| 【発明の名称】 |
多方向チェック電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】岩城 良之
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| 【要約】 |
【課題】プランジャ方式の電磁弁で多方向チェック電磁弁を構成する。
【解決手段】プランジャ方式の複数の弁組立体(100) の弁口通路(11)の弁体着座側空間又は着座反対側の一方を共通通路(7) で連通し、他方に流路(4) を接続する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 各々の外側にコイル組立体が配置された複数の弁組立体からなり、複数の流路のうちから任意の方向の流路を選択して開閉するようにした多方向チェック電磁弁であって、上記複数の弁組立体の各々がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ上記励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記複数の弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該複数の弁口通路の弁体着座側の空間が共通通路によって相互に連通され、上記複数の弁口通路の着座反対側には流路が各々連通されていることを特徴とする多方向チェック電磁弁。
【請求項２】 各々の外側にコイル組立体が配置された複数の弁組立体からなり、複数の流路のうちから任意の方向の流路を選択して開閉するようにした多方向チェック電磁弁であって、上記複数の弁組立体の各々がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ上記励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記複数の弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該複数の弁口通路の弁体着座側の空間には流路が各々連通され、上記複数の弁口通路の着座反対側は共通通路によって相互に連通されていることを特徴とする多方向チェック電磁弁。
【請求項３】 上記共通通路が閉鎖空間状をなし、上記複数のうちの１つの流路が高圧側の流路である請求項１又は２記載の多方向チェック電磁弁。
【請求項４】 上記共通通路の一部が開放されて高圧側流路となした請求項１又は２記載の多方向チェック電磁弁。
【請求項５】 コイル組立体が配置された１つの弁組立体からなり、１つの高圧側流路から複数の低圧側流路の流路に流体を流通させるようにした多方向チェック電磁弁であって、上記弁組立体がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該弁口通路の弁体着座側の空間には高圧側の流路が連通され、上記弁口通路の着座反対側には複数の低圧側流路が連通されていることを特徴とする多方向チェック電磁弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は多方向チェック電磁弁に関し、例えばプランジャ先端に球形弁体を備えた電磁弁を用いて複数の流路を開閉して流体を所定の方向に流通させ得るようにした構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】空調装置において冷媒回路の回路切替等に３方向チェック弁が用いられているが、かかる３方向チェック弁では例えば、特開昭５５−３３９６３号公報に開示されているように弁本体内に２つの弁座と３つの流路口を備え、弁体に各々チェック弁と開閉弁を配置した構造が採用されている。
【０００３】この３方向チェック弁において、開閉弁を閉じると、冷媒はチェック弁を有する第１の流路口から弁本体に設けた第２の流路口に流通し、開閉弁を開けると第２の流路口から開閉弁を有する第３の流路口へ流通し、こうして開閉弁の開閉に応動して流路の流通方向を変えるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来公報記載の３方向チェック弁では標準的な１方向チェック弁と構造が大幅に相違するので、両者で別々の開発設計工数を要し、又生産設備も相違するので、標準化の観点から望ましくない。
【０００５】また、開閉弁の開閉に応動する流路は一義的に決まっているので、冷媒回路の設計について制約が多く、自由度が低いという問題があった。
