JP5634124B2 - Electric switching valve - Google Patents
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Description
本発明は、流路の切り換えが可能な切換弁に係り、特に、冷蔵庫、空調機等の冷媒循環系に組み込んで使用するのに好適な、ステッピングモータを用いた電動切換弁に関する。 The present invention relates to a switching valve capable of switching a flow path, and more particularly to an electric switching valve using a stepping motor suitable for use in a refrigerant circulation system such as a refrigerator or an air conditioner.
一般に、1本の流路Aを流れる流体を2本の流路B及び流路Cのいずれかに任意に切り換えて流すようにする場合、通常、流路Aと流路B、Cとの間に三方切換弁を介装する。 In general, when the fluid flowing through one channel A is arbitrarily switched to one of the two channels B and C, it is usually between the channel A and the channels B and C. Three-way switching valve is installed in
具体的には、例えば、冷蔵庫においては、圧縮機からの冷媒が導入される流路Aと、冷媒を冷凍室側の蒸発器に導く流路Bと、冷媒を冷蔵室側の蒸発器に導く流路Cとの間に三方切換弁を介装し、流路Aに導入された冷媒を、三方切換弁により流路Bと流路Cのいずれか一方のみに択一的に流すように構成されている。この場合、前記三方切換弁においては、流路A(流入口)は常時開かれ、流路B(第1の流出口)が開けられているときは、流路C(第2の流出口)が閉じ、逆に、流路Bが閉じられているときは、流路Cが開くように構成されている。 Specifically, for example, in a refrigerator, a flow path A into which refrigerant from a compressor is introduced, a flow path B that leads the refrigerant to an evaporator on the freezer compartment side, and a refrigerant is led to the evaporator on the refrigerator compartment side. A three-way switching valve is interposed between the channel C and the refrigerant introduced into the channel A is configured to flow selectively to only one of the channel B and the channel C by the three-way switching valve. Has been. In this case, in the three-way switching valve, the channel A (inlet) is always open, and when the channel B (first outlet) is opened, the channel C (second outlet). Is closed, and conversely, when the flow path B is closed, the flow path C is configured to open.
近年、例えば、冷蔵庫においては、冷凍室、冷蔵室、及び野菜室にそれぞれ蒸発器を設けてそれぞれの室の冷却を確実に行わせるようにする傾向にあり、このような冷蔵庫では上記のような従来の三方弁、或いは四方弁のような切換弁では対応できない。また、飲料等の自動販売機の冷凍システムにおいては、季節に応じて運転モードの変更に伴って流路や流量を切り換える必要があるが、従来の切換弁では対応できないという問題がある。そこで、本発明の課題は、上記問題を解消できる切換弁として、冷凍室、冷蔵室、及び野菜室にそれぞれ蒸発器を設けてそれぞれの室の冷却を確実に行わせる冷蔵庫等に対応可能な四方弁等の電動切換弁を提供することにある。 In recent years, for example, in a refrigerator, there is a tendency to provide an evaporator in each of a freezing room, a refrigerated room, and a vegetable room so that each room is reliably cooled. A conventional switching valve such as a three-way valve or a four-way valve cannot be used. In addition, in a refrigeration system of a vending machine such as a beverage, it is necessary to switch the flow path and the flow rate according to the change of the operation mode according to the season, but there is a problem that it cannot be handled by a conventional switching valve. Then, the subject of the present invention is a four-way capable of dealing with a refrigerator or the like that provides an evaporator in each of the freezer compartment, the refrigerator compartment, and the vegetable compartment as a switching valve that can solve the above-mentioned problems, and reliably cools each compartment. The object is to provide an electric switching valve such as a valve.
