JP7042820B2 - 超低キャリーオーバーのソレノイド弁 - Google Patents
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Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、2016年11月22日に出願された米国仮特許出願公開第62/425,198号の利益を主張するものである。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、第1の側方ポーティングが、共通のチャンバの中へと開いている第1の側方ポート内で終端する第1の側方流れ通路を有し;第2の側方ポーティングが、共通のチャンバの中へと開いている第2の側方ポート内で終端する第2の側方流れ通路を有し;共通のポーティングが、共通のチャンバの中へと開いている共通のポート内で終端する共通の流れ通路を有する。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、共通のチャンバがT字形の幾何形状を有する。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、弁体が、共通のチャンバの中まで延在する中央弁座を有する。第1のポペットの閉位置では、第1のポペットが、第1の側方ポーティングと共通のポーティングとの間の流体の流れを阻止するように中央弁座と相互作用し;第2のポペットの閉位置では、第2のポペットが、第2の側方ポーティングと共通のポーティングとの間の流体の流れを阻止するように中央弁座と相互作用する。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、第1のポペットの閉位置において、第1のポペットが弁座の第1の表面と相互作用し;第2のポペットの閉位置において、第2のポペットが弁座の第2の表面と相互作用し;弁座の第1および第2の表面が、円錐形状の頂点を基準として反対側にある表面である。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、弁座の第1の表面が第1の側方ポーティングから共通のポーティングまで延在し、弁座の第2の表面が第2の側方ポーティングから共通のポーティングまで延在する。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、二次弁座が段差を付けられ、ポペットベースが二次弁座に対応する形で段差を付けられる。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、ラッチ機構が、ポペットが開位置にある状態においてアーマチュアを保持する永久磁石(PM)要素をさらに有する。
ソレノイド弁システムの例示の実施形態では、第1および第2の弁構成要素の各々が、コイルの楕円断面の短い方の軸に沿って9mm以下のフットプリントを有する。
特定の実施形態に関連させて本発明を示して説明してきたが、本明細書および添付図面を読んで理解することにより当業者であれば等価の代替形態および修正形態を思い付くことが明らかであろう。上述の要素(構成要素、組立体、デバイス、組成など)によって実行される種々の機能に特に関連して、これらの要素を説明するのに使用される用語(「手段」に言及することを含む)は、本明細書で示される本発明の例示の実施形態において機能を実行する開示される構造に対して構造的に等価ではなくても、特に明記しない限り、説明される要素の明記される機能を実行する任意の要素(つまり、機能的に等価である)に対応することを意図される。また、示される複数の実施形態のうちの1つまたは複数の実施形態のみに関連させて上記で本発明の特定の特徴を説明してきたが、任意の所与の用途または特定の用途において所望される可能性があるかまたは有利である可能性があることであるが、このような特徴は他の実施形態の1つまたは複数の他の特徴と組み合され得る。
Claims (20)
- 弁体を通る流体流れのためのポーティングを画定する弁体と、
前記弁体に取り付けられ、閉位置と開位置との間で電磁的に駆動される第1のポペットを有する、第1の弁構成要素と、
前記弁体に取り付けられ、閉位置と開位置との間で電磁的に駆動される第2のポペットを有する、第2の弁構成要素と、
前記弁体によって画定される共通の内部チャンバの中まで延在し、第1の弁座表面と、対向する第2の弁座表面と、を含む、中央弁座と、
を備え、
前記第1の弁構成要素及び前記第2の弁構成要素は、前記第1のポペットと前記第2のポペットのうちの一方のポペットを前記開位置で保持し、他方のポペットを前記閉位置で維持するように、独立して動作可能であり、
前記弁体によって画定される前記ポーティングが、
前記弁体によって画定される共通の内部チャンバの中へと開いている第1の側方ポート内で終端する第1の側方流れ通路を有する第1の側方ポーティングと、
前記共通のチャンバの中へと開いている第2の側方ポート内で終端する第2の側方流れ通路を有する第2の側方ポーティングと、
前記共通のチャンバの中へと開いている共通のポート内で終端する共通の流れ通路を有する共通のポーティングと、
を有し、
前記第1の側方ポーティング、前記第2の側方ポーティング、および前記共通のポーティングが、各々、前記共通のチャンバに流体連通され、
前記第1の弁座表面は、前記第1の側方ポートから前記共通のポーティングまで延在し、対向する前記第2の弁座表面は、前記第2の側方ポートから前記共通のポーティングまで延在し、
