JP6812822B2 - 流体制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプからの流体の流通を遮断可能な流体制御弁に関する。

従来、例えば自動車用エンジンなどの内燃機関を冷却する冷却システムにおいて、ウォータポンプにより内燃機関と暖房用のヒータコアとに亘って冷却水を循環させる循環流路に設けられた流体制御弁が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の流体制御弁は、ハウジングにインサート成形された板状の第一磁性体（文献では固定ヨーク）を有する弁座と、板状の第二磁性体（文献では帯板部材）を有する弁体と、第一磁性体に磁束を流すソレノイドとを備えた流体制御弁が知られている。この流体制御弁は、弁体を弁座の側に付勢する付勢部材（文献では、コイルスプリング）を設けている。

特許文献１の流体制御弁は、エンジンの停止時には、ウォータポンプが停止されており、付勢部材の付勢力によって弁体は閉弁状態にある。そして、エンジン始動時には、ウォータポンプが駆動され弁体に水圧が作用するが、ソレノイドの通電による駆動力および付勢部材の付勢力によって、弁体が弁座に押し付けられて閉弁状態が保持される。エンジン始動後に暖房を使用する時には、ソレノイドの通電を解除すると共に、弁体に作用する水圧が付勢部材の付勢力を上回ると弁体が弁座から離間し、開弁状態となって冷却水がヒータコアに流れる。

特開２０１５−１２１２４７号公報

従来の流体制御弁は、ソレノイドに通電しなくても水圧が付勢部材の付勢力を上回るまで閉弁状態が保持される。このため、エンジン始動時の水圧が低いときに、例えばデフロスタ、ヒータコアやＥＧＲクーラ等からの冷却水の供給要求があった場合、早急に開弁することができないおそれがある。また、エンジン停止時には常に閉弁状態なので、弁体と弁座とが固着してしまい、エンジン始動後に早急に開弁しようとしても、開弁し難いおそれがある。

一方、開弁状態にあるときは、ソレノイドに通電しても、ソレノイドの駆動力および付勢部材の付勢力の合計が水圧を上回るまで閉弁しない。このため、エンジン回転数が低いとき等、暖気を促進して暖房を効かせたい場合、早急に閉弁できないおそれがある。

そこで、迅速且つ確実に開閉動作させることができる流体制御弁を提供することが望まれている。

流体制御弁の特徴構成は、流体の流入口と流出口とを有するハウジングと、前記流体が流通する流通孔が設けられた第一磁性体と、前記第一磁性体に磁束を流すソレノイドと、前記ソレノイドから発生した前記磁束が流れることで前記第一磁性体に吸引されることにより、前記流通孔の周縁部に当接して前記流通孔を閉塞する第二磁性体と、前記第二磁性体を前記第一磁性体から離間する方向に付勢する付勢部材と、前記流出口の側で前記ハウジングに対して固定され、前記付勢部材の付勢力による前記第二磁性体の移動を阻止するストッパと、を備え、前記第二磁性体の前記ストッパに当接する背面と前記ハウジングの内面との間における流路の一部には、流路面積が絞られた流路絞り部が形成されている点にある。

本構成では、第一磁性体と、ソレノイドに通電することで第一磁性体に吸引されて第一磁性体の流通孔を閉塞する第二磁性体と、第二磁性体を第一磁性体から離間する方向に付勢する付勢部材と、を備えている。つまり、ソレノイドに通電しないときは、付勢部材の付勢力により、流体制御弁は開弁状態にある。このため、エンジン始動時の流体圧が低いときに、例えばデフロスタ等から開弁要求があった場合でも、早急に開弁して流体を流通させることができる。しかも、エンジン停止時は常に開弁状態なので、第一磁性体と第二磁性体とが固着して開弁し難い不都合もない。

また、本構成では、第二磁性体の背面とハウジングの内面との間に流路絞り部が形成されている。その結果、開弁時において、第二磁性体の背面が常に流体圧を受けて第二磁性体が第一磁性体に向かって押圧されるので、第二磁性体の背面に作用する流体圧が第一磁性体に吸着するためのソレノイドの駆動力をアシストして、迅速に閉弁することができる。よって、迅速且つ確実に開閉動作させることができる流体制御弁を提供することができた。

他の特徴構成は、前記流路絞り部における前記第二磁性体の側方には、前記流路絞り部に流通する前記流体を貯留する溜り部が前記ハウジングの前記内面を窪ませて形成されている点にある。

本構成のように、流路絞り部に流通する流体を貯留する溜り部を設ければ、溜り部からの流体が流路絞り部に流通し易いので、流体の流通が途切れることによる第二磁性体の背面に作用する流体圧の低下を抑制することができる。しかも、この溜り部はハウジングの内面を窪ませることで形成されるので、加工が容易である。よって、簡便な構成でより迅速に閉弁することができる。

