JPH10103556A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャの上端面と吸引子の下端面におい
て気体や潤滑油によって吸着力を生じることがなく、プ
ランジャが確実に作動することができる電磁弁を提供す
る。 【解決手段】 プランジャ８の下端に弁体３を備え、プ
ランジャ８の上端面１２と対向する吸引子１０の下端面
１１間にスプリング４を縮設し、吸引子１０の下端面１
１の環状溝１５内に隈取りコイル１６を設けてなる電磁
弁において、プランジャ８の上端面１２の外周から吸引
子１０の環状凹部１５の外周より内方に至るまで続く環
状凹部２１を形成することにより電磁弁を構成したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸引子の端面の溝
内に隈取りコイルを設け、コイルへの通電時にプランジ
ャをスプリングに抗して吸引子へ吸引し、吸引子の端面
にプランジャの端面を吸着するようにした電磁弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】各種空調装置や冷蔵庫等の冷凍装置にお
いては、冷媒の種々の制御のために電磁弁が用いられて
おり、その一つに図３に示すような電磁弁がある。即
ち、第１開口１と第２開口２とを設けた弁本体３内の弁
室４には弁座体５が設けられ、弁座体５の弁孔６に、弁
本体３に固定したプランジャチューブ７内で摺動自在に
設けられているプランジャ８の先端に固定された球弁９
が、離脱自在に設けられている。

【０００３】プランジャチューブ７の上端部には吸引子
１０が嵌合固定され、吸引子１０の下端面１１とプラン
ジャ８の上端面１２の凹部１３間にはスプリング１４が
圧縮して配設されている。吸引子１０の下端面１１には
環状溝１５が設けられ、この環状溝１５内には銅製で環
状の隈取りコイル１６が嵌合され固定されている。吸引
子１０の上部にはネジ穴１７が設けられ、プランジャチ
ューブ７の周囲に図示されないコイルが弁本体３に固定
された後、その周囲を覆うケースを貫通するネジをこの
ネジ穴１７にねじ込むことにより固定している。

【０００４】上記弁の作動においては、図示されないコ
イルが非通電の状態においては、プランジャ８は球弁９
とともにスプリング１４によって図に示すように下方に
押圧され、弁孔６を閉じている。この状態からコイルに
通電すると、吸引子１０は励磁され、プランジャ８をス
プリング１４に抗して吸引し、吸引子１０の下端面１１
にプランジャの上端面１２を当接させて停止し、この吸
引状態を保持する。次いで、コイルへの通電を停止する
と、吸引子１０の吸引力がなくなり、プランジャはスプ
リング１４により下降し、図示の元の状態に戻る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電磁弁にお
いては、コイルへの通電により吸引子１０を励磁し、プ
ランジャ８を吸着してプランジャ８を上昇させるとき、
プランジャ８と吸引子１０間の気体をプランジャ外周と
プランジャチューブ内周との摺動間隙を介してプランジ
ャ下方に移動させ、プランジャの下端の空間の増大分を
補給する。プランジャの最終上昇位置は、吸引子１０の
下端面１１とプランジャ８の上端面１２とが衝突した位
置であり、この衝突する直前までプランジャの上部の空
間の気体は外へ急速に流れており、気体のこの慣性力に
よりプランジャ上部の空間は気体が少ない真空に近い状
態となる。

【０００６】また、吸引子１０の下端面１１に設けた環
状溝１５内における隈取りリング１６の下方には空間１
８が存在するので、空間１８はその開口をプランジャ８
の上端面１２により蓋をされた状態となり、空間１８内
は真空に近い状態を保持することとなる。そのため、プ
ランジャ８は略真空状態の空間１８内部の力により上方
に吸引する作用が保持され、コイルへの通電を停止して
プランジャを降下させ閉弁しようとするとき、スプリン
グの戻し力よりこの吸引する作用が強いときには、プラ
ンジャは降下することができず、更にプランジャ８が下
降する際には、プランジャの上方の空間が拡張されるた
め、より真空になろうとする作用が働くため、弁は閉じ
ることができなくなる。

【０００７】また、通電中にプランジャと吸引子とが離
脱吸着を繰り返すときに発生する磁気音を防止するた
め、プランジャの上端面１２と吸引子の下端面１１とを
平滑に仕上げを行った場合には、磁気音がなくなる。し
かし、上記空間１８をプランジャの上端面１２で蓋をす
る作用が顕著となり、前記のように真空作用により、プ
ランジャは更に降下することができなくなる。

【０００８】更に、このように平滑に仕上げると、冷凍
サイクルにおいて、特に圧縮機の潤滑のために潤滑油が
冷媒ガス中に混入することがあるが、この潤滑油が、プ
ランジャの上端面１２と吸引子の下端面１１との両面に
付着すると両面間に吸着力を生じる。そして、冷媒ガス
中の潤滑油が、前記空間１８内に次第に貯留された状態
では、この潤滑油がプランジャの上端面に付着し、一旦
プランジャの上端面１２がこの潤滑油が付着すると、潤
滑油の粘性によりプランジャが離れることを防ぐ作用を
生じる。その他、粘度の高い潤滑油を用いると、前記の
ようなプランジャの上端面に対する吸着力は強くなり、
上記のようなプランジャの戻し作動を阻害することとな
って、弁が不作動となり、また、作動遅れ等制御性が悪
化する。

