(57)【要約】  直線型二方電磁弁の弁本体（２）は、ピストン（３）によって連通と遮断が制御される接続口（２ａ，２ｂ）を有する。直線型二方電磁弁は、さらに、接続口（２ａ，２ｂ）にそれぞれ連通しピストン室４から冷媒を流出させる、流路(２−１，２−２)を備え、流路(２−１，２−２)はどちらも弁本体（２）の内側に設けられる。弁本体（２）は、内側にパイロット弁流路（２１ｄ）を有し、ピストン室（４）は、パイロット弁流路（２１ｄ）を通じてパイロット弁体（１）のパイロット弁口と連通する。パイロット弁体（１）のパイロット弁ヘッド（１１）は、パイロット弁口を開閉させて、流路(２−１，２−２)とピストン室（４）とを連通または遮断させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体（２）及びパイロット弁体（１）を備え、前記弁本体（２）によって形成される弁室内にはピストン（３）が設けられてピストン室（４）を形成し、前記弁本体（２）は前記ピストン（３）によって連通と遮断が制御される第一接続口（２ａ）と第二接続口（２ｂ）を有し、
さらに前記第一接続口（２ａ）と前記第二接続口（２ｂ）にそれぞれ連通して冷媒を流出させる第一流路(２−１)と第二流路(２−２)を備え、
前記第一流路(２−１)と前記第二流路(２−２)はどちらも前記弁本体（２）の内側に設けられ、
前記弁本体（２）の内側にはパイロット弁流路（２ｄ）が設けられ、前記ピストン室（４）は前記パイロット弁流路（２ｄ）を通じて前記パイロット弁体（１）のパイロット弁口と連通しており、
前記パイロット弁体（１）のパイロット弁ヘッド（１１）が前記パイロット弁口を開閉させることにより、前記ピストン室（４）と前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)とを連通または遮断させることを特徴とする直線型二方電磁弁。
【請求項２】
1つの前記パイロット弁口を有し、前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)にはそれぞれ一方向弁が設けられ、前記一方向弁のそれぞれは、前記パイロット弁口を前記第一接続口（２ａ）及び前記第二接続口（２ｂ）にそれぞれ連通させることを特徴とする請求項１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項３】
前記弁本体（２）は上部弁体（２１）及び下部弁体（２２）を有し、前記第一流路(２−１)は前記上部弁体（２１）の内側に設けられた第一上側流路と、前記下部弁体（２２）の内側に設けられた第一下側流路（２２ｃ）を有し、前記第一上側流路及び前記第一下側流路（２２ｃ）は互いに連通しており、前記第二流路(２−２)は、前記上部弁体（２１）の内側に設けられた第二上側流路と、前記下部弁体（２１）の内側に設けられた第二下側流路（２２ｄ）を有し、前記第二上側流路及び前記第二下側流路（２２ｄ）は互いに連通しており、前記パイロット弁流路（２ｄ）が前記上部弁体（２１）の内側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項４】
前記第一接続口（２ａ）は前記下部弁体（２２）の側壁に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）は前記下部弁体（２２）の端部に設けられ、前記第一下側流路（２２ｃ）は縦向きに設けられ、第二下側流路（２ｄ）は、縦向きに設けられた縦型下側流路（２２ａ）と、前記縦型下側流路（２２ａ）と前記第二接続口（２ｂ）を連通させる移行下側流路（２２ｂ）とを有することを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項５】
前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)は同一軸部上にあることを特徴とする請求項４に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項６】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、互いに連通した横型上側流路及び縦型上側流路（２１ａ）をそれぞれ有することを特徴とする請求項５に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項７】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路の横型上側流路は同一断面上にあることを特徴とする請求項６に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項８】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、同一の前記縦型上側流路（２１ａ）を有することを特徴とする請求項６に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項９】
冷媒を前記ピストン室（４）に流入させる流入路が前記ピストン（３）に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１０】
前記第一接続口（２ａ）に連通する流入路が前記ピストン（３）の側壁に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）に連通する流入路が前記ピストン（３）の端部に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）を前記ピストン室（４）に一方向に連通させる入口一方向弁（３ｂ）が前記第二接続口（２ｂ）と連通する前記流入路に設けられることを特徴とする請求項９に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１１】
前記上部弁体（２１）は下向きの段差面を有し、前記下部弁体（２２）は前記下向きの段差面と組み合う上向きの段差面を有し、前記上部弁体（２１）及び前記下部弁体（２２）はボルト穴を有し、前記ボルト穴に挿入されるボルト（２１４）によって互いに固定されることを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１２】
前記下部弁体（２２）は円筒構造を有し、前記上部弁体（２１）はキャップ形状に形成され、前記下部弁体（２２）の端部に密接に係合することを特徴とする請求項１１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１３】
パイロット弁室（１１ａ）を備え、前記ピストン室（４）は前記パイロット弁流路（２ｄ）を通じて前記パイロット弁室（１１ａ）と連通し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)が前記パイロット弁室（１１ａ）を通じて前記ピストン室（４）と連通することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１４】
前記パイロット弁体（１）の内側に設けられた可動鉄心は、前記パイロット弁ヘッド（１１）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１５】
前記パイロット弁流路（２ｄ）は縦向きに設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１６】
前記上部弁体（２１）の前記パイロット弁体（１）に面する端部は溝を有し、前記溝は、前記パイロット弁体（１）と係合して、前記ピストン室（４）と連通するパイロット弁室（１１ａ）を形成し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一上側流路及び前記第二上側流路は前記パイロット弁室（１１ａ）と連通することを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１３年３月２８日に「直線型二方電磁弁」の名称で中国特許庁に出願された、中国特許出願第２０１３１０１０６８１６．８号、第２０１３１０１０６７１０．８号及び２０１３１０１０６７２６．９号の利益を主張する。これらの出願の全開示は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、弁体の技術分野に関するものであり、特に直線型二方電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
一般的な電磁弁は、構造上の制限により、遮断することと一方向に流通させることしかできず、従来のシステムにおいてはしばしば一方向弁と合わせて使用する必要があった。ヒートポンプシステムにおいては、冷却過程と加熱過程において冷媒の流れる方向が逆であるため、二つの一方電磁弁を直列に取付け二方向の流通を実現し、その結果としてシステム構造は複雑化し、信頼性の低下及びコスト高を招いていた。このことを鑑み、二方電磁弁の設計が必要とされていた。