他の特徴構成は、前記第一磁性体と前記第二磁性体との間には、前記流入口から流入する前記流体の圧力を受け止める流体圧受け部が、前記流通孔を閉塞可能な前記第二磁性体の閉塞面に対向して設けられている点にある。

本構成のように第二磁性体の閉塞面に対向して流体圧受け部を設ければ、第二磁性体を第一磁性体から離間させる方向に働く流体圧が第二磁性体に作用することを減少させることが可能となる。その結果、第二磁性体の背面に流体圧を作用させながら、第二磁性体を開弁させる方向に働く流体圧の作用を減少させることで、より迅速に閉弁することができる。

エンジン冷却系の説明図である。 第一実施形態に係る開状態の流体制御弁を示す縦断面図である。 第一実施形態に係る閉状態の流体制御弁を示す縦断面図である。 図２のIV−IV線矢視図である。 第一実施形態に係る支持部材の斜視図である。 第一実施形態に係る第二ハウジングの平面図である。 流体制御弁の制御フローを示す図である。 第二実施形態に係る開状態の流体制御弁を示す縦断面図である。 第二実施形態に係る閉状態の流体制御弁を示す縦断面図である。 図８の流体制御弁を９０度回転させた縦断面図である。 第二実施形態に係る第二ハウジングの平面図である。

以下に、本発明に係る流体制御弁の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、流体制御弁の一例として、自動車用のエンジンＥの冷却システムに用いられる流体制御弁Ｖとして説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

図１に示すように、エンジンＥの冷却システムは、エンジンＥとラジエータＲとの間に冷却水（流体の一例）を循環させる第一循環路１と、エンジンＥとヒータコアＨとの間に冷却水を循環させる第二循環路２と、エンジンＥに冷却水を供給するウォータポンプＰとを備えている。本実施形態におけるウォータポンプＰは、不図示のクランクプーリからタイミングベルトを介して駆動力を得て回転する機械式ウォータポンプで構成されており、エンジンの回転数に応じて流量が変化する。

第一循環路１や第二循環路２におけるラジエータＲやヒータコアＨからの冷却水の流出流路は、サーモスタットバルブ３を介してウォータポンプＰに接続されている。第一循環路１は、エンジンＥで加熱された冷却水をラジエータＲで冷却した後、サーモスタットバルブ３を介してエンジンＥに還流させる。第二循環路２は、エンジンＥとヒータコアＨとの間に流体制御弁Ｖを配置し、この流体制御弁Ｖが開弁状態のとき、エンジンＥで加熱された冷却水を、車室内の空気を暖めるヒータコアＨに流入させる。このとき、ヒータコアＨで熱交換されて冷却された冷却水は、サーモスタットバルブ３を介してエンジンＥに還流される。

一方、冷却水が所定の温度（暖機完了温度Ｔ１）より低い場合、流体制御弁Ｖを閉弁して、ヒータコアＨの熱交換による冷却水の温度の低下を防止する。また、冷却水の温度が低い場合にはサーモスタットバルブ３も閉弁しているため、冷却水はラジエータＲにも循環しない。このため、エンジンＥの暖機運転時における冷却水の温度上昇を促進して、燃費の向上を図ることができる。

（第一実施形態）
以下、第一実施形態について図面を用いて説明する。

図２〜図３に示すように、流体制御弁Ｖは、ハウジング４と、ハウジング４に固定されたストッパ９と、軸部材５と、軸部材５を支持する支持部材６と、支持部材６の内部に収容されたコイルスプリングＳ（付勢部材の一例）と、弁座としての第一磁性体８と、第一磁性体８に磁束を流すソレノイドＢと、軸部材５に一体形成された弁体としての第二磁性体７と、を備えている。本実施形態では、第一磁性体８と軸部材５および第二磁性体７とは、鉄などの磁性体で構成されている。また、ハウジング４，支持部材６，およびストッパ９は、非磁性体の樹脂やステンレス等で構成されている。

ハウジング４は、ストッパ９が内側に固定された第一ハウジング４１と、第一磁性体８がインサート成形された第二ハウジング４２と、支持部材６が内側に固定された第三ハウジング４３とを備えている。これら第一ハウジング４１，第二ハウジング４２，および第三ハウジング４３は、ボルト締結、接着、圧入などによって互いに接続されている。なお、第一ハウジング４１，第二ハウジング４２，および第三ハウジング４３は、いずれか２つを一体形成しても良いし、４分割以上で構成しても良い。

第一ハウジング４１は、軸部材５の軸芯Ｘに沿う冷却水の流出口４１ａが円筒状に形成されている。また、複数（本実施形態では３箇所）の延出部４４が第一ハウジング４１の内面から延出形成されており、この延出部４４の端部に円筒状のストッパ９が一体形成されている。なお、延出部４４やストッパ９は、第一ハウジング４１に接着等で固定される別部材であっても良い。

