(57)【要約】【課題】流体制御弁等の電磁コイルを制御する際、電磁コイルのオフ時の逆起電圧によるフライホイール電流に係るＥＭＣ障害を防止するとともに、電磁コイルの接続時の作業性を良くする。【解決手段】電磁コイル１０において、コイル線１０ａに電力を印加する２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂとの間にブリッジダイオード１０ｂを接続する。２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂに印加する電力のオフ時の逆起電圧により流れる電流を、電磁コイル１０側において、ブリッジダイオード１０ｂとコイル線１０ａとの間で環状に流す。ブリッジダイオード１０ｂを接続することで電磁コイル１０の極性をなくす。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル線の両端と、前記コイル線に電力を印加する２本の電線との間にブリッジダイオードを備えて、前記２本の電線に印加する電力のオフ時の逆起電圧により流れる電流を、前記ブリッジダイオードと前記コイル線との間で環状に流すことを特徴とする電磁コイル。
【請求項２】
コイル部と弁本体部とから成り、前記コイル部の電磁コイルのコイル線の両端と、前記コイル線に電力を印加する２本の電線との間にブリッジダイオードを備えて、前記２本の電線に印加する電力のオフ時の逆起電圧により流れる電流を、前記ブリッジダイオードと前記コイル線との間で環状に流すことを特徴とする流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プランジャを駆動するソレノイド等の各種電動装置に用いられる電磁コイル及び該電磁コイルの駆動制御により流体の流れを制御する流体制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来技術−１）
従来、この種の電磁コイルを制御する回路として例えば図５〜９に示すものがある。なお、図５〜９において同様な要素には同符号を用いている。図５の回路において、プリント基板等の制御装置４０の制御部４０ａは指令に応じてリレースイッチ４０ｂを好適にオン／オフし、直流電源４０ｃから電磁コイル（誘導負荷）５０を駆動するに適した直流電圧を出力する。そして、リレースイッチ４０ｂがオフする際の逆起電圧によって発生するノイズを制御するためにスパークキラーとしてバリスタ６０を備えている。電磁コイル５０は例えば流体制御弁など外部に設けられるものであり、制御装置４０（プリント基板）に対して外部から接続される。なお、交流電源で電磁コイル５０を駆動する場合は直流電源４０ｃの代わりに図５に破線で示すように接続する。バリスタ６０は直流でも交流でもカット電圧以上の電圧が印加されると該カット電圧に制限するように作用する。該カット電圧は、交流用途も考慮して、電源電圧の１．５倍の特定を有するものが選定される。
【０００３】
（従来技術−２）
図６の回路は図５のバリスタ６０の代わりにＣＲ回路７０を用いたものであり、直流電源４０ｃあるいは交流電源の何れの場合も、リレースイッチ４０ｂがオフする際の逆起電圧によって発生する電流（フライホイール電流）をスパークキラーとしてのＣＲ回路７０が充放電し、急峻なパルス状のノイズを制御することができる。
【０００４】
（従来技術−３）
図７の回路は図６と同様な構成で、スパークキラーとしてダイオード８０を備えたものであり、直流電源４０ｃの場合、リレースイッチ４０ｂがオフする際のフライホイール電流は矢印のように流れ、逆起電圧によるリレースイッチ４０ｂのスパークは無くなる。
【０００５】
（従来技術−４）
図８の回路は特開平１０−３７８６３号公報、特開平１０−３１８４０３号公報、特開平１０−３１８４０４号公報、特開平１０−３１８４０５号公報等に開示されているものと同様な回路である。この回路は図７におけるダイオード８０を制御装置４０側に設けないで、外部の電磁コイル５０側においてコイル線と並列にダイオード８０′を設けたものである。これにより、周波数成分が高いフライホイール電流は、電磁コイル５０とそのコイル線に設けたダイオード８０′との間を環状に流れ、図７のように電磁コイル５０と制御装置４０を接続する２本の電力供給線（接続線）３０Ａ，３０Ｂの電路を流れることはない。よって、周辺にＥＭＣ障害を引き起こす点は、解決された。
【０００６】
（従来技術−５）
図９の回路はブリッジダイオード９０で交流電源の電流を全波整流するようにしたものであり、従来広く多様されている回路である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術−１では、ノイズレベル電圧は電源電圧以上〜カット電圧未満となる。これはどちらかといえばスイッチ接点間のアークを防止することには効果があるが、制御装置に対するＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　：電磁的両立性）障害の観点からは、まだ改良の余地を残している。