【０００９】したがって、本発明は、プランジャの上端
面と吸引子の下端面において気体や潤滑油によって吸着
力を生じることがなく、プランジャが確実に作動するこ
とができる電磁弁を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、プランジャの下端に弁体を備え、プランジ
ャの上端面と対向する吸引子の下端面間にスプリングを
縮設し、吸引子の下端面の環状溝内に隈取りコイルを設
けてなる電磁弁において、プランジャの上端面の外周か
ら吸引子の環状凹部の外周より内方に至るまで続く環状
凹部を形成することにより電磁弁を構成したものであ
る。

【００１１】本発明は、上記のように、プランジャの上
端面の外周から吸引子の環状溝の外周より内方に至るま
で続く環状凹部を形成することにより、プランジャの上
端面が吸引子下端面に当接した状態において、吸引子の
環状溝の少なくとも外周部分においては全周にわたって
開放されており、完全に蓋をされることがないので、プ
ランジャが吸引子により吸引され、プランジャの上端面
が吸引子の下端面に衝突する際、環状溝内の空間の気体
または潤滑油はプランジャ上端面に設けた環状凹部から
抜け、環状溝内に真空を生じることがなく、また、環状
溝内にオイルが貯留されている場合には、そのオイルは
この環状溝から抜け、環状溝内の真空状態による吸引
力、あるいはオイルによる吸着力がプランジャに作用す
ることがなくなり、プランジャはスプリングにより確実
に戻る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。電磁弁の全体概要は、前記従来のものと同様で
あるので、以下、主として従来のものと異なる部分であ
るプランジャの上端面近傍の部分について、図１及び図
２に沿って詳述する。プランジャチューブ７内には図中
上下に摺動可能にプランジャ８を収納しており、プラン
ジャチューブ７の上端部には吸引子１０を固定してい
る。プランジャ８の上端面１２に形成した凹部１３と吸
引子１０の下端面１１間にはスプリング１４を縮設して
おり、プランジャ８はこのスプリング１４の付勢力によ
り、図中下方に移動してプランジャ下端に設けた弁体に
より弁座を閉鎖するための力を受けている。

【００１３】吸引子１０の下端面には、環状溝１５が設
けられ、この環状溝１５内には銅製で環状の隈取りコイ
ル１６が環状溝１５の底部に嵌合され固定されており、
隈取りコイル１６の図中下端面２０は、吸引子の下端面
１１より奥に埋設されることにより、隈取りコイル１６
の下端には環状溝１５における環状の空間１８が形成さ
れている。吸引子１０の上部にはネジ穴１７が設けら
れ、プランジャチューブ７の周囲に図示されないコイル
が弁本体３に固定された後、その周囲を覆うケースを貫
通するネジをこのネジ穴１７にねじ込むことにより固定
している。

【００１４】上記構成は、前記従来のものとほぼ同様で
あるが、本発明においては、プランジャ８の上端面１２
の外周には深さｂの環状凹部２１を形成している。この
環状凹部２１はプランジャ８の上端面１２の周縁２２か
ら内方に形成されており、その内周縁２３は、前記吸引
子１０の下端面の環状溝１５の外周縁２４より内方に位
置している。また、図示実施例においては、この環状凹
部２０の内周縁２５は、吸引子１０の下端面の環状溝１
５の内周縁２３よりは内方に位置させている。それによ
り、図１に示すように、吸引子１０の環状溝１５の外周
縁２４とプランジャ８の上端面１２の環状凹部２１の内
周縁２３との間には距離ａが存在するように形成されて
いる。

【００１５】コイルに通電して吸引子１０を励磁する
と、吸引子１０は電磁石となってプランジャ８をスプリ
ング１４に抗して図中上方に吸引し移動させ、最終的に
図２に示すように、吸引子１０の下端面１１にプランジ
ャ８の上端面１２が当接する。この状態において、吸引
子１０の環状溝１５の外周縁２４とプランジャ８の上端
面１２の環状凹部２１の内周縁２３との間には、前記の
ように距離ａが存在するので、環状溝１５の空間１８は
プランジャの上端面１２によって完全に蓋がされること
がなく、開放部分２６が形成される。

【００１６】上記のように、プランジャ８が吸引子１０
により吸引されて図中上方に移動するとき、プランジャ
８と吸引子１０間の気体をプランジャ外周とプランジャ
チューブ内周との摺動間隙を介してプランジャ下方に移
動させ、プランジャの下端の空間の増大分を補給して円
滑にプランジャを上方に移動することが可能となるもの
であるが、吸引子１０の下端面１１とプランジャ８の上
端面１２とが衝突する直前まで、プランジャの上部の空
間の気体は外部へ急速に流れており、気体のこの慣性力
によりプランジャ上部の空間は気体が少ない真空に近い
状態となろうとする。そのため、環状溝１５内における
隈取りリング１６の下方の空間１８の内部に気体が存在
するときには、空間１８内も上記のような気体の流動に
より真空に近くなる。

