JP6057805B2 - パイロット式双方向電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、パイロット式双方向電磁弁に係り、例えば、１台の室外機に対して小型の室内機が複数台設置されるマルチエアコンシステム等のような、流体（冷媒）が正逆双方向に流される流体システムに使用されるパイロット式双方向電磁弁に関する。

従来から、１台の室外機に対して小型の室内機を複数台設置し、１台の室外機で複数の部屋を空調するマルチエアコンシステム等のような、冷媒が正逆双方向（第１流れ方向とその逆の第２流れ方向）に流される流体システムでは、冷媒の流れ方向がいずれの場合であっても小さな駆動力で流路を開閉し得るパイロット式双方向電磁弁の使用が望まれている。

この種の従来のパイロット式双方向電磁弁としては、例えば特許文献１に開示されているように、プランジャ等を有する電磁式アクチュエータと、前記プランジャの下部に設けられた逆止弁組立体と、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動可能に嵌挿される円筒状空所及び前記主弁体により開閉される主弁口が設けられ、前記円筒状空所における前記主弁体より上側に前記逆止弁組立体が配在されるパイロット室が画成されるとともに、前記主弁体より下側に主弁室が画成される弁ハウジングと、を有し、前記弁ハウジングには、前記主弁室に直接連なる第１入出口及び前記主弁口を介して前記主弁室に連なる第２入出口が設けられ、前記主弁体内に、前記主弁室と前記パイロット室とを連通するための第１連通路及び前記第２入出口と前記パイロット室とを連通するための第２連通路が形成され、前記逆止弁組立体は、前記第１連通路を介して前記主弁室から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記主弁室への流出は阻止する第１逆止弁体、及び、前記第２連通路を介して前記第２入出口から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記第２入出口への流出は阻止する第２逆止弁体を備えるものが挙げられる。

特開２０１２−５７６７８号公報

特許文献１に開示されているパイロット式双方向電磁弁においては、第２入出口とパイロット室とを連通する第２連通路に、第２入出口からパイロット室に向かう流量を制限するがパイロット室から第２入出口に向かう流量は制限しない絞り弁が配在され、高圧の冷媒を第２入出口へ導入する環境下でプランジャを吸引して第１連通路及び第２連通路を開弁する場合に、前記プランジャを小さな駆動力で吸引して駆動することができるものの、高圧の冷媒を第１入出口へ導入する環境下でプランジャを吸引して第１連通路及び第２連通路を開弁する場合には、第１入出口からパイロット室に向かう流量が制限されず、前記プランジャを相対的に大きな駆動力で吸引する必要があり、前記プランジャを励磁駆動するコイルを含めた電磁式アクチュエータを小型化することが難しいといった課題がある。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、逆止弁組立体が設けられたプランジャを励磁駆動する電磁式アクチュエータを小型化することができ、もって、パイロット式双方向電磁弁全体を小型化・軽量化することのできるパイロット式双方向電磁弁を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係るパイロット式双方向電磁弁は、筒状空所からなる弁室を有する弁ハウジングと、該弁ハウジングの前記弁室に軸心方向に摺動自在に嵌挿される主弁体と、前記弁ハウジングの前記弁室の前記主弁体よりも上側に画成されるパイロット室に配在されると共に電磁式アクチュエータにより前記主弁体と接離するように軸心方向に移動自在となっている逆止弁組立体と、を備え、前記弁ハウジングには、前記弁室の前記主弁体よりも下側に画成される主弁室に直接連通する第１入出口、及び、前記主弁体の動きに応じて開閉される主弁口を介して前記主弁室に連通する第２入出口が設けられ、前記主弁体には、前記第１入出口と前記パイロット室とを連通する第１連通路及び前記主弁口を介して前記第２入出口と前記パイロット室とを連通する第２連通路が形成され、前記逆止弁組立体には、前記第１連通路を介して前記第１入出口から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記第１入出口への流出は阻止する第１逆止弁体、及び、前記第２連通路を介して前記第２入出口から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記第２入出口への流出は阻止する第２逆止弁体が設けられているパイロット式双方向電磁弁であって、前記第１連通路には、該第１連通路を介して前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するが前記パイロット室から前記第１入出口へ向かう流量を制限しない第１絞り弁が配在され、前記第２連通路には、該第２連通路を介して前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するが前記パイロット室から前記第２入出口へ向かう流量を制限しない第２絞り弁が配在されていることを特徴としている。

好ましい形態では、前記第１連通路の前記パイロット室側の開口は、前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位に設けられ、前記第２連通路の前記パイロット室側の開口は、前記軸心上に設けられている。

他の好ましい形態では、前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁は、前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位に設けられると共に、前記軸心に対して両側に配在されている。また、他の好ましい形態では、前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁は、前記軸心方向で異なる部位に配在されている。

他の好ましい形態では、前記第１絞り弁は、前記主弁体の上面に設けられた第１装填穴内に配在され、該第１装填穴には、該第１装填穴内に前記第１絞り弁を保持すると共に、前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう制限された流量よりも大きな流量を流す貫通孔が形成された第１蓋が設けられている。

他の好ましい形態では、前記第２絞り弁は、前記主弁体の下面に設けられた第２装填穴内に配在され、該第２装填穴には、該第２装填穴内に前記第２絞り弁を保持すると共に、前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう制限された流量よりも大きな流量を流す貫通孔が形成された第２蓋が設けられている。