図４に示すように、延出部４４は、底面（第一ハウジング４１の内面のうち第二磁性体７の背面７ａに対向する面）の中央付近を第二磁性体７から離間させる方向に窪ませて形成される水通路４５（流路絞り部の一例）と、この水通路４５に対して周方向の両側で、且つ径方向に亘って第二磁性体７の側に突出形成された側壁部４６とを有している。コイルスプリングＳによる付勢力による第二磁性体７の移動がストッパ９によって阻止された開弁時には、側壁部４６の底面（ストッパ９の底面９２ａと同一面）が第二磁性体７の背面７ａに当接して、水通路４５の側方への冷却水の漏出が防止される（図２参照）。このように、第二磁性体７のストッパ９に当接する背面７ａと第一ハウジング４１の内面との間における流路の一部には、流路面積が絞られた水通路４５が、第一ハウジング４１の延出部４４の底面を窪ませて形成されている。

また、図２および図４に示すように、水通路４５のうち第二磁性体７よりも径方向外側に位置する部分においては、延出部４４の底面を第二磁性体７から離間する方向に更に窪ませた溜り部４５ａが形成されている。この溜り部４５ａは、開弁時に水通路４５に流通する冷却水を貯留する機能を有する。なお、溜り部４５ａを省略しても良い。

ストッパ９は、第一ハウジング４１の延出部４４に接続させた環状鍔部９２を有している。この環状鍔部９２には、水通路４５に接続される接続通路９２ｂ（流路絞り部の一例）が、底面９２ａ（第一ハウジング４１の内面のうち第二磁性体７の背面７ａに対向する面）を第二磁性体７から離間させる方向に窪ませて形成されている。この接続通路９２ｂも、水通路４５と同様に、第二磁性体７が第一磁性体８から離間した開弁時に流路面積を絞る機能を有している。また、環状鍔部９２の中央には貫通孔部９２ｃが形成されている。

これらによって、図２に示すように、第二磁性体７の開弁時には、冷却水が水通路４５の溜り部４５ａに流入して、水通路４５，接続通路９２ｂ，貫通孔部９２ｃの順番で流通する。このとき、水通路４５および接続通路９２ｂを流通する冷却水により、第二磁性体７の背面７ａが水圧（流体圧）を受けて第二磁性体７が第一磁性体８に向かって押圧される。なお、コイルスプリングＳによる付勢力は、この水圧よりも大きく設定されているため、ソレノイドＢに通電しないときには開弁状態が維持されている。

図２〜図３に戻って、第二ハウジング４２には、平板状の第一磁性体８がインサート成形されている。また、第二ハウジング４２の側方には、後述するソレノイドＢの固定ヨーク１１が一体形成されている。

第三ハウジング４３には、軸部材５の軸芯Ｘに沿う冷却水の流入口４３ａが円筒状に形成されている。また、第三ハウジング４３の内周面には、平板状に構成された複数（本実施形態では３箇所）の平板部４３ｂが延出形成されており、この平板部４３ｂの先端に有底筒状の支持部材６が第一磁性体８と一体形成されている。

軸部材５は、ハウジング４の内部を移動可能に、一方の端部の側が支持部材６に支持されている。軸部材５の外面が支持部材６の内面に摺接することで、軸部材５の移動が支持部材６の内面にガイドされる。また、軸部材５の他方の端部は、第一磁性体８よりも流出口４１ａの側まで延在しており、この他方の端部に第二磁性体７が一体形成されている。なお、軸部材５と第二磁性体７とを一体形成せずに、第二磁性体７の中央に貫通孔を設けて、この貫通孔に軸部材５の他方の端部を固定（圧入）する構成であっても良い。

支持部材６は、流入口４３ａの側で第三ハウジング４３に固定されており、側壁６１が第一磁性体８の流通孔８１に侵入している。つまり、側壁６１により軸部材５の摺接領域を確保して、支持部材６の軸部材５に対する支持機能を高めている。

図５に示すように、支持部材６は、筒状本体６２と、筒状本体６２の第二磁性体７の側にある開口端部を径方向外側に拡径させた円環状部６３（流体圧受け部の一例）とを備えている。筒状本体６２は、中央に小孔６４ａが形成された底部６４と、底部６４から軸芯Ｘ方向に沿って立設した第一立設部６５と、第一立設部６５から次第に拡径されたテーパ部６６と、テーパ部６６の最大径と同径となるようにテーパ部６６から軸芯Ｘ方向に沿って立設した第二立設部６７とを有している。つまり、支持部材６の側壁６１は、第一立設部６５とテーパ部６６と第二立設部６７とで構成されている。上述した軸部材５は、第二立設部６７の領域で移動可能に構成されている。