【０００６】本発明の目的は上記の欠点を解消することにあり、単純なプランジャ方式の１方向電磁弁を利用して多方向チェック弁を構築することにある。また、３方向チェック電磁弁に限定されることなく、任意の数の流路を必要に応じて任意に切替えることができるようにすることも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る多方向チェック電磁弁は、各々の外側にコイル組立体が配置された複数の弁組立体からなり、複数の流路のうちから任意の方向の流路を選択して開閉するようにした多方向チェック電磁弁であって、上記複数の弁組立体の各々がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ上記励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記複数の弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該複数の弁口通路の弁体着座側の空間が共通通路によって相互に連通され、上記複数の弁口通路の着座反対側には流路が各々連通されていることを特徴とする。
【０００８】本発明の特徴の１つはプランジャ方式の複数の電磁弁を用い、弁口通路の弁体着座側の空間を共通通路によって相互に連通し、弁口通路の着座反対側に流路を連通させるようにした点にある。これにより、複数のうち１つの流路を高圧側の流路とし、弁組立体の励磁コイルに通電して例えば弁体を弁座から離脱させると、その弁組立体に接続した流路に流体を流通させることができる一方、他の流路への流体の流通を遮断できることとなる。また、共通通路の一端を開放して高圧側の流路とし、弁口通路の着座反対側に接続される流路に流体を流通させるようにすることもできる。
【０００９】従って、単純なプランジャ方式の１方向電磁弁を利用して多方向チェック弁を構築することができ、開発設計工数を削減でき、又生産設備も共通化できる。複数の流路を任意に切替えることができ、例えば冷媒回路の設計の自由度を大幅にアップできる。
【００１０】弁口通路の弁体着座側空間を連通する共通通路は管体を用いて構成すると、現在生産されている電磁弁をそのまま流用できるが、勿論、弁組立体の弁座基部の筒状部分に形成される流路口や弁座基部の底部に形成される流路口を相互に合致させて固着するようにしてもよく、又複数の弁座基部を一体化してそこに通路を形成するようにしてもよい。
【００１１】本発明が適用される弁組立体は励磁コイルの非通電時に弁体が着座し、通電時に離間する常閉型の構造が一般的であるが、励磁コイルの非通電時に弁体が離間し、通電時に着座する常開型の構造にも同様に適用できる。
【００１２】また、上記では弁口通路の弁体着座側を相互に連通し、着座反対側に流路を接続したが、逆に弁口通路の弁体着座側に流路を接続し、着座反対側を相互に連通させるようにしてもよい。
【００１３】即ち、本発明に係る多方向チェック電磁弁は、各々の外側にコイル組立体が配置された複数の弁組立体からなり、複数の流路のうちから任意の方向の流路を選択して開閉するようにした多方向チェック電磁弁であって、上記複数の弁組立体の各々がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ上記励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記複数の弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該複数の弁口通路の弁座着座側の空間には流路が各々連通され、上記複数の弁口通路の着座反対側は共通通路によって相互に連通されていることを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明によれば、高圧側の流路が一義的に決まる場合には高圧側から複数の流路に流体を分流させることのできる多方向チェック電磁弁を提供することができる。
【００１５】即ち、本発明に係る多方向チェック電磁弁は、コイル組立体が配置された１つの弁組立体からなり、１つの高圧側流路から複数の低圧側流路の流路に流体を流通させるようにした多方向チェック電磁弁であって、上記弁組立体がスリーブを含み、該スリーブの一端側には弁座が設けられ、上記スリーブ内にはプランジャが往復動自在に収容され、上記コイル組立体の励磁コイルへの通電時に吸引子の磁着力によって上記プランジャが吸引されて上記プランジャ先端の弁体が弁座から離間されるか又は弁座に着座され、かつ励磁コイルへの非通電時にコイルばねの付勢力によって上記プランジャが復動されて上記弁体が弁座に着座されるか又は弁座から離間されるように構成されている一方、上記弁組立体の弁座には上記弁体によって開閉される弁口通路が形成され、該弁口通路の弁座着座側の空間には高圧側の流路が連通され、上記弁口通路の着座反対側には複数の低圧側流路が連通されていることを特徴とする。
