JP2019039507A - パイロット式制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】組立工数や部品点数の削減を図ることのできるパイロット式制御弁を提供する。
【解決手段】弾性部材で作製されたダイヤフラム２１に、パイロット通路３９を開閉するパイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａが接離するパイロット弁座３９ａが設けられる。また、主弁体２０は、パイロット弁座３９aが設けられたダイヤフラム２１と、ダイヤフラム２１の剛性を保持するための補強部材３０を有し、一方方向シール部２２と他方側シール部２４とを連結する連結部２５とから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートポンプ式冷暖房システム等に使用するのに好適なパイロット式制御弁に係り、特に、パイロット弁体を昇降駆動し、このパイロット弁体に応動して大口径の主弁口を主弁体で開閉するようにされたパイロット式制御弁に関する。

この種のパイロット式制御弁としては、例えば特許文献１、２に所載のように、電磁式アクチュエータ（ソレノイド）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大口径の主弁口を主弁体で開閉するようにされたパイロット式電磁制御弁が知られている。

また、電動モータ（ステッピングモータ）によりパイロット弁体を昇降駆動し、このパイロット弁体に応動して大口径の主弁口を主弁体で開閉するようにされたパイロット式電動制御弁としては、例えば特許文献３に所載のように、ピストン型の主弁体と、該主弁体が摺動自在に嵌挿されるとともに、該主弁体により背圧室と主弁室とに仕切られた嵌挿室とを備え、前記主弁体に前記背圧室の圧力を流出口へ逃がすためのパイロット通路が設けられるとともに、該パイロット通路を前記電動モータにより昇降駆動されるパイロット弁体で開閉するようにされたものが知られている。

特許第５９８２３０６号公報 特許第６１１１０８２号公報 特許第５８８１３６７号公報

ところで、上記特許文献１〜３に所載の従来のパイロット式制御弁、特に、上記特許文献１に所載の如くのダイヤフラムを用いた主弁体（ダイヤフラム弁体）で主弁口を開閉するパイロット式制御弁では、主弁体が、ダイヤフラムとダイヤフラム受けとで構成されており、該ダイヤフラムで主弁口を開閉するとともに、該ダイヤフラムと一体に組み付けられたダイヤフラム受けにパイロット通路が設けられ、昇降駆動装置としての電磁式アクチュエータにより昇降駆動されるプランジャに取り付けられたゴム製弁体（シール部材）で当該パイロット通路を開閉するようになっている。

そのため、上記従来のパイロット式制御弁では、パイロット通路を開閉するゴム製弁体を別個に用意するとともに、そのゴム製弁体をプランジャ等の先端にかしめ等により取り付ける必要があり、組立工数や部品点数の増加を招くという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、組立工数や部品点数の削減を図ることのできるパイロット式制御弁を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明に係るパイロット式制御弁は、基本的に、流入口及び流出口が設けられた弁本体と、前記流出口を開閉するための主弁体と、該主弁体が配在されるとともに、該主弁体によって主弁室と背圧室とに仕切られた収納室と、前記主弁室ないし前記流入口の圧力を前記背圧室に供給するための圧力供給通路とを備え、前記主弁体に前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路が設けられ、該パイロット通路を昇降駆動装置により昇降駆動されるパイロット弁体で開閉することにより、該パイロット弁体に応動して前記流出口を前記主弁体で開閉するようにされ、前記主弁体は、弾性部材で作製され、前記流出口を開閉するとともに前記パイロット弁体が接離するパイロット弁座を有することを特徴としている。

好ましい態様では、前記主弁体は、前記パイロット弁座が設けられたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの剛性を保持するための補強部材とを有し、前記ダイヤフラムは、前記補強部材の一方面に形成され且つ前記流出口を開閉する主弁体部を持つ一方側シール部と、該一方側シール部の外周に延設されて前記弁本体に固定される弾性変形部と、前記補強部材の他方面に形成され且つ前記パイロット弁座を持つ他方側シール部と、前記一方側シール部と前記他方側シール部とを連結する連結部とから構成される。