【０００４】
図１及び図２を参照する。図１は典型的な二方電磁弁の構造を示す概略図であり、図２は図１の二方電磁弁のパイロット弁ヘッド及び可動鉄心の構造を示す概略図である。
【０００５】
前記二方電磁弁は直線型の電磁弁であり、上下に設けられた弁本体１とパイロット弁体を備える。前記パイロット弁体は内側に、コイル７０、互いに組み合う静的鉄心及び可動鉄心４０、及び可動鉄心４０に固定されるパイロット弁ヘッド５０を備える。弁本体１の弁室内にはピストン３０が設けられ、ピストン３０の取付後に、ピストン３０の上側にピストン室が形成される。弁本体１はさらに第一接続口２０ａ及び第二接続口２０ｂを備え、それぞれ第一接続管及び第二接続管に連通する。図１に示すように、ピストン３０が上に移動すると、ピストン３０は弁口１ｂから離れ、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂを連通させる。パイロット弁ヘッド５０及び可動鉄心４０は一体に接続しており、二方電磁弁のコイル７０の通電時は、電磁力の作用が働き、可動鉄心４０がパイロット弁ヘッド５０を引き上げてピストン３０から離し、コイル７０の断電時は、バネ９０が復帰し、可動鉄心４０がパイロット弁ヘッド５０を押し下げてピストン３０に密接し、弁口１ｂを閉じる。
【０００６】
ピストン３０には第一ピストン流路３０ｋ及び第二ピストン流路３０ｄが設けられ、第一ピストン流路３０ｋはピストン３０に設けられた流入路３０ｂを通じて第一接続口２０ａに連通し、第二ピストン流路３０ｄは一方向弁３０ｇを通じて第二接続口２０ｂに連通する。パイロット弁ヘッド５０には第一逆止弁３０ｅ及び第二逆止弁３０ｆが設けられ、図１に示すように、第一逆止弁コア３０ａ及び第二逆止弁コア３０ｃがパイロット弁ヘッド５０の挿入孔に挿入されて、それぞれ第一ピストン流路３０ｋ及び第二ピストン流路３０ｄをきっちり塞ぐ。前記二方電磁弁の動作原理は下記の通り。
【０００７】
ａ．冷媒が第一接続口２０ａより流入する場合
コイル７０の断電時
パイロット弁ヘッド５０は図１に示す位置にあり、このとき、パイロット弁ヘッド５０はバネ９０の作用が働いてピストン３０を弁口１ｂに押し付け、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは直接連通できなくなる。この場合の冷媒の流路は、第一接続口２０ａから流入し、流入路３０ｂ及び第一ピストン流路３０ｋを通じ第一逆止弁３０ｅを押し開け、ピストン３０の上側のピストン室に流入する。このとき、高圧冷媒の作用が働いて第二逆止弁３０ｆが閉弁し、冷媒は第二ピストン流路３０ｄを通って第二接続口２ｂへ流入することができなくなる。したがって、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは遮断され、二方電磁弁は閉弁する。
【０００８】
コイル７０の通電時
コイル７０は磁場を発生させ、可動鉄心４０はパイロット弁ヘッド５０を静的鉄心の近くに引き寄せ、第一逆止弁３０ｅ及び第二逆止弁３０ｆはそれぞれ第一ピストン流路３０ｋ及び第二ピストン流路３０ｄから離れる。このとき、冷媒の流路は、第一接続口２０ａから流入し、流入路３０ｂ、第一ピストン流路３０ｋ、及び第二ピストン流路３０ｄを通じ、一方向弁３０ｇを押し開け、第二接続口２０ｂに流入する。流入路３０ｂの断面積は第二ピストン流路３０ｄの断面積よりも小さいため、ピストン３０の上側のピストン室に流入する冷媒の体積は流出する冷媒の体積よりも小さく、ピストン３０の上側の冷媒の圧力を減少させる。したがって，ピストン３０の上側と下側の間で生じる圧力差の作用が働き、ピストン３０は上に移動して弁口１ｂから離れ、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは直接連通し、二方電磁弁は開弁する。
【０００９】
ｂ．冷媒が第二接続口２０ｂより流入する場合
コイル７０の断電時
この場合の冷媒の流路は、第二接続口２０ｂから流入し、一方向弁３０ｇの流入孔及び第二ピストン流路３０ｄを通じ、第二逆止弁３０ｆを押し開け、ピストン３０の上側のピストン室に流入する。このとき、高圧冷媒の作用が働いて第一逆止弁３０ｅが閉弁し、冷媒は第一ピストン流路３０ｋを通って第一接続口２ａへ流入できなくなる。したがって、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは遮断され、二方電磁弁は閉弁する。
【００１０】
コイル７０の通電時
上述したように、パイロット弁ヘッド５０は上に移動し、冷媒の流路は、第二接続口２０ｂから流入し、一方向弁３０ｇの流入孔、第二ピストン流路３０ｄ、第一ピストン流路３０ｋ及び流入路３０ｂを通じ、第一接続口２０ａに流入する。流入孔の断面積は流入路３０ｂの断面積よりも小さいため、ピストン３０の上側の空間に流入する冷媒の体積は小さく、空間から流出する冷媒の体積は大きく、ピストン３０の上側の冷媒の圧力を減少させる。したがって，ピストン３０の上側と下側の間で生じる圧力差の作用が働き、ピストン３０は上に移動して弁口１ｂから離れ、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは直接連通し、二方電磁弁は開弁する。
【００１１】
上述の二方電磁弁の動作原理からわかる通り、設計時に、（冷媒が流出入する）流入路３０ｂ、二つのピストン流路、一方向弁３０ｇが設けられている（冷媒を流出させる）流路、及び一方向弁３０ｇの（冷媒を流入させる）流入孔の断面積の大きさは、一定の関係を満たし、圧力差が生じるようにしなければならない。実際には、図１に示すように、冷媒を流出させる第一ピストン流路３０ｋと、冷媒を流入させる流入路３０ｂは同一流路上にあり、冷媒を流出させる第二ピストン流路３０ｄと、冷媒を流入させる一方向弁３０ｇの流入孔もまた同一流路上にある。
【００１２】
上述の二方電磁弁は、下記の技術的欠点を有する。
【００１３】
まず、電磁弁が流量を大きくする必要があるとき、弁口１ｂは大きくなり、それに応じてピストン３０のストロークを大きくする必要がある。そのため、パイロット弁ヘッド５０の移動幅も同時に大きくする必要があり、それに応じて可動鉄心４０の移動幅も大きくする必要がある。可動鉄心４０の移動幅を大きくすることに伴い、コイル７０の吸引力が減少し、弁体１の開弁力が急激に減少する。このほかに、電磁弁の高さが増加することもあり、コイル７０が大きくなれば、パワー過大や温度上昇等の一連の問題も引き起こす可能性があり、電磁弁の体積も増加する可能性がある。
【００１４】
次に、電磁弁が二方に開閉する過程において、第一逆止弁コア３０ａ及び第二逆止弁コア３０ｃは常にそれぞれ第一ピストン流路３０ｋ及び第二ピストン流路３０ｄに直結し、放射状に動かすことができない状態でなければならず、そうでなければ、二つの逆止弁コアの密閉機能は失われ、二方電磁弁は正常に開閉できなくなる。この問題を避けるために、パイロット弁ヘッド５０には二つのガイドロッド６０が設けられ、ピストン３０はそれに対応する位置にガイド孔を有している。図２によると、ガイドロッド６０は常にガイド孔に挿入され、逆止弁の弁コアを、対応するピストン流路に常に直結させていることがわかる。これにより、パイロット弁ヘッド５０の構造は複雑になり、加工難度は上がり、組立技術のコストが上がるが、この複雑な構造を以てしても制御精度はさほど理想的ではない。
【００１５】
このことを鑑みると、電磁弁の開弁力に影響を及ぼさないこと及びコイルの大きさを変えないことを前提として、二方電磁弁の流量を大きくするという需要を満たすことが、当業者が早急に解決すべき技術的問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の技術的問題を解決するため、本発明の目的は、ピストンのストロークがパイロット弁ヘッドの移動幅から分離され、電磁弁の開弁力に影響を及ぼさないこと及びコイルの大きさを変えないことを前提に流量を大きくするという需要を満たす、直線型二方電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による直線型二方電磁弁は、弁本体及びパイロット弁体を備え、前記弁本体によって形成される弁室内にはピストンが設けられてピストン室を形成し、前記弁本体は前記ピストンによって連通と遮断が制御される第一接続口と第二接続口を有し、さらに前記第一接続口と前記第二接続口にそれぞれ連通して冷媒を流出させる第一流路と第二流路を備え、前記第一流路と前記第二流路はどちらも前記弁本体の内側に設けられ、前記弁本体の内側にはパイロット弁流路が設けられ、前記ピストン室は前記パイロット弁流路を通じて前記パイロット弁体のパイロット弁口と連通しており、前記パイロット弁体のパイロット弁ヘッドが前記パイロット弁口を開閉させることにより、前記ピストン室と前記第一流路及び前記第二流路とを連通または遮断させることを特徴とする。
