JP2002130870A - 双方向弁 - Google Patents
双方向弁Info
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- JP2002130870A JP2002130870A JP2000327537A JP2000327537A JP2002130870A JP 2002130870 A JP2002130870 A JP 2002130870A JP 2000327537 A JP2000327537 A JP 2000327537A JP 2000327537 A JP2000327537 A JP 2000327537A JP 2002130870 A JP2002130870 A JP 2002130870A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体を双方向に流すことができ、制御性を改
善した双方向弁を提供することを目的とする。 【解決手段】 筒状の弁体９を有する弁部１と、その弁
体９の軸線方向位置を制御して弁開度を調節するソレノ
イド２とを備え、弁体９を軸線方向両側から圧縮コイル
スプリング１６，２７で付勢する構成にした。これによ
り、弁体９に連通する第１ポート４および第２ポート５
を流れる流体の圧力の影響を受けない弁が構成され、流
体を双方向に流すことができる。ソレノイド２では、プ
ランジャ２０にシャフト２１を通し、そのシャフト２１
の両端をガイド２３，２４により支持させ、プランジャ
２０がスリーブ２５と摺動させない構造にして、プラン
ジャ２０の軸線方向の移動の際に摺動抵抗を大幅に軽減
して制御性を向上させた。
善した双方向弁を提供することを目的とする。 【解決手段】 筒状の弁体９を有する弁部１と、その弁
体９の軸線方向位置を制御して弁開度を調節するソレノ
イド２とを備え、弁体９を軸線方向両側から圧縮コイル
スプリング１６，２７で付勢する構成にした。これによ
り、弁体９に連通する第１ポート４および第２ポート５
を流れる流体の圧力の影響を受けない弁が構成され、流
体を双方向に流すことができる。ソレノイド２では、プ
ランジャ２０にシャフト２１を通し、そのシャフト２１
の両端をガイド２３，２４により支持させ、プランジャ
２０がスリーブ２５と摺動させない構造にして、プラン
ジャ２０の軸線方向の移動の際に摺動抵抗を大幅に軽減
して制御性を向上させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は双方向弁に関し、特
にカーエアコンのヒートポンプサイクルにて冷媒を断熱
膨張させる膨張弁として使用することができる双方向弁
に関する。
にカーエアコンのヒートポンプサイクルにて冷媒を断熱
膨張させる膨張弁として使用することができる双方向弁
に関する。
【０００２】
【従来の技術】カーエアコンは、一般的に、冷媒がコン
プレッサ、コンデンサ、レシーバ／ドライヤ、膨張弁、
エバポレータを介して流れ、コンプレッサに戻るような
冷凍サイクルから構成されている。このような冷凍サイ
クルで使われる膨張弁は、その代表例として、たとえば
特開平１１−３１６０６８号公報に開示されている構成
のものが知られている。すなわち、高圧冷媒を開弁方向
に受圧する弁体と、その弁体を閉弁方向に付勢する圧縮
コイルスプリングと、その圧縮コイルスプリングのばね
荷重を調節するソレノイドとから構成されている。
プレッサ、コンデンサ、レシーバ／ドライヤ、膨張弁、
エバポレータを介して流れ、コンプレッサに戻るような
冷凍サイクルから構成されている。このような冷凍サイ
クルで使われる膨張弁は、その代表例として、たとえば
特開平１１−３１６０６８号公報に開示されている構成
のものが知られている。すなわち、高圧冷媒を開弁方向
に受圧する弁体と、その弁体を閉弁方向に付勢する圧縮
コイルスプリングと、その圧縮コイルスプリングのばね
荷重を調節するソレノイドとから構成されている。
【０００３】その膨張弁は、入口側にコンプレッサから
の高圧の冷媒を受けることによって弁体が開く方向に作
用され、一方、圧縮コイルスプリングによって弁体が閉
じる方向に作用され、それらがバランスする位置で弁開
度が決定される。高圧の冷媒は、その決定された弁開度
の膨張弁を通過することにより、断熱膨張され、低温低
圧の冷媒となって出口側よりエバポレータへ供給され、
そこで、車室内の空気と熱交換することで冷房が行われ
る。このように、従来の膨張弁は、冷媒の流れ方向が決
まっていて、冷媒の入口および出口が決められている。
の高圧の冷媒を受けることによって弁体が開く方向に作
用され、一方、圧縮コイルスプリングによって弁体が閉
じる方向に作用され、それらがバランスする位置で弁開
度が決定される。高圧の冷媒は、その決定された弁開度
の膨張弁を通過することにより、断熱膨張され、低温低
圧の冷媒となって出口側よりエバポレータへ供給され、
そこで、車室内の空気と熱交換することで冷房が行われ
る。このように、従来の膨張弁は、冷媒の流れ方向が決
まっていて、冷媒の入口および出口が決められている。
【０００４】また、ソレノイドは、弁体の軸線上に配置
されて弁体をその軸線方向に進退移動させるプランジャ
を備え、そのプランジャは、スリーブ内に進退自在に嵌
挿配置され、スリーブ内を摺動しながら弁体を駆動する
よう構成されている。
されて弁体をその軸線方向に進退移動させるプランジャ
を備え、そのプランジャは、スリーブ内に進退自在に嵌
挿配置され、スリーブ内を摺動しながら弁体を駆動する
よう構成されている。
【０００５】ところで、近年、エンジンの燃焼効率が向
