JP2012225646A

JP2012225646A - 圧力制御弁

Info

Publication number: JP2012225646A
Application number: JP2012181444A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Watari; 大介渡利; Hiroshi Yokota; 浩横田; Hide Yanagisawa; 秀柳澤; Akira Matsuda; 亮松田
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-11-15

Abstract

【課題】構造が簡単で製造コストが低く、弁開度の調整も容易に行うことのできる圧力制御弁を提供する。
【解決手段】内部に弁室２２ａを有する弁本体２２と、弁室内に設けられる弁座２３と、弁座に接離する弁体２４とを備え、弁体は、円柱状部を備え、弁座は、薄板からなり、円柱状部の円周面を囲繞する円筒部を備え、弁体の円柱状部の円周面と薄板状円筒部とが互いに当接した状態で、弁室内に２つの空間が区画形成されるとともに、これらの空間の連通が遮断されて閉状態となっており、２つの空間の一方の空間内の流体の圧力が所定の値を超えると、弁座が弾性変形し、弁体及び弁座が互いに離間して開状態となる圧力制御弁２１。弁座を弾性体で構成し、弾性体の変形を利用して弁を開閉することができるため、構造が簡単で、製造コストを低く抑えることができる。弾性体の寸法、材質等を変更することで簡単に作動圧力や弁開度の調整を行うこともできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力制御弁に関し、特に、冷凍、空調関係に使用される冷凍サイクルなどに用いられる圧力制御弁に関する。

従来、上記冷凍サイクルなどにおいて、冷媒等の圧力を制御するため、圧力制御弁が使用されている。例えば、圧縮機、放熱器、圧力制御弁（膨張弁）、蒸発器等により構成した密閉回路に冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクルが車両用空調装置等に用いられる。

上記蒸気圧縮式冷凍サイクルに用いられる圧力制御弁の一例として、特許文献１には、内部熱交換器から弁口を介して蒸発器に至る冷媒流路を有するボディと、この冷媒流路内に設けられる弁座と、ボディ内に収納されて弁座と接離する弁体と、弁体の一端に固定されるダイヤフラムと、ダイヤフラムの上方に密閉空間を形成する蓋体及び下側支持部と、弁体の他端に設けられるばね取付部と、ばね取付部と弁座との間に介装されるばねなどを備える圧力制御弁が記載されている。

上記構成を有する圧力制御弁において、弁体の閉弁力は、弁体の一端に固定されたダイヤフラムの上方に形成された密閉空間内の内圧と、弁座と弁体のばね取付部の間に介装されたばねによって得られ、弁体の開弁力は、内部熱交換器からの冷媒の圧力によって得られる。そして、この閉弁力と開弁力のバランスによって閉弁／開弁状態が切り替えられる。

特開２００７−１３９２０９号公報

しかし、特許文献１に記載の圧力制御弁においては、弁体に対する閉弁力を密閉空間の内圧と、弁座と弁体のばね取付部の間に介装されたばねとの２つから得るため、構造が複雑であり、製造コストが高くなるという問題があった。

また、弁体に対する閉弁力を、弁体を弁座方向へ付勢するコイルばねのみによって得る圧力制御弁も存在するが、そのような圧力制御弁についても、コイルばね及びその取付構造が必要となり、弁の構造及び製造コストの面で改善の余地があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、構造が簡単で製造コストが低く、弁開度の調整も容易に行うことのできる圧力制御弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、圧力制御弁であって、内部に弁室を有する弁本体と、該弁室内に設けられる弁座と、該弁座に接離する弁体とを備え、該弁体は、円柱状部を備え、前記弁座は、薄板からなり、前記円柱状部の円周面を囲繞する円筒部を備え、前記弁体の円柱状部の円周面と前記薄板状円筒部とが互いに当接した状態で、前記弁室内に２つの空間が区画形成されるとともに、これらの空間の連通が遮断されて閉状態となっており、前記２つの空間の一方の空間内の流体の圧力が所定の値を超えると、前記弁座が弾性変形し、前記弁体及び弁座が互いに離間して開状態となることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弁座を弾性体で構成し、弾性体の変形を利用して弁を開閉することができるため、構造が簡単で、製造コストを低く抑えることができる。また、弾性体の寸法、材質等を変更することで簡単に作動圧力や弁開度の調整を行うこともできる。

また、本発明は、圧力制御弁であって、内部に弁室を有する弁本体と、該弁室内に設けられる弁座と、該弁座に接離する弁体とを備え、該弁体は、弾性体からなる中実円柱体であって、前記弁座は、該中実円柱体を囲繞する前記弁室の内周面であって、前記中実円柱体の外周面と前記弁室の内周面とが互いに当接した状態で、前記弁室内に２つの空間が区画形成されるとともに、これらの空間の連通が遮断されて閉状態となっており、前記２つの空間の一方の空間内の流体の圧力が所定の値を超えると、前記弁体が弾性変形し、前記弁体及び弁座が互いに離間して開状態となることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弁体を弾性体で構成し、弾性体の変形を利用して弁を開閉することができるため、構造が簡単で、製造コストを低く抑えることができる。また、弾性体の寸法、材質等を変更することで簡単に作動圧力や弁開度の調整を行うこともできる。

