JPH03239881A - 電磁可逆弁 - 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Ｊ 本発明は、流路の開閉に用いられる可逆弁に関し、特に
冷凍回路の開閉に用いる弁に関するものである。

［従来技術］ 従来技術による可逆弁の一例を第４図を用いて説明する
。

第４図に例示した従来技術による可逆弁は、流体の流れ
が可逆である流体回路に設けられる可逆弁２１と該弁の
開閉を制御するパイロット弁２２よりなり、可逆弁２１
は流体回路に接続された第１の出入チューブ２３と第２
の出入チューブ２４とを周面部に相対させ貫通固定した
弁本体２５を備え、弁本体２５の両側にはピストン２６
．２７が軸方向に摺動自在に嵌合されている。またピス
トン２６，２７を連結するブラケット２８には、チュー
ブ２３．２４の開口間の流路を開閉するシート２９が設
けられている。またピストン２６．２７にはそれぞれ微
小径の貫通穴３０．３１を設けである。一方パイロット
弁２２は電磁弁よりなる３方弁であり、弁本体３２、ソ
レノイドコイル３３、固定鉄心３４およびスプリング３
５により付勢された可動鉄心３６を備えさらに、可動鉄
心３６に連結された第１の弁体３７と、該第１の弁体３
７に連結されかつスプリング３８により付勢された第２
の弁体３９を備える。そして、弁本体３２には低圧側に
接続されるチューブ４０と、可逆弁２１の弁本体２５の
両端にそれぞれ接続される一対のチューブ４１　、４２
が接続されており、ソレノイドコイル３３の作用により
低圧側のチューブ４０と弁本体２５の両端にそれぞれ接
続されたチューブ４１　、４２のいづれかとが選択連通
されるように構成されている。そして今、ソレノイドコ
イル３３が非通電時は、弁体３７，３９が第４図の左方
に移動しチューブ４０とチューブ４１が連通され、これ
により低圧側が可逆弁２１の弁本体２５内におけるピス
トン２６より左側の左端室４３に連通し、弁本体２５内
が高圧になっていると両ピストン２６．２７の中央室間
の高圧流体がピストン２７の右側の右端室４５に流入さ
れつつ左端室４３内の流体はチューブ４１を通りチュー
ブ４０に逃されピストン２６．２７は第４図の左方に移
動する。その結果、出入チューブ２３．２４間の流路が
シート２９により閉塞される。第４図は、ソレノイドコ
イル３３が非通電で、ピストン２６，２７が左方に移動
し、出入チューブ２３，２４間の流路がシート２９によ
り閉塞された状態を示している。

一方、ソレノイドコイル３３通電時には、弁体３７．３
９が第４図の右方に移動し、チューブ４０とチューブ４
２が互いに連通される。その結果、右端室４５内の高圧
流体がチューブ４２を通りチューブ４０に逃されつつ、
ピストン２６，２７が右側へ移動しこれに伴い、シート
２９が第４図の閉塞位置から右方に移動し、従って出入
チューブ２３．２４間の流路が開かれる。

［発明が解決しようとする問題点］ 第４図に例示したような従来技術による可逆弁において
は、弁本体とパイロット弁を用いなければならず、それ
らを接続するチューブ等を必要とすると共に、主流路と
なる弁本体の流体圧力より必ず低圧となる低圧側の回路
にパイロット弁の低圧側チューブを接続する必要があり
、ある一定の圧力差がなければ作動できないものであっ
た。

従って、本発明の目的は、圧力差とソレノイドコイルに
よる牽引を併用することで、流路の開閉ヲ行イかつパイ
ロット弁および低圧側チューブ等の不必要な可逆弁を提
供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を遠戚するために本発明の可逆弁は以下のよう
な構成を有する。

