JP3490640B2 - 絞り装置 - Google Patents
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Description
体回路中に介設される絞り装置に関する。
けられた絞り装置においては、冷媒の流動により騒音が
発生することがあるため、かかる冷媒流動音を低減する
ための手段が従来から種々提案されている。
号公報に記載の電磁弁では、ソレノイドコイルの通電及
びその停止によりプランジャと共に軸方向に往復移動す
る弁棒に、その軸心を通る流通孔を貫設し、この電磁弁
を絞りとして使用するときには、ソレノイドコイルに通
電して弁棒を移動させることにより、弁棒の一端に形成
された弁体で弁を閉じさせ、2次側配管の開口を閉塞さ
せている。
配管からプランジャの外側の間隙を経て弁棒の他端側に
至り、さらに、流通孔を経て弁棒の一端側から2次側配
管に至る漏洩通路を形成させ、この漏洩通路を通過する
冷媒を、漏洩通路内において複数回に分けて減圧するこ
とで、電磁弁を絞りとして使用する際の冷媒通過音の低
減を図っている。
945号公報に記載の電動流量制御弁では、円筒状ブッ
シュ内にねじ結合された弁ホルダに弁体を連結し、ステ
ッピングモータの作動により弁体を弁ホルダごと、円筒
状ブッシュに対して周方向に回転させつつ軸方向に往復
移動させる、即ち、螺旋動作させることで、弁を弁体に
より開閉させ、弁体により弁を閉じると、2次側配管の
開口が閉塞されるように構成されている。
弁に、ガス冷媒と液冷媒とが混合した気液混合冷媒が流
入する場合には、弁体により弁を全閉直前の状態とし、
この弁の弁座と弁体との僅かな間隙である弁絞り部を介
して液冷媒を1次側配管から2次側配管に流入させると
共に、ガス冷媒を、1次側配管に連通するように弁体か
ら弁ホルダに亘って形成された内部通路を介して1次側
配管から2次側配管に流入させ、弁絞り部にガス冷媒を
通過させないようにすることで、気泡ガスの発生及びそ
の破裂による騒音発生の防止を図っている。
8286号公報に記載の膨張弁では、ステッピングモー
タのステータに連結された弁棒に固定の送りねじをねじ
結合させ、ステッピングモータの作動により弁棒を送り
ねじに対して周方向に回転させつつ軸方向に往復移動さ
せる、即ち、螺旋動作させることで、弁棒の先端の弁体
により弁を開閉させ、弁体により弁を閉じると、2次側
配管の開口が閉塞されるように構成されている。
方向に延在する溝を、弁棒の周方向に間隔をおいた箇所
に複数形成し、或は、この溝と合わせて、弁棒の弁体部
分に、弁棒先端と弁体部分周面とを連通させる内部通路
を形成し、弁体により弁を閉じた状態で、弁座の内周壁
と溝との間隙、或は、この間隙と弁棒の内部通路とによ
り、1次側配管と2次側配管とを低流量で連通させる複
数の流路を確保させている。
報に記載の膨張弁では、特に、冷媒がガス冷媒と液冷媒
との混合した気液混合冷媒である場合に、ガス冷媒の流
路と液冷媒の流路とを個別に確保することができ、これ
により、気泡ガスの発生及びその破裂による騒音発生
や、気泡塊による絞りの閉塞の発生を防止することがで
きる。
−54164公報に記載の膨張弁では、ソレノイドコイ
ルの通電及びその停止により、2次側配管の開口に連な
る弁を、プランジャにより構成された弁体によって開閉
すると共に、この弁の弁座に、2次側配管の開口から1
次側配管の開口に至る溝を形成して、弁体により弁を閉
じた状態で、弁座の溝により1次側配管から2次側配管
に向けて流れる冷媒が絞られるように構成されている。
平7−248162号公報に記載の電磁弁や、特開平8
−93945号公報に記載の電動流量制御弁には、以下
のような問題がある。
を得るには、絞り部の流体抵抗を大きくすればよく、こ
れを特開平7−248162号公報に記載の電磁弁に適
用すれば、漏洩通路の断面積を小さくするか、漏洩通路
の通路長さを長くすることになり、一方、特開平8−9
3945号公報に記載の電動流量制御弁に適用すれば、
弁体と弁座との僅かな間隙で形成される液冷媒の絞り通
路や、ガス冷媒をバイパスする内部通路の断面積を各々
小さくすることになる。
に記載の電磁弁の漏洩通路にしろ、特開平8−9394
5号公報に記載の電動流量制御弁の絞り通路や内部通路
にしろ、1次側配管や2次側配管に比べると通路の断面
積が元々かなり小さい。
路をその上さらに小さい断面積にするとなると、冷凍サ
イクル内を循環する冷媒中に存在するゴミ等の付着堆積
や、付着堆積したゴミ等による通路の閉塞を招きやす
く、その結果、絞り機能が損なわれたり冷凍サイクル内
で冷媒が循環不良を起こす等の弊害を発生する恐れがあ
る上、通路径の極小化により笛吹き音や変動音が発生し
たり、冷媒の流速が増して連続流動音の騒音レベル増加
を招く恐れもあるので、安易にそのような構成を採用す
るわけには行かない。
号公報に記載の電磁弁や、特開平8−93945号公報
に記載の電動流量制御弁のような、気液混合冷媒を絞る
弁においては、主として圧縮性流体であるガスと非圧縮
性流体である液とが、絞り用の狭い通路を互いに異なる
流動抵抗で交互に通過するため、冷媒に流量変動や圧力
変動が生じて弁に加振力として作用し、その結果、不連
続流動音が生じることが知られているが、その上で絞り
用の通路の断面積を小さくすると、上述したプロセスで
生じる不連続流動音の騒音レベル増加を招く恐れが多分
にある。
と液が交互に現れるスラグ流やプラグ流であると、流動
音が間欠的となり、しかも、その騒音レベルが元々非常
に大きいので、そのようなスラグ流やプラグ流の気液混
合冷媒を絞る絞り弁において、上述したように絞り用の
通路の断面積を小さくすると、不連続流動音の騒音レベ
ルが増加する度合いは、生半可なものでは済まなくな
