JP2007092797A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャの摺動抵抗を低減できるとともに、吸引子とプランジャとの間に形成される間隙空間に滞留する流体・油の均圧・排出を円滑に行うことができ、もって、プランジャの応答性を向上できるようにされた電磁弁を提供する。
【解決手段】通電励磁用のコイル２２と、該コイル２２の内周側に配在された吸引子２５と、該吸引子２５に対向配置されたプランジャ３０と、弁座１４を有する弁室１３が設けられた弁本体１０と、プランジャ３０に一体移動可能に取り付けられた弁体１５と、プランジャ３０が摺動自在に嵌挿されるガイドパイプ３２と、を備え、プランジャ３０の最下部中央にボール弁体１５を保持する小径保持穴４１が形成されるとともに、該保持穴４１に連なって上方に貫通する大径中穴４２が形成され、小径保持穴４１と大径中穴４２との段差部４３に、均圧路となる切欠部４５ａが形成された底部プレート４５が載せられ、該底部プレート４５上にコア部材５０が圧入固定され、該コア部材５０の外周面に均圧路となる螺旋溝５２が形成されてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び前記吸引子に対向配置されたプランジャを備えた電磁弁に関する。

この種の電磁弁の従来例を図６に示す。図示の電磁弁１’は、弁座（弁口）１４を有する弁室１３が設けられた弁本体１０と、この弁本体１０の弁室１３に接続された入口継手（流入口）１１及び弁本体1０における弁座１４より下流に接続された出口継手（流出口）１２と、前記弁本体１０の上側に取り付けられた、前記弁座１４にボール弁体１５を接離（開閉）させるための電磁式アクチュエータ２０とを備える。

電磁式アクチュエータ２０は、通電励磁用のコイル２２、該コイル２２の上部内周側に配在された有底円筒状の吸引子２５、吸引子２５の外周段差部と弁本体１０の上部内周段差部にそれぞれ上下端部が溶接等の方法によって密封接合されたガイドパイプ３２、このガイドパイプ３２の内周側に上下方向に摺動自在に、かつ、吸引子２５の下方に所定の間隙長（無通電時）をあけて対向配置されたプランジャ３０、及び、前記コイル２２の外周を覆うように配在されたハウジング２１を備えている。

プランジャ３０の先端（下端）には、保持穴３１が設けられ、この保持穴３１にボール弁体１５が、その下面の一部を露出させた状態で収納されてかしめ固定（かしめ部３１ａ）されている。プランジャ３０の上部には、コイルばねからなる閉弁ばね２６が挿入係止される縦穴（ばね室）３０ａと横穴（均圧穴）３０ｂが形成されている。

このような構成とされた電磁弁１’においては、コイル２２が通電されると、吸引子２５にプランジャ３０が引き寄せられて吸着し、これに伴い、ボール弁体１５が弁座１４から離間（リフト）せしめられて開弁する。また、コイル２２への通電が停止されると、閉弁ばね２６の付勢力によりプランジャ３０及びボール弁体１５が下方に押し戻されて閉弁する。

前記従来例の電磁弁１’においては、入口継手（流入口）１１から弁室１３に導入された流体（冷媒）とそれに混入している冷凍機油（潤滑油）の一部が、ガイドパイプ３２の内周面とプランジャ３０の外周面との間（摺動面間）を通って、吸引子２５とプランジャ３０との間に形成される間隙空間Ｓに導かれて滞留する。そして、コイル２２が通電されて吸引子２５にプランジャ３０が吸引されると、間隙空間Ｓに滞留する流体や油はプランジャ３０により圧縮されるので、横穴３０ｂから前記摺動面間をすり抜けて均圧・排出される。

この場合、プランジャ３０の吸引時（通電時）には、間隙空間Ｓの流体や油は急激に圧縮されるので、プランジャ３０に対してダンパーのように働く。したがって、流体・油の均圧・排出が円滑に行われないと、応答性（レスポンス）が悪くなったり、弁開度が不十分となる。

