特開 2022-148846 流量制御弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022148846

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】流量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 350

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021050672

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】592056908

【氏名又は名称】浜名湖電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096998

【弁理士】

【氏名又は名称】碓氷 裕彦

(72)【発明者】

【氏名】川島 大治

(72)【発明者】

【氏名】河村 祐一郎

【テーマコード（参考）】

3H106

【Ｆターム（参考）】

3H106DA05

3H106DA13

3H106DA23

3H106DA31

3H106DB02

3H106DB12

3H106DB23

3H106DB32

3H106DC02

3H106DC17

3H106DD04

3H106DD07

3H106EE34

3H106EE48

3H106FB26

3H106GA30

3H106KK04

3H106KK17

(57)【要約】

【課題】大流量と小流量との切り替えを１つの電磁弁で行えるようにする。
【解決手段】ムービングコアが永久磁石と磁性材料製の磁束通路部とを有し、ステータコアが非磁性材料製の磁束遮断部を有して、第１電極に正電圧を印加した際には、ムービングコアの磁束通路部とステータコアの磁束遮断部以外の部位とが吸引、反発してムービングコアを第１方向に移動させる。コイルの非通電時には、第１弁体は第１弁座に着座すると共に、第２弁体は第２弁座に着座して、流体の流れを止める。第１電極に正電圧を印加した際には、ムービングコアが第１方向に移動して第２弁体が第２弁座より離脱する。そのため、流体は第１弁体の連通通路を流れる。逆に、第１電極に負電圧を印加した際には、ムービングコアが第２方向に移動して第２弁体が第２弁座に着座した状態で第１弁体を第１弁座より離脱する。その結果、流体は第１弁座より流出通路に流出する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流入する流入通路（１６１）と、流体を流出する流出通路（１６４）と、この流出通路と前記流入通路との間に形成される通路室（１６０）と、この通路室に形成される第１弁座（１６３）とを有するハウジング（１１０）と、
前記通路室内に配置され、前記第１弁座と着座離脱すると共に、連通通路とこの連通通路周囲に形成された第２弁座（１７４）とを有する第１弁体（１７０）と、
前記通路室内に配置され、前記第２弁座と着座離脱する第２弁体（１８０）と、
第１電極及び第２電極からの通電により励磁するコイルと（１３２）、このコイル通電時に磁気回路を形成する円筒状のステータコア（１３１０）と、このステータコアの内部に配置され前記第２弁体を第１方向とこの第１方向とは反対となる第２方向に移動させるムービングコア（１３２０）とを有する電磁弁（１３０）と、
前記第２弁体と前記ムービングコアとの間に配置され、前記ムービングコアを前記第２方向側に付勢する第１バネ（１３４）と、
前記ムービングコアを挟んでこの第１バネとは反対側に配置され、前記ムービングコアを前記第１方向に付勢する第２バネ（１３５）と、
前記第１電極と前記第２電極への印加電圧の有無及び正負切替えを制御する制御装置（５０）とを備え、
前記ムービングコアは、永久磁石（１３２１）と、磁性材料製の磁束通路部（１３２２）とを有し、
前記ステータコアは、前記コイルの非通電時に前記ムービングコアの前記永久磁石と対向する位置に非磁性材料製の磁束遮断部（１３１３）を有し、
前記コイルの非通電時に、前記第１弁体は前記第１弁座に着座すると共に、前記第２弁体は前記第２弁座に着座し、
前記第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際、前記ムービングコアが前記第１方向に移動して、前記第２弁体が前記第２弁座より離脱し、
前記第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際、前記ムービングコアが前記第２方向に移動して、前記第２弁体が前記第２弁座に着座した状態で前記第１弁体を前記第１弁座より離脱する
ことを特徴とする流量制御弁。

【請求項2】

前記ムービングコアは、前記永久磁石がリング状で、前記磁束通路部が前記永久磁石の内周側に配置されて、樹脂材料によりモールド成形されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。

【請求項3】

前記ムービングコアには、前記第１バネを受ける第１バネ受け部と、前記第２バネを受ける第２バネ受け部とが形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。

【請求項4】

前記ステータコアは鉄製で、真鍮製の前記磁束遮断部が円筒状の内周面に固着されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流量制御弁。

