(57)【要約】【課題】流体制御弁の電磁コイルにおけるプランジャの離脱工程、吸着工程、離脱確認及び離脱工程の検査を行うために、高信頼性で安価な検査装置を提供する。【解決手段】電源接続部１の入力端子１ａ，１ｂに定電圧電源２００を接続する。コイル接続部２の出力端子２ａ，２ｂに検査対象の電磁コイル１０を接続する。３つの定電流発生部５，６，７の抵抗５ｃ，６ｃ，７ｃにより、第１所定電流Ｉ１、第２所定電流Ｉ２及び第３所定電流Ｉ３を決定する。制御部８で第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のｏｎ／ｏｆｆを制御し、流体制御弁の検査を行う。【選択図】　　　図１
2004108785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体制御弁の電磁コイルをつなぐ出力端子と、
前記電磁コイルを駆動するための定電圧電源をつなぐ入力端子と、
基準電圧を生成する基準電源部と、前記基準電圧により３つの定電流を生成する３つの定電流発生部と、
制御部からのｏｎ信号を受けて第１所定電流を流して吸着駆動工程を実行させる第１スイッチと、
制御部からのｏｎ信号を受けて第２所定電流を流して保持駆動工程を実行させる第２スイッチと、
制御部からのｏｎ信号を受けて第３所定電流を流して離脱確認工程を実行させる第３スイッチと、
前記３つのスイッチを制御する前記制御部と、
を備えることを特徴とする流体制御弁の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管を流れる流体を制御する電磁弁や、空気調和装置に用いる四方弁等の流体制御弁の製造時の出荷検査を行う流体制御弁の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（背景技術）
従来、流体制御弁の一つに電磁弁がある。図９は電磁弁の一例を示し、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電磁コイル１０を構成するユニファイラ巻きのコイル線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、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。
【０００３】
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。
【０００４】
図１０は電磁弁の他の例を示し、例えば空気調和機の冷凍サイクルに用いるものである。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を備えており、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、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が配設されるとともに、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。
【０００５】
パイロット電磁弁２２０の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、プランジャチューブ３２の周囲には前記同様な電磁コイル１０を構成するユニファイラ巻きのコイル線１０ａが配設されている。プランジャ３５の先端にはスライド弁３７が取り付けられ、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。
【０００６】
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１０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が導通し、圧力変換室Ｒ２は低圧側の継手管２２に、圧力変換室Ｒ３は高圧側の継手管２１にそれぞれ導通される。したがって、圧力変換室Ｒ２，Ｒ３の差圧により、ピストン２８，２９及びスライドバルブ３１は図１０の状態に維持される。これにより、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、継手管２１は高圧室Ｒ１を介して継手管２４に連通される。
【０００７】
