| 【発明の名称】 |
電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】高木 昇
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| 【要約】 |
【課題】空調装置の冷凍サイクルに用いられる大口径の弁口を有する電磁弁の弁体に作用する冷媒圧力をキャンセルさせることにより、省電力が図れるようにした電磁弁の提供を目的とするものである。
【解決手段】本発明は、弁本体のチャンバーと吸引子側に設けた均圧室とをダイヤフラムで区画し、弁体アッシーとしては、断面カップ状の弁体ガイドと、中心部に連通孔を形成すると共にこの連通孔につながる横孔を形成してなる弁体とにより構成させると共に、弁座部の弁口径をφａとし、均圧室に収納される弁体ガイドの外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定し、非通電時には、低圧冷媒を弁体の連通孔、横孔を通して均圧室に連通させ、弁体に作用する冷媒の圧力をキャンセルさせて圧縮コイルばねのばね力のみによって弁体を開弁させることを特徴とする電磁弁である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】冷媒の流入口 (２)及び冷媒の流出口 (３)を備えた弁本体(１)には、その上方部分を段付き状に開口させて段付部（４ａ）を有するチャンバー（４）を設けると共に該チャンバー（４）の底部には弁座(５)を設け、前記チャンバーの段付部（４ａ）には、下方の中心部に弁体ガイドを収納させる均圧室（６）を設けると共に上方中心部に縦孔（７）を設けてなる吸引子（８）をダイヤフラム（９）を介し気密的に固定し、前記均圧室（６）内には、断面をカップ状に形成した弁体ガイド（１０）を上下方向に摺動自在に収納し、前記ダイヤフラム（９）で区画される前記チャンバー（４）内には、下面にパッキン（１１）を固着させると共に中心部の連通孔（１２）並びにこの連通孔（１２）につながる横孔（１３）を設けた弁体（１４）を収納させ、また前記弁体（１４）の下面には該弁体（１４）を上方に付勢させる圧縮コイルばね（１５）を設け、さらに前記弁体ガイド（１０）と弁体（１４）とをダイヤフラム（９）を介し気密で且つ一体的に固定し、前記吸引子（８）の上方部分に固定したプランジャチューブ（１６）内には、プランジャー（１７）を上下方向に摺動自在に内挿させると共に該プランジャー（１７）の下端部にはニードル（１８）を固定し、前記プランジャチューブ（１６）の回りには電磁コイル(１９)を配置させ、前記弁座（５）部の弁口径をφａとし、均圧室（６）に収納される弁体ガイド（１０）の外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定し、通電時には、前記ニードル（１８）の押し下げにより、圧縮コイルばね（１５）に抗して弁体（１４）を下方に押し下げて閉弁させ、非通電時には、弁体に形成された連通孔（１２）、横孔（１３）及び均圧室（６）により弁体（１４）に作用する高圧冷媒の圧力をキャンセルさせ、圧縮コイルばね（１５）のばね力のみによって弁体（１４）を上方に押し上げて開弁させるようにしたことを特徴とする電磁弁。
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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、空調装置の冷凍サイクルに用いられる大口径の弁口を有する電磁弁に係り、特に弁体に作用する冷媒圧力をキャンセルさせることにより、省電力が図れるようにした電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、空調機の冷凍サイクル等において用いられる従来のパイロット式電磁弁の縦断面図であり、図４は、このパイロット式電磁弁の弁部の拡大縦断面図である。このパイロット式電磁弁３０は、車載用空調機等における膨張弁とエバポレータとの間に介装されるもので、流体として液・ガス混合状態の冷媒が流入するようになっており、弁本体３１と、該弁本体３１に螺着されたフランジ３６付きの管状取付台３７と、この管状取付台３７を介して前記弁本体３１取付固定されたヨーク４３、コイル４４，吸引子４５、止めネジ４６、プランジャチューブ４９、ゴム製パッキン４７、等からなる概略有底円筒状のソレノイド５３とを備えている。なお、５４は気密用のパッキンでる。
【０００３】前記弁本体３１における前記管状取付台３７の下側には弁室３４が形成されるとともに、該弁室３４の中央に段付き円筒状の弁座３５が突設され、前記弁室３４に冷媒流入口３２が開口せしめられるとともに、前記弁座３５を介して冷媒流出口３３が開口せしめられている。
【０００４】前記ソレノイド５３のプランジャチューブ４９内には、前端部に円錐状のパイロット弁体５１が下向きに突設されたプランジャ４８が摺動自在に嵌挿されており、このプランジャ４８は、それと前記吸引子４５との間に縮装された主コイルスプリング５０により常時弁座３５側（下側）に付勢されている。
【０００５】そして、前記プランジャ４８と前記弁座３５との間に、それらに対して接離可能な状態、つまり、前記管状取付台３７内を上下方向に摺動自在な状態で主弁体４０が配置されており、この主弁体４０と前記プランジャ４８との間に、容積（最小容積）Ｓ' のパイロット室５２が形成されている。
