| 【発明の名称】 |
パイロット操作弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】山内 紀彦
【氏名】岸 正弥
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| 【要約】 |
【課題】パイロット操作弁の製造コストを低減する。
【解決手段】弁本体22に、流入路31側と流出路32側とを連通する主流路33およびパイロット流路61を設ける。主流路33に設けた主弁孔38は、主弁室37に進退自在に設けた主弁41で開閉する。パイロット流路61に設けたパイロット弁孔64は、電磁石74で駆動するパイロット弁71で開閉する。パイロット流路61の流入路31側を連通部67で主弁41の背圧側と連通する。主弁41は、主弁室37に摺動自在に嵌合する主弁本体42と、主弁孔38を開閉するディスク部46、および主弁室37の内周面に摺接するシール体44とで構成する。シール体44は、主弁室37の内周面に密接するリップ体51と、このリップ体51を弾性的に押圧する弾性体52とで構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流入路と流出路とを連通する主流路と、この主流路に設けられた主弁孔を備えた主弁室と、この主弁室に進退可能に設けられ、前記主弁室に摺動自在に嵌合する主弁本体、前記主弁孔を開閉するディスク部、および前記主弁室の内周面に摺接するシール体とを備えた主弁と、前記主弁孔を閉塞する方向に前記主弁を付勢する付勢手段と、前記流入路と前記流出路とを連通するとともに前記流入路と前記主弁の背圧側とを連通するパイロット流路と、このパイロット流路の前記流入路と前記流出路との間に設けられたパイロット弁孔を備えたパイロット弁室と、このパイロット弁室に進退可能に設けられ前記パイロット弁孔を開閉するパイロット弁体と、このパイロット弁体を進退させる操作手段とを具備したことを特徴とするパイロット操作弁。
【請求項２】 シール体は、前記主弁室の内周面に密接するリップ体と、このリップ体を弾性的に押圧する弾性体とを具備したことを特徴とする請求項１記載のパイロット操作弁。
【請求項３】 主弁は、ディスク部を設け主弁本体に固定されるディスク体と、前記主弁本体とディスク体との間に挟持して固定されるシール体とを具備したことを特徴とする請求項１または２記載のパイロット操作弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、冷蔵庫などの冷凍サイクル系に用いられ、パイロット弁の開閉により主弁を開閉するパイロット操作弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、冷蔵庫などの冷凍サイクル系において、圧縮機の停止状態時に冷媒が蒸発器に流入することを阻止するために、膨張弁の上流側に接続され、サーモスタットにて制御される電磁弁が用いられている。例えば、図９に示すように、この種の電磁弁１は、弁本体２に、流入路３と流出路４とを連通する主弁孔５を備えた主弁室６が備えられ、この主弁室６に、略円柱状をなす主弁７が進退自在に備えられている。そして、この主弁７は、コイルスプリング８に押圧され、弁座5aにディスク7aが当接して、主弁孔５を閉塞している。また、主弁７に貫通形成されたブリードポート7bおよび主弁７の外周面に沿った間隙7cにより、主弁７の背圧側と流入路３とが連通されているとともに、この主弁７の背圧側と流出路４とを連通して、パイロット流路11が形成されている。さらに、このパイロット流路11には、パイロット弁室12のパイロット弁孔14が設けられている。そして、パイロット弁室12に進退自在に備えられ、電磁石15により進退駆動されるパイロット弁体16により、パイロット弁孔14すなわちパイロット流路11が開閉されるようになっている。
【０００３】そこで、電磁石15を消磁し、パイロット弁体16を前進させてパイロット弁孔14を閉じた状態では、ブリードポート7bおよび主弁７の外周面に沿った間隙7cから主弁７の背圧側に流体が流入し、この主弁７の背圧側の流体圧と流入路３側の流体圧とが同圧になる。そこで、コイルスプリング８の付勢力により、主弁７が前進し、弁座5aにディスク7aが当接して、主弁孔５が閉塞される。
