JPH0128273B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷凍機等に好適な電磁弁に係り、ソ
レノイドの通電、非通電に対し、主弁体が敏速且
つ確実に閉開弁動作をなし得ると共に、外部から
該主弁体の弁開度を調節可能な通電閉型パイロツ
ト作動電磁弁に関するものである。

〔従来の技術〕

冷凍系に用いられる通電閉型パイロツト作動電
磁弁としては、実開昭58−2487号公報にその一例
が示されている。この電磁弁は、第４図に示すよ
うに、非通電時（図示状態）にはプランジヤ９の
下降に伴い、プランジヤ先端に固着したロツド１
０でパイロツト弁７は下方へ押圧され、ばね８ａ
の弾力に抗してパイロツト弁孔ｅを開き、流体は
入口Ａ、〓間α、導孔ａ，ｂ、パイロツト弁孔
ｅ、流路ｄ、側路１３を経て出口管１２に到る流
通路が形成され、この流通路において主弁体３と
空室ｃ内壁との〓間の断面積αはパイロツト弁孔
ｅの間〓の断面積βより小さく設定してあるの
で、主弁体３の上面（背面）から流出する量が進
入する量よりも多く、主弁体３上面の流体圧力は
下面の圧力より低下し、その圧力差が主弁体３の
断面積に作用して主弁体３が上方へ浮上し、スト
ツパ４に当接して停止し、主弁座２を開くもので
ある。

次に、電磁コイル１８を通電すると、プランジ
ヤ９は電磁コイル１８の励磁で吸引子１５に吸着
され、プランジヤ先端のロツド１０はパイロツト
弁孔ｅを閉止する。流入口Ａから進入した流体は
空室ｃ、間〓α、導孔ａ，ｂ等でパイロツト弁孔
ｅ下面に達したまま閉止され、主弁体３の上、下
面の流体圧力は等しくなるので、主弁体３は、そ
の自重と、主弁体３とストツパ４間に介在するば
ねの弾力とで下降し、主弁座２を閉止するもので
ある。

以上のように、前記の通電閉型パイロツト作動
電磁弁の開閉動作は、電磁コイル１８への通電、
非通電信号で先ずパイロツト弁７を動作させてパ
イロツト弁孔ｅを開または閉させ、これによつて
主弁体３の上下面に生じる流体圧力差によつて主
弁体３を開または閉させるものである。したがつ
て、パイロツト弁７が開放した後、主弁体３の上
下面に一定の圧力差を生じるまで（弁開動作時）、
またはパイロツト弁７が閉止して主弁体３の上下
面の圧力差が等しくなるまで（弁閉動作時）には
若干の時間遅れがあり、主弁体３の開閉動作が開
閉信号入力後敏速に行われないという問題があつ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記した問題に鑑み、ソレノイドの
通電、非通電に対し、敏速かつ確実に主弁体を閉
開弁可能な通電閉型パイロツト作動電磁弁を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、弁本体
に対し、筒状主弁体を主弁ばねにより主弁座方向
へ付勢しつつ軸方向摺動自在に設け、該筒状主弁
体の主体部にパイロツト弁孔を穿設すると共に筒
部に小導孔を穿設し、 該筒状主弁体内にパイロツト弁体をパイロツト
弁ばねにより前記パイロツト弁孔方向へ付勢しつ
つ移動自在に設けると共に、該パイロツト弁孔に
該パイロツト弁体のロツド部を挿通して前記小導
孔の断面積より大なる環状オリフイスを形成さ
せ、 該筒状主弁体を支持する流量調整具を弁本体に
螺着して設けると共に、該流量調整具の操作軸を
弁本体外部に延設し、 該筒状主弁体に対向して設けたソレノイドのプ
ランジヤに対し、プランジヤばねを弾設し、該ソ
レノイドの非通電時に該プランジヤの押圧部が前
記パイロツト弁体のロツド部に当接して前記パイ
ロツト弁ばねに抗してパイロツト弁孔を開口する
と共に該筒状主弁体の主体部に当接して前記主弁
ばねに抗して主弁座を開口する構造を採用するも
のである。

〔作用〕

プランジヤがソレノイドに吸引されると、筒状
主弁体は主弁ばねの力によつてプランジヤに追従
して弁本体内を摺動する。この際、筒状主弁体内
には小導孔より流体が速やかに補充され、筒状主
弁体内の体積増加に伴う圧力低下を生じないか
ら、筒状主弁体は敏速に主弁座を閉止することが
できる。

また、ソレノイドの通電が切られてプランジヤ
の吸引が解かれると、プランジヤばねの力によつ
て、押圧部は、パイロツト弁体のロツド部を押し
てパイロツト弁孔を開口すると共に筒状主弁体を
押動して主弁座を開口する。この際、パイロツト
弁孔内の環状オリフイスの断面積は小導孔より大
きいから、筒状主弁体内の圧力は低下し、筒状主
弁体は速やかに開弁動作を完了する。