以上のように、本発明によれば、構造が簡単で製造コストが低く、弁開度の調整も容易に行うことのできる圧力制御弁を提供することができる。

本発明にかかる圧力制御弁の第１の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる圧力制御弁の第２の実施形態を示す断面図である。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる圧力制御弁の第１の実施形態を示し、この圧力制御弁２１は、大別して、内部に弁室２２ａを有する弁本体２２と、弁室２２ａ内の弁座２３に接離する弁体２４等で構成される。

弁本体２２は、金属や合成樹脂等で形成され、内部に円筒状空間としての弁室２２ａを備え、弁室２２ａに弁座２３及び弁体２４が収容される。弁本体２２の左方には、流路２５ａを備えたハウジング２５が、右方には、流路２６ａを備えたハウジング２６が一体化される。弁本体２２の左端部には、複数の貫通孔２２ｂが流路として穿設される。

弁座２３は、金属等の薄板で円筒状に形成され、弁本体２２に固定される。弁座２３の右端部と弁本体２２との間には、Ｏリング２７が介装され、弁座２３の左端部は、弁本体２２の突設部２２ｃに当接する。弁座２３の外周面と弁本体２２の内周面との間には円筒状の隙間２９が形成され、隙間２９は貫通孔２２ｂを通じて流路２５ａに連通している。

弁体２４は、金属や合成樹脂等で全体的に略々円柱状に形成され、右側の大径部２４ａにおいて弁座２３の内周面に当接している。弁体２４の大径部２４ａを除く部分は同一径を有する円柱状に形成されるが、完全な円柱ではなく、複数の切欠部２４ｂが形成され、切欠部２４ｂは、弁室２２ａに連通する。

ハウジング２５は、金属や合成樹脂等で形成され、内部に流路２５ａとして大径及び小径の円筒状空間が形成される。大径側の流路２５ａは、弁室２２ａと連続した空間であるとともに、貫通孔２２ｂを介して隙間２９に連通する。

ハウジング２６は、金属や合成樹脂等で形成され、内部に流路２６ａとして円筒状及び円錐台状の空間が形成され、流路２６ａは弁室２２ａと連続した空間を構成する。

次に、上記構成を有する圧力制御弁２１の動作について、図１を参照しながら説明する。

図１（ａ）は、圧力制御弁２１が閉じている状態を示し、この状態では、弁体２４の大径部２４ａが弁座２３の内周面に接しているため、流路２５ａから流路２６ａ、及び流路２６ａから流路２５ａのいずれの方向へも流体は流れない。

図１（ａ）の状態から流路２６ａ側の流体の圧力が上昇し、所定の値を超えると、図１（ｂ）に示すように、弁座２３が外側に弾性変形して拡開し、弁座２３の内周面と弁体２４の大径部２４ａとの間に隙間ができる。この隙間を通って流体が左方へ、弁体２４の切欠部２４ｂを介して流路２５ａ側へと流れ、圧力制御弁２１が開状態となる。尚、図１（ｂ）では、図を見易くするために、圧力制御弁２１の各構成要素の段部、輪郭を示す線を省略し、断面のみを示している。

一方、図１（ａ）の状態から流路２５ａ側の流体の圧力が上昇した場合には、流路２５ａを介して弁体２４の切欠部２４ｂ等における流体圧も高くなるが、流路２５ａは、貫通孔２２ｂを介して隙間２９に連通しているため、隙間２９内の流体圧も高くなり、この流体圧によって、弁座２３の内周面が弁体２４側に向かって押圧されるため、弁座２３の内周面と弁体２４の大径部２４ａとが離間することがない。そのため、圧力制御弁２１の閉状態が維持される。

以上のように、圧力制御弁２１は、図１（ｂ）に示したように、流路２６ａ側の流体の圧力が所定の値を超えると開き、図１（ｃ）に示したように、流路２５ａから流路２６ａには流体が流れず閉じた状態を維持することができるため、逆止弁としても機能する。尚、図１（ｃ）でも、図を見易くするために、圧力制御弁２１の各構成要素の段部、輪郭を示す線を省略し、断面のみを示している。

次に、本発明にかかる圧力制御弁の第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。

この圧力制御弁８１は、大別して、内部に弁室８２ａを有する弁本体８２と、弁座として機能する弁本体８２の内周面８２ｂ（以下「弁座」という）に接離する弁体８３等で構成される。

