(57)【要約】  双方向電磁弁である。ピストン（３）は、弁チャンバに配置され、ピストンチャンバ（４）が形成される。メイン弁本体（２）は、第１のインターフェース（２ａ）および第２のインターフェース（２ｂ）を提供され、その両方がピストン（３）によってオンまたはオフに制御される。双方向電磁弁もまた第１のランナ（２−１）および第２のランナ（２−２）を有し、その両方が別々に第１のインターフェース（２ａ）および第２のインターフェース（２ｂ）に連通して冷媒がピストンチャンバ（４）から流れ出ることを可能にする。第１のランナ（２−１）および第２のランナ（２−２）の両方はメイン弁本体（２）に配置される。メイン弁本体（２）は、内側にガイド弁ランナ（２１ｄ）を提供され、ピストンチャンバ（４）はガイド弁本体（１）上のガイド弁開口部とガイド弁ランナ（２１ｄ）を使用することによって連通する。ガイド弁本体（１）のガイド弁ヘッド（１１）は、ガイド弁開口部を開閉するために移動して、第１のランナ（２−１）と第２のランナ（２−２）とピストンチャンバ（４）とをオンまたはオフにする。電磁弁のガイド弁本体（１）のガイド弁ヘッド（１１）はピストン（３）から分離され、電磁弁が大きな流れの要求を有するときに、可動芯のストロークは、増加される必要はなく、変位はガイド弁ヘッド（１１）およびメイン弁本体（２）上で起こりにくく、複雑なガイド要素は配置される必要がなく、構造は簡略化され、処理コストおよび組み立てプロセスコストは低く、制御精度は要求を満たすことができる。
2016512875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向電磁弁であって、
メイン弁本体（２）と、
パイロット弁本体（１）とを備え、ピストン（３）は前記メイン弁本体（２）によって形成される弁キャビティ内に提供されてピストンキャビティ（４）が形成され、前記メイン弁本体（２）は、前記ピストン（３）によって互いに連通するか連通しないよう構成される第１の接続ポート（２ａ）および第２の接続ポート（２ｂ）を提供され、前記双方向電磁弁は、冷媒が流れ出すために、前記第１の接続ポート（２ａ）および前記第２の接続ポート（２ｂ）とそれぞれ連通する、第１の流路（２−１）および第２の流路（２−２）をさらに備え、
前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の両方は、前記メイン弁本体（２）内に配置され、
パイロット弁流路（２１ｄ）は、前記メイン弁本体（２）内にさらに提供され、前記ピストンキャビティ（４）は前記パイロット弁流路（２１ｄ）を介して前記パイロット弁本体（１）内のパイロット弁ポートに連通し、
前記パイロット弁本体（１）のパイロット弁ヘッド（１１）は、前記パイロット弁ポートを開くか閉じるために移動され、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）が前記ピストンキャビティ（４）と連通するか連通しないことを可能とする、双方向電磁弁。
【請求項２】
前記双方向電磁弁は１つのパイロット弁ポートを有し、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の各々の内に一方向の弁が提供され、それぞれ、前記パイロット弁ポートが前記第１の接続ポート（２ａ）に連通することと、前記パイロット弁ポートが前記第２の接続ポート（２ｂ）に連通することとを可能にする、請求項１に記載の双方向電磁弁。
【請求項３】
前記パイロット弁本体（１）は前記メイン弁本体（２）の側壁上に配置される、請求項１に記載の双方向電磁弁。
【請求項４】
前記第１の接続ポート（２ａ）は前記メイン弁本体（２）の前記側壁上に配置され、前記第２の接続ポート（２ｂ）は、前記メイン弁本体（２）の、弁ポート（２ｃ）を提供される、端部に配置される、請求項３に記載の双方向電磁弁。
【請求項５】
前記パイロット弁本体（１）は前記メイン弁本体（２）の、前記弁ポート（２ｃ）の近傍の前記端部に位置される、請求項４に記載の双方向電磁弁。
【請求項６】
前記パイロット弁本体（１）は前記第２の接続ポート（２ｂ）の前記位置に対応する、請求項５に記載の双方向電磁弁。
【請求項７】
前記第１の接続ポート（２ａ）に連通するための環状のフロント弁チャンバ（２ｆ）は、前記弁ポート（２ｃ）の近傍の端部の前記ピストン（３）の外壁および前記メイン弁本体（２）の内壁の間に形成され、前記第１の流路（２−１）は前記フロント弁チャンバ（２ｆ）を介して前記第１の接続ポート（２ａ）に連通する、請求項６に記載の双方向電磁弁。
【請求項８】
前記第１の流路（２−１）は、第２の一方向の弁（２１５）および前記パイロット弁ポートの間の位置において前記第２の流路（２−２）と連通する、請求項７に記載の双方向電磁弁。
【請求項９】
前記パイロット弁流路（２１ｄ）は、前記メイン弁本体（２）の長さ方向に配置される、請求項５に記載の双方向電磁弁。
【請求項１０】
前記パイロット弁本体（１）は、前記メイン弁本体（２）の、前記弁ポート（２ｃ）から離れて、端部に位置される、請求項４に記載の双方向電磁弁。
【請求項１１】
前記パイロット弁ポートに連通するためのリア弁チャンバ（２ｅ）は、前記弁ポート（２ｃ）から離れた端部の前記ピストン（３）の外壁および前記メイン弁本体（２）の内壁の間に形成され、前記第１の流路（２−１）および両方の前記第２の流路（２−２）は、前記パイロット弁ポートに両方前記リア弁チャンバ（２ｅ）を介して連通する、請求項１０に記載の双方向電磁弁。
【請求項１２】
双方向電磁弁であって、パイロット弁キャビティ（１１ａ）を備え、前記ピストンキャビティ（４）は、前記パイロット弁流路（２１ｄ）を介して前記パイロット弁キャビティ（１１ａ）と連通し、前記パイロット弁ポートが開いている場合に、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の両方は前記パイロット弁キャビティ（１１ａ）を介して前記ピストンキャビティ（４）と連通する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【請求項１３】
前記パイロット弁本体（１）内に提供される可動鉄芯は、前記パイロット弁ヘッド（１１）である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【請求項１４】
前記メイン弁本体（２）は、円筒状の弁座（２１）および前記弁座（２１）の１つの端部に位置される閉弁部（２２）を備える、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１４年２月２１日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１４／０７２３５２号の国際段階であり、２０１３年３月２８日に中国国家知的財産帳に提出された“ＢＩＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＶＡＬＶＥ（双方向電磁弁）”と題する中国特許出願第２０１３１０１０６６５６．７号の優先権の利益を主張し、その全体の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、弁本体の技術分野に関し、特に双方向電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
一般的な電磁弁は、構造的な制限により、一方向のみに連通するか連通しないかであり得る。従来のシステムでは、一方向の弁は、しばしば協働して使用されることを必要とする。ヒートポンプシステムの冷却および加熱プロセスでは、冷媒は反対方向に流れ、このことは双方向の連通を達成するために２つの一方向の電磁弁が直列に接続されることを要し、その結果複雑なシステム構造、低信頼性、高コストとなるため、双方向電磁弁が設計されることを要する。
【０００４】
図１〜２が参照される。図１は、例示的な双方向電磁弁の構造を示す概略図である。図２は、図１の双方向電磁弁のパイロット弁ヘッドおよび可動鉄芯の構造を示す概略図である。
【０００５】
双方向電磁弁は線形の電磁弁であり、上下に配置されるメイン弁本体１およびパイロット弁本体を含む。パイロット弁本体内には、コイル７０と、互いに協働する静的鉄芯および可動鉄芯４０とが提供され、可動鉄芯４０に固定されるパイロット弁ヘッド５０がさらに提供される。ピストン３０はメイン弁本体１の弁キャビティ内に提供され、ピストンキャビティは、ピストン３０が取り付けられた後に、ピストン３０の上方に形成される。メイン弁本体１は第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂをさらに提供され、それぞれが第１の接続ポート管および第２の接続ポート管に接続される。図１に示されるように、ピストン３０が上に移動されると、ピストン３０は弁ポート１ｂから離れて移動され、これにより第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂが連通される。パイロット弁ヘッド５０は可動鉄芯４０に一体的に接続され、双方向電磁弁のコイル７０が通電されると、パイロット弁ヘッド５０は、磁力下で可動鉄芯４０によってピストン３０から離れて上に移動される。双方向電磁弁のコイル７０が非通電にされると、ばね９０がリセットされ、可動鉄芯４０はパイロット弁ヘッド５０を押して下向きに移動させてピストン３０に密接に当接させ、これにより弁ポート１ｂを閉じる。
【０００６】
ピストン３０は、第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄを提供される。第１のピストン流路３０ｋは、ピストン３０上に配置された注入流路３０ｂを介して第１の接続ポート２０ａに連通され、第２のピストン流路３０ｄは一方向の弁３０ｇを介して第２の接続ポート２０ｂに連通される。パイロット弁ヘッド５０は、第１の逆止め弁３０ｅおよび第２の逆止め弁３０ｆを提供される。図１に示されるように、第１の逆止め弁の弁芯３０ａおよび第２の逆止め弁の弁芯３０ｃは、第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄとそれぞれ整列されてこれらを遮断するために、パイロット弁ヘッド５０のソケットに挿入される。双方向電磁弁の動作原理は以下の通りである。
【０００７】
ａ．冷媒が第１の接続ポート２０ａから入る場合、
コイル７０が非通電にされるとき：
パイロット弁ヘッド５０は図１に示される位置にあり、この場合、ピストン３０は、パイロット弁ヘッド５０によってばね９０の下で弁ポート１ｂに密接に当接し、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接連通することができない。この場合、冷媒は始めに、第１の接続ポート２０ａ、そして注入流路３０ｂ、そして第１のピストン流路３０ｋを通過し、そして第１の逆止め弁３０ｅを開かせ、さらにピストン３０の上方のピストンキャビティを通過する。この場合、高圧を有する冷媒の下、第２の逆止め弁３０ｆが閉じられ、冷媒は、第２のピストン流路３０ｄを介して第２の接続ポート２ｂに流れることができない。このため、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは繋がれず、双方向電磁弁は閉じられる。
【０００８】
コイル７０が通電されるとき：
磁場はコイル７０内で生成され、可動鉄芯４０は静的鉄芯の近くにパイロット弁ヘッド５０を引き、第１の逆止め弁３０ｅおよび第２の逆止め弁３０ｆはそれぞれ第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄから係合を解除される。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２０ａを、そして注入流路３０ｂ、そして第１のピストン流路３０ｋ、そして第２のピストン流路３０ｄを通過し、一方向の弁３０ｇを開かせ、さらに第２の接続ポート２０ｂを通過する。注入流路３０ｂの断面積は第２のピストン流路３０ｄの断面積より小さいため、ピストン３０の上方のピストンキャビティに流れ込む冷媒の体積は、流れ出る冷媒の体積よりも小さく、このためピストン３０上方の冷媒の圧力は減る。そして、ピストン３０は、ピストン３０にわたる圧力差の下、上方に移動されて弁ポート１ｂから係合を解除され、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接的に連通され、このため双方向電磁弁が開かれる。
【０００９】
ｂ．冷媒が第２の接続ポート２０ｂから入る場合、
コイル７０が非通電にされるとき：
冷媒は、第２の接続ポート２０ｂを、そして一方向の弁３０ｇ内の小さな注入穴を、それから第２のピストン流路３０ｄを通過し、第２の逆止め弁３０ｆを開かせ、さらにピストン３０の上方のピストンキャビティを通過する。この時、高圧の冷媒の下、第１の逆止め弁３０ｅは閉じられ、冷媒は、第１のピストン流路３０ｋを介して第１の接続ポート２ａに流れることができない。このため、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは繋がれず、双方向電磁弁は閉じられる。
【００１０】
コイル７０が通電されるとき：
上述のように、パイロット弁ヘッド５０は上側に移動され、流路内の冷媒は第２の接続ポート２０ｂを、そして一方向の弁３０ｇの小さな注入穴、そして第２のピストン流路３０ｄ、そして第１のピストン流路３０ｋ、そして注入流路３０ｂ、そして第１の接続ポート２０ａを通過する。小さな注入穴の断面積は注入流路３０ｂの断面積より小さいため、ピストン３０の上側に流れ込む冷媒の体積は小さく、流れ出す冷媒の体積は大きく、ピストン３０の上方の冷媒の圧力を減らすことができる。それから、ピストン３０はピストン３０にわたる圧力差の下で上側に移動され、弁ポート１ｂから係合を解除され、このため第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接連通し、双方向電磁弁が開かれる。
【００１１】
上の双方向電磁弁の動作原理から、（入る、流れ出る冷媒に対する）注入流路３０ｂの断面積、２つのピストン流路、（流れ出る冷媒に対する）一方向の弁３０ｇが位置する流路、（入る冷媒に対する）一方向の弁３０ｇの小さな注入穴の間で設計においてある関係が満たされることが知られ、このことが圧力差を形成するために使用される。実際には、図１において、流れ出る冷媒に対する第１のピストン流路３０ｋは、流れ込む冷媒に対する注入流路３０ｂに連通し、流れ出る冷媒に対する第２のピストン流路３０ｄは、一方向の弁３０ｇの小さな注入穴に入る冷媒流路に連通する。
