JP4205867B2

JP4205867B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP4205867B2
Application number: JP2001054626A
Authority: JP
Inventors: 正幸今井; 仁志木船
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP2002257254A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁コイルの磁力により弁体を弁座に対して離接させて弁の開閉を行うようにした空調機器等に組み込まれる電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁コイルの磁力により、弁体を弁座に対して離接させる形式の電磁弁は、例えば特開平９−２９２０４９号公報に開示されている。
上記公報に開示された電磁弁は、電磁コイルに通電されて、吸引子に磁力が発生したときに弁体を弁座から引き上げて、開弁操作を行い通電が遮断されたときに、スプリングのばね力によって弁体を弁座に当接させて閉弁操作を行っている。
電磁弁としては、電磁コイルに通電したときに弁体を弁座に当接させて閉弁し、通電を遮断したときにスプリングのばね力で弁体を弁座から引き離して開弁操作を行う形式のものもある。いずれの手段においても、従来、閉弁時において冷媒の流量（ブリード流量）を正・逆の流れの方向によって差を付けることは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の困難な点を解決するために発明されたものであり、電磁弁としては、電磁コイルに通電したときに弁体を弁座に当接させて閉弁し、通電を遮断したときにスプリングのばね力で弁体を弁座から引き離して開弁操作を行う形式のものに適用される。
本発明は、上述構成を有する電磁弁において、弁体の構造を改良することによって、閉弁時のブリード流量を制御可能とするものであり、閉弁時において、第１流体管から第２流体管への流体の流量を、第２流体管から第１流体管の流量よりも増大させることができる電磁弁を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成すべく、本発明に係る電磁弁は、第１流体管と第２流体管とを連結すると共に弁座を有する弁本体と、該弁本体の弁室内に位置して前記弁座に接離する弁部と長さ方向に沿って形成された弁体孔とを有する棒状の弁体と、を備え、前記弁部には、下方に開口する弁部室と該弁部室の上底部に前記弁体孔に連通するボール弁受部又は平弁受部とが形成されると共に、前記弁部室と前記弁体孔とを連通させる弁受部ノッチが穿設され、前記弁部室内には、略球形のボール弁又は平弁が配置され、前記ボール弁受部又は前記平弁受部には、前記弁部室と前記弁室とを連通する連通孔が形成され、閉弁状態においては、前記ボール弁又は前記平弁が、前記ボール弁受部又は前記平弁受部に当接し、前記連通孔を塞ぐ共に、前記弁受部ノッチで前記弁体孔への流体を流通可能とし、前記第１流体管から前記第２流体管へ流体が流れる一方向のときは、該流体圧により前記連通孔に流体が流れ、前記第２流体管から前記第１流体管へ流体が流れる他方向のときは、前記連通孔を塞ぐことで、一方向のブリード流量と他方向のブリード流量とを相違させることを特徴としている。
【０００５】
本発明に係る電磁弁の好ましい態様は、前記第１流体管は、前記弁室に連通し、前記第２流体管は、前記弁座を介して前記弁室に連通していることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係る電磁弁の好ましい具体的な態様は、前記弁本体に連結された筒部材と、該筒部材の外周に装備された電磁コイルと、前記筒部材の内部に摺動自在に配置されたプランジャと、前記筒部材の内部に固定されて前記プランジャを吸引する吸引子と、前記プランジャと吸引子との間に配設されたコイルスプリングと、を備え、前記弁体は、その棒状の端部が前記プランジャに連結されると共に、前記吸引子に摺動自在に案内されていることを特徴としている。
