阅读说明：本技术 电磁阀以及冷冻循环系统 (Solenoid valve and refrigerating circulation system ) 是由 铃木龙介 横田健久 于 2019-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种电磁阀以及冷冻循环系统,能够以简单的结构来减轻闭阀时产生的冲击载荷。阀芯(6)与柱塞(4)能够在压缩弹簧(7)对阀芯(6)给予闭阀力并且阀芯(6)与抵接面(431)抵接的第一抵接状态、和阀芯(6)与限制部件(44)抵接的第二抵接状态之间在Z方向上相对移动。由此,从阀芯(6)落座至限制柱塞(4)向Z方向下方移动的期间,柱塞(4)的动能被消散。因此,能够以简单的结构来减轻闭阀时产生的冲击载荷。(The present invention provides a kind of solenoid valve and refrigerating circulation system, the shock loading that can be generated when mitigating valve closing in simple structure.Spool (6) and plunger (4) can be compressed spring (7) give valve closed force to spool (6) and relatively moves in z-direction between the first abutting state that spool (6) is abutted with bearing surface (431) and the second abutting state that spool (6) is abutted with limiting component (44).It takes a seat below to limitation plunger (4) to Z-direction during movement from spool (6) as a result, the kinetic energy of plunger (4) is dissipated.Therefore, the shock loading that can be generated when mitigating valve closing in simple structure.)

电磁阀以及冷冻循环系统

技术领域

本发明涉及电磁阀以及冷冻循环系统。

背景技术

一般地，在柜式空气调节器、室内空气调节器等空调机的冷冻循环系统中，使用电磁阀作为膨胀阀。作为这样的电磁阀，提出有通过具备柱塞、吸引子以及复位弹簧(压缩弹簧)来进行开闭动作的技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1所记载的电磁阀中，复位弹簧的端部与柱塞连接，并且阀芯设于柱塞前端。若对吸引子励磁，则柱塞被牵拉至吸引子而阀芯从阀座离座而开阀，若使吸引子消磁，则因复位弹簧的闭阀力而柱塞向阀座侧移动，阀芯落座于阀座而闭阀。此时，通过阀芯经由弹簧与柱塞连接，来实现阀芯与阀座的碰撞声的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－44684号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的电磁阀中，即使能够降低碰撞声，也难以减轻闭阀时产生的冲击载荷。即、通过在阀芯与柱塞之间设有弹簧，尽管冲击载荷稍微减轻，但由于复位弹簧与柱塞抵接，因此闭阀时柱塞停止了移动时，复位弹簧的复原力也作用于柱塞，由此柱塞的动能产生的冲击载荷和阀芯的动能产生的冲击载荷大致同时施加于阀座，从而容易产生大的冲击载荷。

本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构来减轻闭阀时产生的冲击载荷的电磁阀以及使用了该电磁阀的冷冻循环系统。

用于解决课题的方案

本发明的电磁阀具备：阀主体，其形成阀室；筒状的柱塞管，其与该阀主体连接；柱塞，其配置于上述柱塞管内；阀座，其配置于上述阀室内；以及吸引子，其隔着上述柱塞配置于上述阀座的相反侧并固定于上述柱塞管，上述电磁阀的特征在于，具备：阀芯，其设于上述柱塞的上述阀座侧的端部并相对于该阀座落座以及离座；以及压缩弹簧，其通过在一端侧推压上述吸引子并且在另一端侧推压上述阀芯而对该阀芯给予闭阀力，上述柱塞具有：供上述压缩弹簧插通的贯通孔；以及相对于该贯通孔配置于上述阀座侧并且收纳上述阀芯的阀芯收纳部，上述阀芯收纳部具有：从上述吸引子侧与上述阀芯抵接的吸引子侧抵接部；以及从上述阀座侧与上述阀芯抵接的阀座侧抵接部，上述阀芯能够在与上述吸引子侧抵接部抵接的第一抵接状态、和与上述阀座侧抵接部抵接的第二抵接状态之间与上述柱塞在开闭方向上相对移动。