【００１２】
上記の双方向電磁弁は以下の技術的欠陥を有する。
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポート１ｂは拡大されるだろうし、対応して、ピストン３０のストロークは増加されることを要し、パイロット弁ヘッド５０のストロークは対応して増加されることを要し、可動鉄芯４０のストロークもまた対応して増加されることを要するが、可動鉄芯４０のストロークが増加するにつれて、コイル７０によって提供されることができる引力が減少し、弁本体１の開く能力は劇的に弱められる。加えて、電磁弁もまた増加された高さを有し得る。コイル７０が拡大されると、大きな電力、高い温度といった一連の問題が起こり得、電磁弁の体積もまた増加され得る。
【００１３】
第２に、電磁弁の双方向の開閉プロセスにおいて、第１の逆止め弁の弁芯３０ａおよび第２の逆止め弁の弁芯３０ｃはそれぞれ第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄと常に整列されなければならず、径方向に動かされることができず、さもなければ、２つの逆止め弁の弁芯は封止機能を達成することができず、双方向電磁弁は正常に開閉することができなくなる。この問題を回避するために、パイロット弁ヘッド５０は、２つのガイドロッド６０を提供され、ピストン３０は、２つのガイドロッド６０に対応する位置にガイド穴を提供される。図２を参照することによって、ガイドロッド６０はガイド穴内に常に挿入されることができ、このことが逆止め弁の弁芯がいつも対応するピストン流路に整列可能とすることが理解され得る。このため、パイロット弁ヘッド５０は複雑な構造、製造の困難さ、高コストの組み立てプロセスを有し得るが、そうであっても、制御精度は依然として理想的ではない。
【００１４】
そこで、当業者によって解決すべき技術的問題は、弁の開く能力に影響することなく、また、コイルの大きさを変えることなく、大きな流量を有するための双方向電磁弁に対する要件を満たすことである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明の概要
上の技術的問題を解決するために、本願において双方向の線形電磁弁が提供され、これにより、ピストンのストロークがパイロット弁ヘッドのストロークから分離されることを可能とし、電磁弁の開く能力とコイルの大きさを変えることなく、大きな流れの要件を満たす。
【００１６】
本願による双方向電磁弁は、メイン弁本体と、パイロット弁本体とを含み、ピストンはメイン弁本体によって形成される弁キャビティ内に提供され、ピストンキャビティが形成され、メイン弁本体は、ピストンによって連通するか連通しないように構成される、第１の接続ポートおよび第２の接続ポートを提供される。双方向電磁弁は、冷媒が流れ出るために第１の接続ポートおよび第２の接続ポートにそれぞれ連通する第１の流路および第２の流路をさらに含み、第１の流路および第２の流路の両方はメイン弁本体内に配置される。パイロット弁流路はメイン弁本体内にさらに提供され、ピストンキャビティはパイロット弁流路を介してパイロット弁本体内のパイロット弁ポートに連通される。そして、パイロット弁本体のパイロット弁ヘッドはパイロット弁ポートを開閉するために移動されて、第１の流路がピストンキャビティに連通するか連通しないかと、第２の流路がピストンキャビティに連通するか連通しないかとを可能とする。
【００１７】
電磁弁が動作されたときに、ピストンキャビティを第１の接続ポートにおよびピストンキャビティを第２の接続ポートにそれぞれ連通する第１の流路および第２の流路は、メイン弁本体内に配置され、対応して、パイロット弁ヘッドはピストンの代わりにメイン弁本体のみと協働することを要し、このためピストンのストロークおよびパイロット弁ヘッドのストロークは互いから分離される。このため、この構造の電磁弁は以下の技術的利点を有する。
【００１８】
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポートが拡大され、ピストンのストロークもまた増加されるが、可動鉄芯のストロークは増加される必要がなく、このため弁本体の弁の開く能力は影響されなくてもよく、電磁弁の高さは増加されることを要しない。これに基づき、コイルは拡大されることを要さず、これにより背景技術の技術的解決策に存在する技術的欠陥は克服される。
【００１９】
パイロット弁ヘッドがピストンから分離されるため、キャビティおよびばねが、図１のようにパイロット弁ヘッドおよび可動鉄芯の間のキャビティ内に位置されるように設計されることを要さなくてもよい。このためパイロット弁ヘッドの構造は簡略である。
【００２０】
第２に、パイロット弁ヘッドおよびメイン弁本体が協働され、メイン弁本体は定常部品であり定常状態を有し、このため双方向の電磁弁の開閉中に、パイロット弁ヘッドおよびメイン弁本体は容易に変位されない。背景技術と比較すると、パイロット弁ポートの閉じる性能は変位によって容易に影響されない。このため、メイン弁本体およびパイロット弁ヘッドは複雑なガイド部材を要しない。背景技術と比較すると、明らかに構造は簡略化され、製造の困難さ組み立てプロセスのコストは削減され、制御精度は満たされ得る。
【００２１】
好ましくは、双方向電磁弁は１つのパイロット弁ポートを有する。それぞれ、第１の接続ポートを用いてパイロット弁ポートに連結するためにおよび第２の接続ポートを用いてパイロット弁ポートに連結するために、一方向の弁は第１の流路および第２の流路の各々の中に配置される。
【００２２】
１つのパイロット弁ポートを介して第１の流路およびピストンキャビティだけでなく第２の流路およびピストンキャビティとの連通と非連通を制御することによって、制御は容易であり、構造は簡略化される。
【００２３】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の側壁上に配置される。
側壁上にパイロット弁本体を配置することは、電磁弁の配置を容易にする。
【００２４】
好ましくは、第１の接続ポートは、メイン弁本体の側壁上に配置され、第２の接続ポートは、弁ポートを提供されるメイン弁本体の端部に配置される。
【００２５】
第１の接続ポートおよび第２の接続ポートのこのような設計は、ピストンによって連通および非連通を制御することを容易にする。
【００２６】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の、弁ポートの近傍の、端部に位置される。
【００２７】
このような設計では、２つの接続ポートのピストンキャビティとの連通は、短い第１の流路および短い第２の流路によって達成されることができる。
【００２８】
好ましくは、パイロット弁本体は第２の接続ポートの位置に対応する。
この場合、第２の流路の長さはさらに削減され得、製造の困難さが削減され得る。
【００２９】
好ましくは、第１の接続ポートと連通するための環状のフロント弁チャンバは、弁ポート近傍の端部のピストンの外壁およびメイン弁本体の内壁の間に形成され、第１の流路は、フロント弁チャンバを介して第１の接続ポートに連通する。
【００３０】
このようにして、第１の流路の長さは、第２の流路の長さを低下させることに基づき、削減される。さらに、フロント弁チャンバもまた第１の流路の部分とみなされてもよい。流路の部分は弁キャビティ内の空間によって形成され、このことは製造の困難さを削減する。さらに、フロント弁チャンバの配置もまた注入平衡穴の配置を容易にする。
【００３１】
好ましくは、第１の流路は、第２の流路にパイロット弁ポートおよび第２の一方向の弁の間の位置において連通する。
【００３２】
このような連通は、同じパイロット弁ポートによって連通および非連通を制御することを達成しながらパイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッドの協働的な配置を容易にする。
【００３３】
好ましくは、パイロット弁流路はメイン弁本体の長さ方向に配置される。
長さ方向の配置は、パイロット弁流路内の冷媒のストロークを減らし、冷媒がピストンキャビティからパイロット弁ポート内に急速に入ることを可能とするために、パイロット弁流路の長さを最短にすることを可能にし得る。
【００３４】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の、弁ポートから離れて、端部に位置される。
【００３５】
パイロット弁本体が弁ポートから離れて配置されるとき、短いパイロット弁流路は、ピストンキャビティをパイロット弁キャビティに両方連通させること可能であり得、これによりパイロット弁流路の長さを低下させ製造を容易にさせることができ得る。
【００３６】
好ましくは、パイロット弁ポートと連通するためのリア弁チャンバは、弁ポートから離れた端部のピストンの外壁およびメイン弁本体の内壁の間に形成され、第１の流路および第２の流路の両方はリア弁チャンバを介してパイロット弁ポートに連通される。
【００３７】
リア弁チャンバが提供された後、第１の流路および第２の流路はメイン弁本体のちょうど長さ方向に配置されてもよく、これは製造されるのが容易である。さらに、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することは簡単に達成でき、このことは、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッドの協働的配置を容易にする。加えて、リア弁チャンバは、第１の流路および第２の流路の共通部分としてみなされてもよい。すなわち流路の一部は弁キャビティ内の空間によって形成され、さらに製造の困難さを削減する。
【００３８】
好ましくは、双方向電磁弁はパイロット弁キャビティを含み、ピストンキャビティは、パイロット弁流路を介してパイロット弁キャビティに連通される。パイロット弁ポートが開かれている場合には、第１の流路および第２の流路はピストンキャビティにパイロット弁キャビティを介して連通される。
【００３９】
パイロット弁キャビティが提供された後、パイロット弁流路と、２つの流路と、パイロット弁ポートとの間の連通関係は実現および製造がより簡略となる。
【００４０】
好ましくは、パイロット弁本体内に提供される可動鉄芯はパイロット弁ヘッドである。
可動鉄芯はパイロット弁ヘッドとしてふるまい、このためパイロット弁本体全体は簡易な構造および小さな体積を有する。
【００４１】
好ましくは、メイン弁本体は円筒状の弁座を含み、閉弁部は弁座の１つの端部に位置される。
【００４２】
端部カバー形状の上側の弁本体は２つの上側の流路を配置可能な小さな体積を占め、このことは、据え付けを容易にする。さらに、ピストンキャビティは下側の弁本体によって主に形成され、このことはピストンの効率的な組み立てを容易にする。また、ピストンおよび弁の壁は封止されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】例示的な双方向電磁弁の構造を示す概略図である。
【図２】図１に示されるパイロット弁ヘッドの構造および双方向電磁弁の可動鉄芯を示す概略図である。
【図３】本願の第１の実施形態による線形の双方向電磁弁の軸方向の断面図である。
【図４】Ａ−Ａ方向に沿って見た図３の断面図である。
【図５】図３内の弁座の構造を示す概略図である。
【図６】図４内の弁座の構造を示す概略図である。
【図７】図３内の閉弁部構造を示す概略図である。
【図８】本願の第２の実施形態による、双方向電磁弁の軸方向の断面図である。
【図９】図８内の流路を示す概略図である。
【図１０】図８内の双方向電磁弁の弁座の構造を示す概略図である。
【図１１】図１０内のＢ部分を示す、部分的に拡大された概略図である。
【図１２】図１１内のストップリングの構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１から２内の符号：
１弁本体、１ｂ弁ポート、２０ｂ第２の接続ポート、２０ａ第１の接続ポート、３０ピストン、３０ｂ注入流路、３０ｅ第１の逆止め弁、３０ｆ第２の逆止め弁、３０ａ第１の逆止め弁の弁芯、３０ｃ第２の逆止め弁の弁芯、３０ｋ第１のピストン流路、３０ｄ第２のピストン流路、３０ｇ逆止め弁、４０可動鉄芯、５０パイロット弁ガイド、６０ガイドロット、７０コイル、９０ばね。
【００４５】
図３から１２内の符号：
１パイロット弁本体、１１パイロット弁ヘッド、１１１鋼ボール、１１ａパイロット弁キャビティ、１２コイル、１３静的鉄芯、１４パイロット弁ばね；２メイン弁本体、２−１第１の流路、２−２第２の流路、２ａ第１の接続ポート、２ｂ第２の接続ポート、２１弁座、２１ｄパイロット弁流路、２ｅリア弁チャンバ、２ｆフロント弁チャンバ、２１６第１の一方向の弁、２１６ａ封止ボール、２１６ｂストップリング、ａベースリング、ｂ側壁、ｃ上壁、２１５第２の一方向の弁、２１７溝、２２閉弁部、２２１環状溝、３ピストン、３ａ注入平衡穴、３ｂ一方向の注入弁、４ピストンキャビティ。
【００４６】
発明の詳細な説明
当業者が本願の技術的解決策をよりよく理解するために、図面および実施形態とともに本願を詳細に説明する。
【００４７】
図３から７が参照される。図３は、本願の第１の実施形態による双方向の線形電磁弁の軸方向の断面図である。図４は、Ａ−Ａに沿う図３の断面図である。図５は、図３内の弁座の構造を示す概略図である。図６は、図４内の弁座の構造を示す概略図である。図７は、図３内の閉弁部の構造を示す概略図である。
【００４８】
双方向電磁弁はメイン弁本体２、パイロット弁本体１を有する。メイン弁本体２によって形成される弁キャビティは、その中にピストンキャビティ４をさらに形成するために、ピストン３を提供される。メイン弁本体２は、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを提供され、２つの接続ポートは、ピストン３の軸方向の移動によって連通および非連通されるように制御される。図３に示されるように、ピストン３が左に移動された後に、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、直接的に連通され得る。また図３から見られるように、ピストンキャビティ４はピストン３の左側上のキャビティであり、冷媒がピストンキャビティ４内に位置されたとき、ピストン３は高い圧力の下で閉じられる。ばねは、ピストンキャビティ４内にさらに提供され、ばねの戻る力は、ピストン３が他の外部の力を受けない場合に、双方向電磁弁の弁ポート２ｃを押すことを可能とする。
【００４９】
