JP2002039429A - 二段パイロット式電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化した二段パイロット式電磁弁を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 主弁体５の中に、これと一体に形成した
第１パイロット弁座１３に接離するよう第１パイロット
弁体１４を配置し、その上にプランジャ２０に固定され
た第２パイロット弁体１９を配置する。主弁体５は外側
スリーブ１０によってガイドされる内側スリーブ１８と
一体化し、その内側スリーブ１８の中にプランジャ２０
を配置し、上端には可動コア２１を固定し、ばね２２が
プランジャ２０を付勢して、非通電状態では、第２パイ
ロット弁体１９を閉弁状態になるようにした。主弁背圧
室７および第１パイロット弁の背圧室から低圧側の出口
孔３に抜けるパイロット通路がそれぞれ主弁体５および
第１パイロット弁体１４に同一軸線上に形成されている
ため、パイロット通路が短くなり、全体的に小型化で
き、構造の簡素化により部品コストを削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二段パイロット式電
磁弁に関し、特に流体通路を開け閉めして流体の流れを
断続制御するものであって、電磁ソレノイドに可動コア
を採用した二段パイロット式電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁弁は、流体通路の中に設けた弁体を
電磁力で開閉駆動することによって流体を流したり流体
の流れを遮断したりする。弁体は、流体通路の大きさに
応じた大きさを有し、流体通路の径が大きくなると弁体
も大きくなる。弁体が大きくなると、弁体を駆動するの
に大きな電磁力が必要になり、ソレノイドが大型化して
しまう。

【０００３】このため、流体の圧力を利用してピストン
を動かし、そのピストンが弁体を駆動するようにし、ピ
ストンに導入する流体流量を電磁力で制御するパイロッ
ト弁を備えたパイロット式の電磁弁にして、ソレノイド
を小型化することが行われている。しかし、主弁の径が
大きくなると、その主弁を駆動するピストンも大きくな
り、パイロット通路も大きくなってくる。

【０００４】したがって、さらに、流体通路の径が大き
くなったり、流体の圧力が高くなると、大きなパイロッ
ト通路を制御するパイロット弁も大きくなり、やはり、
大きな電磁力が必要になる。これに対して、パイロット
弁を二段構成にしてパイロット弁を駆動する電磁力を小
さくして小型化を図った二段パイロット式電磁弁が知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二段パ
イロット式電磁弁では、２つのパイロット弁を備えてい
るため、概観が大きくなり、また、パイロット通路が複
雑になるため、大型化してしまうという問題点があっ
た。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、小型化した二段パイロット式電磁弁を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、入口孔および出口孔が直角方向に向きを
変えて連通された流体通路を有するボディと、前記流体
通路内に前記ボディと一体に形成された主弁座と、前記
主弁座に上流側から対向して前記出口孔の軸線位置に進
退自在に配置された主弁体と、前記主弁体の背圧室と前
記出口孔とを連通する通路を開閉する第１パイロット弁
と、前記第１パイロット弁の背圧室と前記出口孔とを連
通する通路を開閉する第２パイロット弁と、前記第２パ
イロット弁の開閉制御を行うプランジャと、電磁力によ
って前記プランジャを前記第２パイロット弁の開閉方向
に吸引する可動コアと、前記電磁力を生成する電磁コイ
ルと、前記電磁コイルの非通電時に前記第２パイロット
弁が開または閉状態になるよう前記プランジャを付勢す
る第１ばねとを備える、前記可動コアを採用した二段パ
イロット式電磁弁において、前記主弁座によって形成さ
れる主弁の弁孔と、前記第１パイロット弁の弁孔と、前
記第２パイロット弁の弁孔とが同一軸線上に配置されて
いることを特徴とする二段パイロット式電磁弁が提供さ
れる。

【０００８】このような可動コアを採用した二段パイロ
ット式電磁弁によれば、主弁の弁孔と、第１パイロット
弁の弁孔と、第２パイロット弁の弁孔とを同一軸線上に
配置し、主弁、第１パイロット弁および第２パイロット
弁を隣接させるようにした。これにより、主弁体の背圧
室および第１パイロット弁の背圧室から低圧側の出口孔
に抜けるパイロット通路がそれぞれ主弁体および第１パ
イロット弁体に形成されるため短く簡単になり、小型化
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態に係るノーマルクローズ型の二段パイロット式電
磁弁の非通電時の状態を示す断面図、図２は本発明の第
１の実施の形態に係るノーマルクローズ型の二段パイロ
ット式電磁弁の通電時の第１動作状態を示す断面図、図
３は本発明の第１の実施の形態に係るノーマルクローズ
型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第２動作状態を
示す断面図、図４は本発明の第１の実施の形態に係るノ
ーマルクローズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の
動作完了状態を示す断面図である。

【００１０】この二段パイロット式電磁弁は、ボディ１
の側部および下部にそれぞれ直角方向に向きを変えて入
口孔２および出口孔３が設けられている。入口孔２およ
び出口孔３を連通する流体通路内には、主弁座４がボデ
ィ１と一体に形成されている。この主弁座４には、上流
側から対向して主弁体５が出口孔３の軸線位置にて進退
自在に配置され、主弁座４とともに主弁を構成してい
る。主弁体５の主弁座４との当接部には、たとえばポリ
テトラフルオロエチレン製のシール材６が嵌合されてい
る。

