WO2004072524A1

WO2004072524A1 - 流量制御弁

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Publication number: WO2004072524A1
Application number: PCT/JP2003/001440
Authority: WO
Inventors: Yasushi Yamamoto
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-08-26
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Abstract

流量制御弁は、入力ポートと出力ポートおよび排出ポートを備えたバルブボディと、該バルブボディ内に配設され各ポートの連通を制御する弁機構と、該弁機構を駆動する電磁作動機構とを具備している。弁機構は、入力ポートと出力ポートとの間に形成された連通室内に配設された仕切り板に着座する第１の弁部と端部に設けられた第２の弁部を備えた第１の弁体と、該第２の弁部と当接する弁部を備えた第２の弁体とを具備しており、第１の弁体および第２の弁体の摺動部とシールとの摺動面径と、第１の弁体の第１の弁部と仕切り板との当接部の径と、第２の弁体の弁部と第１の弁体の第２の弁部との当接部の径とが等しく設定されている。

Description

明細書流量制御弁技術分野本発明は、エア等の流体の流量を制御する流量制御弁、更に詳しくは電磁作動機構の出力に対して比例的に制御する流量制御弁に関する。背景技術電磁作動機構の出力に対して比例的に制御する流量制御弁は、一般にスリ一ブ内に摺動可能に配設されたスプールを電磁ソレノィドの吸引力とスプリングの反力とがバランスした位置に作動せしめるスプール弁が用いられている。

スプール弁は、側面にポ一トが形成されたスリ一ブの內周面に沿ってスプールが摺動する構成であるため、両者間にはクリァランスを設ける必要があるとともに、ゴム等のシールが使用できないので、完全なシールが不可能である。スリ一ブとスプール間のシール性を高めるには、両者間のクリアランスを極小さくして摺動性を確保する必要がある。しかしながら、このような要求を満たすためには高精度な加工が必要となり、加工コス卜が増大する。また、スプール弁は、スリーブとスプールとの間に埃等が嚙み込むと作動不良を起こす。このようなスプール弁式流量制御弁の問題を解消するために、本出願人はポぺット弁式の流量制御弁を特開 2 0 0 0 — 5 5 2 1 1 として提案した。上記特開 2 0 0 0— 5 5 2 1 1 にて提案した流量制御弁は、 2 ウェイバルブ式流量制御弁であって、紿気と排気を切替えるための別のバルブと組み合わせて使用する必要があるため、流体回路構成が煩雑になるとともに、組み合わせた別のバルブの作動回数が非常に多くなるという問題がある。本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術課題はシ一ル性が良好なポぺット弁機構を用いて電磁作動機構の出力に対して比例的に制御することができる 3ウェイバルブ式流量制御弁を提供することにある。発明の開示本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するために、入力ポートと出力ポ一トおよび排出ポートを備えたバルブボディと、該バルブボディ内に配設され該各ポ一卜の連通を制御する弁機構と、該弁機構を駆動する電磁作動機構を有する流量制御弁であって、

該バルブボディには該入力ポー卜と出力ポートとを連通する連通室と該連通室の両側に互いに対向して形成された 2個の弁穴が設けられ、該連通室には環状の仕切り板が配設されており、

該弁機構は、一端部に設けられ該弁穴の一方に摺動可能に嵌合される摺動部と、中央部に設けられ該環状の仕切り板の内周に形成された着座部に着座するテ一パー面からなる第 1の弁部と、他端部に設けられた第 2の弁部と、軸方向に貫通して設けられ該排 ¾ポ一トと連通する連通路とを備えた第 1 の弁体と、

該弁穴の他方に摺動可能に嵌合される摺動部と、一端部に設けられ該第 1の弁体の第 2の弁部と当接する弁部と、軸方向に貫通して設けられ該排出ポートと連通する連通路とを備えた第 2の弁体と、

該第 1の弁体の該摺動部と該一方の弁穴の内周面との間に配設され第 1のシ一ノレと、

該第 2の弁体の該摺動部と該他方の弁穴の内周面との間に配設され第 2のシ一ノレとヽ

該第 1の弁体を該第 1の弁部が該仕切り板の該着座部に着座する方向に付勢する第 1 のスプリングと、

該第 1の弁体と該第 2の弁体との間に配設された両者を離間する方向に付勢する第 2のスプリングと、を具備し、 '

該第 1のシールおよび該第 2のシールの摺動面径と、該第 1の弁体の該第 1の弁部における該仕切り板の該着座部に着座する当接部の径と、該第 2の弁体の弁部と該第 1の弁体の該第 2の弁部とが当接する当接部の径とが等しく設定されており、

