JP3743733B2 - Solenoid proportional control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流路内を通る流体の流量を往復動電磁ソレノイドで制御するようにした電磁比例制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばカーエアコンの冷凍サイクルに用いられる膨張弁には、弁体を往復動電磁ソレノイドで駆動する電磁比例制御弁によって蒸発器に送り込まれる冷媒の流量を制御するようにしたものがある。
【0003】
そのような電磁比例制御弁は、一般に、冷媒が通される流路の途中の断面積を細く絞って形成された絞り孔の開口に対向して弁体を配置し、冷媒圧が弁体に対して開閉方向に作用しないようにするために各種の構造を採用している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、流体圧が弁体に対して開閉方向に作用しないようにするために、一般には、弁体に軸線方向に連通孔を穿設して弁体の表裏両面に同じ圧力の冷媒が面するようにしていたので、弁体及びそれを囲む流路の構造が複雑になったり部品形状が加工の難しいものになり、製造コストが高いものになっていた。
【0005】
そこで本発明は、流体圧が弁体に対して開閉方向に作用しないようにするための構造がシンプルで製造が容易な電磁比例制御弁を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電磁比例制御弁は、流体が通される流路の途中の断面積を細く絞って形成された絞り孔と、上記絞り孔の内周面との間に隙間をあけて上記絞り孔を貫通して配置された案内ロッドと、上記絞り孔に対して軸線方向に進退自在に被嵌されて上記絞り孔の開口に対向する位置に配置された弁体と、上記弁体を上記案内ロッドの軸線方向の相反する方向に各々付勢する付勢スプリングと往復動電磁ソレノイドとを設け、上記弁体の上記絞り孔に面する側からみて裏側の位置における上記弁体と上記案内ロッドとの嵌合部の径を、上記絞り孔の径と同じ径に形成したことを特徴とする。
【0007】
【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1は、カーエアコンの冷凍サイクル中において、図示されていない蒸発器に断熱膨張させながら送り込む冷量の流量を制御するために用いられる膨張弁を示している。ただし本発明は、膨張弁に限らず、各種流体の流量を制御するための電磁比例制御弁に適用することができる。
【0008】
1は膨張弁の本体ブロックであり、蒸発器に送り込むための冷媒が通される冷媒流路2が形成されている。2aは、図示されていないリキッドタンクから送られてくる高圧冷媒が入ってくる高圧冷媒入口、2bは冷媒が断熱膨張しながら蒸発器へ送り出される冷媒出口である。
【0009】
冷媒流路2は、ほぼクランク状に中間の部分が直角に曲げて形成されていて、その部分が、冷媒流路2の断面積を途中で絞った絞り孔3になっている。そして、絞り孔3の開口に上流側から対向して、その側の面が円錐形に形成された弁体6が配置されており、その弁体6に対向する絞り孔3の開口部が弁座7になっている。
【0010】
絞り孔3内には、絞り孔3の内周面との間に冷媒が流れる隙間が確保される程度の外径寸法に形成された案内ロッド5が貫通して挿通されており、案内ロッド5の一端側は下流側において本体ブロック1に圧入、固定されている。
【0011】
弁体6には、案内ロッド5が緩く挿通される孔6aが軸線位置に貫通して穿設されており、弁体6が案内ロッド5に対して進退自在に被嵌された状態になっている。
【0012】
弁座7からみて弁体6の後方位置には、往復動の電磁ソレノイド10が本体ブロック1にねじ込み固定された状態に配置されている。11は電磁コイル、12は固定鉄芯である。
【0013】
電磁ソレノイド10の可動鉄芯13は、スリーブ14内に進退自在に嵌合した状態で、固定鉄芯12と弁体6との間に配置されている。また、固定鉄芯12と可動鉄芯13との間には、圧縮コイルスプリング15が圧縮された状態に装着されている。
【0014】
なお、案内ロッド5、絞り孔3、弁座7、弁体6、スリーブ14及び可動鉄芯13等は同じ中心軸線上に配置されている。9及び19は、シール用のOリングである。
【0015】
可動鉄芯13の固定鉄芯12に面する側と逆側の端部には、弁体6の裏面部分(即ち、弁座7側からみて裏側の面)が、かしめ固定されている。したがって、可動鉄芯13が移動すると弁体6がそれと一緒に移動する。
【0016】
案内ロッド5の非固定側の端部近傍の部分5aは、外径寸法が絞り孔3の内径寸法とほぼ同じ寸法に太く形成されており、弁体6の裏側寄りの部分が、その太径端部5aに対して緩く被嵌された状態になっている。その結果、案内ロッド5の太径端部5aと弁体6との嵌合部の径が絞り孔3の径と同じになっている。
【0017】
図1には、弁体6が全閉状態と全開状態との間の中間位置にある状態が示されているが、この状態のとき、案内ロッド5の非固定側(太径端部5a)の端面と弁体6の裏面とが同一平面上に位置するようになっている。
【0018】
8は、案内ロッド5の太径端部5aの端面とそれに連結された可動鉄芯13の端部との間をシールする薄いゴム製の弾性シートであり、可動鉄芯13の端面と弁体6の裏面との間に挟持されている。そして、可動鉄芯13内に緩く挿通配置された固定ロッド16の一端が固定鉄芯12に当接し、他端が弾性シート8の裏面に当接している。