更に、本発明に係る電磁弁の好ましい他の具体的な態様は、前記プランジャと前記筒部材との間に、パッキングが配置されていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
図１は、本発明の実施例１に係る電磁弁（開状態）の要部縦断面図、図２は、図１のＡ部の弁本体の拡大説明図、図３は、図１のＡ部の底面図、図４は、図１のＢ部の拡大説明図、図５は、閉状態における電磁弁の要部縦断面図である。
尚、下記説明において、上、下、左、右等の表現は図面上の説明に使用するものであり、実際の使用状態において、必ずしも、上、下、左、右等の位置となるものではない。
全体を符号１０で示す電磁弁は、コイルケース１１内にボビン１１ａが収容され、ボビン１１ａには、コイル１１ｂが巻かれている。コイル１１ｂにはリード線１１ｃを介して給電される。
コイルケース１１の中央部には、貫通穴が形成されており、有底の筒部材１２が挿入される。この筒部材１２の外周には内側に突出して形成される凹部１２ａを有し、係止部材によりコイルケース１１と筒部材１２が係止される。
【０００８】
円筒状の筒部材１２の内部には、プランジャ１３が図１において上下に摺動自在に挿入される。プランジャ１３はパイプ状のもので、上部に形成された凹形状のプランジャ室１３ａにスプリング１３ｂが装備される。このスプリング１３ｂの上端は外力を加えない状態において、プランジャ１３の上端部より僅かに突出させてあり、プランジャ１３が筒部材１２の頂部に当接する際のクッション作用をさせるためのものである。
【０００９】
プランジャ１３の外周上端部には径小部１３ｅが形成されると共に、この径小部１３ｅの肩部にはリング状の例えばＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン樹脂）製のパッキング１３ｃが配設され、ワッシャ１３ｄにより固定されている。上記パッキング１３ｃは、筒部材１２とプランジャ１３との間のシール作用をさせるものであり、換言すれば、プランジャ室１３ａ内の冷媒が筒部材１２とプランジャ１３との間から流出しないようにするものであり、圧力がかかる方向により、図４或いは図５に示す如くパッキング１３ｃの向きを定める。即ち、図４に示すパッキング１３ｃは、第１流体管１より流入する冷媒により冷媒圧が下から（α方向）作用する場合に好適であり、パッキング１３ｃは、プランジャ１３とワッシャ１３ｄにより固定されている取付部に対して、筒部材（キャン）１２内面への当接部が下部位置となるようにすることが望ましく、また、図５に示すパッキング１３ｃは、第２流体管２より流入する冷媒により冷媒圧が上から（β方向）作用する場合に好適であり、パッキング１３ｃは、プランジャ１３とワッシャ１３ｄにより固定されている取付部に対して、筒部材１２内面への当接部が上部位置となるようにすることが望ましい。
プランジャ１３の下端部には弁体１４が取付けられる。この弁体１４は棒状体で、先端（下端）に弁部１４ａが形成される。
【００１０】
筒部材１２の内部には吸引子１６が挿入され、溝部１６ａを利用して筒部材１２の内部にカシメ加工により固定される。吸引子１６は、弁体１４を摺動自在に支持するとともに、プランジャ１３との間に開弁用のコイルスプリングが配設される。
筒部材１２の開口端（下端）は弁本体１８に対して溶接される。筒部材１２と弁本体１８はステンレス材料などでつくられ、両者は例えばＴＩＧ溶接により固着される。弁本体１８の内部には弁座１８ａが設けられ、弁室１８ｂが形成される。弁本体１８には、２本の銅製の第１流体管１と第２流体管２とが炉中ろう付等の手段により固着される。この実施例では、第２流体管２が弁座１８ａに連結されている。
【００１１】
上記構成において、電磁弁１０は、コイル１１ｂに通電されると吸引子１６に磁力が発生して、プランジャ１３を吸引子１６に向けて吸引する。プランジャ１３は、開弁用のコイルスプリング１７のばね力に抗して、弁体１４を弁本体１８の弁座１８ａに向けて付勢し、弁座１８ａに当接させた状態で閉弁させる（閉弁状態は図５参照）。
【００１２】
コイル１１ｂへの通電が遮断されると吸引子１６は吸引力を失い、弁体１４とプランジャ１３は、開弁用のコイルスプリング１７のばね力により、筒部材１２の頂部へ戻され、開弁操作が行われる。