上したことに伴い、エンジンの冷却水の水温が低くなっ
ているため、冷却水を暖房用の熱源として利用すること
が困難になってきている。そのため、冷凍サイクルを利
用して冷房運転を行い、冷却水を利用して暖房運転を行
うことが難しいため、冷暖房運転が可能なヒートポンプ
方式のエアコンシステムが提案されている。
上したことに伴い、エンジンの冷却水の水温が低くなっ
ているため、冷却水を暖房用の熱源として利用すること
が困難になってきている。そのため、冷凍サイクルを利
用して冷房運転を行い、冷却水を利用して暖房運転を行
うことが難しいため、冷暖房運転が可能なヒートポンプ
方式のエアコンシステムが提案されている。
【０００６】ヒートポンプ方式のエアコンシステムは、
室外に設けられた外部熱交換器と室内に設けられた内部
熱交換器を備え、冷房運転時は外部熱交換器をコンデン
サ、内部熱交換器をエバポレータとして機能させ、暖房
運転時には外部熱交換器をエバポレータ、内部熱交換器
をコンデンサとして機能させることにより冷暖房運転を
行うものである。そのため、冷暖房運転の切り換え時に
は、コンプレッサから圧送された冷媒を、外部熱交換
器、膨張弁および内部熱交換器を通過して流れるように
するか、内部熱交換器、膨張弁および外部熱交換器を通
過して流れるようにするかの切り換えが行われる。
室外に設けられた外部熱交換器と室内に設けられた内部
熱交換器を備え、冷房運転時は外部熱交換器をコンデン
サ、内部熱交換器をエバポレータとして機能させ、暖房
運転時には外部熱交換器をエバポレータ、内部熱交換器
をコンデンサとして機能させることにより冷暖房運転を
行うものである。そのため、冷暖房運転の切り換え時に
は、コンプレッサから圧送された冷媒を、外部熱交換
器、膨張弁および内部熱交換器を通過して流れるように
するか、内部熱交換器、膨張弁および外部熱交換器を通
過して流れるようにするかの切り換えが行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
ポンプ方式のエアコンシステムでは、冷房運転時と暖房
運転時とでは膨張弁を通過する冷媒の流れが逆になるた
め、外部熱交換器と内部熱交換器との間に配置される膨
張弁として、冷媒の流れに方向性を持つ従来の膨張弁を
そのまま使用することができないという問題点があっ
た。
ポンプ方式のエアコンシステムでは、冷房運転時と暖房
運転時とでは膨張弁を通過する冷媒の流れが逆になるた
め、外部熱交換器と内部熱交換器との間に配置される膨
張弁として、冷媒の流れに方向性を持つ従来の膨張弁を
そのまま使用することができないという問題点があっ
た。
【０００８】また、従来の膨張弁では、スリーブ内に進
退自在に嵌挿配置されたプランジャは、スリーブ内を摺
動しながら弁体を駆動する構成になっていたため、ソレ
ノイド電流を増加する場合と減少する場合とで異なる特
性が得られる、いわゆるヒステリシスが生じてしまい、
制御性が悪いという問題点があった。
退自在に嵌挿配置されたプランジャは、スリーブ内を摺
動しながら弁体を駆動する構成になっていたため、ソレ
ノイド電流を増加する場合と減少する場合とで異なる特
性が得られる、いわゆるヒステリシスが生じてしまい、
制御性が悪いという問題点があった。
【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、流体を双方向に流すことができ、制御性を改
善した双方向弁を提供することを目的とする。
のであり、流体を双方向に流すことができ、制御性を改
善した双方向弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、流体を双方向に流すことができる双方向
弁において、流体の出入口を構成する第１ポートおよび
第２ポートに連通する流体通路内に進退自在に嵌挿配置
され、前記第１ポートと連通する穴を有するとともに前
記穴および前記第２ポートと連通する軸線上の通路を有
する筒状の弁体と、前記弁体の軸線方向両側から等しい
力で付勢する第１および第２スプリングと、電流値に応
じて前記第２スプリングを前記弁体の軸線方向に圧縮駆
動することにより前記第１ポートと前記穴との間に形成
される開口面積を変えて弁開度を制御するソレノイド
と、を備えていることを特徴とする双方向弁が提供され
る。
決するために、流体を双方向に流すことができる双方向
弁において、流体の出入口を構成する第１ポートおよび
第２ポートに連通する流体通路内に進退自在に嵌挿配置
され、前記第１ポートと連通する穴を有するとともに前
記穴および前記第２ポートと連通する軸線上の通路を有
する筒状の弁体と、前記弁体の軸線方向両側から等しい
力で付勢する第１および第２スプリングと、電流値に応
じて前記第２スプリングを前記弁体の軸線方向に圧縮駆
動することにより前記第１ポートと前記穴との間に形成
される開口面積を変えて弁開度を制御するソレノイド
と、を備えていることを特徴とする双方向弁が提供され
る。
【００１１】このような双方向弁によれば、筒状の弁体
にしたことによりその軸線方向両端の端面には流体の圧
力が等しく受圧されるため、弁開度を可変にする方向へ
圧力がかからない。したがって、弁体の動きが第１ポー
トまたは第２ポートにおける入口圧力および出口圧力に
依存されないため、双方向に流体を流すことが可能にな
る。
にしたことによりその軸線方向両端の端面には流体の圧
力が等しく受圧されるため、弁開度を可変にする方向へ
圧力がかからない。したがって、弁体の動きが第１ポー
トまたは第２ポートにおける入口圧力および出口圧力に
