JP5468932B2 - 電磁式制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁式制御弁に関し、特に、電磁コイルへの通電により生じる電磁力と、該電磁力と対向する調整ばね力のつり合いにより弁体の開度を比例制御する電磁式制御弁に関する。

従来、この種の電磁式制御弁として、例えば特開２００７−２４７５０４号公報（特許文献１）、特開２００４−２４５２４３号公報（特許文献２）に開示されたものがある。これらの電磁式制御弁は、弁ハウジング内に弁体を有する弁棒を配設し、電磁コイルへの通電により発生する電磁力により弁棒を軸方向に移動させ、上記弁体により弁ポートの開度調節を行うものである。また、上記電磁力とこの電磁力に対抗する調整ばね力との平衡関係を持たせることにより、電磁コイルへ通電する電流の大小に応じて弁開度を比例的に変化させ、電磁コイルへ印加する電流に応じて流量を定量的に制御する。

弁ポートの一方の側に入口ポートと連通して弁体を収容する一次室が設けられ、弁ポートの他方の側に出口ポートと連通した二次室が設けられたものにおいて、一次室側に均圧通路によって二次室と連通した均圧室を設け、当該均圧室の圧力が二次室に対抗して弁体に作用するように構成し、弁ポートの口径と均圧室の有効径とを等しく設定することにより、一次側圧力と二次側圧力との差圧により弁体に作用する力をキャンセルすることができる。

これにより、この圧力バランス方式の電磁式制御弁では、一次側圧力と二次側圧力との差圧の影響を受けず、定電流時においては、一定の弁開度を維持した安定した流量制御を行うことが可能になる。

特開２００７−２４７５０４号公報 特開２００４−２４５２４３号公報

しかしながら、上述した電磁式制御弁では、弁ポート（あるいは弁ポートを形成するシール部材）、弁棒、弁棒に形成された弁体、弁棒に固着されたプランジャ、このプランジャを吸引する吸引子等の各構成部品が、弁棒の移動方向である軸方向に配置され、組み立てられている。したがって、この組立品としての電磁式制御弁では、これら各構成部品の寸法の公差が軸方向に累積してしまう。この公差の累積により、例えば弁体が弁ポートを全閉している状態でのプランジャと吸引子との間隙寸法にばらつきが生じた場合、吸引力特性がばらつき、所望の流量特性が得られず、製品間の流量特性や弁漏れといった制御特性にばらつきが生じるという問題があった。なお、各構成部品の寸法精度を高めると、電磁式制御弁自体のコストアップを招くという問題があった。

本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、電磁式制御弁において、各構成部品の寸法のばらつきに起因する流量特性や弁漏れといった制御特性のばらつきを低減することを課題とする。

請求項１の電磁式制御弁は、円筒状のプランジャケースと、前記プランジャケースの中心軸と同軸にしてこのプランジャケースに固定され電磁コイルへの通電によりこのプランジャケース内に磁路を導く吸引子と、前記プランジャケース内で前記吸引子に対向してこのプランジャケースの中心軸方向に移動可能に配設されたプランジャと、前記プランジャの中心を貫通して前記プランジャケースの中心軸方向に移動可能に配設されるとともに、弁ポートの弁シール部に対向する弁体を備えた弁棒と、前記弁棒の前記吸引子側端部に嵌め込まれ固着された円筒状の抜け止め部材と、前記弁体と前記プランジャとの間に配設された第１の付勢手段と、前記プランジャが前記吸引子に吸着するのを規制するストッパと、を備え、前記吸引子の中心に挿通孔が形成され、この挿通孔の一方側に前記プランジャが配置されるとともに他方側に第２の付勢手段が配置され、第２の付勢手段は前記吸引子の前記挿通孔を介して前記抜け止め部材を付勢するように構成され、前記第１の付勢手段により、前記弁棒に遊嵌して配設された前記プランジャを前記抜け止め部材側に付勢するようにしたことを特徴とする。

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、前記ストッパが、前記抜け止め部材の前記プランジャ側の端部に形成された鍔状部により構成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１に記載の電磁式制御弁であって、前記ストッパが、前記弁棒に対して前記第２の付勢手段と反対側の端部に配置されたストッパ部の鍔状部によって構成されていることを特徴とする。

