JPH01208676A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、複合型ヒートポンプ装置等に使用される流量
制御弁に関する。

〈従来の技術〉 近年、冷暖房・給湯等の機能の多様化を図ったヒートポ
ンプ装置の開発が進められている（例えば特開昭５９−
１３８８６８号等参照）。

この種の装置において、機能向上をはかるためには冷媒
通路に介装される流量制御弁によって各熱交換器への冷
媒の流量を高精度に制御することが要求され、また、大
型のヒートポンプ装置に使用するものでは、大流量用の
ものが必要となる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の流量制御弁にあっては、特に閉弁
時に弁体に加わる上流側と下流側との差圧が大きく、こ
の差圧に抗して弁体を開弁駆動するためには、弁体駆動
用の電動機が大型化しコスト、スペース、重量の点でマ
イナスとなっていた。

このため、弁体の電動機連結側に面した空間と弁体上下
流側の一方の流路とを連通させておき、弁体に加わる差
圧の影響を無くすことにより、駆動力の軽減を図ったも
のを本願出願人は提案している（特願昭６２−２１６４
００号）。

しかし、このものは弁体とシリンダとの摺接面をシール
材でシールすることによって弁体上下流間のシールを行
う構成としているため、前記のように差圧が大きいとシ
ール材では十分にシールしきれず冷媒が下流側に漏れ出
してしまうおそれがある。

これに対し、弁体を弁座に着座させて全閉とするタイプ
のものでは、上下流間の差圧によって弁体が弁座に押し
つけられるため、シール性は優れているのであるが、こ
のために、開弁駆動力は大きくなってしまう。

また、このタイプのものに前述の弁体の電動機連結側に
面した空間と弁体下流側の流路とを連通させる構成を採
用しようとしても、弁体と電動機連結側に面した空間と
のシールはやはりシール材を介して行うことになるため
、この部分から漏れた冷媒が連通路を介して下流側の流
路に流出してしまうこととなる。

本発明は、このような従来の実情に着目してなされたも
ので、冷媒等の流体流量が大きく弁体上下流間の差圧が
大きく作用するものにあっても、全閉時のシール性を確
保しつつ、弁体の駆動力を大幅に軽減でき、しかも、中
間開度も安定して高精度に制御できるようにした流量制
御弁を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、シリンダ内に摺動自由に嵌挿された
筒状のピストンと、該ピストンの摺動に連動して流体流
路内に進退して流路開口面積を可変とする主弁体と、下
流側への移動によって該主弁体が全閉時に着座する弁座
と、前記ピストンの筒状内部空間を前記主弁体の上下流
側いずれかの流体流路に連通して形成された連通路と、
前記筒状内部空間に進退自由に介装され前記連通路を開
閉自由なパイロット弁体と、前記主弁体の開位置では前
記連通路が開状態に保持されるようにパイロット弁体ま
たは主弁体の少なくとも一方に弾性付勢力を付与する弾
性体と、前記主弁体を開閉方向に駆動する主弁体駆動手
段と、前記主弁体の全閉状態でパイロット弁体を駆動し
て連通路を開閉させるパイロット弁体駆動手段と、を備
えた構成とする。

〈作用〉 かかる構成において、主弁体駆動手段により、主弁体を
位置決めして流体流路開口面積が任意の開度に制御され
る。ここで開弁時は、弾性体により、パイロット弁体が
連通路を開状態に保つように作用するため流体の動圧変
化に対しても主弁体は安定状態に保持される。

一方、全閉とするときには主弁体駆動手段が主弁体を駆
動して弁座に着座させた後、パイロット弁体駆動手段が
パイロット弁体を駆動して連通路を閉じる。

この状態が持続するとシリンダとピストンとの隙間を通
じてシリンダ内空間は、連通路が連通ずる側とは逆側の
流路内の圧力と等しくなるため、連通路が連通ずる側の
流路との差圧により、主弁体は弁座に押しつけられる。

次いで、開弁時にはまずパイロット弁体駆動手段により
、パイロット弁体が駆動されて連通路が開かれる。これ
により、筒状のピストン内部空間は連通路と連通ずる側
の流路圧力と等しくなり、前記差圧による主弁体の弁座
への押しつけ力が殆ど解消される。

その後、主弁体駆動手段により、主弁体が駆動されて弁
座から離され、所定の開度に制御される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

なお、以下の各実施例ではヒートポンプ装置等に使用す
る冷媒の流量制御弁について適用したものを示す。

第１の実施例を示す第１図において、直線状の流体流路
１の軸直角方向に分岐してシリンダ２が一体に形成され
、該シリンダ２内を摺動自由に筒状のピストン３が嵌挿
されている。