他の好ましい形態では、前記第１連通路は、前記軸心方向と平行な上下方向へ延びる前記第１装填穴、該第１装填穴に連通すると共に該第１装填穴よりも小径の前記上下方向へ延びる第１中間路、及び、該第１中間路と前記主弁室を連通する第１終端路から構成されている。

他の好ましい形態では、前記第２連通路は、前記主弁体の上面に形成された開口から前記軸心方向へ延びる第２終端路、該第２終端路に連通すると共に該第２終端路よりも大径であって前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位で前記軸心方向と平行な上下方向へ延びる第２中間路、及び、該第２中間路に連通すると共に該第２中間路よりも大径であって前記主弁体の下面まで前記上下方向へ延びる前記第２装填穴から構成されている。

他の好ましい形態では、前記第２装填穴は、前記第１連通路よりも下方に形成されている。

他の好ましい形態では、前記第２蓋の下面は、前記主弁体の下部に設けられ且つ前記主弁口と接離するシール部材の下面よりも上方に形成されている。また、他の好ましい形態では、前記第１蓋の上面は、前記主弁体の上面と面一に形成されている。

他の好ましい形態では、前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するために前記第１絞り弁に形成された小孔の孔径と前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するために前記第２絞り弁に形成された小孔の孔径とは同一である。

他の好ましい形態では、前記第２連通路の前記パイロット室側の開口の孔径は、前記第１連通路の前記パイロット室側の開口の孔径以下である。

本発明のパイロット式双方向電磁弁によれば、第１連通路には、該第１連通路を介して第１入出口からパイロット室へ向かう流量を制限するがパイロット室から第１入出口へ向かう流量を制限しない第１絞り弁が配在され、第２連通路には、該第２連通路を介して第２入出口からパイロット室へ向かう流量を制限するがパイロット室から第２入出口へ向かう流量を制限しない第２絞り弁が配在されていることによって、高圧の冷媒を第２入出口へ導入する環境下で逆止弁組立体を電磁式アクチュエータにより移動させて第１連通路及び第２連通路を開弁する場合と高圧の冷媒を第１入出口へ導入する環境下で逆止弁組立体を電磁式アクチュエータにより移動させて第１連通路及び第２連通路を開弁する場合の双方の場合（冷媒が正逆双方向に流される場合）で、前記逆止弁組立体を小さな駆動力で駆動させることができ、前記逆止弁組立体を励磁駆動する電磁式アクチュエータを小型化することができる。また、第１連通路のパイロット室側の開口と共に第２連通路のパイロット室側の開口を小さくすることができ、第１連通路のパイロット室側の開口及び第２連通路のパイロット室側の開口と接離する逆止弁組立体や前記第１連通路及び第２連通路が形成される主弁体も小型化することができるため、パイロット式双方向電磁弁全体を格段に小型化・軽量化することができる。

本発明に係るパイロット式双方向電磁弁の実施形態を示す縦断面図。 図１に示す第１絞り弁が第１装填穴内に配置された状態を拡大して示す拡大図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ２−Ｂ２矢視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ２−Ｃ２矢視断面図。 図１に示す双方向電磁弁のＡ部を拡大して示すＡ部拡大図。 図１に示す第１逆止弁体を拡大して示す拡大図であり、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその上面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ４−Ｃ４矢視断面図。 図１に示す第２逆止弁体を拡大して示す拡大図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ５−Ｂ５矢視断面図。 図１に示す双方向電磁弁における第１流れ方向開閉動作の第１ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第１流れ方向開閉動作の第２ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第１流れ方向開閉動作の第３ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第１流れ方向開閉動作の第４ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第２流れ方向開閉動作の第１ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第２流れ方向開閉動作の第２ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第２流れ方向開閉動作の第３ステップを説明する図。 図１に示す双方向電磁弁における第２流れ方向開閉動作の第４ステップを説明する図。

以下、本発明に係るパイロット式双方向電磁弁の実施形態を図面を参照して説明する。

＜パイロット式双方向電磁弁の構成＞
図１は、本発明に係るパイロット式双方向電磁弁の実施形態を示す縦断面図である。図示するパイロット式双方向電磁弁１０は、例えば、１台の室外機に対して小型の室内機が複数台設置され、流体（冷媒）が正逆双方向（第１流れ方向とその逆の第２流れ方向）に流されるマルチエアコンシステムに使用されるものである。

前記パイロット式双方向電磁弁１０は、主に、電磁式アクチュエータ２０と、円筒状空所からなる弁室１３を有する弁ハウジング１２と、弁ハウジング１２の弁室１３に軸心Ｏ方向に摺動自在に嵌挿されるピストン型の主弁体３０と、弁ハウジング１２の弁室１３のうち主弁体１２よりも上側に配在され、主弁体３０と接離するように電磁式アクチュエータ２０により軸心Ｏ方向に移動自在となっている逆止弁組立体５０とを備えている。なお、双方向電磁弁１０の軸心Ｏは、電磁式アクチュエータ２０のプランジャ２５、弁ハウジング１２（の円筒状空所）、主弁体３０、逆止弁組立体５０等の共通の軸心となっている。

電磁式アクチュエータ２０は、ボビン２３の外側に配在された通電励磁用のコイル２２、ボビン２３及びコイル２２の外側を覆うように配在されたケース２１、コイル２２の上部内周側に配在されてボルト２８によりその上部をケース２１に固定された吸引子２４、及び、この吸引子２４の下側に対向配置されたプランジャ２５を備えている。このプランジャ２５は、コイル２２と吸引子２４との間にその上部が配在された円筒状のガイドパイプ２６に摺動自在に嵌挿されている。なお、ガイドパイプ２６の上端は、吸引子２４の外周段差部に溶接により固定され、その下部は、弁ハウジング１２（特にその上部体１２Ａ）の上部中央に設けられた取付口１２ａに挿入されてろう付け等により固定されている。