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、前記第２の付勢手段は、前記吸引子の前記挿通孔内に配置されるボールであってこの挿通孔に挿通可能なクリアランスを有する該ボールを介して前記抜け止め部材を付勢することを特徴とする。

請求項１の電磁式制御弁によれば、弁体が弁シールに接触した弁閉状態で、吸引子の挿通孔を介して、この吸引子に対するプランジャの位置を例えば治具により規定値に調整し、抜け止め部材と弁棒との固定をこの吸引子の挿通孔を介して行うことができる。したがって、抜け止め部材と吸引子の挿通孔の寸法精度を確保するだけで、その他の要素の中心軸方向の公差の累積による寸法のばらつきによる製品間の流量特性のばらつきを低減できる。

請求項２の電磁式制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、抜け止め部材に鍔状部（ストッパ）を一体に形成すればよいので、部品点数の増加を招くことはない。

請求項３の電磁式制御弁によれば、請求項１の効果に加えて、ストッパ部及び鍔状部（ストッパ）が電磁式制御弁の端部に位置するので、ストッパ部により、弁リフトを調整することができる。

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、第２の付勢手段により弁棒を付勢するとき、抜け止め部材をボールに対して球面接触させ、弁棒の端部を常に中心軸上に位置決めすることができるので、弁閉時に弁体と弁シールとの間の流体の漏れを防止することが可能となる。

本発明の第１実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 本発明の第１実施形態の電磁式制御弁の組立工程の一例を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態における抜け止め部材を連結ロッドに溶接した組立状態での各部の寸法を示す図である。 本発明の第１実施形態における圧力バランス部の他の例を示す図である。 本発明の第２実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図である。 本発明の第２実施形態の電磁式制御弁における圧力バランス部の要部拡大図である。 本発明の第２実施形態における抜け止め部材を連結ロッドに溶接した組立状態での各部の寸法を示す図である。 電磁式制御弁におけるプランジャと吸引子間の間隙寸法のばらつきに起因する最大流量のばらつきの関係を示す図である。

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である。この実施形態の電磁式制御弁は、電磁弁ユニット１０とハウジング２０とで構成されている。ハウジング２０には、弁ユニット装着孔２０Ａ、この弁ユニット装着孔２０Ａに連通する流入通路２１０及び流出通路２２０が形成されている。そして、弁ユニット装着孔２０Ａ内に弁ユニット１０が嵌合され、弁ユニット１０のフランジ１０Ａが図示しないボルト等により固着されている。

弁ユニット１０は弁ハウジング１を有している。弁ハウジング１には、ハウジング２０の流入通路２１０に連通する入口ポート１ａ、ハウジング２０の流出通路２２０に連通する出口ポート１ｂ、入口ポート１ａに連通する一次室１１、出口ポート１ｂに連通する二次室１２、一次室１１と二次室１２を連通する弁ポート１３を有している。弁ポート１３は水平断面形状が円形であり、その一次室１１側開口には弁シール部としてのリング状の弁シール１４が配設されている。これにより、弁ポート１３は一次室１１側開口の周りに弁シール部を画定している。

一次室１１、二次室１２及び弁ポート１３内には中心軸Ｐに沿った方向に移動可能な弁棒２が延在されている。弁棒２は、一次室１１内に位置して弁シール１４に対して離接が可能な円柱状の弁体２１、弁体２１の上方に延設された連結ロッド２２，ピストン部２３を有している。なお、弁シール１４を無くして弁ポート１３の一次室側開口のみとし、弁体２１の下端周囲に弁シール１４同等のシール部材を設けてもよい。この場合は、弁ポートの開口周囲が弁シール部となる。

弁体２１は、弁棒２の中心軸Ｐに沿った方向への移動により決まる弁シール１４との位置関係により、弁ポート１３の開度を設定する。一次室１１の内圧は二次室１２の内圧より高圧であり、弁体２１には、この一次室１１の内圧と二次室１２の内圧との差圧が作用し、弁体２１は下方に力を受ける。この差圧が弁体２１に作用する面積は、弁シール１４の内径（弁体２１の有効受圧径）により決まる。