プランジャ１３に装備されたスプリング１３ｂは、プランジャ１３が筒部材１２の頂部に衝突するのを防止するクッション材として機能する。
【００１３】
次に本実施例１の特徴について説明する。
弁体１４の下端部の弁室１８ｂ内に位置する部分には弁部１４ａが形成され、その内部には下方に開口する弁部室１４ｂが円筒状に形成される。そして、弁部室１４ｂの上底部（弁体１４側）は、図２にも示されるように、円曲面状に形成されたボール弁受部１４ｄが形成され、その頂部は、弁体１４の中心部に長さ方向に沿って形成された弁体孔１４ｆに連通している。
【００１４】
また、ボール弁受部１４ｄには、図１〜３に示されるように、弁室１８ｂに連通する連通孔１４ｃが形成されると共に、弁部室１４ｂから弁体孔１４ｆに連通する３本の弁受部ノッチ１４ｅ（本明細書において、「ノッチ」という用語は、流体の連通溝を表すものとして使用している）が穿設される。
そして、この１つ又は複数（図示の例では３つ）の弁受部ノッチ１４ｅは、後述のボール弁１５がボール弁受部１４ｄに当接して連通孔１４ｃ，弁体孔１４ｆを塞いでも、弁部室１４ｂ内の冷媒が弁受部ノッチ１４ｅ及び弁体孔１４ｆを通ってプランジャ室１３ａに流動可能に構成されている。
【００１５】
弁体１４下端部の弁部１４ａに形成されている弁部室１４ｂ内には、球形のボール弁１５が上下に遊動可能に配置され、コイル状のボール弁スプリング１５ａにより上方に支持されている（図１，６参照）。また、ボール弁スプリング１５ａは、弁部１４ａに支持されるストッパ１４ｇにより下方から支持され、ボール弁１５をボール弁受部１４ａ側に弾圧している。そして、このボール弁１５がボール弁受部１４ｄに弾着しているときは連通孔１４ｃを閉止している。更に、弁体孔１４ｆを塞いでも、弁部室１４ｂ内の冷媒が弁受部ノッチ１４ｅを通ってプランジャ室１３ａに流動可能に構成されている。
また、ストッパ１４ｇの中心部には、弁部室１４ｂと弁室１８ｂとを連通させるストッパ穴１４ｈが穿設されている。
また、ストッパ１４ｇの上面角部、即ち、ボール弁スプリング１５ａが圧縮されボール弁１５が当接する部分にも、ストッパノッチ１４ｉが放射状に形成されている。これは、仮にボール弁１５がストッパ１４ｇに当接してもストッパノッチ１４ｉを通じて、冷媒が流通可能とするためである。
【００１６】
弁本体１８の弁座１８ａには、４本のスリット状の弁座ノッチ１８ｃが形成されている。この弁座ノッチ１８ｃは、例え弁本体１８が弁座１８ａに当接して第１流体管１と第２流体管２との流路を遮断している状態においても、弁座ノッチ１８ｃを通じて冷媒が流動可能に形成されている。
【００１７】
上記構成において、電磁弁１０は、弁体１４が図１の位置、即ち、コイル１１ｂに通電されていない状態では、弁体１４がコイルスプリング１７により上動して「開」位置にあり、冷媒は、従来のものと同様に、第１流体管１から第２流体管２へ、又は、第２流体管２から第１流体管１に自由に流動する。
しかし、図６の位置、即ち、コイル１１ｂに通電されて、弁体１４が下動し、弁座１８ａが「閉」状態にあるときには、冷媒を第１流体管１から第２流体管２に流している状態においては、４本の弁座ノッチ１８ｃから第２流体管２に僅かに流れるばかりでなく、連通孔１４ｃを通じて冷媒圧がボール弁１５をボール弁スプリング１５ａに抗して下動させ、連通孔１４ｃ、弁部室１４ｂ、及びストッパ穴１４ｈを介して流れることになる。そして、この流量は、ストッパ１４ｇに形成されたストッパノッチ１４ｉの通路面積に依拠する。
【００１８】
逆に、第２流体管２から第１流体管１に冷媒を流す場合には、弁座ノッチ１８ｃからは冷媒は流れるものの、ボール弁１５は冷媒圧によりボール弁受部１４ｄに圧接されて、強く連通孔１４ｃを塞ぐことになり、冷媒を通さないことから、冷媒の流れは弁座ノッチ１８ｃのみからとなる。
したがって、冷媒の流れ方向により、ブリード流量は相違することになる。実施例１の場合、第１流体管から第２流体管の場合は、６〜９リットル／分、第２流体管から第１流体管の場合は、３〜５リットル／分となる。そして、このような電磁弁１０を用いることによって、例えば、冷房時の除湿（ドライ運転）と暖房時の除湿（ドライ運転）とのレベルに差異を持たせることができる。
【００１９】