【請求項5】

前記制御装置は、前記第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際に、電圧の印加をデューティ比制御し、かつ、前記第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際にも電圧の印加をデューティ比制御する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の流量制御弁。

【請求項6】

前記第１弁座の流路断面積の方が、前記第２弁座の流路断面積より大きい
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の流量制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流体の流量を制御する流量制御弁に関し、例えば、キャニスタとスロットルバルブ下流の吸気通路とを連通するパージ通路に配置され、このパージ通路を流れる空気の流量を制御するパージバルブに用いて好適である。

【背景技術】

【0002】

車両のハイブリッド化に伴い、キャニスタに吸着された蒸発燃料をより短い時間でエンジンの吸気通路に流入させる（パージする）ことが求められている。一方、ハイブリッド化に伴い、パージする際のエンジンの吸気負圧は減少（大気圧に近づく）している。

【0003】

そこで、特許文献１では、電磁弁を２つ用いて、パージ空気の流量の大小を制御していた。ただ、特許文献１では、第１電磁弁と第２電磁弁との２つの電磁弁を用いているため、体格が大きくなると共に、コストも増加してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５７１７８７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、上記点に鑑みてなされたもので、電磁弁のムービングコアに永久磁石を用いることで、大流量と小流量との切り替えを１つの電磁弁で行えるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１は、流体を流入する流入通路（１６１）と流体を流出する流出通路（１６４）とこの流出通路と流入通路との間に形成される通路室（１６０）とこの通路室に形成される第１弁座（１６３）とを有するハウジング（１１０）と、通路室内に配置され第１弁座と着座離脱すると共に連通通路とこの連通通路周囲に形成された第２弁座（１７４）とを有する第１弁体（１７０）と、通路室内に配置され第２弁座と着座離脱する第２弁体（１８０）とを備えている。

【0007】

本開示の第１は、第１電極及び第２電極からの通電により励磁するコイルと（１３２）、このコイル通電時に磁気回路を形成する円筒状のステータコア（１３１０）と、このステータコアの内部に配置され第２弁体を第１方向とこの第１方向とは反対となる第２方向に移動させるムービングコア（１３２０）とを有する電磁弁と、第２弁体とムービングコアとの間に配置され、ムービングコアを第２方向側に付勢する第１バネ（１３４）と、ムービングコアを挟んでこの第１バネとは反対側に配置され、ムービングコアを第１方向に付勢する第２バネ（１３５）と、第１電極と第２電極への印加電圧の有無及び正負切替えを制御する制御装置（５０）も備えている。

【0008】

そして、本開示の第１は、ムービングコアが永久磁石（１３２１）と磁性材料製の磁束通路部（１３２２）とを有し、ステータコアがコイルの非通電時にムービングコアの永久磁石と対向する位置に非磁性材料製の磁束遮断部（１３１３）を有している。

【0009】

そして、本開示の第１では、コイルの非通電時に、第１弁体は第１弁座に着座すると共に、第２弁体は第２弁座に着座し、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際、ムービングコアが第１方向に移動して第２弁体が第２弁座より離脱し、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際、ムービングコアが第２方向に移動して第２弁体が第２弁座に着座した状態で第１弁体を第１弁座より離脱するよう構成されている。

【0010】

本開示の第１では、ムービングコアが永久磁石と磁性材料製の磁束通路部とを有し、ステータコアが非磁性材料製の磁束遮断部を有しているので、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際には、ムービングコアの磁束通路部とステータコアの磁束遮断部以外の部位とが吸引、反発してムービングコアを第１方向に移動させることができる。逆に、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際には、ムービングコアの磁束通路部とステータコアの磁束遮断部以外の部位との吸引、反発が逆になり、ムービングコアは第２方向に移動する。

【0011】

本開示の第１では、このムービングコアの第１方向の移動と第２方向の移動とを利用している。まず、コイルの非通電時には、第１弁体は第１弁座に着座すると共に、第２弁体は第２弁座に着座して、流体の流れを止める。第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際には、ムービングコアが第１方向に移動して第２弁体が第２弁座より離脱する。そのため、流体は第１弁体の連通通路を流れる。逆に、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際には、ムービングコアが第２方向に移動して第２弁体が第２弁座に着座した状態で第１弁体を第１弁座より離脱する。その結果、流体は第１弁座より流出通路に流出する。