本発明の電動切換弁は、流体が流入する入口ポート及び流体が流出する複数の出口ポートを有する弁本体と、弁本体に取り付けられる非磁性金属材料製の円筒形状のキャンと、キャンの内側に配置され、複数の出口ポートをそれぞれ開閉するように進退動可能な複数の棒状の弁体と、キャンの内側に回転自在に支持されるロータと、ロータの回転力が伝達されて回転し、前記複数の弁体を駆動するカム部材と、ステータとして機能するコイルユニットとを備えて、入口ポートを複数の出口ポートに選択的に連通するように流路を切換える電動切換弁であって、カム部材に形成されて弁体を選択的に押し上げる凸部を備えるものである。
また、本電動切換弁は、弁本体側に固着されるストッパと、カム部材に設けられてストッパに当接する脚部を備えるものである。
また、本電動切換弁において、弁体はロータの回転軸に平行な軸線方向に配設され、出口ポートは、弁体の軸線と同一軸線を備えるものである。
更に、本電動切換弁は、各弁体の頂部に配設されて弁体を出口ポートに向けて付勢する付勢手段を備えるものである。
更にまた、2つ以上の出口ポートは弁本体の周方向の所定の範囲内において互いにほぼ等角度に隔置して配設されるものである。
更にまた、カム部材の凸部は、複数の弁体を同時に押し上げる形状を有するものである。
更にまた、出口ポートの孔径は、当該出口ポートを流れることが求められる流量に応じて互いに異なる寸法とすることができる。
更にまた、カム部材の凸部は、一つの弁体から別の弁体に切り換える際に、すべての弁体が閉まり切らずに薄め開きを確保しながら切り換える形状とするのが好ましい。
更にまた、弁体を摺動自在に支持する弁ガイド孔は、弁本体に形成されることが望ましい。またその場合、弁本体にキャン内に連通する空間を形成し、弁ガイド孔と出口ポートとをその空間内に開口するように形成することができる。
更にまた、入口ポートは、出口ポートと平行に弁本体に形成することができる。
The electric switching valve of the present invention includes a valve body having an inlet port through which fluid flows and a plurality of outlet ports through which fluid flows, a cylindrical can made of a nonmagnetic metal material attached to the valve body, and an inner side of the can A plurality of rod-shaped valve bodies that are arranged and can be moved back and forth to open and close the plurality of outlet ports, a rotor that is rotatably supported inside the can, and a rotational force of the rotor is transmitted to rotate, An electric switching valve that includes a cam member that drives a plurality of valve bodies and a coil unit that functions as a stator and switches a flow path so as to selectively communicate an inlet port with a plurality of outlet ports. And a convex portion that selectively pushes up the valve body.
The electric switching valve includes a stopper that is fixed to the valve body side and a leg that is provided on the cam member and contacts the stopper.
In the electric switching valve, the valve body is disposed in the axial direction parallel to the rotation axis of the rotor, and the outlet port has the same axis as the axis of the valve body.
Furthermore, this electric switching valve is provided with the biasing means which is arrange | positioned in the top part of each valve body, and biases a valve body toward an exit port.
Furthermore, the two or more outlet ports are disposed at substantially equal angles to each other within a predetermined range in the circumferential direction of the valve body.
Furthermore, the convex part of a cam member has a shape which pushes up a several valve body simultaneously.
Furthermore, the hole diameter of the outlet port can be different from each other depending on the flow rate required to flow through the outlet port.
Furthermore, it is preferable that the convex portion of the cam member has a shape in which when switching from one valve body to another valve body, all the valve bodies do not close and are switched while ensuring a thin opening.
Furthermore, it is desirable that the valve guide hole for slidably supporting the valve body is formed in the valve body. Further, in that case, a space communicating with the inside of the can can be formed in the valve body, and the valve guide hole and the outlet port can be formed to open in the space.
Furthermore, the inlet port can be formed in the valve body parallel to the outlet port.
本発明はパルスモータを用いて、1個の入口ポートから流入する流体を複数の出口ポートに選択的に切り換える簡素な構成を有する電動切換弁を得ることができる。即ち、パルスモータの出力を制御してカム部材の回転に応じて弁体を選択的に押し上げることで、出口ポートを選択的に切り換えることができる。 The present invention can provide an electric switching valve having a simple configuration that selectively switches a fluid flowing from one inlet port to a plurality of outlet ports using a pulse motor. That is, the outlet port can be selectively switched by controlling the output of the pulse motor and selectively pushing up the valve body according to the rotation of the cam member.