さらに、流量調整具に延設された操作軸を回動
することにより、筒状主弁体と主弁座の間〓（弁
リフト）を簡単に調整することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る通電閉型パイロツト作
動電磁弁を示す縦断面図であり、弁本体１の流体
入口Ａと同出口Ｂを連通する主弁座２に対して、
筒状の主弁体３が、その主体部３ｂの上面（シー
ル部３ｄ）を対向させると共に、筒部３ｃを弁本
体１の内壁に摺動自在に接し、該筒部３ｃの下端
を、弁本体１に螺着した流量調整具２０上に支持
させている。さらに、該主体部３ｂの中央にパイ
ロツト弁孔ｅと、筒部３ｃの上方に該筒状主弁体
３内外を導通する小導孔ｂとを穿設し、筒状主弁
体３内部には流量調整具２０との間に、該筒状主
弁体３を主弁座２の方向に付勢する主弁ばね３ａ
を介設してある。

また、上記流量調整具２０には操作軸２８を弁
本体１の外部に延設してあり、該操作軸２８を回
動することにより、該流量調整具２０を進退さ
せ、筒状主弁体３のシール部３ｄと主弁座２の間
〓を調整可能にしてある。

さらに、上記パイロツト弁孔ｅに挿通するロツ
ド部７ａを有するパイロツト弁体７を筒状主弁体
３内において前記流量調整具２０の内部に摺動自
在に収容してあり、該パイロツト弁体７には、パ
イロツト弁孔ｅを開閉する弁シート７ｂを形成す
ると共に、該弁シート７ｂをパイロツト弁孔ｅの
閉止方向に付勢するパイロツト弁ばね７ｃを介設
してある。

さらに、筒状主弁体３、パイロツト弁体７と同
一軸線上に設置されるソレノイドのプランジヤ９
の下端部には凹状押圧部９ｂを形成し、該凹状押
圧部９ｂ内に前記パイロツト弁体７のロツド部７
ａを挿入し、該凹状押圧部９ｂの底面９ｃに該ロ
ツド部７ａの先端を接離自在とし、該凹状押圧部
９ｂの周壁９ｄの下端は筒状主弁体３の主体部３
ｂに接離自在とし、該周壁９ｄにその内外を導通
する導通孔ａを設け、プランジヤ９を筒状主弁体
３の方向に付勢するプランジヤばね９ａを介設し
てある。

そして、上記ロツド部７ａの先端からパイロツ
ト弁体７の弁シート７ｂまでの長さを凹状押圧部
９ｂの深さと筒状主弁体３の主体部３ｂの厚さの
和より大きく設定し、上記パイロツト弁孔ｅを挿
通するロツド部７ａとパイロツト弁孔ｅとの間〓
断面積を筒部３ｃの小導孔ｂ断面積よる大きく設
定してある。

図中、１４はソレノイドのプランジヤ管、１５
は固定鉄心（吸引子）、１７は外函ナツト、１８
は電磁コイル、１９は外函、２１は操作軸パツキ
ン、２２はパツキン押え、２３はパツキン、２４
は操作軸袋ナツト、２５は電磁ケース止めナツ
ト、２６は下蓋、２７は止めボルトである。

次に、本実施例の作用を説明する。

電磁コイル１８に通電信号が入力されると、第
２図に示すように、プランジヤ１４は固定鉄心１
５に吸着され、プランジヤばね９ａに抗して上昇
する。プランジヤ１４の先端に設けた凹状押圧部
の周壁９ｄ先端によつて主体部３ｂ上面を押圧さ
れ、下降して主弁座２を開口していた筒状主弁体
３と、凹状押圧部底面９ｃで押圧され、ロツド部
７ａを介して下降し、パイロツト弁孔ｅを開いて
いたパイロツト弁体７は、何れもプランジヤ９の
上昇に追従して主弁ばね３ａとパイロツト弁ばね
７ｃの弾力でもつて上昇する。この際、筒状主弁
体３内の容積増加に伴う流体圧力変化（低下）は
小導孔ｂ並びに導通孔ａやパイロツト弁孔ｅから
流体が補充されることによつて、筒状主弁体３内
外の流体圧力は常に等しく保たれ、従つて筒状主
弁体３の上昇に支障をきたさず、筒状主弁体３は
速やかに主弁座２に着座して停止する。

