WO2015005278A1 - 電磁式制御弁 - Google Patents

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WO2015005278A1
WO2015005278A1 PCT/JP2014/068042 JP2014068042W WO2015005278A1 WO 2015005278 A1 WO2015005278 A1 WO 2015005278A1 JP 2014068042 W JP2014068042 W JP 2014068042W WO 2015005278 A1 WO2015005278 A1 WO 2015005278A1
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WO
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valve
port
electromagnetic
valve body
pressure
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PCT/JP2014/068042
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Inventor
大河原　一郎
Original Assignee
株式会社鷺宮製作所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic control valve, which balances an electromagnetic force generated by energizing an electromagnetic drive unit with a spring force of an adjustment spring facing the electromagnetic force, and a first port for the valve body.
  • the present invention relates to a pressure balance type electromagnetic control valve that cancels the influence of a differential pressure between the pressure of the second port and the pressure of a second port and changes the opening of the valve body proportionally.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the electromagnetic control valve disclosed in Patent Document 1.
  • a valve rod 20 having a valve body 20a is arranged in a valve housing 10, and the valve rod 20 is moved to an axis L by electromagnetic force generated by energization of the electromagnetic coil 30a of the electromagnetic drive unit 30.
  • the opening of the valve port 40 is adjusted by the valve body 20a.
  • the electromagnetic force of the electromagnetic drive unit 30 and the spring force of the adjustment spring 50 are balanced. Further, the force due to the differential pressure between the pressure equalizing chamber 60 communicating with the primary side port 10a and the secondary side port 10b is transmitted to the valve body 20a by the diaphragm 70 (pressure sensing part). And the force which acts on the valve body 20a by the differential pressure of the primary side port 10a and the secondary side port 10b is canceled by the force by this diaphragm 70. FIG. Thereby, the influence of the force acting on the valve body 20a due to the differential pressure is eliminated, and the opening degree of the valve port 40 is changed proportionally with a small amount of energization.
  • a pressure equalizing path 80 that communicates the pressure equalizing chamber and the primary port 10a is formed in a main housing (not shown) on the outer periphery of the electromagnetic control valve. For this reason, there is a problem that the design of the main housing becomes complicated.
  • a diaphragm 70 as a pressure sensing part and a pressure introducing part 90 for introducing fluid pressure from the pressure equalizing chamber 60 to the diaphragm 70 are provided on the opposite side to the electromagnetic drive part 30 with respect to the valve body 20a. Yes. For this reason, the length of the valve housing 10 in the direction of the axis L is long, and it is difficult to downsize the electromagnetic control valve itself.
  • valve port 40 and the secondary side port 10b are orthogonal to each other. There is a problem that pressure loss occurs in the orthogonal portion between 40 and the secondary port 10b, and the flow rate becomes difficult to flow.
  • the present invention balances the electromagnetic force of the electromagnetic drive unit and the spring force of the adjustment spring, cancels the influence of the differential pressure between the pressure of the first port and the pressure of the second port on the valve body,
  • An object of the present invention is to reduce the length of a valve housing and reduce the size of the electromagnetic control valve itself in a pressure balance type electromagnetic control valve that proportionally changes the opening of the body. Another object is to reduce the pressure loss at the second port.
  • the electromagnetic control valve according to claim 2 is the electromagnetic control valve according to claim 1, wherein the pressure-sensitive portion is disposed between the valve chamber and the pressure equalizing chamber and is connected to the valve body. It is characterized by being a flexible diaphragm.
  • An electromagnetic movable part movable to the electromagnetic drive part, the valve member has a connecting part extended from the valve body to the electromagnetic drive part side, the adjustment spring is disposed in the attractor, 3.
  • a compression coil spring that biases the valve body toward the valve opening side is provided.
  • An electromagnetic control valve is the electromagnetic control valve according to the third aspect, wherein a concave surface centered on the axis is formed on the valve port side of the valve body, and the compression coil spring A spring receiving member is provided at an end of the valve body, and the spring receiving member has a sliding surface that comes into contact with the concave surface of the valve body.
  • An electromagnetic control valve is the electromagnetic control valve according to the fourth aspect, wherein the concave surface of the valve body is a mortar-shaped tapered surface centering on the axis, A spherical sliding surface of the spring receiving member is contacted.
  • the electromagnetic drive unit, the adjustment spring, the pressure equalizing chamber, and the pressure sensing unit are on the opposite side of the valve body from the valve port on the axis of the valve port, Since the pressure equalizing passage that communicates with the pressure equalizing chamber is provided in the valve body, the second port is provided only at the lower portion of the valve port, and the axial length of the valve housing is reduced. Therefore, the electromagnetic control valve itself can be reduced in size. In addition, since the second port can communicate with the valve port coaxially, pressure loss at the second port can also be reduced.
  • the pressure sensitive part is a diaphragm disposed between the valve chamber and the pressure equalizing chamber. Airtightness between the rooms can be ensured.
  • the lower end of the valve body is always positioned on the axis line by the urging force of the compression coil spring, and the valve member swings with respect to the axis line. For example, it is possible to prevent breakage of the connecting portion between the end of the connecting portion of the valve member and the adjustment spring.
  • the lower end of the valve body is more accurately on the axis by the centripetal action by the concave surface of the valve body and the sliding portion of the spring receiving member.
  • the lower end of the valve body can always be positioned on the axis, and the swing of the valve member with respect to the axis can be further restricted.
  • the centripetal action is further enhanced by the tapered surface of the valve body and the spherical sliding surface of the spring receiving member, and the tapered surface facilitates the centripetal action.
  • the ball action is obtained.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic control valve of the first embodiment in a closed state.
  • the electromagnetic control valve of this embodiment has a valve housing 1 composed of a lower main body 1A and an upper main body 1B.
  • the lower main body 1A is fitted into the lower fitting hole 1B1 of the upper main body 1B, and the lower main body 1A and the upper main body 1B are integrally fixed by caulking the opening end of the fitting hole 1B1.
  • the lower main body 1A is formed with a first port 11 on the high pressure side through which a fluid flows and a valve chamber 12 communicating with the first port 11 as indicated by an arrow. Further, the lower main body 1A is formed with a valve seat fitting hole 1A1 below the valve chamber 12, and the valve seat member 2 is fitted into the valve seat fitting hole 1A1. And the lower main body 1A and the valve seat member 2 are integrally fixed by caulking the opening end of the valve seat fitting hole 1A1. The space between the valve seat member 2 and the valve seat fitting hole 1A1 is sealed with an O-ring 2a. Further, a pressure equalizing chamber 13 is formed in the upper main body 1B, and a plunger case 51 of an electromagnetic driving unit 5 described later is fitted and fixed inside the pressure equalizing chamber 13.
