JP7087537B2 - 電磁弁、および流路装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁、および流路装置に関する。

流路を開閉する電磁弁が知られる。例えば、特許文献１には、ラッチ式電磁弁が記載される。

特開２００２－２５０４５７号公報

上記のような電磁弁によって流路を閉じた際には、電磁弁の弁体部には流路を流れる流体の圧力が加えられる。そのため、流路の流量が比較的大きい場合には、弁体部を閉じた状態に維持するために比較的大きな力が必要となり、電磁弁が大型化する場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、小型化できる構造を有する電磁弁、およびそのような電磁弁を備える流路装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の電磁弁の一つの態様は、軸方向に延びる中心軸に沿って移動可能な可動部を備え、第１流路部と前記第１流路部の軸方向一方側に位置する第２流路部とが第１孔部を介して繋がれる開状態と、前記第１孔部が閉塞されて前記第１流路部と前記第２流路部とが遮断される閉状態と、を切り換え可能な電磁弁であって、前記可動部を軸方向に移動させるソレノイドと前記ソレノイドを収容するカバーとを有する本体部と、前記本体部から軸方向他方側に延びる筒状の筒部材と、を備える。前記可動部は、前記本体部から軸方向他方側に突出し、前記筒部材の内部に挿入されるシャフト部と、前記シャフト部に設けられ、前記閉状態において軸方向一方側から前記第１孔部を閉塞する弁体部と、を有する。前記筒部材の軸方向他方側の端部は、軸方向他方側に開口し、かつ、前記第１孔部が設けられた面と接触する。前記弁体部は、前記筒部材の内部を、第１収容部と前記第１収容部の軸方向他方側に位置する第２収容部とに仕切る。前記筒部材は、前記筒部材を内周面から外周面まで径方向に貫通する貫通孔と、前記閉状態において前記第１流路部と前記第１収容部とを繋ぐ接続流路部と、を有する。前記接続流路部は、前記閉状態において前記第１孔部よりも径方向外側に位置する第２孔部を介して前記第１流路部と繋がる。前記第２収容部には、前記開状態において前記貫通孔を介して前記第２流路部が繋がる。前記第１収容部は、前記第１流路部を流れる流体を収容可能であり、かつ、前記閉状態において前記第２流路部と遮断される。

本発明の流路装置の一つの態様は、上記の電磁弁と、前記第１流路部と前記第２流路部と前記第１孔部とを有する流路部と、を備える。

本発明の一つの態様によれば、電磁弁を小型化できる。

図１は、本実施形態の流路装置が備えられた流路システムを模式的に示す断面図である。 図２は、本実施形態の流路装置が備えられた流路システムを模式的に示す断面図である。 図３は、本実施形態の電磁弁を示す断面図である。 図４は、本実施形態の電磁弁を示す断面図である。 図５は、本実施形態における第１変形例の電磁弁を示す断面図である。 図６は、本実施形態における第１変形例の電磁弁を示す断面図である。 図７は、本実施形態における第２変形例の電磁弁を示す断面図である。 図８は、本実施形態における第２変形例の電磁弁を示す断面図である。

各図においてＺ軸方向は、正の側を上側とし、負の側を下側とする上下方向である。各図に適宜示す仮想軸である中心軸Ｊの軸方向は、Ｚ軸方向、すなわち上下方向と平行である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

本実施形態において、上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１および図２に示すように、本実施形態の流路装置１０は、流体Ｗが流れる流路部２０と、流路部２０を開閉する電磁弁３０と、を備える。流体Ｗは、特に限定されず、例えば、水である。図１においては、電磁弁３０が開き、流路部２０内を流体Ｗが流れる開状態ＯＳを示す。図２においては、電磁弁３０が閉じ、流路部２０内の流体Ｗの流れが堰き止められた閉状態ＣＳを示す。電磁弁３０は、開状態ＯＳと、閉状態ＣＳと、を切り換え可能である。

本実施形態の流路装置１０は、流路システム１に備えられる。流路システム１は、被冷却体５を冷却する冷却システムである。流路システム１は、例えば、車両に搭載される。被冷却体５は、例えば、車両の駆動部である。

流路システム１は、ポンプ部２と、流体冷却部３と、流体タンク４と、被冷却体５と、流路装置１０と、を備える。ポンプ部２は、流体タンク４内の流体Ｗを被冷却体５に送る。流体冷却部３は、流路部２０内の流体Ｗを冷却する。流体冷却部３は、流路部２０のうちポンプ部２と被冷却体５との間の部分に設けられる。

流路部２０は、第１流路部２１と、第２流路部２２と、流入部２３と、流出部２４と、を有する。流入部２３は、流体タンク４からポンプ部２まで延びる流路である。流出部２４は、被冷却体５から流体タンク４まで延びる流路である。第１流路部２１は、ポンプ部２から延びる流路である。第１流路部２１には、ポンプ部２によって送られる流体Ｗが流入する。本実施形態において第１流路部２１には、流体冷却部３が設けられる。