図1は、本発明の電動切換弁の全体構造を示す断面図であり、図2は図1に示す本発明の電動切換弁の要部の機構を、四方弁を例に取って概念的に示す説明図である。
全体を符号1で示す電動切換弁は、複数の直径を有する段付きの柱状体である弁本体10を有し、弁本体10には後述する冷媒等の入口となる常時開放された入口側のポート11(図2)と複数の出口側のポート12がロータ30の回転軸に平行な軸線方向に設けられる。図示の例は四方弁であるので、一つの入口側のポート11に対して三つの出口側のポート12が設けられる。なお、入口側ポート11は、ロータ30の回転軸に平行な軸線方向以外の方向に設けられても良い。
図に示す各ポートには配管14が接続される。弁本体10の上部には、入口ポート11と各出口ポート12とを連通するように、該弁本体10の外周方向に環状に形成された連通空間(空隙部)200を介して弁支持部100が一体に形成され、出口側のポート12の上端に弁シート110a〜110c(110で総称する)が形成される。この例においては、入口ポート11と3本の出口ポート12ほぼ90度間隔で配置されている。また、前記環状の連通空間200は、キャン20の内部に連通している。
弁支持部100は3本の出口側ポート12のそれぞれと同軸(即ちロータ30の回転軸に平行)でかつ上下に貫通する3つの弁ガイド孔210を備え、各弁ガイド孔210内において3本の棒状の弁体120a〜120c(120で総称する)がその軸方向に摺動自在に支持される。すなわち、3本の出口側ポート12(すなわち各弁シート110a〜110c)は、3つの弁体120a〜120c(各弁体120a〜cが挿入された各弁ガイド孔210)の軸線と同一軸線を備えている。
上述のように、弁本体10の外周面から内側に向かって環状の連通空間200が形成され、この連通空間200内の上下相対向する面に各弁シート110a〜cと各弁ガイド孔210が開口するように該弁本体10が形成されているため、弁シート110a〜cと弁ガイド孔210とをそれぞれ別部材に構成して配置する場合に比較して、各出口ポート12の中心軸と各弁ガイド孔210の中心軸がずれことがなく、それぞれの同軸度が確保され、各弁による流体の制御が極めて良好に行われることができる。また、弁シート110a〜cと弁ガイド孔210とをそれぞれ別部材に構成して配置する場合では、弁体120が複数であるときに同心度のずれが累積して生じるおそれがあるが、この実施例ではそのような懸念もない。
また、入口ポート11も、出口ポート12と同様に(出口ポート12と平行に)弁本体10に形成されているので、その加工や成形も出口ポート12の場合と同様に行うことが出来、弁本体10の製作が複雑化することがない。
なお、図1の例においては、弁本体10にはさらに配管14が挿入される孔が形成されているが、該孔は弁本体とは別の部品に形成し、該部品に弁本体10を固定する構成をとっても良い。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of the electric switching valve of the present invention, and FIG. 2 conceptually shows the mechanism of the main part of the electric switching valve of the present invention shown in FIG. 1, taking a four-way valve as an example. It is explanatory drawing shown.
An electric switching valve generally indicated by reference numeral 1 has a valve
A
The
As described above, the
In addition, since the
In the example of FIG. 1, the
弁本体10の上部には、非磁性の金属材料で製作される円筒形状のキャン20がリング状の受部材10aを介して取り付けられる。このキャン20のキャン内部20aには、入口ポート11から流入する冷媒等が充満される。なお、前記受部材10aは弁本体10に直接形成されても良く、その場合、キャン20は直接弁本体10に取り付けられることができる。
キャン20内には磁性材料で製作されるロータ30が回転自在に配設される。ロータ30は連結部材32を介して回転部材70に連結され、回転部材70の下部には回転カム部材80が取り付けられる。回転カム部材80は円筒状であり、その内部には、当該回転カム部材80の中心軸方向に突出する環状のカム部82が設けられている。このカム部82の周方向の一部領域には、3本の弁体120a〜120cを選択的に上方に移動させるための凸部82aが上方に突出するように設けられている。
環状のカム部82の下面は、弁支持部100の上面に摺動自在に載置される。
シャフト60は、回転部材70の中心に挿通され、該回転部材70を回動自在に支持し、その下端部は弁本体10に設けた穴に圧入等により固定されている。またシャフト60の上部は、キャン20の頂部近傍に設けた受け部材62により保持される。
シャフト60の外周部には、回転部材70の下面と若干の間隙を保つようにキャップ90が固定され、キャップ90と各弁体120a〜120cの段付きを構成するフランジ部122a〜122c(図2)との間に縮装された3本のスプリング92により、各弁体120a〜120cは弁シート110a〜110cに向けて付勢される。
上記の構成を有することにより、シャフト60及びキャップ90は、一体となって弁本体10に固定され、このシャフト60を中心軸として、ロータ30、連結部材32、回転部材70及び回転カム部材80が一体となって回転可能となっている。なお、受け部材62をキャン20内に固定すると共に、シャフト60をさらに受け部材62に固定するようにしても良い。
A cylindrical can 20 made of a nonmagnetic metal material is attached to the upper portion of the
A
The lower surface of the
The
A
By having the above-described configuration, the
キャン20の外周部にはステータとして機能するコイルユニット40が着脱自在に取り付けられる。このコイルユニット40は巻線42を巻き付けたボビン44を樹脂46で覆った構造を有する。
