JP2004144151A

JP2004144151A - 流路切換弁

Info

Publication number: JP2004144151A
Application number: JP2002307835A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Aoki; 青木　哲也; Shoji Yamashita; 山下　将司
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】部品点数が少なくてすみ、構成・配管が単純・容易であり、構造が簡単・コンパクトで、廉価な流路切換弁を提供する。
【解決手段】金属製のブロック本体１０に流入口１１と第１流出口１２と第２流出口１３とが設けられ、前記流入口１１から流入する流体はいずれか１つの流出口１２，１３から流出させるように切換可能な流路切換弁である。ブロック本体１０には、流入口１１と第１流出口１２との間に位置する第１弁室１４と、流入口１１と第２流出口１３との間に位置する第２弁室１５と、が形成される。第１弁室１４には第１主弁３０が、また、第２弁室１５には第２主弁４０が、それぞれ設けられると共に、ブロック本体１０に設けられた電磁部２０により、第１主弁３０と第２主弁４０とは、連動棒２８により連動状態にあり、開閉が逆になるように作動される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機の冷凍サイクル等において用いられる流体の流路切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調機器等の冷凍サイクルに用いられる冷媒等の流路切換弁は、従来、構造が複雑で大型化するという不利点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７３８１２号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は上記従来技術の問題点を解消することにあり、空調機の冷凍サイクル等において用いられる流路切換弁において、部品点数が少なくてすみ、構成が簡単で小型化でき、廉価な流路切換弁を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、下記の手段を講じた。即ち、
請求項１記載の流路切換弁は、金属製のブロック本体に流体の流入口と第１流出口と第２流出口とが設けられ、前記流入口から流入する流体はいずれか１つの流出口から流出させるように切換可能な流路切換弁であって、ブロック本体には、上記流入口と第１流出口との間に位置する第１弁室と、上記流入口と第２流出口との間に位置する第２弁室と、が形成され、第１弁室には第１主弁が、また、第２弁室には第２主弁が、それぞれ設けられると共に、ブロック本体に設けられた電磁部により、第１主弁と第２主弁とは互いに開閉が逆になるように作動されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の流路切換弁は、請求項１記載の流路切換弁において、第１主弁と第２主弁とは、ブロック本体に摺動可能に支持された連動棒により、互いに連動するように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の流路切換弁は、請求項１又は請求項２記載の流路切換弁において、上記第１弁室と第２弁室、上記第１主弁と第１主弁、及び、上記第１流出口と第２流出口は、それぞれ同形状で、且つ、ブロック本体内において、それぞれ対称的に配置されていることを特徴とする。
請求項４記載の流路切換弁は、請求項１乃至請求項３記載のいずれかの流路切換弁において、上記第１主弁と第２主弁には、高摺動材料をコーティング又は複合メッキを施したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１はその第１状態を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線の断面図、図３は同実施例の第２状態を示す縦断面図である。なお、説明中において上下左右という表現は図面上の位置関係を示すものであり、実際はこれに限るものではない。
【０００９】
先ず、流路切換弁のハウジングを構成するブロック本体１０について説明する。ブロック本体１０は、図１及び図２に示すように、全体として直方体形状に形成され、その上部に電磁部２０が装着されている。