第２流路部２２は、第１流路部２１から被冷却体５まで延びる流路である。第２流路部２２は、第１流路部２１の上側に位置する。第１流路部２１と第２流路部２２とは、仕切壁部２７によって軸方向に仕切られる。仕切壁部２７は、軸方向と直交する方向に延びる壁であり、第１流路部２１の上側の壁部の一部と第２流路部２２の下側の壁部の一部とを構成する。仕切壁部２７は、仕切壁部２７を軸方向に貫通する第１孔部２５を有する。すなわち、流路部２０は、第１孔部２５を有する。図示は省略するが、第１孔部２５は、例えば、円形の孔である。図１に示す開状態ＯＳにおいては、第１流路部２１と第２流路部２２とは、第１孔部２５を介して繋がれる。

第２流路部２２は、電磁弁３０が取り付けられる取付孔２６を有する。取付孔２６は、第２流路部２２の壁部のうち上側の上壁部２８に設けられる。取付孔２６は、上壁部２８を軸方向に貫通する。取付孔２６は、第１孔部２５の上側に位置する。図示は省略するが、取付孔２６は、例えば、円形の孔である。取付孔２６の内径は、第１孔部２５の内径よりも大きい。

なお、本明細書において「第２流路部が第１流路部の上側に位置する」とは、第２流路部のうち第１流路部と孔部を介して繋がる部分が、第１流路部のうち第２流路部と孔部を介して繋がる部分の上側に位置すればよい。すなわち、本明細書において「第２流路部が第１流路部の上側に位置する」とは、第２流路部の一部が第１流路部の下側に位置するような場合も含む。

第２流路部２２は、弁収容部２２ａを有する。弁収容部２２ａは、第２流路部２２における第１流路部２１が繋がる側の端部である。弁収容部２２ａは、第１流路部２１の上側に位置する。弁収容部２２ａは、第１孔部２５と繋がる。弁収容部２２ａの上側の端部は、取付孔２６に繋がる。図示は省略するが、弁収容部２２ａは、軸方向に沿って視て、円形状である。

図１に示すように、開状態ＯＳにおいて、流体タンク４内の流体Ｗは、ポンプ部２によって、流入部２３を介して第１流路部２１に流入される。第１流路部２１に流入した流体Ｗは、第１孔部２５を介して、第２流路部２２に流入する。第２流路部２２に流入した流体Ｗは、被冷却体５を冷却し、流出部２４を介して、流体タンク４に戻る。このように、開状態ＯＳにおいては、流体タンク４と流路部２０との間で流体Ｗが循環し、被冷却体５を流体Ｗによって冷却することができる。

一方、図２に示すように、閉状態ＣＳにおいては、電磁弁３０によって第１孔部２５が閉塞されて第１流路部２１と第２流路部２２とが遮断される。これにより、第２流路部２２に流体Ｗが流れなくなり、被冷却体５の冷却が停止される。

電磁弁３０は、流路部２０に固定される。より詳細には、電磁弁３０は、取付孔２６を介して弁収容部２２ａに取り付けられ、第２流路部２２の上壁部２８に固定される。図３および図４に示すように、電磁弁３０は、本体部４０と、可動部５０と、筒部材６０と、弾性部材８０と、シール部材６３ｂ，６３ｃと、を備える。なお、図３は、開状態ＯＳを示し、図４は、閉状態ＣＳを示す。

本体部４０は、カバー４１と、ソレノイド４２と、第１磁性部材４４ａと、第２磁性部材４４ｂと、スペーサ４５と、ブッシュ４６ａ，４６ｂと、Ｏリング４７ａ，４７ｂと、を有する。カバー４１は、ソレノイド４２を収容する。カバー４１は、磁性材である。カバー４１は、上壁部２８に固定される。カバー４１は、第１カバー４１ａと、第２カバー４１ｂと、を有する。

第１カバー４１ａは、カバー本体４１ｃと、円環板部４１ｄと、保持部４１ｅと、を有する。カバー本体４１ｃは、下側に開口する有蓋の筒状である。本実施形態においてカバー本体４１ｃは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。円環板部４１ｄは、カバー本体４１ｃの下側の端部から径方向外側に拡がる。保持部４１ｅは、円環板部４１ｄの径方向外縁部から下側に突出する筒状である。

第２カバー４１ｂは、板面が軸方向を向く板状である。図示は省略するが、本実施形態において第２カバー４１ｂは、中心軸Ｊを中心とする円板状である。第２カバー４１ｂは、保持部４１ｅの径方向内側に嵌め合わされる。第２カバー４１ｂは、第１カバー４１ａの下側の開口を閉じる。第２カバー４１ｂは、第２カバー４１ｂの中央部を軸方向に貫通するカバー貫通孔４１ｆを有する。

ソレノイド４２は、ボビン部４２ａと、コイル４３と、モールド部４２ｂと、を有する。ボビン部４２ａは、軸方向に延び、軸方向両側に開口する筒状である。本実施形態においてボビン部４２ａは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ボビン部４２ａの下側の端部は、第２カバー４１ｂと接触する。ボビン部４２ａの上側の端部は、第１カバー４１ａの上側の蓋部と接触する。コイル４３は、ボビン部４２ａの外周面に巻き回される。モールド部４２ｂは、ボビン部４２ａの径方向外側およびコイル４３の径方向外側を覆う。