  • the valve seat member 2 is formed with a second port 21 on the low pressure side through which a fluid flows out, as shown by an arrow, and a valve port 22 that connects the second port 21 and the valve chamber 12.
  • the valve port 22 has a circular horizontal cross section centered on the axis L, and a ring-shaped seal member 23 is disposed around the opening on the valve chamber 12 side.
  • valve member 3 that can be displaced in the direction along the axis L is extended.
  • the valve member 3 includes a cylindrical valve body 31 that is located in the valve chamber 12 and can be separated from and connected to the seal member 23 of the valve seat member 2, and a connecting portion 32 that extends above the valve body 31. It consists of The coupling portion 32 is extended above the boss portion 322, a coupling shaft 321 that couples the valve body 31 to the lower end portion, a boss portion 322 that is larger in diameter than the coupling shaft 321 and located in the pressure equalizing chamber 13, and And a connecting rod 323.
  • a substantially disc-shaped diaphragm 4 made of rubber is disposed between the valve body 31 and the boss portion 322.
  • the diaphragm 4 has a convolution part 41, an inner ring part 42 inside the convolution part 41, and an outer ring part 43 outside the convolution part 41.
  • the valve body 31 has a cylindrical opening hole 31a and a connection hole 31b at the center.
  • the coupling shaft 321 of the coupling portion 32 passes through the opening of the inner ring portion 42 of the diaphragm 4 and is fitted into the coupling hole 31 b of the valve body 31, and the inner ring 42 is connected by the valve body 31 and the boss portion 322.
  • the valve body 31, the diaphragm 4, and the connecting portion 32 are integrally fixed. Further, the outer ring portion 43 of the diaphragm 4 is sandwiched between the upper end of the lower main body 1A and the lower opening end portion of the pressure equalizing chamber 13 of the upper main body 1B.
  • the upper end of the valve body 31 (below the valve member 3) is normally positioned on the axis L by an automatic centripetal action by the restoring force of the diaphragm 4 that is generated by applying pressure.
  • a longitudinal passage 32 a extending in the axis L direction from the opening hole 31 a side of the valve element 31 is formed in the coupling shaft 321 and the boss portion 322, and the boss portion 322 intersects with the longitudinal passage 32 a to equalize the pressure equalizing chamber. 13 is formed.
  • the vertical passage 32a, the horizontal passage 32b, and the opening hole 31a of the valve body 31 constitute a "pressure equalizing passage".
  • the valve port 22 and the pressure equalizing chamber 13 are formed by the opening hole 31a, the vertical passage 32a, and the horizontal passage 32b. Conducted.
  • the diaphragm 4 is flexible, and the pressure (P1) of the first port 11 acting on the valve chamber 12 side of the diaphragm 4 and the pressure (P2) of the second port 21 acting on the pressure equalizing chamber 13 side.
  • the “pressure sensing part” is configured to transmit the force generated by the differential pressure to the valve member 3 (valve body 31). Further, the diaphragm 4 hermetically partitions the pressure equalizing chamber 13 and the valve chamber 12.
  • the electromagnetic drive unit 5 is provided on the upper portion of the valve housing 1.
  • the electromagnetic drive unit 5 includes a cylindrical plunger case 51, an attractor 52 made of a magnetic material fixed to the upper end of the plunger case 51, and a winding wound around a bobbin 53a disposed on the outer periphery of the plunger case 51.
  • An electromagnetic coil 53 is provided.
  • the plunger case 51 and the suction element 52 are fixed by welding or the like.
  • a plunger 6 constituting an “electromagnetic movable part” is disposed inside the plunger case 51, and a plunger spring 61 is disposed between the plunger 6 and the boss part 322.
  • the plunger 6 is made of a magnetic material, and has a rotationally symmetric shape with the axis L as an axis except for the vent hole 62 of the plunger 6.
  • the suction element 52 and the plunger 6 are formed with insertion holes 52a and 6a coaxial with the axis L, respectively.
  • the connecting rod 323 of the valve member 3 is inserted into the insertion hole 6 a of the plunger 6, and the cylindrical retaining member 7 made of a nonmagnetic material is provided at the end of the connecting rod 323 in the insertion hole 52 a of the attractor 52. It is inserted.
  • the retaining member 7 and the end of the connecting rod 323 are fixed by welding.
  • the retaining member 7 has a hook-like portion 71 at the end on the plunger 6 side, and this hook-like portion 71 is in contact with the opposite surface 6b of the plunger 6 on the suction element 52 side and sucks the opposite surface 6b. It is located between the opposing surface 52b of the child 52 on the plunger 6 side.
  • the plunger spring 61 is disposed in a compressed state with one end abutting against the inner bottom surface 6 c of the plunger 6 and the other end abutting against a spring receiving portion 322 a which is the end surface of the boss portion 322 on the plunger 6 side. .
  • the plunger 6 is in a state in which the opposing surface 6b is always in contact with the retaining member 7 (the hook-like portion 71), and when the plunger 6 is sucked in the direction of the suction element 52, The valve member 3 is displaced in the valve opening direction.
  • the clearance between the insertion hole 6a of the plunger 6 and the connecting rod 323 of the valve member 3 is set larger than the clearance between the plunger 6 and the plunger case 51, and even if the plunger 6 is displaced in the direction perpendicular to the axis L, The valve member 3 and the plunger 6 do not contact.
  • the suction element 52 is formed with an adjustment portion hole 52c having a diameter larger than that of the insertion hole 52a, and the setting adjustment portion 8 is disposed in the adjustment portion hole 52c.
  • the setting adjustment unit 8 includes an adjustment screw 81, a spring receiver 82, an adjustment spring 83, and a ball 84.
  • the adjustment spring 83 is disposed in a compressed state between the adjustment screw 81 and the spring receiver 82, and the ball 84 is disposed in the insertion hole 52 a of the suction element 52 while being in contact with the spring receiver 82. .
  • the adjustment spring 83 urges the ball 84 to come into contact with the upper end of the retaining member 7 via the spring receiver 82.
  • the adjustment screw 81 is attached to the suction element 52 by screwing a male screw part 811 on the outer periphery thereof with a female screw part 52 d formed on the upper inner peripheral surface of the suction element 52.
  • a slight clearance is provided between the ball 84 and the insertion hole 52a of the suction element 52, and the ball 84 can be displaced along the axis L in the insertion hole 52a.
  • a cylindrical portion 72 having a thin cylindrical shape is formed at the end of the retaining member 7 on the ball 84 side, and the cylindrical portion 72 is in spherical contact with the ball 84. Thereby, the upper end of the retaining member 7 (and the valve member 3) is always positioned on the axis L.
  • the electromagnetic control valve of the embodiment operates as follows.
  • the setting adjustment unit 8 urges the valve member 3 toward the seal member 23 of the valve seat member 2 via the spring receiver 82, the ball 84, and the retaining member 7 by the adjustment spring 83.
