JPH06117570A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロット弁体の必要ストローク長を抑制可
能であると共に、電磁コイルの小型化等を図り得る電磁
弁を提供する。 【構成】 流路１４中途に設けられた主弁座２０と、主
弁座２０を開閉するダイアフラム弁体２２と、ダイアフ
ラム弁体２２に対して主弁座２０と反対側に形成され、
流路１４の流入口１６側へ連通孔３２を介して連絡され
た背圧室３０と、背圧室３０と、流路１４の流出口１８
側との間に設けられたパイロット弁座３６と、パイロッ
ト弁座３６を開閉するパイロット弁体３８と、通電した
際にはパイロット弁体３８を磁力で作動させ、パイロッ
ト弁座３６を開閉する電磁コイル４８とを具備する電磁
弁１０において、背圧室３０に対してダイアフラム弁体
２２と反対側にパイロット弁室３４を設け、パイロット
弁座３６は、背圧室３０とパイロット弁室３４との間に
設け、パイロット弁体３８はパイロット弁室３４内に設
け、パイロット弁室３４と、流路１４の流出口１８側と
の間を連絡するバイパス流路４６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁弁に関し、一層詳細
には流入口と流出口とを連絡する流路中途に設けられた
主弁座と、主弁座を開閉するダイアフラム弁体と、ダイ
アフラム弁体に対して主弁座と反対側に形成されると共
に、流路であって主弁座に対して流入口側へ連通孔を介
して連絡された背圧室と、背圧室と、流路であって主弁
座に対して流出口側との間に設けられたパイロット弁座
と、パイロット弁座を開閉するパイロット弁体と、通電
した際には該パイロット弁体を磁力で作動させ、パイロ
ット弁座を開閉する電磁コイルとを具備する電磁弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】流入口と流出口とを連絡する流路中途に
設けられた主弁座と、主弁座を開閉するダイアフラム弁
体と、ダイアフラム弁体に対して主弁座と反対側に形成
されると共に、流路であって、主弁座に対して流入口側
へ連通孔を介して連絡された背圧室と、背圧室と、流路
であって主弁座に対して流出口側との間に設けられたパ
イロット弁座と、パイロット弁座を開閉するパイロット
弁体と、通電した際には該パイロット弁体を磁力で作動
させ、パイロット弁座を開閉する電磁コイルとを具備す
る電磁弁の例としては、特開平１−２１０６７７号公報
に開示される電磁弁がある。この電磁弁は、流入口と流
出口とを連絡する流路中途に設けられた筒状の主弁座
と、その主弁座に対して接離動可能に設けられ、通常状
態では、主弁座と接触して主弁座を閉塞するダイアフラ
ム弁体と、ダイアフラム弁体に対して主弁座と反対側に
形成され、流路であって主弁座に対して流入口側へ連通
孔を介して連絡された背圧室と、ダイアフラム弁体の中
央へ筒状に貫設され、背圧室と、流路であって主弁座に
対して流出口側との間とを連絡するパイロット弁座と、
棒状に形成され、背圧室内にパイロット弁座へ接離動可
能に設けられ、通常状態では、一端部がパイロット弁座
と接触してパイロット弁座を閉塞するパイロット弁体
と、通電した際にはパイロット弁体を磁力で吸引し、パ
イロット弁座を開放し、ダイアフラム弁体を主弁座から
離反させ、主弁座を開放状態にする電磁コイルを有す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の電磁弁には次のような課題がある。パイロット弁
座がダイアフラム弁体に設けられているため、パイロッ
ト弁体のストロークを長くとる必要がある。すなわち、
上述の電磁弁において、ダイアフラム弁体が主弁座を開
放する場合、パイロット弁体は、ダイアフラム弁体が主
弁座から離反する距離に、パイロット弁座を開放するた
めの距離を加えた長い距離が必要ストローク長となる。
この必要ストローク長を長くとるためにはパイロット弁
体が移動するための大きな空間を確保する必要があり、
電磁弁が大型化せざるを得ない。また、パイロット弁体
を長いストローク移動させるためには電磁コイルの起磁
力も大きなものが要求され、消費電力が大きくなってし
まう。さらに、電磁コイルの巻線量も多くせざるを得な
いため、電磁コイルの大型化、発熱量の増加という課題
もある。従って、本発明はパイロット弁体の必要ストロ
ーク長を抑制可能であると共に、電磁コイルの小型化等
を図り得る電磁弁を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、流入口と流
出口とを連絡する流路中途に設けられた主弁座と、該主
弁座を開閉するダイアフラム弁体と、該ダイアフラム弁
体に対して前記主弁座と反対側に形成されると共に、前
記流路であって前記主弁座に対して流入口側へ連通孔を
介して連絡された背圧室と、該背圧室と、前記流路であ
って前記主弁座に対して流出口側との間に設けられたパ
イロット弁座と、該パイロット弁座を開閉するパイロッ
ト弁体と、通電した際には該パイロット弁体を磁力で作
動させ、前記パイロット弁座を開閉する電磁コイルとを
具備する電磁弁において、前記背圧室に対して前記ダイ
アフラム弁体と反対側にパイロット弁室を設け、前記パ
イロット弁座は、前記背圧室と前記パイロット弁室との
間に設け、前記パイロット弁体は前記パイロット弁室内
に設け、前記パイロット弁室と、前記流路であって前記
主弁座に対して流出口側との間を連絡するバイパス流路
を設けたことを特徴とする。また、この電磁弁に前記パ
イロット弁体を、常時パイロット弁座を閉塞または開放
する方向へ付勢する付勢手段を設け、前記電磁コイルへ
通電すると、電磁コイルは前記パイロット弁体を前記パ
イロット弁座が開放または閉塞するようにしてもよい
し、前記連通孔の、流路断面積を中途で変化させてもよ
い。さらに、前記背圧室と前記パイロット弁室との間を
連絡する流路の断面積を中途で変化させてもよい。

