特許 7462964 パイロット式電磁弁

(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】

(24)【登録日】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】パイロット式電磁弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20240401BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 305L

F16K31/06 305K

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021187122

(22)【出願日】2021-11-17

(65)【公開番号】P2023074260

(43)【公開日】2023-05-29

【審査請求日】2022-08-17

(73)【特許権者】

【識別番号】391002166

【氏名又は名称】株式会社不二工機

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 尚敬

(72)【発明者】

【氏名】宗像 恭輔

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３５２４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０３５７５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－１１６７２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－０９２８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７８４１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００３７０１８（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４８２７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １／００ － ６／００

Ｆ１６Ｋ ３１／０６ － ３１／１１

Ｆ１６Ｋ ３１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記バネ本体は、前記主弁体の周面に密着して取り付けられる筒状をなす、
ことを特徴とするパイロット式電磁弁。

【請求項2】

入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記バネ本体は、前記弁本体の内周面に密着して取り付けられる筒状をなす、
ことを特徴とするパイロット式電磁弁。

【請求項3】

入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記主弁体は、金属製の弁体ケース部と、前記弁体ケース部に保持され前記弁座に着座可能な樹脂製の弁体とを有し、
前記バネ本体は、前記弁体ケース部に配設されたカシメ壁部を塑性変形させることにより、前記主弁体に取り付けられる、
ことを特徴とするパイロット式電磁弁。

【請求項4】

入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記主弁体は、金属製の弁体ケース部と、前記弁体ケース部に保持され前記弁座に着座可能な樹脂製の弁体とを有し、
前記バネ本体は、前記弁体ケース部と前記弁体との間に挟持されることにより、前記主弁体に取り付けられる、
ことを特徴とするパイロット式電磁弁。

【請求項5】

前記爪板部は、前記主弁体又は前記弁本体の係止部に当接し、
前記係止部は、前記入口開口よりも前記パイロット弁体側に配置されており、
前記爪板部は、前記主弁体が最大開弁位置に到達しても、前記係止部から係脱しない、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のパイロット式電磁弁。

【請求項6】

前記バネ本体は、周方向の１か所が途切れてなるカット部を有し、前記カット部を挟んだ前記バネ本体の周方向両端の間隔は、前記バネ本体を前記主弁体に取り付ける前よりも、前記バネ本体を前記主弁体に取り付けた後の方が大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載のパイロット式電磁弁。

【請求項7】

前記バネ本体は、周方向の１か所が途切れてなるカット部を有し、前記カット部を挟んだ前記バネ本体の周方向両端の間隔は、前記バネ本体を前記主弁体に取り付ける前よりも、前記バネ本体を前記主弁体に取り付けた後の方が小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のパイロット式電磁弁。

【請求項8】

前記主弁体は、前記バネ本体に係合する溝部を有する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載のパイロット式電磁弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パイロット式電磁弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電磁式アクチュエータによりパイロット弁体を駆動し、このパイロット弁体に応動して主弁体を開閉動作させることによって、流体の流路を開閉するパイロット式電磁弁が知られている。

【0003】

特許文献１には、通電励磁用のコイル、該コイルの内周側に配在された吸引子、及び吸引子に対向配置されたプランジャからなる電磁式アクチュエータによりパイロット弁体を開閉駆動し、このパイロット弁体に応動して主弁体を開閉するようにされたパイロット式電磁弁が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－９２８２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のパイロット式電磁弁においては、弁室内において冷媒が流入する入口開口に対向する位置に、コイルバネが位置されている。したがって、入口開口から冷媒が弁室に流入する際に、高い流体圧でコイルバネを側方から押圧し、それによりコイルバネに振動を発生させたり変位を生じさせることがあり、主弁体の不安定な動作を招くおそれがある。

【0006】

かかる問題を解消するには、コイルバネの位置を入口開口に対して軸線方向にシフトさせ、入口開口から流入する冷媒がコイルバネに直接当たらないようにすることが一案である。しかしながら、コイルバネの位置を入口開口に対して軸線方向にシフトさせると、主弁体の軸線方向長が長くなるため、閉弁時に主弁体の軸ずれを招きやすく、またパイロット式電磁弁も大型化することから、周囲部品との干渉やコストの増大などを招くため好ましくない。

【0007】

本発明は、コストを抑え小型化を図りつつも、安定した弁動作を実現するパイロット式電磁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】

本発明にかかるパイロット式電磁弁は、
入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記バネ本体は、前記主弁体の周面に密着して取り付けられる筒状をなす、ことを特徴とする。
本発明にかかるパイロット式電磁弁は、
入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記バネ本体は、前記弁本体の内周面に密着して取り付けられる筒状をなす、ことを特徴とする。
本発明にかかるパイロット式電磁弁は、
入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記主弁体は、金属製の弁体ケース部と、前記弁体ケース部に保持され前記弁座に着座可能な樹脂製の弁体とを有し、
前記バネ本体は、前記弁体ケース部に配設されたカシメ壁部を塑性変形させることにより、前記主弁体に取り付けられる、ことを特徴とする。
本発明にかかるパイロット式電磁弁は、
入口開口および出口開口に連通する弁室を備えた弁本体と、
前記弁本体に対して相対移動可能なパイロット弁体と、
前記パイロット弁体により開閉可能なパイロットポートを備え、前記弁本体に対して相対移動することにより、前記弁室内の弁座に対し着座または離間する主弁体と、
前記主弁体を、前記弁座から離間する側に付勢するバネ部材と、を有し、
前記バネ部材は、弾性変形可能な板材から形成されており、前記主弁体又は前記弁本体のいずれか一方に取り付けられるバネ本体と、前記バネ本体から延在して前記主弁体又は前記弁本体のいずれか他方に当接する爪板部と、を有し、
前記主弁体は、金属製の弁体ケース部と、前記弁体ケース部に保持され前記弁座に着座可能な樹脂製の弁体とを有し、
前記バネ本体は、前記弁体ケース部と前記弁体との間に挟持されることにより、前記主弁体に取り付けられる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、コストを抑え小型化を図りつつも、安定した弁動作を実現するパイロット式電磁弁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態のパイロット式電磁弁を示す縦断面図である。

【図2】図２（ａ）は、本実施形態のバネ部材の上面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態のバネ部材の縦断面図である。

【図3】図３は、主弁体にバネ部材を組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【図4】図４は、閉弁時におけるパイロット式電磁弁のパイロット弁体の付近を拡大して示す縦断面図である。

【図5】図５は、開弁時におけるパイロット式電磁弁のパイロット弁体の付近を拡大して示す縦断面図である。

【図6】図６は、第２実施形態のパイロット式電磁弁を示す縦断面図である。

【図7】図７（ａ）は、本実施形態のバネ部材の上面図であり、図７（ｂ）は、本実施形態のバネ部材の縦断面図である。

【図8】図８は、主弁体にバネ部材を組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【図9】図９は、第３実施形態のパイロット式電磁弁を示す縦断面図である。

【図10】図１０は、本実施形態の主弁体を下面視した図である。

【図11】図１１（ａ）は、本実施形態のバネ部材の上面図であり、図１１（ｂ）は、本実施形態のバネ部材の縦断面図である。

【図12】図１２は、主弁体にバネ部材を組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【図13】図１３は、第４実施形態のパイロット式電磁弁を示す縦断面図である。

