JPH0422140Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 考案の目的 (1) 産業上の利用分野 この考案は流体の流れを制御する流体制御弁に
関し、更に詳しくは、ダイアフラムによつて作動
流体の圧力キヤンセルを行うようにした比例型流
体制御弁に好適な流体制御弁に関する。

(2) 従来の技術 作動流体の流入路と流出路とを連通する弁穴を
開閉する弁体に作動流体の差圧が作用して弁体の
正確な開閉動作ができなくなるのを防止するた
め、流出路（もしくは流入路）側にダイアフラム
によつて画成されたダイアフラム室を設け、流入
路（もしくは流出路）の圧力をダイアフラム室に
導いて圧力キヤンセルを行う流体制御弁は、特開
昭56−70182号公報、特開昭57−1881号公報等に
よつて既に公知である。

しかしながら、これらの技術においては、作動
流体中にガスホール等のアルコールが含まれてい
る場合、ダイアフラムが膨潤しその有効径が変化
して、正常な圧力キヤンセルができなくなる場合
がある。また、ダイアフラム自体にも制作上によ
る有効径のバラツキがあり、このために圧力キヤ
ンセル機能に変動を来たす原因となつている。

(3) 考案が解決しようとする問題点 本考案は上記実情に鑑み、ダイアフラムの有効
径の変動を可及的に抑えることにより正常な圧力
キヤンセル機能を発揮することのできる流体制御
弁を得ることを目的とするものである。

Ｂ 考案の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本考案によれば、作動流体の一方の流路と他方
の流路とを連通する弁穴を開閉する弁体を有し、
前記流路の一方側に前記弁体に連通されるダイア
フラムによつて画成されたダイアフラム室を設
け、前記流路の他方側の圧力をこのダイアフラム
室に導いて圧力キヤンセルを行う流体制御弁にお
いて、ダイアフラムの圧力応動部は軸線方向に長
く形成され、該ダイアフラムの圧力応動部の内外
径側部を一定径を保つガイドに当接してなること
を特徴とする。

(2) 作用 上記ガイドを付けることにより、ダイアフラム
が膨潤したとしても、ダイアフラムの有効径はガ
イドの内外径でメカニカルに決り、有効径が変化
しない。このため、ダイアフラムの作動による作
動流体の流量変動が可及的抑制される。

(3) 実施例 本考案の流体制御弁の実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図はその一実施例の流体制御用電磁弁Ｖを
示し、自動車の内燃機関において、アイドル回転
制御・空燃比制御・EGR制御等に使用される。

この流体制御電磁弁Ｖは、弁体の開閉動作によ
り流体の流れを制御する流体制御部１と、該流体
制御部１の弁体を電磁力により作動する電磁作動
部２とを含む。

以下、流体制御部１及び電磁作動部２の構成を
概括的に説明する。

流体制御部１においては、弁箱１０内に流入路
１１及び流出路１２が形成され、これらの流入路
１１と流出路１２とは弁穴１３により連通され、
該弁穴１３の周囲に後記する弁体１６が着座する
弁座１４が形成される。

弁体１６は、弁座１４に対向する円板状の弁板
１７とこれに一体的に連設される円筒部分１８と
からなる弁本体部１９及び該弁板１７の前面に固
着されたゴム製のシール体２０からなる。弁板１
７の背面すなわち流出路１２に面する側の受圧面
積は前面すなわち流入路１１に面する側の受圧面
積よりも大きくされている。弁本体部１９には後
記するシヤフト２４に嵌合する内孔１９ａが軸線
方向に貫通状に形成されている。シール体２０は
弁座１４に着座して流体のシールをなす。

弁体１６は、止め輪２２をもつて長尺体のシヤ
フト２４の一端に固着される。止め輪２２は薄鋼
板で形成され、JISにおけるＥ型止め輪あるいは
特殊止め輪が使用され、シヤフト２４の溝に弾性
をもつて嵌着される。シヤフト２４は弁体１６を
始め、電磁弁を構成する各部材を取り付けるため
鍔を含めその径を適宜変化させられている。な
お、この弁体１６のシヤフト２４への固定は、シ
ヤフト２４に係止される止め輪２２以外に、弁本
体部材１９に形成された円孔１９ａをもつてシヤ
フト２４の外径に焼きばめ固着されるか、あるい
は、弁本体部１９の先端部とシヤフト２４とを貫
通する固定ピン（図示せず）をもつてなされる。

