JP2004162771A

JP2004162771A - 複合弁

Info

Publication number: JP2004162771A
Application number: JP2002327911A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ezaki; 広幸江崎; Masayuki Imai; 正幸今井
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】開閉弁と差圧弁を複合した複合弁を形成することで、配管レイアウトの簡素化、回路のコンパクト化、部品コストの低減化を図る。
【解決手段】１個の開閉弁２０と２個の差圧弁５０，６０とが１つのブロック本体１０内に配置される。開閉弁２０にはパイロット弁３０が付設され、２個の差圧弁２０，３０は、差圧値が相違する。パイロット弁３０の開閉は、ブロック本体１０に装着された電磁部４０により作動される。各差圧弁５０，６０は、流体流路を構成するリング溝５３，５４を所定圧以下では閉状態とするダイヤフラム５９，６９とダイヤフラム受体押バネ５８，６８を備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合弁に関し、特に、自動車等に搭載される空調機の冷凍サイクルの管路中に配置される１個の開閉弁と２個の差圧弁からなる複合弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調機の冷凍サイクルには、暖冷房の切換え等に伴って冷媒流路の切換えを行う流路の切換弁、差圧弁或いは逆止弁等種々の弁が用いられる。
空間が限られた自動車用として搭載される空調機においては、この冷凍サイクルを構成する弁の配置手段、大きさ等は重要で、各部材が大きくて各々別々に配置しなければならないような場合は、冷凍システムのコンパクト化が図れないという不都合がある。そこで、これらの複数種類の弁をひとつのボディに組み込んで一体化した複合弁が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１５９３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複合弁は、第１の弁が電磁弁であり、上記第２の弁が差圧弁であり、第３の弁が逆止弁であることから、１個の開閉弁と２個の差圧弁の組み合わせが必要な場合は適用することができない。したがって、本発明の課題は、上記暖房・冷房の切換等に用いられる複合弁のうち、１個の開閉弁と２個の差圧弁を一体化した複合弁を提供することで、配管レイアウトの簡素化、回路のコンパクト化、部品コストの低減化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明に係る複合弁は、下記の手段を採用した。
請求項１記載の複合弁は、１個の開閉弁と２個の差圧弁とが１つのブロック本体内に配置された複合弁であって、上記開閉弁にはパイロット弁が付設され、２個の差圧弁は、差圧値が相違することを特徴とする。
請求項２記載の複合弁は、請求項１記載の手段において、上記パイロット弁の開閉は、ブロック本体に装着された電磁部により作動されることを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の複合弁は、請求項１又は請求項２記載の手段において、上記差圧弁は、流体流路を構成するオリフィスに、所定差圧以下では閉状態とするダイヤフラムと閉止バネとを具備していることを特徴とする。
請求項４記載の複合弁は、上記請求項３記載の複合弁において、上記差圧弁は、主弁室と流出口側との間に開閉弁と並行して配置され、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの一側に配置されるダイヤフラム支持体と、該ダイヤフラム支持体に流出口側に連通して形成される流出孔と、該流出孔の外周に形成される流入側作用リング溝と、からなり、該流入側作用リング溝と上記流入口とは導入孔で連通されると共に、上記ダイヤフラムの他側には流出側圧作用凹部が形成され、該流出側圧作用凹部は流出口側に連通する流出側圧導入孔が形成され、且つ、流出側圧作用凹部内にはダイヤフラム受体が配置され、該ダイヤフラム受体はダイヤフラム受体押バネによってダイヤフラムに押圧されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る複合弁は、主として空調機器用の冷凍サイクルに使用されるものであり、通常、開閉弁を閉状態としたとき、開閉弁の上流側と下流側の冷媒圧差が、所定差圧、例えば２ｋｇ／ｃｍ^２になったときには、第１の差圧流出口から冷媒を流出させ、更に、高い冷媒圧差、例えば１２ｋｇ／ｃｍ^２になったときには、第２の差圧流出口からも冷媒を流出させるという課題を解決するためのものであり、しかも、これらの複数の弁（１個の開閉弁と２個の差圧弁）を一体化することで、配管レイアウトの簡素化、回路のコンパクト化、部品コストの低減化を図ることにある。