【００１６】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、プランジャ方式の複数の弁組立体の弁口通路の弁体着座側の空間又は着座反対側の一方を共通通路で連通させ、他方に流路を接続するようにしたので、既存の標準的な一方向電磁弁の設計技術を適用して多方向チェック弁を構築することができると共に、製造設備に大幅な変更を加える必要がなく、従って安価な多方向チェック電磁弁を提供することができる。
【００１７】また、プランジャ方式の電磁弁の弁口通路の弁体着座側空間又は着座反対側の一方を相互に連通するという構造を採用しているので、構成要素となる１方向電磁弁を単純に追加することにより流路数を任意に増加させることができ、しかも流路方向は冷媒回路の設計時に自由に決められるという優れた効果を奏する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて説明する。図１ないし図２０は本発明に係る多方向チェック電磁弁の好適な実施形態を示す図、図２１ないし図２３は従来の３方向チェック弁の構造例を示す図である。
【００１９】まず、本発明の理解を容易にすべく、特開昭５５−３３９６３号公報に開示されている従来の３方向チェック弁の構造と動作について説明する。図２１において、チェック弁本体６には第１ないし第３の流路口４ａ、４ｂ、４ｃが形成され、第１及び第３の流路口４ａ、４ｃと第２の流路口４ｂとの間には各々第１、第２の弁座１ａ、１ｂが形成され、該弁座１ａ、１ｂには第１、第２の弁体２ａ、２ｂが着座するように設けられている。また、チェック弁本体６にはアクチュエータ５が設けられ，該アクチュエータ５にはこれに応動して往復動するロッド５１が設けられ、該ロッド５１の途中は第２の弁体（開閉弁）２ｂに固定されるとともに、その先端側は第１の弁体（チェック弁）２ａを摺動自在に挿通して抜け止めされ、ロッド５１の先端にはこれを押し付け付勢する第１のコイルばね３ａが設けられ、又ロッド５１の第１、第２の弁体２ａ、２ｂの間に第２のコイル３ｂが縮設されている。
【００２０】なお、従来例で開示されているアクチュエータ５は発熱体の温度に感応してロッド５１を往復動させる構造であるが、この種のチェック弁の原理上、アクチュエータ５を電磁弁に置換してもよい。
【００２１】図２１に示される３方向チェック弁において、第１のコイルばね３ａはロッド５１の往動に抗する方向に設けられ、第２のコイルばね３ｂは２つの弁体２ａと２ｂの間に縮設されている。今、第１の流路口４ａが高圧側で、アクチュエータ５が非動作の場合、冷媒はその圧力によって第２のコイルばね３ｂのばね力に抗して第１の弁体２ａを下方に押し下げるが、第２の弁体２ｂは弁座１ｂに着座しているので、冷媒は第１の流路口４ａから第２の流路口４ｂの方に流れる。次いで、第２の流路口４ｂが高圧側になり、アクチュエータ５が作動すると、第２の弁体２ｂが上方に押し上げられて開く一方、第１の弁体２ａは冷媒の圧力によって弁座１ａに押しつけられて着座するので、冷媒は第２の流路口４ｂから第３の流路口４ｃの方に流れる。
【００２２】図２２は上記３方向チェック弁を模式的に表した流体回路図を、図２３は冷媒の圧力モードとアクチュエータの動作モードとの対比図を示す。第１の流路口４ａが高圧側の時にアクチュエータ５は非動作（ＯＦＦ）、第２の流路口４ｂが高圧側の時にアクチュエータ５は作動（ＯＮ）するという固定的な条件下で流路が切り替わるようになっており、第１の流路口４ａが高圧側で第３の流路口４ｃへ冷媒を導いたり、第２の流路口４ｂが高圧側で第１の流路口４ａへ冷媒を導いたりすることはできず、冷媒回路の設計自由度が低いものである。また、流路口４の数が更に増加したときには実質的に対処できない。
【００２３】図１ないし図３は従来の問題点を解消した本発明に係る多方向チェック電磁弁の好適な実施形態を示す。図において図２１ないし図２３と同一符号は同一又は相当部分を示す。なお、複数の弁組立体（以下、弁ＡＳＳＹという）の要素部分を区別する必要がある場合には各々の符号にａ、ｂ・・・を添えて説明する。
【００２４】本例では多方向チェック電磁弁は実質的に同一構造をなす３つの弁組立体１００ａ、１００ｂ、１００ｃを含んで構成され、各弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは相互に並列に配置され、又各弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの回りにはコイル組立体（以下、コイルＡＳＳＹ）２００ａ、２００ｂ、２００ｃが配置されている。
