(57)【要約】【課題】強度低下を低減し、磁力低下や消費電力の増加を防止する電磁弁を提供する。【解決手段】流体の流路を開閉する電磁弁であって、流体の入口側及び出口側の継手２，３が接続される弁本体１と、弁本体１に形成される弁座５によって流路の開閉を行う弁体９と弁体９を作動させるプランジャ８と、プランジャ８が摺動自在に挿入されるプランジャチューブ７と、プランジャチューブ７の外側に着脱自在に取り付けられる電磁コイル部材とを備え、弁本体１がステンレス鋼製、プランジャチューブ７がステンレス鋼製、継手２，３が銅製又はステンレス鋼製に形成された構成にする。【選択図】　　　図１
2004084885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を開閉する電磁弁であって、流体の入口側及び出口側の継手が接続される弁本体と、該弁本体に形成される弁座によって流路の開閉を行う弁体と該弁体を作動させるプランジャと、該プランジャが摺動自在に挿入されるプランジャチューブと、該プランジャチューブの外側に着脱自在に取り付けられる電磁コイル部材とを備え、
前記弁本体がステンレス鋼製、前記プランジャチューブがステンレス鋼製、前記継手が銅製又はステンレス鋼製に形成されてなることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁本体と前記プランジャチューブとが溶接により気密に接合されてなる請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記弁本体と該弁本体に取り付けられた継手とがろう付けにより気密に接合されてなる請求項１又は請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記ろう付けは雰囲気炉内にて無フラックスろう付けされてなる請求項３に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記ろう材は、リン青銅からなる請求項４に記載の電磁弁。
【請求項６】
ステンレス鋼製弁本体と該弁本体に取り付けられた流体の入口側及び出口側の継手とを雰囲気炉内にてろう付けにより気密に接合した後に、前記弁本体とステンレス鋼製プランジャチューブとを溶接により気密に接合することを特徴とする電磁弁の組立て方法。
【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・冷房回路の冷媒液、ガスの制御に用いる電磁弁、特に、ＣＯ２等の超高圧冷媒を使用する空調、給湯装置の冷媒流路の開閉に使用される電磁弁とその組立て方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式エアコンや冷凍機あるいは冷蔵庫などにおける、冷凍・冷蔵・空調サイクルにおいては、その冷媒流路中に、冷媒流量制御や流路切換用として電磁弁が組み込まれている。
【０００３】
このような電磁弁の公知例として図２に示す構造の二方電磁弁がある。
なお、電磁弁には、上記二方電磁弁の他に三方電磁弁、四方電磁弁等流路切り換えが複数ある電磁弁があるが、これらの電磁弁についても同様な説明がなされる。
即ち、黄銅製弁本体０１に銅製第１継手０２と銅製第２継手０３をろう付けＲにより密閉接合している。弁本体０１内の弁室０４には弁座０５が設けられ、弁座０５と銅製第２継手０３との間に弁孔０６が挿通されている。黄銅製弁本体０１にはステンレス鋼製プランジャチューブ０７がろう付けＲで立設固定されている。プランジャチューブ０７内に摺動自在に設けられているプランジャ０８の先端に球形弁体０９が保持され、プランジャ０８の上下動により弁座０５と球形弁体０９とが接離自在にされている。
【０００４】
プランジャ０８の上端部には、プランジャチューブ０７内に挿通された吸引子０１０が嵌合され、プランジャチューブ０７の上端部０７ａで吸引子０１０とが溶接Ｗされている。吸引子０１０の下端面０１１とプランジャ０８の上端面０１２の凹部０１３間にはスプリング０１４が圧縮して配設されている。吸引子０１０の下端面０１１には環状溝０１５が設けられ、この環状溝０１５内には環状の隈取りコイル０１６が嵌合され固定されている。吸引子０１０の上部にはねじ孔０１７が設けられ、プランジャチューブ０７の周囲に図示されない電磁コイル部材が弁本体０１に固定された後、その周囲を覆うケースを貫通するねじをこのねじ孔０１７にねじ込むことにより固定される。
【０００５】
