JP2018040385A - solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電磁弁に関し、特に摺動部のシール構造に関する。 The present invention relates to a solenoid valve, and more particularly to a seal structure for a sliding portion.
自動車用空調装置は、一般に、圧縮機、凝縮器、蒸発器等を冷媒循環通路に配置して構成される。この冷媒循環通路の切り替えや冷媒流量の調整等のために、種々の制御弁が設けられている。このような制御弁として、ソレノイドをアクチュエータとする電磁弁が広く採用されている(例えば特許文献1参照)。 An automobile air conditioner is generally configured by arranging a compressor, a condenser, an evaporator, and the like in a refrigerant circulation passage. Various control valves are provided for switching the refrigerant circulation passage and adjusting the refrigerant flow rate. As such a control valve, an electromagnetic valve using a solenoid as an actuator is widely employed (see, for example, Patent Document 1).
このような電磁弁は、ボディに冷媒を導入または導出するための複数のポートが設けられる。導入ポートと導出ポートとを連通させるように弁孔が設けられ、その弁孔と同軸状のガイド孔に可動部材が摺動可能に支持される。その可動部材と一体に弁体が設けられる。可動部材はソレノイドにより軸線方向に駆動され、弁体が弁孔に接離して弁部を開閉する。導入ポートから導入された冷媒は、可動部材の外周に沿って一方向に導かれて弁孔を通過する。 Such an electromagnetic valve is provided with a plurality of ports for introducing or deriving the refrigerant into the body. A valve hole is provided to communicate the introduction port and the outlet port, and the movable member is slidably supported by a guide hole coaxial with the valve hole. A valve body is provided integrally with the movable member. The movable member is driven in the axial direction by a solenoid, and the valve body contacts and separates from the valve hole to open and close the valve portion. The refrigerant introduced from the introduction port is guided in one direction along the outer periphery of the movable member and passes through the valve hole.
一方、導入ポートが相対的に高圧となるため、ガイド孔の前後にも差圧が生じる。このため、その差圧によって可動部材とガイド孔との間隙を介した冷媒の流れが生じないよう、両者間にOリング等のシールリングが介装される。冷媒に含まれる異物がその間隙に侵入して噛み込み、可動部材の摺動ひいては弁体の円滑な作動が妨げられることを防止または抑制するものである。 On the other hand, since the introduction port has a relatively high pressure, a differential pressure is also generated before and after the guide hole. For this reason, a seal ring such as an O-ring is interposed between the two so that the refrigerant does not flow through the gap between the movable member and the guide hole due to the differential pressure. This prevents or suppresses foreign matter contained in the refrigerant from entering and interposing the gap and preventing the sliding of the movable member and the smooth operation of the valve element.
ところで、シールリングのシール性は、その可撓性を利用した変形により担保される。すなわち、シールリングが半径方向に圧縮されて可動部材とガイド孔の双方に十分な圧力で当接することによりシールが確保される。しかしながら、シールリングとシール面(シールリングが当接する面)との間の半径方向の当接力は可動部材の摺動抵抗に結び付くため、弁体の円滑な作動を妨げる要因にもなり得る。特に、ソレノイドをオフにしたときなど強制力が作用しない場合に、弁体の作動遅れを生じさせる可能性がある。なお、このような問題は、空調装置に限らず、様々な用途の電磁弁にも生じ得る。 By the way, the sealing performance of the seal ring is ensured by deformation utilizing its flexibility. That is, the seal is ensured by compressing the seal ring in the radial direction and contacting both the movable member and the guide hole with sufficient pressure. However, since the contact force in the radial direction between the seal ring and the seal surface (the surface on which the seal ring abuts) is linked to the sliding resistance of the movable member, it may be a factor that hinders smooth operation of the valve element. In particular, there is a possibility of causing a delay in the operation of the valve body when no forcing force is applied, such as when the solenoid is turned off. Such a problem may occur not only in an air conditioner but also in electromagnetic valves for various purposes.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、摺動部への異物の噛み込みを防止しつつ、弁体の円滑な作動を実現可能な電磁弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic valve capable of realizing smooth operation of the valve body while preventing foreign matter from getting caught in the sliding portion. It is in.
本発明のある態様は電磁弁である。この電磁弁は、流体を導入するための導入ポートと、流体を導出するための導出ポートと、導入ポートと導出ポートとをつなぐ通路に設けられた弁孔と、弁孔と同軸状に設けられたガイド孔と、を有するボディと、弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、弁体が一体に設けられ、ガイド孔に摺動可能に支持された弁駆動体と、弁駆動体に対して開弁方向又は閉弁方向の駆動力を付与可能なソレノイドと、ボディおよび弁駆動体の一方に形成された環状のシール収容部と、シール収容部に嵌着され、ボディおよび弁駆動体の他方に形成されたシール面に当接することにより、ガイド孔と弁駆動体との間隙を介した流体の流れを規制するシールリングと、を備える。シール面は、定常制御を含む所定の制御範囲において弁駆動体がソレノイドの駆動方向へ変位する間、シールリングがソレノイドの反駆動方向への弾性反力を弁駆動体に作用させる形状又は配置を有する。 One embodiment of the present invention is a solenoid valve. This solenoid valve is provided coaxially with the introduction port for introducing the fluid, the extraction port for extracting the fluid, the valve hole provided in the passage connecting the introduction port and the extraction port, and the valve hole. A valve body that is open and close to the valve hole and opens and closes the valve portion, a valve drive body that is integrally provided and slidably supported in the guide hole, and a valve drive A solenoid capable of applying a driving force in a valve opening direction or a valve closing direction to the body, an annular seal housing portion formed on one of the body and the valve drive body, and a body and a valve fitted into the seal housing portion A seal ring that regulates the flow of fluid through the gap between the guide hole and the valve drive body by contacting the seal surface formed on the other side of the drive body. The seal surface has a shape or an arrangement in which the seal ring acts on the valve drive body in the predetermined control range including the steady control while the valve drive body is displaced in the solenoid drive direction. Have.
この態様によると、シール収容部とシール面との間に配置されたシールリングにより、弁駆動体とガイド孔との間隙を介した流体の流通を規制でき、その間隙における異物の噛み込みを防止又は抑制できる。その結果、弁駆動体ひいては弁体の安定した作動を確保できる。また、そのシール面の形状又は配置により、定常制御を含む所定の制御範囲において弁駆動体がソレノイドの駆動方向へ変位する間、シールリングによる反駆動方向への弾性反力が弁駆動体に作用する。このため、ソレノイドをオフにしたときには、弁体を速やかにオフ位置へ移動できる。 According to this aspect, the seal ring disposed between the seal housing portion and the seal surface can regulate the flow of fluid through the gap between the valve drive body and the guide hole, and prevent foreign matter from being caught in the gap. Or it can be suppressed. As a result, a stable operation of the valve drive body and thus the valve body can be ensured. Further, due to the shape or arrangement of the seal surface, the elastic reaction force in the counter drive direction by the seal ring acts on the valve drive body while the valve drive body is displaced in the solenoid drive direction within a predetermined control range including steady control. To do. For this reason, when the solenoid is turned off, the valve body can be quickly moved to the off position.