ところが、電磁弁１’においては、その構造上、プランジャ３０には脈動・ビビリや摺動抵抗が発生するのは避けられないので、プランジャ３０の角部等が摩耗して微粒子となり、この微粒子や流体中に含まれる塵埃等が異物となって前記摺動面間に詰まり、プランジャ３０の摺動抵抗が増大するとともに、前記間隙空間Ｓに滞留する流体・油の均圧・排出が円滑に行われなくなることがある。このように、摺動抵抗が増大したり、流体・油の均圧・排出が円滑に行われないと、プランジャ３０の応答性が低下し、電磁弁としての性能低下を招く。

また、従来例の電磁弁１’では、円柱状のプランジャ３０に横穴３０ｂを穿設する必要があるため、加工コストが高くなる嫌いがあり、さらに、摺動面間に異物が詰まりやすいという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、摺動面間に異物が詰まり難くできるとともに、プランジャの摺動抵抗を低減でき、さらに、吸引子とプランジャとの間に形成される間隙空間に滞留する流体・油の均圧・排出を円滑に行うことができ、もって、プランジャの応答性を向上できるようにされた電磁弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る電磁弁は、基本的には、通電励磁用のコイルと、該コイルの内周側に配在された吸引子と、該吸引子に対向配置されたプランジャと、弁座を有する弁室が設けられた弁本体と、前記プランジャに一体移動可能に取り付けられた弁体と、前記プランジャが摺動自在に嵌挿されるガイドパイプと、を備える。

そして、前記プランジャの最下部中央に前記ボール弁体を保持する小径保持穴が形成されるとともに、該保持穴に連なって上方に貫通する大径中穴が形成され、前記小径保持穴と大径中穴との段差部に、均圧路となる切欠部もしくは溝が形成された底部プレートが載せられ、該底部プレート上にコア部材が圧入固定され、該コア部材の外周面に均圧路となる溝もしくは切欠部が形成されていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記コア部材の外周面に均圧路となる螺旋溝が形成される。
他の好ましい態様では、前記コア部材の外周面に均圧路となる切欠部が形成される。
他の好ましい態様では、前記コア部材に上下貫通穴が形成される。

一方、前記とは別の好ましい態様では、前記プランジャの最下部中央に前記ボール弁体を保持する保持穴が形成されるとともに、該保持穴に連なって上方に貫通する小径中穴が形成され、該小径中穴の下端が前記ボール弁体により塞がれても、前記保持穴と小径中穴とを連通し得るように、前記小径中穴から径方向外方に向けて下面開口のスリット溝が形成される。

この場合、好ましい態様では、前記保持穴に円筒状のかしめ部が設けられ、前記ボール弁体は、その下面の一部を露出させた状態で前記かしめ部により部分かしめされ、前記ボール弁体と前記かしめ部との間に形成される隙間が均圧用溝となっていることを特徴としている。

本発明に係る電磁弁の好ましい態様では、吸引子にプランジャが吸引されると、吸引子とプランジャとの間に形成される間隙空間に滞留する流体・油はプランジャにより圧縮されるので、圧縮流体・油は、例えば、プランジャ内に圧入固定されたコア部材の外周面に形成された螺旋溝→底部プレートの切欠部→保持穴とボール弁体との間に形成される隙間（遊び）を通って弁室・出口側に導出され、これにより、流体・油が均圧・排出される。この場合、ガイドパイプの内周面とプランジャの外周面との摺動面間に詰まりやすい摩耗微粒子等の異物も、流体・油と一緒に前記螺旋溝を通って排出されるので、摺動面間に異物が詰まり難くなり、その結果、プランジャの摺動抵抗を大幅に低減できるとともに、吸引子とプランジャとの間に形成される間隙空間に滞留する流体・油の均圧・排出を円滑に行うことができてプランジャの応答性を格段に向上させることが可能となる。