吸引子２４の下部には円錐台状の凹部２４ａが形成され、プランジャ２５の上部には前記凹部２４ａに嵌合する凸部２５ａが設けられている。また、吸引子２４とプランジャ２５との間には、プランジャ２５を下方に付勢するプランジャばね（圧縮コイルばね）２７が縮装され、このプランジャばね２７の上部は、吸引子２４の凹部２４ａに嵌挿され、プランジャばね２７の下部は、プランジャ２５の凸部２５ａの中央に形成された凹部２５ｂに嵌挿されている。また、プランジャ２５の下部には、逆止弁組立体５０がプランジャ２５と一体に軸心Ｏ方向に移動自在に組み付けられている。

弁ハウジング１２は、下面が開口した天井部１２ｂ付き円筒状の上部体１２Ａと、該上部体１２Ａの側部１２ｃが螺着される断面凸形状の下部体１２Ｂとからなっており、上部体１２Ａの側部１２ｃの外周と下部体１２Ｂの内周とが螺着されることで円筒状空所からなる弁室１３が形成される。

前記弁室１３における主弁体３０よりも上側にはパイロット室１６が画成され、上記したように、上部体１２Ａの天井部１２ｂの中央に形成された取付口１２ａにガイドパイプ２６の下部が挿入固定されることで、プランジャ２５の下部に組み付けられた逆止弁組立体５０がパイロット室１６内に配在されると共に、該パイロット室１６内で軸心Ｏ方向に移動自在となっている。

一方、前記弁室１３における主弁体３０よりも下側には主弁室１５が画成され、弁ハウジング１２の下部体１２Ｂの下部の主弁室１５側には、主弁体３０の軸心Ｏ方向の動きに応じて開閉される主弁口（弁シート部）１４が設けられている。弁ハウジング１２の下部体１２Ｂの下部左側には、主弁室１５に直接連通する第１入出口３１が設けられ、下部体１２Ｂの下部右側には、主弁口１４を介して主弁室１５に連通する第２入出口３２が設けられている。

弁ハウジング１２の弁室１３に摺動自在に嵌挿された主弁体３０は、断面逆凸字状の外形を有しており、その底部の形成された凹部には、主弁体３０の軸心Ｏ方向の動きに応じて主弁口１４に離接して該主弁口１４を開閉する、ゴムあるいはテフロン（登録商標）等からなる短円筒状のシール部材３３が嵌挿されている。このシール部材３３は、主弁体３０の外周側からその内側へ向かってシール部材３３の下面外周まで延びる支持部３６及びシール部材３３の下面内周に配置固定されたリング状係止片３７により前記凹部内に抜け止め係止されている。また、主弁体３０の上面部外周には、弁ハウジング１２の天井部１２ｂに接当して主弁体３０の上方移動限界を定める短円筒状のストッパ３４が突設されている。また、主弁体３０の上面部近傍の外周部に形成された凹部には、主弁体３０の外周と弁ハウジング１２（特にその上部体１２Ａ）の内周との間をシールするシール部材（ピストンリング）３９が装着されている。

また、主弁体３０の上部段差部と弁ハウジング１２の下部体１２Ｂにおける内周段差部との間には、主弁体３０を上方（主弁口１４の開弁方向）に付勢すべく圧縮コイルばね３５が縮装されている。

主弁体３０内には、例えば主弁体３０によって主弁口１４が閉弁された状態で、第１入出口３１及び主弁室１５とパイロット室１６とを連通するための第１連通路４１、及び、主弁口１４を介して第２入出口３２とパイロット室１６とを連通するための第２連通路４２が形成されている。

第１連通路４１は、主弁体３０の上面３０ａに形成された軸心Ｏ方向と平行な上下方向（軸心Ｏ１方向）へ延びる第１装填穴４１ａ、この第１装填穴４１ａの下端に連通すると共に第１装填穴４１ａよりも小径の軸心Ｏ１方向へ延びる第１中間路４１ｃ、及び、第１中間路４１ｃの下端に連通すると共に第１中間路４１ｃよりも大径の軸心Ｏ１方向と直交する方向へ延びる断面円形状の第１終端路４１ｂから構成されている。

第１装填穴４１ａ内には、後述する第１絞り弁４４が軸心Ｏ１方向へ摺動自在に装填され、第１装填穴４１ａの上側断差部には、第１装填穴４１ａ内に前記第１絞り弁４４を保持すると共に、その中央に第１装填穴４１ａ、第１中間路４１ｃ及び第１終端路４１ｂよりも小径の貫通孔（均圧ポート）が形成された第１蓋４３がかしめ等により固定されている。また、第１蓋４３の上面は、主弁体３０の上面３０ａと面一に形成されている。

第１装填穴４１ａ、第１中間路４１ｃ及び第１蓋４３の貫通孔はそれぞれ断面円形状を有し且つ軸心Ｏ１上に同心配置されており、この軸心Ｏ１は、軸心Ｏから半径方向外周側へ所定の距離だけ偏心した部位に設けられている。すなわち、第１連通路４１のパイロット室１６側の開口（第１蓋４３の貫通孔（均圧ポート）の上端開口（弁シート部））と第１装填穴４１ａ内に配在された第１絞り弁４４は、軸心Ｏから半径方向外周側へ所定の距離だけ偏心した部位に設けられている。

