JPS62118175A - ソレノイド作動型流量制御弁 - Google Patents

ソレノイド作動型流量制御弁

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JPS62118175A
JPS62118175A JP61271682A JP27168286A JPS62118175A JP S62118175 A JPS62118175 A JP S62118175A JP 61271682 A JP61271682 A JP 61271682A JP 27168286 A JP27168286 A JP 27168286A JP S62118175 A JPS62118175 A JP S62118175A
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valve
pole piece
counterbore
fitting
tube member
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JP61271682A
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ロバート　ジェイ．トーレンス
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Eaton Corp
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    • F16K31/0651—One-way valve the fluid passing through the solenoid coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B41/345—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by solenoids
    • F25B41/347—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by solenoids with the valve member being opened and closed cyclically, e.g. with pulse width modulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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） この発明は、ソレノイド作動型の弁、 より詳細には、ソレノイドが流れラインを取り囲んでお
り、そしてパルス操作に適する上記弁に関する。
（従来の技術） 過去における自動車の空気調和システムでは、蒸発器へ
の冷却剤の流量を制御するのに、典型的にはサーモスタ
ット式膨張弁又はオリフィスのいずれかを用いていた。
かかるシステムの作動は一般的に満足のいくものであっ
たが、それ以上の制御量は極めて少ない。自動車の制御
システムはしだいに複雑高度なものとなってきており、
エンジン速度、燃料流量、燃料混合比、トランスミッシ
ョン比等のようなかかる機能を制御するためにマイクロ
コンピュータが塔載されているので、を気調和システム
には塔載されタマイクロコンピュータの制御下にある電
気的に作動される膨張弁を利用することが提案されてき
た。このような弁は、典型的にはパルス幅変調様式で制
御されるが、これには、自動車の空気調和に当てはめる
場合に典型的である少くとも２１Ｋｇ／ｚ”　（３００
ｐｇｉ）の差圧下で弁の操作者が弁を開かねばならない
ときに生じるであろ゛う自動車の電気系統への過度の負
荷を回避するために、弁の圧力がバランスすることが必
要である。過去においては、ソレノイドが冷却剤の流体
流れラインから直角に外側に伸びており、典型的には弁
部材を含むソレノイドプランジャの動きは流体流れに対
して直角となっている設計の弁でもって、満足な結果が
達成されている。
（発明が解決しようとする問題点） ととるで、かかる弁は満足に作動するけれども、ある適
用下では、制御ソレノイドが流れラインを取り囲むイン
ライン弁と称されるものを有するのが望ましい。かかる
弁は、全体の包装が小さくそしてその作動が直角弁より
も静かであるため有利でおる。それゆえ、このような弁
を提供することがこの発明の目的である。
インラインソレノイド作動型弁の従来構造は、弁シート
に接触する円錐形の１うｙジャを利用していた。この形
式の配列では、弁シートに対するプランジャの衝撃によ
る機械的な摩耗のために弁の性能が低下するという問題
がある。自動車の空気調和システムに用いられるパルス