一方、コイル線１０ａに通電がなされると、プランジャ３５が吸引子３４に吸着され、スライド弁３７は図１０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、圧力変換室Ｒ３が低圧側に導通され、ピストン２８，２９及びスライドバルブ３１は図１０の位置から右側に移動される。これにより、継手管２１は高圧室Ｒ１を介して継手管２３に連通され、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１０の状態に戻る。このように、電磁コイル１０をｏｎ／ｏｆｆ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。
【０００８】
図７（Ａ）　は例えば図９のように流体配管に接続された電磁弁の基本構成を示す図であり、電磁弁１００は、コイル部１１０と弁本体１２０より成る。また、図７（Ｂ）　は電磁弁１００のコイル部１１０の電磁コイル１０を制御する制御回路の一例を示し、制御部１３０は制御指令によりスイッチ１４０をｏｎ／ｏｆｆする。スイッチ１４０には供給電源１５０、及び電磁コイル１０が接続され、さらに供給電源１５０と電磁コイル１０が接続された環状の回路よりなる。
【０００９】
そして、スイッチ１４０がｏｆｆのとき電磁コイル１０の定格電圧の０％の電圧により例えば前記プランジャ１４が吸引子１３から離脱し、この「離脱駆動工程」により弁閉する。スイッチ１４０がｏｎのとき電磁コイル１０の定格電圧の１００％の電圧によプランジャ１４が吸引子１３に吸着され、この「吸着駆動工程」により弁開する。これらの工程は交流駆動式電磁弁でも直流駆動式電磁弁でも同様である。また、定格電圧より小さい電圧（後述のＰＷＭ駆動では小さい電力）でプランジャ１４が吸引子１３に吸着された状態を保持する「保持駆動工程」もある。
【００１０】
図８は交流駆動式電磁弁と直流駆動式電磁弁の印加電圧のシーケンスを示す図であり、交流駆動式電磁弁では、図８（Ａ）　に示したように、まず、０％印加電圧により離脱駆動工程とする。次に、８０％印加電圧により吸着駆動工程とし、３０％印加電圧により保持駆動工程とする。最後に、０％印加電圧により離脱駆動工程とする。一方、直流駆動式電磁弁では、図８（Ｂ）　に示したように、まず、０％印加電圧で離脱駆動工程とし、次に、８０％印加電圧により吸着駆動工程とする。次に、１０％印加電圧により保持駆動工程とし、最後に、０％印加電圧により離脱駆動工程とする。
【００１１】
この交流駆動式電磁弁と直流駆動式電磁弁とのシーケンスの違いは３番目の保持駆動工程における３０％印加電圧（交流駆動式電磁弁）と１０％印加電圧（直流駆動式電磁弁）の違いであり、これは、直流式は一旦作動すると復帰（離脱）しにくいことに対応している。なお、省エネ駆動はこの特性を利用している。
【００１２】
図５は供給電源が直流でスイッチが半導体式の場合のブロック図、図６は図５の回路によりＰＷＭ駆動する場合の駆動波形を示す図である。直流電源１６０の正極側ラインＢＬ＋及び負極側ラインＢＬ−には、電磁コイル１０と半導体式のスイッチ１７０が接続され、このスイッチ１７０は制御部１８０からの制御信号によりｏｎ／ｏｆｆし、電磁コイル１０への印加電圧を制御する。なお、電磁コイル１０に並列にフライホイールダイオードＤが接続されている。
【００１３】
まず、０％印加電圧時は「離脱駆動工程」であり電磁コイルのプランジャが吸引子から離脱し「弁閉」となる。次に、８０％印加電圧により「吸着駆動工程」となり電磁コイルのプランジャが吸引子に吸着されて「弁開」となる。次に、１０％印加電圧相当のＰＷＭ駆動により「保持駆動工程」となり電磁コイルのプランジャが吸引子に吸着保持されて「弁開」のままとなる。最後に、０％印加電圧時により「離脱駆動工程」となり電磁コイルのプランジャが吸引子から離脱して「弁閉」となる。このように、ＰＷＭ駆動することにより電磁弁の省エネ駆動を実行している。なお、二電圧切り換え駆動により保持駆動工程を実行しても省エネ駆動となる。
【００１４】
（従来技術）
このような電磁弁において、所定の電圧印加により電磁コイルのプランジャが吸着、保持及び離脱を行って、「弁開」及び「弁閉」が確実に行われるかを確認するために、電磁弁の検査が行われている。この検査を行う際には、実際の弁開／弁閉を流体配管の弁前後の圧力や流量等で計測（確認）する。そして、電磁弁の検査時には検査用のシーケンスで電磁コイル１０に電圧を印加する。
【００１５】
図４は上記のＰＷＭ駆動に対応する電磁弁における検査時の工程別駆動電圧（電流）のシーケンスを説明する図である。
（１）まず、０％の電圧（電流）時は「離脱駆動工程」で「弁閉」であることを確認し、前記の計測の結果「弁開（規定の弁漏れを含む）」であれば「不合格」とする。
（２）次に、第１所定電圧（電流）印加時は「吸着駆動工程」で「弁開」であることを確認し、計測の結果「弁閉（流量不足を含む）」であれば「不合格」とする。