【００１８】
電磁弁の開弁時にピストン室を第一接続口及び第二接続口に連通させる第一流路及び第二流路が弁本体の内側に設けられているため、パイロット弁ヘッドは弁本体とのみ組み合えばよく、ピストンと組み合う必要がないから、ピストンのストロークはパイロット弁ヘッドの移動幅から分離される。そのため、電磁弁は以下の有益な効果を有する。
【００１９】
第一に、電磁弁は、流量を大きくする必要があるとき、弁口が大きくなり、ピストンのストロークが大きくなる一方、可動鉄心及びパイロット弁ヘッドの移動幅は大きくする必要がないため、弁体の開弁力には影響を及ぼさず、電磁弁の高さも増加する必要がない。これにより、コイルも大きくする必要がなく、背景技術の技術案中の技術的欠点を克服している。
【００２０】
また、パイロット弁ヘッドがピストンから分離されているため、図１に示すようなチャンバーがパイロット弁ヘッドと可動鉄心の間に設けられる必要がなく、ばねがそのチャンバーの中に設けられる必要もない。そのため、パイロット弁ヘッドは簡素な構造となる。
【００２１】
第二に、パイロット弁ヘッドと弁本体は互いに組み合い、また弁本体は状態が安定している固定部材であるため、電磁弁の二方向の開閉過程において、パイロット弁ヘッドと弁本体との位置ずれが生じにくく、背景技術と比較して、パイロット弁口の閉口性能は位置ずれの影響を受けにくい。そのため、弁本体及びパイロット弁ヘッドに複雑な構造のガイド部を設ける必要がなく、背景技術と比較して、本発明では明らかに構造が簡素化され、加工難度と組立技術のコストは下がり、制御精度は要求を満たしうる。
【００２２】
好ましくは、一つの前記パイロット弁口を有し、前記第一流路及び前記第二流路にはそれぞれ一方向弁が設けられ、前記一方向弁のそれぞれは、前記パイロット弁口を前記第一接続口及び前記第二接続口にそれぞれ連通させる。
【００２３】
ピストン室と第一流路及び第二流路との連通と遮断は一つのパイロット弁口によって制御されるため、制御がしやすく、構造を簡素化することができる。
【００２４】
好ましくは、前記弁本体は上部弁体及び下部弁体を有し、前記第一流路は、前記上部弁体の内側に設けられた第一上側流路と、前記下部弁体の内側に設けられた第一下側流路を有し、第一上側流路と第一下側流路は互いに連通しており、前記第二流路は、前記上部弁体の内側に設けられた第二上側流路と、前記下部弁体の内側に設けられた第二下側流路を有し、前記第二上側流路及び前記第二下側流路は互いに連通しており、前記パイロット弁流路が前記上部弁体の内側に設けられる。
【００２５】
弁本体は、上部弁体と下部弁体に分けて設けられてもよく、ピストンやピストン室中のばね等の部材の組み立てを容易にすることができる。さらに、上部弁体と下部弁体に分かれた構造は、必要な第一流路及び第二流路を弁本体の内側に作ることを容易にする。
【００２６】
好ましくは、前記第一接続口は前記下部弁体の側壁に設けられ、前記第二接続口は前記下部弁体の端部に設けられ、前記第一下側流路は縦向きに設けられ、前記第二下側流路は、縦向きに設けられた縦型下側流路と、前記縦型下側流路と前記第二接続口を連通させる移行下側流路とを有する。
【００２７】
第一接続口及び第二接続口がこのように設計されているため、ピストンによる連通と遮断の制御は容易になる。ここで、第一流路は縦向きに設けられているため、第一流路に沿った冷媒の移動距離が最短となることで反応速度を高めることができ、また第一流路は直接打ち抜きによって形成されてもよく、それにより加工が容易になる。縦向きに設けられた第二流路も同様に前記効果を得ることができる。
【００２８】
好ましくは、前記第一流路及び前記第二流路は同一軸部上にある。
【００２９】
このような設計により、第一流路及び第二流路は弁本体の両端部に設けられ、これにより弁本体の構造はほぼ対称となり、安定性を向上させる。
【００３０】
好ましくは、前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、互いに連通した横型上側流路及び縦型上側流路をそれぞれ有する。
【００３１】
冷媒が縦型流路を通じて流入する際、縦型流路に対して垂直に設けられた横型上側流路は比較的流れ抵抗が大きく、パイロット弁体の開弁の瞬間の、縦型流路の出口における圧力の変化はほとんどなく、すなわち、開弁前と開弁後の、パイロット弁口の封鎖部の両端の間の圧力差は小さく、封鎖部を開ける抵抗力が小さいため、パイロット弁体は開弁が容易となる。
【００３２】
好ましくは、前記第一上側流路及び前記第二上側流路の横型上側流路は同一断面上にある。
【００３３】
このように、横型上側流路が二つの上側流路に分かれている方が加工が容易であり、上部弁体上の流路はより対称的に分布され、上部弁体の安定性向上を促進する。
【００３４】
好ましくは、前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、同一の前記縦型上側流路を有する。
【００３５】
同一の縦型上側流路を有することは、加工の都合がよく、また二つの流路と同一のパイロット弁口との連通及び遮断の制御に都合がよく、このような構造は加工が容易である。
【００３６】
好ましくは、冷媒をピストン室に流入させる流入路が前記ピストンに設けられている。
【００３７】
ピストンに流入路を設ける場合、冷媒が急速にピストン室に流入することができ、電磁弁の開閉の反応速度は高まる。
【００３８】
好ましくは、前記第一接続口に連通する流入路が前記ピストンの側壁に設けられ、前記第二接続口に連通する流入路が前記ピストンの端部に設けられ、前記第二接続口を前記ピストン室に一方向に連通させる入口一方向弁が、前記第二接続口と連通する前記流入路に設けられる。
【００３９】
第一接続口及び第二接続口がそれぞれ弁体の側壁及び端部に設けられる場合、この設計の流入路の位置と二つの接続口の位置は対応しているため、冷媒はピストン室に容易に流入する。
【００４０】
好ましくは、前記上部弁体は下向きの段差面を有し、前記下部弁体は前記下向きの段差面と組み合う上向きの段差面を有し、前記上部弁体及び前記下部弁体はボルト穴を有し、前記ボルト穴に挿入されるボルトによって互いに固定される。
【００４１】
組み合わさった段差面は上部弁体と下部弁体の結合をより緊密にし、ボルトを用いれば上部弁体と下部弁体の組み立てはより確かなものになる。
【００４２】
好ましくは、前記下部弁体は円筒構造を有し、前記上部弁体はキャップ形状に形成され、前記下部弁体の端部に密接に係合する。
【００４３】
キャップ形状の上部弁体は体積が小さく、二つの上側流路を有するためのスペースのみ有していればよいため、取付が容易である。さらに、ピストン室は主に下部弁体によって形成されるため、ピストンの効果的な組み立てを促進し、ピストンと弁壁間の密封性も保証される。
【００４４】
好ましくは、直線型二方電磁弁は、パイロット弁室を備え、前記ピストン室は前記パイロット弁流路を通じて前記パイロット弁室と連通し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一流路及び前記第二流路が前記パイロット弁室を通じて前記ピストン室と連通する。
【００４５】
パイロット弁室を設けることにより、パイロット弁流路、第一流路、第二流路、及びパイロット弁口の連通関係の実現が容易となり、実用的な加工を促進する。
【００４６】
好ましくは、前記パイロット弁体の内側に設けられた可動鉄心は、前記パイロット弁ヘッドである。
【００４７】
パイロット弁ヘッドとしての機能を果たす可動鉄心は、パイロット弁体全体の構造を非常に簡素化し、体積も小さくなる。
【００４８】
好ましくは、前記パイロット弁流路は縦向きに設けられる。
【００４９】
パイロット弁流路が縦向きに設けられることで、パイロット弁流路とピストン室の連通する幅は最短となり、開弁時に、ピストン室に流入する高圧冷媒はパイロット弁室に急速に流入し、さらに第一流路もしくは第二流路に流入して電磁弁の反応速度を高める。
【００５０】
好ましくは、前記上部弁体の前記パイロット弁体に面する端部は溝を有し、前記溝は、前記パイロット弁体と係合して、前記ピストン室と連通するパイロット弁室を形成し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一上側流路及び前記第二上側流路は前記パイロット弁室と連通する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、典型的な二方電磁弁の構造を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の二方電磁弁のパイロット弁ヘッド及び可動鉄心の構造を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明による実施例１の直線型二方電磁弁の軸方向断面図である。