根据这样的本发明，阀芯的动能产生的冲击载荷和柱塞的动能产生的冲击载荷如以下所说明的那样施加于阀座。在吸引子被消磁时，阀芯通过压缩弹簧的闭阀力向阀座侧移动。此时，阀芯与柱塞的阀座侧抵接部抵接(第二抵接状态)。由此，柱塞追随阀芯而向阀座侧移动。之后，阀芯落座于阀座，阀芯和柱塞能够在第一抵接状态与第二抵接状态之间在开闭方向上相对移动，因此即使在阀芯落座后，柱塞也因惯性而继续向阀座侧的移动。之后，柱塞的吸引子侧抵接部与阀芯抵接(成为第一抵接状态)，柱塞停止。在阀芯落座于阀座之后，柱塞不被附加压缩弹簧的闭阀力，因此在柱塞的移动停止时，即、成为第一抵接状态时，与对柱塞直接施加压缩弹簧的载荷的情况相比，柱塞的惯性力变小。

另外，柱塞在第二抵接状态与第一抵接状态之间移动时，阀室内的流体成为阻力，动能被消散(即得到缓冲效果)。尤其是，在阀室中阀芯侧的空间为一次侧(高压侧)的情况下，通过阀芯落座于阀座来断开流体的流动，从而内压上升，缓冲效果变大。之后，柱塞的吸引子侧抵接部与阀芯抵接(成为第一抵接状态)，柱塞的移动被限制。这样柱塞的移动被限制时，柱塞的动能产生的冲击载荷经由阀芯施加于阀座，但该动能被降低。因此，能够以简单的结构来减轻闭阀时产生的冲击载荷。

此时，在本发明的电磁阀中，优选上述阀芯具有：与上述阀座抵接的落座部；以及与上述吸引子侧抵接部抵接的载荷承受部，上述落座部和上述载荷承受部形成于从上述开闭方向观察时不重叠的位置。

根据这样的结构，能够降低由柱塞的动能施加于阀座的冲击载荷。即、作为阀芯从柱塞承受载荷的部分的载荷承受部、和作为阀芯对阀座施加载荷的部分的落座部从开闭方向观察时错开，剪切应力作用于阀芯。由此，能够利用阀芯的弹性使其挠曲变形等，使阀芯吸收冲击载荷，从而减低施加于阀座的冲击载荷。

另外，在本发明的电磁阀中，优选液体通过上述阀室内。根据这样的结构，能够增大从阀芯落座于阀座开始柱塞移动时的阻力。尤其是，在阀室中阀芯侧的空间为一次侧(高压侧)的情况下，能够增大阀芯落座于阀座引起的内压上升。因此，容易使柱塞的动能下降，能够进一步减轻闭阀时产生的冲击载荷。

本发明的冷冻循环系统是包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、以及蒸发器的冷冻循环系统，其特征在于，使用上述任一项中所述的电磁阀作为上述膨胀阀。根据这样的本发明，如上所述，能够减轻闭阀时产生的冲击载荷，难以损伤阀芯以及阀座。因此，难以产生流体的泄漏，能够抑制冷冻循环系统的运转效率的下降。

发明的效果

根据本发明的电磁阀，压缩弹簧对阀芯给予闭阀力，并且阀芯与柱塞能够在开闭方向上相对移动，从而能够减轻闭阀时产生的冲击载荷。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的电磁阀的剖视图。

图2是表示在上述电磁阀中使吸引子励磁的情况的形态的剖视图。

图3是表示在上述电磁阀中使上述吸引子消磁之后的形态的剖视图。

图4是表示在上述电磁阀中阀芯落座于阀座的形态的剖视图。

图5是表示在上述电磁阀中由上述阀芯限制柱塞的移动的形态的剖视图。

图6是表示使用了上述电磁阀的冷冻循环系统的简略结构图。

图中：

1—电磁阀，2—阀主体，21—阀座，2A—阀室，3—柱塞管，4—柱塞，41—贯通孔，431—抵接面(吸引子侧抵接部)，44—限制部件(阀座侧抵接部)，5—吸引子，6—阀芯，613—落座部，621—载荷承受部，7—压缩弹簧。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的各实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的电磁阀1具备阀主体2、柱塞管3、柱塞4、吸引子5、阀芯6、压缩弹簧7、电磁线圈8、一次接头9、以及二次接头10。在本实施方式中，将阀芯6的开闭方向(动作方向)设为Z方向，将与Z方向大致正交的两个方向分别设为X方向以及Y方向。