【０００８】
従来技術−２では、ＣＲ回路７０はダイオードあるいはバリスタ等に比較して高価であり経済性の面で、まだ改良の余地を残している。
【０００９】
従来技術−３の場合、フライホイール電流は、電磁コイル５０、ダイオード８０及び、電磁コイル５０と制御装置４０（あるいはダイオード８０）を接続する２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂとの電路を環状に流れる。しかし、このフライホイール電流は周波数成分が高く、電力供給線３０Ａ，３０Ｂを流れる際に、制御部４０ａ等にＥＭＣ障害を引き起こす点で、まだ改良の余地を残している。
【００１０】
従来技術−３では、電磁コイル５０に極性がなく、制御装置４０側に任意の電線を接続できたが、従来技術−４では、電磁コイル５０に＋極、−極が生じてしまい、接続時の煩わしさが増大した。そして、ここで接続ミスが発生するとダイオード８０′が焼損するという事態が生じてしまい、却って問題点を抱えることになった。
【００１１】
従来技術−５の場合も前記図５〜７と同様に、電磁コイル５０と制御装置４０を接続する２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂの電路をフライホイール電流が流れてしまい、ＥＭＣ障害を引き起こす点で、まだ改良の余地を残している。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するとともに、直流駆動時であっても、交流駆動時であっても、電磁コイルのオフ時の逆起電圧によるフライホイール電流に係るＥＭＣ障害を防止する電磁コイル及び流体制御弁を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電磁コイルは、コイル線の両端と、前記コイル線に電力を印加する２本の電線との間にブリッジダイオードを備えて、前記２本の電線に印加する電力のオフ時の逆起電圧により流れる電流を、前記ブリッジダイオードと前記コイル線との間で環状に流すことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２の流体制御弁は、コイル部と弁本体部とから成り、前記コイル部の電磁コイルのコイル線の両端と、前記コイル線に電力を印加する２本の電線との間にブリッジダイオードを備えて、前記２本の電線に印加する電力のオフ時の逆起電圧により流れる電流を、前記ブリッジダイオードと前記コイル線との間で環状に流すことを特徴とする。
【００１５】
請求項１の電磁コイルまたは請求項２の流体制御弁によれば、電磁コイルのコイル線（コイル部）にブリッジダイオードを設けたので、フライホイール電流は電磁コイル以外の電路（２本の電線）を流れることがない。また、制御装置と電磁コイルとを接続する２本の電線の＋極と−極との識別が不要となる。さらに、ブリッジダイオードは電流を１つの方向にのみ流す全波整流器としても作用するので、交流電源による電磁コイルの駆動が実現でき、制御装置側のプリント基板、あるいは交流式による電装装置等、直流電源や交流電源の電線の極性等を考慮しないで使用できる。したがって、電磁コイルの使い勝手が著しく向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電磁コイル及び流体制御弁の実施形態を、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コイル１０と制御装置２０を示す要部ブロック回路図であり、電磁コイル１０と制御部２０は２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂで接続されている。電磁コイル１０はコイル線１０ａとブリッジダイオード１０ｂとで構成されており、このブリッジダイオード１０ｂは、コイル線１０ａの両端と、該コイル線１０ａに電力を印加する２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂとの間に接続されている。
【００１７】
制御装置２０は例えばプリント基板上に構成され、マイコン等を備えた制御部２０ａ、リレースイッチ２０ｂ及び直流電源２０ｃ等を搭載している。制御装置２０はリレースイッチ２０ｂを切り替え制御し、リレースイッチ２０ｂがオンのとき、直流電源２０ｃの電力が２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂを介してブリッジダイオード１０ｂに印加され、ブリッジダイオード１０ｂの出力端子からコイル線１０ａに電力が印加される。なお、電磁コイル１０は例えば後述の流体制御弁等に設けられ、電力の印加によりプランジャを駆動する。
【００１８】
