(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部にプランジャガイドを有するとともに、該プランジャガイドの下部に形成され第１管路に連通する弁室を有する弁本体と、
前記プランジャガイド内を電磁石の吸引作用により摺動する第１プランジャと、
該第１プランジャの下方に位置し、前記プランジャガイド内を摺動する第２プランジャと、
前記弁室の底部に形成され、第２管路に連通する第１弁座と、
前記弁室の底部に形成され、第３管路に連通する第２弁座と、
前記第１プランジャに摺動可能に装着され、前記第１弁座に接離する第１ニードル弁体と、
前記第２プランジャに摺動可能に装着され、前記第２弁座に接離する第２ニードル弁体と、
前記第１ニードル弁体を前記第１弁座側に付勢する第１コイルばねと、
前記第２プランジャを前記第２弁座側に付勢する第２コイルばねと、
前記第２ニードル弁体を前記第２弁座側に付勢する第３コイルばねとで構成されることを特徴とする３方向電磁弁。
【請求項２】
前記プランジャガイドの内壁上に、前記第１プランジャの前記第１弁座への移動を妨げるストッパを設けたことを特徴とする請求項１記載の３方向電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３方向電磁弁に関するものであって、特に、冷凍回路において冷媒の流路を切り替えるために使用する３方向電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、実開昭５８−３０１７０号公報に開示された、従来の冷凍回路を示す。この冷凍回路には、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、毛細管１０３と、冷却器１０４と、３方切換弁１０５と、逆止弁１０６が設けられる。逆止弁１０６は、圧縮機１０１の吸入口と冷却器１０４との間に配置され、管内流体が冷却器１０４から圧縮機１０１の吸入口へ流れる方向が開となっている。また、３方切換弁１０５は、凝縮器１０２の出口と毛細管１０３の入口との間に設けられ、凝縮器１０２の出口から毛細管１０３の入口への流路、または、凝縮器１０２の出口から圧縮機１０１の入口に通じる流路の切換えができるように構成されている。さらに、温度調節器１０７の検知部１０７ａで冷却器１０４によって冷却された空気等の被冷却物の温度を検知して、圧縮機１０１を運転停止する。
【０００３】
上記構成により、定常運転中に温度調節器１０７が作動して圧縮機１０１が停止すると同時に、３方切換弁１０５は凝縮器１０２の出口から圧縮機１０１の吸入口への流路が開となり、凝縮器１０２の出口から毛細管１０３への流路が閉となる。そのため、凝縮器１０２の高圧の冷媒は、３方切換弁１０５を経て圧縮機１０１の吸入口に流れるため、圧縮機１０１の出口側、入口側の圧力が同一となり、圧力バランスが瞬時になされ、圧縮機１０１の再起動が容易となる。
【０００４】
上記冷凍回路に使用される３方向電磁弁として、例えば、実開平２−１１９５７９号公報に開示された３方向電磁弁がある。この３方向電磁弁は、図９に示すように、先端にピン２０６を具備したプランジャ２０７の上下動に連動させて弁体２３０を移動させ、弁ケース２０２の中央に形成した弁口Ａ２０１と下弁座の弁口Ｂ２１１を開閉させるようになっており、、弁口Ａ２０１の下方のチャンバＢ２１６内に、中央に弁口２１１を備え、上面外周部に円筒部２２７を立設し、円筒部２２７の下部外周に、連通孔Ｅ２２８を備えた下弁座２２９が形成されている。そして、この該円筒部２２７に、ボール２１８、２１８’を上下に有する弁体２３０を、下弁座２２９と弁体２３０の間にスプリングＡ２０８の力よりも弱いスプリングＢ２２２を介して上下動可能に設け、下弁座２２９を下方から挿入して固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の３方向電磁弁においては、ボール２１８、２１８’を弁体２３０の上下に一体化する必要があるとともに、上方からはピン２０６を一体化したプランジャ２０７をチューブ２０３に挿入して位置決めする必要があり、下方からは、弁体２３０を装着した下弁座２２９をチャンバＢ２１６に挿入した後ボール２１８に固定する必要があるため、３方向電磁弁の組み立てが容易でなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる従来の３方向電磁弁における問題点に鑑みてなされたものであって、組み立ての容易な３方向電磁弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、３方向電磁弁であって、上部にプランジャガイドを有するとともに、該プランジャガイドの下部に形成され第１管路に連通する弁室を有する弁本体と、前記プランジャガイド内を電磁石の吸引作用により摺動する第１プランジャと、該第１プランジャの下方に位置し、前記プランジャガイド内を摺動する第２プランジャと、前記弁室の底部に形成され、第２管路に連通する第１弁座と、前記弁室の底部に形成され、第３管路に連通する第２弁座と、前記第１プランジャに摺動可能に装着され、前記第１弁座に接離する第１ニードル弁体と、前記第２プランジャに摺動可能に装着され、前記第２弁座に接離する第２ニードル弁体と、前記第１ニードル弁体を前記第１弁座側に付勢する第１コイルばねと、前記第２プランジャを前記第２弁座側に付勢する第２コイルばねと、前記第２ニードル弁体を前記第２弁座側に付勢する第３コイルばねとで構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記プランジャガイドの内壁上に、前記第１プランジャの前記第１弁座への移動を妨げるストッパを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、３方向電磁弁の２つの弁座を同一面上に形成することにより、一方向から構成部材を挿入、固定することにより３方向電磁弁を組み立てることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、前記プランジャガイドの内壁上に、前記第１プランジャの前記第１弁座への移動を妨げるストッパを設けたので、第１プランジャの停止位置を確実に制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる３方向電磁弁の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明にかかる３方向電磁弁の一実施例を示す断面図である。この３方向電磁弁１は、前述の従来の３方向電磁弁と同様に、冷凍回路等において冷媒の流れを切り替える際に使用される。この３方向電磁弁１は、大きく分けて、第１弁部２と、第２弁部３からなり、これらの両弁部２、３が開閉することにより冷媒の流路が切り替えられる。
【００１２】
第１弁部２は、第１ニードル弁体４と、弁本体５に形成された第１弁座５ｃと、第１プランジャ８等で構成される。
弁本体５の上部は、円筒状のプランジャガイド５ａとして形成され、プランジャガイド５ａの内壁に沿って第１プランジャ８及び第２プランジャ９が摺動する。また、プランジャガイド５ａ内部の下部空間は、凝縮器の出口に通じる第１管路３１に連通する弁室５ｂを構成し、この弁室５ｂの中央底部には第１弁座５ｃが形成され、この第１弁座５ｃは第１ニードル弁体４と接離する。また、弁室５ｂは、第１弁座５ｃ、第１弁ポート５ｄを介して冷却器入口に通じる第２管路３２に連通する。
【００１３】
第１ニードル弁体４は、上部円筒部４ａと下部ニードル部４ｂ等で構成され、下部ニードル部４ｂの先端が前記第１弁座５ｃに接離することにより第１弁部２を開閉する。この第１ニードル弁体４は、第１プランジャ８の中央に穿設されたガイド穴８ａ内を摺動可能であり、上部円筒部４ａにおいて、一方の端部を上蓋１０に固定された第１コイルばね１１によって下方に付勢されている。
【００１４】
第１プランジャ８は、ほぼ円筒状に導磁性材料によって形成され、ガイド穴８ａに第１ニードル弁体４を収容し、この第１ニードル弁体４を介して第１コイルばね１１によって下方に付勢されている。また、第１プランジャ８は、この第１プランジャ８と、第２プランジャ９のガイド穴９ａに装着されたばね押さえ１５との間に装着された第２コイルばね１６によって上方に付勢されている。
【００１５】
上ガイド１３及び下ガイド１４は、円筒状の導磁性体であって、弁本体５のプランジャガイド５ａの外側に配置され、これらの外側には、上ガイド１３を励磁するためのコイル１２が位置する。コイル１２の周囲は、外函１７によって囲まれている。
【００１６】