【0012】

本開示の第２は、ムービングコアに関する。永久磁石をリング状とし、磁束通路部を永久磁石の内周側に配置して、その状態で永久磁石と磁束通路部とを樹脂材料によりモールド成形している。モールド成形により永久磁石と磁束通路部とを適切な位置に保持することができる。

【0013】

本開示の第３も、ムービングコアに関する。ムービングコアには、第１バネを受ける第１バネ受け部と、第２バネを受ける第２バネ受け部とが形成されている。第１バネ受け部及び第２バネ受け部が樹脂成形により一体的に形成される。

【0014】

本開示の第４は、ステータコアに関する。ステータコアを鉄製して、真鍮製の磁束遮断部を円筒状の内周面に固着している。磁束遮断部を適切な位置に形成することができる。

【0015】

本開示の第５は、制御装置に関する。制御装置は、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか一方を印加した際に、電圧の印加をデューティ比制御し、かつ、第１電極に正電圧及び負電圧のいずれか他方を印加した際にも電圧の印加をデューティ比制御している。第１弁体及び第２弁体の着座離脱をデューティ比制御することで、流体の流量を連続的に制御することができる。

【0016】

本開示の第６は、第１弁座の流路断面積の方が、第２弁座の流路断面積より大きいことを規定している。これは、第２弁座は第１弁座に着座する第１弁体に設けられるため、請求項１で規定されている内容でもある。ただ、ムービングコアが第１方向に移動して行う流量制御に比べ、ムービングコアが第２方向に移動して行う流量制御の方が大流量であることを、本開示の第６で明確にしている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示の流量制御弁が用いられるパージシステムを示す構成図である。

【図2】本開示の流量制御弁の閉弁状態での断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ視の正面図である。

【図4】ムービングコアの着磁方向を示す説明図である。

【図5】コイル非励磁時のムービングコアとステータコアとの磁極の関係を示す断面図である。

【図6】コイル励磁時のムービングコアとステータコアとの磁極の関係を示す断面図である。

【図7】本開示の流量制御弁の第２弁座開弁状態での断面図である。

【図8】制御装置のデューティ比制御を示す説明図である。

【図9】本開示の流量制御弁の第１弁座開弁状態での断面図である。

【図10】ステータコア形成工程を説明する断面図である。

【図11】ステータコア形成工程を説明する断面図である。

【図12】ステータコア形成工程を説明する断面図である。

【図13】ステータコア形成工程を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本開示の流量制御弁がパージバルブ１００として用いられる場合の使用態様を示す。燃料タンク１０で揮発したガソリンを含むパージ空気は入口側パージ空気通路１１を介してキャニスタ１３に流入し、キャニスタ１３に配置された活性炭にてガソリンを吸着する。キャニスタ１３からのガソリンを含むパージ空気は出口側パージ空気通路１４を介してエンジン２０の吸気管２１に供給される。この出口側パージ空気通路１４を流れるパージ空気の流量を制御するのがパージバルブ１００である。なお、１５はＯＲＶＲバルブで、燃料蒸発ガスが給油口より大気中へ放出されるのを防止し、車両が横転した時には燃料タンクから燃料がタンク外に流出するのを防止する弁である。

【0019】

出口側パージ空気通路１４は吸気管２１のうちスロットルバルブ２５の下流に開口しており、スロットルバルブ２５で絞られた吸入空気の負圧により、キャニスタ１３からのガソリンを含むパージ空気が吸引される。キャニスタ１３には必要に応じ大気に開放する大気開放弁１２が設けられている。２４は、エンジン２０に吸入される空気中の異物を取り除くエアフィルタである。２２は、エンジン２０のインテークマニホールドで、計量された燃料がエンジンに噴射される。

【0020】

パージバルブ１００のオンオフ制御及び流量制御は、制御装置５０によりコントロールされる。即ち、キャニスタ１３に吸着されたガソリンは燃料タンク１０からのガソリンと共にエンジン２０に吸入されるため、制御装置５０は、最適なエンジン燃焼状態を算出してパージバルブ１００の流量を制御する。また、制御装置５０は、車速センサ６１、車両ＥＣＵ６０からの信号を受けて制御信号をパージバルブ１００に出力する。なお、ガソリンにはディーゼルエンジンに用いられる軽油が含まれる。