本発明の制御弁によれば、摺動部への異物の噛み込みを防止しつつ、弁体の円滑な作動を実現できる。 According to the control valve of the present invention, the smooth operation of the valve body can be realized while preventing the foreign matter from getting into the sliding portion.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for the sake of convenience, the positional relationship between the structures may be expressed based on the illustrated state. In the following embodiments and modifications thereof, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted as appropriate.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る制御弁の構成を示す断面図である。
制御弁1は、自動車用空調装置の冷凍サイクルに設置される可変容量圧縮機(単に「圧縮機」という)の吐出容量を制御する。この圧縮機は、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮して高温・高圧のガス冷媒にして吐出する。そのガス冷媒は凝縮器(外部熱交換器)にて凝縮され、さらに膨張装置により断熱膨張されて低温・低圧の霧状の冷媒となる。この低温・低圧の冷媒が蒸発器にて蒸発し、その蒸発潜熱により車室内空気を冷却する。蒸発器で蒸発された冷媒は、再び圧縮機へと戻されて冷凍サイクルを循環する。圧縮機は、自動車のエンジンによって回転駆動される回転軸を有し、その回転軸に取り付けられた揺動板に圧縮用のピストンが連結されている。その揺動板の角度を変化させてピストンのストロークを変えることにより、冷媒の吐出量が調整される。制御弁1は、その圧縮機の吐出室から制御室へ導入する冷媒流量、および制御室から吸入室へ導出する冷媒流量を制御することで揺動板の角度、ひいてはその圧縮機の吐出容量を変化させる。なお、本実施形態の制御室はクランク室からなるが、変形例においてはクランク室内又はクランク室外に別途設けられた圧力室であってもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a control valve according to the first embodiment.
The control valve 1 controls the discharge capacity of a variable capacity compressor (simply referred to as “compressor”) installed in the refrigeration cycle of the automotive air conditioner. This compressor compresses the refrigerant flowing through the refrigeration cycle and discharges it as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant. The gas refrigerant is condensed in a condenser (external heat exchanger) and further adiabatically expanded by an expansion device to become a low temperature / low pressure mist refrigerant. The low-temperature and low-pressure refrigerant evaporates in the evaporator, and the passenger compartment air is cooled by the latent heat of vaporization. The refrigerant evaporated in the evaporator is returned again to the compressor and circulates in the refrigeration cycle. The compressor has a rotating shaft that is rotationally driven by an automobile engine, and a compression piston is connected to a swing plate attached to the rotating shaft. The refrigerant discharge amount is adjusted by changing the stroke of the piston by changing the angle of the swing plate. The control valve 1 controls the angle of the swing plate, and thus the discharge capacity of the compressor, by controlling the flow rate of refrigerant introduced from the discharge chamber of the compressor into the control chamber and the flow rate of refrigerant introduced from the control chamber to the suction chamber. Change. In addition, although the control chamber of this embodiment consists of a crank chamber, in the modification, the pressure chamber separately provided in the crank chamber or the crank chamber may be sufficient.
制御弁1は、圧縮機の吸入圧力Ps(「被感知圧力」に該当する)を設定圧力に保つように、吐出室から制御室に導入する冷媒流量、および制御室から吸入室へ導出する冷媒流量を制御するいわゆるPs感知弁として構成されている。制御弁1は、弁本体2とソレノイド3とを軸線方向に組み付けて構成される「電磁弁」である。弁本体2は、吐出室から制御室へ流れる冷媒の流量を制御する主弁7と、制御室から吸入室へ流れる冷媒の流量を制御する副弁8とを含む。主弁7は「第1弁」として機能し、副弁8は「第2弁」として機能する。主弁7は、圧縮機の運転時に開度が調整され、吐出冷媒の一部を制御室へ導入する。副弁8は、圧縮機の起動時に全開状態となり、制御室の冷媒を吸入室へ逃がすいわゆるブリード弁として機能する。ソレノイド3は、供給電流値に応じた主弁7の閉弁方向かつ副弁8の開弁方向の駆動力を発生する。弁本体2は、段付円筒状のボディ5を有し、そのボディ5内に主弁7,副弁8およびパワーエレメント6を収容する。パワーエレメント6は「感圧部」として機能し、吸入圧力Psの大きさに応じたソレノイド3への対抗力を発生する。
The control valve 1 is configured so that the suction pressure Ps (corresponding to “sensed pressure”) of the compressor is maintained at a set pressure, the refrigerant flow rate introduced from the discharge chamber into the control chamber, and the refrigerant led out from the control chamber to the suction chamber. It is configured as a so-called Ps sensing valve that controls the flow rate. The control valve 1 is an “electromagnetic valve” configured by assembling a
ボディ5には、その上端側からポート12,14,16が設けられている。ポート12は「吸入室連通ポート」として機能し、圧縮機の吸入室に連通する。ポート14は「制御室連通ポート」として機能し、圧縮機の制御室に連通する。ポート16は「吐出室連通ポート」として機能し、圧縮機の吐出室に連通する。ボディ5の上端開口部を閉じるように端部材13が固定されている。