【図14】図１４は、本実施形態の主弁体を下面視した図である。

【図15】図１５（ａ）は、本実施形態のバネ部材の上面図であり、図１５（ｂ）は、本実施形態のバネ部材の縦断面図である。

【図16】図１６は、主弁体にバネ部材を組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【図17】図１７は、第４実施形態の変形例にかかるバネ部材の縦断面図である。

【図18】図１８は、第４実施形態の別の変形例にかかるバネ部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係るパイロット式電磁弁の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書では、パイロット弁体から吸引子に向かう方向を上方とし、その逆方向を下方とする。

【0012】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のパイロット式電磁弁１を示す縦断面図であり、閉弁時の状態で示している。図２（ａ）は、本実施形態のバネ部材１７の上面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態のバネ部材１７の縦断面図であり、それぞれ自由状態で示している。図３は、主弁体１５にバネ部材１７を組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【0013】

図示例のパイロット式電磁弁１は、例えば冷却機等の冷凍サイクルに使用されるものであり、電磁式アクチュエータ２０と組み合わされて使用される。

【0014】

パイロット式電磁弁１は、弁本体１０と、弁本体１０に摺動自在に嵌挿された主弁体１５と、主弁体１５に対して相対移動可能なパイロット弁体３５と、パイロット弁体３５を保持するプランジャ３０と、プランジャ３０をガイドするガイドパイプ３２と、を備える。パイロット式電磁弁１の軸線をＬとする。

【0015】

金属（例えばステンレス）製である弁本体１０は、その内部に弁室ＣＡを備えてなり、側壁１２と底壁１３とを連設した有底円筒形状を有する。底壁１３の中央上面には、側壁１２と同軸に上方に突出する中空の内側円筒部１３ｂが連設され、その内側に、弁本体１０の外部と弁室ＣＡとを連通する出口開口１３ａが形成される。内側円筒部１３ｂの上端近傍は下部側よりも薄肉の形状となっている。また、内側円筒部１３ｂの上端内周が円錐状となり、弁座１４を構成する。出口開口１３ａに連通するようにして、流出管ＯＴが底壁１３にロウ付けなどにより接続固定されている。

【0016】

弁本体１０の側壁１２は、底壁１３側の厚肉部１２ａと、厚肉部１２ａよりも肉厚が薄い薄肉部１２ｂとを連設してなる。厚肉部１２ａと薄肉部１２ｂとの境界近傍内周には、段部１２ｃが形成されている。

【0017】

厚肉部１２ａには入口開口１２ｄが形成されており、入口開口１２ｄに連通するようにして、流入管ＩＴがロウ付けなどにより厚肉部１２ａに接続固定されている。流入管ＩＴの軸線をＯとする。

【0018】

入口開口１２ｄの上方（パイロット弁体３５側）における側壁１２の内周において、全周にわたって径方向内側に環状に突出した係止部１２ｅが形成されている。係止部１２ｅは、後述するバネ部材１７を弁本体１０に対して支持する機能を有する。

【0019】

図３において、金属（例えばステンレス）製である略円筒状の主弁体１５は、中央円筒部１５ａと、中央円筒部１５ａの周囲に同軸に配置された周囲円筒部１５ｂと、中央円筒部１５ａの上端と周囲円筒部１５ｂの中央とを連結するフランジ部１５ｃとを連設してなる。周囲円筒部１５ｂの外径は、弁本体１０の側壁１２の内径にほぼ等しく、弁本体１０の弁室ＣＡ内に主弁体１５が組み付けられたとき、側壁１２の内周面に対して周囲円筒部１５ｂの外周面が摺動可能に嵌合する。

【0020】

中央円筒部１５ａの軸線方向中間位置における外周に、外周溝（溝部）１５ｄが形成されている。外周溝１５ｄの底面の外径をφＡとし、外周溝１５ｄの幅（軸線方向長さ）をＷ１とする。外周溝１５ｄの下方側壁の縁には、面取り部（第１円錐部１５ｅ）が形成されており、また中央円筒部１５ａの下端外周には、第１円錐部１５ｅに対向して第２円錐部１５ｆが形成されている。第２円錐部１５ｆは、シール部であり、弁座１４に着座可能となっている。

【0021】

周囲円筒部１５ｂの下端内周に、径方向内側に突出するように環状凸部１５ｇが形成されており、環状凸部１５ｇの下端内周には、第３円錐部１５ｈが形成されている。なお、本実施の形態では、環状凸部１５ｇ及び第３円錐部１５ｈは必ずしも配設する必要はない。

【0022】

主弁体１５の中央には、軸線Ｌと同軸に、連通孔１５ｉが上下に貫通して形成されている。連通孔１５ｉの上端近傍には、それ以外の部位よりも縮径した縮径孔（パイロットポート）１５ｊが形成されている。縮径孔１５ｊの上端は主弁体１５の上面に形成された浅皿状の凹部１５ｓにて開口している。凹部１５ｓにパイロット弁体３５が着座可能となっており、パイロット弁体３５が凹部１５ｓに着座することにより縮径孔１５ｊが閉止される。

【0023】

主弁体１５のフランジ部１５ｃには、軸線方向に貫通する貫通孔１５ｋが形成されている。

【0024】

図２において、金属（例えばばね鋼材）製の板材から形成されるバネ部材１７は、筒状のバネ本体１７ａと、バネ本体１７ａの下端に連結された複数（ここでは４つ）の爪板部１７ｂとが連設されてなる。略矩形状の爪板部１７ｂは、周方向に等間隔に配置され、径方向及びバネ本体１７ａから軸線方向に沿って離間する方向に延在している。軸線に直交する面に対する爪板部１７ｂの角度θ１は、３０度以上、６０度以下であると好ましい。

【0025】

バネ本体１７ａは、隣接する爪板部１７ｂの間の１か所で途切れており、ここにカット部１７ｃを形成している。バネ本体１７ａの軸線方向高さＷ２（図３）は、主弁体１５の外周溝１５ｄの幅Ｗ１と等しいか、それより小さい。また、自由状態（外力が付与されない状態）で、バネ本体１７ａの内径φＢ（図２）は、主弁体１５の外周溝１５ｄの底面の外径φＡより小さい。バネ部材１７（後述する実施形態を含む）は、板材をプレス成形により加工することで安価に製造できる。

【0026】

バネ部材１７を主弁体１５に組み付ける場合、図３に示すように、バネ本体１７ａを中央円筒部１５ａの第２円錐部１５ｆに対向させて、バネ部材１７と主弁体１５とを整列させる。さらに、カット部１７ｃを広げるように力を付与することによりバネ本体１７ａを拡径して弾性変形させ、中央円筒部１５ａの第２円錐部１５ｆ側からバネ本体１７ａに嵌挿し、外周溝１５ｄに到達した時点で、バネ本体１７ａを拡径させた力を除荷する。

【0027】

外周溝１５ｄにてバネ本体１７ａを拡径させた力を除荷することにより、バネ本体１７ａの持つ弾性力で、バネ本体１７ａの内周面は外周溝１５ｄの底面に向かって押し付けられて密着係合し、摩擦により周方向に拘束される。このときφＡ＞φＢの関係より、カット部１７ｃを挟んだバネ本体１７ａの周方向両端の間隔は、バネ本体１７ａを主弁体１５に取り付ける前よりも、取り付けた後の方が大きくなる。バネ本体１７ａの上端及び下端は、外周溝１５ｄの両壁に当接することで、軸線方向に拘束される。以上で、バネ部材１７の主弁体１５への組み付けが完了する。

