JP3428926B2 - パイロット作動流量調整弁 - Google Patents

パイロット作動流量調整弁

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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、弁の前後差圧を
一定に保って流体の流量を調整するようにしたパイロッ
ト作動流量調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】流量調整弁は一般に、電磁ソレノイドで
弁の前後差圧を調整して、その設定差圧に対応して流量
が制御されるようになっている。
【０００３】しかし、流体の圧力が非常に高圧になる装
置の場合には、流路の断面積に比較して巨大なソレノイ
ドが必要となって実用的でなくなるため、パイロット作
動の流量調整弁が用いられる。そのようなパイロット作
動の流量調整弁は、単なるパイロット作動の開閉弁と違
って、パイロット通路を開閉する弁を定差圧弁にする必
要がある。
【０００４】そこで従来は、高圧の流体が送られてくる
流路内に形成された弁座に対向して主弁を流路内に配置
すると共に、表面が流路内の流体に面して配置された受
圧部材の裏面側に調圧室を形成して、受圧部材をその表
裏両面から受ける圧力によって移動するように配置し、
受圧部材と主弁とがその間に挟置された駆動伝達部材を
介して共動するように配置して、弁座から見て受圧部材
が配置されている側とは反対側の流路内と調圧室内とを
連通させるパイロット通路と、受圧部材が配置されてい
る側の流路内と調圧室内とを細い断面積でリークさせる
リーク路とを形成すると共に、受圧部材による駆動方向
とは逆方向に主弁を付勢する付勢手段を設けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来のパイロット作動流量調整弁においては、主弁が開
いた状態のとき横方向に自由に振動できる状態にあるの
で、流体の流れによって主弁が振動して周囲の部材との
ぶつかりを繰り返し、それが騒音源になる場合があっ
た。
【０００６】そこで本発明は、主弁が開いた状態のとき
横方向に自由に振動せず、騒音源にならない静かなパイ
ロット作動流量調整弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のパイロット作動流量調整弁は、高圧の流体
が送られてくる流路内に形成された弁座に対向して流路
内に配置された主弁と、表面が流路内の流体に面して配
置され、裏面が面する調圧室内の圧力と表面が受ける流
体圧との差圧を受けて移動するように配置された受圧部
材と、主弁を弁座に対して接離させる方向に受圧部材と
主弁とを共動させるように受圧部材と主弁との間に挟置
された駆動伝達部材と、弁座から見て受圧部材が配置さ
れている側とは反対側の流路内と調圧室内とを連通させ
るパイロット通路と、受圧部材が配置されている側の流
路内と調圧室内とを細い断面積でリークさせるリーク路
と、受圧部材による駆動方向とは逆方向に主弁を付勢す
る付勢手段と、パイロット通路の入口と出口の差圧が一
定以上になると開いてパイロット通路の入口と出口の差
圧を一定に保つパイロット通路定差圧弁とが設けられた
パイロット作動流量調整弁において、主弁が開いた状態
のとき付勢手段の付勢力が主弁を傾かせるように作用
し、それによって主弁の振動が規制されるようにしたも
のである。
【０００８】そして、主弁が弁座に対して上流側から対
向して配置されて付勢手段が主弁を上流側から弁座に向
けて付勢し、受圧部材が弁座より下流側の流路内の流体
に面して配置され、パイロット通路が弁座より上流側の
流路と調圧室内との間を連通させるように設けられてい
てもよい。
【０００９】なお、駆動伝達部材と付勢手段とが相対的
に偏心する位置に配置されていることにより、主弁が開
いた状態のとき付勢手段の付勢力が主弁を傾かせるよう
に作用してもよい。
【００１０】或いは、付勢手段が圧縮コイルスプリング
であり、その圧縮コイルスプリングに座巻きが形成され
ていないことにより、主弁が開いた状態のとき付勢手段