The
ボディ5内には、ポート16とポート14とを連通させる主通路と、ポート14とポート12とを連通させる副通路とが形成されている。主通路は「第1通路」として機能し、副通路は「第2通路」として機能する。主通路には主弁7が設けられ、副通路には副弁8が設けられる。すなわち、制御弁1は、一端側からパワーエレメント6、副弁8、主弁7、ソレノイド3が順に配置される構成を有する。主通路には主弁孔20と主弁座22が設けられる。副通路には副弁孔32と副弁座34が設けられる。主弁孔20は「第1弁孔」として機能し、副弁孔32は「第2弁孔」として機能する。
In the
ポート12は、ボディ5の上部に区画された作動室23と吸入室とを連通させる。パワーエレメント6は、作動室23に配置されている。ポート16は、吐出室から吐出圧力Pdの冷媒を導入する。ポート16と主弁孔20との間には主弁室24が設けられ、主弁7が配置されている。主弁室24は、「中間圧力室」として機能する。主弁孔20の下端開口部に主弁座22が形成されている。ポート14は、圧縮機の定常動作時に主弁7を経由して制御圧力Pcとなった冷媒を制御室へ向けて導出する一方、圧縮機の起動時には制御室から排出された制御圧力Pcの冷媒を導入する。ポート14と主弁孔20との間には副弁室26が設けられ、副弁8が配置されている。ポート12は、圧縮機の起動時に副弁8を経由して吸入圧力Psとなった冷媒を吸入室へ向けて導出する。
The
ポート14,16には、円筒状のフィルタ部材15,17がそれぞれ取り付けられている。フィルタ部材15,17は、ボディ5の内部への異物の侵入を抑制するためのメッシュを含む。主弁7の開弁時にはフィルタ部材17がポート16への異物の侵入を抑制し、副弁8の開弁時にはフィルタ部材15がポート14への異物の侵入を抑制する。
副弁室26と作動室23との間にはガイド孔25が設けられている。ボディ5の下部(主弁室24の主弁孔20とは反対側)にはガイド孔27が設けられている。ガイド孔27には、段付円筒状の弁駆動体29(可動部材)が摺動可能に挿通されている。
A
弁駆動体29の上部が縮径し、主弁孔20を貫通しつつ内外を区画する区画部33となっている。弁駆動体29に形成された段部が、主弁座22に着脱して主弁7を開閉する主弁体30となっている。主弁体30が主弁室24側から主弁座22に着脱することにより主弁7を開閉する。区画部33の上部が上方に向かってテーパ状に拡径し、その上端開口部に副弁座34が構成されている。副弁座34は、弁駆動体29と共に変位する可動弁座として機能する。なお、本実施形態では、弁駆動体29と主弁体30とを区別しているが、弁駆動体29を「主弁体」として捉えてもよい。
The upper part of the
一方、ガイド孔25には、円筒状の副弁体36が摺動可能に挿通されている。副弁体36の内部通路が副弁孔32となっている。この内部通路は、副弁8の開弁により副弁室26と作動室23とを連通させる。副弁体36と副弁座34とは軸線方向に対向配置されている。副弁体36が副弁室26にて副弁座34に着脱することにより副弁8を開閉する。
On the other hand, a cylindrical
また、ボディ5の軸線に沿って長尺状の作動ロッド38が設けられている。作動ロッド38の上端部は、副弁体36を貫通してパワーエレメント6と作動連結可能に接続される。作動ロッド38の下端部は、ソレノイド3の後述するプランジャ50に連結されている。作動ロッド38の上半部は弁駆動体29を貫通し、その上部が縮径されている。その縮径部には副弁体36が外挿され、固定されている。その縮径部の先端がパワーエレメント6に接続されている。
Further, an
作動ロッド38の軸線方向中間部にはリング状のばね受け40が嵌着され、支持されている。弁駆動体29とばね受け40との間には、弁駆動体29を主弁7および副弁8の閉弁方向に付勢するスプリング42(「付勢部材」として機能する)が介装されている。主弁7の制御時には、スプリング42の弾性力によって弁駆動体29とばね受け40とが突っ張った状態となり、主弁体30と作動ロッド38とが一体に動作する。
A ring-shaped
パワーエレメント6は、吸入圧力Psを感知して変位するベローズ45を含み、そのベローズ45の変位によりソレノイド力に対抗する力を発生させる。この対抗力は、作動ロッド38および副弁体36を介して主弁体30にも伝達される。副弁体36が副弁座34に着座して副弁8を閉じることにより、制御室から吸入室への冷媒のリリーフが遮断される。また、副弁体36が副弁座34から離間して副弁8を開くことにより、制御室から吸入室への冷媒のリリーフが許容される。
The
一方、ソレノイド3は、段付円筒状のコア46と、コア46の下端開口部を封止するように組み付けられた有底円筒状のスリーブ48と、スリーブ48に収容されてコア46と軸線方向に対向配置された段付円筒状のプランジャ50と、コア46およびスリーブ48に外挿された円筒状のボビン52と、ボビン52に巻回され、通電により磁気回路を生成する電磁コイル54と、電磁コイル54を外方から覆うように設けられる円筒状のケース56と、ケース56の下端開口部を封止するように設けられた端部材58と、ボビン52の下方にて端部材58に埋設された磁性材料からなるカラー60を備える。
On the other hand, the
弁本体2とソレノイド3とは、ボディ5の下端部がコア46の上端開口部に圧入されることにより固定されている。ボディ5とコア46との間に作動室28が形成されている。一方、コア46の中央を軸線方向に貫通するように、作動ロッド38が挿通されている。作動室28は、弁駆動体29および副弁体36のそれぞれの内部通路を介して作動室23に連通する。このため、作動室28には作動室23の吸入圧力Psが導入される。この吸入圧力Psは、作動ロッド38とコア46との間隙により形成される連通路62を通ってスリーブ48の内部にも導かれる。
The
コア46とプランジャ50との間には、両者を互いに離間させる方向に付勢するスプリング44(「付勢部材」として機能する)が介装されている。スプリング44は、ソレノイド3のオフ時に主弁7を全開させるいわゆるオフばねとして機能する。作動ロッド38は、副弁体36およびプランジャ50のそれぞれに対して同軸状に接続されている。作動ロッド38は、その上部が副弁体36に圧入され、下端部がプランジャ50の上部に圧入されている。これら作動ロッド38、副弁体36およびプランジャ50は、主弁7の制御時において弁駆動体29と一体変位する「可動体」を構成する。
Between the
作動ロッド38は、コア46とプランジャ50との吸引力であるソレノイド力を、主弁体30および副弁体36に適宜伝達する。一方、作動ロッド38には、パワーエレメント6の伸縮作動による駆動力(「感圧駆動力」ともいう)がソレノイド力と対抗するように負荷される。すなわち、主弁7の制御状態においては、ソレノイド力と感圧駆動力とにより調整された力が主弁体30に作用し、主弁7の開度を適切に制御する。圧縮機の起動時には、ソレノイド力の大きさに応じて作動ロッド38がスプリング44の付勢力に抗してボディ5に対して相対変位し、主弁7を閉じた後に副弁体36を押し上げて副弁8を開弁させる。また、主弁7の制御中であっても、吸入圧力Psが相当高まると、作動ロッド38がベローズ45の付勢力に抗してボディ5に対して相対変位し、主弁7を閉じた後に副弁体36を押し上げて副弁8を開弁させる。それによりブリード機能を発揮させる。
The operating
スリーブ48は非磁性材料からなる。プランジャ50の側面には軸線に平行な連通溝66が設けられ、プランジャ50の下部には内外を連通する連通孔68が設けられている。このような構成により、図示のようにプランジャ50が下死点に位置しても、吸入圧力Psがプランジャ50とスリーブ48との間隙を通って背圧室70に導かれる。
The
ボビン52からは電磁コイル54につながる一対の接続端子72が延出し、それぞれ端部材58を貫通して外部に引き出されている。同図には説明の便宜上、その一対の片方のみが表示されている。端部材58は、ケース56に内包されるソレノイド3内の構造物全体を下方から封止するように取り付けられている。端部材58は、耐食性を有する樹脂材のモールド成形(射出成形)により形成され、その樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙にも介在している。このように樹脂材がケース56と電磁コイル54との間隙に樹脂材を介在させることで、電磁コイル54で発生した熱をケース56に伝達しやすくし、その放熱性能を高めている。端部材58からは接続端子72の先端部が引き出されており、図示しない外部電源に接続される。
A pair of
図2は、図1の上半部に対応する部分拡大断面図である。
弁駆動体29におけるガイド孔27との摺動面には、冷媒の流通を抑制するための複数の環状溝からなるラビリンスシール74が設けられている。ラビリンスシール74は、相対的に高圧側である主弁室24の近傍に位置している。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view corresponding to the upper half of FIG.