ハウジング２０の弁ユニット装着孔２０Ａの最奥部分は均圧室１５を形成しており、この均圧室１５はハウジング２０に形成された均圧導入路１６により、入口ポート１ａを介して一次室１１に連通されている。均圧室１５内には圧力バランス部１７が構成されている。この圧力バランス部１７は、弁ハウジング１に形成された連通孔１７ａ、連通孔１７ａによって二次室１２に連通された低圧室１７ｂ、この低圧室１７ｂ内に嵌合して配設されたダイヤフラム１７ｃを有している。連通孔１７ａ内には弁棒２のピストン部２３が連通孔と接触する事なく挿通され、このピストン部２３の連結部２３ａがダイヤフラム１７ｃの中心を貫通し、この連結部２３ａにダイヤフラムガイド１７ｄが嵌め込まれている。そして、連結部２３ａの端部をかしめることにより、ダイヤフラム１７ｃがピストン部２３に固着されている。また、弁ハウジング１の下端部にはダイヤフラム押さえ１７ｅが嵌合され、弁ハウジング１の下端をかしめることにより、ダイヤフラム押さえ１７ｅ及びダイヤフラム１７ｃが固定されている。ダイヤフラム１７ｃは柔軟性を有し、均圧室１５に作用する一次圧と二次圧との差圧により変位し、その変位をピストン部２３を介して弁棒２に伝達する。

弁ハウジング１の一次室１１側（上側）には、円筒状のプランジャケース３が気密に固着されており、このプランジャケース３の上部には吸引子４が溶接により気密に固着されている。また、プランジャケース３の内部にはプランジャ５が配設され、プランジャ５と弁体２１との間にはプランジャばね６が配設されている。なお、吸引子４及びプランジャ５は磁性体からなり、プランジャ５の通気孔５３以外はそれぞれ中心軸Ｐを軸にして回転対称な形状となっている。吸引子４及びプランジャ５には中心軸Ｐと同軸な挿通孔４１，５１がそれぞれ形成されている。そして、弁棒２の連結ロッド２２が、プランジャ５の挿通孔５１と吸引子４の挿通孔４１に挿通され、この吸引子４の挿通孔４１内で、連結ロッド２２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２２の端部とは後述のように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５側の端部に鍔状部７１を有し、この鍔状部７１は、プランジャ５の吸引子４側の対向面５ａに接触した状態で、この対向面５ａと吸引子４のプランジャ５側の対向面４ａとの間に位置する。なお、この実施形態では鍔状部７１がストッパに相当する。

プランジャばね６は、一端をプランジャ５の内側底面５２に当接させ、他端を弁体２１のプランジャ５側の端面であるばね受け部２１ａ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５は対向面５ａ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５が吸引子４方向に吸引されると、このプランジャ５と共に弁棒２が弁開方向に移動する。プランジャ５の挿通孔５１と弁棒２の連結ロッド２２とのクリアランスは、プランジャ５とプランジャケース３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５が中心軸Ｐと直交する方向に変位しても、弁棒２とプランジャ５は接触しない。

吸引子４には挿通孔４１より径の大きな調整部用孔４２が形成されており、この調整部用孔４２内には第２の付勢手段としての設定調整部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４の挿通孔４１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４の上部内周面に形成された雌ねじ部４３に螺合することにより、吸引子４にネジ止めされている。

ボール８４と吸引子４の挿通孔４１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は中心軸Ｐに沿って挿通孔４１内で移動可能となっている。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（及び弁棒２）の上端は、常に中心軸Ｐ上に位置決めされる。

プランジャケース３および吸引子４の外周部には、ボビン９ａに巻回された電磁コイル９が設けられており、電磁コイル９の励磁により、磁気回路が形成されて吸引子４とプランジャ５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９へ通電する電流に応じたものとなる。

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を介して弁棒２を弁シール１４側に付勢している。電磁コイル９を励磁することにより、プランジャ５が吸引子４に吸引され、弁棒２は調整ばね８３の付勢力に抗して弁シール１４から離れる方向に移動し、弁閉から弁開となるとともに弁体２１と弁シール１４との中心軸Ｐに沿った方向の位置関係により、弁ポート１３の開度が制御される。なお、プランジャ５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４の対向面４ａ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５が吸引子４に吸着（密着）されるのを防止する。

また、電磁コイル９の励磁を無くすことにより弁体２１が弁シール１４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が弁棒２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９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棒２が中心軸Ｐに沿った方向に移動し、弁体２１で弁ポート１３の開度を変化させる。