また、流体流路１内には前記ピストン３の底壁に一体形
成される主弁体３ａの下流側流路ＩＢ力方向の移動によ
って全閉時に主弁体３　ａ’を着座させる弁座４が形成
される。

さらに、下流側流路ＩＢは、ピストン３の軸方向、即ち
、上流側流路ＩＡと直角としてもよい。

また、主弁体３ａと弁座４との接触状態は、図示したテ
ーパ面以外の平面と周突起との突き合わせ等であっても
よい。

前記主弁体３ａの中央部には連通管５が装着され、該連
通管５の下流側流路ＩＢに臨む周壁を貫通して連通孔５
ａが形成されている。これにより、ピストン３の筒状の
内部空間Ａを連通管５の軸孔５ｂと連通孔５ａとを介し
て下流側流路ＩＢに連通させる連通路が形成される。前
記連通管５の連通孔５ａより下方の軸孔５ｂ下端部は流
路に立設されたガイド棒６に摺動自由に嵌挿され、これ
により、ピストン３作動時の軸振れを防止できる。

また、ピストン３の筒状の内部空間を進退自由に前記連
通管５の開口端面を開閉自由なパイロット弁体７が設け
られる。該パイロット弁体７はロッド状の先端部が球面
状に形成され、周壁に固定されたバネ座金８とピストン
３底壁との間にパイロット弁体７を開弁方向に付勢する
パイロットスプリング９が介装される。このパイロット
スプリング９は、主弁体３ａが開弁状態より閉弁動作に
移る際のピストン３のシリンダ２との摺動抵抗より大き
い力でパイロット弁体７を連通路開方向に付勢するよう
に設定されている。つまり、パイロット弁体７を開状態
に安定に保持する弾性体を構成する。また、前記バネ座
金８はその周壁がピストン３内壁と摺動してパイロット
弁体７をガイドする機能も有し、かつ周壁の一部にバネ
座金８上下間を連通ずる切欠８ａが形成されている。

ピストン３の頂部内周壁には前記バネ座金８と係合する
ことによってパイロット弁体７のストローク量Ｇを規制
する環状のストッパ１０が固定されている。そして、前
記ピストン３の外周壁には、周方向等間隔毎、に複数個
のスリット３ｂが形成され、このスリット３ｂの上端は
シリンダ２内空間に開口されているが、下端は主弁体３
ａが弁座８に着座する全閉位置で上流側流路ＩＡの上端
より少し下方の位置まで形成されている。パイロット弁
体７は、その上端部が後述する駆動機構に連結して駆動
される。

前記駆動機構は次のように構成されている。シリンダ２
の上端に固定されたハウジング２０内にはパルスモータ
が嵌挿されている。パルスモータは、ロータ２１の永久
磁石２１ａの内側のコア２１ｂ部分に、中心軸に沿って
上部にねし孔２１ｃ、下部にストレートな孔２１ｄが貫
通して形成されている。コア２１ｂの上端部は永久磁石
２１ａより上方に突出し、ハウジング２０の頂壁に形成
された凹嵌部２０ａに挿入され該コア２１ｂの上端面と
凹嵌部２０ａ頂面との間に介装されたボールベアリング
２２と、コア２１ｂ及び永久磁石２１ａの下端面とロー
タ２１底面との間に介装されたボールベアリング２３と
により、ロータ２１は中心軸回りにボールベアリング２
２．２３の転勤を介して円滑に回転できるようになって
いる。なお、凹嵌部２０ａと、凹嵌部２０ａ以外のハウ
ジング２０内空間とを連通して冷媒を凹嵌部２０ａ内に
導くための導圧溝２１ｅがコア２１ｂの上縁部に形成さ
れている。

一方、上端部に形成したねじ部２４ａを前記コア２１ｂ
のねし孔２１ｃにねじ込んだロッド２４の下部をハウジ
ング２０底壁に形成した孔２０ｂを貫通させさてシリン
ダ２内に突入させる。そして、ロッド２４の薄肉に形成
された下端部２４ｂを前記パイロット弁体７の上端部に
形成された溝７ａ内に挿入し、両者を貫通するビン２５
を介して連結する。

前記ロッド２４のねじ部２４ａより下方の部分には外周
壁に軸方向に沿って一対の溝２４ｂが形成され、ハウジ
ング２０の底壁に形成される孔２０ｂは前記溝２４ｂに
突入する一対の突部２０ｃを有し、溝２４ｂと突部２０
ｃとの係合によりロッド２４は軸回りの回転を阻止され
ている。なお、前記ロータ２１の外周には電磁コイル２
６が装着されている。