該電磁作動機構は、付勢されると該第 2の弁体を該第 1の弁体側に作動するように構成されている、

ことを特徴とする流量制御弁が提供され.る。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明に従って構成された流量制御弁の第 1の実施形態を示す断面図図 2は、図 1 に示す流量制御弁を構成する第 1 および第 2のスプリングのスプリング特性を示す説明図。

図 3は、図 1 に示す流量制御弁の第 1の作動状態を示す断面図

図 4は、図 1 に示す流量制御弁の第 2の作動状態を示す断面図

図 5は、本発明に従って構成された流量制御弁の第 2の実施形態を示す断面図図 6は、本発明に従って構成された流量制御弁の第 3の実施形態を示す断面図

発明を実施するための最良の形態以下、本発明に従って構成された流量制御弁の好適な実施形態について、添付図面を参照して説明する。図 1 には、本発明に従って構成された流量制御弁の第 1の実施形態が示されている。

図示の実施形態における流量制御弁 2は、バルブボディ 3と、該バルブボディ 3内に配設された弁機構 4と、該弁機構 4を駆動する電磁作動機構 5とを具備している。バルブボディ 3は、図示の実施形態においては 2個のボディピース 3 a 、 3 bからなつている。このように 2個のボディピース 3 a 、 3 bからなるバルブボディ 3には、入力ポート 3 1 と出力ポート 3 2および排出ポート 3 3が形成されている。バルブボディ 3の中央部には、上記入力ポー卜 3 1 と出力ポー卜 3 2を連通する連通室 3 が形成されている。また、バルブボディ 3には、連通室 3 4の両側に互いに対向して形成された 2個の弁穴 3 5 a と 3 5 bが設けられている。一方の弁穴 3 5 aは一方のボディピース 3 aの中心部に設けられており、連通室 3 4に開口するとともに上記排出ポート 3 3に連通している。他方の弁穴 3 5 bは他方のボディピース 3 bの中心部に上記弁穴 3 5 aと同一軸線上に設けられており、上記連通室 3 4に開口している。 2個のボディピース 3 a、 3 からなるバルブボディ 3に形成された連通室 3 4には、環状の仕切り板 3 6が配設されており、この仕切り板 3 6と後述する弁機構 4によって連通室 3 4が入力側室 3 4 aと出力側室 3 4 に区画される。上記バルブボディ 3内に配設される弁機構 4は、上記一方の弁穴 3 5 aに摺動可能に配設された第 1の弁体 4 1 と、上記他方の弁穴 3 5 bに摺動可能に配設された第 2の弁体 4 2を具備している。第 1の弁体 4 1 は、一端部に設けられ弁穴 3 5 aに摺動可能に嵌合される摺動部 4 1 1 と、中央小径部 4 1 2と、摺動部 4 1 1 と中央小径部 4 1 2 との間に形成され上記仕切り板 3 6の内周に形成された着座部 3 6 1 に着座するテーパー面からなる第 1 の弁部 4 1 3と、他端部に設けられた第 2の弁部 4 1 4を備えている。なお、第 1の弁体 4 1 を構成する摺動部 4 1 1 の外径（D 1 ) と第 2の弁部 4 1 4の外径（D 2 ) とは同径に形成されている。第 1の弁体 4 1 には軸方向に貫通する連通路 4 1 5が形成されおり、この連通路 4 1 5は第 1 の弁体 4 1 の一端側即ち図 1 において左端とボディピース 3 aとの間に形成された第 1の圧力室 3 7を通して上記排出ポート 3 3に連通される。なお、ボディピース 3 aに形成された弁穴 3 5 aの内周面の一部には上記摺動部 4 1 1の外周面に摺接する第 1 のシール 4 3が装着されている。この第 1のシール 4 3は、上記連通室 3 4の入力側室 3 4 a即ち入力ポ一ト 3 1 と第 1 の圧力室 3 7即ち排出ポート 3 3 とを仕切っている。上記弁穴 3 5 bに摺動可能に配設された第 2の弁体 4 は、弁穴 3 5 bに摺動可能に嵌合される摺動部 4 2 1 と、一端部即ち第 1の弁体 4 1 と対向する側の端部に設けられ摺動部 4 2 1 より大径に形成された弁部 4 2 2を備えている。第 2 の弁体 4 を構成する弁部 4 2 2は、上記第 1の弁体 4 1の第 2の弁部 4 1 4と対向する端部に形成され第 2の弁部 4 1 4の外周縁が当接するテ一パー内周面からなる着座部 4 2 2 aを備えている。なお、弁部 4 2 2の周囲には、軸方向に貫通して形成された連通溝 4 2 2 bが設けられている。第 2の弁体 4 2には軸方向に貫通する連通路 4 2 3が形成されている。この連通路 4 2 3は、上記第 1の弁体 4 1 に形成された連通路 4 1 5および第 1 の圧力室 3 7を通して排出ポート 3 3に連通しているとともに、第 2の弁体 4 2 の他端側即ち図 1 において右方に形成された第 2の圧力室 3 8に連通している、従って、第 1の圧力室 3 7 と第 2の圧力室 3 8は、上記第 1 の弁体 4 1 に形成された連通路 4 1 5と第 2の弁体 4 2 に形成された連通路 4 2 3を通して連通されている。なお、ボディピース 3 bに形成された弁穴 3 5 bの内周面の一部には上記摺動部 4 1 1の外周面に摺接する第 2のシール 4 4が装着されている。この第 2のシール 4 4は、上記連通室 3 4 の出力側室 3 4 b即ち出力カポ一ト 3 2と第 2 の圧力室 3 8即ち排出ポ一ト 3 3 とを仕切っている。なお、図示の実施形態においては、第 1の弁体 4 1の第 2の弁部 4 1 4と第 2の弁体 4 2の弁部 4 2 2 との関係において、第 2の弁体 4 2の弁部 4 2 2に着座部 4 2 2 aを設けた例を示したが、第 1の弁体 4 1の第 2の弁部 4 1 4に着座部を設けてもよい。図示の実施形態においては、上記第 1のシール 4 3および第 2のシール 4 4と摺接する摺動面径、即ち第 1の弁体 4 1の摺動部 4 1 1の外径（D 1 ) および第 2の弁体 4 2の摺動部 4 2 1の外径（D 3 ) と、第 1の弁部 4 1 3のテーパー面からなる第 1の弁部 4 1 3における上記仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座する当接部の径（D 4 ) (仕切り板 3 6の着座部 3 6 1の径）、第 2の弁体 4 2のテ —パー内周面からなる着座部 4 2 2 aにおける第 1の弁体 4 1の第 2の弁部 4 1 4の外周 ,縁が当接する当接部の径（ D 5 ) (第 2の弁部 4 1 4の外径（ D 2 ) ) が全て等しく構成されている。なお、図示の実施形態においては第 1のシール 4 3および第 2のシール 4 4がバルブボディ 3に装着されているのでシールと摺接する摺動面径は第 1の弁体 4 1の摺動部 4 1 1 の外径（D 1 ) および第 2の弁体