る。
載の膨張弁には、以下のような問題がある。
在する溝を弁棒の周方向に間隔をおいて複数形成してい
ることから、特開平7−248162号公報に記載の電
磁弁や特開平8−93945号公報に記載の電動流量制
御弁のように、絞り用の通路が単一である構造に比べれ
ば、上述した騒音の問題は多少なりとも緩和される。
に存在するゴミ等の付着堆積や、付着堆積したゴミ等に
よる通路の閉塞の問題については、弁棒の各溝と弁座の
内周壁との間隙により構成される流路の断面積が小さく
なれば、各流路において当然発生するおそれがあり、根
本的な解決には至らない。
座に対する移動が、弁棒の軸心を中心とする回転と弁棒
の軸方向動とを合成した螺旋動作であり、この回転及び
軸方向動のいずれも、弁棒の各溝と弁座の内周壁との間
隙を増加させる方向への移動ではないことから、弁棒の
各溝と弁座の内周壁との間隙により構成される各流路の
断面積をあまり小さくすると、冷凍サイクル内を循環す
る冷媒中に存在するゴミ等が各流路に詰まって、開弁の
際に弁棒が弁座に対して動けなくなってロックする可能
性がある。
86号公報に記載されているように、弁棒の溝の底面が
弁座の内周壁と平行であろうが、弁座の内周壁に対して
傾斜したテーパ状であろうが、いずれも発生する可能性
がある。
載の膨張弁では、上述したとおり、開弁時における弁体
乃至弁棒の弁座に対する移動が螺旋動作であることか
ら、開弁動作中に、弁棒の各溝と弁座の内周壁との間隙
により構成される各流路の弁座に対する相対位置が、弁
棒の回転方向において常時変化し、その結果、各流路の
弁座に対する相対位置の変化が各流路を通過する冷媒に
流量の微妙な変化を生じさせることになる。
変化が、冷媒が弁棒に及ぼす流体力のバランスを変化さ
せて弁棒を振動させてしまい、この弁棒の振動により冷
媒の流動音の周波数や大きさが一定せず、耳に付く騒音
となってしまう。
の膨張弁には、以下のような問題がある。
より冷媒を絞ることから、大きな絞り量を得るためにこ
の溝の断面積をあまり小さくすると、上述した従来の他
の弁と同様に、冷凍サイクル内を循環する冷媒中に存在
するゴミ等の付着堆積や、付着堆積したゴミ等による通
路の閉塞を招きやすく、絞り機能が損なわれたり冷凍サ
イクル内で冷媒が循環不良を起こす等の弊害を発生する
恐れがある。
1−54164公報に記載されているとおり、1次側配
管の開口部よりも弁座の溝の底面の方が1段高いため、
1次側配管から弁を通過して2次側配管に流入する冷媒
が、両者の段差を越える際に弁座の溝よりもかなり高い
箇所を通過する可能性があり、したがって、開弁時の冷
媒の流勢によって溝に付着堆積したゴミ等を剥離させる
効果を殆ど期待することができず、そのままゴミ等が溝
に堆積し続けて溝を埋めてしまうおそれさえある。
から、上述した冷媒の流動音の騒音レベルの問題はかな
り顕著に発生する可能性がある。
の径方向に延在しており、1次側配管から溝に流入しこ
の溝の通過により絞られた冷媒が、閉弁状態の弁棒の周
面に衝突することで、弁棒の軸方向に延在する2次側配
管の方に流れの向きを変えることから、流れの向きが変
わる際に冷媒の流れに大きな乱れが発生し、また、弁棒
の周面に衝突する際に弁棒に偏った方向から振動が加わ
ることになるため、これらが要因となって、冷媒の流動
音の騒音レベルが一層増してしまう恐れがある。
路、溝の閉塞の問題は、冷凍サイクル内を循環する冷媒
中に存在するゴミ等だけに起因して発生するものではな
く、仮に、HFC系の冷媒を使用した場合には、冷媒中
のコンタミ(汚物)等の付着堆積によっても発生する可
能性がある。
本発明の目的は、絞り量が大きく、かつ、騒音レベルの
低い絞り装置を提供することにある。
請求項1に記載した本発明の絞り装置は、第1の通路に
連通する弁室内に設けた弁棒が、前記弁室と第2の通路
との間に介在された弁ポートの弁座に接触離間する絞り
装置において、前記弁棒と前記弁座とのうちいずれか一
方に形成された溝により、前記弁座と該弁座に接触した
前記弁棒との間に第1の間隙を形成すると共に、前記弁
座に接触した前記弁棒と前記弁ポートとの間に、前記第
1の間隙と連通する第2の間隙を形成して、前記第1の
間隙及び前記第2の間隙により、前記弁室から前記第2
の通路に向かう流体が、前記弁座と前記弁棒とが接触し
た状態において段階的に絞られる絞り通路を構成したこ
とを特徴とする。
置は、前記弁棒に、大径部と該大径部よりも前記弁棒の
先端側に位置する小径部とを設けて、該小径部と前記大
径部との段差部端面が前記弁座に接触するように前記弁
棒を形成し、前記段差部端面と前記弁座とのうちいずれ
か一方に前記溝を形成して、前記段差部端面と前記弁座
との間に前記第1の間隙を形成するものとした。
装置は、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大径ポー
ト部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径ポート
部に連なる小径ポート部とを設けて、前記段差部端面と
前記弁座とが接触した状態において、前記大径ポート部
と前記小径ポート部との段差ポート部端面に前記小径部
の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポートを形成
し、前記段差ポート部端面と前記小径部の先端面との間
に前記第2の間隙を形成するものとした。
置は、前記小径部の外周面と前記弁ポートの内周面との
間に前記第2の間隙を形成するものとした。
装置は、前記弁座のうち前記弁ポートの開口縁に位置す
る弁座部分に前記弁棒の外周面のうち該弁棒の先端寄り
の外周面部分が接触するように前記弁棒及び前記弁座を