別の好ましい態様では、前記ダイヤフラムと前記補強部材とが一体化される。

更に好ましい態様では、前記ダイヤフラムと前記補強部材とがインサート成形により一体化される。

他の好ましい態様では、前記補強部材に、前記主弁体の最大リフト位置を定めるストッパが備えられる。

更に好ましい態様では、前記ストッパは、前記補強部材に一体もしくは別体に形成される。

他の好ましい態様では、前記補強部材は、前記ダイヤフラムの周縁に設けられた前記弾性変形部より内側に配設される。

更に好ましい態様では、前記連結部は、前記補強部材に設けられた通し穴内に形成される。

前記パイロット弁座は、好ましくは、前記他方側シール部における前記連結部より内側に設けられる。

前記主弁体部は、好ましくは、前記一方側シール部における前記連結部より外側に設けられる。

前記補強部材は、好ましくは、樹脂製又は金属製である。

他の好ましい態様では、前記圧力供給通路は、前記ダイヤフラムに開設された一方側連通穴と前記補強部材に開設された他方側連通穴とで構成される。

前記パイロット弁体は、好ましくは、樹脂製又は金属製である。

前記昇降駆動装置は、好ましくは、電磁式アクチュエータ又は電動モータで構成される。

本発明によれば、例えば弾性部材で作製されたダイヤフラムに、パイロット通路を開閉するパイロット弁体が接離するパイロット弁座が設けられるので、昇降駆動装置により昇降駆動されるパイロット弁体にゴム製弁体（シール部材）をかしめ等により取り付ける工程が不要となるため、組立工数や部品点数が少なくて済む。

また、ダイヤフラムと該ダイヤフラムの剛性を保持する補強部材とがインサート成形等により一体化された場合、ダイヤフラムと補強部材とを組み付ける工程が不要となる。

また、補強部材はダイヤフラムの周縁の弾性変形部より内側に配設されて当該弾性変形部には接触しないので、補強部材の加工精度等がダイヤフラムの変形挙動に影響せず、当該パイロット式制御弁の制御精度を確保できるという効果もある。

本発明に係るパイロット式制御弁（パイロット式電磁弁）の一実施形態を示す縦断面図。 図１に示される主弁体の斜視図。 図２Ａに示される補強部材（一体成形前の状態）の斜視図。 図１に示されるハウジングの斜視図。 図１に示されるパイロット式電磁弁の動作説明に供される要部拡大縦断面図であり、閉弁状態（パイロット弁体：閉、主弁体：閉）を示す図。 図１に示されるパイロット式電磁弁の動作説明に供される要部拡大縦断面図であり、パイロット通路が開いた状態（パイロット弁体：開、主弁体：閉）を示す図。 図１に示されるパイロット式電磁弁の動作説明に供される要部拡大縦断面図であり、開弁状態（パイロット弁体：開、主弁体：開）を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るパイロット式制御弁としてのパイロット式電磁弁の一実施形態を示す縦断面図である。図１は、紙面に向かってＯ線の左側がコネクタ部５６の中心を通る面に沿った断面図であり、Ｏ線の右側が紙面に向かって垂直な面の断面図である。

なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際の使用状態での位置、方向を指すとは限らない。本明細書では、昇降駆動装置としての電磁式アクチュエータ（ソレノイド）が配置された側を上側、弁本体が配置された側を下側としている。

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。

図示実施形態のパイロット式電磁弁１は、例えばカーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システム等に用いられるもので、主に、流入口１１及び流出口１２を有する底部付き短円筒状の弁本体１０と、弁本体１０の上側に設けられた電磁式アクチュエータ（昇降駆動装置）５０とを備えている。

弁本体１０の底部中央には、主弁座１２ａ付きの流出口１２が設けられた円筒部１３が形成（図示例では、一体に形成）されるとともに、前記流出口１２に直交するように、その側部に横穴状の流入口１１が設けられている。