【図４】図４は、図３のＣ部分を示す部分拡大概略図である。
【図５】図５は、図３のＡ−Ａ断面での断面図である。
【図６】図６は、図３の上部弁体の構造を示す概略図である。
【図７】図７は、図５の上部弁体の構造を示す概略図である。
【図８】図８は、図３の上部弁体の構造を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明による実施例２の直線型二方電磁弁の軸方向断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＢ−Ｂ断面での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
当業者に本発明の技術案をより理解してもらうために、以下、本発明について、図面と実施例を用いて詳細に説明する。
【００５３】
図３から図８を参照すると、図３は、本発明による実施例１の直線型二方電磁弁の軸方向断面図であり、図４は、図３のＣ部分を示す部分拡大概略図であり、図５は、図３のＡ−Ａ断面での断面図であり、図６は、図３の上部弁体の構造を示す概略図であり、図７は、図５の上部弁体の構造を示す概略図であり、図８は、図３の上部弁体の構造を示す斜視図である。
【００５４】
前記直線型二方電磁弁は、弁本体２及びパイロット弁体１を有する。弁本体２によって形成される弁室内にはピストン３が設けられてピストン室４を形成する。図３に示すように、弁本体２はピストン３の軸方向の動きによって連通と遮断が制御される第一接続口２ａと第二接続口２ｂを有し、ピストン３が上に移動すると、第一接続口２ａは第二接続口２ｂと直接連通する。同様に図３において、ピストン室４はピストン３の上側のチャンバーであり、冷媒がピストン室４内にあるとき、ピストン３は高圧の作用を受け弁口２ｃを閉口し、ピストン室４の中にはさらにバネが設けられ、ピストン３が他の外部の力を受けていないとき、バネの復帰力によってピストン３は二方電磁弁の弁口２ｃに密接する。
【００５５】
パイロット弁体１は内側に、コイル１２、及び互いに組み合う静的鉄心１３及び可動鉄心を備える。本実施例の可動鉄心はパイロット弁ヘッド１１とする。コイル１２の通電時、静的鉄心１３とパイロット弁ヘッド１１は互いに引きつけ合い、コイル１２の断電時には、静的鉄心１３とパイロット弁ヘッド１１は、パイロット弁ばね１４の復帰作用が働き、互いに分離する。
【００５６】
二方向の連通と遮断の機能を実現するため、前記電磁弁は、冷媒をピストン室４から流出させる第一流路２−１及び第二流路２−２を有する。図４からわかるように、図３の二つの流路は、より明確にするため図４において黒色で示される。加えて、本実施例の第一流路２−１及び第二流路２−２の上端は共通部分を有し、詳細は後述する。
【００５７】
パイロット弁口の開口時、第一流路２−１及び第二流路２−２は、ピストン室４をそれぞれ第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂに連通させる。背景技術からわかるように、電磁弁の開弁時、パイロット弁ヘッド１１はコイル１２の電磁力の作用を受けて移動し、ピストン室４を第一流路２−１または第二流路２−２を通じて第一接続口２ａまたは第二接続口２ｂに連通させ、ピストン３の上側と下側の間で生じる圧力差によって弁口２ｃを開弁させてもよい。冷媒の流入路を設ける際、冷媒をピストン室４に流入させる流入路の断面積は、第一流路２−１及び第二流路２−２を調整し、圧力差が生じる条件を満たす必要があり、背景技術及び後述の実施例を参照してもよい。
【００５８】
本実施例の電磁弁において、冷媒をピストン室４から流出させる第一流路２−１及び第二流路２−２は弁本体２に設けられ、すなわち、弁本体２全体の内側に設けられる。本発明中の「内側に設けられる」の記載の意味は同じであり、弁本体２全体の内側に設けられることを意味する。図３に示す弁本体２は電磁弁のハウジングに相当し、この場合、第一流路２−１及び第二流路２−２はハウジングの内側に設けられる。
【００５９】
さらに、弁本体２は内側にパイロット弁流路２１ｄを有し、ピストン室４はパイロット弁流路２１ｄを通じて二方電磁弁のパイロット弁室１１ａと連通し、すなわち、パイロット弁室１１ａはピストン室４との連通を保持する。本実施例において、パイロット弁室１１ａは、パイロット弁体１と弁本体２が結合された後に形成されたチャンバーである。図３に示すように、パイロット弁ヘッド１１の移動によりパイロット弁室１１ａのパイロット弁口を開閉させることができ、コイル１２の通電時には、パイロット弁ヘッド１１は上に移動してパイロット弁口を開口させ、コイル１２の断電時は、パイロット弁ヘッド１１はパイロット弁口を閉口させる。閉口したパイロット弁口の密封性を保証するため、パイロット弁ヘッド１１の端部は図に示すような鋼球１１１であってもよく、もちろん、パイロット弁ヘッド１１の端部は円錐形状や錐台形状であってもよい。
【００６０】
パイロット弁口の開口時、パイロット弁室１１ａは第一流路２−１及び第二流路２−２と連通する。パイロット弁口の閉口時、パイロット弁室１１ａは第一流路２−１及び第二流路２−２から遮断される。パイロット弁室１１ａはピストン室４と連通しているため、パイロット弁口の開閉動作は、ピストン室４と第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断も行う。
【００６１】
本実施例では、電磁弁の開弁時にピストン室４を第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂに連通させる。第一流路２−１及び第二流路２−２は弁本体２の内側に設けられ、そのためパイロット弁ヘッド１１は弁本体２とのみ組み合えばよく、ピストン３と組み合う必要がないため、ピストン３のストロークはパイロット弁ヘッド１１の移動幅から分離される。したがって、この構造を有する電磁弁は、下記の技術的利点を有する。
【００６２】
第一に、電磁弁が流量を大きくする必要があるとき、弁口２ｃは大きくされ、ピストン３のストロークは大きくなる一方、可動鉄心（図３のパイロット弁ヘッド１１が可動鉄心）の移動幅は大きくする必要がないため、弁体の開弁力には影響を及ぼさず、電磁弁の高さも増加する必要がない。これにより、コイル１２も大きくする必要がなく、背景技術の
技術案中の技術的欠点を克服している。
【００６３】
パイロット弁ヘッド１１がピストン３から分離されているため、図１に示すようなチャンバーがパイロット弁ヘッド１１と可動鉄心の間に設けられなくてもよく、バネ９がそのチャンバーの中に設けられなくてもよい。そのため、パイロット弁ヘッド１１は簡素な構造となる。また、図３に示すように、コイル１２及び静的鉄心１３と組み合う可動鉄心はパイロット弁ヘッド１１として機能してもよく、そうすることによりパイロット弁体１全体の構造は非常に簡素になり、体積も小さくなる。もちろん、可動鉄心及びパイロット弁ヘッド１１は別々に設けられてもよい。
【００６４】
第二に、パイロット弁ヘッド１１と弁本体２は互いに組み合い、また弁本体２は状態が安定している固定部材であるため、電磁弁の二方向の開閉過程において、パイロット弁ヘッド１１と弁本体２との位置ずれが生じにくく、背景技術と比較して、パイロット弁口の閉口性能は位置ずれの影響を受けにくい。そのため、弁本体２及びパイロット弁ヘッド１１に複雑な構造のガイド部を設ける必要がなく、背景技術と比較して、本発明では明らかに構造が簡素化され、加工難度と組立技術のコストは下がり、制御精度は要求を満たしうる。
【００６５】
背景技術と比較すると、パイロット弁口はピストン３から分離されており、弁本体２の内側に設けられている。パイロット弁口の開閉動作による、ピストン室４と第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断の制御を確実にするため、パイロット弁流路２１ｄが設けられ、さらにパイロット弁室１１ａが設けられて、パイロット弁室１１ａは、ピストン室４と二つの流路の間の中間路としての機能を果たす。実際は、パイロット弁室１１ａを設ける代わりに、パイロット弁流路２１ｄと二つの流路をパイロット弁口に連通させてもよいが、パイロット弁室１１ａを設けた方が、パイロット弁流路２１ｄ及び二つの流路と、パイロット弁口との連通関係を実現させやすく、実際の加工を容易にする。
【００６６】
二方電磁弁の動作原理によると、コイル１２の通電時、第一流路２−１及び第二流路２−２は、ピストン室４を第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂに連通させる必要がある。これにより、第一流路２−１、第二流路２−２、二つの接続口、及びパイロット弁口等は様々な設計になりうる。
【００６７】