【００１１】主弁体５の主弁座４とは反対側に主弁背圧
室７が形成され、この主弁背圧室７は、主弁体５にスリ
ット状に設けられたパイロット通路８を介して入口孔２
に連通されており、かつ上部がキャップ９によって閉止
されている。

【００１２】キャップ９の中央部には、外側スリーブ１
０がろう付けなどによって固定されており、その上端部
は、キャップ１１をろう付けするなどして閉止されてい
る。この外側スリーブ１０の外側には、電磁コイル１２
が周設されている。

【００１３】主弁体５は、その中央部に第１パイロット
弁座１３が一体に形成されており、その上に、第１パイ
ロット弁体１４が配置されて第１パイロット弁を構成し
ている。この第１パイロット弁体１４の第１パイロット
弁座１３との当接部には、たとえばポリテトラフルオロ
エチレン製のシール材１５が嵌合されている。このシー
ル材１５は、第１パイロット弁座１３とは反対側の端面
にまで伸びていて、その端面部分は第２パイロット弁座
を兼用する形にしている。これにより、主弁の弁孔と、
主弁体５に形成された第１パイロット弁の弁孔と、第１
パイロット弁体１４に嵌合されているシール材１５によ
って形成された第２パイロット弁の弁孔とが同一軸線上
に配置されている。また、第１パイロット弁体１４の外
周部には軸線方向に設けられたスリット状のパイロット
通路１６があり、主弁体５に形成されたパイロット通路
１７を介して主弁背圧室７と第１パイロット弁体１４の
上側の空間とを連通するようにしている。

【００１４】主弁体５の上部には、外側スリーブ１０内
に進退自在に嵌挿配置された内側スリーブ１８が圧入さ
れており、主弁体５が外側スリーブ１０をガイドとして
内側スリーブ１８と一体になって軸線方向に進退自在に
動くようになっている。

【００１５】内側スリーブ１８内には、下端部にボール
状の第２パイロット弁体１９をかしめ加工により保持し
たプランジャ２０がその軸線方向に進退自在に配置され
ている。また、内側スリーブ１８の上端部には、可動コ
ア２１が圧入されている。そして、プランジャ２０の上
部軸線位置に形成されたばね室にばね２２が配置され、
そのばね２２の上端部は可動コア２１に当接されてい
る。これにより、プランジャ２０は、第２パイロット弁
体１９をその第２パイロット弁座に着座させる方向に付
勢されている。

【００１６】また、このプランジャ２０は、その外周部
に軸線方向に延びる通路２３が設けられている。この通
路２３は、プランジャ２０に設けられたばね室と連通さ
れている。さらに、可動コア２１の軸線位置に通路２４
が貫通形成されており、プランジャ２０のばね室と可動
コア２１の上側の外側スリーブ１０の空間とを連通して
いる。

【００１７】このように、第１パイロット弁および第２
パイロット弁が主弁と同軸上に配置され、かつ、第１パ
イロット弁体１４の摺動部を主弁体５の中に持たせる構
成にしたことにより、この二段パイロット式電磁弁の大
きさをかなり小さくすることができる。

【００１８】次に、このようにして構成された二段パイ
ロット式電磁弁の動作について説明する。まず、電磁コ
イル１２が非通電のときには、図１に示したように、プ
ランジャ２０がばね２２によって下方へ付勢されている
ため、第２パイロット弁が閉じており、さらにプランジ
ャ２０内のばね２２によるばね力が第１パイロット弁体
１４を第１パイロット弁座１３へ着座させ、第１パイロ
ット弁が閉じている。この状態で、入口孔２に導入され
た流体の圧力がパイロット通路８を介して主弁背圧室７
に導入されている。主弁背圧室７に導入された流体の圧
力は、主弁体５のパイロット通路１７、第１パイロット
弁体１４のパイロット通路１６を介して第２パイロット
弁体１９が位置している第１パイロット弁背圧室に導入
され、さらに、プランジャ２０に設けられた通路２３お
よびばね室、可動コア２１に設けられた通路２４を介し
て外側スリーブ１０にも導入される。第２パイロット弁
はプランジャ２０内のばね２２により、第１パイロット
弁はその背圧室の圧力により、パイロット通路側の入口
孔２と出口孔３との間のシールは確保されるため、主弁
背圧室７に通じる空間は、すべて入口孔２に導入された
流体の圧力によって満たされ、結果として、主弁体５は
下方へ移動する力が働き、主弁は閉じることになる。

【００１９】ここで、電磁コイル１２を通電すると、プ
ランジャ２０がばね２２のばね力に抗して可動コア２１
に吸着される。これにより、第２パイロット弁体１９
が、第１パイロット弁体１４に形成された第２パイロッ
ト弁座から離れ、図２に示したように、第２パイロット
弁が開いた状態になる。

【００２０】第２パイロット弁が開くことにより、第１
パイロット弁の背圧室が出口孔３に連通されてその背圧
室の圧力が出口孔３へと抜けるため、第１パイロット弁
の背圧室は低圧になる。このとき、主弁背圧室７の圧力
は高いので、図３に示したように、第１パイロット弁体
１４は、主弁体５に形成された第１パイロット弁座１３
から離れ、第１パイロット弁が開いた状態になる。