第２連通路４２は、主弁体３０の上面３０ａに形成された開口から軸心Ｏ方向へ延びる断面円形状の第２終端路４２ａ（パイロットポート）、第２終端路４２ａの下部に連通すると共に第２終端路４２ａよりも大径であって軸心Ｏから所定の距離だけ偏心した部位で軸心Ｏ方向と平行な上下方向（軸心Ｏ２方向）へ延びる第２中間路４２ｃ、及び、第２中間路４２ｃの下端に連通すると共に第２中間路４２ｃよりも大径であって主弁体３０の下面まで軸心Ｏ２方向へ延びる第２装填穴４２ｂから構成されている。なお、第２連通路４２の第２終端路４２ａの主弁体３０の上面３０ａに形成された開口の孔径は、第１連通路４１の上側に固定された第１蓋４３の貫通孔の孔径と同じもしくはその孔径よりも小さい。

第２装填穴４２ｂ内には、後述する第２絞り弁４５が軸心Ｏ２方向へ摺動自在に装填され、第２装填穴４２ｂの下側断差部には、第２装填穴４２ｂ内に前記第２絞り弁４５を保持すると共に、その中央に第２装填穴４２ｂよりも小径の貫通孔が形成された第２蓋４８がかしめ等により固定されている。また、第２蓋４８の下面は、主弁体３０の下面３０ｂと面一に形成されると共に、主弁体３０の下部に設けられたシール部材３３の下面よりも上方に形成されている。

第２中間路４２ｃ、第２装填穴４２ｂ、第１蓋４３の貫通孔はそれぞれ断面円形状を有し且つ軸心Ｏ２上に同心配置されており、この軸心Ｏ２は、軸心Ｏから半径方向外周側へ所定の距離だけ偏心した部位であって、軸心Ｏに対して軸心Ｏ１とは反対側に設けられている。すなわち、第２連通路４２のパイロット室１６側の開口（第２終端路４２ａ（パイロットポート）の上端開口（弁シート部））は軸心Ｏ上に設けられると共に、第２絞り弁４５が装填される第２装填穴４２ｂ及び該第２装填穴４２ｂ内の第２絞り弁４５は、軸心Ｏから半径方向外周側へ所定の距離だけ偏心した部位であって、軸心Ｏに対して第１連通路４１の第１装填穴４１ａ及び該第１装填穴４１ａ内の第１絞り弁４４等とは反対側に設けられている。このように第１装填穴４１ａ内の第１絞り弁４４及び第２装填穴４２ｂ内の第２絞り弁４５が、軸心Ｏから所定の距離だけ偏心した部位に設けられると共に、軸心Ｏに対して左右両側に配在されることにより、第１連通路４１の第１装填穴４１ａ及び該第１装填穴４１ａ内の第１絞り弁４４を軸心Ｏに対して近接して配置することができ、逆止弁組立体５０や主弁体３０の左右方向の外形を小型化することができる。また、第２装填穴４２ｂは、第１連通路４１よりも下方に形成されているため、第１連通路４１の第１装填穴４１ａ及び該第１装填穴４１ａ内の第１絞り弁４４を軸心Ｏに対して更に近接して配置することができる。なお、第１装填穴４１ａ内の第１絞り弁４４及び第２装填穴４２ｂ内の第２絞り弁４５は軸心Ｏに対して片側に配在してもよい。

前記第１連通路４１の第１装填穴４１ａに装填された第１絞り弁４４は、第１連通路４１を介して第１入出口３１からパイロット室１６に向かう流量を制限するがパイロット室１６から第１入出口３１に向かう流量は制限しないように機能するもので、図２に示すように、円錐台状の中空頭部４４ａと左右両側部が平行面取りされた横断面外形が略小判形状の中空胴部４４ｂとから形成されている。また、中空頭部４４ａの頂上部には、第１装填穴４１ａ、第１中間路４１ｃ、第１終端路４１ｂ及び第１蓋４３の貫通孔よりも小径の小孔４６ａが形成され、中空胴部４４ｂの平行面取り部４４ｃの略中央には、比較的大径の透孔４６ｂが形成されている。

第１絞り弁４４が第１装填穴４１ａ内に配置された状態では、図２（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、中空胴部４４ｂの曲面部４４ｄと第１装填穴４１ａの内周面とが摺接すると共に、中空胴部４４ｂの平行面取り部４４ｃと第１装填穴４１ａの内周面との間に三日月状の空所Ｓ１が形成されている。

この第１絞り弁４４は、第１連通路４１を冷媒が流通しないときには、図２（ｂ）に示すように、第１装填穴４１ａの下部に連通する第１中間路４１ｃの上部上に自重で着座すると共に、その中空頭部４４ａと第１装填穴４１ａの上側に固定された第１蓋４３とは離間している。この状態で第１連通路４１を冷媒が流通したときには、中空頭部４４ａに形成された小孔４６ａに加えて、中空胴部４４ｂの平行面取り部４４ｃと第１装填穴４１ａの内周面との間に形成された三日月状の空所Ｓ１及び中空胴部４４ｂの平行面取り部４４ｃに形成された透孔４６ｂが冷媒流通路となる。

一方で、第１絞り弁４４の上下の差圧により第１絞り弁４４が自重に抗して第１装填穴４１ａ内で押し上げられ、中空頭部４４ａの上部が第１蓋４３の中央の貫通孔の下端部に挿入されてその下端縁に圧接されたときには、第１入出口３１からパイロット室１６に向かう冷媒は中空頭部４４ａの小孔４６ａのみを通ることになり、第１連通路４１を介して第１入出口３１からパイロット室１６に向かう流量が絞られる。

また、第２連通路４２の第２装填穴４２ｂに装填された第２絞り弁４５は、第２連通路４２を介して第２入出口３２からパイロット室１６に向かう流量を制限するがパイロット室１６から第２入出口３２に向かう流量は制限しないように機能するもので、前記第１絞り弁４４と同様に、円錐台状の中空頭部４５ａと左右両側部が平行面取りされた横断面外形が略小判形状の中空胴部４５ｂとから形成されている。また、中空頭部４５ａの頂上部には、第２終端路４２ａ、第２中間路４２ｃ、第２装填穴４２ｂ、及び第２蓋４８の貫通孔よりも小径の小孔４７ａが形成され、中空胴部４５ｂの平行面取り部４５ｃの略中央には、比較的大径の透孔４７ｂが形成されている（図２参照）。

この第２絞り弁４５は、第２装填穴４２ｂ内において、前記第１絞り弁４４の第１装填穴４１ａ内における作動と同様に作動するため、その詳細な説明は省略する。

なお、第１絞り弁４４と第２絞り弁４５とは同形状であってよいし、異形状であってもよいが、後述するように、冷媒を正逆双方向（第１流れ方向とその逆の第２流れ方向）に流す際に電磁式アクチュエータ２０のプランジャ２５を駆動するための駆動力を最小化できるように、第１絞り弁４４の中空頭部４４ａに形成された小孔４６ａと第２絞り弁４５の中空頭部４５ａに形成された小孔４７ａとは、冷媒を円滑に流通し得る程度の可能な限り小径であることが好ましく、従ってそれぞれの小孔４６ａ、４７ａの孔径は同一であることが望ましい。

一方、電磁式アクチュエータ２０のプランジャ２５の下部に組み付けられる逆止弁組立体５０は、大径部と小径部とを有する段付き円柱状の支持基体５５を備える。この支持基体５５は、図３の拡大図を参照すればよく理解されるように、上から順に、大径頭部５５ａ、中間小径部５５ｂ、中央大径部５５ｃ、下部小径円筒部５５ｄから構成されている。

支持基体５５の大径頭部５５ａは、プランジャ２５の下部に設けられた逆凹形穴２５ｂに軸心Ｏ方向へ摺動自在に嵌挿されると共に、中間小径部５５ｂの側部及びプランジャ２５の下端部にかしめ固定されたリング状係止片２９により抜け止め係止されている。

中央大径部５５ｃの外周（に形成された環状溝５５ｆ）には、大径円筒体５６の上部がかしめ固定（かしめ部５６ａ）されており、この大径円筒体５６の下部内周面と支持基体５５の下部小径円筒部５５ｄの外周面との間には、第１逆止弁体５１が軸心Ｏ方向に摺動自在に嵌挿されている。

第１逆止弁体５１は、図４に示すように、上部大径部５１ａと下部小径部５１ｂとからなる段付き短円筒形状を呈し、その底面が第１連通路４１（第１蓋４３の貫通孔）の上端開口（弁シート部）を閉止し得る、当該電磁弁１０の軸心Ｏを中心とした円環状のシール面５１ｃとなっている。この第１逆止弁体５１は、図３に示すように、その上部大径部５１ａが大径円筒体５６の下端折曲部５６ｂにより抜け止め係止されるようになっており、第１逆止弁体５１と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間には、第１逆止弁体５１を下方に付勢する圧縮コイルばね５３が介装されている。

また、支持基体５５の下部小径円筒部５５ｄの内周には、第２逆止弁体５２が軸心Ｏ方向に摺動可能に嵌挿されている。この第２逆止弁体５２は、図５に示すように、例えば厚肉の円板状部５２ａとその外周に等角度間隔で設けられた６つの歯５２ｂとからなる平歯車形状を呈し、その円板状部５２ａの底面（下面）が第２連通路４２（の第２終端路４２ａ）の上端開口（弁シート部）を閉止し得る、当該電磁弁１０の軸心Ｏを中心とした円形状のシール面５２ｃとなっている。この第２逆止弁体５２は、図３に示すように、その外周（歯５２ｂ）部分が下部小径円筒部５５ｄの下端部に固定されたＣ形リング等により抜け止め係止されるようになっており、第２逆止弁体５２と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間には、第２逆止弁体５２を下方に付勢する圧縮コイルばね５４が介装されている。なお、第２逆止弁体５２における前記歯５２ｂ同士の間の空間は冷媒流通路となる。

また、上記したプランジャ２５及び支持基体５５の軸心Ｏ方向、大径円筒体５６及び支持基体５５の下部小径円筒部５５ｄの軸心Ｏと直交する方向には、それらの内外を連通させる透孔（均圧孔）６７、６８、５８、５９が形成されている。

＜パイロット式双方向電磁弁における第１流れ方向と第２流れ方向の開閉動作＞
次に、上記した構成のパイロット式双方向電磁弁１０の開閉動作を、高圧の冷媒が導管６１を介して第１入出口３１及び主弁室１５に導入される第１流れ方向の場合（図６〜図９）と、高圧の冷媒が導管６２を介して第２入出口３２に導入される第２流れ方向の場合（図１０〜図１３）とに分けて説明する。