【０００６】前記主弁体４０は、円柱状の基体部３８とそれに外嵌固定された筒状外周部３９とからなっており、その基体部３８の中央部にはそれを縦貫するように、前記パイロット室５２と前記冷媒流出口３３とを選択的に連通・遮断すべく、前記プランジャ４８に突設された補助弁体５１により開閉せしめられるパイロットオリフィス４２が穿孔されている。また、前記主弁体４０の筒状外周部３９には、前記パイロット室５２と前記弁室３４とを連通させる均圧穴４１が形成されている。なお、図４に示すｄ１は弁口径であり、ｄ２は主弁体４０の外形である。
【０００７】なお、上記したパイロット式電磁弁３０は、前記主弁体４０とプランジャ４８との間に形成されたパイロット室５２の容積Ｓ' は６０ｍｍ3 〜７０ｍｍ3 程度とされ、その弁容量は、ＪＩＳＢ８６１９Ａ特性よる、例えば、公称３．４９ｋｗ（３０００ｋｃｌ／ｈ）、最大６．７４ｋｗ（５８００ｋｃｌ／ｈ）などである。このような構成のパイロット式電磁弁３０においては、ソレノイド５３を通電励磁してそれをＯＮ状態にすると、プランジャ４８が主コイルスプリング５０の付勢力に抗して吸引子４５側（上側）に引き上げられ、パイロット弁体５１が主弁体４０から離れてパイロットオリフィス４２を開く。
【０００８】これにより、主弁体４０とプランジャ４８との間に形成されたパイロット室５２の冷媒がパイロットオリフィス４２を通じて冷媒流出口３３に排出されてパイロット室５２の圧力が低下し、パイロット室５２の圧力が冷媒流入口３２及び弁室３４の圧力より小さくなり（冷媒流入口３２及び弁室３４の圧力＞パイロット室５２の圧力≧冷媒流出口３３の圧力）、主弁体４０は、図４に示される如くに、パイロット室５２の圧力と弁室３４の圧力との差圧によって上方にリフトせしめられて弁座３５から離間し、開弁状態となる。この開弁状態では、冷媒流入口３２から弁室３４に流入した冷媒が主弁体４０と弁座３５との間を通って冷媒流出口３３に流出する。
【０００９】一方、ソレノイド５３への通電励磁を解除してそれをＯＦＦ状態にすると、プランジャ４８が主コイルスプリング５０の付勢力によって弁座３５側（下側）に押し下げられ、補助弁体５１が主弁体４０に圧接してパイロットオリフィス４２を閉じ、均圧穴４１及び主弁体４０と管状取付台３７内周面とのクリアランスを通じてパイロット室に流入する圧力により主弁体４０が弁座３５側に押し下げられられてそれに圧接せしめられ、閉弁状態となる。この閉弁状態では、弁座３５と冷媒流出口３３との間が遮断され、冷媒の流出が阻止される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のパイロット式電磁弁においては、（１）主弁とパイロット弁の２つの弁体を必要とするため、コストが高くなる。（２）弁口径の寸法ｄ１に対して主弁体４０の外形寸法ｄ２は２倍以上も大きくなっているため、弁本体が大きくなるだけでなく、パイロット弁（副弁）に差圧力が作用するので大容量のコイルパワーが必要である。という問題点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来のパイロット式電磁弁における問題点に鑑みてなされたものであって、空調装置の冷凍サイクルに用いられる大口径の弁口を有する電磁弁において、弁本体のチャンバーと吸引子側に設けた均圧室とをダイヤフラムで区画し、弁体アッシーとしては、断面カップ状の弁体ガイドと、中心部に連通孔を形成すると共にこの連通孔につながる横孔を形成してなる弁体とにより構成させると共に、弁座部の弁口径をφａとし、均圧室に収納される弁体ガイドの外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定し、非通電時には、低圧冷媒を弁体の連通孔、横孔を通して均圧室に連通させ、弁体に作用する冷媒の圧力をキャンセルさせて圧縮コイルばねのばね力のみによって弁体を開弁させることにより、部品コストの削減並びに省電力化がはかれる電磁弁の提供を目的とするものである。
【００１２】すなわち、本発明の電磁弁は、冷媒の流入口２及び冷媒の流出口３を備えた弁本体１には、その上方部分を段付き状に開口させて段付部４ａを有するチャンバー４を設けると共に該チャンバー４の底部には弁座５を設け、前記チャンバーの段付部４ａには、下方の中心部に弁体ガイドを収納させる均圧室６を設けると共に上方中心部に縦孔７を設けてなる吸引子８をダイヤフラム９を介し気密的に固定し、前記均圧室６内には、断面をカップ状に形成した弁体ガイド１０を上下方向に摺動自在に収納し、前記ダイヤフラム９で区画される前記チャンバー４内には、下面にパッキン１１を固着させると共に中心部の連通孔１２並びにこの連通孔１２につながる横孔１３を設けた弁体１４を収納させ、また前記弁体１４の下面には該弁体１４を上方に付勢させる圧縮コイルばね１５を設け、さらに前記弁体ガイド１０と弁体１４とをダイヤフラム９を介し気密で且つ一体的に固定し、前記吸引子８の上方部分に固定したプランジャチューブ１６内には、プランジャー１７を上下方向に摺動自在に内挿させると共に該プランジャー１７の下端部にはニードル１８を固定し、前記プランジャチューブ１６の回りには電磁コイル１９を配置させ、前記弁座５部の弁口径をφａとし、均圧室６に収納される弁体ガイド１０の外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定し、通電時には、前記ニードル１８の押し下げにより、圧縮コイルばね１５に抗して弁体１４を下方に押し下げて閉弁させ、非通電時には、弁体に形成された連通孔１２、横孔１３及び均圧室６により弁体１４に作用する高圧冷媒の圧力をキャンセルさせ、圧縮コイルばね１５のばね力のみによって弁体１４を上方に押し上げて開弁させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる電磁弁の構造を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電磁弁が開の状態にある縦断面図であり、図２は、電磁弁が閉の状態にある縦断面図である。