JPH0648218Y2

JPH0648218Y2 - 電磁弁

Info

Publication number: JPH0648218Y2
Application number: JP1988014604U
Authority: JP
Inventors: 哲也青木
Original assignee: 株式会社不二工機製作所
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1988-02-08
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2003-02-08
Also published as: JPH01119985U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本案はカーエアコン、ルームエアコン等の冷媒回路を開
閉させる小形で消費電力の極めて少ない電磁弁の構造に
関するものである。

［従来の技術］従来のこの種電磁弁には、例えば実開昭60-29733号公報
に示すようなもの（第４図参照）或は特開昭62-167989
号公報に示すようなもの（第５図参照）があった。

［考案が解決しようとする課題］然し乍ら前者の電磁弁にあっては、流路１の開放中電磁
コイル２に連続通電しておく必要があり、電磁コイルの
内部抵抗Ｒ（Ω）に電流Ｉ（Ａ）を流すためにはＶ＝IR
（Ｖ）の電圧を必要とし、電磁コイルには常にＷ＝I²Ｒ
（Ｗ）の電力が供給される。また電力ＷがＨ時間連続し
て供給されると、Ｅ＝I²RH（Ｊ）の電気エネルギーが供
給されることになり、このエネルギーは全部熱となって
電磁コイルの温度を上昇させるため、これらを防ぐため
に巻線は太く耐熱性の高い材料とする必要があることや
冷却表面積を大きくする必要があることなどから、大型
で価格の高い電磁弁となる欠点を有していた。

又後者の電磁弁は流路３を開閉するプランジャ４と、吸
引子６とヨーク10により、磁気回路が形成されており、
電磁コイル７に交流電流を瞬間的に印加することによっ
て電磁力が発生し、プランジャ４の自重とバネ５の弾力
の和に打ち勝ちプランジャ４を吸引子６に吸引すること
によって流路３を開き通電を止めても、永久磁石８によ
って磁気回路が形成されているので開の状態を保持し次
いで電磁コイル７に交流負の半波電流を瞬間的に印加す
ることにより、永久磁石８の磁界を打ち消す方向に磁界
が発生し、バネ５の力により、プランジャ４を下方に移
動させ流路３を閉じるものである。

したがって連続通電の必要がないため、消費電力が極め
て少なくなるだけではなく、温度上昇も極めて小さいと
いう利点をもっている。しかしながら、この種のもの
は、プランジャ４が吸引されて保持状態となっている時
に、永久磁石８とプランジャ４の間に、密閉容器とする
ための非磁性体からなるパイプ９が存在するためこれが
磁気回路上の空隙と等価となって励磁に要する電力が大
となるばかりでなく、永久磁石８で発生するプランジャ
４を保持する磁気が弱くなるため、外部からの衝撃力や
振動などによって、プランジャ４を保持しきれず、閉弁
してしまうという欠点があり、これを防止するために、
大きな永久磁石を用いる必要があるため、コストアップ
をまねくばかりではなく、小形にすることも出来なかっ
た。

また、プランジャ４とパイプ９の間には、ある程度のク
リアランスが必要であることから、保持力をさらに低下
させるとともに、プランジャ４がパイプ９の中で傾くた
め偏心し、磁気的なアンバランスを生じて、引掛り易く
なりプランジャ４が確実に動作しない場合が発生すると
いう欠点も併わせ有する。

また流路３の開閉時に衝突音を発生し耳ざわりであるば
かりでなく、プランジャ４あるいは吸引子６が損傷する
という欠点も併せ有している。またこの電磁弁の駆動に
は、交流電源から、交流制御素子を用いて開時には正弦
波正パルス信号を、閉時には正弦波負パルス信号を印加
する方式であり、直流電源回路には、このままでは使用
することが出来ず、交流成分を発生させる回路等が必要
となり、非常に高価なものになるという問題点があっ
た。

［課題を解決するための手段］本案は上記の問題点を解決するために考案されたもの
で、本案によればヨークで覆われ、電磁コイル及び前記
ヨークと共に磁気回路を形成する吸引子を有する第１の
室と、前記ヨークと吸引子との間に設けられた非磁性体
のリングと、前記第１の室に接続され、弁体及び弁本体
を有する第２の室とよりなり、前記弁本体は弁座、第１
の流路及び第２の流路を有し、前記弁体は前記吸引子側
に吸引子の軸線方向に磁化された永久磁石を有すると共
に常時前記弁座側にばね偏位されている事を要旨として
いる。

［作用］本案は前記のような手段を有しているから、直流電源か
ら電磁コイルの一方の端子が（＋）側に、他方の端子が
（−）側になるように瞬時電流を電磁コイルに印加する
事により、弁体をばねの偏位力に抗して吸引子側に吸引
し、通電なしでも永久磁石の磁力でその状態を保持し乍
ら、弁体を弁本体の弁座から離間して流体（冷媒）は第
１の流路から第２の流路え流れる。

次に前記とは逆方向に瞬時電流を電磁コイルに印加する
と、吸引子には永久磁石の磁力に対抗する電磁力を発生
し、ばねの弾力により弁体を弁座側に押しつけ両流路を
閉じる。

［実施例］以下本考案を第１図に示す一実施例により説明する。

11は、磁性体より成る例えば円筒形のヨークで磁性体よ
り成る吸引子13と非磁性体より成るリング16によって上
室27と下室28とに区画され、両室は完全にシールされて
いる。上室27には、端子24と端子25を有する電磁コイル
が組込まれ、プレート12により固定されている。

