JP2002295712A - 電磁制御弁 - Google Patents
電磁制御弁Info
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- JP2002295712A JP2002295712A JP2001099414A JP2001099414A JP2002295712A JP 2002295712 A JP2002295712 A JP 2002295712A JP 2001099414 A JP2001099414 A JP 2001099414A JP 2001099414 A JP2001099414 A JP 2001099414A JP 2002295712 A JP2002295712 A JP 2002295712A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高度の流量制御精度を保証することができる
高精度仕様の電磁制御弁を提供すること。 【解決手段】 弁室１４とばね収容室１７とを可撓性の
ダイヤフラムシール部材２８によって気密分離し、ばね
収容室１７は均圧通路３３によって出口ポート１３と連
通し、吸引子５２及び弁ポート１５の中心軸線上にボー
ル部材３２を配置し、ボール部材３２を弁体２３と自動
求心接続する。
高精度仕様の電磁制御弁を提供すること。 【解決手段】 弁室１４とばね収容室１７とを可撓性の
ダイヤフラムシール部材２８によって気密分離し、ばね
収容室１７は均圧通路３３によって出口ポート１３と連
通し、吸引子５２及び弁ポート１５の中心軸線上にボー
ル部材３２を配置し、ボール部材３２を弁体２３と自動
求心接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁制御弁に関
し、特に、冷凍サイクル装置用の電磁比例膨張弁や燃料
電池システム用の電磁比例流量弁等として使用される電
磁制御弁に関するものである。
し、特に、冷凍サイクル装置用の電磁比例膨張弁や燃料
電池システム用の電磁比例流量弁等として使用される電
磁制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】比例流量制御用の電磁制御弁として、空
気調和装置等の冷凍サクイル装置で使用される電磁比例
膨張弁や、燃料電池システムで使用される燃料ガス流量
制御用の電磁比例流量弁等があり、この種の電磁制御弁
としては、実公平７−１８９３９号公報に示されている
ようなものが知られている。
気調和装置等の冷凍サクイル装置で使用される電磁比例
膨張弁や、燃料電池システムで使用される燃料ガス流量
制御用の電磁比例流量弁等があり、この種の電磁制御弁
としては、実公平７−１８９３９号公報に示されている
ようなものが知られている。
【０００３】比例流量制御用の電磁制御弁は、弁ポー
ト、入出口ポート等を画定する弁ハウジングと、弁ハウ
ジング内に設けられて弁ポートを開閉する弁体と、プラ
ンジャ、吸引子、コイル部等を具備し、弁体を開閉駆動
する電磁ソレノイド装置と、電磁ソレノイド装置による
弁駆動力に対抗する方向に弁体を付勢するばね等による
付勢手段とにより構成され、電磁ソレノイド装置による
弁駆動力と付勢手段により弁付勢力との平衡関係によっ
て弁体の弁ポートに対する開度位置が決まり、電磁ソレ
ノイド装置のコイル電流に応じて流量を比例制御するこ
とができる。
ト、入出口ポート等を画定する弁ハウジングと、弁ハウ
ジング内に設けられて弁ポートを開閉する弁体と、プラ
ンジャ、吸引子、コイル部等を具備し、弁体を開閉駆動
する電磁ソレノイド装置と、電磁ソレノイド装置による
弁駆動力に対抗する方向に弁体を付勢するばね等による
付勢手段とにより構成され、電磁ソレノイド装置による
弁駆動力と付勢手段により弁付勢力との平衡関係によっ
て弁体の弁ポートに対する開度位置が決まり、電磁ソレ
ノイド装置のコイル電流に応じて流量を比例制御するこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような電磁制御