依存されないため、双方向に流体を流すことが可能にな
る。
【００１２】また、本発明によれば、ソレノイドは、プ
ランジャの軸線位置に挿通されてプランジャの動作位置
を弁体に伝えるシャフトを両端でガイドし、プランジャ
とこの外側に設けられたスリーブとを摺動させないよう
に構成した。
ランジャの軸線位置に挿通されてプランジャの動作位置
を弁体に伝えるシャフトを両端でガイドし、プランジャ
とこの外側に設けられたスリーブとを摺動させないよう
に構成した。
【００１３】これにより、プランジャの動作時の摺動抵
抗が大幅に低減され、ヒステリシスがなく制御性のよい
双方向弁にすることができる。
抗が大幅に低減され、ヒステリシスがなく制御性のよい
双方向弁にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ヒ
ートポンプサイクルの膨張弁に適用した場合を例に図面
を参照して詳細に説明する。
ートポンプサイクルの膨張弁に適用した場合を例に図面
を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施の形態に係る膨
張弁の全開時の状態を示す縦断面図、図２は弁体を示す
図、図３はソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面
積の変化を示す図である。
張弁の全開時の状態を示す縦断面図、図２は弁体を示す
図、図３はソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面
積の変化を示す図である。
【００１６】この膨張弁は、下部に設けられた弁部１と
上部に設けられたソレノイド２とから構成される。弁部
１は、ボディ３の側面に設けられてヒートポンプサイク
ルの外部熱交換器または内部熱交換器への冷媒配管に接
続される第１ポート４とボディ３の下面に設けられて内
部熱交換器または外部熱交換器への冷媒配管に接続され
る第２ポート５とを備えている。
上部に設けられたソレノイド２とから構成される。弁部
１は、ボディ３の側面に設けられてヒートポンプサイク
ルの外部熱交換器または内部熱交換器への冷媒配管に接
続される第１ポート４とボディ３の下面に設けられて内
部熱交換器または外部熱交換器への冷媒配管に接続され
る第２ポート５とを備えている。
【００１７】弁部１は、また、その中央位置に貫通形成
された同軸の上部シリンダ６および下部シリンダ７を有
している。上部シリンダ６は、第１ポート４に連通して
いて大径に形成され、下部シリンダ７は、第２ポート５
に連通していて小径に形成されている。上部シリンダ６
には、内径が下部シリンダ７の内径に等しいスリーブ８
が圧入されている。
された同軸の上部シリンダ６および下部シリンダ７を有
している。上部シリンダ６は、第１ポート４に連通して
いて大径に形成され、下部シリンダ７は、第２ポート５
に連通していて小径に形成されている。上部シリンダ６
には、内径が下部シリンダ７の内径に等しいスリーブ８
が圧入されている。
【００１８】このスリーブ８および下部シリンダ７に
は、弁体９が軸線方向に進退自在に嵌挿配置されてい
る。下部シリンダ７の内径とスリーブ８の内径とが等し
いため、第２ポート５に高圧の冷媒が導入された場合に
弁体９の軸線方向両端面に受圧する圧力が等しく、かつ
方向が逆でキャンセルされるため、弁体９が冷媒の圧力
の影響をまったく受けない構造になっている。また、第
１ポート４に高圧の冷媒が導入された場合にも、冷媒の
圧力が弁体９に対してその軸線方向へ付勢するような力
は働かないため、冷媒の圧力の影響を受けることがな
い。したがって、第１ポート４および第２ポート５のい
ずれかを高圧側にしてもよく、冷媒を双方向に流すこと
ができる。
は、弁体９が軸線方向に進退自在に嵌挿配置されてい
る。下部シリンダ７の内径とスリーブ８の内径とが等し
いため、第２ポート５に高圧の冷媒が導入された場合に
弁体９の軸線方向両端面に受圧する圧力が等しく、かつ
方向が逆でキャンセルされるため、弁体９が冷媒の圧力
の影響をまったく受けない構造になっている。また、第
１ポート４に高圧の冷媒が導入された場合にも、冷媒の
圧力が弁体９に対してその軸線方向へ付勢するような力
は働かないため、冷媒の圧力の影響を受けることがな
い。したがって、第１ポート４および第２ポート５のい
ずれかを高圧側にしてもよく、冷媒を双方向に流すこと
ができる。
【００１９】弁体９は、その軸線方向中央位置に冷媒通
路１０が貫通する筒状体を有し、その頂部は閉止されて
いる。また、図２に示したように、弁体９の上部および
中間部に縮径部１１，１２が形成されている。特に、縮
径部１２の下側の段差部は、上部シリンダ６と下部シリ
ンダ７との間の段差部と対向するスリーブ８の端面と平
行になっている。縮径部１１には、冷媒通路１０と連通
する穴１３が穿設され、縮径部１２には、冷媒通路１０
と連通する穴１４が穿設されていて、それぞれスリーブ
８および上部シリンダ６内に位置しているときには、縮
径部１１，１２の環状空間は、その外側の空間と穴１
３，１４を介して冷媒通路１０に連通するようになって
いる。弁体９の下部には、３条の溝１５ａ〜１５ｃが周
設されており、下部シリンダ７の内壁との間でラビリン
スシールを構成している。
路１０が貫通する筒状体を有し、その頂部は閉止されて
いる。また、図２に示したように、弁体９の上部および
中間部に縮径部１１，１２が形成されている。特に、縮
径部１２の下側の段差部は、上部シリンダ６と下部シリ
ンダ７との間の段差部と対向するスリーブ８の端面と平
行になっている。縮径部１１には、冷媒通路１０と連通
