JP6729175B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、管を流れる流体の流量制御などに用いられる電磁弁に関するものである。

管を流れる流体の流量制御などに用いられる電磁弁は、弁本体ユニットを電磁コイルユニットに挿入することで組み立てられる。弁本体ユニットは、円柱形状した弁本体と、この弁本体の上面に立設された有底筒状のプランジャ部を有する。弁本体の外周の側面には流入口が設けられ、下部には流出口が設けられている。この流入口と流出口のそれぞれには、冷媒配管などと繋がる継手管が接続されている。この継手管は流入口や流出口の内径とほぼ同じ寸法となる外径を有した管であり、この管の先端には冷媒配管などが繋がれる。弁本体の内部には、流入口と流出口を繋ぐ流路が形成されている。プランジャ部の内部には、金属で形成された棒形状の弁体が設けられている。弁本体内の流路には流路内を流れる流体の量を調整するための円錐形状をした弁体の先端部が配置されている。この弁体が上下方向に移動することで、弁体の先端部と流出口の内部側の先端の開口との隙間を増減させることができ、流出口より流出される流体の量を調整できる。

電磁コイルユニットは、環状に形成されたコイルケースと、コイルケース内に設けられた同じく環状の電磁コイルを有する。コイルケースの中央部分には、弁本体ユニットのプランジャ部が挿入される孔部が形成されている。この孔部の表面には金属で形成された極歯が複数設けられている。この極歯は、電磁コイルが巻きつけられているステータと繋がっており、電磁コイルに電流を流した時に、電磁コイルで発生した磁束がステータを介して極歯を通過して弁体にまで到達し易くする。

この電磁弁を空気調和機などの冷凍サイクルに用いた場合、電磁弁の弁本体の流入口と流出口のそれぞれに接続される継手管には冷媒配管が接続され、弁本体内の流路には冷媒が流れる。この冷媒が低温冷媒であった場合、弁本体も冷却され、弁本体に結露水が付着する。この付着した結露水が弁本体ユニットのプランジャ部を伝って、電磁コイルユニットのコイルケースの孔部に流入する。孔部に流入した結露水はプランジャ部と孔部の隙間に溜まる。この溜まった結露水が電磁弁の動作に悪影響を与えるおそれがあった。例えば、空気調和機が海の近辺に設置されている場合、この溜まった結露水に塩分が含まれることがあり、プランジャ部を錆びにくいステンレスで形成したとしても錆が発生し、プランジャ部から出た錆がプランジャ部と孔部の隙間を塞ぎ、作業者が電磁弁をメンテナンスするために電磁コイルユニットとプランジャ部を外そうとした時に、プランジャ部が取り外しにくくなるおそれがあった。また、この溜まった結露水により、孔部の表面にある金属製の極歯が錆び、この錆がプランジャ部と孔部の隙間を塞ぎ、プランジャ部が取り外しにくくなるおそれがあった。更に、極歯が錆びることで極歯に孔があいてコイルケースの内部に結露水が入るおそれもあった。そこで、極歯を錆びにくくするために亜鉛メッキを施す方法がある。（特許文献１参照）

特開２０１３−２２８０００号公報

しかし、電磁弁の極歯に亜鉛メッキを施した場合、電磁弁のコストが上がる問題があった。さらに、亜鉛メッキは水が付くと亜鉛がイオン化されて溶けだすことで極歯が錆びることを防いでいるため、溜まった結露水が接触し続けて亜鉛が全てイオン化して無くなれば、極歯が結露水により錆びる問題もあった。

そこで、本発明は、孔部に溜まった結露水により電磁弁が悪影響を受けないようにすることを目的とする。

上述した問題を解決するために、本発明の電磁弁は、コイルケースと、コイルケース内に設けられる環状の電磁コイルを有する電磁コイルユニットと、円柱形状した弁本体と、弁本体の上面に立設された有底筒状のプランジャ部を有する弁本体ユニットを有し、コイルケースの中央に設けられた孔部にプランジャ部が挿入される電磁弁において、孔部とプランジャ部の間にシート状の吸水部材が配置され、吸水部材の一部が電磁弁から突出している。