以上の構成により、リレースイッチ２０ｂがオフされると、コイル線１０ａの両端に逆起電圧が生じる。この逆起電圧によるフライホイール電流は、電磁コイル１０において、コイル線１０ａとブリッジダイオード１０ｂとの間を環状に流れる。すなわち、フライホイール電流が２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂを流れず、周辺にＥＭＣ障害を引き起こすことがない。また、電力供給線３０Ａ，３０Ｂを電磁コイル１０に接続するとき、＋極である電力供給線３０Ａと−極である電力供給線３０Ｂとをブリッジダイオード１０ｂに対してどちらに接続しても（図１の実線でも破線でも）同じであり、接続時の煩わしさがない。
【００１９】
電磁コイル１０はブリッジダイオード１０ｂを備えているので、例えば図２に示した回路のように、直流駆動式の電磁コイル１０であっても交流電源で駆動することができる。この場合も、リレースイッチ２０ｂのオフ時のフライホイール電流が電力供給線３０Ａ，３０Ｂに流れないことは同様である。
【００２０】
図３は本発明の流体制御弁の実施形態を示す図であり、この流体制御弁１００は直流駆動式の直動型二方電磁弁に、前記実施形態におけるユニファイラ巻き電磁コイル１０を備えたものである。プランジャチューブ１１の一端部に弁ハウジング１２が取り付けられ、プランジャチューブ１１の他端部に吸引子１３が取り付けられるとともにその周囲にユニファイラ巻きの前記コイル線１０ａが配設されている。プランジャチューブ１１内のプランジャ１４の先端に弁体１５が連結されている。また、プランジャ１４はプランジャ用ばね１６によって弁ハウジング１２側に付勢されている。
【００２１】
コイル線１０ａへの通電がなされないときは、弁体１５はプランジャ用ばね１６の付勢力により弁座１２ａに着座し、第１ポート１７と第２ポート１８は隔絶される。コイル線１０ａに通電がなされると、プランジャ１４がプランジャ用ばね１６の付勢力に抗して吸引子１３に吸着され、弁体１５は弁座１２ａから離座し、第１ポート１７と第２ポート１８が導通される。
【００２２】
電磁コイル１０において、コイル線１０ａはボビン１０１に巻回されており、図３（Ｂ）　に示したように該コイル線１０ａの両端のリード線１０ａ１，１０ａ２はブリッジダイオード１０ｂの出力端子に接続されている。さらに、このブリッジダイオード１０ｂの入力端子には外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂが接続されている。なお、ブリッジダイオード１０ｂは樹脂１０３により樹脂封止されている。
【００２３】
以上の構成により、外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂには前記２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂが接続される。そして、この流体制御弁１００によりフライホイール電流が電力供給線３０Ａ，３０Ｂに流れないことは前記同様である。また、電力供給線３０Ａ，３０Ｂを外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂに接続するときに極性を考慮しなくても問題がないことも前記同様である。
【００２４】
図４は本発明の流体制御弁の他の実施形態を示す図である。この流体制御弁２００は、例えば空気調和機の冷凍サイクルに用いるものであり、冷凍サイクルの流路に連結される四方弁本体２１０と該四方弁本体２１０を切り換え駆動するパイロット電磁弁２２０を備えている。
【００２５】
四方弁本体２１０の継手管２１は冷凍サイクルにおける圧縮機の吐出口（高圧側）に連結され、継手管２２は冷凍サイクルにおけるアキュムレータ（低圧側）に連結される。また、継手管２３，２４は冷凍サイクルにおける室内と室外の２個の熱交換器にそれぞれ連結される。さらに、３つの継手管２２，２３，２４は、弁本体２５の内部において弁座２６に接続されている。また、弁本体２５内には、連結杆２７で連結された第１ピストン２８と第２ピストン２９が配設されており、弁本体２５内には、このピストン２８，２９により高圧室Ｒ１、圧力変換室Ｒ２及び圧力変換室Ｒ３が画成されている。また、連結杆２７には弁座２６に密接されたスライドバルブ３１が取り付けられている。
【００２６】
パイロット電磁弁２２０は、前記同様な電磁コイル１０を備えている。プランジャチューブ３２の一端部には弁ハウジング３３が取り付けられるとともに、他端部には吸引子３４が取り付けられている。プランジャチューブ３２の周囲には前記同様なユニファイラ巻きのコイル線１０ａが配設され、プランジャチューブ３２内のプランジャ３５の先端には、弁ハウジング３３の弁座３６に密接されたスライド弁３７が取り付けられている。そして、プランジャ３５はプランジャ用ばね３８によって弁ハウジング３３側に付勢されている。弁ハウジング３３の弁座３６と対向する位置には、四方弁本体２１０の高圧側の継手管２１に導通された導通路４１が連通されている。また、弁座３６には、四方弁本体２１０の低圧側の継手管２２に導通された導通路４２、圧力変換室Ｒ２に導通された導通路４３及び圧力変換室Ｒ３に導通された導通路４４がそれぞれ連通されている。