再度図３から図５を参照すると、本実施例において、第一流路２−１はパイロット弁口を第一接続口２ａに一方向に連通させ、第二流路２−２はパイロット弁口を第二接続口２ｂに一方向に連通させる。図に示すように、第一流路２−１とパイロット弁口との間には第一一方向弁２１６が設けられ、また第二流路２−２とパイロット弁口との間には第二一方向弁２１５が設けられており、冷媒はパイロット弁口から第一流路２−１及び第二流路２−２へのみ流出できるようになっている。
【００６８】
このとき、冷媒の流入路は依然としてピストン３に設けられていてもよく、図３に示すように、ピストン３には第二接続口２ｂをピストン室４に一方向に連通させる入口一方向弁３ｂが設けられ、ピストン３にはさらに、ピストン室４を第一接続口２ａに連通させる入口バランス孔３ａが設けられ、入口バランス孔３ａ及び入口一方向弁３ｂの位置は、それぞれ第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂの位置に対応している。さらに、図３に示すように、ピストン３の前端部は段差部を有していてもよく、段差部の壁面と弁本体２の内壁の間に環状溝を形成し、すなわち前弁室を形成する。前弁室を設けると入口バランス孔３ａを設けやすく、ピストン３の前端部の周部のどの場所にでも入口バランス孔３ａを設けることができ、ピストン室４と第一接続口３ａとの連通を実現することができる。
【００６９】
前記直線型二方電磁弁の動作原理は下記の通り。
【００７０】
ａ１．冷媒が第一接続口２ａより流入する場合
コイル１２の断電時
パイロット弁ヘッド１１は図３に示す位置にあり、すなわち、パイロット弁ヘッド１１の鋼球１１１はパイロット弁口を塞いでおり、パイロット弁室１１ａは二つの流路から遮断され、高圧冷媒は第二流路２−２に流入できず、つまり、ピストン室４は第二接続口２ｂから遮断される。この場合の冷媒の流路は、第一接続口２ａから流入し、入口バランス孔３ａ、ピストン室４、及びパイロット弁流路２１ｄを通じ、パイロット弁室１１ａに流入する。その他の冷媒の流路として、第一流路２−１から流入し、第一一方向弁２１６にて止められる。ピストン３は、ピストン室４にて高圧冷媒の作用が働いて移動することができず、第一接続口２ａと第二接続口２ｂは遮断され、電磁弁は閉弁する。
【００７１】
コイル１２の通電時
パイロット弁ヘッド１１は、電磁力の作用が働き、図３に示す位置より上へ移動し、パイロット弁ヘッド１１の鋼球１１１はパイロット弁口から離れるため、高圧冷媒は第二流路２−２に流入し、第二一方向弁２１５を開弁してピストン室４を第二接続口２ｂに連通させる。この場合の冷媒の流路は、第一接続口２ａから流入し、入口バランス孔３ａ、ピストン室４、パイロット弁流路２１ｄ、パイロット弁室１１ａ、第二流路２−２を通じ、第二接続口２ｂに流入する。設計時に、入口バランス孔３ａの断面積を第二流路２−２の断面積よりも小さくすることで、ピストン室４に流入する冷媒の体積が、ピストン室４から流出する冷媒の体積よりも小さくなり、ピストン３の上側と下側の間で圧力差が生じ、ピストン３は上に移動し、電磁弁の弁口２ｃは開口し、第一接続口２ａと第二接続口２ｂは直接連通し、電磁弁は開弁する。
【００７２】
ｂ１．冷媒が第二接続口２ｂより流入する場合
コイル１２の断電時
パイロット弁ヘッド１１は図３に示す位置にあり、上述したように、パイロット弁室１１ａは二つの流路から遮断され、高圧冷媒は第一流路２−１に流入できず、すなわち、ピストン室４は第一接続口２ａから遮断される。実際は、ピストン室と第一接続口２ａの間には一定の流量がなお存在しており、入口バランス孔３ａを通じて一定量の冷媒は第一接続口２ａに流出する。この場合の冷媒の流路は、第二接続口２ｂから流入し、入口一方向弁３ｂ及びピストン室４を通じ、パイロット弁室１１ａに流入する。その他の冷媒の流路として、第二接続口２ｂから流入し、第二流路２−２に流入して第二一方向弁２１５にて止められる。ピストン３は、ピストン室４にて高圧冷媒の作用が働いて移動することができず、第一接続口２ａと第二接続口２ｂは遮断され、電磁弁は閉弁する。
【００７３】
コイル１２の通電時
パイロット弁ヘッド１１は、電磁力の作用が働き、図３に示す位置より上へ移動し、パイロット弁ヘッド１１の鋼球１１１はパイロット弁口から離れ、パイロット弁室１１ａに流入する高圧冷媒はパイロット弁口を通じて第一流路２−１に流入し、それにより第一一方向弁２１６を開弁し、ピストン室４を第一接続口２ａに連通させる。この場合の冷媒の経路は、第二接続口２ｂから流入し、ピストン室４、パイロット弁流路２１ｄ、パイロット弁室１１ａ、第一流路２−１を通じ、第一接続口２ａに流入する。設計時に、入口一方向弁３ｂの断面積を第一流路２−１の断面積よりも小さくすることで、ピストン室４に流入する冷媒の体積が、ピストン室４から流出する冷媒の体積よりも小さくなり、ピストン３の上側と下側の間で圧力差が生じ、ピストン３は上に移動し、電磁弁の弁口２ｃは開口し、第一接続口２ａと第二接続口２ｂは直接連通し、電磁弁は開弁する。
【００７４】
上述の実施例において、第一接続口２ａをピストン室４に一方向に連通させる一方向弁が入口バランス孔３ａに設けられていてもよく、その場合冷媒が第二接続口２ｂから流入する際に、冷媒は入口バランス孔３ａを通じて第一接続口２ａに流入することができない。もちろん、実際の応用において、既存の二方電磁弁の仕様からすると、入口バランス孔３ａの直径は、例えば０．５ｍｍ程度と、非常に小さくとも使用の要件を満たしており、この場合、流通面積は相対的に小さく、冷媒が第二接続口２ｂから流入する際に、入口バランス孔３ａを通じて第一接続口２ａに直接流入する冷媒は無視してもよく、また電磁弁の開閉力に影響を及ぼさない。このとき、入口バランス孔３ａには一方向弁が設けられていなくてもよい。
【００７５】
上述の説明において、流路として機能する入口バランス孔３ａ及び入口一方向弁３ｂがピストン３に設けられており、留意すべきなのは、流入路は弁本体２に設けられてもよいということである。流入路は弁本体２に別々に設けられてもよく、また冷媒の流出路と同一の流路上に設けられてもよい。例えば、第二流路２−２はピストン室４に通じる支流路を有し、前記支流路は弁本体２の上端部の内側に直接設けられてもよく、第二接続口２ｂをピストン室４に一方向に連通させる一方向弁が支流路に設けられる。同様に、入口バランス孔３ａの代わりに、支流路が第一流路２−１に設けられ、ピストン室４と連通してもよい。これらの全ての設計は、電磁弁を二方向に開閉する目的を実現でき、もちろん、ピストン３に流入路が設けられる場合も、冷媒はピストン室４に急速に流入し、電磁弁の開閉の反応速度を高める。
【００７６】
上述の実施例において、図３から図７に示すように、弁本体２は、具体的に、上部弁体２１及び下部弁体２２を有してもよい。この場合、第一流路２−１は、上部弁体２１の内側に設けられる第一上側流路及び下部弁体２２の内側に設けられる第一下側流路２２ｄを有していてもよく、第一上側流路と第一下側流路２２ｄは互いに連通する。第二流路２−２は、上部弁体２１の内側に設けられる第二上側流路及び下部弁体２２の内側に設けられる第二下側流路２２ｃを有し、第二上側流路と第二下側流路２２ｃは互いに連通する。パイロット弁ヘッド１１は、弁本体２の、弁口２ｃと対向する一端部の内側に設けられ、パイロット弁流路２１ｄは、上部弁体２１の内側に設けられてもよい。弁本体２は、ピストン３やピストン室４中のばね等の部材の組み立てを容易にするため、上部弁体２１と下部弁体２２に分けて設けられてもよい。さらに、上部弁体２１と下部弁体２２に分かれた構造は、必要な第一流路２−１及び第二流路２−２を作ることを容易にする。もちろん、弁本体２は、一つの部材として形成されてもよく、一端部がパイロット弁ヘッド１１に接続し、もう一端部が内部部材の組み立てに用いられてもよいが、この場合、加工の簡素化及び組立技術に関して、弁本体２が上部弁体２１と下部弁体２２に分かれている場合に劣る。
【００７７】
弁本体２と下部弁体２２が別々に設けられる場合、弁本体２の第一接続口２ａは下部弁体２２の側壁に設けられてもよく、また第二接続口２ｂは下部弁体２２の端部に設けられてもよい。それに応じて、パイロット弁ヘッド１１は、下部弁体２２のもう一端部に接続する。第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂがこのように設計されることで、ピストン３の連通と遮断の制御が容易になる。
【００７８】
このとき、図３に示すように、第一下側流路２２ｄは縦向きに設けられ、第二下側流路２２ｃは、縦向きに設けられた縦型下側流路２２ａと、縦型下側流路２２ａと第二接続口２ｂを連通させる移行下側流路２２ｂを有していてもよく、縦向きとは、弁本体２の軸方向と平行な方向を指す。第一接続口２ａは下部弁体２２の側壁に設けられ、第一流路２−１が縦向きに設けられるとき、第一流路２−１に沿った冷媒の移動距離が最短となることで反応速度を高め、また第一流路２−１は直接打ち抜きによって形成されてもよく、それにより加工が容易になる。縦型下側流路２２ａを有する第二流路２−２も第一流路２−１と同様の効果を得ることができる。第二接続口２ｂは端部に位置するため、縦型下側流路２２ａは移行下側流路２２ｂを通じて第二接続口２ｂとの連通を実現する必要がある。