の付勢力が主弁を傾かせるように作用してもよい。
【００１１】また、主弁の弁座に対向する面が円錐面で
あり、その円錐面部分で主弁が弁座に当接するようにし
てもよく、その場合、駆動伝達部材が弁座内を通過して
主弁に当接するロッド状部材であり、主弁の当接部には
ロッドの端部が緩く差し込まれる凹みが形成されていて
もよい。
【００１２】なお、パイロット通路定差圧弁が電磁作動
弁であり、その電磁コイルへの通電電流によって差圧値
を制御することができるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図５は、例えばカーエアコン等に用いら
れる炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルを示しており、
圧縮機１で圧縮された冷媒が、車室外の放熱器２を通
り、減圧装置（膨張弁）１０を通過してから室内放熱器
である蒸発器４を通って、アキュムレータ５に一時的に
蓄えられてから圧縮機１に戻される。そして熱交換器６
において、圧縮機１に入る前の冷媒と放熱器２を通過し
た後の冷媒との間で熱交換が行われる。
【００１４】本発明のパイロット作動流量調整弁は、一
例として、上述のような冷凍サイクルにおける減圧装置
１０に適用されるものであり、図１ないし図３はその第
１の実施例を示している。
【００１５】入口管１１は高圧の炭酸ガス冷媒の入口管
であり、その奥の出口孔１３との間が冷媒流路１２にな
っていて、冷媒流路１２の途中に、軸線を中心とする孔
によって弁座１５が形成されている。
【００１６】弁座１５より上流側の上流側流路１２ａ内
には、弁座１５に上流側から対向して主弁１６が配置さ
れていて、それと同軸に配置された圧縮コイルスプリン
グ１７によって、主弁１６が上流側から弁座１５に押し
付けられる方向に付勢されている。
【００１７】主弁１６の弁座１５に対向する側の面は円
錐面に形成されていて、閉弁時には円錐面部分が弁座１
５の全周に当接する。また、主弁１６の頂部には底面が
平らな凹み１６ａが形成されている。
【００１８】弁座１５と出口孔１３との間の下流側流路
１２ｂは、弁座１５よりずっと大きな一定の内径のシリ
ンダ状に形成されていて、そこにピストン状受圧部材２
０が、出口孔１３を塞がない位置に軸線方向に進退自在
に嵌挿配置されている。したがって、ピストン状受圧部
材２０は、主弁１６より大きな有効受圧面積を有してい
る。
【００１９】ピストン状受圧部材２０は弁座１５の方向
に圧縮コイルスプリング２１によって付勢されており、
背面側の空間が調圧室２２になっている。したがって、
調圧室２２は下流側流路１２ｂ内の冷媒の圧力を表面側
に受け、裏面側からは調圧室２２内の圧力を受ける。そ
して、調圧室２２内と下流側流路１２ｂとが、ピストン
状受圧部材２０に形成された断面積の小さなリーク孔２
３によって連通している。
【００２０】ピストン状受圧部材２０と主弁１６との間
には駆動ロッド１９（駆動伝達部材）が挟置されてお
り、主弁１６を弁座１５に対して接離させる方向にピス
トン状受圧部材２０と主弁１６とが駆動ロッド１９を介
して共動する。
【００２１】駆動ロッド１９は、主弁１６に形成された
凹み１６ａの直径や弁座１５の孔の直径よりずっと細い
外径に形成され、主弁１６に対して偏心した位置に配置
されている。
【００２２】そして、駆動ロッド１９の端部は弁座１５
内を通過して主弁１６の凹み１６ａの底面に当接してい
る。駆動ロッド１９は主弁１６に対しては固着されてお
らず、ピストン状受圧部材２０に対しては、固着しても
しなくてもよい。
【００２３】上流側流路１２ａと調圧室２２内とはパイ
ロット孔２４によって連通しており、そのパイロット孔
２４に形成されたパイロット弁座２５に、調圧室２２側
から対向してパイロット弁体２６が配置されている。な
お、パイロット孔２４を配管等によって形成してもよ
い。
【００２４】パイロット弁体２６は、パイロット弁座２
５に対して離接する方向に進退自在に配置された弁押し
ピストン２７の先端に取り付けられており、その弁押し
ピストン２７の他端側にはソレノイド３０の可動鉄芯３
２の端面が当接している。
