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発明の名称 電磁制御弁
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−349460(P2001−349460A)
公開日 平成13年12月21日(2001.12.21)
出願番号 特願2000−165793(P2000−165793)
出願日 平成12年6月2日(2000.6.2)
代理人 【識別番号】100060690
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 秀雄 (外3名)
【テーマコード(参考)】
3H045
3H076
3H106
【Fターム(参考)】
3H045 AA04 AA12 AA27 BA14 CA02 CA03 CA13 CA29 DA25 DA42 EA13 EA33 EA42 
3H076 AA06 BB32 BB40 CC12 CC16 CC20 CC84 CC85
3H106 DA07 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC04 DC17 DD09 EE14 EE29 EE30 EE48 GA13 GA15 GA25 JJ02 JJ08
発明者 中村 要一 / 池田 忠顕
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 各種ポートや弁構造用の通路、弁室を画定し、前記弁室に弁体を内蔵する弁ハウジングに、前記弁体に開閉弁方向の駆動力を与える電磁ソレノイド装置が取り付けられた電磁制御弁において、前記電磁ソレノイド装置は、前記弁ハウジング側に固定された固定吸引子と、前記固定吸引子の前記弁ハウジング側とは反対の側に取り付けられたプランジャチューブと、前記プランジャチューブ内に軸線方向に移動可能に取り付けられたプランジャと、前記プランジャチューブの外側に設けられた電磁コイルと、前記プランジャと前記弁体とを連携するために前記プランジャに固定された連結棒とを有し、前記連結棒は、一端側を前記プランジャに形成された連結棒取付孔に挿入されて溶接、ろう付け等の固着手段により前記プランジャに固定されていることを特徴とする電磁制御弁。
【請求項2】 前記連結棒は、他端側にて前記固定吸引子に貫通形成された案内支持孔を軸線方向に摺動可能に貫通し、前記固定吸引子より軸線方向に移動可能に案内支持され、前記プランジャの外周面と前記プランジャチューブの内周面との間に間隙が設けられ、前記プランジャの外周面と前記プランジャチューブの内周面とが非接触であることを特徴とする請求項1に記載の電磁制御弁。
【請求項3】 容量可変型圧縮機の吸入圧力に感応して前記弁体を開閉駆動する感圧素子を有し、前記弁体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を調整して容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量制御弁であることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁制御弁。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁制御弁に関し、特に、弁ハウジングに電磁ソレノイド装置が取り付けられた電磁制御弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量制御弁等の電磁制御弁は、特許第2892473号公報、特開平6−341378号公報、特開平9−268974号公報、特開平10−318414号公報等に示されているように、各種ポートや弁構造用の通路、弁室を画定し、弁室に弁体を内蔵する弁ハウジングに、弁体に開閉弁方向の駆動力を与える電磁ソレノイド装置が取り付けられている。
【0003】電磁制御弁の電磁ソレノイド装置は、固定吸引子、電磁コイル、プランジャチューブ、プランジャ、一端をプランジャに固定されプランジャロッドのような連結棒を有し、連結棒によってプランジャの動きを弁体に伝えるようになっている。