弁本体１０の上部には、該弁本体１０の上面開口を塞ぐように概略ドーム状の磁性金属（例えば、鉄等）からなる蓋部材１４が取り付けられている。この蓋部材１４の天井部１４ａの略中央には、後述する電磁式アクチュエータ５０の吸引子５３の下端が内嵌されるとともにパイロット弁体４０（の下部大径部４３）が挿通される嵌合穴１４ｃが設けられている。また、その天井部１４ａの外周部には（下向きに）フランジ部１４ｂが延設されており、このフランジ部１４ｂを介して当該蓋部材１４は弁本体１０（の上部）に固定されている。図示例では、蓋部材１４は、弁本体１０の外周に一体に且つ軸線Ｏに対して略対称に設けられた複数の取付部１０ａに前記蓋部材１４のフランジ部１４ｂをボルト類１５で締結固定することにより、弁本体１０に組み付けられる。

前記弁本体１０内、具体的には、弁本体１０と蓋部材１４により画成された収納室１６には、ダイヤフラム２１を有する主弁体（ダイヤフラム弁体ともいう）２０が弾性変形自在に収納され、該主弁体２０により前記収納室１６が主弁室１７と背圧室１８とに仕切られている。主弁体２０の中央部には、背圧室１８の圧力を流出口１２へ逃がすためのパイロット弁座３９ａ付きのパイロット通路（パイロット弁口）３９が上下方向（軸線Ｏ方向）に貫通するように設けられ、後述するパイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａにより前記パイロット通路３９を開閉するようになっている。また、主弁体２０の中央部から離間した位置（流出口１２より外側の位置）には、主弁室１７ないし流入口１１の圧力を背圧室１８に供給するための圧力供給通路（均圧通路ともいう）１９が設けられている。

詳細には、前記主弁体２０は、例えばゴムあるいはテフロン（登録商標）等の弾性部材から作製されたダイヤフラム２１と、例えば硬質の樹脂あるいは金属等から作製された円板状のストッパ３３付き補強部材３０とで構成され、それらが例えばインサート成形等により一体化されて形成されている。なお、本例では、ダイヤフラム２１と補強部材３０をインサート成形にて一体化した構成としたが、ダイヤフラム２１と補強部材３０とが固定されていればよく、例えば補強部材３０の一部にダイヤフラム２１の一部を嵌合、又は接着剤で固定してもよい。

より詳しくは、前記補強部材３０は、流出口１２より大径に形成されるとともに、図１とともに図２Ａ、Ｂを参照すればよく分かるように、その中央部に、パイロット通路３９（の中央部分）を構成する中心穴３１が開設され、該中心穴３１の周囲に、前記主弁体２０の成形時にダイヤフラム２１を構成する弾性部材を通過させるための通し穴３２が貫設されている。本例では、平面視略扇形の通し穴３２が、前記補強部材３０における中心穴３１周りに略等角度間隔に４個設けられている。

また、前記補強部材３０の上面における通し穴３２周りには、収納室１６の天井面（つまり、蓋部材１４の天井部１４ａの下面）に当接して主弁体２０の最大変形（リフト）位置を定めるストッパ３３が突設されている。このストッパ３３は、開弁時（つまり、主弁体２０のリフト時）に当該主弁体２０（のダイヤフラム２１）に設けられたパイロット弁座３９ａがパイロット弁体４０等に衝突するのを阻止すべく、その高さが、後述するダイヤフラム２１の上側シール部２４の高さより高く設定されている。本例では、略矩形状のストッパ３３が、前記補強部材３０における通し穴３２の外側に略等角度間隔に４個設けられている。

なお、ここでは、前記ストッパ３３が補強部材３０と一体に成形されているが、補強部材３０と別体に（言い換えれば、別部品として）形成しても良い。また、前記ストッパを、例えば、ダイヤフラム２１や蓋部材１４の天井部１４ａ等に形成しても良いことは勿論である。