【００７９】
さらに、図３に示すように、第一流路２−１及び第二流路２−２は同一軸部上にあってもよい。このような設計により、第一流路２−１及び第二流路２−２は弁本体２の両端部に設けられ、これにより弁本体２の構造はほぼ対称となり、安定性を向上させる。
【００８０】
加えて、第一上側流路及び第二上側流路は、図３に示す第一横型上側流路２１ｃ及び第二横型上側流路２１ｂのような互いに連通した横型上側流路、及び縦型上側流路２１ａをそれぞれ有していてもよく、それにより加工が容易になり、一つのパイロット弁口による、パイロット弁室１１ａと第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断の同時制御を容易にする。また、冷媒が縦型流路２１ａを通じて流入する際、冷媒は第一横型上側流路２１ｃもしくは第二横型上側流路２１ｂに流入し、縦型流路２１ａに対して垂直に設けられた横型上側流路は比較的流れ抵抗が大きいため、パイロット弁体１の開弁時、縦型流路２１ａの出口における圧力の変化はほとんどなく、すなわち、開弁前と開弁後の鋼球１１１の両端の間の圧力差は小さく、鋼球１１１を動かすことに対する抵抗力が小さいため、開弁が容易となる。もちろん、第一上側流路及び第二上側流路は、弁本体２の軸に対して斜めに設けられてもよい。
【００８１】
これに基づき、第一上側流路及び第二上側流路は、図４に示すように、同一の縦型上側流路２１ａを有していてもよく、第一一方向弁２１６及び第二一方向弁２１５はそれぞれ、第一横型上側流路２１ｃ及び第二横型上側流路２１ｂに設けられる。このような設計により、一方向弁を上部弁体２１に容易に取付けることができる。同一の縦型上側流路２１ａを有することは、加工を容易にし、二つの流路と、同一のパイロット弁口との連通と遮断の制御も容易にする。パイロット弁室１１ａは二つのパイロット弁口を有し、二つの流路はそれぞれ一つのパイロット弁口と連通し、パイロット弁ヘッド１１は二つの鋼球１１１もしくは他の封鎖部材を有し、二つのパイロット弁口をそれぞれ塞いでもよい。この場合、第一流路２−１及び第二流路２−２は共有部分（縦型上側流路２１ａ）を有さない。明らかに、本実施例中の構造はより簡素化されており、加工が容易である。
【００８２】
上述の実施例中における、第一流路２−１及び第二流路２−２がパイロット弁口をそれぞれ第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂに一方向に連通させる設計は、パイロット弁室１１ａと第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断が同一のパイロット弁口によって制御される場合に、第一流路２−１と第二流路２−２が直接連通することを防ぐものであり、この目的の達成のため、二つの一方向弁が、下部弁体２２の二つの下側流路にそれぞれ設けられてもよい。パイロット弁室１１ａが、第一流路２−１及び第二流路２−２にそれぞれ対応する二つのパイロット弁口を有するとき、第一流路２−１及び第二流路２−２は互いに連通せず、上述の第一一方向弁２１５及び第二一方向弁２１６を有さなくてもよい。
【００８３】
図９及び図１０を参照すると、図９は、本発明による実施例２の直線型二方電磁弁の軸方向断面図であり、図１０は、図９のＢ−Ｂ断面での断面図である。
【００８４】
第一上側流路及び第二上側流路が同一の縦型上側流路２１ａを有するとき、第一上側流路と第二上側流路の横型上側流路も同一断面上にあり、図９に示すように、第一横型上側流路２１ｃ及び第二横型上側流路２１ｂは同一直線上にある。この場合、二つの上側流路の横型上側流路の加工はより容易であり、上部弁体２１の流路はより対称的に分布され、弁本体２の安定性向上を促進する。
【００８５】
さらに、図３及び図９に示すように、パイロット弁流路２１ｄも縦向きに設けられてもよく、縦向きに設けると、パイロット弁流路２１ｄとピストン室４との連通距離は最短となり、開弁時に、ピストン室４に流入する高圧冷媒はパイロット弁室１１ａに急速に流入し、さらに第一流路２−１もしくは第二流路２−２に流入して、電磁弁の反応速度を高める。
【００８６】
上部弁体２１と下部弁体２２に分かれた構造の弁本体２は、具体的に下記の方法によって一つに結合されてもよい。上部弁体２１は下向きの段差面を有し、下部弁体２２は、下向きの段差面と組み合う上向きの段差面を有し、上部弁体２１と下部弁体２２はそれぞれボルト穴を有し、ボルト穴に挿入されるボルト２１４によって互いに固定される。組み合わさった段差面は、上部弁体２１と下部弁体２２の結合をより緊密にし、ボルト２１４を用いれば、上部弁体２１と下部弁体２２の組み立てはより確かなものになる。密封効果を強化し、冷媒の漏出を防ぐため、上部弁体２１及び下部弁体２２の接触面にシールリングを取付けてもよい。図３、図５、及び図６に示すように、上部弁体２１及び下部弁体２２は三段の段差面をもって互いに組み合い、三段の段差面の三つの段にはそれぞれ、第一シールリング２１１、第二シールリング２１２、及び第三シールリング２１３が設けられる。
【００８７】
弁本体２を上部弁体２１と下部弁体２２に分けて設計するとき、上部弁体２１の、パイロット弁体１に面する端部は溝２１７を有していてもよく、パイロット弁口も溝２１７に設けられる。図３、図６、及び図７に示すように、パイロット弁体１のパイロット弁ヘッド１１が溝２１７に挿入された後、パイロット弁室１１ａが形成され、そうすることで、パイロット弁室１１ａ及びパイロット弁口の設計が容易になる。
【００８８】
具体的に、下部弁体２２は円筒構造を有し、上部弁体２１はキャップ形状であり、下部弁体２２の端部に密接に係合する。図３から図６に示すように、キャップ形状の上部弁体２１は体積が小さく、二つの上側流路を有するための体積のみ有していればよいため、取付が容易である。さらに、ピストン室４は主に下部弁体２２によって形成されるため、ピストンの効果的な組み立てを促進し、ピストン３と弁壁間の密封性も保証される。
【００８９】
以上のように、本発明によって提供される直線型二方電磁弁について詳しく説明した。本文中では、具体例によって本発明のメカニズム及び実施形態について説明したが、以上の実施例の説明は、本発明の方法及び趣旨を理解することに寄与するものに過ぎない。当業者は、本発明の原理から逸脱しないことを前提に、本発明に対して若干の改善及び修飾をすることができ、これらの改善及び修飾も、本発明の請求項の保護範囲内に該当する。
【符号の説明】
【００９０】
１  弁体
１ｂ  弁口
２０ｂ  第二接続口
２０ａ  第一接続口
３０  ピストン
３０ｂ  流入路
３０ｅ  第一逆止弁
３０ｆ  第二逆止弁
３０ａ  第一逆止弁コア
３０ｃ  第二逆止弁コア
３０ｋ  第一ピストン流路
３０ｄ  第二ピストン流路
３０ｇ  一方向弁
４０  可動鉄心
５０  パイロット弁ヘッド
６０  ガイドロッド
７０  コイル
９０  バネ
１  パイロット弁体
１１  パイロット弁ヘッド
１１１  鋼球
１１ａ  パイロット弁室
１２  コイル
１３  静的鉄心
１４  パイロット弁ばね
２  弁本体
２ａ  第一接続口
２ｂ  第二接続口
２１  上部弁体
２−１  第一流路
２−２  第二流路
２１ａ  縦型上側流路
２１ｃ  第一横型上側流路
２１ｂ  第二横型上側流路
２１ｄ  パイロット弁流路
２１１  第一シールリング
２１２  第二シールリング
２１３  第三シールリング
２１４  ボルト
２１６  第一一方向弁
２１５  第二一方向弁
２１７  溝
２２  下部弁体
２２ｃ  第一下側流路
２２ａ  縦型下側流路
２２ｂ  移行下側流路
２２ｄ  第二下側流路
３  ピストン
３ａ  入口バランス孔
３ｂ  入口一方向弁
４  ピストン室
【図１】
2016506484.tif 000003
【図２】
2016506484.tif 000004
【図３】
2016506484.tif 000005
【図４】
2016506484.tif 000006
【図５】
2016506484.tif 000007
【図６】
2016506484.tif 000008
【図７】
2016506484.tif 000009
【図８】
2016506484.tif 000010
【図９】
2016506484.tif 000011
【図１０】
2016506484.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月8日(2015.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体（２）及びパイロット弁体（１）を備え、前記弁本体（２）によって形成される弁室内にはピストン（３）が設けられてピストン室（４）を形成し、前記弁本体（２）は前記ピストン（３）によって連通と遮断が制御される第一接続口（２ａ）と第二接続口（２ｂ）を有し、
