JP4280266B2 - 流体遮断弁 - Google Patents

Description

本発明は、コイルの励磁作用下に変位する可動鉄心を有し、本体部内を流通する圧力流体の連通状態を切り換える流体遮断弁に関する。

従来から、圧力流体の連通状態を切り換える流体遮断弁として、ソレノイドコイルの励磁作用下に発生する電磁力によって可動鉄心を固定鉄心に吸引することにより、弁体を変位させる電磁弁が使用されている。

例えば、このような電磁弁としては、ケースの内部に設けられ、ボビンに巻回されたコイルを励磁することにより、ボビンの内側に設けられた可動コアがその電磁力によってスプリングの弾発力に抗して軸線方向に変位し、該可動コアに連結されたバルブが流体通路のシート面から離間する。これにより、バルブによって遮断されていた流体通路が連通し、前記流体通路を介して圧力流体を流通させている（例えば、特許文献１参照）。

また、コイルへの通電を停止することにより、可動コアに対する電磁力が滅勢され、バルブがスプリングの弾発作用下にシート面に着座して流体通路の連通が遮断される（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２３２１３６号公報

ところで、上述した従来技術に係る電磁弁において、例えば、流体通路を流通している圧力流体の連通を遮断するようにバルブを弁閉させる場合に、異なる圧力流体の圧力で前記バルブを駆動制御させたいという要請がある。

しかしながら、特許文献１に係る電磁弁においては、単一のバルブを変位させて流体通路の連通状態を切り換える構成としているため、前記圧力流体の異なる圧力に対応して前記バルブの動作を制御することが困難である。

また、このような電磁弁を、例えば、自動車等の車両に搭載して使用する場合には、前記車両の振動によってバルブがシート面から離間して弁開することがないように、スプリングの弾発力を予め大きく設定しておく必要があるが、コイルの励磁作用下に生じる電磁力によってバルブを弁開させる際、前記弾発力に抗して前記バルブを変位させるために大きな駆動力を要すると共に、前記駆動力を生じさせる電磁力を増大させるために前記コイルの大型化を図る必要が生じる。

さらに、圧力流体の圧力状態に応じてバルブの耐久性能をそれぞれ設定することができないため、例えば、前記バルブの動作頻度が多い場合に応じた耐久性能を設定しておく必要がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、第１及び第２弁部を有する弁機構によって異なる圧力流体の圧力に応じて制御可能とし、且つ、前記弁機構の耐久性を向上させることが可能な流体遮断弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体が導入される供給ポート及び導出される排出ポートを有する弁ボディとハウジングとを含む本体部と、
前記ハウジングの内部に設けられ、コイルに対する通電作用下に固定コアに吸引される可動コアを有するソレノイド部と、
前記可動コアに連結されて前記ソレノイド部の励磁作用下に弁閉動作する第１弁部と、前記圧力流体による押圧作用下に弁開動作し、且つ、弾発部材の弾発力によって弁閉動作する第２弁部とを有し、前記供給ポートと前記排出ポートとの連通状態を切り換える弁機構と、
前記供給ポートと前記排出ポートとを連通するための連通路に形成され、前記第１弁部が着座又は離間する弁座と、
を備え、
前記第１及び第２弁部は、前記弁ボディ内において前記圧力流体が流通する連通路を介して対向配置され、
前記供給ポートに配設された前記第２弁部は、前記供給ポートから導入される前記圧力流体の押圧力が前記弾発部材の弾発力を上回るときに弁開動作する一方、前記弾発部材の弾発力が前記供給ポートから導入される前記圧力流体の押圧力を上回るときに弁閉動作し、
且つ前記第１弁部は、前記第２弁部が弁開動作又は弁閉動作のいずれを営むかに関わらず、前記ソレノイドが励磁されないときには前記弁座から離間する一方、前記ソレノイドが励磁されたときには前記弁座に着座して前記供給ポートと前記排出ポートとの連通を遮断することを特徴とする。

本発明によれば、ソレノイド部の励磁作用下に弁閉動作する第１弁部と、弾発部材の弾発作用下に弁閉動作する第２弁部とを弁機構に備え、圧力流体の圧力に応じて第１及び第２弁部をそれぞれ独立して駆動制御する。

従って、単一の流体遮断弁における第１弁部、第２弁部によって圧力流体の異なる圧力に応じて連通状態を制御することが可能であると共に、前記第１弁部と第２弁部とを別個の構成とすることにより、前記第１及び第２弁部に対してそれぞれの使用状況に応じた設定とすることが可能である。そのため、例えば、前記第１及び第２弁部に対してそれぞれ耐磨耗性を考慮した仕様（材質、表面処理等）を選択することにより、弁機構の耐久性を向上させることができる。

