JP5593105B2 - 三方電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ装置等に用いられる三方電磁弁に関する。

従来、ヒートポンプ装置において冷媒の流路を切り換えるにあたって三方電磁弁が用いられている。この三方電磁弁として、１つの流入口と、２つの流出口とを備える弁本体と、この弁本体内で流入口と２つの流出口の各々との間に位置する第１及び第２弁座と、弁本体内で前記２つの弁座を挟んで相対向する位置に配置された第１及び第２弁体と、第１弁体と第２弁体との間に介装され、各々の端部で第１弁体又は前記第２弁体に当接する複数の作動棒とを備え、弾性力によって第１弁体が第１弁座に着座することにより、又は電磁コイルへの通電により第２弁体が第２弁座に着座することにより、２つの流出口のいずれか一方と流入口とを連通させる三方電磁弁が存在する。

しかし、上記従来の三方電磁弁は、作動棒を備えるため、作動棒を装着するためのスペースの分だけ弁が大きくなるとともに、電磁コイルへの通電により流路を切り換える際、着座している弁体を弁座から離間させるにあたって大きな力を必要とし、そのため電磁コイルが大型化し、製造コスト及び運転コストが増大するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の三方電磁弁における問題点に鑑みてなされたものであって、弁全体を小型化することができるとともに、製造コスト及び運転コストの低い三方電磁弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、１つの流入口と、２つの流出口とを備える弁本体と、該弁本体内で前記流入口と前記２つの流出口の各々との間に位置する第１及び第２弁座と、前記弁本体内で前記２つの弁座を挟んで相対向する位置に配置された第１及び第２弁体と、該第２弁体にかしめ部によって固定された当接部と、前記第１弁体と、前記第２弁体のかしめ部との間に介装され、各々の作動棒の一端が前記第１弁体に、他端が前記かしめ部に当接する複数の作動棒とを備え、該第１弁体が前記第１弁座に着座することにより、又は前記当接部が前記第２弁座に着座することにより、前記２つの流出口のいずれか一方と前記流入口とを連通させる三方電磁弁であって、前記第１弁体の前記第１弁座への着座を、該第１弁体を該第１弁座へ弾性力によって付勢する付勢手段により行い、前記当接部の前記第２弁座への着座を、電磁コイルへの通電に伴う前記第２弁体の移動により行うとともに、該第２弁体の移動に伴う前記複数の作動棒の移動により前記第１弁体を前記第１弁座から離間させ、該離間の際に、前記かしめ部におけるかしめ加工時の加工誤差により、前記作動棒の前記第１弁体に対する当接のずれを生じ、それに起因して前記第１弁体と前記第１弁座との間に偏った隙間が生じることにより、前記第１弁体と前記第１弁座の全体の離間が進むことを特徴とする。

そして、本発明によれば、別途当接部を設けることなく、第２弁体が第２弁座と接離する当接部をかしめ固定するかしめ部において複数の作動棒の各々の端部と当接するように構成したため、弁全体を小型化することができる。

また、第２弁体のかしめ部が複数の作動棒の各々の端部と当接するが、このかしめ部は、かしめ作業により形成するためにある程度の凹凸が存在する。そのため、複数の作動棒が同じ長さの場合、前記第１弁体が前記第１弁座から離間する際に、各々の端部が同時に第１弁体に当接せず、少なくとも１本の作動棒が他の作動棒より先に第１弁体に当接することとなる。その結果、第１弁体と第１弁座との間にまず局部的に隙間が生じ、その後全体が離間するようになるため、小さな力で第１弁体を第１弁座から離間させることができる。これにより、特別な加工を必要とせずに、電磁コイルを小型化することができ、製造コスト及び運転コストも低減することができる。

上記三方電磁弁において、前記電磁コイルへの通電の際に、前記第２弁体は、前記流入口側の流体圧によって前記第２弁座側に付勢されるように構成することができ、小型で、製造コスト及び運転コストの低いパイロット型の三方電磁弁を提供することができる。