かかる駆動機構において、電磁コイル２６への通電によ
り、ロータ２１が所定の制御量回転するとロッド２４は
軸回りに回り止めされているため、ねじ部２４ａとねじ
孔２１ｃとの相対回転により、ロッド２４はロータ２１
の移動量に比例した量だけ移動し、これにより、ロッド
２４に連結されたパイロット弁体７が所定量移動する。

次に、このものの一連の動作を説明する。

ロッド２４が最上位置にある全開時にはパイロットスプ
リング９の付勢力により、バネ座金８がストッパ１０に
圧接した状態にあって連通管５の開口端が開かれた状態
に保持されると同時に、主弁体３が最上位置まで引き上
げられた位置にあり、弁座４と主弁体３ａとの間の流路
開口面積は最大となっている。

この状態からパルスモータの電磁コイル２６の所定の相
に制御量に応じた数のパルスを与えることにより、ロー
タ２１が所定の向きに所定角度回転する。

これにより、前記したようにロッド２４及びこれに連結
したパイロット弁体７が所定量下降する。

このとき主弁体３ａが弁座４に着座する前はパイロット
スプリング９の弾性付勢力により、バネ座金８がストッ
パ１０に圧接した状態が保持され、主弁体３ａもパイロ
ット弁体７と同一量下降して、所定の開度に制御される
。

次に、主弁体３ａを弁座４に着座した直後の位置でパイ
ロット弁体“７の移動を停止させるように制御すると、
連通管５の開口端は開かれたままであり、この状態でス
リット３ｂの下端が上流側流路ＩＡに開口しているため
、上流側流路ＩＡを流れる冷媒はスリン）３ｂを介して
シリンダ２内部空間に流入した後、切欠８ａ、連通管５
の軸孔５ｂ、連通孔５ａを通じて下流側流路ＩＢに流出
する。

そして、さらにパイロット弁体７の位置（開度）を調整
することにより、条件によっては膨張弁として機能させ
ることになる。。

ただし１、主弁体３ａの開度調整のみで膨張弁機能を十
分に果たせる場合はスリット３ｂの形成は不要である（
以下の実施例でも同様）。

前記の状態から、さらにロータ２１を同方向に回転させ
ると主弁体３ａは弁座４に着座して固定されたまま、パ
イロット弁体７がパイロットスプリング９を圧縮しつつ
下降し、連通管５の開口端を閉じた状態で全閉となり、
上流側流路ＩＡから下流側流路ＩＢへの冷媒の流通は遮
断される。

この状態で、シリンダ２の内部空間にはスリット３ｂを
介して（スリット３ｂがない場合でもピストン３とシリ
ンダ２との隙間を介して）上流側流路ＩＡの冷媒圧力が
導かれており、したがって主弁体３ａはパイロットスプ
リング９の圧縮付勢力に加えて、下流側流路ＩＢとの差
圧によって強い力で弁座４に着座し、良好なシール機能
が得られる。

次に、この状態から開弁制御する場合は電磁コイル２Ｇ
の前記閉弁時とは異なる相にパルスを与えることにより
、ロータ２１をパルス数に応じた角度逆向きに回転させ
て、ロッド２４及びパイロット弁体７を引き上げる。こ
の場合、まずパイロットスプリング９の付勢力によって
パイロット弁体７のみが上昇して連通管５の開口端が開
かれるため、シリンダ２及びピストン３の内部空間に導
かれていた上流側流路ＩＡの圧力が連通管５の軸孔５ｂ
。

連通孔５ａを介して下流側流路ＩＢに抜け、前記内部空
間は下流側流路ＩＢの圧力に略等しくなるまで低下する
。

したがって、パイロット弁体７の上昇によりバネ座金８
がストッパ１０に係合して主弁体３ａを一体に引き上げ
る際には、主弁体３ａの弁座４への着座力は十分弱めら
れているため、小さい駆動力で開弁させることが可能と
なる。

これにより、パルスモータとして小型のものを使用でき
コンパクト化を図れ、取りつけスペースを縮小できる。

またこのものでは、ピストン３とシリンダ２との間に摺
動摩擦抵抗があっても、主弁体３ａが開弁される中間開
度以上では常にバネ座金８がストッパ１０に係合した位
置にあるため、開閉方向によるパイロットスプリング９
のストローク量のヒステリシスが発生せず、パルスモー
タによる中間開度制御を高精度に行いやすく、かつ、流
体の動圧変化による主弁体３ａの変動を防止でき常に安
定した開度に保たれる。

なお、前記駆動機構は主弁体駆動手段と共に、パイロッ
ト弁体駆動手段の機能を兼ね備える。

また、弁座４の主弁体３ａとの着座面及びパイロット弁
体７が着座する連通管５の開口端面ば摩耗抑制とシール
性向上のため、例えば四弗化エチレンをコーティングし
てもよい（この点も以下の実施例で同様である）。

