JP2002295715A

JP2002295715A - 流体制御弁

Info

Publication number: JP2002295715A
Application number: JP2002082732A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Murata; 雅弘村田; Mikiro Matsushima; 幹郎松島; Tamon Itani; 多聞猪谷; Kazuhiro Sekine; 一廣関根; Seiichi Nakahara; 誠一中原
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機の流路切換弁等の流体制御弁にお
いて、省エネ性、低コストを実現する。【解決手段】空気調和機の流路切換弁（流体制御弁）
におけるパイロット電磁弁の電磁コイル１０１と、供給
電力１０の間にスイッチングトランジスタ４０６ａを設
ける。スイッチングトランジスタ４０６ａは、Ｎチャン
ネルＭＯＳ−ＦＥＴとする。スイッチングトランジスタ
４０６ａのゲート電圧を、制御部Ｃ１及び信号変換部４
０６ｂで制御する。供給電力１０の負極側ラインＢＬ−
と制御部Ｃ１の０Ｖとを接続して、信号変換部４０６ｂ
で電気的絶縁手段が不要とする。パイロット電磁弁のプ
ランジャを吸着する吸着駆動工程では定格電圧で駆動
し、プランジャを保持する保持駆動工程ではＰＷＭ駆動
する。プランジャの離脱駆動工程では０Ｖとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、流路切換
弁、室外熱交換器、絞り装置、室内熱交換器等により構
成する空気調和機に用いられ、冷媒の流れ方向を切り換
える流路切換弁や冷媒の流れを制御する流体制御弁に関
する。

【０００２】

【従来の技術】（背景技術）従来、広く多用されている
継電器（リレー）においては、交流駆動式、直流駆動式
がある。一般的に、交流駆動式の作動電圧は定格電圧の
８０％、復帰電圧は３０％であり、直流駆動式の作動電
圧は定格電圧の８０％、復帰電圧は１０％である。

【０００３】電磁コイルとプランジャとを備える流体制
御弁においても、パーセント（％）値に違いはあるもの
の直流駆動式の場合は交流駆動式に比べて、著しく小さ
な復帰電圧特性を示す傾向にある。

【０００４】（従来技術−１）実開昭６２−３９０７４
号公報にはその第１図に四方弁が開示されている。この
四方弁は、四方弁本体部とパイロット電磁弁部とが３本
の連結管で接続されている。プランジャ部には隈取リン
グが設けられているので交流駆動式電磁弁である。

【０００５】（従来技術−２）特開平１１−２０１３０
４号公報にはその図２に四方弁が開示されている。この
四方弁は、四方弁本体部とパイロット電磁弁部とが４本
の連結管で接続されている。プランジャ部には隈取リン
グが設けられているので、これも交流式電磁弁である。

【０００６】（従来技術−３）特開平１１−２８７３５
２号公報にはその図４に直流駆動式電磁弁が開示されて
いる。

【０００７】図１２は従来技術−１及び従来技術−２の
四方弁を駆動する駆動装置のブロック図であり、図１３
の全波整流器ＤＢを除く部分の回路によって、交流駆動
式電磁弁の電磁コイル１１はリレー接点により「ＯＮ／
ＯＦＦ」するように、構成される。

【０００８】従来技術−３が直流駆動式電磁弁で構成さ
れていれば、図１３の全波整流器ＤＢを含む部分の回路
により、直流駆動式電磁弁の電磁コイル１１には、全波
整流未平滑直流電力がリレー接点により印加され電磁コ
イル１１が「ＯＮ／ＯＦＦ」するように、構成される。

【０００９】一方、従来技術−３の図４に開示される直
流駆動式電磁弁は、図１４に示す平滑直流電力（供給電
圧）がスイッチング用トランジスタＤにより印加され電
磁コイル１１が「ＯＮ／ＯＦＦ」するように、構成され
る。

【００１０】従来技術−３の図１に開示される直流駆動
ラッチ式電磁弁は永久磁石３９を備えて構成される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術−１及び従来
技術−２の交流駆動式、全波整流未平滑直流駆動式で
は、電磁弁が作動（吸着）した後、省エネのために印加
電圧を、例えば４０％にしようとしても、吸着時の電圧
と保持時の電圧とを切り換えることはリレー接点の作動
が遅いため、事実上は困難であり、省エネ上、改善の余
地を残している。