【００２５】可動鉄芯３２は、パイロット弁体２６をパ
イロット弁座２５に押し付ける方向に圧縮コイルスプリ
ング３３により一定の力で付勢されており、電磁コイル
３１への通電電流を大きくするにしたがって、圧縮コイ
ルスプリング３３の付勢力と逆方向の電磁推進力が可動
鉄芯３２に作用して、パイロット弁体２６をパイロット
弁座２５に押し付ける力が小さくなる。
【００２６】このように構成された実施例のパイロット
作動流量調整弁１０は、電磁コイル３１への通電電流値
が一定の状態においては、パイロット弁座２５の上流側
と下流側の差圧（即ち、上流側流路１２ａ内と調圧室２
２内の差圧）が一定以上になるとパイロット弁体２６が
開き、差圧が一定より小さくなるとパイロット弁体２６
が閉じてその差圧が一定に保たれる。電磁コイル３１へ
の通電がない状態では、差圧が最大になる。
【００２７】そして、下流側流路１２ｂ内の圧力が大き
くなると、図３に示されるように主弁１６を閉じる方向
にピストン状受圧部材２０が移動し、下流側流路１２ｂ
内の圧力が下がると図１に示されるようにピストン状受
圧部材２０が主弁１６を開く（弁座１５から遠ざける）
方向に移動し、その動作によって、入口管１１から出口
孔１３へと通過する冷媒の流量が一定に保たれる。した
がって、ソレノイド３０の電磁コイル３１への通電電流
値を変えることにより、冷媒流量を任意に制御すること
ができる。
【００２８】そのような動作において、主弁１６が駆動
ロッド１９で弁座１５から押し離された状態のときに
は、駆動ロッド１９が主弁１６及び圧縮コイルスプリン
グ１７に対して偏心していることから、圧縮コイルスプ
リング１７の付勢力が主弁１６を傾かせるように作用す
る。
【００２９】すると、図２に拡大図示されるように、主
弁１６の円錐面が弁座１５の稜線部の一部に押し付けら
れた状態になって、主弁１６の振動が規制され、その結
果騒音の発生が抑制される。
【００３０】図４は、本発明の第２の実施例のパイロッ
ト作動流量調整弁１０を示しており、主弁１６を弁座１
５に向けて付勢する圧縮コイルスプリング１７の両端部
（一方の端部でもよい）に座巻きを形成していないこと
により、主弁１６が開いた状態のとき圧縮コイルスプリ
ング１７の付勢力が主弁１６を傾かせるように作用する
ようにしたものである。
【００３１】このように構成することにより、駆動ロッ
ド１９を主弁１６及び圧縮コイルスプリング１７に対し
て同軸位置に配置しても、主弁１６の振動を規制して、
騒音の発生を抑制することができる。
【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば駆動ロッド１９と主弁１６とを同軸
に配置して、圧縮コイルスプリング１７をそれに対して
偏心させて配置してもよく、また、上記実施例とは用途
や各部の配置等が相違する各種のパイロット作動流量調
整弁に本発明を適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、主弁が開いた状態のと
き付勢手段の付勢力が主弁を傾かせるように作用し、そ
れによって主弁の振動が規制されるようにしたことによ
り、主弁が開いた状態のとき自由に振動しないので、パ
イロット作動流量調整弁が騒音源にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のパイロット作動流量調
整弁の開弁状態の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例のパイロット作動流量調
整弁の開弁状態の主弁部分の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例のパイロット作動流量調
整弁の閉弁状態の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例のパイロット作動流量調
整弁の開弁状態の縦断面図である。
【図５】本発明のパイロット作動流量調整弁が用いられ
る一例の冷凍サイクルの略示図である。
【符号の説明】
