JP2012237342A - 制御弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御弁1は、作動流体を順方向または逆方向に流通させる共用の内部通路が形成されたボディ104と、内部通路に設けられた弁部の開度を電気的に制御するためのモータユニット102と、モータユニット102の軸線方向の駆動力を弁部に伝達する弁作動体136と、モータユニット102による弁作動体136の軸線方向への駆動量に対して、作動流体が順方向に流れる場合と逆方向に流れる場合とで弁部の大きさが異なるように切り替える作動切替機構と、を備える。
【選択図】図1
Description
[第1実施形態]
図1〜図4は、第1実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。なお、本実施形態の制御弁は、例えば電気自動車に搭載されるヒートポンプ式の冷暖房装置への適用を想定して構成されたものである。
すなわち、図1および図2に示したように冷媒の流れが順方向のときに比例弁51の開度を制御すると、図5(A)のようになり、図3および図4に示したように冷媒の流れが逆方向のときに比例弁52の開度を制御すると図5(B)のようになる。いずれの場合もステップ数にほぼ比例して開口面積が大きくなるが、比例弁51が大口径であり、比例弁52が小口径であるため、弁部の開口面積は異なる。すなわち、弁作動体136の軸線方向への駆動量に対して、冷媒が順方向に流れる場合と逆方向に流れる場合とで弁部の大きさが異なり、弁開度(弁体の弁座からのリフト量)に対する冷媒流量も異なるようになる。言い換えれば、弁作動体136の軸線方向への駆動量に対して、冷媒が順方向に流れる場合と逆方向に流れる場合とで弁開度特性が異なるようになる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態に係る制御弁は、弁部およびアクチュエータの構成が第1実施形態と若干異なる。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付す等して適宜その説明を省略する。図6〜図10は、第2実施形態に係る制御弁の構成および動作を表す断面図である。
すなわち、図6〜図8に示したように冷媒の流れが順方向の場合、図11(a)に示すように、まず小口径の比例弁52の開度がステップ数にほぼ比例して大きくなる。そして、あるステップ数を超えると、大口径の比例弁51も開弁するため、ステップ数に対する開口面積の増加割合が大きくなる。
Claims (6)
- 作動流体を順方向または逆方向に流通させる共用の内部通路が形成されたボディと、
前記内部通路に設けられた弁部の開度を電気的に制御するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータの軸線方向の駆動力を前記弁部に伝達する弁作動体と、
前記アクチュエータによる前記弁作動体の軸線方向への駆動量に対して、作動流体が順方向に流れる場合と逆方向に流れる場合とで前記弁部の大きさが異なるように切り替える作動切替機構と、
を備えることを特徴とする制御弁。 - 前記ボディに設けられ、作動流体を導入または導出する第1導入出ポートと、
前記ボディに設けられて前記第1導入出ポートとの間に前記内部通路を形成し、前記第1導入出ポートが導入ポートとして機能するときには導出ポートとなり、前記第1導入出ポートが導出ポートとして機能するときには導入ポートとなる第2導入出ポートと、
前記内部通路に設けられた第1弁孔に接離して第1弁の開度を調整する第1弁体と、
前記第1弁孔よりも小さな第2弁孔に接離して第2弁の開度を調整する第2弁体と、
を備え、
前記作動切替機構は、
作動流体が順方向に流れる場合には、前記弁作動体と前記第1弁体とを一体変位可能に作動連結することにより前記第1弁の開度を調整可能とし、
作動流体が逆方向に流れる場合には、前記弁作動体と前記第2弁体とを作動連結する一方、前記弁作動体と前記第1弁体とを相対変位可能に連結解除することにより前記第2弁の開度を調整可能とすることを特徴とする請求項1に記載の制御弁。 - 前記ボディに形成された背圧室に作動流体を導入することにより前記第1弁体に作用する流体圧力の影響をキャンセルする第1背圧キャンセル機構と、
前記ボディに形成された背圧室に作動流体を導入することにより前記第2弁体に作用する流体圧力の影響をキャンセルする第2背圧キャンセル機構と、
前記第1弁の開度が調整される際には前記第1背圧キャンセル機構を作動させる一方、前記第2弁の開度が調整される際には前記第1背圧キャンセル機構の作動を解除するとともに第2背圧キャンセル機構を作動させる背圧キャンセル切替機構と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の制御弁。 - 前記背圧キャンセル切替機構は、前記ボディと前記第1弁体との間に配置され、前記ボディに摺動可能に支持されるとともに前記第2弁体を摺動可能に挿通し、前記第1弁体とは反対側にて前記ボディとの間に前記背圧室を形成する背圧伝達部材を含み、
前記背圧伝達部材は、
前記第1弁の開度が調整される際には、その前後差圧により前記第1弁体に近接する方向に付勢されることで前記第1弁体と一体変位可能に連結状態が維持され、
前記第2弁の開度が調整される際には、その前後差圧により前記第1弁体から離間する方向に付勢されることで前記第1弁体と相対変位可能に連結状態が解除されることを特徴とする請求項3に記載の制御弁。 - 前記第1弁の開度が調整される際には、前記弁作動体の駆動力が前記第2弁体を介して前記背圧伝達部材に伝達されることにより、前記第1弁体が軸線方向に駆動され、前記第1弁の開度が調整されることを特徴とする請求項4に記載の制御弁。
- 前記アクチュエータとして、回転駆動されるロータを含むステッピングモータと、
前記ロータとともに回転し、その軸線周りの回転運動を前記弁作動体の軸線方向の並進運動に変換する作動変換機構と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の制御弁。
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