【００１２】また、従来技術−１及び従来技術−２を直
流駆動式で用いる場合は、電磁弁に供給する直流電力を
生成するためのコンバータ部を必要とする。コンバータ
部は、トランス式であれ、スイッチング式であれ効率は
６０〜７５％の範囲であり、略３０％のエネルギーロス
があり、この点、改善の余地を残している。

【００１３】また、従来技術−３は、作動時と復帰時と
に駆動電流を印加し、その後は無通電とすることで省エ
ネは達成できるが、永久磁石を備える分、また、バイポ
ーラ駆動式回路を必要とする分、部材を多く必要とし、
その分コストアップをまねき、この点、改善の余地を残
している。

【００１４】本発明は、前記課題を解決するために、直
流電源の供給電圧をユニファイラ巻線で構成される四方
弁や電磁弁等の電磁コイルに供給して、制御部が吸着駆
動工程、保持駆動工程、離脱駆動工程とを備えて接続切
換手段をＰＷＭ駆動することで省エネを実現し、さらに
安価な構成となる流体制御弁を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の流体
制御弁は、直流電力の印加により駆動される電磁コイル
とプランジャと前記プランジャを吸着する吸引子とを備
え、該電磁コイルを駆動して該吸引子に対して該プラン
ジャを吸着、保持及び離脱することにより流体を制御す
る流体制御弁であって、前記電磁コイルが、第１所定電
流を印加されて前記吸引子が前記プランジャを吸着し、
該第１所定電流よりも小さな第２所定電流を印加されて
前記吸引子が前記プランジャの吸着を保持し、電流の印
加を０として前記吸引子からプランジャが離脱するよう
に構成されていることを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項２の流体制御弁は、請求項
１の構成を備え、前記電磁コイルがユニファイラ巻きで
あり、該電磁コイルが半導体式のユニポーラ駆動式の接
続切換手段で駆動されることを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項３の流体制御弁は、請求項
１または２の構成を備え、前記電磁コイルへ電流を印加
する接続切換手段に供給される前記直流電力の供給電圧
が該電磁コイルの定格電圧の場合、当該電磁コイルが、
ＰＷＭ駆動により前記吸引子に前記プランジャの吸着を
保持できるように構成されていることを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項４の流体制御弁は、請求項
１または２の構成を備え、前記電磁コイルへ電流を印加
する接続切換手段に供給される前記直流電力の供給電圧
が該電磁コイルの定格電圧よりも大きい場合、当該電磁
コイルが、ＰＷＭ駆動により前記吸引子に前記プランジ
ャを吸着できるとともに、吸着を保持できるように構成
されていることを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項５の流体制御弁は、請求項
４の構成を備え、前記電磁コイルの定格電圧がＤＣ１４
０Ｖであって、前記接続切換手段に供給される供給電圧
がＤＣ２８０Ｖの場合、通電率５０％のＰＷＭ駆動によ
り前記吸引子に前記プランジャを吸着できるように構成
されていることを特徴とする。

【００２０】請求項１の流体制御弁によれば、駆動装置
の制御部が直流駆動式電磁弁を駆動するに、第１所定電
流として例えば定格電流で吸着駆動工程を実行するので
確実に流体制御弁が作動し、直流式であるので、その後
は定格電流よりも小さな電流で駆動して保持駆動工程で
確実に吸着を保持し、離脱駆動工程で駆動電流を０とす
れば確実に復帰する。

【００２１】請求項２の流体制御弁によれば、請求項１
と同様な作用効果が得られるとともに、流体制御弁の電
磁コイルをユニファイラ巻とし、前記コイルを駆動する
接続切換手段は半導体式のユニポーラ駆動式であるの
で、ソフト（駆動工程）により吸着駆動工程と、保持駆
動工程と、離脱駆動工程を容易に実行して、供給電圧を
電磁コイルに印加して駆動電流を生成できる。