巻線42は電線50を介してターミナル54に接続され、リード線52を介して外部の給電装置に接続される。ステータとして機能するコイルユニット40とキャン20の内部のロータ30は、ステッピングモータを構成する。このステッピングモータは例えば96パルスでロータが360度回転する仕様を備える。
弁本体10における弁体120の配置は、カム部82の内側に円形状に並んだ配置となっている。カム部82の山が弁体120のフランジ部に当接し、該弁体120がリフトされることにより弁シートが開となる。リフトしていない弁体120は弁シートに着座しているので、カム部82と弁体のフランジ部との間には隙間がある。
A
Winding 42 is connected to
The arrangement of the
図2は、本発明の電動切換弁の要部の機構を概念的に示す説明図であり、弁本体10の弁シート形成面及び弁支持部100、連通空間200、弁支持部100の貫通孔に摺動自在に挿入された3本の弁体120a〜120c、及び回転カム部材80に設けられた環状のカム部82のみが示されている。図1は図2(c)の状態を示している。
弁本体10には、常時開放される入口側のポート11が出口側ポート12と同様に設けられる。本発明の弁本体10にあっては出口側の3つのポート12の上端にそれぞれ弁シート110a,110b,110cが形成される。
3本の弁体120a,120b,120cには弁シート110a,110b,110cに当接する先端部がテーパー状に形成される。各弁体120a,120b,120cは、それぞれフランジ部122a,122b,122cを有する。
この実施例では、弁体120a及び弁シート110aを備える第1の弁と、弁体120b及び弁シート110bを備える第2の弁との間、及び第2の弁と弁体120c及び弁シート110cを備える第3の弁との間は、弁本体10の中心(シャフト60の中心軸線)の回りでほぼ90度の角度で離れている。
FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing the mechanism of the main part of the electric switching valve of the present invention, in which the valve seat forming surface of the
The
The three
In this embodiment, between the first valve including the
図2を用いて本発明の作用を説明する。
図2の(a)は、カム部82の凸部82aが第1の弁体120aのフランジ部122aの下側に当接して、第1の弁体120aを第1の弁シート110aから押し上げ、第1の弁を開いた状態を示す。入口側のポート11から流入した冷媒は、連通空間200(及びキャン内部20a)を経由して第1の弁シート110aに連通する出口側のポート12を通り、電動切換弁1の外部に流出する。この間に第2の弁体120bは第2の弁シート110bに当接し、第2の弁は閉じた状態となっている。同様に第3の弁体120cも第3の弁シート110cに当接し、第3の弁は閉じた状態となっている。
なお、図1より明らかなように、凸部82aにより押し上げられていない弁体(図2(a)の例においては、弁体120b、120c)は、弁シート110への当接時にはカム部82には当接しないようにされており、この結果、押し上げられていない弁体を弁シートに良好に密着させて弁が閉じるように十分にスプリング92の弾発力を働かせるようにされている。
パルスモータにパルス指令が与えられて、ロータ30とともにカム部82が矢印R1方向に約90度旋回動すると、図2(b)に示されるように、カム部82の凸部82aは第2の弁体120bを押し上げる位置に移動する。
The operation of the present invention will be described with reference to FIG.
2A, the
As is clear from FIG. 1, the valve body (in the example of FIG. 2A, the
A pulse command is given to the pulse motor, the
第2の弁体120bは、第2の弁シート110bから引き上げられて、第2の弁は開弁する。
第1の弁体120aは、カム部82の凸部82aが通過することにより、スプリング92により押し下げられて第1の弁シート110aを閉じ、第1の弁は閉弁する。
この間に第3の弁体120cは第3の弁シート110cを閉じた状態を保ち、第3の弁は閉弁状態を維持する。
ロータ30が更に約90度回動すると、図2(c)に示されるように、カム部82の凸部82aは第3の弁体120cを押し上げる位置に移動し、第3の弁は開弁する。第2の弁は閉弁し、第1の弁は閉弁状態を保つ。
カム部82の凸部82aが3本の弁体120a,120b,120cのいずれの弁体を押し上げない位置にあっては、3つの弁をいずれも閉弁状態とすることもできる。
The
When the
During this time, the
When the
If the
本発明の電動切換弁1は以上のようにパルスモータでロータ30を約180度回動する間に3個の弁うちの1個を選択的に開閉することができる。
例えば、96パルスでロータが1回転するパルスモータを使用するものであっては、0パルスで第1の弁を開弁させ、24パルスで第2の弁を開弁させ、48パルスで第3の弁を開弁させることができる。
As described above, the electric switching valve 1 of the present invention can selectively open and close one of the three valves while the
For example, in the case of using a pulse motor in which the rotor makes one rotation with 96 pulses, the first valve is opened with 0 pulses, the second valve is opened with 24 pulses, and the third valve is opened with 48 pulses. The valve can be opened.