【0028】

図１において、電磁式アクチュエータ２０は、樹脂モールドされた通電励磁用のコイルユニット２２、このコイルユニット２２を覆うように配在されたハウジング２１、コイルユニット２２の上部内周側に配在されてボルト２８によりハウジング２１に固定された有底円筒状ないし円柱状の吸引子２５を備えている。吸引子２５は、プランジャ３０の上端に対向している。

【0029】

プランジャ３０は、下端近傍に縮径部３０ａを有し、また軸線Ｌに沿って貫通した縦穴３１を有する。縮径部３０ａの内部には、縦穴３１に連通した保持部３１ａが下端に開口して形成されており、保持部３１ａ内にはボールからなるパイロット弁体３５が収容されている。パイロット弁体３５は、その下面の一部を露出させた状態で、プランジャ３０の下端から筒状に突出したカシメ部３１ｂを内側にカシメることで固定されている。

【0030】

プランジャ３０の下方移動とともに、パイロット弁体３５が閉弁方向に移動し、プランジャ３０の上方移動と共に、パイロット弁体３５が開弁方向に移動する。プランジャ３０と主弁体１５との間に、背圧室ＣＤが形成される。

【0031】

一方、縦穴３１の上端近傍は拡径され、ばね収容室３１ｃが形成されている。ばね収容室３１ｃには、コイルばねからなる閉弁ばね２６が収容され、閉弁ばね２６の上端は吸引子２５の下面に当接し、閉弁ばね２６の下端は、ばね収容室３１ｃの底部に当接し、吸引子２５とプランジャ３０とが離間する方向に付勢している。縦穴３１に対し、保持部３１ａの近傍において、縦穴３１とプランジャ３０の外部とを連通する横穴（均圧穴）３３が形成されている。

【0032】

コイルユニット２２と吸引子２５との間に、薄肉のガイドパイプ３２が配置されている。ガイドパイプ３２の外径は、側壁１２の薄肉部１２ｂの内径に略等しい。ガイドパイプ３２内に、プランジャ３０が摺動自在に嵌挿されている。ガイドパイプ３２の上端３２ａは、吸引子２５の外周段差部にＴＩＧ溶接などによって固定されている。ガイドパイプ３２の下端３２ｂは、弁本体１０の段部１２ｃに嵌合配置された環状板からなるストッパ１８の上面に当接している。

【0033】

ストッパ１８の外径は、側壁１２の薄肉部１２ｂの内径に略等しく、その内径は、プランジャ３０の縮径部３０ａの外径より大きい。ガイドパイプ３２の下端３２ｂ側の外周は、弁本体１０の薄肉部１２ｂの内周に嵌合した状態でロウ付け等により固定されている。

【0034】

（パイロット式電磁弁の組付）
パイロット式電磁弁１の組み付けについて説明する。図３を参照して上述したように、まず弁本体１０に対して、流入管ＩＴ及び流出管ＯＴをロウ付けにより接続固定する。次いで、バネ部材１７を主弁体１５に組み付ける。さらに、弁本体１０に対して、バネ部材１７を組み付けた主弁体１５を上方から挿入する。このとき、爪板部１７ｂの外端部は周囲円筒部１５ｂの外周部よりも内側に位置するため、段部１２ｃに引っかかることを回避してスムーズな組み付けを行える。

【0035】

側壁１２の内周面に対して周囲円筒部１５ｂの外周面を摺動させつつ、バネ部材１７の爪板部１７ｂの先端が係止部１２ｅに当接するまで、主弁体１５を弁本体１０に挿入する。その後、薄肉部１２ｂ側からストッパ１８を接近させ、ストッパ１８の外周を薄肉部１２ｂの内周に嵌合させる。ただし、バネ部材１７の爪板部１７ｂの弾性力により主弁体１５が弁本体１０に対して上方に付勢され、それにより周囲円筒部１５ｂの上端が段部１２ｃよりも上方に位置するため、ストッパ１８は段部１２ｃに到達せず、周囲円筒部１５ｂの上端に当接した状態となる。

【0036】

さらに、ガイドパイプ３２の下端を弁本体１０の薄肉部１２ｂ内へと挿入し、ストッパ１８を間に挟んだ状態で段部１２ｃに突き当てる。このとき、主弁体１５がストッパ１８により下方に押されて、爪板部１７ｂが弾性変形する。かかる状態を維持しつつ、例えば高周波ロウ付けなどの手法で、ガイドパイプ３２の下端、ストッパ１８、及び段部１２ｃを固定する。高周波ロウ付けによれば、局所的な加熱によりロウ材を溶融させることができるため、例えばロウ付け時の熱の影響が主弁体１５全体に及ぶことが抑制される。

【0037】

次に、ガイドパイプ３２内に、パイロット弁体３５を保持したプランジャ３０、閉弁ばね２６、及び吸引子２５をこの順序で挿入して、ガイドパイプ３２の上端３２ａと吸引子２５とを溶接する。その後、ガイドパイプ３２の上端周囲に、コイルユニット２２を組み付けたハウジング２１を嵌合配置して、ボルト２８を用いて吸引子２５とハウジング２１の上板とを締結する。以上により、電磁式アクチュエータ２０とパイロット式電磁弁１とを組み合わせた弁装置を形成することができる。

【0038】

（パイロット式電磁弁の動作）
パイロット式電磁弁１の動作について説明する。図４は、閉弁時におけるパイロット式電磁弁１のパイロット弁体３５の付近を拡大して示す縦断面図であり、図５は、開弁時におけるパイロット式電磁弁１のパイロット弁体３５の付近を拡大して示す縦断面図である。

【0039】

ここで、流入管ＩＴ内の圧力は、流出管ＯＴ内の圧力よりも高いものとする。図１、４に示す閉弁状態では、閉弁ばね２６の弾性力によりプランジャ３０と共に下方に付勢されるパイロット弁体３５が凹部１５ｓに着座して、連通孔１５ｉの縮径孔１５ｊの上端を閉止する。このため、主弁体１５を挟んで背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３ａの圧力との間に圧力差が生じて、バネ部材１７の弾性力に抗して主弁体１５は下方に押され、第２円錐部１５ｆが弁座１４に着座する。

【0040】

閉弁状態では、流入管ＩＴから入口開口１２ｄを介して弁室ＣＡに導入された流体は、爪板部１７ｂの周方向間隙と、主弁体１５の貫通孔１５ｋ及び周囲円筒部１５ｂと弁本体１０の側壁１２との隙間を通って、背圧室ＣＤに導入される。したがって、背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３ａの圧力との圧力差が維持されるため、第２円錐部１５ｆが弁座１４に着座した状態が維持される。また、背圧室ＣＤに導入された流体は、図１を参照して、プランジャ３０の外周面とガイドパイプ３２の内周面との間、横穴３３及び縦穴３１を通って、吸引子２５とプランジャ３０との間に形成される間隙空間ＣＥにも導かれる。

【0041】

閉弁状態のパイロット式電磁弁１において、不図示の電源からコイルユニット２２に通電されると、吸引子２５にプランジャ３０が引き寄せられて吸着し、これによりパイロット弁体３５が開弁方向に上昇する。このとき、背圧室ＣＤと間隙空間ＣＥの内圧は等しいため、プランジャ３０の動作を妨げることがない。

