(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が送り込まれてくる上流側管路と、
上記流体が送り出される第１と第２の下流側管路と、
上記上流側管路と上記第１の下流側管路との間を開通／閉塞自在に配置された第１の弁部と、
上記上流側管路と上記第２の下流側管路との間を開通／閉塞自在に配置された第２の弁部と、
上記第１の下流側管路の上記第１の弁部より下流位置に配置された定差圧弁と、
上記第１の弁部のすぐ上流部分の流体圧を上記上流側管路内で受ける受圧面の背面部分に調圧室を有していて上記第１と第２の弁部の一方を閉じて他方を開くように上記両弁部の弁体に連結された弁駆動体と、
上記定差圧弁より下流の上記下流側管路内と上記調圧室内とを連通させるパイロット通路と、
上記上流側管路内と上記調圧室内とを上記パイロット通路より小さな断面積の流路で常時連通させるリーク路と、
通電の有無によって上記パイロット孔を開通／閉塞して、上記上流側管路に対する上記第１の下流側管路と上記第２の下流側管路の連通状態をパイロット作動によって切り換えるソレノイドと
を設けたことを特徴とするパイロット作動の三方向切換電磁弁。
【請求項２】
上記第１の弁部の弁体が上記定差圧弁の弁体により兼用されていて、上記第２の弁部が開かれた状態では上記弁駆動体が上記兼用弁体を弁座に押し付けて上記第１の下流側管路を閉じ、上記第２の弁部が閉じられた状態では上記弁駆動体が上記兼用弁体から退避した状態になる請求項１記載のパイロット作動の三方向切換電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一つの上流側管路を二つの下流側管路のうちの一方に選択的に連通させるように切り換えるパイロット作動の三方向切換電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイロット作動の電磁弁は、非常に小型で消費電力の少ないソレノイドによって弁を開閉駆動することができる長所があるので、流体管路の開通／閉塞の切り換えに広く用いられている。
【０００３】
そのようなパイロット作動電磁弁は、一般に、弁部付近の流体圧を上流側管路内で受ける受圧面の背面部分に調圧室有する弁駆動体を設けると共に、その調圧室と下流側管路内とを連通させるパイロット通路と、調圧室と上流側管路内とをパイロット通路より小さな断面積の流路で常時連通させるリーク路とを設け、ソレノイドによってパイロット孔を開通／閉塞させることにより弁駆動体を動作させて弁の開閉を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一つの上流側管路を二つの下流側管路のうちの一方に選択的に連通させるように切り換える三方向切換弁も、電磁駆動させる場合にはパイロット作動させる構造を採用することができる。
【０００５】
しかし、三方向切換弁を一つのソレノイドでパイロット作動させようとすると二つの弁体が必要であり、一方の弁体は前述のパイロット作動電磁弁と同じように配置することができるが、他方の弁体は開閉状態を逆にしなければならないので、下流側管路側から上流側に向けて配置されることになる。
【０００６】
すると、第２の弁体を閉じる方向に作用する流体圧はその下流側の圧力の低い流体の圧力なので、閉じ状態が不安定で流体圧の変動等により漏れが発生し易くなってしまう。
【０００７】
そのため、従来のパイロット作動の三方向切換電磁弁は、パイロット作動の二方向電磁弁を二つ組み合わせて、２個のソレノイドを連動させて駆動しており、装置が大型になると共にコスト高になっていた。
【０００８】