  • the plunger 6 is attracted by the attractor 52, and the valve member 3 is displaced in a direction away from the seal member 23 against the biasing force of the adjustment spring 83, and the valve is closed to open.
  • the opening degree of the valve port 22 is controlled by the positional relationship between the valve body 31 and the seal member 23 in the direction along the axis L.
  • the position where the plunger 6 is fully open when the plunger 6 is at the uppermost end position is a position where the flange portion 71 of the retaining member 7 is in contact with the opposing surface 52 b of the suction element 52.
  • the hook-shaped portion 71 serves as a stopper, thereby preventing the plunger 6 from being adsorbed (adhered to) the suction element 52.
  • the valve element 31 is seated on the seal member 23 and the valve is closed.
  • the biasing force applied by the adjustment spring 83 to the valve member 3 is adjusted by the amount of driving of the adjustment screw 81, and the electromagnetic force (suction force) necessary for opening the valve can be adjusted.
  • the valve member 3 is displaced in the direction along the axis L due to the balanced relationship between the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil 53 and the spring force of the adjustment spring 83, and the opening degree of the valve port 22 is changed by the valve body 31.
  • the differential pressure between the pressure in the valve chamber 12 and the pressure in the second port 21 acts on the valve body 31 to apply force in the valve closing direction.
  • the pressure equalizing chamber 13 communicates with the valve port 22 and the second port 21 through the vertical passage 32a, the horizontal passage 32b, and the opening hole 31a (pressure equalizing passage).
  • a differential pressure between the pressure of the port 21 and the pressure of the valve chamber 12 acts on the diaphragm 4, and a force in the valve opening direction is applied to the valve member 3.
  • the effective pressure receiving diameter D1 of the valve body 31 (in this embodiment, the inner diameter of the seal member 23) is equal to the effective pressure receiving diameter D2 of the diaphragm 4 when the valve body 31 is seated on the seal member 23.
  • the force due to the differential pressure is canceled (cancelled) with respect to the valve member 3 and is not affected by the differential pressure when the valve body 31 is separated from the seal member 23.
  • the valve body 31 is caused by the differential pressure between the first port 11 and the second port 21.
  • the force acting on the valve element 31 due to the differential pressure is canceled by canceling (offset) the acting force with the force acting on the valve element 31 by the diaphragm 4 (pressure sensing part) that operates according to the pressure in the pressure equalizing chamber 13.
  • the opening degree of the valve port 22 can be changed proportionally with a small energization amount.
  • the electromagnetic drive unit 5, the adjustment spring 83, the pressure equalizing chamber 13, and the diaphragm 4 are respectively on the axis L of the valve port 22 on the side opposite to the valve port 22 with respect to the valve body 31. Is provided. Further, the pressure equalizing chamber 13 shares the internal space of the plunger case 51 of the electromagnetic drive unit 5. Further, the second port 21 is simply provided below the valve port 22. Therefore, the length of the valve housing 1 in the direction of the axis L can be reduced, and the electromagnetic control valve itself can be reduced in size. Further, since the second port 21 communicates with the valve port 22 coaxially, that is, coaxially with the axis L, the pressure loss at the second port 21 is also reduced, and the fluid flows smoothly. .
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electromagnetic control valve according to the second embodiment in a closed state, and the same members and similar elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the valve housing 1 ' is composed of a lower main body 1C and an upper main body 1B, and the lower main body 1C is slightly longer than the lower main body 1A of the first embodiment.
  • the lower main body 1C is fitted into the lower fitting hole 1B1 of the upper main body 1B, and the lower main body 1C and the upper main body 1B are integrally fixed by caulking the opening end of the fitting hole 1B1.
  • the lower main body 1C is formed with a first port 11 on the high-pressure side through which a fluid flows, and a valve chamber 12 communicating with the first port 11 as indicated by an arrow.
  • a filter 11 a made of a metal mesh is attached to the outer periphery of the first port 11.
  • a porous body etc. can also be used as the filter 11a.
  • the lower body 1C is formed with a valve seat fitting hole 1C1 below the valve chamber 12, and a valve seat member 2 'is fitted into the valve seat fitting hole 1C1. And the lower main body 1C and the valve seat member 2 'are integrally fixed by caulking the opening end of the valve seat fitting hole 1C1.
  • the valve seat member 2 ′ is formed with a second port 24 on the low pressure side through which a fluid flows out, as shown by an arrow, and a valve port 25 communicating the second port 24 and the valve chamber 12.
  • the valve port 25 has a circular horizontal cross section centered on the axis L, and a ring-shaped seal member 23 similar to that of the first embodiment is disposed around the opening on the valve chamber 12 side.
  • valve member 3 ′ that can be displaced in the direction along the axis L is extended.
  • the valve member 3 ′ is formed by a cylindrical valve body 33 that is located in the valve chamber 12 and can be separated from and connected to the seal member 23 of the valve seat member 2 ′ and a connecting portion 32 similar to the first embodiment. It is configured.
  • the valve body 33 has a cylindrical opening hole 33 a and a connection hole 33 b at the center, and the coupling shaft 321 of the connection part 32 penetrates the opening of the inner ring part 42 of the diaphragm 4 and the valve body 33. It fits in the connecting hole 33b. Further, by caulking the lower end portion of the coupling shaft 321, the valve body 33, the diaphragm 4, and the connecting portion 32 are integrally fixed.
  • a spring hole 33c having a diameter larger than that of the opening hole 33a is formed at the end of the opening hole 33a on the valve seat member 2 'side. Further, an axis L is formed between the opening hole 33a and the spring hole 33c.
  • a mortar-shaped tapered surface 33d (concave surface) is formed on the valve port 25 side.
  • a spring receiving member 14 having a through hole 14a at the center is disposed in the spring hole 33c, and the surface of the spring receiving member 14 on the valve body 33 side is a spherical sliding surface 14b.
  • a compression coil spring 15 is disposed in the valve port 25 of the valve seat member 2 ′. The compression coil spring 15 is provided between the flange around the second port 24 and the spring receiving member 14.
  • the electromagnetic control valve 100 of the embodiment may be used in a system having an orifice on the second port 21 side as shown in FIG. In such a case.
  • the pressure P2 of the second port 21 increases.
  • FIG. 4 when the current flowing through the electromagnetic coil 53 is increased, the flow rate flowing to the second port 21 is increased, but the pressure P2 is increased accordingly, and the first port 11 is increased.
  • the pressure difference from the pressure P1 becomes smaller.
  • the differential pressure between the pressure P1 and the pressure P2 acts to expand the convolution part 41 of the diaphragm 4. For this reason, when the differential pressure is large, the convolution unit 41 is tensed and the restoring force is strong, and the automatic centripetal action of the diaphragm 4 on the valve body 31 is also strong. Becomes smaller. In addition to this, when the flow rate is large, the force in the horizontal direction becomes stronger with respect to the axis L acting when the fluid flowing from the first port 11 collides with the valve body 31.
