特許 7488475 流量制御弁

(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】

(24)【登録日】2024-05-14

(45)【発行日】2024-05-22

(54)【発明の名称】流量制御弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20240515BHJP

   F16K 31/06 20060101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

F02M25/08 301H

F16K31/06 385A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021032081

(22)【出願日】2021-03-01

(65)【公開番号】P2022133152

(43)【公開日】2022-09-13

【審査請求日】2023-06-15

(73)【特許権者】

【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】宇野 靖彦

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－１１８２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９１９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２１５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３８７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－０８１２６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１７／０６４９５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第５１４３１２０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を流入する流入通路と、流体を流出する流出通路と、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と、この通路室の前記流出通路側に形成され流体流量を制限するオリフィス絞り部と、前記通路室に形成される弁座とを備えるハウジングと、
前記弁座より前記流出通路側に配置され、前記オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する第１弁体と、
前記弁座より前記通路室側に配置され、前記弁座と当接離脱して流体流量を制御する第２弁体と、
通電により励磁する第１コイルと、この第１コイル通電時に磁気回路を形成する第１ステータコアと、この第１ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され前記第１コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を前記第１弁体に伝達する第１ムービングコアとを備え、前記第１コイルの通電時のオン位置と前記第１コイルの非通電時のオフ位置との切り替えを行う第１電磁弁と、
通電により励磁する第２コイルと、この第２ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され前記第２コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を前記第２弁体に伝達する第２ムービングコアとを備え、前記第２コイルの通電時と前記第２コイルの非通電時のデューティ比制御を行う第２電磁弁とを備え、
前記第２弁体には前記通路室とこの第２電磁弁とを連通する連通穴を設けると共に、
前記ハウジングの前記通路室に配置され、前記第２弁体が前記弁座より離脱した状態で前記流入通路と前記流出通路との間を連通状態とすると共に、前記第２弁体が前記弁座と当接した状態で前記流入通路と前記流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムとを備えることを特徴とする流量制御弁。

【請求項2】

前記第１弁体は、前記オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部と、流体を通す弁体通路部とを備え、
前記第１電磁弁が前記オン位置にある時、前記第１弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部から離れて流体は前記弁体絞り部の外周及び前記弁体通路部を流れ、
前記第１電磁弁が前記オフ位置にある時、前記第１弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部と当接して流体は前記弁体通路部を流れる
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】

前記第１弁体は、前記オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部を備え、
前記第１電磁弁が前記オン位置にある時、前記第１弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部から離れて流体は前記弁体絞り部の外周を大流量流れ、
前記第１電磁弁が前記オフ位置にある時、前記第１弁体は前記弁体絞り部が前記オリフィス絞り部に近づいて流体は前記弁体絞り部の外周を小流量流れる
ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。

【請求項4】

前記第１電磁弁の前記第１ムービングコアの変位を前記第１弁体に伝達するロットを更に備える
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】

前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁は、共に前記通路室に対して前記オリフィス絞り部とは反対側となる位置に重ねて配置される
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電磁弁は、前記通路室に対して前記オリフィス絞り部側となる位置に配置され、
前記第２電磁弁は、前記通路室に対して前記オリフィス絞り部とは反対側となる位置に配置される
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。

【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を先行技術として、パージ通路を大きく開くオン位置とパージ通路を小さく絞るオフ位置との間で切り替えを行う第１電磁弁と、弁座と弁体とが当接離脱するコイルの非通電時と通電時とのデューティ比制御を行う第２電磁弁とを組み合わせて用いることを提案した（特願２０２０‐２６４９１号（特開２０２１－３８７３８号公報））。パージ空気の流量の大小を第１電磁弁で切り替え、大流量時、小流量時共にパージ空気の流量を第２電磁弁で制御するというものである。

【0004】

ただ、第２電磁弁は小流量時のみでなく、大流量時もパージ空気の流量をデューティ比制御することから、大流量時の流量を確保するために第２弁体と弁座とのシール面も大きくする必要がある。そのため、第２電磁弁が弁座を閉じた状態から第２電磁弁が弁座を開く状態とする際に大きな磁力が必要となる。また、第１電磁弁がオリフィス絞り部以外の部位で流路面積を変更していた。ここで、流量特性に一番影響が大きいのはオリフィス絞り部であるので、オリフィス絞り部以外で流量の大小切り替えを行うのでは、切り替え時の不安定となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－２９１９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、上記点に鑑み、デューティ比制御を行う第２電磁弁をより少ない電力で駆動できるようにすることを目的とする。かつ、流量特性に一番影響が大きいオリフィス絞り部で流量の大小切り替えを行うことで、切り替え時の流量特性の安定化を図ることも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１は、流体を流入する流入通路と、流体を流出する流出通路と、この流出通路と流入通路との間に形成される通路室と、この通路室の流出通路側に形成され流体流量を制限するオリフィス絞り部と、通路室に形成される弁座とを備えるハウジングを有している。