コイル１２と、互いに協働する静的鉄芯１３および可動鉄芯とは、パイロット弁本体１内に提供される。この実施形態では、可動鉄芯はパイロット弁ヘッド１１である。コイル１２が通電されるとき、静的鉄芯１３およびパイロット弁ヘッド１１は、互いに引き合う。コイル１２が非通電されるとき、静的鉄芯１３およびパイロット弁ヘッド１１は、パイロット弁ばね１４のリセット動作の下で互いから分離される。
【００５０】
双方向の接続および離断機能を達成するために、電磁弁は、冷媒がピストンキャビティ４から流れ出すことを可能にするための第１の流路２−１（図３）および第２の流路２−２（図４）を有する。
【００５１】
第１の流路２−１および第２の流路２−２は、パイロット弁ポートが開かれる場合に、ピストンキャビティ４にそれぞれ第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて接続する。背景技術を参照することによって、電磁弁が動作される場合に、パイロット弁ヘッド１１がコイル１２の磁力の下で移動され、パイロット弁ポートが開かれ、このためピストン３にわたって圧力差を形成して弁ポート２ｃを開くために、ピストンキャビティ４が第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂに第１の流路２−１または第２の流路２−２を介して連結されることを可能とするということが理解され得る。冷媒の注入流路を設計するときに、ピストンキャビティ４内へと流れ込む冷媒ための注入流路の断面積は、第１の流路２−１および第２の流路２−２と協働された後に圧力差を形成するための要件が満たされることができるように設計されるべきであるということが考えられ得る。このことは、背景技術および以下の実施形態を参照することによって理解され得る。
【００５２】
この実施形態では、ピストンキャビティ４から冷媒が流れ出るための電磁弁の第１の流路２−１および第２の流路２−２は両方、メイン弁本体２内に配置される、すなわち、メイン弁本体２の固体本体内に配置される。この明細書中において「〜内に配置される」という語句は、メイン弁本体２の固体本体内に配置されるということと同じ意味を有する。図３内のメイン弁本体２は電磁弁のハウジングに対応し、この場合、第１の流路２−１および第２の流路２−２はちょうどハウジング内に配置される。
【００５３】
加えて、メイン弁本体２は、その中にパイロット弁流路２１ｄを提供され、ピストンキャビティ４は、パイロット弁流路２１ｄを介して双方向電磁弁のパイロット弁キャビティ１１ａに連通する。すなわち、パイロット弁キャビティ１１ａおよびピストンキャビティ４は互いに連通された状態を保持する。この実施形態では、パイロット弁キャビティ１１ａは、パイロット弁本体１およびメイン弁本体２を結合することによって形成される。パイロット弁ヘッド１１の移動は、パイロット弁キャビティ１１ａのパイロット弁ポートを開閉することができる。図３に示されるように、コイル１２が通電されるとき、パイロット弁ヘッド１１は上側に移動され、これによりパイロット弁ポート開かれる。コイル１２が非通電されるとき、パイロット弁ヘッド１１はパイロット弁ポートを遮断する。パイロット弁ポートが閉じられたときに封止されることを可能とするために、パイロット弁ヘッド１１の端部部分は図に示される鋼ボール１１１を用いてもよい。明らかに、パイロット弁ヘッド１１の端部部分もまた円錐形、切り取られたテーパー形に設計されてもよい。
【００５４】
そして、パイロット弁ポートが開かれるとき、パイロット弁キャビティ１１ａは、第１の流路２−１および第２の流路２−２と連通してもよく、パイロット弁ポートが閉じられるとき、パイロット弁キャビティ１１ａは、第１の流路２−１および第２の流路２−２と連通しなくてもよい。パイロット弁キャビティ１１ａはピストンキャビティ４と連通しているため、パイロット弁ポートの開閉はピストンキャビティ４と、第１の流路２−１および第２の流路２−２との連通および非連通を達成し得る。
【００５５】
この実施形態では、第１の流路２−１および第２の流路２−２は、それぞれピストンキャビティ４に、電磁弁が動作されたときに第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて連通し、メイン弁本体２内に配置され、対応して、パイロット弁ヘッド１１は、メイン弁本体２と協働することを要されるのみであり、ピストン３と協働されることは要さず、このためピストン３のストロークおよびパイロット弁ヘッド１１のストロークは分離され得る。したがって、そのような構造の電磁弁は以下の技術的利点を有する。
【００５６】
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポート２ｃは拡大され、ピストン３のストロークもまた増加されるが、可動鉄芯（図３内のパイロット弁ヘッド１１はちょうど可動鉄芯である）のストロークは増加される必要がなく、このため弁本体の弁を開く能力は、影響されなくてもよく、電磁弁の高さは増加される必要がない。これに基づき、コイル１２は拡大される必要がなく、それによって背景技術の技術的解決策に提示された技術的欠陥は克服される。
【００５７】
パイロット弁ヘッド１１はピストン３から分離されるため、キャビティおよびばね９はキャビティ内で図１に示されるようにパイロット弁ヘッド１１および可動鉄芯の間に位置されるよう設計されなくてもよく、これによりパイロット弁ヘッド１１の構造は簡略であると考えられる。さらに、図３に示されるように、コイル１２および静的鉄芯１３と協働する可動鉄芯は、ちょうどパイロット弁ヘッド１１としての機能を果たすことができ、このためパイロット弁本体１全体はとても簡略な構造および小さな体積を有する。明らかに、可動鉄芯およびパイロット弁ヘッド１１はまた、別々に提供されてもよい。
【００５８】
第２に、パイロット弁ヘッド１１はメイン弁本体２と協働し、メイン弁本体２は定常部品であり定常状態を有する。このため電磁弁の双方向の開閉中に、パイロット弁ヘッド１１およびメイン弁本体２は容易には変位されない。背景技術と比較して、パイロット弁ポートの閉じる性能は変位に容易には影響されない。このため、メイン弁本体２およびパイロット弁ヘッド１１は、複雑なガイド部材を提供されることを要しない。背景技術と比較して、構造は明瞭に簡略化され、製造の困難さおよび組み立てプロセスのコストは削減され、制御精度が満たされることができる。
【００５９】
背景技術と比較して、パイロット弁ポートはピストン３から分離され、メイン弁本体２内に配置される。ピストンキャビティ４と第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方との連通および非連通を制御するためのパイロット弁ポートの開閉を可能とするために、パイロット弁流路２１ｄが提供され、パイロット弁キャビティ１１ａがさらに提供され、パイロット弁キャビティ１１ａは、ピストンキャビティ４および２つの流路の間の中間流路の機能を果たす。実用的には、パイロット弁キャビティ１１ａは、配置されなくてもよく、パイロット弁流路２１ｄおよび２つの流路はすべてパイロット弁ポートに接続されてもよい。パイロット弁キャビティ１１ａは、パイロット弁流路２１ｄと、２つの流路との間の接続関係のためのみに提供され、パイロット弁ポートはより容易に実現され、実用的な製造が容易になる。
【００６０】
双方向電磁弁の動作原理から、コイル１２が通電されるとき、第１の流路２−１および第２の流路２−２はピストンキャビティ４とそれぞれ第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて連通されることを要することが知られる。対応して、第１の流路２−１と、第２の流路２−２と、２つの接続ポートと、パイロット弁ポートとはいくつかの方法で設計されてもよい。
【００６１】
図３から６が参照される。この実施形態では、パイロット弁ポートは、一方向において第１の接続ポート２ａ、一方向において第２の接続ポート２ｂとそれぞれ第１の流路２−１および第２の流路２−２によって連通される。このため、第１の一方向の弁２１６は第１の流路２−１およびパイロット弁ポートの間に提供され、第２の一方向の弁２１５は第２の流路２−２およびパイロット弁ポートの間に提供され、このため冷媒は第１の流路２−１および第２の流路２−２にパイロット弁ポートからのみ流れることができる。
【００６２】
この場合、冷媒の注入流路は依然としてピストン３上に提供されてもよい。図３では、一方向の注入弁３ｂは、第２の接続ポート２ｂをピストンキャビティ４に一方向に連通するためにピストン３上に提供され、注入平衡穴３ａはピストンキャビティ４を第１の接続ポート２ａに連通するためにピストン３上にさらに提供される。注入平衡穴３ａおよび一方向の注入弁３ｂは、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂの位置にそれぞれ対応する位置に配置される。図３に示されるように、加えて、リア弁チャンバ２ｅはメイン弁本体２の端部に弁ポート２ｃから離れてさらに提供され、リア弁チャンバ２ｅおよびピストン３は互いから分離される。第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方はリア弁チャンバ２ｅに連通する。コイル１２が通電されるとき、リア弁チャンバ２ｅは、パイロット弁ポートを介してピストンキャビティ４に連通する。
【００６３】
双方向電磁弁の動作原理は以下の通りである。
ａ１．冷媒が第１の接続ポート２ａから入る場合、
コイル１２が非通電にされるとき：
パイロット弁ヘッド１１は、図３に示されるような位置にある。すなわち、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートを遮断し、高い圧力を有する冷媒は、パイロット弁キャビティ１１ａにパイロット弁流路２１ｄを介して流れ込むが、パイロット弁ポートを介して第２の流路２−２に流れることができない。すなわち、ピストンキャビティ４および第２の接続ポート２ｂは連通されていない。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２ａを、そして注入平衡穴３ａを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを通過し得る。代替的に、冷媒は第１の流路２−１を通って流れた後、第１の一方向の弁２１６で遮断されてもよい。ピストン３は、高い圧力を有する冷媒の下ピストンキャビティ４内を移動されることができず、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは連通せず、電磁弁は閉じられる。
【００６４】
コイル１２が通電されるとき：
パイロット弁ヘッド１１は磁力の下で図３に示される位置から上側に移動され、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートから係合を解除され、このため、高い圧力を有する冷媒第２の流路２−２に流れ、それによって第２の一方向の弁２１５を開き、第２の接続ポート２ｂと連通する。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２ａを、そして注入平衡穴３ａを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを、そしてリア弁チャンバ２ｅを、そして第２の流路２−２を（第２の一方向の弁２１５を強制的に開いて）、そして第２の接続ポート２ｂを通過し得る。設計では、注入平衡穴３ａの断面積は、第２の流路２−２の断面積より小さく、このためピストンキャビティ４に流れ込む冷媒の体積は流れ出る冷媒の体積より小さく、圧力差がピストン３にわたって生成され、そしてピストン３は左に動かされ、このため電磁弁の弁ポート２ｃは開かれ、そして第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは直接連通し、電磁弁は開かれる。
【００６５】
ｂ１．冷媒が第２の接続ポート２ｂから入る場合、
コイル１２が非通電されるとき：
パイロット弁ヘッド１１は図３に示されるように位置にあり、上述のように、パイロット弁ポートは閉じられ、高い圧力を有する冷媒は第１の流路２−１にパイロット弁ポートを介して入ることができない。すなわち、ピストンキャビティ４は、第１の接続ポート２ａと連通しない。実用的には、冷媒は依然としてピストンキャビティ４および第１の接続ポート２ａの間を一定の流量で流れる。すなわち、一定量の冷媒は注入平衡穴３ａを通って第１の接続ポート２ａに流れる。この場合、冷媒は、始めに第２の接続ポート２ｂを、そして一方向の注入弁３ｂを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを通過してもよい。代替的に、冷媒は第２の接続ポート２ｂを通って第２の流路２−２に入ってもよく、第２の一方向の弁２１５で遮断される。ピストン３はピストンキャビティ４内の高い圧力を有する冷媒の下で動かされることができない。第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは連通せず、電磁弁は閉じられる。
【００６６】
コイル１２が通電される場合：
パイロット弁ヘッド１１は、磁力の下、図３に示される位置から上側に移動され、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートから係合を解除し、このためパイロット弁キャビティ１１ａ内の高い圧力を有する冷媒は、パイロット弁ポートを通って第１の流路２−１に流れてもよく、第１の一方向の弁２１６は、第１の接続ポート２ａと連通するために開かれる。このため、冷媒ための径路は、第２の接続ポート２ｂ〜ピストンキャビティ４〜パイロット弁流路２１ｄ〜パイロット弁キャビティ１１ａ〜リア弁チャンバ２ｅ〜第１の流路２−１（第１の一方向の弁２１６を強制的に開かせる）〜第１の接続ポート２ａである。一方向の注入弁３ｂの注入流路の断面積は、第１の流路２−１の断面積より小さくなるよう設計され、そして、ピストンキャビティ４に流れ込む冷媒の体積は流れ出る冷媒の体積より小さく、ピストン３にわたって圧力差が生成される。ピストン３は左に動かされ、電磁弁の弁ポート２ｃは開かれる。このため、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、直接連通し、電磁弁は開かれる。
【００６７】