弁で、比例流量制御をコイル電流制御によって高精度に
行うためには、次のようなことが必要である。 （１）弁体が、がた付かず、弁ポートに対して同心度を
保って離接方向に移動すること。 （２）弁体移動時の摩擦抵抗が少なく、電磁ソレノイド
装置のコイル電流に対する弁位置のヒステリシスが少な
いこと。
弁で、比例流量制御をコイル電流制御によって高精度に
行うためには、次のようなことが必要である。 （１）弁体が、がた付かず、弁ポートに対して同心度を
保って離接方向に移動すること。 （２）弁体移動時の摩擦抵抗が少なく、電磁ソレノイド
装置のコイル電流に対する弁位置のヒステリシスが少な
いこと。
【０００５】しかし、従来の電磁制御弁では、（１）に
関しては、弁体が弁棒の一端に形成されていて他端側が
電磁ソレノイド装置のプランジャ側に延びており、弁棒
のガイドを弁座よりも電磁ソレノイド装置のプランジャ
側でしか行うことができないので、弁体が弁ポートに対
して同心度を保って離接方向に移動することを保証する
ことが難しい。このことは、弁棒の外周面とガイド部の
内周面との間隙を詰めることにより、ある程度は改善さ
れるが、その反面、弁体移動時の摩擦抵抗が大きくな
り、弁位置のヒステリシスが大きくなることで、比例流
量制御を高精度に行うことが難しくなる。
関しては、弁体が弁棒の一端に形成されていて他端側が
電磁ソレノイド装置のプランジャ側に延びており、弁棒
のガイドを弁座よりも電磁ソレノイド装置のプランジャ
側でしか行うことができないので、弁体が弁ポートに対
して同心度を保って離接方向に移動することを保証する
ことが難しい。このことは、弁棒の外周面とガイド部の
内周面との間隙を詰めることにより、ある程度は改善さ
れるが、その反面、弁体移動時の摩擦抵抗が大きくな
り、弁位置のヒステリシスが大きくなることで、比例流
量制御を高精度に行うことが難しくなる。
【０００６】（２）に関しては、弁棒の軸方向における
ガイド部の寸法を短くしたり、弁棒の外周面とガイド部
の内周面との間隙を広げることにより、弁体移動時の摩
擦抵抗が少なくなるが、しかし、弁体が弁ポートに対し
て同心度を保って離接方向に移動することの保証度が低
下し、やはり、比例流量制御を高精度に行うことが難し
くなる。
ガイド部の寸法を短くしたり、弁棒の外周面とガイド部
の内周面との間隙を広げることにより、弁体移動時の摩
擦抵抗が少なくなるが、しかし、弁体が弁ポートに対し
て同心度を保って離接方向に移動することの保証度が低
下し、やはり、比例流量制御を高精度に行うことが難し
くなる。
【０００７】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、弁体が弁ポートに対して同心度
を保って離接方向に移動することを保証することと、弁
体移動時の摩擦抵抗が少なく、弁位置のヒステリシスが
少ないことを両立し、高精度の比例流量制御を行うこと
ができる高性能な電磁制御弁を提供することを目的とし
ている。
ためになされたもので、弁体が弁ポートに対して同心度
を保って離接方向に移動することを保証することと、弁
体移動時の摩擦抵抗が少なく、弁位置のヒステリシスが
少ないことを両立し、高精度の比例流量制御を行うこと
ができる高性能な電磁制御弁を提供することを目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による電磁制御弁は、第１の入出口ポー
ト、第２の入出口ポート、弁室、弁ポート、ばね収容室
等を画定する弁ハウジングと、前記弁室内に設けられて
前記弁ポートを開閉する弁体と、プランジャ、吸引子、
コイル部等を具備し、前記弁体の一方の側にあって前記
弁体を開閉駆動する電磁ソレノイド装置と、前記弁体の
他方の側にて前記ばね収容室内に収容され前記電磁ソレ
ノイド装置による弁駆動力に対抗する方向に前記弁体を
付勢するばね手段とを含む電磁制御弁において、前記第
１の入出口ポートが前記弁室と直接連通し、前記第２の
入出口ポートが前記弁ポートを介して前記弁室と連通
し、前記弁体に気密接続された可撓性のダイヤフラムシ
ール部材によって前記弁室と前記ばね収容室とが気密分