形成し、前記弁座部分と前記外周面部分とのうちいずれ
か一方に前記溝を形成して、前記弁座部分と前記外周面
部分との間に前記第1の間隙を形成するものとした。
置は、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大径ポート
部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径ポート部
に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部分と前記
外周面部分とが接触した状態において、前記大径ポート
部と前記小径ポート部との段差ポート部端面に前記弁棒
の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポートを形成
し、前記段差ポート部端面と前記弁棒の先端面との間に
前記第2の間隙を形成するものとした。
装置は、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大径ポー
ト部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径ポート
部に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部分と前
記外周面部分とが接触した状態において、前記大径ポー
ト部と前記小径ポート部との段差ポート部に前記外周面
部分がさらに接触するように前記弁ポートを形成すると
共に、前記段差ポート部と前記外周面部分とのうちいず
れか一方に形成された第2の溝により、前記段差ポート
部と前記外周面部分との間に前記第2の間隙を形成する
ものとした。
れば、弁棒が弁座に接触するのに伴って、弁棒と弁座と
のうちいずれか一方に形成された溝により弁棒と弁座と
の間に形成される第1の間隙と、弁棒と弁ポートとの間
に形成されて第1の間隙と連通する第2の間隙とによ
り、弁室から第2の通路に向かう流体を段階的に絞る絞
り通路が、弁室と第2の通路との間に連続して形成され
ることから、これら第1及び第2の各間隙により流体を
各々段階的に絞って、絞り通路の全体により大きい絞り
量を得ることが可能となる。
装置によれば、第1及び第2の各間隙における絞り量
を、絞り通路全体での絞り量に比べて小さい値で済ます
ことができることから、流勢の急激な変動による笛吹き
音の発生、増大や、流体の流れに大きな負荷が加わるこ
とによる振動音の発生、増大を防ぐことが可能となる。
装置によれば、弁棒が弁座から離間すると、それに応じ
て第1の間隙や第2の間隙が共に大きくなるので、第1
及び第2の各間隙に流体中を浮遊するゴミやコンタミ
(汚物)等が付着堆積しても、弁棒の開弁動作をロック
させる事態や流体通路の閉塞が発生することがなく、ま
た、絞り通路が第1及び第2の複数の間隙により構成さ
れていることから、絞られた流体の流勢が偏って弁棒に
作用する等して流体の流動音の騒音レベルが増大するこ
とがなく、よって、絞り量を大きくするために絞り通路
の断面積を小さくしても、動作上及び騒音対策上、不都
合を生じることがないようにすることが可能となる。
装置によれば、弁棒と弁座とのうちいずれか一方に形成
される溝が、これら弁棒と弁座との間に第1の間隙を形
成することから、この溝の数や断面積を適宜調整するこ
とで、第1の間隙乃至絞り通路全体での絞り量を任意に
設定することが可能となる。
置によれば、弁棒に設けた大径部と小径部との段差部端
面が弁座に接触すると、この段差部端面と弁座とのうち
いずれか一方に形成した溝によって、弁座とこの弁座に
接触した弁棒の段差部端面との間に第1の間隙が形成さ
れるので、弁棒と弁座との間に第1の間隙を形成させる
ために必要な溝を、弁棒の段差部端面又は弁座に対する
切削等の簡単な加工により容易に形成することが可能と
なる。
装置によれば、弁棒の段差部端面が弁座に接触すると、
弁ポートに設けた大径ポート部及び小径ポート部の段差
ポート部端面と、弁棒の小径部の先端面との間に第2の
間隙が形成されるので、弁棒が弁座に接触離間する方向
における、弁棒の小径部の寸法や弁ポートの大径ポート
部の寸法を適宜調整することで、第2の間隙乃至絞り通
路全体での絞り量を任意に設定することが可能となる。
装置によれば、弁棒の段差部端面が弁座に接触すると、
弁ポートの内周面と小径部の外周面との間に第2の間隙
が形成されるので、弁棒の小径部の外径や弁ポートの内
径を適宜調整することで、第2の間隙乃至絞り通路全体
での絞り量を任意に設定することが可能となる。
装置によれば、弁ポートの開口縁に位置する弁座部分に
弁棒の先端寄りの外周面部分が接触すると、この弁座部
分と弁棒の先端寄りの外周面部分とのうちいずれか一方
に形成した溝によって、弁ポートの開口縁に位置する弁
座部分と、この弁座部分に接触した弁棒の先端寄りの外
周面部分との間に第1の間隙が形成されるので、弁棒と
弁座との間に第1の間隙を形成させるために必要な溝
を、弁ポートの開口縁に位置する弁座部分、又は、弁棒
の先端寄りの外周面部分に対する切削等の簡単な加工に
より容易に形成することが可能となる。
置によれば、弁ポートの開口縁に位置する弁座部分に弁
棒の先端寄りの外周面部分が接触すると、弁ポートに設
けた大径ポート部及び小径ポート部の段差ポート部端面
と、弁棒の先端寄りの外周面部分との間に第2の間隙が
形成されるので、弁棒が弁座に接触離間する方向におけ
る、弁棒の寸法や弁ポートの大径ポート部の寸法を適宜
調整することで、第2の間隙乃至絞り通路全体での絞り
量を任意に設定することが可能となる。
装置によれば、弁ポートの段差ポート部と弁棒の先端寄
りの外周面部分とのうちいずれか一方に形成される第2