【0021】

パージバルブ１００の構成を、以下の実施形態に関して説明する。図２に示すように、電磁弁１３０は、ポリブチレンテレフタレートＰＢＴ、ポリフェニレンサアルファイドＰＰＳや６６ナイロン等の樹脂製のボビン１３１に多数回巻装されたコイル１３２を備えている。コイル１３２の両端は、図３に示すように、コネクタ１５０に配置された第１電極１５１及び第２電極１５２にそれぞれ電気接続している。第１電極１５１及び第２電極１５２より駆動電圧を受けてコイル１３２に通電された際にはコイル１３２は励磁する。その際の磁気回路を形成するようにコイル１３２の外側には鉄製のヨーク１３３が配置され、コイル１３２の内周側には同じく鉄製のステータコア１３１０が配置されている。

【0022】

ステータコア１３１０は円筒形状をしており、内部には円柱形状をしたムービングコア１３２０が移動可能に配置されている。ステータコア１３１０の円筒状部１３１１の中間位置には保持溝１３１２が形成され、この保持溝１３１２内に磁束遮断部１３１３が配置される。磁束遮断部１３１３は非磁性材料よりなり、本例では真鍮製である。

【0023】

本例では、ステータコア１３１０を以下のように製造している。まず、図１０に示すように、ステータコア１３１０を第１ステータコア部１３１０ａと第２ステータコア部１３１０ｂとの別部材で構成し、間に磁束遮断部１３１３を介在させる。次いで、図１１に示すように、第１ステータコア部１３１０ａと第２ステータコア部１３１０ｂとが隣接するように移動させて、間に保持溝１３１２を形成する。この第１ステータコア部１３１０ａと第２ステータコア部１３１０ｂとの移動時に、磁束遮断部１３１３は保持溝１３１２に圧入される。

【0024】

その後、図１２に示すように、円筒状のステータコア１３１０の外周をガイド２０１で保持した状態で、ステータコア１３１０の内周を、ローラー２００を用いてスパロール加工する。このスパロール加工により、真鍮製の磁束遮断部１３１３が変形して、鉄材料製の第１ステータコア部１３１０ａと第２ステータコア部１３１０ｂとの間の保持溝１３１２を埋める。最後に、図１３に示すように、ステータコア１３１０の表面をメッキ処理して、ステータコア１３１０を製造する。

【0025】

ムービングコア１３２０内には、直径５ミリメートル程度のリング状の永久磁石１３２１が配置されている。また、永久磁石１３２１の内周側には、永久磁石１３２１を包み込むように厚さ１ミリメートル程度の磁束通路部１３２２が配置されている。磁束通路部１３２２は磁性材料製で、本例では鉄製である。ムービングコア１３２０は永久磁石１３２１と磁束通路部１３２２とを内部に保持した状態でポリブチレンテレフタレートＰＢＴ等の樹脂材料によってモールド成形されている。

【0026】

ムービングコア１３２０の永久磁石１３２１は、ステータコア１３１０の磁束遮断部１３１３と対向する位置に配置されている。より具体的には、図５に示すように、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の上端１３２５が、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４と対向する位置に配置されている。また、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の下端１３２７は、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５と対向する位置に配置されている。

【0027】

ムービングコア１３２０には、第１バネ１３４の端部を保持する第１バネ受け部１３２３が、図の上面に形成されている。ムービングコア１３２０の図の下面には、第２バネ１３５の端部を支持する第２バネ受け部１３２４が形成されている。

【0028】

ハウジング１１０はポリブチレンテレフタレートＰＢＴ等の樹脂製で、有底円筒状をしている。このハウジング１１０は、上記電磁弁１３０の電磁弁ハウジングも兼ねている。そして、上記の第２バネ１３５の他方の端部は、このハウジング１１０の底部１１２に支持されている。

【0029】

ハウジング１１０は、電磁弁１３０の上方部に通路室１６０を形成している。通路室１６０には、キャニスタ１３からのパージ空気が流入する流入通路１６１が開口している。そのため、この流入通路１６１には、出口側パージ空気通路１４をなすホースが連結される。