する穴１３が穿設され、縮径部１２には、冷媒通路１０
と連通する穴１４が穿設されていて、それぞれスリーブ
８および上部シリンダ６内に位置しているときには、縮
径部１１，１２の環状空間は、その外側の空間と穴１
３，１４を介して冷媒通路１０に連通するようになって
いる。弁体９の下部には、３条の溝１５ａ〜１５ｃが周
設されており、下部シリンダ７の内壁との間でラビリン
スシールを構成している。
【００２０】第２ポート５内には、弁体９をソレノイド
２の側に付勢する圧縮コイルスプリング１６が配置され
ており、その圧縮コイルスプリング１６は、ばね力を調
節することができるアジャストねじ１７によって受けら
れている。
２の側に付勢する圧縮コイルスプリング１６が配置され
ており、その圧縮コイルスプリング１６は、ばね力を調
節することができるアジャストねじ１７によって受けら
れている。
【００２１】ソレノイド２は、コイル１８と、コア１９
と、プランジャ２０とを備え、プランジャ２０は、シャ
フト２１によって保持されている。そのシャフト２１
は、弁部１との間に配置されたフランジ２２に嵌合され
ているガイド２３とコア１９に形成されたガイド２４と
によって両端が軸線方向に進退自在に支持され、ガイド
２３を貫通したシャフト２１の端面は、弁体９の頂部端
面に当接している。プランジャ２０の周りには、これと
接触しない状態でスリーブ２５が配置されている。この
スリーブ２５は上端がコア１９に溶接などにより固着さ
れ、下端はフランジ２２に固着されて、ソレノイド２側
での冷媒漏れがないようにしている。ソレノイド２に
は、また、シャフト２１に設けられたＥリング２６によ
って弁体９の方向への移動が規制されたプランジャ２０
を弁体９の方向へ付勢する圧縮コイルスプリング２７が
設けられている。この圧縮コイルスプリング２７は、圧
縮コイルスプリング１６と同じばね力を有し、ソレノイ
ド２が通電されていないときには、弁体９をその両側か
ら等しいばね力で付勢していることになる。
と、プランジャ２０とを備え、プランジャ２０は、シャ
フト２１によって保持されている。そのシャフト２１
は、弁部１との間に配置されたフランジ２２に嵌合され
ているガイド２３とコア１９に形成されたガイド２４と
によって両端が軸線方向に進退自在に支持され、ガイド
２３を貫通したシャフト２１の端面は、弁体９の頂部端
面に当接している。プランジャ２０の周りには、これと
接触しない状態でスリーブ２５が配置されている。この
スリーブ２５は上端がコア１９に溶接などにより固着さ
れ、下端はフランジ２２に固着されて、ソレノイド２側
での冷媒漏れがないようにしている。ソレノイド２に
は、また、シャフト２１に設けられたＥリング２６によ
って弁体９の方向への移動が規制されたプランジャ２０
を弁体９の方向へ付勢する圧縮コイルスプリング２７が
設けられている。この圧縮コイルスプリング２７は、圧
縮コイルスプリング１６と同じばね力を有し、ソレノイ
ド２が通電されていないときには、弁体９をその両側か
ら等しいばね力で付勢していることになる。
【００２２】また、フランジ２２に設けられたガイド２
３には、弁部１の上部シリンダ６とソレノイド２のスリ
ーブ２５とを連通させる通路２８が設けられ、上部シリ
ンダ６内の冷媒がコア１９に設けられたガイド２４まで
流れるようにしている。これにより、プランジャ２０の
軸線方向における進退移動がスムーズになる。
３には、弁部１の上部シリンダ６とソレノイド２のスリ
ーブ２５とを連通させる通路２８が設けられ、上部シリ
ンダ６内の冷媒がコア１９に設けられたガイド２４まで
流れるようにしている。これにより、プランジャ２０の
軸線方向における進退移動がスムーズになる。
【００２３】ここで、図１に示したように、ソレノイド
２が通電されていない状態では、圧縮コイルスプリング
２７，１６によって弁体９の縮径部１２は、スリーブ８
の外側に出た位置にある。したがって、第１ポート４
は、スリーブ８の下端と縮径部１２の下端の段差との間
の隙間である円環状の絞り部、縮径部１２の環状空間、
穴１４、冷媒通路１０を介して第２ポート５と連通し、
膨張弁は絞り部の絞りが最も大きい全開状態になってい
る。
２が通電されていない状態では、圧縮コイルスプリング
２７，１６によって弁体９の縮径部１２は、スリーブ８
の外側に出た位置にある。したがって、第１ポート４
は、スリーブ８の下端と縮径部１２の下端の段差との間
の隙間である円環状の絞り部、縮径部１２の環状空間、
穴１４、冷媒通路１０を介して第２ポート５と連通し、
膨張弁は絞り部の絞りが最も大きい全開状態になってい
る。
【００２４】次に、ソレノイド２のコイル１８に電流を
流したときの膨張弁の動作について説明する。コイル１
８に電流を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引さ
れるようになるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプ
リング２７のばね力に抗して弁体９から離れる方向へ移
動する。このとき、プランジャ２０はスリーブ２５と接
触していないので、スリーブ２５との摺動抵抗はなく、
コア１９の方向へスムーズに移動する。このプランジャ
２０の移動に追従して、弁体９が圧縮コイルスプリング
１６によってソレノイド２の側へ移動される。この結
果、スリーブ８と弁体９との間の開口面積が減り、膨張
弁は弁閉方向に推移していく。
流したときの膨張弁の動作について説明する。コイル１
８に電流を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引さ
れるようになるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプ
リング２７のばね力に抗して弁体９から離れる方向へ移
動する。このとき、プランジャ２０はスリーブ２５と接
触していないので、スリーブ２５との摺動抵抗はなく、
コア１９の方向へスムーズに移動する。このプランジャ
２０の移動に追従して、弁体９が圧縮コイルスプリング
１６によってソレノイド２の側へ移動される。この結
果、スリーブ８と弁体９との間の開口面積が減り、膨張
弁は弁閉方向に推移していく。
【００２５】ソレノイド２の電流値に対する膨張弁の開
口面積の変化は、図３に示したように直線的であり、電
流値に反比例して円環状の絞り部の絞りが小さくなる。
図４は本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁の全開時
の状態を示す縦断面図、図５はソレノイドの電流値に対
する膨張弁の開口面積の変化を示す図である。図４にお
いて、図１に示した構成要素と同じ要素については、同
じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
口面積の変化は、図３に示したように直線的であり、電
流値に反比例して円環状の絞り部の絞りが小さくなる。
図４は本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁の全開時
の状態を示す縦断面図、図５はソレノイドの電流値に対
する膨張弁の開口面積の変化を示す図である。図４にお
いて、図１に示した構成要素と同じ要素については、同
じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２６】この第２の実施の形態の膨張弁では、第１
の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９ａだけが異な
る。すなわち、第１の実施の形態における弁体９を逆さ
まにしたような弁体９ａを使用し、上部シリンダ６と下
部シリンダ７との境界を成すボディ３の段差部と弁体９
ａとによって膨張弁の円環状の絞り部を構成している。
の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９ａだけが異な
る。すなわち、第１の実施の形態における弁体９を逆さ
まにしたような弁体９ａを使用し、上部シリンダ６と下
部シリンダ７との境界を成すボディ３の段差部と弁体９
ａとによって膨張弁の円環状の絞り部を構成している。
【００２７】弁体９ａは、図示のように、ソレノイド２
が通電されていない状態では、縮径部１２の環状空間が
下部シリンダ７の中にほとんど入った位置にあり、膨張
弁としては、ほぼ全閉状態になっている。
が通電されていない状態では、縮径部１２の環状空間が
下部シリンダ７の中にほとんど入った位置にあり、膨張
弁としては、ほぼ全閉状態になっている。
【００２８】ここで、ソレノイド２のコイル１８に電流
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９ａから離れる方向へ移動す
る。このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９ａが
圧縮コイルスプリング１６によってソレノイド２の側へ
移動される。この結果、スリーブ８と弁体９ａとの間の
開口面積が増加し、膨張弁は弁開方向に推移していく。
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９ａから離れる方向へ移動す
る。このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９ａが
圧縮コイルスプリング１６によってソレノイド２の側へ
移動される。この結果、スリーブ８と弁体９ａとの間の
開口面積が増加し、膨張弁は弁開方向に推移していく。
【００２９】ソレノイド２の電流値に対する膨張弁の開
口面積の変化は、図５に示したように直線的であり、電
流値に比例して絞り部の絞りが大きくなる。図６は本発
明の第３の実施の形態に係る膨張弁の全開時の状態を示
す縦断面図、図７は弁体と第１ポートとの関係を示す
図、図８はソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面
積の変化を示す図である。図６において、図１に示した
構成要素と同じ要素については、同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。
口面積の変化は、図５に示したように直線的であり、電
流値に比例して絞り部の絞りが大きくなる。図６は本発
明の第３の実施の形態に係る膨張弁の全開時の状態を示
す縦断面図、図７は弁体と第１ポートとの関係を示す
図、図８はソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面
積の変化を示す図である。図６において、図１に示した
構成要素と同じ要素については、同じ符号を付してその
詳細な説明は省略する。
【００３０】第３の実施の形態の膨張弁では、第１およ
び第２の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９がその
軸線方向に進退自在に収容されるシリンダ２９は、その
全長にわたって同じ直径を有し、スリーブ８を設けてい
ない。また、第１ポート４は、側面からシリンダ２９を
越えてストレートに穿設され、図７に示したように、ソ