さらに、前記補強部材３０の外周付近（図２Ａ、Ｂに示す例では、隣り合うストッパ３３の中間付近）には、圧力供給通路１９（の上半分）を構成する上側連通穴（他方側連通穴）（均圧孔ともいう）３４が開設されるとともに、当該補強部材３０とダイヤフラム２１との固着力を高めるためにダイヤフラム２１を構成する弾性部材の一部が侵入して充填される導入穴（図２Ａ、Ｂに示す例では、３個）３５が開設されている。

一方、前記ダイヤフラム２１は、基本的に、前記補強部材３０の下面側に形成される比較的肉厚の円板状の下側シール部（一方側シール部）２２と、該下側シール部２２の外周（つまり、ダイヤフラム２１の周縁）に延設される比較的肉薄の弾性変形部２３と、前記補強部材３０の上面側における中心穴３１周り且つ通し穴３２上に形成される円環状の上側シール部（他方側シール部）２４と、前記補強部材３０の通し穴３２内に形成されて下側シール部２２と上側シール部２４とを連結する連結部（本例では、４箇所の連結部）２５とからなっている。

下側シール部２２の中央部には、パイロット通路３９（の下部）を構成する中央穴２６が設けられており、前記上側シール部２４の内周と前記補強部材３０の中心穴３１と前記下側シール部２２の中央穴２６とで前記パイロット通路３９が形成されている。

また、下側シール部２２の外周付近には、圧力供給通路１９（の下半分）を構成する下側連通穴（一方側連通穴）（均圧孔ともいう）２７が設けられており、前記下側シール部２２の下側連通穴２７と前記補強部材３０の上側連通穴３４とで前記圧力供給通路１９が形成されている。図示例では、補強部材３０の上側連通穴３４は、下側シール部２２の下側連通穴２７より若干小さくされるとともに、前記パイロット通路３９の通路径（上側シール部２４の内径、補強部材３０の中心穴３１の穴径、下側シール部２２の中央穴２６の穴径）は、圧力供給通路１９の（最小）通路径（ここでは、補強部材３０の上側連通穴３４の穴径）より若干大きくされている。

本実施形態では、前記主弁体２０を構成するダイヤフラム２１における下側シール部２２の下面（図示例では、下側連通穴２７より若干内側かつ連結部２５より若干外側の円環状部分）が、流出口１２（の上端の主弁座１２ａ）に接離して当該流出口１２を開閉する主弁体部２０ａとされ、前記上側シール部２４の上面（図示例では、上側シール部２４の外縁より内側、かつ、連結部２５より若干内側の円環状部分）が、電磁式アクチュエータ５０のプランジャ５８に連結されたパイロット弁体４０（の下端のパイロット弁体部４０ａ）に接離するパイロット弁座３９ａとされる。

前記弁本体１０の上端には、ダイヤフラム受け部１０ｂが設けられており、弁本体１０の上面開口を覆うように主弁体２０（のダイヤフラム２１）が配在され、該主弁体２０のダイヤフラム２１（の弾性変形部２３）の外周部（より詳しくは、弾性変形部２３の外周に形成された肉厚部）が、前記弁本体１０の上端に設けられたダイヤフラム受け部１０ｂと蓋部材１４の外周部に設けられたフランジ部１４ｂとで挟圧保持されることで、収納室１６における主弁体２０より上側に背圧室１８が形成され、主弁体２０より下側に主弁室１７が形成されている。

前記のように、本例では、圧力供給通路１９を構成する下側シール部２２の下側連通穴２７と補強部材３０の上側連通穴３４とを介して流入口１１ないし主弁室１７と背圧室１８とが連通しており、したがって、パイロット通路３９がパイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａで閉じられている状態においては、流入口１１、主弁室１７、背圧室１８には、高圧の流体が充満することになる。

なお、本例では、主弁室１７ないし流入口１１の圧力を背圧室１８に供給するための圧力供給通路１９が主弁体２０に設けられているが、前記圧力供給通路１９は、主弁体２０以外の弁本体１０等に設けても良いことは勿論である。

上記した如くのダイヤフラム２１と補強部材３０とが例えばインサート成形等により一体に形成されることで、当該補強部材３０によってダイヤフラム２１の剛性（特に、下側シール部２２における主弁体部２０ａや上側シール部２４におけるパイロット弁座３９ａの強度）が保持されることになる。