さらに前記第一接続口（２ａ）と前記第二接続口（２ｂ）にそれぞれ連通して冷媒を流出させる第一流路(２−１)と第二流路(２−２)を備え、
前記第一流路(２−１)と前記第二流路(２−２)はどちらも前記弁本体（２）の内側に設けられ、
前記弁本体（２）の内側にはパイロット弁流路（２１ｄ）が設けられ、前記ピストン室（４）は前記パイロット弁流路（２１ｄ）を通じて前記パイロット弁体（１）のパイロット弁口と連通しており、
前記パイロット弁体（１）のパイロット弁ヘッド（１１）が前記パイロット弁口を開閉させることにより、前記ピストン室（４）と前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)とを連通または遮断させることを特徴とする直線型二方電磁弁。
【請求項２】
1つの前記パイロット弁口を有し、前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)にはそれぞれ一方向弁が設けられ、前記一方向弁のそれぞれは、前記パイロット弁口を前記第一接続口（２ａ）及び前記第二接続口（２ｂ）にそれぞれ連結させることを特徴とする請求項１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項３】
前記弁本体（２）は上部弁体（２１）及び下部弁体（２２）を有し、前記第一流路(２−１)は前記上部弁体（２１）の内側に設けられた第一上側流路と、前記下部弁体（２２）の内側に設けられた第一下側流路（２２ｃ）を有し、前記第一上側流路及び前記第一下側流路（２２ｃ）は互いに連通しており、前記第二流路(２−２)は、前記上部弁体（２１）の内側に設けられた第二上側流路と、前記下部弁体（２２）の内側に設けられた第二下側流路（２２ｄ）を有し、前記第二上側流路及び前記第二下側流路（２２ｄ）は互いに連通しており、前記パイロット弁流路（２１ｄ）が前記上部弁体（２１）の内側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項４】
前記第一接続口（２ａ）は前記下部弁体（２２）の側壁に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）は前記下部弁体（２２）の端部に設けられ、前記第一下側流路（２２ｃ）は縦向きに設けられ、第二下側流路（２２ｄ）は、縦向きに設けられた縦型下側流路（２２ａ）と、前記縦型下側流路（２２ａ）と前記第二接続口（２ｂ）を連通させる移行下側流路（２２ｂ）とを有することを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項５】
前記第一流路(２−１)及び前記第二流路(２−２)は同一軸部上にあることを特徴とする請求項４に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項６】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、互いに連通した横型上側流路及び縦型上側流路（２１ａ）をそれぞれ有することを特徴とする請求項５に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項７】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路の横型上側流路は同一断面上にあることを特徴とする請求項６に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項８】
前記第一上側流路及び前記第二上側流路は、同一の前記縦型上側流路（２１ａ）を有することを特徴とする請求項６に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項９】
冷媒を前記ピストン室（４）に流入させる流入路が前記ピストン（３）に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１０】
前記第一接続口（２ａ）に連通する流入路が前記ピストン（３）の側壁に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）に連通する流入路が前記ピストン（３）の端部に設けられ、前記第二接続口（２ｂ）を前記ピストン室（４）に一方向に連通させる入口一方向弁（３ｂ）が前記第二接続口（２ｂ）と連通する前記流入路に設けられることを特徴とする請求項９に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１１】
前記上部弁体（２１）は下向きの段差面を有し、前記下部弁体（２２）は前記下向きの段差面と組み合う上向きの段差面を有し、前記上部弁体（２１）及び前記下部弁体（２２）はボルト穴を有し、前記ボルト穴に挿入されるボルト（２１４）によって互いに固定されることを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１２】
前記下部弁体（２２）は円筒構造を有し、前記上部弁体（２１）はキャップ形状に形成され、前記下部弁体（２２）の端部に密接に係合することを特徴とする請求項１１に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１３】
パイロット弁室（１１ａ）を備え、前記ピストン室（４）は前記パイロット弁流路（２１ｄ）を通じて前記パイロット弁室（１１ａ）と連通し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一流路(２-１)及び前記第二流路(２−２)が前記パイロット弁室（１１ａ）を通じて前記ピストン室（４）と連通することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１４】
前記パイロット弁体（１）の内側に設けられた可動鉄心は、前記パイロット弁ヘッド（１１）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１５】
前記パイロット弁流路（２１ｄ）は縦向きに設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の直線型二方電磁弁。
【請求項１６】
前記上部弁体（２１）の前記パイロット弁体（１）に面する端部は溝を有し、前記溝は、前記パイロット弁体（１）と係合して、前記ピストン室（４）と連通するパイロット弁室（１１ａ）を形成し、前記パイロット弁口の開口時は、前記第一上側流路及び前記第二上側流路は前記パイロット弁室（１１ａ）と連通することを特徴とする請求項３に記載の直線型二方電磁弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ａ．冷媒が第一接続口２０ａより流入する場合
コイル７０の断電時
パイロット弁ヘッド５０は図１に示す位置にあり、このとき、パイロット弁ヘッド５０はバネ９０の作用が働いてピストン３０を弁口１ｂに押し付け、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは直接連通できなくなる。この場合の冷媒の流路は、第一接続口２０ａから流入し、流入路３０ｂ及び第一ピストン流路３０ｋを通じ第一逆止弁３０ｅを押し開け、ピストン３０の上側のピストン室に流入する。このとき、高圧冷媒の作用が働いて第二逆止弁３０ｆが閉弁し、冷媒は第二ピストン流路３０ｄを通って第二接続口２０ｂへ流入することができなくなる。したがって、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは遮断され、二方電磁弁は閉弁する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ｂ．冷媒が第二接続口２０ｂより流入する場合
コイル７０の断電時
この場合の冷媒の流路は、第二接続口２０ｂから流入し、一方向弁３０ｇの流入孔及び第二ピストン流路３０ｄを通じ、第二逆止弁３０ｆを押し開け、ピストン３０の上側のピストン室に流入する。このとき、高圧冷媒の作用が働いて第一逆止弁３０ｅが閉弁し、冷媒は第一ピストン流路３０ｋを通って第一接続口２０ａへ流入できなくなる。したがって、第一接続口２０ａと第二接続口２０ｂは遮断され、二方電磁弁は閉弁する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