また、図６の状態、即ち、弁体１４が下動して電磁弁１０が閉状態においては、冷媒圧がボール弁１５やストッパ１４ｇに作用して、弁体１４には「開」方向（図６の上方向）に押上げ力が作用するが、冷媒は弁受部ノッチ１４ｅを通してプランジャ室１３ａに供給され、この供給された冷媒による背圧作用により、冷媒圧が相殺されて、弁体１４を安定的に閉位置に保持させることができる。この場合、プランジャ１３と筒部材１２との間には、パッキング１３ｃが設けてあるから、プランジャ１３と吸引子１６間に冷媒が漏れる量は限りなく少なく、円滑な背圧作用が実現する。
【００２０】
【実施例２】
図７は、本発明の実施例２に係る電磁弁（開状態）の要部縦断面図、図８は、図７のＡ'部の拡大説明図、図９は、図７のＡ'部の底面図、図１０は、実施例２に係る電磁弁（閉状態）の要部縦断面図である。
実施例２は、実施例１のボール弁１５に代えて、ＰＴＦＥ製の平弁２５を用いたもので、この縦断面において横長の長方形状の平弁２５をストッパ２４ｇにより支持される平弁スプリング２５ａにより、弁体２４に形成された略方形状の弁部室２４ｂの平弁受部２４ｄに押圧するように形成したものである。平弁受部２４ｄは、平弁２５の上面外形状に合せて略方形状に形成されており、この部分に連通孔２４ｃが穿設されている。連通孔２４ｃの作用は実施例１の連通孔１４ｃと変わることはない。
【００２１】
また、実施例２の構成要素である筒部材２２、プランジャ２３、プランジャ室２３ａ、スプリング２３ｂ、パッキング２３ｃ、ワッシャ２３ｄ、弁体２４、弁部２４ａ、弁部室２４ｂ、連通孔２４ｃ、弁受部ノッチ２４ｅ、弁体孔２４ｆ、ストッパ２４ｇ、ストッパ穴２４ｈ、ストッパノッチ２４ｉ、平弁スプリング２５ａ、吸引子２６、溝部２６ａ、コイルスプリング２７、弁本体２８、弁座２８ａ、弁室２８ｂ、及び弁座ノッチ２８ｃの各構成は、基本的には、それぞれ、筒部材１２、プランジャ１３、プランジャ室１３ａ、スプリング１３ｂ、パッキング１３ｃ、ワッシャ１３ｄ、弁体１４、弁部１４ａ、弁部室１４ｂ、連通孔１４ｃ、弁受部ノッチ１４ｅ、弁体孔１４ｆ、ストッパ１４ｇ、ストッパ穴１４ｈ、ストッパノッチ１４ｉ、ボール弁スプリング１５ａ、吸引子１６、溝部１６ａ、コイルスプリング１７、弁本体１８、弁座１８ａ、弁室１８ｂ、及び、弁座ノッチ１８ｃの各構成と変わるものではない。
【００２２】
また、ボール弁１５に変わる平弁２５の場合も、第１流体管１→第２流体管２のブリード流量は、弁座ノッチ２８ｃの流量＋連通孔２４ｃの流量の総和であり、第２流体管２→第１流体管１の場合のブリード流量は、弁座ノッチ２８ｃの流量のみであり、正逆方向により、その流量を変えることができるのである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、上記構成により、下記の効果を奏する。
１．本発明によれば、電磁弁は、閉弁時において、一方向のブリード流量と他方向のブリード流量とを相違させることが可能であるから、この電磁弁を空調機等に用いれば、冷暖房の外、ドライ運転など種々の空調が可能となる。
【００２４】
２．本発明によれば、上記の効果に加えて、電磁弁の弁本体の弁室には、第１流体管が連通されると共に弁本体の弁座を介して弁室に第２流体管が連通された電磁弁であるので、弁体の閉弁時において、第２流体管から第１流体管への流量に対して、第１流体管から第２流体管への流量を相違させることで、従来の電磁弁に少ない変更を加えるだけで、上記効果を実現させることができる。
３．本発明によれば、前項の効果に加えて、パッキングを、プランジャと筒部材との間に配置させたことで、背圧作用が正確で無駄がなく、しかも、迅速に行われる。
【００２５】
４．本発明によれば、前記弁部には、下方に開口する弁部室と該弁部室の上底部に前記弁体孔に連通するボール弁受部又は平弁受部とが形成されると共に、前記弁部室と前記弁体孔とを連通させる弁受部ノッチが穿設され、前記弁部室内には、略球形のボール弁又は平弁が配置され、前記ボール弁受部又は前記平弁受部には、前記弁部室と前記弁室とを連通する連通孔が形成されているので、弁部室内に配置された略球形のボール弁又は平弁がボール弁受部又は平弁受部に当接したとき、連通孔を塞ぐと共に弁受部ノッチは弁体孔への流体が流通可能とし、第１流体管から第２流体管への流体が流れるときのみ、該流体圧により連通孔を流体が流れるように構成されていることで、簡単な構成と作動で所期の課題を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る電磁弁（開状態）の要部縦断面図。