阀主体2形成为沿Z方向延伸的圆筒状，并且在其内侧形成阀室2A。在阀主体2，供柱塞管3插通地连接的开口形成于Z方向一方侧(以下称为上侧)，供一次接头9插通地连接的开口形成于侧面，供二次接头10插通地连接的开口形成于Z方向另一方侧(以下称为下侧)。

阀主体2在阀室2A内一体地具有阀座21。阀座21的阀端口211与二次接头10连通。通过阀芯6落座于阀座21，从而阀室2A被划分出与一次接头9连通的空间、和与二次接头10连通的空间。另外，在阀座21的前端，形成有从Z方向上侧观察时呈圆环状的突起部212，突起部212的上表面成为阀座面。此外，在本实施方式中，突起部212的内径与阀端口211的内径大致相等，但也可以在突起部212的下部的阀端口211的内径部形成例如台阶部、锥形部，成为突起部212的内径与阀端口211的内径不同的结构。另外，在本实施方式中，阀座与阀主体一体地形成，但也可做成与阀主体分体地形成的阀座收纳在阀室内的结构。

柱塞管3形成为沿Z方向延伸的圆筒状，引导柱塞4沿Z方向移动。柱塞管3的下端与阀主体2连接。柱塞管3的上端通过安装有吸引子5而堵塞开口。

柱塞4形成为沿Z方向延伸的圆柱状，并且具有比柱塞管3的内径稍小的外径。在柱塞4的中央部形成有沿Z方向延伸的贯通孔41、和与贯通孔41连通并延伸至外周面的连通孔42。即、柱塞管3内的比柱塞4靠上方的空间通过贯通孔41、连通孔42、以及柱塞4的外周面与柱塞管3的内周面的间隙，而与比柱塞4靠下方的空间(阀室2A)连通。

在柱塞4的下端部形成有收纳阀芯6的圆筒状的阀芯收纳部43。阀芯收纳部43的内径比贯通孔41的内径大，阀芯收纳部43的朝向下侧的抵接面431从Z方向上侧(吸引子5侧)与阀芯6抵接，成为吸引子侧抵接部。另外，在阀芯收纳部43的下端部，铆接固定有圆环状的限制部件44，限制部件44从Z方向下侧(阀座21侧)与阀芯6抵接，成为阀座侧抵接部。柱塞4的上端部具有中央部突出至比外周部靠上方的台阶形状。

吸引子5形成为堵塞柱塞管3的上端的开口的盖状，通过向配置在其外侧的电磁线圈8通电而励磁，通过停止通电而消磁。吸引子5通过被励磁而产生针对柱塞4的吸引力。此外，在电磁线圈8流动产生比压缩弹簧7的闭阀力大的开阀力那样的大小的电流。

在吸引子5的下表面，且在中央部形成有凹部51，在凹部51固定有例如PTFE等树脂制的消音部件52。在开阀时，柱塞4的上端部在台阶形状的中央部与消音部件52抵接。

阀芯6例如由PTFE等树脂形成，并由上部的大径圆板部和下部的小径圆板部构成。从大径圆板部的下表面61的中央部突出有凸部611，该凸部611成为小径圆板部。阀芯6的大径圆板部的外径比柱塞4的阀芯收纳部43的内径稍小，收纳在阀芯收纳部43的阀芯6以沿Z方向移动的方式被引导。阀芯6的下表面61中位于凸部611的周围的周边部612与柱塞4的限制部件44抵接。凸部611由于其外径比限制部件44的内径小，因此能够通过限制部件44的开口，并具有与阀座21的突起部212抵接的落座部613。阀芯6的上表面62具有与阀芯收纳部43的抵接面431抵接的载荷承受部621。