【００１７】そのため、プランジャ８の上端面１２が吸
引子１０の下端面１１に衝突したとき、上記空間１８
は、その開口をプランジャ８の上端面１２により蓋をさ
れた状態となると、空間１８内は真空に近い状態を保持
することとなるが、本発明においては、プランジャ８が
吸引子１０に吸着されて保持されているとき、プランジ
ャ８の上端面１２に形成された環状凹部２１は、プラン
ジャ８の下端面の空間と連通している、プランジャ８と
プランジャチューブ７との間隙の圧力が導かれるため、
この環状凹部２１と開放部分２６で連通している環状溝
１５内の空間１８内の真空は直ちに解除される。それに
より、プランジャ８は略真空状態の空間１８内部の力に
より上方に吸引されることがなくなり、コイルへの通電
を停止したとき、スプリング１４の戻し力に対向してプ
ランジャを吸引保持する力が減少する。

【００１８】更に、冷媒ガス中の潤滑油が前記空間１８
内に貯留された状態では、この潤滑油がプランジャ８の
上端面１２に付着し、一旦プランジャ８の上端面１２に
この潤滑油が付着すると、潤滑油の粘性によりプランジ
ャを吸着する作用を生じるが、本発明においては、環状
溝１５内の空間１８がプランジャ上端面の環状凹部２１
と開放部分２６で連通しているので、空間１８内の潤滑
油は開放部分２６から環状凹部２１内に流下し、更にプ
ランジャ８とプランジャチューブ７間の間隙を通って下
方に流下する。それにより、上記のようなプランジャ８
を吸着する作用はなくなり、プランジャ８はスプリング
の戻し力により確実に降下する。

【００１９】このような本発明による作用は、近年、特
定フロンの使用禁止に対する代替冷媒ガスを用いた冷凍
装置においては、その冷媒ガス中に高粘度の潤滑油を混
入しなければならないが、このような高粘度の潤滑油を
用いると、上記のようなプランジャを吸着する力が更に
強くなるが、本発明の電磁弁においては、空間１８内の
潤滑油を確実に除去できるので、高粘度の潤滑油を用い
てもプランジャを確実に作動することができる。

【００２０】特に、環状凹部２１の上記各作用は、この
環状凹部２１が環状溝１５と全周で連通しているので、
一部で連通しているものよりも遥かにその作用は確実で
あり、しかもその製作は容易なものとなる。

【００２１】上記のような本発明による電磁弁と従来の
ものと比較するため、図１に示す電磁弁のプランジャ８
と吸引子１０間にスプリング１４を配設し、プランジャ
チューブ７の周囲に固定された電磁コイルに通電と遮断
を１００回繰り返し、プランジャ８が吸引子１０から離
脱できなかった回数を測定して離脱不良率の試験を行っ
たデータを表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】この表からも明らかなように、オイルを混
入させない場合も混入させた場合も本発明によるものは
離脱不良率が少ないことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、プ
ランジャの上端面の外周から吸引子の環状溝の外周より
内方に至るまで続く環状凹部を形成することにより、プ
ランジャの上端面が吸引子下端面に当接した状態におい
て、吸引子の環状溝の少なくとも外周部分においては全
周にわたって開放されており、完全に蓋をされることが
ないので、プランジャが吸引子により吸引され、プラン
ジャの上端面が吸引子の下端面に衝突する際、環状溝内
の空間の気体または潤滑油はプランジャ上端面に設けた
環状凹部から抜け、環状溝内に真空を生じることがな
く、また、環状溝内にオイルが貯留されている場合には
そのオイルはこの環状溝から抜け、環状溝内の真空状態
による吸引力、あるいはオイルによる吸着力がプランジ
ャに作用することがなくなり、プランジャはスプリング
により確実に戻る。したがって、プランジャの上端面と
吸引子の下端面において気体や潤滑油によって吸着力を
生じることがなく、プランジャが確実に作動することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のコイルへの非励磁時のプラン
ジャ上端部近傍を示す拡大断面図である。

【図２】同励磁時の拡大断面図である。

【図３】本発明を適用する電磁弁の主要部の全体構成を
示す断面図である。

【図４】同プランジャ上端部近傍を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 弁本体 ４ 弁室 ５ 弁座体 ６ 弁孔 ７ プランジャチューブ ８ プランジャ ９ 球弁 １０ 吸引子 １１ 下端面 １２ 上端面 １４ スプリング １５ 環状溝 １６ 隈取りコイル １８ 空間 ２０ 下端面 ２１ 環状凹部 ２２ 周縁 ２３ 内周縁 ２４ 外周縁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャの下端に弁体を備え、プラン
   ジャの上端面と対向する吸引子の下端面間にスプリング
   を縮設し、吸引子の下端面の環状溝内に隈取りコイルを
   設けてなる電磁弁において、プランジャの上端面の外周
   から吸引子の環状溝の外周より内方に至るまで続く環状
   凹部を形成したことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 該環状凹部は吸引子の環状溝の内周より
   外方まで続くよう形成してる請求項１記載の電磁弁。