【0042】

パイロット弁体３５の上昇によって、図５に示すように、主弁体１５の縮径孔１５ｊが開放されると、背圧室ＣＤ内の流体が連通孔１５ｉ（パイロットポートを含む）を介して出口開口１３ａへと流出する。これにより、背圧室ＣＤ内の圧力が低下するため、背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３ａの圧力との圧力差が減少し、ばね荷重と圧力差により主弁体１５が上昇する。上昇した主弁体１５の上端は、ストッパ１８の下面に当接して、圧力差により付勢された状態で安定して保持される。このとき、主弁体１５が最大開弁位置まで上昇しても、バネ部材１７の爪板部１７ｂが係止部１２ｅから離間しないことが好ましい。それにより、爪板部１７ｂが係止部１２ｅから係脱することが抑制される。

【0043】

コイルユニット２２の通電が停止されると、閉弁ばね２６の弾性力によりプランジャ３０と共にパイロット弁体３５が下降して凹部１５ｓに着座し、図４に示すように、連通孔１５ｉの縮径孔１５ｊの上端を閉止する。すると、背圧室ＣＤ内の圧力が上昇するため、バネ部材１７の弾性力に抗して主弁体１５が下方に付勢され、第２円錐部１５ｆが弁座１４に着座する。

【0044】

本実施形態のパイロット式電磁弁１によれば、バネ部材１７を用いることで、弁本体１０の軸線方向長を抑制することができる。また、バネ部材１７が入口開口１２ｄよりもパイロット弁体３５側に配置されているため、開弁時に流入管ＩＴから弁室ＣＡに流入する冷媒が、バネ部材１７に直接当たらないため、スムーズな冷媒の流入が確保される。さらに、バネ部材１７の爪板部１７ｂは、コイルバネに比べて比較的剛性が高いため、爪板部１７ｂの周方向間隙を冷媒が通過する際に、振動などが生じるおそれが少なく、それにより主弁体１５の安定した開弁動作を実現できる。

【0045】

なお、上記実施形態は、バネ部材１７のバネ本体１７ａを主弁体１５に取り付け、爪板部１７ｂによって弁本体１０の係止部１２ｅを押圧する構成であるが、バネ本体１７ａを弁本体１０に取り付け、爪板部１７ｂによって主弁体１５を押圧する構成でもよい。この場合、例えば、バネ本体を弁本体１０の内周面に密着させるとともに係止部１２ｅに載置するように配置し（つまり、弁本体１０の内周面にバネ本体の外周面が接するように配置し）、爪板部で主弁体１５の係止部（例えば、入口開口１２ｄよりもパイロット弁体３５側に配置されている周囲円筒部１５ｂの下端部）を上方に押圧する。

【0046】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態のパイロット式電磁弁１Ａを示す縦断面図であり、閉弁時の状態で示しているが、プランジャ３０、閉弁ばね２６、及び吸引子２５以外の電磁式アクチュエータを取り外して示している。第２実施形態において使用できる電磁式アクチュエータは、第１実施形態の電磁式アクチュエータ２０と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0047】

本実施形態においては、バネ部材１７Ａの形状が異なる。それ以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0048】

図７（ａ）は、本実施形態のバネ部材１７Ａの上面図であり、図７（ｂ）は、本実施形態のバネ部材１７Ａの縦断面図であり、それぞれ自由状態で示している。図８は、主弁体１５にバネ部材１７Ａを組み付ける際の相互関係を示す縦断面図である。

【0049】

本実施形態の主弁体１５は、第１実施形態と共通である。ただし、図８を参照して、周囲円筒部１５ｂの内周において、フランジ部１５ｃと環状凸部１５ｇとの間を、嵌合面１５ｍ（または溝部）として、その幅（軸線方向距離）をＷ３とし、嵌合面１５ｍの内径をφＣとする。また環状凸部１５ｇの軸線方向厚さをＷ４とし、環状凸部１５ｇの内径をφＤとする。なお、本実施形態では、外周溝１５ｄ及び第１円錐部１５ｅ（図３）は必ずしも配設する必要はない。

【0050】

図７において、金属（例えばばね鋼材）製の板材から形成されるバネ部材１７Ａは、大径バネ本体１７Ａａと、大径バネ本体１７Ａａの下方に連設された小径バネ本体１７Ａｄと、大径バネ本体１７Ａａと小径バネ本体１７Ａｄとを連結する環状バネ本体１７Ａｆと、小径バネ本体１７Ａｄの下端に連設された複数（ここでは４つ）の爪板部１７Ａｂとを有する。略矩形状の爪板部１７Ａｂは、周方向に等間隔に配置され、径方向及び小径バネ本体１７Ａｄから軸線方向に沿って離間する方向に延在している。軸線に直交する面に対する爪板部１７Ａｂの角度θ２は、３０度以上、６０度以下であると好ましい。

【0051】

大径バネ本体１７Ａａ及び小径バネ本体１７Ａｄは、隣接する爪板部１７Ａｂの間の１か所で途切れており、ここにカット部１７Ａｃを形成している。大径バネ本体１７Ａａの軸線方向高さＷ５（図８）は、主弁体１５の嵌合面１５ｍの幅Ｗ３と等しいか、それより小さく、また小径バネ本体１７Ａｄの軸線方向高さＷ６は、環状凸部１５ｇの軸線方向厚さＷ４と等しいか、それより大きい。また、自由状態（外力が付与されない状態）で、大径バネ本体１７Ａａの外径φＥ（図７（ａ））は、主弁体１５の嵌合面１５ｍの内径φＣより大きい。ただし、主弁体１５に組み付けた状態で、小径バネ本体１７Ａｄの外径φＦ（図７（ｂ））は、主弁体１５の環状凸部１５ｇの内径φＤより小さいと好ましい。

【0052】

バネ部材１７Ａを主弁体１５に組み付ける場合、図８に示すように、大径バネ本体１７Ａａを小径バネ本体１７Ａｄとともに中央円筒部１５ａの径方向外側を通過させながら、周囲円筒部１５ｂの第３円錐部１５ｈに対向させる。さらに、カット部１７Ａｃを狭めるように力を付与することにより大径バネ本体１７Ａａ及び小径バネ本体１７Ａｄを縮径して弾性変形させ、大径バネ本体１７Ａａが第３円錐部１５ｈ側から環状凸部１５ｇを乗り越えて、嵌合面１５ｍに嵌合した時点で、大径バネ本体１７Ａａ及び小径バネ本体１７Ａｄを縮径させた力を除荷する。

【0053】

これにより、大径バネ本体１７Ａａ及び小径バネ本体１７Ａｄの持つ弾性力で、大径バネ本体１７Ａａの外周面は嵌合面１５ｍに向かって押し付けられて密着係合し、摩擦により周方向に拘束される。このときφＥ＞φＣの関係より、カット部１７Ａｃを挟んだ大径バネ本体１７Ａａの周方向両端の間隔は、大径バネ本体１７Ａａを主弁体１５に取り付ける前よりも、主弁体１５に取り付けた後の方が小さくなる。大径バネ本体１７Ａａの上端及び下端は、フランジ部１５ｃ及び環状凸部１５ｇとの段部に当接することで、軸線方向に拘束される。このとき、小径バネ本体１７Ａｄは、環状凸部１５ｇの径方向内側に位置する。以上で、バネ部材１７Ａの主弁体１５への組み付けが完了する。