【００２２】請求項３の流体制御弁の駆動装置によれ
ば、請求項１または２と同様な作用効果が得られるとと
もに、直流駆動式と同様なハード構成で省エネＰＷＭ駆
動式が可能となる。なお、ＰＷＭ駆動時の駆動電流が略
１／３であれば消費電力は定格電力の略１／１０とな
り、駆動電流が１／１０であれば消費電力は定格電力の
略１／１００となる。

【００２３】請求項４の流体制御弁によれば、請求項１
または２と同様な作用効果が得られるとともに、供給電
圧が電磁コイルの定格電圧よりも大きいので、ＰＷＭ駆
動により駆動（平均）電流が吸着駆動工程、保持駆動工
程で必要な所定の駆動電流に制御できる。なお、ＰＷＭ
駆動の場合、前述した第１所定電流、定格電流、第２所
定電流とは平均電流であることはいうまでもない。この
ことは、以後の説明においても同様である。

【００２４】請求項５の流体制御弁によれば、請求項４
と同様な作用効果が得られるとともに、例えば、ＰＷＭ
インバータ式のエアコンにおいて、供給電圧がＤＣ２８
０Ｖであるから、通電率５０％としてＰＷＭ駆動すれば
吸着駆動工程が実行できる。なお、電磁コイルの定格電
圧の値や供給電圧の値が異なっても通電率は任意に選定
できるので、同様の作用効果が得られることはいうまで
もない。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の流体制御弁の実施
形態を、図面を参照して説明する。図５は実施形態の流
体制御弁を適用した空気調和機の原理的ブロック図であ
る。冷凍サイクルＡにおいて、４は圧縮機、９Ａは室内
ユニットに搭載された室内熱交換器、９Ｂは室外ユニッ
トに搭載された室外熱交換器、１０Ａは絞り装置、２０
０はアキュムレータ、１００は後述の流路切換弁（四方
弁）である。

【００２６】圧縮機４の吐出口は流路切換弁１００に接
続され、圧縮機４の吸入口はアキュムレータ２００を介
して流路切換弁１００に接続されている。また、流路切
換弁１００は熱交換器用導管を介して室内熱交換器９Ａ
と室外熱交換器９Ｂとに接続され、絞り装置１０Ａは室
内熱交換器９Ａと室外熱交換器９Ｂとの間に介設されて
いる。これにより、圧縮機４、流路切換弁１００、アキ
ュムレータ２００、室内熱交換器９Ａ、室外熱交換器９
Ｂ、及び、絞り装置１０Ａは冷凍サイクルＡを構成して
いる。

【００２７】圧縮機４は冷媒を圧縮し、この圧縮された
冷媒は流路切換弁１００に流入されるが、この冷媒の流
路は流路切換弁１００により運転モードに応じて切り換
えられる。暖房モードでは、図に実線の矢印で示したよ
うに、圧縮された冷媒は流路切換弁１００から室内熱交
換器９Ａに流入され、この室内熱交換器９Ａは凝縮器と
して機能し、室内熱交換器９Ａから流出された冷媒液は
絞り装置１０Ａを介して室外熱交換器９Ｂに流入され、
この室外熱交換器９Ｂは蒸発器として機能する。そし
て、室外熱交換器９Ｂで蒸発された冷媒は流路切換弁１
００及びアキュムレータ２００を介して圧縮機４に流入
される。

【００２８】一方、冷房運転モードでは、図に破線の矢
印で示したように、圧縮機４で圧縮された冷媒は流路切
換弁１００から室外熱交換器９Ｂ、絞り装置１０Ａ、室
内熱交換器９Ａ、流路切換弁１００、アキュムレータ２
００、そして、圧縮機４の順に循環され、室外熱交換器
９Ｂが凝縮器として機能し、室内熱交換器９Ａが蒸発器
として機能する。

【００２９】図５に一点鎖線で示した制御装置Ｃは、室
内ユニットの室内制御部、室外ユニットの室外制御部及
び（本発明の流体制御弁の）駆動装置に対応しており、
この制御装置Ｃの処理部Ｃ１はマイコンにより構成され
ている。また、入力部Ｃ２は室内ユニットのリモコン受
信部やマニュアルスイッチに対応し、検出部Ｃ３は、各
種温度センサ（温度検出手段）あるいは圧力検出手段、
流量検出手段、周波数検出手段などに対応している。さ
らに、停電検出部Ｃ４は室外制御部の電圧検出器に対応
し、半固定記憶部Ｃ５は室内制御部および室外制御部の
ＥＥＰＲＯＭに対応している。