該筒状主弁体３の作動と同時に、パイロツト弁
体７はパイロツト弁ばね７ｃの弾力で弁シート７
ｂをパイロツト弁孔ｅに押止させるまで上昇し、
プランジヤ９の最高上昇時には凹状押圧部底面９
ｃとロツド部７ａの先端は離間し、凹状押圧部周
壁９ｄと主本部３ｂ上面は離間して、パイロツト
弁体７はパイロツト弁孔ｅを閉止し、筒状主弁体
３は主弁座２を閉止し、流体の流れを止める。

この状態で電磁コイル１８を非通電にすると、
第１図に示すように、プランジヤ９はその自重と
プランジヤばね９ａの弾力で速やかに下降し、先
ず凹状押圧部底面９ｃがロツド部７ａの先端を押
圧し、パイロツト弁体７を下降させ、パイロツト
弁孔ｅを開き、筒状主弁体３内の流体をパイロツ
ト弁孔ｅから出口側流路（二次側）Ｂに逃がす。
この際、筒部３ｃの小導孔ｂから入口側（一次
側）Ａに流体が筒状主弁体３内に進入するが、パ
イロツト弁孔ｅとロツド部７ａのなす環状オリフ
イス断面積は該小導孔ｂの断面積よりも大きく設
定してあるから、筒状主弁体３内の圧力は低下し
て一次側流体圧力との間に圧力差を生じ、筒状主
弁体３は下降し易い状態となり、この状態におい
て凹状押圧部周壁９ｄの先端が主体部３ｂの上面
に当接し、押圧するので、筒状主弁体３は速やか
に且つ確実に下降し、筒状主弁体３内の流体はパ
イロツト弁孔ｅ及び凹状押圧部９ｂの導通口ａか
ら二次側流路Ｂ内に排出され、筒状主弁体３は、
その筒部３ｃ下端を流量調整具２０の上面に当接
させる。

さらに、流量調整具２０に操作軸２８を延設
し、外部から該流量調整具２０の螺合長さを変え
ることにより、開弁時の弁リフトを簡単にセツト
することができる。これは主弁体３を筒状とし、
筒部３ｃの下端を、弁本体１に進退自在に螺着し
た流量調整具２０上に支持させた構造によるもの
で、正常時は非通電として開弁状態とし、必要時
のみ閉弁状態とする用途において、正常時の流量
を状況に応じて調整できる効果がある。

また、筒状主弁体３及びパイロツト弁体７は、
流体入口Ａ及び同出口Ｂに対して対称形状を呈し
ているから、開弁時に流体の流れが正逆何れの場
合においても支障なく用いることができるもので
ある。

次に、本発明に係る通電閉型パイロツト作動電
磁弁を冷凍運搬船の冷凍系統に適用した例につい
て説明する。

冷凍運搬船の船倉内は複数の室に分割され、
各々の室には蒸発器が二個以上設けられ、収容す
る物品、例えば魚類、食肉、果実等により夫々所
定の温度を保持するようにしてある。

第３図は、蒸発器を二個設え、ホツトガスデフ
ロスト回路を有する冷凍系統の一例を示したもの
で、冷却運転時には、冷媒は、圧縮器Ｃから三方
切換弁ＶのＸ−Ｙ流路を通り、凝縮器Ｋ、受液槽
Ｒ、逆止弁C₃を経て、冷凍室Ｆの二つの蒸発器
E₁，E₂の各入口に設けた本発明の電磁弁S₁，S₂
（開状態）を通り、温度式膨張弁X₁，X₂により減
圧され、蒸発器E₁，E₂に供給される。

C₁，C₂は逆止弁でS₁，S₂方向からの流入を阻
止する。蒸発器E₁，E₂で室内負荷と熱交換を行
い、出口の電磁弁S₃，S₄（開状態）を通り、アキ
ユムレータＡで気液分離され、ガスは圧縮機Ｃに
還流する。即ち、図中実線で示した経路を循環す
るものである。尚、この場合デフロスト回路の塞
止弁V₁，V₂は閉止している。

デフロスト時には、冷媒の流れを三方切換弁Ｖ
でＸ−Ｚ流路に切換え、第一の蒸発器E₁をデフ
ロストする場合は、電磁弁S₁，S₂，S₄は開、S₃は
閉、塞止弁V₁は開、V₂は閉とする。そして、冷
媒は図中点線矢印で示すように、塞止弁V₁→熱
交換器E₁（この場合は凝縮器）→逆止弁C₁→電磁
弁S₁→電磁弁S₂→膨張弁X₂→蒸発器E₂→電磁弁
S₄→アキユムレータＡ→圧縮器Ｃの経路で循環す
る。

この場合、電磁弁S₁の流れの方向は正常時と逆
流になるが、第１図に示した本発明の構造によ
り、弁開時において流体の流れが正逆何れの場合
でも支障なく用いられるものである。