【0030】

また、ハウジング１１０の上端には蓋板１１１が配置され、蓋板１１１にはパージ空気を吸気管２１のスロットルバルブ２５下流に向けて流出する流出通路１６４が形成されている。この流出通路１６４にも、出口側パージ空気通路１４をなすホースが連結される。通路室１６０には弁座部材１６２が円筒状に突出形成されている。そして、弁座部材１６２の図の下端に、直径が１０ミリメートル程度の第１弁座１６３がリング状に形成されている。

【0031】

また、弁座部材１６２は流出通路１６４と連通し、流入通路１６１から通路室１６０に流入したパージ空気は、弁座部材１６２を経て、流出通路１６４に流れる。流出通路１６４、弁座部材１６２、及び第１弁座１６３は蓋板１１１と一体に樹脂成形される。円筒形状をしたハウジング１１０は、蓋板１１１と溶着して開口部が閉じられる。ハウジングは直径が６０ミリメートル程度で、高さも６０ミリメートル程度である。

【0032】

通路室１６０には、第１弁座１６３と対向する位置に第１弁体１７０が配置されている。第１弁体１７０は、ＰＢＴ等の樹脂製で、内部にパージ空気を通す連通通路１７１を備える円盤形状をしている。連通通路１７１は直径４ミリメートル程度の穴である。第１弁体１７０の外周のうち図の上方側には、第１弁座１６３に対して着座可能な第１シール部１７２が配置されている。第１弁体１７０の外周のうち図の下方側には、通路室１６０の底面１６６と当接する緩衝材１７３が配置されている。なお、通路室１６０の底面１６６は、電磁弁１３０の電磁弁ハウジングの上部でもある。そして、上記の第１バネ１３４の他方の端部はこの第１弁体１７０の下面に当接している。

【0033】

第１シール部１７２は、第１弁体１７０が第１弁座１６３に着座して際のシール性を高めるもので、緩衝材１７３は第１弁体１７０が通路室１６０の底面１６６に当接する際の衝撃を緩和するものである。第１シール部１７２及び緩衝材１７３は、共にフッ素ゴム製であり、第１弁体１７０に接着固定されている。第１弁体１７０の上面のうち、連通通路１７１の周囲には第２弁座１７４が形成されている。

【0034】

この第２弁座１７４には、第２弁体１８０の第２シール部１８１が対向配置されている。第２シール部１８１もフッ素ゴム製で、第２弁体１８０の円盤状の頭部１８２に接着固定されている。第２弁体１８０は、ＰＢＴ等の樹脂製で、円盤形状の頭部１８２と、この頭部１８２より電磁弁１３０側に延びるロット１８３を一体に成形している。第２シール部１８１は、頭部１８２に接着されている。ロット１８３は、第１弁体１７０の連通通路１７１を貫通して、その先端１８４はムービングコア１３２０の取付穴１３２８に嵌入している。従って、第２弁体１８０はロット１８３を介してムービングコア１３２０と一体に移動する。なお、ロット１８３の直径は２ミリメートル程度である。

【0035】

次に、上記構成のパージバルブ１００の作動を説明する。ムービングコア１３２０には永久磁石１３２１が配置されているので、磁束通路部１３２２は着磁している。ここで、図４に示すように、リング状をした永久磁石１３２１の外周側がＳ極になり内周側がＮ極になるよう着磁されているとする。この場合には、磁束通路部１３２２は、図の上端１３２５及び下端１３２７がＮ極に着磁される。ただ、着磁の極性は図４の例には限定されない。図４の例とは逆に、永久磁石１３２１の外周側がＮ極になり内周側がＳ極になるようにしてもよい。そのように着磁されていれば、磁束通路部１３２２の上端１３２５及び下端１３２７はＳ極に着磁される。いずれにせよ、磁束通路部１３２２は着磁されている。

【0036】

第１電極１５１及び第２電極１５２に電圧が印加されていない状態では、電磁弁１３０のコイル１３２に通電されず、コイル１３２は励磁していない。そのため、ステータコア１３１０は着磁されていない。一方、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２は、永久磁石１３２１により着磁されているので、磁力によりムービングコア１３２０はステータコア１３１０と最も隣接した位置に保持される。即ち、図５に示すように、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の上端１３２５が、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４と対向し、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の下端１３２７が、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５と対向する位置に保持される。