第１磁性部材４４ａおよび第２磁性部材４４ｂは、軸方向に延び、軸方向両側に開口する筒状である。本実施形態において第１磁性部材４４ａおよび第２磁性部材４４ｂは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。第１磁性部材４４ａおよび第２磁性部材４４ｂは、ボビン部４２ａの径方向内側に嵌め合わされる。第１磁性部材４４ａの下側の端部は、第２カバー４１ｂと接触する。第２磁性部材４４ｂは、第１磁性部材４４ａの上側に位置する。第２磁性部材４４ｂの上側の端部は、第１カバー４１ａの上側の蓋部と接触する。第１磁性部材４４ａおよび第２磁性部材４４ｂは、磁性材である。

スペーサ４５は、軸方向に延び、軸方向両側に開口する筒状である。本実施形態においてスペーサ４５は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。スペーサ４５は、第１磁性部材４４ａと第２磁性部材４４ｂとの軸方向の間に位置する。スペーサ４５の軸方向両端部は、各磁性部材と接触する。スペーサ４５は、非磁性材である。スペーサ４５は、例えば、樹脂から成る。

ブッシュ４６ａ，４６ｂは、軸方向に延び、軸方向両側に開口する筒状である。本実施形態においてブッシュ４６ａ，４６ｂは、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ブッシュ４６ａの下側の端部は、カバー貫通孔４１ｆに嵌め合わされる。ブッシュ４６ａの上側の部分は、第１磁性部材４４ａの径方向内側に嵌め合わされる。ブッシュ４６ｂは、第２磁性部材４４ｂの径方向内側に嵌め合わされる。

Ｏリング４７ａ，４７ｂは、周方向に沿った環状である。本実施形態においてＯリング４７ａ，４７ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。Ｏリング４７ａは、ボビン部４２ａの上側の端部と第１カバー４１ａの上側の蓋部との間に位置する。Ｏリング４７ａは、ボビン部４２ａと第１カバー４１ａとに接触して、ボビン部４２ａと第１カバー４１ａとの間を封止する。Ｏリング４７ｂは、ボビン部４２ａの下側の端部と第２カバー４１ｂとの間に位置する。Ｏリング４７ｂは、ボビン部４２ａと第２カバー４１ｂとに接触して、ボビン部４２ａと第２カバー４１ｂとの間を封止する。

可動部５０は、軸方向に延びる中心軸Ｊに沿って移動可能である。可動部５０は、シャフト部５１と、弁体部５２と、コア部５３と、を有する。シャフト部５１は、中心軸Ｊに沿って延びる。シャフト部５１は、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。シャフト部５１の上側の部分は、本体部４０の内部に挿入される。シャフト部５１は、本体部４０から下側に突出し、筒部材６０の内部に挿入される。シャフト部５１は、ブッシュ４６ａの径方向内側に嵌め合わされ、ブッシュ４６ａによって軸方向に移動可能に支持される。

弁体部５２は、シャフト部５１に設けられる。より詳細には、弁体部５２は、シャフト部５１の下側の端部に繋がる。本実施形態において弁体部５２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。弁体部５２の外径は、シャフト部５１の外径および第１孔部２５の内径よりも大きい。弁体部５２の外径は、筒部材６０の内径とほぼ同じである。

弁体部５２は、筒部材６０の内部に位置する。弁体部５２は、筒部材６０の内部に嵌め合わされる。弁体部５２の外周面は、筒部材６０の内周面と接触する。可動部５０が軸方向に移動する際、弁体部５２は、外周面が筒部材６０の内周面に対して滑りながら、軸方向に移動する。本実施形態において弁体部５２とシャフト部５１とは、例えば、同一の単一部材の一部である。

弁体部５２の上側の面は、径方向外側に向かうに従って下側に位置する湾曲面である。弁体部５２の上側の面は、第１受圧面５２ａである。弁体部５２の下側の面は、径方向外側に向かうに従って上側に位置する湾曲面である。弁体部５２の下側の面は、第２受圧面５２ｂを含む。第２受圧面５２ｂは、閉状態ＣＳにおいて第１孔部２５を介して第１流路部２１に露出する部分である。本実施形態において第２受圧面５２ｂは、弁体部５２の下側の面のうちの中央部分である。第２受圧面５２ｂの面積は、第１受圧面５２ａの面積よりも小さい。

図４に示すように、弁体部５２は、閉状態ＣＳにおいて上側から第１孔部２５を閉塞する。閉状態ＣＳにおいて、弁体部５２の下側の面は、仕切壁部２７の上側の面のうち第１孔部２５の縁部と接触する。第２受圧面５２ｂは、閉状態ＣＳにおいて、第１流路部２１内の流体Ｗから上側向きの圧力を受ける。

コア部５３は、軸方向に延びる。本実施形態においてコア部５３は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。コア部５３は、シャフト部５１の外周面に嵌め合わされて固定される。コア部５３は、ブッシュ４６ｂの径方向内側に嵌め合わされ、ブッシュ４６ｂによって軸方向に移動可能に支持される。コア部５３は、磁性材である。