第１プランジャ８は、コイル１２の通電、非通電に従って、プランジャガイド５ａの中を上下方向に摺動する。すなわち、コイル１２に通電すると、第１プランジャ８は上ガイド１３及び下ガイド１４とともに磁気回路を構成し、第１プランジャ８は下ガイド１４に吸引され、第２コイルばね１６の弾性力に抗して下方に移動する。
【００１７】
第１プランジャ８の下方には、ほぼ円筒形状の第２プランジャ９が位置し、この第２プランジャ９もプランジャガイド５ａ内を摺動する。第２プランジャ９の上部には、凹状のガイド穴９ａが形成され、このガイド穴９ａの底部にばね押さえ１５が位置する。そして、このばね押さえ１５に第２コイルばね１６の一端が固定され、第２コイルばね１６の他端が第１プランジャ８に固定されている。
【００１８】
図２は、図１におけるＸ部の詳細を示す断面図である。弁本体５のプランジャガイド５ａの第２プランジャ９の頂部付近には、段部５ｈが形成されている。この段部５ｈは、第１プランジャ８の底面８ｂと当接してストッパとして機能する。また、第２プランジャ９の頂部には突出部９ｃが形成され、この突出部９ｃが第１プランジャ８の底面８ｂの内側空間に係合し、第１プランジャ８と第２プランジャ９との一体化が可能となる。
【００１９】
図１に示すように、第１プランジャ８の上方には、上蓋１０が、中間段部１０ａにおいて、プランジャガイド５ａの内壁にろう付により固定されている。そして、外函１７がネジ部１０ｂ及びナット１８を介して上蓋１０に固定されている。
【００２０】
次に、第２弁部３について説明する。第２弁部３は、第２ニードル弁体１９、第２弁座５ｅ、第２プランジャ９等で構成される。
第２ニードル弁体１９は、上部円筒部１９ａと、中間大径部１９ｂと、下部ニードル部１９ｃからなり、第２プランジャ９の下部に穿設されたガイド部９ｂ内に位置し、第３コイルばね２０によって第２弁座５ｅ側に付勢されている。そして、下部ニードル部１９ｃの先端が第２弁座５ｅに接離することにより第２弁部３を開閉する。
【００２１】
弁室５ｂの中央底部に形成された第２弁座５ｅは、第２弁ポート５ｆ及び弁本体５の下部に形成された凹部５ｇを介して圧縮機の入口に通じる第３管路３３及び冷却器の出口に通じる第４管路３４に連通する。
【００２２】
図１及び図３に明示するように、第２プランジャ９と弁本体５との間には、これらのそれぞれに穿設された係合穴９ｄ、５ｊにピン２１が装着され、弁本体５に対する第２プランジャ９の回転移動を防止している。このピン２１は、図３に示すように、第２プランジャ９の中心に対して対称位置に２本取り付けられている。
【００２３】
尚、上記実施例においては、プランジャガイド５ａの段部５ｈを形成して、第１プランジャ８のストッパとしたが、この段部５ｈを設けずに、下ガイド１４の位置及び第１コイルばね１１乃至第３コイルばね２０の弾性力を調整するとともに、外函１７の下部１７ａの位置合わせをすること等により、コイル１２の通電時に第１プランジャ８をプランジャガイド５ａの所定の位置に停止させることも可能である。
【００２４】
次に、上記構成を有する３方向電磁弁１の動作について説明する。コイル１２の非通電時には、３方向電磁弁１は図１に示す状態にあり、第１弁部２は開状態にあるとともに、第２弁部３は閉状態にあり、冷媒は第１管路３１から第２管路３２へと流れるが、第１管路３１から第３管路３３及び第４管路３４へは冷媒が流れない。
【００２５】
この状態でコイル１２に通電すると、上ガイド１３、第１プランジャ８、及び下ガイド１４は磁気回路を構成し、第１プランジャ８は下ガイド１４に吸引され、第２コイルばね１６の弾性力に抗して下方に移動する。この第１プランジャ８の移動とともに、第１コイルばね１１によって下方に付勢されている第１ニードル弁体４も下方に移動し、下部ニードル部４ｂの先端部が第１弁座５ｃに当接し、第１弁部２が閉じられる。さらに第１プランジャ８が下方に移動すると、第１プランジャ８の底面８ｂが弁本体５の段部５ｈに当接し、下方への移動が妨げられ、図４及び図５に示す状態となる。
【００２６】
図４に示す状態から、さらに第２プランジャ９が第１プランジャ８に吸引され、第２プランジャ９が上昇し、突出部９ｅによって第２ニードル弁体１９の中間大径部１９ｂを上方に持ち上げる。これによって下部ニードル弁部１９ｃの先端部が第２弁座５ｅから離れ、図６に示すように、第２弁部３が開状態となり、第１管路３１から第３管路３３及び第４管路３４へは冷媒が流れるが、第１管路３１から第２管路３２へは冷媒が流れない。