（３）次に、第２所定電圧（電流）印加時は「保持駆動工程」で「弁開」のままであることを確認し、計測の結果「弁閉（流量不足を含む）」であれば「不合格」とする。
（４）さらに、第３所定電圧（電流）印加時は「離脱確認工程」で「弁閉」であることを確認し、計測の結果「弁開（規定の弁漏れを含む）」であれば「不合格」とする。
（５）最後に、０％の電圧（電流）印加時は「離脱駆動工程」で「弁閉」であることを確認し、計測の結果「弁開（規定の弁漏れを含む）」であれば「不合格」とする。
【００１６】
ここで、前記（４）の「離脱確認工程」について説明する。半導体式のスイッチは制御部のｏｆｆ指令によりｏｆｆしていても、スイッチの周囲温度をパラメータとする「リーク電流」が存在し、結果として前記第３所定電圧（電流）を印加したことになる。そのため「離脱確認工程」を設けて「弁閉」を確認することで実使用時の動作／復帰の信頼性を高めることが必要であり、検査装置においては必要不可欠の構成である。
【００１７】
図３（Ａ）　は従来の検査装置の一例を示す図であり、この検査装置は、３つの定電圧電源５１，５２，５３により、第１所定電圧Ｖ１、第２所定電圧Ｖ２、第３所定電圧Ｖ３を出力する直流定電圧電源を用いた定電圧駆動による検査装置である。３つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３は逆流阻止用のダイオードであり、図３（Ｂ）　に示すシーケンスにより検査装置の制御部６１がスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３のｏｎ／ｏｆｆを制御し、所定の検査工程を実行する。そして、検査結果として「合格／不合格」を判断する。図３（Ｂ）　において２つのスイッチが同時にｏｎしている場合は、逆流阻止用のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３が作用して電圧の高い方の所定電圧の出力が印加される。スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３が有接点の場合に好適である。このような検査装置により図４の検査工程が実行される。
【００１８】
図２（Ａ）　は従来の検査装置の他の例を示す図であり、この検査装置は、３つの定電流電源７１，７２，７３により、第１所定電流Ｉ１、第２所定電流Ｉ２、第３所定電流Ｉ３を出力する直流定電流電源を用いた定電流駆動による検査装置である。そして、図２（Ｂ）　に示すシーケンスにより検査装置の制御部８１がスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３のｏｎ／ｏｆｆを制御し、所定の検査工程を実行する。ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３は図３（Ａ）　と同様である。一般的に、電磁コイルの周辺の雰囲気温度は電磁コイル自体の温度上昇により電磁コイルの抵抗値が変化して一定の起磁力を発生することが困難であり、検査装置には直流定電流電源を用いるのが好適である。図２（Ａ）　においてスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３は無接点式（半導体式）が好適であり、このような検査装置により図４の検査工程が実行される。
【００１９】
なお、本発明に関連する文献公知発明のうち、出願人が当該特許出願時に知っているものがないので、開示すべき先行技術文献情報はない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の検査装置は非常に高価な直流定電圧電源装置、あるいは直流定電流電源装置を３つ用いる必要がある。そのため、検査設備が割高となり、これが電磁弁の製品コストに跳ね返り、経済性の点で問題がある。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、３つの高価な電源を用いることなく、高信頼性で安価な、流体制御弁の検査装置を提供することを課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の流体制御弁の検査装置は、流体制御弁の電磁コイルをつなぐ出力端子と、前記電磁コイルを駆動するための定電圧電源をつなぐ入力端子と、基準電圧を生成する基準電源部と、前記基準電圧により３つの定電流を生成する３つの定電流発生部と、制御部からのｏｎ信号を受けて第１所定電流を流して吸着駆動工程を実行させる第１スイッチと、制御部からのｏｎ信号を受けて第２所定電流を流して保持駆動工程を実行させる第２スイッチと、制御部からのｏｎ信号を受けて第３所定電流を流して離脱確認工程を実行させる第３スイッチと、前記３つのスイッチを制御する前記制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