以上のように、本発明によれば、小型で、製造コスト及び運転コストの低い三方電磁弁を提供することができる。

本発明にかかる三方電磁弁の一実施の形態を示す断面図であって、（ａ）は無通電時、（ｂ）は電磁コイルへ通電した時を示す。 図１のＡ部拡大図である。 図１のＢ部拡大図であって、第１弁体が第１弁座から離間する際の状態を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態について図１を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる三方電磁弁の一実施の形態を示し、この三方電磁弁１は、１つの流入口２ａと、２つの流出口２ｂ、２ｃと、弁室２ｄとを備える弁本体２と、弁本体２内に位置する第１弁座３、第２弁座４と、これらの弁座３、４に接離して流入口２ａと流出口２ｂ、２ｃを連通させる第１弁体６及び第２弁体７と、両弁体６、７間に介装され、各々の端部で両弁体６、７に当接する複数の作動棒９（９Ａ、９Ｂ）と、弁本体２の下部開口を塞ぐ蓋１１と、蓋１１と第１弁体６との間に介装され、第１弁体６を第１弁座３側に付勢するコイルばね１２と、下端部で第２弁体７とに接離するとともに、貫通孔１５ａを有する弁ホルダ１５と、弁ホルダ１５に一体化されたプランジャ１３を昇降させるための電磁コイル組立体１４等を備える。

弁本体２は、弁室２ｄの上部に第２弁体７を、下部に第１弁体６を収容し、上部開口は吸引子１６によって閉じられ、下部開口は蓋１１によって塞がれている。吸引子１６と弁本体２との間にはＯリング１７が、蓋１１と弁本体２との間にはＯリング１８が各々装着され、三方電磁弁１の気密性を確保している。

第１弁体６は、コイルばね１２によって上方に付勢され、図１（ａ）の無通電時にコイルばね１２の弾性力によって第１弁座３に着座する。第１弁体６の上面には、作動棒９の下端部が当接する。

第２弁体７は、上下方向に貫通する２つの貫通孔７ｅ、７ｆを備え、第２弁体７と吸引子１６の間には、ピストンリング２０が装着される。また、第２弁体７は、図２に示すように、下端部に弁座４に当接する当接部７ａと、当接部７ａの中心部下方に配置される押さえ部７ｂと、当接部７ａ及び押さえ部７ｂをかしめ固定するためのかしめ部７ｃ、７ｄを備える。ここで、かしめ部７ｄは、かしめ作業により形成するため、全周にわたって同一高さとすることは困難であり、同図の左右端部の高さには、偏差Ｄが生ずる。このかしめ部７ｄに作動棒９の上端部が当接する。

図１に戻り、作動棒９（９Ａ、９Ｂ）は、弁室２ｄ内において弁本体２を貫通する挿通孔（不図示）によって上下方向に移動可能に設けられ、上述のように、両弁体６、７に挟持される。

弁ホルダ１５は、プランジャ１３と一体に形成され、下端部に水平方向に延設された貫通孔１５ａを有する。

プランジャ１３は、円筒状のパイプ２１内に昇降可能に収容され、プランジャ１３と吸引子１６との間に介装されたコイルばね１９によって上方へ付勢される。プランジャ１３は、電磁コイル組立体１４の電磁コイル１４ａに通電した際に、吸引子１６に吸引されて下降する。

次に、上記構成を有する三方電磁弁１の動作について、図１を中心に参照しながら説明する。

電磁コイル１４ａへ通電しない場合には、図１（ａ）に示すように、第１弁体６がコイルばね１２によって上方に付勢され、第１弁座３に着座するとともに、第１弁体６及び作動棒９を介して第２弁体７が上方へ移動し、弁座４から離間する。これにより、流入口２ａから弁室２ｄを介して流出口２ｂへ流体が流れる。

次に、電磁コイル１４ａへ通電すると、プランジャ１３が吸引子１６に吸引されて下降し、これに伴い弁ホルダ１５も下降する。弁ホルダ１５の下降直後に、弁ホルダ１５の下端部１５ｂが貫通孔７ｅの上端部に当接して上部開口を塞ぐとともに、弁ホルダ１５の貫通孔１５ａが弁室２ｄに連通することで、流入口２ａ側の流体圧が第２弁体７に、第２弁体７を下降させる方向に加わり、プランジャ１３の下降と相まって第２弁体７を円滑に下降させ、第２弁体７が最終的に弁座４に着座する。

プランジャ１３、弁ホルダ１５及び第２弁体７の移動に伴い、かしめ部７ｄを介して複数の作動棒９も下降し、これによって第１弁体６も下降し、第１弁座３から離間する。これにより、流入口２ａから弁室２ｄを介して流出口２ｃへ流体が流れる。