4 の摺動部 4 2 1 の外径（D 3 ) となるが、第 1のシール 4 3および第 2のシ —ル 4 4を第 1 の弁体 4 1 および第 2の弁体 4 2に装着した場合にはシールと摺接する摺動面径はバルブボディ 3に形成された弁穴 3 5 aおよび弁穴 3 5 bの外径となる。上記第 1の圧力室 3 7には第 1の圧縮コィルスプリング 4 5が配設されており、この第 1の圧縮コィルスプリング 4 5は第 1 の弁体 4 1 を図 1 において右方、即ち第 1の弁体 4 1の第 1 の弁部 4 1 3を仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座する方向に付勢している。また、第 1 の弁体 4 1 と第 2の弁体 4 2の間には第 2の圧縮コイルスプリング 4 6が配設されており、この第 2の圧縮コイルスプリング 4 6は両弁体を互いに離間する方向に付勢している。ここで、第 1 の圧縮コィルスプリング 4 5および第 2の圧縮コィルスプリング 4 6のスプリング特性およびセット圧について、図 2を参照して説明する。

第 1の圧縮コィルスプリング 4 5は、自由長において L 1 の長さを有しており、セット時には第 1のセット位置 S 1 まで圧縮されてセッ卜され、この時のセット荷重は F 1である。このようにセッ卜された第 1 の圧縮コィルスプリング 4 5 は、第 1 のセット位置 S 1から圧縮終端位置 S 0まで第 1 コイルスプリング荷重線 S L 1 に沿って直線的に荷重が変化する。また、第 2の圧縮コイルスプリング 4 6は、自由長において L 2の長さを有しており、セット時には第 2のセット位置 S 2まで圧縮されてセットされる。この時のセット荷重は F 2である。このようにセットされた第 2の圧縮コィルスプリング 4 6は、第 2のセット位置 S 2から第 2の弁体 4 2が第 1の弁体 4 1 に当接する第 1 のセット位置 S 1 まで第 2コィルスプリング荷重線 S L 2に沿って直線的に荷重が変化する。この第 2の圧縮コィルスプリング 4 6が第 1 のセット位置 S 1 まで圧縮された状態のスプリング荷重、即ち第 2の圧縮コィルスプリング 4 6のフルストローク時の荷重は F 2 1 であり、上記第 1の圧縮コィルスプリング 4 5のセット荷重 F 1 より低い。なお、第 1の圧 ffiコイルスプリング 4 5の第 1 コイルスプリング荷重線 S L 1 と第 2 の圧縮コイルスプリング 4 6の第 2 コイルスプリング荷重線 S L 2は、その傾斜角即ちばね定数が同一に設定されている。上述したばね定数を有する第 1 の圧縮コィルスプリング 4 5および第 2の圧縮コィルスプリング 4 6が図 1 に示すように配設されると、第 1の弁体 4 1の第 1 の弁部 4 1 3は第 1の圧縮コィルスプリング 4 5 のスプリング荷重よつて仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座し、第 2 の弁体 4 2を構成する弁部 4 2 2の図において右端がボディピース 3 bにおける弁穴 3 5 bの図において左端側に形成された段部 3 0 1 bに当接せしめられる。従って、第 2の弁体 4 2の弁座部 4 2 2を構成するテーパー内周面からなる着座部 4. 2 2 a と第 1 の弁体 4 1 を構成する第 2の弁部 4 1 4の外周縁との間には、セット状態においては図 1 に示すように隙間が形成される。次に、上述した弁機構- 4を駆動する電磁作動機構 5について説明する。