レノイド２が通電されていない状態では、第１ポート４
の開口断面と縮径部１２の環状空間とが部分的にオーバ
ラップしている。そのオーバラップしている欠円形状部
分が膨張弁のボディ３と弁体９とで形成される絞り部の
開口面積になっている。
び第２の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９がその
軸線方向に進退自在に収容されるシリンダ２９は、その
全長にわたって同じ直径を有し、スリーブ８を設けてい
ない。また、第１ポート４は、側面からシリンダ２９を
越えてストレートに穿設され、図７に示したように、ソ
レノイド２が通電されていない状態では、第１ポート４
の開口断面と縮径部１２の環状空間とが部分的にオーバ
ラップしている。そのオーバラップしている欠円形状部
分が膨張弁のボディ３と弁体９とで形成される絞り部の
開口面積になっている。
【００３１】ここで、ソレノイド２のコイル１８に電流
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９から離れる方向へ移動する。
このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９が圧縮コ
イルスプリング１６によってソレノイド２の側へ移動さ
れる。この結果、スリーブ８と弁体９との間の欠円形状
の開口面積が減少し、膨張弁は弁閉方向に推移してい
く。
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９から離れる方向へ移動する。
このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９が圧縮コ
イルスプリング１６によってソレノイド２の側へ移動さ
れる。この結果、スリーブ８と弁体９との間の欠円形状
の開口面積が減少し、膨張弁は弁閉方向に推移してい
く。
【００３２】ソレノイド２の電流値に対する膨張弁の開
口面積は、図８に示したように二次曲線的に変化し、電
流値が大きくなると絞り部の絞りが急減するようにな
る。図９は本発明の第４の実施の形態に係る膨張弁の全
開時の状態を示す縦断面図、図１０はソレノイドの電流
値に対する膨張弁の開口面積の変化を示す図である。図
９において、図４に示した構成要素と同じ要素について
は、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
口面積は、図８に示したように二次曲線的に変化し、電
流値が大きくなると絞り部の絞りが急減するようにな
る。図９は本発明の第４の実施の形態に係る膨張弁の全
開時の状態を示す縦断面図、図１０はソレノイドの電流
値に対する膨張弁の開口面積の変化を示す図である。図
９において、図４に示した構成要素と同じ要素について
は、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３３】この第４の実施の形態の膨張弁では、第３
の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９を逆さまにし
たような弁体９ａを使用し、第１ポートの下側における
ボディ３と弁体９ａとで絞り部の開口面積を形成してい
る。
の実施の形態の膨張弁と比較して、弁体９を逆さまにし
たような弁体９ａを使用し、第１ポートの下側における
ボディ３と弁体９ａとで絞り部の開口面積を形成してい
る。
【００３４】弁体９ａは、図示のように、ソレノイド２
が通電されていない状態では、縮径部１２の環状空間が
シリンダ２９の中にほとんど入った位置にあり、膨張弁
としては、ほぼ全閉状態になっている。
が通電されていない状態では、縮径部１２の環状空間が
シリンダ２９の中にほとんど入った位置にあり、膨張弁
としては、ほぼ全閉状態になっている。
【００３５】ここで、ソレノイド２のコイル１８に電流
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９ａから離れる方向へ移動す
る。このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９ａが
圧縮コイルスプリング１６によってソレノイド２の側へ
移動される。この結果、スリーブ８と弁体９ａとの間の
欠円形状の開口面積が二次曲線的に増加し、膨張弁は弁
開方向に推移していく。
を流すと、プランジャ２０がコア１９に吸引されるよう
になるため、プランジャ２０は圧縮コイルスプリング２
７のばね力に抗して弁体９ａから離れる方向へ移動す
る。このプランジャ２０の移動に追従して、弁体９ａが
圧縮コイルスプリング１６によってソレノイド２の側へ
移動される。この結果、スリーブ８と弁体９ａとの間の
欠円形状の開口面積が二次曲線的に増加し、膨張弁は弁
開方向に推移していく。
【００３６】ソレノイド２の電流値に対する膨張弁の開
口面積は、図１０に示したように二次曲線的に変化し、
電流値が大きくなるに従って絞り部の絞りが急増するよ
うになる。
口面積は、図１０に示したように二次曲線的に変化し、
電流値が大きくなるに従って絞り部の絞りが急増するよ
うになる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、筒状
の弁体を有する弁部と、その弁体の軸線方向位置を制御
して弁開度を調節するソレノイドとを備え、弁体を軸線
方向両側からスプリングで付勢する構成にした。これに
より、弁体に連通する第１ポートおよび第２ポートを流
れる流体の圧力の影響を受けない弁が構成され、流体を
双方向に流すことができる。