弾性部材８０は、第１磁性部材４４ａとコア部５３との軸方向の間に位置する。本実施形態において弾性部材８０は、軸方向に延びるコイルスプリングである。弾性部材８０の上側の端部は、コア部５３に接触する。弾性部材８０の下側の端部は、第１磁性部材４４ａと接触する。弾性部材８０は、コア部５３を介して、可動部５０に上側向きの弾性力Ｆｓを加える。

図３に示す開状態ＯＳからソレノイド４２のコイル４３に電流を供給すると、コイル４３の径方向内側に上側から下側に向かう磁界が生じる。これにより、磁束が、第２磁性部材４４ｂ、コア部５３、第１磁性部材４４ａ、第２カバー４１ｂ、カバー本体４１ｃを順に通り、カバー本体４１ｃの上側の蓋部から第２磁性部材４４ｂに戻る磁気回路が生じる。この磁気回路によって、コア部５３は、下側向きの電磁力Ｆｍを受ける。そのため、コア部５３が下側に移動し、シャフト部５１および弁体部５２も下側に移動する。このようにして、ソレノイド４２は、可動部５０を軸方向に移動させることができる。図４に示すように、可動部５０が下側に移動することで、弁体部５２が第１孔部２５を閉塞し、開状態ＯＳから閉状態ＣＳへと切り換えられる。

一方、閉状態ＣＳにおいて、ソレノイド４２のコイル４３への電流供給を停止すると、上述した磁気回路が消失し、コア部５３に生じた電磁力Ｆｍも消失する。これにより、弁体部５２が第１流路部２１内の流体Ｗから受ける上側向きの流体力Ｆｗ２と、コア部５３が弾性部材８０から受ける上側向きの弾性力Ｆｓとによって、可動部５０が上側に移動し、第１孔部２５が開放される。したがって、閉状態ＣＳから開状態ＯＳへと切り換えられる。

以上のように、電磁弁３０は、ソレノイド４２のコイル４３への電流の供給と停止とを切り換えることで、第１孔部２５を開閉し、開状態ＯＳと閉状態ＣＳとを切り換えることができる。

筒部材６０は、本体部４０から下側に延びる筒状である。本実施形態において筒部材６０は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。筒部材６０は、本体部４０の下側に固定される。筒部材６０は、取付孔２６を介して第２流路部２２の内部に挿入される。より詳細には、筒部材６０は、第２流路部２２に設けられた弁収容部２２ａに嵌め合わされる。筒部材６０は、第２流路部２２に固定される。本実施形態において筒部材６０は、単一の部材である。

筒部材６０は、筒部材本体６０ａと、突出部６０ｂと、を有する。筒部材本体６０ａは、軸方向に延びる円筒状の部分である。筒部材本体６０ａは、弁収容部２２ａに嵌め合わされる。筒部材本体６０ａの上側の端部は、第２カバー４１ｂの下側の面のうち径方向外縁部と接触して固定される。これにより、筒部材本体６０ａの上側の端部は、本体部４０に固定される。筒部材本体６０ａの上側の端部と第２カバー４１ｂの下側の面との間には、Ｏリング６４が設けられる。Ｏリング６４は、周方向に沿った環状である。Ｏリング６４によって、筒部材本体６０ａの上側の端部と第２カバー４１ｂの下側の面との間が封止される。

筒部材本体６０ａの下側の端部は、下側に開口し、仕切壁部２７の上側の面と接触する。すなわち、筒部材６０の下側の端部は、下側に開口し、かつ、第１孔部２５が設けられた面と接触する。筒部材本体６０ａは、第１孔部２５よりも径方向外側に位置する。筒部材本体６０ａは、軸方向に沿って視て、第１孔部２５を囲む。

筒部材本体６０ａは、筒部材本体６０ａの外周面から径方向内側に窪む溝部６０ｃを有する。溝部６０ｃは、周方向に沿った円環状である。溝部６０ｃは、筒部材本体６０ａの外周面のうち取付孔２６に嵌め合わされる部分に設けられる。溝部６０ｃには、Ｏリング６３が嵌め込まれる。Ｏリング６３ａは、溝部６０ｃの溝底面と取付孔２６の内周面とに接触する。Ｏリング６３ａは、筒部材本体６０ａの外周面と取付孔２６の内周面との間を封止する。これにより、第２流路部２２内の流体Ｗが取付孔２６から外部に漏れることを抑制できる。

筒部材本体６０ａは、筒部材本体６０ａの壁部を径方向に貫通する貫通孔６０ｄを有する。すなわち、筒部材６０は、筒部材６０を内周面から外周面まで径方向に貫通する貫通孔６０ｄを有する。貫通孔６０ｄは、筒部材本体６０ａの下側の部分に設けられる。図３に示すように、貫通孔６０ｄは、開状態ＯＳにおいて後述する第２収容部９２と第２流路部２２とを繋ぐ。これにより、開状態ＯＳにおいて、第１流路部２１内を流れる流体Ｗは、第１孔部２５から第２収容部９２に流入し、貫通孔６０ｄを介して第２流路部２２へと流れる。また、図４に示すように、貫通孔６０ｄは、閉状態ＣＳにおいて、弁体部５２の外周面によって閉塞される。