［第１流れ方向の開閉動作］
第１流れ方向の場合、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２が通電されていないときには、第１入出口３１及び主弁室１５における高圧が第１連通路４１を介して逆止弁組立体５０の第１逆止弁体５１の円環状シール面５１ｃに作用する。そのため、図６に示すように、第１逆止弁体５１と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５３が僅かに縮み、第１逆止弁体５１が僅かに押し上げられてパイロット室１６に高圧が導入される。第２連通路４２のパイロット室１６側の開口は、第２逆止弁体５２の円形状シール面５２ｃにより閉じられており、主弁体３０の上面に高圧が作用するため、主弁体３０のシール部材３３が主弁口１４に圧接して当該主弁口１４が閉止される（第１ステップ）。

次に、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２が通電されると、図７に示すように、プランジャばね２７により下方に付勢されていたプランジャ２５が吸引子２４に吸引され、プランジャ２５と共に逆止弁組立体５０（第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２）も上方に引き上げられ、第１連通路４１（の第１蓋４３の貫通孔）及び第２連通路４２（の終端路４２ａ）の上端開口が開弁する。なお、その際に第１逆止弁体５１と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５３、及び、第２逆止弁体５２と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５４は伸長する（第２ステップ）。

第１逆止弁体５１が引き上げられて第１連通路４１の上端開口が開弁し、高圧の冷媒が第１連通路４１を通ると、図８に示すように、第１絞り弁４４が第１装填穴４１ａ内で上方に押し上げられ、その円錐台状の中空頭部４４ａの上端部が第１蓋４３の貫通孔の下端部に挿入されてその下端縁に圧接する。そのため、第１入出口３１からパイロット室１６に向かう冷媒は中空頭部４４ａの小孔４６ａのみを通ることになり、第１連通路４１を介して第１入出口３１からパイロット室１６に向かう流量が絞られる。第１連通路４１（の第１装填穴４１ａ）内に配在された第１絞り弁４４の中空頭部４４ａの小孔４６の孔径よりも第２連通路４２（の第２終端路４２ａ）の孔径の方が大きいため、パイロット室１６の圧力が第２連通路４２及びそこに配在された第２絞り弁４５を介して第２入出口３２側へ排出され、パイロット室１６の圧力が主弁室１５の圧力よりも小さくなる。そのため、主弁体３０のストッパ３４が弁ハウジング１２の天井部１２ｂに接当するまで主弁体３０が押し上げられ、主弁体３０のシール部材３３が主弁口１４と離間して主弁口１４が開弁し、高圧の冷媒が第１入出口３１→主弁室１５→主弁口１４→第２入出口３２へと流れる（第３ステップ）。

次に、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２への通電を停止すると、吸引子２４によるプランジャ２５への吸引力が無くなるため、プランジャばね２７の付勢力によりプランジャ２５及び逆止弁組立体５０（第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２）が押し下げられ、図９に示すように、逆止弁組立体５０の第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２により第１連通路４１（の第１蓋４３の貫通孔）及び第２連通路４２（の終端路４２ａ）の上端開口が閉弁される（第４ステップ）。

第１連通路４１及び第２連通路４２の上端開口が閉弁されると、パイロット室１６の圧力が低圧側（第２入出口３２側）へ排出されなくなる。そのため、図６に示す場合と同様に、第１入出口３１及び主弁室１５における高圧が第１連通路４１を介して第１逆止弁体５１の円環状シール面５１ｃに作用し、第１逆止弁体５１と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５３が僅かに縮み、第１逆止弁体５１が僅かに押し上げられてパイロット室１６に高圧が導入されるので、主弁体３０の上面に高圧が作用し、主弁体３０が圧縮コイルばね３５の付勢力に抗して押し下げられて主弁口１４を閉弁する。

［第２流れ方向の開閉動作］
一方、第２流れ方向の場合、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２が通電されていないときには、第２入出口３２における高圧が第２連通路４２を介して逆止弁組立体５０の第２逆止弁体５２の円形状シール面５２ｃに作用する。そのため、図１０に示すように、第２逆止弁体５２と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５４が僅かに縮み、第２逆止弁体５２が僅かに押し上げられてパイロット室１６に高圧が導入される。第１連通路４１のパイロット室１６側の開口は、第１逆止弁体５１の円環状シール面５１ｃにより閉じられており、主弁体３０の上面に高圧が作用するため、主弁体３０のシール部材３３が主弁口１４に圧接して当該主弁口１４が閉止される（第１ステップ）。

次に、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２が通電されると、図１１に示すように、プランジャばね２７により下方に付勢されていたプランジャ２５が吸引子２４に吸引され、プランジャ２５と共に逆止弁組立体５０（第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２）も上方に引き上げられ、第１連通路４１（の第１蓋４３の貫通孔）及び第２連通路４２（の終端路４２ａ）の上端開口が開弁する。なお、その際に第２逆止弁体５２と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５４は伸長する（第２ステップ）。

