特開 2022-155153 流体制御弁

(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】P2022155153

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】流体制御弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20221005BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 305L

F16K31/06 305J

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021058507

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(72)【発明者】

【氏名】高橋 拓也

(72)【発明者】

【氏名】條 祐樹

【テーマコード（参考）】

3H106

【Ｆターム（参考）】

3H106DA07

3H106DA12

3H106DA23

3H106DB02

3H106DB12

3H106DB23

3H106DB32

3H106DC02

3H106DC17

3H106DD05

3H106EE34

3H106EE39

3H106GA15

3H106GB05

3H106GB06

3H106GB11

3H106KK05

(57)【要約】

【課題】流体制御弁において流体を所望の流量で流通させると共に小型化を実現する。
【解決手段】流体制御弁１０のハウジング１２が、導入管２２側に設けられ弁体１４の着座する第１テーパ部４６と、該第１テーパ部４６の径方向外側に設けられ前記弁体１４及びプランジャ１６を導出管２４側へ向けて軸方向他端側へ付勢するスプリング８８とを備えている。また、弁体１４は、第１テーパ部４６に着座する弁部６６と、スプリング８８の軸方向他端が当接する第１円環部６８と、プランジャ１６の軸方向一端が当接する第２円環部７０と、該第２円環部７０に形成され前記プランジャ１６の内周面１６ａに対して径方向にクリアランスを有した状態で係合される複数の突出片７４とを有している。第１及び第２円環部６８、７０の外周径が、プランジャ１６の外周径よりも小さく形成される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延在し流体の供給される導入ポート及び導出ポートを有したハウジングと、該ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる弁体と、該弁体を前記軸方向に付勢する円筒状のプランジャと、通電作用下に励磁するコイルを有し前記プランジャを軸方向に付勢するソレノイド部とを備え、前記プランジャと共に前記弁体が軸方向に移動することで前記導入ポートと前記導出ポートとの連通状態を制御する流体制御弁において、
前記ハウジングには、前記導入ポート側に設けられ前記弁体の着座するシート部と、前記シート部の径方向外側に設けられ前記弁体及び前記プランジャを前記導出ポート側へ向けて前記軸方向に付勢するスプリングとを備え、
前記弁体は、前記シート部に着座する弁部と、前記プランジャの軸方向端部に当接するプランジャ当接部と、前記プランジャの内周面に対して径方向に隙間を有した状態で該プランジャと係合する突出片と、前記スプリングの軸方向端部を保持するスプリング当接部とを有し、
前記弁体の外周径が前記プランジャの外周径よりも小さく設定される、流体制御弁。

【請求項2】

請求項１記載の流体制御弁において、
前記シート部及び前記弁部は、前記流体の供給される前記導入ポートから前記導出ポート側へ向けて徐々に拡径する略円錐形状に形成される、流体制御弁。

【請求項3】

請求項１又は２記載の流体制御弁において、
前記弁体において、前記プランジャ当接部と前記スプリング当接部とが前記軸方向に離間して設けられると共に、複数の連結部材によって互いに連結される、流体制御弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁体を変位させることで流路を流れる流体の流通状態を制御する流体制御弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から筒状のボディの内部に軸方向に沿って変位自在な弁体を備え、該ボディの内部を流通する流体の流通状態を制御する流体制御弁が知られている。この流体制御弁は、例えば、特許文献１に開示されるように、中間ハウジングと、該中間ハウジングの一端側に設けられる流入側ハウジングと、該中間ハウジングの他端に接続される流出側ハウジングとを備え、前記中間ハウジングと前記流入側ハウジングとの間には、弁部を含む弁体支持部材を軸方向に沿って摺動自在に支持する第１摺動支持部が設けられている。

【0003】

また、弁体支持部材の下端が、電磁ソレノイド部の励磁作用下に可動するプランジャの上端に当接し、このプランジャは、中間ハウジングにおいて外周側に設けられた第２摺動支持部によって軸方向に移動自在に支持されている。

【0004】

そして、電磁ソレノイド部の励磁作用下にプランジャが第２摺動支持部に沿って移動することで、弁座に着座していた弁部を含む弁体支持部材が第１摺動支持部に沿って下降し、流入側ハウジングに供給された流体が、第１摺動支持部から中間ハウジングの内部へと導入され、プランジャの内部を通じて流出側ハウジングへと流通する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１４８２８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した流体制御弁では、第１摺動支持部によって弁部を含む弁部支持部材の外周側を径方向へ支持することで、弁座に対する弁部の径方向へのずれ及び軸線の傾きを抑制する構成としているが、前記第１摺動支持部の分だけ流体が流通する流路断面積が径方向に小さくなってしまうと共に、流体が所望の流量で流通できるように流路断面積を確保した場合、前記第１摺動支持部を径方向に拡大させる必要があり、それに伴って、流体制御弁が径方向に大型化してしまうという問題がある。