上述の実施形態では、一方向の弁は、第１の接続ポート２ａをピストンキャビティ４に一方向に連通するために、注入平衡穴３ａにさらに配置されてもよく、これにより冷媒が第２の接続ポート２ｂから注入平衡穴３ａを介して第１の接続ポート２ａに流れることが防止される。明らかに、実用的な用途では、電流双方向電磁弁のために、非常に小さな直径、たとえば、約０．５ｍｍの直径の注入平衡穴３ａは使用の要件を達成し得る。しかしながら、この場合、連通面積は相対的に小さく、冷媒が第２の接続ポート２ｂに入るとき、注入平衡穴３ａを通って第１の接続ポート２ａに直接流れる冷媒の量は無視され得、このことは電磁弁の開閉性能に影響しないだろうし、一方向の弁は注入平衡穴３ａ内に提供されなくてもよい。
【００６８】
注入流路としての注入平衡穴３ａおよび一方向の注入弁３ｂは、上文のピストン３内に配置される。なお、注入流路はまたメイン弁本体２内に設計されてもよい。注入流路はメイン弁本体２内に別々に配置されてもよく、それはまた冷媒の出口流路と連通するように設計されてもよい。たとえば、第２の流路２−２はピストンキャビティ４に至る分岐流路を用いて設計される。分岐流路は上側端部でメイン弁本体２内に直接的に配置されてもよく、一方向の弁は、第２の接続ポート２ｂをピストンキャビティ４に一方向に連通させるために、分岐流路内に提供される。同様に、第１の流路２−１もまた、注入平衡穴３ａの代わりに、ピストンキャビティ４に連通するために、分岐流路を用いて設計されてもよい。そのような設計はすべて、電磁弁の双方向の開閉の目的を達成し得る。明らかに、注入流路がピストン３内に設計されるとき、冷媒はピストンキャビティ４に急速に流れ得て、電磁弁を開閉する反応速度を向上させる。
【００６９】
電磁弁内では、第１の接続ポート２ａは、メイン弁本体２の側壁上に配置されてもよく、第２の接続ポート２ｂは、メイン弁本体２の端部部分に配置されてもよく、対応して、パイロット弁本体１は別の端部部分に接続される。第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、ピストン３を介して２つの接続ポートの連通および非連通を容易にするため、そのような設計とされる。
【００７０】
上述の実施形態のために、メイン弁本体２は、図３から７に示されるように弁座２１および閉弁部２２を特に含んでもよい。第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方は弁座２１内に配置されてもよい。パイロット弁本体１はメイン弁本体２の側壁上、すなわち、弁座２１の側壁上に配置される。図３では、パイロット弁本体１は、弁ポート２ｃから離れて弁座２１の端部に配置される。すなわち、パイロット弁本体１は後方端部においてメイン弁本体２の側壁内に配置される。この実施形態では、パイロット弁本体１はメイン弁本体２の側壁に実質的に垂直であり、Ｌ字型の双方向電磁弁を形成する。垂直な配置は製造を容易にし得、それぞれの流路の圧力損失を削減すると考えられる。明らかに、非垂直な配置もまた実施可能である。
【００７１】
パイロット弁流路２１ｄは、弁座２１の側壁内に配置される。パイロット弁流路２１ｄは、ピストンキャビティ４をパイロット弁キャビティ１１ａに連通させることを要する。ピストン３は、ピストンキャビティ４および弁ポート２ｃの間に提供される。パイロット弁本体１が弁ポート２ｃから離れて後方端部において弁座２１の側壁内に配置されるとき、短いパイロット弁流路２１ｄはピストンキャビティ４およびパイロット弁キャビティ１１ａを連通させ得る。図３に示されるように、パイロット弁流路２１ｄはメイン弁本体２に（弁座２１および閉弁部２２を通して）実質的に垂直であり、このため長さは、相対的に小さく、このことは製造を容易にする。
【００７２】
メイン弁本体２は、互いから分離された弁座２１および閉弁部２２として構成され、このことはピストン３およびばねといったピストンキャビティ４内の部品を組み立てることを容易にする。さらに、そのようなスプリット型設計は、第１の流路２−１および第２の流路２−２を所望のように製造することを容易にする。加えて、リア弁チャンバ２ｅは、閉弁部２２および弁座２１を組み立てることによって形成される。図７に示されるように、環状溝２２１は、閉弁部２２上に提供される。閉弁部２２が弁座２１に搭載されるとき、環状溝２２１および弁座２１の内壁はリア弁チャンバ２ｅをピストンキャビティ４から離れて形成する。リア弁チャンバ２ｅが提供された後、第１の流路２−１および第２の流路２−２は、製造を容易にするために、弁座２１の長さ方向に配置されてもよい。図４では、第２の流路２−２は実質的に長さ方向に配置され、第２の流路２−２および第２の接続ポート２ｂの連通を達成するために、第２の接続ポート２ｂに向かって傾斜される遷移的な流路は、第２の流路２−２の一つの端部にさらに提供される。加えて、提供されるリア弁チャンバ２ｅは、第１の流路２−１および第２の流路２−２の共通部分として理解され得、このため同じパイロット弁ポートを介して２つの流路の連通および非連通を簡易な方法で制御することと、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッド１１の協働的配置を容易にすることとを達成する。加えて、リア弁チャンバ２ｅもまた、第１の流路２−１および第２の流路２−２の共通部分としてみなされてもよく、すなわち、流路の一部は弁キャビティの空間によって形成され、このことは製造の困難さをさらに削減する。
【００７３】
リア弁チャンバ２ｅもまた提供されなくてもよい、ということが理解され得る。たとえば、第１の流路２−１は、湾曲した流路として構成されてもよく、図３内の第１の流路２−１は、弁座２１の周方向にパイロット弁ポートに連通するまで伸びてもよい。第２の流路２−２も同様に設計されてもよい。そのような設計では、２つの流路のストロークは増加されるだろうし、反応速度は、リア弁チャンバ２ｅが提供される実施形態の反応速度よりも低くなる。
【００７４】
加えて、第１の流路２−１および第２の流路２−２の同じ弁ポートへの連通は、リア弁チャンバ２ｅを提供することによって簡単に達成され、このため２つの流路およびパイロット弁キャビティ１１ａが１つのパイロット弁ポートを開くことによって制御され、連通および非連通が可能となる。パイロット弁キャビティ１１ａは、２つのパイロット弁ポートを提供されてもよく、２つの流路はそれぞれパイロット弁ポートに連通し、パイロット弁ヘッド１１もまた２つの対応する鋼ボール１１１、または２つのパイロット弁ポートを遮断するための他の遮断部品を提供されてもよいということが理解され得る。しかしながら、明らかに、この実施形態の構造が、より簡略であり、製造が容易である。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、第１の流路２−１と第２の流路２−２とパイロット弁キャビティ１１ａとの連通および非連通が同じパイロット弁ポートによって制御されるとき、第１の流路２−１および第２の流路２−２が互いに直接的に連通することが防止されることが要されるため、第１の流路２−１および第２の流路２−２はそれぞれパイロット弁ポートを第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂに連通するよう構成される。パイロット弁キャビティ１１ａがそれぞれ第１の流路２−１および第２の流路２−２に対応する２つのパイロット弁ポートを有する場合、第１の流路２−１および第２の流路２−２は互いに連通せず、この場合、第１の一方向の弁２１５および第２の一方向の弁２１６は提供されなくてもよい。
【００７６】
上述の実施形態では、分離型のメイン弁本体２が用いられる。実用的には、一体的なメイン弁本体２もまた実施可能であり得る。パイロット弁ヘッド１１は、メイン弁本体２の側壁に接続されてもよく、内部部材は、メイン弁本体２の１つの端部で組み立てられてもよい。この場合、製造の簡単さおよび組み立てプロセスは分離型の設計のものよりも劣り得る。
【００７７】
図８から９を続けて参照する。図８は、本願の第２の実施形態による双方向電磁弁の軸方向の断面図である。図９は、図８内の流路を示す概略図である。図９は、観察を容易にするために流路を黒の部分によって示す。図１０は、図８内の双方向電磁弁の弁座の構造を示す概略図である。
【００７８】
この実施形態および第１の実施形態の間の違いは、主にパイロット弁本体１が異なる位置に配置されるということにある。対応して、２つの流路およびパイロット弁流路２１ｄための配置もまた異なってもよい。
【００７９】
パイロット弁本体１は、弁座２１の端部において弁ポート２ｃの近傍に配置され、パイロット弁本体１は、メイン弁本体２の前方側壁に配置される。このような設計は、たとえ第１の流路２−１および第２の流路２−２が小さな長さを有しても、パイロット弁キャビティ１１ａおよび２つの接続ポートの間の連通を達成し得、２つの流路の製造の困難さを削減する。
【００８０】
さらに、パイロット弁本体１は、第２の接続ポート２ｂに対応する位置にあってもよく、第２の流路２−２の長さは、図９に示されるようにさらに削減されてもよい。同様に、パイロット弁本体１が第１の接続ポート２ａに対応する位置にある場合、第１の流路２−１の長さはさらに削減されてもよい。
【００８１】
この場合、パイロット弁流路２１ｄは長さ方向に配置されてもよい。長さ方向の配置は、パイロット弁流路の長さ２１ｄを最も小さくすることを可能とし、このことはパイロット弁流路２１ｄ内の冷媒の流れの径路を短くし、冷媒がピストンキャビティ４からパイロット弁キャビティ１１ａに急速に入ることを可能とする。
【００８２】
パイロット弁本体１が第２の接続ポート２ｂに対応する位置にある場合、メイン弁本体２は、図９に示されるように、フロント弁チャンバ２ｆをさらに提供されてもよい。フロント弁チャンバ２ｆは、リア弁チャンバ２ｅと同様であり、フロント弁チャンバ２ｆおよびリア弁チャンバ２ｅの間の違いは、第２の流路２−２がちょうどメイン弁本体２の側壁を通過して第２の接続ポート２ｂに直接的に連通し得るために、フロント弁チャンバ２ｆのみが第１の流路２−１およびパイロット弁ポートの連通を提供することにある。ピストン３は、その前方端部で弁ポート２ｃの近傍に段を提供されてもよく、フロント弁チャンバ２ｆは、段の壁および弁座２１の内壁の間に形成される。フロント弁チャンバ２ｆの配置は、第２の流路２−２を短くすることに基づいて、第１の流路２−１の長さをさらに削減する。実用的には、フロント弁チャンバ２ｆはまた第１の流路２−１の部分としてみなされてもよく、流路の部分を弁キャビティ内の空間によって形成し、製造の困難さを削減する。加えて、フロント弁チャンバ２ｆの配置もまた、注入平衡穴３ａを配置することを容易にし、このことは、ピストンキャビティ４および第１の接続ポート３ａの間の連通を達成するために、注入平衡穴３ａが周方向にピストン３の前方端部のいずれかの位置に配置されることを可能とする。
【００８３】
明らかに、フロント弁チャンバ２ｆはまた、提供されてなくてもよい。たとえば、図９内の第１の流路２−１は弁座２１の周方向に第１の接続ポート２ａに連通するまで伸びてもよい。明らかに、そのような設計は、冷媒のための長い流れの径路を有し得る。
【００８４】
加えて、図９では、フロント弁チャンバ２ｆを通過する冷媒は第１の流路２−１に入り、第１の流路２−２はさらに第２の流路２−２に連通し、そして冷媒はパイロット弁ポートに流れる。そのような設計はパイロット弁キャビティ１１ａおよび第１の流路と、パイロット弁キャビティ１１ａおよび第２の流路との連通を同じパイロット弁ポートによって制御することを容易にする。明らかに、第１の流路２−１は第２の一方向の弁２１５およびパイロット弁ポートの間で第２の流路２−２内の部分に接続される。
【００８５】
パイロット弁本体１は、弁座２１の端部において弁ポート２ｃの近傍に配置される。実用的には、パイロット弁本体１もまた、メイン弁本体２の弁ポート２ｃから離れて後方端部でメイン弁本体２の側壁内に配置され得る。パイロット弁流路の長さ２１ｄは、削減され得る。
【００８６】
この実施形態では、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することは以下のように達成される。図８に示されるように、第１の流路２−１は直接的に第２の流路２−２に連通される。明らかに、第１の流路２−１は、パイロット弁ポートおよび第２の一方向の弁２１５の間の位置で第２の流路２−２に連通され、第１の流路および第２の流路の両方をパイロット弁ポートに連通するため、この位置は第２の流路２−２および第１の流路２−１の共通部分としてみなされることができ、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することを達成する。この連通方法は、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することを達成しながら、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッド１１の協働的配置を容易にする。
【００８７】
上述の実施形態の各々のために、パイロット弁本体１と、メイン弁本体２と、第１の接続ポート２ａと、第２の接続ポート２ｂとは同じ軸方向の断面視内に位置されてもよく、そして、パイロット弁本体１は、メイン弁本体２１の側壁上に配置される第１の接続ポート２ａと対向し、これにより電磁弁は、相対的にバランスのとれた設計および良好な安定性を有し得る。
【００８８】
メイン弁本体２が分離型で設計される場合に、溝２１７は、弁座２１においてパイロット弁本体１に面する位置に提供されてもよく、パイロット弁ポートもまた、溝２１７内に配置される。パイロット弁本体１のパイロット弁ヘッド１１が溝２１７内に挿入された後に、図３から５に示されるようにパイロット弁キャビティ１１ａは形成され、パイロット弁キャビティ１１ａおよびパイロット弁ポートの設計を容易に達成する。
【００８９】
図１１から１２を続けて参照する。図１１は、図１０内のＢ部分を示す部分的に拡大された概略図である。図１２は、図１１内のストップリングの構造を示す概略図である。
【００９０】
ストップリング２１６ｂは、第１の流路２−１内に配置されてもよい。ストップリング２１６ｂは、図１２に示されるように、ベースリングａと、側壁ａと、上壁ｃとを有する。ベースリングｂの２つの側は上側に延びて２つの側壁ａを形成し、２つの側壁ａは上壁ｃを介して接続される。ストップリング２１６ｂが第１の流路２−１内に配置された後、封止ボール２１６ａは、第１の一方向の弁２１６を形成するために、ベースリングｂと、２つの側壁ａと、上壁ｃとによって形成される空間内に配置されてもよい。一方向の弁の使用において、２つの側壁ｂは、ガイドし支持する機能を果たす。従来の一方向の弁と比較して、この構造の一方向の弁の封止ボール２１６ａは一方向の弁の弁ポートを冷媒の下で柔軟に弁ポートの中心から逸らせることなく遮断または開くことができる。適切な状況で、他の一方向の弁もまた、この構造を第１の一方向の弁２１６に加えて用いてもよいと考えられるが、ここでは説明しない。