第２逆止弁体５２が引き上げられて第２連通路４２の上端開口が開弁し、高圧の冷媒が第２連通路４２を通ると、図１２に示すように、第２絞り弁４５が第２装填穴４２ｂ内で上方に押し上げられ、その円錐台状の中空頭部４５ａの上端部が中間路４２ｃの下端部に挿入されてその下端縁に圧接する。そのため、第２入出口３２からパイロット室１６に向かう冷媒は中空頭部４５ａの小孔４７ａのみを通ることになり、第２連通路４２を介して第２入出口３２からパイロット室１６に向かう流量が絞られる。第２連通路４２（の第２装填穴４２ｂ）内に配在された第２絞り弁４５の中空頭部４５ａの小孔４７ａの孔径よりも第１連通路４１（の第１蓋４３の貫通孔）の孔径の方が大きいため、パイロット室１６の圧力が第１連通路４１及びそこに配在された第１絞り弁４４を介して第１入出口３１側へ排出され、パイロット室１６の圧力が主弁室１５の圧力より小さくなる。そのため、主弁体３０のストッパ３４が弁ハウジング１２の天井部１２ｂに接当するまで主弁体３０が押し上げられ、主弁体３０のシール部材３３が主弁口１４と離間して主弁口１４が開弁し、高圧の冷媒が第２入出口３２→主弁口１４→主弁室１５→第１入出口３１へと流れる（第３ステップ）。

次に、電磁式アクチュエータ２０のコイル２２への通電を停止すると、吸引子２４によるプランジャ２５への吸引力が無くなるため、プランジャばね２７の付勢力によりプランジャ２５及び逆止弁組立体５０（第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２）が押し下げられ、図１３に示すように、逆止弁組立体５０の第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２により第１連通路４１（の第１蓋４３の貫通孔）及び第２連通路４２（の終端路４２ａ）の上端開口が閉弁される（第４ステップ）。

第１連通路４１及び第２連通路４２の上端開口が閉弁されると、パイロット室１６の圧力が低圧側（第１入出口３１側）へ排出されなくなる。そのため、図１０に示す場合と同様に、第２入出口３２における高圧が第２連通路４２を介して第２逆止弁体５２の円形状シール面５２ｃに作用し、第２逆止弁体５２と支持基体５５の中央大径部５５ｃとの間に介装された圧縮コイルばね５４が僅かに縮み、第２逆止弁体５２が僅かに押し上げられてパイロット室１６に高圧が導入されるので、主弁体３０の上面に高圧が作用し、主弁体３０が圧縮コイルばね３５の付勢力に抗して押し下げられて主弁口１４を閉弁する。

このように動作する本実施形態のパイロット式双方向電磁弁１０では、第１流れ方向の開弁動作で第１連通路４１に配在された第１絞り弁４４が、第１連通路４１を介して第１入出口３１からパイロット室１６へ向かう流量を制限し、第２流れ方向の開弁動作で第２連通路４２に配在された第２絞り弁４５が、第２連通路４２を介して第２入出口３２からパイロット室１６へ向かう流量を制限するため、冷媒が正逆双方向（第１流れ方向とその逆の第２流れ方向）に流される場合において、プランジャ２５及び逆止弁組立体５０を小さな駆動力で駆動させることができ、前記プランジャ２５及び逆止弁組立体５０を励磁駆動する電磁式アクチュエータ２０を小型化することができる。また、流量を制限するために第１絞り弁４４の中空頭部４４ａに形成された小孔４６ａ及び第２絞り弁４５の中空頭部４５ａに形成された小孔４７ａが小径であることで、第１連通路４１のパイロット室１６側の開口（第１蓋４３の貫通孔の開口）及び第２連通路４２のパイロット室１６側の開口（第２終端路４２ａの上端開口）を小さくすることができ、それらと接離する逆止弁組立体５０の第１逆止弁体５１及び第２逆止弁体５２やそれらが形成される主弁体３０の外径を小さくすることができるため、パイロット式双方向電磁弁１０全体を小型化・軽量化することができる。

なお、上記する実施形態のパイロット式双方向電磁弁１０では、第１連通路４１のパイロット室１６側の開口が軸心Ｏから所定の距離だけ偏心した部位に設けられ、第２連通路４２のパイロット室１６側の開口が軸心Ｏ上に設けられ、第１逆止弁体５１が短円筒形状を呈し、第２逆止弁体５２が内周側中央に円板状部を有する平歯車形状を呈し、第１逆止弁体５１の円環状のシール面５１ｃが第１連通路４１の上端開口を閉止し、第２逆止弁体５２の円形状のシール面５２ｃが第２連通路４２の上端開口を閉止する形態について説明したが、例えば第１連通路４１のパイロット室１６側の開口が軸心Ｏ上に設けられ、第２連通路４２のパイロット室１６側の開口が軸心Ｏから所定の距離だけ偏心した部位に設けられ、第１逆止弁体５１が内周側中央に円板状部を有する平歯車形状を呈し、第２逆止弁体５２が短円筒形状を呈していてもよい。

また、上記する実施形態のパイロット式双方向電磁弁１０では、第１連通路４１が第１装填穴４１ａ、第１中間路４１ｃ及び第１終端路４１ｂから構成され、第２連通路４２が第２終端路４２ａ、第２中間路４２ｃ及び第２装填穴４２ｂから構成される形態について説明したが、第１連通路４１及び第２連通路４２が形成される主弁体３０を小型化できれば、例えば第１連通路４１の第１中間路４１ｃや第２連通路４２の第２中間路４２ｃを省略してもよいし、第１連通路４１や第２連通路４２の傾き等を適宜変更してもよい。