  • the valve member 3 (3 ′) is likely to swing.
  • a force in the peeling direction is applied to the welded portion between the retaining member 7 and the end of the connecting rod 323, and this welded portion may be damaged.
  • the compression coil spring 15 is disposed at the lower end portion of the valve body 33, the lower end of the valve body 33 is always positioned on the axis L by the biasing force of the compression coil spring 15. Is done. Therefore, the swing of the valve member 3 ′ with respect to the axis L can be restricted. For example, the welded portion between the retaining member 7 and the end of the connecting rod 323 (that is, the end of the connecting portion of the valve member and the adjustment spring) Can be prevented from being damaged.
  • the lower end of the valve body 33 is more accurately positioned on the axis L by the centripetal action by the tapered surface 33d of the valve body 33 and the sliding surface 14b of the spring receiving member 14. Further, since the spherical sliding surface 14b of the spring receiving member 14 is pressed by the mortar-shaped tapered surface 33d, even if the deformation of the compression coil spring 15 is uneven on both sides of the axis L, for example, The lower end can always be positioned on the axis L, and the swinging of the valve member 3 ′ with respect to the axis L can be further restricted.
  • the concave surface of the valve body 33 is a mortar-shaped tapered surface 33d
  • the concave surface of the valve body 33 may be a mortar-shaped spherical surface having the axis L as the center.
  • the radius of curvature (absolute value) of the mortar-shaped spherical surface is equal to or larger than the radius of curvature (absolute value) of the spherical sliding surface 14 b of the spring receiving member 14.
  • the pressure equalization chamber 13 and the valve chamber 12 are partitioned by the diaphragm 4.
  • the upper periphery of the valve body 31 and the upper inner peripheral surface of the valve chamber 12 are used.
  • a seal member may be disposed between the two.
  • the “pressure-sensitive portion” is the upper surface portion of the valve body 31 and the boss portion 322.
  • the spring load of the compression coil spring 15 is equal to or greater than the force in the horizontal direction with respect to the axis L acting when the fluid flowing from the first port 11 collides with the valve body 31 when the flow rate is large as described above. It is preferable to do.
  • the case where the fluid is introduced from the first port 11 and the fluid is caused to flow out from the second port 21 has been described.
  • the structure of the embodiment can be applied to the case where the fluid flow is reversed.
  • the present invention can also be applied to a case in which a fluid is introduced from the second port 21 and a fluid is caused to flow out from the first port 11.
  • the second port 21 corresponds to the first port of the claims, the first port 11 or the second port of the claims.