電磁式アクチュエータ（ソレノイド）５０は、前記弁本体１０の上部に載置固定されている。

前記電磁式アクチュエータ５０は、ソレノイドコイル５１が巻装された樹脂製のコイルボビン５２を備える。このコイルボビン５２は、ソレノイドコイル５１が外装される円筒状の筒状胴体部５２ａを有するとともに、その筒状胴体部５２ａの上端部及び下端部に、ソレノイドコイル５１のばらつきを規制する一対のフランジ部（上側フランジ部５２ｂ、下側フランジ部５２ｃ）が一体的に形成されている。

コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の内周には、磁性金属からなる円筒状のプランジャ５８と吸引子５３とが上下方向で対向配置されるとともに、前記プランジャ５８（の外周）に、磁性金属からなる円筒体で作製された磁極５９が外装されている。

前記円筒状の吸引子５３は、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の内周下部に配置され、この吸引子５３の下部が、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の下端（開口）から突出して前記蓋部材１４の嵌合穴１４ｃに圧入・かしめ等により内嵌固定されている。この吸引子５３には、パイロット弁体４０の下部を挿通するための段付きの挿通穴（上部小径挿通穴５３ａ、下部大径挿通穴５３ｂ）が上下方向（軸線Ｏ方向）に沿って設けられている。

一方、前記プランジャ５８は、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の内周上部に、（間に磁極５９を挟んで）上下方向（軸線Ｏ方向）に移動自在に配在されている。言い換えれば、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の内周上部に円筒状の磁極５９が内嵌され、その磁極５９の内側に前記プランジャ５８が軸線Ｏ方向に沿って移動自在に内挿されている。すなわち、ここでは、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）の内側（コイルボビン５２にソレノイドコイル５１が巻装されたコイル装置４９内）に形成された中空部が、前記プランジャ５８が昇降自在に配置されるプランジャ室６０とされ、その中空部に面する壁面が前記プランジャ室６０の内壁面として用いられている。このプランジャ５８には、パイロット弁体４０の上部を挿入するための段付きの挿入穴（上部小径挿入穴５８ａ、下部大径挿入穴５８ｂ）が上下方向（軸線Ｏ方向）に沿って設けられている。

なお、前記磁極５９は、その上端から（外向きに）突設されたフランジ部５９ａがコイルボビン５２の上面と後述するハウジング５５（の天井部５５ａ）の下面とで挟持されて、前記コイルボビン５２とプランジャ５８との間に固定配置されている。

前記コイルボビン５２（及び該コイルボビン５２に外装されたソレノイドコイル５１）を覆うように樹脂製のモールドカバー５４が配在され、該モールドカバー５４の外側において、ソレノイドコイル５１、コイルボビン５２、吸引子５３、及びプランジャ５８等が概略門型のハウジング５５により覆われている。

より詳しくは、前記ハウジング５５は、前記ソレノイドコイル５１、コイルボビン５２、モールドカバー５４からなるコイル装置４９の外周を囲うヨークが一体とされた磁性材料（例えば、鉄等）で作製されている。このハウジング５５は、図１とともに図３を参照すればよく分かるように、前記プランジャ室６０の天井部を閉塞するように前記モールドカバー５４の上部を覆う矩形平板状の天井部５５ａと、該天井部５５ａの両側部から下方に延びて前記モールドカバー５４の側部（両側部）を覆う側脚部５５ｂとで構成され、その側脚部５５ｂの下端に設けられた取付脚５５ｃを介して弁本体１０（の上部）に固定されている。図示例では、このハウジング５５は、当該ハウジング５５の取付脚５５ｃと弁本体１０の上部との間に前記蓋部材１４のフランジ部１４ｂを挟んだ状態で（言い換えれば、前記蓋部材１４のフランジ部１４ｂを挟圧しながら）前記弁本体１０の取付部１０ａに前記ハウジング５５の取付脚５５ｃをボルト類１５で締結固定することにより、前記蓋部材１４（のフランジ部１４ｂ）とともに且つ前記蓋部材１４（のフランジ部１４ｂ）と（磁気的に）接続された状態で弁本体１０に組み付けられている。

