| 【発明の名称】 |
電磁式多方向切換弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 修
【氏名】藤本 聡
【氏名】林 一郎
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| 【要約】 |
【課題】弁体を覆うケースの部分を磁性材料と非磁性材料の組合せにすることにより、磁気効率を向上させて省電力、永久磁石の小型化が図れる電磁式多方向切換弁の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の電磁式多方向切換弁は、多方向切換用の弁体を作動させる円弧状の磁極板Ａ２２、並びに同様の磁極板Ｂ２３を備えた電磁弁９と、弁体１７の周りにリング状の永久磁石２１が固着され、前記弁体１７が非磁性材料からなるケース２内に配置され、弁座１１上を回転させることによって冷媒の流路を切換える弁本体１９とにより構成される電磁式多方向切換弁において、前記ケース２の円筒部分を、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより構成し、多方向切換用の弁体１７を回動させる磁気効率を向上させるようにしたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】多方向切換用の弁体を作動させる円弧状の磁極板Ａ２２、並びに同様の磁極板Ｂ２３を備えた電磁弁９と、弁体１７の周りにリング状の永久磁石２１が固着され、前記弁体１７が非磁性材料からなるケース２内に配置され、弁座１１上を回転させることによって冷媒の流路を切換える弁本体１９とにより構成される電磁式多方向切換弁において、前記ケース２の円筒部分を、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより構成し、多方向切換用の弁体１７を回動させる磁気効率を向上させるようにしたことを特徴とする電磁式多方向切換弁。
【請求項２】端部にケース２を備えた非磁性材料からなるプランジャーチューブ３に上下に摺動可能に内挿されたプランジャー４と、その端部に設けられた補助弁体部５と、スプリング（Ａ）６を介して前記プランジャーチューブ３上端部に固定された吸引子７と、記プランジャーチューブ４の回りに配置された電磁コイル８とにより構成された電磁弁９と、中心部に軸１０を植設させると共に下方に向けて２つの通孔管と導入管並びに導出管を備えた円板状の弁座１１と、上端中心部には補助弁座１２を、内面には高圧連通孔１３、低圧連通孔１４及び気密連通孔１５を、上壁面には小孔１６を設けてなる多方向切換用の弁体１７と、該弁体１７を上方に付勢させるスプリング（Ｂ）１８とにより構成された弁本体１９と、前記の多方向切換用の弁体１７の周りに固着されたリング状の永久磁石２１と、前記電磁コイル８外周下部に延長させて設けた円弧状の磁極板Ａ２２、並びに同様の磁極板Ｂ２３を前記ケース２の外周部に嵌め込み、コイルへの通電により多方向切換用の弁体１７を作動させる駆動源とにより構成される電磁式多方向切換弁において、前記の非磁性材料からなるプランジャーチューブ３の下端部に一体的に形成されたケース２の円筒部分を、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより構成し、多方向切換用の弁体１７を回動させる磁気効率を向上させるようにしたことを特徴とする電磁式多方向切換弁。
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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、ヒートポンプ式冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換える電磁式多方向切換弁の改良に係り、特に磁気効率を向上させて省電力、小型化が図れる電磁式多方向切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、特願平９−３３７８５１号にて、冷媒の圧力が高差圧であっても作動可能な電磁パイロット式の電磁式多方向切換弁（以下、「電磁式多方向切換弁」という。）を出願している。この電磁式多方向切換弁では、冷暖房サイクルの切り換え初期の段階において、弁体上部に配置した電磁コイルへの通電により補助弁座部が開放され、弁体の上方の圧力室が低圧になり、この圧力差により弁体が上昇することにより、運転中に弁体を弁座に押圧している高圧側の冷媒の圧力を低圧側に逃がして弁体上下の圧力差をなくしてから、前記弁体上部に配置したコイルへの通電により弁体の外周部に対向的に配置した磁極板の磁極を切り換えることによって、１つのコイルで電磁弁の作動と弁体の回動を行い冷暖房サイクルの切り換えを行うようにしたものである。
【０００３】図５は、前述した従来の電磁式多方向切換弁の縦断面図を示すものである。この従来の電磁式多方向切換弁１’は、補助弁体部を上下方向に摺動させ、弁本体に形成された補助弁座部を密封又は、開放させるための電磁弁９と、冷媒の流路を切換えるための多方向切換弁としての作用をさせる弁本体１９と、多方向切換用の弁体１７を作動させる駆動源とにより構成されている。
【０００４】前記電磁弁９は、非磁性材のプランジャーチューブ３と、該プランジャーチューブ３の下端部一体的に設けられた金属製の非磁性材料にて作られたケース２と、前記プランジャーチューブ３に上下に摺動可能に内挿されたプランジャー４と、その端部に設けられた補助弁体部５と、スプリング（Ａ）６を介して前記プランジャーチューブ３上端部に固定された吸引子７と、記プランジャーチュー３の回りに配置された電磁コイル８とにより構成されている。
【０００５】そして、電磁コイル８への通電によりプランジャー４を吸引子７へ吸着させ、電磁コイル８への非通電時にはプランジャー４を下方に押し下げている。つまり、補助弁体部５が、プランジャー４の上下摺動と共に後記の補助弁座１２を密封又は、開放することになり、圧力室２０をそれぞれ高圧又は、低圧にする構造になっている。【０００６】弁本体１９は、図５および図６に示すように、中心部に軸１０を植設させた円板状の弁座１１と、前記プランジャーチューブ３と一体的に形成された金属製のケース２（図６では省略している。）と、上端中心部には補助弁座１２を、内面には高圧連通孔１３、低圧連通孔１４及び気密連通孔１５を、上壁面には高圧連通孔１３の圧力を徐々に逃がすための小孔１６を設けてなる多方向切換用の弁体１７と、該弁体１７を上方に付勢させるスプリング（Ｂ）１８とにより構成されている。なお、前記弁体１８は、その軸心部が前記軸１０に挿通されており、スプリング（Ｂ）１７を介して弁座１１上を摺動かつ回転可能に取り付けられている。また、前記弁座１１には、導入口２４、通孔２５、通孔２６、導出口２７が設けられると共にこれらと連通させる導入管２８、通孔管２９，３０及び導出管３１が下方に向けて設けられている。また、３２はストッパーである。
【０００７】そして、この弁体１７は、左右方向に９０度回転させることにより、図５にす略半月状の高圧連通孔１３を介して導入口２４と通孔２５または通孔２６いずれかとを交互に連通させるようになっている。
【０００８】また、前記の弁体１７は、その周りにリング状の永久磁石２１が固定され、また、円弧状の磁極板Ａ２２並びに磁極板Ｂ２３は、その下端部が前記ケース２の外周部に嵌め込まれている。そして、コイルへの通電により前記の永久磁石２１と磁極板Ａ２２並びに磁極板Ｂ２３との間に磁界が生じさせ、これを駆動源として多方向切換用の弁体１７が作動するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、前述の電磁式四方弁は、弁体を覆う前記のケース２の部分が非磁性材料で作られているため、図３に示すように、永久磁石２１と磁極板Ａ２２および磁極板Ｂ２３との間に大きな空隙が生じている。なお、（イ）のδｂは従来の空隙量、（ロ）のδａは本発明の空隙量である。
【００１０】図４は、本発明品と従来品における空隙量と磁力の特性図を示す。この図４のグラフから分かるように、磁極板Ａ２２および磁極板Ｂ２３と永久磁石２１との間の空隙量δと磁力との関係は指数関数的に変化する。図４におけるｂ点は従来品における空隙量δｂ点を、また、本発明品における空隙量δａ点示し、その時の磁力ＦをＦｂ、Ｆａで示す。このグラフから明らかなように、本発明品におけるＦａ点は、従来品のＦｂ点に対して２倍以上の効果が現れている。
【００１１】このため、従来品においては、永久磁石２１と磁極板Ａ２２および磁極板Ｂ２３との間の空隙が大きくなっているため、弁体を強い力で回転させるには、永久磁石２１を大きくしたり、或いは、電磁コイル８のパワーを大きくする必要があるが、これらの方法では製品が大型化したり、コスト高になるという問題があった。なお、上記の問題点は、前述のパイロット式の電磁式多方向切換弁に限らず、弁体がケースにて密閉されるこの主の電磁式切換弁においては共通する問題であた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題を解決するために、弁体を覆うケースの部分を磁性材料と非磁性材料の組合せにすることにより、磁気効率を向上させて省電力、永久磁石の小型化が図れる電磁式多方向切換弁の提供を目的とする。
【００１３】つまり、請求項１に記載の電磁式多方向切換弁１は、多方向切換用の弁体を作動させる円弧状の磁極板Ａ２２、並びに同様の磁極板Ｂ２３を備えた電磁弁９と、弁体１７の周りにリング状の永久磁石２１が固着され、前記弁体１７が非磁性材料からなるケース２内に配置され、弁座１１上を回転させることによって冷媒の流路を切換える弁本体１９とにより構成される電磁式多方向切換弁において、前記ケース２の円筒部分を、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより構成し、多方向切換用の弁体１７を回動させる磁気効率を向上させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】また、請求項２に記載の電磁式多方向切換弁１は、端部にケース２を備えた非磁性材料からなるプランジャーチューブ３に上下に摺動可能に内挿されたプランジャー４と、その端部に設けられた補助弁体部５と、スプリング（Ａ）６を介して前記プランジャーチューブ３上端部に固定された吸引子７と、記プランジャーチューブ４の回りに配置された電磁コイル８とにより構成された電磁弁９と、中心部に軸１０を植設させると共に下方に向けて２つの通孔管と導入管並びに導出管を備えた円板状の弁座１１と、上端中心部には補助弁座１２を、内面には高圧連通孔１３、低圧連通孔１４及び気密連通孔１５を、上壁面には小孔１６を設けてなる多方向切換用の弁体１７と、該弁体１７を上方に付勢させるスプリング（Ｂ）１８とにより構成された弁本体１９と、前記の多方向切換用の弁体１７の周りに固着されたリング状の永久磁石２１と、前記電磁コイル８外周下部に延長させて設けた円弧状の磁極板Ａ２２、並びに同様の磁極板Ｂ２３を前記ケース２の外周部に嵌め込み、コイルへの通電により多方向切換用の弁体１７を作動させる駆動源とにより構成される電磁式多方向切換弁において、前記の非磁性材料からなるプランジャーチューブ３の下端部に一体的に形成されたケース２の円筒部分を、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより構成し、多方向切換用の弁体１７を回動させる磁気効率を向上させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜図２に基づいて詳細に説明する。図１は、通常パイロット方式の電磁式多方向切換弁の縦断面図であり、図２は、本発明に係るケースの斜視図である。本発明に係る電磁式多方向切換弁は、従来の電磁式多方向切換弁１’と同様に、補助弁体部を上下方向に摺動させ、弁本体に形成された補助弁座部を密封又は、開放させるための電磁弁９と、冷媒の流路を切換えるための多方向切換弁としての作用をさせる弁本体１９と、多方向切換用の弁体１７を作動させる駆動源とにより構成されている。したがって、前述の電磁弁９、弁本体１９、電磁弁に取付けられ下端部がケース２の外周部に嵌め込まれるようになっているている磁極板Ａ２２及び磁極板Ｂ２３の構造並びに作用については全くおなじであり、その詳細な説明は省略する。
【００１６】本発明品と従来品との相違を説明すると、本発明のケース２は、図２に示すように、ケース２の円筒部分が、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより形成されている。これに対して、従来品のケース２は、図７に示すように、ケース２の円筒部分が非磁性材料により形成されている。したがって、本発明品においては、従流体流路の切換え初期の段階において、電磁コイル８への通電により、回転駆動部、つまり弁体１７の周りに固着された永久磁石２１と、前記ケース２の磁性材料部分２ａとにより磁気回路を形成させるため、従来品に比べて空隙量が極めて小さくなり、電磁コイル８の小さいパワーすなわち、起磁力で多方向切換用の弁体１７を回動させることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明に係る電磁式多方向切換弁においては、ケース２の円筒部分が、磁性材料部分２ａと非磁性材料部分２ｂとにより形成され、少ない空隙量となる弁体１７に固着された永久磁石２１と同一起磁力により発生する磁力は大きく、従って、電磁コイル並びに永久磁石のサイズが小型化しコストダウンを図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０４０３３
【氏名又は名称】太平洋工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月１０日（１９９８．１２．１０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７０９４７（Ｐ２０００−１７０９４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３５０５９３ |
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