幅変調制御７ステムでは、弁は平均的に、６千万サイク
ルの間続かねばならない。弁シートに対するプランジャ
の衝撃と、その結果もたらされる摩耗とは、弁の寿命に
おいて一般的に制限登因である。それゆえ、流量制限面
間の物理的な接触及び衝撃を除去するインラインソレノ
イド作動型の弁を提供することが、この発明の別の目的
である。
（問題点を解決するだめの手段） 上記の、及びそれに追加しての、目的は、以下の電気的
作動型の流量制御弁を提供することにより本発明の原理
に従って達成される。即ち。
上記流量制御弁は、中空のシリンダ状弁スリーブ、弁ス
リーブの各端に一つずつ固定的に装着されて弁を流体流
れラインに接続している一対の継手であって、各継手と
も内部に流体流れ通路を有し、第１の継手は、弁スリー
ブ上に装着される側の第１の継手の端部から第１の継手
の通路内へと途中まで伸び７１端ぐりを有している一対
の継手１両継手間で弁スリーブを取り囲む電気コイル、
弁スリーブ内に固定的に装着されると共にコイルによっ
て定められた領域の内側で第２の継手から伸びる磁極片
であって、この極片は、極片の第２の継手から遠い方の
端部から極片の内部へと途中まで伸びる階段状の端ぐり
を有しており、この極片はさらに極片の全長にわたって
伸びる縦方向の外側チャ／ネルを有し、このチャンネル
は端ぐりの開口端部と交差して第２の継手の通路と連通
している前記磁極片、一端で第１の継手の端ぐり内に固
定されそして他端において極片の端ぐりの小さい階段部
内に伸びており、壁に弁ポートを有する中空のチユーブ
部材、このチユーブ部材を取り囲むと共にチユーブ部材
の上を滑動して弁ポートを選択的に塞いだり露出させる
磁気プランジャ、及びこのプランジャを極片から遠のく
ように弾性的に付勢するスプリング手段からなっている
。
この発明の一つの観点によれば、プランジャの内側寸法
はチユーブ部材の外側寸法よりも充分大きいので、プラ
ンジャとチユーブ部材との間の間隙により、弁ポートが
基かれたときにこの間隙は弁ポートよりも小さい流量断
面となり、制御された最小流量経路が与えられる。
（作用） この発明において、ソレノイドのプランジャは、その局
部に弁ポートを備えるチユーブ部材を取囲み、そのチユ
ーブ部材の外周において滑動しその内周部が前記弁ポー
トを選択的に開閉各状態となす。
したがって、その開閉動作にあたり、前記チユーブ部材
の外周面における前記弁ポートの存る部分ならびにプラ
ンジャの内周面における該弁ポートを開閉させる部分が
成す流量制御面間に衝撃力は作用しない。
（実施例） 叙上のことは、添付図面と一緒にして以下の記述を読む
ことにより一層明らかになるであろう。上記図面におい
て、図番が異なる場合でも同じ賛素については同じ参照
番号が付与されている。
図面を参照すると、参照番号１０で概括的に指示されて
図面に描かれた弁は、中空のクリ／ダ状弁スリーブ１２
と、この弁スリーブ１２の各端部にそれぞれ設けられて
弁１０を流体流れラインに接続する一対の継手１４及び
１６とを含んでいる。第１の継手１４は内部に流体流れ
通路１８を有しており、この通路は、弁スＩＪ　＋プ１
２に装着される継手１４の端部から内部へと途中２０ま
で端ぐりが施されている。第２の継手１６は内部に流体
流れ通路２２を有している。通路１８と２２及び端ぐり
２ｏは弁スリーブ１２と軸線方向に整列しているのが好
ましい。
弁１０はまた、ボビン２６のまわりに巻かれていると共
に継手１４及び１６の間でスリーブ１２を取り凹む電気
コイル２４を含んでいる。
慣用になっているように、磁気ヨーク２８がコイル２４
を取り囲んでおり、電流が通されたときにコイル２４に
よって発生した磁束のための戻り経路を与えている。
弁１０の作動要素はスリーブ１２内にありそして磁極片
３０、チユーブ部材３２、磁気プランジャ３４及びスプ
リング３６を含んでいる。
極片３０はスリーブ１２内に固定されており、一端が継
手１６に当接し、極片３ｏの残部はコイル２４によって
定められた領域の内側に伸びている。極片３０は、継手
１６からは遠く離れた極片３０の端部から内部へと途中
まで伸びる階段状の端ぐり３８，４０を有している。極
片３０にはさらに、その全長にわたって伸びる投手方向
の外側チャンネル４２が形成されている。
極片３０の両端部では、チャンネル４２は拡大されてい
て、継手１６の通路２２に連通すると共に端ぐり３８の
開口端と交差している。
チユーブ部材３２が、一端において継手１４の端ぐり２
０内で固定されており、セして他端においては極片３ｏ
の小さい端ぐり４ｏ内に沖びている。チユーブ部材３２
の像には弁ポート４４が形成されている。磁気プランジ
ャ３４がチユーブ部材３２を取り囲んでおり、チユーブ
部材の上を滑動可能であって弁ポート４４を選択的に覆
