(57)【要約】【課題】隈取りコイル（銅リング）を比較的容易に設置することができ、リフトＬ０においてね力Ｆ０を上回る吸引力Ｆが得られ、また吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲が発生せず、吸引子とプランジャとの接触面積が比較的広く取れて、両者の衝突による摩耗が少なく耐久性に優れた電磁弁を提供すること。【解決手段】吸引子２１とプランジャ１８との吸着面における形状を、吸引子２１をテーパーを有する凸状２１１に形成し、プランジャ１８を前記凸状と整合するように凹状１８１に形成すると共に、吸引子２１の凸状部２１１外の吸着面内に隈取りコイル２４を設けた電磁弁において、前記テーパー角度を２０°乃至６０°、好ましくは３０°乃至４５°に形成したことを特徴とする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引子とプランジャとの吸着面における形状を、前記吸引子をテーパーを有する凸状に形成し、前記プランジャを前記凸状と整合するように凹状に形成すると共に、前記吸引子の前記凸状部外の吸着面に隈取りコイルを設けた電磁弁において、
前記テーパー角度を２０°乃至６０°、好ましくは３０°乃至４５°に形成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記吸引子の凸状の突き出し寸法をプランジャのリフト寸法と略同一にしたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調機のコンプレッサや冷媒配管に取付けられて冷媒の流れを制御する電磁弁に係わり、特に、吸引子とプランジャの吸着面に形成される凹凸部におけるテーパ角度と凸状部の突出し寸法を最適な形状にした電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来技術に係るパイロット式電磁弁の全体構成を示す図である。
この電磁弁は、同図に示すように、ストレーナ１を固定した流入孔２と、それとは反対側に設けた流出孔３を備えた弁本体４の中央に、流出孔３と常時連通する立ち上がり弁座５を形成しており、この弁座５部分の反対側に設けた取付部６には上蓋７をねじ込んで固定している。この取付部６における上蓋７の下部には、弁座５の周囲にピストンバネ室８が形成されている。上蓋７の中心孔９内には、この中心孔９の内周面と冷媒の流通状態を維持しつつ摺動自在ピストン１０が収納され、ピストン１０の中心には、軸方向に貫通するパイロット孔の小径部１１が形成されている。上蓋７の上部にはプランジャパッキン１２を介して、電磁装置１３の下板１４が固定されており、この下板１４にはコイル１５が載置固定され、その上部を外枠１６により覆っている。コイル１５の内周面には非磁性体からなるプランジャチューブ１７が固定され、このプランジャチューブ１７の下端は、上蓋７の中心孔９の上部に嵌合している。プランジャチューブ１７内には磁性体からなるプランジャ１８が摺動自在に収容されており、プランジャ１８の下端に設けたパイロット弁部２０は、ピストン１０のパイロット孔の小径部１１の上端部を閉止可能となっている。プランジャチューブ１７の上端部には、プランジャ１８の上端部と間隙を有する状態で、吸引子２１を外枠１６の下面にボルト２２によって固定している。吸引子２１は磁性体からなり、プランジャ１８との間にプランジャバネ２３を介装している。これにより、コイル１５に通電していないときは、プランジャ１８は吸引子２１に吸引されず、プランジャバネ２３により下方に付勢され、プランジャ１８のパイロット弁部２０はピストン１０のパイロット孔の小径部１１を閉じている。
【０００３】
また、この電磁弁は、吸引子２１とプランジャ１８が接触する吸着面の形状が互いに平面状に形成され、吸引子２１とプランジャ１８が接触する吸着面の吸引子側にはブザー音の発生を防止するための隈取りコイル（銅リング）２４が設けられている。
【０００４】
上記構成からなるパイロット式電磁弁は、上記のようにコイル１５に通電していないときには、プランジャ１８はピストン１０のパイロット孔の小径部１１を閉じており、この状態において、流入孔２から高圧の冷媒が流入してくると、その流体圧はピストンバネ室８から上蓋７の中心孔９とピストン１０の外周の流通路を介してピストン１０の上面全体に作用し、その流体圧によってピストン１０を図中下方に押下し、ピストン下面を弁座５に押しつけ、弁の閉鎖作用をなす。コイル１５に通電すると、コイル１５の磁界により吸引子２１が励磁され、プランジャ１８をプランジャバネ２３の付勢力に抗して図中上方に吸引し、高圧冷媒により押下されているピストンのパイロット孔の小径部１１の上部から離れ、パイロット孔の小径部１１を開く。それによりピストン１０の上部の冷媒はパイロット孔の小径部１１から流出孔３に流出する。そのため、ピストン１０の上面と下面中心部はほぼ同圧力となり、一方、ピストン１０の下面外周には、ピストンバネ室８において流入孔１からの高圧の冷媒が直接かかるため、その圧力によってピストン１０を上昇させ、弁座５を解放する。この時、ピストン１０は上方に吸引されたプランジャに当接するまで上昇する。この状態においてパイロット電磁弁は解放状態であり、冷媒は弁体内を流通する。ここでコイル１５の通電を停止すると、前記のように吸引子２１はプランジャ１８の吸引力がなくなり、プランジャ１８はプランジャバネ２３によりピストン１０と共に下方に移動し、前記のように流体圧によりピストン１０は弁座５に押しつけられ、弁を確実に閉鎖状態に保持する。このパイロット電磁弁では、このような作動を行うので、コイルが小型で小出力であっても、弁体は流体圧により確実に作動し、大容量の流体の制御を行うことができる。