弁本体８２は、金属や合成樹脂等で形成され、内部に円筒状空間としての弁室８２ａを備え、弁室８２ａに弁体８３が収容される。弁体８３の左方には、流路８５ａを備えたハウジング８５が、右方には、流路８６ａを備えたハウジング８６が一体化される。

弁体８３は、ゴム等の合成樹脂からなる中実弾性体であって、全体的に、左方から右方へ向かうにつれて外径が漸減する円柱状に形成され、右端部８３ａは、弁本体８２の内周面に固定された支持部材８７に固定されている。尚、支持部材８７は、円板状に形成されているが、図示しない複数の貫通孔が穿設されているため、支持部材８７で仕切られる弁室８２ａの左右は連通している。一方、左端部８３ｂは、他の部分より大径であるとともに、凹部８３ｃを備え、左端部８３ｂの外周面が弁座８２ｂに当接している。

ハウジング８５は、金属や合成樹脂等で形成され、内部に流路８５ａとして円筒状空間が形成される。ハウジング８６も合成樹脂等で形成され、内部に流路８６ａとして円筒状空間が形成される。

次に、上記構成を有する圧力制御弁８１の動作について、図２を参照しながら説明する。

図２（ａ）は、圧力制御弁８１が閉じている状態を示し、この状態では、弁体８３の左端部８３ｂが弁座８２ｂの内周面に接しているため、流路８５ａから流路８６ａ、及び流路８６ａから流路８５ａのいずれの方向へも流体は流れない。

図２（ａ）の状態から流路８６ａ側の流体の圧力が上昇し、所定の値を超えると、図２（ｂ）に示すように、弁室８２ａ内の流体圧によって左端部８３ｂが弾性変形により縮径し、弁座８２ｂとの間に隙間ができる。この隙間を通って流体が左方へ流路８５ａ側へと流れ、圧力制御弁８１が開状態となる。尚、図２（ｂ）では、図を見易くするために、圧力制御弁８１の各構成要素の段部、輪郭を示す線を省略し、断面のみを示している。

一方、図２（ａ）の状態から流路８５ａ側の流体の圧力が上昇した場合には、流路８５ａを介して弁体８３の凹部８３ｃにおける流体圧も高くなるため、弁体８３の左端部８３ｂが弁座８２ｂに向かって押圧され、左端部８３ｂと弁座８２ｂとが離間することがない。そのため、圧力制御弁８１の閉状態が維持される。

以上のように、圧力制御弁８１は、図２（ｂ）に示したように、流路８６ａ側の流体の圧力が所定の値を超えると開き、図２（ｃ）に示したように、流路８５ａから流路８６ａには流体が流れず閉じた状態を維持することができるため、逆止弁としても機能する。尚、図２（ｃ）でも、図を見易くするために、圧力制御弁８１の各構成要素の段部、輪郭を示す線を省略し、断面のみを示している。

２１圧力制御弁
２２弁本体
２２ａ弁室
２２ｂ貫通孔
２２ｃ突設部
２３弁座
２４弁体
２４ａ大径部
２４ｂ切欠部
２５ハウジング
２５ａ流路
２６ハウジング
２６ａ流路
２７Ｏリング
２９隙間
８１圧力制御弁
８２弁本体
８２ａ弁室
８２ｂ内周面（弁座）
８３弁体
８３ａ右端部
８３ｂ左端部
８３ｃ凹部
８３ｄストッパ
８５ハウジング
８５ａ流路
８６ハウジング
８６ａ流路
８７支持部材
８７ａ挿通孔

Claims

内部に弁室を有する弁本体と、該弁室内に設けられる弁座と、該弁座に接離する弁体とを備え、該弁体は、円柱状部を備え、前記弁座は、薄板からなり、前記円柱状部の円周面を囲繞する円筒部を備え、前記弁体の円柱状部の円周面と前記薄板状円筒部とが互いに当接した状態で、前記弁室内に２つの空間が区画形成されるとともに、これらの空間の連通が遮断されて閉状態となっており、前記２つの空間の一方の空間内の流体の圧力が所定の値を超えると、前記弁座が弾性変形し、前記弁体及び弁座が互いに離間して開状態となることを特徴とする圧力制御弁。
内部に弁室を有する弁本体と、該弁室内に設けられる弁座と、該弁座に接離する弁体とを備え、該弁体は、弾性体からなる中実円柱体であって、前記弁座は、該中実円柱体を囲繞する前記弁室の内周面であって、前記中実円柱体の外周面と前記弁室の内周面とが互いに当接した状態で、前記弁室内に２つの空間が区画形成されるとともに、これらの空間の連通が遮断されて閉状態となっており、前記２つの空間の一方の空間内の流体の圧力が所定の値を超えると、前記弁体が弾性変形し、前記弁体及び弁座が互いに離間して開状態となることを特徴とする圧力制御弁。