また、弁体２１には前述のように一次室１１の内圧と二次室１２の内圧の差圧が作用して下方に力が加わる。一方、均圧室１５は均圧導入路１６によって一次室１１と連通されているので、均圧室１５に作用する一次圧と二次圧との差圧がダイヤフラム１７ｃに作用し、弁棒２には上方に力が加わる。そして、弁シール１４の内径（弁体２１の有効受圧径）と、ダイヤフラム１７ｃの有効受圧径とが等しいので、弁棒２に対しては、差圧による力は互いにキャンセルされ、弁体２１の開閉に差圧の影響を受けない流量制御が可能になる。

ここで、図１は弁体２１が弁シール１４に接触している弁閉の状態を示している。この状態から電磁コイル９に通電する電流の増加に対する流量の増加の割合は、無通電時の吸引子４の対向面４ａとプランジャ５の対向面５ａとの間隙Ｌによって決まる。この間隙Ｌは、弁体２１の弁シート１４への当接面２１ａからプランジャ５の対向面５ａまでの長さをＬ１、弁シート１４の弁体２１への当接面１４ａから吸引子４の対向面４ａまでの長さをＬ２とすると、Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１で決まる。このうち長さＬ２は、弁ハウジング１の加工精度、プランジャケース３の長さ、弁ハウジング１に対するプランジャケース３の取付精度、プランジャケース３に対する吸引子４の取付精度（特に溶接によるひずみ）により、製品によってばらつきが生じる。このばらつきは特に各要素の効果が中心軸Ｐ方向に累積するので大きくなる。また、仮に弁棒２に対してプランジャ５を予め固定してしまう構造の場合には、長さＬ１にばらつきが生じる。しかし、本発明によれば、次に説明するように、この対向面４ａ，５ａの間隙Ｌの精度を確保して組み付けることができる。

図８はプランジャと吸引子間の間隙寸法のばらつきに起因する最大流量のばらつきの関係を示す図である。一般に、吸引子がプランジャを吸引する吸引力は、プランジャと吸引子間の間隙寸法が小さいと強く、大きくなると弱くなる。従来品の構造では、プランジャと吸引子間の間隙寸法がばらつく為、最大流量にばらつきが生じ、最大流量が仕様範囲内に入らないことがある。上記実施形態ではプランジャと吸引子間の間隙寸法Ｌのばらつきを低減できるため、最大流量のばらつきが小さくなる。このように、プランジャと吸引子間の間隙寸法が変わる事により、吸引力が変化すると、吸引力と調整ばねのばね力とのつり合いで作動する制御弁の流量特性が変化するので、前記間隙寸法Ｌを規定値内に管理することは、制御弁の流量特性を安定化させるために重要な課題となる。

図２は第１実施形態の電磁式制御弁の組立工程の一例を示す縦断面図である。なお、図では断面を示す斜線（ハッチング）を適宜省略してある。図２は抜け止め部材７を取り付ける工程であり、これより前の工程では、プランジャケース３を弁ハウジング１に固着し、弁ハウジング１の弁ポート１３に弁シール１４を取り付けるとともに、弁棒２を弁ハウジング１に組み付ける。また、弁棒２の下部の連結部２３ａと弁ハウジング１に対して圧力バランス部１７を組み付ける。次に、プランジャばね６及びプランジャ５を弁棒２に装着する。そして、弁棒２の連結ロッド２２の端部に抜け止め部材７を嵌め込み、吸引子４をプランジャケース３に装着して、プランジャケース３の上端部と吸引子４とを溶接により固着する。なお、図２では弁ハウジング１は図示を省略してある。

次に、図２(A) に示すように、プランジャ押さえ治具２０と溶接トーチ３０を用いて組み付け作業を行う。プランジャ押さえ治具２０は、吸引子４内に挿入する筒状の大径部２０ａと小径部２０ｂとを有しており、大径部２０ａは調整部用孔４２内に挿入可能で、小径部２０ｂは挿通孔４１内に挿入可能となっている。また、大径部２０ａは小径部２０ｂとの境界に当接面２０ａ１を有し、小径部２０ｂは先端に当接面２０ｂ１を有している。溶接トーチ３０は大径部２０ａ内から小径部２０ｂ内を通して小径部２０ｂの先端に規定値分だけ突出する。