  • Valve housing 11 1st port 12 Valve chamber 13 Pressure equalizing chamber 2 Valve seat member 21 2nd port 22 Valve port 23 Seal member 3 Valve member 31 Valve body 31a Opening hole (equal pressure path) 32 connecting part 32a longitudinal passage (equal pressure equalizing passage) 32b Side passage (equal pressure path) 321 Coupling shaft 322 Boss portion 323 Connecting rod 4 Diaphragm 5 Electromagnetic drive portion 51 Plunger case 52 Suction element 53 Electromagnetic coil 6 Plunger 61 Plunger spring 8 Setting adjustment portion 81 Adjustment screw 3 'Valve member 33 Valve body 33a Opening hole (equal pressure equalization path) ) 33d Tapered surface a 14 Spring receiving member 14a Through hole (equal pressure path) 14b Sliding surface 15 Compression coil spring L Axis

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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

　弁体（３１）に対する第１のポート（１１）と第２のポート（２１）の差圧の影響をキャンセルして、弁体（３１）の開度を比例的に変化させる圧力バランス型の電磁式制御弁における、弁ハウジング（１）の長さの縮小、第２のポート（２１）での圧力損失低減、弁部材（３'）の揺動防止を目的とする。電磁駆動部（５）、調整ばね（８３）（設定調整部（８））、均圧室（１３）及びダイヤフラム（４）（感圧部）を、弁ポート（２２）の軸線Ｌ上で弁体（３１）に対して弁ポート（２２）とは反対側に設ける。弁体（３１）と弁部材３の開口孔（３１ａ）、縦通路（３２ａ）及び横通路（３２ｂ）（均圧路）により弁ポート（２２）と均圧室（１３）とを導通する。弁ポート（２２）と第２のポート（２１）を同軸にする。弁体（３３）の下端部にテーパ面（３３ｄ）を形成し、圧縮コイルばね（１５）によりばね受け部材（１４）の球面形状の摺動面（１４ｂ）を当接させる。

Description

電磁式制御弁
　本発明は、電磁式制御弁に関し、電磁駆動部に電流を通電することにより生じる電磁力と、前記電磁力と対向する調整ばねのばね力とのつり合いをとるとともに、弁体に対する第１のポートの圧力と第２のポートの圧力の差圧の影響をキャンセルして、弁体の開度を比例的に変化させる圧力バランス型の電磁式制御弁に関する。
　従来、この種の電磁式制御弁として、例えば特開２０１１－１６９４１５号公報（特許文献１）に開示されたものがある。図５はこの特許文献１の電磁式制御弁の概略を説明する図である。この従来の電磁式制御弁は、弁ハウジング１０内に弁体２０ａを有する弁棒２０を配設し、電磁駆動部３０の電磁コイル３０ａへの通電により発生する電磁力により弁棒２０を軸線Ｌ方向に変位させ、弁体２０ａにより弁ポート４０の開度調節を行うものである。
　また、電磁駆動部３０の電磁力と調整ばね５０のばね力とのつり合いをとる。さらに、一次側ポート１０ａに連通する均圧室６０と二次側ポート１０ｂとの差圧による力をダイヤフラム７０（感圧部）で弁体２０ａに伝達する。そして、一次側ポート１０ａと二次側ポート１０ｂとの差圧により弁体２０ａに作用する力をこのダイヤフラム７０による力でキャンセルする。これにより、差圧により弁体２０ａに作用する力の影響を無くし、少ない通電量で弁ポート４０の開度を比例的に変化させるものである。
特開２０１１－１６９４１５号公報
　前記従来の電磁式制御弁では、均圧室と一次側ポート１０ａとを連通する均圧路８０を、当該電磁式制御弁の外周に有る図示しないメインハウジングに形成している。このためメインハウジングの設計が複雑になるという問題がある。また、感圧部としてのダイヤフラム７０と、均圧室６０からダイヤフラム７０に流体圧力を導入する圧力導入部９０とを、弁体２０ａに対して、電磁駆動部３０とは反対側に設けられている。このため、弁ハウジング１０の軸線Ｌ方向の長さが長くなり、電磁式制御弁自体を小型化するのが困難であった。
　さらに、ダイヤフラム７０（感圧部）を二次側ポート１０ｂの下側（弁ハウジング１０の下部）に設けているため、弁ポート４０と二次側ポート１０ｂとが直交する構造となり、この弁ポート４０と二次側ポート１０ｂとの直交部分で圧力損失が生じ、流量が流れ難くなるという問題があった。
　本発明は、電磁駆動部の電磁力と調整ばねのばね力とのつり合いをとるとともに、弁体に対する第１のポートの圧力と第２のポートの圧力の差圧の影響をキャンセルして、弁体の開度を比例的に変化させる圧力バランス型の電磁式制御弁において、弁ハウジングの長さを小さくして電磁式制御弁自体を小型化することを課題とする。また、第２のポートでの圧力損失を低減することを課題とする。
　請求項１の電磁式制御弁は、第１のポートと第２のポートとの間に弁室と弁ポートとが形成され、前記弁室内の弁体を電磁駆動部で駆動して前記弁ポートを開閉する電磁式制御弁であって、第１のポートと第２のポートとの差圧により弁体に作用する力を、感圧部に加わる弁室と均圧室との差圧により前記弁体に作用する力で相殺するとともに、前記電磁駆動部の電磁力と調整ばねのばね力とのつり合いにより、前記弁ポートの開度を比例的に変化させる電磁式制御弁において、前記電磁駆動部、前記調整ばね、前記均圧室及び前記感圧部を、前記弁ポートの軸線上で前記弁体に対して前記弁ポートとは反対側に設けるとともに、前記弁体を有する弁部材に前記弁ポートと前記均圧室とを導通する均圧路を形成したことを特徴とする。
　請求項２の電磁式制御弁は、請求項１に記載の電磁式制御弁であって、前記感圧部が、前記弁室と前記均圧室との間に配設され前記弁体に接続された可撓性のダイヤフラムであることを特徴とする。
　請求項３の電磁式制御弁は、前記電磁駆動部が、電磁コイルへの通電により電磁力を発生する吸引子と、ケース内で前記吸引子に対向して前記電磁力により前記ケースの軸方向に移動可能な電磁可動部とを備えるとともに、前記弁部材が前記弁体から前記電磁駆動部側に延設された連結部を有し、前記調整ばねが前記吸引子内に配設され、前記連結部の端部が前記電磁可動部と前記吸引子の中心を貫通して前記調整ばねに連結された、請求項１または２に記載の電磁式制御弁であって、前記弁ポート内に前記弁体を弁開側に付勢する圧縮コイルばねを設けたことを特徴とする。
　請求項４の電磁式制御弁は、請求項３に記載の電磁式制御弁であって、前記弁体の前記弁ポート側に前記軸線を中心とする凹面が形成されるとともに、前記圧縮コイルばねの前記弁体側端部にばね受け部材が設けられ、該ばね受け部材は前記弁体の凹面に当接する摺動面を有することを特徴とする。
　請求項５の電磁式制御弁は、請求項４に記載の電磁式制御弁であって、前記弁体の凹面が前記軸線を中心とするすり鉢状のテーパ面であり、該テーパ面に対して前記ばね受け部材の球面形状の摺動面を当接させたことを特徴とする。