A
弁駆動体29の下部におけるガイド孔27との摺動面には、シール収容部100が設けられ、Oリング102(「シールリング」として機能する)が嵌着されている。シール収容部100は、相対的に低圧側である作動室28の近傍に位置している。シール収容部100は、弁駆動体29の外周面に形成された円環状の凹溝からなる。ガイド孔27におけるシール収容部100との対向面は、シール収容部100が当接するシール面104となっている。すなわち、シール面104は、ガイド孔27の軸線に対して傾斜する傾斜形状を有し、具体的には下方に向けて拡径するテーパ形状を有する。Oリング102は、弾性体(例えばゴム)からなり、弁駆動体29とガイド孔27との間隙をシールし、主弁室24から作動室28への冷媒の漏洩を規制する。このOリング102によるシール構造の詳細については後述する。
A
弁駆動体29において主弁室24に位置する部分の外周面に、ポート16から侵入した異物を受け止めるための段差部106(所定深さの凹部)が周設されている。これにより、ポート16を介して導入された冷媒に異物が含まれていたとしても、その異物を弁駆動体29の段差部106によって一旦受け止めた後に主弁孔20に導くことが可能になる。それにより、弁駆動体29の壁面に沿って流れる異物が主弁座22に直接衝突し難くなり、主弁座22におけるエロージョンの発生を防止又は抑制できる。
A stepped portion 106 (a recessed portion having a predetermined depth) is provided around the outer peripheral surface of the portion of the
弁駆動体29の下半部は内径が拡径されており、スプリング42がその拡径部に収容されるように配置されている。このような構成により、スプリング42と弁駆動体29との当接ポイントが、ガイド孔27における摺動部の中央付近に位置するため、弁駆動体29がいわゆるやじろべいのような態様でスプリング42に安定に支持される。その結果、主弁体30が開閉駆動されるときのぐらつきによるヒステリシスの発生を防止又は抑制することができる。
The lower half portion of the
副弁体36は、その中央を軸線方向に貫通する挿通孔43を有する。作動ロッド38の上部は、その挿通孔43を貫通してパワーエレメント6まで延在している。副弁体36は、作動ロッド38における縮径部の基端である段部79に係止されることにより、作動ロッド38に対する位置決めがなされている。副弁体36における挿通孔43の周囲には、弁駆動体29の内部通路37と作動室23とを連通させるための複数の内部通路39が形成されている。内部通路39は、挿通孔43と平行に延在し、副弁体36を貫通している。副弁体36のガイド孔25との摺動面にはラビリンスシール75が設けられている。なお、作動ロッド38は、副弁体36が副弁座34に着座した図示の状態においては、ばね受け40の上面が弁駆動体29の下面から少なくとも所定間隔Lをあけて離間するように、段部79の位置が設定されている。所定間隔Lは、いわゆる「遊び」として機能する。
The
ソレノイド力を大きくすると、作動ロッド38を主弁体30(弁駆動体29)に対して相対変位させて副弁体36を押し上げることもできる。それにより、副弁体36と副弁座34とを離間させて副弁8を開くことができる。また、ばね受け40と弁駆動体29とを係合(当接)させた状態でソレノイド力を主弁体30に直接的に伝達することができ、主弁体30を主弁7の閉弁方向に大きな力で押圧することができる。この構成は、弁駆動体29とガイド孔27との摺動部への異物の噛み込みにより主弁体30の作動がロックした場合に、それを解除するロック解除機構として機能する。
When the solenoid force is increased, the
主弁室24は、ボディ5と同軸状に設けられ、主弁孔20よりも大径の圧力室として構成される。このため、主弁7とポート16との間には比較的大きな空間が形成され、主弁7を開弁させたときに主通路を流れる冷媒の流量を十分に確保できる。同様に、副弁室26もボディ5と同軸状に設けられ、主弁孔20よりも大径の圧力室として構成される。このため、副弁8とポート14との間にも比較的大きな空間が形成される。そして図示のように、弁駆動体29の上端と副弁体36の下端との着脱部が、副弁室26の中央部に位置するように設定されている。つまり、副弁座34が常に副弁室26に位置するよう主弁体30の可動範囲が設定され、副弁室26にて副弁8が開閉される。このため、副弁8を開弁させたときに副通路を流れる冷媒の流量を十分に確保できる。つまり、ブリード機能を効果的に発揮できる。
The
パワーエレメント6は、ベローズ45の上端開口部を第1ストッパ82により閉止し、下端開口部を第2ストッパ84により閉止して構成されている。ベローズ45は「感圧部材」として機能する。第1ストッパ82は、端部材13と一体成形されている。第2ストッパ84は、金属材をプレス成形して有底円筒状に構成されており、その下端開口部に半径方向外向きに延出するフランジ部86を有する。ベローズ45は、蛇腹状の本体の上端部が端部材13の下面に気密に溶接され、その本体の下端開口部がフランジ部86の上面に気密に溶接されている。ベローズ45の内部は密閉された基準圧力室Sとなっている。ベローズ45の内方には、端部材13とフランジ部86との間に、ベローズ45を伸長方向に付勢するスプリング88が介装されている。基準圧力室Sは、本実施形態では真空状態とされている。
The
端部材13は、パワーエレメント6の固定端となっている。端部材13のボディ5への圧入量を調整することにより、パワーエレメント6の設定荷重(スプリング88の設定荷重)を調整できるようにされている。なお、第1ストッパ82の中央部がベローズ45の内方に向けて下方に延在し、第2ストッパ84の中央部がベローズ45の内方に向けて上方に延在し、それらがベローズ45の軸芯を形成している。ベローズ45は、作動室23の吸入圧力Psと基準圧力室Sの基準圧力との差圧に応じて軸線方向(主弁および副弁の開閉方向)に伸長または収縮する。その差圧が小さくなってベローズ45が伸長するに応じて、弁駆動体29に主弁7の開弁方向かつ副弁8の閉弁方向の駆動力が付与される。その差圧が大きくなっても、ベローズ45が所定量収縮すると、第2ストッパ84が第1ストッパ82に当接して係止されるため、その収縮は規制される。
The
本実施形態においては、ベローズ45の有効受圧径Aと、主弁体30の主弁7における有効受圧径B(シール部径)と、弁駆動体29の摺動部径C(シール部径)と、副弁体36の摺動部径D(シール部径)とが等しく設定されている。なお、ここでいう「等しい」とは、完全に等しい概念はもちろん、ほぼ等しい(実質的に等しい)概念を含むとみなしてよい。このため、弁駆動体29とパワーエレメント6とが作動連結した状態においては、主弁体30と副弁体36との結合体に作用する吐出圧力Pd,制御圧力Pcおよび吸入圧力Psの影響がキャンセルされる。その結果、主弁7の制御状態において、主弁体30は、パワーエレメント6が作動室23にて受ける吸入圧力Psに基づいて開閉動作することになる。つまり、制御弁1は、いわゆるPs感知弁として機能する。
In the present embodiment, the effective pressure receiving diameter A of the
本実施形態ではこのように、径B,C,Dを等しくするとともに、弁体(主弁体30および副弁体36)の内部通路を上下に貫通させることで、弁体に作用する圧力(Pd,Pc,Ps)の影響をキャンセルすることができる。つまり、副弁体36,弁駆動体29,作動ロッド38およびプランジャ50の結合体の前後(図では上下)の圧力を同じ圧力(吸入圧力Ps)とすることができ、それにより圧力キャンセルが実現される。これにより、ベローズ45の径に依存することなく各弁体の径を設定することもでき、設計自由度が高い。変形例においては、径B,C,Dを等しくする一方、有効受圧径Aをこれらと異ならせてもよい。すなわち、ベローズ45の有効受圧径Aを、径B,C,Dより小さくしてもよいし、径B,C,Dより大きくしてもよい。
In this embodiment, in this way, the diameters B, C, and D are made equal, and the internal passage of the valve body (the
一方、本実施形態では、副弁体36の副弁8におけるシール部径Eが、主弁体30の主弁7における有効受圧径Bよりも小さくされ、制御圧力Pcと吸入圧力Psとの差圧(Pc−Ps)が弁駆動体29に対して副弁8の開弁方向に作用する。このような受圧構造とスプリング42による付勢構造とが、差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となったときに副弁8を開弁させる「差圧開弁機構」を実現している。
On the other hand, in the present embodiment, the seal portion diameter E in the
次に、制御弁の動作について説明する。
本実施形態では、ソレノイド3への通電制御にPWM(Pulse Width Modulation )方式が採用される。このPWM制御は、所定のデューティ比に設定した400Hz程度のパルス電流を供給して制御を行うものであり、図示しない制御部により実行される。この制御部は、指定したデューティ比のパルス信号を出力するPWM出力部を有するが、その構成自体には公知のものが採用されるため、詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the control valve will be described.