円環状部６３は、第一磁性体８と第二磁性体７との間に配置されている（図２参照）。この円環状部６３の内面には、軸部材５よりも径方向外側に窪んだ溝部６８が形成されている。この溝部６８は、周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では４箇所）設けられており、円環状部６３および第二立設部６７の領域に亘って軸芯Ｘ方向に沿って配置されている。

図２〜図３に示すように、コイルスプリングＳは、軸部材５の他方の端部に形成された凸部５２にガイドされながら軸部材５の端面と支持部材６の底部６４とに当接した状態で、支持部材６の内部に収容されている。本実施形態では、支持部材６の第一立設部６５およびテーパ部６６の内部がコイルスプリングＳの収容空間となっている（図５参照）。このコイルスプリングＳは、第二磁性体７が第一磁性体８から離間するように、軸部材５（第二磁性体７）を流出口４１ａに向かって付勢している。

第一磁性体８は、冷却水が流通する流通孔８１が設けられており、軸芯Ｘ方向に沿う第二磁性体７と支持部材６との間に配置されている。図６に示すように、第一磁性体８は、流通孔８１の周囲にある円環状の周縁部８４と、周縁部８４の径方向内側に形成された流通孔８１と、を含んでいる。この周縁部８４が、後述する第二磁性体７の突出部７２が当接する弁座として機能する。第一磁性体８は、ソレノイドＢの固定ヨーク１１と一体化された板状に形成されており、固定ヨーク１１と共に第二ハウジング４２にインサート成形されている。

第一磁性体８は、流通孔８１の周縁部８４から径方向内側に延出した一対の腕部８２を有している。各々の腕部８２は、流通孔８１の周縁部８４と接続される直線状に形成された一対の接続部８２ａと、一対の接続部８２ａの端部を弧状に連結する弧状部８２ｂとを有している。この弧状部８２ｂの内周面は、非磁性体の支持部材６が介在した状態で軸部材５の外周面と径方向視で重複している。また、第一磁性体８は、周縁部８４のうち磁束が通過する部分に一対の磁束絞り部８３が設けられている。一対の腕部８２は、周縁部８４のうち一対の磁束絞り部８３を挟む両側の領域から延出するように設けられている。腕部８２の接続部８２ａ（腕部８２のうち周縁部８４から径方向に延出する部位）の幅Ｌ１は、磁束絞り部８３の幅Ｌ２より大きく形成されている。また、本実施形態では、腕部８２の弧状部８２ｂの幅Ｌ３を接続部８２ａの幅Ｌ１や磁束絞り部８３の幅Ｌ２よりも小さく形成して磁束密度を高めている。なお、弧状部８２ｂの幅Ｌ３を、接続部８２ａの幅Ｌ１と同様に磁束絞り部８３の幅Ｌ２より大きく形成しても良い。

図２〜図３に示すように、ソレノイドＢは、鉄などの磁性体で構成される板状の固定ヨーク１１と、通電により磁場を発生させる電磁コイル１２と、電磁コイル１２を外部の駆動回路（不図示）に電気的に接続するソケット１３とを有している。つまり、電磁コイル１２に通電することで、固定ヨーク１１を介して第一磁性体８に磁束が流れる。

第二磁性体７は、軸部材５の軸芯Ｘと同軸芯となるように、軸部材５の他方の端部に一体形成された弁体として機能する。第二磁性体７は、第一磁性体８の流通孔８１を閉塞可能な円板状の閉塞面７１と、閉塞面７１の外周部から第一磁性体８に向かって突出する円筒状の突出部７２と、を有している。閉弁時には、この突出部７２が流通孔８１の周縁部８４に当接して、第二磁性体７の閉塞面７１が第一磁性体８の流通孔８１を閉塞する（図３参照）。

一方、開弁時には、ストッパ９の環状鍔部９２が、第二磁性体７の背面７ａの径方向内側の部分に当接して第二磁性体７の移動を阻止している（図２参照）。このとき、第二磁性体７の径方向外側から第一ハウジング４１の延出部４４の間に形成された空間を主流路として、冷却水が流入口４３ａから流出口４１ａに向かって流通する。加えて、冷却水が水通路４５の溜り部４５ａに流入し、延出部４４の水通路４５，ストッパ９の接続通路９２ｂ，ストッパ９の貫通孔部９２ｃの順番で流通する副流路も形成されている。なお、本実施形態では、ストッパ９が、第二磁性体７の突出部７２よりも径方向内側に配置されており、第二磁性体７の閉塞面７１よりも径方向外側に形成された主流路の流通抵抗の増大を抑制している。

