JPH07174257A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 閉弁時の弁体の衝突音を小さくする。 【構成】 電磁石３０で駆動される弁シャフト３１に、
弁体３２ａ，３２ｂをスライド可能に挿通する。この弁
シャフト３１には、弁体３２ａ，３２ｂを抜け止めする
ためのリング状のストッパ５６ａ，５６ｂを嵌合固定す
ると共に、各弁体３２ａ，３２ｂをそれぞれ弁座３８，
３９の方向に付勢する皿ばね５７ａ，５７ｂを嵌合装着
する。電磁石３０の断電時には、復帰スプリング４８の
弾発力により弁シャフト３１が上方に付勢されて、第１
の弁体３２ａが第１の弁座３８を閉鎖すると共に、第２
の弁体３２ｂが第２の弁座３９を開放する。また、電磁
石３０の通電時には、これとは逆の状態に切り替えられ
る。この際、弁体３２ａ，３２ｂが弁座３８，３９に衝
突する過程で、皿ばね５７ａ，５７ｂが圧縮変形される
ことで、衝突の衝撃力が効果的に緩衝され、衝突音が小
さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、閉弁時に弁体が弁座に
衝突するときの衝撃音を低減するようにした弁装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流路を開閉する手段として、
電磁弁が用いられることが多い。この電磁弁は、弁ケー
ス内に収納された弁体を駆動する手段として電磁石を用
い、この電磁石のプランジャにゴム製の弁体を取付固定
し、電磁石への通電をオン／オフすることにより、プラ
ンジャと一体的に弁体を閉弁位置と開弁位置との間で移
動させて、流路を開閉するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成におい
て、閉弁時には、弁体が瞬間的に開弁位置から閉弁位置
へ移動するため、弁体が弁座に勢い良く衝突することに
なる。一般に、弁体は、シール性（弁座との密着性）を
考慮してゴムで形成されているため、ゴム自体の緩衝効
果により閉弁時の衝撃吸収作用を少しは期待できるが、
その程度では十分ではなく、どうしても閉弁時の弁体の
衝突音が大きくなってしまう欠点かある。

【０００４】この問題を解決するには、以下のようにし
て閉弁時に弁体が弁座に衝突する際の衝撃荷重を低減す
ることが考えられる。常開型の弁装置では、電磁石の
電磁力を低下させる。常閉型の弁装置では、閉弁時に
弁体を閉弁位置へ復帰させる復帰スプリングのばね力を
低下させる。弁体，プランジャ等の可動部分の荷重を
軽くして小さな駆動力で開閉できるようにする。

【０００５】しかしながら、これらいずれの方法でも、
閉弁中に弁体を弁座に押え付ける力が低下して、弁シー
ル性が悪化し、閉弁中の洩れが大きくなってしまう不具
合が発生する。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、弁シール性を損なわずに、閉弁
時の弁体の衝突音を小さくすることができる弁装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の弁装置は、弁シャフトと、この弁シャフト
にスライド可能に挿通された弁体と、この弁体に対向す
るように設けられた弁座と、前記弁シャフトに取り付け
られて前記弁体を前記弁座の方向に付勢する付勢手段
と、前記弁シャフトを前記弁体が前記弁座に密接する閉
弁位置とそれから離れた開弁位置との間で駆動する駆動
手段とを備えた構成となっている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、付勢手段により弁体が弁座
の方向に付勢されているので、閉弁時に弁体が弁座に衝
突する際に、付勢手段が衝突の衝撃力を緩衝する役割を
果たす。このため、弁シャフトを駆動する駆動手段の駆
動力（閉弁中に弁体を弁座に押え付ける力）を、弁シー
ル性を損なわない程度の大きさに保ちながら、閉弁時の
弁体の衝突音を付勢手段による緩衝効果により小さくで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を自動車用空調装置に適用した
一実施例について図面を参照して説明する。まず、自動
車用空調装置全体の概略構成を図３に基づいて説明す
る。送風ダクト１１の上流側には、車室外の空気（外
気）を吸入する外気吸入口１２と、車室内の空気（内
気）を吸入する内気吸入口１３とが設けられている。こ
れら外気吸入口１２と内気吸入口１３との中間部位に
は、内外気ダンパ１４が設けられ、この内外気ダンパ１
４をサーボモータ（図示せず）によって駆動することに
より、外気吸入口１２と内気吸入口１３を開閉するよう
になっている。この内外気ダンパ１４の下流側にはブロ
ワ１５が設けられ、このブロワ１５の下流側にはエバポ
レータ１６が設置されている。更に、このエバポレータ
１６の下流側にはヒータコア１７が設置され、エバポレ
ータ１６を通過した風が全てヒータコア１７を通過する
ようになっている。このヒータコア１７の下流側には、
ＤＥＦ，ＦＡＣＥ，ＦＯＯＴの３つの吹出口１８，１
９，２０が設けられ、これら各吹出口１８，１９，２０
がダンパ２１，２２によって開度調節されるようになっ
ている。