また、孔部の表面に金属で形成された極歯が設けられる。

本発明の電磁弁によれば、吸水部材を用いることで、結露水が孔部に溜まりにくくなることによりプランジャ部や極歯などが錆びるなどの悪影響を電磁弁が受けないようにすることができる。

本発明の実施形態にかかる電磁弁の側面図である。 図１の電磁弁を分解した時の分解側面図である。 本発明の実施形態にかかる電磁弁を下方から見た時の下方斜視図である。 図３の電磁弁を分解した時の分解下方斜視図である。 図３のＡ−Ａ線で切断した電磁弁の断面を示した断面図である。 本発明の電磁弁を横向きに配置した場合の側面図である。

（実施形態）
本発明の実施形態に関する電磁弁について図１から図５を基に説明する。図１は電磁弁の側面図である。図２は図１の電磁弁を分解した時の分解側面図である。図３は電磁弁を下方から見た時の下方斜視図である。図４は図３の電磁弁を分解した時の分解下方斜視図である。図５は図３のＡ−Ａ線で切断した電磁弁の断面を示した断面図である。なお、後述する電磁コイルユニット１２０がある側が上側となり、後述する弁本体ユニット１１０がある側が下側となる。

本実施形態の電磁弁１００は、図１から図５に示すように、弁本体ユニット１１０の有底筒状のプランジャ部１１１を、電磁コイルユニット１２０の孔部１２３に挿入し、組み立てられる。この電磁弁１００に吸水シート１３０が後述するように設けられている。

弁本体ユニット１１０は、弁本体１１２と、弁本体１１２の上面に立設された有底筒状のプランジャ部１１１を有する。弁本体１１２の外周の側面には流入口１１３が設けられ、下部には流出口１１４が設けられている。この流入口１１３と流出口１１４のそれぞれには、冷媒配管などと繋がる継手管１４１、１４２が接続されている。この継手管１４１、１４２は流入口１１３や流出口１１４の内径とほぼ同じ寸法となる外径を有した管である。弁本体１１２の内部には、流入口１１３と流出口１１４を繋ぐ流路１１５が形成されている。プランジャ部１１１の内部には、金属で形成された棒形状の弁体１１７が設けられている。弁本体１１２内の流路１１５には、流路１１５内を流れる冷媒の量を調整するための円錐形状をした弁体１１７の先端部１１６が配置されている。この弁体１１７が後述する電磁コイル１２２の磁力により上下方向に移動することで、弁体の先端部１１６と流出口１１４の内部側の先端の開口１１８の隙間１５１を増減させることができ、流出口１１４より流出する冷媒の流量を調整できる。

なお、本実施形態の弁本体ユニット１１０は、各々別体として形成された弁本体１１２とプランジャ部１１１が一体化されたものであるが、本発明はこれに限定したものではない。

電磁コイルユニット１２０は、環状に形成されたコイルケース１２１と、コイルケース１２１内に設けられた同じく環状の電磁コイル１２２を有している。コイルケース１２１の下面１２１ａの中央部分には、弁本体ユニット１１０のプランジャ部１１１が挿入される孔部１２３が形成されている。孔部１２３の表面には金属で形成された極歯１２４が複数設けられている。この孔部１２３は、弁本体ユニット１１０のプランジャ部１１１が挿入されるため、プランジャ部１１１の外径に極歯１２４の２つ分の厚みを合計した寸法とほぼ等しい内径となっている。この極歯１２４は、電磁コイル１２２が巻きつけられている図示しないステータと繋がっており、電磁コイル１２２に電流を流した時に、電磁コイル１２２で発生した磁束がステータを介して極歯１２４を通過して弁体１１７にまで到達し易くする。なお、電磁コイル１２２には、電力を供給するための図示しないリード線が接続されている。