【００２７】
次に、本発明にかかる上記３方向電磁弁の組み立て手順を図１を参照しながら説明する。
まず、第１管路３１乃至第４管路３４を弁本体５にろう付し、その後ろう付した部分を化学研磨する。
【００２８】
２本のピン２１を弁本体５に圧入する。さらに、第２プランジャ９に第２ニードル弁体１９と第３コイルばね２０を挿入し、ばね押さえ１５を圧入してアッシーとして、このアッシーを弁本体５の上部からプランジャガイド５ａをガイドとして落下、回転させて弁本体５に対してアッシーの位置合わせをする。
【００２９】
そして、第２コイルばね１６をばね押さえ１５の上に載置する。第１プランジャ８のガイド穴８ａに第１ニードル弁体４と第１コイルばね１１を挿入した後、第１プランジャ８をプランジャガイド５ａをガイドとして落下させる。中間段部１０ａにおいて上蓋１０をプランジャガイド５ａにろう付する。
【００３０】
次に、上ガイド１３及び下ガイド１４に固定されたコイル１２及び外函１７を、上ガイド１３及び下ガイド１４の内周面をプランジャガイド５ａの外周面に沿わせるようにして上方から挿入し、ねじ部１０ｂ及びナット１８によって固定して、３方向電磁弁１の組立が完了する。
【００３１】
尚、上記実施例においては、中間段部１０ａにおいて上蓋１０をプランジャガイド５ａにろう付しているが、図７に示すように、上蓋１０’をキャップ状に形成し、大径部１０ａ’をプランジャガイド５ａの頂部５ｋに載置するとともに、この頂部５ｋにおいて溶接することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、一方向から構成部材を挿入固定することにより３方向電磁弁を組み立てることができるため、組み立ての容易な３方向電磁弁を提供することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、第１プランジャの停止位置を確実に制御することができるため、組み立てが容易で、応答性のより良い３方向電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる３方向電磁弁の一実施例を示す断面図であって、コイルの非通電状態を示す図である。
【図２】図１のＸ部の詳細断面図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図１の３方向電磁弁のコイルに通電した直後の状態を示す断面図である。
【図５】図４のＹ部の詳細断面図である。
【図６】図１の３方向電磁弁のコイルの通電状態を示す断面図である。
【図７】図１の３方向電磁弁において、上蓋のプランジャガイドへの取り付け方法の他の実施例を示す断面図である。
【図８】従来の冷凍回路の一例を示す図である。
【図９】従来の３方向電磁弁の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１            ３方向電磁弁
２            第１弁部
３            第２弁部
４            第１ニードル弁体
５            弁本体
５ａ          プランジャガイド
５ｂ          弁室
５ｃ          第１弁座
５ｅ          第２弁座
８            第１プランジャ
９            第２プランジャ
１０          上蓋
１１          第１コイルばね
１２          コイル
１３          上ガイド
１４          下ガイド
１５          ばね押さえ
１６          第２コイルばね
１７          外函
１８          ナット
１９          第２ニードル弁体
２０          第３コイルばね
２１          ピン
３１          第１管路
３２          第２管路
３３          第３管路
３４          第４管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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