（制御例）
図７には、上述した流体制御弁Ｖを用いた制御方法の一例が示されている。エンジンＥを始動したとき、ソレノイドＢは非通電となっており、コイルスプリングＳの付勢力によって第二磁性体７が第一磁性体８から離間して流体制御弁Ｖが開弁している（図２参照）。まず、デフロスタ等から開弁要求があるか否かが判定される（♯０１）。開弁要求がない場合（♯０１Ｎｏ判定）、ソレノイドＢを通電することによりコイルスプリングＳの付勢力に抗して第二磁性体７が第一磁性体８に引き寄せられ、第二磁性体７が第一磁性体８に当接して流体制御弁Ｖが閉弁される（♯０２、図３参照）。その結果、エンジンＥの暖機が促進される。次いで、冷却水温度が暖機完了温度Ｔ１以上になれば（♯０３Ｙｅｓ判定）、ソレノイドＢの通電を停止して流体制御弁Ｖを開弁する（♯０４）。冷却水温度が暖機完了温度Ｔ１に達していない場合には（♯０３Ｎｏ判定）、流体制御弁Ｖの閉弁状態を維持する（♯０２）。

一方、開弁要求がある場合（♯０１Ｙｅｓ判定）は、緊急性の高い流体供給の制御が優先され、ソレノイドＢが非通電の状態で流体制御弁Ｖの開弁状態を維持し、ヒータコアＨに冷却水を循環させる（♯０５）。そして、開弁要求が解除された場合（♯０６Ｙｅｓ判定）、冷却水温度が暖機完了温度Ｔ１に達していないときには、流体制御弁Ｖを再度閉弁して暖機を促進させ（♯０２〜♯０４）、冷却水温度が暖機完了温度Ｔ１に達していれば、開弁を維持してエンジンＥに冷却水を循環させる通常運転モードに移行する。

通常運転モードに移行してから、暖房要求があった場合（♯０７Ｙｅｓ判定）、エンジンＥの回転数が低回転領域にあり（Ｒｒｐｍ以下）、且つ冷却水が所定温度Ｔ２以下である場合（♯０８Ｙｅｓ判定）、ソレノイドＢに通電して流体制御弁Ｖを閉弁する（♯０９）。その結果、エンジンＥの運転に影響を及ぼさない範囲で、冷却水の温度が上昇する。そして、冷却水が所定温度Ｔ２より大きくなった場合（♯０８Ｎｏ判定）、ソレノイドＢの通電を停止して流体制御弁Ｖを開弁すれば（♯１０）、ヒータコアＨに高温の冷却水が循環するので、室内を迅速に暖めることができる。また、エンジンＥの回転数が低回転領域より大きくなった場合（♯０８Ｎｏ判定）は、エンジンＥの冷却を優先するために、ソレノイドＢの通電を停止して流体制御弁Ｖを開弁し（♯１０）、ラジエータＲおよびヒータコアＨで熱交換して冷却水の温度を低下させる。

その他の制御方法としては、例えば、ヒータコアＨ、ＥＧＲクーラやトランスミッション等に各別に流体制御弁Ｖを配置し、必要に応じて開閉動作を繰り返す形態などが想定される。このように、開閉動作を頻繁に行う流体制御弁Ｖにあっては、エンジンＥの回転数に応じて流量が変化する機械式のウォータポンプＰのように水圧を制御できない場合であっても、水圧に拘らず開閉動作を迅速に行えることが望ましい。

図２に示すように、第二磁性体７は、第一磁性体８から離間する方向に付勢されており、ソレノイドＢに通電しないときは、流体制御弁Ｖは開弁状態にある。このため、エンジンＥの始動時のように水圧が低いときにデフロスタ等から開弁要求があった場合でも、早急に開弁して冷却水を流通させることができる。しかも、エンジン停止時は常に開弁状態なので、第二磁性体７と第一磁性体８とが固着して開弁し難い不都合もない。

図２，図６に示すように、第二磁性体７が他方の端部に一体形成された軸部材５は第一磁性体８の腕部８２に対して近い位置に設けられている。このため、ソレノイドＢに通電したとき、第一磁性体８から軸部材５を経由して第二磁性体７に向かう磁気回路が形成され、第二磁性体７が第一磁性体８に吸着される。このとき、腕部８２の弧状部８２ｂの幅Ｌ３を、接続部８２ａの幅Ｌ１や磁束絞り部８３の幅Ｌ２よりも小さく形成しているので、弧状部８２ｂの磁束密度を高まることができる（図６参照）。また、第一磁性体８の腕部８２の接続部８２ａの幅Ｌ１を磁束絞り部８３の幅Ｌ２より大きく形成すれば、腕部８２に磁束が流れやすくなり、軸部材５を介して第二磁性体７に流す磁束量を増大させることが可能となる。その結果、第一磁性体８と第二磁性体７との吸着力が高まり、少ない電力で開弁状態から閉弁状態へと移行させることができる。