阀芯6中包含周边部612的部分的厚度(大径圆板部的Z方向尺寸)L1比柱塞4的抵接面431与限制部件44在Z方向的间隔L2小。因此，阀芯6在阀芯收纳部43中能够在抵接面431与限制部件44之间沿Z方向移动。即、阀芯6在与抵接面431抵接的第一抵接状态、和与限制部件44抵接的第二抵接状态之间能够与柱塞4在Z方向上相对移动。

阀座21的突起部212的外径比柱塞4的贯通孔41的内径小。即、阀芯6的落座部613位于比载荷承受部621靠径向内侧，成为从Z方向观察时落座部613与载荷承受部621不重叠的配置。

压缩弹簧7是以Z方向为轴向而延伸的线圈弹簧，作为上端的一端71与吸引子5下部的消音部件52抵接，作为下端的另一端72与阀芯6的上表面62抵接。即、压缩弹簧7在一端71侧推压吸引子5并且在另一端72侧推压阀芯6。此外，压缩弹簧7既可以与吸引子5以及阀芯6直接抵接、也可以在之间夹入有其它部件。压缩弹簧7在阀芯6落座于阀座21的状态下成为从自然状态被压缩的状态。由此，压缩弹簧7对阀芯6给予闭阀力(向Z方向下方的力)。压缩弹簧7的外径比柱塞4的贯通孔41的内径稍小。此外，在以Z方向与铅垂方向大致一致的方式使用电磁阀1的情况下，在柱塞4以及阀芯6作用闭阀方向的重力，以下，为了便于说明，闭阀力仅由压缩弹簧7产生。

对以上那样的电磁阀1的动作的详细进行说明。若对电磁线圈8通电来使吸引子5励磁，则柱塞4被牵拉至吸引子5。即、产生开阀力(朝向Z方向上方的力)，柱塞4向Z方向上方移动。通过柱塞4的限制部件44与阀芯6抵接，从而阀芯6追随柱塞4向Z方向上方移动。此时，在阀芯6作用压缩弹簧7产生的闭阀力，但柱塞4以及阀芯6与该闭阀力相反地向Z方向上方移动。柱塞4通过上端部与消音部件52抵接而停止向上方的移动，电磁阀1成为图2所示那样完全开阀的状态。另外，在完全开阀的状态下，阀芯6与限制部件44抵接而成为第二抵接状态。

接着，若停止向电磁线圈8的通电而使吸引子5消磁，则吸引子5的吸引力消失(或者变弱)，经由柱塞4施加于阀芯6的开阀力消失(或者变弱)。因此，如图3所示，阀芯6通过压缩弹簧7的闭阀力向Z方向下方移动。若阀芯6向Z方向下方移动，则限制部件44与阀芯6抵接，由此柱塞4追随阀芯6向Z方向下方移动。这样，阀芯6以及柱塞4向Z方向下方移动时，维持第二抵接状态。

阀芯6通过向Z方向下方移动而如图4所示那样落座于阀座21，阀芯6的动能产生的冲击施加于阀座21。若阀芯6落座于阀座21，则断开从一次接头9侧朝向二次接头10侧的流体的流动，阀室2A中阀芯6侧的空间的内压上升。通过阀芯6与柱塞4能够在Z方向上相对移动，从而阀芯6落座后，柱塞4也通过惯性而继续向Z方向下方的移动。此时，柱塞4不承受压缩弹簧7的闭阀力，而是通过阀室2A内的流体的阻力伴随移动来使动能消散。并且，由于阀室2A中阀芯6侧的空间的内压上升，因此流体的阻力变大，动能容易消散。

若柱塞4向Z方向下方移动，则如图5所示，抵接面431与阀芯6抵接而成为第一抵接状态，限制柱塞4的移动，电磁阀1成为闭阀的状态。此时，柱塞4的动能产生的冲击施加于阀座21，但从阀芯6落座的时间点至成为第一抵接状态(柱塞4的停止状态)的期间，由于不对柱塞4给予压缩弹簧7的力以及柱塞4承受阀室2A内的流体的阻力，因此施加于阀芯6以及阀座21的柱塞的冲击力减轻。如上所述，通过切换向电磁线圈8通电的接通断开，从而阀芯6相对于阀座21落座以及离座，切换开阀状态和闭阀状态。