【００１０】
図１において、ブロック本体１０の右側には一定深さの冷媒の流入口１１が形成され、かつ、その上下部には前記流入口１１と連通して第１流入路１１ａ及び第２流入路１１ｂが上下方向に形成される。また、上記ブロック本体１０の上方には所定深さで円筒状の第１弁室１４が、そして、下方には第２弁室１５が形成される。そして、前記第１流入路１１ａは第１弁室１４に連通し、また、第２流入路１１ｂは第２弁室１５に連通している。
また、第１弁室１４の下底部には第１流出路１２ａが形成され、図２に示すように、該第１流出路１２ａに連通しブロック本体１０の背面に開口する第１流出口１２が形成されている。同様に、第２弁室１５の上底部には第２流出路１３ａが形成され、該第２流出路１３ａと連通しブロック本体１０の背面に開口する第２流出口１３が形成される。
【００１１】
また、図１及び図２に示すように、上記第１弁室１４と第２弁室１５とは上下の向きが反対であるものの、その形状はほぼ同一とされ、同様に、第１流出路１２ａと第２流出路１３ａも同形状で対称的に形成される。また、図２に示すように第１流出口１２及び第２流出口１３も同一形状でほぼ対称的に並置されている。更に、第１流出路１２ａの入口部には第１弁座１６が形成され、第２流出路１３ａの入口部には第２弁座１７が形成される。
そして、ブロック本体１０における第１流出路１２ａ及び第２流出路１３ａの両側部には上下に右連動棒孔１８ａ及び左連動棒孔１８ｂが穿設されている。
【００１２】
次に、電磁部２０について説明する。
電磁部２０は全体形状が円筒状に形成され、その中心部にはパイプ２１が配置されると共に、該パイプ２１の下端には一体的にフランジ部２１ａが形成され、該フランジ部２１ａがブロック本体１０の上面に装着・固定される。また、前記ブロック本体１０の外周に装着されたボビン２２を介してコイル２３が巻回され、該コイル２３にはリード線２３ａが設けられている。また、コイル２３の外周には電気的絶縁機能を有する樹脂材料からなるコイルカバー２３ｂが配置されている。
【００１３】
上記パイプ２１内の上部には吸引子２４が装着され、該吸引子２４及びボビン２２はその上面と下面に設けられたコ字状の支持プレート２９により一体化されている。また、前記吸引子２４の下部にはプランジャ室２６ａが形成され、該プランジャ室２６ａ内に、パイプ２１内壁で上下に摺動可能なプランジャ２６が配置されている。また、プランジャ２６の上面にはバネ受凹部２６ｃが形成され、該バネ受凹部２６ｃと吸引子２４の下面の間には第１バネ２５が縮装されている。また、プランジャ２６の下面にはボール支持棒部２６ｂが固定され、該ボール支持棒部２６ｂには球形のボール弁２７が装着されている。
上記第１バネ２５は、電磁部２０が作動していない（電流が印加されていない）状態で、且つ、後述の第２バネ６２のバネ圧がプランジャ２６に作用している状態において、ボール弁２７が第１オリフィス３１に当接するようなバネ圧となっている（図１，２の状態）。
また、プランジャ２６の下面に当接するように所定長さの右連動棒２８ａ及び左連動棒２８ｂ（以下、総称する場合は「連動棒２８」という。）が配置され、右連動棒２８ａは右連動棒孔１８ａに挿通され、左連動棒２８ｂは左連動棒孔１８ｂにそれぞれ上下摺動可能に挿通されている。
【００１４】
次に、第１主弁３０について説明する。第１主弁３０は、全体として図１及び図２に示すように、中心部を下方に球面状に膨出させた膨出部３２を有する円板部３４と、該円板部の外周囲に形成される立上り部３５と、からなり、前記膨出部３２に第１オリフィス３１が形成され、また、立上り部３５の外周面には第１弁室１４の内壁と摺接する摺接部３３が形成されている。なお、この第１主弁３０には連動棒２８を上下方向に挿通させる孔が上下方向に穿設されている。また、この第１主弁３０には、図２に示すように、第１弁室１４内における最下位置において第１オリフィス３１が前記第１流出路１２ａと連通するように形成されている。
【００１５】
次に第２主弁４０について説明する。
第２主弁４０は第２弁室１５内に配置され、その形状は上下が逆であるものの第１主弁３０と同一である。従って、第２主弁４０には第１オリフィス３１と同形状の第２オリフィス４１が、膨出部３２と同形状の膨出部４２の中心部に穿設されている。また、第２主弁４０の外周面には第２弁室１５の内周面に摺接する摺接部４３が形成されている。