そこで本発明は、一個のソレノイドで、一つの上流側管路を二つの下流側管路のうちの一方に選択的に連通させるように切り換えることができるパイロット作動の三方向切換電磁弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のパイロット作動の三方向切換電磁弁は、流体が送り込まれてくる上流側管路と、上記流体が送り出される第１と第２の下流側管路と、上記上流側管路と上記第１の下流側管路との間を開通／閉塞自在に配置された第１の弁部と、上記上流側管路と上記第２の下流側管路との間を開通／閉塞自在に配置された第２の弁部と、上記第１の下流側管路の上記第１の弁部より下流位置に配置された定差圧弁と、上記第１の弁部付近の流体圧を上記上流側管路内で受ける受圧面の背面部分に調圧室を有していて上記第１と第２の弁部の一方を閉じて他方を開くように上記両弁部の弁体に連結された弁駆動体と、上記定差圧弁より下流の上記下流側管路内と上記調圧室内とを連通させるパイロット通路と、上記上流側管路内と上記調圧室内とを上記パイロット通路より小さな断面積の流路で常時連通させるリーク路と、通電の有無によって上記パイロット孔を開通／閉塞して、上記上流側管路に対する上記第１の下流側管路と上記第２の下流側管路の連通状態をパイロット作動によって切り換えるソレノイドとを設けたことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記第１の弁部の弁体が上記定差圧弁の弁体により兼用されていて、上記第２の弁部が開かれた状態では上記弁駆動体が上記兼用弁体を弁座に押し付けて上記第１の下流側管路を閉じ、上記第２の弁部が閉じられた状態では上記弁駆動体が上記兼用弁体から退避した状態になるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図７は、本発明の三方向切換電磁弁８が配置された冷凍サイクルを示しており、例えば自動車の空調（カーエアコン）に用いられるものである。
【００１２】
この冷凍サイクルにおいては、圧縮機１から送り出された高圧冷媒ガスを、車室外の凝縮器２を通さずに、車室内の蒸発器４に送り込ませるバイパス管路１１が併設されており、蒸発器４で顕熱を奪う熱交換を行わせて、それを補助暖房として用いることができる。
【００１３】
３は膨張弁、７は逆止弁、８は、圧縮機１から送り出される高圧冷媒が通る上流側管路１０を、バイパス管路１１（第１の下流側管路）に連通させるか、凝縮器２に向かう管路１２（第２の下流側管路）に連通させるかの切り換えを行うパイロット作動の三方向切換電磁弁８であり、バイパス管路１１との間には膨張弁として作用する定差圧弁９が介挿されている。なお、冷媒を一時的に貯留しておくためにリキッドタンク又はアキュムレータが接続されるが、その図示は省略されている。
【００１４】
図１は、三方向切換電磁弁８を示しており、定差圧弁９が一体に組み込まれていて、圧縮機１から送り出される高圧冷媒が通る上流側管路１０を、第１の下流側管路１１（バイパス管路）に連通させるか、第２の下流側管路１２（凝縮器２に向かう管路）に連通させるかの切り換えを、一個のソレノイド４０で行えるようになっている。
【００１５】
三方向切換電磁弁８の本体ブロック２０には、第１の下流側管路１１と第２の下流側管路１２とが上流側管路１０から二つに別れて形成されており、第１の下流側管路１１を開通／閉塞するための第１の弁部２１と、第２の下流側管路１２を開通／閉塞するための第２の弁部２２とが設けられている。
【００１６】
そして、第１の弁部２１の第１の弁体２１ａは第１の弁座２１ｂに対して上流側から対向して配置され、第２の弁部２２の第２の弁体２２ａは第２の弁座２２ｂに対して下流側から対向して配置されている。
【００１７】
第１の弁体２１ａが取り付けられたピストン状の弁駆動筒２３ａは、上流側管路１０との連通部に形成されたシリンダ状部２４内に進退自在に嵌合しており、その嵌合面にはシール用のＯリング２５が装着されている。
【００１８】
弁駆動筒２３ａに一体的に連結された弁駆動ロッド２３ｂは、第１の弁座２１ｂ内と第２の弁座２２ｂ内とを貫通して、その先端に第２の弁体２２ａを保持する弁受け部材２７が取り付けられており、一体に連結された弁駆動筒２３ａと弁駆動ロッド２３ｂとによって、第１の弁体２１ａと第２の弁体２２ａとを駆動する弁駆動体が構成されている。
【００１９】
定差圧弁９は、第１の弁座２１ｂに隣接してそのすぐ下流部分に配置された弁座９ｂに向かって、弁体９ａが下流側から圧縮コイルスプリング９ｃにより常に一定の付勢力で付勢されて構成されている。
【００２０】
弁駆動筒２３ａは、第１の弁体２１ａが取り付けられた側の面が、第１の弁座２１ｂのすぐ上流部分の流体圧を受ける受圧面になっており、その受圧面の背面部分に調圧室２８が形成されている。