【０００５】

【作用】作用について説明する。パイロット弁座は、背
圧室と、背圧室に対してダイアフラム弁体と反対側に設
けられたパイロット弁室との間に設けられ、ダイアフラ
ム弁体に設けられていない。従って、ダイアフラム弁体
が主弁座を開閉させるためには、パイロット弁体がパイ
ロット弁座を開閉する必要はあるが、パイロット弁座が
ダイアフラム弁体に設けられていないため、パイロット
弁体のストロークはダイアフラム弁体の移動距離とは無
関係である。すなわち、パイロット弁体はパイロット弁
座を開閉するだけ移動可能であればよい。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。なお、本実施例では例えば電気洗濯
機の自動給水弁として好適な電磁弁を例に挙げて説明す
る。まず、本実施例の電磁弁１０の構成について図１と
共に説明する。電磁弁１０の外郭は、合成樹脂製のケー
シング部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ等から形成
されている。ケーシング部材１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄ同士は組み合わされ、接続部分は例えば超音波溶
着されている。１４は流路であり、ケーシング部材１２
ａ内に形成されている。流路１４は流入口１６と流出口
１８とを連絡している。流入口１６は、給水管（不図
示）と接続される。一方、流出口１８は、電気洗濯機の
給水口（不図示）へ接続される。