該シヤフト２４は板ばね２５，２６に支持さ
れ、軸方向への移動が自由にされている。すなわ
ち、板ばね２５，２６は金属製の薄円板体よりな
り、中心に円孔が穿設され、周縁部を弁箱あるい
は後記するハウジング３５等の枠体によつて保持
され、中心孔にシヤフト２４が挿通支持されてな
る。

弁体１６の弁本体部１９の後端にはダイアフラ
ム２８を主体とするダイアフラム装置２７が一体
的に装着され、前記流入路１１と後記する導圧通
路３２を介して連通するダイアフラム室２８Ａを
形成する。

ダイアフラム装置２７はゴム製のダイアフラム
２８と外周保持体２９と内周保持体３０とを含
む。外周及び内周保持体２９，３０は金属または
硬質の合成樹脂体からなり、外周保持体２９は弁
箱１０に係合して保持され、内周保持体３０はシ
ヤフト２４に嵌合固定されるとともに弁本体部１
９の後端部に気密に嵌挿される。

このダイアフラム装置２７とは別体に、後記す
る導圧通路３２を有する介装通路３１が内周保持
体３０の後端に連なつて板ばね２５との間に介装
される。従つて、内周保持体３０がこの介装部材
３１の機能を兼ねるものであれば、省略されう
る。

ダイアフラム室２８Ａに連通する導圧通路３２
は弁体１６及びダイアフラム装置２７に形成され
る。もつと詳しくは、弁本体部１９の内孔１９ａ
を臨んで十字状に弁体の導圧通路３ａが凹設さ
れ、また、内周保持体３０にも該導圧通路３２ａ
に連通する導圧通路３２ｂが凹設され、更に、介
装部材３１にも同様に導圧通路３２ｃが凹設され
る。弁体１６の導圧通路３２ａはその入口を介し
て流入路１１に連通し、介装部材３１においては
出口を介してダイアフラム室２８Ａに連通する。

ダイアフラム装置２７のダイアフラム２８はい
わゆるベロフラム形式のものが使用され、この外
径を規制する外側ガイド体３３が弁箱１０と別体
に配される。また、弁体１６の円筒部１８の外周
面はダイアフラム２８の内径を規制する。これに
より、ダイアフラム２８は内外面の径を一定にさ
れている。

以上の流体制御部１は弁箱１０にダイアフラム
装置２７の外周保持体２９を嵌合して取り付け、
これらを後記する電磁作動部２から延設されるハ
ウジングをかしめて固定される。

電磁作動部２においては、シヤフト２４を電磁
力により軸方向に移動させる機構が金属製の円筒
状のハウジング３５内に収容される。すなわち、
シヤフト２４の中間部に磁性体よりなる可動コア
３６が固定され、この可動コア３６に対向して磁
性体よりなる円筒状の固定コア３７がその内孔３
７ａにシヤフト２４を移動自在に抱持するように
配される。

固定コア３７の外周には、合成樹脂製のボビン
３９に巻回された電磁コイル４０が配置される。
更に電磁コイル４０を被覆するモールデイング成
形による合成樹脂製カバー４１がボビン３９を囲
んで接合面４２を介して径方向に配される。接合
面４２の軸線方向の両側には環状のシール溝４３
が形成され、このシール溝４３内に環状のシール
部材４４が装着されている。

カバー４１の一端には半径方向外方に突出した
ソケツト部４６が一体的に設けられる。このソケ
ツト部４６には、電磁コイル４０と電気的接続さ
れる端子４６ａが収容され、このソケツト部４６
を案内として外部電源に通じるプラグ（図示せ
ず）が嵌合される。

これらのボビン３９及びカバー４１を挟み付け
るようにこれらの両側には磁性体よりなる第１ヨ
ーク４７及び第２ヨーク４８が配され、第１ヨー
ク４７は可動コア３６を移動自在に外嵌され、第
２ヨーク４８は固定コア３７の端部に外嵌され
る。

以上の部材中、ハウジング３５、第１ヨーク４
７、可動コア３６、固定コア３７及び第２ヨーク
４８は環状となつて、磁路を形成する。

ハウジング３５の後端部はかしめられてアジヤ
スタホルダ５０を保持するとともに、第２ヨーク
４８の後端面と該アジヤスタホルダ５０の前端面
とで板ばね２６を挟着保持している。この板ばね
２６に接してばね受座５１がシヤフト２４に嵌装
され、止め輪５２をもつて抜け出しを阻止されて
いる。

アジヤスタホルダ５０の内筒部５０ａの内周に
は内ねじ５３が切られ、この内ねじ５３に外ねじ
５４ａが形成されたアジヤスタ５４が螺装されて
いる。

アジヤスタ５４の前面ばね受座５４ｂと前記ば
ね受座５１との間にコイルばね５５が介装され、
この付勢力でばね受座５１及びシヤフト２４を介
して弁体１６を弁座１４に押し付けている。