離されており、前記吸引子及び前記弁ポートの中心軸線
上にはボール部材が配置され、当該ボール部材は前記弁
体と自動求心接続しているものである。
めに、この発明による電磁制御弁は、第１の入出口ポー
ト、第２の入出口ポート、弁室、弁ポート、ばね収容室
等を画定する弁ハウジングと、前記弁室内に設けられて
前記弁ポートを開閉する弁体と、プランジャ、吸引子、
コイル部等を具備し、前記弁体の一方の側にあって前記
弁体を開閉駆動する電磁ソレノイド装置と、前記弁体の
他方の側にて前記ばね収容室内に収容され前記電磁ソレ
ノイド装置による弁駆動力に対抗する方向に前記弁体を
付勢するばね手段とを含む電磁制御弁において、前記第
１の入出口ポートが前記弁室と直接連通し、前記第２の
入出口ポートが前記弁ポートを介して前記弁室と連通
し、前記弁体に気密接続された可撓性のダイヤフラムシ
ール部材によって前記弁室と前記ばね収容室とが気密分
離されており、前記吸引子及び前記弁ポートの中心軸線
上にはボール部材が配置され、当該ボール部材は前記弁
体と自動求心接続しているものである。
【０００９】この構成によれば、弁室とばね収容室とが
ダイヤフラムシール部材によって気密分離されているこ
とにより、弁ポート部分以外で入出口ポート間における
流れ（漏れ流量）が生じることがない。しかも、ボール
部材による弁体との自動求心接続により、吸引子及び弁
ポートの中心軸線上に弁体が配置されることから、弁体
が吸引子及び弁ハウジングに接触することなくスムーズ
に開閉動作できるようになり、また、弁体の弁ポートに
対する同心度が保たれて、弁ポート開度に対する弁ポー
トにおける流量計量精度が保証される。
ダイヤフラムシール部材によって気密分離されているこ
とにより、弁ポート部分以外で入出口ポート間における
流れ（漏れ流量）が生じることがない。しかも、ボール
部材による弁体との自動求心接続により、吸引子及び弁
ポートの中心軸線上に弁体が配置されることから、弁体
が吸引子及び弁ハウジングに接触することなくスムーズ
に開閉動作できるようになり、また、弁体の弁ポートに
対する同心度が保たれて、弁ポート開度に対する弁ポー
トにおける流量計量精度が保証される。
【００１０】また、この発明による電磁制御弁は、前記
ボール部材は前記弁体と反対側において前記ばね手段と
自動求心接続しているものである。
ボール部材は前記弁体と反対側において前記ばね手段と
自動求心接続しているものである。
【００１１】この構成によれば、弁体と反対側における
ボール部材によるばね手段との自動求心接続により、ば
ね手段のばね力の弁体に対する作用方向が弁体の軸線方
向とが一致して、ばね手段の配置姿勢に傾きがあって
も、ばね手段のばね力が弁体に偏荷重として作用するこ
とが回避され、弁体の弁ポートに対する同心度が保たれ
て、弁ポート開度に対する弁ポートにおける流量計量精
度がより一層保証される。
ボール部材によるばね手段との自動求心接続により、ば
ね手段のばね力の弁体に対する作用方向が弁体の軸線方
向とが一致して、ばね手段の配置姿勢に傾きがあって
も、ばね手段のばね力が弁体に偏荷重として作用するこ
とが回避され、弁体の弁ポートに対する同心度が保たれ
て、弁ポート開度に対する弁ポートにおける流量計量精
度がより一層保証される。
【００１２】さらに、この発明による電磁制御弁は、前
記ばね収容室は均圧通路によって前記第２の入出口ポー
トと連通しており、前記ダイヤフラムシール部材の有効
受圧径が、前記弁体の有効受圧径を規定する前記弁ポー
トの内径に等しいものである。
記ばね収容室は均圧通路によって前記第２の入出口ポー
トと連通しており、前記ダイヤフラムシール部材の有効
受圧径が、前記弁体の有効受圧径を規定する前記弁ポー
トの内径に等しいものである。
【００１３】この構成によれば、ばね収容室が均圧通路
によって第２の入出口ポートと連通していることから、
ばね収容室に第２の入出口ポート側の圧力が導入される
ことになり、その上で、ダイヤフラムシール部材の有効
受圧径を、弁体の有効受圧径を規定する弁ポートの内径
と等しくしたことから、第１の入出口ポート側の圧力と