【0007】

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、流体を所望の流量で流通させると共に小型化を図ることが可能な流体制御弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、軸方向に延在し流体の供給される導入ポート及び導出ポートを有したハウジングと、ハウジングの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられる弁体と、弁体を軸方向に付勢する円筒状のプランジャと、通電作用下に励磁するコイルを有しプランジャを軸方向に付勢するソレノイド部とを備え、プランジャと共に弁体が軸方向に移動することで導入ポートと導出ポートとの連通状態を制御する流体制御弁において、
ハウジングには、導入ポート側に設けられ弁体の着座するシート部と、シート部の径方向外側に設けられ弁体及びプランジャを導出ポート側へ向けて軸方向に付勢するスプリングとを備え、
弁体は、シート部に着座する弁部と、プランジャの軸方向端部に当接するプランジャ当接部と、プランジャの内周面に対して径方向に隙間を有した状態でプランジャと係合する突出片と、スプリングの軸方向端部を保持するスプリング当接部とを有し、
弁体の外周径がプランジャの外周径よりも小さく設定される。

【0009】

本発明によれば、導入ポート及び導出ポートを有したハウジングが、導入ポート側に設けられ弁体の着座するシート部と、シート部の径方向外側に設けられ弁体及びプランジャを導出ポート側へ向けて軸方向に付勢するスプリングとを備えている。また、弁体は、シート部に着座する弁部と、スプリングの軸方向端部が当接するスプリング当接部と、プランジャの軸方向端部が当接するプランジャ当接部と、プランジャの内周面に対して径方向に隙間を有した状態でプランジャと係合する突出片とを備え、この弁体の外周径がプランジャの外周径よりも小さく形成されている。

【0010】

従って、ハウジングの内部で弁体が軸方向に移動する際、弁体の外周面がハウジングに対して摺動することがなく、しかも、スプリングによってハウジングに対して同軸となるように径方向に位置調整される。そのため、プランジャと別体に構成された弁体を円滑に作動させることができると共に、弁部をシート部に対して確実且つ高精度に着座させることでシール性を確保することができる。

【0011】

その結果、弁部を軸方向へ移動可能に支持している従来の流体制御弁における第１摺動支持部を設けることなく、スプリングによってハウジングに対する弁体の同軸性を確保可能とすることで流路断面積を減少させることがないため、流体を所望の流量で流通させつつ径方向に小型化を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、以下の効果が得られる。

【0013】

すなわち、弁体が、ハウジングのシート部に着座する弁部と、スプリングの軸方向端部が当接するスプリング当接部と、プランジャの軸方向端部が当接するプランジャ当接部と、プランジャの内周面に対して径方向に隙間を有した状態でプランジャと係合する突出片とを備えており、弁体の外周径をプランジャの外周径よりも小さく形成することにより、ハウジングの内部で弁体が軸方向に移動する際、弁体の外周面がハウジングに対して摺動することがなく、さらに、スプリングによってハウジングに対して弁体が同軸となるように径方向に位置調整することができる。そのため、プランジャと別体で構成された弁体を、円滑に作動させることができると共に、弁部をシート部に対して確実且つ高精度に着座させることでシール性を確保することが可能となる。

【0014】

その結果、弁部を軸方向へ移動自在に支持するための第１摺動支持部を有した従来の流体制御弁と比較し、スプリングによってハウジングに対する弁体の同軸に維持可能とすることで、第１摺動支持部を不要として所望の流路断面積を確保することができるため、流体を所望の流量で流通させつつ径方向に小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る流体制御弁の弁開状態を示す全体断面図である。

【図2】図１の流体制御弁における弁体及びソレノイド部近傍を示す拡大断面図である。

【図3】図１及び図２の流体制御弁を構成する弁体の外観斜視図である。

【図4】図３の弁体の全体側面図である。

【図5】図３の弁体を突出片側から見た平面図である。

【図6】図１に示す流体制御弁の弁閉状態を示す全体断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係る流体制御弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【0017】

