特許 6084175 電磁式制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6084175

(24)【登録日】2017年2月3日

(45)【発行日】2017年2月22日

(54)【発明の名称】電磁式制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20170213BHJP

   F16K 47/04 20060101ALI20170213BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 305V

   F16K47/04 Z

   F16K31/06 305J

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-50307(P2014-50307)

(22)【出願日】2014年3月13日

(65)【公開番号】特開2015-175394(P2015-175394A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2015年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100070002

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100110733

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥野 正司

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(72)【発明者】

【氏名】大河原 一郎

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１４１５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７１２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２４８１２５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１６９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１３４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２１５２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１５７５８０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｆ１６Ｋ ４７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記電磁駆動部が前記電磁力によりケース内で該ケースの軸方向に移動可能なプランジャを備えるとともに、前記弁体を有する弁部材が、前記弁部材の連結部により前記プランジャに連結され、
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が、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られるとともに、前記第２のポートが前記弁ポートと同軸に形成され、前記第１のポートから流体が流入されて、前記第２のポートから流体が流出されるよう構成され、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が形成され、前記プランジャよりも前記均圧室側に、前記連結部の一部を挿通可能で前記均圧室から前記プランジャ側への流体の流れを規制するカバーが設けられていることを特徴とする電磁式制御弁。

【請求項2】

前記均圧路が、前記軸線方向に伸びる第１の均圧路と、前記第１の均圧路から前記均圧室に開口する第２の均圧路とで構成され、
前記第２の均圧路が前記均圧室内で前記軸線に対する側面側に開口されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁式制御弁。

【請求項3】

前記第２の均圧路の開口が前記軸線に対して左右対称に開口されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁式制御弁。

【請求項4】

前記カバーが前記連結部の連結ロッドを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔と前記連結ロッドとの隙間によって流体の流れを絞ることで前記プランジャ側への流体の流れを規制するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁式制御弁。

【請求項5】

前記カバーが前記連結部の連結ロッドを挿通する挿通孔と、該挿通孔内で前記連結ロッドとクリアランスをもって嵌合するシール部材とを有し、該シール部材により前記プランジャ側への流体の流れを規制するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁式制御弁。

【請求項6】

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部材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乃至５のいずれか一項に記載の電磁式制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１６９４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。さらに、電磁駆動部のプランジャに対する第２のポートの流体の動圧の影響を無くして、正確な弁開度の制御を行うことを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、前記電磁駆動部が前記電磁力によりケース内で該ケースの軸方向に移動可能なプランジャを備えるとともに、前記弁体を有する弁部材が、前記弁部材の連結部により前記プランジャに連結され、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が、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られるとともに、前記第２のポートが前記弁ポートと同軸に形成され、前記第１のポートから流体が流入されて、前記第２のポートから流体が流出されるよう構成され、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が形成され、前記プランジャよりも前記均圧室側に、前記連結部の一部を挿通可能で前記均圧室から前記プランジャ側への流体の流れを規制するカバーが設けられていることを特徴とする。
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、前記均圧路が、前記軸線方向に伸びる第１の均圧路と、前記第１の均圧路から前記均圧室に開口する第２の均圧路とで構成され、前記第２の均圧路が前記均圧室内で前記軸線に対する側面側に開口されていることを特徴とする。
請求項３の電磁式制御弁は、請求項２に記載の電磁式制御弁であって、前記第２の均圧路の開口が前記軸線に対して左右対称に開口されていることを特徴とする。

【0009】

請求項４の電磁式制御弁は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁式制御弁であって、前記カバーが前記連結部の連結ロッドを挿通する挿通孔を有し、該挿通孔と前記連結ロッドとの隙間によって流体の流れを絞ることで前記プランジャ側への流体の流れを規制するように構成されていることを特徴とする。

【0010】

請求項５の電磁式制御弁は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁式制御弁であって、前記カバーが前記連結部の連結ロッドを挿通する挿通孔と、該挿通孔内で前記連結ロッドとクリアランスをもって嵌合するシール部材とを有し、該シール部材により前記プランジャ側への流体の流れを規制するように構成されていることを特徴とする。

【0011】

請求項６の電磁式制御弁は、請求項１乃至５のいずれか一項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部材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。