さらに、パイロット弁体７とロッド２４とはピン２５を
介して連結しであるため、製造組立時のパイロット弁体
７の芯ずれを吸収できるが、部品点数減少のために、−
本で形成してもよい。

また、主弁体３ａの着座面積により、パイロット弁体７
が開いても、圧力による多少の着座付勢力が残されてい
るので、この力とバランスさせるためのスプリングを主
弁体３ａと下流側流路ＩＢ底壁との間に介装すること、
及びピストン３の摺動部外径をその着座部外径より大き
くしておくことにより、主弁体３ａを開（ときの駆動機
構の駆動力をより軽減することもできる。

なお、図でＳｖは主弁体３ａのストローク量を示してい
る。

第２図は、前記第１の実施例の一部を変更した第２の実
施例を示す。

第１の実施例と相違する部分を説明すると、バネ座金８
と係合するストッパが外され、代わりに主弁体３ａを開
弁させるためのリターンスプリング２６が主弁体３ａと
下流側流路ＩＢ底壁との間に介装しである。

このリターンスプリング２６は、ピストン３とシリンダ
２との摺動摩擦抵抗に打ち勝って主弁体３ａを全開位置
まで上昇させるに足る付勢力を持たせているが、一方パ
イロットスプリング９はリターンスプリング２６の付勢
力が最大となる主弁体３ａの弁座４着座時でも連通管５
の開口端面からパイロット弁体７を所定量能れた位置に
保持させるようにバネ定数を太き（設定しである。

即ち、このものの作用を説明すると、第１実施例同様パ
ルスモータを制御してパイロット弁体７を駆動させるこ
とにより、中間開度にあっては、連通管５を開としたま
ま、パイロットスプリング９とリターンスプリング２６
とのバランスにより、開度が制御される。

主弁体３ａが着座した後の位置調整で膨張弁として機能
させ、パイロット弁体７で連通管５の開口端を閉じた位
置で全閉となることは同様である。

なお、この実施例ではパイロット弁体駆動手段は図示し
ない第１実施例と同一の駆動機構によって構成されるが
、主弁体駆動手段は同上の駆動機構とリターンスプリン
グ２６とで構成される。

第３図は第１の実施例の一部を変更した第３の実施例を
示し、相違する部分を説明すると、ピストン３１内壁の
下部を上部より小径とした段付に形成し、その上部空間
に第１実施例に示したパイロット弁体７．バネ座金８．
パイロットスプリング９と同様に構成されたロッド３２
．バネ座金３３．第１のパイロットスプリング３４を嵌
挿する。その下方のピストン３１の下部空間にピストン
３１内周壁と摺動する貫通溝３５ａ付の座金３５Ａとボ
ール弁３５Ｂとを結合して形成されるパイロット弁体３
５を嵌挿し、座金３５Ａとピストン３１底壁との間に第
２のパイロットスプリング３６を装着しである。ピスト
ン３１の頂壁には、バネ座金３３と保合自由なストッパ
３７が固定され、ピストン３１の外周壁には、膨張弁機
能を補助するためのスリン）　３１ａが形成されている
。

このものにあっては、ロッド３２の上下動を介して第１
のパイロットスプリング３４及び第２のパイロットスプ
リング３６を同時に伸縮させつつパイロット弁体３５が
駆動される。機能的には第１実施例と同様であるが、ロ
ッド３２の軸芯とパイロット弁体３５の軸芯がずれてい
ても、パイロット弁体２５と連通管５開口端面とのシー
ル性はよく、この部分からの流体の漏れを極小に抑えら
れるし、製作も容易になる。

また、第１のパイロットスプリング３４は省略可能であ
るが、２つのパイロットスプリングを設ければ、同一の
バネ定数を１個のスプリングで得る場合と比較し耐久性
が向上する。

なお、この実施例でパイロット弁体を開状態に保持する
弾性体は第１及び第２のパイロットスプリング３４．３
６で構成される。

以上の実施例では、駆動機構内部で回転動作を直線動作
のみに変換する機構を備えており、これにより、パイロ
ット弁体と共にピストン、主弁体等が軸方向に回り止め
される構成のものを示した。

かかる摺動面積大の部材の回り止め機能により、摺動Ｈ
擦抵抗を十分に軽減でき駆動力軽減を図れる。次に駆動
機構は回転と共に直線動作し、駆動機構の外部でピスト
ン、主弁体等の軸方向の回り止めを行うようにした実施
例について説明する。