筒部材本体６０ａは、筒部材本体６０ａの下側の端面から上側に窪む溝部６０ｅ，６０ｆを有する。溝部６０ｅ，６０ｆは、周方向に沿った円環状である。溝部６０ｅは、溝部６０ｆの径方向外側に位置する。溝部６０ｅには、シール部材６３ｂが配置される。溝部６０ｆには、シール部材６３ｃが配置される。

本実施形態においてシール部材６３ｂ，６３ｃは、周方向に沿った環状であり、溝部６０ｅ，６０ｆに嵌め込まれる。シール部材６３ｂ，６３ｃは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。シール部材６３ｂ，６３ｃは、例えば、Ｏリングである。シール部材６３ｂ，６３ｃは、溝部６０ｅ，６０ｆの溝底面と仕切壁部２７の上側の面とに接触する。これにより、シール部材６３ｂ，６３ｃは、筒部材本体６０ａの下側の端面と仕切壁部２７の上側の面との間を封止する。すなわち、シール部材６３ｂ，６３ｃは、筒部材６０の下側の端部と第１孔部２５が設けられた面との間を封止する。これにより、貫通孔６０ｄが弁体部５２の外周面によって閉塞された閉状態ＣＳにおいて、筒部材６０の内部の流体Ｗが第２流路部２２に漏れることを抑制できる。

突出部６０ｂは、筒部材本体６０ａの上側の端部から径方向外側に突出する。突出部６０ｂは、周方向に沿った円環状である。突出部６０ｂは、上壁部２８における上側の面のうち取付孔２６の周縁部の上側に位置する。

筒部材６０の内部は、弁体部５２によって軸方向に仕切られる。弁体部５２は、筒部材６０の内部を、第１収容部９１と第２収容部９２とに仕切る。第１収容部９１は、筒部材６０の内部のうち弁体部５２で仕切られた上側の部分である。第２収容部９２は、筒部材６０の内部のうち弁体部５２で仕切られた下側の部分である。第２収容部９２は、第１収容部９１の下側に位置する。

第１収容部９１は、第１流路部２１を流れる流体Ｗを収容可能である。第１収容部９１の内部のうち上側の端部は、取付孔２６よりも上側に位置する。図４に示すように、第１収容部９１は、閉状態ＣＳにおいて第２流路部２２と遮断される。本実施形態において第１収容部９１は、本体部４０と弁体部５２と筒部材６０とに囲まれて構成される。本実施形態において第２収容部９２は、弁体部５２と筒部材６０と仕切壁部２７とに囲まれて構成される。第２収容部９２には、図３に示すように、開状態ＯＳにおいて貫通孔６０ｄを介して第２流路部２２が繋がる。これにより、第２収容部９２は、第２流路部２２を流れる流体Ｗを収容可能である。

図３および図４に示すように、第１収容部９１の容積および第２収容部９２の容積は、開状態ＯＳと閉状態ＣＳとで変化する。閉状態ＣＳにおける第１収容部９１の容積は、開状態ＯＳにおける第１収容部９１の容積よりも大きい。閉状態ＣＳにおける第２収容部９２の容積は、開状態ＯＳにおける第２収容部９２の容積よりも小さい。本実施形態において第２収容部９２には、開状態ＯＳおよび閉状態ＣＳの両方において流体Ｗが収容された状態となる。

筒部材６０は、電磁弁３０の外部と筒部材６０の内部とを繋ぐ接続流路部６６をさらに有する。接続流路部６６は、閉状態ＣＳにおいて第１孔部２５よりも径方向外側に位置する第２孔部２９を介して第１流路部２１と繋がる。第２孔部２９は、仕切壁部２７を軸方向に貫通する孔である。図４に示すように、接続流路部６６は、閉状態ＣＳにおいて第１流路部２１と第１収容部９１とを繋ぐ。

そのため、図４に示す閉状態ＣＳにおいて、接続流路部６６を介して、第１収容部９１内に第１流路部２１から流体Ｗが流入した状態となる。これにより、第１収容部９１内の流体Ｗの圧力によって、弁体部５２の第１受圧面５２ａには下側向きの流体力Ｆｗ１が加えられる。したがって、第１流路部２１内の流体Ｗの圧力によって弁体部５２の第２受圧面５２ｂに加えられる流体力Ｆｗ２の少なくとも一部を、流体力Ｆｗ１によって相殺することができる。そのため、弁体部５２によって第１孔部２５を閉塞して、閉状態ＣＳに維持するために必要な電磁弁３０の出力を小さくできる。これにより、電磁弁３０を小型化できる。

なお、本実施形態において電磁弁３０の出力とは、電磁力Ｆｍである。本実施形態の閉状態ＣＳは、電磁力Ｆｍと流体力Ｆｗ１との合計が、流体力Ｆｗ２と弾性部材８０からの弾性力Ｆｓとの合計よりも大きいことで、維持される。