前記第1のポペットが前記閉位置にあるとき、前記第1のポペットが、前記中央弁座の前記第1の弁座表面に対して相互作用して、前記第1の側方ポーティングと前記共通のポーティングとの間の流体の流れを阻止するように配置され、
前記第1のポペットが前記開位置にあるとき、前記第1のポペットが、前記第1の側方ポーティングと前記共通のチャンバを通る前記共通のポーティングとの間の流体の流れを可能にするように配置され、
前記第2のポペットが前記閉位置にあるとき、前記第2のポペットが、前記中央弁座の前記第2の弁座表面に対して相互作用して、前記第2の側方ポーティングと前記共通のポーティングとの間の流体の流れを阻止するように配置され、
前記第2のポペットが前記開位置にあるとき、前記第2のポペットが、前記第2の側方ポーティングと前記共通のチャンバを通る前記共通のポーティングとの間の流体の流れを可能にするように配置される、
ソレノイド弁システム。 - 前記第1および第2のポペットが、共通の長手方向軸に沿って前記開位置と前記閉位置との間を移動する、
請求項1に記載のソレノイド弁システム。 - 個別の前記第1または第2のポペットの一方が前記開位置にある場合、個別の前記第1または第2のポペットのもう一方が前記閉位置にあるときに、それぞれの開いている側方通路および前記共通の通路の交差位置が「L字」形の幾何形状を有する、
請求項2に記載のソレノイド弁システム。 - 個別の前記第1または第2のポペットの一方が前記開位置にある場合、個別の前記第1または第2のポペットのもう一方が前記閉位置にあるときに、それぞれの開いている側方通路と、前記共通のチャンバと、前記共通の通路とを通る流れ通路が湾曲した「Π」形の幾何形状を有する、
請求項2から3のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記第1の側方通路、前記第2の側方通路、および前記共通の通路が、管状の通路である、
請求項2から4のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記共通のチャンバがT字形の幾何形状を有する、
請求項1から5のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記共通のチャンバが前記弁体内の中央に位置し、前記第1および第2の側方ポーティングが前記共通のポーティングの両側にある、
請求項1から6のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記中央弁座が円錐形状を有する、
請求項1に記載のソレノイド弁システム。 - 前記弁座の前記第1および第2の表面が、前記ポペットの長手方向軸を基準として約45°で傾斜する、
請求項1に記載のソレノイド弁システム。 - 前記弁体が二次弁座をさらに備え、
前記第1および第2のポペットのベースが、前記閉位置時に前記二次弁座と相互作用する、
請求項1~9のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記二次弁座が段差を付けられ、
前記ポペットベースが前記二次弁座に対応する形で段差を付けられる、
請求項10に記載のソレノイド弁システム。 - 前記第1および第2の弁構成要素の各々が:
前記閉位置と前記開位置との間で前記ポペットを駆動する磁気アーマチュアと;
軟磁性フレーム内に収容されるソレノイドコイルと
を備え、
前記ソレノイドコイルが励磁されるとき、磁場が作られ、前記磁場が前記ポペットと共に前記アーマチュアを前記閉位置と前記開位置との間で移動させる
請求項1から11のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記第1および第2の弁構成要素の各々が、前記閉位置または前記開位置のいずれかで前記アーマチュアを双安定的に維持するラッチ機構を有する、
請求項12に記載のソレノイド弁システム。 - 前記ラッチ機構が、前記ポペットが前記閉位置にある状態において前記アーマチュアを付勢するばねを有する、
請求項13に記載のソレノイド弁システム。 - 前記ラッチ機構が、前記ポペットが前記開位置にある状態において前記アーマチュアを保持する永久磁石(PM)要素をさらに有する、
請求項14に記載のソレノイド弁システム。 - 前記ソレノイドコイルが第1の方向の電流で励磁されると、前記ポペットを備える前記アーマチュアを前記ばねの付勢に逆らって前記閉位置から前記開位置まで移動させ、
前記ソレノイドコイルが前記第1の方向の反対の第2の方向の電流で励磁されると、前記ポペットを備える前記アーマチュアを前記PM要素の磁力に逆らって前記開位置から前記閉位置まで移動させる、
請求項15に記載のソレノイド弁システム。 - 前記ソレノイドコイルが楕円断面を有する、
請求項12~16に記載のソレノイド弁システム。 - 前記第1および第2の弁構成要素の各々が、前記ソレノイドコイルの前記楕円断面の短い方の軸に沿って9mm以下のフットプリントを有する、
請求項17に記載のソレノイド弁システム。 - 前記弁体、ならびに前記第1および第2の弁構成要素の外側フレームが、前記第1および第2の弁構成要素のための共通のマニホルドを形成する、
請求項1から18のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。 - 前記第1および第2の弁構成要素が、鏡像の対向する対の等しいソレノイド弁構成要素として構成される、
請求項1から19のいずれか一項に記載のソレノイド弁システム。
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