【0004】従来の電磁制御弁では、プランジャと連結棒との固定連結は、プランジャに形成された圧力孔に連結棒の一端を圧入することにより行われており、また、多くの場合、プランジャの軸線方向の移動案内は、プランジャの外周面がプランジャチューブの内周面に摺接することにより行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁制御弁では、プランジャと連結棒との固定連結は、プランジャに形成された圧力孔に連結棒の一端を圧入することにより行われているため、圧入強度のばらつきを含めて、あまり高い固定強度を得ることが難しく、繰り返しの往復動作により、がたつきを生じたりして連結棒のプランジャに対する固定位置がずれ、弁動作の設定値が変化するなどの不具合を生じ、耐久性に関して信頼性に欠けると云う問題点がある。
【0006】また、プランジャの軸線方向の移動案内が、プランジャの外周面とプランジャチューブの内周面との摺接により行われていると、プランジャの外径が大きいことにより、プランジャとプランジャチューブとの接触面積が大きくなり、摩擦抵抗が増え、弁動作のヒステリシスが大きくなる原因になる。
【0007】この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、プランジャと連結棒との固定強度を充分高く設定でき、耐久的信頼性に優れ、しかも、プランジャ動作の摩擦抵抗が少なく、弁動作のヒステリシスを小さくできる構造の電磁制御弁を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明による電磁制御弁は、各種ポートや弁構造用の通路、弁室を画定し、前記弁室に弁体を内蔵する弁ハウジングに、前記弁体に開閉弁方向の駆動力を与える電磁ソレノイド装置が取り付けられた電磁制御弁において、前記電磁ソレノイド装置は、前記弁ハウジング側に固定された固定吸引子と、前記固定吸引子の前記弁ハウジング側とは反対の側に取り付けられたプランジャチューブと、前記プランジャチューブ内に軸線方向に移動可能に取り付けられたプランジャと、前記プランジャチューブの外側に設けられた電磁コイルと、前記プランジャと前記弁体とを連携するために前記プランジャに固定された連結棒とを有し、前記連結棒は、一端側を前記プランジャに形成された連結棒取付孔に挿入されて溶接、ろう付け等の固着手段により前記プランジャに固定されるものである。
【0009】また、請求項2記載の発明による電磁制御弁は、前記連結棒は、他端側にて前記固定吸引子に貫通形成された案内支持孔を軸線方向に摺動可能に貫通し、前記固定吸引子より軸線方向に移動可能に案内支持され、前記プランジャの外周面と前記プランジャチューブの内周面との間に間隙が設けられ、前記プランジャの外周面と前記プランジャチューブの内周面とが非接触であることを特徴としている。
【0010】また、請求項3記載の発明による電磁制御弁は、容量可変型圧縮機の吸入圧力に感応して前記弁体を開閉駆動する感圧素子を有し、前記弁体の開度に応じて容量可変型圧縮機のクランク室圧力を調整して容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量制御弁であることを特徴としている。
【0011】請求項1記載の発明による電磁制御弁によれば、連結棒が溶接、ろう付け等の固着手段によりプランジャに固定されており、プランジャと連結棒との固定強度を充分高い値に設定できる。
【0012】請求項2記載の発明による電磁制御弁によれば、連結棒が固定吸引子に貫通形成された案内支持孔を軸線方向に摺動可能に貫通することにより、連結棒ならびにこれと一体のプランジャが固定吸引子より軸線方向に移動可能に案内支持され、その上で、プランジャの外周面とプランジャチューブの内周面とが非接触になっており、プランジャ動作の摩擦抵抗が少なくなる。
【0013】請求項3記載の発明による電磁制御弁によれば、容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量制御弁において、外凾取付フランジを底蓋として外凾内部が、高い気密シールのもとに密閉される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図1はこの発明による電磁制御弁を電磁式の容量制御弁として実施した電磁式容量制御弁を組み込まれた斜板式の容量可変型圧縮機を示している。