なお、この電磁弁Ｖの取付けのため、この電磁
弁Ｖに付置して取付けリブ６０が設けられるが、
この電磁弁において付加的な構成にすぎない。

また、シヤフト２４の支持構造として板ばねに
よる支持手段を採つているが、他の適宜の軸受を
使用することができ、この点も本考案において本
質的事項ではない。

この実施例では、ダイアフラム装置２７に使用
されているベロフラム型のダイアフラム２８の内
外径を規制する構成（内外径規制構造）に更に特
徴を有し、その詳細構造を第２図に示す。

ダイアフラム２８は弾性素材をもつて環状に形
成され、外周及び内周縁の保持体２９，３０に固
着された把持部２８ａ，２８ｂとダイアフラム機
能の主要部をなす圧力応動部２８ｃとからなる。

圧力応動部２８ｃは、軸線方向に長く、いわゆ
る胴長に形成されている。このためダイアフラム
室２８Ａに導入される圧力に対するダイアフラム
２８の変位幅が大きく採ることができる。

把持部２８ａ，２８ｂにおいては、その外周縁
部には外方に向けて外方把持溝２８ｄが凹設さ
れ、その内周縁部には内方に向けて内方把持溝２
８ｅが凹設されている。また外周縁部の側面に
は、複数本の突条２８ｆが環状に連続して形成さ
れる。

外周保持体２９はリング状をなし、その内周に
係止突条２９ａが連続的に形成され、その係止突
条２９ａにダイアフラム２８の外方把持溝２８ｄ
が弾圧的に被着される。

内周保持体３０は実質的に円筒体をなし、その
端部の外周に係止突条３０ａが連続的に形成され
る。この係止突条３０ｂにダイアフラム２８の内
方把持溝２８ｅが弾圧的に被着される。この内周
保持体３０は内孔をもつてシヤフト２４へ強制的
に嵌合される。

内周保持体３０には更に、内孔に臨んで導圧通
路３２ｂが十字状に軸線方向に凹設されいる。こ
の導圧通路３２ｂは弁体１６の導圧通路３２ａ並
びに介装部材３１の導圧通路３２ｃに接続され、
流入路１１からダイアフラム室２８Ａに連通する
導圧通路３２の一部を形成する。なお、シヤフト
２４に導圧通路３２が形成されるならば、この導
圧通路３２ｂが不用であることはいうまでもな
い。

このようなダイアフラム装置２７はダイアフラ
ム２８の把持溝２８ｄ，２８ｅに外周及び内周保
持体２９，３０の係止突条２９ａ，３０ａを嵌め
込んで、この嵌合部を焼付けにより固着処理して
装置全体の一体化がなされる。

外側ガイド体３３は円環状をなし、弁箱１０の
内側に嵌合保持され、その内周面でダイアフラム
２８の圧力応動部２８ｃの外側面と当接する。こ
れにより、ダイアフラム２８は外径を規制され
る。

一方、ダイアフラム２８の圧力応動部２８ｃの
内径規制は、弁体１６の弁本体部１９が兼ねる。
すなわち、弁本体部１９の円筒部１８の外径が拡
大されており、その外周面に圧力応動部２８ｃの
内側面が当接され、これによりダイアフラム２８
の内径が規制される。

この流体制御電磁弁Ｖの作動を説明する。

電磁コイル４０に電流が供給されず電磁コイル
４０が非励磁（消磁）状態にあるときには、ばね
５５のばね付勢によりシヤフト２４及び可動コア
３６が図示の位置に付勢されていて、弁体１６の
シール体２０は弁座１４に着座している。このた
め、弁穴１３が閉じて流入路１１と流出路１２と
の連通は遮断されているので、流体の流れはな
い。

この状態において、流入路１１の圧力が高まつ
たとき（もしくは流出路１２の圧力が低下したと
き）、流入路１１の圧力は導圧通路３２を介して
ダイアフラム室２８Ａに導びかれているので、弁
板１７の前後面に作用する流体圧の差圧が相殺さ
れ、弁板１７への不所望な力は作用しない。従つ
て、ばね５５の付勢力のみによつて弁体１６は閉
じられている。

端子４６ａを介して電流が電磁コイル４０に供
給されると電磁コイル４０は励磁状態となり、電
磁コイル４０による磁束がハウジング３５、第１
ヨーク４７、可動コア３６、固定コア３７及び第
２ヨーク２８を経てハウジング３５に戻る閉ルー
プの磁路を形成し、可動コア３６と固定コア３７
との間に電流の値に応じた磁気吸引力が生じる。