この流体制御弁１０は、図１及び図２に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２の内部に変位自在に設けられる弁体１４と、前記弁体１４と略同軸状に設けられるプランジャ１６と、通電作用下に前記プランジャ１６を軸方向（矢印Ａ方向）に付勢するソレノイド部１８とを備える。

【0018】

なお、以下、流体制御弁１０が流体として冷却水の流通する冷却水回路に用いられる場合について説明すると共に、図１において、紙面の上下方向を軸方向と称すると共に、ハウジング１２の導入管２２側を軸方向一方側（矢印Ａ方向）と称し、該ハウジング１２の導出管２４側を軸方向他方側（矢印Ｂ方向）と称する。

【0019】

ハウジング１２は、例えば、樹脂製材料から形成され、円筒状に形成されるボディ本体２０と、該ボディ本体２０の軸方向一端（矢印Ａ方向）に接続され冷却水の導入される導入管（導入ポート）２２と、該ボディ本体２０の軸方向他端（矢印Ｂ方向）に接続され前記冷却水の導出される導出管（導出ポート）２４とを備える。

【0020】

ボディ本体２０は、軸方向一端及び軸方向他端に形成される第１及び第２開口部２６、２８と、外周面から径方向外側へ突出したコネクタ部３０と、ソレノイド部１８を収容可能に内部に形成される収容室３２とを有し、前記第１及び第２開口部２６、２８は、ボディ本体２０の軸線Ｌ１と略直交するように形成された軸方向一端及び軸方向他端の中心に開口すると共に、第１開口部２６と第２開口部２８とが略同一直径で同軸状に形成される。

【0021】

また、ボディ本体２０の軸方向一端及び軸方向他端には、第１及び第２開口部２６、２８から径方向外側となる位置に、軸方向に窪んだ環状の第１及び第２溝部３４、３６が形成される。第１及び第２溝部３４、３６は、同一直径で形成されると共に、軸方向に沿った深さも同一となるように形成されている。

【0022】

導入管２２は、管状に形成される第１管体部３８と、該第１管体部３８の軸方向他端に形成され径方向に拡径した第１フランジ部４０と、前記第１管体部３８と前記第１フランジ部４０とを接続する第１接続部４２とを備える。

【0023】

第１管体部３８は、略一定径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さだけ延在し、内部に冷却水の導入され流通する導入路４４が形成されると共に、該導入路４４の軸方向他端には、ボディ本体２０側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に拡径する第１テーパ部（シート部）４６が形成される。そして、第１管体部３８の軸方向一端には、図示しない配管を介して冷却水を供給するための冷却水供給手段（図示せず）が接続される。

【0024】

第１フランジ部４０は、ボディ本体２０の軸方向一端に接続可能に形成され、第１管体部３８の軸線Ｌ１と略直交するように後述する第１接続部４２の外周面から径方向外側へ向けて拡がるように形成される。

【0025】

この第１フランジ部４０には、ボディ本体２０に臨む面から軸方向（矢印Ｂ方向）に突出した環状の第１環状凸部４８を備え、前記ボディ本体２０の軸方向一端に第１フランジ部４０を当接させた際、第１溝部３４の内部に挿入されることで導入管２２がボディ本体２０に対して同軸となるように位置決めされる。すなわち、導入管２２の軸線Ｌ１とボディ本体２０の軸線Ｌ１とが一致するように位置決めされる。

【0026】

第１接続部４２は、第１管体部３８の軸方向他端において径方向外側へ拡径した円筒状に形成され、その軸方向一端が径方向内側へ延在することで前記第１管体部３８と接続されると共に、軸方向他端が、ボディ本体２０の第１開口部２６に臨むように配置される。また、第１接続部４２の軸方向他端は、ボディ本体２０に当接する第１フランジ部４０の当接面よりも第１管体部３８側（矢印Ａ方向）となる位置に設けられる。

【0027】

そして、第１接続部４２の軸方向一端は、第１管体部３８の軸方向他端に対してボディ本体２０から離間する方向（矢印Ａ方向）へ軸方向に所定距離だけオフセットして設けられ、前記第１接続部４２の軸方向一端と前記第１管体部３８との間には、軸方向一端側（矢印Ａ方向）へ向けて窪んだ環状の第１凹部５０が形成される。

【0028】

この第１凹部５０には、第１テーパ部４６の径方向外側となる位置に形成されると共に、第１管体部３８と同軸となるように形成され、後述するスプリング８８の一端部が挿入される。すなわち、第１凹部５０は、スプリング８８の一端部を保持可能なスプリング保持部として機能する。