【００９１】
本願による双方向電磁弁が上文に詳細に説明される。本願の原理および実施形態具体的な実施例によって説明される。上述の実施形態は、本願の方法およびアイディアの理解を助けることのみを意図する。なお、本願の原理から逸脱することなく、当業者にとって、本出願に対していくつかの変更や改良がなされ得ることに留意すべきであり、これらの改変および改良も、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に収まるものとみなされる。
【図１】
2016512875.tif 000003
【図２】
2016512875.tif 000004
【図３】
2016512875.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月20日(2015.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１４年２月２１日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１４／０７２３５２号の国際段階であり、２０１３年３月２８日に中国国家知的財産帳に提出された“ＢＩＤＩＲＥＣＴＩＯＮＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＶＡＬＶＥ（双方向電磁弁）”と題する中国特許出願第２０１３１０１０６６５６．７号の優先権の利益を主張し、その全体の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、弁本体の技術分野に関し、特に双方向電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
一般的な電磁弁は、構造的な制限により、一方向のみに連通するか連通しないかであり得る。従来のシステムでは、一方向の弁は、しばしば協働して使用されることを必要とする。ヒートポンプシステムの冷却および加熱プロセスでは、冷媒は反対方向に流れ、このことは双方向の連通を達成するために２つの一方向の電磁弁が直列に接続されることを要し、その結果複雑なシステム構造、低信頼性、高コストとなるため、双方向電磁弁が設計されることを要する。
【０００４】
図１〜２が参照される。図１は、例示的な双方向電磁弁の構造を示す概略図である。図２は、図１の双方向電磁弁のパイロット弁ヘッドおよび可動鉄芯の構造を示す概略図である。
【０００５】
双方向電磁弁は線形の電磁弁であり、上下に配置されるメイン弁本体１およびパイロット弁本体を含む。パイロット弁本体内には、コイル７０と、互いに協働する静的鉄芯および可動鉄芯４０とが提供され、可動鉄芯４０に固定されるパイロット弁ヘッド５０がさらに提供される。ピストン３０はメイン弁本体１の弁キャビティ内に提供され、ピストンキャビティは、ピストン３０が取り付けられた後に、ピストン３０の上方に形成される。メイン弁本体１は第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂをさらに提供され、それぞれが第１の接続ポート管および第２の接続ポート管に接続される。図１に示されるように、ピストン３０が上に移動されると、ピストン３０は弁ポート１ｂから離れて移動され、これにより第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂが連通される。パイロット弁ヘッド５０は可動鉄芯４０に一体的に接続され、双方向電磁弁のコイル７０が通電されると、パイロット弁ヘッド５０は、磁力下で可動鉄芯４０によってピストン３０から離れて上に移動される。双方向電磁弁のコイル７０が非通電にされると、ばね９０がリセットされ、可動鉄芯４０はパイロット弁ヘッド５０を押して下向きに移動させてピストン３０に密接に当接させ、これにより弁ポート１ｂを閉じる。
【０００６】
ピストン３０は、第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄを提供される。第１のピストン流路３０ｋは、ピストン３０上に配置された注入流路３０ｂを介して第１の接続ポート２０ａに連通され、第２のピストン流路３０ｄは一方向の弁３０ｇを介して第２の接続ポート２０ｂに連通される。パイロット弁ヘッド５０は、第１の逆止め弁３０ｅおよび第２の逆止め弁３０ｆを提供される。図１に示されるように、第１の逆止め弁の弁芯３０ａおよび第２の逆止め弁の弁芯３０ｃは、第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄとそれぞれ整列されてこれらを遮断するために、パイロット弁ヘッド５０のソケットに挿入される。双方向電磁弁の動作原理は以下の通りである。
【０００７】
ａ．冷媒が第１の接続ポート２０ａから入る場合、
コイル７０が非通電にされるとき：
パイロット弁ヘッド５０は図１に示される位置にあり、この場合、ピストン３０は、パイロット弁ヘッド５０によってばね９０の下で弁ポート１ｂに密接に当接し、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接連通することができない。この場合、冷媒は始めに、第１の接続ポート２０ａ、そして注入流路３０ｂ、そして第１のピストン流路３０ｋを通過し、そして第１の逆止め弁３０ｅを開かせ、さらにピストン３０の上方のピストンキャビティを通過する。この場合、高圧を有する冷媒の下、第２の逆止め弁３０ｆが閉じられ、冷媒は、第２のピストン流路３０ｄを介して第２の接続ポート２ｂに流れることができない。このため、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは繋がれず、双方向電磁弁は閉じられる。
【０００８】
コイル７０が通電されるとき：
磁場はコイル７０内で生成され、可動鉄芯４０は静的鉄芯の近くにパイロット弁ヘッド５０を引き、第１の逆止め弁３０ｅおよび第２の逆止め弁３０ｆはそれぞれ第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄから係合を解除される。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２０ａを、そして注入流路３０ｂ、そして第１のピストン流路３０ｋ、そして第２のピストン流路３０ｄを通過し、一方向の弁３０ｇを開かせ、さらに第２の接続ポート２０ｂを通過する。注入流路３０ｂの断面積は第２のピストン流路３０ｄの断面積より小さいため、ピストン３０の上方のピストンキャビティに流れ込む冷媒の体積は、流れ出る冷媒の体積よりも小さく、このためピストン３０上方の冷媒の圧力は減る。そして、ピストン３０は、ピストン３０にわたる圧力差の下、上方に移動されて弁ポート１ｂから係合を解除され、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接的に連通され、このため双方向電磁弁が開かれる。
【０００９】
ｂ．冷媒が第２の接続ポート２０ｂから入る場合、
コイル７０が非通電にされるとき：
冷媒は、第２の接続ポート２０ｂを、そして一方向の弁３０ｇ内の小さな注入穴を、それから第２のピストン流路３０ｄを通過し、第２の逆止め弁３０ｆを開かせ、さらにピストン３０の上方のピストンキャビティを通過する。この時、高圧の冷媒の下、第１の逆止め弁３０ｅは閉じられ、冷媒は、第１のピストン流路３０ｋを介して第１の接続ポート２ａに流れることができない。このため、第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは繋がれず、双方向電磁弁は閉じられる。
【００１０】
コイル７０が通電されるとき：
上述のように、パイロット弁ヘッド５０は上側に移動され、流路内の冷媒は第２の接続ポート２０ｂを、そして一方向の弁３０ｇの小さな注入穴、そして第２のピストン流路３０ｄ、そして第１のピストン流路３０ｋ、そして注入流路３０ｂ、そして第１の接続ポート２０ａを通過する。小さな注入穴の断面積は注入流路３０ｂの断面積より小さいため、ピストン３０の上側に流れ込む冷媒の体積は小さく、流れ出す冷媒の体積は大きく、ピストン３０の上方の冷媒の圧力を減らすことができる。それから、ピストン３０はピストン３０にわたる圧力差の下で上側に移動され、弁ポート１ｂから係合を解除され、このため第１の接続ポート２０ａおよび第２の接続ポート２０ｂは直接連通し、双方向電磁弁が開かれる。
【００１１】
上の双方向電磁弁の動作原理から、（入る、流れ出る冷媒に対する）注入流路３０ｂの断面積、２つのピストン流路、（流れ出る冷媒に対する）一方向の弁３０ｇが位置する流路、（入る冷媒に対する）一方向の弁３０ｇの小さな注入穴の間で設計においてある関係が満たされることが知られ、このことが圧力差を形成するために使用される。実際には、図１において、流れ出る冷媒に対する第１のピストン流路３０ｋは、流れ込む冷媒に対する注入流路３０ｂに連通し、流れ出る冷媒に対する第２のピストン流路３０ｄは、一方向の弁３０ｇの小さな注入穴に入る冷媒流路に連通する。
【００１２】
上記の双方向電磁弁は以下の技術的欠陥を有する。
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポート１ｂは拡大されるだろうし、対応して、ピストン３０のストロークは増加されることを要し、パイロット弁ヘッド５０のストロークは対応して増加されることを要し、可動鉄芯４０のストロークもまた対応して増加されることを要するが、可動鉄芯４０のストロークが増加するにつれて、コイル７０によって提供されることができる引力が減少し、弁本体１の開く能力は劇的に弱められる。加えて、電磁弁もまた増加された高さを有し得る。コイル７０が拡大されると、大きな電力、高い温度といった一連の問題が起こり得、電磁弁の体積もまた増加され得る。
【００１３】
第２に、電磁弁の双方向の開閉プロセスにおいて、第１の逆止め弁の弁芯３０ａおよび第２の逆止め弁の弁芯３０ｃはそれぞれ第１のピストン流路３０ｋおよび第２のピストン流路３０ｄと常に整列されなければならず、径方向に動かされることができず、さもなければ、２つの逆止め弁の弁芯は封止機能を達成することができず、双方向電磁弁は正常に開閉することができなくなる。この問題を回避するために、パイロット弁ヘッド５０は、２つのガイドロッド６０を提供され、ピストン３０は、２つのガイドロッド６０に対応する位置にガイド穴を提供される。図２を参照することによって、ガイドロッド６０はガイド穴内に常に挿入されることができ、このことが逆止め弁の弁芯がいつも対応するピストン流路に整列可能とすることが理解され得る。このため、パイロット弁ヘッド５０は複雑な構造、製造の困難さ、高コストの組み立てプロセスを有し得るが、そうであっても、制御精度は依然として理想的ではない。
【００１４】
そこで、当業者によって解決すべき技術的問題は、弁の開く能力に影響することなく、また、コイルの大きさを変えることなく、大きな流量を有するための双方向電磁弁に対する要件を満たすことである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明の概要
上の技術的問題を解決するために、本願において双方向の線形電磁弁が提供され、これにより、ピストンのストロークがパイロット弁ヘッドのストロークから分離されることを可能とし、電磁弁の開く能力とコイルの大きさを変えることなく、大きな流れの要件を満たす。
【００１６】
本願による双方向電磁弁は、メイン弁本体と、パイロット弁本体とを含み、ピストンはメイン弁本体によって形成される弁キャビティ内に提供され、ピストンキャビティが形成され、メイン弁本体は、ピストンによって連通するか連通しないように構成される、第１の接続ポートおよび第２の接続ポートを提供される。双方向電磁弁は、冷媒が流れ出るために第１の接続ポートおよび第２の接続ポートにそれぞれ連通する第１の流路および第２の流路をさらに含み、第１の流路および第２の流路の両方はメイン弁本体内に配置される。パイロット弁流路はメイン弁本体内にさらに提供され、ピストンキャビティはパイロット弁流路を介してパイロット弁本体内のパイロット弁ポートに連通される。そして、パイロット弁本体のパイロット弁ヘッドはパイロット弁ポートを開閉するために移動されて、第１の流路がピストンキャビティに連通するか連通しないかと、第２の流路がピストンキャビティに連通するか連通しないかとを可能とする。
【００１７】
電磁弁が動作されたときに、ピストンキャビティを第１の接続ポートにおよびピストンキャビティを第２の接続ポートにそれぞれ連通する第１の流路および第２の流路は、メイン弁本体内に配置され、対応して、パイロット弁ヘッドはピストンの代わりにメイン弁本体のみと協働することを要し、このためピストンのストロークおよびパイロット弁ヘッドのストロークは互いから分離される。このため、この構造の電磁弁は以下の技術的利点を有する。
【００１８】
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポートが拡大され、ピストンのストロークもまた増加されるが、可動鉄芯のストロークは増加される必要がなく、このため弁本体の弁の開く能力は影響されなくてもよく、電磁弁の高さは増加されることを要しない。これに基づき、コイルは拡大されることを要さず、これにより背景技術の技術的解決策に存在する技術的欠陥は克服される。
【００１９】
パイロット弁ヘッドがピストンから分離されるため、キャビティおよびばねが、図１のようにパイロット弁ヘッドおよび可動鉄芯の間のキャビティ内に位置されるように設計されることを要さなくてもよい。このためパイロット弁ヘッドの構造は簡略である。
【００２０】
第２に、パイロット弁ヘッドおよびメイン弁本体が協働され、メイン弁本体は定常部品であり定常状態を有し、このため双方向の電磁弁の開閉中に、パイロット弁ヘッドおよびメイン弁本体は容易に変位されない。背景技術と比較すると、パイロット弁ポートの閉じる性能は変位によって容易に影響されない。このため、メイン弁本体およびパイロット弁ヘッドは複雑なガイド部材を要しない。背景技術と比較すると、明らかに構造は簡略化され、製造の困難さ組み立てプロセスのコストは削減され、制御精度は満たされ得る。
【００２１】
好ましくは、双方向電磁弁は１つのパイロット弁ポートを有する。それぞれ、第１の接続ポートを用いてパイロット弁ポートに連結するためにおよび第２の接続ポートを用いてパイロット弁ポートに連結するために、一方向の弁は第１の流路および第２の流路の各々の中に配置される。
【００２２】