【００３０】絞り装置駆動部Ｃ６、室内熱交換器駆動部
Ｃ７、室外熱交換器駆動部Ｃ８および圧縮機駆動部Ｃ９
は、後述する制御プログラムの実行により機能する手段
である。また、流路切換弁駆動部４０６は流路切換弁１
００の電磁コイルを駆動するドライバに対応している。

【００３１】絞り装置駆動部Ｃ６は絞り装置駆動源（例
えば、ステッピングモータ）４０４に制御信号を出力
し、絞り装置駆動源４０４を介して絞り装置１０Ａの絞
りの開度を制御する。室内熱交換器駆動部Ｃ７は室内熱
交換器駆動源（例えば、ファンモータのドライバ）に制
御信号を出力し、室内熱交換器駆動源３０１は制御信号
に応じてクロスフローファンを駆動し、運転または停止
するとともに、回転数により室内熱交換器９Ａの熱交換
能力を制御する。室外熱交換器駆動部Ｃ８は室外熱交換
器駆動源（例えば、ファンモータのドライバ）に制御信
号を出力し、室外熱交換器駆動源４０１は制御信号に応
じてファンを駆動し、運転または停止するとともに、回
転数により室外熱交換器９Ｂの熱交換能力を制御する。

【００３２】また、処理部Ｃ１は流路切換弁駆動部４０
６に制御信号を出力し、流路切換弁駆動部４０６は、制
御信号に応じて、流路切換弁１００の流路を切り換える
ための流路切換弁駆動源（後述説明する電磁コイル）１
０１に電力を供給する。さらに、圧縮機駆動部Ｃ９は圧
縮機動力源（例えば、インバータモジュール、及びモー
タ）４５０に制御信号を出力し、圧縮機動力源４５０は
圧縮機４を駆動し、圧縮機４は正回転、逆回転、始動、
停止、能力切換え等が制御される。

【００３３】図６は室内ユニットの室内制御部３００と
室外ユニットの室外制御部４００の主に電気系統を示す
ブロック図である。室内制御部３００は主電源をオン／
オフするパワーリレー３１０を内蔵しており、このパワ
ーリレー３１０を介して１００Ｖ等の単相交流がＡＣ／
ＤＣコンバータ３２０に供給され、ＡＣ／ＤＣコンバー
タ３２０で各種所定の直流電圧に変換され、マイコン３
３０等に供給される。なお、マイコン３３０にはＥＥＰ
ＲＯＭ３４０が接続されている。また、パワーリレー３
１０を介して供給される１００Ｖの単相交流は電源供給
線２２０、２２１を介して室外制御部４００にも供給さ
れる。

【００３４】室外制御部４００では、供給される交流を
ノイズフィルタ４１０にかけた後、コンバータ４２０で
整流して平滑コンデンサ４３０で平滑し、所定の直流電
圧が生成される。前記生成された直流による電流は、シ
ャント抵抗４４０を介してインバータモジュール４５０
に供給される。そして、インバータモジュール４５０に
より三相電力が生成され圧縮機４に供給される。なお、
シャント抵抗４４０は圧縮機４の負荷電流検出手段であ
る。流体制御弁の駆動電流検出手段は省略するが、同様
の構成で実施できることはいうまでもない。

【００３５】一方、平滑コンデンサ４３０の出力はＤＣ
／ＤＣコンバータ４６０により、所定の内部直流電圧に
変換され、マイコン４７０等に供給される。そして、マ
イコン４７０はインバータモジュール４５０にドライブ
信号を出力することにより、圧縮機４を運転制御する。
なお、マイコン４７０にはＥＥＰＲＯＭ４８０および電
圧検出器４９０が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ４
８０には、運転モードに応じた流路切換弁１００の主弁
体の切換位置の位置データが記憶される。また、マイコ
ン４７０は通信線２１０を介して室内制御部３００のマ
イコン３３０とシリアル通信を行ってデータの授受を行
う。