【0054】

本実施形態のパイロット式電磁弁１Ａにおいても、不図示の電源から電磁式アクチュエータに給電されると、パイロット弁体３５が上昇することによって、主弁体１５の縮径孔１５ｊが開放され、これにより背圧室ＣＤ内の圧力が低下するため、上述したようにばね荷重と圧力差により主弁体１５が上昇する。上昇した主弁体１５の上端は、ストッパ１８の下面に当接して、圧力差により付勢された状態で安定して保持される。このとき、主弁体１５が最大開弁位置まで上昇しても、バネ部材１７Ａの爪板部１７Ａｂが係止部１２ｅから離間しないことが好ましい。それにより、爪板部１７Ａｂが係止部１２ｅから係脱することが抑制される。

【0055】

電磁式アクチュエータへの給電が停止されると、閉弁ばね２６の弾性力によりプランジャ３０と共にパイロット弁体３５が下降して凹部１５ｓに着座し、図６に示すように、連通孔１５ｉの縮径孔１５ｊの上端を閉止する。すると、背圧室ＣＤ内の圧力が上昇するため、バネ部材１７Ａの弾性力に抗して主弁体１５が下方に付勢され、第２円錐部１５ｆが弁座１４に着座する。

【0056】

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態のパイロット式電磁弁１Ｂを示す縦断面図であり、閉弁時の状態で示しているが、プランジャ３０Ｂ、閉弁ばね２６Ｂ、及び吸引子２５以外の電磁式アクチュエータを取り外して示している。第３実施形態において使用できる電磁式アクチュエータは、第１実施形態の電磁式アクチュエータ２０と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0057】

パイロット式電磁弁１Ｂは、弁本体１０Ｂと、弁本体１０Ｂに摺動自在に嵌挿された主弁体１５Ｂと、主弁体１５Ｂに対して相対移動可能なパイロット弁体３５Ｂと、パイロット弁体３５を保持するプランジャ３０Ｂと、プランジャ３０Ｂをガイドするガイドパイプ３２Ｂと、を備える。パイロット式電磁弁１Ｂの軸線をＬとする。

【0058】

金属（例えばステンレス）製である弁本体１０Ｂは、その内部に弁室ＣＡを備えてなり、側壁１２Ｂと底壁１３Ｂとを連設した有底円筒形状を有する。底壁１３Ｂの中央上面には、側壁１２Ｂと同軸に上方に突出する中空の内側円筒部１３Ｂｂが連設され、その内側に、弁本体１０Ｂの外部と弁室ＣＡとを連通する出口開口１３Ｂａが形成される。内側円筒部１３Ｂｂの上端近傍は下部側よりも薄肉の形状となっており、その上端が弁座１４Ｂを構成する。出口開口１３Ｂａに連通するようにして、流出管ＯＴが底壁１３Ｂにロウ付けなどにより接続固定されている。

【0059】

弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂは、底壁１３Ｂ側の厚肉部１２Ｂａと、厚肉部１２Ｂａよりも肉厚が薄く薄肉部１２Ｂｂとを連設してなる。厚肉部１２Ｂａの上端近傍内周には、段部１２Ｂｃが形成されている。

【0060】

厚肉部１２Ｂａには入口開口１２Ｂｄが形成されており、入口開口１２Ｂｄに連通するようにして、流入管ＩＴがロウ付けなどにより厚肉部１２Ｂａに接続固定されている。流入管ＩＴの軸線をＯとする。

【0061】

入口開口１２Ｂｄの上方（薄肉部１２Ｂｂ側）における側壁１２Ｂの内周において、径方向内側に環状に突出した係止部１２Ｂｅが形成されている。係止部１２Ｂｅは、後述するバネ部材１７Ｂを弁本体１０Ｂに対して支持する機能を有する。

【0062】

図１０は、主弁体１５Ｂを下面視した図である。図１１（ａ）は、本実施形態のバネ部材１７Ｂの上面図であり、図１１（ｂ）は、本実施形態のバネ部材１７Ｂの縦断面図であり、それぞれ自由状態で示している。図１２は、主弁体１５Ｂにバネ部材１７Ｂを組み付ける際の相互関係を示す縦断面図であり、（ａ）は組付け前の状態を示し、（ｂ）は組付け後の状態を示す。

【0063】

図１２において、主弁体１５Ｂは、金属（例えばステンレス）製である弁体ケース部１５Ｂ１と、樹脂（例えばＰＴＦＥ）製である弁体１５Ｂ２とを有する。

【0064】

略円筒状の弁体ケース部１５Ｂ１は、周壁部１５Ｂａと、周壁部１５Ｂａの上端に連結され径方向内側に突出する環状壁部１５Ｂｂと、カシメ加工前の状態で周壁部１５Ｂａの下端内周から軸線方向に突出する複数の（ここでは４つの）カシメ壁部１５Ｂｃとを連設してなる。カシメ壁部１５Ｂｃは周方向に等間隔に配置されており、その間隔Ｄ’は、後述するバネ部材１７Ｂの爪板部１７Ｂｂの周方向の幅Ｔよりも大きい（図１０参照）。カシメ加工前のカシメ壁部１５Ｂｃの内接円内径をφＧとする。なお、カシメ壁部１５Ｂｃは４つに限られず、３つまたは５つ以上でもよい。

【0065】

周壁部１５Ｂａの外径は、弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂの内径にほぼ等しく、弁本体１０Ｂの弁室ＣＡ内に主弁体１５Ｂが組み付けられたとき、側壁１２Ｂの内周面に対して周壁部１５Ｂａの外周面が摺動可能に嵌合する。環状壁部１５Ｂｂの上面から周壁部１５Ｂａの内周にわたって、貫通孔１５Ｂｄが形成されている。

【0066】

略円筒状の弁体１５Ｂ２は、大径弁体部１５Ｂｅと、大径弁体部１５Ｂｅよりも小径の小径弁体部１５Ｂｆとを同軸に連設してなる。また、弁体ケース部１５Ｂ１の高さ（軸線方向距離）は、弁体１５Ｂ２の高さにほぼ等しい。図１２に示すように、弁体ケース部１５Ｂ１内に弁体１５Ｂ２を組付けたとき、大径弁体部１５Ｂｅの外周は、周壁部１５Ｂａの内周に密着し、また小径弁体部１５Ｂｆの外周は、環状壁部１５Ｂｂの内周に密着し、弁体ケース部１５Ｂ１及び弁体１５Ｂ２の上面及び下面は略同一面となる。

【0067】

弁体１５Ｂ２の中央には、軸線Ｌと同軸に、連通孔１５Ｂｉが上下に貫通して形成されている。連通孔１５Ｂｉの上端近傍には、それ以外の部位よりも縮径した縮径孔（パイロットポート）１５Ｂｊが形成されている。

【0068】

図１１において、金属（例えばばね鋼材）製の板材から形成されるバネ部材１７Ｂは、環状のバネ本体１７Ｂａと、バネ本体１７Ｂａの外周に連結された複数（ここでは４つ）の爪板部１７Ｂｂとが連設されてなる。略矩形状の爪板部１７Ｂｂは、周方向に等間隔に配置され、径方向及びバネ本体１７Ｂａから軸線方向に沿って離間する方向に延在している。軸線に直交する面（ここではバネ本体１７Ｂａの上面）に対する爪板部１７Ｂｂの角度θ３は、３０度以上、６０度以下であると好ましい。