第３図の蒸発器E₂をデフロストする場合は、
電磁弁S₁，S₂，S₃は開、S₄は閉、塞止弁V₂は開、
V₁は閉とし、熱交換器E₂を凝縮器として用い、
電磁弁S₂の流体の流れは正常時の逆となること
は、第一の熱交換器デフロストの場合と同様であ
る。この系統では蒸発器E₁，E₂を同時にデフロ
ストできないので、電磁弁S₃，S₄をタイマー等で
時間的に切換えると共に、塞止弁V₁，V₂を切換
えて行うものである。

この系統に用いられる電磁弁S₁〜S₄は正常使用
時（冷却運転時）には非通電の状態で用いられ、
デフロスト時においてもS₃またはS₄の何れかを通
電すれば足りるので、従来の通電開型の電磁弁を
用いる場合に比しはるかに節電の効果があり、正
常運転からデフロスト運転または逆の切換えにも
電磁弁の開閉動作が速やかに行われるので、冷蔵
品の変質防止にも寄与し、さらに冷蔵品の種類に
より電磁弁の流量を調整して適性な温度に調節す
ることができる等、幾多の特長を有するものであ
る。

〔発明の効果〕

以上の如くに、本発明は、弁本体に対し、筒状
主弁体を主弁ばねにより主弁座方向へ付勢しつつ
軸方向摺動自在に設け、該筒状主弁体の主体部に
パイロツト弁孔を穿設すると共に筒部に小導孔を
穿設し、該筒状主弁体内にパイロツト弁体をパイ
ロツト弁ばねにより前記パイロツト弁孔方向へ付
勢しつつ移動自在に設けると共に、該パイロツト
弁孔に該パイロツト弁体のロツド部を挿通して前
記小導孔の断面積より大なる環状オリフイスを形
成させ、該筒状主弁体を支持する流量調整具を弁
本体に螺着して設けると共に、該流量調整具の操
作軸を弁本体外部に延設し、該筒状主弁体に対向
して設けたソレノイドのプランジヤに対し、プラ
ンジヤばねを弾設し、該ソレノイドの非通電時に
該プランジヤの押圧部が前記パイロツト弁体のロ
ツド部に当接して前記パイロツト弁ばねに抗して
パイロツト弁孔を開口すると共に該筒状主弁体の
主体部に当接して前記主弁ばねに抗して主弁座を
開口する構造としたから、ソレノイドの通電、非
通電に対し、主弁体を敏速かつ確実に閉開弁動作
させることができ、例えば冷凍機における冷媒流
路開閉用の電磁弁に適用すれば、所定温度を正確
に保つて、冷凍品の品質低下を防止することがで
きる。

また、外部から操作軸を回動して主弁体の弁リ
フトを簡単に調整できるから、上記例において、
所望の温度を簡単に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る通電閉型パイロツト作動
電磁弁の開弁状態を示す縦断面図、第２図は同じ
く閉弁状態を示す縦断面図、第３図は本発明の通
電閉型パイロツト作動電磁弁を冷凍機に適用した
例を示す冷凍系統図、第４図は従来の通電閉型パ
イロツト作動電磁弁を示す縦断面図である。 １……弁本体、２……主弁座、３……筒状主弁
体、３ａ……主弁ばね、３ｂ……主体部、３ｃ…
…筒部、７……パイロツト弁体、７ａ……ロツド
部、７ｂ……弁シート、７ｃ……パイロツト弁ば
ね、９……プランジヤ、９ａ……プランジヤば
ね、９ｂ……押圧部、２０……流量調整具、２８
……操作軸、ａ……導通孔、ｂ……小導孔、ｅ…
…パイロツト弁孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁本体に対し、筒状主弁体を主弁ばねにより
   主弁座方向へ付勢しつつ軸方向摺動自在に設け、
   該筒状主弁体の主体部にパイロツト弁孔を穿設す
   ると共に筒部に小導孔を穿設し、 該筒状主弁体内にパイロツト弁体をパイロツト
   弁ばねにより前記パイロツト弁孔方向へ付勢しつ
   つ移動自在に設けると共に、該パイロツト弁孔に
   該パイロツト弁体のロツド部を挿通して前記小導
   孔の断面積より大なる環状オリフイスを形成さ
   せ、 該筒状主弁体を支持する流量調整具を弁本体に
   螺着して設けると共に、該流量調整具の操作軸を
   弁本体外部に延設し、 該筒状主弁体に対向して設けたソレノイドのプ
   ランジヤに対し、プランジヤばねを弾設し、該ソ
   レノイドの非通電時に該プランジヤの押圧部が前
   記パイロツト弁体のロツド部に当接して前記パイ
   ロツト弁ばねに抗してパイロツト弁孔を開口する
   と共に該筒状主弁体の主体部に当接して前記主弁
   ばねに抗して主弁座を開口することを特徴とする
   通電閉型パイロツト作動電磁弁。