【００２５】各弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃでは筒状をなすスリーブ９の上半部に吸引子１０が挿入されてＴＩＧ溶接等の手段によって固定され、吸引子１０の先端面には凹部が形成されている。スリーブ９の下半部にはプランジャ８が往復動自在に遊嵌され、プランジャ８の後端面には凹部が吸引子１０の凹部と対向して形成され、吸引子１０とプランジャ８との間にはその凹部内に収容してコイルばね（ばね部材）３が縮設され、又プランジャ８の先端部には球形弁体２が回動自在に取付られている。
【００２６】また、各弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃには管体（共通通路）７がその弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの筒状部分にわたって延びてろう付け等の手段で固定され、該管体７には流路口６１が形成されて弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの筒状部分の流路口と合致され、又管体７の両端は封止されている。更に、３つの弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃには流路パイプ４ａ、４ｂ、４ｃがその弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの底部にろう付け等の手段で固定され、該流路パイプ４ａ、４ｂ、４ｃは弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの弁座１ａ、１ｂ、１ｃに連なる弁口通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃと連通されている。
【００２７】他方、コイルＡＳＳＹ２００ａ、２００ｂ、２００ｃでは励磁コイル２０１がハウジング２０２に収容され、該ハウジング２０２がねじ２０３によって吸引子１０に固定されている。
【００２８】今、コイルＡＳＳＹ２００に通電すると、プランジャ８と吸引子１０の間に吸引力が発生し、プランジャ８はコイルばね３のばね力に抗して吸引子１０に吸引され、プランジャ８に保持されている球形弁体２が弁座１から離間して弁口通路１１が開放される。コイルＡＳＳＹ２００の通電を遮断すると、プランジャ８はコイルばね３の付勢力によって弁座１の方向に復動し、球形弁体２が弁座１に着座して弁口通路１１を閉鎖する。
【００２９】コイルＡＳＳＹ２００が無通電状態においては、球形弁体２の側の冷媒圧力が高い場合は球形弁体２がコイルばね３のばね力と冷媒の圧力によって弁座１に押しつけられるので、冷媒の流れは阻止されるが、弁座１の側の冷媒圧力が高い場合には冷媒はその圧力によってコイルばね３のばね力に抗して球形弁体２を押し上げて流通する。従って、弁ＡＳＳＹ１００はチェック弁の機能を有することとなる。
【００３０】図４は本例の多方向チェック電磁弁を模式的に表した流体回路図を示す。３つの弁座基部６ａ・・・の筒状部分の流路口に共通管体７が共通して結合され、３つの弁座１ａ・・・の弁口通路１１ａ・・・に流路パイプ４ａ・・・が結合されている。コイルＡＳＳＹ２００ａ、２００ｂ、２００ｃが無通電の場合には冷媒の流れはどの方向に対しても遮断される。例えば、流路パイプ４ａが高圧側、流路パイプ４ｂが低圧側と仮定すると、冷媒はその圧力によって流路パイプ４ａから共通管体７へ導かれるが、管体７と流路パイプ４ｂの間は逆止されて遮断されている。そこで、流路パイプ４ｂへ冷媒を導きたい時は、コイルＡＳＳＹ２００ｂに通電して球形弁体２ｂを離間して弁口通路１１ｂを開放すればよいことが分かる。
【００３１】図５は３つの流路パイプ４ａ、４ｂ、４ｃの内、２つの流路パイプの冷媒圧力の高低と２つの流路パイプで形成される流路を開放するために通電すべきコイルＡＳＳＹの関係を示す図である。３つの流路パイプ４ａ・・・の全てについて、１つのコイルＡＳＳＹ２００ａ・・・を通電状態にすることによって流路が開放される。
【００３２】図６ないし図８は流路パイプ４を各々４つ、５つ、６つ設けた実施形態を模式的に表した流体回路図を示す。図において図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。但し、複数の弁ＡＳＳＹ１００及びコイルＡＳＳＹ２００の要素部分を区別する必要がある場合には各々の符号にａ、ｂ・・・を添えて示している。何れの実施形態においても上記３つの流路パイプを設けた実施形態と同様に、各々の回路で任意の２つの流路パイプに通じる流路を開放することができ、原理的には流路パイプはいくつあってもよいことが分かる。