【0019】
したがって、固定ロッド16と弾性シート8と案内ロッド5とは、固定鉄芯12と本体ブロック1との間に固定的に配置された状態になっており、可動鉄芯13とそれに固定された弁体6とは、固定ロッド16と案内ロッド5とに対して軸線方向に自由にスライド可能である。そして、それに伴って弾性シート8が弾力的に変形をする。
【0020】
図2は、弁体6に作用する冷媒圧の状態を示している。弁体6が絞り孔3内の少し低下した冷媒圧を受ける有効受圧面積は、表面側においては絞り孔3の断面積S1であり、裏面側においては、太径端部5aとの嵌合部の断面積S2である(裏面側には、案内ロッド5と弁体6との嵌合部の隙間を介して冷媒圧が伝わる)。
【0021】
ここで、前述のように、案内ロッド5の太径端部5aと弁体6との嵌合部の径が絞り孔3の径と同じになっているから、弁体6が絞り孔3内の少し低下した冷媒圧を受ける表面側の有効受圧面積S1と裏面側の有効受圧面積S2とが等しい(即ち、S1=S2)。
【0022】
そして、弁体6のその外側の部分においては、絞り孔3に達する以前の高圧冷媒の圧力が表裏両面側から均等に弁体6に作用する。したがって、弁体6に対しては、冷媒圧(差圧)が開閉方向に全く作用しない。
【0023】
このように構成された膨張弁においては、電磁ソレノイド10の電磁コイル11に通電されていない状態においては、図3に示されるように、可動鉄芯13が弁体6を開閉方向に全く付勢しないので、弁体6が圧縮コイルスプリング15の付勢力によって弁座7に押しつけられて、冷媒流路2内を流れる冷媒流量がゼロになる。
【0024】
電磁コイル11に流す電流を増加していくと、図1に示されるように、電磁力によって生じる可動鉄芯13の推力(付勢力)が圧縮コイルスプリング15を押し縮める方向に作用する。
【0025】
その結果、弁体6は可動鉄芯13の推力と圧縮コイルスプリング15の付勢力とが釣り合う位置で静止し、電流値に比例する流量制御が行われる。図4は、弁体6が全開の状態を示している。
【0026】
図5は、上述の膨張弁の全体構造を示しており、図示されていない蒸発器から送り出される低圧冷媒が通る低圧冷媒流路20が本体ブロック1に形成されていて、その低圧冷媒流路20に連通するように温度圧力センサー30が配置されている。そして、温度圧力センサー30からの出力信号に対応して電磁ソレノイド10への通電電流が制御される。
【0027】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、太径端部5aは案内ロッド5に対してパイプ材等を固着させて形成してもよく、固定ロッド16を省略してもよい。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体の絞り孔に面する側からみて裏側の位置における弁体と案内ロッドとの嵌合部の径を、絞り孔の径と同じ径に形成したことにより、弁体が絞り孔内の流体の圧力を受ける表面側の有効受圧面積と裏面側の有効受圧面積とが等しくなるので、非常にシンプルな構造によって、流体圧が弁体に対して開閉方向に作用しないようにすることができ、正確に動作する電磁比例制御弁を低コストで容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の電磁比例制御弁の縦断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の弁体に加わる流体圧の状態を示す拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態の電磁比例制御弁の全閉状態の縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態の電磁比例制御弁の全開状態の縦断面図である。
【図5】本発明が膨張弁に適用された実施の形態の全体構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 本体ブロック
2 冷媒流路
3 絞り孔
5 案内ロッド
5a 太径端部
6 弁体
10 電磁ソレノイド
13 可動鉄芯
15 圧縮コイルスプリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic proportional control valve in which a flow rate of a fluid passing through a flow path is controlled by a reciprocating electromagnetic solenoid.
[0002]
[Prior art]
For example, there is an expansion valve used in a refrigeration cycle of a car air conditioner in which the flow rate of the refrigerant sent to the evaporator is controlled by an electromagnetic proportional control valve that drives a valve body with a reciprocating electromagnetic solenoid.