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。図１乃至図３は、本発明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の縦断面図、図２は図１の右側面図、図３は、図１の左側面図である。
【０００８】
先ず、そ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。該ブロック本体１０は略直方体形状に形成され、図１における右側側面上方に冷媒の冷媒の流入口１１が形成され、その下方に高差圧流出口１４が形成される。また、上記ブロック本体１０の左側側面上方には低差圧流出口１３が形成されると共に、その下方には流出口１２が形成されている。なお、上記流入口１１は、冷凍サイクルの管路の内、上流側に連結され、流出口１２は下流側に連結される。また、低差圧流出口１３には低差圧管路（図外）が、また、高差圧流出口１４には高差圧管路（図外）が連結される。
【０００９】
また、上記流入口１１に連続して流入路１１ａが形成され、更に、流出口１２には流出路１２ａが連続して形成されると共に、高差圧流出口１４には高差圧流出路１４ａが形成されている。なお、図２及び図３において符号１５は管取付孔である。
また、流入路１１ａに連続して主弁室１７が形成されると共に主弁室１７の下方には主流出路１６が形成され、主流出路１６の下部は前記流出路１２ａに連通している。また、上記主弁室１７には筒状の主弁座部１６ａが形成されている。
【００１０】
次に、前記主弁室１７の上部に配置される開閉弁２０について説明する。前記主弁室１７内には円盤状の主弁ピストン体２１が上下動可能に配置されている。該主弁ピストン体２１の軸心位置には上下に貫通して開口する主弁孔２２が形成され、またその外周には立ち上がり状に周縁部２３が形成されると共に、前記主弁孔２２に並行して断面小径の均圧孔２４が上下に貫通して形成されている。
【００１１】
また、主弁ピストン体２１の上面軸心部近傍は上方に向けて上方突部２５が形成され、該上方突部２５の上端には後述のパイロット弁３０用のパイロット弁座２５ａが形成されている。前記開閉弁２０の下面の略全周には円環状に弁体装着凹部２６が形成され、該弁体装着凹部２６内には弁体２９が嵌合されると共に、弁体保持部２７で保持・固定されている。なお、符号２８は主弁ピストン体２１の外周に装着されるシールリングである。
【００１２】
上記開閉弁２０は主弁ピストン体２１の上下動に伴なって開閉弁２０を開閉するものであり、図１に示すように、その最上位置においては弁体２９は前記主弁座部１６ａとは離間しており、この離間状態において主弁室１７と主流出路１６とは連通している。また、その下動位置においては弁体２９は主弁座部１６ａに当接し、開閉弁２０は閉状態となる。なお、主弁ピストン体２１の下面とブロック本体１０との間には主弁開ばね２１ａが縮装され、主弁ピストン体２１を上方に、即ち、開弁方向に付勢している。なお上記構成において、均圧孔２４は主弁ピストン体２１の下部、即ち、主弁室の冷媒圧を上方のパイロット弁室３６に導入する機能を有する。
【００１３】
次に、上記開閉弁２０を上下動させるパイロット弁３０について説明する。パイロット弁筒３１は後述の電磁部４０のハウジング４１内に配置される吸引子４３内に上下動可能に配置され、該パイロット弁筒３１の上部の上部連結部３１ａは後述のプランジャ４７の下部に装着される。
また、パイロット弁筒３１の下部には径大部３１ｂが形成され、該径大部３１ｂ内の下部には緩衝バネ３５を介してパイロット弁体３４が内装されている。そして、吸引子４３の下面と主弁ピストン体２１との空間にはパイロット弁室３６が形成される。
【００１４】
次に、前記パイロット弁筒３１を上下動させ開閉弁２０を開閉させる電磁部４０について説明する。該電磁部４０は全体として円柱形状に形成され、そのハウジング４１の下部においてブロック本体１０に装着されている。この電磁部４０の中心部には、上下に倒立させたコップ状にキャン４２が配置され、該キャン４２の下部に吸引子４３が固定されると共に、該吸引子４３の上部には上下動可能にプランジャ４７が配置されている。