円筒状の弁箱内に主流体通路を開口する一対の弁シート
を弁箱内の対向壁に対称に設け、°弁シートの弁箱軸方
向の両側に断面積の大きい上部弁室とこれより断面積の
小さい下部弁室を設け、上部弁室と下部弁室を主流体通
路よりそれぞれ区画する隔壁を両端に有する軸方向に摺
動可能なピストンを設け、また、上部弁室の空間が拡大
する方向に付勢手段を設けると共にピストンの隔壁間に
は、弁シート間を移動可能で弁シートの開口の任意の一
方をピストンの位置が付勢手段の作動終端において閉止
する円筒弁体を設け、円筒弁体中心には主流体通路を連
通ずる副流体通路および副流体通路の両側に対称的に一
対の弁座を形成し副流体通路を貫通し任意の一方の弁座
を閉止する一対の閉止弁体が設けられ、また円筒弁体に
は副流体通路に直角に副流体通路を貫通する副圧力路が
設けられている。ピストンの中心軸方向には両端の隔壁
より円筒弁体の副圧力路に向い圧力路を設け連通ずると
共に上部弁室の隔壁には副弁座を形威し弁箱外側に配置
したソレノイドコイルにより駆動される鉄心に連結され
たニードル弁により副弁座が開閉され、またニードル弁
はピストンの隔壁に設けられた冠状体を貫通しピストン
に対し微少間隔移動可能にピストンと係合されるよう構
成して、主流体通路と上部弁室を連通ずる、上部弁室の
隔壁と弁箱で形威される漏洩路の流通抵抗はニードル弁
の全開時の流通抵抗より大であると共に下部弁室は下部
弁室の隔壁により主流体通路と隔てられている。

［作用］ このように構成された本発明の可逆弁において、主流体
通路のいずれか一方より流体が流入するとき、副弁座が
ニードル弁により閉止されていると円筒弁体は流出側の
弁シートに圧着されると共に閉止弁体も円筒弁体の弁座
に圧着され、流体は流出することができない。この時下
部弁室は、圧力路、副圧力路および副流体流路を介し主
流体通路の流出側に連通され低圧となっている。そこで
ニードル弁を開くと、上部弁室の流体は圧力路、副圧力
路および副流体流路を介し主流体通路の流出側に連通さ
れ、上部弁室の圧力は下部弁室と同じくなり、ピストン
は上部弁室空間が縮小す共に主流体通路開口よりずらさ
れて主流体通路が開口され、開口面積に比例し流入側と
流出側の圧力差が減少すると円筒弁体および閉止弁体の
圧着力およびピストンの可動力が減少する。この状態に
おいては、可動鉄心がソレノイドコイル内に引き込まれ
、牽引力はピストンの移動に比例１．て強くなり、可動
鉄心の力によりピストンは可動可能となり主流体通路が
完全に開口される状態では、弁箱内は全て主流体通路の
圧力と等しくなりピストンは可動鉄心により固定される
。

このように本発明の可逆弁は、主流体通路の開口におい
て開口初期は流体の圧力差を利用し、開口面積が大きく
なるに従い減少する圧力差と増加するソレノイドコイル
による牽引力を併用し、また構造が対称的で、流れが逆
方向となっても全く同じ様に作動すると共にパイロット
弁を不要としている。

［実施例］ 以下、本発明による可逆弁の一実施例について図を用い
て説明する。第１図において、１は、上部と下部で径の
異なる円筒の弁箱で、主流体通路１ａ。

１ｂを開口し、対称的に設けられた一対の弁シート２ａ
、２ｂを設けである。また弁箱１は、上部に、固定鉄心
１２を有し外側にソレノイドコイル１３を配置した円管
１１を固着され、下部には、蓋９を固着されて密封され
た弁本体を形成している。弁箱１内には、弁シート２ａ
、２ｂをはさみ、上端には弁箱１と断面積の大きい上部
弁室Ｂを形成する上部隔壁３ｄを有し、下端には上部弁
室Ｂより断面積の小さい下部弁室Ａを形威する下部隔壁
１０を固着されたピストン３を、弁箱１の軸方向に摺動
自在に配置しである。上部隔壁３ｄと弁箱１で画定され
る上部弁室内には上部隔壁３ｄと弁シート２ａ、２ｂの
当接する位置において作動終端となるように復帰バネ８
を配置してあり、また、ピストン３の上部隔壁３ｄと下
部隔壁１０の間には、主流体通路１ａ、Ｉｂと同軸とな
りピストン３に対し弁シート２ａ、２ｂ間を移動可能な
円筒弁体５！Ｅ：配置しである。円筒弁体５は両端にシ
ール７を有しピストン３と気密を保つと共に、弁体５の
軸方向中心には主流体通路１ａ、　Ｉｂを連通する副流
体通路５ｃを設けると共に副流体通路５Ｃの両側に対称
的に一対の弁座５ａ、５ｂが形成されている。弁座５ａ
、５ｂの両側には任意の一方を閉止する一対の閉止弁体
６ａ、６ｂが副流体通路５Ｃを貫通するビンにより連結
されている。また円筒弁体５の弁箱１の軸方向には、副
流体通路５Ｃを貫通して副圧力路５ｄを設けである。ピ
ストン３の中心軸方向には、上部弁室Ｂと副圧力路５ｄ
を連通ずる圧力路３ａと、下部弁室Ａと副圧力路５ｄを
連通ずる圧力路３ｂを設けると共に、上部隔壁３ｄの圧
力路３ａの開口には副弁座３ｃを形威しである。また上
部隔壁３ｄの上部弁室Ｂ側には、ソレノイドコイル１３
により駆動される可動鉄心４に連結されたニードル弁４
ａが副弁座３ｃを開閉するように設けられ、該ニードル
弁４ａは、隔壁３ｄに設けられた冠状体３ｆを貫通しピ
ストン３に対し微少間隔Ｃだけ移動可能にピストン３に
係合されている。