うか露出させている。スプリング３６は圧縮スプリング
であり、極片３０とグランジャ３４との間でチユーブ部
材３２を取り囲みそしてプランジャ３４を極片３０から
遠ざけるように弾性的に付勢する働きをしている。
弁１０を組み立てるには、継手１６と極片３０とを、極
片３０が継手１６に当接するように。
スリーブ１２内へ圧入する。溶接により、継手１６をス
リーブ１２に対して固定すると共にシールする。次にチ
ユーブ部材３２を継手１４の端ぐり２０に圧入する。そ
して次にプランジャ３４とスプリング３６とをチユーブ
部材３２の外に滑り嵌める。この組立体を次にスリーブ
１２の中に滑り込ませ、チユーブ部材３２の他端を端ぐ
り４０内へ挿入し、そしてスプリング３６を端ぐり３８
内１ｃＦＣ合させる。次に、溶接により継手１４をスリ
ーブ１２に固定する。スペーサ４６を継手１６の上とス
リーブ１２の上に滑り嵌めし、継手１４の肩部４８ＫＭ
接させる。
次に、コイル２４、ボビン２６、及び磁気ヨーク２８を
スリーブ１２の上に滑り嵌めてスペーサ４６に当接させ
る。次に、保持リング５０により全ての要素を所定場所
に固定する。
弁１０の作用は次のとおりであるが、弁１０は継手１６
が流入口継手であり継手１４が流出口継手であるように
配設されているととを前提とする。フィル２４が励磁さ
れていないと、弁１０は第１図に示されているように、
通常開いている。このため、スプリング３６はプランジ
ャ３４を極片３０から離れる方向に移動させるように作
用するが、との動きは流出口継手１４によって制限され
る。次に、流体が流入口継手１６０通路２２を通り、極
片３０のチャンネル４２を通り、極片３０とプランジャ
３４との間の９間を通り、弁ポート４４を通り、チユー
ブ部材３２の内部を通り、そして流出口継手１４０通路
１８を通って流れる。コイル２４を励磁すると、プラン
ジャ３４は磁片３０に磁気的に引き付けられて、第２図
に示されているように。
大きな端ぐり３８内のスプリング３６を圧縮する。この
状態では、弁ポート４４は基かれて、弁１０を通る流体
流れを制限する。しかしながら、プランジャ３４とチユ
ーブ部材３２との間には、弁ポート４４よりも小さい流
れ断面積を与える間隙があり、この間隙によって最小の
流量が維持される。この最小限のｆｆ１ｆｉにより、潤
滑油をシステムの圧縮機へ戻すのに充分な流量の冷却剤
を流す。その後、コイル２４を消磁すると、スプリング
３６はプランジャ３４を第１図に示された位置へ戻して
、もう一度全流量状態を作り出す。
上記弁は多くの利点を有している。この弁は。
毎秒約１０サイクルで、高速に開閉することができ、電
子パルス鴫制御器を用いて流量調整を可能とする。弁の
流１制御面は、長寿命を与える非衝撃型の面である。加
えて、各要素は圧力と力がバランス状態にあるので、各
要素の摩擦は小さくそしてリターンスプリングの力に打
ち勝つのに頂度充分なだけの大きさの小きいコイルを用
いることができる。この結果、エネルギーが節約され、
重量と寸法が小ざくなり、そして電流ドレイ／も小さく
なり、大きなノ（ワースイツテトランジスタを必要する
ことなく電子回路が弁を制御できることになる。
説明した実施例は、継手１６が流入口継手でありそして
継手１４が流出口継手となった通常開いた弁を開示した
ものであるが、弁ポート４４をグラ／ジャ３４の下流に
移すことにより、弁は、コイルの励磁時に全流量となる
、通常は閉じた弁として構成することができる。加えて
、流入口及び流出口の継手は逆にすることができる。
従って、改良されたインラインソレノイド作動型のスラ
イド弁が開示された。上記実施例は単にこの発明の原理
を適用したものを示したにすぎないことが理解される。
当業者であれば、冒頭の特許請求の範囲に定められてい
るようなこの発明の精神及び範囲から逸脱することなく
、他の多くの実施例を案出することができる。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、ソレノイドのプラ
ンジャの内部に、その中空部が流体流れラインの一部を
構成するチユーブ部材を設け、このチユーブ部材の局部
に弁ポートを配設し、プランジャが該チユーブ部材の外
周において滑動することにより該プランジャの内周部が
弁弁ポートを開閉する構成としたことにより、インライ
ンソレノイド作動型の流量制御弁が得られるという効果
を奏する。
また、ｉｎ制御面はチユーブ部材の外周面と。
該外周面上を滑動するプランジャの内周面とで構成され
ることとなるので、両者が互いに衝撃的な接触をするこ
とはなく、弁ポートの開閉サイクルの極めて高いパルス
幅変調制御システムに適用しても所要の長寿命が得られ
るという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による電気作動弁の、コイルを消磁