【００１５】
該プランジャ４７の上部にはプランジャバネ室４７ａが形成されると共に、該プランジャバネ室４７ａの底面と上方のキャン４２との間には閉バネ４８が縮装されている。また、プランジャ４７の下部にはパイロット弁筒取付穴４７ｂが形成され、該パイロット弁筒取付穴４７ｂに前述のパイロット弁筒３１の上部連結部３１ａが連結・固定されている。
【００１６】
また、吸引子４３の上部内周にはバネ配置部４３ｂが形成され、該バネ配置部４３ｂ内にはパイロット弁開バネ３２が配置されている。従って、前記プランジャ４７は閉バネ４８によって下方向に付勢され、かつ前記パイロット弁開バネ３２によって上方向に付勢されているが、電磁部４０に対する電流を印加しない状態においては、図１の状態を保つようにパイロット弁開バネ３２の弾発力のほうが閉バネ４８の弾発力よりも大となるように設定されている。
【００１７】
また、キャン４２の外周にはボビン４４を介してコイル４５が巻回されており、該コイル４５の外周はハウジング４１となっている。また、ボビン４４の上面はプレート４６により固定・保持されている。なお、符号４３ａはバネ配置部４３ｂの底部に形成されるバネ受部である。
【００１８】
次に、第１差圧弁５０について説明する。該第１差圧弁５０は低差圧流出路１３ａの右端部に配置され、該位置に装着されるダイヤフラム支持体５１と、該ダイヤフラム支持体５１の右側に位置するダイヤフラム５９を支持している。前記ダイヤフラム支持体５１のダイヤフラム５９側にはその中心部に流出孔５４が形成されると共に、該流出孔５４の外周には流入側作用リング溝５３が配置され、該流入側作用リング溝５３と主弁室１７とは流入側導入孔５２で連通されるように形成されている。
なお、流入側作用リング溝５３からダイヤフラム５９に作用する冷媒圧は、流入口１１の冷媒圧αと同じである。上記流出孔５４には流出口１２側の冷媒圧βと同一の冷媒圧が作用している。なお、この場合、流入側作用リング溝５３の連通（流入）先は、主弁室１７に代えて流入路１１ａであってもよい。
【００１９】
また、上記ダイヤフラム５９の右側には流出側圧作用凹部５５が形成され、該流出側圧作用凹部５５は流出側圧導入孔５６を介して主流出路１６と連通している。また、前記流出側圧作用凹部５５内にはダイヤフラム受体５７が配置され、該ダイヤフラム受体５７はダイヤフラム受体押バネ５８によってダイヤフラム５９に押圧されている。
上記第１差圧弁５０は上記構成によってダイヤフラム５９の左側、即ち、ダイヤフラム支持体５１側には、主弁室１７からの流入側冷媒が流入側導入孔５２及び流入側作用リング溝５３を介して導入され、作用している。一方、ダイヤフラム５９の右側には、ダイヤフラム受体５７を介して、ダイヤフラム受体押バネ５８の弾発力に相当する押圧力と、主流出路１６側の流出側圧導入孔５６からの冷媒圧βと、の合計圧が作用している。
【００２０】
上記のように、ダイヤフラム５９には、上記主流出路１６側から流出側圧導入孔５６を介して流出口側冷媒圧βが右側から作用しており、一方、流出孔５４からはダイヤフラム５９に対して左側からも流出口１３側冷媒圧βが作用していることから、ダイヤフラム５９には、左右から相殺圧を作用させることで、ダイヤフラム受体５７、ダイヤフラム５９、ダイヤフラム受体押バネ５８等の構成の簡略化を図っている。
【００２１】
この第１差圧弁５０において、主弁室１７側の冷媒圧と低差圧流出口１３側の冷媒圧とが差圧が大となり、ダイヤフラム受体押バネ５８に抗してダイヤフラム５９を右側に移動させると、流入側作用リング溝５３と流出孔５４とが導通することになり、冷媒はダイヤフラム受体５７から低差圧流出口１３に流れ出すことになる。なお、第１差圧弁５０において、流入側作用リング溝５３と流出孔５４とが連通する差圧は、ダイヤフラム受体押バネ５８を調整して、低差圧、例えば、２ｋｇ／ｃｍ^２に設定されている。
【００２２】
第２差圧弁６０はブロック本体１０の下部で高差圧流出路１４ａと流出路１２ａとの間に配置されるもので、ダイヤフラム６９がダイヤフラム支持体６１によって支持されている。ダイヤフラム６９の右側には流入側導入孔６２によって主弁室１７の冷媒圧が流入側導入孔６２及び流入側作用リング溝６３を介して作用しており、流入側作用リング溝６３の中心部には流出孔６４が形成されている。一方、ダイヤフラム６９の左側には流出側圧作用凹部６５及び流出側圧導入孔６６が形成されたダイヤフラム支持体６１が配置され、流出側圧作用凹部６５内にはダイヤフラム受体６７が配置されると共にダイヤフラム受体６７とダイヤフラム支持体６１との間にはダイヤフラム受体押バネ６８が介装されている。なお、この場合、流入側作用リング溝６３の連通先は、主弁室１７に代えて流入路１１ａであってもよい。