【0008】

また、本開示の第１は、弁座より流出通路側に配置され、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する第１弁体と、弁座より通路室側に配置され、弁座と当接離脱して流体流量を制御する第２弁体とを有している。

【0009】

かつ、本開示の第１は、通電により励磁する第１コイルと、この第１コイル通電時に磁気回路を形成する第１ステータコアと、この第１ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され第１コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を第１弁体に伝達する第１ムービングコアとを備え、第１コイルの通電時のオン位置と第１コイルの非通電時のオフ位置との切り替えを行う第１電磁弁と、通電により励磁する第２コイルと、この第２ステータコアと磁気ギャップを介して対向配置され第２コイルの励磁により移動するとともに移動に伴う変位を第２弁体に伝達する第２ムービングコアとを備え、第２コイルの通電時と第２コイルの非通電時のデューティ比制御を行う第２電磁弁とを備えている。

【0010】

そして、本開示の第１は、第２弁体には通路室と第２電磁弁とを連通する連通穴を設けると共に、ハウジングの通路室に配置され、第２弁体が弁座より離脱した状態で流入通路と流出通路との間を連通状態とすると共に、第２弁体が弁座と当接した状態で流入通路と流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムを備えている。

【0011】

本開示の第１によれば、圧力キャンセル機構として、第２弁体に通路室と第２電磁弁とを連通する連通穴を設けているので、第２弁体の開弁時、閉弁時の圧力差を無くすことができ、小さな磁力で第２弁体を開閉駆動することができる。

【0012】

かつ、本開示の第１では、ハウジングの通路室に配置され、第２弁体が弁座より離脱した状態で流入通路と流出通路との間を連通状態とすると共に、第２弁体が弁座と当接した状態で流入通路と流出通路との間を非連通状態とするダイヤフラムを備えているので、第２弁体に連通穴を設けても、流体の流量制御を的確に行うことができる。
本開示の第１では、第２電磁弁のオン位置とオフ位置で、第１弁体がオリフィス絞り部と協同して流量を大流量位置と小流量位置とに切り替えている。流量特性に一番大きく影響を与えるオリフィス絞り部で流路面積の切り替えを行うため、大流量と小流量との切り替えを行う際の流量特性が安定する。

【0013】

本開示の第２では、第１弁体は、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部と、流体を通す弁体通路部とを備えている。そして、第１電磁弁がオン位置にある時、第１弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部から離れて流体は弁体絞り部の外周及び弁体通路部を流れ、第１電磁弁がオフ位置にある時、第１弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部と当接して流体は弁体通路部を流れる。

【0014】

本開示の第２によれば、第１電磁弁のオン位置では大流量を流し、第１電磁弁のオフ位置では流量を小流量に切り替えることができる。上記本開示の第１での大流量と小流量との切り替えを弁体絞り部と弁体通路部とで達成することができる。

【0015】

本開示の第３は、第１弁体は、オリフィス絞り部と協働して流体流量を制御する弁体絞り部を備えている。そして、第１電磁弁がオン位置にある時、第１弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部から離れて流体は弁体絞り部の外周を大流量流れ、第１電磁弁がオフ位置にある時、第１弁体は弁体絞り部がオリフィス絞り部に近づいて流体は弁体絞り部の外周を小流量流れる構成としている。

【0016】

本開示の第３によれば、第１弁体に弁体通路部を設けることなく、第１電磁弁で大流量と小流量との切り替えを行うことができ、第１弁体の構成の簡素化を図りつつ、上記本開示の第１での大流量と小流量との切り替えを達成することができる。

【0017】

本開示の第４では、第１電磁弁の第１ムービングコアの変位を第１弁体に伝達するロットを更に備えている。ロットを用いることで、第１電磁弁の位置と第１弁体の位置とを離すことが可能となる。