【０００４】一方、電磁石15を励磁し、パイロット弁体16を後退させてパイロット弁孔14を開くと、主弁７の背圧側の流体が流出路４に流出し、主弁７の背圧側の流体圧とコイルスプリング８とによる圧力が、流入路３側の流体圧よりも低下する。この状態で、流入路３側の流体圧により主弁７が後退し、主弁孔５が開いて、流入路３と流出路４とが連通するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、主弁７は、主弁室６に進退自在に嵌合するとともに、この主弁７の外周面に沿った間隙7cを所定の流体が流通し、さらに、ブリードポート7bが貫通形成されるため、主弁７は例えばステンレスの切削加工などにより精度を高く形成する必要があり、製造コストが上昇する問題を有している。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造コストを低減できるパイロット操作弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のパイロット操作弁は、流入路と流出路とを連通する主流路と、この主流路に設けられた主弁孔を備えた主弁室と、この主弁室に進退可能に設けられ、前記主弁室に摺動自在に嵌合する主弁本体、前記主弁孔を開閉するディスク部、および前記主弁室の内周面に摺接するシール体とを備えた主弁と、前記主弁孔を閉塞する方向に前記主弁を付勢する付勢手段と、前記流入路と前記流出路とを連通するとともに前記流入路と前記主弁の背圧側とを連通するパイロット流路と、このパイロット流路の前記流入路と前記流出路との間に設けられたパイロット弁孔を備えたパイロット弁室と、このパイロット弁室に進退可能に設けられ前記パイロット弁孔を開閉するパイロット弁体と、このパイロット弁体を進退させる操作手段とを具備したものである。
【０００８】そして、この構成では、操作手段によりパイロット弁体を前進させ、パイロット弁孔を閉じた状態では、パイロット流路を介して流入路から主弁の背圧側に流体が流入し、この主弁の背圧側の流体圧と流入路側の流体圧とが同圧になる。そこで、付勢手段の付勢力により、主弁が前進し、主弁孔が閉塞され、主流路が閉塞される。一方、操作手段によりパイロット弁体を後退させ、パイロット弁孔を開いた状態では、主弁の背圧側の流体が流出路に流出し、主弁の背圧側の流体圧と付勢手段とによる圧力が、流入路側の流体圧よりも低下する。そこで、流入路側の流体圧により主弁が後退し、主弁孔が開いて、主流路が開かれる。そして、パイロット流路を介して流入路と主弁の背圧側とが連通するため、主弁にブリードポートを形成する必要がなく、さらに、主弁の外周面に所定寸法の間隙を形成する必要もなく、主弁の外周面を主弁に備えたシール体で密閉することが可能になる。そこで、主弁室に摺動自在に嵌合する主弁本体は成形の精度を高める必要がなく、製造コストが低減される。また、間隙を介して流通させるより、主弁の背圧側の流体圧が的確に制御されるので、パイロット弁体の小形化が可能になり、製造コストが低減される。
【０００９】請求項２記載のパイロット操作弁は、請求項１記載のパイロット操作弁において、シール体は、前記主弁室の内周面に密接するリップ体と、このリップ体を弾性的に押圧する弾性体とを具備したものである。
【００１０】そして、この構成では、シール体をリップ体と弾性体とで形成することにより、主弁の外周面の密閉度が容易に向上する。
【００１１】請求項３記載のパイロット操作弁は、請求項１または２記載のパイロット操作弁において、主弁は、ディスク部を設け主弁本体に固定されるディスク体と、前記主弁本体とディスク体との間に挟持して固定されるシール体とを具備したものである。
【００１２】そして、この構成では、ディスク体とシール体と主弁本体とを組み合わせることにより、主弁が容易に構成されるとともに、主弁本体は成形の精度を高める必要がなく、製造コストが低減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のパイロット操作弁の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】図１ないし図５において、21はパイロット操作弁で、このパイロット操作弁21は、例えば、冷蔵庫などの冷凍サイクル系において、圧縮機の停止状態時に冷媒が蒸発器に流入することを阻止するために、膨張弁の上流側に接続され、サーモスタットにて制御される電磁弁を構成している。
【００１５】そして、このパイロット操作弁21は、弁本体22を備え、この弁本体22は、本体部材23、上部部材24、蓋体25、導管26，27、およびハウジング28などを接続して構成されている。そして、この弁本体22には、流入路31と流出路32とが設けられ、これら流入路31と流出路32とを連通する主流路33が設けられている。そして、この主流路33の流入路31側は、案内路35で上下に分流され、これら案内路35と流出路32側との間が、略円柱状をなす主弁室37の正面側に設けた主弁孔38で連通されているとともに、この主弁孔38の縁部が、円環状をなす弁座39となっている。
【００１６】そして、主弁室37の内部には、水平方向に進退する主弁41が配置されている。そして、この主弁41は、図６などに示すように、主弁本体42と、ディスク体43と、シール体44となどを組み合わせて構成されている。
【００１７】そして、主弁本体（メインバルブ）42は、アルミニウムなどにて一体に形成され、主弁室37内に摺動自在に嵌合する略円筒状をなす本体部42a と、この本体部42a の正面側を覆う隔壁部42b と、この隔壁部42b の中央部から正面側に突設された軸部42c と、この軸部42c の先端部に設けられたかしめ部42d とを備えている。また、隔壁部42b の背面側は、ばね受け部42e となっているとともに、隔壁部42b の正面側には、シール受け部42f が凹設されている。なお、このシール受け部42f は、外周側の縁部が傾斜しているとともに、底面の外周側がわずかに凹設されている。