【０００５】
なお、従来、電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面における両者間の形状を、凹凸状に形成し、平面状に形成したものに比べてリフトが大きい位置での吸引力を増大させる技術は、実開平６−８００７６号に見られるように公知である。
【０００６】
また、電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の吸引子側に、隈取りコイル（銅リング）を設けて、ブザー音の発生を防止する技術は、公開実用昭和５６−１６５１６３号に見られるように公知のことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３は、吸引子に隈取りコイルを設た電磁弁において、吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を平面形状にした場合および凹凸形状（テーパー角０°〜７５°）にした場合における、吸引子とプランジャ間の間隔Ｌに対する吸引子とプランジャ間の吸引力Ｆの変化を示すグラフである。
【０００８】
同図において、リフトＬ０は、吸引子が励磁されていない状態における吸引子とプランジャ間のプランジャリフト寸法の間隔を示し、ばね力Ｆ０は、プランジャバネのばね力を示している。
【０００９】
なお、ここに示されるグラフは、図示していない荷重試験機のロードセルおよびコイルを取付け上下方向の変位と荷重の出力を記録するＸＹレコーダーを用い、吸引子とプランジャが密着した状態を両者の間隔Ｌ零とし、荷重試験機の台座を移動させることにより間隔Ｌを変化させて荷重（吸引力Ｆ）の変位を記録することにより得られたものである。
【００１０】
図５は、図４に示した電磁弁の吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【００１１】
同図に示すように、この電磁弁では吸引子２１とプランジャ１８とが接触する吸着面が平面状に形成されており、この場合は、図３のグラフ（１）に示すように、吸引力Ｆは、吸引子２１とプランジャ１８間の間隔Ｌが密着した状態において最大値を示し、間隔Ｌが拡大するに連れて、ほぼ一様に急激に減少し、リフトＬ０において最小値となってしまう。即ち、グラフ（１）に示すように、リフトＬ０における吸引力Ｆは、プランジャバネ２３のばね力Ｆ０とほぼ均衡しているが、ばね力Ｆ０を上回る吸引力Ｆは得られていない。
【００１２】
図６（ａ）、（ｂ）は、図４に示した電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度０°）に形成した場合の、吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【００１３】
ここで、図６（ａ）は、吸引子が励磁されていないリフトＬ０における状態を示し、図６（ｂ）は、吸引子が励磁されてプランジャ１８が吸引子２１に吸引されている途中の状態を示す図である。
【００１４】
図６（ａ）に示すように、吸引子２１の吸着面の一部が凸状に形成されており、この凸状部２１１はバネ挿入穴と兼用される凹状に形成されたプランジャ１８の凹状部１８１に挿入可能に構成されている。この場合は、凹凸部にテーパーを設けていない分、狭いスペースに凹凸部を収納でき、またリフトＬ０は図５の平面形状の場合と同じであるが、図６（ａ）に示すように、凸状部２１１の端部と凹状部１８１の端部間の間隙Ｌ１はリフトＬ０等に比べて非常に狭くなり、吸引子２１とプランジャ１８間の磁気抵抗が減少し吸引力Ｆを増大させることができる。そのため、図３のグラフ（７）に示すように、リフトＬ０において、吸引力Ｆは極大値を示し、ばね力Ｆ０を上回る大きな吸引力が得られる。しかし、図６（ｂ）に示すように、プランジャ１８が上昇し、吸引子２１の凸状部２１１先端がプランジャ１８の凹状部１８１の内側まで進入すると、次第に吸引子２１とプランジャ１８間の吸引力Ｆが減少し、吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲が発生し、吸着が完全に行われず作動不能状態となってしまう。
【００１５】
図７は、図４に示した電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度６０°以上）に形成した場合の、吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【００１６】