また、図２および図５に示すように、第一磁性体８と第二磁性体７との間には、流入口４３ａから流入する冷却水の圧力を受け止める支持部材６の円環状部６３が、第一磁性体８の流通孔８１を閉塞可能な第二磁性体７の閉塞面７１に対向して設けられている。支持部材６の円環状部６３が水圧を受け止めることによって、この閉塞面７１に作用して第二磁性体７を第一磁性体８から離間させる方向に作用する水圧を減少させることが可能となる。その結果、流体制御弁Ｖを開弁状態から閉弁状態へと迅速に移行させることができる。

しかも、図２および図４に示すように、開弁時に第二磁性体７の背面７ａと第一ハウジング４１（延出部４４およびストッパ９）の内面との間に流路面積を絞る水通路４５および接続通路９２ｂが形成されている。その結果、第二磁性体７の背面７ａが水圧を受けて第二磁性体７が第一磁性体８に向かって押圧されるので、第二磁性体７の背面７ａに作用する水圧が第一磁性体８に吸着するためのソレノイドＢの駆動力をアシストして、より迅速に閉弁することができる。本実施形態のように、この水通路４５に流通する冷却水を貯留する溜り部４５ａを設ければ、溜り部４５ａからの冷却水が水通路４５に流通し易いので、冷却水の流通が途切れることによる第二磁性体７の背面７ａに作用する水圧の低下を抑制することができる。

また、第二磁性体７の他方の端部に固定された軸部材５が支持部材６によってガイドされるので、軸部材５が軸ぶれすることなく第二磁性体７の移動が円滑なものとなって開閉動作が安定する。本実施形態では、図５に示すように、支持部材６の内面に溝部６８を設けると共に底部６４に小孔６４ａを設けているので、軸部材５と支持部材６との間に異物が混入した場合でも、溝部６８から小孔６４ａを介して支持部材６の外部に該異物を排出することができる。その結果、軸部材５の移動が円滑なものとなり、軸部材５の端部に固定された第二磁性体７の開閉動作が安定する。

（第二実施形態）
以下、第二実施形態について図面を用いて説明する。なお、制御方法や作用効果は上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第一実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

図８〜図１０に示すように、流体制御弁ＶＡは、ハウジング４Ａと、ハウジング４Ａに固定されたストッパ９Ａと、ハウジング４Ａに固定されたガイド部材６Ａと、ガイド部材６Ａの内部に収容されたコイルスプリングＳＡ（付勢部材の一例）と、弁座としての第一磁性体８Ａと、第一磁性体８Ａに磁束を流すソレノイドＢＡと、弁体としての第二磁性体７Ａと、を備えている。本実施形態では、第一磁性体８Ａと第二磁性体７Ａとは、鉄などの磁性体で構成されている。また、ハウジング４Ａ，ガイド部材６Ａ，およびストッパ９Ａは、非磁性体の樹脂やステンレス等で構成されている。

ハウジング４Ａは、ストッパ９Ａが内側に固定された第一ハウジング４１Ａと、第一磁性体８Ａがインサート成形された第二ハウジング４２Ａと、ガイド部材６Ａが内側に固定された第三ハウジング４３Ａとを備えている。

第一ハウジング４１Ａには、複数（本実施形態では３箇所）の延出部４４Ａが第一ハウジング４１Ａの内面から延出形成されており、この延出部４４Ａの端部に円筒状のストッパ９Ａが一体形成されている。この延出部４４Ａおよびストッパ９Ａは、第一実施形態における延出部４４およびストッパ９と同様の構成であるので説明を省略する。つまり、延出部４４Ａの水通路４５Ａおよび溜り部４５Ａａ，ストッパ９Ａの接続通路９２Ａｂおよび貫通孔部９２Ａｃは、夫々、第一実施形態における延出部４４の水通路４５および溜り部４５ａ，ストッパ９の接続通路９２ｂおよび貫通孔部９２ｃに相当する。また、第二ハウジング４２Ａは、第一実施形態における第二ハウジング４２と同様の構成であるので説明を省略する。

図１０に示すように、第三ハウジング４３Ａの内周面には、軸芯ＸＡに沿って配置された複数（本実施形態では２箇所）の曲板部４３Ａｂが延出形成されており、この曲板部４３Ａｂの一端にガイド部材６Ａが一体形成されている。曲板部４３Ａｂの第三ハウジング４３Ａとの接続部位が第一磁性体８Ａよりも流入口４３Ａａの側に設けられており、曲板部４３Ａｂが第一磁性体８Ａの流通孔８１Ａに侵入して、ガイド部材６Ａが第一磁性体８Ａよりも流出口４１Ａａの側に配置されている。