【００２１】
そして、定差圧弁９より下流の第１の下流側管路１１内と調圧室２８内とを連通させるパイロット通路２９が弁駆動ロッド２３ｂに形成されており、パイロット通路２９より小さな断面積で上流側管路１０内と調圧室２８内とを連通させるリーク孔３０が弁駆動筒２３ａに形成されている。
【００２２】
ソレノイド４０には固定鉄芯４１と可動鉄芯４２との間に弱い圧縮コイルスプリング４３が介装されていて、電磁コイル４４に通電されていない時には、可動鉄芯４２に取り付けられたパイロット弁体４５が圧縮コイルスプリング４３の付勢力によって弁駆動ロッド２３ｂの端面に開口するパイロット通路２９を塞ぐ。即ち、ノーマルクローズタイプである。
【００２３】
固定鉄芯４１は、電磁コイル４４への通電によって移動するものではないが、中程度の強さの圧縮コイルスプリング４７によって背後から可動鉄芯４２側に向かって付勢され、軸線方向に進退自在にスリーブ４６内に嵌挿されて、弁駆動筒２３ａとの間の間隔がロッド４８によって一定に維持されており、弁駆動筒２３ａの移動に追随して移動する。
【００２４】
このように構成された実施の形態のパイロット作動の三方向切換電磁弁は、電磁コイル４４に通電されていない状態では、図１に示されるように、パイロット通路２９がパイロット弁体４５で塞がれている。
【００２５】
したがって、リーク孔３０を介して上流側管路１０と連通している調圧室２８内は上流側管路１０内と同じ高圧になり、第１の弁座２１ｂの下流側及び第２の弁座２２ｂの下流側の低圧力との差圧によって弁駆動筒２３ａが押し下げられ、第１の弁体２１ａが第１の弁座２１ｂに当接して第１の弁部２１が閉じ、第２の弁体２２ａが第２の弁座２２ｂから離れて第２の弁部２２が開く。
【００２６】
ソレノイド４０の電磁コイル４４に通電すると、図２に示されるように、可動鉄芯４２が固定鉄芯４１に引き寄せられてパイロット弁体４５がパイロット通路２９の開口から離れ、調圧室２８内がパイロット通路２９を介して定差圧弁９より下流の第１の下流側管路１１内と連通して低圧になる。
【００２７】
すると、調圧室２８内の圧力に対する上流側管路１０内と第２の下流側管路１２内との差圧によって弁駆動筒２３ａが上昇し、それによってロッド４８を介して押される固定鉄芯４１が圧縮コイルスプリング４７を圧縮させる方向に移動し、可動鉄芯４２も固定鉄芯４１に吸着された状態のまま移動する。
【００２８】
その結果、第１の弁体２１ａが第１の弁座２１ｂから離れて第１の弁部２１が開き、第２の弁体２２ａが第２の弁座２２ｂに当接して第２の弁部２２が閉じる。そしてこの状態は、調圧室２８内が第２の下流側管路１２内よりずっと低い圧力になっているので安定している。
【００２９】
そして、弁体９ａの上流側と下流側の差圧が圧縮コイルスプリング９ｃの付勢力より大きくなると、図３に示されるように定差圧弁９が開いて、上流側と下流側との差圧を一定に維持する。
【００３０】
図４ないし図６は、本発明の第２の実施の形態のパイロット作動の三方向切換電磁弁を示しており、第１の弁部２１の第１の弁体２１ａを定差圧弁９の弁体９ａによって兼用したものである。
【００３１】
兼用弁体９ａが取り付けられた弁受け部材９ｄは、第２の弁体２２ａとは逆向きに配置されて弁駆動ロッド２３ｂの中間部分に軸線方向にスライド自在に嵌合して、第１の下流側管路１１中において下流側から弁座９ｂに向かって圧縮コイルスプリング９ｃで付勢された状態に配置されており、圧縮コイルスプリング９ｃを押し縮めれば弁受け部材９ｄが弁駆動ロッド２３ｂの途中に形成された段部２３ｃに当接する。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００３２】
このように構成された第２の実施の形態の三方向切換電磁弁は、ソレノイド４０の電磁コイル４４に通電されていないときは、図４に示されるように、第１の実施の形態と同様にしてパイロット通路２９がパイロット弁体４５で塞がれている。
【００３３】
したがって、リーク孔３０を介して上流側管路１０と連通している調圧室２８内は上流側管路１０内と同じ高圧になり、第１の弁座２１ｂの下流側及び第２の弁座２２ｂの下流側の低圧力との差圧によって弁駆動筒２３ａが押し下げられる。