１つのパイロット弁ポートを介して第１の流路およびピストンキャビティだけでなく第２の流路およびピストンキャビティとの連通と非連通を制御することによって、制御は容易であり、構造は簡略化される。
【００２３】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の側壁上に配置される。
側壁上にパイロット弁本体を配置することは、電磁弁の配置を容易にする。
【００２４】
好ましくは、第１の接続ポートは、メイン弁本体の側壁上に配置され、第２の接続ポートは、弁ポートを提供されるメイン弁本体の端部に配置される。
【００２５】
第１の接続ポートおよび第２の接続ポートのこのような設計は、ピストンによって連通および非連通を制御することを容易にする。
【００２６】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の、弁ポートの近傍の、端部に位置される。
【００２７】
このような設計では、２つの接続ポートのピストンキャビティとの連通は、短い第１の流路および短い第２の流路によって達成されることができる。
【００２８】
好ましくは、パイロット弁本体は第２の接続ポートの位置に対応する。
この場合、第２の流路の長さはさらに削減され得、製造の困難さが削減され得る。
【００２９】
好ましくは、第１の接続ポートと連通するための環状のフロント弁チャンバは、弁ポート近傍の端部のピストンの外壁およびメイン弁本体の内壁の間に形成され、第１の流路は、フロント弁チャンバを介して第１の接続ポートに連通する。
【００３０】
このようにして、第１の流路の長さは、第２の流路の長さを低下させることに基づき、削減される。さらに、フロント弁チャンバもまた第１の流路の部分とみなされてもよい。流路の部分は弁キャビティ内の空間によって形成され、このことは製造の困難さを削減する。さらに、フロント弁チャンバの配置もまた注入平衡穴の配置を容易にする。
【００３１】
好ましくは、第１の流路は、第２の流路にパイロット弁ポートおよび第２の一方向の弁の間の位置において連通する。
【００３２】
このような連通は、同じパイロット弁ポートによって連通および非連通を制御することを達成しながらパイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッドの協働的な配置を容易にする。
【００３３】
好ましくは、パイロット弁流路はメイン弁本体の長さ方向に配置される。
長さ方向の配置は、パイロット弁流路内の冷媒のストロークを減らし、冷媒がピストンキャビティからパイロット弁ポート内に急速に入ることを可能とするために、パイロット弁流路の長さを最短にすることを可能にし得る。
【００３４】
好ましくは、パイロット弁本体はメイン弁本体の、弁ポートから離れて、端部に位置される。
【００３５】
パイロット弁本体が弁ポートから離れて配置されるとき、短いパイロット弁流路は、ピストンキャビティをパイロット弁キャビティに両方連通させること可能であり得、これによりパイロット弁流路の長さを低下させ製造を容易にさせることができ得る。
【００３６】
好ましくは、パイロット弁ポートと連通するためのリア弁チャンバは、弁ポートから離れた端部のピストンの外壁およびメイン弁本体の内壁の間に形成され、第１の流路および第２の流路の両方はリア弁チャンバを介してパイロット弁ポートに連通される。
【００３７】
リア弁チャンバが提供された後、第１の流路および第２の流路はメイン弁本体のちょうど長さ方向に配置されてもよく、これは製造されるのが容易である。さらに、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することは簡単に達成でき、このことは、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッドの協働的配置を容易にする。加えて、リア弁チャンバは、第１の流路および第２の流路の共通部分としてみなされてもよい。すなわち流路の一部は弁キャビティ内の空間によって形成され、さらに製造の困難さを削減する。
【００３８】
好ましくは、双方向電磁弁はパイロット弁キャビティを含み、ピストンキャビティは、パイロット弁流路を介してパイロット弁キャビティに連通される。パイロット弁ポートが開かれている場合には、第１の流路および第２の流路はピストンキャビティにパイロット弁キャビティを介して連通される。
【００３９】
パイロット弁キャビティが提供された後、パイロット弁流路と、２つの流路と、パイロット弁ポートとの間の連通関係は実現および製造がより簡略となる。
【００４０】
好ましくは、パイロット弁本体内に提供される可動鉄芯はパイロット弁ヘッドである。
可動鉄芯はパイロット弁ヘッドとしてふるまい、このためパイロット弁本体全体は簡易な構造および小さな体積を有する。
【００４１】
好ましくは、メイン弁本体は円筒状の弁座を含み、閉弁部は弁座の１つの端部に位置される。
【００４２】
端部カバー形状の上側の弁本体は２つの上側の流路を配置可能な小さな体積を占め、このことは、据え付けを容易にする。さらに、ピストンキャビティは下側の弁本体によって主に形成され、このことはピストンの効率的な組み立てを容易にする。また、ピストンおよび弁の壁は封止されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】例示的な双方向電磁弁の構造を示す概略図である。
【図２】図１に示されるパイロット弁ヘッドの構造および双方向電磁弁の可動鉄芯を示す概略図である。
【図３】本願の第１の実施形態による線形の双方向電磁弁の軸方向の断面図である。
【図４】Ａ−Ａ方向に沿って見た図３の断面図である。
【図５】図３内の弁座の構造を示す概略図である。
【図６】図４内の弁座の構造を示す概略図である。
【図７】図３内の閉弁部構造を示す概略図である。
【図８】本願の第２の実施形態による、双方向電磁弁の軸方向の断面図である。
【図９】図８内の流路を示す概略図である。
【図１０】図８内の双方向電磁弁の弁座の構造を示す概略図である。
【図１１】図１０内のＢ部分を示す、部分的に拡大された概略図である。
【図１２】図１１内のストップリングの構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１から２内の符号：
１弁本体、１ｂ弁ポート、２０ｂ第２の接続ポート、２０ａ第１の接続ポート、３０ピストン、３０ｂ注入流路、３０ｅ第１の逆止め弁、３０ｆ第２の逆止め弁、３０ａ第１の逆止め弁の弁芯、３０ｃ第２の逆止め弁の弁芯、３０ｋ第１のピストン流路、３０ｄ第２のピストン流路、３０ｇ逆止め弁、４０可動鉄芯、５０パイロット弁ガイド、６０ガイドロット、７０コイル、９０ばね。
【００４５】
図３から１２内の符号：
１ａパイロット弁本体、１１パイロット弁ヘッド、１１１鋼ボール、１１ａパイロット弁キャビティ、１２コイル、１３静的鉄芯、１４パイロット弁ばね；２メイン弁本体、２−１第１の流路、２−２第２の流路、２ａ第１の接続ポート、２ｂ第２の接続ポート、２１弁座、２１ｄパイロット弁流路、２ｅリア弁チャンバ、２ｆフロント弁チャンバ、２１６第１の一方向の弁、２１６ａ封止ボール、２１６ｂストップリング、ａベースリング、ｂ側壁、ｃ上壁、２１５第２の一方向の弁、２１７溝、２２閉弁部、２２１環状溝、３ピストン、３ａ注入平衡穴、３ｂ一方向の注入弁、４ピストンキャビティ。
【００４６】
発明の詳細な説明
当業者が本願の技術的解決策をよりよく理解するために、図面および実施形態とともに本願を詳細に説明する。
【００４７】
図３から７が参照される。図３は、本願の第１の実施形態による双方向の線形電磁弁の軸方向の断面図である。図４は、Ａ−Ａに沿う図３の断面図である。図５は、図３内の弁座の構造を示す概略図である。図６は、図４内の弁座の構造を示す概略図である。図７は、図３内の閉弁部の構造を示す概略図である。
【００４８】
双方向電磁弁はメイン弁本体２、パイロット弁本体１ａを有する。メイン弁本体２によって形成される弁キャビティは、その中にピストンキャビティ４をさらに形成するために、ピストン３を提供される。メイン弁本体２は、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを提供され、２つの接続ポートは、ピストン３の軸方向の移動によって連通および非連通されるように制御される。図３に示されるように、ピストン３が左に移動された後に、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、直接的に連通され得る。また図３から見られるように、ピストンキャビティ４はピストン３の左側上のキャビティであり、冷媒がピストンキャビティ４内に位置されたとき、ピストン３は高い圧力の下で閉じられる。ばねは、ピストンキャビティ４内にさらに提供され、ばねの戻る力は、ピストン３が他の外部の力を受けない場合に、双方向電磁弁の弁ポート２ｃを押すことを可能とする。
【００４９】
コイル１２と、互いに協働する静的鉄芯１３および可動鉄芯とは、パイロット弁本体１ａ内に提供される。この実施形態では、可動鉄芯はパイロット弁ヘッド１１である。コイル１２が通電されるとき、静的鉄芯１３およびパイロット弁ヘッド１１は、互いに引き合う。コイル１２が非通電されるとき、静的鉄芯１３およびパイロット弁ヘッド１１は、パイロット弁ばね１４のリセット動作の下で互いから分離される。
【００５０】
双方向の接続および離断機能を達成するために、電磁弁は、冷媒がピストンキャビティ４から流れ出すことを可能にするための第１の流路２−１（図３）および第２の流路２−２（図４）を有する。
【００５１】
第１の流路２−１および第２の流路２−２は、パイロット弁ポートが開かれる場合に、ピストンキャビティ４にそれぞれ第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて接続する。背景技術を参照することによって、電磁弁が動作される場合に、パイロット弁ヘッド１１がコイル１２の磁力の下で移動され、パイロット弁ポートが開かれ、このためピストン３にわたって圧力差を形成して弁ポート２ｃを開くために、ピストンキャビティ４が第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂに第１の流路２−１または第２の流路２−２を介して連結されることを可能とするということが理解され得る。冷媒の注入流路を設計するときに、ピストンキャビティ４内へと流れ込む冷媒ための注入流路の断面積は、第１の流路２−１および第２の流路２−２と協働された後に圧力差を形成するための要件が満たされることができるように設計されるべきであるということが考えられ得る。このことは、背景技術および以下の実施形態を参照することによって理解され得る。
【００５２】
この実施形態では、ピストンキャビティ４から冷媒が流れ出るための電磁弁の第１の流路２−１および第２の流路２−２は両方、メイン弁本体２内に配置される、すなわち、メイン弁本体２の固体本体内に配置される。この明細書中において「〜内に配置される」という語句は、メイン弁本体２の固体本体内に配置されるということと同じ意味を有する。図３内のメイン弁本体２は電磁弁のハウジングに対応し、この場合、第１の流路２−１および第２の流路２−２はちょうどハウジング内に配置される。
【００５３】
加えて、メイン弁本体２は、その中にパイロット弁流路２１ｄを提供され、ピストンキャビティ４は、パイロット弁流路２１ｄを介して双方向電磁弁のパイロット弁キャビティ１１ａに連通する。すなわち、パイロット弁キャビティ１１ａおよびピストンキャビティ４は互いに連通された状態を保持する。この実施形態では、パイロット弁キャビティ１１ａは、パイロット弁本体１ａおよびメイン弁本体２を結合することによって形成される。パイロット弁ヘッド１１の移動は、パイロット弁キャビティ１１ａのパイロット弁ポートを開閉することができる。図３に示されるように、コイル１２が通電されるとき、パイロット弁ヘッド１１は上側に移動され、これによりパイロット弁ポート開かれる。コイル１２が非通電されるとき、パイロット弁ヘッド１１はパイロット弁ポートを遮断する。パイロット弁ポートが閉じられたときに封止されることを可能とするために、パイロット弁ヘッド１１の端部部分は図に示される鋼ボール１１１を用いてもよい。明らかに、パイロット弁ヘッド１１の端部部分もまた円錐形、切り取られたテーパー形に設計されてもよい。
【００５４】
そして、パイロット弁ポートが開かれるとき、パイロット弁キャビティ１１ａは、第１の流路２−１および第２の流路２−２と連通してもよく、パイロット弁ポートが閉じられるとき、パイロット弁キャビティ１１ａは、第１の流路２−１および第２の流路２−２と連通しなくてもよい。パイロット弁キャビティ１１ａはピストンキャビティ４と連通しているため、パイロット弁ポートの開閉はピストンキャビティ４と、第１の流路２−１および第２の流路２−２との連通および非連通を達成し得る。
【００５５】
この実施形態では、第１の流路２−１および第２の流路２−２は、それぞれピストンキャビティ４に、電磁弁が動作されたときに第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて連通し、メイン弁本体２内に配置され、対応して、パイロット弁ヘッド１１は、メイン弁本体２と協働することを要されるのみであり、ピストン３と協働されることは要さず、このためピストン３のストロークおよびパイロット弁ヘッド１１のストロークは分離され得る。したがって、そのような構造の電磁弁は以下の技術的利点を有する。
【００５６】
第１に、電磁弁が大きな流量を要する場合に、弁ポート２ｃは拡大され、ピストン３のストロークもまた増加されるが、可動鉄芯（図３内のパイロット弁ヘッド１１はちょうど可動鉄芯である）のストロークは増加される必要がなく、このため弁本体の弁を開く能力は、影響されなくてもよく、電磁弁の高さは増加される必要がない。これに基づき、コイル１２は拡大される必要がなく、それによって背景技術の技術的解決策に提示された技術的欠陥は克服される。
【００５７】
パイロット弁ヘッド１１はピストン３から分離されるため、キャビティおよびばね９０はキャビティ内で図１に示されるようにパイロット弁ヘッド１１および可動鉄芯の間に位置されるよう設計されなくてもよく、これによりパイロット弁ヘッド１１の構造は簡略であると考えられる。さらに、図３に示されるように、コイル１２および静的鉄芯１３と協働する可動鉄芯は、ちょうどパイロット弁ヘッド１１としての機能を果たすことができ、このためパイロット弁本体１ａ全体はとても簡略な構造および小さな体積を有する。明らかに、可動鉄芯およびパイロット弁ヘッド１１はまた、別々に提供されてもよい。
【００５８】