図示の実施形態における電磁作動機構 5は、上記バルブボディ 3を構成するボディピース 3 bの図において右端部に装着されたケ一シッグ 5 1 と、該ケ一シッグ 5 1内に配設された電磁コィルュニット 5 2と、該電磁コィルュニット 5 2によって発生する磁路を形成する固定ヨーク 5 3 と、電磁コィルュニット 5 2内において固定ヨーク 5 3に発生する磁力により吸引される可動ヨーク 5 4と、該可動ヨーク 5 4と連結される作動口ッド 5 5 とを具備している。電磁コイルュュット 5 2は、適宜の合成樹脂によって形成された環状のボビン 5 1 と、該ボビン 5 2 1 に巻き付けられたコィル 5 2 2と、第コイル 5 2 2に電力を供袷するリ一ド線 5 2 3とからなっている。上記固定ヨーク 5 3は磁性材によって形 ¾されており、筒状部 5 3 1 と該筒状部 5 3 1の軸方向中間部に径方向に形成された環状部 5 3 2とからなっており、環状部 5 3 2がボディピース 3 と電磁コィルュニット 5 2との間に挟持される。また、固定ヨーク 5 3を構成する筒状部 5 3 1 は、環状部 5 3 より図において左側の部分がボディピース 3 bに形成された嵌合穴 3 0 2 bに嵌合され、環状部 5 3 2より図において右側の部分が電磁コイルュニット 5 2を構成する環状のボビン 5 1 の中央穴 5 2 1 aに嵌合される。固定ヨーク 5 3を構成する筒状部 5 3 1 には、中心部に軸方向に貫通する揷通穴 5 3 1 aが形成されているとともに、該揷通穴 5 3 1 aの径方向外側に軸方向に貫通する複数個の連通穴 5 3 1 が形成されている。なお、固定ヨーク 5 3を構成する筒状部 5 3 1の環状部 5 3 2より図において左側の部分の外周にはシール 5 3 3が装着され、ボディピース 3 bの嵌合穴 3 0 2 bの内周面との間をシールしている。また、固定ヨーク 5 3 を構成する筒状部 5 3 1の環状部 5 3 2より図において右側の部分の外周にはシ —ル 5 3 4が装着され、環状のボビン 5 2 1 の中央穴 5 2 1 aの内周面との間をシールしている。上記可動ヨーク 5 は磁性材によって形成されており、上記固定ヨーク 5 3の図 1 において右側に接離可能に配設されている。なお、可動ヨーク 5 4には、中心部に軸方向に貫通する嵌合穴 5 4 aが形成されているとともに、該嵌合穴 5 4 aの径方向外側に軸方向に貫通する連通穴 5 4 bが形成されている。作動 πッド 5 5はステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、上記固定ヨーク 5 3 を構成する筒状部 5 3 1の中心部に形成された揷通穴 5 3 1 aを揷通して配設されており、揷通穴 5 3 1 aの内周面に装着されたブッシュ 5 3 5によって軸方向に摺動可能に支持される。作動口ッド 5 5は、その図 1 において右端部が可動ョーク 5 4の嵌合穴 5 4 aに嵌合され、可動ヨーク 5 4と軸方向に一体的に作動するように構成されている。この作動ッド 5 5の図 1 において左端即ち先端は、上記第 2の弁体 4 2の図 1 において右端に当接するように構成されている。上記ケ一シッグ 5 1 内には、上記作動口ッド 5 5の図 1 において右端部即ち後端部を支持するための支持部材 5 6が配設されている。この支持部材 5 6は、円筒部 5 6 1 と該円筒部 5 6 1 の図 1 において右端に設けられた底部 5 6 2を有しており、円筒部 5 6 1の図 1 において左端部が上記電磁コィルュニット 5 2を構成する環状のボビン 5 2 1の中央穴 5 2 1 aに嵌合され、底部 5 6 2がケーシッグ 5 1 の底部 5 1 1 に当接して配設される。支持部材 5 6の円筒部 5 6 1 におけるボビン 5 2 1 との嵌合部の図 1 において右側外周には段部 5 6 1 aが設けられており、この段部 5 6 1 a とボビン 5 2 1が当接することによりボビン 5 2 1 を位置決めしている。また、段部 5 6 1 aには環状の挟持部材 5 7が嵌合されており、上記固定ョ一ク 5 3を構成する環状部 5 3 2 との間にコイルュニット 5 2を挟持している。なお、支持部材 5 6を構成する円筒部 5 6 1 におけるボビン 5 2