上記第２弁室１５の下部には第２弁室１５を閉止するカップ状の蓋体５０が配置され、該蓋体５０の装着壁面５１が第２弁室１５の内壁に固定される。また装着壁面５１の上端部は第２主弁４０のストッパ部５１ａを構成することになる。
【００１６】
次に、第２主弁４０を上下動させる作動体６０について説明する。作動体６０は皿状物を上下に反転させた状態に形成され、円板状の平坦部６０ｄと、その外周に一体状に形成される筒状部６０ｃと、その中心上部に固定されたボール支持棒部６０ｂとからなり、該ボール支持棒部６０ｂを介してボール弁６１が設けられる。また、作動体６０の平坦部６０ｄ下面のバネ受部６０ａと蓋体５０側のバネ受面５１ｂとの間には第２バネ６２が介装されている。また、作動体６０の外周面は筒状部６０ｃとして形成されている。なお、前記ボール弁６１とボール弁２７とはその形状及び大きさは略同一となっている。
【００１７】
次に、上記流路切換弁の作用について説明する。
先ず、図１及び図２を用いて、冷媒を流入口１１から第２流出口１３に流す場合について説明する。この場合には、電磁部２０は作動させない。
したがって、吸引子２４は磁化されておらず、プランジャ２６は第１バネ２５の弾発力により第２バネ６２の弾発力に抗して下部位置にあり、プランジャ２６と一体のボール弁２７は第１主弁３０の第１オリフィス３１に当接・閉とし、且つ、第１主弁３０を第１弁座１６に当接させて、第１バネ２５の弾発力に相当する押圧力と流入口１１からの冷媒圧により、第１流出路１２ａを閉状態としている。
【００１８】
一方、プランジャ２６が下部位置にある状態においては、連動棒２８を下方に押圧し、作動体６０を下動させる。その結果、第２弁室１５内の冷媒が第２オリフィス４１から排出され、第２主弁４０は第２主弁４０の前後（図１では上下）の圧力差によって後退（図１では下動）し、図１に示すように、ストッパ部５１ａに当接した状態で最下位置になる。その結果、流入口１１から流入する冷媒は、第２流入路１１ｂ、第２弁室１５、及び、第２流出路１３ａを介して第２流出口１３から流出することになる。
【００１９】
次に、図３を用いて冷媒を流入口１１から第１流出口１２に流す場合について説明する。この場合には、電磁部２０は作動させる。
したがって、吸引子２４は磁化され、プランジャ２６は前記磁力及び第２バネ６２の弾発力により、第１バネ２５の弾発力に抗して上動し、プランジャ２６と一体のボール弁２７は第１主弁３０の第１オリフィス３１から離間して開状態となり、第１弁室１４内の冷媒が第１オリフィス３１から排出されて、第１主弁３０は該第１主弁３０の前後の圧力差によって上動し、フランジ部２１ａに当接した位置を保持し、第１流出路１２ａを開状態とする。したがって、流入口１１から流入した冷媒は、第１流入路１１ａ、第１弁室１４、第１流出路１２ａを介して第１流出口１２に流れ出ることになる。
【００２０】
一方、プランジャ２６の上動は連動棒２８を上動させ、第２バネ６２は作動体６０を上動させる。その結果、作動体６０と一体のボール弁６１は第２主弁４０の第２オリフィス４１に当接して閉状態となるので、第２弁室１５の冷媒圧が高くなり、第２主弁４０は第２弁座１７に当接する。その結果、流入口１１から流入する冷媒は、第２流出口１３から流出しない。
【００２１】
上記作用において、本実施例は、第１主弁３０及び第２主弁４０を構成要件とすることで、閉状態の主弁（第１主弁３０又は第２主弁４０）に冷媒圧を強く作用させることができる効果がある。換言すれば、ボール弁２７は第１主弁３０に対して、或いは、ボール弁６１は第２主弁４０に対して、パイロット弁としての機能を有することになり、流入口１１側の冷媒圧と、第１流出口１２又は第２流出口１３との差圧が大きくても、確実に流路の切換を実現するという作用を有する。
【００２２】
特に、本発明においては、冷媒を流入口１１から第１流出口１２又は第２流出口１３のいずれの出口に流している状態であっても、第１弁室１４と第２弁室１５との冷媒圧は略同等であるから、右連動棒孔１８ａ及び左連動棒孔１８ｂを介しての第１弁室１４と第２弁室１５との間の冷媒の流動は発生せず、したがって、連動棒２８と左右連動棒孔１８ａ，１８ｂとの隙間を通して冷媒が漏れることはない。
【００２３】