第４図に示す第４の実施例において、駆動機構から説明
すると、ハウジング４１内部には、らせん溝を周壁に形
成したガイドロッド４２がハウジング４１の頂壁にボル
ト４３で締結され、該ガイドロッド４２のらせん溝に、
凹嵌部４４ａに形成したらせん溝を係合させてロータ４
４が取りつけられている。

ロータ４４は外周壁が４相の永久磁石４４ｂで形成され
、該ロータ４４の外側に間隙を隔てて４相の電磁コイル
４５がハウジング４１内壁に固定して取り付けられてい
る。

ロータ４４の底壁には、中心軸上にハウジング４１底壁
を貫通してシリンダ２内に延びるパイロット弁体４６の
上端部がねじ込み固定されると共に、凹陥部４４ａ内外
を連通する導圧孔４４ｃが形成されている。

一方シリンダ２内に嵌挿され底壁に主弁体４７ａ外周壁
にスリット４７ｂをそれぞれ有したピストン４７には頂
壁にストッパ４８が固定され、該ストッパ４８内側の内
部空間に前記パイロット弁体４６の下端部に固定された
貫通溝４９ａ付の座金４９と、その上面にボールベアリ
ング５０が介装されている。

また、パイロット弁体４６は下部が小径の段付に形成さ
れその段付面に係止した座金５１とその下方のパイロッ
ト弁体４６部分に嵌挿された座金５２との間にボールベ
アリング５３が介装され、前記座金５２とストッパ４８
との間にパイロットスプリング５４が圧縮状態で介装さ
れている。

その他の流体流路部分等の構成については、前記各実施
例と同様である。

次に、作動を説明する。

パルスモータの電磁コイル４５の所定の相に制御量に応
じた数のパルスを与えることにより、ロータ４４が所定
の向きに所定角度回転する。

ここでロータ４４は、ガイドロッド４２に係合して取り
付けられているため、らせん溝にそってロータ４４の回
転角に比例した量だけ軸方向にも移動する。

図示の状態は全閉位置であり、パイロット弁体４６によ
り、連通管５の開口端面が閉じられ、パイロットスプリ
ング５４の付勢力により、ピストン４７は弁座４に圧着
している。

この状態からパイロット弁体４６を引き上げていくと、
主弁体４７ａが弁座４に圧着して閉弁したまま、前記各
実施例と同様にピストン４７．シリンダ２の筒状内部空
間内の高圧流体が流出し、主弁体４７ａの上流、下流間
の圧力差が解消される。

ここで、座金５１と座金５２との間に介装されたボール
ベアリング５０により、座金５２の回転が止められるの
で、パイロット弁体４６が回転しても、この回転がピス
トン４７に伝達されることはない。

次いで、ボールベアリング５０を介して座金４９とスト
ッパ４８とが係合した状態でパイロット弁体４６と共に
ピストン４７が引き上げられ、主弁体４７ａが弁座４か
ら離れて開弁する。

このときも座金４９の回転がストッパ４日を介してピス
トン４７へ伝達されることをボールベアリング５０によ
って止められる。したがってパルスモータの駆動力を軽
減できることは前述の各実施例と同様である。

閉弁動作は、上記とは全く逆に行われ、主弁体４７ａが
弁座４に着座した後、パイロットスプリング５４を圧縮
しつつパイロット弁体４７が連通管５を閉じる。

なお、パイロット弁体７４６の開度調整を行えば膨張弁
機能を行わせることができることも前記各実施例と同様
である。

このものの、主弁体駆動手段とパイロット弁体駆動手段
は前記駆動機構で構成され、パイロットスプリング５４
がパイロット弁体４６を開状態に安定に保持する弾性体
を構成する。

第５図は、前記第４の実施例の一部を変更した第５の実
施例を示す。

変更部分を説明すると、ピストン６１が段付形成され第
４図のパイロット弁体４６に相当するロッド６２の下端
に当接するパイロット弁体６３を別体に形成する。パイ
ロット弁体６３は、下端が球状のロッド部６３Ａとその
頂壁に固定された環状のバネ座金６３Ｂとで構成され、
バネ座金部６３Ｂとピストン６１底壁との間に第２のパ
イロットスプリング６４が介装されている。

また、ピストン６１底壁に形成される主弁体６１ａと下
流側流路ＩＢ底壁との間にリターンスプリング６５が介
装されている。その他の構成は第４の実施例と同様であ
る（パイロットスプリング５４は第１のパイロットスプ
リングを構成する）。

このものでは、ロッド６１の球状の下端がパイロット弁
体６３に点接触して係合するため、パイロット弁体６３
が軸回りに回り止めされるので、連通管５開口端面との
間に摺動回転抵抗を生じない。