　請求項１の電磁式制御弁によれば、電磁駆動部、調整ばね、均圧室及び感圧部が弁ポートの軸線上で弁体に対して弁ポートとは反対側にあり、弁ポートと均圧室とを導通する均圧路が弁体に設けられているため、弁ポートの下部に第２のポートを設けるだけの構造となり、弁ハウジングの軸線方向の長さが小さくなる。したがって、電磁式制御弁自体を小型化することができる。また、第２のポートを弁ポートに対して同軸で連通することができるので、第２のポートでの圧力損失も低減することができる。
　請求項２の電磁式制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、感圧部が、弁室と均圧室との間に配設されたダイヤフラムであるので、弁室と均圧室との間の気密性を確保することができる。
　請求項３の電磁式制御弁によれば、請求項１または２の効果に加えて、圧縮コイルばねの付勢力により、弁体の下端が常に軸線上に位置決めされ、弁部材の軸線に対する揺動を規制することができ、例えば弁部材の連結部の端部と調整ばねとの連結部分の破損等を防止することができる。
　請求項４の電磁式制御弁によれば、請求項３の効果に加えて、弁体の凹面とばね受け部材の摺動部とによる求心作用により、弁体の下端がさらに正確に軸線上に位置決めされるとともに、圧縮コイルばねの変形にムラがあっても、弁体の下端が常に軸線上に位置決めすることができ、弁部材の軸線に対する揺動をさらに規制することができる。
　請求項５の電磁式制御弁によれば、請求項４の効果に加えて、弁体のテーパ面とばね受け部材の球面状の摺動面とによるさらに求心作用が高まるとともに、テーパ面により容易に球心作用が得られる。
本発明の第１実施形態の電磁式制御弁の縦断面図である。 本発明の第２実施形態の電磁式制御弁の縦断面図である。 実施形態の電磁式制御弁のシステムへの適用例を示す図である。 実施形態の電磁式制御弁における電流－Ｐ２及び流量特性を示す図である。 従来の電磁式制御弁の概略を説明する図である。
　次に、本発明の実施形態について説明する。図１は第１実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。この実施形態の電磁式制御弁は下本体１Ａと上本体１Ｂからなる弁ハウジング１を有している。下本体１Ａは上本体１Ｂの下部の嵌合孔１Ｂ１に嵌合され、嵌合孔１Ｂ１の開口端部をかしめることにより、下本体１Ａと上本体１Ｂとが一体に固着されている。
　下本体１Ａには、矢印のように流体が流入する高圧側の第１のポート１１と、第１のポート１１に連通する弁室１２が形成されている。また、下本体１Ａには弁室１２の下部の弁座嵌合孔１Ａ１が形成され、この弁座嵌合孔１Ａ１内に弁座部材２が嵌合されている。そして、弁座嵌合孔１Ａ１の開口端部をかしめることにより、下本体１Ａと弁座部材２とが一体に固着されている。なお、弁座部材２と弁座嵌合孔１Ａ１との間はＯリング２ａにより封止されている。また、上本体１Ｂには均圧室１３が形成され、この均圧室１３の内側に後述の電磁駆動部５のプランジャケース５１が嵌合固着されている。
　弁座部材２には、矢印のように流体が流出する低圧側の第２のポート２１と、第２のポート２１と弁室１２とを連通する弁ポート２２が形成されている。弁ポート２２は軸線Ｌを中心とする水平断面形状が円形であり、その弁室１２側の開口周囲にはリング状のシール部材２３が配設されている。
　弁室１２及び均圧室１３内には軸線Ｌに沿った方向に変位可能な弁部材３が延在されている。弁部材３は、弁室１２内に位置して弁座部材２のシール部材２３に対して離接が可能な円筒状の弁体３１、弁体３１の上方に延設された連結部３２とで構成されている。連結部３２は、下端部に弁体３１を結合する結合軸３２１と、結合軸３２１より径が大きく均圧室１３内に位置するなボス部３２２と、ボス部３２２の上方に延設された連結ロッド３２３とを有している。
　弁体３１とボス部３２２との間にはゴム製で略円盤状のダイヤフラム４が配設されている。ダイヤフラム４はコンボリューション部４１と、その内側の内リング部４２と、コンボリューション部４１の外側の外リング部４３とを有している。また、弁体３１は、中心に円筒形状の開口孔３１ａと連結孔３１ｂとを有している。そして、連結部３２の結合軸３２１が、ダイヤフラム４の内リング部４２の開口を貫通して弁体３１の連結孔３１ｂ内に嵌合され、弁体３１とボス部３２２とで内リング４２を圧縮し、結合軸３２１の下端部をかしめることにより、弁体３１とダイヤフラム４及び連結部３２が一体に固定されている。また、ダイヤフラム４の外リング部４３は、下本体１Ａの上端と上本体１Ｂの均圧室１３の下部開口端部との間に圧縮するようにして挟持されている。なお、弁体３１の上端（弁部材３の下方）は、圧力が加わることで発生するダイヤフラム４の復元力による自動求心作用により、通常は軸線Ｌ上に位置決めされる。
　連結部３２において、結合軸３２１とボス部３２２には弁体３１の開口孔３１ａ側から軸線Ｌ方向に伸びる縦通路３２ａが形成され、ボス部３２２には縦通路３２ａと交差して均圧室１３に開口する横通路３２ｂが形成されている。この縦通路３２ａ、横通路３２ｂ及び弁体３１の開口孔３１ａは「均圧路」を構成しており、弁ポート２２と均圧室１３は、開口孔３１ａ、縦通路３２ａ及び横通路３２ｂにより導通されている。ダイヤフラム４は可撓性を有し、ダイヤフラム４の弁室１２側に作用する第１のポート１１の圧力（Ｐ１）と、均圧室１３側に作用する第２のポート２１の圧力（Ｐ２）との差圧により発生した力を弁部材３（弁体３１）に伝達する「感圧部」を構成している。また、ダイヤフラム４は均圧室１３と弁室１２とを気密に区画している。
　弁ハウジング１の上部には、電磁駆動部５が設けられている。電磁駆動部５は、円筒状のプランジャケース５１と、プランジャケース５１の上端に固定された磁性体からなる吸引子５２と、プランジャケース５１の外周に配置されボビン５３ａに巻線が巻回された電磁コイル５３を備えている。なお、プランジャケース５１と吸引子５２は溶接等により固定されている。プランジャケース５１の内部には「電磁可動部」を構成するプランジャ６が配設され、プランジャ６とボス部３２２との間にはプランジャばね６１が配設されている。なお、プランジャ６は磁性体からなり、プランジャ６の通気孔６２以外はそれぞれ軸線Ｌを軸にして回転対称な形状となっている。吸引子５２及びプランジャ６には軸線Ｌと同軸な挿通孔５２ａ，６ａがそれぞれ形成されている。そして、弁部材３の連結ロッド３２３はプランジャ６の挿通孔６ａに挿通され、吸引子５２の挿通孔５２ａ内で、連結ロッド３２３の端部に非磁性体からなる筒状の抜け止め部材７が嵌め込まれている。この抜け止め部材７と連結ロッド３２３の端部とは溶接により固着されている。抜け止め部材７はプランジャ６側の端部に鍔状部７１を有し、この鍔状部７１は、プランジャ６の吸引子５２側の対向面６ｂに接触した状態で、この対向面６ｂと吸引子５２のプランジャ６側の対向面５２ｂとの間に位置する。
　プランジャばね６１は、一端をプランジャ６の内側底面６ｃに当接させ、他端をボス部３２２のプランジャ６側の端面であるばね受け部３２２ａに当接させ、圧縮した状態で配設されている。これにより、プランジャ６は対向面６ｂを抜け止め部材７（その鍔状部７１）に対して常時当接された状態となり、このプランジャ６が吸引子５２方向に吸引されると、このプランジャ６と共に弁部材３が弁開方向に変位する。プランジャ６の挿通孔６ａと弁部材３の連結ロッド３２３とのクリアランスは、プランジャ６とプランジャケース５１とのクリアランスより大きく設定されており、プランジャ６が軸線Ｌと直交する方向に変位しても、弁部材３とプランジャ６は接触しない。