入力端子につなぐ定電圧電源は、電磁コイルにおける定格駆動電流以上の電流を出力可能な定電圧を生成し、本発明における流体制御弁の検査装置に供給する。定電圧電源は入力端子及び出力端子を介して電磁コイルの一端につながり、電磁コイルの他端は出力端子を介して第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチにつながる。制御部は、例えば前掲の図２（Ｂ）　のシーケンスにより駆動工程を実行する。まず、第１〜第３スイッチを全てｏｆｆして「離脱駆動工程」とし、第１スイッチにｏｎ信号を出力して「吸着駆動工程」とする。次に、第２スイッチにｏｎ信号を出力するとともに第１スイッチをｏｆｆして「保持駆動工程」とし、次に、第３スイッチにｏｎ信号を出力するとともに第２スイッチをｏｆｆして「離脱確認工程」とし、最後に第３スイッチをｏｆｆして第１〜第３スイッチ全てをｏｆｆして「離脱駆動工程」とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態の流体制御弁の検査装置のブロック図である。この検査装置は、電源接続部１、コイル接続部２、電源３、基準電源部４、３つの定電流発生部５，６，７、制御部８、コモンスイッチＳＷ０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を備えている。
【００２４】
電源接続部１の入力端子１ａ，１ｂには定電圧電源２００が接続され、コイル接続部２の出力端子２ａ，２ｂには検査対象の電磁コイル１０が接続される。出力端子２ａ，２ｂ間にはスパークキラーとしてのダイオード２ｃが接続されており、電源接続部１の一方の正極側の入力端子１ａとコイル接続部２の出力端子２ａはコモンスイッチＳＷ０を介して接続されている。
【００２５】
電源３はＤＣ２４Ｖを出力し、この出力電圧は基準電源部４、３つの定電流発生部５，６，７の各演算増幅器５ａ，６ａ，７ａの電源入力端子及び制御部８にそれぞれ供給される。なお、制御部８においてマイクロプロセッサを用いるならば、ＤＣ２４ＶからＤＣ５Ｖを生成することはいうまでもない。基準電源部４は基準電圧Ｖｒｅｆを生成し、３つの定電流発生部５，６，７に供給する。
【００２６】
定電流発生部５，６，７は同じ回路構成であり、それぞれ演算増幅器５ａ，６ａ，７ａ、ＭＯＳＦＥＴ５ｂ，６ｂ，７ｂ、半固定可能な抵抗５ｃ，６ｃ，７ｃで構成されている。定電流発生部５において、抵抗５ｃの一端はアースに接続されるとともに、他端はＭＯＳＦＥＴ５ｂのソースと演算増幅器５ａの反転入力端子（−）とに接続されている。演算増幅器５ａの出力はＭＯＳＦＥＴ５ｂのゲートに接続され、ＭＯＳＦＥＴ５ｂのドレインは第１スイッチＳＷ１を介して出力端子２ｂに接続されている。演算増幅器５ａの非反転入力端子（＋）には基準電源部４からの基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。定電流発生部６，７も上記同様の構成となっており、定電流発生部６のＭＯＳＦＥＴ６ｂのドレインは第２スイッチＳＷ２を介して出力端子２ｂに接続されるとともに、定電流発生部７のＭＯＳＦＥＴ７ｂのドレインは第３スイッチＳＷ３を介して出力端子２ｂに接続されている。
【００２７】
各定電流発生部５，６，７の抵抗５ｃ，６ｃ，７ｃの抵抗値は所定値Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７（オーム）に設定されている。この所定値は、吸着駆動、保持駆動、離脱確認駆動を行うための第１所定電流Ｉ１、第２所定電流Ｉ２及び第３所定電流Ｉ３を決定するものである。各演算増幅器５ａ，６ａ，７ａの反転入力端子（−）に印加される電圧は、各抵抗５ｃ，６ｃ，７ｃの所定値Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７と各ＭＯＳＦＥＴ５ｂ，６ｂ，７ｂにおけるドレイン電流とにより決まるが、この電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとにより各演算増幅器５ａ，６ａ，７ａから出力される電圧（ゲート電圧）により、ドレイン電流が制御される。これにより、各第１所定電流Ｉ１、第２所定電流Ｉ２及び第３所定電流Ｉ３（ドレイン電流）は、各抵抗５ｃ，６ｃ，７ｃの所定値Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７に応じた定電流に制御される。第１所定電流Ｉ１は、Ｉ１＝Ｖｒｅｆ／Ｒ１、第２所定電流Ｉ２は、Ｉ２＝Ｖｒｅｆ／Ｒ２、第３所定電流Ｉ３は、Ｉ３＝Ｖｒｅｆ／Ｒ３で決定される定電流となる。例えば、Ｉ１は略１２０ｍＡ、Ｉ２は略１２ｍＡ、Ｉ３は３ｍＡである。