【発明の効果】

【0012】

請求項１乃至３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。さらに、均圧室と電磁駆動部のプランジャとの間に設けられたカバーにより、弁ポートの流体が均圧室を介してプランジャ側に流入するのを規制することができる。したがって、電磁駆動部のプランジャ等に流体の動圧（流動圧力）が作用しないので、正確な弁開度の制御が可能となる。

【0013】

請求項４の電磁式制御弁によれば、請求項１乃至３の効果に加えて、カバーの挿通孔と連結ロッドとの間に隙間があるので、カバーが弁部材の動作に影響することがない。

【0014】

請求項５の電磁式制御弁によれば、請求項１乃至３の効果に加えて、カバーのシール部材と連結ロッドとのクリアランスにより流体の流れが規制されるので、電磁駆動部側への流体の影響をより低減すことができる。

【0015】

請求項６の電磁式制御弁によれば、請求項１乃至５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。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】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。

【図2】第１実施形態の電磁式制御弁のプランジャの平面図及び縦断面図である。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】従来の電磁式制御弁の概略を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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、図２は第１実施形態の電磁式制御弁のプランジャの平面図及び縦断面図である。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。

【0018】

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の上部に後述の電磁駆動部５のケースとしてのプランジャケース５１が嵌合固着されている。

【0019】

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弁座シート２３が配設されている。

【0020】

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の弁座シート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。

【0021】

弁体３１とボス部３２２との間にはゴム製のダイヤフラム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、中心に円筒形状及びすり鉢形状を連結した開口孔３１ａと、開口孔３１ａに連なる連結孔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とで内リング部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の下方寄り）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上に保持される。

【0022】

連結部３２において、ボス部３２２には、弁体３１の開口孔３１ａ側から軸線Ｌ方向に伸びる第１の均圧路３２ａが形成されるとともに、第１の均圧路３２ａの上端から均圧室１３に斜めに開口する第２の均圧路３２ｂが形成されている。この第１の均圧路３２ａ、第２の均圧路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、第１の均圧路３２ａ及び第２の均圧路３２ｂにより導通されている。

【0023】

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。

【0024】

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内に設けられた磁性体からなるプランジャ５３と、プランジャケース５１の外周に配置されボビン５４ａに巻線が巻回された電磁コイル５４とを備えている。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。吸引子５２には軸線Ｌと同軸な挿通孔５２ａが形成されるとともに、挿通孔５２ａの軸線Ｌとは垂直な方向の両側に吸引子均圧路５２ｂが形成されている。さらに、吸引子５２の挿通孔５２ａとは他方の側には、挿通孔５２ａより径の大きな調整部用孔５２ｃが形成されている。

【0025】

図２に示すように、プランジャ５３には、軸線Ｌと同軸な円筒状のプランジャばね室５３ａと第１プランジャ均圧路５３ｂが形成されるとともに、第１プランジャ均圧路５３ｂの吸引子５２側端部を直径方向に円弧状に切り欠いた第２プランジャ均圧路５３ｃが形成されている。なお、吸引子５２とプランジャ５３は、吸引子均圧路５２ｂと第２プランジャ均圧路５３ｃ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。

【0026】

プランジャケース５１の下部には、均圧室１３に対して電磁駆動部５側に位置するカバー６が配設されている。カバー６はプランジャケース５１の下端と上本体１Ｂとに挟持されて固定されている。カバー６の中心には、軸線Ｌと同軸な挿通孔６ａが形成されている。なお、カバー６は弁ハウジング１（本体）に対して動くことがなければ固定方法はどのような構成でもよい。このように、弁部材３に対してカバー６が軸線Ｌ方向に相対的に固定されているので、流体の動圧の影響を受けることがない。

【0027】

弁部材３の連結ロッド３２３は、カバー６の挿通孔６ａ、プランジャ５３の第１プランジャ均圧路５３ｂ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５３側の端部に鍔状部７１を有し、この鍔状部７１は、プランジャ５３の吸引子５２側の対向面５３ｄに接触した状態で、この対向面５３ｄと吸引子５２のプランジャ５３側の対向面５２ｄとの間に位置する。