次に作動について説明する。第１図において主流体通路
１ａ側より流体が流入すると、弁体５は流入側の圧力に
より流出側の主流体通路１ｂの弁シート２ｂ側に移動し
圧着され開口を閉止すると共に、副流体通路５ｃ内の閉
止弁体６ａも同じ様に流出側に移動し、流入側の弁座５
ａを閉止する。また上部弁室Ｂに開口する副弁座３ｃは
ニードル弁４ａにより閉止されている。この状態では、
下部弁室Ａは圧力路３ｂおよび副圧力路５ｄを介し、流
出側弁座５ｂと閉止弁体６ｂにより開放されている流出
側の副流体通路５ｃを通り流出側の主流体通路１ｂと連
通され低圧となり、更にピストン３と弁体５はシール７
により閉止されることで流入側の流体は流出できない。

この状態で、次にソレノイド１３に通電すると、可動鉄
心４は固定鉄心１２の側へ引き込まれると共に、ニード
ル弁４ａは副弁座３ｃを開放し上部弁室Ｂの流体を圧力
路３ａおよび副圧力路５ｄを介し流出側に逃がすことで
低圧となり、上部隔壁３ｄと下部隔壁１０の面積の差に
より生じる力とニードル弁４ａが上部隔壁３ｄの冠状体
３ｆ上部に当接して、ピストン３を上方に引き上げよう
とする可動鉄心４の力によりピストン３は復帰バネ８の
力に抗して上方に動き始める。

この作動を第２図で説明する。図中、■は復帰バネ８に
よる抵抗力、■は円筒弁体５の抵抗力、■は下部隔壁１
０のシール７の抵抗力、Ａ′は可動鉄心の牽引力、およ
びＢ′は上部弁室Ｂと下部弁室Ａの圧力差によるピスト
ン３の主流体通路全閉止状態から全開放に至る間の可動
力の変化を示し、更に■は前記■、■および■の合力と
してのピストンの抵抗力の変化を、またＣ′　は前記Ａ
′およびＢ′の合力としてのピストン可動力の変化を示
す。主流体通路の開口面積が大きくなるにつれて、流入
側の主流体通路１ａと流出側の主流体通路１ｂの圧力差
は減少し、それに伴い円筒弁体５を弁シー）　２ｂに圧
着する力は少なくなり、ついては円筒弁体５の抵抗力■
および下部隔壁１０のシール７の抵抗力■は圧力差に比
例して小さくなる。また、復帰バネ８は圧縮されるにつ
れて抵抗力のが大きくなり、主流体通路全閉止状態ばよ
り全開放に至る間のピストン３の抵抗力は■のようにな
る。また同じ様に、上部弁室Ｂと下部弁室Ａによる圧力
差で生じるピストン３の可動力Ｂ′　は主流体通路の開
口に従い小さくなり、可動鉄心４の牽引力Ａ′は固定鉄
心１２に近づくに従い大きくなり、ピストン３の可動力
Ｃ′は可動力Ｂ′　と牽引力Ａ′の合成されたものとな
る。従って第２図で示すように、ピストン３の開方向の
全行程において、ピストンの抵抗力■よりピストン可動
力Ｃ′　を大きくすることができる。即ちピストン３の
動きは、主流体通路の開口初期においては圧力差による
力を利用し、後期にはソレノイドコイルによる可動鉄心
の牽引力を利用することで主流体通路１ａ、　Ｉｂの開
口を行うことができる。

可動鉄心４が固定鉄心１２に吸着された状態では、主流
体通路１ａと主流体通路１ｂの間の圧力差はなく、かつ
上部弁室Ｂおよび下部弁室Ａを含む弁箱１内の圧力は全
て等しく、ピストン３は可動鉄心４と復帰バネ８により
固定される。この状態から次に、ソレノイドコイル１３
を非通電にすると、ニドル弁４ａにより副弁座３ｃは閉
止されると共に、復帰バネ８によりピストン３は下方に
移動を始める。