【図２】図１のＡ部の弁本体の拡大説明図。
【図３】図１のＡ部の底面図。
【図４】図１のＢ部の拡大説明図。
【図５】図１のＢ部の別例の拡大説明図。
【図６】実施例１に係る電磁弁（閉状態）の要部縦断面図。
【図７】本発明の実施例２に係る電磁弁（開状態）の要部縦断面図。
【図８】図７のＡ'部の拡大説明図。
【図９】図７のＡ'部の底面図。
【図１０】実施例２に係る電磁弁（閉状態）の要部縦断面図。
【符号の説明】
１・・・第１流体管
２・・・第２流体管
１０・・電磁弁（実施例１）
１１・・コイルケース
１１ａ・・ボビン
１１ｂ・・コイル
１１ｃ・・リード線
１２・・筒部材
１２ａ・・凹部
１３・・プランジャ
１３ａ・・プランジャ室
１３ｂ・・スプリング
１３ｃ・・パッキング
１３ｄ・・ワッシャ
１３ｅ・・径小部
１４・・弁体
１４ａ・・弁部
１４ｂ・・弁部室
１４ｃ・・連通孔
１４ｄ・・ボール弁受部
１４ｅ・・弁受部ノッチ
１４ｆ・・弁体孔
１４ｇ・・ストッパ
１４ｈ・・ストッパ穴
１４ｉ・・ストッパノッチ
１５・・ボール弁
１５ａ・・ボール弁スプリング
１６・・吸引子
１６ａ・・溝部
１７・・コイルスプリング
１８・・弁本体
１８ａ・・弁座
１８ｂ・・弁室
１８ｃ・・弁座ノッチ
２０・・・電磁弁（実施例２）
２２・・筒部材
２３・・プランジャ
２３ａ・・プランジャ室
２３ｂ・・スプリング
２３ｃ・・パッキング
２３ｄ・・ワッシャ
２４・・弁体
２４ａ・・弁部
２４ｂ・・弁部室
２４ｃ・・連通孔
２４ｄ・・平弁受部
２４ｅ・・弁受部ノッチ
２４ｆ・・弁体孔
２４ｇ・・ストッパ
２４ｈ・・ストッパ穴
２４ｉ・・ストッパノッチ
２５・・平弁
２５ａ・・平弁スプリング
２６・・吸引子
２６ａ・・溝部
２７・・コイルスプリング
２８・・弁本体
２８ａ・・弁座
２８ｂ・・弁室
２８ｃ・・弁座ノッチ

Claims

第１流体管と第２流体管とを連結すると共に弁座を有する弁本体と、該弁本体の弁室内に位置して前記弁座に接離する弁部と長さ方向に沿って形成された弁体孔とを有する棒状の弁体と、を備えた電磁弁であって、
前記弁部には、下方に開口する弁部室と該弁部室の上底部に前記弁体孔に連通するボール弁受部又は平弁受部とが形成されると共に、前記弁部室と前記弁体孔とを連通させる弁受部ノッチが穿設され、
前記弁部室内には、略球形のボール弁又は平弁が配置され、前記ボール弁受部又は前記平弁受部には、前記弁部室と前記弁室とを連通する連通孔が形成され、
閉弁状態においては、前記ボール弁又は前記平弁が、前記ボール弁受部又は前記平弁受部に当接し、前記連通孔を塞ぐと共に、前記弁受部ノッチで前記弁体孔への流体を流通可能とし、
前記第１流体管から前記第２流体管へ流体が流れる一方向のときは、該流体圧により前記連通孔に流体が流れ、前記第２流体管から前記第１流体管へ流体が流れる他方向のときは、前記連通孔を塞ぐことで、一方向のブリード流量と他方向のブリード流量とを相違させることを特徴とする電磁弁。
前記第１流体管は、前記弁室に連通し、前記第２流体管は、前記弁座を介して前記弁室に連通していることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
前記弁本体に連結された筒部材と、該筒部材の外周に装備された電磁コイルと、前記筒部材の内部に摺動自在に配置されたプランジャと、前記筒部材の内部に固定されて前記プランジャを吸引する吸引子と、前記プランジャと吸引子との間に配設されたコイルスプリングと、を備え、
前記弁体は、その棒状の端部が前記プランジャに連結されると共に、前記吸引子に摺動自在に案内されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁。
前記プランジャと前記筒部材との間に、パッキングが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁。