| 【発明の名称】 |
自己保持型３方向電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】遠藤 哲二
【氏名】林 一郎
【氏名】豊田 和政
【氏名】折戸 克己
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| 【要約】 |
【課題】弁洩れの発生を抑えるとともに、弁ボディの吸着音を極力小さくできる自己保持型３方向電磁弁を提供する。
【解決手段】筒状ボディ１に入口パイプ２に繋がる流入孔３を設け、上部吸引子４には流出孔８を設け、下部吸引子９には流出パイプ１２に連通する流出孔１３を設け、筒状ボディ１の外側には永久磁石１８を設け、弁ボディ１７中心部孔１９には圧縮コイルばね２２を介して鋼球２０，２１をかしめ等の手段により固定し、さらに弁ボディ１７の側部には前記孔１９に繋がる均圧孔２３を設け、チャンバー１６の内圧と孔１９の内圧が等しくなるようにした。また、上部吸引子４の下面と弁ボディ１７の上面並びに下部吸引子９の上面をテーパー面２４に形成し、上部吸引子４と弁ボディ１７上端部との間には圧縮コイルばね２５を、下部吸引子９と弁ボディ１７下端部との間には圧縮コイルばね２６を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】非磁性材の筒状ボディ１の外周面に入口パイプ２に繋がる流入孔３を設け、この筒状ボディ１上端部には上部吸引子４を取付けると共に該上部吸引子４の下端部に弁座５と連通孔６を介して第１の流出パイプ７に連通する第１の流出孔８を設け、前記筒状ボディ１の下端部には下部吸引子９を設け、この下部吸引子９の弁座１０と連通孔１１を介して第２の流出パイプ１２に連通する第２の流出孔１３を設け、前記下部吸引子９の下端部をプレート１４に固定すると共に前記上部吸引子４の上端部を逆Ｕ字状をなす磁性材のハウジング１５に固定して磁気回路を構成し、前記筒状ボディ１と上部吸引子４と下部吸引子９とによりチャンバー１６を形成し、このチャンバー１６内には外周部を多角形状とした弁ボディ１７を摺動自在に内挿し、この弁ボディ１７と対応する筒状ボディ１の外側には永久磁石１８を設け、前記弁ボディ１７の中心部に孔１９を設けると共に孔１９の下端面と上端面に圧縮コイルばね２２を介して鋼球２０，２１が内方向に沈むことができるようにかしめ等の手段により固定され、さらに前記弁ボディ１７の側部には前記孔１９に繋がる均圧孔２３を設け、前記チャンバー１６の内圧と鋼球２０，２１が内挿される孔１９の内圧が等しくなるようにしたことを特徴とする自己保持型３方向電磁弁。
【請求項２】前記の上部吸引子４の下面と弁ボディ１７の上面並びに下部吸引子９の上面と弁ボディ１７の下面をそれぞれテーパー面２４，２４，２４，２４に形成し、上部吸引子４と弁ボディ１７上端部との間には第１の圧縮コイルばね２５を、下部吸引子９と弁ボディ１７下端部との間には第２の圧縮コイルばね２６を設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁。
【請求項３】前記の筒状ボディ１と永久磁石１８の間に少なくとも０．１ｍｍ以上の空隙δを設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁。
【請求項４】前記の筒状ボディ１と永久磁石１８の間に防振用のテープ２７を設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁。
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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、３方向電磁弁に関するものであって、複数の冷却器を有する冷媒回路特に冷蔵庫の冷媒回路において１つのコンデンサを２台のエバポレータに接続させるために冷媒の流路切換用に用いる自己保持型３方向電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、イタリア特許６７４８２−Ａ／８６号公報に開示された、従来の冷凍回路を示す。この冷凍回路には、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、前記各冷凍室に複数の蒸発器１０５，１０６と、凝縮器を２台の蒸発器に接続させるための自己保持型３方電磁弁１０３とにより構成されている。なお図中、１０３ａ，１０３ｂは３方電磁弁の出口パイプ、１０７，１０８は毛細管、１０４は前記３方電磁弁１０３の電磁コイルを作動させるための駆動回路であるが、詳細な回路については説明を省略する。
【０００３】上記構成により、３方向電磁弁１０３では、二種類の冷媒回路が設定できるようになっている。すなわち、前記の毛細管１０７を介して凝縮器２を蒸発器１０５に接続させる第一の状態と、凝縮器２を蒸発器１０６だけに接続させる第二の状態である。なお、第一の状態では蒸発器１０５，１０６は、直列に接続されることになる。このような蒸発器は、例えば標準的な冷蔵室およびフリーザー室で使用されている。
【０００４】図３は、従来の自己保持型３方向電磁弁の縦断側面図である。従来の３方向電磁弁は、略Ｕ字状をなす磁性材のハウジング１１０とプレート１５０とにより磁気回路が構成されている。非磁性金属材にて下方を拡開して形成される管状の弁ボディ１１３は前記ハウジング１１０の中心部に取付けられるものであり、該管状弁ボディ１１３の上端部には、上部吸引子１１１が取り付けられると共に該上部吸引子１１１の上端部は前記プレート１５０の中心部に固定されている。そして、前記上部吸引子１１１の下端部には上弁座の役目を果たす開口部１１５が設けられると共にこの開口部１１５に連通する流出口１１６を設けて第１の出口パイプ１１７に繋がるようになっている。また、前記管状弁ボディ１１３の下端部には、下部吸引子１１２が固定されており、該下部吸引子１１２の中心部には下弁座の役目を果たす開口部１１９が設けられると共にこの開口部１１９に連通する流出口１１８を設けて第２の出口パイプ１２０に繋がるようになっている。さらに、前記下部吸引子１１２には、中心部から離れて流入孔１２１が設けられ、該流入孔１２１には入口パイプ１２２が繋がっている。チャンバー１１４は、前記管状弁ボディ１１３と上部吸引子１１１と下部吸引子１１２とにより形成されるものであり、該チャンバー１１４内には弁ボディ１２３が上下方向に摺動自在に収納されており、該弁ボディ１２３中心部の孔１２４の上端面と下端面には、圧縮コイルばね１２７を介して内方向に沈むようにした鋼球１２５，１２６が設けられている。また、前記固定吸引子１１１の外周面には電磁コイル１３５が固定され、管状弁ボディ１１３の外周面には永久磁石１３１が固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の３方向電磁弁においては、正常な動作では、コイルに通電されると弁ボディがどちらか一方の吸引子に吸着され、鋼球が圧縮コイルバネの付勢力に抗して弁ボディ内にわずかに押し込められた状態で開口部に着座し、出口パイプへの流出を止めるわけであるが、鋼球と開口部の間に異物が挟まった状態で鋼球が着座した場合、出口パイプからかなりの洩れが発生するため、開口部に着座した鋼球と孔との隙間を通して孔の内圧が下がり、チャンバー内圧とに差圧を生じるためこの差圧によりバネの付勢力が負け、鋼球が弁ボディ内に押し込まれチャンバー内高圧流体が孔内に流れ込む。そのため孔の内圧とチャンバー内圧が同圧になり差圧がなくなるので鋼球は再び弁ボディの当初のかしめ位置まで戻る。そうすると孔内圧とチャンバー内圧に再び差圧が発生し鋼球は同様な動作を繰り返すことになり、結果チャタリングを起こすと言う問題があった。また、上部並びに下部吸引子１１１，１１２に弁ボディ１２３が吸着されるときには大きな衝撃音を発生させるという問題があった。
【０００６】本発明は、従来の自己保持型３方向電磁弁における問題点に鑑みてなされたものであって、弁ボディが摺動するチャンバー内圧とこの弁ボディ中心部の下端面と上端面に硬球が装着される孔を均圧孔によって同じ圧力にすることにより、鋼球と開口部に異物が挟まった時に発生する鋼球のチャタリングを防止し、また、弁ボディの上部並びに下部をテーパーに形成しこれと対応する上部及び下部の吸引子側もテーパーに形成すると共に、上部並びに下部の吸引子と弁ボディとの間にそれぞれ圧縮コイルばねを設け、これらのばねの圧縮により弁ボディと上部並びに下部吸引子とを緩動的に当接させ、衝撃音の派生を極力小さくするようにした自己保持型３方向電磁弁の提供を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、非磁性材の筒状ボディ１の外周面に入口パイプ２に繋がる流入孔３を設け、この筒状ボディ１上端部には上部吸引子４を取付けると共に該上部吸引子４の下端部に弁座５と連通孔６を介して第１の流出パイプ７に連通する第１の流出孔８を設け、前記筒状ボディ１の下端部には下部吸引子９を設け、この下部吸引子９の弁座１０と連通孔１１を介して第２の流出パイプ１２に連通する第２の流出孔１３を設け、前記下部吸引子９の下端部をプレート１４に固定すると共に前記上部吸引子４の上端部を逆Ｕ字状をなす磁性材のハウジング１５に固定して磁気回路を構成し、前記筒状ボディ１と上部吸引子４と下部吸引子９とによりチャンバー１６を形成し、このチャンバー１６内には外周部を多角形状とした弁ボディ１７を摺動自在に内挿し、この弁ボディ１７と対応する筒状ボディ１の外側には永久磁石１８を設け、前記弁ボディ１７の中心部に孔１９を設けると共に孔１９の下端面と上端面に圧縮コイルばね２２を介して鋼球２０，２１が内方向に沈むことができるようにかしめ等の手段により固定され、さらに前記弁ボディ１７の側部には前記孔１９に繋がる均圧孔２３を設け、前記チャンバー１６の内圧と鋼球２０，２１が内挿される孔１９の内圧が等しくなるようにしたことを特徴とする自己保持型３方向電磁弁である。
【０００８】この請求項１記載の発明によれば、弁ボディ１７に均圧孔２３を設けることにより、鋼球と開口部に異物が挟まった場合に発生する鋼球２０,２１を収納する孔１９とチャンバー１６内圧の差圧を無くし、鋼球２０，２１のチャタリングを生じることがない。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記の上部吸引子４の下面と弁ボディ１７の上面並びに下部吸引子９の上面と弁ボディ１７の下面をそれぞれテーパー面２４，２４，２４，２４に形成し、上部吸引子４と弁ボディ１７上端部との間には第１の圧縮コイルばね２５を、下部吸引子９と弁ボディ１７下端部との間には第２の圧縮コイルばね２６を設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁である。
【００１０】この請求項２記載の発明によれば、弁ボディ１７の上部並びに下部に形成したテーパー面２４，２４と対応させて上部及び下部吸引子４，９側にもテーパー面２４，２４を形成すると共に、上部吸引子４並びに下部吸引子９と弁ボディ１７との間に第１及び第２の圧縮コイルばね２５，２６を設けているので、弁ボディ１７と上部並びに下部吸引子４，９とが緩動的に当接し、衝撃音の発生を極力小さくすることができる。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、前記の筒状ボディ１と永久磁石１８の間に少なくとも０．１ｍｍ以上のの空隙δを設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁である。
【００１２】さらに、請求項４記載の発明は、前記の筒状ボディ１と永久磁石１８の間に防振用のテープ２７を設けたことを特徴とする請求項１記載の自己保持型３方向電磁弁である。
【００１３】前記の請求項３および請求項４の発明によれば、弁ボディ１７が弁座５および弁座１０に当接したときに生じる吸着音が、筒状ボディ１と永久磁石１８との間で遮断され、永久磁石１８からハウジング１５に伝達して共鳴音を起こすことがないので電磁弁作動時の騒音を低下させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる自己保持型３方向電磁弁の実施の具体例を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にかかる自己保持型３方向電磁弁の一実施例を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の自己保持型３方向電磁弁は、前述の従来の自己保持型３方向電磁弁と同様に、弁ボディ１７が上部吸引子４側に吸着されるか、あるいは下部吸引子９側に吸着されるかによって冷凍回路等において冷媒の流れを切り替える際に使用される。
【００１５】また、本発明の自己保持型３方電磁弁は、筒状ボディ１と上部吸引子４と下部吸引子９と弁ボディ１７と永久磁石１８と電磁コイルとプレート１４及びハウジング１５とにより構成されるが、この基本構成については従来品と全く同じである。
【００１６】前記筒状ボディ１は非磁性材にて形成されており、この筒状ボディ１の外周面には入口パイプ２に繋がる流入孔３が設けられている。また、この筒状ボディ１上端部には上部吸引子４が取付けると共に、下端部には下部吸引子９が設けられている。
【００１７】前記の上部吸引子４はその下端部に弁座５が設けられ、上部吸引子４の外側面には第１の流出パイプ７に連通する第１の流出孔８が設けられ、該第１の流出孔８は連通孔６を介して弁座５に形成された弁口と繋がっている。
【００１８】前記の下部吸引子９はその上端部に弁座１０が設けられ、下部吸引子９の外側面には第２の流出パイプ１２に連通する第２の流出孔１３が設けられ、該第２の流出孔１３は連通孔１１を介して弁座１０に形成された弁口と繋がっている。
【００１９】下部吸引子９の下端部に固定されたプレート１４と上部吸引子４の上端部に固定された逆Ｕ字状をなす磁性材のハウジング１５とにより磁気回路を構成している。また、永久磁石１８は、後述する弁ボディ１７と対応する筒状ボディ１の外側に同極同士を向かい合わせて設けているものであり、この永久磁石１８はコイルへの通電を切った時に永久磁石１８による磁気回路で上部吸引子４又は下部吸引子９に吸着された弁ボディ１７を吸着状態に保つためのものである。
【００２０】チャンバー１６は、前記筒状ボディ１と上部吸引子４と下部吸引子９とにより形成されるものであり、このチャンバー１６内には外周部を多角形状（例えば六角形）とした弁ボディ１７が摺動自在に内挿されている。また、この弁ボディ１７の中心部には孔１９が設けられると共に、孔１９の下端面と上端面には弁体としての働きをする鋼球２０，２１が圧縮コイルばね２２を介しかしめ等の手段により固定されている。なお、前記の鋼球２０，２１は、外から大きな力が作用した時には圧縮コイルばね２２を撓ませて内方向に沈むようになっている。
【００２１】均圧孔２３は前記弁ボディ１７の孔１９と前記チャンバー１６とを連通させるためのものであり、この均圧孔２３は前記弁ボディ１７の外側面に設けられている。そして、この均圧孔２３によって鋼球と開口部に異物が挟まった場合に発生する鋼球２０,２１を収納する孔１９とチャンバー１６内圧の差圧を無くし、鋼球２０，２１のチャタリングを生じることがないようになっている。
【００２２】また、本発明の自己保持型３方電磁弁では、前記の上部吸引子４と下部吸引子９と弁ボディ１７の形態を下記のように変えることによって、弁ボディ１７の吸着音を少なくすることができる。
【００２３】この実施形態においては、上部吸引子４の下面と下部吸引子９の上面をそれぞれテーパー面２４，２４に形成すると共に、これに対応する弁ボディ１７の上面並びに下面にもテーパー面２４，２４が形成されている。また、これに加えて、上部吸引子４と弁ボディ１７上端部との間には第１の圧縮コイルばね２５が設けられ、下部吸引子９と弁ボディ１７下端部との間には第２の圧縮コイルばね２６が設けられている。