【００２３】
即ち、ダイヤフラム６９には上記主流出路１６側から流出側圧導入孔６６を介して流出口１２側冷媒圧βが右側から作用しており、一方、流出孔６４からもダイヤフラム６９に対して左側から流出口１４側冷媒圧βが作用していることから、ダイヤフラム６９には、左右から相殺圧を作用させることでダイヤフラム受体６７、ダイヤフラム６９、ダイヤフラム受体押バネ６８、等の構成の構成の簡略化を図っている。
【００２４】
上記第２差圧弁６０の構成において、主弁室１７内の冷媒は流入側導入孔６２及び流入側作用リング溝６３を介してダイヤフラム６９の右側面に所定圧で当接しているが、ダイヤフラム６９はダイヤフラム受体押バネ６８の弾発力により閉状態であり、冷媒は流出孔６４に流れ出すことはない。しかしながら、流入側作用リング溝６３内の冷媒圧が所定圧以上になってダイヤフラム受体６７を左方に後退させるほどに変形すると、流入側作用リング溝６３と流出孔６４とが連通し、ダイヤフラム６９が変形している限りにおいて、冷媒は高差圧流出口１４側に流れ出すことになる。なお、第２差圧弁６０において、流入側作用リング溝６３と流出孔６４とが連通する差圧は、ダイヤフラム受体押バネ６８を調整して、高差圧、例えば、１２ｋｇ／ｃｍ^２に設定されている。
【００２５】
次に、上記構成の複合弁が冷凍サイクルに適用された場合における作用について説明する。
この複合弁は、冷凍サイクルの管路において電磁部４０への通電オフの状態では、流入口１１から冷媒が流入し、流出口１２から流出する。また、この流出口１２は、低差圧流出口１３及び高差圧流出口１４にも連通している。したがって、流出口１２側の冷媒圧と同一の冷媒圧が低差圧流出口１３及び高差圧流出口１４にも作用している。
この状態において、電磁部４０への通電オンによりプランジャ４７の下動に伴なってパイロット弁３０が下動して開閉弁２０は閉状態となり、流出口１２からの冷媒の流出は停止する。
【００２６】
この、流出口１２からの冷媒の流出停止の状態において、流入口１１側の冷媒圧（主弁室１７内の冷媒圧）と流出口１２の冷媒圧との差圧が２ｋｇ／ｃｍ^２以上となると、第１差圧弁５０は開状態となり、低差圧流出口１３から冷媒は流出することになる。当然のこのながら２ｋｇ／ｃｍ^２以下となると第１差圧弁５０は閉状態に戻る。
【００２７】
また、流入口１１側の冷媒圧（主弁室１７内の冷媒圧）と流出口１２の冷媒圧との差圧が１２ｋｇ／ｃｍ^２以上となると、第２差圧弁６０は開状態となり、高差圧流出口１４から冷媒は流出することになる。当然のこのながら１２ｋｇ／ｃｍ^２以下となると第２差圧弁６０は閉状態に戻る。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、１個の開閉弁と２個の差圧弁を一体化した複合弁を提供することで、電磁部４０を作動させて開閉弁２０を閉状態とした時、複合弁の上流の冷媒圧が所定以上上昇すると、２段階で冷媒を流動させることになるから、冷凍サイクルにおける冷媒圧管理が容易になり、しかも、配管レイアウトの簡素化、回路のコンパクト化、部品コストの低減化を図ることができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態においては、低差圧流出口１３及び高差圧流出口１４を流出口１２と連通させることで、低差圧流出口１３及び高差圧流出口１４の冷媒圧は流出口１２の冷媒圧と略同一としたが、低差圧流出口１３及び高差圧流出口１４を流出口１２と連通させることなく、別途、所定圧をダイヤフラム受体押バネ５８或いはダイヤフラム受体押バネ６８に加えるようにしてもよい。また、上記実施の形態では、２個の差圧弁５０，６０を構成要件としたが、２個以上としてもよいことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
上記構成により、本発明は下記の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、１個の開閉弁と２個の差圧弁とが１つのブロック本体内に配置された複合弁であって、上記開閉弁にはパイロット弁が付設され、２個の差圧弁は、差圧値を相違させることで、冷凍サイクルに適当した場合の容積メリットを実現でき、簡単な構成で、高機能の複合弁を実現することができ、また、配管レイアウトの簡素化、回路のコンパクト化、部品コストの低減化を図ることができた。