の溝が、これら弁棒と弁ポートとの間に第2の間隙を形
成することから、この第2の溝の数や断面積を適宜調整
することで、第2の間隙乃至絞り通路全体での絞り量を
任意に設定することが可能となる。
装置によれば、弁ポートの開口縁に位置する弁座部分に
弁棒の先端寄りの外周面部分が接触すると、弁ポートの
段差ポート部と弁棒の先端寄りの外周面部分との間に第
2の間隙が形成されるので、弁棒と弁ポートとの間に第
1の間隙と連通する第2の間隙を形成させるために必要
な第2の溝を、弁ポートの段差ポート部、又は、弁棒の
先端寄りの外周面部分に対する切削等の簡単な加工によ
り容易に形成することが可能となる。
により説明する。
係る絞り装置を示す縦断面図であって、31は電磁コイ
ル、32はガイド、33はプランジャ、34は緩衝材、
1は弁棒、35はバネ、36は吸引子、4は弁ハウジン
グ、37は筒状部、3は切り込み溝、2は弁座、8は弁
室、9は弁ポート、10,11は配管である。
弁室8が設けられており、この弁室8内には、弁棒1
が、図面上、上下方向に移動可能に設けられている。ま
た、この弁室8には、出口配管11(請求項中の第2の
通路に相当)と連通する弁ポート9を有する弁座2が形
成されており、弁棒1が閉じている場合には、弁室8が
高圧側となり、弁ポート9が低圧側となる。
(請求項中の大径ポート部に相当)と、この大径部6a
よりも小さい内径で形成された出口配管11側の小径部
6b(請求項中の小径ポート部に相当)とにより構成さ
れている。
け等により一体化されており、その内部の、図面上、上
部にガイド32が、同じく下部に吸引子36が各々設け
られ、これらの間に弁棒1と一体となったプランジャ3
3が配置されている。このプランジャ33は筒状をなし
ており、この筒状部がガイド32の突出部と筒状部37
との間に配置されている。
に固定されたバネ35によって上方、即ち、ガイド32
に接近する方向に付勢されている。さらに、筒状部37
の外面側には、電磁コイル31が設けられている。
ガイド32のフランジ状端面部分には緩衝材34が設け
られており、このガイド32部分が、バネ35の付勢力
によるプランジャ33の移動を規制するストッパとなっ
ている。
されると、吸引子36とプランジャ33との間に、プラ
ンジャ33をバネ35の付勢力に抗して図面上において
下動させる方向への電磁力が発生する。
ぐった釣り鐘状をなしており、かつ、弁棒1の先端部の
外周面は、弁ポート9の大径部6aの内径よりも若干大
きい外径の大径部12aと、この大径部12aよりも弁
棒1の先端寄りに配置され、弁ポート9の小径部6bの
内径よりも若干大きく大径部12aの内径よりも小さい
外径の小径部12bとにより、階段状に形成されてい
る。
ち、弁棒1の周方向に間隔をおいた複数の周面箇所に
は、図3に要部拡大断面図で示すように、大径部12a
と小径部12bとに跨るようにドリル等で穴5が形成さ
れていて、この穴5によって、大径部12aと小径部1
2bとの段差面12c(請求項中の段差部端面に相当)
に、半円状の断面を有する切り込み溝3(請求項中の溝
に相当)が、弁棒1の周方向に間隔をおいて複数設けら
れている。
電すると、図1に示すように、吸引子36とプランジャ
33との間に発生する大きな電磁力により、バネ35の
付勢力に抗してプランジャ33が、吸引子36に当接す
るまで押し下げられ、弁棒1の先端が弁座2に接触する
閉弁状態となる。
部12aと小径部12bとの段差面12cに設けられて
いる切り込み溝3と、弁座2のうち弁ポート9の大径部
6aの先端面部分とにより第1絞り部13a(請求項中
の第1の間隙に相当)が形成され、弁棒1の小径部12
bの先端面12dと、弁ポート9の大径部6a及び小径
部6bの段差面6c(請求項中の段差ポート部端面に相
当)とにより第2絞り部13b(請求項中の第2の間隙
に相当)が形成される。
ポート9の大径部6aの内周面とにより、第1絞り部1
3aと第2絞り部13bとを連通させる接続通路14が
形成され、これら第1絞り部13a、接続通路14、及
び、第2絞り部13bによって絞り通路が形成されて、
この絞り通路を介して、入口配管10(請求項中の第1
の通路に相当)と連通する弁室8と出口配管11とが、
閉弁状態において接続される。
と、上記の電磁力がなくなるため、図2に示すように、
プランジャ33がバネ35の付勢力によって、緩衝材3
4にプランジャ33の先端部が当接するまで押し上げら
れ、これにより弁棒1が持ち上げられて弁座2から離れ
た開弁状態となる。
4、及び、第2絞り部13bがいずれもなくなって、弁
室8と出口配管11とが弁ポート9を介して連通する。
絞り装置では、弁ポート9の小径部6bの内径D1が少
なくとも出口配管11の内径D2以上の寸法であれば、
弁棒1の全開時には、弁室8から弁ポート9を経て出口
配管11に向かう際に流体の流れの向きが変わることに
よる圧力降下で損失が生ずるのみであって、低圧力損失
の絞り通路を形成することになる。
3a、接続通路14、及び、第2絞り部13bからなる
絞り通路が形成されて、必要な圧力降下をもたらすこと
になる。
が出口配管11の内径D2より小さければ、この内径差
により弁棒1の全開時にも絞り効果が発生するので、こ
の絞り装置は、全開時と全閉時とで絞り量が異なる絞り
弁ということになる。
の絞り装置では、第1絞り部13a及び第2絞り部13
bという、2段階の絞り比の絞り部を有しているため、
同じ絞り量を確保する上で、1段階で絞る場合よりも、
1つの絞り部当たりの絞り量が小さくてよい。これによ
り、第1絞り部13aや第2絞り部13b、ひいては、
絞り通路全体の断面積を大きくできる。
2乗に対して線形に増加することが実験的に判っている
ので、絞り装置を前述のような構造にすることで、絞り