まず、電磁弁が流量を大きくする必要があるとき、弁口１ｂは大きくなり、それに応じてピストン３０のストロークを大きくする必要がある。そのため、パイロット弁ヘッド５０の移動幅も同時に大きくする必要があり、それに応じて可動鉄心４０の移動幅も大きくする必要がある。可動鉄心４０の移動幅を大きくすることに伴い、コイル７０の吸引力が減少し、弁体の開弁力が急激に減少する。このほかに、電磁弁の高さが増加することもあり、コイル７０が大きくなれば、パワー過大や温度上昇等の一連の問題も引き起こす可能性があり、電磁弁の体積も増加する可能性がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
【図１】図１は、典型的な二方電磁弁の構造を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の二方電磁弁のパイロット弁ヘッド及び可動鉄心の構造を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明による実施例１の直線型二方電磁弁の軸方向断面図である。
【図４】図４は、図３のＩ部分を示す部分拡大概略図である。
【図５】図５は、図３のＡ−Ａ断面での断面図である。
【図６】図６は、図３の上部弁体の構造を示す概略図である。
【図７】図７は、図５の上部弁体の構造を示す概略図である。
【図８】図８は、図３の上部弁体の構造を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明による実施例２の直線型二方電磁弁の軸方向断面図である。
【図１０】図１０は、図９のＢ−Ｂ断面での断面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図３から図８を参照すると、図３は、本発明による実施例１の直線型二方電磁弁の軸方向断面図であり、図４は、図３のＩ部分を示す部分拡大概略図であり、図５は、図３のＡ−Ａ断面での断面図であり、図６は、図３の上部弁体の構造を示す概略図であり、図７は、図５の上部弁体の構造を示す概略図であり、図８は、図３の上部弁体の構造を示す斜視図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
パイロット弁ヘッド１１がピストン３から分離されているため、図１に示すようなチャンバーがパイロット弁ヘッド１１と可動鉄心の間に設けられなくてもよく、バネ９０がそのチャンバーの中に設けられなくてもよい。そのため、パイロット弁ヘッド１１は簡素な構造となる。また、図３に示すように、コイル１２及び静的鉄心１３と組み合う可動鉄心はパイロット弁ヘッド１１として機能してもよく、そうすることによりパイロット弁体１全体の構造は非常に簡素になり、体積も小さくなる。もちろん、可動鉄心及びパイロット弁ヘッド１１は別々に設けられてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
このとき、冷媒の流入路は依然としてピストン３に設けられていてもよく、図３に示すように、ピストン３には第二接続口２ｂをピストン室４に一方向に連通させる入口一方向弁３ｂが設けられ、ピストン３にはさらに、ピストン室４を第一接続口２ａに連通させる入口バランス孔３ａが設けられ、入口バランス孔３ａ及び入口一方向弁３ｂの位置は、それぞれ第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂの位置に対応している。さらに、図３に示すように、ピストン３の前端部は段差部を有していてもよく、段差部の壁面と弁本体２の内壁の間に環状溝を形成し、すなわち前弁室を形成する。前弁室を設けると入口バランス孔３ａを設けやすく、ピストン３の前端部の周部のどの場所にでも入口バランス孔３ａを設けることができ、ピストン室４と第一接続口２ａとの連通を実現することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
上述の実施例において、図３から図７に示すように、弁本体２は、具体的に、上部弁体２１及び下部弁体２２を有してもよい。この場合、第一流路２−１は、上部弁体２１の内側に設けられる第一上側流路及び下部弁体２２の内側に設けられる第一下側流路２２ｃを有していてもよく、第一上側流路と第一下側流路２２ｃは互いに連通する。第二流路２−２は、上部弁体２１の内側に設けられる第二上側流路及び下部弁体２２の内側に設けられる第二下側流路２２ｄを有し、第二上側流路と第二下側流路２２ｄは互いに連通する。パイロット弁ヘッド１１は、弁本体２の、弁口２ｃと対向する一端の内側に設けられ、パイロット弁流路２１ｄは、上部弁体２１の内側に設けられてもよい。弁本体２は、ピストン３やピストン室４中のばね等の部材の組み立てを容易にするため、上部弁体２１と下部弁体２２に分けて設けられてもよい。さらに、上部弁体２１と下部弁体２２に分かれた構造は、必要な第一流路２−１及び第二流路２−２を作ることを容易にする。もちろん、弁本体２は、一つの部材として形成されてもよく、一端部がパイロット弁ヘッド１１に接続し、もう一端部が内部部材の組み立てに用いられてもよいが、この場合、加工の簡素化及び組立技術に関して、弁本体２が上部弁体２１と下部弁体２２に分かれている場合に劣る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
上部弁体２１と下部弁体２２が別々に設けられる場合、弁本体２の第一接続口２ａは下部弁体２２の側壁に設けられてもよく、また第二接続口２ｂは下部弁体２２の端部に設けられてもよい。それに応じて、パイロット弁ヘッド１１は、下部弁体２２のもう一端部に接続する。第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂがこのように設計されることで、ピストン３の連通と遮断の制御が容易になる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
このとき、図３に示すように、第一下側流路２２ｃは縦向きに設けられ、第二下側流路２２ｄは、縦向きに設けられた縦型下側流路２２ａと、縦型下側流路２２ａと第二接続口２ｂを連通させる移行下側流路２２ｂを有していてもよく、縦向きとは、弁本体２の軸方向と平行な方向を指す。第一接続口２ａは下部弁体２２の側壁に設けられ、第一流路２−１が縦向きに設けられるとき、第一流路２−１に沿った冷媒の移動距離が最短となることで反応速度を高め、また第一流路２−１は直接打ち抜きによって形成されてもよく、それにより加工が容易になる。縦型下側流路２２ａを有する第二流路２−２も第一流路２−１と同様の効果を得ることができる。第二接続口２ｂは端部に位置するため、縦型下側流路２２ａは移行下側流路２２ｂを通じて第二接続口２ｂとの連通を実現する必要がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
加えて、第一上側流路及び第二上側流路は、図３に示す第一横型上側流路２１ｃ及び第二横型上側流路２１ｂのような互いに連通した横型上側流路、及び縦型上側流路２１ａをそれぞれ有していてもよく、それにより加工が容易になり、一つのパイロット弁口による、パイロット弁室１１ａと第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断の同時制御を容易にする。また、冷媒が縦型上側流路２１ａを通じて流入する際、冷媒は第一横型上側流路２１ｃもしくは第二横型上側流路２１ｂに流入し、縦型上側流路２１ａに対して垂直に設けられた横型上側流路は比較的流れ抵抗が大きいため、パイロット弁体１の開弁時、縦型上側流路２１ａの出口における圧力の変化はほとんどなく、すなわち、開弁前と開弁後の鋼球１１１の両端の間の圧力差は小さく、鋼球１１１を動かすことに対する抵抗力が小さいため、開弁が容易となる。もちろん、第一上側流路及び第二上側流路は、弁本体２の軸に対して斜めに設けられてもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
上述の実施例中における、第一流路２−１及び第二流路２−２がパイロット弁口をそれぞれ第一接続口２ａ及び第二接続口２ｂに一方向に連通させる設計は、パイロット弁室１１ａと第一流路２−１及び第二流路２−２との連通と遮断が同一のパイロット弁口によって制御される場合に、第一流路２−１と第二流路２−２が直接連通することを防ぐものであり、この目的の達成のため、二つの一方向弁が、下部弁体２２の二つの下側流路にそれぞれ設けられてもよい。パイロット弁室１１ａが、第一流路２−１及び第二流路２−２にそれぞれ対応する二つのパイロット弁口を有するとき、第一流路２−１及び第二流路２−２は互いに連通せず、上述の第一一方向弁２１６及び第二一方向弁２１５を有さなくてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016506484.tif 000013
【国際調査報告】
2016506484.tif 000014
2016506484.tif 000015
2016506484.tif 000016
2016506484.tif 000017
2016506484.tif 000018