　吸引子５２には挿通孔５２ａより径の大きな調整部用孔５２ｃが形成されており、この調整部用孔５２ｃ内には設定調整部８が配設されている。この設定調整部８は、調整ねじ８１、ばね受け８２、調整ばね８３、ボール８４を有している。調整ばね８３は調整ねじ８１とばね受け８２との間に圧縮状態で配設されており、ボール８４はばね受け８２に当接した状態で吸引子５２の挿通孔５２ａ内に配設されている。そして、調整ばね８３は、ばね受け８２を介してボール８４を抜け止め部材７の上端に当接するように付勢している。また、調整ねじ８１は、その外周の雄ねじ部８１１を吸引子５２の上部内周面に形成された雌ねじ部５２ｄに螺合することにより、吸引子５２に取り付けられている。
　ボール８４と吸引子５２の挿通孔５２ａとの間には僅かにクリアランスが設けられており、ボール８４は軸線Ｌに沿って挿通孔５２ａ内で変位可能となっている。また、抜け止め部材７のボール８４側端部には、厚みの薄い円筒形状となる円筒部７２が形成されており、この円筒部７２はボール８４に対して球面接触される。これにより、抜け止め部材７（及び弁部材３）の上端は、常に軸線Ｌ上に位置決めされる。
　電磁駆動部５の電磁コイル５３への通電により、磁気回路が形成されて吸引子５２とプランジャ６との間に磁気による吸引力が発生する。この吸引力は電磁コイル５３へ通電する電流に応じたものとなる。
　以上の構成により、実施形態の電磁式制御弁は次のように作用する。設定調整部８は、調整ばね８３によりばね受け８２、ボール８４及び抜け止め部材７を介して弁部材３を弁座部材２のシール部材２３側に付勢している。電磁コイル５３を励磁することにより、プランジャ６が吸引子５２に吸引され、弁部材３は調整ばね８３の付勢力に抗してシール部材２３から離れる方向に変位し、弁閉から弁開となるとともに弁体３１とシール部材２３との軸線Ｌに沿った方向の位置関係により、弁ポート２２の開度が制御される。なお、プランジャ６が最上端位置で弁開度が全開となるのは、抜け止め部材７の鍔状部７１が吸引子５２の対向面５２ｂに当接した位置である。このように、鍔状部７１がストッパの役割をしており、これにより、プランジャ６が吸引子５２に吸着（密着）されるのを防止する。
　また、電磁コイル５３の励磁を無くすことにより弁体３１がシール部材２３に着座し、弁閉となる。なお、調整ねじ８１の追い込み量により、調整ばね８３が弁部材３に加える付勢力が調整され、弁開に必要な電磁力（吸引力）を調節できる。このように、電磁コイル５３が生じる電磁力と、調整ばね８３のばね力との平衡関係によって弁部材３が軸線Ｌに沿った方向に変位し、弁体３１で弁ポート２２の開度を変化させる。
　また、弁体３１には前述のように弁室１２の圧力と第２のポート２１の圧力の差圧が作用して弁閉方向に力が加わる。一方、均圧室１３は縦通路３２ａ、横通路３２ｂ及び開口孔３１ａ（均圧路）によって弁ポート２２及び第２のポート２１と連通されているので、均圧室１３に作用する第２のポート２１の圧力と弁室１２の圧力との差圧がダイヤフラム４に作用し、弁部材３には弁開方向の力が加わる。そして、弁体３１の有効受圧径Ｄ１（この実施例の場合、シール部材２３の内径）と、弁体３１がシール部材２３に着座した弁閉時のダイヤフラム４の有効受圧径Ｄ２とは等しいので、弁部材３に対しては、差圧による力は互いにキャンセル（相殺）され、弁体３１がシール部材２３から離間するときは、差圧の影響を受けない。
　このように、電磁駆動部５の印加電流に応じた電磁力と調整ばね８３のばね力とのつり合いをとるとともに、第１のポート１１と第２のポート２１との差圧により弁体３１に作用する力を、均圧室１３の圧力に応じて作動するダイヤフラム４（感圧部）により弁体３１に作用する力でキャンセル（相殺）することにより、差圧により弁体３１に作用する力の影響を無くし、少ない通電量で弁ポート２２の開度を比例的に変化させることができる。
　電磁駆動部５と、調整ばね８３と、均圧室１３と、ダイヤフラム４（感圧部）とは、それぞれ弁ポート２２の軸線Ｌ上で弁体３１に対して弁ポート２２とは反対側に設けられている。さらに、均圧室１３は電磁駆動部５のプランジャケース５１の内部空間を共有したものとなっている。また、弁ポート２２の下部には第２のポート２１を設けるだけの構造となっている。したがって、弁ハウジング１の軸線Ｌ方向の長さを小さくすることができ、電磁式制御弁自体を小型化することができる。また、第２のポート２１を弁ポート２２に対して同軸で連通するように、すなわち軸線Ｌと同軸になっているので、第２のポート２１での圧力損失も低減し、流体がスムーズに流れる。
　図２は第２実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図であり、第１実施形態と同様な部材、同様な要素には同符号を付記して重複する説明は省略する。この第２実施形態では、弁ハウジング１′は下本体１Ｃと上本体１Ｂからなり、下本体１Ｃは第１実施形態の下本体１Ａよりも僅かに長くなっている。下本体１Ｃは上本体１Ｂの下部の嵌合孔１Ｂ１に嵌合され、嵌合孔１Ｂ１の開口端部をかしめることにより、下本体１Ｃと上本体１Ｂとが一体に固着されている。
　下本体１Ｃには、矢印のように流体が流入する高圧側の第１のポート１１と、第１のポート１１に連通する弁室１２が形成されている。第１のポート１１の外周には金属製のメッシュからなるフィルタ１１ａが装着されている。なお、フィルタ１１ａとしては多孔体等を用いることもできる。また、下本体１Ｃには弁室１２の下部の弁座嵌合孔１Ｃ１が形成され、この弁座嵌合孔１Ｃ１内に弁座部材２′が嵌合されている。そして、弁座嵌合孔１Ｃ１の開口端部をかしめることにより、下本体１Ｃと弁座部材２′とが一体に固着されている。
　弁座部材２′には、矢印のように流体が流出する低圧側の第２のポート２４と、第２のポート２４と弁室１２とを連通する弁ポート２５が形成されている。弁ポート２５は軸線Ｌを中心とする水平断面形状が円形であり、その弁室１２側の開口周囲には第１実施形態と同様なリング状のシール部材２３が配設されている。
　弁室１２及び均圧室１３内には軸線Ｌに沿った方向に変位可能な弁部材３′が延在されている。弁部材３′は、弁室１２内に位置して弁座部材２′のシール部材２３に対して離接が可能な円筒状の弁体３３と第１実施形態と同様な連結部３２とで構成されている。弁体３３は、中心に円筒形状の開口孔３３ａと連結孔３３ｂとを有しており、連結部３２の結合軸３２１が、ダイヤフラム４の内リング部４２の開口を貫通して弁体３３の連結孔３３ｂ内に嵌合されている。また、結合軸３２１の下端部をかしめることにより、弁体３３とダイヤフラム４及び連結部３２が一体に固定されている。