図1に示すように、固定側である弁支持部100の外周部にストッパとなるピン102を植設し、回転カム部材80の下方に突出する脚部84を突き当てた状態をパルスモータの原点位置とすることで、正確なパルス制御を達成することができる。
As shown in FIG. 1, a
図3は、図2に示す四方切換弁の変形例を示す図である。図3(a)は四方切換弁の変形例の要部を示す図であり、図3(b)は同(a)に用いられているカム部を取り出した示す斜視図である。図3に示す例は図3(b)に示すように、カム部の形状が異なる以外に、図2に示す実施例と違うところはないので、同じ要素や部位には図2に用いたのと同じ符号を用いることで、再度の説明を省略する。 FIG. 3 is a view showing a modification of the four-way switching valve shown in FIG. FIG. 3A is a view showing a main part of a modified example of the four-way switching valve, and FIG. 3B is a perspective view showing the cam portion used in FIG. The example shown in FIG. 3 is the same as the example shown in FIG. 2 except that the shape of the cam portion is different as shown in FIG. 3B. The same reference numerals are used to omit re-explanation.
図3(b)に示すように、環状のカム部83のリング状上面の一部には、上方へ突出する二つの凸部83a,83bが形成される。凸部83a,83bは、リングの直径方向に相対した位置(カム部83の中心から約180度相対する位置)に形成されている。第1の弁体120a、第2の弁体120b及び第3の弁体120cは弁支持部100において本実施例ではほぼ90度毎に隔置して配置されている。したがって、図示の状態では、第2の弁体120bは閉弁した状態にあるが、第1の弁体120aと第3の弁体120cとは凸部83a,83bによって押し上げられていて同時に開弁した状態にすることができる。
なお、凸部83a、83bをカム部83の中心からほぼ90度の位置に設け、第1及び第2の弁体120a,120b、又は第2及び第3の弁体120b,120cを同時に開弁させるようにしても良い。また、弁の数は三つに限らず、より多くの数の弁を備えることができるので、同時に開弁させる凸部の数も二つに限らず、弁の数に応じて増やすことができる。このように、同時に開弁させる弁の数を2以上にすることで、例えば、同時に冷媒の供給を受ける熱交換器(蒸発器)の数を増やすことができる。
As shown in FIG. 3B, two
The
図4は、図2に示す四方切換弁の別の変形例を示す図である。図4は四方切換弁の要部を示す斜視図であり、図4に示す例は図2に示す例と比べて、出口側の弁シートのサイズが異なる以外に、図2に示す実施例と違うところはないので、同じ要素や部位には図2に用いたのと同じ符号を用いることで、再度の説明を省略する。 FIG. 4 is a view showing another modification of the four-way switching valve shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a main part of the four-way switching valve. The example shown in FIG. 4 is different from the example shown in FIG. 2 in that the size of the valve seat on the outlet side is different from the example shown in FIG. Since there is no difference, the same elements and parts are denoted by the same reference numerals as used in FIG.