装置の出口での流体の流速を減速することができ、流動
音を低減できる。
較するための、絞り通路が1段階での絞りで構成されて
いる絞り装置を示している。この絞り装置は、弁棒1側
ではなく弁座2側に、弁室8から出口配管11に向かう
につれて出口配管11の中心側に近づくように傾斜した
切り込み溝3が形成されており、弁棒1が全閉になる
と、弁棒1の先端部外周面に形成されたテーパ面15と
切り込み溝3とにより、絞り部13が形成される。
の絞り装置に比べて、図1乃至図3に示す第1実施形態
の絞り装置では、全体の絞り量と流体の流量とがいずれ
も同じ値であったとしても、発生する流動音は図6の絞
り装置よりも小さくなる。
きに絞り装置において発生する流動音の騒音レベルと、
絞り装置の出口における流体の流速との関係を実験的に
求めた結果を示すグラフであり、この実験的に求めた結
果によれば、騒音レベルは出口における流体の流速の二
乗に対して線形に変化するため、流体の出口流速を低減
させると騒音レベルは流速の二乗で低減することにな
る。
1段階で絞るよりも2段階に分割して絞る方が絞りの断
面積を大きく設定することができ、その結果、例えば、
出口の断面積を2倍にすると出口流速が6dB低減でき
るというように、出口流速を抑制できて流体の騒音レベ
ルも抑制することができる。
し、流体を多段階で減圧することで、さらに流動音を低
減することができる。
ては、弁室8に連通する第1絞り部13aを構成する弁
棒1の切り込み溝3と弁座2の周囲の弁ハウジング4部
分の内面との間隙を広げる方向に、弁棒1の開弁動作が
行われるので、図4に示すように、配管内の浮遊物53
が第1絞り部13aに付着堆積した場合でも、図5に示
すように、弁棒1を開弁動作させて、弁棒1の切り込み
溝3と弁座2の周囲の弁ハウジング4部分の内面とを離
間させれば、浮遊物53が弁ハウジング4の内面上に残
されて、入口配管10から弁室8を経て出口配管11に
向かう流体の流勢により出口配管11側に流される。
通する第1絞り部13aを形成する弁棒1の切り込み溝
3と弁座2の周囲の弁ハウジング4部分の内面との間隙
を広げる方向に行われることから、第1絞り部13aに
浮遊物(ゴミやコンタミ等)が食い込んで弁棒1が開弁
不能なロック状態となることもない。
は、1段階で絞る場合よりも、1段当たりの絞り量を小
さくでき、絞り部の断面積を大きくできるので、ゴミ詰
まりに対してもさらに信頼性が高い。
は、絞り通路の詰まりのない信頼性の高い絞りを有し、
その結果、絞り量の大きい即ち絞り径の小さな絞りを設
けることができ、さらに絞りを通過する流体の流速を減
速できるので、流体流動音も大幅に低減できる。
れば、弁棒1の大径部12aの端面に形成する切り込み
溝3の数や断面積を適宜調整することで、第1絞り部1
3a乃至絞り通路全体での絞り量を任意に設定すること
ができる。
との段差面12cに切り込み溝3を形成する代わりに、
この段差面12cに対向する、弁座2のうち弁ポート9
の大径部6aの先端面部分に切り込み溝を形成すること
で、弁棒1と弁座2との間に第1絞り部が形成されるす
るように構成してもよい。
bとの間を段差面6cとする代わりに、図8に第1実施
形態の変形例に係る絞り装置の要部拡大断面図で示すよ
うに、テーパ面6fとすると共に、弁棒1の小径部12
bの先端面12d寄り部分を先細りのテーパ面12fと
して、弁ポート9の大径部6aの端面に弁棒1の段差面
12cが接触した状態で、弁ポート9のテーパ面6fと
弁棒1のテーパ面12fとにより第2絞り部13bが形
成されるように構成してもよい。
ば、第2絞り部13bにより絞られた流体が出口配管1
1の軸方向及び径方向のいずれに対しても傾斜した方向
に噴出することになり、第1実施形態の絞り装置のよう
に、第2絞り部13bにより絞られた流体を出口配管1
1の軸方向と直交する径方向に噴出させる場合に比べ
て、各切り込み溝3による第2絞り部13bを通過した
噴出流体どうしの緩衝や、弁ポート9の小径部6bの内
壁面への衝突による、流体の乱流や脈動等の発生を抑制
し、第2絞り部13bにおいて流体をスムーズに通過さ
せることができるので、有利である。
図9及び図10を参照して以下に説明する。
5と同一の部材、箇所には、それらの図において付した
ものと同一の引用符号を付し、重複部分の説明を省略す
る。
態の絞り装置は、図1に示す第1実施形態の絞り装置に
おける弁ポート9を、大径部6aだけからなる構成に変
え、図10に要部拡大断面図で示すように、大径部6a
の内径を小さくして弁棒1の小径部12bの外径により
近い寸法とし、図3に示す第1実施形態の絞り装置にお
ける接続通路14に対応する、弁棒1の小径部12bの
外周面と弁ポート9の大径部6aの内周面(請求項中の
弁ポートの内周面に相当)とにより形成される部分に、
第1絞り部13aと出口配管11とを連通する第2絞り
部13bを構成した、第1実施形態の別の変形例であ
る。
第1実施形態の絞り装置と同様の効果を得ることができ
る上、弁ポート9に段差を形成する必要がない分だけ、
構造を簡略化することができる。
1実施形態の絞り装置と同じく、弁棒1の大径部12a
と小径部12bとの段差面12cに切り込み溝3を形成
する代わりに、この段差面12cに対向する、弁座2の
うち弁ポート9の大径部6aの先端面部分に切り込み溝
を形成することで、弁棒1と弁座2との間に第1絞り部
が形成されるように構成してもよい。
図11及び図12を参照して以下に説明する。
図5、及び、図8乃至図10と同一の部材、箇所には、
それらの図において付したものと同一の引用符号を付
し、重複部分の説明を省略する。
形態の絞り装置は、図1に示す第1実施形態の絞り装置
における弁棒1の先端部に、小径部12bに代えて、図