【0015】斜板式容量可変型圧縮機1は、圧縮機ハウジング2により画定されたクランク室3と、各々一方のストロークエンド部にてクランク室3に連通している複数個のシリンダボアー4とを有している。シリンダボアー4の各々にはピストン5が軸線方向に摺動自在に嵌合しており、ピストン5の一方の側にシリンダ室6が画定されている。各ピストン5の他方の側(クランク室3側)にはピストンロッド7の一端が連結されている。
【0016】圧縮機ハウジング2は駆動軸8を回転可能に支持している。駆動軸8は、プーリ9に掛け渡された図示されていない駆動ベルトにより図示されていないエンジンと駆動連結され、エンジンによって回転駆動される。
【0017】駆動軸8はクランク室3内においてウオブル板(斜板)10を公知の連繋機構(図示省略)により取付角度変更可能にトルク伝達関係にて連結されており、ウオブル板10のシリンダボアー4側の板面にはピストンロッド7の先端が軸力伝達可能に係合している。
【0018】ウオブル板10が傾斜状態にて駆動軸8によって回転駆動されることにより、各シリンダボアー4のピストン5がウオブル板10の傾斜角に応じたストロークをもって往復動する。
【0019】ウオブル板10の傾斜角はクランク室3の内圧であるクランク室圧力Pcと各シリンダ室6の平均圧力Pmとの差圧に応じて自動調整される。
【0020】この場合、斜板式容量可変型圧縮機1は、クランク室圧力Pcの上昇に応じてウオブル板10の傾斜角が減少してピストン5のストロークが低減することにより、吐出容量を低減し、クランク室圧力Pcの低下に応じてウオブル板10の傾斜角が増大してピストン5のストロークが増大することにより、吐出容量を増大し、クランク室圧力Pcが吸入圧力Psに実質的に等しい圧力になることによってフルロード運転状態になる。
【0021】各シリンダボアー4は一方向弁による吸入弁、吐出弁(図示省略)を有する吸入ポート11と吐出ポート12とに連通しており、各シリンダボアー4の吸入ポート11は吸入通路13によって吸入接続ポート14に連通し、各シリンダボアー4の吐出ポート12は吐出通路15によって吐出接続ポート16に連通している。
【0022】吸入接続ポート14と吐出接続ポート16とは、図には示していないが、蒸発器、膨張弁、ガス・クーラー等を含む冷凍サイクル装置の冷凍サイクル用循環管路が接続される。
【0023】圧縮機ハウジング2には、吸入ポート11とクランク室3とを連通接続するオリフィス通路17と、電磁式容量制御弁20を装着される有底孔による制御弁受入孔18とが形成されている。制御弁受入孔18にはこの発明による電磁式容量制御弁20が挿入装着されている。
【0024】つぎに、図2を参照して電磁式容量制御弁20について説明する。電磁式容量制御弁20は、上部ハウジング22と下部ハウジング23との結合体による金属製の弁ハウジング21を有している。上部ハウジング22と下部ハウジング23とはかしめ部21Aによって互いに気密に連結されている。
【0025】下部ハウジング23には、下底部開放で吐出圧力ポート24を直接に形成する弁室25と、クランク圧力ポート26と、弁室25とクランク圧力ポート26とを連通接続する弁ポート27とが形成されている。
【0026】吐出圧力ポート24は斜板式容量可変型圧縮機1の圧縮機ハウジング2に形成された内部通路19A(図1参照)によって斜板式容量可変型圧縮機1の吐出ポート12と接続されて吐出圧力Pdを及ぼされる。クランク圧力ポート26は圧縮機ハウジング2に形成された内部通路19B(図1参照)によって斜板式容量可変型圧縮機1のクランク室3と連通接続されている。
【0027】弁室25にはボール弁体28が設けられている。また、弁室25にはボール弁体28に係合している弁受部材29と下部ハウジング23に係止された抜き穴付きのばね受け当金30との間に弁ばね31が設けられている。弁ばね31はボール弁体28を弁座部32に押し付ける弁閉方向(上方向)に付勢している。