【００１０】前述したエバポレータ１６は、エンジン１
０を駆動源とするコンプレッサ，コンデンサ，レシー
バ，膨張弁（いずれも図示せず）とから冷凍サイクルを
構成し、エバポレータ１６を通過した風を冷却・除湿す
る。一方、ヒータコア１７はエンジン冷却系２３から熱
いエンジン冷却水が循環する温水循環回路２５中に連結
されている。この温水循環回路２５中には、弁装置２６
とポンプ２７が設けられ、エンジン冷却系２３には、ポ
ンプ２８とラジエータ２９が接続されている。

【００１１】図１に示すように、弁装置２６は、電磁石
３０を駆動手段とする四方切替弁として構成され、電磁
石３０のプランジャを弁シャフト３１としている。この
弁シャフト３１に耐熱ゴム（例えばＥＰＤＭ系ゴム）製
の第１及び第２の弁体３２ａ，３２ｂが取り付けられて
いる（両弁体３２ａ，３２ｂの取付構造については後記
する）。これら両弁体３２ａ，３２ｂを収納する弁ケー
ス３３には、第１及び第２の流入口３４，３５，第１及
び第２の流出口３６，３７並びに第１及び第２の弁座３
８，３９が形成されている。

【００１２】更に、弁シャフト３１の上部と下部には、
それぞれ、耐熱ゴム（例えばＥＰＤＭ系ゴム）製のダイ
ヤフラム状シール部材であるベロフラム４０，４１がシ
ール用金具４５，４６を介して固定されている。上方の
ベロフラム４０は、カラー４２を介して弁ケース３３の
上部に固定され、その上方に固定された電磁石３０の内
部への水の侵入を防ぐ役割を果たしている。また、下方
のベロフラム４１は、弁ケース３３の下部にカバー４３
によって固定され、このカバー４３内にベロフラム４１
で仕切られた密閉空間が形成されている。このカバー４
３内の空間は、弁シャフト３１の軸心部に形成された貫
通孔４４を通して電磁石３０内の空間に連通されてい
る。この弁シャフト３１の貫通孔４４は、開弁・閉弁時
にベロフラム４０，４１の変形に応じて電磁石３０内の
空気とカバー４３内の空気を流通させて両者の内圧をバ
ランスさせる役割を果たし、開弁・閉弁時の作動をスム
ーズに行わせる。また、カバー４３には、弁シャフト３
１の下端部をスライド自在に嵌合支持する筒状のシャフ
ト受け部４３ａが形成されている。

【００１３】一方、上記電磁石３０の内部には、ソレノ
イドコイル４７と、弁シャフト３１を上方に付勢する復
帰スプリング４８が設けられ、ソレノイドコイル４７へ
の通電により発生する下向きの電磁力と復帰スプリング
４８の上向きのばね力との合力が、両弁体３２ａ，３２
ｂを駆動する駆動力となる。

【００１４】この実施例では、第１の弁体３２ａが常閉
型の弁で、第２の弁体３２ｂが常開型の弁となり、電磁
石３０の断電時に、復帰スプリング４８の弾発力により
弁シャフト３１が上方に付勢されて、第１の弁体３２ａ
が第１の弁座３８を閉鎖すると共に、第２の弁体３２ｂ
が第２の弁座３９を開放する。これにより、ヒータコア
１７から出て往路４９（図３参照）を流れるエンジン冷
却水を第１の流入口３４から第１の流出口３６へ流すと
共に、エンジン１０で加熱されて帰路５０を流れるエン
ジン冷却水を第２の流入口３５から第２の流出口３７へ
流す。