１０ パイロット作動流量調整弁 １２ 冷媒流路 １２ａ 上流側流路 １２ｂ 下流側流路 １５ 弁座 １６ 主弁 １７ 圧縮コイルスプリング １９ 駆動ロッド（駆動伝達部材） ２０ ピストン状受圧部材 ２１ 圧縮コイルスプリング ２２ 調圧室 ２３ リーク孔 ２５ パイロット弁座 ３０ ソレノイド
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭53−139634（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−12477（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/36 - 31/42 F16K 1/38 F16K 31/06 340

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高圧の流体が送られてくる流路内に形成さ
    れた弁座に対向して上記流路内に配置された主弁と、 表面が上記流路内の流体に面して配置され、裏面が面す
    る調圧室内の圧力と上記表面が受ける流体圧との差圧を
    受けて移動するように配置された受圧部材と、 上記主弁を上記弁座に対して接離させる方向に上記受圧
    部材と上記主弁とを共動させるように上記受圧部材と上
    記主弁との間に挟置された駆動伝達部材と、 上記弁座から見て上記受圧部材が配置されている側とは
    反対側の流路内と上記調圧室内とを連通させるパイロッ
    ト通路と、 上記受圧部材が配置されている側の流路内と上記調圧室
    内とを細い断面積でリークさせるリーク路と、 上記受圧部材による駆動方向とは逆方向に上記主弁を付
    勢する付勢手段と、 上記パイロット通路の入口と出口の差圧が一定以上にな
    ると開いて上記パイロット通路の入口と出口の差圧を一
    定に保つパイロット通路定差圧弁とが設けられたパイロ
    ット作動流量調整弁において、 上記主弁が開いた状態のとき上記付勢手段の付勢力が上
    記主弁を傾かせるように作用し、それによって上記主弁
    の振動が規制されるようにしたことを特徴とするパイロ
    ット作動流量調整弁。
  2. 【請求項２】上記主弁が上記弁座に対して上流側から対
    向して配置されて上記付勢手段が上記主弁を上流側から
    上記弁座に向けて付勢し、上記受圧部材が上記弁座より
    下流側の流路内の流体に面して配置され、上記パイロッ
    ト通路が上記弁座より上流側の流路と上記調圧室内との
    間を連通させるように設けられている請求項１記載のパ
    イロット作動流量調整弁。
  3. 【請求項３】上記駆動伝達部材と上記付勢手段とが相対
    的に偏心する位置に配置されていることにより、上記主
    弁が開いた状態のとき上記付勢手段の付勢力が上記主弁
    を傾かせるように作用する請求項１又は２記載のパイロ
    ット作動流量調整弁。
  4. 【請求項４】上記付勢手段が圧縮コイルスプリングであ
    り、その圧縮コイルスプリングに座巻きが形成されてい
    ないことにより、上記主弁が開いた状態のとき上記付勢
    手段の付勢力が上記主弁を傾かせるように作用する請求
    項１又は２記載のパイロット作動流量調整弁。
  5. 【請求項５】上記主弁の上記弁座に対向する面が円錐面
    であり、その円錐面部分で上記主弁が上記弁座に当接す
    る請求項１ないし４のいずれかの項に記載のパイロット
    作動流量調整弁。
  6. 【請求項６】上記駆動伝達部材が上記弁座内を通過して
    上記主弁に当接するロッド状部材であり、上記主弁の当
    接部には上記ロッドの端部が緩く差し込まれる凹みが形
    成されている請求項５記載のパイロット作動流量調整
    弁。
  7. 【請求項７】上記パイロット通路定差圧弁が電磁作動弁
    であり、その電磁コイルへの通電電流によって上記差圧
    値を制御することができる請求項１ないし６のいずれか
    の項に記載のパイロット作動流量調整弁。
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