【0018】

本開示の第５では、第１電磁弁及び第２電磁弁は、共に通路室のオリフィス絞り部とは反対側に配置されている。第１電磁弁と第２電磁弁とを重ねて配置することができる。

【0019】

本開示の第６では、第１電磁弁は、通路室のオリフィス絞り部側に配置され、第２電磁弁は、通路室のオリフィス絞り部とは反対側に配置されている。第１電磁弁の配置位置の自由度を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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】本開示の第１実施形態の流量制御弁の断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図２図示流量制御弁の大流量状態の断面図である。

【図5】本開示の第２実施形態の流量制御弁の断面図である。

【図6】図５図示流量制御弁の大流量状態の断面図である。

【図7】本開示の第３実施形態の流量制御弁の断面図である。

【図8】図７図示流量制御弁の大流量状態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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供給遮断の切り替え、及び供給時の流量を制御するのがパージバルブ１００である。

【0022】

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。

【0023】

パージバルブ１００のオンオフ及び流量は、エンジン制御ユニット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、エンジン制御ユニット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、エンジン制御ユニット５０は、パージバルブ１００の制御により発生する異音が乗員に伝わりにくい状態を車両ＥＣＵ６０から受けてパージバルブ１００のオンオフを制御する。例えば、高速走行時は異音が乗員に伝わりにくいので、車両ＥＣＵは車速センサ６１からの信号で車両の走行状況を把握する。

【0024】

パージバルブ１００の構成を、以下に各実施形態に関して説明する。

【0025】

（第１実施形態）
パージバルブ１００は、図２に示すように、ハウジング１１０内に第１電磁弁１３０と第２電磁弁１５０とが直列に配置されている。第１電磁弁１３０は、樹脂製の第１ボビン１３１に多数回巻装された第１コイル１３２を備えている。なお、ハウジング１１０や第１ボビン１３１は、ポリブチレンテレフタレートＰＢＴ樹脂、ポリフェニレンサルファイドＰＰＳ樹脂、ナイロン６６等の樹脂で形成される。図示しないコネクタより駆動電圧を受けて第１コイル１３２に通電された際には第１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第１コイル１３２の外側には鉄製の第１ヨーク１３３が配置され、第１コイル１３２の内周側には同じく鉄製の第１ステータコア１３４が配置されている。

【0026】

第１ステータコア１３４は円筒形状をしており、内部には鉄製でコップ形状をした第１ムービングコア１３５が移動可能に配置されている。第１ステータコア１３４には磁気回路を絞る絞り部１３４ａが形成されているので、第１ステータコア１３４と第１ムービングコア１３５との間に第１磁気ギャップ１３４ｂが形成され、第１コイル１３２の励磁時にはこの第１磁気ギャップ１３４ｂを縮めるべく、第１ムービングコア１３５は図中上方に吸引される。そして、第１バネ１３６は第１ムービングコア１３５を吸引方向と反する方向に付勢している。第１バネ１３６は第１ムービングコア１３５と第１バネ受け部材１３７との間に配置される。

【0027】

第２電磁弁１５０は、この第１電磁弁１３０と凡そ同じ構造となっている。第２ボビン１５１、第２コイル１５２、第２ヨーク１５３、第２ステータコア１５４、第２ムービングコア１５５を備えている。

【0028】

第２ステータコア１５４にも磁気回路を絞る絞り部１５４ａが形成されており、第２ステータコア１５４と第２ムービングコア１５５との間に第２磁気ギャップ１５４ｂが形成される。そして、第２コイル１５２の励磁時にはこの第２磁気ギャップ１５４ｂを縮めるべく、第２ムービングコア１５５は図中下方に吸引される。第２バネ１５６は第２ムービングコア１５５を吸引方向と反する方向に付勢している。そして、第２バネ１５６は第２ムービングコア１５５と第２バネ受け部材１５７との間に配置されている。

【0029】

ハウジング１１０のうち図２の上方部には、通路室１６０が形成されている。また、ハウジング１１０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流入通路１６１が形成され、流入通路１６１は通路室１６０に開口している。通路室１６０には円筒状のオリフィス絞り部１６２が突出形成されており、オリフィス絞り部１６２の図２の下端は弁座１６３となっている。オリフィス絞り部１６２は、後述する第１弁体１７０と共同してパージ空気の流れを絞る作用を行うよう、パージ空気の通路径を絞るもので、このオリフィス絞り部１６２がパージバルブ１００を流れるパージ空気の流量特性に最も影響がある。

【0030】

また、オリフィス絞り部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１６３、オリフィス絞り部１６２を経て、流出通路１６４に流れる。流出通路１６４には、出口側パージ空気通路１４をなすホースが連結され、パージ空気は流出通路１６４からホースを経て吸気管２１のスロットルバルブ２５下流に吸引される。