12に要部拡大断面図で示すように、先細りのテーパ面
12e(請求項中の弁棒の先端寄りの外周面部分に相
当)を形成したことと、図1に示す第1実施形態の絞り
装置における弁ポート9の大径部6aの内周縁側の角部
に、テーパ面12eに対応するテーパ面6d(請求項中
の弁ポートの開口縁に位置する弁座部分に相当)を形成
して、このテーパ面6dに断面V字状の切り込み溝3を
形成した点において、第1実施形態の絞り装置とは構成
が異なっている。
装置では、弁棒1の閉弁動作により弁ポート9のテーパ
面6dに弁棒1のテーパ面12eが面接触した状態で、
弁棒1のテーパ面12eと弁ポート9の切り込み溝3と
により第1絞り部13aが形成され、弁棒1の先端面1
2dと、弁ポート9の大径部6a及び小径部6bの段差
面6cとにより第2絞り部13bが形成される。
9の大径部6aの内周面とにより、第1絞り部13aと
第2絞り部13bとを連通させる接続通路14が形成さ
れ、これら第1絞り部13a、接続通路14、及び、第
2絞り部13bによって絞り通路が形成されて、この絞
り通路を介して、入口配管10と連通する弁室8と出口
配管11とが、閉弁状態において接続される。
した第1絞り部13a、接続通路14、及び、第2絞り
部13bによって形成される絞り通路が、弁棒1の開弁
動作によりなくされる。
第1実施形態の絞り装置と同様の効果を得ることができ
る上、弁棒1の先端部に段差を形成する必要がない分だ
け、構造を簡略化することができる。
れば、弁ポート9のテーパ面6dに形成する切り込み溝
3の数や断面積を適宜調整することで、第1絞り部13
a乃至絞り通路全体での絞り量を任意に設定することが
できる。
溝3を形成する代わりに、このテーパ面6dに対向する
弁棒1のテーパ面12eに切り込み溝を形成すること
で、弁棒1のテーパ面12eと弁座2のテーパ面6dと
の間に第1絞り部が形成されるように構成してもよい。
図13及び図14を参照して以下に説明する。
図5、及び、図8乃至図12と同一の部材、箇所には、
それらの図において付したものと同一の引用符号を付
し、重複部分の説明を省略する。
形態の絞り装置は、図12に示す弁棒1先端部のテーパ
面12eを、図14に要部拡大断面図で示すように、弁
棒1の閉弁動作により弁ポート9のテーパ面6dにテー
パ面12eが面接触した状態で、弁ポート9の小径部6
bよりも出口配管11側に延出するように延長し、この
延長されたテーパ面12eとの緩衝を避けるために、弁
ポート9の小径部6bの内周縁側の角部に、テーパ面1
2eに対応するテーパ面6e(請求項中の段差ポート部
に相当)を形成すると共に、このテーパ面6eに臨む弁
棒1のテーパ面12e部分に、弁棒1の周方向に間隔を
おいて、先端面側から座ぐった弁棒1先端部の内部から
テーパ面12eに亘るすり割り状の切り込み溝3´(請
求項中の第2の溝に相当)を、弁棒1の先端面12dか
ら形成した点において、第3実施形態の絞り装置とは構
成が異なっている。
装置では、弁棒1の閉弁動作により弁ポート9のテーパ
面6d,6eに弁棒1のテーパ面12eが面接触した状
態で、弁棒1のテーパ面12eと弁ポート9の切り込み
溝3とにより第1絞り部13aが形成され、弁棒1の切
り込み溝3´と弁ポート9のテーパ面6eとにより、第
1絞り部13aと出口配管11とを連通する第2絞り部
13bが形成され、これら第1絞り部13a及び第2絞
り部13bによって絞り通路が形成されて、この絞り通
路を介して、入口配管10と連通する弁室8と出口配管
11とが、閉弁状態において接続される。
した第1絞り部13a及び第2絞り部13bによって形
成される絞り通路が、弁棒1の開弁動作によりなくされ
る。
第3実施形態の絞り装置と同様の効果を得ることができ
る上、弁棒1の互いに異なる切り込み溝3´と弁ポート
9のテーパ面6eとにより形成される別々の第2絞り部
13bを通過した複数の流体の流れが、その後に弁ポー
ト9の中央部で衝突して乱流を起こすことがないように
することができる。
れば、弁棒1のテーパ面12eに形成する切り込み溝3
´の数や断面積を適宜調整することで、第2絞り部13
b乃至絞り通路全体での絞り量を任意に設定することが
できる。
1のテーパ面12e部分に切り込み溝3´を形成する代
わりに、図15に要部拡大断面図で示すように、弁ポー
ト9の大径部6a及び小径部6bの段差面6cのうち、
小径部6b側の角部のテーパ面6eに、切り込み溝3″
を形成することで、弁棒1のテーパ面12eと弁座2の
テーパ面6eとの間に第2絞り部13bが形成されるよ
うに構成してもよい。
うに、各実施形態における切り込み溝3,3´,3″の
配置は、出口配管11の軸線に対し軸対称の位置上に複
数に配置するのがよい。さらに、弁ポート9のテーパ面
6dに形成する第1絞り部13aの切り込み溝3の位置
と、弁ポート9のテーパ面6eに形成する第2絞り部1
3bの切り込み溝3″の位置とを、弁棒1の周方向にず
らしたり、切り込み溝3の数や切り込み溝3″の数を各
々変えることもできる。
ら弁室8に流入する流体の流れ方向を示す。
ける切り込み溝3,3´,3″の形状は、既述した断面
半円状や、V字状、矩形状に限らず任意である。
ルにおける冷媒の絞り用を始め、空気圧回路や水回路
等、流体が流れる流体回路中において流体を絞るための
装置として、広く適用可能であることは言うまでもな
い。
載した本発明の絞り装置によれば、第1の通路に連通す
る弁室内に設けた弁棒が、前記弁室と第2の通路との間
に介在された弁ポートの弁座に接触離間する絞り装置に
おいて、前記弁棒と前記弁座とのうちいずれか一方に形
成された溝により、前記弁座と該弁座に接触した前記弁
棒との間に第1の間隙を形成すると共に、前記弁座に接