【０００７】２０は主弁座であり、ケーシング部材１２
ａ内に一体に形成されている。主弁座２０は、流路１４
中途に筒状に設けられている。流入口１６方向から流れ
て来た水は主弁座２０内を通過して流出口１８方向へ流
動可能になっている。２２はダイアフラム弁体であり、
合成ゴム製のダイアフラム２４と、ダイアフラム板２６
とから成る。ダイアフラム板２６はダイアフラム２４の
中央に嵌合、固定されている。ダイアフラム２４は周縁
部をケーシング部材１２ａとケーシング部材１２ｂとの
間に挟着されている。ダイアフラム２４は自らの弾力性
により主弁座２０へ接離動可能になっている。ダイアフ
ラム２４の下面が主弁座２０の上端面へ接触すると主弁
座２０は閉塞され、ダイアフラム２４の下面が主弁座２
０の上端面から離反すると主弁座２０は開放される。ダ
イアフラム板２６の下部はダイアフラム２４の下面から
突出すると共に、筒状の主弁座２０内へ常時突入してい
る。この突入により、ダイアフラム弁体２２の主弁座２
０に対する接離動が案内される。なお、主弁座２０内へ
常時突入しているダイアフラム板２６の下部の外周には
ラジアル方向へ複数板のガイド羽根２８が延設されてい
る。ガイド羽根２８は、周方向へ等間隔に設けられ、ダ
イアフラム弁体２２が主弁座２０と離反した際には、ガ
イド羽根２８同士の間を水が流動可能になっている。

【０００８】３０は背圧室であり、ケーシング部材１２
ａとケーシング部材１２ｂとの間に形成されている。背
圧室３０は、ダイアフラム弁体２２に対して主弁座２０
と反対側（上側）に形成されている。背圧室３０は、流
路１４の主弁座２０に対して流入口１６側へ連通孔３２
を介して連絡されている。連通孔３２は、ダイアフラム
２４およびケーシング部材１２ａに透設されている。連
通孔３２は、上部より下部が小径に形成されている。こ
のように、連通孔３２の流路断面積を中途で変化させる
ことにより、ダイアフラム弁体２２の主弁座２０への着
座の際に発生するウォーターハンマを軽減させることが
できる。３４はパイロット弁室であり、ケーシング部材
１２ｂとケーシング部材１２ｃとの間に形成されてい
る。パイロット弁室３４は、背圧室３０に対してダイア
フラム弁体２２と反対側（上側）に設けられている。３
６は、パイロット弁座であり、ケーシング部材１２ｂに
一体に形成されている。パイロット弁座３６は、背圧室
３０とパイロット弁室３４との間を連絡する筒状に形成
されている。背圧室３０とパイロット弁室３４との間を
連絡する流路の断面積は下方が大径で、上方が小径に形
成されている。このように、背圧室３０とパイロット弁
室３４との間を連絡する流路の断面積を中途で変化させ
ることにより、後述するパイロット弁体の圧力を減衰さ
せることができる。

【０００９】３８はパイロット弁体であり、磁性材料で
形成されたアーマチュア４０と、アーマチュア４０の下
面に固定されている合成ゴム製の弁シート４２とから成
る。パイロット弁体３８は、パイロット弁室３４内に配
設され、上下方向へ移動可能になっている。従って、パ
イロット弁体３８は、弁シート４２がパイロット弁座３
６へ接離動可能になっており、弁シート４２の下面がパ
イロット弁座３６の上端面へ接触するとパイロット弁座
３６は閉塞され、弁シート４２の下面がパイロット弁座
３６の上端面から離反するとパイロット弁座３６は開放
される。４４は付勢手段の一例であるコイルスプリング
であり、パイロット弁体３８のアーマチュア４０の上面
とケーシング部材１２ｃの内上面との間に弾装されてい
る。コイルスプリング４４は、パイロット弁体３８を常
時パイロット弁座３６方向（下方）へ付勢しており、通
常状態ではパイロット弁体３８がパイロット弁座３６を
閉塞するよう付勢している。なお、付勢手段としてはコ
イルスプリング４４の他、リーフスプリングや合成ゴム
等の弾性体を採用することもできる。