図4に示すように、弁支持部100に摺動自在に配置された第1の弁体124a、第2の弁体124b及び第3の弁体124cに対して、連通空間200を間に挟んだ弁本体10側に、第1の弁シート114a、第2の弁シート114b及び第3の弁シート114cがそれぞれ形成されている。この例では、第1の弁シート114a、第2の弁シート114b及び第3の弁シート114cの口径(オリフィス径)は、径寸法の大きい方からこの順に設定されている。したがって、環状のカム部82が回転して凸部82aが開弁させる弁体に応じて、開くオリフィスを通って流れる流量(蒸発器への冷媒流量)を変更することができる。なお、弁シート(オリフィス)114a〜cの各径の大きさは、一部の弁シート(オリフィス)のみの径の大きさを変更してもよく、また径の寸法の大きさの順についても、上記のように大きい順にすることに限らない。
なお、各弁シートは各出口ポートの端部に設けられているから、各弁シート114a〜cに連続する各出口側ポート12の内径は、各弁シートの内径と同一としても良く、また各出口ポート12の内径は共通として各弁シート部においてその内径を絞るようにしても良い。
As shown in FIG. 4, the
Since each valve seat is provided at the end of each outlet port, the inner diameter of each outlet-
図5は、本発明による電動切換弁を、三方切換弁を例に取って概念的に示す説明図である。図5に示す例は図2に示す例と比べて、出口側の弁体や弁シートの個数が異なる以外に、図2に示す実施例と違うところはないので、同じ要素や部位には図2に用いたのと同じ符号を用いることで、再度の説明を省略する。図5に示す三方切換弁においては、弁支持部100に第1の弁体126a及び第2の弁体126bが摺動自在に支持されており、弁本体10には、各弁体126a,126bに対向して、オリフィスの開口部としてそれぞれ第1の弁シート116a、第2の弁シート116bが形成されている。カム部82の形状は、図2に示すものと同等である。二つの弁体126a,126bは、カム部82の回転周方向で見て約120度(パルスモータの32パルス分の駆動に相当)離れている。図5(a)ではカム部82の凸部82aの位置により第1の弁体126aが開弁状態にあり、第2の弁体126bは閉弁状態にある。図5(b)は、カム部82が図5(a)に示す位置から120度回転した位置にあり、第1の弁体126aが閉弁状態にあり、第2の弁体126bは開弁状態にある。
FIG. 5 is an explanatory view conceptually showing the electric switching valve according to the present invention, taking a three-way switching valve as an example. The example shown in FIG. 5 is not different from the example shown in FIG. 2 except that the number of valve bodies and valve seats on the outlet side is different from the example shown in FIG. The same reference numerals as those used for 2 are used, and the description thereof will be omitted. In the three-way switching valve shown in FIG. 5, the
図6は、本発明による電動切換弁を、五方切換弁を例に取って概念的に示す説明図である。図6に示す例は図2に示す例と比べて、出口側の弁体や弁シートの個数が異なる以外に、図2に示す実施例と違うところはないので、同じ要素や部位には図2に用いたのと同じ符号を用いることで、再度の説明を省略する。図6に示す五方切換弁においては、弁支持部100に四つの弁体、即ち、第1の弁体128a〜第4の弁体128dが摺動自在に支持されており、弁本体10には、各弁体128a〜128dに対向して、オリフィスの開口部としてそれぞれ四つの弁シート、即ち、第1の弁シート118a〜第2の弁シート118dが形成されている。カム部82の形状は、図2に示すものと同等である。また、四つの弁体128a〜128dは、カム部82の回転周方向で見てパルスモータの例えば20パルスに相当する角度で離れている。図6(a)ではカム部82の凸部82aの位置により第1の弁体128aが開弁状態にあり、他の弁体128b〜128dは閉弁状態にある。カム部82が20パルス相当分だけ回転される毎に、開弁する弁体128b〜128dが順次変更されていく(図6(b)〜図6(d))。
FIG. 6 is an explanatory diagram conceptually showing the electric switching valve according to the present invention, taking a five-way switching valve as an example. The example shown in FIG. 6 is not different from the example shown in FIG. 2 except that the number of valve bodies and valve seats on the outlet side is different from the example shown in FIG. The same reference numerals as those used for 2 are used, and the description thereof will be omitted. In the five-way switching valve shown in FIG. 6, four valve bodies, that is, a
図7は、本発明による電動切換弁を、弁体の開弁状態が一部オーバーラップしながら切り換えられる構造とした実施例を説明する図であり、図7の上部分は図2〜5と同等の図、図7の下部分は各弁体の動作を示す模式図である。
図2〜図6に示された各実施例では、切換時に複数の弁が順次開閉動作を行うものであって、一つの弁が閉じてから次の弁が開となるまでの間にいずれの弁体も開いていない状態(全弁が閉弁状態)となる瞬間が存在する。この瞬間には切換弁の上流側の流体の行き場がなくなり高圧になるという現象が生じ、当該切換弁或いは流体の送出手段(圧縮機)などのシステムに対して過度な負荷を与える場合がある。かかる弁への過負荷を避けるには弁の開閉を行う際に圧縮機の動作を一旦停止させればよいが、このような手法では弁の切換・圧縮機の運転再開に必要以上の時間を要するなどの影響がある。そこで、この実施例では、カム部の形状に工夫を凝らして所定の弁が完全に閉じる前に次の弁の開動作が開始されるようにして、上記の不具合の防止を図っている。
FIG. 7 is a view for explaining an embodiment in which the electric switching valve according to the present invention is structured so that the valve opening state of the valve element can be switched while partially overlapping, and the upper part of FIG. An equivalent figure and the lower part of Drawing 7 are mimetic diagrams showing operation of each valve element.