【００１５】一方、電磁石３０のソレノイドコイル４７
に通電すると、その電磁力により弁シャフト３１が下方
に付勢されて、第１の弁体３２ａが第１の弁座３８を開
放すると共に、第２の弁体３２ｂが第２の弁座３９を閉
鎖する。これにより、ヒータコア１７から出て往路４９
を流れるエンジン冷却水の一部が第１の弁座３８を通っ
て第２の弁体３２ｂ側に分流し、第２の流出口３７から
帰路５０を通ってヒータコア１７側に還流するようにな
る。

【００１６】この実施例では、弁装置４６は、駆動制御
回路５２（図３参照）により電磁石３０のオン／オフの
デューティ比を調節することで、第１の弁座３８を通っ
て第２の弁体３２ｂ側に分流する放熱後のエンジン冷却
水と、エンジン１０側から流れ込む高温のエンジン冷却
水との混合比を変化させて、ヒータコア１７内に供給す
るエンジン冷却水の温度を調節する。

【００１７】次に、図２を参照して両弁体３２ａ，３２
ｂの取付構造を説明する。両弁体３２ａ，３２ｂは、鍔
付き筒状支持体５５ａ，５５ｂに接着等により固着さ
れ、各鍔付き筒状支持体５５ａ，５５ｂが弁シャフト３
１にスライド可能に挿通されている。この弁シャフト３
１には、両弁体３２ａ，３２ｂを抜止めするためのリン
グ状のストッパ５６ａ，５６ｂが嵌合固定されている。
更に、この弁シャフト３１には、各弁体３２ａ，３２ｂ
をそれぞれ弁座３８，３９の方向に付勢する付勢手段と
して第１及び第２の皿ばね５７ａ，５７ｂが両弁体３２
ａ，３２ｂの間に位置するように嵌合装着されている。
各皿ばね５７ａ，５７ｂは、内周端部分が弁シャフト３
１に形成された鍔部５８に支持され、外周端部分が弁体
３２ａ，３２ｂの鍔付き筒状支持体５５ａ，５５ｂに当
接して、弁体３２ａ，３２ｂを弁座３８，３９の方向に
付勢している。

【００１８】ここで、図２（ａ）は電磁石３０の断電時
の状態を示し、図２（ｂ）は電磁石３０の通電時の状態
を示し、図２（ｃ）は閉弁／開弁動作の途中の状態を示
している。電磁石３０の断電時には、復帰スプリング４
８の弾発力により弁シャフト３１が上方に付勢されて、
図２（ａ）に示すように、第１の弁体３２ａが第１の弁
座３８を閉鎖すると共に、第２の弁体３２ｂが第２の弁
座３９を開放する。この状態では、第１の弁座３８によ
り第１の弁体３２ａが相対的に押し下げられて第１の皿
ばね５７ａが圧縮された状態となる。また、第２の弁体
３２ｂは、開放される過程で、第２の皿ばね５７ｂの弾
発力により元の位置（ストッパ５６ｂに当接する位置）
へ戻った状態となる。

【００１９】一方、電磁石３０のソレノイドコイル４７
に通電すると、その電磁力により弁シャフト３１が下方
に付勢されて、図２（ｂ）に示すように、第１の弁体３
２ａが第１の弁座３８を開放すると共に、第２の弁体３
２ｂが第２の弁座３９を閉鎖する。この状態では、第２
の弁座３９により第２の弁体３２ｂが相対的に押し上げ
られて第２の皿ばね５７ｂが圧縮された状態となる。ま
た、第１の弁体３２ａは、開放される過程で、第１の皿
ばね５７ａの弾発力により元の位置（ストッパ５６ａに
当接する位置）へ戻った状態となる。