【００２１】第１パイロット弁が開くことにより、主弁
背圧室７は、出口孔３に連通されるため、低圧になる。
したがって、主弁体５は、主弁背圧室７と入口孔２との
圧力差により、主弁座４から離れていき、図４に示した
ように、主弁が全開状態になる。

【００２２】逆に、図４に示した開弁状態から、電磁コ
イル１２を非通電にすると、プランジャ２０と可動コア
２１との電磁吸引力がなくなるため、プランジャ２０は
ばね２２によって可動コア２１から離される。これによ
り、第２パイロット弁体１９が第１パイロット弁体１４
に形成された第２パイロット弁座に着座され、第２パイ
ロット弁が閉じる。これにより、第１パイロット弁の背
圧室が密閉されることにより、主弁背圧室７からパイロ
ット通路１７および第１パイロット弁の弁孔を介して出
口孔３に流れる流体が第１パイロット弁体１４に形成さ
れたパイロット通路１６を介して第１パイロット弁の背
圧室に導入されるようになる。これにより、第１パイロ
ット弁の背圧室の圧力が高くなり、第１パイロット弁体
１４を押し下げて主弁体５に形成された第１パイロット
弁座１３に着座させる。このとき、第２パイロット弁体
１９は、ばね２２の付勢力により、第１パイロット弁体
１４に設けられた第２パイロット弁座に着座されたまま
の状態で、第１パイロット弁体１４とともに押し下げら
れる。第１および第２パイロット弁が閉じたことによ
り、主弁背圧室７の圧力が高くなり、この圧力が主弁体
５を押し下げて主弁座４に着座させ、主弁は全閉状態と
なる。

【００２３】図５は本発明の第２の実施の形態に係るノ
ーマルオープン型の二段パイロット式電磁弁の非通電時
の状態を示す断面図、図６は本発明の第２の実施の形態
に係るノーマルオープン型の二段パイロット式電磁弁の
通電時の第１動作状態を示す断面図、図７は本発明の第
２の実施の形態に係るノーマルオープン型の二段パイロ
ット式電磁弁の通電時の第２動作状態を示す断面図、図
８は本発明の第２の実施の形態に係るノーマルオープン
型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完了状態を
示す断面図である。図５ないし図８において、図１ない
し図４に示した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を
付して、その詳細な説明は省略する。

【００２４】このノーマルオープン型の二段パイロット
式電磁弁では、キャップ９にスリーブ２５がろう付けさ
れており、そのスリーブ２５の中にプランジャ２０およ
び可動コア２１が軸線方向に進退自在に嵌挿配置されて
いる。プランジャ２０の下端は、主弁体５の上部中央部
に形成された筒状部２６内に延びており、その中では第
１パイロット弁体１４の可動範囲上限位置に形成された
段差部まで摺動可能になっている。

【００２５】プランジャ２０の軸線位置には、シャフト
２７が軸線方向に進退自在に貫通配置され、そのシャフ
ト２７の下端には、第２パイロット弁体１９がかしめ加
工により保持されている。また、プランジャ２０の下方
の軸線位置には、ばね室が形成されており、プランジャ
２０の下端部に嵌合されたリング２８とシャフトの段差
部に係止されたワッシャ２９との間にばね３０が配置さ
れている。これにより、ばね３０は、プランジャ２０に
関してシャフト２７を常に持ち上げるように付勢してい
る。

【００２６】可動コア２１は、たとえば六角形の断面形
状を有しており、スリーブ２５との間に図示されない通
路が形成されており、プランジャ２０の通路２３および
主弁背圧室７とスリーブ２５内の可動コア２１の上部空
間とが連通されるようになっている。また、可動コア２
１の上部とキャップ１１との間にて可動コア２１を下方
へ付勢するはばね３１が配置されている。このばね３１
は、プランジャ２０内のばね３０よりもばね力が弱く設
定してある。

【００２７】次に、このようにして構成されたノーマル
オープン型の二段パイロット式電磁弁の動作について説
明する。まず、電磁コイル１２が非通電のときには、図
５に示したように、プランジャ２０内のばね３０の付勢
力により、シャフト２７がプランジャ２０に関して持ち
上げられているため、そのシャフト２７の下端部に保持
されている第２パイロット弁体１９は、プランジャ２０
の下端面よりもプランジャ２０内へ引っ込んだ状態にあ
る。このプランジャ２０内のばね３０のばね力は、可動
コア２１の上のばね３１のばね力よりも強いので、可動
コア２１も一緒に持ち上げるられている。シャフト２７
が持ち上げられているため、第２パイロット弁は、開い
ており、第１パイロット弁体は、その上部の背圧室と主
弁背圧室７との差圧で第１パイロット弁座１３から離れ
ることで、第１パイロット弁も開いている。したがっ
て、主弁も、入口孔２の圧力と主弁背圧室７の圧力との
差圧で開弁された状態に保持されている。