また、第１弁部と第２弁部とを弁ボディ内において対向配置することにより、単一の流体遮断弁において前記第１及び第２弁部を一体的に設けることが可能となるため、例えば、前記第１弁部と第２弁部とを配管等を介して接続する場合と比較して、部品点数、組み付け工数、製造コスト等の削減を図ることができる。

さらに、第２弁部は、供給ポートに臨む着座部に着座する球状の弁体を備え、
前記弁体を、弾発部材の弾発作用下に着座部に向かって付勢することにより、前記第２弁部に対して圧力流体の押圧力が付勢されていない場合に、前記弁体を着座部に着座させた弁閉状態とすることができる。また、弁体を球状とすることにより、着座部に対するシート性を向上させることができる。

さらにまた、弁ボディは、第１弁部が配設される第１ボディ部と、
第２弁部が配設される第２ボディ部と、
前記第１ボディ部と第２ボディ部とを隔離し、連通路が形成される隔壁と、
を備え、
前記第１ボディ部と第２ボディ部とを、前記連通路を介して連通させるとよい。

これにより、弁機構を構成する第１及び第２弁部を単一の弁ボディの内部に配設することができるため、前記第１及び第２弁部をそれぞれ別の部材に設ける場合と比較して製造コスト及び部品点数の削減を図ることができる。また、隔壁に連通路を設けるという簡素な構成で、第１ボディ部と第２ボディ部とを連通させることが可能となる。

またさらに、第２ボディ部には、隔壁と弁プレートとの間に筒状のガイド部材が配設され、前記ガイド部材には、弁体を軸線方向に沿って案内する大径部と、前記弾発部材を案内する小径部と、前記大径部と小径部との間に形成され、前記弁体の変位を規制する保持部とを備えるとよい。

これにより、ガイド部材の大径部によって弁体を軸線方向に沿って変位自在に案内することができ、且つ、小径部によって弾発部材の半径方向への変位を規制して、該弾発部材の弾発力を前記弁体に対して確実に付勢可能とすると共に、前記保持部によって弁体が着座部より離間した際に確実に保持してさらなる変位を阻止することができる。

また、弾発部材を、隔壁と弁体との間に介装することにより、前記弁体に対して弾発部材の弾発力を付勢し、前記弁体を確実且つ好適に着座部に着座させることが可能となる。

さらに、弁プレートを、第２ボディ部の端部に対して加締めると共に、前記弁プレートに着座部を形成することにより、前記弁プレートを第２ボディ部に対して簡便に固定でき、且つ、第２弁部を構成する弁体が着座可能な着座部を容易に設けることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、弁機構においてソレノイド部の励磁作用下に弁閉動作する第１弁部と、弾発部材の弾発作用下に弁閉動作する第２弁部とを備え、圧力流体の圧力に応じて前記第１及び第２弁部をそれぞれ独立して駆動制御することができるため、単一の流体遮断弁において圧力流体の異なる圧力に応じて連通状態を制御することが可能となる。また、第１及び第２弁部を別個の構成としているため、該第１及び第２弁部をそれぞれの使用状況に応じた設定とすることが可能となり、それに伴って、前記第１及び第２弁部を含む弁機構の耐久性を向上させることができる。

本発明に係る流体遮断弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号５０は、本発明の実施の形態に係る流体遮断弁として機能する電磁弁を示す。

この電磁弁５０は、図１及び図２に示されるように、有底円筒状に形成されるハウジング５２と、前記ハウジング５２の下部に連結され、その内部に弁機構５４を備える弁ボディ５６と、前記ハウジング５２の内部に設けられ、通電作用下に前記弁機構５４の一部を変位可能なソレノイド部５８とを含む。なお、ハウジング５２と弁ボディ５６とから本体部が構成される。

また、このハウジング５２及び弁ボディ５６は、例えば、磁性材料によって形成される。

弁ボディ５６は略円筒状に形成され、半径外方向に突出したフランジ部６０がハウジング５２の下端部に連結されている。詳細には、フランジ部６０は、ハウジング５２の開口した下端部に挿入された後、前記下端部を図示しない加締め手段によって半径内方向に加圧して変形させることにより一体的に加締められている。