【0069】

バネ本体１７Ｂａの外径φＨ（図１１）は、カシメ壁部１５Ｂｃの内接円内径φＧ（図１２）よりも小さい。

【0070】

弁体ケース部１５Ｂ１と弁体１５Ｂ２とを組み合わせた主弁体１５Ｂに対して、バネ部材１７Ｂを組み付ける場合、図１２に示すように、バネ部材１７Ｂのバネ本体１７Ｂａを弁体１５Ｂ２の大径弁体部１５Ｂｅの下面に対向させて、バネ部材１７Ｂと主弁体１５Ｂとを同軸になるよう整列させる。さらに、図１０に示すように、周方向に沿って間隔Ｄ’で隣接するカシメ壁部１５Ｂｃの間に、幅Ｔの爪板部１７Ｂｂが収まるような位相で、バネ部材１７Ｂを主弁体１５Ｂに接近させる。このとき、カシメ壁部１５Ｂｃは、バネ本体１７Ｂａの径方向外側に位置する。

【0071】

バネ部材１７Ｂが主弁体１５Ｂに到達した時点で、カシメ壁部１５Ｂｃを径方向内側にカシメて塑性変形させる。図１２（ｂ）に示すように軸線直交方向に曲がったカシメ壁部１５Ｂｃにより、弁体１５Ｂ２及びバネ部材１７Ｂを、弁体ケース部１５Ｂ１に同時に固定できる。以上で、バネ部材１７Ｂの主弁体１５Ｂへの組み付けが完了する。

【0072】

図９において、プランジャ３０Ｂの下端には、保持穴３１Ｂが設けられている。この保持穴３１Ｂにボールからなるパイロット弁体３５Ｂが収容されている。パイロット弁体３５Ｂは、その下面の一部を露出させた状態で、プランジャ３０Ｂ下端から筒状に突出したカシメ部３１Ｂａを内側にカシメることで固定されている。

【0073】

プランジャ３０Ｂの下方移動とともに、パイロット弁体３５Ｂが閉弁方向に移動し、プランジャ３０Ｂの上方移動と共に、パイロット弁体３５Ｂが開弁方向に移動する。プランジャ３０Ｂと主弁体１５Ｂとの間に、背圧室ＣＤが形成される。

【0074】

プランジャ３０Ｂの上端には、コイルばねからなる閉弁ばね２６Ｂが挿入係止される縦穴（ばね室）３０Ｂａと、縦穴３０Ｂａの底部とプランジャ３０Ｂの外部とを連通する横穴（均圧穴）３０Ｂｂが形成されている。

【0075】

不図示のコイルユニットと吸引子２５との間に、薄肉のガイドパイプ３２Ｂが配置されている。ガイドパイプ３２Ｂ内に、プランジャ３０Ｂが摺動自在に嵌挿されている。ガイドパイプ３２Ｂの上端３２Ｂａは、吸引子２５の外周段差部にＴＩＧ溶接などによって固定されている。ガイドパイプ３２Ｂの下端には、径方向外方に折り曲げられて延在するフランジ部３２Ｂｂが形成されている。ストッパを兼ねるフランジ部３２Ｂｂは、弁本体１０Ｂの段部１２Ｂｃに当接して配置されている。

【0076】

環状体１６Ｂが、弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂの薄肉部１２Ｂｂの内周に嵌合し、その下端をフランジ部３２Ｂｂの上面に当接させている。薄肉部１２Ｂｂの上端近傍は、カシメ加工されることにより環状体１６Ｂを保持している。ガイドパイプ３２Ｂと、弁本体１０Ｂの薄肉部１２Ｂｂとの間はロウ付け等により固定される。

【0077】

（パイロット式電磁弁の組付）
パイロット式電磁弁１Ｂの組み付けについて説明する。弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂの薄肉部１２Ｂｂは、カシメ加工前は円筒状であるものとする。図３を参照して上述したように、まず弁本体１０Ｂに対して、流入管ＩＴ及び流出管ＯＴをロウ付けにより接続固定する。次いで、バネ部材１７Ｂを主弁体１５Ｂに組み付ける。さらに、弁本体１０Ｂに対して、バネ部材１７Ｂを組み付けた主弁体１５Ｂを上方から挿入する。このとき、爪板部１７Ｂｂの外端部は周壁部１５Ｂａの外周よりも内側に位置するため、段部１２Ｂｃに引っかかることを回避してスムーズな組み付けを行える。

【0078】

かかる状態で、ガイドパイプ３２Ｂ、閉弁ばね２６Ｂ、プランジャ３０Ｂ、吸引子２５を組み付けたユニットを弁本体１０Ｂの上方から接近させると、パイロット弁体３５Ｂが主弁体１５Ｂの上面に当接して、バネ部材１７Ｂの付勢力に抗しながら主弁体１５Ｂを押し下げる。フランジ部３２Ｂｂが、弁本体１０Ｂの段部１２Ｂｃに当接した後、環状体１６Ｂを薄肉部１２Ｂｂに嵌合させ、その下端をフランジ部３２Ｂｂの上面に当接させる。その後、薄肉部１２Ｂｂの上端近傍を径方向内側に折り曲げるようにカシメて塑性変形させ、環状体１６Ｂを保持する。かかる状態で、ガイドパイプ３２Ｂと、弁本体１０Ｂの薄肉部１２Ｂｂとの間をロウ付け等により固定する。その後、図１に示す実施形態と同様に、ボルト２８を用いて吸引子２５とハウジング２１の上板とを締結することにより、電磁式アクチュエータとパイロット式電磁弁１Ｂとを組み合わせた弁装置を形成することができる。

【0079】

（パイロット式電磁弁の動作）
パイロット式電磁弁１Ｂの動作について説明する。
ここで、流入管ＩＴ内の圧力は、流出管ＯＴ内の圧力よりも高いものとする。図９に示す閉弁状態では、閉弁ばね２６Ｂの弾性力によりプランジャ３０Ｂと共に下方に付勢されるパイロット弁体３５Ｂが、連通孔１５Ｂｉの縮径孔１５Ｂｊの上端を閉止する。このため、主弁体１５Ｂを挟んで背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３Ｂａの圧力との間に圧力差が生じて、バネ部材１７Ｂの弾性力に抗して主弁体１５Ｂは下方に押され、弁体１５Ｂ２の下面が弁座１４Ｂに着座する。弁体１５Ｂ２は、金属に比して柔軟な樹脂製であるため、弁座１４Ｂに着座した際の密封性が高く、また長期間にわたって使用しても弁座１４Ｂの摩耗などが生じにくい。

【0080】

閉弁状態では、流入管ＩＴから入口開口１２Ｂｄを介して弁室ＣＡに導入された流体は、爪板部１７Ｂｂの周方向間隙と、主弁体１５Ｂの弁体ケース部１５Ｂ１及び弁体１５Ｂ２との間、貫通孔１５Ｂｄ、及び主弁体１５Ｂの周壁部１５Ｂａと弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂとの間を通って、背圧室ＣＤに導入される。したがって、背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３Ｂａの圧力との圧力差が維持されるため、弁体１５Ｂ２が弁座１４に着座した状態が維持される。また、背圧室ＣＤに導入された流体は、図９を参照して、プランジャ３０Ｂの外周面とガイドパイプ３２Ｂの内周面との間、横穴３０Ｂｂ及び縦穴３０Ｂａを通って、吸引子２５とプランジャ３０Ｂとの間に形成される間隙空間ＣＥにも導かれる。

