JP2003166664A - 電磁比例弁 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 双方向の流体流れを制御することができる小
型で低コストの電磁比例弁を提供する。 【解決手段】 パイプ１の内部にコア２を固定し、これ
に先端が弁座４で閉じられてその手前に弁孔５が設けら
れた中空のシャフト３を固定し、これをガイドとして軸
線方向に進退可能でスプリング７によってコア２から離
れる方向に付勢されて弁孔５を開閉する筒状弁体６およ
びプランジャ８を配置する一方、パイプ１の外側に電磁
コイル１０を配置する。ボディをパイプ１で構成し、そ
の中に弁の開閉を行う構成部品を配置したことで、小型
化され、部品点数が少なく、加工費・材料費が削減され
ることで、低コスト化が図られる。また、筒状弁体６に
よる弁孔５の開閉動作が流れ方向の影響を受けず、双方
向の流体流れが制御される。
型で低コストの電磁比例弁を提供する。 【解決手段】 パイプ１の内部にコア２を固定し、これ
に先端が弁座４で閉じられてその手前に弁孔５が設けら
れた中空のシャフト３を固定し、これをガイドとして軸
線方向に進退可能でスプリング７によってコア２から離
れる方向に付勢されて弁孔５を開閉する筒状弁体６およ
びプランジャ８を配置する一方、パイプ１の外側に電磁
コイル１０を配置する。ボディをパイプ１で構成し、そ
の中に弁の開閉を行う構成部品を配置したことで、小型
化され、部品点数が少なく、加工費・材料費が削減され
ることで、低コスト化が図られる。また、筒状弁体６に
よる弁孔５の開閉動作が流れ方向の影響を受けず、双方
向の流体流れが制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁比例弁に関し、
特に供給される電流値に応じて弁の開度が連続的に変化
する電磁比例弁に関する。
特に供給される電流値に応じて弁の開度が連続的に変化
する電磁比例弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電磁力によって弁開度を連続的
に変化させる電磁比例弁は、弁座とこれに対向するよう
配置された弁体とで流体通路の開閉を行う弁部、および
弁体を弁座に対して接離するように駆動するソレノイド
部から構成されている。
に変化させる電磁比例弁は、弁座とこれに対向するよう
配置された弁体とで流体通路の開閉を行う弁部、および
弁体を弁座に対して接離するように駆動するソレノイド
部から構成されている。
【０００３】従来の電磁比例弁は、ブロック体を加工し
て形成されたボディに、弁部およびソレノイド部の各構
成要素が形成あるいは取り付けられる。弁部は、ブロッ
ク体に穿設されたふたつのポートと、両ポート間に配置
されてボディと一体に形成された弁座と、ソレノイド部
によって開閉駆動される弁体とを備えている。また、ソ
レノイド部は、外部より電流が供給される電磁コイル
と、弁体および弁座と同一軸線上に固定配置されたコア
およびこのコアに対して軸線方向に進退自在に配置され
て弁体を駆動するプランジャと、このプランジャおよび
弁体に対してプランジャがコアから離れる方向へ付勢す
るスプリングとを備えている。
て形成されたボディに、弁部およびソレノイド部の各構
成要素が形成あるいは取り付けられる。弁部は、ブロッ
ク体に穿設されたふたつのポートと、両ポート間に配置
されてボディと一体に形成された弁座と、ソレノイド部
によって開閉駆動される弁体とを備えている。また、ソ
レノイド部は、外部より電流が供給される電磁コイル
と、弁体および弁座と同一軸線上に固定配置されたコア
およびこのコアに対して軸線方向に進退自在に配置され
て弁体を駆動するプランジャと、このプランジャおよび
弁体に対してプランジャがコアから離れる方向へ付勢す
るスプリングとを備えている。
【０００４】このような電磁比例弁では、一般に、流体
の流れに対し、弁体が弁座の上流側または下流側に配置
されて、弁体にかかる圧力が弁閉または弁開の方向に作
用することから、電磁力に対する弁開度の特性が、流体
の流れ方向によって全く異なる。そのため、電磁比例弁
は流体の方向性を持ち、流体の流れ方向に合わせて設計
される。
の流れに対し、弁体が弁座の上流側または下流側に配置
されて、弁体にかかる圧力が弁閉または弁開の方向に作
用することから、電磁力に対する弁開度の特性が、流体
の流れ方向によって全く異なる。そのため、電磁比例弁
は流体の方向性を持ち、流体の流れ方向に合わせて設計
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電磁比例弁は、ブロック状のボディにふたつのポート、
弁部およびその弁体を開閉駆動するソレノイド部の各構
成部品が取り付けられるため、電磁比例弁自体が大型化
してしまうという問題点があった。
電磁比例弁は、ブロック状のボディにふたつのポート、
弁部およびその弁体を開閉駆動するソレノイド部の各構
成部品が取り付けられるため、電磁比例弁自体が大型化
してしまうという問題点があった。
【０００６】さらに、流体の流れ方向が逆転するような
場所に適用する場合、電磁比例弁と逆止弁とを２組用い
て互いに逆方向に流れるよう並列接続する構成になり、
大型化してしまうという問題点もあった。
場所に適用する場合、電磁比例弁と逆止弁とを２組用い
て互いに逆方向に流れるよう並列接続する構成になり、
大型化してしまうという問題点もあった。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、双方向の流体流れを制御することができる小
型で低コストの電磁比例弁を提供することを目的とす
る。
のであり、双方向の流体流れを制御することができる小
型で低コストの電磁比例弁を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【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、電磁コイルに供給される電流値に応じて
弁開度を連続的に変化させる電磁比例弁において、円筒
状のパイプ内に固定されたコアと、前記パイプの軸線位
置にて一端が前記コアに固定され、他端側には円周上に
複数の弁孔が穿設されて軸線位置にある流体通路と連通
している、部分的に中空のシャフトと、前記弁孔を開閉
するよう前記シャフトをガイドとして軸線方向に進退自
在に配置された筒状弁体と、前記コアと前記筒状弁体と
の間に配置されて前記筒状弁体を前記コアから離れる方
向に付勢する第１のスプリングと、前記筒状弁体の外側
に固着された筒状のプランジャと、前記パイプの外側に
周設された電磁コイルと、を備えていることを特徴とす
る電磁比例弁が提供される。
決するために、電磁コイルに供給される電流値に応じて
弁開度を連続的に変化させる電磁比例弁において、円筒
状のパイプ内に固定されたコアと、前記パイプの軸線位
置にて一端が前記コアに固定され、他端側には円周上に
複数の弁孔が穿設されて軸線位置にある流体通路と連通
している、部分的に中空のシャフトと、前記弁孔を開閉
するよう前記シャフトをガイドとして軸線方向に進退自
在に配置された筒状弁体と、前記コアと前記筒状弁体と
の間に配置されて前記筒状弁体を前記コアから離れる方
向に付勢する第１のスプリングと、前記筒状弁体の外側
に固着された筒状のプランジャと、前記パイプの外側に
周設された電磁コイルと、を備えていることを特徴とす
る電磁比例弁が提供される。
【０００９】このような電磁比例弁によれば、流体を流
すパイプをボディとし、その内部に、弁の開閉を行うコ
ア、弁孔を有するシャフト、筒状弁体、スプリングおよ
びプランジャを配置したので、部品点数が少なく、コス
トを低減することができる。また、シャフトに設けた弁
孔を筒状弁体が開閉する弁構成にしたことで、流体の流
れが筒状弁体を弁開または弁閉方向へ作用しないため、
双方向の流体流れを制御することができる。
すパイプをボディとし、その内部に、弁の開閉を行うコ
ア、弁孔を有するシャフト、筒状弁体、スプリングおよ
びプランジャを配置したので、部品点数が少なく、コス
トを低減することができる。また、シャフトに設けた弁
孔を筒状弁体が開閉する弁構成にしたことで、流体の流
れが筒状弁体を弁開または弁閉方向へ作用しないため、
双方向の流体流れを制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態について
説明する。図１は第１の実施の形態に係る電磁比例弁の
非通電時の状態を示す中央縦断面図、図２は第１の実施
の形態に係る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断
面図である。
を参照して説明する。まず、第１の実施の形態について
説明する。図１は第１の実施の形態に係る電磁比例弁の
非通電時の状態を示す中央縦断面図、図２は第１の実施
の形態に係る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断
面図である。
【００１１】第１の実施の形態の電磁比例弁は、ボディ
を両端が開口したストレートな円筒状のパイプ１で構成
している。このパイプ１内には、その軸線位置に流体通
路を有する円筒状のコア２が配置されている。
を両端が開口したストレートな円筒状のパイプ１で構成
している。このパイプ１内には、その軸線位置に流体通
路を有する円筒状のコア２が配置されている。
【００１２】コア２の流体通路には、中空のシャフト３
が配置されていて、その一端はコア２の流体通路に嵌着
され、連通されている。シャフト３の他端側は、その先
端方向に向かって径が大きくなる円錐形のテーパ弁座を
なす弁座４が一体に形成されており、さらに、弁座４に
隣接して円周上に複数の弁孔５が穿設されている。この
弁孔５が穿設されている部分の外周面には、全周にわた
って連通溝５ａが形成されている。
が配置されていて、その一端はコア２の流体通路に嵌着
され、連通されている。シャフト３の他端側は、その先
端方向に向かって径が大きくなる円錐形のテーパ弁座を
なす弁座４が一体に形成されており、さらに、弁座４に