【００２８】ここで、電磁コイル１２を通電すると、プ
ランジャ２０がばね３０のばね力に抗して可動コア２１
に吸着される。これにより、シャフト２７の上端面は可
動コア２１によってプランジャ２０内に押し込められる
ので、シャフト２７の下端部に保持された第２パイロッ
ト弁体１９がプランジャ２０の下端面より突出されるよ
うになる。これにより、第２パイロット弁体１９が第１
パイロット弁体１４に形成された第２パイロット弁座に
着座し、図６に示したように、第２パイロット弁が閉じ
た状態になる。このとき、第２パイロット弁体１９がプ
ランジャ２０の下端面より突出されてくることにより、
プランジャ２０が上に移動し、プランジャ２０の下端面
と第１パイロット弁体１４の上端面との間にクリアラン
スが生じ、第１パイロット弁体１４の上部に背圧室が形
成される。

【００２９】第２パイロット弁が閉じることにより、入
口孔２の流体圧力がパイロット通路８を介して主弁背圧
室７に導入され、さらに主弁体５内のパイロット通路１
７に導入された圧力が、第１パイロット弁体１４のパイ
ロット通路１６を介してその背圧室に導入されるように
なる。第１パイロット弁の背圧室が高くなると、第１パ
イロット弁体１４が下方に移動され、図７に示したよう
に、第１パイロット弁座１３に着座される。この第１パ
イロット弁体１４が下方へ移動するとき、可動コア２１
の上部にあるばね３１により、プランジャ２０、シャフ
ト２７および可動コア２１も一緒に下方移動される。

【００３０】第２パイロット弁および第１パイロット弁
が閉じたことにより、主弁背圧室７の圧力と入口孔２の
圧力との圧力差により主弁体５が下方へ移動し、主弁座
４に着座されるようになる。このとき、主弁体５の上に
ある第１パイロット弁、第２パイロット弁、プランジャ
２０および可動コア２１も、可動コア２１の上部圧力室
に導入された圧力およびばね３１により、主弁体５の動
きに合わせて下方へ移動し、図８に示したように、主弁
が全閉状態になる。

【００３１】逆に、図８に示した閉弁状態から、電磁コ
イル１２を非通電にすると、プランジャ２０と可動コア
２１との電磁吸引力がなくなるため、プランジャ２０内
のばね３０がプランジャ２０に関してシャフト２７を上
方へ移動させる。これにより、第２パイロット弁が開
き、第１パイロット弁体１４の背圧室の流体がその第２
パイロット弁を介して低圧の出口孔３の側へ流出するた
め、第１パイロット弁体１４の背圧室の圧力が小さくな
る。これにより、第１パイロット弁体１４の背圧室の圧
力と主弁背圧室７の圧力との圧力差により、第１パイロ
ット弁体１４が上方へ移動し、第１パイロット弁が開
く。これにより、主弁背圧室７の圧力がその第１パイロ
ット弁を介して低圧側へ抜けるので、主弁体５は、主弁
背圧室７の圧力と入口孔２の圧力との差により、主弁座
４から離れていき、図５に示したように、主弁が全開状
態になる。

【００３２】図９は本発明の第３の実施の形態に係るノ
ーマルクローズ型の二段パイロット式電磁弁の非通電時
の状態を示す断面図、図１０は本発明の第３の実施の形
態に係るノーマルクローズ型の二段パイロット式電磁弁
の通電時の第１動作状態を示す断面図、図１１は本発明
の第３の実施の形態に係るノーマルクローズ型の二段パ
イロット式電磁弁の通電時の第２動作状態を示す断面
図、図１２は本発明の第３の実施の形態に係るノーマル
クローズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完
了状態を示す断面図である。図９ないし図１２におい
て、図１ないし図８に示した構成要素と同じ構成要素に
は同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００３３】このノーマルクローズ型の二段パイロット
式電磁弁では、外側スリーブ１０がキャップ９にろう付
けなどにより固定されている。この外側スリーブ１０の
中に内側スリーブ１８が嵌挿配置されている。

【００３４】内側スリーブ１８は、その下端部に第１パ
イロット弁体１４を保持する弁体保持部材３２が嵌合さ
れている。第１パイロット弁体１４は、主弁体５の上部
にかしめ加工により保持された、たとえばポリテトラフ
ルオロエチレン製の第１パイロット弁座１３とともに第
１パイロット弁を構成している。第１パイロット弁体１
４の上部には、たとえばポリテトラフルオロエチレン製
の第２パイロット弁座３３が設けられている。

【００３５】内側スリーブ１８の中には、下端部にボー
ル状の第２パイロット弁体１９をかしめ加工により保持
したプランジャ２０がその軸線方向に進退自在に配置さ
れている。また、内側スリーブ１８の上端部には、可動
コア２１が圧入されている。プランジャ２０の上部軸線
位置にはばね室が形成され、そのばね室にばね２２が配
置されて、可動コア２１に関してプランジャ２０を下方
へ付勢するようにしている。さらに、可動コア２１上部
の外側スリーブ１０内の部屋にばね３１が設けられてい
て、可動コア２１を介して内側スリーブ１８を下方へ常
時付勢するようにしている。