【0081】

閉弁状態のパイロット式電磁弁１Ｂにおいて、不図示の電源から電磁式アクチュエータに給電されると、吸引子２５にプランジャ３０Ｂが引き寄せられて吸着し、これによりパイロット弁体３５Ｂが開弁方向に上昇する。このとき、背圧室ＣＤと間隙空間ＣＥの内圧は等しいため、プランジャ３０Ｂの動作を妨げることがない。

【0082】

パイロット弁体３５Ｂの上昇によって、主弁体１５Ｂの縮径孔１５Ｂｊが開放されると、背圧室ＣＤ内の流体が連通孔１５Ｂｉ（パイロットポートを含む）を介して出口開口１３Ｂａへと流出する。これにより、背圧室ＣＤ内の圧力が低下するため、背圧室ＣＤ内の圧力と出口開口１３Ｂａの圧力との圧力差が減少し、上述したようにばね荷重と圧力差により主弁体１５Ｂが上昇する。上昇した主弁体１５Ｂの上端は、フランジ部３２Ｂｂの下面に当接して、圧力差により付勢された状態で安定して保持される。このとき、主弁体１５Ｂが最大開弁位置まで上昇しても、バネ部材１７Ｂの爪板部１７Ｂｂが係止部１２Ｂｅから離間しないことが好ましい。それにより、爪板部１７Ｂｂが係止部１２Ｂｅから係脱することが抑制される。

【0083】

電磁式アクチュエータへ給電が停止されると、閉弁ばね２６Ｂの弾性力によりプランジャ３０Ｂと共にパイロット弁体３５Ｂが下降して、連通孔１５Ｂｉの縮径孔１５Ｂｊの上端を閉止する。すると、背圧室ＣＤ内の圧力が上昇するため、バネ部材１７Ｂの弾性力に抗して主弁体１５Ｂが下方に付勢され、弁体１５Ｂ２が弁座１４Ｂに着座する。

【0084】

［第４実施形態］
図１３は、第４実施形態のパイロット式電磁弁１Ｃを示す縦断面図であり、閉弁時の状態で示しているが、プランジャ３０Ｂ、閉弁ばね２６Ｂ、及び吸引子２５以外の電磁式アクチュエータを取り外して示している。第４実施形態において使用できる電磁式アクチュエータは、第１実施形態の電磁式アクチュエータ２０と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0085】

本実施形態においては、主弁体１５Ｃ及びバネ部材１７Ｃの構成が異なる。それ以外の構成は、第３実施形態と同様であるため、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0086】

図１４は、主弁体１５Ｃを下面視した図である。図１５（ａ）は、本実施形態のバネ部材１７Ｃの上面図であり、図１５（ｂ）は、本実施形態のバネ部材１７Ｃの縦断面図であり、それぞれ自由状態で示している。図１６は、主弁体１５Ｃにバネ部材１７Ｃを組み付ける際の相互関係を示す縦断面図であり、（ａ）は組付け前の状態を示し、（ｂ）は組付け後の状態を示す。

【0087】

図１６において、主弁体１５Ｃは、金属（例えばステンレス）製である弁体ケース部１５Ｃ１と、樹脂（例えばＰＴＦＥ）製である弁体１５Ｃ２とを有する。

【0088】

略円筒状の弁体ケース部１５Ｃ１は、周壁部１５Ｃａと、周壁部１５Ｃａの上端に連結され径方向内側に突出する頂壁部１５Ｃｂと、カシメ加工前の状態で頂壁部１５Ｃｂの中央から軸線方向に下方に向かって延在するカシメ円筒部１５Ｃｃとを連設してなる。カシメ加工前の状態で、カシメ円筒部１５Ｃｃの下端は、周壁部１５Ｃａの下端よりも下方に位置する。

【0089】

周壁部１５Ｃａの外径は、弁本体１０Ｂの側壁１２Ｂの内径にほぼ等しく、弁本体１０Ｂの弁室ＣＡ内に主弁体１５Ｃが組み付けられたとき、側壁１２Ｂの内周面に対して周壁部１５Ｃａの外周面が摺動可能に嵌合する。頂壁部１５Ｃｂの上面から周壁部１５Ｃａの内周にわたって、貫通孔１５Ｃｄが形成されている。

【0090】

略環状の弁体１５Ｃ２の高さは、弁体ケース部１５Ｃ１の周壁部１５Ｃａの下端から頂壁部１５Ｃｂの下面までの距離にほぼ等しいが、弁体１５Ｃ２の外径は、周壁部１５Ｃａの内径より、バネ部材１７Ｃの板厚の２倍だけ小さくなっている。

【0091】

カシメ円筒部１５Ｃｃの中央には、軸線Ｌと同軸に、連通孔１５Ｃｉが形成され、それによりカシメ円筒部１５Ｃｃの肉厚がカシメ加工が可能になる程度に薄く形成される。連通孔１５Ｃｉの上部には、頂壁部１５Ｃｂを貫通するようにして縮径孔（パイロットポート）１５Ｃｊが形成されており、縮径孔１５Ｃｊは、それ以外の連通孔１５Ｃｉよりも内径が小さい。

【0092】

図１５において、金属（例えばばね鋼材）製の板材から形成されるバネ部材１７Ｃは、環状部１７Ｃａと、環状部１７Ｃａの外周に上端を連結した外周部１７Ｃｄと、外周部１７Ｃｄの下端に連結された複数（ここでは４つ）の爪板部１７Ｃｂとが連設されてなる。環状部１７Ｃａと外周部１７Ｃｄとで、バネ本体を構成する。略矩形状の爪板部１７Ｃｂは、周方向に等間隔に配置され、径方向及び外周部１７Ｃｄから軸線方向に沿って離間する方向に延在している。軸線に直交する面（ここでは環状部１７Ｃａの上面）に対する爪板部１７Ｃｂの角度θ４は、３０度以上、６０度以下であると好ましい。

【0093】

外周部１７Ｃｄの高さ（軸線方向距離）は、弁体１５Ｃ２の高さにほぼ等しく、また外周部１７Ｃｄの内径は、弁体１５Ｃ２の外径にほぼ等しい。

【0094】

組み付けに際し、図１６（ａ）を参照して、まず弁体ケース部１５Ｃ１の内部に、バネ部材１７Ｃを挿入することにより、環状部１７Ｃａを頂壁部１５Ｃｂの下面に当接させ、外周部１７Ｃｄを周壁部１５Ｃａの内周に嵌合させる。かかる状態で、爪板部１７Ｃｂは、周壁部１５Ｃａの下端から突出して配置される。

【0095】

その後、カシメ円筒部１５Ｃｃを挿通させるようにして、弁体１５Ｃ２をバネ部材１７Ｃの内側に接近させて、弁体１５Ｃ２の上面の一部が頂壁部１５Ｃｂの下面に当接するまで相対移動させる。かかる状態で、環状部１７Ｃａは、弁体１５Ｃ２の上面と頂壁部１５Ｃｂの下面とに挟持され、また外周部１７Ｃｄは、弁体１５Ｃ２の外周面と周壁部１５Ｃａの内周とに挟持される。その後、弁体１５ケース部Ｃ１の下面から突き出たカシメ円筒部１５Ｃｃの下端を拡径させるようにカシメて塑性変形させる。図１６（ｂ）に示すように、拡径したカシメ円筒部１５Ｃｃの下端により弁体ケース部１５Ｃ１の下面が保持されて固定され、またバネ部材１７Ｃが主弁体１５Ｃから係脱することなく保持される。以上で、バネ部材１７Ｃの主弁体１５Ｃへの組み付けが完了する。