の弁体を有する弁部と、その弁体の軸線方向位置を制御
して弁開度を調節するソレノイドとを備え、弁体を軸線
方向両側からスプリングで付勢する構成にした。これに
より、弁体に連通する第１ポートおよび第２ポートを流
れる流体の圧力の影響を受けない弁が構成され、流体を
双方向に流すことができる。
【００３８】流体を双方向に流すことができることによ
って、この双方向弁をヒートポンプサイクルの膨脹弁と
して使用することができる。弁体が流体の圧力の影響を
受けないため、カーエアコンのサイクルの冷媒としてフ
ロンＨＦＣ−１３４ａを使用した冷凍サイクルで使用す
ることができのはもちろん、圧力が非常に高い、たとえ
ば炭酸ガス（ＣＯ2）を冷媒とする冷凍サイクルにも同
じように適用することが可能である。
って、この双方向弁をヒートポンプサイクルの膨脹弁と
して使用することができる。弁体が流体の圧力の影響を
受けないため、カーエアコンのサイクルの冷媒としてフ
ロンＨＦＣ−１３４ａを使用した冷凍サイクルで使用す
ることができのはもちろん、圧力が非常に高い、たとえ
ば炭酸ガス（ＣＯ2）を冷媒とする冷凍サイクルにも同
じように適用することが可能である。
【００３９】また、ソレノイドでは、プランジャにシャ
フトを通し、そのシャフトの両端をガイドにより支持す
ることにより、プランジャの軸線方向の移動の際にプラ
ンジャがその外側に配置されたスリーブと摺動させない
構造としたことにより、摺動抵抗を大幅に軽減すること
ができ、ヒステリシスがなく制御性のよい双方向弁にす
ることができる。
フトを通し、そのシャフトの両端をガイドにより支持す
ることにより、プランジャの軸線方向の移動の際にプラ
ンジャがその外側に配置されたスリーブと摺動させない
構造としたことにより、摺動抵抗を大幅に軽減すること
ができ、ヒステリシスがなく制御性のよい双方向弁にす
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る膨張弁の全開
時の状態を示す縦断面図である。
時の状態を示す縦断面図である。
【図２】弁体を示す図である。
【図３】ソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面積
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る膨張弁の全開
時の状態を示す縦断面図である。
時の状態を示す縦断面図である。
【図５】ソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面積
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る膨張弁の全開
時の状態を示す縦断面図である。
時の状態を示す縦断面図である。
【図７】弁体と第１ポートとの関係を示す図である。
【図８】ソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面積
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る膨張弁の全開
時の状態を示す縦断面図である。
時の状態を示す縦断面図である。
【図１０】ソレノイドの電流値に対する膨張弁の開口面
積の変化を示す図である。
積の変化を示す図である。
１ 弁部 ２ ソレノイド ３ ボディ ４ 第１ポート ５ 第２ポート ６ 上部シリンダ ７ 下部シリンダ ８ スリーブ ９，９ａ 弁体 １０ 冷媒通路 １１，１２ 縮径部 １３，１４ 穴 １５ａ〜１５ｃ 溝 １６ 圧縮コイルスプリング １７ アジャストねじ １８ コイル １９ コア ２０ プランジャ ２１ シャフト ２２ フランジ ２３，２４ ガイド ２５ スリーブ ２６ Ｅリング ２７ 圧縮コイルスプリング ２８ 通路 ２９ シリンダ
Claims (8)
- 【請求項１】 流体を双方向に流すことができる双方向
弁において、 流体の出入口を構成する第１ポートおよび第２ポートに
連通する流体通路内に進退自在に嵌挿配置され、前記第
１ポートと連通する穴を有するとともに前記穴および前
記第２ポートと連通する軸線上の通路を有する筒状の弁
体と、 前記弁体の軸線方向両側から等しい力で付勢する第１お
よび第２スプリングと、 電流値に応じて前記第２スプリングを前記弁体の軸線方
向に圧縮駆動することにより前記第１ポートと前記穴と
の間に形成される開口面積を変えて弁開度を制御するソ
レノイドと、 を備えていることを特徴とする双方向弁。 - 【請求項２】 前記弁体は、前記穴が形成されている位
置に縮径部を有し、前記縮径部によって形成される環状
の空間を介して前記穴に連通されていることを特徴とす
る請求項１記載の双方向弁。 - 【請求項３】 前記弁体は、その軸線方向に沿って同じ
内径を有するが前記第１ポートおよび前記縮径部と連通
される部分に拡開部を有して前記縮径部との間に環状の
開口部を形成するシリンダに進退自在に嵌挿配置されて
いることを特徴とする請求項２記載の双方向弁。 - 【請求項４】 前記シリンダは、前記拡開部の前記弁体
の軸線方向端面を前記縮径部の段差部と平行に形成して
前記弁体の移動に伴う前記開口部の開口面積を直線的に
変化させるようにしたことを特徴とする請求項３記載の
双方向弁。 - 【請求項５】 前記拡開部の一方の端面は、前記拡開部
の内径を有するシリンダ内に嵌入されたスリーブの端面
により形成されていることを特徴とする請求項４記載の
双方向弁。 - 【請求項６】 前記弁体は、その軸線方向に沿って同じ
内径を有するシリンダに進退自在に嵌挿配置され、前記