【0028】

プランジャ５３とカバー６との間にはプランジャばね５３１が配設されている。プランジャばね５３１は、一端をプランジャ５３の内側底面５３ｅに当接させ、他端をカバー６のプランジャ５３側の端面であるばね受け部６１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５３は対向面５３ｄ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５３が吸引子５２方向に吸引されると、このプランジャ５３と共に弁部材３が弁開方向に変位する。弁部材３は、この弁部材３の一部である連結ロッド３２３によりプランジャ５３と連結されている。プランジャ５３の第１プランジャ均圧路５３ｂ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５３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５３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５３は接触しない。

【0029】

吸引子５２の前記調整部用孔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５２ｅに螺合することにより、吸引子５２に取り付けられている。

【0030】

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。

【0031】

電磁駆動部５の電磁コイル５４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５３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５４へ通電する電流に応じたものとなる。

【0032】

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の弁座シート２３側に付勢している。電磁コイル５４を励磁することにより、プランジャ５３が吸引子５２に吸引され、弁部材３は調整ばね８３の付勢力に抗して弁座シート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と弁座シート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５３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５２ｄ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５３が吸引子５２に吸着（密着）されるのを防止する。

【0033】

また、電磁コイル５４の励磁を無くすことにより弁体３１が弁座シート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５４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。

【0034】

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は第１の均圧路３２ａ、第２の均圧路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、弁座シート２３の内径）と、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の開閉に差圧の影響を受けない。

【0035】

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、ダイヤフラム４（感圧部）に加わる弁室１２と均圧室１３との差圧により弁体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。

【0036】

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。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。

【0037】

ここで、弁体３１の第１の均圧路３２ａ（φＤ１）の断面積をＡ１、第２の均圧路３２ｂ（φＤ２）の総断面積をＡ２、カバー６の挿通孔６ａの内径と連結ロッド３２３の外径とのドーナッツ状隙間の断面積をＡ３、第１プランジャ均圧路５３ｂと連結ロッド３２３の外径とのドーナッツ状隙間の断面積をＡ４、第２プランジャ均圧路５３ｃの総断面積をＡ５、吸引子均圧路５２ｂの総断面積をＡ６とした時、
Ａ１＞Ａ３…（１）
の関係、及び
Ａ１≦Ａ２、Ａ３＜Ａ４、Ａ３＜Ａ５、Ａ３＜Ａ６…（２）
の関係となっている。

【0038】

このように、カバー６の挿通孔６ａと連結ロッド３２３との隙間が最も狭くなっている。これにより、均圧室１３からプランジャ５３側への流体の流れが規制される。すなわち、第１のポート１１より弁ポート２２を介して流入した流体が、弁体３１の第１の均圧路３２ａと第２の均圧路３２ｂを介し均圧室１３に流入した際の流体の動圧をカバー６で受け、挿通孔６ａと連結ロッド３２３との隙間によって流体の流れが絞られ、第２のポート２１側の流体が電磁駆動部５に流入し難くなる。したがって、急激に弁開させた場合でも、均圧室１３の圧力が急激に上昇するだけで、この流体の動圧がプランジャ５３やボール８４に作用することがないので、第２のポート２１の圧力が急激に変化した場合においても安定した制御が可能となる。なお、「流体の流れを絞る」あるいは「流体の流れが絞られる」とは、上記隙間にゴミやコンタミ等が詰まらない程度、あるいは、組み付け公差によって動作不良とならない程度に隙間の幅を小さくして、この隙間を流れる流量を少なくしした状態である。

【0039】

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。したがって、均圧室１３の圧力も上昇し易くなるが、この場合でも、流体の動圧がプランジャ５３やボール８４に作用することがないので、安定した制御が可能となる。

【0040】

また、電磁駆動部５においては、第１プランジャ均圧路５３ｂの隙間面積（Ａ４）、第２プランジャ均圧路５３ｃの総断面積（Ａ５）、吸引子均圧路５２ｂの総断面積（Ａ６）は、カバー６の挿通孔６ａの隙間面積（Ａ３）よりも大きく設定されているので、電磁駆動部５での流体の圧力は、プランジャ５３のプランジャばね室５３ａと吸引子５２の調整部用孔５２ｃとの間で直ぐに均圧され、動圧はプランジャ５３やボール８４に作用し難くなり、安定した制御が可能となる。