【0028】ボール弁体28は弁室25とは反対側に弁軸33を一体接続されている。弁軸33は、下部ハウジング23に形成された案内孔23Aを摺動可能に貫通係合し、その先端は上部ハウジング22と下部ハウジング23とで形成されたベローズ収容室34内に突出している。
【0029】ベローズ収容室34には金属製のベローズ35が設けられている。ベローズ35は、上端を上部ハウジング22に溶接等によって固定され、上部ハウジング22より下端を昇降自由にぶら下げられた状態にあり、下側のベローズ先端面部36にてボール弁体28の弁軸33の先端と対向している。
【0030】ベローズ35の内部は後述する電磁ソレノイド装置40と共働して密閉室37になっており、ベローズ35は、密閉室37の内圧とベローズ外部の圧力、この場合、ベローズ収容室34内の圧力との差圧によって伸縮する。
【0031】下部ハウジング23にはベローズ収容室34に開口する圧力導入ポート38が形成されている。圧力導入ポート38は、圧縮機ハウジング2に形成された内部通路19C(図1参照)によって斜板式容量可変型圧縮機1の吸入ポート11と接続され、吸入圧力Psを及ぼされる。
【0032】したがって、ベローズ35は、吸入圧力Psに感応し、吸入圧力Psの低下に応じて伸長(軸長増大)し、吸入圧力Psの上昇に応じて収縮(軸長短縮)する。このベローズ35の動きは、弁軸33を介してボール弁体28に伝えられ、ベローズ35の伸長によりボール弁体28に開弁方向(下方向)の力(開弁力)が与えられる。
【0033】電磁ソレノイド装置40は、一方(下端)にのみ開口縁部42を有するキャップ状に形成された外凾41と、外凾41の下端近傍に固定された底板43と、底板43の中心部にかしめ結合された固定吸引子44と、固定吸引子44の上側に固定接続されたプランジャチューブ45と、プランジャチューブ45内に軸線方向(上下方向)に移動可能に設けられたプランジャ46と、プランジャ46とプランジャチューブ45の端部との間に設けられたプランジャばね47と、プランジャ46と一体の連結棒48と、固定吸引子44およびプランジャチューブ45の外側と外凾41との間の円環状空間内に固定配置されたボビン49と、ボビン49に巻かれた電磁コイル50と、ボビン49に接続された磁気ガイド部材51と、コイル通電用のリード線52とを有している。
【0034】底板43、固定吸引子44、プランジャチューブ45、プランジャ46、プランジャばね47、連結棒48、ボビン49、電磁コイル50、磁気ガイド部材51は、全て外凾41内にあり、外凾41はこれらを内蔵して磁気通路をなしている。なお、リード線52は、気密シール状態で、外凾41を貫通して外部に取り出されている。
【0035】電磁ソレノイド装置40は、外凾41の開口縁部42を上部ハウジング22の上端部に一体形成された外凾取付フランジ39に気密に固定されている。この実施の形態では、外凾41は開口縁部42を外凾取付フランジ39の外周縁部の全周に亘ったかしめ部42Aによって気密結合されている。
【0036】上部ハウジング22の中心部には位置決め連結用の円筒部39Aが形成されており、固定吸引子44には嵌合孔44Aが形成されており、円筒部39Aと嵌合孔44Aとの嵌合により、電磁ソレノイド装置40の心出しが行われている。
【0037】固定吸引子44は弁ハウジング21側に固定されており、プランジャチューブ45は固定吸引子44を隔てて弁ハウジング21とは反対の側に取り付けられている。
【0038】連結棒48は、プランジャ46とボール弁体28とを連携するために一端をプランジャ46に固定された棒部材であり、一端側(上端側)をプランジャ46の中心部に形成された連結棒取付孔46Aに挿入されて溶接、ろう付け等の固着手段によりプランジャ46に固定されている。図2では、固定部分を固着部53により示している。より詳細には、連結棒48が連結棒取付孔46Aに貫挿される軸部48Aは他の部分48Bより小径になっており、軸径段差部48Cがプランジャ46の下底面に突き当った状態で、連結棒48の貫通端部48Dがプランジャ46の上面に、溶接あるいはろう付けされている。
