JPH03125089A

JPH03125089A - パイロット式電磁弁

Info

Publication number: JPH03125089A
Application number: JP1261977A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Aoki; 青木　忠; Mineo Kinoshita; 峰夫木下
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1991-05-28
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JP2787116B2

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１この発明は空調機器の膨張弁等に使用する電磁弁に関す
る。

（従来の技術）従来のこの種の電磁弁は第６図に示すように、マグネッ
トコイル５１の中心にバルブケース５２を挿入し、その
上部に固定した吸引子５３をねじ５４によりマグネット
５５に固定していた。またパルプケース５ｚ内に摺動自
在に設けたプランジャ５６は、スプリング５７により常
時弁座５８に対し弁体５９を圧接する方向に付勢されて
いる。それによりマグネットコイル５１に通電すると吸
引子５３は励磁され、プランジャ５６をスプリング５７
に抗して吸引し、弁体５９を弁座５８から引き上げ、弁
口６０を開放する。その結果人口６１から入った冷媒は
膨張し、出口６２から蒸発器へ送られる。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来の電磁弁においては、弁口６θを確実
に閉めるためには、スプリング５７を強くして閉鎖力を
大きくすることが行なわれていた。しかしスプリング５
７を強くすると、コイルを大型化し大電流を流さないと
開弁することはできず、設備が大型化し重量が大きくな
る欠点があった。このことは車両に搭載する例えばカー
クーラの電磁弁に使用する際には小型、軽量化が要求さ
れるため大きな問題となっていた。一方、スプリング５
７を弱くするため弁口６０を小さくすることも行なわれ
ているが、その際には弁口６０を通る流量が制限される
ため、高出力の機器には用いることができない欠点があ
った。

（課題を解決するための手段］本発明は従来のものの上記欠点を解消するため、スプリ
ングにより閉方向に付勢される主弁と、該主弁を開方向
に作動するロッドと、該ロッドをその下面で作動する均
圧孔付きのダイアフラムと、該ダイアフラムの上側室に
作用する流体を制御するパイロット弁と、該パイロット
弁を通電時に開放するマグネットコイルによりパイロッ
ト式電磁弁を構成したものであり、更にそのパイロット
式電磁弁においてパイロット弁の開度を比例制御し。

その開度に応じて主弁の開度を比例制御したものである
。

〔作　用〕

本発明は以上のように構成したので、マグネットコイル
の通電時にはパイロット弁が開放し、ダイアフラムの上
側室に流体圧力が作用し、ダイアフラム下側のロッドを
介してスプリングに抗し主弁を開放する。マグネットコ
イルへの通電を止めるとパイロット弁が閉じ、主弁も閉
弁する。また、パイロット弁の開度を比例制御すると、
それに対応して主弁の開度も比例制御される。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を第１図〜第３図に基づいて説明する。

内部にマグネットコイル１を設けたマグネットケース２
の中央には内筒３を設け、内筒３の上部に固定した吸引
子４をねじ５でマグネットケース２に固定する。内筒３
の下端にはパイロット弁体６を固定するとともに、内筒
３に摺動自在に設けたプランジャ７の端部のパイロット
弁８を、パイロット弁体６の中央に設けたパイロット弁
口９に対し、パイロットスプリングｌＯにより押圧して
いる。パイロット弁体６にはキャピラリチューブ１１の
一端が開口し連通するとともに、パイロット弁体６の下
部にはダイアフラムハウジング１２の上側を固定する。

ダイアフラムハウジング１２の下側には主弁ボディ１３
を固定し、ダイアフラム１４の下面中央には作動環１５
を固定するとともに、ダイアフラム１４及び作動環１５
の中央に均圧孔１６を設ける１作動環１５は主弁ボディ
１３の上部の溝内に摺動自在に嵌合し、作動環１５の下
端面とロッド１７の上端部との当接によって作動環１５
はロッド】７を作動可能としている。