In each embodiment shown in FIGS. 2 to 6, a plurality of valves sequentially open and close at the time of switching, and any one of the period from when one valve is closed to when the next valve is opened. There is a moment when the valve body is not open (all valves are closed). At this moment, there is a phenomenon that the flow of fluid upstream of the switching valve is lost and the pressure becomes high, and an excessive load may be applied to the switching valve or a system such as a fluid delivery means (compressor). In order to avoid overloading the valve, it is only necessary to temporarily stop the operation of the compressor when opening and closing the valve. However, in such a method, more time is required for switching the valve and restarting the compressor operation. There is an influence such as need. Therefore, in this embodiment, the shape of the cam portion is devised so that the opening operation of the next valve is started before the predetermined valve is completely closed to prevent the above-described problem.
図7に示す例は図2に示す例と比べて、カム部の形状が異なる以外に図2に示す実施例と違うところはないので、同じ要素や部位には図2に用いたのと同じ符号を用いることで、再度の説明を省略する。即ち、図7に示すように、カム部85の凸部85aは、図2に示す実施例におけるカム部82の凸部82aの形状と比較して周方向に裾広に形成されている。即ち、カム部85の凸部85aは、一つの弁体を押し上げる頂部分86と、当該頂部分86から切換の前後方向になだらかに傾斜した両裾部分87,87とを備えている。裾部分87,87は切換前後の両弁体に作用する広がりを有しており、裾部分87,87に係合する二つの弁体は共に薄め開き状態となる。したがって、図7(a)に示す動作時には凸部85aはその頂部分86のカム作用によって弁体120aのみを持ち上げて当該弁体120aを開弁しているが、裾部分87,87は他の弁体120b,120cにカム作用を及ぼしていないので閉弁状態にある。しかしながら、カム部85が回転されて、凸部85aの頂部分86が弁体120aと弁体120bとの中間にあるときには、裾部分87,87のカム作用によって、弁体120aが徐々に閉じつつあるとともに、弁体120bが徐々に開き始め、図7(b)に示す状態では、弁体120aを完全な閉弁ではなく薄め開きとし、弁体120bについても完全な開弁ではなく薄め開きとしている。このように、弁体120aと弁体120bとの間での切換については、両弁が同時に閉弁となることがなく、共に薄め開きが確保されて、上流側の圧力を逃がしながら弁の切換えを行うことができる。
The example shown in FIG. 7 is not different from the example shown in FIG. 2 except that the shape of the cam portion is different from the example shown in FIG. The description will be omitted by using the reference numerals. That is, as shown in FIG. 7, the
更に、カム部85が回転されて凸部85aの頂部分86が弁体120bに整合するとき(図7(c))には、弁体120bのみが開弁状態になり、他の弁体120a,120cは閉弁状態にある。以下、同様に、凸部85aの頂部分86が弁体120bと弁体120cとの中間に至ったときには(図7(d))、裾部分87,87のカム作用によって弁体120bと弁体120cとが薄め開きとなり、カム部85の更なる回転によってこの薄め開き状態を経て弁が切り換わり、凸部85aの頂部分86が弁体120cに整合するとき(図7(e))には、弁体120cのみが開弁状態になり、他の弁体120c,120aは閉弁状態にある。
Further, when the
本発明は、以上のように少ない部品点数で複数の流出流路に通ずるそれぞれの弁を選択的に開閉して流路を切り換える電動切換弁を得ることができる。
なお、上述した実施例にあっては3個の弁をほぼ90度の間隔で配置した例を示したが、間隔は90度以外の自由に設定することは当然可能である。また、弁の数は3個に限らず、2個又は4個以上とすることもできる。また、各弁が開閉するオリフィスの径についても一律同じ径寸法ではなく変更することも可能であり、同時に開弁する弁の数、或いはそれに合わせて薄め開きする弁の数についても変更可能である。更に、これらの変形例を組み合せて実施することももちろん可能である。
また、前述の説明においては、入口側のポート11から流入した冷媒は、弁本体10の外周方向に環状に形成された連通空間200(及びキャン内部20a)を経由して、開放した出口側のポート12を通り、電動切換弁1の外部に流出するものとした。しかし、図1に示すように、連通空間200はキャン20の内部空間に開放しているので、該連通空間200は必ずしも環状である必要はなく、少なくとも各弁ガイド孔の開口部とそれに対向する出口ポートの開口部(弁シート)とが連通するだけの幅(弁本体10の外周方向の幅)を持ったものであれば良い。
本発明の電動切換弁は、各種の流体流路の切り換えに利用することが出来、また例えば複数の熱交換器(例えば蒸発器)を有する冷凍サイクルにおいて、入口ポートに凝縮器の冷媒吐出口を接続すると共に、出口ポートに膨張手段を介して複数の蒸発器の冷媒流入口を接続し、各蒸発器に対する冷媒の供給を選択的に行うことができる。
As described above, the present invention can obtain an electric switching valve that selectively opens and closes each valve connected to a plurality of outflow channels with a small number of parts and switches the channels.