【００２０】この場合、いずれの弁体３２ａ，３２ｂ
も、皿ばね５７ａ，５７ｂにより弁座３８，３９の方向
に付勢されているので、閉弁時に弁体３２ａ，３２ｂが
弁座３８，３９に衝突する際に、皿ばね５７ａ，５７ｂ
が圧縮変形されることで、衝突の衝撃力が効果的に緩衝
され、閉弁時の弁体３２ａ，３２ｂの衝突音が小さくな
る。しかも、このような低騒音化を図りながら、弁シャ
フト３１を駆動する電磁石３０の電磁力（閉弁中に弁体
３２ａ，３２ｂを弁座３８，３９に押え付ける力）を、
弁シール性を損なわない程度の大きさ（つまり従来と同
等若しくはそれ以上の大きさ）に保つことができて、弁
シール性を損なわずに済む。

【００２１】尚、上記実施例では、弁体３２ａ，３２ｂ
を弁座３８，３９の方向に付勢する付勢手段として、皿
ばね５７ａ，５７ｂを用いたが、コイルばね等の他のば
ねを用いたり、或はゴム等のばね以外の弾性体を用いる
ようにしても良い。

【００２２】また、上記実施例では、両弁体３２ａ，３
２ｂの間に２つの皿ばね５７ａ，５７ｂを介在させるよ
うにしたが、両弁体３２ａ，３２ｂの間に１つのコイル
ばね等の付勢手段を介在させ、１つの付勢手段で２つの
弁体３２ａ，３２ｂを付勢するようにしても良い。ま
た、上記実施例では、駆動手段として電磁石３０を用い
たが、モータ等の他の電気駆動式アクチュエータを用い
たり、空気圧，油圧等を駆動源とするアクチュエータを
用いても良い。

【００２３】また、上記実施例では、１つの電磁石３０
（駆動手段）で２つの弁体３２ａ，３２ｂを駆動するよ
うにしたが、１つの駆動手段で１つの弁体を駆動するよ
うにしたり、１つの駆動手段で３つ以上の弁体を駆動す
るようにしても良い。更に、本発明の弁装置を組み込む
システムの種類に応じて、弁装置の内部構成を適宜変更
しても良いことは言うまでもない。

【００２４】その他、本発明は、自動車用空調装置の弁
装置に限定されず、騒音対策を必要とする種々の弁装置
に広く適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施できることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の弁装置によれば、弁体を弁シャフトにスライド可能に
挿通し、この弁体を付勢手段により弁座の方向に付勢す
るようにしてシャフトに取り付けているので、閉弁時に
弁体が弁座に衝突する際に、付勢手段が衝突の衝撃力を
緩衝する役割を果たすようになり、閉弁時の弁体の衝突
音を小さくすることができる。しかも、このような低騒
音化を図りながら、弁シャフトを駆動する駆動手段の駆
動力（閉弁中に弁体を弁座に押え付ける力）を、弁シー
ル性を損なわない程度の大きさ（つまり従来と同等若し
くはそれ以上の大きさ）に保つことができて、弁シール
性を損なわずに済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す弁装置の縦断面図

【図２】（ａ）は電磁石の断電時の弁体の位置を示す弁
体周辺部分の断面図、（ｂ）は電磁石の通電時の弁体の
位置を示す弁体周辺部分の断面図、（ｃ）は閉弁／開弁
動作の途中の状態を示す弁体周辺部分の断面図

【図３】温水循環回路の構成を示す図

【符号の説明】

１６…エバポレータ、１７…ヒータコア、２５…温水循
環回路、２６…弁装置、２９…ラジエータ、３０…電磁
石（駆動手段）、３１…弁シャフト、３２ａ…第１の弁
体、３２ｂ…第２の弁体、３３…弁ケース、３８…第１
の弁座、３９…第２の弁座、４０，４１…ベロフラム、
４３…カバー、４４…貫通孔、４７…ソレノイドコイ
ル、４８…復帰スプリング、５６ａ，５６ｂ…ストッ
パ、５７ａ，５７ｂ…皿ばね（付勢手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁シャフトと、 この弁シャフトにスライド可能に挿通された弁体と、 この弁体に対向するように設けられた弁座と、 前記弁シャフトに取り付けられ、前記弁体を前記弁座の
   方向に付勢する付勢手段と、 前記弁シャフトを前記弁体が前記弁座に密接する閉弁位
   置とそれから離れた開弁位置との間で駆動する駆動手段
   と、 を備えた弁装置。