【００１０】４６はバイパス流路であり、ケーシング部
材１２ａ、１２ｂに設けられている。バイパス流路４６
は、パイロット弁室３４と、流路１４の主弁座２０に対
して流出口１８側との間を連絡している。バイパス流路
４６は、パイロット弁座３６が開放された際に、背圧室
３０内の水をパイロット弁室３４から流路１４へ流すた
めに設けられている。４８は電磁コイルであり、ケーシ
ング部材１２ｄへ水密にモールドされている。電磁コイ
ル４８は、コイルボビン５０に電線を巻回して成る。電
磁コイル４８には磁性材料製のコア部材５２ａ、５２ｂ
が嵌設されており、コア部材５２ａと５２ｂの先端は、
パイロット弁体３８のアーマチュア４０の上方位置で離
間するよう配設されている。コア部材５２ａと５２ｂの
先端が当該位置において離間するよう配しているのは、
電磁コイル４８へ通電した際に、両先端から磁束を漏洩
させ、磁性材料で形成されたアーマチュア４０、ひいて
はパイロット弁体３８を上方へ吸引するためである。５
４は端子であり、電磁コイル４８へ給電するための接続
端子である。端子５４には不図示のコネクタを介して直
流電圧が印加される。なお、電磁コイル４８へ直流電圧
を印加するための電源回路は、単に整流機能が有れば足
りるので回路構成も簡単で済むというメリットがある。

【００１１】次に上記構成を有する電磁弁１０の動作に
ついて説明する。図２に示すのは、電磁コイル４８へ電
圧を印加しない通常状態における要部断面図である。図
２において、矢印Ａ方向から流入した水の一部は、連通
孔３２を経由して背圧室３０内に進入する。背圧室３０
内に進入した水は、ダイアフラム板２６に対し、下方へ
水圧をかける。この水圧により、ダイアフラム２４の下
面が主弁座２０の上端面を押圧し、主弁座２０を閉塞す
る。その結果、矢印Ａ方向から流入した水はダイアフラ
ム弁体２２により流動を妨げられ、流出口１８から水が
流出しない。一方、背圧室３０内に進入した水は、パイ
ロット弁座３６を閉塞しているパイロット弁体３８を押
し上げようとするが、コイルスプリング４４の付勢力に
よりパイロット弁体３８は上動せず、パイロット弁座３
６の閉塞状態を保持する。その結果、背圧室３０内の水
も背圧室３０内から流出しない。

【００１２】次に、電磁コイル４８へ電圧を印加した際
の電磁弁１０の要部断面図を図３に示す。電磁コイル４
８へ通電すると、電磁コイル４８は磁化し、コア部材５
２ａ、５２ｂの先端から集中的に磁束を漏洩させ、パイ
ロット弁座３６のアーマチュア４０を、コイルスプリン
グ４４の付勢力に抗して上方へ吸引する。すると、パイ
ロット弁体３８はパイロット弁座３６から離反し、パイ
ロット弁座３６を開放する。すると、背圧室３０内の水
はパイロット弁室３４内へ流れ込むと共に、バイパス流
路４６を通り、流出口１８方向へ流出する（矢印Ｂ）。
背圧室３０内の水がパイロット弁室３４およびバイパス
流路４６を経由して流出すると、ダイアフラム弁体２２
を下方へ付勢する水圧が解除されるので、ダイアフラム
弁体２２は、流入口１６から流路１４内へ流入して来た
水（矢印Ａ）の水圧で上方へ押し上げられ、主弁座２０
を開放する。主弁座２０が開放されると水は矢印Ｃに示
すように主弁座２０内を通り、流出口１８方向へ流出す
る。