【００３６】図１０は実施形態の流路切換弁１００の実
施例を示す図であり、この流路切換弁１００は、四方弁
本体１１０とパイロット電磁弁１２０を備えている。四
方弁本体１１０はシリンダ状の弁本体１１を備え、その
外周に、圧縮機４の吐出口に連結する高圧側の継手管５
が連結されている。また、弁本体１１の継手管５から半
周隔てた位置には、アキュムレータ２００に連結する低
圧側の継手管６、室内と室外の２個の熱交換器９Ａ，９
Ｂに連結する継手管７，８がそれぞれ連結されている。
３つの継手管６，７，８は、弁本体１１の内部において
弁座１２に接続されている。弁本体１１内には、連結杆
１３で連結された第１ピストン１４と第２ピストン１５
が配設されており、弁本体１１内には、このピストン１
４，１５により、高圧室Ｒ１、圧力変換室Ｒ２及び圧力
変換室Ｒ３が画成されている。また、連結杆１３には弁
座１２に密接されたスライドバルブ１６が取り付けられ
いる。そして、弁本体１１の両端部には栓体１７，１８
が溶接して固着されている。

【００３７】一方、パイロット電磁弁１２０は、プラン
ジャチューブ２１の一端部に弁ハウジング２２が取り付
けられ、プランジャチューブ２１の他端部に吸引子２３
が取り付けられるとともにその周囲にはユニファイラ巻
きの電磁コイル１０１が配設されている。プランジャチ
ューブ２１内にはプランジャ２４が収容されるととも
に、プランジャ２４の先端にプランジャロッド２４ａが
連結され、さらにプランジャロッド２４ａの端部にはス
ライド弁２５が取り付けられている。そして、プランジ
ャ２４はプランジャ用ばね２６によって弁ハウジング２
２側に付勢されている。弁ハウジング２２内の弁室２２
ａの一方には、四方弁本体１１０の高圧側継手管５に導
通された導通路３１が連通され、弁室２２ａの他方に
は、低圧側継手管６に導通された導通路３２、圧力変換
室Ｒ２に導通された導通路３３、及び圧力変換室Ｒ３に
導通された導通路３４が平行に連通されている。導通路
３２，３３，３４は、弁室２２ａに臨む弁座２７に接続
されている。

【００３８】以上の構成により、パイロット電磁弁１２
０及び四方弁本体１１０は次のように動作する。図１０
の状態は電磁コイル１０１への通電がなされないときで
あり、スライド弁２５はプランジャ用ばね２６の付勢力
により図１０において左側にあり、圧力変換室Ｒ２は、
導通路３３、スライド弁２５の内腔、及び導通路３２を
介して低圧側継手管６に導通され、圧力変換室Ｒ３は、
導通路３４、弁室２２ａ、及び導通路３１を介して高圧
側継手管５に導通される。したがって、圧力変換室Ｒ３
の内圧が圧力変換室Ｒ２の内圧より高くなり、ピストン
１４，１５及びスライドバルブ１６は図１０の状態に維
持される。これにより、低圧側継手管６はスライドバル
ブ１６の内腔を介して継手管７に連通され、高圧側継手
管５は高圧室Ｒ１を介して継手管８に連通される。

【００３９】一方、電磁コイル１０１に通電がなされる
と、プランジャ２４がプランジャ用ばね２６の付勢力に
抗して吸引子２３に吸着されるので、スライド弁２５は
図１０の位置から右側に移動する。これにより、圧力変
換室Ｒ２は、導通路３３、弁室２２ａ、及び導通路３１
を介して高圧側継手管５に導通され、圧力変換室Ｒ３
は、導通路３４、スライド弁２５の内腔、及び導通路３
２を介して低圧側継手管６に導通される。したがって、
圧力変換室Ｒ２の内圧が圧力変換室Ｒ３の内圧より高く
なり、ピストン１４，１５及びスライドバルブ１６は図
１０の位置から右側に移動される。これにより、高圧側
継手管５は高圧室Ｒ１を介して継手管７に連通され、低
圧側継手管６はスライドバルブ１６の内腔を介して継手
管８に連通される。なお、電磁コイル１０１への通電を
遮断すると図１０の状態に戻る。