本発明の電磁弁は、弁本体１と吸引子８と弁体ガイド１０とダイヤフラム９と弁体１４と圧縮コイルばね１５とプランジャチューブ１６と、プランジャー１７および電磁コイル１９とにより構成されている。
【００１４】前記弁本体１には、その上方部分を段付き状に開口させることにより段付部４ａを有するチャンバー４が設けられると共に該チャンバー４の底部には弁座５が設けられている。また、前記弁本体１には、冷媒の流入口２及び冷媒の流出口３が設けられ、これらは前記チャンバー４につながっている。
【００１５】吸引子８は、ダイヤフラム９を介して前記チャンバーの段付部４ａに気密的に固定されるものであり、該吸引子８は、その下方中心部が開口され後述する弁体ガイド１０を収納させるための均圧室６が設けられると共に、上方中心部に縦孔７が設けられている。
【００１６】弁体ガイド１０は、縦断面がカップ状に形成されたものであり、該弁体ガイド１０は前記均圧室６内を上下方向に摺動自在に収納されている。
【００１７】弁体１４は、前記ダイヤフラム９で区画される前記チャンバー４内に収納されるものであり、該弁体１４は、その下面にパッキン１１を固着させると共に中心部には連通孔１２が設けられ、さらにこの連通孔１２につながる横孔１３が設けられている。また、前記弁体１４は、ダイヤフラム９を介して前記弁体ガイド１０の下方に気密で且つ一体的に固定されている。
【００１８】プランジャチューブ１６は、前記吸引子８の上方部分に固定され、該プランジャチューブ１６内には、プランジャー１７を上下方向に摺動自在にプランジャー１７が内挿されている。また、このプランジャー１７の下端部にはニードル１８が固定され、通電時にはこのニードル１８が該吸引子８の縦孔７を通して弁体１４を下方に押し下げるようになっている。また、電磁コイル１９は、前記プランジャチューブ１６の回りに配置されている。
【００１９】また、本発明の電磁弁においては、弁体１４に作用する高圧冷媒圧力をキャンセルさせるために、前記弁座５部の弁口径をφａとし、均圧室６に収納される弁体ガイド１０の外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定してある。
【００２０】従って、本発明の電磁弁においては、通電時には、図２に示すように、吸引子８にプランジャー１７が吸着し、前記ニードル１８が押し下げられ、弁体１４が圧縮コイルばね１５に抗して下方に押しつけられて弁座５を閉弁させるようになっている。
【００２１】また、非通電時には、図１に示すように、チャンバー４ないの高圧冷媒による弁体を押し下げる力Ｆ1 と押し上げる力Ｆ２ が相殺される。また、均圧室６の圧力は、低圧冷媒の圧力が弁体１４に形成された連通孔１２、横孔１３を通って均圧室６に流れるため、低圧冷媒の圧力と等しくなっている。したがって、弁体１４に作用する冷媒の圧力差がキャンセルされ、圧縮コイルばね１５のばね力のみによって弁体１４が上方に押し上げられて弁座５を開弁させるようになっている。
【００２２】なお、上記の実施例においては、ノーマルオープンタイプのものでで説明しているがノーマルクローズタイプのものであっても同じ作用効果が得られるのは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によると、弁本体のチャンバーと吸引子側に設けた均圧室とをダイヤフラムで区画し、弁体アッシーとしては、断面カップ状の弁体ガイドと、中心部に連通孔を形成すると共にこの連通孔につながる横孔を形成してなる弁体とにより構成させると共に、弁座部の弁口径をφａとし、均圧室に収納される弁体ガイドの外形をφｂとした時にφａ＝φｂの寸法に設定し、非通電時には、低圧冷媒を弁体の連通孔、横孔を通して均圧室に連通させ、弁体に作用する高圧冷媒の圧力をキャンセルさせて圧縮コイルばねのばね力のみによって弁体を開弁させるものであるから、空調装置の冷凍サイクルに用いられる大口径の弁口を有する電磁弁であっても従来のようなパイロット式の電磁弁を必要としないため、従来品に比べて部品コストの削減並びに省電力化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１１年１０月２９日（１９９９．１０．２９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４２２９（Ｐ２００１−１２４２２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１１日（２００１．５．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０７８８８ |
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