また、主弁体６１ａの開弁動作時はリターンスプリング
６５の付勢力が補助的に作用する。

その他の機能は第４の実施例と同様である。

なお、このものでは、ロッド６２及びその駆動機構とリ
ターンスプリング６５とで主弁体駆動手段とパイロット
弁体駆動手段とが構成され、第１及び第２のパイロット
スプリング５４．６４とでパイロット弁体６３を開状態
に保持するパイロット弁体駆動手段が構成される。

第６図は上流側流路と下流側流路とが直角に屈曲された
流体流路を有する第６の実施例を示す。

図において、流体流路７０は上流側流路７０Ａと下流側
流路７０Ｂとがそれぞれ円筒状の弁室７０Ｃの周壁と底
壁とに接続されており、弁室７０Ｃの頂壁に接続された
シリンダ７１内にピストン７２が摺動自由に嵌挿されて
いる。

ピストン７２は外周壁に膨張弁機能を補助するためのス
リット７２ａが形成されると共に、内壁が段付に形成さ
れ、その段付面７２ｂ上に樹脂材や、薄肉中空金属等か
らなる環状のクツションばね７３を介してロッド７４周
壁に固定された貫通孔７５ａ付のバネ座金７５が係合し
、ロッド７４の球状の下端がパイロット弁体７６に係合
している。

パイロット弁体７６はその頂壁に固定されピストシフ２
内周壁と摺動する貫通溝７６ａ付のバネ座金部７６Ａピ
ストン７２の底壁との間にパイロットスプリング７８が
介装しである。

パイロット弁体７６は円錐状の下端がピストン６１底壁
中央部に接続された連通管７９の上端部内側に固定され
た四弗化エチレン等からなる弁孔部材８０に着座自由に
対向して取り付けられている。

前記連通管７９は、前記弁孔部材８０に形成された弁孔
を介してピストン７２の内部空間と下流側流路７０Ｂと
を連通ずる連通孔７９ａが形成されてい゛る。

また、連通管７２の中間部外周面に環状の主弁体８１が
嵌挿して固定され、該主弁体８１は底壁が弁室７０Ｃの
底壁開口端縁に形成される弁座８２に着座自由なテーパ
面に形成されている。連通管７９の下端外周面には、下
流側流路７０Ｂの内周壁と摺動する貫通孔８３ａ付のガ
イドリング８３が固定されている。

ピストン７２底壁と弁室７０Ｃ底壁との間には、ピスト
ン７２を上方に付勢するリターンスプリング８４が介装
されている。

また、前記ロッド７４の上端部はピン８５を介して、第
１図で示したのと同一構造の駆動機構に連結されている
。

このものの作動について説明する。

閉弁動作時は、パイロットスプリング７８の付勢力によ
りパイロット弁体７６が弁孔部材８０から離れ、かつ、
バネ座金７５下面がクツションばね７３から離れた状態
でリターンスプリング８４を圧縮しつつピストン７２と
一体に主弁体８Ｉを押し下げて所定の開度に制御され、
主弁体８１の弁座８２着座位置でスリット７２ａにより
膨張弁機能の補助をすることになる。

さらに、ロッド７４が下降するとパイロットスプリング
７８が圧縮されつつパイロット弁体７６が下降するが、
弁孔が閉じる前にバネ座金７５がクツションばね７３に
当接し、クツションばね７３を所定量圧縮してパイロッ
ト弁体７６が弁孔を閉じたときに全開になる。開弁動作
時は、前記とは逆の過程で動作する。

かかる構成においては、パイロットスプリング７日とク
ツションばね７３とで、パイロット弁体７６を安定して
開状態に保つ弾性体が構成されるが、合成されたバネ定
数特性により、弱い駆動力でパイロット弁体７６を大き
くストロークさせることができる等設計自由度が増大す
る。なお、かかるクツションばねを用いた構成は−これ
以外の各実施例でも適用できる。

第７図は前記第６の実施例の一部を変更した第７の実施
例を示し、変更部分について説明すると第６の実施例の
ロッド７４に相当するロッド８６の上端部を球状に形成
し、該球面を第４図で示したような駆動機構の軸回りに
回転しつつ、軸方向に往復動するロッド８７の球状の下
端面と点接触させて係合する。