【００４０】以上のように、パイロット電磁弁１２０の
電磁コイル１０１への通電／非通電を制御することによ
り、運転モードが切り換えられる。なお、この実施形態
では、継手管７は室内熱交換器９Ａに、継手管８は室外
熱交換器９Ｂに接続されており、暖房モード時に電磁コ
イル１０１に通電するものとする。

【００４１】図１は本発明の流体制御弁に適用される駆
動装置のブロック図であり、供給電力１０は、ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器等で生成された直流電力を正極側ラインＢＬ＋
及び負極側ライン（負極側電源）ＢＬ−により接続切換
手段（流路切換弁駆動部）４０６を介して電磁コイル１
０１に供給する。この接続切換手段４０６は制御部Ｃ１
からの制御信号により制御され、直流電力の通電／非通
電が行われる。

【００４２】図２は供給電力１０からの供給電圧が定格
電圧の場合の駆動シーケンスの説明図であり、暖房モー
ドに切り換えるときは、電磁コイル１０１に対して、最
初は「吸着駆動工程」として例えば定格電圧を５秒間印
加し、パイロット電磁弁１２０のプランジャ２４を吸引
子２３に吸着させて暖房モードに切り換える。その後
は、暖房モードの間、「保持駆動工程」として略１ミリ
秒の周期で通電と非通電を繰り返すＰＷＭ駆動を行い、
プランジャ２４が吸引子２３に吸着された状態を保持す
る。そして、暖房モードの終了時あるいは冷房モードへ
の切り換え時には、「離脱駆動工程」として電磁コイル
１０１への通電を遮断し（駆動電流を０とし）プランジ
ャ２４を図１０の状態に復帰させる。

【００４３】図３は接続切換手段４０６の一例を示す回
路図であり、この接続切換手段４０６は、スイッチング
トランジスタ４０６ａと信号変換部４０６ｂとで構成さ
れている。スイッチングトランジスタ４０６ａは、ゲー
ト電圧が０Ｖで非導通となるＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥ
Ｔであり、半導体式のユニポーラ駆動式となっている。
信号変換部４０６ｂは制御部Ｃ１からの制御信号により
ＭＯＳ−ＦＥＴ４０６ａのゲート電圧を制御し、電磁コ
イル１０１への通電／非通電を制御する。なお、図中の
破線で示すように、供給電力１０の負極側ライン（負極
側電源）ＢＬ−と制御部Ｃ１の０Ｖとが接続された場
合、信号変換部４０６ｂは電気的絶縁手段が不要とな
り、接続切換手段４０６が著しく安価となる。

【００４４】図７はコンバータが生成する供給電圧が固
定の場合の空気調和機の要部ブロック図であり、例えば
ＰＷＭインバータ式エアコンの実施例を示す。ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換器（コンバータ）４２１からＰＷＭインバータ４
５１にＤＣ２８０Ｖが供給されるとともに、この供給電
圧が接続切換手段４０６にも供給され、この接続切換手
段４０６から電磁コイル１０１に駆動電流が供給され
る。

【００４５】電磁コイル１０１の定格電圧がＤＣ１４０
Ｖとすると、供給電圧（２８０Ｖ）が定格電圧より大き
いので、図４に示す駆動シーケンスにより駆動する。例
えば、定格電圧ＤＣ１４０Ｖの電磁コイル１０１に対し
て、ＤＣ２８０Ｖ（ＰＷＭインバータ）が供給される場
合の駆動シーケンスである。暖房モードに切り換えると
きは、電磁コイル１０１に対して、最初は「吸着駆動工
程」として供給電圧を５秒間ＰＷＭ駆動で印加し、パイ
ロット電磁弁１２０のプランジャ２４を吸引子２３に吸
着させて暖房モードに切り換える。その後は、暖房モー
ドの間、「保持駆動工程」として略１ミリ秒の周期で通
電と非通電を繰り返すＰＷＭ駆動を行い、プランジャ２
４が吸引子２３に吸着された状態を保持する。そして、
暖房モードの終了時あるいは冷房モードへの切り換え時
には、「離脱駆動工程」として電磁コイル１０１への通
電を遮断しプランジャ２４を図１０の状態に復帰させ
る。以上のように、ＰＷＭ駆動して吸着時の平均電流が
定格電流になるようにする。