また、例えば、第１孔部２５の開口面積が大きいほど、開状態ＯＳにおいて第１流路部２１から第２流路部２２へと流れる流体Ｗの損失を小さくできる。しかし、一方で、第１孔部２５の開口面積が大きいほど、弁体部５２の第２受圧面５２ｂに加えられる流体力Ｆｗ２が大きくなる。そのため、従来では、流体Ｗの損失を抑えようとして第１孔部２５の開口面積を大きくすると、電磁弁の出力を大きくする必要があり、電磁弁が大型化する場合があった。

これに対して、本実施形態によれば、上述したように、閉状態ＣＳを維持するために必要な電磁弁３０の出力を小さくできる。そのため、電磁弁３０の出力を変えずに、従来よりも大きい流体力Ｆｗ２に抗して閉状態ＣＳを維持できる。これにより、電磁弁３０を大型化することなく、第１孔部２５の開口面積を従来よりも大きくでき、流路部２０を流れる流体Ｗの損失を低減できる。

また、本実施形態によれば、筒部材６０の下側の端部と第１孔部２５が設けられた面との間を封止するシール部材６３ｂ，６３ｃが設けられる。そのため、閉状態ＣＳにおいて、仮に第１収容部９１内の流体Ｗが弁体部５２の外周面と筒部材６０の内周面との間から第２収容部９２内に漏れた場合であっても、第２収容部９２内から第２流路部２２に流体Ｗが漏れることを抑制できる。これにより、閉状態ＣＳにおいて、第１収容部９１を第２流路部２２と好適に遮断することができ、閉状態ＣＳを好適に維持できる。

また、本実施形態によれば、第１受圧面５２ａの面積は、第２受圧面５２ｂの面積よりも大きい。そして、第１収容部９１と第１流路部２１とは互いに繋がっているため、第１収容部９１内の流体Ｗの圧力と、第１流路部２１内の流体Ｗの圧力とは、ほぼ同じである。これにより、第１受圧面５２ａに加えられる流体力Ｆｗ１の大きさを、第２受圧面５２ｂに加えられる流体力Ｆｗ２の大きさよりも大きくできる。したがって、第２受圧面５２ｂに加えられる上側向きの流体力Ｆｗ２を、流体力Ｆｗ１によって相殺し、かつ、弁体部５２を第１孔部２５に押し付ける下側向きの力を大きくできる。そのため、閉状態ＣＳを維持するために必要な電磁弁３０の出力をより小さくできる。これにより、電磁弁３０をより小型化できる。

接続流路部６６は、第１部分６６ａと、第２部分６６ｂと、を有する。第１部分６６ａは、筒部材６０の下側の端面から上側に延びる。より詳細には、第１部分６６ａは、筒部材６０の下側の端面のうち、溝部６０ｅが設けられた部分と溝部６０ｆが設けられた部分との径方向の間の部分から、上側に直線状に延びる。第１部分６６ａは、貫通孔６０ｄと周方向において異なる位置に配置される。本実施形態において第１部分６６ａは、貫通孔６０ｄと中心軸Ｊを挟んで径方向の反対側に配置される。第１部分６６ａは、軸方向に沿って視て、第２孔部２９と重なる。第１部分６６ａの上側の端部は、筒部材６０の軸方向の中心よりも上側に位置する。

第２部分６６ｂは、第１部分６６ａから筒部材６０の内周面まで径方向内側に延びる。本実施形態において第２部分６６ｂは、第１部分６６ａの上側の端部から径方向内側に延びる。図３および図４に示すように、本実施形態において第２部分６６ｂは、開状態ＯＳおよび閉状態ＣＳのいずれの状態においても、第１収容部９１の内部に開口する。第２部分６６ｂは、例えば、筒部材本体６０ａの壁部を径方向に貫通する孔部を設けた後、その孔部の径方向外側の部分を栓部材６５で閉塞することで作られる。

このように接続流路部６６が設けられていることにより、第２孔部２９を介して第１流路部２１に露出する第１部分６６ａの下端部の開口から、第１部分６６ａに流体Ｗが流入する。そして、第１部分６６ａに流入した流体Ｗは、第２部分６６ｂから第１収容部９１に流入する。これにより、閉状態ＣＳにおいて、第１収容部９１内に流体Ｗが収容された状態となる。なお、図３に示すように、開状態ＯＳにおいても、第１収容部９１は接続流路部６６を介して第１流路部２１と繋がるため、第１収容部９１内には流体Ｗが流入する。

（第１変形例）
図５は、本変形例の電磁弁１３０の開状態ＯＳを示す。図６は、本変形例の電磁弁１３０の閉状態ＣＳを示す。図５および図６に示すように、本変形例の電磁弁１３０において筒部材１６０は、第１筒部材１６１と、第２筒部材１６２と、を有する。第１筒部材１６１と第２筒部材１６２とは、互いに別部材である。第１筒部材１６１および第２筒部材１６２は、軸方向に延びる筒状である。本変形例において第１筒部材１６１および第２筒部材１６２は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。第２筒部材１６２は、第１筒部材１６１の径方向外側に位置する。すなわち、第１筒部材１６１は、第２筒部材１６２の内部に挿入される。