ガイド部材６Ａは、底部６４Ａと底部６４Ａの外周に接続される筒部６２Ａとを有する有底筒状に構成されている。ガイド部材６Ａの筒部６２Ａの外面および曲板部４３Ａｂの一部の外面は、カップ状の第二磁性体７Ａの内面に摺接して、第二磁性体７Ａの移動をガイドする。図１１に示すように、ガイド部材６Ａには、筒部６２Ａの外面を径方向内側に窪ませた溝部６８Ａが周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では４箇所）形成されており、この溝部６８Ａに後述する第一磁性体８Ａの立上がり部８２Ａが挿入されている。また、隣り合う一対の溝部６８Ａａ，６８Ａｂの外側面の間に曲板部４３Ａｂが配置されており、曲板部４３Ａｂの肉厚が溝部６８Ａａ，６８Ａｂの肉厚と等しく設定されている。

図８〜図１０に示すように、ガイド部材６Ａの底部６４Ａ（流体圧受け部の一例）は、第二磁性体７Ａの閉塞面７１Ａに対向しており、流入口４３Ａａから流入する冷却水の圧力を受け止めるように構成されている。また、ガイド部材６Ａの底部６４Ａには、小孔６４Ａａが形成されている。ガイド部材６Ａと第二磁性体７Ａとの間に異物が混入した場合、この異物は、ガイド部材６Ａの溝部６８Ａから小孔６４Ａａを介してガイド部材６Ａの外部に排出される。

図８〜図１０に示すように、コイルスプリングＳＡは、ガイド部材６Ａの底部６４Ａと第二磁性体７Ａの閉塞面７１Ａとに当接した状態で、ガイド部材６Ａの内部に収容されている。このコイルスプリングＳＡは、第二磁性体７Ａが第一磁性体８Ａから離間するように、第二磁性体７Ａを流出口４１Ａａに向かって付勢している。なお、コイルスプリングＳＡを収容する筒状部材をガイド部材６Ａの底部６４Ａから延出形成しても良い。

第一磁性体８Ａは、冷却水が流通する流通孔８１Ａが設けられている。図１１に示すように、この流通孔８１Ａの周囲にある円環状の周縁部８４Ａが、後述する第二磁性体７Ａの鍔部７ｄが当接する弁座として機能する。第一磁性体８Ａは、ソレノイドＢＡの固定ヨーク１１Ａと一体化された板状に形成されており、固定ヨーク１１Ａと共に第二ハウジング４２Ａにインサート成形されている。

第一磁性体８Ａは、流通孔８１Ａの周縁部８４Ａから軸芯ＸＡ方向に沿って垂直に立設した複数（本実施形態では４箇所）の立上がり部８２Ａを有している。この立上がり部８２Ａは、ガイド部材６Ａの溝部６８Ａに挿入された状態で、第二磁性体７Ａの内面に対向している（図１０参照）。また、第一磁性体８Ａは、周縁部８４Ａのうち磁束が通過する部分に、幅を小さくした複数の磁束絞り部８３Ａが設けられている。一対の立上がり部８２Ａａ，８２Ａｂは、周縁部８４のうち一つの磁束絞り部８３Ａを挟む両側の領域から延出するように設けられている。これによって立上がり部８２Ａの磁束密度が高まるので、第二磁性体７Ａに流れる磁束量を増大させることが可能となる。その結果、第一磁性体８Ａと第二磁性体７Ａとの吸着力が高まり、少ない電力で開弁状態から閉弁状態へと移行させることができる。

ソレノイドＢＡは、第一実施形態におけるソレノイドＢと同様の構成であるので説明を省略する。

図８〜図１０に示すように、第二磁性体７Ａは、カップ状に形成されており、弁体として機能する。第二磁性体７Ａは、底壁部７ｂと、底壁部７ｂから第一磁性体８Ａに向かって延出する周壁部７ｃと、周壁部７ｃの端部を径方向外側に拡径した鍔部７ｄとを備えている。第二磁性体７Ａの底壁部７ｂは、第一磁性体８Ａの流通孔８１Ａを閉塞可能な閉塞面７１Ａを有している。閉弁時には、鍔部７ｄが流通孔８１Ａの周縁部８４Ａに当接して、第二磁性体７Ａの閉塞面７１Ａが第一磁性体８Ａの流通孔８１Ａを閉塞する（図９参照）。

一方、開弁時には、ストッパ９Ａの環状鍔部９２Ａが、第二磁性体７Ａの閉塞面７１Ａの背面７Ａａの径方向内側の部分に当接して第二磁性体７Ａの移動を阻止している（図８および図１０参照）。このとき、第二磁性体７Ａの径方向外側から第一ハウジング４１Ａの延出部４４Ａの間に形成された空間を主流路として、冷却水が流入口４３Ａａから流出口４１Ａａに向かって流通する。加えて、冷却水が水通路４５Ａの溜り部４５Ａａに流入し、延出部４４Ａの水通路４５Ａ，ストッパ９Ａの接続通路９２Ａｂ，ストッパ９Ａの貫通孔部９２Ａｃの順番で流通する副流路も形成されている。