【0037】

第１バネ１３４及び第２バネ１３５は、この状態を保持するようにムービングコア１３２０に付勢力を加えている。より具体的には、第２バネ１３５はハウジング１１０の底部１１２に保持されてムービングコア１３２０を上方（第１方向ａ）に付勢している。一方、第１バネ１３４は、第１弁体１７０とムービングコア１３２０との間に配置されてムービングコア１３２０を下方（第２方向ｂ）に付勢している。第１方向ａに付勢する第２バネ１３５の付勢力と第２方向ｂに付勢する第１バネ１３４との差が、第１弁座１６３と第１弁体１７０のシール力及びムービングコア１３２０等の重さと釣り合うように設定されている。即ち、ムービングコア１３２０、第１弁体１７０、第２弁体１８０は、第１弁座１６３をシールした状態で、第１バネ１３４と第２バネ１３５により支えられている。換言すれば、ムービングコア１３２０、第１弁体１７０、第２弁体１８０は、第１バネ１３４と第２バネにより支えられ、ムービングコア１３２０の永久磁石１３２１の磁力で第１弁座１６３が第１シール部１７２によりシールされている。

【0038】

第１電極１５１及び第２電極１５２のいずれかに正電圧を印加すれば、コイル１３２は励磁し、磁気回路を構成するステータコア１３１０には磁束が流れる。ただ、ステータコア１３１０には磁束遮断部１３１３が設けられているので、上方部位１３１４と下方部位１３１５でＮ極若しくはＳ極の磁界が発生する。そして、この磁界がムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の磁界と吸引、反発する。

【0039】

図６は、磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４がＮ極に着磁され、磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５がＳ極に着磁された状態を示している。この状態では、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の上端１３２５のＮ極が、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４のＮ極と反発する。逆に、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の下端１３２７のＮ極は、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５のＳ極に吸引される。そのため、ムービングコア１３２０は図の上方（第１方向ａ）に引き上げられ、第１位置に保持される。

【0040】

逆に、磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４がＳ極に着磁され、磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５がＮ極に着磁されれば、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の上端１３２５のＮ極は、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の上方部位１３１４のＮ極と反発する。そして、ムービングコア１３２０の磁束通路部１３２２の下端１３２７のＳ極は、ステータコア１３１０のうち磁束遮断部１３１３の下方部位１３１５のＳ極に吸引される。そのため、ムービングコア１３２０は図の下方（第２方向ｂ）に引き下げられ、第２位置に保持される。

【0041】

このように、ステータコア１３１０とムービングコア１３２０間の磁界による吸引と反発により、ムービングコア１３２０は移動する。本開示では、第１電極１５１に正電圧を印加すれば、ムービングコア１３２０を第１方向ａに移動させるように設定している。この設定の下では、第２電極１５２に正電圧を印加すれば、磁気回路の向きが逆となりムービングコア１３２０は第２方向に移動する。第１電極１５１に正電圧を印加するか第２電極１５２に正電圧を印加するかは、制御装置５０によって切り替えられる。

【0042】

ムービングコア１３２０の第１方向ａへの移動は、ロット１８３を介して第２弁体１８０に伝達され、図７に示すように、第２シール部１８１が第２弁座１７４から離脱する。それにより、通路室１６０内のパージ空気が、連通通路１７１より弁座部材１６２を介して流出通路１６４に流出する。図５のムービングコア１３２０が第１方向に最大変位した状態で、流出するパージ空気の流量は１分間で５０～６０リットル程度である。

【0043】

制御装置５０は、電磁弁１３０をデューティ比制御している。デューティ比制御は、図８に示すように、１０ヘルツ（０．１秒）程度の周期の中でどの程度コイル１３２に通電するかを制御するものである。０．０２秒通電し、０．０８秒非通電とすればデューティ比は２０％であり、０．０５秒ずつ通電、非通電を繰り返せばデューティ比は５０％となる。従って、第２弁体１８０は、デューティ比０％のパージ空気を流さない状態から、デューティ比１００％の毎分５０～６０リットルのパージ空気を流す状態まで、パージ空気の流量をリニアに制御することができる。