第１筒部材１６１は、第１筒部材本体１６１ａと、第１突出部１６１ｂと、を有する。第１筒部材本体１６１ａは、軸方向に延びる円筒状の部分である。第１筒部材本体１６１ａの下側の端面は、仕切壁部２７の上側の面と接触する。第１筒部材本体１６１ａの下側の端面にはシール部材６３ｃが嵌め合わされる溝部が設けられる。第１突出部１６１ｂは、第１筒部材本体１６１ａの上側の端部から径方向外側に突出する。本変形例において第１突出部１６１ｂは、板面が軸方向を向く板状であり、周方向に沿った円環状である。

第２筒部材１６２は、第２筒部材本体１６２ａと、第２突出部１６２ｂと、を有する。第２筒部材本体１６２ａは、軸方向に延びる円筒状の部分である。第２筒部材本体１６２ａは、第１筒部材本体１６１ａの径方向外側に隙間を介して対向して配置される。第２筒部材本体１６２ａの下側の端面は、仕切壁部２７の上側の面と接触する。第２筒部材本体１６２ａの下側の端面にはシール部材６３ｂが嵌め合わされる溝部が設けられる。

第２突出部１６２ｂは、第２筒部材本体１６２ａの上側の端部から径方向外側に突出する。本変形例において第２突出部１６２ｂは、板面が軸方向を向く板状であり、周方向に沿った円環状である。第２突出部１６２ｂは、第１突出部１６１ｂの下側に位置する。第１突出部１６１ｂの径方向外側の部分と第２突出部１６２ｂとは、互いに接触した状態で軸方向に重ねられ、図３および図４において示した突出部６０ｂと同様の部分を構成する。

本変形例において、接続流路部１６６の第１部分１６６ａは、第１筒部材１６１と第２筒部材１６２との径方向の間に位置する。すなわち、第１部分１６６ａは、第２筒部材１６２の内周面と、第２筒部材１６２の内部に挿入された第１筒部材１６１の外周面との径方向の隙間によって構成される。本変形例において第１部分１６６ａは、軸方向に延びる円筒状である。

接続流路部１６６の第２部分１６６ｂは、第１筒部材１６１を外周面から内周面まで径方向に貫通する孔である。第２部分１６６ｂは、第１筒部材本体１６１ａの上側の部分に設けられる。

このように、本変形例においては、２つの筒部材を、隙間を介して径方向に重ね合わせることで第１部分１６６ａを容易に作ることができる。また、径方向内側の第１筒部材１６１の壁部を径方向に貫通することで第２部分１６６ｂを容易に作ることができる。そのため、本変形例によれば、接続流路部１６６を容易に作ることができる。

本変形例において貫通孔１６０ｄは、第１筒部材１６１の下側の部分の壁部を径方向に貫通する第１貫通孔１６１ｃと、第２筒部材１６２の下側の部分の壁部を径方向に貫通する第２貫通孔１６２ｃと、によって構成される。本変形例の電磁弁１３０は、貫通孔１６０ｄに嵌め合わされる嵌合部材１６７をさらに備える。

嵌合部材１６７は、径方向両側に開口する筒状である。嵌合部材１６７は、第２貫通孔１６２ｃから第１部分１６６ａを通って第１貫通孔１６１ｃまで径方向に延びる。嵌合部材１６７の径方向内側の部分は、第１貫通孔１６１ｃに嵌め合わされる。嵌合部材１６７の径方向外側の部分は、第２貫通孔１６２ｃに嵌め合わされる。図５に示すように、嵌合部材１６７の内部は、開状態ＯＳにおいて第２収容部９２と第２流路部２２とを繋ぐ。このように嵌合部材１６７を設けることで、第１筒部材１６１と第２筒部材１６２との径方向の隙間、すなわち第１部分１６６ａを貫通孔１６０ｄと遮断しつつ、第２収容部９２と第２流路部２２とを繋ぐことができる。したがって、第１部分１６６ａから貫通孔１６０ｄを介して第２流路部２２に流体Ｗが漏れることを抑制できる。

（第２変形例）
図７は、本変形例の電磁弁２３０の開状態ＯＳを示す。図８は、本変形例の電磁弁２３０の閉状態ＣＳを示す。図７および図８に示すように、本変形例の電磁弁２３０において、接続流路部２６６の第１部分２６６ａは、筒部材２６０の外周面から径方向内側に窪む溝である。そのため、筒部材２６０の外周面に溝を設けることで、第１部分２６６ａを作ることができる。これにより、接続流路部２６６を容易に作ることができる。

第１部分２６６ａは、筒部材２６０の下側の端面の径方向外縁部から上側に直線状に延びる。第１部分２６６ａの径方向外側の開口は、弁収容部２２ａの内周面によって閉塞される。第１部分２６６ａの下側の端部は、第２孔部２２９を介して、第１流路部２１と繋がる。本変形例において第２部分２６６ｂは、第１部分２６６ａの溝底面から筒部材２６０の内周面まで筒部材２６０を貫通する孔である。本変形例において筒部材２６０は、単一の部材である。