In the above-described embodiment, an example in which three valves are arranged at an interval of approximately 90 degrees has been described. However, the interval can naturally be set to a value other than 90 degrees. Further, the number of valves is not limited to three, and may be two or four or more. It is also possible to change the diameters of the orifices that open and close each valve instead of the same diameter, and it is also possible to change the number of valves that are opened at the same time, or the number of valves that are opened thinly in accordance therewith. . Furthermore, it is of course possible to implement a combination of these modifications.
In the above description, the refrigerant that has flowed in from the
The electric switching valve of the present invention can be used for switching various fluid flow paths. For example, in a refrigeration cycle having a plurality of heat exchangers (for example, evaporators), the refrigerant discharge port of the condenser is provided at the inlet port. In addition to the connection, the refrigerant inlets of a plurality of evaporators can be connected to the outlet port via expansion means, so that the refrigerant can be selectively supplied to each evaporator.
10 弁本体
11 入口側のポート
12 出口側のポート
14 配管
20 キャン
20a キャン内部
30 ロータ
32 連結部材
40 コイルユニット
42 巻線
44 ボビン
46 樹脂
50 電線
52 リード線
54 ターミナル
60 シャフト
62 受け部材
70 回転部材
80 回転カム部材
82 カム部
82a 凸部
83a,83b 凸部
84 脚部
85 カム部
85a 凸部
86 頂部分
87,87 両裾部分
90 キャップ
92 スプリング
100 弁支持部
110 弁シート
110a,110b,110c 弁シート
114a,114b,114c 弁シート
116a,116b 弁シート
118a,118b,118c,118d 弁シート
120 弁体
120a,120b,120c 弁体
122a,122b,122c フランジ部
124a,124b,124c 弁体
126a,126b 弁体
128a,128b,128c,128d 弁体
200 連通空間
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記弁本体に取り付けられる非磁性金属材料製の円筒形状のキャンと、
前記キャンの内側に配置され、前記複数の出口ポートをそれぞれ開閉するように進退動可能な複数の棒状の弁体と、
前記キャンの内側に回転自在に支持されるロータと、
前記ロータの回転力が伝達されて回転し、前記複数の弁体を駆動するカム部材と、
ステータとして機能するコイルユニットとを備えて、
前記入口ポートを複数の前記出口ポートに選択的に連通するように流路を切換える電動切換弁であって、
前記カム部材に形成されて前記弁体を選択的に押し上げる凸部を備え、
前記弁本体は、前記弁本体の上部において前記弁体を摺動自在に支持する弁ガイド孔が形成された弁支持部と、前記弁支持部と前記入口ポート及び前記出口ポートとの間において前記入口ポート及び前記出口ポートと前記キャンの内部を連通する環状の連通空間とが一体に形成されたものである電動切換弁。 A valve body having a plurality of diameters and having an inlet port through which fluid flows and a plurality of outlet ports through which fluid flows;
A cylindrical can made of a non-magnetic metal material attached to the valve body;
A plurality of rod-shaped valve bodies that are arranged inside the can and can be moved back and forth to open and close the plurality of outlet ports, respectively;
A rotor rotatably supported inside the can;
A cam member that rotates by transmitting the rotational force of the rotor and drives the plurality of valve bodies;
A coil unit that functions as a stator,
An electric switching valve that switches a flow path so as to selectively communicate the inlet port with a plurality of the outlet ports,
A convex portion that is formed on the cam member and selectively pushes up the valve body ;
The valve body includes a valve support portion formed with a valve guide hole for slidably supporting the valve body at an upper portion of the valve body, and the valve support portion between the inlet port and the outlet port. An electric switching valve in which an inlet port, the outlet port, and an annular communication space that communicates the inside of the can are formed integrally .
前記カム部材は、前記付勢手段による付勢に抗して前記弁体を駆動する請求項1ないし3のいずれかに記載の電動切換弁。 Urging means for urging the valve body toward the outlet port;
The electric switching valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the cam member drives the valve body against urging by the urging means.
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