第２の入出口ポート側の圧力との差圧により、弁体の弁
ポート側部分で生じる力と、弁体に気密接続されたダイ
ヤフラムシール部材側で生じる力とが、互いにキャンセ
ルされるので、弁体の開閉の際に第１の入出口ポート側
の圧力と第２の入出口ポート側の圧力との差圧の影響を
受けることがなく、高精度の流量制御を行えるようにな
る。
によって第２の入出口ポートと連通していることから、
ばね収容室に第２の入出口ポート側の圧力が導入される
ことになり、その上で、ダイヤフラムシール部材の有効
受圧径を、弁体の有効受圧径を規定する弁ポートの内径
と等しくしたことから、第１の入出口ポート側の圧力と
第２の入出口ポート側の圧力との差圧により、弁体の弁
ポート側部分で生じる力と、弁体に気密接続されたダイ
ヤフラムシール部材側で生じる力とが、互いにキャンセ
ルされるので、弁体の開閉の際に第１の入出口ポート側
の圧力と第２の入出口ポート側の圧力との差圧の影響を
受けることがなく、高精度の流量制御を行えるようにな
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明によ
る電磁制御弁の一つの実施の形態を示している。
明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明によ
る電磁制御弁の一つの実施の形態を示している。
【００１５】電磁制御弁は、弁ハウジング１１を有して
いる。弁ハウジング１１には、入口ポート（第１の入出
口ポート）１２、出口ポート（第２の入出口ポート）１
３、弁室１４、弁ポート１５、上部均圧室１６、ばね収
容室（下部均圧室）１７が形成されている。弁ポート１
５は弁室１４と上部均圧室１６との間にあり、弁ポート
１５の弁室１４側にはワッシャ１８と共にリング状の弁
座部材１９が弁ハウジング１１に固定されている。
いる。弁ハウジング１１には、入口ポート（第１の入出
口ポート）１２、出口ポート（第２の入出口ポート）１
３、弁室１４、弁ポート１５、上部均圧室１６、ばね収
容室（下部均圧室）１７が形成されている。弁ポート１
５は弁室１４と上部均圧室１６との間にあり、弁ポート
１５の弁室１４側にはワッシャ１８と共にリング状の弁
座部材１９が弁ハウジング１１に固定されている。
【００１６】入口ポート１２は、１次側として、通路２
０によって弁室１４と直接連通し、出口ポート１３は、
２次側として、通路２１、上部均圧室１６、弁ポート１
５を介して弁室１４と連通している。
０によって弁室１４と直接連通し、出口ポート１３は、
２次側として、通路２１、上部均圧室１６、弁ポート１
５を介して弁室１４と連通している。
【００１７】弁室１４には弁体２３が配置されている。
弁体２３は、弁座部材１９との位置関係により弁ポート
１５の開度を設定し、図１で見て上方への移動により、
弁ポート１５の開度を減少し、下方への移動により、弁
ポート１５の開度を増大する。
弁体２３は、弁座部材１９との位置関係により弁ポート
１５の開度を設定し、図１で見て上方への移動により、
弁ポート１５の開度を減少し、下方への移動により、弁
ポート１５の開度を増大する。
【００１８】弁体２３の一方の側（上側）には弁棒２４
が一体に設けられている。弁棒２４は、後述する電磁ソ
レノイド装置５１のプランジャロッドを兼ねていて、弁
ハウジング１１に固定された吸引子５２に形成されたガ
イド孔５３の中心軸線上に配置されており、これによ
り、吸引子５２のガイド孔５３と弁棒２４とが互いに接
触しないように間隙を保っている。この間隙により、プ
ランジャ室５８と出口ポート１３とが均圧化される。
が一体に設けられている。弁棒２４は、後述する電磁ソ
レノイド装置５１のプランジャロッドを兼ねていて、弁
ハウジング１１に固定された吸引子５２に形成されたガ
イド孔５３の中心軸線上に配置されており、これによ
り、吸引子５２のガイド孔５３と弁棒２４とが互いに接
触しないように間隙を保っている。この間隙により、プ
ランジャ室５８と出口ポート１３とが均圧化される。
【００１９】ばね収容室１７は、弁ハウジング１１の端
部（下端部）に形成され、弁ハウジング１１にねじ止め