前記ハウジング５５の天井部５５ａとモールドカバー５４の上部と磁極５９のフランジ部５９ａとで囲まれる空間（具体的には、モールドカバー５４の上面において磁極５９のフランジ部５９ａの外側に設けられた環状溝５４ａ）、並びに、モールドカバー５４の下部と蓋部材１４の天井部１４ａとの間（具体的には、モールドカバー５４の下面における内周付近に設けられた環状溝５４ｂ）にはそれぞれ、シール部材としてのＯリング６１、６２が圧縮状態で装着されている。

また、モールドカバー５４（の上端側部）には、コネクタ部５６が一体成形され、コネクタ部５６の内部には、ソレノイドコイル５１に通電するための外部端子５７が突設されている。

前記プランジャ室６０に配在されたプランジャ５８には、ソレノイドコイル５１の通電状態に応じて前記主弁体２０のパイロット通路３９を開閉する段付き軸状のパイロット弁体４０が連結されている。なお、このパイロット弁体４０は、例えば樹脂製でも金属製でも良いが、樹脂製の方が軽量であるので好ましい。

前記パイロット弁体４０は、上側から、プランジャ５８の上部小径挿入穴５８ａに嵌挿される上部小径部４１、上端側がプランジャ５８の下部大径挿入穴５８ｂに圧入されるとともに下端側が吸引子５３の上部小径嵌挿穴５３ａに挿通される中間胴部４２、吸引子５３の下部大径嵌挿穴５３ｂに内挿される下部大径部４３を備えている。下部大径部４３の外径は、前記主弁体２０のパイロット通路３９の通路径より若干大径、かつ、前記主弁体２０を構成するダイヤフラム２１の上側シール部２４の外径より若干小径に設定されている。

一方、前記吸引子５３（の上部小径嵌挿穴５３ａ）の内周面には、一端（下端）を閉じ且つ他端（上端）を開いたばね挿入溝５３ｃが形成されている。このばね挿入溝５３ｃの上向きの段差面（下側ばね受け面）と前記プランジャ５８の下面との間に、圧縮コイルばね４６が（パイロット弁体４０の中間胴部４２に外挿されるようにして）縮装されている。この圧縮コイルばね４６の付勢力によって、プランジャ５８は吸引子５３から離れる方向（上方向）に付勢されている。

ここで、図示例では、吸引子５３の上部小径嵌挿穴５３ａと下部大径嵌挿穴５３ｂとの間に形成される内周段差と、前記パイロット弁体４０の中間胴部４２と下部大径部４３との間に形成される外周段差とによって、前記圧縮コイルばね４６の付勢力によるパイロット弁体４０の上方移動を規制する（言い換えれば、パイロット弁体４０の上方移動限界を定める）ストッパ機構が形成されているが、このストッパ機構は、上記構成に限定されないことは当然である。

前記パイロット弁体４０の下部大径部４３の上部外周（に設けられた環状溝）には、例えばゴムあるいはテフロン（登録商標）等の合成樹脂で作製されたパッキン（ピストンリング）４７が装着されている。

また、本例では、パイロット弁体４０の下部大径部４３の下部が円筒状に形成されるとともに、その円筒部４３ａの下端内周に、円錐台面からなるテーパ面（面取り部ともいう）４３ｂが形成されており、そのテーパ面４３ｂの先端（外端）部分が、主弁体２０（のダイヤフラム２１の上側シール部２４）に形成されたパイロット弁座３９ａに接離してパイロット通路３９を開閉するパイロット弁体部４０ａとされている。

なお、図示例では、弁本体１０の流出口１２、主弁体２０（のパイロット通路３９）、コイルボビン５２（の筒状胴体部５２ａ）、吸引子５３、プランジャ５８、磁極５９、及びパイロット弁体４０等が、同一軸線Ｏ上に配置されている。