【0029】

導出管２４は、上述した導入管２２と同一形状に形成され、管状に形成される第２管体部５２と、該第２管体部５２の軸方向一端に形成され径方向に拡径した第２フランジ部５４と、前記第２管体部５２と前記第２フランジ部５４とを接続する第２接続部５６とを備える。

【0030】

第２管体部５２は、略一定径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さだけ延在し、内部に冷却水の導出される導出路５８が形成されると共に、該導出路５８の軸方向一端には、ボディ本体２０側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に拡径する第２テーパ部６０が形成される。そして、第２管体部５２の軸方向他端には、ボディ本体２０の内部を流通した冷却水の必要とされる図示しない装置が配管を介して接続される。

【0031】

第２フランジ部５４は、ボディ本体２０の軸方向他端に接続可能に形成され、第２管体部５２の軸線Ｌ１と略直交するように後述する第２接続部５６の外周面から径方向外側へ向けて拡がるように形成される。

【0032】

この第２フランジ部５４には、ボディ本体２０に臨む面から軸方向（矢印Ａ方向）に突出した環状の第２環状凸部６２を備え、前記ボディ本体２０の軸方向他端に第２フランジ部５４を当接させた際、第２溝部３６の内部に挿入されることで導出管２４がボディ本体２０に対して同軸となるように位置決めされる。すなわち、導出管２４の軸線Ｌ１とボディ本体２０の軸線Ｌ１とが一致するように位置決めされる。

【0033】

第２接続部５６は、第２管体部５２の軸方向他端において径方向外側へ拡径した円筒状に形成され、その軸方向他端が径方向内側へ延在することで前記第２管体部５２と接続されると共に、軸方向一端が、ボディ本体２０の第２開口部２８に臨むように配置される。また、第２接続部５６の軸方向一端は、ボディ本体２０に当接する第２フランジ部５４の当接面よりも第２管体部５２側（矢印Ｂ方向）となる位置に設けられる。

【0034】

そして、第２接続部５６の軸方向他端は、第２管体部５２の軸方向他端に対してボディ本体２０から離間する方向（矢印Ｂ方向）へ軸方向に所定距離だけオフセットして設けられ、前記第２接続部５６の軸方向他端と前記第２管体部５２との間には、軸方向他端側（矢印Ｂ方向）へ向けて窪んだ環状の第２凹部６４が形成される。

【0035】

上述した導入管２２及び導出管２４は、例えば、第１及び第２フランジ部４０、５４がそれぞれボディ本体２０の軸方向一端及び軸方向他端に当接すると共に、第１及び第２環状凸部４８、６２が第１及び第２溝部３４、３６に挿入され前記ボディ本体２０に対して位置決めされた状態で、溶着等によって一体的に接合される。

【0036】

弁体１４は、図１～図５に示されるように、例えば、樹脂製材料から一体成形で形成され、軸方向一端に形成される弁部６６と、該弁部６６に対して軸方向他端側（矢印Ｂ方向）に設けられる第１円環部（スプリング当接部）６８と、該第１円環部６８に対してさらに前記軸方向他端側に設けられる第２円環部（プランジャ当接部）７０と、第１円環部６８と第２円環部７０とを接続する複数の連結部（連結部材）７２と、前記第２円環部７０から軸方向（矢印Ｂ方向）に突出してプランジャ１６を保持する複数の突出片７４とを備える。

【0037】

弁部６６は、ハウジング１２の内部において、軸方向一端側（矢印Ａ方向）となり、且つ、導入管２２の第１テーパ部４６に臨むように配置されると共に、軸方向から見て円形状に形成される。この弁部６６は、軸方向他端側（矢印Ｂ方向）に軸方向と直交して平坦に形成された平坦面７６を有すると共に、軸方向一端側（矢印Ａ方向）には、前記平坦面７６に対して軸方向一端側に向けて徐々に縮径する着座面７８を有している。着座面７８は、軸方向に沿って徐々に外周径の変化するテーパ状に形成され、弁部６６の軸線Ｌ２に対する傾斜角度θ１（図４参照）が、第１テーパ部４６の傾斜角度θ２（図２参照）と同一となるように形成される（θ１＝θ２）。