図２(A) に示すように、抜け止め部材７と連結ロッド２２とは固着されておらず、抜け止め部材７は連結ロッド２２に沿って中心軸Ｐ方向に摺動可能となっている。したがって、プランジャ５及び抜け止め部材７は、プランジャばね６の付勢力により吸引子４側に移動し、抜け止め部材７の鍔状部７１が吸引子４の対向面４ａに当接している。ただし、弁体２１は弁シール１４（図１）に当接した状態（弁閉状態）となっている。この状態で、プランジャ押さえ治具２０及び溶接トーチ３０を吸引子４内に挿入する。これにより、プランジャ押さえ治具２０の小径部２０ｂの当接面２０ｂ１が抜け止め部材７の円筒部７２の先端面７２ａを押し、この抜け止め部材７とプランジャ５が弁体２１側に移動する。そして、図２(B) に示すように、大径部２０ａの当接面２０ａ１が吸引子４の調整部用孔４２の底面４２ａに当接し、吸引子４に対する抜け止め部材７及びプランジャ５の位置が決まる。この状態で、溶接トーチ３０により連結ロッド２２の端部と抜け止め部材７の円筒部７２の内側とを溶接し、抜け止め部材７を連結ロッド２２に固着する。

図３は図２(B) の状態での各部の寸法を示す図である。前記のように無通電時のプランジャ５と吸引子４との間隙寸法をＬ、プランジャ押さえ治具２０の小径部２０ｂの寸法（当接面２０ａ１，２０ｂ１間の寸法）をＬＬ１、吸引子４の挿通孔４１の寸法（長さ）をＬＬ２、抜け止め部材７の鍔状部７１の厚さ寸法をＬＬ３、鍔状部７１の上端から円筒部７２の先端面７２ａまでの寸法をＬＬ４、抜け止め部材７及びプランジャ５の押し込み長さをＬＬ５とすると、以下の関係が成立する。

図３は弁体２１が弁シール１４に当接した弁閉状態であり、寸法ＬＬ５は弁閉状態から全開となるまでの寸法、すなわち弁リフト量である。そして、ＬＬ５＝ＬＬ１−（ＬＬ２−ＬＬ４）となる。また、寸法Ｌは、前記のように通電する電流の増加に対する流量の増加の割合を決める寸法であり、Ｌ＝ＬＬ５＋ＬＬ３となる。このうち、寸法ＬＬ１はプランジャ押さえ治具２０の小径部２０ｂの寸法であるため各電磁式制御弁において共通である。したがって、吸引子４の挿通孔４１の寸法ＬＬ２と抜け止め部材７の寸法のみを管理すれば、上記の寸法Ｌを各製品で一定にすることができる。このように、電磁式制御弁のその他の要素の公差を考慮することなく製品間での寸法Ｌのばらつきを押さえることができる。

図４は圧力バランス部の他の例であり、図１と同じまたは対応する要素には図１と同符号を付記して詳細な説明は省略する。この例の圧力バランス部１７′はダイヤフラム１７ｃの取付構造の他の例である。ピストン部２３の連結部２３ａがダイヤフラム１７ｃの中心を貫通し、この連結部２３ａにダイヤフラムガイド１７ｄが嵌め込まれている。そして、連結部２３ａの端部にＥ型止め輪１７ｆを嵌め込んでダイヤフラム１７ｃがピストン部２３に固着されている。また、ダイヤフラム押さえ１７ｅはその外周の雄ねじ部１７ｅ１をハウジング１の下端部の内周に形成された雌ねじ部１７ｇにねじ込むことによりダイヤフラム押さえ１７ｅ及びダイヤフラム１７ｃが固定されている。これにより、万が一、ダイヤフラムに不具合が生じたとしてもダイヤフラム１７ｃの交換を容易に行うことができる。

図５は第２実施形態の電磁式制御弁の弁閉状態の縦断面図、図６は第２実施形態の電磁式制御弁における圧力バランス部の要部拡大図であり、図１と同じまたは対応する要素には図１と同符号を付記して詳細な説明は省略する。第１実施形態ではストッパを抜け止め部材７の鍔状部７１で構成したが、この第２実施形態ではストッパを圧力バランス部１９側に設けたものである。すなわち、図５に示すように、抜け止め部材７′はボール８４側端部に厚みの薄い円筒形状となる円筒部７２′だけを有し、前記鍔状部７１は形成されていない。そして、この抜け止め部材７′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′（及び弁棒２）の上端は、常に中心軸Ｐ上に位置決めされる。