【００４６】図８はコンバータが生成する供給電圧が可
変の場合の空気調和機の要部ブロック図であり、例えば
ＰＡＭインバータ式エアコンの実施例を示す。電圧可変
ＡＣ／ＤＣ変換器（コンバータ）４２２からのＤＣ駆動
電圧がＰＡＭインバータ４５２と接続切換手段４０６に
も供給され、この接続切換手段４０６から電磁コイル１
０１に駆動電流が供給される。制御部Ｃ１は電圧可変Ａ
Ｃ／ＤＣ変換器４２２の電圧を検出するとともに電圧可
変信号を出力して電圧を制御する。このとき例えば、検
出部Ｃ３により温度センサ（温度検出手段）の値から冬
季、中間季、夏季を判断して、駆動電流を補正演算す
る。

【００４７】電圧可変ＡＣ／ＤＣ変換器４２２からの供
給電圧が電磁コイル１０１の定格電圧より大きく、そし
て変動（可変）する場合は、図９に示す駆動シーケンス
により駆動する。暖房モードに切り換えるときは、電磁
コイル１０１に対して、最初は「吸着駆動工程」として
定格電圧を５秒間印加し、暖房モードに切り換える。そ
の後は、暖房モードの間、「保持駆動工程」として、供
給電圧が定格電圧より大きくなるほどデューティ比を小
さくしてＰＷＭ駆動を行い、プランジャ２４が吸引子２
３に吸着された状態を保持する。そして、暖房モードの
終了時あるいは冷房モードへの切り換え時には、「離脱
駆動工程」として電磁コイル１０１への通電を遮断す
る。以上のように、ＰＷＭ駆動して平均電流が保持電流
になるようにする。なお、５秒間の「吸着駆動工程」で
供給電圧が定格電圧より大きいときは図４と同様にＰＷ
Ｍ駆動する。

【００４８】図１１に流体制御弁としての他の実施形態
を示す。図１１は直流駆動式の直動型二方電磁弁にユニ
ファイラ巻き電磁コイルを備えた流路切換弁の実施例を
示す。プランジャチューブ５１の一端部に弁ハウジング
５２が取り付けられ、プランジャチューブ５１の他端部
に吸引子５３が取り付けられるとともにその周囲にユニ
ファイラ巻きの電磁コイル１０１が配設されている。プ
ランジャチューブ５１内のプランジャ５４の先端に弁体
５５が連結されている。また、プランジャ５４はプラン
ジャ用ばね５６によって弁ハウジング５２側に付勢され
ている。

【００４９】電磁コイル１０１への通電がなされないと
きは、弁体５５はプランジャ用ばね５６の付勢力により
弁座５２ａに着座し、第１ポート５７と第２ポート５８
は隔絶される。電磁コイル１０１に通電がなされると、
プランジャ５４がプランジャ用ばね５６の付勢力に抗し
て吸引子５３に吸着され、弁体５５は弁座５２ａから離
座し、第１ポート５７と第２ポート５８が導通される。
そして、このような電磁コイル１０１の駆動にも前記実
施形態と同様な各種の駆動方式を採用することができ
る。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の流体制御弁によれば、吸着駆
動工程で確実に流体制御弁が作動し、その後は定格電流
よりも小さな電流で駆動して保持駆動工程で確実に吸着
を保持しするので、著しい省エネが達成できる。

【００５１】請求項２の流体制御弁によれば、請求項１
と同様な効果が得られるとともに、流体制御弁の電磁コ
イルをユニファイラ巻とし、前記コイルを駆動する接続
切換手段は半導体式のユニポーラ駆動式であるので、ソ
フト（駆動工程）により吸着駆動工程と、保持駆動工程
と、離脱駆動工程を容易に実行して、供給電圧を電磁コ
イルに印加して駆動電流を生成できる。