如图6所示，电磁阀1例如设于柜式空气调节器、室内空气调节器等空调机的冷冻循环100。在图6中，符号200是搭载于室外单元的室外换热器，符号300是搭载于室内单元的室内换热器，符号400是构成四通阀的流路切换阀，符号500是压缩机。电磁阀1、室外换热器200、室内换热器300、流路切换阀400、以及压缩机500分别由导管如图示那样连接，构成热泵式的冷冻循环。此外，储能器、压力传感器、温度传感器等省略图示。在冷冻循环100中，电磁阀1作为膨胀阀发挥功能，入口侧循环液态制冷剂。即、液体通过电磁阀1的阀室2A。

根据这样的本实施方式，具有以下的效果。即、压缩弹簧7对阀芯6给予闭阀力，并且阀芯6与柱塞4能够在Z方向上相对移动，由此在从阀芯6落座至限制柱塞4向Z方向下方移动的期间，柱塞4的动能被消散。因此，能够以简单的结构来减轻闭阀时产生的冲击载荷。

另外，通过阀芯6的落座部613与载荷承受部621形成于从Z方向观察时不重叠的位置，从而能够降低由柱塞4的动能施加于阀座21的冲击载荷。即、作为阀芯6从柱塞4承受载荷的部分的载荷承受部621、与作为阀芯6向阀座21施加载荷的部分的落座部613从Z方向观察时错开，剪切应力作用于阀芯6。由此，能够利用阀芯6的弹性使其产生挠曲变形等，使阀芯6吸收冲击载荷，从而降低施加于阀座21的冲击载荷。

另外，液体通过阀室2A内，从而能够增大从阀芯6落座于阀座21开始柱塞4移动时的阻力。并且阀室2A中阀芯6侧的空间为一次侧，因此能够增大阀芯6落座于阀座21所引起的内压上升。因此，容易使柱塞4的动能下降，能够进一步减轻闭阀时产生的冲击载荷。

另外，闭阀时，树脂制的阀芯6与阀座21碰撞，并且树脂制的阀芯6与柱塞4碰撞，即、并非是通过金属部件彼此的碰撞来限制移动的结构，因此能够抑制金属声的产生。

另外，柱塞4在第一抵接状态与第二抵接状态之间能够与阀芯6在Z方向上相对移动，从而在开阀动作时确保柱塞4的空走距离，产生突跳动作。即、在电磁阀1闭阀时，如图5所示成为第一抵接状态，在吸引子5励磁而柱塞4向Z方向上方移动时，柱塞4不承受压缩弹簧7的载荷地移动预定距离，因此限制部件44与阀芯6抵接(成为第二抵接状态)。通过利用向Z方向上方移动的柱塞4的力量(突跳动作)来使阀芯6离座，从而能够使开阀动作变得良好。

另外，通过阀芯6向阀座21施加载荷的时机、与柱塞4向阀座21施加载荷的时机错开而存在时间差，从而能够降低一次施加于阀座21的冲击载荷，并且能够减小碰撞声。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，包含能够实现本发明的目的的其它结构等，以下所示的那样的变形等也包含在本发明中。

例如，在上述实施方式中，阀芯6的落座部613与载荷承受部621形成于从Z方向观察时不重叠的位置，但在柱塞4的动能被充分地消散的情况、阀芯在Z方向上容易压缩变形且容易吸收冲击载荷的情况等下，落座部与载荷承受部也可以从Z方向观察时重叠。

另外，在上述实施方式中，做成液体通过阀室2A内的结构，但也可以做成气体通过阀室内的结构。即、所使用的流体根据冷冻循环系统的用途等来适当地选择即可。

除此以外，用于实施本发明的最佳结构、方法等在以上的记载中公开，但本发明并不限定于此。即、本发明主要是对特定的实施方式进行了特别图示而且进行了说明，但只要不脱离本发明的技术的思想以及目的的范围，本领域人员就能够针对以上叙述的实施方式对形状、材质、数量、以及其它详细的结构加以各种变形。因此，上述公开的限定了形状、材质等的记载是为了容易理解本发明而例示地记载，并不限定本发明，去除了这些形状、材质等的限定的一部分、或者全部的限定的部件的名称的记载都包含在本发明中。