１０ パイロット式双方向電磁弁
１２ 弁ハウジング
１２Ａ 弁ハウジング上部体
１２Ｂ 弁ハウジング下部体
１３ 弁室
１４ 主弁口
１５ 主弁室
１６ パイロット室
２０ 電磁式アクチュエータ
２２ コイル
２３ ボビン
２４ 吸引子
２５ プランジャ
２６ ガイドパイプ
２７ プランジャばね
３０ 主弁体
３０ａ 主弁体の上面
３０ｂ 主弁体の下面
３１ 第１入出口
３２ 第２入出口
３３ シール部材
３５ 圧縮コイルばね
４１ 第１連通路
４１ａ 第１装填穴
４１ｂ 第１終端路
４１ｃ 第１中間路
４２ 第２連通路
４２ａ 第２終端路
４２ｂ 第２装填穴
４２ｃ 第２中間路
４３ 第１蓋
４４ 第１絞り弁
４５ 第２絞り弁
４６ａ 第１絞り弁の小孔
４７ａ 第２絞り弁の小孔
４８ 第２蓋
５０ 逆止弁組立体
５１ 第１逆止弁体
５１ｃ 円環状シール面
５２ 第２逆止弁体
５２ｃ 円形状シール面
５３ 圧縮コイルばね
５４ 圧縮コイルばね
５５ 支持基体
５５ｄ 下部小径円筒部
５６ 大径円筒体

Claims (13)

1. 筒状空所からなる弁室を有する弁ハウジングと、該弁ハウジングの前記弁室に軸心方向に摺動自在に嵌挿される主弁体と、前記弁ハウジングの前記弁室の前記主弁体よりも上側に画成されるパイロット室に配在されると共に電磁式アクチュエータにより前記主弁体と接離するように軸心方向に移動自在となっている逆止弁組立体と、を備え、
   前記弁ハウジングには、前記弁室の前記主弁体よりも下側に画成される主弁室に直接連通する第１入出口、及び、前記主弁体の動きに応じて開閉される主弁口を介して前記主弁室に連通する第２入出口が設けられ、
   前記主弁体には、前記第１入出口と前記パイロット室とを連通する第１連通路及び前記主弁口を介して前記第２入出口と前記パイロット室とを連通する第２連通路が形成され、
   前記逆止弁組立体には、前記第１連通路を介して前記第１入出口から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記第１入出口への流出は阻止する第１逆止弁体、及び、前記第２連通路を介して前記第２入出口から前記パイロット室への流入は許容するが前記パイロット室から前記第２入出口への流出は阻止する第２逆止弁体が設けられているパイロット式双方向電磁弁であって、
   前記第１連通路には、該第１連通路を介して前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するが前記パイロット室から前記第１入出口へ向かう流量を制限しない第１絞り弁が配在され、前記第２連通路には、該第２連通路を介して前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するが前記パイロット室から前記第２入出口へ向かう流量を制限しない第２絞り弁が配在されていることを特徴とするパイロット式双方向電磁弁。
2. 前記第１連通路の前記パイロット室側の開口は、前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位に設けられ、前記第２連通路の前記パイロット室側の開口は、前記軸心上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパイロット式双方向電磁弁。
3. 前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁は、前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位に設けられると共に、前記軸心に対して両側に配在されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパイロット式双方向電磁弁。
4. 前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁は、前記軸心方向で異なる部位に配在されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパイロット式双方向電磁弁。
5. 前記第１絞り弁は、前記主弁体の上面に設けられた第１装填穴内に配在され、該第１装填穴には、該第１装填穴内に前記第１絞り弁を保持すると共に、前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう制限された流量よりも大きな流量を流す貫通孔が形成された第１蓋が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のパイロット式双方向電磁弁。
6. 前記第２絞り弁は、前記主弁体の下面に設けられた第２装填穴内に配在され、該第２装填穴には、該第２装填穴内に前記第２絞り弁を保持すると共に、前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう制限された流量よりも大きな流量を流す貫通孔が形成された第２蓋が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のパイロット式双方向電磁弁。
7. 前記第１連通路は、前記軸心方向と平行な上下方向へ延びる前記第１装填穴、該第１装填穴に連通すると共に該第１装填穴よりも小径の前記上下方向へ延びる第１中間路、及び、該第１中間路と前記主弁室を連通する第１終端路から構成されていることを特徴とする請求項５に記載のパイロット式双方向電磁弁。
8. 前記第２連通路は、前記主弁体の上面に形成された開口から前記軸心方向へ延びる第２終端路、該第２終端路に連通すると共に該第２終端路よりも大径であって前記軸心から所定の距離だけ偏心した部位で前記軸心方向と平行な上下方向へ延びる第２中間路、及び、該第２中間路に連通すると共に該第２中間路よりも大径であって前記主弁体の下面まで前記上下方向へ延びる前記第２装填穴から構成されていることを特徴とする請求項６に記載のパイロット式双方向電磁弁。
9. 前記第２装填穴は、前記第１連通路よりも下方に形成されていることを特徴とする請求項６又は８に記載のパイロット式双方向電磁弁。
10. 前記第２蓋の下面は、前記主弁体の下部に設けられ且つ前記主弁口と接離するシール部材の下面よりも上方に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のパイロット式双方向電磁弁。
11. 前記第１蓋の上面は、前記主弁体の上面と面一に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のパイロット式双方向電磁弁。
12. 前記第１入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するために前記第１絞り弁に形成された小孔の孔径と前記第２入出口から前記パイロット室へ向かう流量を制限するために前記第２絞り弁に形成された小孔の孔径とは同一であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のパイロット式双方向電磁弁。
13. 前記第２連通路の前記パイロット室側の開口の孔径は、前記第１連通路の前記パイロット室側の開口の孔径以下であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のパイロット式双方向電磁弁。

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