この場合は、同図に示すように、吸引子２１の凸状部２１１とプランジャ１８の凹状部１８１にテーパーが形成されているので、図３のグラフ（３）に示すように、吸引子２１の凸状部２１１先端がプランジャ１８の凹状部１８１内に進入した状態でも、吸引力Ｆの減少は少なく、吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲は発生しない。しかし、テーパー角度が６０°を越えると、図示斜線で示すように、吸引子２１とプランジャ１８との接触面積が狭くなるため、両者の衝突による摩耗が激しくなり耐久性が劣ってしまう。また元来、小型電磁弁では電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状に形成した場合は、吸引子の径が小さいため吸着面の面積が狭くなり、凹凸部と隈取りコイルの両方を設けることが困難であるが、テーパー角度が６０°以上になると、隈取りコイル（銅リング）２４を設置する領域が一層狭くなり、設置が困難となる。さらに、リフトＬ０での吸引力Ｆがテーパー角が無い場合に比べて大幅に減少してしまう。
【００１７】
以上のごとく、（１）電磁弁の吸引子とプランジャとが接触する吸着面が平面状に形成したものでは、隈取りコイル（銅リング）を容易に設置することができるが、吸引力Ｆは、間隔Ｌが拡大するに連れてほぼ一様に減少しリフトＬ０において最小値となってしまい、リフトＬ０において吸引力Ｆが弱く、ばね力Ｆ０を上回る吸引力Ｆが得られない。また（２）電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度０°）に形成したものでは、リフトＬ０において、吸引力Ｆは極大となり、ばね力Ｆ０を上回る大きな吸引力が得られが、吸引子の凸状部先端がプランジャの凹状部の内側まで進入したある範囲では、吸引子とプランジャ間の吸引力Ｆが減少し、ばね力Ｆ０を下回る逆転範囲が発生してしまう。また（３）電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度６０°以上）に形成したものでは、吸引子の凸状部先端がプランジャ凹状部内に進入した状態でも、吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲は発生しないが、吸引子とプランジャとの接触面積が狭くなるため、両者の衝突による摩耗が激しくなって耐久性が劣るとともに、隈取りコイル（銅リング）を設置する面積がより一層狭くなり、またリフトＬ０における吸引力Ｆがテーパー角が無い場合に比べて大幅に減少してしまう。
【００１８】
本発明の目的は、上記に指摘した従来技術の種々の問題点に鑑み、隈取りコイル（銅リング）を比較的容易に設置することができ、リフトＬ０においてばね力Ｆ０を上回る吸引力Ｆが得られ、また吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲が発生せず、吸引子とプランジャとの接触面積が広く取れて、両者の衝突による摩耗が少ない耐久性に優れた電磁弁を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
【００２０】
第１の手段は、吸引子とプランジャとの吸着面における形状を、吸引子をテーパーを有する凸状に形成し、プランジャを前記凸状と整合するように凹状に形成すると共に、前記吸引子の前記凸状部外の吸着面内に隈取りコイルを設けた電磁弁において、前記テーパー角度を２０°乃至６０°、好ましくは３０°乃至４５°に形成したことを特徴とする。
【００２１】
第２の手段は、第１の手段において、前記吸引子の凸状の突き出し寸法をプランジャのリフト寸法と略同一にしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１および図２を用いて説明する。
図１は、本発明に係る電磁弁の全体構成を示す図である。
同図において、１はストレーナ、２は流入孔、３は流出孔、４は弁本体、５は弁座、６は取付部、７は上蓋、８はピストンバネ室、９は中心孔、１０は摺動自在ピストン、１１は小径部、１２はプランジャパッキン、１３は電磁装置、１４は下板、１５はコイル、１６は外枠、１７はプランジャチューブ、１８はプランジャ、２０はパイロット弁部、２１は吸引子、２２はボルト、２３はプランジャバネ、２４は隈取りコイル（銅リング）であり、この電磁弁の各部の機能および動作については図４において説明したので省略する。
【００２３】
図２は、図１に示した電磁弁の吸引子２１とプランジャ１８が接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度３０°）に形成した場合の拡大図である。
同図に示すように、吸引子２１とプランジャ１８との吸着面における形状を、吸引子２１をテーパー角度３０°を有する凸状部２１１に形成し、プランジャ１８に、プランジャバネのばね挿入穴と兼用される、凸状部２１１と整合する形状の凹状部１８１に形成すると共に、凸状部２１１外の吸引子２１の吸着面に隈取りコイル２４を設ける。
【００２４】
このように構成することによって、図３のグラフ（５）に示すように、吸引子２１の凸状部２１１先端がプランジャ１８の凹状部１８１内に進入した状態でも、吸引力Ｆの減少は小さく、テーパー角０°の場合のような吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲は発生しない。またテーパー角度が３０°の場合は、図示斜線で示すように、テーパー角が６０°以上のような場合に比べて、吸引子２１とプランジャ１８との接触面積を広く取ることができ、両者の衝突による摩耗が少なくなり耐久性を増すことができる。またテーパー角度が３０°の場合は、隈取りコイル（銅リング）２４を設置する領域を比較的広く取れ、さらにリフトＬ０での吸引力Ｆは、テーパー角０°の場合と変わらない、ばね力Ｆ０を上回る比較的大きな吸引力Ｆが得られるため、吸引子２１が励磁されると、プランジャ１８を迅速に上方に吸引することができる。