即ち、ロッド８７の回転のロッド８６への伝達を前記点
接触係合によって止めている。その他の構成。

機能については第６の実施例と同様である。

第８図に示す第８の実施例は、駆動機構の動作に対して
、弁開閉方向を逆向きにしたものを示す。

流体流路９０は円筒状の弁室９０Ａの底壁に上流側流路
９０Ａ、周壁に下流側流路９０Ｂが接続されてなり、頂
壁にはシリンダ９１が接続される。前記シリンダ９１に
は、ピストン９２が摺動自由に嵌挿され、該ピストン９
２は内壁が段付に形成され、頂壁に環状のストッパ９３
が固定される。ピストン９２の底壁には連通管９４が固
定され、該連通管９４の上端部内壁には弁孔部材９５が
固定され、該弁孔部材９５の弁孔９５ａを貫通してパイ
ロット弁体９６が配設される。

また、ピストン９２の外周壁を貫通して膨張弁機能を補
助するためのスリット９２ａが形成される。

前記パイロット弁体９６は下部が円錐状に形成され、そ
のテーパ面が弁孔９５ａの下端開口面を開閉自由になっ
ており、上端部には貫通孔９７ａを有しピストン９２内
を摺動自由なバネ座金９７が固定される。

前記バネ座金９７とピストン９２の底壁との間にパイロ
ットスプリング９８が介装され、パイロット弁体９６の
上面に保合自由に電磁式プランジャ９９のロッド９９ａ
の球状の下端がストッパ９３を貫通して配設される。前
記電磁式プランジャ９９は電磁コイル９９ｂにより、そ
の内側に配設されたシリンダ９９ｃ内に嵌挿された磁性
体９９ｄと一体のロッド９９ａをスプリング９９ｅの付
勢力に抗して軸方向に駆動する構造を有している。

前記ロッド９９ａ下端部のストッパ９３下方には座金１
００が前記ストッパ９３に保合自由に固定されている。

一方、弁室９０Ａの下流側流路９０Ｂより下方部分には
、弁座１０１が固定されており、前記連通管９４の下端
部外周壁に固定された主弁体１０２の上面に形成される
テーパ面が前記弁座１０１の下面に着座自由となってい
る。主弁体１０２の下端面と弁室９０Ａの底壁との間に
は、リターンスプリング１０３が介装されている。

ここで、図示ＧＩはパイロット弁体９６閉状態でのロッ
ド９９ａのストローク量を示し、Ｇｚ、Ｓｖはそれぞれ
、パイロット弁体９６．主弁体１０２のストローク量を
示す。

次に、このものの作動を説明する。

図示の状態は、パイロット弁体９６．主弁体１０２が共
に閉じる全閉状態を示し、この状態からロッド９９ａが
下降してバネ座金９７と係合した後、パイロット弁体９
６を一体に下降させバネ座金９７がピストン９２の段付
面に当接するまでは膨張弁機能を有する。即ち、上流側
流路９０Ｂ側から連通管９４内の連通路、弁孔９５ａ及
びスリブ）９２ａを介して小量の冷媒が流通する。

次いで、ロッド９９ａが下降すると、パイロット弁体９
Ｇ、ピストン９２と一体に主弁体１０２が下降して弁座
１０１の下面を開口し、電磁コイル９９ｂへの通電量に
応じた所定のストローク量で中間開度から全開位置まで
制御される。

このものでは、全開状態でピストン９６内部空間はスリ
ン）９２ａを通じて、下流側流路９０Ｃの低圧状態とな
っており、前記各実施例同様ピストン９２に加わる前後
差圧で閉弁力を増強できる一方、開弁時にはまず、パイ
ロット弁体９６が開かれることにより、ピストン９２内
部空間に上流側流路９０Ａの高圧を導いて、主弁体１０
２の前後差圧を解消できることで、やはり前記各実施例
同様駆動力を軽減できるのである。

なお、この実施例では、開弁中パイロット弁体９６を安
定に開状態に保持する弾性体は、リターンスプリング１
０３によって構成され、主弁体駆動手段は電磁式プラン
ジャ９９及びリターンスプリング１０３、パイロット弁
体駆動手段は電磁式プランジャ９９とパイロットスプリ
ング９８で構成される。

なお、本実施例で使用した電磁式プランジャは前述した
各実施例にも適用できることは勿論であり、軸方向の回
り止め機構が不要であるため簡易であるが、開度位置制
御精度はパルスモータの方が優る。

また、以上示した各実施例では流体として冷媒の例を示
したが、この他の流体であっても適用できることは勿論
である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、開弁時にパイロ
ット弁体を開いて主弁体の前後差圧を殆ど無くした後に
主弁体を開く構成としたため、閉弁力は前後差圧で大き
く保持してシール性を確保しつつ、開弁駆動力は可及的
に小さくでき、以て大流量制御用のものにあっても駆動
機構ひいては制御弁全体の形状をコンパクト化でき、取
り付はスペース縮小を図れる。