この弁ボディ５６は、その下端部に開口して外部から圧力流体（例えば、圧油）が導入される導入室（第２ボディ部）６２と、前記弁ボディ５６の側部に開口して前記圧力流体が排出される一組の排出ポート（第２ポート）６４ａ、６４ｂと、前記導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとを連通する連通路６６と、前記連通路６６の上部に軸線方向に沿って形成され、弁機構５４の弁シャフト６８が挿通されるシャフト孔（第１ボディ部）７０と、上部に形成されソレノイド部５８の内部に挿入されるインロー部７２とを備える。なお、排出ポート６４ａ、６４ｂは、弁ボディ５６の軸線と略直交し、且つ、前記軸線を中心として対称となるように一直線上に形成される。

導入室６２には、弁機構５４を構成する円盤状の弁シート（弁プレート）７４が下方から挿入され、図示しない加締め手段によって弁ボディ５６の下端部を半径内方向に加圧して変形させることにより前記弁シート７４が一体的に加締められる。この弁シート７４の中央部には孔部７６が形成され、導入室６２に圧力流体が導入される際に供給ポート（第１ポート）として機能する。

また、導入室６２は、軸線方向に沿って略一定直径で形成され、該導入室６２とシャフト孔７０との間に形成される隔壁６３に連通路６６が形成される。この連通路６６は、導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとをシャフト孔７０を介して連通している。そして、連通路６６は、導入室６２の内周径より縮径した小径に形成される。なお、孔部７６は、導入室６２及びシャフト孔７０と同軸上に形成されている。

弁ボディ５６の側面には、排出ポート６４ａ、６４ｂを挟むように環状溝を介して一組のシール部材７８ａ、７８ｂが装着され、前記弁ボディ５６が図示しない外部流体機器に装着された際に、前記シール部材７８ａ、７８ｂが前記外部流体機器の側面に当接し、前記弁ボディ５６と外部流体機器との間において排出ポート６４ａ、６４ｂからの圧力流体の漏出が防止されて前記圧力流体の気密・液密が保持される。

シャフト孔７０は、略一定直径で軸線方向に沿って延在し、その下端部が連通路６６を介して導入室６２に臨むと共に、上端部がソレノイド部５８と対向するように開口している。

弁機構５４は、ソレノイド部５８の励磁作用下に開閉動作する制御弁部（第１弁部）８０と、弁ボディ５６の導入室６２に設けられ、圧力流体の圧力に応じて開閉動作するチェック弁部（第２弁部）８２とからなる。

制御弁部８０は、弁ボディ５６及びソレノイド部５８の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられる弁シャフト６８と、前記弁シャフト６８の鍔部８４と前記弁ボディ５６との間に介装される第１リターンスプリング８６とを含む。なお、この第１リターンスプリング８６は、例えば、コイルスプリングからなる。

弁シャフト６８は、シャフト孔７０を介して弁ボディ５６の内部に挿通される第１軸部８８と、ソレノイド部５８の内部に挿入される第２軸部９０と、前記第１軸部８８と第２軸部９０との間に設けられ、半径外方向に突出した鍔部８４とを備える。

第１軸部８８の外周面は、シャフト孔７０の内周面に当接し、軸線方向に沿って摺動変位する際に前記シャフト孔７０によってガイドされる。なお、第１軸部８８には、半径内方向に縮径し、前記シャフト孔７０の内周面から所定間隔離間した縮径部９２が形成される。

また、第１軸部８８の下端部には、半球状に突出した弁体部９４が形成され、弁シャフト６８が軸線方向に沿った下方へと変位した際に、連通路６６の開口部に形成された第１着座部９６に着座する。これにより、連通路６６を介した導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとの連通が遮断される。すなわち、この弁シャフト６８は、連通路６６の連通状態を切り換える弁体として機能している。

第２軸部９０は、第１軸部８８より縮径して形成され、ソレノイド部５８を構成する可動コア９８が嵌合孔を介して固定（圧入・加締め等）されている。この際、可動コア９８は、その下端部が鍔部８４に当接することにより下方（矢印Ａ方向）への変位が規制されている。

鍔部８４には、該鍔部８４とシャフト孔７０に設けられた拡径段部１００との間に第１リターンスプリング８６が介装され、前記第１リターンスプリング８６の弾発力Ｓ１は、弁シャフト６８がソレノイド部５８側（矢印Ｂ方向）に変位するように付勢されている。すなわち、制御弁部８０は、ソレノイド部５８が非励磁時において第１リターンスプリング８６の弾発作用下に弁シャフト６８の弁体部９４が連通路６６から離間した弁開状態（ノーマルオープン）にある。

チェック弁部８２は、導入室６２の内部に配設されるリテーナ（ガイド部材）１０２と、前記リテーナ１０２に沿って変位自在に設けられる球状の弁体１０４と、前記弁体１０４と隔壁６３との間に介装される第２リターンスプリング（弾発部材）１０６と、前記導入室６２の下端部に装着され、前記弁体１０４が着座する弁シート７４とを含む。この第２リターンスプリング１０６は、例えば、コイルスプリングからなり、弁体１０４を弁シート７４側（矢印Ａ方向）に変位させるように付勢している。