【００２７】
以上の構成により、コイル線１０ａに通電がなされないときはスライド弁３７は図４において左側にあり、導通路４２と導通路４３が導通するとともに導通路４１と導通路４４が導通する。すなわち、圧力変換室Ｒ２は低圧側の継手管２２に導通され、圧力変換室Ｒ３は高圧側の継手管２１に導通される。したがって、圧力変換室Ｒ３の内圧が圧力変換室Ｒ２の内圧より高くなり、ピストン２８，２９及びスライドバルブ３１は図４の状態に維持される。これにより、低圧側の継手管２２はスライドバルブ３１の内腔を介して継手管２３に連通され、高圧側の継手管２１は高圧室Ｒ１を介して継手管２４に連通される。
【００２８】
一方、コイル線１０ａに通電がなされると、プランジャ３５がプランジャ用ばね３８の付勢力に抗して吸引子３４に吸着されるので、スライド弁３７は図４の位置から右側に移動する。これにより、圧力変換室Ｒ２が高圧側の継手管２１に導通され、圧力変換室Ｒ３が低圧側の継手管２２に導通される。したがって、圧力変換室Ｒ２の内圧が圧力変換室Ｒ３の内圧より高くなり、ピストン２８，２９及びスライドバルブ３１は図４の位置から右側に移動される。これにより、高圧側の継手管２１は高圧室Ｒ１を介して継手管２３に連通され、低圧側の継手管２２はスライドバルブ３１の内腔を介して継手管２４に連通される。なお、コイル線１０ａへの通電を遮断すると図４の状態に戻る。
【００２９】
以上のように、電磁コイル１０をオン／オフすることで、四方弁本体２１０により冷凍サイクルの流路が切り換えられる。
【００３０】
この図４の電磁コイル１０も図３の電磁コイル１０と同様な構成である。すなわち、コイル線１０ａはボビン１０１に巻回され、コイル線１０ａの両端のリード線１０ａ１，１０ａ２はブリッジダイオード１０ｂの出力端子に接続され、さらに、ブリッジダイオード１０ｂの入力端子は外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂに接続されている。また、ブリッジダイオード１０ｂは樹脂１０３により樹脂封止されている。
【００３１】
さらに、外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂには前記２本の電力供給線３０Ａ，３０Ｂが接続されるが、この流体制御弁２００によりフライホイール電流が電力供給線３０Ａ，３０Ｂに流れないことは前記同様である。また、電力供給線３０Ａ，３０Ｂを外部引出線１０２Ａ，１０２Ｂに接続するときに極性を考慮しなくても問題がないことも前記同様である。
【００３２】
なお、以上の実施形態ではリレースイッチを用いているが、もちろんスイッチが半導体式でもよいことはいうまでもない。
【００３３】
また、以上の実施形態では本発明の電磁コイルを流体制御弁に適用した場合について説明したが、本発明の電磁コイルは他の電動装置に適用してもよく、この場合も前記同様な作用効果が得られることはいうまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の電磁コイルによれば、電磁コイルのコイル線（コイル部）にブリッジダイオードを設けたので、フライホイール電流は電磁コイル以外の電路（２本の電線）を流れることがないので、ＥＭＣ障害を防止できる。また、制御装置と電磁コイルとを接続する２本の電線の＋極と−極との識別が不要となり、接続時の煩わしさがない。さらに、交流電源による電磁コイルの駆動が実現できるので、制御装置側のプリント基板、あるいは交流式による電動装置等、直流電源や交流電源の電線の極性等を考慮しないで使用でき、電磁コイルの使い勝手が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電磁コイルと制御装置を示す要部ブロック回路図である。
【図２】本発明の実施形態の電磁コイルを交流式で駆動する場合の要部ブロック回路図である。
【図３】本発明の流体制御弁の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の流体制御弁の他の実施形態を示す図である。
【図５】従来技術−１の回路図である。
【図６】従来技術−２の回路図である。
【図７】従来技術−３の回路図である。
【図８】従来技術−４の回路図である。
【図９】従来技術−５の回路図である。
【符号の説明】
１０　　　　　　電磁コイル
１０ａ　　　　　コイル線
１０ｂ　　　　　ブリッジダイオード
３０Ａ，３０Ｂ　電力供給線
１００，２００　流体制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004087759.tif 000008
【図７】
2004087759.tif 000009
【図８】
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【図９】
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