ロッド１７は複数本備え、主弁ボディ１３の摺動孔１８
内に挿通されており、下端部は主弁２０のフランジ２１
上に当接している。主弁ボディ１３には入口２２及び出
口２３を設け、入口２２近傍の流路にはパイロット孔２
４を設けており、キャピラリチューブ１１の端部と連結
している。主弁ボディ１３の出口２３近傍の流路内周に
は位置調節自在にスプリング受け２５を固定し、主スプ
リング２６の下端部を受ける。主スプリング２６の上端
部は主弁２０のフランジ２１の下端面に当接し、主弁２
０を主弁口ｚ７に対し常時閉鎖方向に押圧している。主
弁ボディ１３の主弁２０を備えた主弁室２８と作動環１
５下面のリーク室３０とは、リ一り孔３！により連通し
ている。

上記構成の電磁弁において、マグネットコイルｌへの非
通電時には、パイロットスプリングＩＯによりプランジ
ャ７は下方に押圧され、パイロット弁８はパイロット弁
口９を閉じる。それにより入口２２からキャピラリチュ
ーブ１１を通ってきた流体の圧力は、ダイアフラム１４
に作用することがない。

したがってダイアフラム１４は作動環１５を介してロッ
ド１７を押圧することはないので、主弁２０は主スプリ
ング２６の強い力によって主弁口２７を閉じる。

マグネットコイルｌへの通電時には、吸引子４に吸引力
が働き、プランジャ７をパイロットスプリング１０に抗
して吸引し、パイロット弁８をパイロット弁口９から離
して第２図に示すように開弁する。それによりキャピラ
リチューブ１１を介して入口２２の高圧の流体圧力がダ
イアフラム１４の上側室３２に作用する。したがってダ
イアフラム１４は下方に押圧され１作動環１５、ロッド
１７、主弁２０のフランジ２１を各々介して主スプリン
グ２６の押圧力に抗して主弁２０を下方に押圧し、主弁
口２７を開くことにより主弁２０を開放状態とする。こ
の時ダイアフラム１４の上側室３２に作用する流体の圧
力は、ダイアフラム１４及び作動環１５の均圧孔１６か
ら、リーク室３０、リーク孔３１を介して主弁室２８に
リークするが、均圧孔１６の開口面積は充分小さいので
、ダイアフラム１４の上側室３２に作用する流体圧によ
って開弁状態を維持する。この状態からマグネットコイ
ルｌへの通電を止めると、前記のように主弁２０は閉弁
する。

この電磁弁は流体圧力をダイアフラム１４に作用させ、
大きな力を発生させることにより、主弁２０の閉鎖力を
高めるため、強い主スプリング２６を用いても、その間
弁作動は容易かつ確実となる。またマグネットコイル１
への通電量は、流体通路中のパイロット弁８を開閉作動
するのみで良いので、小電力で主弁２０を開閉すること
ができる。

一方、このパイロット式電磁弁は、上記の如き単なる開
閉作動のほかに、第４図に示すようなパイロット式比例
制御弁としても用いることができる。電磁弁の基本構成
は前記の電磁弁と同様であるが、プランジャ３５の端部
にはパイロットニードル弁３６を設け、パイロット弁口
３７内に進退自在に配置する。また主弁は主ニードル弁
３８とし、主弁口３９内に進退自在に配置する。またコ
イルへの通電制御は、制御目標値に応じた電流制御を行
なう。

それによりコイルへの通電量に応じてコイルの作動力と
パイロットスプリングの力がつり合い、プランジャ３５
の位置が決定され、それによりパイロットニードル弁３
６の開弁高さ、即ちパイロット弁口３７の開口面積が設
定される。このパイロット弁口３７を通ってキャピラリ
チューブ４０からの流体圧力がダイアフラム４１の上側
室４ｚに作用し、均圧孔４３からリークする圧力を差し
引いた力によってロッド４４を介し主ニードル弁３８は
主スプリング２６に抗して押し下げる。したがって主ニ
ードル弁３８は主弁口３９を所定面積開放するので、コ
イルへの通電量に比例して主ニードル弁３８が開放され
ることとなる。