本発明は上述の実施形態に限られず、以下の他の構成を採用することもできる。弁体部の形状は、筒部材の内部を第１収容部と第２収容部とに仕切れるならば、特に限定されない。第１受圧面の面積と第２受圧面の面積とは、互いに同じであってもよい。

接続流路部は、筒部材に設けられ、閉状態ＣＳにおいて第１流路部と第１収容部とを繋ぐならば、特に限定されない。接続流路部は、曲がって延びてもよい。接続流路部は、複数設けられてもよい。接続流路部の数は、特に限定されない。接続流路部は、開状態ＯＳにおいて、第１流路部と第１収容部とを繋がなくてもよい。図３および図４に示す電磁弁３０と図５および図６に示す電磁弁１３０とにおいては、筒部材は弁収容部２２ａに嵌め合わされなくてもよい。

なお、上述した実施形態の電磁弁および流路装置の用途は、特に限定されない。また、以上に説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせることができる。

１０…流路装置、２０…流路部、２１…第１流路部、２２…第２流路部、２２ａ…弁収容部、２５…第１孔部、２９，２２９…第２孔部、３０，１３０，２３０…電磁弁、４０…本体部、４１…カバー、４２…ソレノイド、５０…可動部、５１…シャフト部、５２…弁体部、６０，１６０，２６０…筒部材、６０ｄ，１６０ｄ…貫通孔、６３ｂ，６３ｃ…シール部材、６６，１６６，２６６…接続流路部、６６ａ，１６６ａ，２６６ａ…第１部分、６６ｂ，１６６ｂ，２６６ｂ…第２部分、９１…第１収容部、９２…第２収容部、１６１…第１筒部材、１６２…第２筒部材、１６７…嵌合部材、ＣＳ…閉状態、Ｊ…中心軸、ＯＳ…開状態、Ｗ…流体

Claims (7)

1. 軸方向に延びる中心軸に沿って移動可能な可動部を備え、第１流路部と前記第１流路部の軸方向一方側に位置する第２流路部とが第１孔部を介して繋がれる開状態と、前記第１孔部が閉塞されて前記第１流路部と前記第２流路部とが遮断される閉状態と、を切り換え可能な電磁弁であって、
   前記可動部を軸方向に移動させるソレノイドと前記ソレノイドを収容するカバーとを有する本体部と、
   前記本体部から軸方向他方側に延びる筒状の筒部材と、
   を備え、
   前記可動部は、
   前記本体部から軸方向他方側に突出し、前記筒部材の内部に挿入されるシャフト部と、
   前記シャフト部に設けられ、前記閉状態において軸方向一方側から前記第１孔部を閉塞する弁体部と、
   を有し、
   前記筒部材の軸方向他方側の端部は、軸方向他方側に開口し、かつ、前記第１孔部が設けられた面と接触し、
   前記弁体部は、前記筒部材の内部を、第１収容部と前記第１収容部の軸方向他方側に位置する第２収容部とに仕切り、
   前記筒部材は、
   前記筒部材を内周面から外周面まで径方向に貫通する貫通孔と、
   前記閉状態において前記第１流路部と前記第１収容部とを繋ぐ接続流路部と、
   を有し、
   前記接続流路部は、前記閉状態において前記第１孔部よりも径方向外側に位置する第２孔部を介して前記第１流路部と繋がり、
   前記第２収容部には、前記開状態において前記貫通孔を介して前記第２流路部が繋がり、
   前記第１収容部は、前記第１流路部を流れる流体を収容可能であり、かつ、前記閉状態において前記第２流路部と遮断される、電磁弁。
2. 前記接続流路部は、
   前記筒部材の軸方向他方側の端面から軸方向一方側に延びる第１部分と、
   前記第１部分から前記筒部材の内周面まで径方向内側に延びる第２部分と、
   を有する、請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記筒部材は、
   軸方向に延びる第１筒部材と、
   軸方向に延び、前記第１筒部材の径方向外側に位置する第２筒部材と、
   を有し、
   前記第１部分は、前記第１筒部材と前記第２筒部材との径方向の間に位置し、
   前記第２部分は、前記第１筒部材を外周面から内周面まで径方向に貫通する孔である、請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記貫通孔に嵌め合わされる嵌合部材をさらに備え、
   前記嵌合部材は、径方向両側に開口する筒状であり、前記開状態において前記第２収容部と前記第２流路部とを繋ぐ、請求項３に記載の電磁弁。
5. 前記第１部分は、前記筒部材の外周面から径方向内側に窪む溝であり、
   前記第２部分は、前記溝の溝底面から前記筒部材の内周面まで前記筒部材を貫通する孔であり、
   前記筒部材は、前記第２流路部に設けられた弁収容部に嵌め合わされ、
   前記第１部分の径方向外側の開口は、前記弁収容部の内周面によって閉塞される、請求項３に記載の電磁弁。
6. 前記筒部材の軸方向他方側の端部と前記第１孔部が設けられた面との間を封止するシール部材をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁弁。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁弁と、
   前記第１流路部と前記第２流路部と前記第１孔部とを有する流路部と、
   を備える流路装置。

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