またプレート12は、磁性体より成り、ヨーク11と吸引子
13を接続し、磁気回路を形成している。

下室28には第１の流路20と第２の流路22と弁座26を有す
る弁本体21がねじ結合により組込まれ、この弁本体21は
ヨーク11とネジで接合され、上下に可動することが出
来、例えば後述する円板状より成る弁体18の弁ストロー
クを自在に調整した後、ヨーク11に固定され、弁室を形
成している。前記弁室内には、上下移動自在な例えば円
板状の弁体18が収納され磁性体より成る移動鉄心となっ
ていて、図において上方には例えば円板状より成る永久
磁石17と吸引子13との衝突を防止し永久磁石を保護する
例えばゴムより成るパッキング23が設けられている。ま
た下方には、例えばゴムより成る弁シート19が設けられ
ている。また吸引子13の下方穴には圧縮コイルばね15が
設けられている。

次に本考案の動作を説明する。今、図示しない直流電源
の（＋）側を端子24に（−）側を端子25に接続し、瞬時
パルス信号を印加すると、電磁コイル14に電流が流れ、
吸引子13とヨーク11は磁化され、吸引子13にはＳ極、ヨ
ーク11にはＮ極を生じる。ここで、弁体18に設けられた
永久磁石17は、上方をＮ極、下方をＳ極に着磁しておく
と異極間の吸引力によって、弁体18の自重と圧縮コイル
ばね15の弾力を合わせた力に抗して弁体18は吸引子13に
吸着され、その後は、永久磁石17、ヨーク11、プレート
12、弁体18で完全な磁気閉回路が形成され、電磁コイル
14への通電が断たれても吸着ば保持される。従って弁体
18は弁座26から離間する。この状態で流体（冷媒）は第
１の流路20から弁座26をへて、第２の流路22へ流れ続け
る。この状態では、磁気回路上の空隙が存在しないので
永久磁石の磁束が充分に通り高密度となるため、弁体18
を保持する力が、大であることから外部から衝撃や振動
を加えても、弁体が下方に移動することはない。

次にこの状態から直流電源の（＋）側を端子25に（−）
側を端子24に接続し、瞬時パルス信号を印加すると電磁
コイル14には前述と逆方向の電流が流れ、吸引子13には
Ｎ極、ヨーク11にはＳ極を生じるので、永久磁石17の磁
界が相殺され、弁体18が吸引子13から圧縮コイルばねの
弾力によって引き離されて、下方に移動し、弁座26に押
圧され、流体の流れを遮断する。したがって電磁コイル
に印加する瞬時パルス信号の極性を交互に変えれば、流
路を開閉させることが出来、通電を断っても、その状態
を保持することが出来るものである。また、弁本体21の
下室28に対するねじ結合を調整することにより、弁体18
の弁座26に対する開閉度を簡単に調整し得る。

然して弁体18の同図動作中ゴム等の弁シート19或はパッ
キング23によりその衝突音は消され、極めて静かであ
る。

第２図は、駆動回路の原理図で、連動するスイッチ30を
切換えることにより、電磁コイル14に流れる電流の方向
が変わるものである。29は電源を示す。また電磁コイル
14は、右方向に巻回した第１のコイルと、左方向に巻回
した第２のコイルを１体化し、３端子としたもので、同
様な効果を得られる。この場合の駆動回路の原理は第３
図となる。

［考案の効果］本考案の電磁弁によれば、瞬時に通電を行うだけで流路
の開放又は閉の状態を保持することが出来ることから、
消費電力が極めて少なく省エネルギーとなる利点と温度
上昇が極めて少ないので、比較的大きな電流を流すこと
が可能となるので、電磁コイルを小形にすることが出来
るため、全体を小さく、しかも安価に出来るという利点
も併せて生じる。このため特にカークーラのように狭隘
な処に取付ける場合に有利となる。また、電磁コイルの
巻回数が少なく、しかも弁体の質量を小さく出来ること
から弁体の開閉の応答が、非常に早くなるという利点も
もっている。更には、従来弁体を揺動させて弁口（流
路）を開閉するものがあったが、このような電極弁は構
造が極めて複雑であり且つ調整が困難であるのに対し、
本考案の電磁弁は構造もまた調整も遥かに簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案電磁弁の一実施例の概略の断面図、第２図
は本案電磁弁の回路図の一実施例、第３図は同様回路図
の他の実施例、第４図は従来の電磁弁の一実施例の概略
の断面図で、第５図は同様他の実施例の概略の断面図で
ある。 11……ヨーク、13……吸引子、14……電磁コイル、15…
…ばね、16……非磁性体のリング、17……永久磁石、18
……弁体、20……第１の流路、21……弁本体、22……第
２の流路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ヨークで覆われ電磁コイル及び前記ヨーク
と共に磁気回路を形成する吸引子を有する第１の室と、
前記ヨークと吸引子との間に設けられた非磁性体のリン
グと、前記第１の室に接続され弁体及び弁本体を有する
第２の室とよりなり、前記弁本体は弁座、第１の流路及
び第２の流路を有すると共に第２の室にねじ結合され、
前記弁体は前記吸引子側に吸引子の軸線方向に磁化され
た永久磁石を有して上下方向に可動であると共に常時前
記弁座側にばね偏位されている電磁弁。