【0039】連結棒48は、他端側にて固定吸引子44の中心部に貫通形成された案内支持孔44Bを軸線方向に摺動可能に貫通し、固定吸引子44より軸線方向に移動可能に案内支持されている。
【0040】プランジャチューブ45内におけるプランジャ46の軸線方向移動は、連結棒48が案内支持孔44Bを軸線方向に摺動可能に貫通して固定吸引子44より支持されることにより、案内支持孔44Bの内周面を案内面として行われる。これに伴い、プランジャ46の外周面とプランジャチューブ45の内周面との間には間隙55が設けられ、プランジャ46の外周面とプランジャチューブ45の内周面とが非接触になっている。
【0041】連結棒48の下端側は、円筒部39Aを貫通してベローズ35内に進入しており、ベローズ内部当金54を連結されている。ベローズ内部当金54はベローズ35のベローズ先端面部36にベローズ内側より係合している。
【0042】電磁ソレノイド装置40の電磁コイル50に通電が行われると、プランジャ46が固定吸引子44に磁気的に吸着することにより、連結棒48、ベローズ内部当金54が下方へ駆動され、ベローズ内部当金54がベローズ先端面部36をベローズ内側より押すことにより、ベローズ35が伸長し、弁軸33を介してボール弁体28が開弁方向に押される。これにより、ボール弁体28は弁ばね31のばね力に抗して開弁方向に駆動され、吸入圧力Psに関係なく全開状態になる。これにより、斜板式容量可変型圧縮機1はアンロード運転状態になる。
【0043】これに対し、電磁ソレノイド装置40の電磁コイル50に通電が行われていない非通電時には、プランジャ46が固定吸引子44に磁気的に吸着することが解除されることにより、弁ばね31のばね力と吸入圧力Psに感応するベローズ35の伸長による開弁力との平衡関係によってボール弁体28の開度が決まり、この開度に応じてクランク室3に導入される吐出圧力Pdの量が定量的に計量され、斜板式容量可変型圧縮機1のクランク室圧力Pcの調節が行われる。これにより、斜板式容量可変型圧縮機1の容量制御が行われる。
【0044】上述の構成による電磁式容量制御弁20によれば、連結棒48が溶接、ろう付け等によってプランジャ46に固定されているから、プランジャ46と連結棒48との固定強度を充分高い値に設定でき、繰り返しの往復動作によっても、がたつきを生じることがなく、連結棒48のプランジャ46に対する固定位置がずれることがなく、優れた耐久的信頼性を得ることができる。
【0045】また、プランジャ46の外径より外径が充分に小さい連結棒48が固定吸引子44に貫通形成された案内支持孔44Bを軸線方向に摺動可能に貫通することにより、連結棒48ならびにこれと一体のプランジャ46が固定吸引子44より軸線方向に移動可能に案内支持され、その上で、プランジャ46の外周面とプランジャチューブ45の内周面とが非接触になっているから、プランジャ動作の摩擦抵抗が少なく、弁動作のヒステリシスが小さくなる。
【0046】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項1記載の発明による電磁制御弁によれば、連結棒が溶接、ろう付け等の固着手段によりプランジャに固定され、プランジャと連結棒との固定強度を充分高い値に設定できるから、繰り返しの往復動作によっても、がたつきを生じることがなく、連結棒のプランジャに対する固定位置がずれることがなく、優れた耐久的信頼性を得ることができる。
【0047】請求項2記載の発明による電磁制御弁によれば、連結棒が固定吸引子に貫通形成された案内支持孔を軸線方向に摺動可能に貫通することにより、連結棒ならびにこれと一体のプランジャが固定吸引子より軸線方向に移動可能に案内支持され、その上で、プランジャの外周面とプランジャチューブの内周面とが非接触になっているから、プランジャ動作の摩擦抵抗が少なく、弁動作のヒステリシスが小さくなり、所要の弁動作特性を安定的に得ることができる。
【0048】請求項3記載の発明による電磁制御弁によれば、容量可変型圧縮機の容量制御を行う電磁式の容量制御弁において、車載で、振動を伴う過酷な環境下でも、優れた耐久的信頼性を得ることができる。




 

 


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