【００１３】本実施例の電磁弁１０において、主弁座２
０を開放すべくダイアフラム弁体２２を上動させるため
にはパイロット弁体３８を上動させてパイロット弁座３
６を開放する。パイロット弁座３６は、背圧室３０とパ
イロット弁室３４との間に設けられ、ダイアフラム弁体
２２には設けられていないため、パイロット弁体３８の
ストロークはダイアフラム弁体２２の移動距離とは無関
係である。従って、パイロット弁体３８のストロークは
パイロット弁座３６を開閉するだけの量で済む。以上、
本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発
明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば、ダ
イアフラム弁体２２とパイロット弁体３８は、主弁座２
０、パイロット弁座３６へ接近した際に、主弁座２０、
パイロット弁座３６を開放し、主弁座２０、パイロット
弁座３６から離反した際に、主弁座２０、パイロット弁
座３６を閉塞する構造の電磁弁に用いることも可能であ
る等、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの改変
を施し得るのはもちろんである。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る電磁弁を用いると、パイロ
ット弁座は、背圧室と、背圧室に対してダイアフラム弁
体と反対側に設けられたパイロット弁室との間に設けら
れ、ダイアフラム弁体に設けられていない。従って、ダ
イアフラム弁体が主弁座を開閉させるためには、パイロ
ット弁体がパイロット弁座を開閉する必要はあるが、パ
イロット弁座がダイアフラム弁体に設けられていないた
め、パイロット弁体のストロークはダイアフラム弁体の
移動距離とは無関係である。すなわち、パイロット弁体
はパイロット弁座を開閉するだけ移動可能であればよい
ので、パイロット弁体のストロークを短くすることがで
きる。パイロット弁体のストロークを短くすると、パイ
ロット弁体が移動するための空間を小さくでき、電磁弁
が小型化できる。また、パイロット弁体のストロークが
短いと、電磁コイルの起磁力は小さくて済み、消費電力
も節減可能となる。さらに、パイロット弁体のストロー
クを短くすると、電磁コイルの巻線量も少なくて済み、
電磁コイルの小型化に加え、発熱量も抑制可能となる等
の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁弁の実施例を示した正面断面
図。

【図２】実施例の電磁弁において、電磁コイルへ電圧を
印加しない通常状態における要部断面図。

【図３】実施例の電磁弁において、電磁コイルへ電圧を
印加した状態における要部断面図。

【符号の説明】

１０ 電磁弁 １４ 流路 １６ 流入口 １８ 流出口 ２０ 主弁座 ２２ ダイアフラム弁体 ３０ 背圧室 ３２ 連通孔 ３４ パイロット弁室 ３６ パイロット弁座 ３８ パイロット弁体 ４４ コイルスプリング ４６ バイパス流路 ４８ 電磁コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口と流出口とを連絡する流路中途に
   設けられた主弁座と、 該主弁座を開閉するダイアフラム弁体と、 該ダイアフラム弁体に対して前記主弁座と反対側に形成
   されると共に、前記流路であって前記主弁座に対して流
   入口側へ連通孔を介して連絡された背圧室と、 該背圧室と、前記流路であって前記主弁座に対して流出
   口側との間に設けられたパイロット弁座と、 該パイロット弁座を開閉するパイロット弁体と、 通電した際には該パイロット弁体を磁力で作動させ、前
   記パイロット弁座を開閉する電磁コイルとを具備する電
   磁弁において、 前記背圧室に対して前記ダイアフラム弁体と反対側にパ
   イロット弁室を設け、 前記パイロット弁座は、前記背圧室と前記パイロット弁
   室との間に設け、 前記パイロット弁体は前記パイロット弁室内に設け、 前記パイロット弁室と、前記流路であって前記主弁座に
   対して流出口側との間を連絡するバイパス流路を設けた
   ことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記パイロット弁体を、常時パイロット
   弁座を閉塞または開放する方向へ付勢する付勢手段を設
   け、 前記電磁コイルへ通電すると、電磁コイルは前記パイロ
   ット弁体を前記パイロット弁座が開放または閉塞するよ
   う作動することを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 前記連通孔は、流路断面積が中途で変化
   していることを特徴とする請求項１または２記載の電磁
   弁。
4. 【請求項４】 前記背圧室と前記パイロット弁室との間
   を連絡する流路の断面積が中途で変化していることを特
   徴とする請求項１、２または３記載の電磁弁。