【0031】

第１弁体１７０は、内部にパージ空気を通す弁体通路部１７１を備える円筒形状をしている。第１弁体１７０の外周のうち図２の下方側は、オリフィス絞り部１６２に対して着座可能な形状となって弁体絞り部１７４を形成している。第１弁体１７０は、第１電磁弁１３０の第１ムービングコア１３５とロット１７２を介して連通している。図３に示すように、ロット１７２と第１弁体１７０とは腕部１７３を介して繋がっている。

【0032】

通路室１６０のうち、弁座１６３と対向する部位には、第２弁体１８０が配置されている。第２弁体１８０は第２電磁弁１５０の第２ムービングコア１５５に焼き付け固定されており、弁座１６３とのシール性を得るため、ゴム材料等の弾性部材からなる。本開示では、耐ガソリン性を考えてフッ素ゴムが使用されている。

【0033】

第２弁体１８０には連通穴１８５が形成され、この連通穴１８５内をロット１７２が貫通する。また、連通穴１８５により通路室１６０内の圧力と第２電磁弁１５０の圧力が均衡する。

【0034】

通路室１６０には、第２弁体１８０と第２電磁弁１５０との間をシールするダイヤフラム１８１が配置されている。ダイヤフラム１８１は可撓性を有するゴム材料製で、リング形状をしている。ダイヤフラム１８１の内周１８２は、第２弁体と一体形成され、外周１８３はハウジング１１０の通路室１６０に係止されている。

【0035】

次に、上記構成のパージバルブ１００の作動を説明する。第１電磁弁１３０の第１コイル１３２に通電されていないオフ位置では、第１コイル１３２は励磁されておらず、第１ムービングコア１３５は第１バネ１３６により第１ステータコア１３４から引き離される方向に付勢される。図２がその状態で、第１ムービングコア１３５は、ハウジング１１０の底板１１１側に付勢されている。この状態では、第１弁体１７０の外周はオリフィス絞り部１６２に着座している。そのため、通路室１６０から流出通路１６４に向かう流れは、第１弁体１７０の弁体通路部１７１のみとなる。このように、空気流路が絞られる結果、パージバルブ１００を介して流れる沿う流量は、少量となり、本開示では、毎分６０リットル程度である。

【0036】

この小流量で、更にパージバルブ１００を流れるパージ空気の流量が、第２弁体１８０により制御される。第２電磁弁１５０の第２コイル１５２が励磁すると第２ステータコア１５４と第２ムービングコア１５５との間の第２磁気ギャップ１５４ｂに磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力の方が第２バネ１５６の付勢力を上回るので、第２ムービングコア１５５は第２ステータコア１５４側に移動する。その結果、第２弁体１８０が弁座１６３から離脱し、通路室１６０内のパージ空気は第１弁体１７０の弁体通路部１７１に流れる。図２の状態は第２コイル１５２が励磁して、第２弁体１８０が弁座１６３を開いた状態である。

【0037】

図２の状態から、第２コイル１５２への通電を停止すると、第２バネ１５６により第２ムービングコア１５５が図中上方へ１．５ミリメートル程度変位し、第２弁体１８０が弁座１６３に当接する。その結果、通路室１６０から流出通路１６４に向かうパージ空気の流れが遮断される。

【0038】

第２電磁弁１５０は、弁座１６３を開く全開状態と弁座１６３を閉じる全閉状態との間でデューティ比制御を行う。デューティ比が１００％の状態が小流量時の最大流量となり、デューティ比が０％では、パージ空気の流れは遮断される。デューティ比制御を行う時間は１０ヘルツ（０．１秒）程度で、この時間内で全開状態と全閉状態との比率を可変する。

【0039】

以上が、小流量時のパージバルブ１００の流量制御であるが、大流量時は第１電磁弁１３０の第１コイル１３２に通電してオン位置とする。その結果、第１コイル１３２が励磁して、第１電磁弁１３０の第１ステータコア１３４と第１ムービングコア１３５との間の第１磁気ギャップ１３４ｂに吸引力が発生する。この吸引力は第１バネ１３６より大きく、図４のように上方に第１ムービングコア１３５が引き上げられる。