【００３１】
請求項２記載の発明によれば、上記効果に加えて、上記パイロット弁の開閉は、ブロック本体に装着された電磁部により作動されることで、開閉操作が容易となる。
【００３２】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、上記差圧弁は、流体流路を構成するオリフィスを所定圧以下では閉状態とするダイヤフラムと閉止バネとで形成することで、その構成が単純であり、製造も容易となる。
【００３３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の複合弁の効果に加えて、差圧弁は、主弁室と流出口側との間に開閉弁と並行して配置され、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの一側に配置されるダイヤフラム支持体と、該ダイヤフラム支持体に流出口側に連通して形成される流出孔と、該流出孔の外周に形成される流入側作用リング溝と、からなり、該流入側作用リング溝と上記流入口とは導入孔で連通されると共に、上記ダイヤフラムの他側には流出側圧作用凹部が形成され、該流出側圧作用凹部は流出口側に連通する流出側圧導入孔が形成され、且つ、流出側圧作用凹部内にはダイヤフラム受体が配置され、該ダイヤフラム受体はダイヤフラム受体押バネによってダイヤフラムに押圧されていることで、ダイヤフラム受体、ダイヤフラム、ダイヤフラム受体押バネ等の構成の一層の簡略化を図っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の分解図。
【図２】図１の右側面図。
【図３】図１の左側面図。
【符号の説明】
１０・・ブロック本体
１１・・流入口１１ａ・・流入路１２・・流出口１２ａ・・流出路
１３・・低差圧流出口１３ａ・・低差圧流出路
１４・・高差圧流出口１４ａ・・高差圧流出路１５・・管取付孔
１６・・主流出路１６ａ・・主弁座部１７・・主弁室
２０・・開閉弁２１・・主弁ピストン体２１ａ・・主弁開ばね
２２・・主弁孔２３・・周縁部２４・・均圧孔
２５・・上方突部２５ａ・・パイロット弁座２６・・弁体装着凹部
２７・・弁体保持部２８・・シールリング２９・・弁体
３０・・パイロット弁３１・・パイロット弁筒
３１ａ・・上部連結部３１ｂ・・径大部３２・・パイロット弁開バネ
３４・・パイロット弁体３５・・緩衝バネ３６・・パイロット弁室
４０・・電磁部
４１・・ハウジング４２・・キャン
４３・・吸引子４３ａ・・バネ受部４３ｂ・・バネ配置部
４４・・ボビン４５・・コイル４６・・プレート
４７・・プランジャ４７ａ・・プランジャバネ室
４７ｂ・・パイロット弁筒取付穴４８・・閉バネ
５０・・第１差圧弁
５１・・ダイヤフラム支持体５２・・流入側導入孔
５３・・流入側作用リング溝
５４・・流出孔５５・・流出側圧作用凹部５６・・流出側圧導入孔
５７・・ダイヤフラム受体５８・・ダイヤフラム受体押バネ
５９・・ダイヤフラム
６０・・第２差圧弁
６１・・ダイヤフラム支持体６２・・流入側導入孔
６３・・流入側作用リング溝６４・・流出孔６５・・流出側圧作用凹部
６６・・流出側圧導入孔６７・・ダイヤフラム受体
６８・・ダイヤフラム受体押バネ６９・・ダイヤフラム

Claims

１個の開閉弁と２個の差圧弁とが１つのブロック本体内に配置された複合弁であって、上記開閉弁にはパイロット弁が付設され、２個の差圧弁は差圧値が相違することを特徴とする複合弁。
上記パイロット弁の開閉は、ブロック本体に装着された電磁部により作動されることを特徴とする請求項１の複合弁。
上記差圧弁は、流体流路を構成するオリフィスに、所定差圧以下では閉状態とするダイヤフラムと閉止バネとを具備していることを特徴とする請求項１又は請求項２の複合弁。
上記差圧弁は主弁室と流出口側との間に開閉弁と並行して配置され、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの一側に配置されるダイヤフラム支持体と、該ダイヤフラム支持体に流出口側に連通して形成される流出孔と、該流出孔の外周に形成される流入側作用リング溝と、からなり、該流入側作用リング溝と上記流入口とは導入孔で連通されると共に、
上記ダイヤフラムの他側には流出側圧作用凹部が形成され、該流出側圧作用凹部には流出口側に連通する流出側圧導入孔が形成され、且つ、流出側圧作用凹部内にはダイヤフラム受体が配置され、該ダイヤフラム受体はダイヤフラム受体押バネによってダイヤフラムに押圧されていることを特徴とする請求項３記載の複合弁。