された固定ばねリテーナ２５によって閉じられた構造に
なっており、弁ハウジング１１に形成された均圧通路３
３によって出口ポート１３に連通していると共に、固定
ねじ部材２７とボール部材３２との間隙を介して、ダイ
ヤフラムシール部材２８の下面側と連通している。
部（下端部）に形成され、弁ハウジング１１にねじ止め
された固定ばねリテーナ２５によって閉じられた構造に
なっており、弁ハウジング１１に形成された均圧通路３
３によって出口ポート１３に連通していると共に、固定
ねじ部材２７とボール部材３２との間隙を介して、ダイ
ヤフラムシール部材２８の下面側と連通している。
【００２０】弁室１４とばね収容室１７との間には、弁
体２３の全開位置の規制を行うリング部材２６、固定ね
じ部材２７によって外縁側を弁ハウジング１１に気密接
続された可撓性のダイヤフラムシール部材２８が設けら
れている。ダイヤフラムシール部材２８の中心部には弁
体２３の先端部２３Ａがダイヤフラムシール部材２８を
貫通する形態で気密接続されている。この構造により、
弁室１４とばね収容室１７とが完全に気密分離される。
体２３の全開位置の規制を行うリング部材２６、固定ね
じ部材２７によって外縁側を弁ハウジング１１に気密接
続された可撓性のダイヤフラムシール部材２８が設けら
れている。ダイヤフラムシール部材２８の中心部には弁
体２３の先端部２３Ａがダイヤフラムシール部材２８を
貫通する形態で気密接続されている。この構造により、
弁室１４とばね収容室１７とが完全に気密分離される。
【００２１】弁室１４側とばね収容室１７側との差圧が
作用するダイヤフラムシール部材２８部分の面積は、ダ
イヤフラムシール部材２８の有効受圧径φＤｆにより決
まり、弁室１４側とばね収容室１７側との差圧が作用す
る弁体２３の弁ポート１５側部分の面積は、弁ポート１
５の内径（弁体２３の有効受圧径）φＤにより決まり、
これらダイヤフラムシール部材２８の有効受圧径φＤｆ
と弁ポート１５の内径φＤとは、等しい寸法に設定され
ている。
作用するダイヤフラムシール部材２８部分の面積は、ダ
イヤフラムシール部材２８の有効受圧径φＤｆにより決
まり、弁室１４側とばね収容室１７側との差圧が作用す
る弁体２３の弁ポート１５側部分の面積は、弁ポート１
５の内径（弁体２３の有効受圧径）φＤにより決まり、
これらダイヤフラムシール部材２８の有効受圧径φＤｆ
と弁ポート１５の内径φＤとは、等しい寸法に設定され
ている。
【００２２】ダイヤフラムシール部材２８を貫通してば
ね収容室１７内に位置する弁体２３の先端部２３Ａには
ボール受け部材２９が固定されている。ばね収容室１７
には可動ばねリテーナ３０が配置されており、可動ばね
リテーナ３０と固定ばねリテーナ２５との間に圧縮コイ
ルばね３１が設けられている。
ね収容室１７内に位置する弁体２３の先端部２３Ａには
ボール受け部材２９が固定されている。ばね収容室１７
には可動ばねリテーナ３０が配置されており、可動ばね
リテーナ３０と固定ばねリテーナ２５との間に圧縮コイ
ルばね３１が設けられている。
【００２３】可動ばねリテーナ３０の上面部は球面受座
部３０Ａになっており、球面受座部３０Ａと弁体２３の
側のボール受け部材２９との間にボール部材（鋼球）３
２が配置されている。ボール部材３２は、吸引子５２及
び弁ポート１５の中心軸線上にある固定ねじ部材２７の
内径部２７Ａに嵌合して、固定ねじ部材２７により可動
支持され、一方において球面受座部３０Ａに球面関節式
に当接し、他方においてボール受け部材２９に球面関節
式に当接し、弁体２３と可動ばねリテーナ３０との間
で、自動求心接続構造をなしている。
部３０Ａになっており、球面受座部３０Ａと弁体２３の
側のボール受け部材２９との間にボール部材（鋼球）３
２が配置されている。ボール部材３２は、吸引子５２及
び弁ポート１５の中心軸線上にある固定ねじ部材２７の
内径部２７Ａに嵌合して、固定ねじ部材２７により可動
支持され、一方において球面受座部３０Ａに球面関節式
に当接し、他方においてボール受け部材２９に球面関節
式に当接し、弁体２３と可動ばねリテーナ３０との間
で、自動求心接続構造をなしている。