上記電磁弁の動作において、図示されないコイルが非通電の状態では、プランジャ０８は球形弁体０９とともにスプリング０１４によって図２に示すように下方に押圧され、弁孔０６を閉じている。この状態からコイルに通電すると、吸引子０１０は励磁され、プランジャ０８をスプリング０１４に抗して吸引し、吸引子０１０の下端面０１１にプランジャ０８の上端面０１２を当接させて停止し、吸引状態を保持する。即ち、プランジャ０８がスプリング０１４を圧縮して吸引子０１０に吸着しプランジャ０８に取り付けた球形弁体０９と黄銅製弁本体０１に設けた弁座０５が離れ、流体が銅製第１継手０２と銅製第２継手０３との間を通過する。次いで、コイルへの通電を停止すると吸引子０１０の吸引力がなくなり、プランジャ０８はスプリング０１４により下降し、球形弁体０９と黄銅製弁本体０１に設けた弁座０５が封止し黄銅製第１継手０２と黄銅製第２継手０３との間の流体の流れが停止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電磁弁は、気密を保つための弁本体０１に黄銅が用いられており、冷凍サイクルシステムに黄銅製弁本体０１を接続するための銅製第１、第２継手０２，０３を黄銅製弁本体０１に取り付けるために、フラックスを使用するろう付Ｒを行っている。また、黄銅製弁本体０１とステンレス鋼製プランジャチューブ０７とを密閉接合するのにもフラックスを用いたろう付けＲを行っている。このためにプランジャチューブ０７は、熱にさらされて鈍ってしまい、強度が低下することとなる。
【０００７】
また、プランジャチューブ０７と弁本体０１の接合を炉中ろう付けＲで行うと、ステンレス鋼製であるプランジャチューブ０７は、更に高熱にさらされて鈍ってしまい、強度が低下する。特に、弁本体がステンレス鋼製であると、フラックスを用いない炉中ろう付けＲでは、一般的に１０００℃以上でろう付けをする必要があり、より強度低下を起こす。
【０００８】
特に、ＣＯ２等の高圧冷媒を用いる場合は、図３に示すような、プランジャチューブの肉厚を増加した電磁弁を使用しなければならない。
【０００９】
ここで、図３に示す電磁弁は、図２に示す電磁弁と本質的には変わらないので、同一の構造は説明を省略して、相違点について説明すると、球形弁体０９は弁体ホルダ０２０に被覆され、第２継手０３とホルダ０２０との間に弁体受け０２１が弁本体０１に収納されている。弁体受け０２１の上端部には弁座０５が形成されている。また、プランジャ０８の凹部０１３から球形弁体０９まで連通する均圧路０２２がプランジャ軸に沿って穿設され、その拡大部０２３内に弁体ばね０２４が収容され、弁座０５に向かって球形弁体０９を付勢している。
【００１０】
上記のように、ＣＯ２等の高圧冷媒を用いる電磁弁は高圧冷媒に対抗するために、プランジャチューブの肉厚増加を必要とするため、これに伴い磁力が低下し消費電力が増加するという問題点が生じる。
本発明は、強度低下を低減し、磁力低下や消費電力の増加を防止する電磁弁を提供し、課題を解決するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体の流路を開閉する電磁弁であって、流体の入口側及び出口側の継手が接続される弁本体と、該弁本体に形成される弁座によって流路の開閉を行う弁体と該弁体を作動させるプランジャと、該プランジャが摺動自在に挿入されるプランジャチューブと、該プランジャチューブの外側に着脱自在に取り付けられる電磁コイル部材とを備え、前記弁本体がステンレス鋼製、前記プランジャチューブがステンレス鋼製、前記継手が銅製又はステンレス鋼製に形成されてなる電磁弁、及びステンレス鋼製弁本体と該弁本体に取り付けられた流体の入口側及び出口側の継手とを雰囲気炉内にてろう付けにより気密に接合した後に、前記弁本体とステンレス鋼製プランジャチューブとを溶接により気密に接合する電磁弁の組立て方法を構成にする。
【００１２】
このように、プランジャチューブを鈍らせることなく、接合することができ、高圧冷媒を使用してもプランジャチューブの肉厚を薄くすることができる。また、電磁弁の黄銅製本体が有する気密、流路の確保という機能を保持しながらステンレス鋼製プランジャチューブと弁本体を溶接により一体とし、継手は無フラックスろう付けにより電磁弁の流体通路が気密に保持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は電磁弁の断面を示す。ステンレス鋼製弁本体１に銅製又はステンレス鋼製第１継手２と銅製又はステンレス鋼製第２継手３をろう付けＲにより密閉接合している。
【００１４】
ろう材としては、ニッケルろう（ペースト状）、銅ろう（リング状）か一般的であるが、本発明の電磁弁には、作業性、価格の点でリン青銅（リング状）を使用するのが好適である。
【００１５】
真空中や雰囲気中のろう付けは、残留フラックスや残渣の処理が不要なので、ステンレス鋼製弁本体、ステンレス鋼製継手等に利用される。