【0040】

その第１ムービングコア１３５の移動はロット１７２を介して第１弁体１７０に伝わり、第１弁体１７０はオリフィス絞り部１６２から３ミリメートル程度離脱する。そのため、弁座１６３を通過したパージ空気は、第１弁体１７０の弁体通路部１７１のみでなく、第１弁体１７０の外周も通って流出通路１６４に流れることとなり、大流量を流すことができる。本開示では、大流量時毎分２００リットル程度のパージ空気が流れる。このように、パージバルブ１００を流れる通過するパージ空気の流量特性に最も大きく影響をあたえるのは、オリフィス絞り部１６２である。本開示では、このオリフィス絞り部１６２の流路面積をオリフィス絞り部１６２と第１弁体１７０が協働して大流量と小流量とに切り替えているので、流量切り替えが最も効率的に行える。そのため、大流量と小流量との劉協切り替え時の特性も安定する。

【0041】

この大流量を流す状態でも、パージ空気の流量は第２電磁弁１５０により制御される。デューティ比制御を行うのは、小流量時の制御と同様である。即ち、第２電磁弁１５０は弁座１６３を開く全開状態と弁座１６３を閉じる全閉状態との間でデューティ比制御を行い、デューティ比が１００％の状態が小流量時の最大流量となり、デューティ比が０％では、パージ空気の流れは遮断される。図４は、第２電磁弁１５０が弁座１６３を開く全開状態を示している。

【0042】

但し、パージ空気の流れを遮断する制御は実際には小流量時に行う。そのため、大流量を流す状態でのパージ空気の最小流量は、デューティ比が０％ではなく、小流量を流す状態でのパージ空気の最大流量と同じく毎分６０リットル程度となるようにデューティ比を定める。この際のデューティ比は３０パーセント程度となる。

【0043】

本開示では、小流量時の制御であれ、大流量時の制御であれ、パージ空気の流量の制御は第２電磁弁１５０のデューティ比制御により行う。ここで、大流量時のパージ空気の流量制御を行うため、弁座１６３の径は充分な量のパージ空気が流れるよう大きく設定する必要がある。そのため、第２弁体１８０が通路室１６０と第２電磁弁１５０との間を遮断する構造であれば、第２弁体１８０に差圧が加わることとなる。

【0044】

通常、第２電磁弁１５０は大気圧下に存在し、一方、第２弁体１８０が弁座１６３を閉じた状態では、第２弁体１８０には、スロットルバルブ２５下流の吸気負圧が加わることとなる。この吸気負圧は大気圧に近い負圧から８０キロパスカル程度の大きな負圧迄変動する。そのため、上記のように第２弁体１８０を大径化して、この吸気負圧を受けると、第２電磁弁１５０の第２コイル１５２には大きな励磁力が求められ、第２コイル１５２の巻き数を多くする必要がある。引いては、パージバルブ１００の大型化を来すことになる。

【0045】

それに対し、本開示では、連通穴１８５により通路室１６０と第２電磁弁１５０とが連通しているので、第２弁体１８０は前後に差圧を受けることがない。第２バネ１５６の付勢力に打ち勝って第２ムービングコア１５５を第２ステータコア１５４側に吸引できる励磁力が発生できればよく、１ニュートン程度の例磁力ですむ。これにより、第２コイル１５２の小型化が図れる。特に、第２電磁弁１５０はデューティ比制御を行うものであるため、第２弁体１８０が前後差圧の影響を受けることなく、全開位置と全閉位置との間をスムーズに移動できることは、流量の制御性向上に繋がる。

【0046】

第２弁体１８０に連通穴１８５を設けても、第２弁体１８０が弁座１６３と当接した際のシール性能はダイヤフラム１８１により確保される。即ち、ダイヤフラム１８１の外周はハウジング１１０によって係止されており、ダイヤフラム１８１の内周は第２弁体１８０と一体となっているので、第２弁体１８０が弁座１６３に着座した状態では、通路室１６０（流入通路１６１）と流出通路１６４との間はダイヤフラム１８１によって遮断される。

【0047】

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、第１弁体１７０に弁体通路部１７１を形成し、弁体絞り部１７４はオリフィス絞り部１６２と着座可能な形状としていたが、図５及び図６に示す第２実施形態のように、簡易な形状とすることもできる。第２実施形態の第１弁体１７０は円錐形状をしており、内部に弁体通路部は形成されていない。外周は弁体絞り部１７４を形成するが、オリフィス絞り部１６２と当接することもない。