【0041】

なお、プランジャ５３の第２プランジャ均圧路５３ｃは抜け止め部材７の鍔状部７１の脇に開口し、さらに、吸引子均圧路５２ｂは調整部用孔５２ｃの底部の外周端に開口しているので、プランジャばね室５３ａから調整部用孔５２ｃへ流れる流体の動圧は、ボール８４とばね受け８２に殆ど作用することがない。したがって、安定した制御が可能となる。

【0042】

図４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実施形態で第１実施形態と異なるところは、弁体３１、連結部３２、吸引子５２、プランジャ５３及びカバー６の構造である。

【0043】

この第２実施形態では、弁体３１は、中心に円筒形状の開口孔３１ａ′を有している。連結部３２には、結合軸３２１からボス部３２２内に長めに伸びる第１の均圧路３２ａ′が形成されるとともに、第１の均圧路３２ａ′と交差して均圧室１３に開口する第２の均圧路３２ｂ′が形成されている。そして、第１実施形態と同様に、第１の均圧路３２ａ′、第２の均圧路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′、第１の均圧路３２ａ′及び第２の均圧路３２ｂ′により導通されている。

【0044】

また、この第２実施形態において、吸引子５２は第１実施形態の吸引子均圧路５２ｂを有しておらず、プランジャ５３は、第１実施形態の第１プランジャ均圧路５３ｂと同形状の挿通孔５３ｂ′が形成されるとともに、前記第２プランジャ均圧路５３ｃの代わりに、挿通孔５３ｂ′の横にプランジャ均圧路５３ｃ′が形成されている。

【0045】

この第２実施形態におけるカバー６は、挿通孔６ａ内に「シール部材」としてのＯリング６ｂを備えている。なお、プランジャばね５３１の下端は、Ｏリング６ｂを填め込んだボス部の端面であるばね受け部６１′に当接させている。そして、Ｏリング６ｂは挿通孔６ａと連結ロッド３２３との隙間をシールしている。なお、この際のＯリング６ｂのつぶし量は０（ゼロ）に設定されており、連結ロッド３２３とＯリング６ｂとの間の摺動抵抗は極めて小さく、弁部材３の作動に影響を与えない。これにより、Ｏリング６ｂと連結ロッド３２３との間のクリアランスは極めて微小であるため、第１実施形態に比べ、均圧室１３からプランジャ５３側への流体の流入はさらに小さくなる。したがって、流体の動圧がプランジャ５３やボール８４に作用することがないので、第２のポート２１の圧力が急激に変化した場合においても安定した制御が可能となる。この実施形態では「シール部材」としてＯリングを使用しているが、「シール部材」としては、例えばテフロン（登録商標）等のリング状パッキンを使用しても良い。

【0046】

なお、第１実施形態では、プランジャ５３の中央に第１プランジャ均圧路５３ｂ及び
第２プランジャ均圧路５３ｃを形成しているが、第２実施形態のように、中央は単に挿通孔５３ｂ′として、その横にプランジャ均圧路５３ｃ′を形成するようにしてもよい。

【0047】

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。

【0048】

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、参考例として、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。

【符号の説明】

【0049】

１ 弁ハウジング
１Ａ 下本体
１Ｂ 上本体
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 弁座シート
３ 弁部材
３１ 弁体
３１ａ 開口孔（均圧路）
３２ 連結部
３２ａ 第１の均圧路（均圧路）
３２ｂ 第２の均圧路（均圧路）
３２３ 連結ロッド（連結部の一部）
４ ダイヤフラム（感圧部）
４１ コンボリューション部
４２ 内リング部
４３ 外リング部
５ 電磁駆動部
５１ プランジャケース
５２ 吸引子
５２ａ 挿通孔
５２ｂ 吸引子均圧路
５２ｃ 調整部用孔
５３ プランジャ
５３ａ プランジャばね室
５３ｂ 第１プランジャ均圧路
５３ｃ 第２プランジャ均圧路
５３１ プランジャばね
５４ 電磁コイル
６ カバー
６ａ 挿通孔
７ 抜け止め部材
７１ 鍔状部
７２ 円筒部
８ 設定調整部
８１ 調整ねじ
８２ ばね受け
８３ 調整ばね
８４ ボール
Ｌ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】