ここで、上述のように、第２の弁体７のかしめ部７ｄには、偏差Ｄが存在するため、図２において、かしめ部７ｄがまず作動棒９Ａに当接し、これに伴い図１に示した作動棒９Ａの下端部が作動棒９Ｂの下端部よりも先に第１弁体６の上面に当接する。そのため、図３に示すように、第１弁体６と第１弁座３との間にまず右側において局部的に隙間Ｃが生じ、その後全体が離間するため、小さな力で第１弁体６を第１弁座３から離間させることができる。

以上のように、本発明では、第２弁体７のかしめ部７ｄにおいて複数の作動棒９の各々の端部と当接するように構成したため、例えば、第２弁体７のかしめ部７ｄの外側に別途当接部を設けた場合に比較して弁本体２の幅方向の寸法を小さくすることができるとともに、作動棒９の長さも短くすることができ、三方電磁弁１全体を小型化することができる。

また、従来、着座している弁体を弁座から離間させるにあたって、一気に弁体を弁座から離間させようとすると大きな力を必要としたが、本発明では、第２弁体７のかしめ部７ｄを利用して局部的に第１弁体６と第１弁座３との間に隙間Ｃを生じさせ、その後第１弁体６全体が第１弁座３から離間するようにしたため、小さな力で局部的に隙間Ｃを生じさせた後、それに引き続き第１弁体６全体を離間させることができ、電磁コイル１４ａの小型化が可能となる。

さらに、第２弁体７のかしめ部７ｄは、かしめ作業により自然に凹凸が形成され、この凹凸を利用して第１弁体６を第１弁座３から離間し易くするため、別途特別な加工を必要とせず、三方電磁弁１の製造コストの上昇に繋がることもない。

尚、上記実施の形態においては、弁ホルダ１５を有するパイロット型の三方電磁弁１に本発明を適用した場合を例示したが、パイロット機構を有さない直動型の三方電磁弁に本発明を適用することも可能である。また、作動棒９を２本設けたが、３本以上設けてもよい。

１ 三方電磁弁
２ 弁本体
３ 第１弁座
４ 第２弁座
６ 第１弁体
７ 第２弁体
７ａ 当接部
７ｂ 押さえ部
７ｃ、７ｄ かしめ部
７ｅ、７ｆ 貫通孔
９（９Ａ、９Ｂ） 作動棒
１１ 蓋
１２ コイルばね
１３ プランジャ
１４ 電磁コイル組立体
１４ａ 電磁コイル
１５ 弁ホルダ
１５ａ 貫通孔
１５ｂ 下端部
１６ 吸引子
１７、１８ Ｏリング
１９ コイルばね
２０ ピストンリング
２１ パイプ

Claims (2)

1. １つの流入口と、２つの流出口とを備える弁本体と、
   該弁本体内で前記流入口と前記２つの流出口の各々との間に位置する第１及び第２弁座と、
   前記弁本体内で前記２つの弁座を挟んで相対向する位置に配置された第１及び第２弁体と、
   該第２弁体にかしめ部によって固定された当接部と、
   前記第１弁体と、前記第２弁体のかしめ部との間に介装され、各々の作動棒の一端が前記第１弁体に、他端が前記かしめ部に当接する複数の作動棒とを備え、
   該第１弁体が前記第１弁座に着座することにより、又は前記当接部が前記第２弁座に着座することにより、前記２つの流出口のいずれか一方と前記流入口とを連通させる三方電磁弁であって、
   前記第１弁体の前記第１弁座への着座を、該第１弁体を該第１弁座へ弾性力によって付勢する付勢手段により行い、
   前記当接部の前記第２弁座への着座を、電磁コイルへの通電に伴う前記第２弁体の移動により行うとともに、該第２弁体の移動に伴う前記複数の作動棒の移動により前記第１弁体を前記第１弁座から離間させ、該離間の際に、前記かしめ部におけるかしめ加工時の加工誤差により、前記作動棒の前記第１弁体に対する当接のずれを生じ、それに起因して前記第１弁体と前記第１弁座との間に偏った隙間が生じることにより、前記第１弁体と前記第１弁座の全体の離間が進むことを特徴とする三方電磁弁。
2. 前記電磁コイルへの通電の際に、前記第２弁体は、前記流入口側の流体圧によって前記第２弁座側に付勢されることを特徴とする請求項１に記載の三方電磁弁。

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