隣接して円周上に複数の弁孔５が穿設されている。この
弁孔５が穿設されている部分の外周面には、全周にわた
って連通溝５ａが形成されている。
【００１３】コア２と弁座４との間には、非磁性体の筒
状弁体６が、シャフト３をガイドとして軸線方向に進退
自在に配置されている。筒状弁体６を案内して摺動する
シャフト３の外周面には複数の溝３ａが周設されてお
り、摺動面における流体シールを構成している。筒状弁
体６とコア２との間には、スプリング７が配置されてい
て、筒状弁体６を弁座４に着座させる方向に付勢するよ
うになっている。また、筒状弁体６の外側には、筒状の
プランジャ８が固着されていて、筒状弁体６と共に軸線
方向に進退するようになっている。プランジャ８は、パ
イプ１の内壁との間に所定の隙間を有するような外径を
有し、その隙間を通って軸線方向両端の端面に等しい流
体圧力がかかるようになっている。
状弁体６が、シャフト３をガイドとして軸線方向に進退
自在に配置されている。筒状弁体６を案内して摺動する
シャフト３の外周面には複数の溝３ａが周設されてお
り、摺動面における流体シールを構成している。筒状弁
体６とコア２との間には、スプリング７が配置されてい
て、筒状弁体６を弁座４に着座させる方向に付勢するよ
うになっている。また、筒状弁体６の外側には、筒状の
プランジャ８が固着されていて、筒状弁体６と共に軸線
方向に進退するようになっている。プランジャ８は、パ
イプ１の内壁との間に所定の隙間を有するような外径を
有し、その隙間を通って軸線方向両端の端面に等しい流
体圧力がかかるようになっている。
【００１４】ここで、コア２とプランジャ８との対向す
る端面２ａ，８ａは、印加電流に対する吸引力特性の直
線性を改善するため、互いに同じ勾配を持ったテーパ面
に形成されている。このうち、コア２の端面２ａには、
非磁性体のワッシャ９が配置されており、プランジャ８
の端面８ａがこのワッシャ９に当接した状態で消磁され
たときに残留磁気によるコア２への吸着を軽減するよう
にしている。
る端面２ａ，８ａは、印加電流に対する吸引力特性の直
線性を改善するため、互いに同じ勾配を持ったテーパ面
に形成されている。このうち、コア２の端面２ａには、
非磁性体のワッシャ９が配置されており、プランジャ８
の端面８ａがこのワッシャ９に当接した状態で消磁され
たときに残留磁気によるコア２への吸着を軽減するよう
にしている。
【００１５】パイプ１の外周には、電磁コイル１０が巻
装されたボビン１１が配置されている。そして、このボ
ビン１１は、第１ヨーク１２で囲繞され、第１ヨーク１
２の上端部は、ボビン１１の外側を覆ってパイプ１に取
り付けられている。一方、第１ヨーク１２の下端部は、
第２ヨーク１３によりボビン１１の下側から閉止され
て、連続した磁気回路になるようにしている。
装されたボビン１１が配置されている。そして、このボ
ビン１１は、第１ヨーク１２で囲繞され、第１ヨーク１
２の上端部は、ボビン１１の外側を覆ってパイプ１に取
り付けられている。一方、第１ヨーク１２の下端部は、
第２ヨーク１３によりボビン１１の下側から閉止され
て、連続した磁気回路になるようにしている。
【００１６】また、パイプ１の両開口端は、この電磁比
例弁をシステムに組み込む溶接相手のパイプ径に合わせ
て絞り加工されている。この電磁比例弁において、コア
２、プランジャ８、第１ヨーク１２および第２ヨーク１
３は、電磁コイル１０を含む磁気回路を構成し、このう
ち、コア２は固定鉄芯、プランジャ８は可動鉄芯として
機能する。
例弁をシステムに組み込む溶接相手のパイプ径に合わせ
て絞り加工されている。この電磁比例弁において、コア
２、プランジャ８、第１ヨーク１２および第２ヨーク１
３は、電磁コイル１０を含む磁気回路を構成し、このう
ち、コア２は固定鉄芯、プランジャ８は可動鉄芯として
機能する。
【００１７】上記構成の電磁比例弁において、電磁比例
弁が通電されていない状態では、図１に示したように、
筒状弁体６およびプランジャ８は、スプリング７によっ
て図の下方に移動され、筒状弁体６が弁座４に着座す
る。これにより、弁座４に隣接している弁孔５および連
通溝５ａが筒状弁体６の側壁で塞がれ、流体通路が遮断
される。ここで、パイプ１の、図の上方の開口端側から
流体が流入した場合、この流体はシャフト３の内部に導
入される。しかし、弁孔５および連通溝５ａが筒状弁体
６で塞がれているため、流体がパイプ１の下方の開口端
側から流出することがない。一方、パイプ１の、図の下
方の開口端側から流体が流入した場合には、この流体
は、パイプ１とプランジャ８との間の隙間を通って、コ
ア２の端面２ａとプランジャ８の端面８ａとの間にでき
た空間１４にまで導入される。これにより、プランジャ
８および筒状弁体６は、軸線方向の両面から等しい流体
圧力を受けることで弁開閉動作に対する流体からの圧力
の影響がなく、スプリング７の付勢力のみで弁閉状態を
維持できる。
弁が通電されていない状態では、図１に示したように、
筒状弁体６およびプランジャ８は、スプリング７によっ
て図の下方に移動され、筒状弁体６が弁座４に着座す
る。これにより、弁座４に隣接している弁孔５および連
通溝５ａが筒状弁体６の側壁で塞がれ、流体通路が遮断
される。ここで、パイプ１の、図の上方の開口端側から
流体が流入した場合、この流体はシャフト３の内部に導
入される。しかし、弁孔５および連通溝５ａが筒状弁体
６で塞がれているため、流体がパイプ１の下方の開口端
側から流出することがない。一方、パイプ１の、図の下
方の開口端側から流体が流入した場合には、この流体
は、パイプ１とプランジャ８との間の隙間を通って、コ
ア２の端面２ａとプランジャ８の端面８ａとの間にでき
た空間１４にまで導入される。これにより、プランジャ
８および筒状弁体６は、軸線方向の両面から等しい流体
圧力を受けることで弁開閉動作に対する流体からの圧力
の影響がなく、スプリング７の付勢力のみで弁閉状態を
維持できる。
【００１８】また、電磁比例弁が最大電流で通電される
と、図２に示したように、プランジャ８が、スプリング
７の付勢力に抗してコア２の方向に吸引され、プランジ
ャ８の端面８ａがワッシャ９に当接される。このとき、
筒状弁体６は、プランジャ８と共に移動し、筒状弁体６
による弁孔５および連通溝５ａの遮断が解除され、パイ
プ１の両開口端が弁孔５および連通溝５ａを介して連通
するようになる。したがって、パイプ１の図の上方の開
口端側から流体が流入した場合、図の上方の開口端側か
ら流入した流体は、シャフト３の流体通路を通って弁孔
５から連通溝５ａに入り、連通溝５ａで全周に回った流
体は、弁座４の円錐状のテーパ面と筒状弁体６の端面と
の間の隙間を通って図の下方の開口端へと流れる。図の
下方の開口端側から流体が流入した場合も同様に、流入
した流体は、弁座４の円錐状のテーパ面と筒状弁体６の
端面との間の隙間を通って連通溝５ａに入り、ここから
弁孔５を通ってシャフト３の流体通路に入り、パイプ１
の図の上方の開口端側へと流れるようになる。
と、図２に示したように、プランジャ８が、スプリング
７の付勢力に抗してコア２の方向に吸引され、プランジ
ャ８の端面８ａがワッシャ９に当接される。このとき、
筒状弁体６は、プランジャ８と共に移動し、筒状弁体６
による弁孔５および連通溝５ａの遮断が解除され、パイ
プ１の両開口端が弁孔５および連通溝５ａを介して連通
するようになる。したがって、パイプ１の図の上方の開
口端側から流体が流入した場合、図の上方の開口端側か
ら流入した流体は、シャフト３の流体通路を通って弁孔
５から連通溝５ａに入り、連通溝５ａで全周に回った流
体は、弁座４の円錐状のテーパ面と筒状弁体６の端面と
の間の隙間を通って図の下方の開口端へと流れる。図の
下方の開口端側から流体が流入した場合も同様に、流入
した流体は、弁座４の円錐状のテーパ面と筒状弁体６の
端面との間の隙間を通って連通溝５ａに入り、ここから
弁孔５を通ってシャフト３の流体通路に入り、パイプ１
の図の上方の開口端側へと流れるようになる。
【００１９】ここで、電磁コイル１０に供給する電流値
を変化させると、プランジャ８は、電流値に応じてコア
２の吸引力およびスプリング７の付勢力がバランスした
軸線方向位置で静止するので、電磁比例弁は電流値に応
じた弁開度にすることができる。
を変化させると、プランジャ８は、電流値に応じてコア
２の吸引力およびスプリング７の付勢力がバランスした
軸線方向位置で静止するので、電磁比例弁は電流値に応
じた弁開度にすることができる。
【００２０】このように、第１の実施の形態の電磁比例
弁は、いずれの流体流れ方向に対しても流体流量を制御
することができる。また、コア２の流体通路内に圧入さ
れてその内壁に嵌着されているシャフト３の、コア２へ
の圧入量を変化させることで通電状態での弁孔５および
連通溝５ａの開口度を変化させることができるので、全
開時の流量特性を調節することができる。
弁は、いずれの流体流れ方向に対しても流体流量を制御
することができる。また、コア２の流体通路内に圧入さ
れてその内壁に嵌着されているシャフト３の、コア２へ
の圧入量を変化させることで通電状態での弁孔５および
連通溝５ａの開口度を変化させることができるので、全
開時の流量特性を調節することができる。
【００２１】電磁比例弁は、通電される電流値に応じ
て、弁開度を連続的に変化させることができるが、次に
その特性例を示す。図３は電磁比例弁の電流−リフト特
性を示す図である。また、比較のため、図４に従来の電
磁比例弁の電流−リフト特性のひとつの例を示す。ここ
で、図３および図４では、横軸は電磁コイルに通電する
電流、縦軸は筒状弁体のコア方向へのリフト量を示し、
通電する電流値を上昇させていったときのリフト量の変
化を実線で、通電する電流値を下降させていったときの
リフト量の変化を点線でそれぞれ示している。
て、弁開度を連続的に変化させることができるが、次に
その特性例を示す。図３は電磁比例弁の電流−リフト特
性を示す図である。また、比較のため、図４に従来の電
磁比例弁の電流−リフト特性のひとつの例を示す。ここ
で、図３および図４では、横軸は電磁コイルに通電する
電流、縦軸は筒状弁体のコア方向へのリフト量を示し、