以下、本発明の電磁弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る電磁弁の第１実施形態を示す縦断面図である。
図示実施形態の電磁弁１において、前述した図６に示される従来例の電磁弁１’の各部と同一構成ないし同一機能を有する部分には、共通の符号を付して、重複説明を省略し、以下においては相違点を重点的に説明する。

本実施形態の電磁弁１も、例えばエアコン等の冷凍サイクルに使用されるもので、前述した従来例とは、プランジャ３０の構成が異なる。

すなわち、本実施形態のプランジャ３０は、図２に拡大図示されているように、その最下部中央に、上から落とし込まれるボール弁体１５を係止保持する、先細り形状の小径保持穴４１が形成されるとともに、該保持穴４１に連なって上方に貫通する大径中穴４２が形成され、小径保持穴３１と大径中穴４２との段差部４３に、図２（Ｂ）に示される如くに、均圧路となる切欠部（Ｄカット形状）４５ａが形成された底部プレート４５が載せられ、この底部プレート４５上に、大径部５０Ａと小径部５０Ｂからなる段付き円柱状のコア部材５０が圧入固定され、このコア部材５０の大径部５０Ａの外周面に均圧路となる螺旋溝５２が形成されている。なおコア部材５０は、閉弁ばね２６のばね受けとしても利用されている。

このような構成とされた本実施形態の電磁弁１においては、コイル２２が通電されて、吸引子２５にプランジャ３０が吸引されると、吸引子２５とプランジャ３０との間に形成される間隙空間Ｓに滞留する流体・油はプランジャ３０により圧縮されるので、圧縮流体・油は、プランジャ３０内に圧入固定されたコア部材５０の大径部５０Ａの外周面に形成された螺旋溝５２→コア部材５０の小径部５０Ｂと大径中穴４２との間の隙間→底部プレート４５の切欠部４５ａ→保持穴４１とボール弁体１５との間に形成される隙間（遊び）を通って弁室１３・出口側に導出され、これにより、流体・油が均圧・排出される。

この場合、ガイドパイプ３２の内周面とプランジャ３０の外周面との摺動面間に詰まりやすい摩耗微粒子等の異物も、流体・油と一緒に前記螺旋溝５２等を通って排出されるので、摺動面間に異物が詰まり難くなり、その結果、プランジャ３０の摺動抵抗を大幅に低減できるとともに、吸引子２５とプランジャ３０との間に形成される間隙空間Ｓに滞留する流体・油の均圧・排出を円滑に行うことができてプランジャ３０の応答性を格段に向上させることが可能となる。

なお、プランジャ３０の構成としては、図３に示される如くに、コア部材５０に、螺旋溝５２に加えて均圧路となる中穴５４を貫設してもよいし、また、図４に示される如くに、コア部材５０に均圧路となる切欠部（Ｄカット形状）５５を形成してもよく、この場合も前記実施形態と略同様な作用効果が得られる。

図５は、本発明に係る電磁弁の第２実施形態のプランジャを示している。
図示実施形態の電磁弁２において、前述した第１実施形態の電磁弁１の各部と同一構成ないし同一機能を有する部分には、共通の符号を付して、重複説明を省略し、以下においては相違点を重点的に説明する。

本実施形態の電磁弁２のプランジャ３０’は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示される如くに、その最下部中央に、ボール弁体１５を保持する保持穴４４が形成されるとともに、この保持穴４４に連なって上方に貫通する小径中穴４６が形成され、この小径中穴４６の下端がボール弁体１５により塞がれても、保持穴４４と小径中穴４６とを連通し得るように、前記小径中穴４６から径方向外方に向けて放射状（図５（Ｃ）参照）に４つの下面開口の平行四辺形状のスリット溝４７が形成されている。