した状態で示す縦方向断面図である。 第２図は、コイルを励磁した状態の弁を示す第１図に類
似した図である。 第３図は、第１図に示された弁の極片の斜視図である。 そして第４図は、第１図に示された弁のチユーブ部材の
斜視図である。 １０・・・・・・弁　　　　１２・・・・・・弁スリー
ブ１４．１６・・・・・・継手　１８．２２・・・・・
・通路２０・・・・・・端ぐり　　　２４・・・・・・
電気コイル２６・・・・・・　ボビン　　　２８・・・
・・・磁気ヨーク３０・・・・・・ａ極片　　　３２・
・・・−チユーブ部材３４・・・・・・磁気プランジャ ３６・・・・・・スプリング ３８．４０・・・・・・端ぐり ４２・・・・・・外側チャンネル ４４・・・・・・弁ポート　　４６・・・・・・　スペ
ーサ４８・・・・・・肩部　　　５０・・・・・・保持
リング（ほか２名）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中空のシリンダ状弁スリーブ； 該弁スリーブの各端に一つずつ固定的に装 着されて弁を流体流れラインに接続している一対の継手
    であつて、各継手とも内部に流体流れ通路を有し、その
    第１の継手は、前記弁スリーブ上に装着される側の該第
    １の継手の端部から該第１の継手の通路内へと途中まで
    伸びる端ぐりを有している前記一対の継手；その両継手
    間で前記弁スリーブを取り囲む 電気コイル； 前記弁スリーブ内に固定的に装着されると 共に前記コイルによつて定められた領域の内側で第２の
    前記継手から伸びる磁極片であつて、該磁極片は、該磁
    極片の前記第２の継手から遠い方の端部から前記磁極片
    の内部へと途中まで伸びる階段状の端ぐりを有しており
    、前記磁極片はさらに前記磁極片の全長にわたつて伸び
    る縦方向の外側チヤンネルを有し、前記チヤンネルは前
    記端ぐりの開口端部と交差して前記第２の継手の通路と
    連通している前記磁極片； 一端で前記第１の継手の端ぐり内に固定さ れそして他端において前記磁極片の端ぐりの小さい階段
    部内に伸びており、壁に弁ポートを有する中空のチユー
    ブ部材； 前記チユーブ部材を取り囲むと共に前記チ ユーブ部材の上を滑動して前記弁ポートを選択的に塞い
    だり露出させる磁気プランジヤ；及び 前記プランジヤを前記磁極片から遠のくよ うに弾性的に付勢するスプリング手段からなる電気的に
    作動されるソレノイド作動型流量制御弁。
  2. （２）前記スプリング手段は、前記極片と前記プランジ
    ヤとの間の前記チユーブ部材を取り囲む圧縮スプリング
    を含んでおり、前記圧縮スプリングは前記極片の端ぐり
    の内部に嵌合している特許請求の範囲第１項に記載の弁
    。
  3. （３）前記プランジヤの内側寸法は前記チユーブ部材の
    外側寸法よりも充分大きく、そのため前記弁ポートより
    も小さい流量を与える前記プランジヤと前記チユーブ部
    材との間の間隙により、前記弁ポートが塞がれていると
    きにも最小限の制御流量通路を与えている特許請求の範
    囲第１項に記載の弁。
  4. （４）前記継手の通路，前記第１の継手の前記端ぐり、
    及び前記極片の前記端ぐりは全て前記弁スリーブの軸線
    に沿つて整列している特許請求の範囲第１項に記載の弁
    。
JP61271682A 1985-11-14 1986-11-14 ソレノイド作動型流量制御弁 Pending JPS62118175A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/798,100 US4638973A (en) 1985-11-14 1985-11-14 Inline solenoid operated slide valve
US798100 1985-11-14

Publications (1)

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JPS62118175A true JPS62118175A (ja) 1987-05-29

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US (1) US4638973A (ja)
EP (1) EP0222223B1 (ja)
JP (1) JPS62118175A (ja)
AU (1) AU585401B2 (ja)
DE (1) DE3669576D1 (ja)

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