In the present embodiment, a PWM (Pulse Width Modulation) system is adopted for energization control to the
図3は、制御弁の動作を表す図である。既に説明した図2は、制御弁の最小容量運転状態を示している。図3は、制御弁の起動時等にブリード機能を動作させたときの状態を示している。以下では図1に基づき、適宜図2および図3を参照しつつ説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the control valve. FIG. 2 which has already been described shows the minimum capacity operation state of the control valve. FIG. 3 shows a state when the bleed function is operated when the control valve is started. The following description is based on FIG. 1 and with reference to FIGS. 2 and 3 as appropriate.
制御弁1においてソレノイド3が非通電(オフ)のとき、つまり自動車用空調装置が動作していないときには、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しない。一方、スプリング44の付勢力が、プランジャ50、作動ロッド38および副弁体36を介して弁駆動体29に伝達される。その結果、図2に示すように、主弁体30が主弁座22から離間して主弁7が全開状態となる。このとき、副弁8は閉弁状態を維持する。
When the
一方、自動車用空調装置の起動時にソレノイド3の電磁コイル54に起動電流が供給されると、図3に示すように、吸入圧力Psがその供給電流値により定まる開弁圧力(「副弁開弁圧力」ともいう)よりも高ければ、副弁8が開弁する。すなわち、ソレノイド力がスプリング42の付勢力に打ち勝ち、副弁体36が一体的に押し上げられる。その結果、副弁体36が副弁座34から離間して副弁8が開かれ、ブリード機能が有効に発揮される。この動作過程で主弁体30がスプリング42の付勢力により押し上げられ、主弁座22に着座する。その結果、主弁7は閉弁状態となる。すなわち、主弁7が閉じて制御室への吐出冷媒の導入を規制した後、副弁8が開いて制御室内の冷媒を吸入室に速やかにリリーフさせる。その結果、圧縮機を速やかに起動させることができる。なお、「副弁開弁圧力」については、車両がおかれる環境下に応じて後述する設定圧力Psetが変化されると、それに応じて変化する。
On the other hand, when an activation current is supplied to the
ソレノイド3に供給される電流値が主弁7の制御電流値範囲にあるときには、吸入圧力Psが供給電流値により設定された設定圧力Psetとなるよう主弁7の開度が自律的に調整される。この主弁7の制御状態においては、副弁体36が副弁座34に着座し、副弁8は閉弁状態を維持する。一方、吸入圧力Psが比較的低いためにベローズ45が伸長し、主弁体30が動作して主弁7の開度を調整する。このとき、主弁体30は、スプリング44による開弁方向の力と、閉弁方向のソレノイド力と、吸入圧力Psに応じたパワーエレメント6による開弁方向の力とがバランスした弁リフト位置にて停止する。
When the current value supplied to the
そして、例えば冷凍負荷が大きくなり吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも高くなると、ベローズ45が縮小するため、主弁体30が相対的に上方(閉弁方向)へ変位する。その結果、主弁7の弁開度が小さくなり、圧縮機は吐出容量を増やすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが低下する方向に変化する。逆に、冷凍負荷が小さくなって吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも低くなると、ベローズ45が伸長する。その結果、パワーエレメント6が主弁体30を開弁方向に付勢して主弁7の弁開度が大きくなり、圧縮機は吐出容量を減らすよう動作する。その結果、吸入圧力Psが設定圧力Psetに維持される。なお、吸入圧力Psが設定圧力Psetよりも相当高くなると、その吸入圧力Psの高さによっては主弁7が閉弁し、副弁8が開くことも想定される。ただし、主弁7が閉じた後に副弁8が開くまでに圧力範囲(不感帯)があるため、主弁7と副弁8が不安定に開閉する等の事態は防止される。
For example, when the refrigeration load increases and the suction pressure Ps becomes higher than the set pressure Pset, the
このような定常制御が行われている間にエンジンの負荷が大きくなり、空調装置への負荷を低減させたい場合、制御弁1においてソレノイド3がオンからオフに切り替えられる。そうすると、コア46とプランジャ50との間に吸引力が作用しなくなるため、スプリング44の付勢力により主弁体30が主弁座22から離間し、主弁7が全開状態となる。このとき、基本的に副弁体36は副弁座34に着座しているため、副弁8は閉弁状態となる。それにより、圧縮機の吐出室からポート16に導入された吐出圧力Pdの冷媒は、全開状態の主弁7を通過し、ポート14から制御室へと流れることになる。したがって、制御圧力Pcが高くなり、圧縮機は最小容量運転を行うようになる。
When such steady control is being performed, the load on the engine increases, and when it is desired to reduce the load on the air conditioner, the
ただし、この最小容量運転への切り替えに際して差圧(Pc−Ps)が設定差圧ΔPset以上となると、差圧開弁機構が作動する(図示略)。すなわち、差圧(Pc−Ps)による力がスプリング42の付勢力に打ち勝ち、弁駆動体29を下方へ押し下げて副弁8を開弁させる。このため、制御圧力Pcの急上昇を防止又は抑制することができる。なお、設定差圧ΔPsetとしては、主弁7の安定した制御中に弁駆動体29に作用し得る差圧(Pc−Ps)の最大値を超える値が設定されている。このため、主弁7の制御中に副弁8が開かれることは基本的にない。この差圧開弁機構による副弁8の開弁は、主弁7の開弁状態において実現されるものである点で、図3に示したソレノイド3による副弁8の強制開弁機構とは異なる。
However, when the differential pressure (Pc−Ps) becomes equal to or higher than the set differential pressure ΔPset when switching to the minimum capacity operation, the differential pressure valve opening mechanism is activated (not shown). That is, the force due to the differential pressure (Pc−Ps) overcomes the urging force of the
次に、摺動部におけるシール構造の詳細について説明する。
図4は、シール収容部およびその周辺の構造を表す部分拡大断面図である。図4(A)は、図2のb部拡大図であり、ソレノイド3がオフにされた非励磁状態を示す。図4(B)は、図3のb部拡大図であり、ソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。
Next, the detail of the seal structure in a sliding part is demonstrated.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing the seal housing portion and the surrounding structure. FIG. 4A is an enlarged view of a portion b in FIG. 2 and shows a non-excitation state in which the
図4(A)に示すように、シール収容部100は、ソレノイド3による駆動方向先側(上方)に位置する先側壁100aと、その駆動方向後側(下方)に位置する後側壁100bとが対向する凹状断面を有する。シール収容部100は、Oリング102の組み付け性等を考慮して、軸線方向の幅(先側壁100aと後側壁100bとの間隔)がOリング102の幅(断面の直径)よりもやや大きく構成されている。また、シール収容部100の底面100cとOリング102との間に空隙S2が形成される。このような構成により、Oリング102が前後差圧により軸線方向に圧縮され、その半径方向の幅が大きくなったとしても、Oリング102がシール収容部100の底面100cから反力を受けないか、少なくとも受け難くされている。
As shown in FIG. 4A, the
一方、ガイド孔27におけるシール面104は、下方(ソレノイド3の反駆動方向)に向けて内径を大きくし、上方(ソレノイド3の駆動方向)に向けて内径を小さくするテーパ面とされている。そして、図4(A)および(B)に示すように、Oリング102は、弁駆動体29の駆動範囲において常に、シール収容部100からシール面104へ向けて突出する大きさおよび形状を有する。すなわち、シール面104は、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体29が変位するほどOリング102の締め代102aを大きくし(図4(B))、ソレノイド3の反駆動方向に弁駆動体29が変位するほどOリング102の締め代102aを小さくする形状を有する(図4(A))。Oリング102は、シール面104に摺動可能に当接する。このような構成により、弁駆動体29がソレノイド3の駆動方向へ変位する間、Oリング102による反駆動方向の弾性反力が弁駆動体29に作用する。なお、この弾性反力は、ソレノイド力の最大吸引力以下とされ、ソレノイド3による主弁体30の駆動は確保されている。
On the other hand, the
以上に説明したように、本実施形態では、シール収容部100とシール面104との間に配置されたOリング102により、弁駆動体29とガイド孔27との間隙におけるシール性を確保でき、異物の噛み込みを防止又は抑制できる。その結果、弁駆動体29ひいては主弁体30の安定した作動を確保できる。また、そのシール面104の形状により、定常制御範囲において弁駆動体29がソレノイド3の駆動方向へ変位する間、Oリング102による反駆動方向への弾性反力が弁駆動体29に作用する。このため、ソレノイド3をオフにしたときには、主弁体30を速やかにオフ位置(主弁7の全開位置)へ移動させることができる。