【００２４】さらに、電磁弁作動時の騒音を低下させるために、図４に示すように、非磁性体の筒状ボディ１と永久磁石１８の間にδ＝０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの空隙を設けたり、或いは図５に示すように、非磁性材料の筒状ボディ１と永久磁石１８の間に防振用のテープ２７を設けることにより、弁ボディ１７が弁座５および弁座１０に当接したときに生じる吸着音が、筒状ボディ１と永久磁石１８との間で遮断され、永久磁石１８からハウジング１５に伝達して共鳴音を起こすことがないので電磁弁作動時の騒音を低下させることができる。なお、前記永久磁石１８は磁性体のハウジング１５側に吸着されて固定されるようになっている。
【００２５】次に、上記の実施形態における弁ボディ１７の作動について説明する。コイルに電流が通電されてなく、永久磁石１８の磁束により弁ボディ１７、下部吸引子９、プレート１４、永久磁石１８で磁気回路（１）を形成し、弁ボディ１７が下部吸引子９に吸着された状態において、永久磁石18の磁束によるもう一方の磁気回路である弁ボディ１７、上部吸引子４、ハウジング１５、永久磁石１８の磁気回路（２）の磁束を増加する方向にコイルへ通電すると、磁気回路（１）の磁束を上回った通電量で弁ボディ１７は上部吸引子４側へ吸着される。その際、弁ボディ１７に作用している第１の圧縮コイルばね２５、第２の圧縮コイルばね２６、圧縮コイルばね２２のばね特性が吸引力特性を横切るように設定されているため、弁ボディ１７は上部吸引子４に緩動的に当接し、衝撃音の発生を極力小さくする事が出来る。
【００２６】次に、コイルに電流が通電されてなく、永久磁石１８の磁束により弁ボディ１７、上部吸引子４、ハウジング１５、永久磁石１８で磁気回路（２）を形成し、弁ボディ１７が上部吸引子４に吸着された状態において、永久磁石18の磁束によるもう一方の磁気回路である弁ボディ１７、下部吸引子９、プレート１４、永久磁石１８の磁気回路（１）の磁束を増加する方向にコイルへ通電すると、磁気回路（２）の磁束を上回った通電量で弁ボディ１７は下部吸引子９側へ吸着される。その際、弁ボディ１７に作用している第１の圧縮コイルばね２５、第２の圧縮コイルばね２６、圧縮コイルばね２２のばね特性が吸引力特性を横切るように設定されているため、弁ボディ１７は上部吸引子４に緩動的に当接し、衝撃音の発生を極力小さくする事が出来る。このように、弁ボディ１７が上部吸引子４、下部吸引子９どちらへ吸着する場合も弁ボディ１７は上部並びに下部吸引子４，９とが緩動的に当接し、衝撃音の発生を極力小さくする事が出来る。
【００２７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、弁ボディ１７に均圧孔２３を設けることにより、鋼球と開口部に異物が挟まった場合に発生する、鋼球２０,２１を収納する孔１９とチャンバー１６内圧の差圧を無くし、鋼球２０，２１のチャタリングを生じることがない。
【００２８】また、請求項２記載の発明によれば、弁ボディ１７の上部並びに下部に形成したテーパー面２４，２４と対応させて上部及び下部吸引子９側にもテーパー面２４，２４を形成すると共に、上部吸引子４並びに下部吸引子９と弁ボディ１７との間に第１及び第２の圧縮コイルばね２５，２６を設けているので、弁ボディ１７と上部並びに下部吸引子４，９とが緩動的に当接し、衝撃音の発生を極力小さくすることができる。
【００２９】さらに、請求項３及び４記載の発明によれば、弁ボディ１７が弁座５および弁座１０に当接したときに生じる吸着音が、筒状ボディ１と永久磁石１８との間で遮断され、永久磁石１８からハウジング１５に伝達して共鳴音を起こすことがないので電磁弁作動時の騒音を低下させることができる。
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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１日（１９９８．１２．１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７０９５１（Ｐ２０００−１７０９５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４１６９１ |
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