シリンダは前記第１ポートから前記縮径部に向かって断
面円形の通路が穿設されていて前記縮径部との間に欠円
形状の開口部を形成して前記弁体の移動に伴う前記開口
部の開口面積を二次曲線的に変化させるようにしたこと
を特徴とする請求項２記載の双方向弁。 - 【請求項７】 前記ソレノイドは、プランジャの軸線位
置に挿通されてプランジャの動作位置を前記弁体に伝え
るシャフトを両端でガイドして前記プランジャと前記プ
ランジャの外側に設けられたスリーブとを摺動させない
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の双方向弁。 - 【請求項８】 前記第１スプリングは前記弁体を直接付
勢するよう配置され、前記第２スプリングは前記ソレノ
イド内に配置されてプランジャおよび前記プランジャを
支持しているシャフトを介して前記弁体を付勢している
ことを特徴とする請求項１記載の双方向弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327537A JP4025006B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 双方向弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327537A JP4025006B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 双方向弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130870A true JP2002130870A (ja) | 2002-05-09 |
| JP4025006B2 JP4025006B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=18804530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327537A Expired - Fee Related JP4025006B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 双方向弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4025006B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102374712A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-03-14 | 宁波奥克斯空调有限公司 | 用于空调制冷系统的节流装置 |
| WO2013058154A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | サンデン株式会社 | 車両用空気調和装置 |
| CN104191931A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 广汽吉奥汽车有限公司 | 一种车内环境参数控制方法、装置及系统 |
| CN105473360A (zh) * | 2014-04-30 | 2016-04-06 | 翰昂系统株式会社 | 带有光触媒模块的车用空调 |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327537A patent/JP4025006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013058154A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | サンデン株式会社 | 車両用空気調和装置 |
| JP2013086606A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Sanden Corp | 車両用空気調和装置 |
| US10214072B2 (en) | 2011-10-17 | 2019-02-26 | Sanden Holdings Corporation | Vehicle air conditioning apparatus |
| DE112012004321B4 (de) | 2011-10-17 | 2022-06-02 | Sanden Holdings Corporation | Fahrzeugklimatisierungseinrichtung |
| CN102374712A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-03-14 | 宁波奥克斯空调有限公司 | 用于空调制冷系统的节流装置 |
| CN105473360A (zh) * | 2014-04-30 | 2016-04-06 | 翰昂系统株式会社 | 带有光触媒模块的车用空调 |
| CN104191931A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 广汽吉奥汽车有限公司 | 一种车内环境参数控制方法、装置及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4025006B2 (ja) | 2007-12-19 |
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