　弁体３３には、開口孔３３ａの弁座部材２′側の端部に、開口孔３３ａより径の大きなばね孔３３ｃが形成され、さらに、開口孔３３ａとばね孔３３ｃの間には軸線Ｌを中心とし、弁ポート２５側に開いたすり鉢状のテーパ面３３ｄ（凹面）が形成されている。ばね孔３３ｃ内には、中央に透孔１４ａを有するばね受け部材１４が配設されており、このばね受け部材１４の弁体３３側の面は球面状の摺動面１４ｂとなっている。また、弁座部材２′の弁ポート２５内には、圧縮コイルばね１５が配設され、この圧縮コイルばね１５は、第２のポート２４の周囲のフランジ部と、ばね受け部材１４との間に圧縮状態で配設されている。すなわち、この圧縮コイルばね１５の付勢力により、ばね受け部材１４は球面形状の摺動面１４ｂを弁体３３のテーパ面３３ｄに当接している。なお、縦通路３２ａ、横通路３２ｂ、弁体３３の開口孔３３ａ、ばね受け部材１４の透孔１４ａは「均圧路」を構成しており、弁ポート２５と均圧室１３はこれらの均圧路により導通されている。
　ここで、実施形態の電磁式制御弁１００は、図３に示すように第２のポート２１側にオリフィスを有するようなシステムに用いられることがある。このような場合。第１のポート１１から第２のポート２１へ流す流体の流量が多くなると、第２のポート２１の圧力Ｐ２が高くなる。例えば、図４に示すように、電磁コイル５３へ通電する電流を大きくしていくと第２のポート２１へ流れる流量が増加するが、これに伴って圧力Ｐ２も増加し、第１のポート１１の圧力Ｐ１との差圧が小さくなる。
　圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の差圧はダイヤフラム４のコンボリューション部４１に対して膨張させるように作用する。このため、差圧が大きいときは、コンボリューション部４１が緊張して復元力が強く働きダイヤフラム４の弁体３１に対する自動求心作用も強いが、差圧が小さくなると、このダイヤフラム４による自動求心作用が小さくなる。これに加えて、流量が大きいときは第１のポート１１から流れる流体が弁体３１に衝突することで作用する軸線Ｌに対して水平方向の力も強くなる。また、前記のように、抜け止め部材７の円筒部７２はボール８４に対して球面接触されるので、抜け止め部材７（及び弁部材３，３′）の上端は、常に軸線Ｌ上に位置決めされる。このため、弁部材３（３′）が揺動しやすくなる。弁部材３（３′）が揺動すると、例えば、抜け止め部材７と連結ロッド３２３の端部との溶接箇所に剥がし方向の力が加わり、この溶接箇所が破損する恐れがある。
　しかし、第２実施形態によれば、弁体３３の下端部に圧縮コイルばね１５が配設されているので、圧縮コイルばね１５の付勢力により、弁体３３の下端が常に軸線Ｌ上に位置決めされる。したがって、弁部材３′の軸線Ｌに対する揺動を規制することができ、例えば抜け止め部材７と連結ロッド３２３の端部との溶接箇所（すなわち、弁部材の連結部の端部と調整ばねとの連結部分）の破損等を防止することができる。
　また、弁体３３のテーパ面３３ｄとばね受け部材１４の摺動面１４ｂとによる求心作用により、弁体３３の下端がさらに正確に軸線Ｌ上に位置決めされる。さらに、ばね受け部材１４の球面形状の摺動面１４ｂがすり鉢状のテーパ面３３ｄに押圧されるので、圧縮コイルばね１５の例えば軸線Ｌの両側で変形にムラがあっても、弁体３３の下端が常に軸線Ｌ上に位置決めすることができ、弁部材３′の軸線Ｌに対する揺動をさらに規制することができる。
　上記実施形態では、弁体３３の凹面をすり鉢状のテーパ面３３ｄとした場合について説明したが、この弁体３３の凹面は軸線Ｌを中心とするすり鉢状の球面でもよい。この場合、すり鉢状の球面の曲率半径（絶対値）を、ばね受け部材１４の球面形状の摺動面１４ｂの曲率半径（絶対値）以上とすることはいうまでもない。
　なお、以上の実施形態では、均圧室１３と弁室１２とをダイヤフラム４で区画するようにしているが、このダイヤフラム４の代わりに弁体３１の上部周囲と弁室１２の上部内周面との間にシール部材を配設するようにしてもよい。この場合、「感圧部」は弁体３１及びボス部３２２の上面部分となる。
　なお、圧縮コイルばね１５のばね荷重は、前述のような流量が多いときに第１のポート１１から流れる流体が弁体３１に衝突することで作用する軸線Ｌに対して水平方向の力以上とすることが好ましい。
　また、実施形態では、第１のポート１１から流体を流入させ、第２のポート２１から流体を流出させる場合について説明したが、同実施形態の構造は流体の流れが逆の場合にも適用できる。すなわち、第２のポート２１から流体を流入させ、第１のポート１１から流体を流出させるような場合にも適用できる。この場合、第２のポート２１が請求項の第１のポート、第１のポート１１か請求項の第２のポートに対応することはいうまでもない。
１　　　弁ハウジング
１１　　第１のポート
１２　　弁室
１３　　均圧室
２　　　弁座部材
２１　　第２のポート
２２　　弁ポート
２３　　シール部材
３　　　弁部材
３１　　弁体
３１ａ　開口孔（均圧路）
３２　　連結部
３２ａ　縦通路（均圧路）
３２ｂ　横通路（均圧路）
３２１　結合軸
３２２　ボス部
３２３　連結ロッド
４　　　ダイヤフラム
５　　　電磁駆動部
５１　　プランジャケース
５２　　吸引子
５３　　電磁コイル
６　　　プランジャ
６１　　プランジャばね
８　　　設定調整部
８１　　調整ねじ
３′　　弁部材
３３　　弁体
３３ａ　開口孔（均圧路）
３３ｄ　テーパ面ａ
１４　　ばね受け部材
１４ａ　透孔（均圧路）
１４ｂ　摺動面
１５　　圧縮コイルばね
Ｌ　　　軸線

Claims (5)

  1. 　第１のポートと第２のポートとの間に弁室と弁ポートとが形成され、前記弁室内の弁体を電磁駆動部で駆動して前記弁ポートを開閉する電磁式制御弁であって、第１のポートと第２のポートとの差圧により弁体に作用する力を、感圧部に加わる弁室と均圧室との差圧により前記弁体に作用する力で相殺するとともに、前記電磁駆動部の電磁力と調整ばねのばね力とのつり合いにより、前記弁ポートの開度を比例的に変化させる電磁式制御弁において、
    　前記電磁駆動部、前記調整ばね、前記均圧室及び前記感圧部を、前記弁ポートの軸線上で前記弁体に対して前記弁ポートとは反対側に設けるとともに、前記弁体を有する弁部材に前記弁ポートと前記均圧室とを導通する均圧路を形成したことを特徴とする電磁式制御弁。
  2. 　前記感圧部が、前記弁室と前記均圧室との間に配設され前記弁体に接続された可撓性のダイヤフラムであることを特徴とする請求項１に記載の電磁式制御弁。
  3. 　前記電磁駆動部が、電磁コイルへの通電により電磁力を発生する吸引子と、ケース内で前記吸引子に対向して前記電磁力により前記ケースの軸方向に移動可能な電磁可動部とを備えるとともに、前記弁部材が前記弁体から前記電磁駆動部側に延設された連結部を有し、前記調整ばねが前記吸引子内に配設され、前記連結部の端部が前記電磁可動部と前記吸引子の中心を貫通して前記調整ばねに連結された、請求項１または２に記載の電磁式制御弁であって、
    　前記弁ポート内に前記弁体を弁開側に付勢する圧縮コイルばねを設けたことを特徴とする電磁式制御弁。
  4. 　前記弁体の前記弁ポート側に前記軸線を中心とする凹面が形成されるとともに、前記圧縮コイルばねの前記弁体側端部にばね受け部材が設けられ、該ばね受け部材は前記弁体の凹面に当接する摺動面を有することを特徴とする請求項３に記載の電磁式制御弁。
  5. 　前記弁体の凹面が前記軸線を中心とするすり鉢状のテーパ面であり、該テーパ面に対して前記ばね受け部材の球面形状の摺動面を当接させたことを特徴とする請求項４に記載の電磁式制御弁。
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