なお、第１主弁３０と第２主弁４０の形状は、冷媒圧を受け易い椀状等の形状であればどのような形状でもよい。また、連動棒２８の形状は他の形状でもよく、更に、２本以上であっても良い。また、連動棒２８の一端部がプランジャ２６又は作動体６０と一体であっても良い。そして、ボール弁２７の上下操作は電磁部２０のプランジャ２６で行うようにしたが、他の手段による上下操作であってもよい。また、このブロック本体１０は前記のように直方体形状ばかりでなく、円柱形状あるいは多角形の柱形状であってもよい。
また、第１主弁３０及び第２主弁４０は、全体として平板形状であることから、プレス加工が可能であり、また、これらの摺接部３３，４３は第１弁室１４又は第２弁室１５ｂの内壁に当接して前後（図面では上下）に摺動することから、この摺動に耐える材料（高摺動材料と言う）をコーティングするか、或いは、Ｎｉ−ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等の複合メッキを施こすことが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】
上記構成により、本発明によれば、極めて簡単な構成で一つの流入口から流入する流体を２つの流出口のいずれかに選択・切換することができる。しかも、ブロック本体１０の構成が上半分と下半分がほぼ対称的で同形状に形成され、しかも、第１主弁３０と第２主弁４０とは同一形状に形成されるなど部品が共通でき、且つ小型化することからその製造コストを大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例の第１状態を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】同実施例の第２状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０・・ブロック本体
１１・・流入口　　　　１１ａ・・第１流入路　　１１ｂ・・第２流入路
１２・・第１流出口　　１２ａ・・第１流出路
１３・・第２流出口　　１３ａ・・第２流出路
１４・・第１弁室　　　１５・・第２弁室
１６・・第１弁座　　　１７・・第２弁座
１８ａ・・右連動棒孔　１８ｂ・・左連動棒孔
２０・・電磁部　２１・・パイプ　２１ａ・・フランジ部　　２２・・ボビン
２３・・コイル　　　　２３ａ・・リード線　　　２３ｂ・・コイルカバー
２４・・吸引子　　　　２５・・第１バネ
２６・・プランジャ　　２６ａ・・プランジャ室　　２６ｂ・・ボール支持棒部
２６ｃ・・バネ受凹部　２７・・ボール弁
２８・・連動棒　　　　２８ａ・・右連動棒　　　　２８ｂ・・左連動棒
２９・・支持プレート　３０・・第１主弁　　　　　３１・・第１オリフィス
３２・・膨出部　３３・・摺接部　　３４・・円板部　　３５・・立上り部
４０・・第２主弁
４１・・第２オリフィス　　　４２・・膨出部
４３・・摺接部　　　　５０・・蓋体　　　　　　　５１・・装着壁面
５１ａ・・ストッパ部　　５１ｂ・・バネ受面
６０・・作動体　　　　６０ａ・・バネ受部　　　６０ｂ・・ボール支持棒部
６０ｃ・・筒状部　　　６０ｄ・・平坦部
６１・・ボール弁　　　６２・・第２バネ

Claims

金属製のブロック本体に流体の流入口と第１流出口と第２流出口とが設けられ、前記流入口から流入する流体は上記いずれか１つの流出口から流出させるように切換可能な流路切換弁であって、
上記ブロック本体には、上記流入口と第１流出口との間に位置する第１弁室と、上記流入口と第２流出口との間に位置する第２弁室とが形成され、第１弁室には第１主弁が、また、第２弁室には第２主弁が、それぞれ設けられると共に、ブロック本体に設けられた電磁部により、第１主弁と第２主弁とは互いに開閉が逆になるように作動されることを特徴とする流路切換弁。
第１主弁と第２主弁とは、ブロック本体に摺動可能に支持された連動棒により、互いに連動するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の流路切換弁。
上記第１弁室と第２弁室、上記第１主弁と第２主弁、及び、上記第１流出口と第２流出口は、それぞれ同形状で、且つ、ブロック本体内において、それぞれ対称的に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流路切換弁。
上記第１主弁と第２主弁には、高摺動材料をコーティング又は複合メッキを施したことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれかの流路切換弁。