【００３３】図９及び図１０は弁ＡＳＳＹ１００及びコイルＡＳＳＹ２００が６つの実施形態における配置例を示す。図９の例では３つの弁ＡＳＳＹ１００ａ・・・及びコイルＡＳＳＹ２００ａ・・・が相互に並列に直線状に配置され、該３つの組合せが２列に配置されている。また、図１０の例では６つの弁ＡＳＳＹ１００ａ・・・及びコイルＡＳＳＹ２００ａ・・・が同一円周上に配置されており、いずれの例においても流路パイプ４ａ・・・を整然と並べることができる。
【００３４】図１１及び図１２は冷媒の高圧側が決まっている場合における多方向チェック電磁弁の実施形態を示す。図において図１ないし図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では共通管体７の一端が開口され、高圧側の流路パイプ４ａの機能が付与されている。
【００３５】図１３は上記実施形態を模式的に表す流体回路図を示す。
【００３６】図１４ないし図１６は３つの流路パイプのうち、一つの高圧側が決まると残りの２つの流路パイプに冷媒を分流するようにした多方向チェック電磁弁の実施形態を示す。図において図１ないし図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では３つの弁ＡＳＳＹ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの筒状部分には流路口６１が形成され、該流路口６１には各々流路パイプ４ａ、４ｂ、４ｃが接続される一方、弁座基部６ａ、６ｂ、６ｃの弁口通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃには共通管体７が結合されている。
【００３７】図１７は上記実施形態を模式的に表す流体回路図、図１８は上記実施形態における流路パイプ４ａ、４ｂ、４ｃの高低と通電すべきコイルＡＳＳＹ２００ａ、２００ｂ、２００ｃの関係を示す図である。
【００３８】図１９は高圧側が決まっている場合における多方向チェック電磁弁の実施形態を示す。図において図１ないし図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では弁口通路１１に通ずる共通管体７の両端が開放されて流路パイプ４ｂ、４ｃの機能が付与されている。図２０は上記実施形態を模式的に表した流体回路図を示す。
【００３９】上記説明では現在生産している主要部品と生産手段を可能な限り流用する方法として、共通管体７を複数の弁ＡＳＳＹ１００ａ・・・に固定する構造例を示したが、複数の弁ＡＳＳＹ１００ａ・・・の流路口６１ａ・・・又は弁座基部６ａ・・・の弁口通路１１ａ・・・を互いに合わせるようにろう付けするようにしてもよく、又複数の弁座基部６ａ・・・を一体化してそこに通路を形成するようにしてもよい。
【００４０】また、ハウジング２０２の形状も本実施形態に限らず、相互に一体化してもよく、コイルＡＳＳＹ２００の起磁力により複数の弁ＡＳＳＹ１００の各々に磁気回路を形成できるものであればどんな形状でもよい。
【００４１】なお、上記では弁体が非通電時に着座、通電時に離間する常閉型の構造を例に説明したが、弁体が非通電時に離間、通電時に着座する常開型の構造でも同様の多方向チェック電磁弁を構成できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９７０３５６１０
【氏名又は名称】株式会社デービー精工
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| 【出願日】 |
平成１１年２月２３日（１９９９．２．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７１４３４
【弁理士】
【氏名又は名称】手島 孝美
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４０８３５（Ｐ２０００−２４０８３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月８日（２０００．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４４０３８ |
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