これに伴つて弁体１６は弁座１４から離れるの
で、弁穴が開いて流入路１１から流出路１２へ流
体が流れる。

このとき、前述のごとく、弁板１７に作用する
流体圧の差圧はダイアフラム室１８Ａに導かれた
流体圧により相殺され、弁板１７への不所望な力
が作用せず、従つて弁体１６は電磁コイル４０に
供給される電流に正確に比例した開度を得ること
ができる。更にまた、弁板１７の背面の受圧面積
が前面の受圧面積よりも大きくされていることか
ら、弁体１６の開弁初期の流量変動が抑制され、
かつ通電に伴う弁体１６の開度の比例性が向上
し、前記したダイアフラム装置１７の作用と相ま
つて一層正確な開度調整がなされる。

このような電磁弁Ｖにおいて、ダイアフラム２
８の有効径は外側ガイド体３３の内径及び内側ガ
イド体を兼ねる弁本体部１９の外径で一律的に決
まり、ダイアフラム２８が膨潤したとしても有効
径が変化しない。このため、ダイアフラム２８は
所期の機能を維持することができる。

なおダイアフラム２８の外縁部の突条２８ｆは
外側ガイド体３３及び弁箱１０の端面に当接され
て、気密性を確保し、該部からの作動流体の漏れ
を防ぐ。

第３図はダイアフラムの内外径規制構造の他の
実施例を示す。図において、先の実施例と同等の
部材については同一の符号が付されている。

この実施例においては、内側ガイド体３４が弁
体１６とは別体に設けられる。すなわち、弁本体
部１９の円筒部１８の後部が凹設され、これに環
状の内側ガイド体３４が嵌合して取り付けられ
る。この内側ガイド体３４の外周面がダイアフラ
ム２８の圧力応動部２８ｃの内径を規制する。外
側ガイド体３３′は弁箱１０に係合して弁箱１０
とともに枠体の一部を形成する。

また、内周保持体３０′においては、更に後部
へ延設され介装部材を兼ねている。これに伴つ
て、導圧通路３２ｂも延設され、ダイアフラム室
２８Ａに臨んで開口する出口孔３０ｂが周壁部に
穿設されている。

以上の実施例では電磁駆動される電磁式の弁を
例示して説明したが、本考案に係る弁はこのよう
な電磁弁に限定されるものではなく、電動式、機
械式あるいは流体駆動式の弁にも採用できること
は勿論である。

Ｃ 考案の効果 本考案の流体制御弁は、作動流体の一方の流路
と他方の流路とを連通する弁穴を開閉する弁体を
有し、前記流路の一方側に前記弁体に連動される
ダイアフラムによつて画成されたダイアフラム室
を設け、前記流路の他方側の圧力をこのダイアフ
ラム室に導いて圧力キヤンセルを行う流体制御弁
において、ダイアフラムの圧力応動部は軸線方向
に長く形成され、該ダイアフラムの圧力応動部の
内外径側部を一定径を保つガイドに当接してなる
構成を採るので、ダイアフラムの圧力応動部が
長くされたことにより、圧力キヤンセル機能の能
力が更に向上され、かつ、その内外径規制構造に
より有効径が一定となり、更に正確な圧力キヤン
セル機能を発揮できることとなつた。ダイアフ
ラムの製作による内外径のばらつきは内外側ガイ
ド体により吸収され、一律の有効径を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の流体制御弁の実施例を示し、第
１図はその一実施例の全体縦断面図、第２図は要
部の拡大断面図、第３図は他の実施例を示す一部
分断面図である。 １１……流入路、１２……流出路、１３……弁
穴、１４……弁座、１６……弁体、２８……ダイ
アフラム、２８Ａ……ダイアフラム室、２８ｃ…
…圧力応動部、３０……内周保持体、３３……外
側ガイド体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 作動流体の一方の流路と他方の流路とを連通す
   る弁穴を開閉する弁体を有し、前記流路の一方側
   に前記弁体に連動されるダイアフラムによつて画
   成されたダイアフラム室を設け、前記流路の他方
   側の圧力をこのダイアフラム室に導いて圧力キヤ
   ンセルを行う流体制御弁において、 ダイアフラムの圧力応動部は軸線方向に長く形
   成され、該ダイアフラムの圧力応動部の内外径側
   部を一定径を保つガイドに当接してなることを特
   徴とする流体制御弁。