通電する電流値を上昇させていったときのリフト量の変
化を実線で、通電する電流値を下降させていったときの
リフト量の変化を点線でそれぞれ示している。
【００２２】非通電時には、図１に示したように、プラ
ンジャ８の端面８ａが、コア２の端面２ａに設けられて
いるワッシャ９から完全に離れた状態にあり、電流値を
徐々に上げていくことにより、端面８ａがワッシャ９に
徐々に近づいていく。そして、一定の電流値に達する
と、図２に示したように、端面８ａがワッシャ９に当接
された状態となる。次に、この状態から通電している電
流値を徐々に下げていくと、端面８ａがワッシャ９から
徐々に離れていき、通電されなくなると、再び、図１に
示したように、端面８ａとワッシャ９とが完全に離れた
状態となる。
ンジャ８の端面８ａが、コア２の端面２ａに設けられて
いるワッシャ９から完全に離れた状態にあり、電流値を
徐々に上げていくことにより、端面８ａがワッシャ９に
徐々に近づいていく。そして、一定の電流値に達する
と、図２に示したように、端面８ａがワッシャ９に当接
された状態となる。次に、この状態から通電している電
流値を徐々に下げていくと、端面８ａがワッシャ９から
徐々に離れていき、通電されなくなると、再び、図１に
示したように、端面８ａとワッシャ９とが完全に離れた
状態となる。
【００２３】このような電磁比例弁に対して、図３に示
すように、通電する電流値を一定値まで徐々に上げてい
くと、電流値に対する筒状弁体６のリフト量の関係は、
図中実線で示したＳ字カーブで表される。そして、一定
の電流値に達した通電状態から徐々に電流値を下げてい
く場合には、電流値に対する筒状弁体６のリフト量の関
係が、図中点線で示したＳ字カーブで表される。このと
き、電流上昇時と電流下降時とではカーブが異なるヒス
テリシス特性となる。一方、図４に示すように、従来の
電磁比例弁においても電流−リフト特性にヒステリシス
がある。
すように、通電する電流値を一定値まで徐々に上げてい
くと、電流値に対する筒状弁体６のリフト量の関係は、
図中実線で示したＳ字カーブで表される。そして、一定
の電流値に達した通電状態から徐々に電流値を下げてい
く場合には、電流値に対する筒状弁体６のリフト量の関
係が、図中点線で示したＳ字カーブで表される。このと
き、電流上昇時と電流下降時とではカーブが異なるヒス
テリシス特性となる。一方、図４に示すように、従来の
電磁比例弁においても電流−リフト特性にヒステリシス
がある。
【００２４】しかし、本発明による電磁比例弁は、プラ
ンジャ８がその軸線方向両端にて等しい圧力を受けてい
て、弁閉および弁開の方向に移動するときに流体の圧力
の影響を受けないことと、筒状弁体６がシャフト３をガ
イドとして軸線方向に移動するとき、シャフト３との摺
動面積が小さいことから、電流上昇時および電流下降時
におけるリフト量の変化が小さく、ヒステリシス幅が小
さくなっている。
ンジャ８がその軸線方向両端にて等しい圧力を受けてい
て、弁閉および弁開の方向に移動するときに流体の圧力
の影響を受けないことと、筒状弁体６がシャフト３をガ
イドとして軸線方向に移動するとき、シャフト３との摺
動面積が小さいことから、電流上昇時および電流下降時
におけるリフト量の変化が小さく、ヒステリシス幅が小
さくなっている。
【００２５】上記の電磁比例弁は、例えば自動車の空調
システムに用いられる冷凍サイクル内にて、冷媒を断熱
膨張させる電気制御の膨張弁として利用することができ
る。図５は電磁比例弁が組み込まれた冷房用の冷凍サイ
クルの説明図である。この冷房用冷凍サイクルでは、ま
ず、圧縮器２０で圧縮されたガス冷媒が、凝縮器２１に
て外気との熱交換により凝縮され、その凝縮された液冷
媒が、膨張弁として機能する電磁比例弁２２に入る。電
磁比例弁２２では、供給された液冷媒を断熱膨張し、低
温・低圧の冷媒にする。この冷媒は、蒸発器２３に供給
されて車室内の空気と熱交換され、空気が冷やされる。
蒸発器２３での熱交換により、蒸発した冷媒は、アキュ
ムレータ２４に送られ、ここで、冷媒は気液分離され
て、ガス冷媒だけが圧縮器２０に戻される。
システムに用いられる冷凍サイクル内にて、冷媒を断熱
膨張させる電気制御の膨張弁として利用することができ
る。図５は電磁比例弁が組み込まれた冷房用の冷凍サイ
クルの説明図である。この冷房用冷凍サイクルでは、ま
ず、圧縮器２０で圧縮されたガス冷媒が、凝縮器２１に
て外気との熱交換により凝縮され、その凝縮された液冷
媒が、膨張弁として機能する電磁比例弁２２に入る。電
磁比例弁２２では、供給された液冷媒を断熱膨張し、低
温・低圧の冷媒にする。この冷媒は、蒸発器２３に供給
されて車室内の空気と熱交換され、空気が冷やされる。
蒸発器２３での熱交換により、蒸発した冷媒は、アキュ
ムレータ２４に送られ、ここで、冷媒は気液分離され
て、ガス冷媒だけが圧縮器２０に戻される。
【００２６】また、この電磁比例弁は、流体を双方向に
流すことができる特性を利用して、ヒートポンプ方式を
利用した冷暖房両用の冷凍サイクルにも適用することが
できる。図６は電磁比例弁が組み込まれた冷暖房用の冷
凍サイクルの説明図である。
流すことができる特性を利用して、ヒートポンプ方式を
利用した冷暖房両用の冷凍サイクルにも適用することが
できる。図６は電磁比例弁が組み込まれた冷暖房用の冷
凍サイクルの説明図である。
【００２７】この冷暖房用冷凍サイクルでは、まず、冷
房時には、圧縮器３０で圧縮されたガス冷媒が、四方弁
３１の図中実線で示す経路を通って、凝縮器としてはた
らく室外熱交換器３２へと導かれ、ここで凝縮される。
この室外熱交換器３２で凝縮された液冷媒は、膨張弁と
して機能する電磁比例弁３３に送られ、ここで断熱膨張
される。その後、断熱膨張された冷媒は、蒸発器として
はたらく室内熱交換器３４に供給され、ここで車室内の
空気と熱交換される。室内熱交換器３４を出た冷媒は、
四方弁３１の図中実線で示す経路を通って、アキュムレ
ータ３５に入り、ここで気液分離されたガス冷媒が圧縮
器３０に戻される。
房時には、圧縮器３０で圧縮されたガス冷媒が、四方弁
３１の図中実線で示す経路を通って、凝縮器としてはた
らく室外熱交換器３２へと導かれ、ここで凝縮される。
この室外熱交換器３２で凝縮された液冷媒は、膨張弁と
して機能する電磁比例弁３３に送られ、ここで断熱膨張
される。その後、断熱膨張された冷媒は、蒸発器として
はたらく室内熱交換器３４に供給され、ここで車室内の
空気と熱交換される。室内熱交換器３４を出た冷媒は、
四方弁３１の図中実線で示す経路を通って、アキュムレ
ータ３５に入り、ここで気液分離されたガス冷媒が圧縮
器３０に戻される。
【００２８】一方、暖房時には、圧縮器３０で圧縮され
た高温・高圧のガス冷媒が、今度は図中点線で示す経路
に切り換えられた四方弁３１を通って室内熱交換器３４
へと導かれる。この室内熱交換器３４に供給されたガス
冷媒は、車室内の空気と熱交換され、空気を暖める。こ
の室内熱交換器３４での熱交換により凝縮された液冷媒
は、電磁比例弁３３で断熱膨張されて室外熱交換器３２
へ送り出される。この室外熱交換器３２では、供給され
た冷媒を外気との熱交換により蒸発させ、四方弁３１の
図中点線で示す経路を通ってアキュムレータ３５に送り
出される。そして、アキュムレータ３５で気液分離され
たガス冷媒は圧縮器３０へ戻される。
た高温・高圧のガス冷媒が、今度は図中点線で示す経路
に切り換えられた四方弁３１を通って室内熱交換器３４
へと導かれる。この室内熱交換器３４に供給されたガス
冷媒は、車室内の空気と熱交換され、空気を暖める。こ
の室内熱交換器３４での熱交換により凝縮された液冷媒
は、電磁比例弁３３で断熱膨張されて室外熱交換器３２
へ送り出される。この室外熱交換器３２では、供給され
た冷媒を外気との熱交換により蒸発させ、四方弁３１の
図中点線で示す経路を通ってアキュムレータ３５に送り
出される。そして、アキュムレータ３５で気液分離され
たガス冷媒は圧縮器３０へ戻される。
【００２９】このように、この電磁比例弁は、パイプ１
のいずれの開口端側からの流体の流入に対しても流量制
御ができるので、冷媒の流れ方向が一方向のみの冷房用
冷凍サイクルのほか、冷媒の流れ方向が逆転する冷暖房
用冷凍サイクルにも適用することができる。
のいずれの開口端側からの流体の流入に対しても流量制
御ができるので、冷媒の流れ方向が一方向のみの冷房用
冷凍サイクルのほか、冷媒の流れ方向が逆転する冷暖房
用冷凍サイクルにも適用することができる。
【００３０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図７は第２の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図、図８は第２の実施の形態
に係る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図で
ある。なお、図７および図８において、図１および図２
に示した構成要素と同一の要素については同一の符号を
付してある。
る。図７は第２の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図、図８は第２の実施の形態
に係る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図で
ある。なお、図７および図８において、図１および図２
に示した構成要素と同一の要素については同一の符号を
付してある。
【００３１】第２の実施の形態の電磁比例弁は、両端が
開口した円筒状の第１のパイプ１０１ａとこの第１のパ
イプ１０１ａに直角方向に接続された第２のパイプ１０
１ｂとからなるＴ字型のボディを有している。このう
ち、第１のパイプ１０１ａには、その一端を閉止するよ
うにコア１０２が固定されている。
開口した円筒状の第１のパイプ１０１ａとこの第１のパ
イプ１０１ａに直角方向に接続された第２のパイプ１０
１ｂとからなるＴ字型のボディを有している。このう
ち、第１のパイプ１０１ａには、その一端を閉止するよ
うにコア１０２が固定されている。
【００３２】コア１０２には、第１のパイプ１０１ａの
軸線位置に、シャフト１０３が配置されていて、その一
端はコア１０２に嵌着されている。このシャフト１０３
の外周面には筒状弁体６との間で流体シールを構成する
複数の溝１０３ａが周設されている。
軸線位置に、シャフト１０３が配置されていて、その一
端はコア１０２に嵌着されている。このシャフト１０３
の外周面には筒状弁体６との間で流体シールを構成する
複数の溝１０３ａが周設されている。
【００３３】このシャフト１０３は、そのコア１０２に
嵌着されていない側に、弁座１０４および固定部１０４
ａが一体に形成されている。シャフト１０３と弁座１０
４との間には、軸線位置に設けられた流体通路と連通す
る弁孔１０５が穿設され、かつ、その位置の全周にわた
って連通溝１０５ａが形成されている。固定部１０４ａ
は、大径の筒状になっていて外周面が第１のパイプ１０
１ａの内壁に密着した状態で固定されている。
嵌着されていない側に、弁座１０４および固定部１０４
ａが一体に形成されている。シャフト１０３と弁座１０
４との間には、軸線位置に設けられた流体通路と連通す
る弁孔１０５が穿設され、かつ、その位置の全周にわた
って連通溝１０５ａが形成されている。固定部１０４ａ
は、大径の筒状になっていて外周面が第１のパイプ１０
１ａの内壁に密着した状態で固定されている。
【００３４】コア１０２と弁座１０４との間には、非磁
性体の筒状弁体６がシャフト１０３をガイドとして軸線
方向に進退自在に配置され、筒状弁体６とコア１０２と
の間には、筒状弁体６を弁座１０４のテーパ面に着座さ
せる方向に付勢するスプリング７が配置されている。ま
た、筒状弁体６の外側には、第１のパイプ１０１ａの内
壁と所定の隙間が設けられた状態で、筒状弁体６と共に
軸線方向に進退する筒状のプランジャ８が固着されてい
る。また、プランジャ８の端面８ａと、これに対向する
コア１０２の端面１０２ａとは、同勾配のテーパ面にな
っている。端面１０２ａには、非磁性体のワッシャ９が
配置されており、プランジャ８の端面８ａは、このワッ
シャ９に当接するようになっている。
性体の筒状弁体６がシャフト１０３をガイドとして軸線
方向に進退自在に配置され、筒状弁体６とコア１０２と
の間には、筒状弁体６を弁座１０４のテーパ面に着座さ
せる方向に付勢するスプリング７が配置されている。ま
た、筒状弁体６の外側には、第１のパイプ１０１ａの内
壁と所定の隙間が設けられた状態で、筒状弁体６と共に
軸線方向に進退する筒状のプランジャ８が固着されてい
る。また、プランジャ８の端面８ａと、これに対向する
コア１０２の端面１０２ａとは、同勾配のテーパ面にな
っている。端面１０２ａには、非磁性体のワッシャ９が
配置されており、プランジャ８の端面８ａは、このワッ
シャ９に当接するようになっている。
【００３５】また、第１のパイプ１０１ａのコア１０２
が嵌着されている側と反対側の開口端は、溶接相手のパ
イプ径に合わせて絞り加工されている。上記構成の電磁
比例弁において、電磁比例弁が通電されていない状態で
は、図７に示したように、筒状弁体６およびプランジャ
８は、スプリング７によって図の下方に移動され、筒状
弁体６が弁座１０４に着座する。これにより、弁座１０
４に穿設された弁孔１０５および連通溝１０５ａが筒状
弁体６の側壁で塞がれ、流体通路が遮断される。ここ
で、第１のパイプ１０１ａの、図の下方の開口端側から
流体が流入した場合、この流体は弁孔１０５まで達する
が、弁孔１０５は筒状弁体６で塞がれているため、流体
が第２のパイプ１０１ｂの右方の開口端側へ流出するこ
とはない。一方、第２のパイプ１０１ｂの開口端から流
体が流入した場合には、この流体は、第１のパイプ１０
１ａとプランジャ８との間の隙間を通って、コア１０２
の端面１０２ａとプランジャ８の端面８ａとの間にでき
た空間１４にまで導入される。これにより、プランジャ
８および筒状弁体６は、軸線方向の両面から等しい流体
圧力を受けることで弁開閉動作に対する流体からの圧力
の影響がなく、スプリング７の付勢力により弁閉状態を
維持できる。
が嵌着されている側と反対側の開口端は、溶接相手のパ
イプ径に合わせて絞り加工されている。上記構成の電磁
比例弁において、電磁比例弁が通電されていない状態で
は、図７に示したように、筒状弁体６およびプランジャ
８は、スプリング７によって図の下方に移動され、筒状
弁体６が弁座１０４に着座する。これにより、弁座１０
４に穿設された弁孔１０５および連通溝１０５ａが筒状
弁体６の側壁で塞がれ、流体通路が遮断される。ここ
で、第１のパイプ１０１ａの、図の下方の開口端側から
流体が流入した場合、この流体は弁孔１０５まで達する
が、弁孔１０５は筒状弁体６で塞がれているため、流体
が第２のパイプ１０１ｂの右方の開口端側へ流出するこ
とはない。一方、第２のパイプ１０１ｂの開口端から流
体が流入した場合には、この流体は、第１のパイプ１０
１ａとプランジャ８との間の隙間を通って、コア１０２
の端面１０２ａとプランジャ８の端面８ａとの間にでき
た空間１４にまで導入される。これにより、プランジャ
８および筒状弁体６は、軸線方向の両面から等しい流体
圧力を受けることで弁開閉動作に対する流体からの圧力
の影響がなく、スプリング７の付勢力により弁閉状態を
維持できる。
【００３６】また、電磁コイル１０に最大電流が供給さ
れると、図８に示したように、プランジャ８が、スプリ
ング７の付勢力に抗してコア１０２の方向に吸引され、
プランジャ８の端面８ａがワッシャ９に当接される。こ
のとき、筒状弁体６は、プランジャ８と共に移動し、そ
れにより、弁孔１０５および連通溝１０５ａは全開とな
り、第１のパイプ１０１ａ、第２のパイプ１０１ｂの両
開口端が弁孔１０５および連通溝１０５ａを介して連通
するようになる。したがって、この電磁比例弁は、第１
のパイプ１０１ａの、図の上方の開口端側から流体が流
入した場合、あるいは第２のパイプ１０１ｂの開口端側
から流体が流入した場合の双方向に流体を流すことがで
きる。
れると、図８に示したように、プランジャ８が、スプリ
ング７の付勢力に抗してコア１０２の方向に吸引され、
プランジャ８の端面８ａがワッシャ９に当接される。こ
のとき、筒状弁体６は、プランジャ８と共に移動し、そ
れにより、弁孔１０５および連通溝１０５ａは全開とな
り、第１のパイプ１０１ａ、第２のパイプ１０１ｂの両
開口端が弁孔１０５および連通溝１０５ａを介して連通
するようになる。したがって、この電磁比例弁は、第１
のパイプ１０１ａの、図の上方の開口端側から流体が流
入した場合、あるいは第２のパイプ１０１ｂの開口端側
から流体が流入した場合の双方向に流体を流すことがで
きる。
【００３７】ここで、電磁コイル１０に供給する電流値
を変化させると、プランジャ８および筒状弁体６は電流
値に応じた弁開度位置に制御される。上記構成の電磁比
例弁では、第１のパイプ１０１ａの開口端および第２の
パイプ１０１ｂの開口端を、溶接などの方法で、それぞ
れ相手配管と接合するが、そのときの熱の影響を防ぐた
め、第１のパイプ１０１ａおよびコア１０２の外側に設
けられる電磁コイル１０が巻装されたボビン１１、第１
ヨーク１２および第２ヨーク１３を取り外しておくこと
ができる。これにより、配管接合時に、電磁コイル１０
などが邪魔になることがないため電磁比例弁の取り付け
の作業性が向上し、また溶接熱による変形などの影響を
避けることができる。
を変化させると、プランジャ８および筒状弁体６は電流
値に応じた弁開度位置に制御される。上記構成の電磁比
例弁では、第１のパイプ１０１ａの開口端および第２の
パイプ１０１ｂの開口端を、溶接などの方法で、それぞ
れ相手配管と接合するが、そのときの熱の影響を防ぐた
め、第１のパイプ１０１ａおよびコア１０２の外側に設
けられる電磁コイル１０が巻装されたボビン１１、第１
ヨーク１２および第２ヨーク１３を取り外しておくこと
ができる。これにより、配管接合時に、電磁コイル１０
などが邪魔になることがないため電磁比例弁の取り付け
の作業性が向上し、また溶接熱による変形などの影響を
避けることができる。
【００３８】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図９は第３の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図、図１０は第３の実施の形
態に係る電磁比例弁の平面図である。ただし、図１０で
は、パイプ内部に配置されているコア、弁体、弁座およ
びプランジャは省略している。
る。図９は第３の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図、図１０は第３の実施の形
態に係る電磁比例弁の平面図である。ただし、図１０で
は、パイプ内部に配置されているコア、弁体、弁座およ
びプランジャは省略している。
【００３９】第３の実施の形態の電磁比例弁は、第１の
実施の形態の電磁比例弁の両開口端に、図９および図１
０に示すように、相手配管との接続用の配管ジョイント
２００が取り付けられた構造を有している。
実施の形態の電磁比例弁の両開口端に、図９および図１
０に示すように、相手配管との接続用の配管ジョイント
２００が取り付けられた構造を有している。
【００４０】配管ジョイント２００は、略楕円形状に形
成され、電磁比例弁のパイプ２０１の開口端に取り付け
られる。パイプ２０１の端部２０１ａは、配管ジョイン
ト２００の取り付け後に拡径され、配管ジョイント２０
０の脱離が防止されている。また、この配管ジョイント
２００には、パイプ２０１の外側にボルトが貫通する貫
通孔２００ａが設けられている。
成され、電磁比例弁のパイプ２０１の開口端に取り付け
られる。パイプ２０１の端部２０１ａは、配管ジョイン
ト２００の取り付け後に拡径され、配管ジョイント２０
０の脱離が防止されている。また、この配管ジョイント
２００には、パイプ２０１の外側にボルトが貫通する貫
通孔２００ａが設けられている。
【００４１】配管ジョイント２００が取り付けられてい
る電磁比例弁を、相手配管と接続する場合、相手配管に
も同様の配管ジョイントを取り付け、Ｏリングを介して
双方を対向させた後、双方の貫通孔にボルトを通してナ
ットによって固定する。
る電磁比例弁を、相手配管と接続する場合、相手配管に
も同様の配管ジョイントを取り付け、Ｏリングを介して
双方を対向させた後、双方の貫通孔にボルトを通してナ
ットによって固定する。
【００４２】このような電磁比例弁によれば、パイプ２
０１を、Ｏリングを介して相手配管と接続することがで
きるので、溶接して接続した場合に比べ、その接続部分
における振動に対する耐久性が向上する。特に、電磁比
例弁を、自動車など、振動の激しい場所に配置する場合
などに有効に適用することができる。
０１を、Ｏリングを介して相手配管と接続することがで
きるので、溶接して接続した場合に比べ、その接続部分
における振動に対する耐久性が向上する。特に、電磁比
例弁を、自動車など、振動の激しい場所に配置する場合
などに有効に適用することができる。
【００４３】なお、第３の実施の形態では、第１の実施
の形態の電磁比例弁の両開口端に配管ジョイントを取り
付けた場合について述べたが、いずれか一方の開口端に
のみ取り付ける構成としてもよい。また、このような配
管ジョイントは、第２の実施の形態で述べたようなＴ字
型のボディで構成された電磁比例弁の開口端に取り付け
ることもできる。
の形態の電磁比例弁の両開口端に配管ジョイントを取り
付けた場合について述べたが、いずれか一方の開口端に
のみ取り付ける構成としてもよい。また、このような配
管ジョイントは、第２の実施の形態で述べたようなＴ字
型のボディで構成された電磁比例弁の開口端に取り付け
ることもできる。
【００４４】次に、第４の実施の形態について説明す
る。図１１は第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通
電時の状態を示す中央縦断面図、図１２は図１１に示し
た電磁比例弁を軸線を中心に９０度回転した方向から見
た場合の中央縦断面図、図１３は第４の実施の形態に係
る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図、図１
４は図１３に示した電磁比例弁を軸線を中心に９０度回
転した方向から見た場合の中央縦断面図である。なお、
図１１ないし図１４において、図１および図２に示した
構成要素と同一の要素については同一の符号を付してあ
る。
る。図１１は第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通
電時の状態を示す中央縦断面図、図１２は図１１に示し
た電磁比例弁を軸線を中心に９０度回転した方向から見
た場合の中央縦断面図、図１３は第４の実施の形態に係
る電磁比例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図、図１
４は図１３に示した電磁比例弁を軸線を中心に９０度回
転した方向から見た場合の中央縦断面図である。なお、
図１１ないし図１４において、図１および図２に示した
構成要素と同一の要素については同一の符号を付してあ
る。
【００４５】第４の実施の形態の電磁比例弁には、パイ
プ１内に固定されたコア２の流体通路に中空のシャフト
３０３が配置されていて、その一端はコア２の流体通路
に嵌着されている。このシャフト３０３のコア２に嵌着
されていない側には、先端部全周にわたって半径方向外
側に突出したフランジを有する中実のストッパ３０４が
一体に形成されている。このストッパ３０４の手前のシ
ャフト３０３には軸線位置に設けられた流体通路と連通
する弁孔３０５がふたつ穿設されている。この弁孔３０
５が穿設されている部分の外周面には、全周にわたって
連通溝３０５ａが設けられている。
プ１内に固定されたコア２の流体通路に中空のシャフト
３０３が配置されていて、その一端はコア２の流体通路
に嵌着されている。このシャフト３０３のコア２に嵌着
されていない側には、先端部全周にわたって半径方向外
側に突出したフランジを有する中実のストッパ３０４が
一体に形成されている。このストッパ３０４の手前のシ
ャフト３０３には軸線位置に設けられた流体通路と連通
する弁孔３０５がふたつ穿設されている。この弁孔３０
５が穿設されている部分の外周面には、全周にわたって
連通溝３０５ａが設けられている。
【００４６】コア２とストッパ３０４との間には、非磁
性体の筒状弁体３０６が、シャフト３０３をガイドとし
て軸線方向に進退自在に配置されている。筒状弁体３０
６の外側には、筒状のプランジャ８が固着されていて、
筒状弁体３０６と共に軸線方向に進退するようになって
いる。この筒状弁体３０６の先端部には、切り欠き部３
０６ａが形成されていて、非通電時に筒状弁体３０６の
先端がストッパ３０４のフランジに当接したときに弁孔
３０５および連通溝３０５ａを全閉し、通電時に切り欠
き部３０６ａが連通溝３０５ａと連通されるようになっ
ている。つまり、筒状弁体３０６の切り欠き部３０６ａ
およびシャフト３０３の連通溝３０５ａがスプール弁の
ような構造になっている。
性体の筒状弁体３０６が、シャフト３０３をガイドとし
て軸線方向に進退自在に配置されている。筒状弁体３０
６の外側には、筒状のプランジャ８が固着されていて、
筒状弁体３０６と共に軸線方向に進退するようになって
いる。この筒状弁体３０６の先端部には、切り欠き部３
０６ａが形成されていて、非通電時に筒状弁体３０６の
先端がストッパ３０４のフランジに当接したときに弁孔
３０５および連通溝３０５ａを全閉し、通電時に切り欠
き部３０６ａが連通溝３０５ａと連通されるようになっ
ている。つまり、筒状弁体３０６の切り欠き部３０６ａ
およびシャフト３０３の連通溝３０５ａがスプール弁の
ような構造になっている。
【００４７】次に、この第４の実施の形態に係る電磁比
例弁の動作を図１５ないし図１８を参照して説明する。
図１５は第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電時
の内部状態を示す要部斜視図、図１６は図１５のＡ−Ａ
矢視断面図、図１７は第４の実施の形態に係る電磁比例
弁の通電時の内部状態を示す要部斜視図、図１８は図１
７のＢ−Ｂ矢視断面図である。ただし、図１５ないし図
１８ではワッシャおよびスプリングは省略して示してい
る。
例弁の動作を図１５ないし図１８を参照して説明する。
図１５は第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電時
の内部状態を示す要部斜視図、図１６は図１５のＡ−Ａ
矢視断面図、図１７は第４の実施の形態に係る電磁比例
弁の通電時の内部状態を示す要部斜視図、図１８は図１
７のＢ−Ｂ矢視断面図である。ただし、図１５ないし図
１８ではワッシャおよびスプリングは省略して示してい
る。
【００４８】非通電状態では、図１５および図１６に示
すように、筒状弁体３０６の先端がストッパ３０４のフ
ランジに当接している。この場合には、切り欠き部３０
６ａ全体がシャフト３０３の連通溝３０５ａのない外周
面に位置しており、弁孔３０５および連通溝３０５ａは
筒状弁体３０６の内壁で遮断されて全閉となる。
すように、筒状弁体３０６の先端がストッパ３０４のフ
ランジに当接している。この場合には、切り欠き部３０
６ａ全体がシャフト３０３の連通溝３０５ａのない外周
面に位置しており、弁孔３０５および連通溝３０５ａは
筒状弁体３０６の内壁で遮断されて全閉となる。
【００４９】また、通電状態では、図１７および図１８
に示すように、筒状弁体３０６およびプランジャ８がコ
ア２に吸引され、コア２の方向へ移動することで、切り
欠き部３０６ａが連通溝３０５ａと部分的に重なるよう
になり、切り欠き部３０６ａ、連通溝３０５ａおよび弁
孔３０５を介してパイプ１の両端の流体通路が連通状態
になる。
に示すように、筒状弁体３０６およびプランジャ８がコ
ア２に吸引され、コア２の方向へ移動することで、切り
欠き部３０６ａが連通溝３０５ａと部分的に重なるよう
になり、切り欠き部３０６ａ、連通溝３０５ａおよび弁
孔３０５を介してパイプ１の両端の流体通路が連通状態
になる。
【００５０】この第４の実施の形態の電磁比例弁は、圧
力の高い作動流体の流量制御に適している。前記した冷
凍サイクルの膨張弁への適用例で言えば、この第４の実
施の形態の電磁比例弁は、冷媒に作動圧力の高い二酸化
炭素を使用したシステムに適用することができる。一
方、第１、第２および第３の実施の形態の電磁比例弁
は、冷媒に作動圧力の低い代替フロン（ＨＦＣ−１３４
ａ）を使用したシステムに適用することができる。
力の高い作動流体の流量制御に適している。前記した冷
凍サイクルの膨張弁への適用例で言えば、この第４の実
施の形態の電磁比例弁は、冷媒に作動圧力の高い二酸化
炭素を使用したシステムに適用することができる。一
方、第１、第２および第３の実施の形態の電磁比例弁
は、冷媒に作動圧力の低い代替フロン（ＨＦＣ−１３４
ａ）を使用したシステムに適用することができる。
【００５１】これは、冷媒圧力が高くなると、連通溝か
ら筒状弁体の端面と弁座のテーパ面との間の隙間を通過
するときの冷媒の通過前後の圧力差が大きくなって、流
速が速くなるため、隙間を出た冷媒の流れの周囲に負圧
が発生し、その負圧が筒状弁体の端面に作用して可動の
筒状弁体を固定の弁座のテーパ面側に吸い寄せられる力
がはたらくためである。特に弁開度の小さいときには、
冷媒の流速が速く、筒状弁体の吸引力も大きいため、開
度制御が難しい。ただし、冷媒の流れが、筒状弁体の端
面と弁座のテーパ面との間を通って連通溝および弁孔に
向かう流れの場合には、そのような吸引力は発生しない
ので、作動圧力の高い冷媒を使用したシステムでも、冷
媒の流れが一方向しかない冷房システムには適用可能で
ある。
ら筒状弁体の端面と弁座のテーパ面との間の隙間を通過
するときの冷媒の通過前後の圧力差が大きくなって、流
速が速くなるため、隙間を出た冷媒の流れの周囲に負圧
が発生し、その負圧が筒状弁体の端面に作用して可動の
筒状弁体を固定の弁座のテーパ面側に吸い寄せられる力
がはたらくためである。特に弁開度の小さいときには、
冷媒の流速が速く、筒状弁体の吸引力も大きいため、開
度制御が難しい。ただし、冷媒の流れが、筒状弁体の端
面と弁座のテーパ面との間を通って連通溝および弁孔に
向かう流れの場合には、そのような吸引力は発生しない
ので、作動圧力の高い冷媒を使用したシステムでも、冷
媒の流れが一方向しかない冷房システムには適用可能で
ある。
【００５２】なお、第４の実施の形態の電磁比例弁にお
いては、ストレート状のパイプ１内に弁の開閉を行うた
めの切り欠き部３０６ａを備える筒状弁体３０６を配置
したが、第２の実施の形態に示した形状のパイプ内に、
切り欠き部を備える筒状弁体を配置することもできる。
いては、ストレート状のパイプ１内に弁の開閉を行うた
めの切り欠き部３０６ａを備える筒状弁体３０６を配置
したが、第２の実施の形態に示した形状のパイプ内に、
切り欠き部を備える筒状弁体を配置することもできる。
【００５３】以上の説明では、非磁性体の筒状弁体をプ
ランジャに固着して共に進退する構成としたが、電磁比
例弁の両開口端あるいは電磁比例弁を組み込むシステム
内に例えばストレーナを配置して磁性体のごみを除去可
能な構成とする場合には、筒状弁体を磁性体で形成する
こともできる。
ランジャに固着して共に進退する構成としたが、電磁比
例弁の両開口端あるいは電磁比例弁を組み込むシステム
内に例えばストレーナを配置して磁性体のごみを除去可
能な構成とする場合には、筒状弁体を磁性体で形成する
こともできる。
【００５４】さらに、筒状弁体を磁性体で形成する場合
には、筒状弁体をプランジャと一体で形成することもで
きる。図１９は第５の実施の形態に係る電磁比例弁を示
す中央縦断面図である。第５の実施の形態の電磁比例弁
は、筒状弁体をプランジャと一体で形成しており、図１
９では、第４の実施の形態の電磁比例弁において筒状弁
体３０６をプランジャ８と一体で形成した場合を示して
いる。
には、筒状弁体をプランジャと一体で形成することもで
きる。図１９は第５の実施の形態に係る電磁比例弁を示
す中央縦断面図である。第５の実施の形態の電磁比例弁
は、筒状弁体をプランジャと一体で形成しており、図１
９では、第４の実施の形態の電磁比例弁において筒状弁
体３０６をプランジャ８と一体で形成した場合を示して
いる。
【００５５】図１９に示す筒状弁体兼プランジャ４００
は、シャフト３０３をガイドとし、かつ、パイプ１の内
壁との間に所定の隙間を空けた状態で、軸線方向を進退
できるようになっている。すなわち、電磁比例弁が通電
されていない状態では、筒状弁体兼プランジャ４００
は、スプリング７によって図の下方に移動され、また、
電流が供給されると、筒状弁体兼プランジャ４００が、
スプリング７の付勢力に抗してコア２の方向に吸引され
る。電流値を変化させると、筒状弁体兼プランジャ４０
０は、電流値に応じたコア２の吸引力およびスプリング
７の付勢力がバランスした軸線方向位置で静止し、電磁
比例弁は電流値に応じた弁開度になる。
は、シャフト３０３をガイドとし、かつ、パイプ１の内
壁との間に所定の隙間を空けた状態で、軸線方向を進退
できるようになっている。すなわち、電磁比例弁が通電
されていない状態では、筒状弁体兼プランジャ４００
は、スプリング７によって図の下方に移動され、また、
電流が供給されると、筒状弁体兼プランジャ４００が、
スプリング７の付勢力に抗してコア２の方向に吸引され
る。電流値を変化させると、筒状弁体兼プランジャ４０
０は、電流値に応じたコア２の吸引力およびスプリング
７の付勢力がバランスした軸線方向位置で静止し、電磁
比例弁は電流値に応じた弁開度になる。
【００５６】ここでは、第４の実施の形態の電磁比例弁
を例にして、筒状弁体とプランジャとを一体で形成した
場合について示したが、もちろん第１、第２および第３
の実施の形態にそれぞれ示した電磁比例弁についても同
様の構成とすることが可能である。
を例にして、筒状弁体とプランジャとを一体で形成した
場合について示したが、もちろん第１、第２および第３
の実施の形態にそれぞれ示した電磁比例弁についても同
様の構成とすることが可能である。
【００５７】次に、第６の実施の形態について説明す
る。図２０は第６の実施の形態に係る電磁比例弁の非通
電時の状態を示す中央縦断面図、図２１は第６の実施の
形態に係る電磁比例弁の非通電時における内部状態を示
す要部側面図、図２２は第６の実施の形態に係る電磁比
例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図、図２３は第６
の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時における内部状
態を示す要部側面図である。なお、図２０ないし図２３
において、図１および図２に示した構成要素と同一の要
素については同一の符号を付してある。
る。図２０は第６の実施の形態に係る電磁比例弁の非通
電時の状態を示す中央縦断面図、図２１は第６の実施の
形態に係る電磁比例弁の非通電時における内部状態を示
す要部側面図、図２２は第６の実施の形態に係る電磁比
例弁の通電時の状態を示す中央縦断面図、図２３は第６
の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時における内部状
態を示す要部側面図である。なお、図２０ないし図２３
において、図１および図２に示した構成要素と同一の要
素については同一の符号を付してある。
【００５８】第６の実施の形態の電磁比例弁は、プラン
ジャと一体に形成されている筒状弁体兼プランジャ５０
０が、シャフト５０３をガイドにして、軸線方向に進退
自在に配置されている。シャフト５０３は、その軸線位
置に流体通路を有し、一端がコア２の流体通路に嵌着さ
れている。このシャフト５０３のコア２に嵌着されてい
ない側の先端部は、軸線方向の流体通路を塞いでいる閉
止部５０４が一体に形成されている。この閉止部５０４
の手前のシャフト５０３には、軸線位置に設けられた流
体通路と連通する弁孔５０５が穿設され、弁孔５０５が
穿設されている部分の外周面には、全周にわたって連通
溝５０５ａが設けられている。
ジャと一体に形成されている筒状弁体兼プランジャ５０
０が、シャフト５０３をガイドにして、軸線方向に進退
自在に配置されている。シャフト５０３は、その軸線位
置に流体通路を有し、一端がコア２の流体通路に嵌着さ
れている。このシャフト５０３のコア２に嵌着されてい
ない側の先端部は、軸線方向の流体通路を塞いでいる閉
止部５０４が一体に形成されている。この閉止部５０４
の手前のシャフト５０３には、軸線位置に設けられた流
体通路と連通する弁孔５０５が穿設され、弁孔５０５が
穿設されている部分の外周面には、全周にわたって連通
溝５０５ａが設けられている。
【００５９】この電磁比例弁は、閉止部５０４に対向し
てパイプ１の内壁に嵌着されたストレーナ５１５ａ、お
よびコア２に嵌合されたストレーナ５１５ｂを備え、弁
内部へのごみの進入が防止されている。
てパイプ１の内壁に嵌着されたストレーナ５１５ａ、お
よびコア２に嵌合されたストレーナ５１５ｂを備え、弁
内部へのごみの進入が防止されている。
【００６０】この電磁比例弁は、筒状弁体兼プランジャ
５００をコア２の方向へ付勢する第２のスプリング５１
６を備えている。この第２のスプリング５１６は、スト
レーナ５１５ａをばね受けとして利用し、筒状弁体兼プ
ランジャ５００がシャフト５０３から抜けるのを防止し
ている。
５００をコア２の方向へ付勢する第２のスプリング５１
６を備えている。この第２のスプリング５１６は、スト
レーナ５１５ａをばね受けとして利用し、筒状弁体兼プ
ランジャ５００がシャフト５０３から抜けるのを防止し
ている。
【００６１】筒状弁体兼プランジャ５００は、後述する
理由により、その先端部の管壁の肉厚がその他の部分よ
りも薄く形成されており、そこには円周方向に長い長円
孔５００ａが穿設されている。
理由により、その先端部の管壁の肉厚がその他の部分よ
りも薄く形成されており、そこには円周方向に長い長円
孔５００ａが穿設されている。
【００６２】第６の実施の形態の電磁比例弁において、
非通電状態では、第１のスプリング７、第２のスプリン
グ５１６が釣り合っている。この場合には、筒状弁体兼
プランジャ５００の先端部に形成された長円孔５００ａ
が閉止部５０４の外周面に位置しており、弁孔５０５お
よび連通溝５０５ａは、筒状弁体兼プランジャ５００の
内壁で遮断されて全閉となる。
非通電状態では、第１のスプリング７、第２のスプリン
グ５１６が釣り合っている。この場合には、筒状弁体兼
プランジャ５００の先端部に形成された長円孔５００ａ
が閉止部５０４の外周面に位置しており、弁孔５０５お
よび連通溝５０５ａは、筒状弁体兼プランジャ５００の
内壁で遮断されて全閉となる。
【００６３】また、通電状態では、筒状弁体兼プランジ
ャ５００が、コア２に吸引されてコア２の方向へ移動す
る。その結果、長円孔５００ａが連通溝５０５ａと部分
的に重なるようになり、長円孔５００ａ、連通溝５０５
ａおよび弁孔５０５を介してパイプ１の両端の流体通路
が連通状態になる。
ャ５００が、コア２に吸引されてコア２の方向へ移動す
る。その結果、長円孔５００ａが連通溝５０５ａと部分
的に重なるようになり、長円孔５００ａ、連通溝５０５
ａおよび弁孔５０５を介してパイプ１の両端の流体通路
が連通状態になる。
【００６４】ここで、作動流体の圧力が高い場合には、
連通溝５０５ａから筒状弁体兼プランジャ５００の長円
孔５００ａを通過した流体の流れの周囲が負圧となり、
筒状弁体兼プランジャ５００を閉止部５０４の先端方向
へ吸い寄せる吸引力が発生する。この吸引力は、長円孔
５００ａの内面の面積が大きくなればそれに伴い大きく
なる。そのため、第６の実施の形態の電磁比例弁では、
筒状弁体兼プランジャ５００の先端部の管壁の肉厚を薄
くし、そこに穿設される長円孔５００ａの内面の面積を
小さくすることにより、吸引力の影響を小さくしてい
る。
連通溝５０５ａから筒状弁体兼プランジャ５００の長円
孔５００ａを通過した流体の流れの周囲が負圧となり、
筒状弁体兼プランジャ５００を閉止部５０４の先端方向
へ吸い寄せる吸引力が発生する。この吸引力は、長円孔
５００ａの内面の面積が大きくなればそれに伴い大きく
なる。そのため、第６の実施の形態の電磁比例弁では、
筒状弁体兼プランジャ５００の先端部の管壁の肉厚を薄
くし、そこに穿設される長円孔５００ａの内面の面積を
小さくすることにより、吸引力の影響を小さくしてい
る。
【００６５】さらに、第６の実施の形態の電磁比例弁で
は、筒状弁体兼プランジャ５００を両方向から付勢する
第１のスプリング７、第２のスプリング５１６のばね定
数を大きくすることによって筒状弁体兼プランジャ５０
０を動きにくくし、閉止部５０４の先端方向への吸引力
の影響を小さくすることができる。
は、筒状弁体兼プランジャ５００を両方向から付勢する
第１のスプリング７、第２のスプリング５１６のばね定
数を大きくすることによって筒状弁体兼プランジャ５０
０を動きにくくし、閉止部５０４の先端方向への吸引力
の影響を小さくすることができる。
【００６６】したがって、電磁比例弁の筒状弁体兼プラ
ンジャ５００の大きさに応じて、用いる第１のスプリン
グ７、第２のスプリング５１６のばね定数を適当に設定
することにより、筒状弁体兼プランジャ５００が閉止部
５０４の先端方向へ吸引されることによる連通溝５０５
ａおよび弁孔５０５の遮断を防止することができる。
ンジャ５００の大きさに応じて、用いる第１のスプリン
グ７、第２のスプリング５１６のばね定数を適当に設定
することにより、筒状弁体兼プランジャ５００が閉止部
５０４の先端方向へ吸引されることによる連通溝５０５
ａおよび弁孔５０５の遮断を防止することができる。
【００６７】図２４は筒状弁体兼プランジャ先端部の外
径断面積とばね定数との関係を示す図である。ここで、
図２４の横軸は筒状弁体兼プランジャ５００の端面積に
比例する大きさとなる筒状弁体兼プランジャ５００の先
端部の外径断面積の値を示し、縦軸は筒状弁体兼プラン
ジャ５００を両方向から付勢する第１のスプリング７、
第２のスプリング５１６のばね定数の値を示している。
このばね定数は、第１のスプリング７のばね定数と第２
のスプリング５１６のばね定数との和を表わしている。
径断面積とばね定数との関係を示す図である。ここで、
図２４の横軸は筒状弁体兼プランジャ５００の端面積に
比例する大きさとなる筒状弁体兼プランジャ５００の先
端部の外径断面積の値を示し、縦軸は筒状弁体兼プラン
ジャ５００を両方向から付勢する第１のスプリング７、
第２のスプリング５１６のばね定数の値を示している。
このばね定数は、第１のスプリング７のばね定数と第２
のスプリング５１６のばね定数との和を表わしている。
【００６８】図２４は、筒状弁体兼プランジャ５００の
先端部の外径断面積と第１のスプリング７および第２の
スプリング５１６のばね定数との関係で、流体の吸引力
による影響を実質的に受けなくなる点をプロットした線
で表わしている。この線は、筒状弁体兼プランジャ５０
０の外径断面積に対するばね定数の比（ばね定数／外径
断面積）が０．０５であることを示している。
先端部の外径断面積と第１のスプリング７および第２の
スプリング５１６のばね定数との関係で、流体の吸引力
による影響を実質的に受けなくなる点をプロットした線
で表わしている。この線は、筒状弁体兼プランジャ５０
０の外径断面積に対するばね定数の比（ばね定数／外径
断面積）が０．０５であることを示している。
【００６９】すなわち、筒状弁体兼プランジャ５００の
外径断面積に対する第１のスプリング７および第２のス
プリング５１６のばね定数の比が０．０５より大きくな
ると、ばね定数が大きくなる分、筒状弁体兼プランジャ
５００が動きにくくなり、連通溝５０５ａから長円孔５
００ａを通過する流体による吸引力が実質的に無視でき
るようになる。
外径断面積に対する第１のスプリング７および第２のス
プリング５１６のばね定数の比が０．０５より大きくな
ると、ばね定数が大きくなる分、筒状弁体兼プランジャ
５００が動きにくくなり、連通溝５０５ａから長円孔５
００ａを通過する流体による吸引力が実質的に無視でき
るようになる。
【００７０】逆に、外径断面積に対するばね定数の比が
０．０５より小さい場合、筒状弁体兼プランジャ５００
は動きやすくなるため、流体による吸引力の影響を受け
てしまう。
０．０５より小さい場合、筒状弁体兼プランジャ５００
は動きやすくなるため、流体による吸引力の影響を受け
てしまう。
【００７１】したがって、筒状弁体兼プランジャ５０
０、第１のスプリング７および第２のスプリング５１６
は、外径断面積に対するばね定数の比を０．０５以上と
することで、流体の吸引力による筒状弁体兼プランジャ
５００の移動を確実に防止することができることにな
る。
０、第１のスプリング７および第２のスプリング５１６
は、外径断面積に対するばね定数の比を０．０５以上と
することで、流体の吸引力による筒状弁体兼プランジャ
５００の移動を確実に防止することができることにな
る。
【００７２】図２５は第６の実施の形態に係る電磁比例
弁の電流−リフト特性の概略図である。ここで、図２５
では、横軸は電磁コイル１０へ供給する電流、縦軸は筒
状弁体兼プランジャ５００のコア２方向へのリフト量を
示している。なお、図２５には、供給する電流値を上昇
させていったときのリフト量の変化の概略を実線で示し
ている。また、比較のため、スプリングを１つのみ備え
る電磁比例弁の電流−リフト特性の概略を点線で示す。
弁の電流−リフト特性の概略図である。ここで、図２５
では、横軸は電磁コイル１０へ供給する電流、縦軸は筒
状弁体兼プランジャ５００のコア２方向へのリフト量を
示している。なお、図２５には、供給する電流値を上昇
させていったときのリフト量の変化の概略を実線で示し
ている。また、比較のため、スプリングを１つのみ備え
る電磁比例弁の電流−リフト特性の概略を点線で示す。
【００７３】第６の実施の形態の電磁比例弁は、筒状弁
体兼プランジャ５００を両方向から付勢する２つのスプ
リングを備え、非通電時には、これらがバランスした状
態で筒状弁体兼プランジャ５００により連通溝５０５ａ
および弁孔５０５が遮断され、弁閉状態が維持されてい
る。
体兼プランジャ５００を両方向から付勢する２つのスプ
リングを備え、非通電時には、これらがバランスした状
態で筒状弁体兼プランジャ５００により連通溝５０５ａ
および弁孔５０５が遮断され、弁閉状態が維持されてい
る。
【００７４】この状態で電磁コイル１０に通電すると、
筒状弁体兼プランジャ５００は、すぐにコア２の方向へ
移動するが、実際には、ガイドされるシャフト５０３と
の間に摩擦があるため、一定値以上の電流が供給された
ときにコア２の方向に移動開始する。この移動開始点の
電流は、スプリングを１つのみ備える電磁比例弁では、
そのスプリングの付勢力に打ち勝つ電磁吸引力以上で移
動開始するのに比べて、より少ない電流で筒状弁体兼プ
ランジャ５００が移動するようになる。
筒状弁体兼プランジャ５００は、すぐにコア２の方向へ
移動するが、実際には、ガイドされるシャフト５０３と
の間に摩擦があるため、一定値以上の電流が供給された
ときにコア２の方向に移動開始する。この移動開始点の
電流は、スプリングを１つのみ備える電磁比例弁では、
そのスプリングの付勢力に打ち勝つ電磁吸引力以上で移
動開始するのに比べて、より少ない電流で筒状弁体兼プ
ランジャ５００が移動するようになる。
【００７５】なお、以上の説明において、第３の実施の
形態で述べた配管ジョイントは、第４、第５および第６
の実施の形態の電磁比例弁の開口端に取り付けることも
可能である。
形態で述べた配管ジョイントは、第４、第５および第６
の実施の形態の電磁比例弁の開口端に取り付けることも
可能である。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、電磁
比例弁のボディを円筒状のパイプとし、このパイプの内
部に、開口端同士を連通する弁孔が設けられたシャフト
と、プランジャに固着されてシャフトをガイドとして軸
線方向に進退して弁孔を開閉する筒状弁体とを配置する
一方、パイプの外側に電磁コイルを配置する構成にし
た。これにより、弁の開閉を行う構成部品がパイプ内に
配置されるので、部品点数が少なくなり、小型化され、
加工費・材料費が削減されてコストを低減することがで
きる。
比例弁のボディを円筒状のパイプとし、このパイプの内
部に、開口端同士を連通する弁孔が設けられたシャフト
と、プランジャに固着されてシャフトをガイドとして軸
線方向に進退して弁孔を開閉する筒状弁体とを配置する
一方、パイプの外側に電磁コイルを配置する構成にし
た。これにより、弁の開閉を行う構成部品がパイプ内に
配置されるので、部品点数が少なくなり、小型化され、
加工費・材料費が削減されてコストを低減することがで
きる。
【００７７】また、本発明の電磁比例弁は、筒状弁体が
流体の圧力の影響を受けない構造にしたことで双方向の
流体の流量制御が可能になり、種々のシステムに広く利
用することができる。
流体の圧力の影響を受けない構造にしたことで双方向の
流体の流量制御が可能になり、種々のシステムに広く利
用することができる。
【００７８】さらに、電磁比例弁のパイプの内部に配置
される筒状弁体を非磁性体で形成することにより、筒状
弁体への磁性体のごみの付着を防止することができ、電
磁比例弁のシール性、耐久性を向上させることができ
る。
される筒状弁体を非磁性体で形成することにより、筒状
弁体への磁性体のごみの付着を防止することができ、電
磁比例弁のシール性、耐久性を向上させることができ
る。
【００７９】また、弁開閉方向に付勢するスプリングを
それぞれ配置することにより、弁開動作を少電流で行う
ことができるとともに、パイプの両端の連通状態を確実
に維持することができる。
それぞれ配置することにより、弁開動作を少電流で行う
ことができるとともに、パイプの両端の連通状態を確実
に維持することができる。
【図１】第１の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電時
の状態を示す中央縦断面図である。
の状態を示す中央縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時の
状態を示す中央縦断面図である。
状態を示す中央縦断面図である。
【図３】電磁比例弁の電流−リフト特性を示す図であ
る。
る。
【図４】従来の電磁比例弁の電流−リフト特性のひとつ
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図５】電磁比例弁が組み込まれた冷房用の冷凍サイク
ルの説明図である。
ルの説明図である。
【図６】電磁比例弁が組み込まれた冷暖房用の冷凍サイ
クルの説明図である。
クルの説明図である。
【図７】第２の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電時
の状態を示す中央縦断面図である。
の状態を示す中央縦断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時の
状態を示す中央縦断面図である。
状態を示す中央縦断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電時
の状態を示す中央縦断面図である。
の状態を示す中央縦断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電磁比例弁の平面図
である。
である。
【図１１】第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図である。
時の状態を示す中央縦断面図である。
【図１２】図１１に示した電磁比例弁を軸線を中心に９
０度回転した方向から見た場合の中央縦断面図である。
０度回転した方向から見た場合の中央縦断面図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時
の状態を示す中央縦断面図である。
の状態を示す中央縦断面図である。
【図１４】図１３に示した電磁比例弁を軸線を中心に９
０度回転した方向から見た場合の中央縦断面図である。
０度回転した方向から見た場合の中央縦断面図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の内部状態を示す要部斜視図である。
時の内部状態を示す要部斜視図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時
の内部状態を示す要部斜視図である。
の内部状態を示す要部斜視図である。
【図１８】図１７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１９】第５の実施の形態に係る電磁比例弁を示す中
央縦断面図である。
央縦断面図である。
【図２０】第６の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時の状態を示す中央縦断面図である。
時の状態を示す中央縦断面図である。
【図２１】第６の実施の形態に係る電磁比例弁の非通電
時における内部状態を示す要部側面図である。
時における内部状態を示す要部側面図である。
【図２２】第６の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時
の状態を示す中央縦断面図である。
の状態を示す中央縦断面図である。
【図２３】第６の実施の形態に係る電磁比例弁の通電時
における内部状態を示す要部側面図である。
における内部状態を示す要部側面図である。
【図２４】筒状弁体兼プランジャ先端部の外径断面積と
ばね定数との関係を示す図である。
ばね定数との関係を示す図である。
【図２５】第６の実施の形態に係る電磁比例弁の電流−
リフト特性の概略図である。
リフト特性の概略図である。
１ パイプ
２ コア
２ａ 端面
３ シャフト
３ａ 溝
４ 弁座
５ 弁孔
５ａ 連通溝
６ 筒状弁体
７ スプリング
８ プランジャ
８ａ 端面
９ ワッシャ
１０ 電磁コイル
１１ ボビン
１２ 第１ヨーク
１３ 第２ヨーク
１４ 空間
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｋ 31/06 Ｆ１６Ｋ 31/06 ３０５Ｍ
(72)発明者 小山 克己
東京都八王子市椚田町1211番地４ 株式会
社テージーケー内
(72)発明者 塩田 敏幸
東京都八王子市椚田町1211番地４ 株式会
社テージーケー内
(72)発明者 井上 雄介
東京都八王子市椚田町1211番地４ 株式会
社テージーケー内
Ｆターム(参考） 3H106 DA05 DA13 DA23 DB02 DB12
DB22 DB32 DC02 DC17 DD03
EE22 EE34 EE39 GA13 GA15
GA25 GB01 GB06 GB15
Claims (20)
- 【請求項１】 電磁コイルに供給される電流値に応じて
弁開度を連続的に変化させる電磁比例弁において、 円筒状のパイプ内に固定されたコアと、 前記パイプの軸線位置にて一端が前記コアに固定され、
他端側には円周上に複数の弁孔が穿設されて軸線位置に
ある流体通路と連通している、部分的に中空のシャフト
と、 前記弁孔を開閉するよう前記シャフトをガイドとして軸
線方向に進退自在に配置された筒状弁体と、 前記コアと前記筒状弁体との間に配置されて前記筒状弁
体を前記コアから離れる方向に付勢する第１のスプリン
グと、 前記筒状弁体の外側に固着された筒状のプランジャと、 前記パイプの外側に周設された電磁コイルと、 を備えていることを特徴とする電磁比例弁。 - 【請求項２】 前記パイプはストレートパイプであり、
前記弁孔に連通している前記シャフト内の前記流体通路
が前記コア側の先端まで延びていて、さらに前記コアの
軸線位置に貫通形成された通路に連通していることを特
徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項３】 前記パイプはストレート状の第１のパイ
プに第２のパイプを直角方向に接合した形状を有し、前
記第１のパイプの一端が前記コアによって閉止され、前
記シャフトは前記弁孔に連通している前記流体通路が前
記他端側の先端まで延びていて、前記他端側の先端近傍
の外周面が前記第１のパイプの内壁面に密着されている
ことを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項４】 前記電磁コイルは、前記第１のパイプお
よび前記コアに対して着脱可能に設けられていることを
特徴とする請求項３記載の電磁比例弁。 - 【請求項５】 前記シャフトの前記弁孔が穿設されてい
る部分の外周面に全周にわたって連通溝が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項６】 前記シャフトは、前記第１のスプリング
の付勢により前記筒状弁体の端面が当接する部分を円錐
状にしてテーパ弁座としたことを特徴とする請求項１記
載の電磁比例弁。 - 【請求項７】 前記シャフトは、前記第１のスプリング
の付勢により前記筒状弁体の端面が当接する部分を半径
方向外側に突出したフランジとしたことを特徴とする請
求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項８】 前記筒状弁体は、前記フランジへの当接
時に前記弁孔を全閉し、前記電磁コイルへの通電による
前記コア側への移動時に前記弁孔と連通するような複数
の切り欠き部を前記フランジ側の端部に有していること
を特徴とする請求項７記載の電磁比例弁。 - 【請求項９】 前記筒状弁体と前記プランジャとを前記
コア側へ付勢する第２のスプリングを有することを特徴
とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１０】 前記筒状弁体は、前記第１のスプリン
グと前記第２のスプリングとが釣り合っている状態で前
記弁孔を全閉し、前記電磁コイルへの通電による前記コ
ア側への移動時には前記弁孔と連通するような円周方向
に長い長円孔を有していることを特徴とする請求項９記
載の電磁比例弁。 - 【請求項１１】 前記筒状弁体は、前記長円孔が設けら
れている部分を含む先端部の肉厚を薄くしたことを特徴
とする請求項９記載の電磁比例弁。 - 【請求項１２】 前記筒状弁体の前記弁座側の先端部の
外径断面積に対する前記第１のスプリングのばね定数と
前記第２のスプリングのばね定数との和の比が０．０５
以上であることを特徴とする請求項１１記載の電磁比例
弁。 - 【請求項１３】 前記プランジャは、前記パイプの内壁
との間に所定の隙間を有するような外径を有しているこ
とを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１４】 前記コアおよび前記プランジャの対向
端面は、互いに同じ勾配を持ったテーパ面に形成されて
いることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１５】 前記筒状弁体は、材質が非磁性体であ
ることを特徴とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１６】 前記シャフトは、前記筒状弁体との摺
動面に少なくとも１条の溝が周設されていることを特徴
とする請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１７】 前記パイプは、その開口端が溶接相手
のパイプ径に合わせて絞り加工されていることを特徴と
する請求項１記載の電磁比例弁。 - 【請求項１８】 前記筒状弁体は、前記プランジャと一
体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電
磁比例弁。 - 【請求項１９】 前記シャフトは、前記コアに圧入によ
って固定され、圧入量を変化させることで流量特性を調
節するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電磁
比例弁。 - 【請求項２０】 前記パイプの開口端に配管接続用の配
管ジョイントが取り付けられていることを特徴とする請
求項１記載の電磁比例弁。
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