【0038】

すなわち、図６に示されるように、弁体１４の軸方向一端側（矢印Ａ方向）への移動に伴って弁部６６が第１テーパ部４６へと当接すると共に、前記第１テーパ部４６に弁部６６の着座面７８が面接触するように密着することで、ハウジング１２の軸線Ｌ１に対して弁体１４の軸線Ｌ２が同軸状となるように調整される。換言すれば、ハウジング１２に対する弁体１４のセンタリングがなされる。

【0039】

また、弁部６６の平坦面７６には、軸中心から軸方向他端側（矢印Ｂ方向）へ立設した脚部８０が形成される。脚部８０は、その軸中心から径方向外側へ向けて延在する４つのリブ８２を有すると共に、その軸方向他端が、第１円環部６８の内周面を接続する接続片８４の中央に接続されている。

【0040】

複数のリブ８２は、弁部６６の平坦面７６に接続される軸方向一端が最も幅広状に形成され、軸方向他端側となる第１円環部６８側（矢印Ｂ方向）へ向けて徐々に幅狭状となるように形成されると共に、弁体１４の軸方向から見て周方向に等間隔離間するように形成されている。換言すれば、４つのリブ８２は、図５に示されるように、弁体１４の軸方向から見て略十文字状に形成される。

【0041】

第１円環部６８は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に一定厚さで形成され、その内部に軸方向に貫通した第１連通孔８６を有し、弁体１４の軸方向と直交するように設けられると共に、前記第１連通孔８６には、直線状に形成され内周面に接続される接続片８４を備えている。また、図４及び図５に示されるように、第１円環部６８の外周径Ｄ１は、後述するプランジャ１６の外周径Ｄ２よりも小さく設定される（Ｄ１＜Ｄ２）。

【0042】

接続片８４は、一定幅で第１円環部６８の中心を通るように第１連通孔８６の内部で一直線状に形成され、その一端及び他端がそれぞれ内周面に接続されている。これにより、第１連通孔８６は、接続片８４によって約等分となるように２分割される（図５参照）。

【0043】

また、第１円環部６８には、図１及び図２に示されるように、その下面と導入管２２の第１凹部５０との間にスプリング８８が介装されている。スプリング８８は、例えば、コイルスプリングからなり、その軸方向一端が第１凹部５０へと挿入され、軸方向他端が前記第１円環部６８の下面に当接することで軸方向に保持されている。そして、スプリング８８の弾発力によって第１円環部６８が導入管２２から離間する方向、すなわち、導出管２４側（矢印Ｂ方向）へ向けて付勢されている。

【0044】

さらに、スプリング８８は、その軸方向一端が第１凹部５０に挿入され、且つ、軸方向他端が第１円環部６８に当接した状態で径方向に係合されているため、ハウジング１２の軸線Ｌ１及び弁体１４の軸線Ｌ２と同軸状に保持された状態となる。

【0045】

そのため、弁体１４は、スプリング８８の弾発作用下に軸線Ｌ２（軸心）が常にハウジング１２の軸線Ｌ１（軸心）と一致するように径方向に調整されることで、前記弁体１４の弁部６６と該弁部６６の着座するハウジング１２の第１テーパ部４６とが常に同軸状に配置された状態となる。

【0046】

第２円環部７０は、第１円環部６８と略同一形状に形成され、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定間隔離間して略平行に形成され、その内部には軸方向に貫通した第２連通孔９０が形成される。また、第２円環部７０は、第１円環部６８に対して複数の連結部７２によって連結される。

【0047】

連結部７２は、例えば、弁体１４の軸方向から見て断面矩形状に形成され、第１及び第２円環部６８、７０の周方向に等間隔離間して４本設けられると共に、軸方向に沿ってそれぞれ延在し、前記第１円環部６８の内縁部近傍となる面と前記第１円環部６８の内縁部近傍となる面とを接続している。

【0048】

また、連結部７２は、第１及び第２連通孔８６、９０側へと突出することはなく、第１及び第２円環部６８、７０の内周面よりも径方向外側となる位置に配置される。

【0049】

突出片７４は、例えば、連結部７２と同様に、弁体１４の軸方向から見て断面矩形状に形成されると共に、前記連結部７２と同一の数量及び位置となるように形成され、第２円環部７０の上面に対して所定高さだけ軸方向（矢印Ｂ方向）へ突出して形成される。すなわち、突出片７４は、連結部７２と同数となる４本設けられる。また、図２に示されるように、突出片７４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った高さＨ１は、図６に示される弁閉状態から図１及び図２に示される弁開状態まで弁体１４が移動する際の軸方向に沿ったストローク距離Ｈ２よりも長く形成されている（Ｈ１＞Ｈ２）。