【００３６】弁体保持部材３２には、主弁背圧室７と第
２パイロット弁体１９が配置される第１パイロット弁の
背圧室とを連通させるパイロット通路３４が穿設されて
いる。これにより、パイロット通路８を介して入口孔２
から導入された主弁背圧室７の圧力は、弁体保持部材３
２のパイロット通路３４、第１パイロット弁の背圧室、
プランジャ２０に形成された通路２３、可動コア２１の
プランジャ側端面に形成された溝３５および可動コア２
１の通路２４を介して可動コア２１上部の外側スリーブ
１０内の部屋に導入されるようになる。

【００３７】次に、このようにして構成された二段パイ
ロット式電磁弁の動作について説明する。まず、電磁コ
イル１２が非通電のときには、図９に示したように、プ
ランジャ２０がばね２２によって下方へ付勢されている
ため、第２パイロット弁が閉じており、さらに可動コア
２１上部の外側スリーブ１０内のばね３１によるばね力
が第１パイロット弁体１４を第１パイロット弁座１３へ
着座させ、第１パイロット弁が閉じている。このとき、
入口孔２に導入された流体の圧力がパイロット通路８を
介して主弁背圧室７に導入されている。主弁背圧室７に
導入された流体の圧力は、弁体保持部材３２のパイロッ
ト通路３４を介して第２パイロット弁体１９が位置して
いる第１パイロット弁背圧室に導入され、さらに、プラ
ンジャ２０に設けられた通路２３および可動コア２１に
設けられた溝３５および通路２４を介して外側スリーブ
１０にも導入される。第２パイロット弁はプランジャ２
０内のばね２２により、第１パイロット弁はその背圧室
の圧力により、それぞれ閉弁状態に保持されるため、主
弁体５は、主弁背圧室７の圧力と入口孔２の圧力との差
によって下方へ移動して閉じている。

【００３８】ここで、電磁コイル１２を通電すると、プ
ランジャ２０がばね２２のばね力に抗して可動コア２１
に吸着される。これにより、第２パイロット弁体１９
が、第１パイロット弁体１４に形成された第２パイロッ
ト弁座３３から離れ、図１０に示したように、第２パイ
ロット弁が開いた状態になる。

【００３９】第２パイロット弁が開くことにより、第１
パイロット弁の背圧室が出口孔３に連通されてその背圧
室の圧力が出口孔３へと抜けるため、第１パイロット弁
の背圧室は低圧になる。このとき、主弁背圧室７の圧力
は高いので、第１パイロット弁の背圧室の圧力と主弁背
圧室７の圧力との圧力差により、図１１に示したよう
に、第１パイロット弁体１４は、主弁体５に形成された
第１パイロット弁座１３から離れ、第１パイロット弁が
開いた状態になる。

【００４０】第１パイロット弁が開くことにより、主弁
背圧室７は、出口孔３に連通されるため、低圧になり、
主弁体５は、主弁背圧室７と入口孔２との圧力差によ
り、主弁座４から離れていき、図１２に示したように、
主弁が全開状態となる。

【００４１】逆に、図１２に示した開弁状態から、電磁
コイル１２を非通電にすると、プランジャ２０と可動コ
ア２１との電磁吸引力がなくなるため、プランジャ２０
はばね２２によって可動コア２１から離される。これに
より、第２パイロット弁体１９が第１パイロット弁体１
４に形成された第２パイロット弁座３３に着座され、第
２パイロット弁が閉じる。これにより、第１パイロット
弁の背圧室が密閉されることにより、主弁背圧室７から
弁体保持部材３２のパイロット通路３４、第１パイロッ
ト弁の背圧室、プランジャ２０の通路２３および可動コ
ア２１に設けられた溝３５および通路２４を介して外側
スリーブ１０に圧力が導入される。第１パイロット弁の
背圧室の圧力が高くなることと、ばね３１により可動コ
ア２１を介して内側スリーブ１８が下方へ付勢されてい
ることにより、第１パイロット弁体１４は主弁体５に形
成された第１パイロット弁座１３に着座される。このよ
うにして、第１および第２パイロット弁が閉じたことに
より、主弁背圧室７の圧力が高くなり、この圧力が主弁
体５を押し下げて主弁座４に着座させ、主弁は全閉状態
となる。

【００４２】図１３は本発明の第４の実施の形態に係る
ノーマルオープン型の二段パイロット式電磁弁の非通電
時の状態を示す断面図、図１４は本発明の第４の実施の
形態に係るノーマルオープン型の二段パイロット式電磁
弁の通電時の第１動作状態を示す断面図、図１５は本発
明の第４の実施の形態に係るノーマルオープン型の二段
パイロット式電磁弁の通電時の第２動作状態を示す断面
図、図１６は本発明の第４の実施の形態に係るノーマル
オープン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完
了状態を示す断面図である。図１３ないし図１６におい
て、図１ないし図１２に示した構成要素と同じ構成要素
には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００４３】このノーマルオープン型の二段パイロット
式電磁弁では、外側スリーブ１０がキャップ９にろう付
けなどにより固定され、その外側スリーブ１０の中に内
側スリーブ１８が嵌挿配置されている。