【0048】

小流量時は、図５に示すように、第１電磁弁１３０の第１コイル１３２は励磁しておらず、第１ムービングコア１３５は、第１バネ１３６により下方に押し下げられ、ハウジング１１０の底板１１１に保持されている。その結果、円錐形状の第１弁体１７０はオリフィス絞り部１６２に近づき、第１弁体１７０とオリフィス絞り部１６２との間の流路が狭くなる。この間の隙間はパージ空気の流量が毎分６０リットル程度の小流量となるように設定される。本開示では、直径が１．５ミリメートル程度の孔と相当する流路面積となるように設定している。

【0049】

大流量時は、図６に示すように、第１電磁弁１３０の第１コイル１３２が励磁する。それにより、第１ムービングコア１３５が第１ステータコア１３４側に引き上げられて、ロット１７２を介して、第１弁体１７０も上方に押し上げられる。その結果、円錐形状の第１弁体１７０はオリフィス絞り部１６２から離間し、大流量のパージ空気が第１弁体１７０とオリフィス絞り部１６２との間を流れる。この際の第１弁体１７０とオリフィス絞り部１６２との隙間は、毎分２００リットル程度の大流量となるように設定し、本開示では、直径４ミリメートル程度の孔と相当する流路面積となるように設定している。

【0050】

なお、図５及び図６は共に第２電磁弁１５０の励磁状態で第２弁体１８０が全開位置にある状態を示している。第２電磁弁１５０がデューティ比制御されることは、第１実施形態と同様である。

【0051】

（第３実施形態）
上述の実施形態では、第１電磁弁１３０及び第２電磁弁１５０が一つのハウジング１１０内に配置され、通路室１６０との関係では同じ側に配置されていた。第３実施形態では、図７及び図８に示すように、ハウジング１１０を、第１電磁弁１３０を配置する第１ハウジング１１２と、第２電磁弁１５０を配置する第２ハウジング１１３とに分離し、間に接続ハウジング１１４を介在させている。流入通路１６１及び通路室１６０は第２ハウジング１１３に形成し、第２弁体１８０の連通穴１８５で通路室１６０と第２電磁弁１５０とを連通して、第２弁体１８０の前後で差圧が発生しないのは、上述の実施形態と同様である。

【0052】

図７は第１電磁弁１３０の第１コイル１３２が非励磁時である少量状態を示している。この状態では、第１ムービングコア１３５は、第１バネ１３６の付勢力を受けて図の下方に押し下げられ、第１弁体１７０は外周の弁体絞り部１７４がオリフィス絞り部１６２に着座している。そのため、パージ空気の流れは第１弁体１７０の弁体通路部１７１のみとなる。ロット１７２の位置は異なるが、動作は図２に示した第１実施形態と同様である。第３実施形態では、この第１弁体１７０着座時のシール性能を高めるため、及び着座時の衝撃を緩和するため、第１弁体１７０外周の弁体絞り部１７４にＯリング１７５を配置している。Ｏリング１７５に代えてゴム材料等でできた弾性部材を配置しても良いことは、勿論である。

【0053】

図８は大流量状態を示し、この状態では第１電磁弁１３０の第１コイル１３２が励磁している。その結果、第１磁気ギャップ１３４ａに生じる磁気吸引力により、第１ムービングコア１３５が図の上方に引き上げられ、第１弁体１７０外周の弁体絞り部１７４と弁体通路部１７１との双方からパージ空気が流れる。

【0054】

図７及び図８は共に第２電磁弁１５０の励磁状態で第２弁体１８０が全開位置にある状態を示しており、第２電磁弁１５０はデューティ比制御されることは、上述の第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

【0055】

なお、第３実施形態における変形例として、第１弁体１７０と第１電磁弁１３０の第１ムービングコア１３５の距離が近くなれば、ロット１７２も廃止して第１ムービングコア１３５により第１弁体１７０を直接変位させることも可能である。

【0056】

（その他の実施形態）
上述の開示では、第２弁体１８０とダイヤフラム１８１とを同一のフッ素ゴムで一体成型したが、別部材とすることも可能である。また、上述の開示では、第２弁体１８０を第２電磁弁１５０の第２ムービングコア１５５に焼き付け固定したが、第２ムービングコア１５５と第２弁体１８０との間に連結部材を介在させてもよい。

【0057】

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】

【0058】

１００ パージバルブ
１１０ ハウジング
１３０ 第１電磁弁
１５０ 第２電磁弁
１６０ 通路室
１６１ 流入通路
１６２ オリフィス絞り部
１６３ 弁座
１７０ 第１弁体
１８０ 第２弁体
１８５ 連通穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】