リテーナ１０２は、樹脂製材料（例えば、合成樹脂）から円筒状に形成され、導入室６２に挿入された後に、弁シート７４が弁ボディ５６に加締められることにより、前記導入室６２内に保持される。

また、リテーナ１０２は、弁シート７４側に形成され、弁体１０４が変位自在にガイドされる大径部１０２ａと、弁ボディ５６の隔壁６３側に形成され、前記大径部１０２ａに対して縮径した小径部１０２ｂと、前記大径部１０２ａと小径部１０２ｂとの間に形成され、前記弁体１０４が上方へと変位した際に保持される保持面（保持部）１０８とを含む。この大径部１０２ａは、弁体１０４を軸線方向に沿って変位自在にガイドすると共に、小径部１０２ｂには、第２リターンスプリング１０６が挿通されることにより半径方向への変位を規制している。

このリテーナ１０２の内周面には、半径外方向に窪んだ複数の連通溝１１０が軸線方向に沿って形成されている。この連通溝１１０は、図３に示されるように、リテーナ１０２の内周面において周方向に所定間隔離間して設けられ、供給ポートとして機能する弁シート７４の孔部７６と連通路６６とを連通している。

弁シート７４には、弁体１０４側となる孔部７６の開口部に第２着座部（着座部）１１２が形成され、前記第２着座部１１２に前記弁体１０４が着座することにより、前記孔部７６と導入室６２との連通が遮断される。

ソレノイド部５８は、ハウジング５２の略中央部に設けられ、下方へと突出した固定コア部１１４と、前記固定コア部１１４の外周側に配設されコイル１１６が巻回されるコイルボビン１１８と、前記コイルボビン１１８の内周側に軸線方向に沿って変位自在に設けられる可動コア９８とを含む。

固定コア部１１４は、ハウジング５２の略中央部から下方に所定長だけ突出すると共に、弁ボディ５６側に向かって開口した筒状のガイド部１２０を有する。このガイド部１２０の内部には、可動コア９８が摺動自在に配設されており、前記ガイド部１２０の外周面には円筒状のコイルボビン１１８が設けられる。コイルボビン１１８の上端部及び下端部には、半径外方向に拡径した一組の拡径部１２４ａ、１２４ｂが形成され、前記コイルボビン１１８の外周面及び拡径部１２４ａ、１２４ｂの間にコイル１１６が巻回されている。

コイルボビン１１８に巻回されたコイル１１６とハウジング５２との間には、該コイル１１６の外周面及びコイルボビン１１８の一部を樹脂製材料によってモールドするコイル封止体１２６が設けられ、前記コイル封止体１２６は、前記ハウジング５２の側部に突出したカプラ部１２８に連続して一体成形される。

そして、カプラ部１２８には、コイルボビン１１８を介してコイル１１６に接続されるターミナル１３０が露呈した端子部１３２が設けられる。図示しない電源から前記端子部１３２に電流が供給されることによりターミナル１３０を介してコイル１１６が通電される。

また、ハウジング５２の固定コア部１１４とコイル封止体１２６との間、前記弁ボディ５６のフランジ部６０と前記コイル封止体１２６との間には、それぞれ、断面略三角形状となるＯリング１３４ａ、１３４ｂがそれぞれ装着され、前記ハウジング５２及び弁ボディ５６とコイル封止体１２６との間の気密・液密を保持している。

可動コア９８は、嵌合孔を介して弁シャフト６８の第２軸部９０に圧入され、前記可動コア９８の変位作用下に前記弁シャフト６８が一体的に変位する。前記可動コア９８は、弁ボディ５６側となる下部に拡径した段部１３６を有している。すなわち、可動コア９８は、弁シャフト６８の上端部がハウジングの内壁面に当接することにより、その上方（矢印Ｂ方向）への変位が規制される。

本発明の実施の形態に係る電磁弁５０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１及び図２に示されるように、ソレノイド部５８に対する電流の供給が停止された非通電時に弁機構５４を構成する制御弁部８０が弁開状態であり、且つ、チェック弁部８２における弁体１０４が第２着座部１１２から離間した弁開状態となって圧力流体が弁シート７４の孔部７６から排出ポート６４ａ、６４ｂへと流通している場合を初期状態として説明する。