【0050】

そして、複数の突出片７４の外周側には、後述するプランジャ１６の軸方向一端が挿通され、図５に示されるように、４本の突出片７４の外周部を通る仮想円Ｅの直径が、後述するプランジャ１６の内周面１６ａよりも小さく形成される。

【0051】

プランジャ１６は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、その内周面１６ａが軸方向に沿って一定径で形成されると共に、外周面も軸方向に沿って一定径で形成され、その外周径Ｄ２が、弁体１４における第１及び第２円環部６８、７０の外周径Ｄ１よりも大きく形成されている（Ｄ２＞Ｄ１）。

【0052】

そして、プランジャ１６は、ハウジング１２（ボディ本体２０）の内部において、弁体１４の軸方向他端側に配置され第２円環部７０の上面に当接すると共に、導出管２４の軸方向一端に臨むように収容される。また、プランジャ１６は、弁体１４側となる軸方向一端において、複数の突出片７４の外側となるように設けられ、その内周面１６ａと突出片７４との間には径方向に所定間隔のクリアランスＣを有している。すなわち、プランジャ１６は、突出片７４が内部に挿通された弁体１４の軸方向他端に対してクリアランスＣの分だけ径方向に相対移動可能に保持されている。

【0053】

また、プランジャ１６は、スプリング８８の弾発作用下に弁体１４を介して導出管２４側（矢印Ｂ方向）へと付勢された際、その軸方向他端が前記導出管２４における第２接続部５６の軸方向一端に当接することで係止される。換言すれば、第２接続部５６の軸方向一端は、プランジャ１６の軸方向他端側（矢印Ｂ方向）への移動を規制するストッパとして機能する。

【0054】

ソレノイド部１８は、図１及び図２に示されるように、コイル９２への通電作用下に磁力を発生して軸方向の推力を得るものであり、ハウジング１２における収容室３２に配設され、コイル９２の巻回されるボビン９４と、前記コイル９２及び前記ボビン９４の外周側に設けられるヨーク９６と、前記ハウジング１２に対して保持された固定コア９８と、該固定コア９８の内部に設けられるスリーブ１０４とを有し、前記スリーブ１０４の内部にプランジャ１６が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられている。

【0055】

ボビン９４は樹脂製材料から円筒状に形成され、その外周面にコイル９２が複数回巻回されると共に、コイル９２が、コネクタ部３０の内部に設けられた端子１００と電気的に接続される。ヨーク９６は、磁性材料から形成され、ボビン９４及びコイル９２の外周側及び軸方向他端を覆うように設けられる。

【0056】

固定コア９８は、金属製材料から円筒状に形成され、ボビン９４の内周側に設けられると共に内周面が弁体１４に臨むように設けられ、軸方向一端に形成された鍔部１０２が、ボディ本体２０の軸方向他端に保持されている。そして、固定コア９８の内周側に沿うように円筒状のスリーブ１０４が設けられている。

【0057】

本発明の実施の形態に係る流体制御弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図１に示される弁体１４の弁部６６が導入管２２の第１テーパ部４６から離間した弁開状態を初期状態として説明する。

【0058】

先ず、図１に示される流体制御弁１０の弁開状態では、ソレノイド部１８が非通電状態にあり、スプリング８８の弾発作用下に弁体１４の弁部６６がシート部となる第１テーパ部４６から導出管２４側へと離間して導入管２２の導入路４４と導出管２４の導出路５８とが連通した状態にある。

【0059】

この弁開状態において、図示しない冷却水供給源から配管を通じて供給される冷却水が、導入管２２の導入路４４を通じて第１開口部２６からハウジング１２の収容室３２へと導入される。この際、導入路４４の軸方向他端となる第１テーパ部４６が下流側（矢印Ｂ方向）に向けて拡径するテーパ状に形成されると共に、該第１テーパ部４６に臨む弁体１４の弁部６６が軸方向他端側（矢印Ｂ方向）に徐々に拡径する略円錐形状に形成されているため、冷却水が導入管２２からボディ本体２０の内部へと流入する際の流通抵抗が好適に低減され円滑に流通する。