[0003]
In general, such an electromagnetic proportional control valve has a valve body disposed opposite to an opening of a throttle hole formed by narrowing a cross-sectional area in the middle of a flow path through which a refrigerant passes, and the refrigerant pressure is applied to the valve body. On the other hand, various structures are employed in order not to act in the opening / closing direction.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to prevent fluid pressure from acting on the valve body in the opening / closing direction, generally, a communicating hole is formed in the valve body in the axial direction so that the refrigerant of the same pressure faces both the front and back surfaces of the valve body. As a result, the structure of the valve body and the flow path surrounding it has become complicated, and the shape of the parts is difficult to process, resulting in high manufacturing costs.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic proportional control valve that has a simple structure for preventing fluid pressure from acting on the valve body in the opening / closing direction and is easy to manufacture.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electromagnetic proportional control valve according to the present invention is provided between a throttle hole formed by narrowing a cross-sectional area in the middle of a flow path through which a fluid passes and an inner peripheral surface of the throttle hole. A guide rod disposed through the throttle hole with a gap in between, and a valve body that is fitted to the throttle hole so as to be capable of moving forward and backward in the axial direction and is opposed to the opening of the throttle hole. And an urging spring and a reciprocating electromagnetic solenoid for urging the valve body in directions opposite to each other in the axial direction of the guide rod, at a position on the back side when viewed from the side facing the throttle hole of the valve body The diameter of the fitting portion between the valve body and the guide rod is formed to be the same as the diameter of the throttle hole.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an expansion valve used for controlling a flow rate of a cold amount fed into an evaporator (not shown) while being adiabatically expanded during a refrigeration cycle of a car air conditioner. However, the present invention can be applied not only to an expansion valve but also to an electromagnetic proportional control valve for controlling the flow rate of various fluids.
[0008]
[0009]
The
[0010]
A
[0011]
A
[0012]
A reciprocating
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
On the end of the
[0016]
The
[0017]
FIG. 1 shows a state in which the
[0018]
8 is a thin rubber elastic sheet that seals between the end surface of the large-
[0019]
Therefore, the
[0020]
FIG. 2 shows the state of the refrigerant pressure acting on the
[0021]
Here, as described above, the diameter of the fitting portion between the large-
[0022]
And in the part of the outer side of the
[0023]
In the expansion valve configured as described above, when the
[0024]
When the current flowing through the
[0025]
As a result, the
[0026]
FIG. 5 shows the overall structure of the above-described expansion valve. A low-pressure
[0027]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the large-
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, the diameter of the fitting portion of the valve body and the guide rod at the position on the back side when viewed from the side facing the throttle hole of the valve body is formed to be the same diameter as the diameter of the throttle hole. Since the effective pressure receiving area on the front side that receives the pressure of the fluid in the throttle hole is equal to the effective pressure receiving area on the back side, the fluid pressure does not act on the valve body in the opening and closing direction with a very simple structure. Therefore, an electromagnetic proportional control valve that operates accurately can be easily manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic proportional control valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a state of fluid pressure applied to the valve body according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic proportional control valve according to the embodiment of the present invention in a fully closed state.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic proportional control valve according to the embodiment of the present invention in a fully opened state.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an embodiment in which the present invention is applied to an expansion valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記絞り孔の内周面との間に隙間をあけて上記絞り孔を貫通する状態に固定的に配置された案内ロッドと、
上記案内ロッドに対して軸線方向に進退自在に被嵌されて上記絞り孔の開口に対向する位置に配置された弁体と、
上記弁体を上記案内ロッドの軸線方向の相反する方向に各々付勢する付勢スプリングと往復動電磁ソレノイドとを設けて、
上記弁体の上記絞り孔に面する側からみて裏側の位置における上記弁体と上記案内ロッドとの嵌合部の径を、上記絞り孔の径と同じ径に形成すると共に、
筒状に形成された上記電磁ソレノイドの可動鉄芯の一端側の面に上記弁体の裏側の面を固定して、その可動鉄芯の一端側の面と弁体の裏側の面との間にその間をシールする弾力性のある弾性シートを挟み込んだ状態に配置し、
上記可動鉄芯内に緩く挿通配置された固定ロッドの一端面と上記案内ロッドの一端面との間に上記弾性シートの中央寄りの部分を挟み込んで、
上記可動鉄芯と上記弁体とが上記固定ロッドと上記案内ロッドとに対して軸線方向にスライドするのに伴って上記弾性シートが弾力的に変形するようにしたことを特徴とする電磁比例制御弁。A throttle hole formed by narrowing the cross-sectional area in the middle of the flow path through which the fluid passes;
A guide rod fixedly arranged in a state of passing through the throttle hole with a gap between the inner peripheral surface of the throttle hole;
A valve body that is fitted to the guide rod so as to be movable back and forth in the axial direction and is disposed at a position facing the opening of the throttle hole;
The valve body is provided a reciprocating electromagnetic solenoid and biasing spring for each biased in opposite directions in the axial direction of the guide rod,
The diameter of the fitting portion between the valve body and the guide rod at a position on the back side as viewed from the side facing the throttle hole of the valve body is formed to the same diameter as the diameter of the throttle hole ,
The back side surface of the valve body is fixed to the one end side surface of the movable core of the electromagnetic solenoid formed in a cylindrical shape, and the surface between the one end side of the movable core and the back side surface of the valve body Placed in a state of sandwiching an elastic elastic sheet that seals between them,
Between the one end surface of the fixed rod that is loosely inserted in the movable iron core and the one end surface of the guide rod, sandwich the portion near the center of the elastic sheet,
The electromagnetic proportional control characterized in that the elastic sheet is elastically deformed as the movable iron core and the valve body slide in the axial direction with respect to the fixed rod and the guide rod. valve.
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Publications (2)
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1997
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