【００４４】この内側スリーブ１８は、その下端部にプ
ランジャ２０が嵌合され、内部には、ばね２２によって
付勢されている可動コア２１が軸線方向に進退自在に配
置されている。ただし、可動コア２１が内側スリーブ１
８から抜け出ないよう、内側スリーブ１８の上端部は内
方へ折り曲げられている。プランジャ２０の下端部に
は、第２パイロット弁座３３および第１パイロット弁体
１４が保持されており、その上部には第１パイロット弁
の背圧室を構成する空間が設けられ、その第１パイロッ
ト弁の背圧室は、パイロット通路３６によって主弁背圧
室７に連通されている。

【００４５】さらに、内側スリーブ１８に固定配置され
たプランジャ２０および進退自在に配置された可動コア
２１を貫通して、パイプ３７が軸線方向に進退自在に配
置されている。このパイプ３７の下端部には、第２パイ
ロット弁体１９を保持する弁体保持部材３８が嵌合され
ており、この弁体保持部材３８の嵌合部よりも上側に
は、第１パイロット弁の背圧室とパイプ３７内の通路３
９とを連通させる通路４０が穿設されている。また、こ
のパイプ３７の上端部には、ばね受け部材４１が嵌合さ
れている。このばね受け部材４１は、その上部に配置さ
れたばね３１によって下方へ付勢されている。このばね
３１は、可動コア２１を付勢しているばね２２よりもば
ね力を小さく設定してある。したがって、可動コア２１
がばね２２によって内側スリーブ１８の上端まで付勢さ
れているときには、可動コア２１の上端面に当接されて
いるばね受け部材４１は、ばね３１の付勢力に抗して内
側スリーブ１８の上端面より持ち上げられた状態にな
る。

【００４６】次に、このようにして構成されたノーマル
オープン型の二段パイロット式電磁弁の動作について説
明する。まず、電磁コイル１２が非通電のときには、図
１３に示したように、プランジャ２０内のばね２２の付
勢力により可動コア２１が内側スリーブ１８の上端部ま
で移動されている。このとき、ばね受け部材４１の下端
部が可動コア２１の上端面に当接されており、可動コア
２１がばね受け部材４１を押し上げている。これによ
り、パイプ３７が内側スリーブ１８に関して持ち上げら
れている。したがって、パイプ３７の下端部の弁体保持
部材３８に保持されている第２パイロット弁体１９がそ
の第２パイロット弁座３３から離れている。第２パイロ
ット弁が開いていることにより、第１パイロット弁の背
圧室およびこれに連通する外側スリーブ１０の上部の圧
力室の圧力は、第１パイロット弁体１４、第１パイロッ
ト弁座１３および主弁体５の中央の弁孔を介して低圧の
出口孔３に抜け出る。このため、パイロット通路８を介
して導入された主弁背圧室７の圧力と第１パイロット弁
の背圧室の圧力との圧力差により、第１パイロット弁体
１４が上方へ移動し、第１パイロット弁が開くことにな
る。第１および第２パイロット弁が開くことにより、主
弁体５は、入口孔２の圧力と主弁背圧室７の圧力との圧
力差により、上方に移動され、主弁は全開状態になって
いる。

【００４７】ここで、電磁コイル１２を通電すると、プ
ランジャ２０がばね２２のばね力に抗して可動コア２１
を吸引する。これにより、可動コア２１は内側スリーブ
１８の上端部より下側へ移動され、これに伴って下端部
が可動コア２１の上端面に当接されているばね受け部材
４１は、その下端部がばね３１によって内側スリーブ１
８内に押し込まれるようになる。この結果、ばね受け部
材４１に固定されているパイプ３７が下がり、その下端
部に固定されている第２パイロット弁体１９が、図１４
に示したように、その第２パイロット弁座３３に着座さ
れる。

【００４８】第２パイロット弁が閉じることにより、主
弁背圧室７の圧力が、パイロット通路３６、第１パイロ
ット弁の背圧室、パイプ３７に設けられた通路４０、パ
イプ３７内の通路３９を介して外側スリーブ１０の上部
圧力室に導入される。これにより、外側スリーブ１０の
上部圧力室の圧力と主弁背圧室７の圧力との差圧によ
り、内側スリーブ１８が押し下げられ、図１５に示した
ように、第１パイロット弁体１４が主弁体５に設けられ
た第１パイロット弁座１３に着座される。

【００４９】第１パイロット弁が閉じることにより、主
弁背圧室７が密閉され、主弁背圧室７の圧力と入口孔２
の圧力との差圧により主弁体５が押し下げられ、主弁座
４に着座される。このとき、主弁体５の上にある第１パ
イロット弁、内側スリーブ１８、プランジャ２０および
可動コア２１も、外側スリーブ１０の上部圧力室に導入
された圧力およびばね３１により、主弁体５の動きに合
わせて下方へ移動し、図１６に示したように、主弁が全
閉状態になる。