1 との嵌合部外周にはシール 5 6 3が装着され、環状のボビン 5 2 1の中央穴 5

2 1 aの内周面との間をシールしている。上記支持部材 5 6内には支持リング 5 8が配設されており、この支持リング 5 8の内周にブッシュ 5 9が嵌合されている。このブッシュ 5 9に上記作動ロッド 5 5の後端部が軸方向に摺動可能に支持される。なお、支持リング 5 8には軸方向に貫通する連通穴 5 8 1が形成されている。上記作動ロッド 5 5の後端側即ち支持リング 5 8およびブッシュ 5 9 と支持部材 5 6の底部 5 6 2との間には第 3 の圧力室 6 0が形成されている。この第 3の圧力室 6 0は、支持リング 5 8に設けられた連通穴 5 8 1 を通して上記可動ヨーク 5 4の作動室 6 1 と連通される。従って、上記第 2の圧力室 3 8と第 3の圧力室 6 0は、固定ヨーク 5 3を構成する筒状部に形成された連通穴 5 3 1 b、可動ヨーク 5 4に形成された連通穴 5 4 b、上記作動室 6 1 および支持リング 5 8に形成された連通穴 5 8 1 を通して互いに連通されている。なお、第 2の圧力室 3 8 と上記第 1 の圧力室 3 7とは第 2 の弁体 4 2に形成された連通路 4 2 3および第 1 の弁体 4 1 に形成された連通路 1 5を通して連通されているので、上記第 1の圧力室 3 7 と第 2の圧力室 3 8 および第 3の圧力室 6 0は互いに連通されている。第 1の実施形態における流量制御弁 2は以上のように構成されており、以下その作用について図 3および図 4を参照して説明する。

図 1 は電磁作動機構 5を構成する電磁コィルュニット 5 2のコイル 5 2 2に電圧が印加されていない状態を示すものである。この状態では上述したように、第 1 の弁体 4 1 の第 1 の弁部 4 1 3が仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座し、第 2 の弁体 4 2の着座部 4 2 2 aと第 1 の弁体 4· 1 を構成する第 2の弁部 4 1 4の外周縁との間には隙間が形成される。従って、入力ポート 3 1 と出力ポート 3 2の連通が遮断され、出力ポート 3 2が連通室 3 の出力側室 3 4 b、第 2の弁体 4 2のの着座部 4 2 2 aと第 1の弁体 4 1 を構成する第 2の弁部 4 1 4との隙間、第 1 の弁体 4 1 に形成された連通路 4 1 5、第 1 の圧力室 3 7を通して排出ポート 3 3に連通される。この結果、出力ポート 3 2に図示しない配管によって接続された図示しないァクチユエ一タの作動室が排出ポ一ト 3 3に連通されるので、ァクチユエ一タは非作動状態に維持される。ここで、図 1 に示す状態における第 1の弁体 4 1の圧力バランスについて説明する。