この状態を再度第２図で説明すると、復帰バネ８により
ピストン３が移動し、主流体通路の開口面積が円筒弁体
５により小さくなってくると、円筒弁体５は弁シート２
ｂに圧着され抵抗力■は増加する。ま■は減少してくる
が、下部弁室Ａは流出側の主流体通路１ｂに連通され低
圧となり、上部弁室Ｂは流入側の主流体通路１ａより上
部隔壁３ｄと弁箱１で形成される流路３ｅを通り流体が
流入し、流入側の主流体通路１ａと同じ高圧となるため
ピストン３を下方に動かす可動力Ｂ′は増加する。即ち
、初期におＡの圧力差による力によりピストン３を下方
に移動させて主流体通路１ａ、　ｌｂを閉止する。

また、主流体通路１ａ、　１ｂにおいて、前述とは逆に
、主流体通路１ｂが流入側となっても対称的な構成であ
るので、同様に主流体通路１ａ、　１ｂの開閉をするこ
とが可能である。

［発明の効果］ 本発明による可逆弁は、弁本体の主流体通路より外部に
低圧部を設ける必要がなく、流体回路の任意の位置に取
り付けて流路の開閉を行えると共に、パイロット弁およ
びパイロット弁と弁体を接続する配管を必要とせず、小
型にできるばかりでなく、順逆いずれの方向でも同じ作
動が得られ流路の取り付けに方向性を考慮する必要がな
い等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による可逆弁の一例を示す断面図、第
２図は、本発明による可逆弁の作動状況を示す説明図、
第３図は、第１図に示した可逆弁の流路全開時の断面図
、および第４図は、従来技術による可逆弁の一例を示す
断面図である。 １・・・弁箱、ｌａ、　１ｂ・・・主流体通路、２ａ、
２ｂ・・・弁シート、３・・・ピストン、３ａ、３ｂ・
・・圧力路、３ｃ・・・副弁座、３ｄ・・・上部隔壁、
３ｅ・・・流路、３ｆ・・・冠状体、４・・・可動鉄心
、４ａ・・・ニードル弁、５・・・円筒弁体、５ａ、５
ｂ・・・弁座、５ｃ・・・副流体通路、５ｄ・・・副圧
力路、６ａ、６ｂ・・・閉止弁体、７・・・シール、８
・・・復帰バネ、９・・・蓋、１０・・・下部隔壁、１
１・・・円管、１２・・・固定鉄心、１３・・・ソレノ
イドコイル、Ａ・・・下部弁室、Ｂ・・・上部弁室、Ｃ
・・・微少間隔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状の弁箱内に主流体通路を開口する一対の弁
   シートを該弁箱内の対向壁に対称に設け、該弁シートの
   該弁箱軸方向の両側に断面積の大きい第１の弁室とこれ
   より断面積の小さい第２の弁室を設け、該第１の弁室と
   該第２の弁室を該主流体通路よりそれぞれ区画する第１
   および第２の隔壁を両端に有する該弁箱軸方向に摺動可
   能なピストンを設け、また、該第１の弁室の空間が拡大
   する方向に付勢手段を設けると共に該ピストンの該隔壁
   間には、該弁シート間を移動可能で該弁シートの開口の
   任意の一方を該ピストンの位置が該付勢手段の作動終端
   において閉止する円筒弁体を設け、該円筒弁体中心には
   該主流体通路を連通する副流体通路および該副流体通路
   の両側に対称的に一対の弁座を形成し該副流体通路を貫
   通し任意の一方の該弁座を閉止する一対の閉止弁体が設
   けられ、また該円筒弁体には該副流体通路に直角に該副
   流体通路を貫通する副圧力路が設けられ、更に該ピスト
   ンの中心軸方向には両端の該隔壁より該円筒弁体の該副
   圧力路に向い圧力路を設け連通すると共に該第１の弁室
   の該第１の隔壁には該弁箱外側に配置したソレノイドコ
   イルにより駆動される鉄心に連結されたニードル弁によ
   り開閉される副弁座を形成し、また該ニードル弁は該ピ
   ストンの該第１の隔壁に設けられた冠状体を貫通し該ピ
   ストンに対し微少間隔移動可能に該ピストンと係合され
   るよう構成して、該主流体通路と該第１の弁室を連通す
   る、該第１の弁室の該第１の隔壁と弁箱で形成される漏
   洩路の流通抵抗は該ニードル弁の全開時の流通抵抗より
   大であると共に該第２の弁室は該第２の弁室の該第２の
   隔壁により該主流体通路と隔てられていることを特徴と
   する電磁可逆弁。