【００３４】
その結果、第１の弁体を兼用する兼用弁体９ａが弁駆動ロッド２３ｂの段部２３ｃによって弁座９ｂに押し付けられて、第１の弁部２１を兼用する定差圧弁９が閉じ、第２の弁体２２ａが第２の弁座２２ｂから離れて第２の弁部２２が開く。
【００３５】
ソレノイド４０の電磁コイル４４に通電すると、図５に示されるように、可動鉄芯４２が固定鉄芯４１に引き寄せられてパイロット弁体４５がパイロット通路２９の開口から離れ、調圧室２８内がパイロット通路２９を介して定差圧弁９より下流の第１の下流側管路１１内と連通して低圧になる。
【００３６】
すると、調圧室２８内の圧力に対する上流側管路１０内と第２の下流側管路１２内との差圧によって弁駆動筒２３ａが上昇し、それによってロッド４８を介して押される固定鉄芯４１が圧縮コイルスプリング４７を圧縮させる方向に移動し、可動鉄芯４２も固定鉄芯４１に吸着された状態のまま移動する。
【００３７】
その結果、弁駆動ロッド２３ｂの段部２３ｃが弁受け部材９ｄから退避して定差圧弁９が開き得る状態になり、第２の弁体２２ａが第２の弁座２２ｂに当接して第２の弁部２２が閉じる。この状態は、調圧室２８内が第２の下流側管路１２内よりずっと低い圧力になっているので安定している。
【００３８】
そして、兼用弁体９ａの上流側と下流側の差圧が圧縮コイルスプリング９ｃの付勢力より大きくなると、図６に示されるように定差圧弁９が開いて、上流側と下流側との差圧を一定に維持する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ソレノイドによってパイロット通路を閉じた状態では、リーク路を介して上流側管路内と連通している調圧室内が上流側管路内と同じ高圧になることにより作用する差圧で弁駆動体が動作して、第１の弁部が閉じ、第２の弁部が開いた状態で安定する。
【００４０】
ソレノイドによってパイロット通路を開いた状態では、パイロット通路を介して第１の下流側管路内と連通する調圧室内が低圧になることにより作用する差圧で弁駆動体が動作して、第１の弁部が開き、第２の弁部が閉じた状態になる。その時、定差圧弁より下流側で第１の下流側管路内と連通する調圧室内は第２の下流側管路内よりずっと低圧になるので、弁駆動体の状態が非常に安定していて、流体圧の変動等があっても弁の状態に影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のソレノイドがオフの状態のパイロット作動の三方向切換電磁弁の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のソレノイドがオンの状態で定差圧弁が閉じている状態の縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のソレノイドがオンの状態で定差圧弁が開いた状態のパイロット作動の三方向切換電磁弁の縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のソレノイドがオフの状態のパイロット作動の三方向切換電磁弁の縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のソレノイドがオンの状態で定差圧弁が閉じている状態の縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のソレノイドがオンの状態で定差圧弁が開いた状態のパイロット作動の三方向切換電磁弁の縦断面図である。
【図７】本発明のパイロット作動の三方向切換電磁弁が用いられる冷凍サイクルの回路図である。
【符号の説明】
８  三方向切換電磁弁
９  定差圧弁
１０  上流側管路
１１  第１の下流側管路
１２  第２の下流側管路
２１  第１の弁部
２２  第２の弁部
２３ａ  弁駆動筒
２３ｂ  弁駆動ロッド
２８  調圧室
２９  パイロット通路
３０  リーク孔
４０  ソレノイド
４２  可動鉄芯
４５  パイロット弁体
【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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