【００５２】請求項３の流体制御弁によれば、請求項１
または２と同様な効果が得られるとともに、直流駆動式
と同様なハード構成で省エネＰＷＭ駆動式が可能とな
る。

【００５３】請求項４の流体制御弁によれば、請求項１
または２と同様な効果が得られるとともに、供給電圧が
電磁コイルの定格電圧よりも大きいので、ＰＷＭ駆動に
より駆動（平均）電流が吸着駆動工程、保持駆動工程で
必要な所定の駆動電流に制御できる。

【００５４】請求項５の流体制御弁によれば、請求項１
または２と同様な効果が得られるとともに、例えば、Ｐ
ＷＭインバータ式のエアコンにおいて、供給電圧がＤＣ
２８０Ｖであるから、通電率５０％としてＰＷＭ駆動す
れば吸着駆動工程が実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体制御弁を駆動する駆動装置のブロ
ック図である。

【図２】本発明の実施形態における供給電圧が定格電圧
の場合の駆動シーケンスの説明図である。

【図３】本発明の実施形態における接続切換手段の一例
を示す回路図である。

【図４】本発明の実施形態における供給電圧が定格電圧
より大きい場合の駆動シーケンスの説明図である。

【図５】本発明の実施形態における流体制御弁の駆動装
置を備えた空気調和機の原理的ブロック図である。

【図６】本発明の実施形態における室内制御部と室外制
御部の主に電気系統を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施形態におけるコンバータが生成す
る供給電圧が固定の場合の空気調和機の要部ブロック図
である。

【図８】本発明の実施形態におけるコンバータが生成す
る供給電圧が可変の場合の空気調和機の要部ブロック図
である。

【図９】本発明の実施形態における供給電圧が変動する
場合の駆動シーケンスの説明図である。

【図１０】本発明の実施形態の流路切換弁を示す図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施形態の流体制御弁の一例を
示す図である。

【図１２】従来の駆動装置のブロック図である。

【図１３】図１２の交流駆動式、全波整流未平滑直流駆
動式の回路の例を示す図である。

【図１４】図１２の平滑直流駆動式の回路の例を示す図
である。

【符号の説明】

２４プランジャ２３吸引子１００流路切換弁（流体制御弁）１０１電磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者猪谷多聞埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作所狭山事業所内 (72)発明者関根一廣埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作所狭山事業所内 (72)発明者中原誠一埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作所狭山事業所内Ｆターム(参考） 3H106 DA23 DB12 DB22 DB32 EE22 FA04 KK23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電力の印加により駆動される電磁コ
イルとプランジャと前記プランジャを吸着する吸引子と
を備え、該電磁コイルを駆動して該吸引子に対して該プ
ランジャを吸着、保持及び離脱することにより流体を制
御する流体制御弁であって、前記電磁コイルが、第１所定電流を印加されて前記吸引
子が前記プランジャを吸着し、該第１所定電流よりも小
さな第２所定電流を印加されて前記吸引子が前記プラン
ジャの吸着を保持し、電流の印加を０として前記吸引子
からプランジャが離脱するように構成されていることを
特徴とする流体制御弁。
【請求項２】前記電磁コイルがユニファイラ巻きであ
り、該電磁コイルが半導体式のユニポーラ駆動式の接続
切換手段で駆動されることを特徴とする請求項１記載の
流体制御弁。
【請求項３】前記電磁コイルへ電流を印加する接続切
換手段に供給される前記直流電力の供給電圧が該電磁コ
イルの定格電圧の場合、当該電磁コイルが、ＰＷＭ駆動
により前記吸引子に前記プランジャの吸着を保持できる
ように構成されていることを特徴とする請求項１または
２記載の流体制御弁。
【請求項４】前記電磁コイルへ電流を印加する接続切
換手段に供給される前記直流電力の供給電圧が該電磁コ
イルの定格電圧よりも大きい場合、当該電磁コイルが、
ＰＷＭ駆動により前記吸引子に前記プランジャを吸着で
きるとともに、吸着を保持できるように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体制御弁。
【請求項５】前記電磁コイルの定格電圧がＤＣ１４０
Ｖであって、前記接続切換手段に供給される供給電圧が
ＤＣ２８０Ｖの場合、通電率５０％のＰＷＭ駆動により
前記吸引子に前記プランジャを吸着できるように構成さ
れていることを特徴とする請求項４記載の流体制御弁。