このような初期状態では、弁シート７４の孔部７６を介して下方から導入室６２内へと導入される圧力流体の押圧力Ｐによってチェック弁部８２を構成する弁体１０４が第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２に抗して上方（矢印Ｂ方向）へと押し上げられ、前記弁体１０４がリテーナ１０２の保持面１０８によって保持されている。換言すれば、弁体１０４に付与される圧力流体の押圧力Ｐが、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２に対して大きいこととなる（Ｐ＞Ｓ２）。そして、導入室６２内の圧力流体が、リテーナ１０２の連通溝１１０を通じて連通路６６へと導かれた後、弁体部９４が離間した第１着座部９６を介して排出ポート６４ａ、６４ｂから排出されている。

次に、上述した制御弁部８０及びチェック弁部８２が共に弁開した状態において、圧力流体の押圧力Ｐ（圧力）が、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２より小さくなった場合（Ｐ＜Ｓ２）には、図４に示されるように、弁体１０４が第２リターンスプリング１０６の弾発作用下に圧力流体の押圧力Ｐに抗して下方（矢印Ａ方向）へと変位し、弁シート７４の第２着座部１１２へと着座する。これにより、供給ポートとして機能している弁シート７４の孔部７６と排出ポート６４ａ、６４ｂとの連通が遮断され、前記圧力流体の流通が停止する。

このように、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２を、弁体１０４を弁閉させて圧力流体の流通を遮断する際の該圧力流体の押圧力Ｐ（圧力）に応じて予め設定することにより、前記圧力流体が所望の圧力（押圧力Ｐ）以上となるまでチェック弁部８２を弁閉させておくことが可能となる。換言すれば、前記圧力流体の圧力（押圧力Ｐ）が予め設定された弾発力Ｓ２の値を超えた時点で弁体１０４が弁開するように制御される。

すなわち、チェック弁部８２では、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２が、孔部７６を通じて弁体１０４に付与される圧力流体の押圧力Ｐより大きい場合（Ｓ２＞Ｐ）には、弁体１０４を第２着座部１１２に着座させて弁閉状態とし、反対に、前記第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２が前記押圧力Ｐより小さい場合（Ｓ２＜Ｐ）には、弁体１０４を第２着座部１１２から離間させて弁開状態としている。換言すれば、チェック弁部８２を構成する弁体１０４は、圧力流体による押圧力Ｐの大きさに応じて自動的に開閉制御可能な構成としている。

次に、図１及び図２に示される制御弁部８０及びチェック弁部８２が共に弁開した状態において、圧力流体の押圧力Ｐ（圧力）が、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２より大きい場合（Ｐ＞Ｓ２）には、図５に示されるように、弁体１０４が圧力流体の押圧作用下に第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２に打ち勝って上方（矢印Ｂ方向）へと押し上げられて第２着座部１１２から離間し、弁シート７４の孔部７６と排出ポート６４ａ、６４ｂとが連通して圧力流体が流通している。換言すれば、圧力流体の押圧力Ｐが、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２より小さい場合（Ｐ＜Ｓ２）には、弁体１０４を含むチェック弁部８２によって弁シート７４と排出ポート６４ａ、６４ｂとの間の圧力流体の連通を遮断し、前記圧力流体の流通を停止することができない。

このように、チェック弁部８２によって圧力流体の流通を停止することができない場合には、ソレノイド部５８の励磁作用下に制御弁部８０を制御することにより圧力流体の流通を遮断することが可能である。この場合には、先ず、図示しない電源を付勢してコイル１１６に通電することによりソレノイド部５８が励磁され、ハウジング５２、ガイド部１２０、可動コア９８、インロー部７２及びフランジ部６０を順次経由して前記ハウジング５２に復帰する磁束が生じる。

ソレノイド部５８によって発生する電磁力により、可動コア９８が、第１リターンスプリング８６の弾発力Ｓ１に打ち勝って固定コア部１１４から離間する方向（矢印Ａ方向）に変位する。そして、この可動コア９８と一体的に連結された弁シャフト６８が弁ボディ５６のシャフト孔７０によるガイド作用下に下方（矢印Ａ方向）に向かって変位し、それに伴って、制御弁部８０を構成する弁シャフト６８の弁体部９４が第１着座部９６に対して着座する。従って、第１着座部９６が形成される連通路６６を通じた導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとの間の連通が遮断され、前記連通路６６を介した圧力流体の流通が停止する。

この際、弁シャフト６８は、ソレノイド部５８の励磁作用下に得られる下方に向かった推力に基づいて可動コア９８と共に変位しているため、前記弁シャフト６８に対して下方から付与される圧力流体の押圧力Ｐによって押し上げられることがなく、前記弁シャフト６８の弁体部９４を好適に変位させて第１着座部９６に着座させることができる。