【００１８】また、ディスク体43は、主弁室37内に摺動自在に嵌合する略円盤状をなし、弁座39に接離され主弁孔38を開閉するポリフッ化エチレン系繊維製のディスク部46と、このディスク部46の背面側および外周部を覆うアルミニウム製などの椀型のホルダ47とから構成されている。そして、このディスク体43の中央部には、軸部42c が挿通する円孔48が形成されているとともに、このディスク体43の外周部の背面側には、環状をなす逃げ凹部49が形成されている。
【００１９】さらに、シール体44は、主弁室37の内周面に摺接してほぼ液密にシールするもので、樹脂製などのリップ体51と、金属製などの弾性体52とを備えている。そして、リップ体51は、図６ないし図８などに示すように、ポリフッ化エチレン系繊維製などの樹脂などにて一体に略皿状に形成され、底板部51a と、この底板部51a の外周部から延設された傾斜部51b と、この傾斜部51b の外周部から筒状に延設され主弁室37の内周面に液密に滑接する縁部51c と、底板部51a の中央に形成された円孔51d とを備えている。また、弾性体52は、板バネをプレス加工などして略皿状に一体に形成され、リップ体51と同様に、底板部52a と、この底板部52a の外周部から延設された傾斜部52b と、この傾斜部52b の外周部から筒状に延設された縁部52c と、底板部52a の中央に形成された円孔52d とを備えているとともに、底板部52a の外周部から傾斜部52b および縁部52c にかけて、放射状に複数の切込部52e が形成されている。
【００２０】そして、この主弁41は、主弁本体42の軸部42c に、リップ体51、弾性体52、およびディスク体43の円孔48，51d ，52d をそれぞれ嵌合し、さらに、円環状のディスクサポータ54を嵌合した上で、軸部42c の先端部のかしめ部42d をかしめることにより、組み立てられている。そして、主弁41は、リップ体51および弾性体52は、底板部51a ，52a を主弁本体42のシール受け部42f とディスク体43のホルダ47との間に挟持して固定されるとともに、リップ体51の縁部51c が、弾性体52の縁部によって外周側に向かい押圧され、主弁室37の内周面に密接するようになっている。
【００２１】また、この主弁41の背圧側には、主弁41のばね受け部42e と、蓋体25に設けたばね受突部25a とに支持されて、付勢手段としての弾性体であるコイルスプリング55が配置されている。そして、このコイルスプリング55により、主弁41は主弁孔38を閉塞する方向である前進方向に付勢されている。
【００２２】また、図１などに示すように、弁本体22には、主弁孔38の流入路31側と流出路32側とを連通し、主流路33と並列して、パイロット流路61が設けられている。そして、このパイロット流路61は、この主弁孔38の流入路31側である案内路35から上側に伸びるパイロット流入路62と、パイロット弁孔64を設けたパイロット弁室65と、主弁孔38の流出路32側に連通されたパイロット流出孔66とが順次連通されている。さらに、このパイロット流路61は、パイロット弁孔64の流入路31側の部分から側方に伸びる連通路67を備え、この連通路67により、主弁室37の主弁41の背圧側に連通されている。また、パイロット流入路62は、パイロット流出孔66および連通路67よりも径寸法が小さく形成されている。
【００２３】そして、パイロット弁孔64を開閉するパイロット弁71は、進退自在に支持されたプランジャ72を備え、このプランジャ72は、操作手段としての電磁石74のコイル74a の励磁時に、この電磁石74のヘッド75に吸引されて後退するとともに、電磁石74のコイル74a の非励磁時には、付勢手段であるコイルスプリング76の付勢力に従い前進するようになっている。そして、このプランジャ72の先端部には、パイロット弁室65に位置して球状のボール体77が固定されているとともに、このボール体77のパイロット弁孔64側に位置して、パイロット弁室65に摺動自在に嵌合するパイロット弁体81が備えられている。また、このパイロット弁体81には、ボール体77により開閉される孔部81a が形成されている。
【００２４】また、電磁石74のヘッド75は、ねじ83およびワッシャ84を用いてハウジング28に固体されている。また、ハウジング28からは、電磁石74に接続されたリード線85が導出されている。
【００２５】なお、図３および図５については、導管26，27の端部を着脱可能に覆う保護キャップ86が示されている。そして、この保護キャップ86は、パイロット操作弁21の非使用時、輸送時などに取り付けられ、配管工事の際に取り外されるようになっている。
【００２６】次に、このパイロット操作弁21の動作を説明する。