吸水シート１３０は水を吸水する吸水部材であり、弁本体ユニット１１０のプランジャ部１１１と、電磁コイルユニット１２０の孔部１２３の隙間に挟まるように配置されている。この吸水シート１３０は不織布などで形成され、孔部１２３とプランジャ部１１１の隙間に挟まって保持される厚さであり、長方形の形状をしている。吸水シート１３０の一部、本実施形態では吸水シート１３０の先端にある一端部１３１が電磁弁１００から突出している。この一端部１３１は空気と触れるため、吸水シート１３０に吸収された水が一端部１３１から蒸発する。また、この一端部１３１は電磁弁１００を設置した状態での重力方向のうち下側を向くように、作業者が電磁弁１００を設置している。これにより、吸水シート１３０に吸収された結露水が重力によって下方にある一端部１３１に拡散しやすくなる。なお、図６に示すように、電磁コイルユニット１２０がある側を左側に、弁本体ユニット１１０がある側が右側となるように電磁弁１００を横向きに配置する場合がある。この場合、吸水シート１３０は孔部１２３の表面のうち、重力方向の下側に配置されるため、孔部１２３の重力方向の下側に溜まる結露水が吸水シート１３０によって吸収されやすくなる。

次に、電磁コイルユニット１２０の孔部１２３に結露水が侵入する過程について説明する。この電磁弁１００を図示しない空気調和機などに用いて、低温冷媒が弁本体１１２の流入口１１３から弁本体１１２に流入し、流出口１１４より流出する場合、弁本体１１２は冷却される。冷却された弁本体１１２によって周囲の空気が冷却されることで、冷却された空気中の水分が弁本体１１２の外側に結露し、結露水が付着する。この付着した結露水が弁本体ユニット１１０のプランジャ部１１１を伝って、電磁コイルユニット１２０のコイルケース１２１にまで流れる。コイルケース１２１にまで流れた結露水は弁本体ユニット１１０のプランジャ部１１１と、電磁コイルユニット１２０の孔部１２３の隙間１６１に侵入して、孔部１２３に溜まる。

次に、吸水シート１３０の働きについて説明する。電磁コイルユニット１２０の孔部１２３に溜まった結露水は、吸水シート１３０に吸水される。吸水された結露水は、毛細管現象により吸水シート１３０の一端部１３１にまで拡散する。一端部１３１にまで拡散した結露水は、空気と触れることで蒸発する。一端部１３１が乾くことで、吸水シート１３０のうち孔部１２３と接する他端部１３２にある結露水が一端部１３１に拡散する。これにより、吸水シート１３０のうち他端部１３２も乾いて結露水を吸収できるため、吸水シート１３０が孔部１２３内にある結露水を吸水できる。この流れを繰り返すことで、孔部１２３に溜まった結露水を吸水シート１３０の一端部１３１より空気中に排出することができる。

以上より、本実施形態の吸水シートにより、電磁コイルユニットの孔部に溜まった結露水を電磁弁の外にまで導くことで、結露水と空気を接触させることができ、結露水を空気中に蒸発し易くできる。よって、孔部に溜まった結露水が電磁弁の動作に悪影響を与えることなく、特に極歯が錆びることを防ぐことができる。

１００ 電磁弁
１１０ 弁本体ユニット
１２０ 電磁コイルユニット
１３０ 吸水シート

Claims (2)

1. コイルケースと、前記コイルケース内に設けられる環状の電磁コイルを有する電磁コイルユニットと、
   円柱形状した弁本体と、前記弁本体の上面に立設された有底筒状のプランジャ部を有する弁本体ユニットを有し、
   前記コイルケースの中央に設けられた孔部に前記プランジャ部が挿入される電磁弁において、
   前記孔部と前記プランジャ部の間にシート状の吸水部材が配置され、
   前記吸水部材の一部が前記電磁弁から突出していることを特徴とする電磁弁。
2. 前記孔部の表面に金属で形成された極歯が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。

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