【0060】

このボディ本体２０の収容室３２に流入した冷却水は、弁部６６の外周面に沿って流れた後に、第１円環部６８と固定コア９８との間（弁体１４の外側）を通じて軸方向他端側へと流れると共に、第１連通孔８６を通じて第１円環部６８の内側（弁体１４の内側）を軸方向他端側へと流れる。また、第１円環部６８の外周側を流れる冷却水は、該第１円環部６８の下流側において複数の連結部７２の間の開口した部位から内周側へと流れて軸方向他端側（矢印Ｂ方向）へ流れる。

【0061】

そして、第１円環部６８の下流側へ流れた冷却水は、第２円環部７０において第２連通孔９０を通じて軸方向他端側（矢印Ｂ方向）となる下流側へと流れ、プランジャ１６の内側を通過した後に、第２開口部２８から導出管２４の導出路５８を通じて図示しない装置へと供給される。

【0062】

すなわち、第１円環部６８と第２円環部７０との間において、複数の連結部７２の間を通じて弁体１４の外周側から径方向内側に向かう流路を設けることで、多くの流通経路を通じて冷却水を下流側へと流通させることができる。

【0063】

次に、上述した弁開状態から弁体１４の弁部６６を第１テーパ部４６へと着座させる流体制御弁１０の弁閉状態へと切り替える場合について説明する。

【0064】

先ず、図示しないコントローラからの制御信号が配線を介してコネクタ部３０の端子１００へと入力されることで、コイル９２が通電して励磁することで磁束が生じる。この磁束は、固定コア９８、コイル９２、ヨーク９６及びプランジャ１６を回るように流れ、発生する磁力によって前記プランジャ１６が固定コア９８側（矢印Ａ方向）へと吸引される。

【0065】

これにより、プランジャ１６がスリーブ１０４に沿って弁体１４側へと移動し、その軸方向一端が弁体１４の第２円環部７０を押圧することで、スプリング８８の弾発力に抗して前記弁体１４が導入管２２側（矢印Ａ方向）へと移動することで、弁部６６（着座面７８）が第１テーパ部４６に当接して導入路４４の軸方向他端が閉塞される。また、略円錐形状の弁部６６がテーパ状の第１テーパ部４６に沿うように移動して当接することで、前記弁体１４の軸線Ｌ２が前記第１テーパ部４６を有した導入管２２の軸線Ｌ１と同軸となるように径方向に調整されると共に、同軸状に配置された弁部６６と第１テーパ部４６とを当接させることで、より高精度に両者を密着させてシート性を高めることが可能となる。

【0066】

その結果、導入管２２の導入路４４とボディ本体２０の内部との連通が遮断され、前記ボディ本体２０を通じた冷却水の導出管２４側への流通が停止する。

【0067】

この際、弁体１４において最も外周径の大きな第１及び第２円環部６８、７０の外周径Ｄ１が、プランジャ１６の外周径Ｄ２よりも小さく形成されているため、前記弁体１４が軸方向に移動する際に、スリーブ１０４の内周面に摺動することがなく、前記弁体１４を円滑に作動させることが可能となる。

【0068】

また、弁体１４の弁部６６が、上流側となる導入管２２側（矢印Ａ方向）へ向かって徐々に縮径する略円錐形状に形成されているため、冷却水の流れに逆らうように前記弁体１４を前記導入管２２側へと移動させる際の作動抵抗を抑制することができ、前記弁体１４を流体の流通方向と直交する平面状に形成した従来の流体制御弁と比較し、より小さな力で弁閉状態とすることが可能となる。

【0069】

さらに、突出片７４の高さＨ１が、弁体１４のストローク距離Ｈ２よりも大きく形成されているため、前記弁体１４が第１テーパ部４６に着座した弁閉状態から弁開状態に至るまでの軸方向に沿った作動範囲の全域において、導出管２４における第２接続部５６の軸方向一端と突出片７４との間の軸方向距離が、プランジャ１６の軸方向長さよりも小さくなる。そのため、プランジャ１６が突出片７４から上方（矢印Ｂ方向）へと脱抜してしまうことが防止され、前記突出片７４の外周側に係合された状態で常に維持される。

【0070】

以上のように、本実施の形態では、冷却水の供給される導入管２２及び導出管２４を有したハウジング１２が、前記導入管２２側に設けられ弁体１４の着座する第１テーパ部４６と、該第１テーパ部４６の径方向外側に設けられ前記弁体１４及び前記プランジャ１６を前記導出管２４側へ向けて前記軸方向他端側へ付勢するスプリング８８とを備えている。また、弁体１４は、プランジャ１６と別体に構成され、第１テーパ部４６に着座する弁部６６と、スプリング８８の軸方向他端が当接する第１円環部６８と、プランジャ１６の軸方向一端が当接する第２円環部７０と、前記第２円環部７０に形成され前記プランジャ１６の内周面１６ａに対して径方向にクリアランスＣを有した状態で係合される複数の突出片７４とを有し、前記第１及び第２円環部６８、７０の外周径Ｄ１を前記プランジャ１６の外周径Ｄ２よりも小さく形成している。