また、図５に示すように、この第２実施形態の圧力バランス部１９は、第１実施形態と同様に、弁ハウジング１に形成された連通孔１９ａ、連通孔１９ａによって二次室１２に連通された低圧室１９ｂ、この低圧室１９ｂ内に嵌合して配設されたダイヤフラム１９ｃを有している。連通孔１９ａ内には弁棒２のピストン部２３が連通孔と接触する事なく挿通され、このピストン部２３の連結部２３ａがダイヤフラム１９ｃの中心を貫通し、この連結部２３ａにダイヤフラムガイド１９ｄが嵌め込まれている。そして、連結部２３ａの端部をかしめることにより、ダイヤフラム１９ｃがピストン部２３に固着されている。なお、連結部２３ａの端部とダイヤフラムガイド１９ｄとを溶接等により固着するようにしてもよい。また、弁ハウジング１の下端部にはダイヤフラム押さえ１９ｅが嵌合され、弁ハウジング１の下端をかしめることにより、ダイヤフラム押さえ１９ｅ及びダイヤフラム１９ｃが固定されている。ダイヤフラム１９ｃは柔軟性を有し、均圧室１５に作用する一次圧と二次圧との差圧により変位し、その変位をピストン部２３を介して弁棒２に伝達する。

図６に示すように、ダイヤフラムガイド１９ｄの端部にはその外周に雄ねじ部１９ｄ１が形成されており、このダイヤフラムガイド１９ｄには、ストッパ部１９ｆが、その内側の雌ねじ部１９ｆ１を雄ねじ部１９ｄ１にねじ込むことにより取り付けられている。ストッパ部１９ｆは外周に鍔状部１９ｆ２を有し、この鍔状部１９ｆ２は、ダイヤフラム押さえ１９ｅの対向面１９ｅ１に対向している。この第２実施形態では鍔状部１９ｆ２がストッパに相当する。

この第２実施形態においても、図２での説明と同様に抜け止め部材７′をプランジャ押さえ治具２０で連結ロッド２２に沿って摺動させ、溶接トーチ３０により抜け止め部材７′と連結ロッド２２（弁棒２）とを溶接により固着することができる。また、この抜け止め部材７′の構成により、第１実施形態と同様にその他の部品要素の公差の累積を低減することができる。

図７は図３と同様に抜け止め部材７′を連結ロッド２２に溶接した組立状態での各部の寸法を示す図である。各寸法Ｌ，ＬＬ１，ＬＬ２は第１実施形態と同様であり、抜け止め部材７′の寸法（長さ）をＬＬ４′、とすると、以下の関係が成立する。なお、第２実施形態の場合、無通電時のプランジャ５と吸引子４との間隙寸法であるＬはプランジャ５の押し込み長さでもある。

図６及び図７は弁体２１が弁シール１４に当接した弁閉状態であり、図６に示すように、寸法ＬＬ５′は弁閉状態から全開となるまでの寸法、すなわち弁リフト量である。そして、寸法Ｌは、前記のように通電する電流の増加に対する流量の増加の割合を決める寸法であり、Ｌ＝ＬＬ１−（ＬＬ２−ＬＬ４′）となる。ここでＬ−ＬＬ５′が第１実施形態のＬＬ３に相当するプランジャと吸引子間の最小間隙ＬＬ３′となる。したがって、吸引子４の挿通孔４１の寸法ＬＬ２と抜け止め部材７′の寸法を正確にすれば、上記の寸法Ｌを各製品で一定にすることができる。このように、電磁式制御弁のその他の要素の公差を考慮することなく製品間での寸法Ｌのばらつきを押さえることができる。

この第２実施形態においては、電磁コイル９への通電によりプランジャ５及び弁棒２は移動して弁開となるが、全開状態では、ストッパ部１９ｆの鍔状部１９ｆ２がダイヤフラム押さえ１９ｅの対向面１９ｅ１に当接する。これにより、プランジャ５が吸引子４に吸着（密着）されるのを防止する。また、この第２実施形態においては、ダイヤフラムガイド１９ｄに対してストッパ部１９ｆをねじ込むことにより、鍔状部１９ｆ２とダイヤフラム押さえ１９ｅの対向面１９ｅ１との間隔ＬＬ５′を前記プランジャと吸引子間の最小間隙Ｌ−ＬＬ５′が、規定値以下とならない範囲で調整することができる。さらにストッパ部１９ｆと固定ナット１９ｆ３とは、互いに締め付けあうように係合するダブルナット固定されている。