本発明では、水素ガス還元炉中でろう付けを行うのが好適である。水素は中性、無害なガスであるが、高純度のものは金属酸化物に対して強い還元作用を持っており、水素ガス還元炉中でろう付けを行うのが好適である。
【００１６】
弁本体１内の弁室４には、弁本体１の上面に弁座５が設けられ、弁座５と銅製又はステンレス鋼製第２継手３との間に弁孔６が挿通されている。ステンレス鋼製弁本体１にはステンレス鋼製プランジャチューブ７が溶接Ｗにより立設固定されている。
【００１７】
ステンレス鋼製弁本体１とステンレス鋼製プランジャチューブ７との溶接Ｗは、レーザー溶接、電子ビーム溶接、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接がある。ＴＩＧ溶接は、ガス被包アーク溶接の１種であり、アルゴンガスを用いてステンレス鋼製材料の溶接に用いられる。
【００１８】
プランジャチューブ７内に摺動自在に設けられているプランジャ８の先端に球形弁体９が保持され、プランジャ８の上下動により弁座５と球形弁体９とが接離自在にされている。
【００１９】
プランジャ８の上端部には、プランジャチューブ７内に挿通された吸引子１０が嵌合され、プランジャチューブ７の上端部７ａで吸引子１０とが溶接Ｗされている。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の上部にはねじ孔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電磁コイル部材が弁本体１に固定された後、その周囲を覆うケースを貫通するねじをこのねじ孔１７にねじ込むことにより固定される。
【００２０】
球形弁体９は弁体ホルダ２０に被覆され、弁本体１に収納されている。また、プランジャ８の凹部１３から球形弁体９まで連通する均圧路２１がプランジャ軸に沿って穿設され、その拡大部２２内に弁体ばね２３が収容され、弁座５に向かって付勢されている。また、弁体ホルダ２０には、均圧路２１に連通する通路２４が設けられ、弁室４側と吸引子１０側とは常に均圧に保たれるようになっている。
【００２１】
上記電磁弁を組み立てるには、まず、プランジャ８の拡大部２２内に弁体ばね２３を収容し、次いで球形弁体９を収容して、弁体ホルダ２４をプランジャ８に溶接により固定して、プランジャ組立体を製作する。
別途、弁本体１の下端部に銅製又はステンレス鋼製第２継手３を差込み、弁本体１の下部外周部に第１継手２を挿入し、水素還元炉中でろう付けする。
更に、ブランジャチューブ７と吸引子１０を溶接Ｗにより一体化する。
次いで、ブランジャチューブ７内にスプリング１４と前記プランジャ組立体を挿入し、それから、弁本体１の上端部とブランジャチューブ７の下面との接面をＴＩＧ溶接、プラズマ溶接等で密封接合する。なお、これらの部分の溶接は、レ−ザ溶接や電子ビ−ム溶接などの溶接方式で行ってもよい。その際、溶接時における熱の逃げを抑制し、溶接後のつなぎ目に対する溶接位置の確認のために、溝２５を設ける。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
（１）弁本体をステンレス鋼製に置き換えた構成としたことにより、気密と流路の確保という機能を保持しながら、部品点数、工程数、および重量が増加するなどの不都合を解決することができる。
（２）ステンレス鋼製の部材同志の溶接、およびステンレス鋼製の弁本体と銅製継手とのろう付けを、無フラックスにて行うことが可能となるので、自然環境へ悪影響を及ぼす可能性が低減し、作業環境の管理のコストの削減も可能となる。
（３）弁本体をステンレス鋼製とすることで、継手だけを雰囲気炉中でろう付けを行い、その後、プランジャチューブを弁本体と溶接するので、プランジャチューブには局部的にしか熱が加わらず、強度低下を抑制することができる。
（４）高圧冷媒を使用する電磁弁においても、プランジャチューブの肉厚を増加させずに済み、従来のものと同等の磁力を確保でき、消費電力も少なくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁弁の断面図である。
【図２】従来の電磁弁の断面図である。
【図３】従来の電磁弁の断面図である。
【符号の説明】
１　　　ステンレス鋼製弁本体
２　　　銅製第１継手
３　　　銅製第２継手
４　　　弁室
５　　　弁座
７　　　プランジャチューブ
８　　　プランジャ
９　　　球形弁体
１０　　吸引子
１４　　スプリング
１５　　環状溝
１６　　コイル
１７　　ねじ孔
２０　　弁体ホルダ
２１　　均圧路
【図１】
2004084885.tif 000003
【図２】
2004084885.tif 000004
【図３】
2004084885.tif 000005