As described above, in the present embodiment, the O-
なお、本実施形態では、弁駆動体29がソレノイド3の駆動方向へ変位するほど、Oリング102による弾性反力が増大するよう、シール面104、シール収容部100およびOリング102の形状、大きさ、配置を調整している。変形例においては、弁駆動体29がソレノイド3の駆動方向又は反駆動方向へ変位しても、Oリング102による弾性反力がほぼ一定となり、弁駆動体29の作動に伴うヒステリシスが一定となるよう、それらを調整してもよい。
In the present embodiment, the shape and size of the
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態に係る制御弁の主要部の構成を示す断面図である。図5(A)はソレノイド3がオフの非励磁状態を示し、図5(B)はソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。各図の上段は図2のa部に対応する部分拡大断面図であり、下段はb部拡大図である。以下では第1実施形態との相異点を中心に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the control valve according to the second embodiment. FIG. 5A shows a non-excitation state in which the
図5(A)に示すように、本実施形態では、シール面104が、ガイド孔227の軸線方向中間部に形成されている。すなわち、ガイド孔227の軸線方向中央部に凹状の段差204が設けられ、その段差204から上方に向けて内径を小さくするように傾斜するテーパ面が形成されている。一方、弁駆動体229におけるシール面104との対向面にシール収容部100が形成されている。
As shown in FIG. 5A, in the present embodiment, the
そして、図5(A)および(B)に示すように、Oリング102は、弁駆動体229の駆動範囲において常に、シール収容部100からシール面104へ向けて突出する大きさおよび形状を有する。シール面104は、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体229が変位するほどOリング102の締め代102aを大きくし(図5(B))、ソレノイド3の反駆動方向に弁駆動体229が変位するほどOリング102の締め代102aを小さくする形状を有する(図5(A))。このような構成により、定常制御範囲において弁駆動体229が駆動方向へ変位する間、Oリング102による反駆動方向の弾性反力が弁駆動体229に作用する。
5A and 5B, the O-
以上のような構成により、本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、Oリング102を主弁室24に近い高圧側に配置したため、弁駆動体229とガイド孔227との間隙への異物の侵入をより防止し易くなる。
With the configuration as described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment. Further, since the O-
[第3実施形態]
図6は、第3実施形態に係る制御弁の主要部の構成を示す断面図である。図6(A)はソレノイド3がオフの非励磁状態を示し、図6(B)はソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。各図の上段は図2のa部に対応する部分拡大断面図であり、下段はb部拡大図である。以下では第1,第2実施形態との相異点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the control valve according to the third embodiment. 6A shows a non-excited state in which the
図6(A)に示すように、本実施形態では、シール収容部100がガイド孔327に形成され、シール面104が弁駆動体329に形成されている。すなわち、ガイド孔327の下部の内周面に沿ってシール収容部100が形成されている。一方、弁駆動体329におけるシール収容部100との対向面にシール面104が形成されている。弁駆動体329の下部の外周面には段差204が設けられ、その段差204から下方に向けて外径を大きくするように傾斜するテーパ面が形成されている。
As shown in FIG. 6A, in this embodiment, the
そして、図6(A)および(B)に示すように、Oリング102は、弁駆動体329の駆動範囲において常に、シール収容部100からシール面104へ向けて突出する大きさおよび形状を有する。シール面104は、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体329が変位するほどOリング102の締め代102aを大きくし(図6(B))、ソレノイド3の反駆動方向に弁駆動体329が変位するほどOリング102の締め代102aを小さくする形状を有する(図6(A))。このような構成により、定常制御範囲において弁駆動体329が駆動方向へ変位する間、Oリング102による反駆動方向の弾性反力が弁駆動体329に作用する。
6A and 6B, the O-
以上のような構成により、本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 With the configuration as described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
[第4実施形態]
図7は、第4実施形態に係る制御弁の主要部の構成を示す断面図である。図7(A)はソレノイド3がオフの非励磁状態を示し、図7(B)はソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。各図の上段は図2のa部に対応する部分拡大断面図であり、下段はb部拡大図である。以下では第1実施形態との相異点を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the control valve according to the fourth embodiment. FIG. 7A shows a non-excitation state in which the
図7(A)に示すように、本実施形態では、シール収容部400の形状が第1実施形態のシール収容部100とやや異なる。すなわち、第1実施形態では、先側壁100aの高さ(底面100cからの高さ)と後側壁100bの高さとが等しくされたが、本実施形態では、後側壁400bの高さのほうが、先側壁100aの高さよりもΔrだけ大きい。
As shown in FIG. 7A, in this embodiment, the shape of the
そして、図7(A)および(B)に示すように、Oリング102は、弁駆動体429の駆動範囲において常に、シール収容部400からシール面104へ向けて突出する大きさおよび形状を有する。シール面104は、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体429が変位するほどOリング102の締め代102aを大きくし(図7(B))、ソレノイド3の反駆動方向に弁駆動体429が変位するほどOリング102の締め代102aを小さくする形状を有する(図7(A))。このような構成により、定常制御範囲において弁駆動体429が駆動方向へ変位する間、Oリング102による反駆動方向の弾性反力が弁駆動体429に作用する。
7A and 7B, the O-
以上のような構成により、本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、後側壁400bの高さを大きくすることで、Oリング102の下方(後方)に形成される弁駆動体429とガイド孔27との間隙S3を小さくできる。このため、弾性反力を受けたOリング102の一部が後方の間隙に噛み込むといった事態を回避できる。
With the configuration as described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment. Further, by increasing the height of the
[第5実施形態]
図8は、第5実施形態に係る制御弁の主要部の構成を示す断面図である。図8(A)はソレノイド3がオフの非励磁状態を示し、図8(B)はソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。各図の上段は図2のa部に対応する部分拡大断面図であり、下段はb部拡大図である。以下では第1実施形態との相異点を中心に説明する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the control valve according to the fifth embodiment. FIG. 8A shows a non-excitation state in which the
図8(A)に示すように、本実施形態では、シールリング502が、シート状リングを片面側に膨出させたような形状をなす弾性体(例えばゴム)からなる。シールリング502は、第1平坦部510と第2平坦部512とをテーパ部514を介してつないだ形状を有する。テーパ部514は、上方に向けて拡径するテーパ状の断面を有する。弁駆動体529の下端部が、ガイド孔527の下方に延出しており、その延出部の外周面に沿って凹溝からなる環状のシール収容部500が形成されている。
As shown in FIG. 8A, in the present embodiment, the
第1平坦部510の径方向内側半部が、シール収容部500に気密に嵌着されている。一方、ボディ505の底面にシール面504が形成され、第2平坦部512の上面が当接している。図8(A)および(B)に示すように、シールリング502は、弁駆動体529の駆動範囲において、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体529が変位するほど軸線方向に押し潰される形となり、その反駆動方向への弾性反力が増大する。この間、シールリング502がシール面504に密着するため、ガイド孔527におけるシール性は確保される。ソレノイド3をオフにしたときには、その弾性反力により主弁体30を速やかにオフ位置(主弁7の全開位置)へ移動できる。
A radially inner half portion of the first
[第6実施形態]