以上の第１実施形態及び第２実施形態では、前記のように、抜け止め部材７，７′の円筒部７２，７２′がボール８４に対して球面接触されることにより、抜け止め部材７，７′（及び弁棒２）の上端が常に中心軸Ｐ上に位置決めされる。また、プランジャ５の挿通孔５１と弁棒２の連結ロッド２２とのクリアランスは、プランジャ５とプランジャケース３とのクリアランスより大きく設定されており、さらに、抜け止め部材７，７′とプランジャ５とは固着されていない。したがって、プランジャ５が中心軸Ｐと直交する方向に変位しても、弁棒とプランジャは接触しない。さらに、弁棒２の下端部分（ピストン部２３の連結部２３ａ）は柔軟性を有するダイヤフラム１７ｃ，１９ｃの中心に固定されている。このため、プランジャ５が中心軸Ｐと直交する方向に変位しても、弁棒２は中心軸Ｐからずれることもなく、中心軸Ｐに対して傾くこともない。したがって、弁体２１が弁シール１４に対して平行に対向して接触するので、この弁体２１と弁シール１４との間から流体が漏れることもない。さらに、弁棒は摺動する部位を持たないため、流量特性のヒステリシスが低減する。

例えば、前記特許文献２のものではプランジャケースとプランジャとの間にクリアランスがあり、また、弁棒とプランジャとが固着されているので、プランジャが中心軸と直交する方向に変位すると、弁棒が中心軸から傾いてしまい、弁閉時に弁体と弁シールとの間に隙間ができて流体が漏れ出すことがある。しかしながら、上記本願発明の実施形態によればこのようなことはない。

１ 弁ハウジング
２ 弁棒
２１ 弁体
２２ 連結ロッド
３ プランジャケース
４ 吸引子
５ プランジャ
６ プランジャばね（付勢手段）
７，７′ 抜け止め部材
７１ 鍔状部（ストッパ）
８ 設定調整部
８４ ボール
９ 電磁コイル
１４ 弁シール
１７，１９ 圧力バランス部
１９ｆ２ 鍔状部（ストッパ）
Ｐ 中心軸

Claims (4)

1. 円筒状のプランジャケースと、
   前記プランジャケースの中心軸と同軸にしてこのプランジャケースに固定され電磁コイ
   ルへの通電によりこのプランジャケース内に磁路を導く吸引子と、
   前記プランジャケース内で前記吸引子に対向してこのプランジャケースの中心軸方向に
   移動可能に配設されたプランジャと、
   前記プランジャの中心を貫通して前記プランジャケースの中心軸方向に移動可能に配設
   されるとともに、弁ポートの弁シール部に対向する弁体を備えた弁棒と、
   前記弁棒の前記吸引子側端部に嵌め込まれ固着された円筒状の抜け止め部材と、
   前記弁体と前記プランジャとの間に配設された第１の付勢手段と、
   前記プランジャが前記吸引子に吸着するのを規制するストッパと、
   を備え、
   前記吸引子の中心に挿通孔が形成され、この挿通孔の一方側に前記プランジャが配置さ
   れるとともに他方側に第２の付勢手段が配置され、
   第２の付勢手段は前記吸引子の前記挿通孔を介して前記抜け止め部材を付勢するように
   構成され、
   前記第１の付勢手段により、前記弁棒に遊嵌して配設された前記プランジャを前記抜け
   止め部材側に付勢するようにしたことを特徴とする電磁式制御弁。
2. 前記ストッパが、前記抜け止め部材の前記プランジャ側の端部に形成された鍔状部によ
   り構成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。
3. 前記ストッパが、前記弁棒に対して前記第２の付勢手段と反対側の端部に配置されたス
   トッパ部の鍔状部によって構成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。
4. 前記第２の付勢手段は、前記吸引子の前記挿通孔内に配置されるボールであってこの挿通孔に挿通可能なクリアランスを有する該ボールを介して前記抜け止め部材を付勢す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。

Images