【0096】

本実施形態のパイロット式電磁弁１Ｃにおいても、不図示の電源から電磁式アクチュエータに給電されると、パイロット弁体３５Ｂが上昇することによって、主弁体１５Ｃの縮径孔１５Ｃｊが開放され、これにより背圧室ＣＤ内の圧力が低下するため、上述したようにばね荷重と圧力差により主弁体１５Ｂが上昇する。上昇した主弁体１５Ｂの上端は、フランジ部３２Ｂｂの下面に当接して、圧力差により付勢された状態で安定して保持される。このとき、主弁体１５Ｂが最大開弁位置まで上昇しても、バネ部材１７Ｃの爪板部１７Ｃｂが係止部１２Ｂｅから離間しないことが好ましい。それにより、爪板部１７Ｃｂが係止部１２Ｂｅから係脱することが抑制される。

【0097】

電磁式アクチュエータへの給電が停止されると、閉弁ばね２６Ｂの弾性力によりプランジャ３０Ｂと共にパイロット弁体３５Ｂが下降して、図１３に示すように、連通孔１５Ｃｉの縮径孔１５Ｃｊの上端を閉止する。すると、背圧室ＣＤ内の圧力が上昇するため、バネ部材１７Ｃの弾性力に抗して主弁体１５Ｂが下方に付勢され、弁体１５Ｃ２が弁座１４Ｂに着座する。

【0098】

［変形例１］
図１７は、第４実施形態の変形例にかかるバネ部材１７Ｄ～１７Ｇの縦断面図である。バネ部材１７Ｄ～１７Ｇにおいて、爪板部以外の構成は、バネ部材１７Ｃと同様である。

【0099】

図１７（ａ）に示すバネ部材１７Ｄの爪板部１７Ｄｂは、外周部１７Ｄｄから軸方向に離間するにつれて径方向外側に延在しつつ中間位置に到達し、その後は外周部１７Ｄｄから軸方向に離間するにつれて径方向内側に延在する。このように、爪板部１７Ｄｂを断面がＵ字状に曲がるように形成することにより、径方向外側（軸線Ｌに対する径方向外側）への張り出し寸法を少なくし、弁本体の大径化を抑えることができる。

【0100】

図１７（ｂ）に示すバネ部材１７Ｅの爪板部１７Ｅｂは、外周部１７Ｅｄから離間するにつれて径方向内側に延在し、その後は径方向外側に延在する。このように、爪板部１７Ｅｂを径方向内側にＶ字状に折れ曲がるように形成することにより、弁本体の大径化を抑えることができる。

【0101】

図１７（ｃ）に示すバネ部材１７Ｆの爪板部１７Ｆｂは、外周部１７Ｆｄから離間するにつれて径方向外側に延在し、下端近傍においては、その後は外周部１７Ｆｄに向かうと共に径方向外側に延在する。このように、爪板部１７Ｆｂを径方向外側にＶ字状に折れ曲がるように形成することにより、爪板先端と弁本体の接触によるバネ部材１７Ｆの意図しない変形や破損を防止できる。

【0102】

図１７（ｄ）に示すバネ部材１７Ｇの爪板部１７Ｇｂは、外周部１７Ｇｄから離間するにつれて曲線を描くように径方向外側に延在している。爪板部１７Ｇｂを、上述した実施形態のように平面状とせず、円弧状に曲げて形成することにより、爪板先端と弁本体の接触によるバネ部材１７Ｇの意図しない変形や破損を防止できる。なお、変形例１にかかる爪板部の形状については、第１実施形態～第３実施形態の爪板部にも同様に適用が可能である。

【0103】

［変形例２］
図１８は、第４実施形態の別の変形例にかかるバネ部材１７Ｈの斜視図である。図１８において、金属（例えばばね鋼材）製の板材から形成されるバネ部材１７Ｈは、環状部１７Ｈａと、環状部１７Ｈａの外周に上端を連結した複数（ここでは４つ）の外周部１７Ｈｄと、各外周部１７Ｈｄの下端に連結された中間部１７Ｈｅと、中間部１７Ｈｅの端部に連結された爪板部１７Ｈｂとが連設されてなる。

【0104】

略矩形板状の外周部１７Ｈｄは、周方向に等間隔に配置されて、軸線方向に延在しており、中間部１７Ｈｅは、径方向外方に短く（例えば環状部１７Ｈａの外径の１／１０以下の長さで）延在している。中間部１７Ｈｅの周方向端から周方向に沿って、中間部１７Ｈｅと等幅の爪板部１７Ｈｂが円弧状に延在している。爪板部１７Ｈｂの長さは、爪板部１７Ｈｂの幅の５倍以上であると好ましい。外周部１７Ｈｄ、中間部１７Ｈｅ、及び爪板部１７Ｈｂは、それぞれ９０度位相で共通の関係にある。

【0105】

バネ部材１７Ｈの爪板部１７Ｈｂの先端が、例えば図１３に示す弁本体１０Ｂの係止部１２Ｂｅの上面に当接する。バネ部材１７Ｈが上下方向に圧縮されたときに、爪板部１７Ｈｂは、中間部１７Ｈｅとの接合部を支点として揺動するように弾性変形するため、爪板部１７Ｈｂの先端は、軸線Ｌからの距離がほとんど変化しない。このため、主弁体１５Ｃの移動量に関わらず、係止部１２Ｂｅから係脱しにくいバネ部材１７Ｈを実現できる。さらに、径方向外側（軸線Ｌに対する径方向外側）への張り出し寸法を小さくできるため弁本体の大径化を抑えることができる。なお、本変形例にかかる中間部１７Ｈｅ及び爪板部１７Ｈｂについては、第１実施形態～第３実施形態の爪板部と置換して適用が可能である。

【0106】

以上の実施形態において、爪板部の枚数を４枚としているが、３枚、あるいは５枚以上であってよい。また爪板部の形状は、矩形に限らず、例えば台形であってもよい。

【0107】

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能であり、また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。例えば、バネ部材のバネ本体を、周方向の１か所が途切れていない完全な筒状体として、主弁体に圧入により取り付けるようにしてもよい。さらに、爪板部が当接する係止部として、弁本体の内周から環状に突出した例を示したが、代わりに爪板部が当接可能な周溝を弁本体の内周に設けて、係止部として用いてもよい。

【0108】

また、例えば電磁式アクチュエータ２０に替えて、ネジ昇降機構を有するモータ式アクチュエータを用いてもよいし、また、ノーマルオープン式の電磁式アクチュエータを用いてもよい。

【符号の説明】

【0109】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ パイロット式電磁弁
１０、１０Ｂ 弁本体
１４、１４Ｂ 弁座
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 主弁体
１６Ｂ 環状体
１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈ バネ部材
１８ ストッパ
２０ 電磁式アクチュエータ
２２ コイルユニット
３０、３０Ｂ プランジャ
３５、３５Ｂ パイロット弁体
ＣＡ 弁室
ＣＤ 背圧室

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】