図9は、第6実施形態に係る制御弁の主要部の構成を示す断面図である。図9(A)はソレノイド3がオフの非励磁状態を示し、図9(B)はソレノイド3がオンにされた励磁状態(ブリード状態)を示す。各図の上段は図2のa部に対応する部分拡大断面図であり、下段はb部拡大図である。以下では第1実施形態との相異点を中心に説明する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the control valve according to the sixth embodiment. FIG. 9A shows a non-excitation state in which the
図9(A)に示すように、本実施形態では、シールリング602が、断面V字状の弾性体(例えばゴム)からなる。シールリング602は、V字断面(又はU字断面)の凹側を半径方向内向きとした形状をなす。シールリング602は、軸線に平行なベース部610と、ベース部610の上端から内側に向けて斜め上方に延出する第1弾性部612と、ベース部610の下端から内側に向けて斜め下方に延出する第2弾性部614とを有する。
As shown in FIG. 9A, in this embodiment, the
一方、ボディ605の底面には円環状のシール収容部600が形成され、第1弾性部612を収容している。弁駆動体629は、ガイド孔627の下方まで延出しており、その下端部に半径方向外向きに延出するフランジ部630が設けられている。フランジ部630の上面にシール面604が形成され、第2弾性部614が当接している。すなわち、シールリング602は、シール収容部600とシール面604との間に介装されている。
On the other hand, an annular
図9(A)および(B)に示すように、シールリング602は、弁駆動体629の駆動範囲において、ソレノイド3の駆動方向に弁駆動体629が変位するほど軸線方向(第1弾性部612と第2弾性部614とが近接する方向)に押し潰される形となり、その反駆動方向への弾性反力が増大する。この間、シールリング602がシール面604に密着するため、ガイド孔627におけるシール性は確保される。ソレノイド3をオフにしたときには、その弾性反力により主弁体30を速やかにオフ位置(主弁7の全開位置)へ移動できる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
なお、本実施形態では、シールリング602のV字断面の凹側を半径方向内向きとしたため、ガイド孔627の前後差圧がシールリング602を伸長させる方向に作用する。このため、ソレノイド3をオフにした際には、その前後差圧が主弁体30の開弁動作を促進し、主弁7を全開させ易くする。逆に、主弁体30を閉弁方向に作動させるときには、その前後差圧が抵抗力となる。
In this embodiment, since the concave side of the V-shaped cross section of the
変形例においては、シールリング602のV字断面の凹側を半径方向外向きとしてもよい。その場合、ガイド孔627の前後差圧がシールリング602を縮小させる方向に作用する。このため、本実施形態と比較して主弁体30の閉弁方向への動作が容易となる。すなわち、V字断面の凹側を半径方向のどちら側に向けるかにより、主弁7の開弁特性を変更できるため、制御弁1に求められる制御特性に応じて、いずれかを選択すればよい。
In a modification, the concave side of the V-shaped cross section of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Absent.
上記第1〜第4実施形態では、シール面104をテーパ形状とする例を示した。変形例においては、シール面が曲面(R形状)を含んでもよい。また、シール面が連続する段差を備えることにより全体として傾斜する形状など、その他の傾斜形状も採用できる。
In the said 1st-4th embodiment, the example which makes the sealing
また、上記第1〜第4実施形態では、シールリングとして断面円形状のOリングを例示した。変形例においては、断面多角形状その他の形状を有するシールリングを採用してもよい。 Moreover, in the said 1st-4th embodiment, the cross-sectional circular O-ring was illustrated as a seal ring. In a modified example, a seal ring having a polygonal cross section or other shapes may be employed.
上記実施形態では、ソレノイド3がオフのときに主弁7が全開状態となる常開型の電磁弁を例示した。変形例においては、ソレノイドがオフのときに弁部(主弁)が閉弁状態となる常閉型の電磁弁に対し、上述したシール構造を適用してもよい。その場合、ソレノイドは、弁駆動体に対して開弁方向の駆動力を付与することとなる。
In the above embodiment, the normally open type electromagnetic valve in which the
上記実施形態では、弁駆動体がソレノイドの駆動方向へ変位する間、常に、シールリングがソレノイドの反駆動方向への弾性反力を弁駆動体に作用させるよう、シール面の形状又は配置を設定した。変形例においては、ソレノイドがオフの状態において、シールリングによるソレノイドの反駆動方向への弾性反力が弁駆動体に実質的に作用しなくなる構成としてもよい。常開型電磁弁である場合、ソレノイドがオフの全開状態またはその近傍において、その弾性反力が弁駆動体に作用しなくなる構成としてもよい。例えば、弁部の全開位置またはその近傍位置において、シール面をガイド孔の軸線に対して平行とし、その弾性反力が弁駆動体に対して開弁方向に作用しない構成としてもよい。また、常閉型電磁弁である場合、ソレノイドがオフの閉弁状態またはその近傍において、その弾性反力が弁駆動体に作用しなくなる構成としてもよい。例えば、弁部の閉弁位置またはその近傍位置において、シール面をガイド孔の軸線に対して平行とし、その弾性反力が弁駆動体に対して閉弁方向に作用しない構成としてもよい。言い換えれば、シール面は、少なくとも定常制御を含む所定の制御範囲において弁駆動体がソレノイドの駆動方向へ変位する間、シールリングが弁駆動体に対し、ソレノイドの反駆動方向への弾性反力を作用させる形状又は配置を有すればよい。 In the above embodiment, the shape or arrangement of the seal surface is set so that the seal ring always applies an elastic reaction force to the valve drive body in the counter-drive direction of the solenoid while the valve drive body is displaced in the solenoid drive direction. did. In a modification, it is good also as a structure from which the elastic reaction force to the counter drive direction of the solenoid by a seal ring does not act on a valve drive body substantially in the state where a solenoid is OFF. In the case of a normally open type electromagnetic valve, the elastic reaction force may not act on the valve drive body in the fully open state where the solenoid is off or in the vicinity thereof. For example, the sealing surface may be parallel to the axis of the guide hole at the fully open position of the valve portion or in the vicinity thereof, and the elastic reaction force may not act on the valve driver in the valve opening direction. Further, in the case of a normally closed electromagnetic valve, the elastic reaction force may not act on the valve drive body in the closed state where the solenoid is off or in the vicinity thereof. For example, the seal surface may be parallel to the axis of the guide hole at the valve closing position of the valve portion or in the vicinity thereof, and the elastic reaction force may not act on the valve driver in the valve closing direction. In other words, the seal surface exerts an elastic reaction force in the anti-driving direction of the solenoid on the valve driving body while the valve driving body is displaced in the driving direction of the solenoid in a predetermined control range including at least steady control. What is necessary is just to have the shape or arrangement | positioning to act.
上記実施形態では、作動流体を冷媒とする可変容量圧縮機用制御弁を例示した。変形例においては、その他の用途の電磁弁に上述したシール構造を適用してもよい。 In the said embodiment, the control valve for variable capacity compressors which makes a working fluid a refrigerant | coolant was illustrated. In the modification, the above-described seal structure may be applied to a solenoid valve for other uses.