また、保持穴４４に円筒状のかしめ部４８が設けられ、ボール弁体１５は、その下面の一部を露出させた状態で前記かしめ部４８により、図５（Ｄ）に示される如くに、角丸付き正三角形となるように部分かしめ（かしめ箇所４８ａ、４８ｂ、４８ｃ）され、ボール弁体１５とかしめ部４８との間に形成される隙間４９ａ、４９ｂ、４９ｃが均圧用溝となっている。

このような構成のもとでも、前記実施形態と同様に、吸引子２５とプランジャ３０との間に形成される間隙空間Ｓに滞留する流体・油が、小径中穴４６→スリット溝４７→保持穴４４→ボール弁体１５とかしめ部４８との間に形成される隙間４９ａ、４９ｂ、４９ｃを通って弁室１３・出口側に導出され、前記実施形態と略同様な作用効果が得られる。

本発明に係る電磁弁の第１実施形態を示す縦断面図。 （Ａ）は図１に示される電磁弁のプランジャを示す拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示される底部プレートの平面図。 図１に示される電磁弁のプランジャの変形例を示す拡大断面図。 図１に示される電磁弁のプランジャの変形例を示す拡大断面図。 本発明に係る電磁弁の第２実施形態のプランジャを示し、（Ａ）は拡大断面図、（Ｂ）は部分切欠斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、（Ｄ）はプランジャの底面図。 電磁弁の従来例を示す縦断面図。

符号の説明

１、２ 電磁弁
１０ 弁本体
１１ 入口継手（流入口）
１２ 出口継手（流出口）
１３ 弁室
１４ 弁座
１５ ボール弁体
２０ 電磁式アクチュエータ
２５ 吸引子
２６ 閉弁ばね
３０ プランジャ
３２ ガイドパイプ
４１、４４ 保持穴
４２ 大径中穴
４３ 段差部
４５ 底部プレート
４５ａ 切欠部
４６ 小径中穴
４７ スリット溝
４８ かしめ部
５０ コア部材
５２ 螺旋溝

Claims (6)

1. 通電励磁用のコイルと、該コイルの内周側に配在された吸引子と、該吸引子に対向配置されたプランジャと、弁座を有する弁室が設けられた弁本体と、前記プランジャに一体移動可能に取り付けられたボール弁体と、前記プランジャが摺動自在に嵌挿されるガイドパイプと、を備えた電磁弁であって、
   前記プランジャの最下部中央に前記ボール弁体を保持する小径保持穴が形成されるとともに、該保持穴に連なって上方に貫通する大径中穴が形成され、前記小径保持穴と大径中穴との段差部に、均圧路となる切欠部もしくは溝が形成された底部プレートが載せられ、該底部プレート上にコア部材が圧入固定され、該コア部材の外周面に均圧路となる溝もしくは切欠部が形成されていることを特徴とする電磁弁。
2. 前記コア部材の外周面に均圧路となる螺旋溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記コア部材の外周面に均圧路となる切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
4. 前記コア部材に上下貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁弁。
5. 通電励磁用のコイルと、該コイルの内周側に配在された吸引子と、該吸引子に対向配置されたプランジャと、弁座を有する弁室が設けられた弁本体と、前記プランジャに一体移動可能に取り付けられたボール弁体と、前記プランジャが摺動自在に嵌挿されるガイドパイプと、を備えた電磁弁であって、
   前記プランジャの最下部中央に前記ボール弁体を保持する保持穴が形成されるとともに、該保持穴に連なって上方に貫通する小径中穴が形成され、該小径中穴の下端が前記ボール弁体により塞がれても、前記保持穴と小径中穴とを連通し得るように、前記小径中穴から径方向外方に向けて下面開口のスリット溝が形成されていることを特徴とする電磁弁。
6. 前記保持穴に円筒状のかしめ部が設けられ、前記ボール弁体は、その下面の一部を露出させた状態で前記かしめ部により部分かしめされ、前記ボール弁体と前記かしめ部との間に形成される隙間が均圧用溝となっていることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。

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