【００２８】
以上の構成により、制御部８がコモンスイッチＳＷ０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のｏｎ／ｏｆｆを制御し、電磁コイル１０の検査を行う。なお、この検査時の工程は図２（Ｂ）　と同様である。図２（Ｂ）　では省略しているが、制御部８は、まずコモンスイッチＳＷ０をｏｎする。このコモンスイッチＳＷ０は、検査対象の電磁コイル１０（流体制御弁）を交換する際に、検査者の感電を防止するために設けてある。
【００２９】
まず、最初の時点では、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３は全てｏｆｆしており、「離脱駆動工程」となる。次に、第１スイッチＳＷ１にｏｎ信号を出力し第１所定電流Ｉ１を電磁コイル１０に流して「吸着駆動工程」とする。次に、第２スイッチＳＷ２にｏｎ信号を出力するとともに第１スイッチＳＷ１をｏｆｆし、第２所定電流Ｉ２を電磁コイル１０に流して「保持駆動工程」とする。次に、第３スイッチＳＷ３にｏｎ信号を出力するとともに第２スイッチＳＷ２をｏｆｆし、第３所定電流Ｉ３を電磁コイル１０に流してて「離脱確認工程」とする。そして、最後に第３スイッチＳＷ３をｏｆｆして第１〜第３スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を全てをｏｆｆして「離脱駆動工程」とする。
【００３０】
前述のように、従来の技術では１つの流体制御弁（電磁コイル）の検査に３つの定電流電源／定電圧電源を必要としていた。このことは製造ラインが例えば４ラインであれば、１２個の定電流電源／定電圧電源を必要とすることを意味している。しかし、本発明の検査装置は１つの外部の定電圧電源（例えば実施例の定電圧電源２００）に検査装置を例えば４台分並列に接続できる。すなわち、当該検査装置は例えば市販の定電流電源／定電圧電源よりもコストがかからず（例えば１／５程度）、４ラインの場合に１２個の定電流電源／定電圧電源を必要とする従来のものよりも、著しく安価にすることができ、さらに、構成が簡単で小型の検査装置を提供できる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の流体制御弁の検査装置によれば、３つの高価な電源を用いることなく、高信頼性で安価な構成とすることができ、ひいては流体制御弁の製品コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の流体制御弁の検査装置のブロック図である。
【図２】従来の定電流駆動型の検査装置とシーケンスの例を示す図である。
【図３】従来の定電圧駆動型の検査装置とシーケンスの例を示す図である。
【図４】従来の電磁弁のＰＷＭ駆動に対応する工程別駆動電圧のシーケンスを説明する図である。
【図５】従来の検査装置における供給電源が直流でスイッチが半導体式の場合のブロック図である。
【図６】図５の回路によりＰＷＭ駆動する場合の検査時の駆動波形を示す図である。
【図７】従来の流体配管に接続された電磁弁の基本構成を示す図である。
【図８】従来の交流駆動式電磁弁と直流駆動式電磁弁の印加電圧のシーケンスを示す図である。
【図９】本発明が適用される電磁弁の一例を示す図である。
【図１０】本発明が適用される四方弁の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　電源接続部
１ａ，１ｂ　入力端子
２　　　　　コイル接続部
２ａ，２ｂ　出力端子
３　　　　　電源
４　　　　　基準電源部
５，６，７　定電流発生部
８　　　　　制御部
ＳＷ１　　　第１スイッチ
ＳＷ２　　　第２スイッチ
ＳＷ３　　　第３スイッチ
１０　　　　電磁コイル
２００　　　定電圧電源
【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】
2004108785.tif 000007
【図６】
2004108785.tif 000008
【図７】
2004108785.tif 000009
【図８】
2004108785.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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