［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態における流体圧受け部としての支持部材６の円環状部６３やガイド部材６Ａの底部６４Ａを省略しても良い。この場合でも、流路絞り部としての延出部４４，４４Ａの水通路４５，４５Ａおよびストッパ９，９Ａの接続通路９２ｂ，９２Ａｂによって、第二磁性体７，７Ａの背面７ａ，７Ａａに水圧を作用させて迅速な閉弁を実現することができる。
（２）上述した実施形態における流路絞り部としての延出部４４，４４Ａの水通路４５，４５Ａおよびストッパ９，９Ａの接続通路９２ｂ，９２Ａｂを、第二磁性体７の背面７ａを窪ませて形成しても良い。
（３）第二実施形態において、第一磁性体８Ａの立上がり部８２Ａが挿入されるガイド部材６Ａの溝部６８Ａだけでなく、径方向内側に窪ませた異なる溝部を更に設けても良い。これによって、ガイド部材６Ａと第二磁性体７Ａとの間に異物が混入した場合でも、該異物を確実にガイド部材６Ａの外部に排出することができる。
（４）第二実施形態におけるガイド部材６Ａの曲板部４３Ａｂのうち、第一磁性体８Ａよりもストッパ９Ａの側の部位に貫通孔を形成しても良い。この場合、開弁時に該貫通孔から第一ハウジング４１Ａの延出部４４Ａの間に冷却水を循環させて、主流路における流路抵抗を減少させることができる。
（５）上述した実施形態における第二磁性体７，７Ａは、全領域を露出させずに一部を樹脂で覆っても良い。
（６）上述した実施形態における流入口４３ａ，４３Ａａと流出口４１ａ，４１Ａａとは軸芯Ｘ，ＸＡをずらして配置しても良い。
（７）流体制御弁Ｖ，ＶＡが配置される流路に流体を流通させるポンプは、エンジンＥの冷却水を供給するウォータポンプＰに限定されず、エンジンオイルを循環させるオイルポンプであっても良いし、車両以外の用途に用いても良い。また、ウォータポンプＰは、機械式ポンプではなく、三相交流モータ等を用いた電動ポンプであっても良い。

本発明は、流体の流通を遮断可能な流体制御弁に利用可能である。

４，４Ａ ハウジング
５ 軸部材
６ 支持部材
６Ａ ガイド部材
７，７Ａ 第二磁性体
７ａ，７Ａａ 背面
８，８Ａ 第一磁性体
９，９Ａ ストッパ
４１ａ，４１Ａａ 流出口
４３ａ，４３Ａａ 流入口
４５，４５Ａ 水通路（流路絞り部）
４５ａ，４５Ａａ 溜り部
６３ 円環状部（流体圧受け部）
６４Ａ 底部（流体圧受け部）
７１，７１Ａ 閉塞面
８１、８１Ａ 流通孔
８４，８４Ａ 周縁部
９２ｂ，９２Ａｂ 接続通路（流路絞り部）
Ｂ，ＢＡ ソレノイド
Ｓ，ＳＡ コイルスプリング（付勢部材）
Ｖ，ＶＡ 流体制御弁

Claims (3)

1. 流体の流入口と流出口とを有するハウジングと、
   前記流体が流通する流通孔が設けられた第一磁性体と、
   前記第一磁性体に磁束を流すソレノイドと、
   前記ソレノイドから発生した前記磁束が流れることで前記第一磁性体に吸引されることにより、前記流通孔の周縁部に当接して前記流通孔を閉塞する第二磁性体と、
   前記第二磁性体を前記第一磁性体から離間する方向に付勢する付勢部材と、
   前記流出口の側で前記ハウジングに対して固定され、前記付勢部材の付勢力による前記第二磁性体の移動を阻止するストッパと、を備え、
   前記第二磁性体の前記ストッパに当接する背面と前記ハウジングの内面との間における流路の一部には、流路面積が絞られた流路絞り部が形成されている流体制御弁。
2. 前記流路絞り部における前記第二磁性体の側方には、前記流路絞り部に流通する前記流体を貯留する溜り部が前記ハウジングの前記内面を窪ませて形成されている請求項１に記載の流体制御弁。
3. 前記第一磁性体と前記第二磁性体との間には、前記流入口から流入する前記流体の圧力を受け止める流体圧受け部が、前記流通孔を閉塞可能な前記第二磁性体の閉塞面に対向して設けられている請求項１又は２に記載の流体制御弁。
   

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