両側端部に、耳部２２ｂ１が形成されている。

端面外函２３は鉄板製である。この端面外函２３は、互いに平行な天板部２３ａと底板部２３ｂと、この天板部２３ａと底板部２３ｂとを連結する側面部２３ｃと、を一体に形成したものである。底板部２３ｂにはプランジャケース１３を挿入する中心孔２３ｄが形成され、天板部２３ａには吸引子１５をネジＮでネジ止めするためのネジ穴２３ｅが形成されている。そして、端面外函２３は、天板部２３ａと底板部２３ｂとがコイル部材２１の両端面と側面外函２２の両端面をそれぞれ覆うように、側面外函２２に組み付けられている。

シール部材カバー２４は、プレス加工等により形成され、底板部２３ｂと平行に配置されて軸線Ｌを中心とする略リング状のシールカバー２４Ａと、リード線引き出し部２Ｂ１を覆うリード線カバー２４Ｂと、リード線カバー２４Ｂの両側部に形成された耳部２４Ｃと、を一体に形成したものである。シールカバー２４Ａは、挿通孔２４ａを有し、その内部に「シール部材」としてのＯリング２５を装着している。そして、シール部材カバー２４の両耳部２４Ｃ，２４Ｃと、側面外函２２の連結部２２ｂの両耳部２２ｂ１，２２ｂ１とにおいて、リベット２６でカシメ固定することにより、シール部材カバー２４が側面外函２２及び端面外函２３の底板部２３ｂに固定されている。

これにより、Ｏリング２５は端面外函２３の中心孔２３ｄの周囲に配置される。また、リード線カバー２４Ｂはリード線引き出し部２Ｂ１を覆った状態となる。そして、弁本体１（プランジャケース１３及び吸引子１５）が当該電磁コイル２に組み付けられたとき、Ｏリング２５は、端面外函２３の中心孔２３ｄの周囲と、弁ハウジング１１の上端のケースホルダ部１１Ｅの外周にそれぞれ圧接され、このケースホルダ部１１Ｅの端部と中心孔２３ｄとを外部から封止する。また、Ｏリング２５は、シール部材カバー２４によって保持されているので、弁本体１のプランジャケース１３をシール部材カバー２４の挿通孔２４ａ及び端面外函２３の中心孔２３ｄに挿通し易く、組み付け作業が容易である。さらに、Ｏリング２５により端面外函２３とプランジャケース１３との間のシール性を確保することができる。したがって、雰囲気中の蒸気等による電磁コイル内部での凍結を防止できる。

また、側面外函２２と端面外函２３とにより、コイル部材２１の略全周が覆われるとともに、シール部材カバー２４のリード線カバー２４Ｂによってコイル部材２１のリード線引き出し部２Ｂ１が覆われている。したがって、振動や異物の衝撃により、コイル部材２１及びリード線引き出し部２Ｂ１のリード線２Ｂの摩耗、欠けあるいは割れ等の損傷が発生することがない。また、シール部材カバー２４を取り付けた連結部２２ｂの端部２２ｂ２は曲げ加工により丸められているので、この連結部２２ｂによってリード線２Ｂが傷つくことがない。なお、端部２２ｂ２はリード線２Ｂが傷つかない形状であればよく、曲げ加工により丸めるものだけではなく、Ｒ形状など他の形状でもよい。

また、実施形態の側面外函２２、端面外函２３、カバー２４は塗料（例えばカチオン）等により黒色に塗装されており、これによりコイル部材２１の放熱効果が高まり、コイル温度の上昇を防止することでできる。このような黒色化の処理としては、シール部材カバー２４がアルミ部品の場合は、アルマイト処理等でもよい。

実施形態では、一部品のシール部材カバー２４が、Ｏリング２５を装着したシールカバー２４Ａと共にリード線カバー２４Ｂを兼ね備えているが、シールカバー２４Ａとリード線カバー２４Ｂとが別体でそれぞれ構成されていてもよい。また、シール部材カバー２４はＯリング２５を装着するシールカバー２４Ａのみでもよい。

また、実施形態では、「シール部材」としてＯリングの例について説明したが、「シール部材」は盤状のパッキン等でもよい。

さらに、実施形態では、開弁ばね１２ｃ入りの「パイロット式の電磁弁」を例として説明したが、開弁ばね１２ｃが無い「パイロット式の電磁弁」、あるいは、ピストン弁１２及び開弁ばね１２ｃが無い「直動式の電磁弁」でもよい。

なお、以上の実施形態の電磁コイルによれば、コイル部材の略全周が外函で覆われているので、延焼を抑制する効果も得られる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１弁本体
１１弁ハウジング
１１Ａ弁室
１１Ｂプランジャ室
１１Ｃガイド孔
１１Ｄ主弁ポート
１１Ｅケースホルダ部
１１ａ第１継手管
１１ｂ第２継手管
１２ピストン弁
１２Ａパイロット弁室
１２Ｂパイロットポート
１２ｃ開弁ばね
１３プランジケース
１４プランジャ
１４ａパイロット弁
１５吸引子
１６プランジャばね
２電磁コイル
２Ａコイル
２Ｂリード線
２Ｂ１リード線引き出し部
２１コイル部材
２１ａ中心孔
２２側面外函
２２ａ側板部
２２ｂ連結部
２２ｂ１耳部
２３端面外函
２３ａ天板部
２３ｂ底板部
２３ｃ側面部
２３ｄ中心孔
２３ｅネジ穴
２４シール部材カバー
２４Ａシールカバー
２４Ｂリード線カバー
２４Ｃ耳部
２４ａ挿通孔
２５Ｏリング（シール部材）
２６リベット
Ｎネジ
Ｌ軸線

Claims

コイルを樹脂部で内包した柱体状のコイル部材と、前記コイル部材の外周を覆う外函と、を備え、前記外函の底部に当該電磁コイルへの通電により作動する弁本体を挿通するための中心孔を有する電磁コイルであって、
前記中心孔の周囲を囲うリング状のシール部材が装着されるとともに前記中心孔に整合する挿通孔が形成されたシール部材カバーが、前記外函の底部に設けられ、
前記コイル部材の外周の一部に、前記コイルに通電するためのリード線が引き出されたリード線引き出し部を有し、
前記シール部材カバーが、前記リード線引き出し部を覆うリード線カバーを兼ね備えている
ことを特徴とする電磁コイル。
請求項１の電磁コイルと、前記シール部材カバーの前記挿通孔及び前記外函の前記中心孔に挿通された弁本体と、を備えた
ことを特徴とする電磁弁。