第 1 の弁体 4 1 には入力ポート 3 1 の圧力が作用するが、第 1のシール 4 3 と摺接する摺動面径である第 1の弁体 4 1の摺動部 4 1 1 の外径（D 1 ) と第 1の弁部 4 1, 3の第 1の弁部 4 1 3における上記仕切り板 3 6 との当接部の径（D 4 ) とが等しいため、第 1の弁体 4 1 には入力ポート 3 1の圧力による推力は発生しない。

また、第 1の弁体 4 1 には出力ポ一ト 3 の圧力が作用するが、第 2の弁体 4 の着座部 4 2 2 aにおける第 1 の弁体 4 1 の第 2の弁部 4 1 4の外周縁が当接する当接部の径（D 5 ) (第 2の弁部 4 1 4の外径（D 2 ) ) と第 1の弁部 4 1 3の第 1の弁部 4 1 3における上記仕切り板 3 6 との当接部の径（D 4 ) とが等しいため、第 1 の弁体 4 1 には出力ポート 3 2の圧力による推力は発生しない。更に、第 1の弁体 4 1 には排出ポート 3 3の圧力が作用するが、上記摺動部 4 1 1の外径（0 1 ) と当接部の径（D 4 ) とが等しいため、第 1 の弁体 4 1 には排出ポート 3 3の圧力による推力は発生しない。次に、図 1 に示す状態における第 2の弁体 4 2の圧力バランスについて説明する。

第 2の弁体 4 2には出力ポート 3 2の圧力が作用するが、第 2の弁体 4 2の着座部 4 2 2 aにおける第 1の弁体 4 1 の第 2の弁部 4 1 4の外周縁が当接する当接部の径（D 5 ) と第 2のシール 4 4と摺接する摺動面径である第 2の弁体 4 2 の摺動部 4 2 1の外径（D 3 ) とが等しいため、第 2の弁体 4 2には出力ポ一ト

3 2の圧力による推力は発生しない。

また、第 2の弁体 4 2には排出ポート 3 3 .の圧力が作用するが、上記当接部の径（ D 5 ) と上記摺動部 4 1の外径（ D 3 ) とが等しいため、第 2の弁体 4 2 には排出ポート 3 3の圧力による推力は発生しない。