また、中間開度制御も、パイロット弁体の弾性保持機能
によって、流体の動圧変動に影響されることなく安定か
つ高精度に制御できる等種々の特徴を備えるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はそれぞれ本発明の第１〜第８の実施例
を示す断面図（第１図（Ｂ）は同図（Ａ）の要部横断面
図）である。 Ｉ　Ａ、　、７０Ａ、　９０Ｂ・・・上流側流路　　Ｉ
Ｂ、７０Ｂ。 ９０Ｃ・・・下流側流路　　２．７１．９１・・・シリ
ンダ３、３１．４７．６１．７２．９２・・・ピストン
　　４，８２゜１０１・・・弁座　　５．７９．９４・
・・連通管　　７，４６゜６３、７６、９６・・・パイ
ロット弁体　　９．３４．３６．５４゜６４、７８．９
８・・・パイロットスプリング　　２４．３２゜６２、
７４．８７．９９ａ・・・ロッド　　２６．６５．８４
．１０３・・・リターンスプリング 特許出願人　　　ミサワホーム株式会社代理人　弁理士
　笹　島　　富二隨 第１図（Ａ） 第３図 第４図 第６図 第７図 第８図 手続補正書帽発） 平成１年４月１４日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第３２６０１号 ２、発明の名称 流量制御弁 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都杉並区高井戸東２丁目４番５号名　称　
ミサワホーム株式会社 代表者　　三　澤　　千代治 ４、代理人 （１）発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第５行に「等しく」とあるを、「略
等しく」と補正する。 （２）明細書第１７頁第９行に「機能させ、」とあるを
、「機能させうろこと、」と補正する。 （３）明細書第１７頁第１４行の末尾に次の文を挿入す
る。 「また、主弁体３ａと弁座４との接触状態は、第２図（
Ｂ）に示すように、弁座４の面取りした上＠縁外径を主
弁体３ａ外径より大きくして、主弁体３ａのエツジ部分
を、弁座４の面取り部分に接触させる構成とすると後述
する利点がある（第１図、第３図〜第５図の実施例でも
同様）。即ち、この逆に、弁座４の外径より主弁体３ａ
の外径の方を大きくすると、主弁体３ａの弁座４より外
側部分に上流側通路ＩＡの高圧が加わるため、パイロッ
ト弁体７が開弁を開始した直後に、主弁体３ａをパイロ
ット弁体７に押しつける力が大きく作用し、それだけ、
パイロット弁体７の駆動力を大きく要求されるからであ
る。主弁体３ａ外径を弁座４の上縁外径より、小さくす
れば、上流側通路ＩＡの高圧が加わる部分が無くなるた
め、上記のことを防止できる。」 （４）明細書第２２頁第５行の末尾に次の文を挿入する
。 「尚、ボールベアリングに変えて、テフロン（登録商標
）等を表面に被膜すること等によって滑り摩擦を小さく
した滑り座金を用いても同様の効果が得られる。」 （５）明細書第２２頁第１９行に「パイロット弁体７４
６」とあるを、「パイロット弁体４６」と補正する。 （６）明細書第３２頁第１９行に「横断面図）」とある
を、「横断面図、第２図（Ｂ）は同図（Ａ）の−部拡大
断面図）」と補正する。 （７）図面の第２図を別紙補正図面の第２図（Ａ）の通
り補正し、第２図（Ｂ）を追加補正する。 ７、添付１効ｐ目録 補正図面　　　　　　１通 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ内に摺動自由に嵌挿された筒状のピストンと、
   該ピストンの摺動に連動して流体流路内に進退して流路
   開口面積を可変とする主弁体と、下流側への移動によっ
   て該主弁体が全閉時に着座する弁座と、前記ピストンの
   筒状内部空間を前記主弁体の上下流側いずれかの流体流
   路に連通して形成された連通路と、前記筒状内部空間に
   進退自由に介装され前記連通路を開閉自由なパイロット
   弁体と、前記主弁体の開位置では前記連通路が開状態に
   保持されるようにパイロット弁体または主弁体の少なく
   とも一方に弾性付勢力を付与する弾性体と、前記主弁体
   を開閉方向に駆動する主弁体駆動手段と、前記主弁体の
   全閉状態でパイロット弁体を駆動して連通路を開閉させ
   るパイロット弁体駆動手段と、を備えてなり、前記主弁
   体駆動手段により、主弁体を位置決めして流体流路開口
   面積を制御すると共に、パイロット弁体駆動手段により
   、全閉制御時は主弁体が前記弁座に着座してからパイロ
   ット弁体が連通路を閉じ、開弁制御時はパイロット弁体
   が連通路を開いてから主弁体が開かれるようにしたこと
   を特徴とする流量制御弁。