換言すれば、弁シャフト６８を含む制御弁部８０は、圧力流体における押圧力Ｐの大きさに関わらず、ソレノイド部５８の電磁力によって第１着座部９６に対して着座させることが可能であり、前記第１着座部９６に開口した連通路６６を介した導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとの連通を遮断することができる。

一方、このように制御弁部８０によって圧力流体の流通が遮断された電磁弁５０において、再び前記圧力流体が流通可能な連通状態とする場合には、図示しない電源からの通電を停止してソレノイド部５８を非通電状態とすることにより、前記ソレノイド部５８における電磁力が消滅して第１リターンスプリング８６の弾発力Ｓ１によって弁シャフト６８及び可動コア９８が一体的に上方（矢印Ｂ方向）へと変位し、前記弁シャフト６８の弁体部９４が第１着座部９６より離間する。これにより、第１着座部９６に臨む連通路６６を介して導入室６２と排出ポート６４ａ、６４ｂとが連通し、圧力流体が流通可能となる。なお、この際、圧力流体の押圧力Ｐは、チェック弁部８２を構成する第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２より大きいため（Ｐ＞Ｓ２）、弁体１０４が第２リターンスプリング１０６の弾発作用下に第２着座部１１２に着座することがなく、チェック弁部８２も弁開状態となる。

このように、弁機構５４を構成する制御弁部８０では、図示しないコントローラからソレノイド部５８に対する電流の供給状態を切り換えることにより、弁シャフト６８による弁開・弁閉動作を自在に制御し、前記制御弁部８０による圧力流体の流通状態を切り換えることができる。

以上のように、本実施の形態では、弁機構５４として圧力流体の押圧力Ｐに応じて弁開・弁閉状態を切り換えるチェック弁部８２と、ソレノイド部５８の励磁作用下に弁開・弁閉状態を切り換える制御弁部８０とを備え、前記チェック弁部８２を構成する弁体１０４を、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２によって第２着座部１１２に着座させることにより弁閉させて圧力流体の流通を遮断すると共に、前記制御弁部８０を構成する弁シャフト６８を、可動コア９８の変位作用下に第１着座部９６に着座させて弁閉状態とすることにより圧力流体の流通を遮断することができる。

この際、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２を任意に設定することにより、圧力流体の押圧力Ｐによって前記弾発力Ｓ２に抗して変位する弁体１０４の開閉動作を制御することができると共に、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２より大きな押圧力Ｐが付与されている場合には、ソレノイド部５８の励磁作用下に制御弁部８０の弁シャフト６８を変位させて弁閉状態とすることにより、前記圧力流体の流通を停止させることができる。

このように、単一の電磁弁５０において、圧力流体の押圧力Ｐ（圧力）に応じて該圧力流体の流通を遮断させるチェック弁部８２と制御弁部８０とをそれぞれ独立して別個に制御することができる。

換言すれば、第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２によって弁閉させることが可能なチェック弁部８２と、ソレノイド部５８の励磁作用下に弁閉させることが可能な制御弁部８０とを弁機構５４に備え、例えば、圧力流体が低圧である場合には、前記チェック弁部８２を弁閉動作させて前記圧力流体の流通を遮断すると共に、前記圧力流体が高圧である場合には、前記制御弁部８０を弁閉動作させて圧力流体の流通を遮断している。

また、例えば、チェック弁部８２を構成する弁体１０４及び／又は弁シート７４に摩耗が生じ、該チェック弁部８２によって圧力流体の流通を完全に遮断することができない場合にも、制御弁部８０によって確実に圧力流体の流通を遮断することができるため、電磁弁５０として十分に機能させることが可能である。

さらに、弁機構５４を構成するチェック弁部８２と制御弁部８０とを、弁ボディ５６及びハウジング５２の内部に同軸上となるように配置し、且つ、導入室６２及びシャフト孔７０を介して隣接配置している。これにより、単一の電磁弁５０においてチェック弁部８２及び制御弁部８０を一体的に設けることが可能となると共に、例えば、前記チェック弁部８２と制御弁部８０とを配管等を介して接続する場合と比較して、部品点数、組み付け工数、製造コスト等の削減を図ることが可能となる。

またさらに、弁機構５４における制御弁部８０及びチェック弁部８２を別個の構成とすることにより、前記制御弁部８０を高圧の圧力流体に耐え得る構造とすることができると共に、チェック弁部８２は、低圧の圧力流体にのみ耐え得る簡素な構造とすればよい。