このような比例制御弁を囲いても、パイロットニードル
弁３６の全閉、全開を維持することができるので、前記
実施例の電磁弁と同様に開閉作動式の電磁弁の機能は当
然備えている。

また、マグネットコイルへの通電を通電量制御ではなく
、パルスを用いたオンオフ制御によるデユーティ比制御
を行ない、パイロット弁を第２図に示すような平板型の
弁とするとともに、主弁を第４図に示すようなニードル
弁を用いることにより、コイルへの通電のパルス制御に
よる主弁α比例制御を行なうこともできる。

このような比例制御弁とした時の作動状態は、第５図に
示すように入口４６から出口４７への１本の流体管路系
統に近似される。即ち、入口４６からキャピラリチュー
ブ４０．パイロット弁口３７．ダイアフラム上側室４２
、均圧孔４３．リーク孔４５、出口４７の直列流体回路
が形成され、第１オリフイスとしてのパイロット弁口３
７と、第２オリフイスとしての均圧孔４３との間に拡大
容積室としてのダイアフラム上側室４２が存在する形と
なる。したがってパイロット弁口３７の開口面積、即ち
第１オリフイスの絞り量を変えるこ七によりダイアフラ
ム上側室４２の圧力Ｐ２が決定され、主ニードル弁の開
放が比例的に作動していくことがわかる。またダイアフ
ラム上側室４２が大容量室として作用するので、第１オ
リフイスとしてのパイロット孔の開口面積が急に変化し
ても、圧力Ｐ２は急に変化することはなく、その変化の
時定数は大容量室の容量によって決まる。このことは前
記のようにパイロット弁の開閉をデユーティ比例制御す
る際に、ダイアフラム上側室の容積によって主弁が安定
して比例制御を行なうことができることを示している。

（発明の効果］本発明は以上のように構成し作用するので、小さな電磁
コイルを用い、小電力によって強い閉弁力をもつ主弁を
開閉作動することができるので、弁全体が小型化し、か
つエネルギー消費が少なく更に主弁の閉弁力を強く設定
することができると七もに、大流量の流路の開閉を行な
うことができる。また、同様の効果を奏する比例制御弁
とすることも可能となり、その際にはダイアフラム上側
室が流体制御系統の大容量室としてのバッファの作用を
なし、パイロット弁をデユーティ比例制御しても主弁は
安定した比例作動を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は閉弁
状態の断面図、第２図は開弁状態の要部拡大断面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ部分の断面図、第４図及び第５図
は他の実施例を示し、第４図はその要部断面図、第５図
はその作動説明図、第６図は従来例の断面図である。１：マグネットコイル　　　４：吸引子６：パイロット
弁体　　　　７：プランジヤ８：パイロット弁　　　　
　９：パイロット弁口１０：パイロットスプリング１１：キャビラリチューブ１２：ダイアフラムハウジング１３：主弁ボディ　　　　　１４：ダイアフラム１６：
均圧孔　　　　　　　１７：ロツド２０：主弁　　　　
　　　　２２：入口２３：出口　　　　　　　　２６：
主スプリング２７：主弁口２８：主弁室３１：リーク孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スプリングにより閉方向に付勢される主弁と、該
主弁を開方向に作動するロッドと、該ロッドをその下面
で作動する均圧孔付きのダイアフラムと、該ダイアフラ
ムの上側室に作用する流体を制御するパイロット弁と、
該パイロット弁を通電時に開放するマグネットコイルと
を備えたことを特徴とするパイロット式電磁弁
（２）請求項（１）記載のパイロット式電磁弁において
、パイロット弁の開度を比例制御し、その開度に応じて
主弁の開度を比例制御したことを特徴とするパイロット
式電磁弁