触した前記弁棒と前記弁ポートとの間に、前記第1の間
隙と連通する第2の間隙を形成して、前記第1の間隙及
び前記第2の間隙により、前記弁室から前記第2の通路
に向かう流体が、前記弁座と前記弁棒とが接触した状態
において段階的に絞られる絞り通路を構成するものとし
た。
て、弁棒と弁座とのうちいずれか一方に形成された溝に
より弁棒と弁座との間に形成される第1の間隙と、弁棒
と弁ポートとの間に形成されて第1の間隙と連通する第
2の間隙とにより、弁室と第2の通路との間に連続して
形成される絞り通路により、弁室から第2の通路に向か
う流体を段階的に絞って、絞り通路の全体により大きい
絞り量を得ることができる。
り量を、絞り通路全体での絞り量に比べて小さい値で済
ますことができることから、流勢の急激な変動による笛
吹き音の発生、増大や、流体の流れに大きな負荷が加わ
ることによる振動音の発生、増大を防ぐことができる。
棒と弁座との間に形成される第1の間隙や、弁棒と弁ポ
ートとの間に形成されて第1の間隙と連通する第2の間
隙に、流体中を浮遊するゴミやコンタミ(汚物)等が付
着堆積しても、弁棒の開弁動作をロックさせる事態や流
体通路の閉塞が発生することがなく、また、絞り通路が
第1及び第2の複数の間隙により構成されていることか
ら、絞られた流体の流勢が偏って弁棒に作用する等して
流体の流動音の騒音レベルが増大することがなく、よっ
て、絞り量を大きくするために絞り通路の断面積を小さ
くしても、動作上及び騒音対策上、不都合を生じること
がないようにすることができる。
に形成されてこれらの間に第1の間隙を形成する溝の数
や断面積を適宜調整することで、第1の間隙乃至絞り通
路全体での絞り量を任意に設定することができる。
置によれば、前記弁棒に、大径部と該大径部よりも前記
弁棒の先端側に位置する小径部とを設けて、該小径部と
前記大径部との段差部端面が前記弁座に接触するように
前記弁棒を形成し、前記段差部端面と前記弁座とのうち
いずれか一方に前記溝を形成して、前記段差部端面と前
記弁座との間に前記第1の間隙を形成する構成とした。
の段差部端面が弁座に接触した際に、弁座とこの弁座に
接触した弁棒の段差部端面との間に第1の間隙を形成さ
せるために必要な溝を、弁棒の段差部端面又は弁座に対
する切削等の簡単な加工により容易に形成することがで
きる。
装置によれば、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大
径ポート部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径
ポート部に連なる小径ポート部とを設けて、前記段差部
端面と前記弁座とが接触した状態において、前記大径ポ
ート部と前記小径ポート部との段差ポート部端面に前記
小径部の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポート
を形成し、前記段差ポート部端面と前記小径部の先端面
との間に前記第2の間隙を形成する構成とした。
における、弁棒の小径部の寸法や弁ポートの大径ポート
部の寸法を適宜調整することで、弁棒の段差部端面が弁
座に接触した際に、弁ポートに設けた大径ポート部及び
小径ポート部の段差ポート部端面と弁棒の小径部の先端
面との間に形成される第2の間隙、乃至、絞り通路全体
での絞り量を、任意に設定することができる。
置によれば、前記小径部の外周面と前記弁ポートの内周
面との間に前記第2の間隙を形成する構成としたので、
弁棒の小径部の外径や弁ポートの内径を適宜調整するこ
とで、弁棒の段差部端面が弁座に接触した際に、弁ポー
トの内周面と小径部の外周面との間に形成される第2の
間隙、乃至、絞り通路全体での絞り量を、任意に設定す
ることができる。
装置によれば、前記弁座のうち前記弁ポートの開口縁に
位置する弁座部分に前記弁棒の外周面のうち該弁棒の先
端寄りの外周面部分が接触するように前記弁棒及び前記
弁座を形成し、前記弁座部分と前記外周面部分とのうち
いずれか一方に前記溝を形成して、前記弁座部分と前記
外周面部分との間に前記第1の間隙を形成する構成とし
た。
座部分に弁棒の先端寄りの外周面部分が接触した際に、
弁ポートの開口縁に位置する弁座部分と、この弁座部分
に接触した弁棒の先端寄りの外周面部分との間に第1の
間隙を形成させるために必要な溝を、弁ポートの開口縁
に位置する弁座部分、又は、弁棒の先端寄りの外周面部
分に対する切削等の簡単な加工により容易に形成するこ
とができる。
置によれば、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大径
ポート部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径ポ
ート部に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部分
と前記外周面部分とが接触した状態において、前記大径
ポート部と前記小径ポート部との段差ポート部端面に前
記弁棒の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポート
を形成し、前記段差ポート部端面と前記弁棒の先端面と
の間に前記第2の間隙を形成する構成とした。
における、弁棒の寸法や弁ポートの大径ポート部の寸法
を適宜調整することで、弁ポートの開口縁に位置する弁
座部分に弁棒の先端寄りの外周面部分が接触した際に、
弁ポートに設けた大径ポート部及び小径ポート部の段差
ポート部端面と、弁棒の先端寄りの外周面部分との間に
形成される第2の間隙、乃至、絞り通路全体での絞り量
を、任意に設定することができる。
装置は、前記弁ポートに、大径ポート部と、該大径ポー