上記実施形態では、吐出室から制御室へ流れる冷媒の流量を制御するいわゆる入れ制御をメインとした構成を示したが、制御室から吸入室へ流れる冷媒の流量を制御するいわゆる抜き制御をメインとした構成としてもよい。あるいは、入れ制御および抜き制御の双方を適切に制御する構成としてもよい。 In the above embodiment, the main control is the so-called inlet control that controls the flow rate of the refrigerant flowing from the discharge chamber to the control chamber. However, the main control is the so-called vent control that controls the flow rate of the refrigerant flowing from the control chamber to the suction chamber. It is good also as a structure. Or it is good also as a structure which controls both insertion control and extraction control appropriately.
上記実施形態では、制御弁として、吸入圧力Psを直接感知して動作するいわゆるPs感知弁を例示した。変形例においては、被感知圧力として制御圧力Pcを感知して動作するいわゆるPc感知弁としてもよい。 In the above embodiment, a so-called Ps sensing valve that operates by directly sensing the suction pressure Ps is exemplified as the control valve. In a modified example, a so-called Pc sensing valve that operates by sensing the control pressure Pc as the sensed pressure may be used.
上記実施形態では、スプリング42,44等に関し、付勢部材(弾性体)としてスプリングを例示したが、ゴムや樹脂等の弾性材料を採用してもよいことは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the spring is exemplified as the biasing member (elastic body) with respect to the
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and modification, A component can be deform | transformed and embodied in the range which does not deviate from a summary. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments and modifications. Moreover, you may delete some components from all the components shown by the said embodiment and modification.
1 制御弁、3 ソレノイド、5 ボディ、6 パワーエレメント、7 主弁、8 副弁、12 ポート、14 ポート、16 ポート、20 主弁孔、24 主弁室、27 ガイド孔、28 作動室、29 弁駆動体、30 主弁体、32 副弁孔、36 副弁体、38 作動ロッド、44 スプリング、74 ラビリンスシール、100 シール収容部、100a 先側壁、100b 後側壁、100c 底面、102 Oリング、102a 締め代、104 シール面、204 段差、227 ガイド孔、229 弁駆動体、327 ガイド孔、329 弁駆動体、400 シール収容部、400b 後側壁、429 弁駆動体、500 シール収容部、502 シールリング、504 シール面、505 ボディ、527 ガイド孔、529 弁駆動体、600 シール収容部、602 シールリング、604 シール面、605 ボディ、627 ガイド孔、629 弁駆動体、630 フランジ部。
1 Control valve, 3 Solenoid, 5 Body, 6 Power element, 7 Main valve, 8 Sub valve, 12 port, 14 port, 16 port, 20 Main valve hole, 24 Main valve chamber, 27 Guide hole, 28 Working chamber, 29 Valve drive body, 30 Main valve body, 32 Sub valve hole, 36 Sub valve body, 38 Acting rod, 44 Spring, 74 Labyrinth seal, 100 Seal housing part, 100a Front side wall, 100b Rear side wall, 100c Bottom surface, 102 O-ring, 102a Tightening margin, 104 seal surface, 204 step, 227 guide hole, 229 valve drive body, 327 guide hole, 329 valve drive body, 400 seal housing portion, 400b rear side wall, 429 valve drive body, 500 seal housing portion, 502 seal Ring, 504 Sealing surface, 505 Body, 527 Guide hole, 529 Valve driver, 600 Lumpur accommodation unit, 602
Claims (8)
前記弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、
前記弁体が一体に設けられ、前記ガイド孔に摺動可能に支持された弁駆動体と、
前記弁駆動体に対して開弁方向又は閉弁方向の駆動力を付与可能なソレノイドと、
前記ボディおよび前記弁駆動体の一方に形成された環状のシール収容部と、
前記シール収容部に嵌着され、前記ボディおよび前記弁駆動体の他方に形成されたシール面に当接することにより、前記ガイド孔と前記弁駆動体との間隙を介した流体の流れを規制するシールリングと、
を備え、
前記シール面は、定常制御を含む所定の制御範囲において前記弁駆動体が前記ソレノイドの駆動方向へ変位する間、前記シールリングが前記ソレノイドの反駆動方向への弾性反力を前記弁駆動体に作用させる形状又は配置を有することを特徴とする電磁弁。 An introduction port for introducing a fluid; a derivation port for deriving a fluid; a valve hole provided in a passage connecting the introduction port and the derivation port; and a guide provided coaxially with the valve hole A body having a hole;
A valve body that opens and closes the valve portion in contact with and away from the valve hole;
A valve drive body provided integrally with the valve body and slidably supported in the guide hole;
A solenoid capable of applying a driving force in a valve opening direction or a valve closing direction to the valve driver;
An annular seal housing portion formed on one of the body and the valve driver;
The fluid flow through the gap between the guide hole and the valve drive body is regulated by fitting into the seal housing portion and contacting the seal surface formed on the other of the body and the valve drive body. A seal ring;
With
The seal surface applies an elastic reaction force to the valve drive body in the anti-drive direction of the solenoid while the valve drive body is displaced in the drive direction of the solenoid in a predetermined control range including steady control. A solenoid valve having a shape or an arrangement to be acted upon.
前記シール面は、前記ガイド孔の内周面および前記弁駆動体の外周面の他方に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。 The seal housing portion is formed on one of an inner peripheral surface of the guide hole through which the valve driver is inserted and an outer peripheral surface of the valve driver through which the guide hole is inserted,
The electromagnetic valve according to claim 1, wherein the seal surface is formed on the other of the inner peripheral surface of the guide hole and the outer peripheral surface of the valve driving body.
前記シールリングは、前記シール面に摺動可能に当接することを特徴とする請求項2に記載の電磁弁。 The sealing surface increases the tightening margin of the seal ring as the valve driving body is displaced in the driving direction of the solenoid, and tightens the sealing ring as the valve driving body is displaced in the non-driving direction of the solenoid. Has a shape to reduce,
The solenoid valve according to claim 2, wherein the seal ring is slidably contacted with the seal surface.
前記後側壁の高さが、前記先側壁の高さよりも大きいことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の電磁弁。 The seal housing portion is provided on an outer peripheral surface of the valve driver, and has a concave cross section in which a front side wall and a rear side wall in a driving direction of the solenoid face each other.
The solenoid valve according to claim 2, wherein a height of the rear side wall is larger than a height of the front side wall.
前記導入ポートが前記中間圧力室に連通することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電磁弁。 The valve hole and the guide hole communicate with each other in an axial direction through an intermediate pressure chamber;
The solenoid valve according to claim 1, wherein the introduction port communicates with the intermediate pressure chamber.
前記ボディは、前記導入ポートとして前記吐出室に連通する吐出室連通ポートと、前記導出ポートとして前記制御室に連通する制御室連通ポートと、前記吸入室に連通する吸入室連通ポートとを有することを特徴とする請求項7に記載の電磁弁。 It is configured as a control valve that changes the discharge capacity of the variable capacity compressor that compresses the refrigerant introduced into the suction chamber and discharges it from the discharge chamber by adjusting the flow rate of the refrigerant introduced from the discharge chamber into the control chamber,
The body has a discharge chamber communication port that communicates with the discharge chamber as the introduction port, a control chamber communication port that communicates with the control chamber as the lead-out port, and a suction chamber communication port that communicates with the suction chamber. The electromagnetic valve according to claim 7.
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