第２に、パイロット弁ヘッド１１はメイン弁本体２と協働し、メイン弁本体２は定常部品であり定常状態を有する。このため電磁弁の双方向の開閉中に、パイロット弁ヘッド１１およびメイン弁本体２は容易には変位されない。背景技術と比較して、パイロット弁ポートの閉じる性能は変位に容易には影響されない。このため、メイン弁本体２およびパイロット弁ヘッド１１は、複雑なガイド部材を提供されることを要しない。背景技術と比較して、構造は明瞭に簡略化され、製造の困難さおよび組み立てプロセスのコストは削減され、制御精度が満たされることができる。
【００５９】
背景技術と比較して、パイロット弁ポートはピストン３から分離され、メイン弁本体２内に配置される。ピストンキャビティ４と第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方との連通および非連通を制御するためのパイロット弁ポートの開閉を可能とするために、パイロット弁流路２１ｄが提供され、パイロット弁キャビティ１１ａがさらに提供され、パイロット弁キャビティ１１ａは、ピストンキャビティ４および２つの流路の間の中間流路の機能を果たす。実用的には、パイロット弁キャビティ１１ａは、配置されなくてもよく、パイロット弁流路２１ｄおよび２つの流路はすべてパイロット弁ポートに接続されてもよい。パイロット弁キャビティ１１ａは、パイロット弁流路２１ｄと、２つの流路との間の接続関係のためのみに提供され、パイロット弁ポートはより容易に実現され、実用的な製造が容易になる。
【００６０】
双方向電磁弁の動作原理から、コイル１２が通電されるとき、第１の流路２−１および第２の流路２−２はピストンキャビティ４とそれぞれ第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂを用いて連通されることを要することが知られる。対応して、第１の流路２−１と、第２の流路２−２と、２つの接続ポートと、パイロット弁ポートとはいくつかの方法で設計されてもよい。
【００６１】
図３から６が参照される。この実施形態では、パイロット弁ポートは、一方向において第１の接続ポート２ａ、一方向において第２の接続ポート２ｂとそれぞれ第１の流路２−１および第２の流路２−２によって連通される。このため、第１の一方向の弁２１６は第１の流路２−１およびパイロット弁ポートの間に提供され、第２の一方向の弁２１５は第２の流路２−２およびパイロット弁ポートの間に提供され、このため冷媒は第１の流路２−１および第２の流路２−２にパイロット弁ポートからのみ流れることができる。
【００６２】
この場合、冷媒の注入流路は依然としてピストン３上に提供されてもよい。図３では、一方向の注入弁３ｂは、第２の接続ポート２ｂをピストンキャビティ４に一方向に連通するためにピストン３上に提供され、注入平衡穴３ａはピストンキャビティ４を第１の接続ポート２ａに連通するためにピストン３上にさらに提供される。注入平衡穴３ａおよび一方向の注入弁３ｂは、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂの位置にそれぞれ対応する位置に配置される。図３に示されるように、加えて、リア弁チャンバ２ｅはメイン弁本体２の端部に弁ポート２ｃから離れてさらに提供され、リア弁チャンバ２ｅおよびピストン３は互いから分離される。第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方はリア弁チャンバ２ｅに連通する。コイル１２が通電されるとき、リア弁チャンバ２ｅは、パイロット弁ポートを介してピストンキャビティ４に連通する。
【００６３】
双方向電磁弁の動作原理は以下の通りである。
ａ１．冷媒が第１の接続ポート２ａから入る場合、
コイル１２が非通電にされるとき：
パイロット弁ヘッド１１は、図３に示されるような位置にある。すなわち、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートを遮断し、高い圧力を有する冷媒は、パイロット弁キャビティ１１ａにパイロット弁流路２１ｄを介して流れ込むが、パイロット弁ポートを介して第２の流路２−２に流れることができない。すなわち、ピストンキャビティ４および第２の接続ポート２ｂは連通されていない。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２ａを、そして注入平衡穴３ａを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを通過し得る。代替的に、冷媒は第１の流路２−１を通って流れた後、第１の一方向の弁２１６で遮断されてもよい。ピストン３は、高い圧力を有する冷媒の下ピストンキャビティ４内を移動されることができず、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは連通せず、電磁弁は閉じられる。
【００６４】
コイル１２が通電されるとき：
パイロット弁ヘッド１１は磁力の下で図３に示される位置から上側に移動され、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートから係合を解除され、このため、高い圧力を有する冷媒第２の流路２−２に流れ、それによって第２の一方向の弁２１５を開き、第２の接続ポート２ｂと連通する。この場合、冷媒は、始めに第１の接続ポート２ａを、そして注入平衡穴３ａを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを、そしてリア弁チャンバ２ｅを、そして第２の流路２−２を（第２の一方向の弁２１５を強制的に開いて）、そして第２の接続ポート２ｂを通過し得る。設計では、注入平衡穴３ａの断面積は、第２の流路２−２の断面積より小さく、このためピストンキャビティ４に流れ込む冷媒の体積は流れ出る冷媒の体積より小さく、圧力差がピストン３にわたって生成され、そしてピストン３は左に動かされ、このため電磁弁の弁ポート２ｃは開かれ、そして第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは直接連通し、電磁弁は開かれる。
【００６５】
ｂ１．冷媒が第２の接続ポート２ｂから入る場合、
コイル１２が非通電されるとき：
パイロット弁ヘッド１１は図３に示されるように位置にあり、上述のように、パイロット弁ポートは閉じられ、高い圧力を有する冷媒は第１の流路２−１にパイロット弁ポートを介して入ることができない。すなわち、ピストンキャビティ４は、第１の接続ポート２ａと連通しない。実用的には、冷媒は依然としてピストンキャビティ４および第１の接続ポート２ａの間を一定の流量で流れる。すなわち、一定量の冷媒は注入平衡穴３ａを通って第１の接続ポート２ａに流れる。この場合、冷媒は、始めに第２の接続ポート２ｂを、そして一方向の注入弁３ｂを、そしてピストンキャビティ４を、そしてパイロット弁流路２１ｄを、そしてパイロット弁キャビティ１１ａを通過してもよい。代替的に、冷媒は第２の接続ポート２ｂを通って第２の流路２−２に入ってもよく、第２の一方向の弁２１５で遮断される。ピストン３はピストンキャビティ４内の高い圧力を有する冷媒の下で動かされることができない。第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは連通せず、電磁弁は閉じられる。
【００６６】
コイル１２が通電される場合：
パイロット弁ヘッド１１は、磁力の下、図３に示される位置から上側に移動され、パイロット弁ヘッド１１の鋼ボール１１１はパイロット弁ポートから係合を解除し、このためパイロット弁キャビティ１１ａ内の高い圧力を有する冷媒は、パイロット弁ポートを通って第１の流路２−１に流れてもよく、第１の一方向の弁２１６は、第１の接続ポート２ａと連通するために開かれる。このため、冷媒ための径路は、第２の接続ポート２ｂ〜ピストンキャビティ４〜パイロット弁流路２１ｄ〜パイロット弁キャビティ１１ａ〜リア弁チャンバ２ｅ〜第１の流路２−１（第１の一方向の弁２１６を強制的に開かせる）〜第１の接続ポート２ａである。一方向の注入弁３ｂの注入流路の断面積は、第１の流路２−１の断面積より小さくなるよう設計され、そして、ピストンキャビティ４に流れ込む冷媒の体積は流れ出る冷媒の体積より小さく、ピストン３にわたって圧力差が生成される。ピストン３は左に動かされ、電磁弁の弁ポート２ｃは開かれる。このため、第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、直接連通し、電磁弁は開かれる。
【００６７】
上述の実施形態では、一方向の弁は、第１の接続ポート２ａをピストンキャビティ４に一方向に連通するために、注入平衡穴３ａにさらに配置されてもよく、これにより冷媒が第２の接続ポート２ｂから注入平衡穴３ａを介して第１の接続ポート２ａに流れることが防止される。明らかに、実用的な用途では、電流双方向電磁弁のために、非常に小さな直径、たとえば、約０．５ｍｍの直径の注入平衡穴３ａは使用の要件を達成し得る。しかしながら、この場合、連通面積は相対的に小さく、冷媒が第２の接続ポート２ｂに入るとき、注入平衡穴３ａを通って第１の接続ポート２ａに直接流れる冷媒の量は無視され得、このことは電磁弁の開閉性能に影響しないだろうし、一方向の弁は注入平衡穴３ａ内に提供されなくてもよい。
【００６８】
注入流路としての注入平衡穴３ａおよび一方向の注入弁３ｂは、上文のピストン３内に配置される。なお、注入流路はまたメイン弁本体２内に設計されてもよい。注入流路はメイン弁本体２内に別々に配置されてもよく、それはまた冷媒の出口流路と連通するように設計されてもよい。たとえば、第２の流路２−２はピストンキャビティ４に至る分岐流路を用いて設計される。分岐流路は上側端部でメイン弁本体２内に直接的に配置されてもよく、一方向の弁は、第２の接続ポート２ｂをピストンキャビティ４に一方向に連通させるために、分岐流路内に提供される。同様に、第１の流路２−１もまた、注入平衡穴３ａの代わりに、ピストンキャビティ４に連通するために、分岐流路を用いて設計されてもよい。そのような設計はすべて、電磁弁の双方向の開閉の目的を達成し得る。明らかに、注入流路がピストン３内に設計されるとき、冷媒はピストンキャビティ４に急速に流れ得て、電磁弁を開閉する反応速度を向上させる。
【００６９】
電磁弁内では、第１の接続ポート２ａは、メイン弁本体２の側壁上に配置されてもよく、第２の接続ポート２ｂは、メイン弁本体２の端部部分に配置されてもよく、対応して、パイロット弁本体１ａは別の端部部分に接続される。第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂは、ピストン３を介して２つの接続ポートの連通および非連通を容易にするため、そのような設計とされる。
【００７０】
上述の実施形態のために、メイン弁本体２は、図３から７に示されるように弁座２１および閉弁部２２を特に含んでもよい。第１の流路２−１および第２の流路２−２の両方は弁座２１内に配置されてもよい。パイロット弁本体１ａはメイン弁本体２の側壁上、すなわち、弁座２１の側壁上に配置される。図３では、パイロット弁本体１ａは、弁ポート２ｃから離れて弁座２１の端部に配置される。すなわち、パイロット弁本体１ａは後方端部においてメイン弁本体２の側壁内に配置される。この実施形態では、パイロット弁本体１ａはメイン弁本体２の側壁に実質的に垂直であり、Ｌ字型の双方向電磁弁を形成する。垂直な配置は製造を容易にし得、それぞれの流路の圧力損失を削減すると考えられる。明らかに、非垂直な配置もまた実施可能である。
【００７１】
パイロット弁流路２１ｄは、弁座２１の側壁内に配置される。パイロット弁流路２１ｄは、ピストンキャビティ４をパイロット弁キャビティ１１ａに連通させることを要する。ピストン３は、ピストンキャビティ４および弁ポート２ｃの間に提供される。パイロット弁本体１ａが弁ポート２ｃから離れて後方端部において弁座２１の側壁内に配置されるとき、短いパイロット弁流路２１ｄはピストンキャビティ４およびパイロット弁キャビティ１１ａを連通させ得る。図３に示されるように、パイロット弁流路２１ｄはメイン弁本体２に（弁座２１および閉弁部２２を通して）実質的に垂直であり、このため長さは、相対的に小さく、このことは製造を容易にする。
【００７２】
メイン弁本体２は、互いから分離された弁座２１および閉弁部２２として構成され、このことはピストン３およびばねといったピストンキャビティ４内の部品を組み立てることを容易にする。さらに、そのようなスプリット型設計は、第１の流路２−１および第２の流路２−２を所望のように製造することを容易にする。加えて、リア弁チャンバ２ｅは、閉弁部２２および弁座２１を組み立てることによって形成される。図７に示されるように、環状溝２２１は、閉弁部２２上に提供される。閉弁部２２が弁座２１に搭載されるとき、環状溝２２１および弁座２１の内壁はリア弁チャンバ２ｅをピストンキャビティ４から離れて形成する。リア弁チャンバ２ｅが提供された後、第１の流路２−１および第２の流路２−２は、製造を容易にするために、弁座２１の長さ方向に配置されてもよい。図４では、第２の流路２−２は実質的に長さ方向に配置され、第２の流路２−２および第２の接続ポート２ｂの連通を達成するために、第２の接続ポート２ｂに向かって傾斜される遷移的な流路は、第２の流路２−２の一つの端部にさらに提供される。加えて、提供されるリア弁チャンバ２ｅは、第１の流路２−１および第２の流路２−２の共通部分として理解され得、このため同じパイロット弁ポートを介して２つの流路の連通および非連通を簡易な方法で制御することと、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッド１１の協働的配置を容易にすることとを達成する。加えて、リア弁チャンバ２ｅもまた、第１の流路２−１および第２の流路２−２の共通部分としてみなされてもよく、すなわち、流路の一部は弁キャビティの空間によって形成され、このことは製造の困難さをさらに削減する。
【００７３】
リア弁チャンバ２ｅもまた提供されなくてもよい、ということが理解され得る。たとえば、第１の流路２−１は、湾曲した流路として構成されてもよく、図３内の第１の流路２−１は、弁座２１の周方向にパイロット弁ポートに連通するまで伸びてもよい。第２の流路２−２も同様に設計されてもよい。そのような設計では、２つの流路のストロークは増加されるだろうし、反応速度は、リア弁チャンバ２ｅが提供される実施形態の反応速度よりも低くなる。
【００７４】