ト部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径ポート
部に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部分と前
記外周面部分とが接触した状態において、前記大径ポー
ト部と前記小径ポート部との段差ポート部に前記外周面
部分がさらに接触するように前記弁ポートを形成すると
共に、前記段差ポート部と前記外周面部分とのうちいず
れか一方に形成された第2の溝により、前記段差ポート
部と前記外周面部分との間に前記第2の間隙を形成する
構成とした。
の先端寄りの外周面部分とのうちいずれか一方に形成さ
れる第2の溝の数や断面積を適宜調整することで、これ
ら弁棒と弁ポートとの間に形成される第2の間隙、乃
至、絞り通路全体での絞り量を、任意に設定することが
できる。
部分に弁棒の先端寄りの外周面部分が接触した際に、弁
ポートの段差ポート部と弁棒の先端寄りの外周面部分と
の間に第2の間隙を形成させるために必要な第2の溝
を、弁ポートの段差ポート部、又は、弁棒の先端寄りの
外周面部分に対する切削等の簡単な加工により容易に形
成することができる。
の縦断面図である。
生じた状態を示す縦断面図である。
る状態を示す縦断面図である。
を持つ絞り装置を示す縦断面図である。
において発生する流動音の騒音レベルと、絞り装置の出
口における流体の流速との関係を実験的に求めた結果を
示すグラフである。
の絞り通路部分の要部拡大断面図である。
の縦断面図である。
る。
時の縦断面図である。
る。
時の縦断面図である。
る。
置の絞り通路部分の要部拡大断面図である。
分) 6e テーパ面(段差ポート部) 8 弁室 9 弁ポート 10 入口配管(第1の通路) 11 出口配管(第2の通路) 12 弁棒 12a 大径部 12b 小径部 12c 段差面(段差部端面) 12d 先端面 12e テーパ面(弁棒の先端寄りの外周面部分) 13a 第1絞り部(第1の間隙) 13b 第2絞り部(第2の間隙) 14 接続通路 31 電磁コイル 32 ガイド 33 プランジャ 34 緩衝材 35 バネ 37 弁ハウジング筒状部
Claims (7)
- 【請求項1】 第1の通路に連通する弁室内に設けた弁
棒が、前記弁室と第2の通路との間に介在された弁ポー
トの弁座に接触離間する絞り装置において、 前記弁棒と前記弁座とのうちいずれか一方に形成された
溝により、前記弁座と該弁座に接触した前記弁棒との間
に第1の間隙を形成すると共に、 前記弁座に接触した前記弁棒と前記弁ポートとの間に、
前記第1の間隙と連通する第2の間隙を形成して、 前記第1の間隙及び前記第2の間隙により、前記弁室か
ら前記第2の通路に向かう流体が、前記弁座と前記弁棒
とが接触した状態において段階的に絞られる絞り通路を
構成した、ことを特徴とする絞り装置。 - 【請求項2】 前記弁棒に、大径部と該大径部よりも前
記弁棒の先端側に位置する小径部とを設けて、該小径部
と前記大径部との段差部端面が前記弁座に接触するよう
に前記弁棒を形成し、前記段差部端面と前記弁座とのう
ちいずれか一方に前記溝を形成して、前記段差部端面と
前記弁座との間に前記第1の間隙を形成した請求項1記
載の絞り装置。 - 【請求項3】 前記弁ポートに、大径ポート部と、該大
径ポート部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径
ポート部に連なる小径ポート部とを設けて、前記段差部
端面と前記弁座とが接触した状態において、前記大径ポ
ート部と前記小径ポート部との段差ポート部端面に前記
小径部の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポート
を形成し、前記段差ポート部端面と前記小径部の先端面
との間に前記第2の間隙を形成した請求項2記載の絞り
装置。 - 【請求項4】 前記小径部の外周面と前記弁ポートの内
周面との間に前記第2の間隙を形成した請求項2記載の
絞り装置。 - 【請求項5】 前記弁座のうち前記弁ポートの開口縁に
位置する弁座部分に前記弁棒の外周面のうち該弁棒の先
端寄りの外周面部分が接触するように前記弁棒及び前記
弁座を形成し、前記弁座部分と前記外周面部分とのうち
いずれか一方に前記溝を形成して、前記弁座部分と前記
外周面部分との間に前記第1の間隙を形成した請求項1
記載の絞り装置。 - 【請求項6】 前記弁ポートに、大径ポート部と、該大
径ポート部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径
ポート部に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部
分と前記外周面部分とが接触した状態において、前記大
径ポート部と前記小径ポート部との段差ポート部端面に
前記弁棒の先端面が間隔をおいて臨むように前記弁ポー
トを形成し、前記段差ポート部端面と前記弁棒の先端面
との間に前記第2の間隙を形成した請求項5記載の絞り
装置。 - 【請求項7】 前記弁ポートに、大径ポート部と、該大
径ポート部よりも前記第2の通路側に位置して前記大径
ポート部に連なる小径ポート部とを設けて、前記弁座部
分と前記外周面部分とが接触した状態において、前記大
径ポート部と前記小径ポート部との段差ポート部に前記
外周面部分がさらに接触するように前記弁ポートを形成
すると共に、前記段差ポート部と前記外周面部分とのう
ちいずれか一方に形成された第2の溝により、前記段差
ポート部と前記外周面部分との間に前記第2の間隙を形
成した請求項5記載の絞り装置。
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