【００２５】
また、吸引子２１の凸状部２１１の突き出し寸法をプランジャ１８のリフト寸法（リフトＬ０）と略同一とすることにより、凸状部２１１端部と凹状部１８１端部間の間隙を非常に狭いものとすることができるので、吸引子２１が励磁されたとき、リフトＬ０においてばね力Ｆ０を上回る大きな吸引力Ｆが得られる。
【００２６】
また、吸引子とプランジャとが接触する吸着面が平面形状の吸引子と全長を同一にできるので、パーツフィーダー等を新たに必要とせず、コストの上昇を抑えることができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、吸引子２１の凸状部２１１のテーパー角度を３０°の場合について説明したが、図３のグラフ（４）に示すように、凸状部２１１のテーパー角度４５°の場合においても、テーパー角度を３０°の場合とほぼ同様の効果が得られる。即ち、テーパー角度が３０°乃至４５°の範囲においては、上記に説明したようなテーパー角度を３０°の場合とほぼ同様の効果が得られる。
【００２８】
また、図３のグラフ（３）〜（５）に示すように、凸状部２１１のテーパー角度が２０°乃至６０°の範囲においても、凸状部２１１のテーパー角度が３０°乃至４５°の範囲の場合に比べて、その作用効果は多少劣るものの、図３のグラフ（１）〜（２）、（６）〜（７）に示す従来技術のものと比べて優れた作用効果を奏することが理解される。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吸引子とプランジャとの吸着面における形状を、前記吸引子をテーパーを有する凸状に形成し、前記プランジャを前記凸状と整合するように凹状に形成すると共に、前記吸引子の前記凸状部外の吸着面に隈取りコイルを設けた電磁弁において、前記テーパー角度を２０°乃至６０°、好ましくは３０°乃至４５°に形成したので、吸引子の凸状部先端がプランジャの凹状部内に進入した状態でも、吸引力Ｆの減少は小さく、吸引力Ｆがばね力Ｆ０を下回る逆転範囲は発生しない。またテーパー角が６０°以上の場合と比べて、吸引子とプランジャとの接触面積を広く取ることができ、両者の衝突による摩耗が少なくなり耐久性を増すことができる。さらに隈取りコイル（銅リング）を設置する選択範囲が広くなり、またリフトＬ０（リフト寸法）ではばね力Ｆ０を上回る大きな吸引力Ｆが得られるため、吸引子が励磁されると、プランジャ１８を迅速に吸引することが可能となる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、吸引子の凸状の突き出し寸法をプランジャのリフト寸法と略同一にしたので、凸状部端部と凹状部端部間の間隙が非常に狭くすることができ、吸引子が励磁されたとき、リフトＬ０（リフト寸法）においてばね力Ｆ０を上回る大きな吸引力Ｆが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁弁の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示した電磁弁の吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【図３】吸引子に隈取りコイルを設た電磁弁において、吸引子とプランジャとが接触する吸着面の形状を平面形状に形成した場合および凹凸形状（テーパー角０°〜７５°）に形成した場合における、吸引子とプランジャ間の間隔Ｌに対する吸引子とプランジャ間の吸引力Ｆの変化を示すグラフである。
【図４】従来技術に係るパイロット式電磁弁の全体構成を示す図である。
【図５】図４に示した電磁弁の吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【図６】図４に示した電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度０°）に形成した場合の、吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【図７】図４に示した電磁弁の吸引子とプランジャが接触する吸着面の形状を凹凸状（テーパー角度略６０°以上）に形成した場合の、吸引子２１とプランジャ１８の部分を拡大して示した図である。
【符号の説明】
１　ストレーナ
２　流入孔
３　流出孔
４　弁本体
５　弁座
６　取付部
７　上蓋
８　ピストンバネ室
９　中心孔
１０　摺動自在ピストン
１１　小径部
１２　プランジャパッキン
１３　電磁装置
１４　下板
１５　コイル
１６　外枠
１７　プランジャチューブ
１８　プランジャ
１８１　凹状部
２０　パイロット弁部
２１　吸引子
２１１　凸状部
２２　ボルト
２３　プランジャバネ
２４　隈取りコイル（銅リング）
【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】
2004011893.tif 000007
【図６】
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【図７】
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