このような構成とされたパイロット式電磁弁１にあっては、ソレノイドコイル５１に通電すると、（吸引子５３、プランジャ５８、ハウジング５５、蓋部材１４等を介してソレノイドコイル５１の内周側及び外周側に磁路が形成されて）ソレノイドコイル５１により発生した磁界により吸引子５３及びプランジャ５８が励磁され、図４Ａに示される如くに、圧縮コイルばね４６の付勢力に抗してプランジャ５８が吸引子５３に吸引されて下方に移動し、これに伴い、パイロット弁体４０が押し下げられて当該パイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａが主弁体２０に設けられたパイロット通路３９のパイロット弁座３９ａに押し付けられて（着座して）パイロット通路３９が閉じられる。それとともに、パイロット弁体４０が（主弁体２０のダイヤフラム２１の弾性力（押し上げる力）に抗して）主弁体２０を下方（閉弁方向）に押圧するので、流出口１２も閉じられる。

したがって、このときは、流入口１１から主弁室１７に導入された高圧の流体が流出口１２へは導出されないが、この高圧流体が主弁体２０に設けられた圧力供給通路１９を通じて背圧室１８に導入されるので、背圧室１８も高圧となり、主弁体２０の主弁体部２０ａが流出口１２の主弁座１２ａに強く押し付けられる。

一方、この閉弁状態からソレノイドコイル５１への通電をオフすると、つまり、ソレノイドコイル５１に通電しないときには、図４Ｂに示される如くに、圧縮コイルばね４６の付勢力により、パイロット弁体４０がプランジャ５８とともに押し上げられて上方に移動し、パイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａがパイロット弁座３９ａから離れてパイロット通路３９が開かれる。

これにより、背圧室１８の流体（圧力）がパイロット通路３９を通じて流出口１２へ導出され（逃がされ）、背圧室１８の圧力が低下し、流入口１１及び主弁室１７（高圧）と背圧室１８（低圧）との間に生じた差圧力及び主弁体２０のダイヤフラム２１の弾性力による主弁体２０を押し上げる力（開弁させる力）が主弁体２０を押し下げる力（閉弁させる力）に打ち勝ち、図４Ｃに示される如くに、（ストッパ３３が収納室１６の天井部（つまり、蓋部材１４の天井部１４ａ）に当接するまで）主弁体２０が押し上げられて、流出口１２が開く。

このように、本実施形態のパイロット式電磁弁（パイロット式制御弁）１では、弾性部材で作製されたダイヤフラム２１に、パイロット通路３９を開閉するパイロット弁体４０のパイロット弁体部４０ａが接離するパイロット弁座３９ａが一体に設けられるので、電磁式アクチュエータ（昇降駆動装置）５０により昇降駆動されるパイロット弁体４０にゴム製弁体（シール部材）をかしめ等により取り付ける工程が不要となるため、組立工数や部品点数が少なくて済む。

また、ダイヤフラム２１と該ダイヤフラム２１の剛性を保持する補強部材３０とがインサート成形等により一体化されるので、ダイヤフラム２１と補強部材３０とを組み付ける工程が不要となる。

また、補強部材３０はダイヤフラム２１の周縁の弾性変形部２３より内側に配設されて当該弾性変形部２３には接触しないので、補強部材３０の加工精度等がダイヤフラム２１の変形挙動に影響せず、当該パイロット式電磁弁（パイロット式制御弁）１の制御精度を確保できるという効果もある。

なお、上記実施形態では、パイロット弁体４０を昇降させるための昇降駆動装置として、電磁力を利用した電磁式アクチュエータ（ソレノイド）５０を採用したが、電動モータ（ステッピングモータ）によりパイロット弁体を昇降駆動するようにしても良いことは勿論である。

また、上記実施形態では、ダイヤフラム２１を有する主弁体（ダイヤフラム弁体）２０を採用したが、当該主弁体２０としては、その他のタイプ（例えばピストン型等）の主弁体を適用できることは詳述するまでも無い。