このため、第 2の弁体 4 2には電磁作動機構 5 と第 2の圧縮コィルスプリング

4 6の力のみが作用する。従って、第 2の弁体 4 2は電磁作動機構 5の駆動力と第 2の圧縮コィルスプリング 4 6の反力のバランス点で静止する。図 1の状態から電磁コィルュニット 5 2のコイル 5 2 2に電圧が印加されると、固定ヨーク 5 3を通じて磁路が形成され、可動ョ一ク 5 4が固定ヨーク 5 3に吸引されて図 1 において左方に移動せしめられる。この可動ヨーク 5 の移動に伴つて作動 n ッド 5 5が左方に移動し、第 2の弁体 4 2を第 2の圧縮コイルスプリング 4 6のスプリング力に杭して左方に移動する。この結果、第 2の弁体 4 2 の着座面 4 2 2 aが第 1の弁体 4 1 を構成する第 2の弁部 4 1 4の外周縁に当接し、更に図 3に示すように第 1の圧縮コイルスプリング 4 5 のスプリング力に抗して第 1 の弁体 4 1 を左方に移動する。従って、第 1の弁体 4 1 の第 1の弁部 4 1 3が仕切り板 3 6の着座部 3 6 1から離れて開弁し、入力ポート 3 1 に供給される流体は連通室 3 4の入力側室 3 4 aおよび出力側室 3 4 bを通して出力ポ一ト 3 2から図示しないァクチユエータに供給される。ところで、上述したように弁機構 4を構成する第 1のシール 4 3および第 2のシール 4 4と摺接する摺動面径である第 1の弁体 4 1の摺動部 4 1 1の外径（D 1 ) および第 2の弁体 4 2の摺動部 1の外径（D 3 ) と、第 1の弁部 4 1 3 テーパー面からなる第 1の弁部 4 1 3における上記仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座する当接部の径（D 4 ) (仕切り板 3 6の着座部 3 6 1の径）と、第 2の弁体 4 2のテーパー内周 ffiからなる着座部 4 2 2 aにおける第 1の弁体 4 1の第 2の弁部 4 1 の外周縁が当接する当接部の径（D 5 ) (第 2の弁部 4 1 4の外径（D 2 ) ) が全て等しく構成されているので、第 1の弁体 4 1 および第 2の弁体 4 2には流体圧力による推力は発生しない。このため、第 2の弁体 4 には電磁作動機構 5 と第 1の弁体 4 1 を介して作用する第 1 の圧縮コイルスプリング 4 5の力のみが作用する。従って、第 2の弁体 4 2と第 1の弁体 4 1 は一体となり第 2の弁体 4 の着座面 4 2 2 aが第 1 の弁体 4 1 を構成する第 2の弁部 4 1 の外周縁に当接した状態で電磁作動機構 5の駆動力と第 2の圧縮コィルスプリング 4 6の反力のバランス点で静止する。上記のようにして流量制御弁 2を作動して入力ポート 3 1 に供給される流体を出力ポート 3 2から図示しないァクチユエ一タに供給して該ァクチユエ一タを駆動した後、ァクチユエ一タを所定の作動位置で停止したい場合について説明する即ち、上述した図 3 に示す状態から電磁コイルュニット 5 2のコイル 5 2 2に印加する電圧を低減し、電磁作動機構 5 ©駆動力即ち電磁ソレノィドの吸引力を第 1の圧縮コイルスプリング 4 5のセッ卜荷重 F 1以下で第 2の圧縮コイルスプリング 4 6のフルスト π—ク時の荷重 F 2 1以上の範囲にする。この結果、第 1 の弁体 4 1 および第 2の弁体 4 2は第 1 の圧縮コイルスプリング 4 5のスプリンダカによって図において右方に移動し、図 4に示すように第 1 の弁体 4 1 の第 1 の弁部 4 1 3が仕切り板 3 6の着座部 3 6 1 に着座した位置で停止する。従って、入力ポート 3 1 と出力ポート 3 2の連通が遮断されるので、図示しないァクチユエータは所定の作動位置で停止される。次に、図示しないァクチユエ一タを作動開始位置に戻す場合には、電磁コイルユニット 5 2のコイル 5 2 2への電力の供袷を遮断して電磁ソレノィドを除勢する。この結果、流量制御弁 2の各部材は図 1 に示す状態の戻る。図 1 に示す状態においては、上述したように第 1の弁体 4. 1 の第 1 の弁部 4 1 3が仕切り板 3 6 の着座部 3 6 1 に着座し、第 2の弁体 4 2の着座部 4 2 2 aと第 1の弁体 4 1を構成する第 2の弁部 4 1 4との間には隙間が形成されるので、入力ポート 3 1 と出力ポート 3 2の連通が遮断され、出力ポート 3 2が連通室 3 4の出力側室 3 4 b、第 2の弁体 4 2のの着座部 4 2 2 aと第 1.の弁体 4 1 を構成する第 2の弁部 1 との隙間、第 1 の弁体 4 1 に形成された連通路 4 1 5、第 1 の圧力室 3 7 を通して排出ポ一ト 3 3に連通されるため、出力ポート 3 2に接続された図示しないァクチユエータの作動室の作動流体が排出ポート 3 3から排出されて作動開始位置に戻る。以上のように、図示の実施形態における流量制御弁 2は、入力ポート 3 1 と出力ポート 3 2および排出ポート 3 3を第 1 の弁体 4 1 および第 2の弁体 4 2を有する弁機構 4によって制御する 3ウェイバルブであるため、給気と排気の切替えがこの流量制御弁 2—つで行うことができる。給気と排気を切替えるための別のバルブと組み合わせて使用する必要がないため、流体回路構成が簡単となる。また、第 1 の弁体 4. 1 および第 2の弁体 4 2を有する弁機構 4はポぺット弁式であるため、シールが確実であるとともに、着座部に埃等の異物が付着しても作動流体によって流すことができるので作動不良を起こすことはない。次に、本発明による流量制御弁の第 2の実施形態について、図 5を参照して説明する。なお、図 5に示す第 2の実施形態における流量制御弁 2 aにおいては、上記第 1の実施形態における流量制御弁 2の構成部材と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。

第 1の実施形態における流量制御弁 2と第 2の実施形態における流量制御弁 2 a との相違点は、第 1 の実施形態における流量制御弁 2が第 1の圧力室 3 7 と排出ポート 3 3とを連通しているのに対し、第 2の実施形態における流量制御弁 2 aは第 2の圧力室 3 8 と排出ポート 3 3 とを連通していることである。上述したように上記第 1 の圧力室 3 7と第 2の圧力室 3 8 とは第 1の弁体 4 1 に形成された連通路 4 1 5および第 2の弁体 4 に形成された連通路 4 2 3を通して連通されているので、機能的には実質的に同一であり、第 2の実施形態における流量制御弁 2 aも第 1の実施形態における流量制御弁 2と同様の作用効果を奏する。次に、本発明による流量制御弁の第 3の実施形態について、図 6を参照して説明する。なお、図 6に示す第 3の実施形態における流量制御弁 2 bにおいては、上記第 1の実施形態における流量制御弁 2および第 2の実施形態における流量制御弁 2 aの構成部材と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。第 3の実施形態における流量制御弁 2 bの特徴は、弁機構 4の第 2の弁体 4 2 をプルタイプの電磁作動機構 5 bによつて作動するようにしたものである。図示の流量制御弁 2 bにおいては、電磁作動機構 5 bは弁機構 4の図において左側に配設されている。電磁作動機構 5 bを構成する作動 π ッド 5 5は、第 1の弁体 4