例えば、チェック弁部８２は、圧力流体が低圧である場合に動作するため、弁体１０４の動作頻度（回数）が、制御弁部８０における弁シャフト６８の動作頻度（回数）と比較して多くなるため、前記弁体１０４は前記弁シャフト６８に対して摩耗の促進が懸念される。しかしながら、前記弁体１０４と弁シャフト６８の材質や表面処理等をそれぞれ別個に設定することが可能であるため、前記弁シャフト６８と比較してより耐摩耗性を有する材質及び表面処理を前記弁体１０４に採用することにより、前記弁体１０４の摩耗を効果的に低減してその耐久性を向上させることができる。

また、圧力流体が高圧である場合においても、制御弁部８０を有する単一の電磁弁５０で圧力流体の流通状態を制御することが可能であると共に、前記制御弁部８０を変位可能なソレノイド部５８による電磁力を所望量に設定することにより、前記制御弁部８０を弁閉させる際の推力を自在に制御することが可能である。すなわち、圧力流体の圧力に応じて予めソレノイド部５８で発生させる電磁力を設定しておくことにより、前記圧力流体の圧力に応じて好適に制御弁部８０を変位させることができる。

さらに、制御弁部８０は、ソレノイド部５８が非励磁時に第１リターンスプリング８６の弾発力Ｓ１によって弁シャフト６８を弁開させる構成としている。そのため、前記第１リターンスプリング８６の弾発力Ｓ１は、前記弁シャフト６８を開弁可能な大きさでいいため、前記弾発力Ｓ１を小さく設定することが可能となり、それに伴って、前記弾発力Ｓ１に抗して弁シャフト６８を変位させるソレノイド部５８の電磁力を小さくすることができる。そのため、ソレノイド部５８を小型化して、省電力化を図ることができる。

また、圧力流体の流通状態を切換可能なチェック弁部８２は、球状の弁体１０４と、該弁体１０４を弁シート７４に向かって押圧する第２リターンスプリング１０６と、導入室６２に装着されるリテーナ１０２という簡素な構成で機能させることができる。その結果、ソレノイド部５８を必要とする制御弁部８０と比較してチェック弁部８２を軽量化することができ、前記チェック弁部８２が弁開・弁閉動作する際の作動音及び衝撃を低減することができる。換言すれば、チェック弁部８２には、制御弁部８０を弁開・弁閉させるソレノイド部５８を不要とすることができる。また、それに伴って、弁体１０４が第２着座部１１２及び保持面１０８に当接した際に生じる摩耗が低減され、前記弁体１０４を含むチェック弁部８２の耐久性を向上させることができる。

さらに、弁ボディ５６の導入室６２に対してチェック弁部８２を構成するリテーナ１０２、第２リターンスプリング１０６、弁体１０４、弁シート７４の順番に挿入し、前記弁シート７４を弁ボディ５６の端部に加締めることにより、前記チェック弁部８２を簡便に組み付けて構成することができる。また、弁シート７４を弁ボディ５６の端部に対して加締めて固定するという簡便な作業で、チェック弁部８２の弁体１０４が着座する第２着座部１１２を容易に設けることができる。このように、電磁弁５０の組み付け性を向上させることができる。

さらにまた、弁体１０４の形状を球状とすることにより、第２着座部１１２に対するシート性を安定させることが可能であると共に、第２リターンスプリング１０６に、例えば、コイルスプリングを採用することにより、該第２リターンスプリング１０６の端部で弁体１０４を確実且つ安定して保持することができる。そのため、前記弁体１０４を第２着座部１１２に対して押圧する弾発力Ｓ２を好適に付勢することができると共に、前記圧力流体の押圧力Ｐ（圧力）に応じて前記弾発力Ｓ２の設定を容易に行うことができる。

またさらに、チェック弁部８２を構成するリテーナ１０２を、弁シート７４側に形成される大径部１０２ａと、制御弁部８０側に形成される小径部１０２ｂと、前記大径部１０２ａと小径部１０２ｂとの間に形成される保持面１０８とから構成している。そのため、球状の弁体１０４を、大径部１０２ａによって好適に軸線方向に沿ってガイドすることができ、前記弁体１０４の第２着座部１１２に対する着座位置を安定させることができると共に、そのシート性を良好とすることができる。

また、第２リターンスプリング１０６を小径部１０２ｂによって軸線方向にガイドして支持することができるため、前記第２リターンスプリング１０６が導入室６２内において半径方向に変位することがなく、該第２リターンスプリング１０６の弾発力Ｓ２を弁体１０４に対して安定的に付勢することが可能となる。さらに、弁体１０４が圧力流体の押圧作用下に上方へと変位した際に、前記保持面１０８によってその変位が規制される。これにより、例えば、弁体１０４に対して付与される圧力流体の押圧力Ｐが大きくなった場合でも、前記弁体１０４の変位を確実に規制することが可能となる。