【００５０】逆に、図１６に示した閉弁状態から、電磁
コイル１２を非通電にすると、プランジャ２０と可動コ
ア２１との電磁吸引力がなくなるため、プランジャ２０
内のばね２２がプランジャ２０に関して可動コア２１を
内側スリーブ１８の上端部まで移動させる。これによ
り、可動コア２１がばね受け部材４１を内側スリーブ１
８より上方に押し出すことで、パイプ３７が持ち上げら
れ、この結果、そのパイプ３７に取り付けられた第２パ
イロット弁体１９がその第２パイロット弁座３３より離
れる。これにより、第２パイロット弁が開き、第１パイ
ロット弁の背圧室の流体がその第２パイロット弁を介し
て低圧の出口孔３の側へ流出するため、第１パイロット
弁の背圧室の圧力が小さくなる。これにより、第１パイ
ロット弁の背圧室の圧力と主弁背圧室７の圧力との圧力
差により、第１パイロット弁体１４が上方へ移動し、第
１パイロット弁が開く。これにより、主弁背圧室７の圧
力がその第１パイロット弁を介して低圧側へ抜けるの
で、主弁体５は、主弁背圧室７の圧力と入口孔２の圧力
との差により、主弁座４から離れていき、図１３に示し
たように、主弁が全開状態になる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、主弁
の弁孔と、第１パイロット弁の弁孔と、第２パイロット
弁の弁孔とを同一軸線上に配置する構成にした。これに
より、主弁背圧室および第１パイロット弁の背圧室から
低圧の出口孔に抜ける通路を最短距離に形成することが
できるため、二段パイロット式電磁弁を小型化すること
ができ、しかも、構造の簡略化による部品コストの削減
が可能になる。

【００５２】また、本発明では、第１パイロット弁を主
弁体の中に配置し、第２パイロット弁も主弁体の中で第
１パイロット弁に隣接して配置する構成にしたことによ
り、主弁体の背圧室および第１パイロット弁の背圧室か
ら低圧側の出口孔に抜けるパイロット通路がそれぞれ主
弁体および第１パイロット弁体に形成されるため短く簡
単になって小型化することができ、しかも、第１パイロ
ット弁のガイドを主弁体に持たせることで、弁部の同心
を出やすくすることができる。

【００５３】さらに、本発明では、第１パイロット弁お
よび第２パイロット弁を主弁体とは別体にしてプランジ
ャと一体化したものを主弁体の直上に配置する構成にし
ている。これにより、出口孔に抜けるパイロット通路が
短くなり、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るノーマルクロ
ーズ型の二段パイロット式電磁弁の非通電時の状態を示
す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るノーマルクロ
ーズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第１動作状
態を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るノーマルクロ
ーズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第２動作状
態を示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るノーマルクロ
ーズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完了状
態を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るノーマルオー
プン型の二段パイロット式電磁弁の非通電時の状態を示
す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るノーマルオー
プン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第１動作状
態を示す断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るノーマルオー
プン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第２動作状
態を示す断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係るノーマルオー
プン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完了状
態を示す断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係るノーマルクロ
ーズ型の二段パイロット式電磁弁の非通電時の状態を示
す断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るノーマルク
ローズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第１動作
状態を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るノーマルク
ローズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第２動作
状態を示す断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るノーマルク
ローズ型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完了
状態を示す断面図である。

【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るノーマルオ
ープン型の二段パイロット式電磁弁の非通電時の状態を
示す断面図である。

【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るノーマルオ
ープン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第１動作
状態を示す断面図である。

【図１５】本発明の第４の実施の形態に係るノーマルオ
ープン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の第２動作
状態を示す断面図である。