加えて、第１の流路２−１および第２の流路２−２の同じ弁ポートへの連通は、リア弁チャンバ２ｅを提供することによって簡単に達成され、このため２つの流路およびパイロット弁キャビティ１１ａが１つのパイロット弁ポートを開くことによって制御され、連通および非連通が可能となる。パイロット弁キャビティ１１ａは、２つのパイロット弁ポートを提供されてもよく、２つの流路はそれぞれパイロット弁ポートに連通し、パイロット弁ヘッド１１もまた２つの対応する鋼ボール１１１、または２つのパイロット弁ポートを遮断するための他の遮断部品を提供されてもよいということが理解され得る。しかしながら、明らかに、この実施形態の構造が、より簡略であり、製造が容易である。
【００７５】
なお、上述の実施形態では、第１の流路２−１と第２の流路２−２とパイロット弁キャビティ１１ａとの連通および非連通が同じパイロット弁ポートによって制御されるとき、第１の流路２−１および第２の流路２−２が互いに直接的に連通することが防止されることが要されるため、第１の流路２−１および第２の流路２−２はそれぞれパイロット弁ポートを第１の接続ポート２ａおよび第２の接続ポート２ｂに連通するよう構成される。パイロット弁キャビティ１１ａがそれぞれ第１の流路２−１および第２の流路２−２に対応する２つのパイロット弁ポートを有する場合、第１の流路２−１および第２の流路２−２は互いに連通せず、この場合、第１の一方向の弁２１５および第２の一方向の弁２１６は提供されなくてもよい。
【００７６】
上述の実施形態では、分離型のメイン弁本体２が用いられる。実用的には、一体的なメイン弁本体２もまた実施可能であり得る。パイロット弁ヘッド１１は、メイン弁本体２の側壁に接続されてもよく、内部部材は、メイン弁本体２の１つの端部で組み立てられてもよい。この場合、製造の簡単さおよび組み立てプロセスは分離型の設計のものよりも劣り得る。
【００７７】
図８から９を続けて参照する。図８は、本願の第２の実施形態による双方向電磁弁の軸方向の断面図である。図９は、図８内の流路を示す概略図である。図９は、観察を容易にするために流路を黒の部分によって示す。図１０は、図８内の双方向電磁弁の弁座の構造を示す概略図である。
【００７８】
この実施形態および第１の実施形態の間の違いは、主にパイロット弁本体１ａが異なる位置に配置されるということにある。対応して、２つの流路およびパイロット弁流路２１ｄための配置もまた異なってもよい。
【００７９】
パイロット弁本体１ａは、弁座２１の端部において弁ポート２ｃの近傍に配置され、パイロット弁本体１ａは、メイン弁本体２の前方側壁に配置される。このような設計は、たとえ第１の流路２−１および第２の流路２−２が小さな長さを有しても、パイロット弁キャビティ１１ａおよび２つの接続ポートの間の連通を達成し得、２つの流路の製造の困難さを削減する。
【００８０】
さらに、パイロット弁本体１ａは、第２の接続ポート２ｂに対応する位置にあってもよく、第２の流路２−２の長さは、図９に示されるようにさらに削減されてもよい。同様に、パイロット弁本体１ａが第１の接続ポート２ａに対応する位置にある場合、第１の流路２−１の長さはさらに削減されてもよい。
【００８１】
この場合、パイロット弁流路２１ｄは長さ方向に配置されてもよい。長さ方向の配置は、パイロット弁流路の長さ２１ｄを最も小さくすることを可能とし、このことはパイロット弁流路２１ｄ内の冷媒の流れの径路を短くし、冷媒がピストンキャビティ４からパイロット弁キャビティ１１ａに急速に入ることを可能とする。
【００８２】
パイロット弁本体１ａが第２の接続ポート２ｂに対応する位置にある場合、メイン弁本体２は、図９に示されるように、フロント弁チャンバ２ｆをさらに提供されてもよい。フロント弁チャンバ２ｆは、リア弁チャンバ２ｅと同様であり、フロント弁チャンバ２ｆおよびリア弁チャンバ２ｅの間の違いは、第２の流路２−２がちょうどメイン弁本体２の側壁を通過して第２の接続ポート２ｂに直接的に連通し得るために、フロント弁チャンバ２ｆのみが第１の流路２−１およびパイロット弁ポートの連通を提供することにある。ピストン３は、その前方端部で弁ポート２ｃの近傍に段を提供されてもよく、フロント弁チャンバ２ｆは、段の壁および弁座２１の内壁の間に形成される。フロント弁チャンバ２ｆの配置は、第２の流路２−２を短くすることに基づいて、第１の流路２−１の長さをさらに削減する。実用的には、フロント弁チャンバ２ｆはまた第１の流路２−１の部分としてみなされてもよく、流路の部分を弁キャビティ内の空間によって形成し、製造の困難さを削減する。加えて、フロント弁チャンバ２ｆの配置もまた、注入平衡穴３ａを配置することを容易にし、このことは、ピストンキャビティ４および第１の接続ポート２ａの間の連通を達成するために、注入平衡穴３ａが周方向にピストン３の前方端部のいずれかの位置に配置されることを可能とする。
【００８３】
明らかに、フロント弁チャンバ２ｆはまた、提供されてなくてもよい。たとえば、図９内の第１の流路２−１は弁座２１の周方向に第１の接続ポート２ａに連通するまで伸びてもよい。明らかに、そのような設計は、冷媒のための長い流れの径路を有し得る。
【００８４】
加えて、図９では、フロント弁チャンバ２ｆを通過する冷媒は第１の流路２−１に入り、第１の流路２−１はさらに第２の流路２−２に連通し、そして冷媒はパイロット弁ポートに流れる。そのような設計はパイロット弁キャビティ１１ａおよび第１の流路と、パイロット弁キャビティ１１ａおよび第２の流路との連通を同じパイロット弁ポートによって制御することを容易にする。明らかに、第１の流路２−１は第２の一方向の弁２１５およびパイロット弁ポートの間で第２の流路２−２内の部分に接続される。
【００８５】
パイロット弁本体１ａは、弁座２１の端部において弁ポート２ｃの近傍に配置される。実用的には、パイロット弁本体１ａもまた、メイン弁本体２の弁ポート２ｃから離れて後方端部でメイン弁本体２の側壁内に配置され得る。パイロット弁流路の長さ２１ｄは、削減され得る。
【００８６】
この実施形態では、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することは以下のように達成される。図８に示されるように、第１の流路２−１は直接的に第２の流路２−２に連通される。明らかに、第１の流路２−１は、パイロット弁ポートおよび第２の一方向の弁２１５の間の位置で第２の流路２−２に連通され、第１の流路および第２の流路の両方をパイロット弁ポートに連通するため、この位置は第２の流路２−２および第１の流路２−１の共通部分としてみなされることができ、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することを達成する。この連通方法は、同じパイロット弁ポートによって２つの流路の連通および非連通を制御することを達成しながら、パイロット弁ポートおよびパイロット弁ヘッド１１の協働的配置を容易にする。
【００８７】
上述の実施形態の各々のために、パイロット弁本体１ａと、メイン弁本体２と、第１の接続ポート２ａと、第２の接続ポート２ｂとは同じ軸方向の断面視内に位置されてもよく、そして、パイロット弁本体１ａは、メイン弁本体２１の側壁上に配置される第１の接続ポート２ａと対向し、これにより電磁弁は、相対的にバランスのとれた設計および良好な安定性を有し得る。
【００８８】
メイン弁本体２が分離型で設計される場合に、溝２１７は、弁座２１においてパイロット弁本体１ａに面する位置に提供されてもよく、パイロット弁ポートもまた、溝２１７内に配置される。パイロット弁本体１ａのパイロット弁ヘッド１１が溝２１７内に挿入された後に、図３から５に示されるようにパイロット弁キャビティ１１ａは形成され、パイロット弁キャビティ１１ａおよびパイロット弁ポートの設計を容易に達成する。
【００８９】
図１１から１２を続けて参照する。図１１は、図１０内のＢ部分を示す部分的に拡大された概略図である。図１２は、図１１内のストップリングの構造を示す概略図である。
【００９０】
ストップリング２１６ｂは、第１の流路２−１内に配置されてもよい。ストップリング２１６ｂは、図１２に示されるように、ベースリングｂと、側壁ａと、上壁ｃとを有する。ベースリングｂの２つの側は上側に延びて２つの側壁ａを形成し、２つの側壁ａは上壁ｃを介して接続される。ストップリング２１６ｂが第１の流路２−１内に配置された後、封止ボール２１６ａは、第１の一方向の弁２１６を形成するために、ベースリングｂと、２つの側壁ａと、上壁ｃとによって形成される空間内に配置されてもよい。一方向の弁の使用において、２つの側壁ｂは、ガイドし支持する機能を果たす。従来の一方向の弁と比較して、この構造の一方向の弁の封止ボール２１６ａは一方向の弁の弁ポートを冷媒の下で柔軟に弁ポートの中心から逸らせることなく遮断または開くことができる。適切な状況で、他の一方向の弁もまた、この構造を第１の一方向の弁２１６に加えて用いてもよいと考えられるが、ここでは説明しない。
【００９１】
本願による双方向電磁弁が上文に詳細に説明される。本願の原理および実施形態具体的な実施例によって説明される。上述の実施形態は、本願の方法およびアイディアの理解を助けることのみを意図する。なお、本願の原理から逸脱することなく、当業者にとって、本出願に対していくつかの変更や改良がなされ得ることに留意すべきであり、これらの改変および改良も、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に収まるものとみなされる。
【手続補正２】
【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】
双方向電磁弁であって、
メイン弁本体（２）と、
パイロット弁本体（１ａ）とを備え、ピストン（３）は前記メイン弁本体（２）によって形成される弁キャビティ内に提供されてピストンキャビティ（４）が形成され、前記メイン弁本体（２）は、前記ピストン（３）によって互いに連通するか連通しないよう構成される第１の接続ポート（２ａ）および第２の接続ポート（２ｂ）を提供され、前記双方向電磁弁は、冷媒が流れ出すために、前記第１の接続ポート（２ａ）および前記第２の接続ポート（２ｂ）とそれぞれ連通する、第１の流路（２−１）および第２の流路（２−２）をさらに備え、
前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の両方は、前記メイン弁本体（２）内に配置され、
パイロット弁流路（２１ｄ）は、前記メイン弁本体（２）内にさらに提供され、前記ピストンキャビティ（４）は前記パイロット弁流路（２１ｄ）を介して前記パイロット弁本体（１ａ）内のパイロット弁ポートに連通し、
前記パイロット弁本体（１ａ）のパイロット弁ヘッド（１１）は、前記パイロット弁ポートを開くか閉じるために移動され、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）が前記ピストンキャビティ（４）と連通するか連通しないことを可能とする、双方向電磁弁。
【請求項２】
前記双方向電磁弁は１つのパイロット弁ポートを有し、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の各々の内に一方向の弁が提供され、それぞれ、前記パイロット弁ポートが前記第１の接続ポート（２ａ）に連通することと、前記パイロット弁ポートが前記第２の接続ポート（２ｂ）に連通することとを可能にする、請求項１に記載の双方向電磁弁。
【請求項３】
前記パイロット弁本体（１ａ）は前記メイン弁本体（２）の側壁上に配置される、請求項１に記載の双方向電磁弁。
【請求項４】
前記第１の接続ポート（２ａ）は前記メイン弁本体（２）の前記側壁上に配置され、前記第２の接続ポート（２ｂ）は、前記メイン弁本体（２）の、弁ポート（２ｃ）を提供される、端部に配置される、請求項３に記載の双方向電磁弁。
【請求項５】
前記パイロット弁本体（１ａ）は前記メイン弁本体（２）の、前記弁ポート（２ｃ）の近傍の前記端部に位置される、請求項４に記載の双方向電磁弁。
【請求項６】
前記パイロット弁本体（１ａ）は前記第２の接続ポート（２ｂ）の前記位置に対応する、請求項５に記載の双方向電磁弁。
【請求項７】
前記第１の接続ポート（２ａ）に連通するための環状のフロント弁チャンバ（２ｆ）は、前記弁ポート（２ｃ）の近傍の端部の前記ピストン（３）の外壁および前記メイン弁本体（２）の内壁の間に形成され、前記第１の流路（２−１）は前記フロント弁チャンバ（２ｆ）を介して前記第１の接続ポート（２ａ）に連通する、請求項６に記載の双方向電磁弁。
【請求項８】
前記第１の流路（２−１）は、第２の一方向の弁（２１５）および前記パイロット弁ポートの間の位置において前記第２の流路（２−２）と連通する、請求項７に記載の双方向電磁弁。
【請求項９】
前記パイロット弁流路（２１ｄ）は、前記メイン弁本体（２）の長さ方向に配置される、請求項５に記載の双方向電磁弁。
【請求項１０】
前記パイロット弁本体（１ａ）は、前記メイン弁本体（２）の、前記弁ポート（２ｃ）から離れて、端部に位置される、請求項４に記載の双方向電磁弁。
【請求項１１】
前記パイロット弁ポートに連通するためのリア弁チャンバ（２ｅ）は、前記弁ポート（２ｃ）から離れた端部の前記ピストン（３）の外壁および前記メイン弁本体（２）の内壁の間に形成され、前記第１の流路（２−１）および両方の前記第２の流路（２−２）は、前記パイロット弁ポートに両方前記リア弁チャンバ（２ｅ）を介して連通する、請求項１０に記載の双方向電磁弁。
【請求項１２】
双方向電磁弁であって、パイロット弁キャビティ（１１ａ）を備え、前記ピストンキャビティ（４）は、前記パイロット弁流路（２１ｄ）を介して前記パイロット弁キャビティ（１１ａ）と連通し、前記パイロット弁ポートが開いている場合に、前記第１の流路（２−１）および前記第２の流路（２−２）の両方は前記パイロット弁キャビティ（１１ａ）を介して前記ピストンキャビティ（４）と連通する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【請求項１３】
前記パイロット弁本体（１ａ）内に提供される可動鉄芯は、前記パイロット弁ヘッド（１１）である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【請求項１４】
前記メイン弁本体（２）は、円筒状の弁座（２１）および前記弁座（２１）の１つの端部に位置される閉弁部（２２）を備える、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の双方向電磁弁。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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【国際調査報告】
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