１ パイロット式電磁弁（パイロット式制御弁）
１０ 弁本体
１０ｂ ダイヤフラム受け部
１１ 流入口
１２ 流出口
１２ａ 主弁座
１３ 円筒部
１４ 蓋部材
１６ 収納室
１７ 主弁室
１８ 背圧室
１９ 圧力供給通路
２０ 主弁体
２０ａ 主弁体部
２１ ダイヤフラム
２２ 下側シール部（一方側シール部）
２３ 弾性変形部
２４ 上側シール部（他方側シール部）
２５ 連結部
３０ 補強部材
３２ 通し穴
３３ ストッパ
３９ パイロット通路
３９ａ パイロット弁座
４０ パイロット弁体
４０ａ パイロット弁体部
４１ 上部小径部
４２ 中間胴部
４３ 下部大径部
４６ 圧縮コイルばね
４７ パッキン（ピストンリング）
４９ コイル装置
５０ 電磁式アクチュエータ（昇降駆動装置）
５１ ソレノイドコイル
５２ コイルボビン
５３ 吸引子
５４ モールドカバー
５５ ハウジング
５８ プランジャ
５９ 磁極
５９ａ フランジ部
６０ プランジャ室
６１ Ｏリング
６２ Ｏリング

Claims (14)

1. 流入口及び流出口が設けられた弁本体と、前記流出口を開閉するための主弁体と、該主弁体が配在されるとともに、該主弁体によって主弁室と背圧室とに仕切られた収納室と、前記主弁室ないし前記流入口の圧力を前記背圧室に供給するための圧力供給通路とを備え、前記主弁体に前記背圧室の圧力を前記流出口へ逃がすためのパイロット通路が設けられ、該パイロット通路を昇降駆動装置により昇降駆動されるパイロット弁体で開閉することにより、該パイロット弁体に応動して前記流出口を前記主弁体で開閉するようにされたパイロット式制御弁であって、
   前記主弁体は、弾性部材で作製され、前記流出口を開閉するとともに前記パイロット弁体が接離するパイロット弁座を有することを特徴とするパイロット式制御弁。
2. 前記主弁体は、前記パイロット弁座が設けられたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの剛性を保持するための補強部材とを有し、
   前記ダイヤフラムは、前記補強部材の一方面に形成され且つ前記流出口を開閉する主弁体部を持つ一方側シール部と、該一方側シール部の外周に延設されて前記弁本体に固定される弾性変形部と、前記補強部材の他方面に形成され且つ前記パイロット弁座を持つ他方側シール部と、前記一方側シール部と前記他方側シール部とを連結する連結部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイロット式制御弁。
3. 前記ダイヤフラムと前記補強部材とが一体化されていることを特徴とする請求項２に記載のパイロット式制御弁。
4. 前記ダイヤフラムと前記補強部材とがインサート成形により一体化されていることを特徴とする請求項３に記載のパイロット式制御弁。
5. 前記補強部材に、前記主弁体の最大リフト位置を定めるストッパが備えられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
6. 前記ストッパは、前記補強部材に一体もしくは別体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のパイロット式制御弁。
7. 前記補強部材は、前記ダイヤフラムの周縁に設けられた前記弾性変形部より内側に配設されていることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
8. 前記連結部は、前記補強部材に設けられた通し穴内に形成されていることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
9. 前記パイロット弁座は、前記他方側シール部における前記連結部より内側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のパイロット式制御弁。
10. 前記主弁体部は、前記一方側シール部における前記連結部より外側に設けられていることを特徴とする請求項８又は９に記載のパイロット式制御弁。
11. 前記補強部材は、樹脂製又は金属製であることを特徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
12. 前記圧力供給通路は、前記ダイヤフラムに開設された一方側連通穴と前記補強部材に開設された他方側連通穴とで構成されていることを特徴とする請求項２から１１のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
13. 前記パイロット弁体は、樹脂製又は金属製であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。
14. 前記昇降駆動装置は、電磁式アクチュエータ又は電動モータで構成されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のパイロット式制御弁。

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