【0071】

従って、ハウジング１２の内部で弁体１４が軸方向に移動する際、弁体１４の第１及び第２円環部６８、７０の外周面が前記ハウジング１２に対して摺動することがないため円滑に作動させることができ、しかも、弁体１４とプランジャ１６とを別体として弁体１４に対してプランジャ１６を径方向に移動自在に係合させることで、スプリング８８によって弁体１４がハウジング１２に対して同軸状となるように径方向に位置調整することができ、前記プランジャ１６の傾きや軸線のずれの影響を前記弁体１４が受けることが回避される。

【0072】

その結果、スプリング８８によって径方向に位置調整のなされた弁体１４を第１テーパ部４６に対して確実且つ高精度に着座させてシール性を確保することが可能となり、しかも、弁部を軸方向へ移動可能に支持するための第１摺動支持部を備えていた従来の流体制御弁と比較し、該第１摺動支持部を設ける必要がないため、径方向に十分な流路断面積を確保することが可能となり、冷却水を所望の流量で流通させつつ、該第１摺動支持部を設けた場合と比較して径方向に小型化を図ることが可能となる。

【0073】

また、弁体１４の弁部６６及び導入管２２の第１テーパ部４６を、冷却水の導入される導入管２２から導出管２４側へ向けて徐々に拡径する略円錐形状にそれぞれ形成しているため、弁閉時において前記弁部６６が前記第１テーパ部４６に沿うように当接することで、弁部６６を含む弁体１４の軸心（軸線Ｌ２）と前記第１テーパ部４６を含む導入管２２の軸心（軸線Ｌ１）とが一致するように径方向に調整することができると共に、前記弁体１４が前記第１テーパ部４６から離間した弁開状態において、弁部６６の外周面に沿って流れる冷却水の流通抵抗を抑制することができる。

【0074】

さらに、弁体１４における第１円環部６８と第２円環部７０とが軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定距離だけ離間して設けられると共に、前記第１円環部６８と前記第２円環部７０とを複数の連結部７２で互いに連結する構成としているため、例えば、前記第１円環部６８と前記第２円環部７０との間を中実体で構成した場合と比較して弁体１４の軽量化を図ることができると共に、その内部に冷却水が流通可能な流路を確保することが可能となる。さらに、弁体１４を軽量化することで該弁体１４を付勢するプランジャ１６を含む可動部の全体を軽量化することができる。

【0075】

さらにまた、樹脂製材料から弁体１４を形成することで、金属製材料から形成した場合と比較して軽量化を図ることが可能となり、それに伴って、前記弁体１４を軸方向に付勢するためのプランジャ１６の軽量化を図ることができるため、前記プランジャ１６及び前記弁体１４からなる可動部の重量を低減することができる。その結果、プランジャ１６を付勢するためのソレノイド部１８を小型化できると共に、耐振性を高めることができる。

【0076】

一方、上述した流体制御弁１０を構成する弁体１４では、スプリング８８の当接する第１円環部６８と、プランジャ１６の当接する第２円環部７０とを別に備える構成としているが、これに限定されるものではなく、前記スプリング８８及び前記プランジャ１６の当接する単一の円環部を備える構成であってもよい。

【0077】

また、ハウジング１２を構成する導入管２２及び導出管２４を同一形状で形成することで、部品を共用することが可能となり、それに伴って、部品点数の削減を図ると共に製造コストの削減を図ることができ、さらに、流体制御弁１０に組み付ける際の誤組付を防止することができる。

【0078】

さらに、上述した流体制御弁１０において、流通状態の制御される流体は冷却水に限定されるものではない。

【0079】

なお、本発明に係る流体制御弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

【符号の説明】

【0080】

１０…流体制御弁 １２…ハウジング
１４…弁体 １６…プランジャ
１８…ソレノイド部 ２２…導入管
２４…導出管 ４６…第１テーパ部
６６…弁部 ６８…第１円環部
７０…第２円環部 ７２…連結部
８８…スプリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】