また、弁機構５４を構成する制御弁部８０とチェック弁部８２とを、単一の弁ボディ５６の内部に設ける構成としているため、前記制御弁部８０及びチェック弁部８２に対してそれぞれ別個の弁ボディを設ける場合と比較し、前記弁ボディ５６に要するコストを低減することができ、電磁弁５０における製造コストの削減を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の全体縦断面図である。 図１の電磁弁において弁機構近傍を示す拡大縦断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２の電磁弁においてチェック弁部が弁シートの第２着座部に着座して孔部を閉塞した状態を示す拡大縦断面図である。 図２の電磁弁において制御弁部が第１着座部に着座して連通路を閉塞した状態を示す拡大縦断面図である。

符号の説明

５０…電磁弁 ５２…ハウジング
５４…弁機構 ５６…弁ボディ
５８…ソレノイド部 ６０…フランジ部
６２…導入室 ６３…隔壁
６４ａ、６４ｂ…排出ポート ６６…連通路
６８…弁シャフト ７０…シャフト孔
７４…弁シート ７６…孔部
８０…制御弁部 ８２…チェック弁部
８６…第１リターンスプリング ８８…第１軸部
９０…第２軸部 ９４…弁体部
９６…第１着座部 ９８…可動コア
１０２…リテーナ １０４…弁体
１０６…第２リターンスプリング １１０…連通溝
１１２…第２着座部 １１４…固定コア部
１１６…コイル １１８…コイルボビン
１２６…コイル封止体 １２８…カプラ部

Claims (6)

1. 圧力流体が導入される供給ポート及び導出される排出ポートを有する弁ボディとハウジングとを含む本体部と、
   前記ハウジングの内部に設けられ、コイルに対する通電作用下に固定コアに吸引される可動コアを有するソレノイド部と、
   前記可動コアに連結されて前記ソレノイド部の励磁作用下に弁閉動作する第１弁部と、前記圧力流体による押圧作用下に弁開動作し、且つ、弾発部材の弾発力によって弁閉動作する第２弁部とを有し、前記供給ポートと前記排出ポートとの連通状態を切り換える弁機構と、
   前記供給ポートと前記排出ポートとを連通するための連通路に形成され、前記第１弁部が着座又は離間する弁座と、
   を備え、
   前記第１及び第２弁部は、前記弁ボディ内において前記圧力流体が流通する連通路を介して対向配置され、
   前記供給ポートに配設された前記第２弁部は、前記供給ポートから導入される前記圧力流体の押圧力が前記弾発部材の弾発力を上回るときに弁開動作する一方、前記弾発部材の弾発力が前記供給ポートから導入される前記圧力流体の押圧力を上回るときに弁閉動作し、
   且つ前記第１弁部は、前記第２弁部が弁開動作又は弁閉動作のいずれを営むかに関わらず、前記ソレノイドが励磁されないときには前記弁座から離間する一方、前記ソレノイドが励磁されたときには前記弁座に着座して前記供給ポートと前記排出ポートとの連通を遮断することを特徴とする流体遮断弁。
2. 請求項１記載の流体遮断弁において、
   前記第２弁部は、前記供給ポートに臨む着座部に着座する球状の弁体を備え、
   前記弁体が、前記弾発部材の弾発作用下に前記着座部に向かって付勢されることを特徴とする流体遮断弁。
3. 請求項１又は２記載の流体遮断弁において、
   前記弁ボディは、前記第１弁部が配設される第１ボディ部と、
   前記第２弁部が配設される第２ボディ部と、
   前記第１ボディ部と第２ボディ部とを隔離し、前記連通路が形成される隔壁と、
   を備え、
   前記第１ボディ部と第２ボディ部とが、前記連通路を介して連通することを特徴とする流体遮断弁。
4. 請求項３記載の流体遮断弁において、
   前記第２ボディ部には、前記隔壁と弁プレートとの間に筒状のガイド部材が配設され、前記ガイド部材は、前記弁体を軸線方向に沿って案内する大径部と、前記弾発部材を案内する小径部と、前記大径部と小径部との間に形成され、前記弁体の変位を規制する保持部とを備えることを特徴とする流体遮断弁。
5. 請求項３又は４記載の流体遮断弁において、
   前記弾発部材は、前記隔壁と前記弁体との間に介装されることを特徴とする流体遮断弁。
6. 請求項４又は５記載の流体遮断弁において、
   前記弁プレートは、前記第２ボディ部の端部に対して加締められ、前記弁プレートに前記着座部が形成されることを特徴とする流体遮断弁。

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