1 に形成された連通路 4 1 5および第 2の弁体 4 2に形成された連通路 4 2 3を揷通して配設されており、その先端（図 6において右端）を力シメることによつて第 2の弁体 4 2と連結している。このように構成された第 3の実施形態における流量制御弁 2 bは、電磁作動機構 5 bを付勢して作動 nッド 5 5を図 6において左方に作動することにより、第 2の弁体 4 2を第 2の圧縮コイルスプリング 4

6のスプリング力に杭して左方に移動するとともに、第 1 の弁体 4 1 を第 1の圧縮コイルスプリング 4 5のスプリングカに抗して左方に移動する。なお、第 1の弁体 4 1 および第 2の弁体 4 2からなる弁機構 4の作動形態については、上記第

1の実施形態における流量制御弁 2および第 2の実施形態における流量制御弁 2 aと同様であり、上記各実施形態を同様の作用効果を奏する。産業上の利用可能性本発明による流量制御弁は以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。即ち、本発明による流量制御弁は、第 1 の弁体の摺動部と一方の弁穴の内周面との間に配設され第 1のシールおよび第 2の弁体の摺動部と他方の弁穴の内周面との間に配設され第 2のシールの摺動面径と、第 1の弁体の第 1の弁部における仕切り板の着座部に着座する当接部の径と、第 2の弁体の着座部における第 1の弁体の第 2の弁部が着座する当接部の径とが等しく設定されているので、第 1の弁体および第 2の弁体には入力ポ一トから連通室を通して出力ポ一トに流れる作動流体の圧力が作用しても流体圧による軸方向の駆動力は発生しない。従って、第 1の弁体および第 2の弁体のスト π—ク量（弁の開口面積）即ち流量が電磁作動機構の作動力に比例する比例弁として機能することとなる。

また、本発明による流量制御弁は、入力ポートと出力ポートおよび排出ポートを第 1の弁体および第 2の弁体を有する弁機構によって制御する 3ウェイバルブであるため、給気と排気の切替えがこの流量制御弁一つで行うことができる。紿気と排気を切替えるための別のバルブと組み合わせて使用する必要がないため、流体回路構成が簡単となる。また、第 1の弁体および第 2の弁体を有する弁機構はポぺット弁式であるため、シールが確実であるとともに、着座部に埃等の異物が付着しても作動流体によつて流すことができるので作動不良を起こすことはない。

Claims

請求の範囲

1 . 入力ポ一トと出力ポートおよび排出ポートを備えたバルブボディと、該バルブボディ内に配設され該各ポートの連通を制御する弁機構と、該弁機構を駆動する電磁作動機構を有する流量制御弁であつて、

該バルブボディには該入力ポ一トと出力ポートとを連通する連通室と該連通室の両側に互いに対向して形成された 2 1固の弁穴が設けられ、該連通室には環状の仕切り板が配設されており、

該弁機構は、一端部に設けられ該弁穴の一方に摺動可能に嵌合される摺動部と、中央部に設けられ該環状の仕切り板の内周に形成された着座部に着座するテーパー面からなる第 1 の弁部と、他端部に設けられた第 2の弁部と、軸方向に貫通して設けられ該排出ポ一トと連通する連通路とを備えた第 1 の弁体と、

該第 1の弁体の該摺動部と該一方の弁穴の内周面との間に配設され第 1 のシーノレとヽ

該第 1 の弁体を該第 1 の弁部が該仕切り板の該着座部に着座する方向に付勢する第 1 のスプリングと、

該第 1 の弁体と該第 2の弁体との間に配設された両者を離間する方向に付勢する第 2のスプリングと、を具備し、

該第 1のシールおよび該第 2のシールの摺動面铎と、該第 1の弁体の該第 1の弁部における該仕切り板の該着座部に着座する当接部の径と、該第 2の弁体の弁部と該第 1の弁体の該第 2の弁部とが当接する当接部の径とが等しく設定されており、

該電磁作動機構は、付勢されると該第 2の弁体を該第 1 の弁体側に作動するように構成されている、

ことを特徴とする流量制御弁。