【図１６】本発明の第４の実施の形態に係るノーマルオ
ープン型の二段パイロット式電磁弁の通電時の動作完了
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ボディ ２ 入口孔 ３ 出口孔 ４ 主弁座 ５ 主弁体 ６ シール材 ７ 主弁背圧室 ８ パイロット通路 ９ キャップ １０ 外側スリーブ １１ キャップ １２ 電磁コイル １３ 第１パイロット弁座 １４ 第１パイロット弁体 １５ シール材 １６，１７ パイロット通路 １８ 内側スリーブ １９ 第２パイロット弁体 ２０ プランジャ ２１ 可動コア ２２ ばね ２３，２４ 通路 ２５ スリーブ ２６ 筒状部 ２７ シャフト ２８ リング ２９ ワッシャ ３０，３１ ばね ３２ 弁体保持部材 ３３ 第２パイロット弁座 ３４ パイロット通路 ３５ 溝 ３６ パイロット通路 ３７ パイプ ３８ 弁体保持部材 ３９ 通路 ４０ 通路 ４１ ばね受け部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津川 徳巳 東京都八王子市椚田町1211番地４ 株式会 社テージーケー内 Ｆターム(参考） 3H056 AA03 BB32 CC02 CC12 CD06 DD02 3H106 DA07 DA13 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC04 DC17 DD03 EE34 GA13 GA15 GA25 GB06 GB09 GB16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口孔および出口孔が直角方向に向きを
   変えて連通された流体通路を有するボディと、前記流体
   通路内に前記ボディと一体に形成された主弁座と、前記
   主弁座に上流側から対向して前記出口孔の軸線位置に進
   退自在に配置された主弁体と、前記主弁体の背圧室と前
   記出口孔とを連通する通路を開閉する第１パイロット弁
   と、前記第１パイロット弁の背圧室と前記出口孔とを連
   通する通路を開閉する第２パイロット弁と、前記第２パ
   イロット弁の開閉制御を行うプランジャと、電磁力によ
   って前記プランジャを前記第２パイロット弁の開閉方向
   に吸引する可動コアと、前記電磁力を生成する電磁コイ
   ルと、前記電磁コイルの非通電時に前記第２パイロット
   弁が開または閉状態になるよう前記プランジャを付勢す
   る第１ばねとを備える、前記可動コアを採用した二段パ
   イロット式電磁弁において、 前記主弁座によって形成される主弁の弁孔と、前記第１
   パイロット弁の弁孔と、前記第２パイロット弁の弁孔と
   が同一軸線上に配置されていることを特徴とする二段パ
   イロット式電磁弁。
2. 【請求項２】 前記第１パイロット弁は、前記主弁体の
   背圧室と前記出口孔とを連通するよう前記主弁体に形成
   された第１パイロット通路内に前記主弁体と一体に形成
   された第１パイロット弁座と、前記主弁体内にて前記第
   １パイロット弁座に対して接離するよう前記出口孔の軸
   線位置に進退自在に配置された第１パイロット弁体とか
   らなり、 前記第２パイロット弁は、前記第１パイロット弁の背圧
   室と前記出口孔とを連通するよう前記第１パイロット弁
   体に形成された第２パイロット通路の前記第１パイロッ
   ト弁の背圧室側端面に位置する第２パイロット弁座と、
   前記プランジャの前記可動コアとの吸引状態に応じて前
   記第２パイロット弁座に対して接離するよう前記出口孔
   の軸線位置に進退自在に配置された第２パイロット弁体
   とからなる、 ことを特徴とする請求項１記載の二段パイロット式電磁
   弁。
3. 【請求項３】 前記電磁コイルによって囲まれ、前記出
   口孔の軸線位置に固定配置された中空の外側スリーブ
   と、 一端が前記主弁体に固定され、他端が前記可動コアによ
   って閉止され、中には前記第２パイロット弁体を保持し
   前記電磁コイルの非通電時に前記第１ばねによって前記
   第２パイロット弁が閉弁するよう付勢された前記プラン
   ジャが配置されていて前記主弁体と一体となって進退移
   動するように前記外側スリーブ内に嵌挿配置された内側
   スリーブと、 を備えていることを特徴とする請求項２記載の二段パイ
   ロット式電磁弁。
4. 【請求項４】 前記電磁コイルによって囲まれ、前記出
   口孔の軸線位置に固定配置された中空のスリーブと、 前記主弁体および前記スリーブ内を進退可能に嵌挿配置
   された前記プランジャの軸線位置に進退自在に貫通配置
   され、前記電磁コイルの非通電時に前記第１ばねによっ
   て一端に保持された前記第２パイロット弁が開弁するよ
   う付勢されるとともに他端が前記前記プランジャの端面
   より突出して前記中空のスリーブ内に進退可能に嵌挿配
   置された前記可動コアと離間させる長さを有するシャフ
   トと、 前記可動コアを前記プランジャの側へ付勢する第２ばね
   と、 を備えていることを特徴とする請求項２記載の二段パイ
   ロット式電磁弁。
5. 【請求項５】 前記電磁コイルによって囲まれ、前記出
   口孔の軸線位置に固定配置された中空の外側スリーブ
   と、 前記外側スリーブ内に進退自在に配置され、一端が前記
   可動コアによって閉止され、中には前記第２パイロット
   弁の第２パイロット弁体を保持し前記電磁コイルの非通
   電時に前記第１ばねによって前記第２パイロット弁が閉
   弁するよう付勢 される前記プランジャが配置されている内側スリーブ
   と、前記内側スリーブの他端に固定され、先端部には前
   記主弁体の軸線位置に設けられたパイロット通路の前記
   主弁体の背圧室側端面に形成された第１パイロット弁座
   とともに前記第１パイロット弁を構成する第１パイロッ
   ト弁体と前記第２パイロット弁体が着座する第２パイロ
   ット弁座とを保持する弁体保持部材と、 前記可動コアを前記主弁体の側へ付勢する第２ばねと、 を備えていることを特徴とする請求項１記載の二段パイ
   ロット式電磁弁。
6. 【請求項６】 前記電磁コイルによって囲まれ、前記出
   口孔の軸線位置に固定配置された中空の外側スリーブ
   と、 前記外側スリーブ内に進退自在に配置され、一端に前記
   可動コアの抜け止め部を有し、前記電磁コイルの非通電
   時に前記第１ばねによって前記抜け止め部に当接するよ
   うに付勢されている前記可動コアが中に配置され、他端
   には前記主弁体の軸線位置に設けられたパイロット通路
   の前記主弁体の背圧室側端面に形成された第１パイロッ
   ト弁座とともに前記第１パイロット弁を構成する第１パ
   イロット弁体と前記第２パイロット弁の第２パイロット
   弁体が着座する第２パイロット弁座とを先端に保持した
   前記プランジャが固定されている内側スリーブと、 前記プランジャおよび前記可動コアの軸線位置に進退自
   在に貫通配置され、一端に前記第２パイロット弁体を保
   持した筒状体と、 前記筒状体の他端に固定され、前記電磁コイルの非通電
   時に前記第１ばねによって付勢される前記可動コアに押
   されて前記第２パイロット弁が開弁する方向に前記筒状
   体を移動させる係止部と、 前記係止部を前記主弁体の側へ付勢する第２ばねと、 を備えていることを特徴とする請求項１記載の二段パイ
   ロット式電磁弁。