【００２７】まず、電磁石74の初期の非通電時には、電磁石74は消磁され、プランジャ72はコイルスプリング76の付勢力により前進する。すると、ボール体77がパイロット弁体81の孔部81a を閉塞するとともに、このパイロット弁体81がパイロット弁孔64に押しつけられ、パイロット弁孔64が閉塞される。すなわち、この状態では、パイロット流路61は、流入路31と流出路32との間が閉塞される一方、連通路67を介して流入路31と主弁室37の主弁41の背圧側とが連通されている。そこで、このパイロット流路61の連通路67を介して流体が流入路31から主弁41の背圧側に流入し、主弁41の主弁孔38側と背圧側とが同圧になる。そこで、コイルスプリング55の付勢力により、主弁41が前進し、弁座39に主弁41のディスク部46が当接して、主弁孔38が閉塞される。
【００２８】一方、電磁石74に通電して励磁すると、プランジャ72はヘッド75に吸引されコイルスプリング76の付勢力に抗して後退する。すると、ボール体77がパイロット弁体81の孔部81a から離れ、流体がパイロット弁体16の外周部から孔部81a を介して流通し、さらに、パイロット弁体81が後退して、パイロット弁孔64が開かれる。この状態で、パイロット流路61は、連通路67に加えて流入路31と流出路32との間が互いに連通され、連通路67を介して主弁41の背圧側の流体が流出路32に流出する。そして、主弁41の背圧側の流体圧とコイルスプリング55とによる圧力が、流入路31側の流体圧よりも低下すると、流入路31側の流体圧により主弁41が後退し、主弁孔38が開いて流入路31と流出路32とが連通し、主流路32が開かれるようになっている。
【００２９】そして、本実施の形態によれば、主弁41に設けたシール体44により、主弁41の主弁孔38側と背圧側とはほぼ液密に密閉され、パイロット流路61の連通路67を介して流入路31と主弁41の背圧側とが連通するため、主弁41にブリードポートを形成する必要がなく、また、主弁41の外周面に所定寸法の間隙を形成する必要もない。そこで、主弁室37に摺動自在に嵌合する主弁本体42は成形の精度を高める必要がなく、アルミニウムなどにて金型を用いて容易に形成でき、ステンレスを用いた切削加工などに比べて、製造コストを低減できるとともに、軽量化でき、さらに音の発生も抑制できる。パイロット流路61の連通路67を介することにより、主弁41の外周面の間隙を介して流通させるより、主弁41の背圧側の流体圧を容易に微妙に制御できるため、主弁41の動作を円滑にできるとともに、パイロット弁体81を小形化でき、製造コストを低減できる。
【００３０】また、主弁41に設けたシール体44は、主弁室37の内周面に密接可能な樹脂製のリップ体51と、弾性の設定が容易な弾性体52とで形成することにより、１個のリップのみにて形成する構成に比べて、主弁41の外周部の密閉度を容易に向上できる。さらに、ディスク体43と主弁本体42とをかしめにて組み合わせ、シール体44はこれらディスク体43と主弁本体42とに挟持して固定することにより、主弁41を容易に構成できるとともに、主弁本体42は成形の精度を高める必要がなく、製造コストを低減できる。
【００３１】なお、上記の実施の形態では、操作手段として電磁石74を用いたが、ねじの締め付けなどの手動操作などによることもできる。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載のパイロット操作弁によれば、パイロット流路を介して流入路と主弁の背圧側とが連通するため、主弁にブリードポートを形成する必要がなく、さらに、主弁の外周面に所定寸法の間隙を形成する必要もなく、主弁の外周面を主弁に備えたシール体で密閉できる。そこで、主弁室に摺動自在に嵌合する主弁本体は成形の精度を高める必要がなく、製造コストを低減できる。また、間隙を介して流通させるより、主弁の背圧側の流体圧を的確に制御できるため、パイロット弁体を小形化でき、製造コストを低減できる。
【００３３】請求項２記載のパイロット操作弁によれば、請求項１記載の効果に加え、シール体をリップ体と弾性体とで形成することにより、主弁の外周面の密閉度を容易に向上できる。
【００３４】請求項３記載のパイロット操作弁によれば、請求項１または２記載の効果に加え、ディスク体とシール体と主弁本体とを組み合わせることにより、主弁を容易に構成できるとともに、主弁本体は成形の精度を高める必要がなく、製造コストを低減できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１０５３７８６
【氏名又は名称】日電工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】樺澤 襄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４１７２５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３１２３１２ |
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