【0044】

制御装置５０が第２電極１５２に正電圧を印加するよう切り替えると、上記の通り、ムービングコア１３２０は第２方向に移動する。このムービングコア１３２０の第２方向の移動もロット１８３を介して第２弁体１８０に伝達される。図９がこの状態を示し、この状態では、第２弁体１８０の第２シール部１８１は、第１弁体１７０の第２弁座１７４に着座している。そのため、第２弁体１８０の第２方向への移動は第１弁体１７０に伝達され、第１弁体も第２方向に移動する。その結果、第１弁体１７０の第１シール部１７２が第１弁座１６３から離脱する。

【0045】

第１弁座１６３は第２弁座１７４より流路断面積が大きいので、大量のパージ空気を流すことができる。本例では、毎分２００リットル程度の流量としている。この第２方向の移動も制御装置によりデューティ比制御される。第１弁体１７０も、第２弁体１８０と同様に、デューティ比０％のパージ空気を流さない状態から、デューティ比１００％の毎分２００リットルのパージ空気を流す状態まで流量をリニアに制御することができる。

【0046】

ただ、パージ空気を流さない状態は、ムービングコア１３２０の第１方向の移動によって第２弁体１８０で制御している。第１弁体１７０が制御するのは、第２弁体１８０の最大流量（毎分６０リットル程度）より多い流量である。これは、第１弁体１７０のデューティ比の３０％程度に相当する。従って、第１弁体１７０は、デューティ比３０％のパージ空気を毎分６０リットル程度流す状態から、デューティ比１００％の毎分２００リットルを流す状態まで流量をリニアに制御する。

【0047】

このように、本開示によれば、毎分６０リットル程度以下の小流量時には、ムービングコア１３２０の移動を第１方向としてデューティ比制御を行うようにしている。そのため、小容量時の制御のリニア性を高めてより正確に制御することができる。また、毎分６０リットル程度を超える大流量は、ムービングコア１３２０の移動を第２方向として、第１弁座１６３から大量のパージ空気を流すようにしている。そのため、大量のパージ空気を短時間で流すことができる。この際のデューティ比制御のリニア性は小流量時に比べると劣るが、大流量時にはより多くのパージ空気を流すことが求められている。

【0048】

なお、上述の開示で示した材料や大きさは一例であり、要求される性能等に応じて種々変更可能である。従って、毎分６０リットル程度や毎分２００リットル程度の流量も一例であり、要求性能に応じて変更される。

【0049】

上述の開示では、ムービングコア１３２０は、永久磁石１３２１と磁束通路部１３２２を樹脂モールドしている。これは、ムービングコア１３２０の成形を容易にし、第１バネ受け部１３２３、第２バネ受け部１３２４及び取付穴１３２８を形成する上で望ましい。ただ、必要に応じ、ムービングコア１３２０を金属製の永久磁石１３２１と磁束通路部１３２２で構成することも可能である。

【0050】

上述の開示では、ステータコア１３１０の磁束遮断部１３１３を真鍮製としたが、樹脂等他の非磁性材料を用いることも可能である。また、保持溝１３１２の部分を空間として非磁性材料を充填させなくても、磁束遮断部１３１３を構成することは可能である。

【0051】

上述の開示では、制御装置５０は電磁弁１３０をデューティ比制御した。流量を連続的に制御することができ、デューティ比制御は望ましい制御である。ただ、用途に応じては、オンオフ制御とデューティ比制御とを組み合わせてもよく、オンオフ制御のみとすることも可能である。

【0052】

また、パージバルブ１００は、本開示の流量制御弁の望ましい使用例であるが、本開示は大流量と小流量との切り替えが行え、かつ、大流量小流量共に流量制御が行える制御弁として広範な用途を有している。

【符号の説明】

【0053】

１００ パージバルブ
１１０ ハウジング
１３０ 電磁弁
１３１０ ステータコア
１３１３ 磁束遮断部
１３２０ ムービングコア
１３２１ 永久磁石
１３２２ 磁束通路部
１６０ 通路室
１６１ 流入通路
１６３ 弁座
１６４ 流出通路
１７０ 第１弁体
１８０ 第２弁体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】