【００２４】弁ハウジング１１の端部（上端部）には電
磁ソレノイド装置５１が取り付けられている。電磁ソレ
ノイド装置５１は、弁ハウジング１１にねじ止めされた
吸引子５２と、吸引子５２に固定された底板５４と、底
板５４に取り付けられた外凾５５と、吸引子５２に固定
されたプランジャケース５６と、外凾５５の上端部に嵌
合装着された磁気ガイド部材５７とを有しており、プラ
ンジャケース５６内にプランジャ室５８を画定してい
る。
磁ソレノイド装置５１が取り付けられている。電磁ソレ
ノイド装置５１は、弁ハウジング１１にねじ止めされた
吸引子５２と、吸引子５２に固定された底板５４と、底
板５４に取り付けられた外凾５５と、吸引子５２に固定
されたプランジャケース５６と、外凾５５の上端部に嵌
合装着された磁気ガイド部材５７とを有しており、プラ
ンジャケース５６内にプランジャ室５８を画定してい
る。
【００２５】電磁ソレノイド装置５１には、プランジャ
ケース５６内に軸線方向に移動可能に嵌挿されたプラン
ジャ５９と、外凾５５内に設けられたコイル部６０とを
有しており、プランジャ５９の外周面にはフッ素樹脂等
の高潤滑性樹脂を含有したメッキ処理が施されており、
プランジャケース５６の内周面との摺動部についての低
摩擦抵抗化が図られている。また、プランジャ５９の中
心には嵌合孔５９Ａが形成されており、この嵌合孔５９
Ａに弁棒２４の上端部が嵌合されて、両者が固定連結さ
れていると共に、プランジャ５９の中心から若干変位し
た箇所には、プランジャケース５６内のプランジャ５９
より上側の空間と下側の空間とを均圧化するための均圧
孔５９Ｂが貫設されている。
ケース５６内に軸線方向に移動可能に嵌挿されたプラン
ジャ５９と、外凾５５内に設けられたコイル部６０とを
有しており、プランジャ５９の外周面にはフッ素樹脂等
の高潤滑性樹脂を含有したメッキ処理が施されており、
プランジャケース５６の内周面との摺動部についての低
摩擦抵抗化が図られている。また、プランジャ５９の中
心には嵌合孔５９Ａが形成されており、この嵌合孔５９
Ａに弁棒２４の上端部が嵌合されて、両者が固定連結さ
れていると共に、プランジャ５９の中心から若干変位し
た箇所には、プランジャケース５６内のプランジャ５９
より上側の空間と下側の空間とを均圧化するための均圧
孔５９Ｂが貫設されている。
【００２６】上述の構成による電磁制御弁は、以下のよ
うに動作する。電磁ソレノイド装置５１のコイル部６０
に通電されることにより、その電流量に応じた磁気吸引
力が生じ、その磁気吸引力によってプランジャ５９が吸
引子５２側に吸引される。この吸引力はプランジャロッ
ドを兼ねている弁棒２４によって弁体２３に作用する。
うに動作する。電磁ソレノイド装置５１のコイル部６０
に通電されることにより、その電流量に応じた磁気吸引
力が生じ、その磁気吸引力によってプランジャ５９が吸
引子５２側に吸引される。この吸引力はプランジャロッ
ドを兼ねている弁棒２４によって弁体２３に作用する。
【００２７】これにより、弁体２３は、電磁ソレノイド
装置５１による吸引力と圧縮コイルばね３１のばね力と
の平衡関係で、上下動位置（弁開位置）が決まり、これ
に応じて弁ポート１５の開度が決まる。この弁ポート１
５の開度によって入口ポート１２より出口ポート１３へ
流れる流体の流量が定量的に計量される。
装置５１による吸引力と圧縮コイルばね３１のばね力と
の平衡関係で、上下動位置（弁開位置）が決まり、これ
に応じて弁ポート１５の開度が決まる。この弁ポート１
５の開度によって入口ポート１２より出口ポート１３へ
流れる流体の流量が定量的に計量される。
【００２８】ばね収容室１７は均圧通路３３によって出
口ポート１３と連通し、圧力バランスのために、ばね収
容室１７には出口ポート１３側の圧力が導入されるが、
弁室１４とばね収容室１７とがダイヤフラムシール部材
２８によって完全に気密分離されているから、入口ポー
ト１２→弁室１４→ばね収容室１７→均圧通路３３→出
口ポート１３と云うような流路は確立せず、弁室１４と
ばね収容室１７との間に漏れ流量が生じることがない。
口ポート１３と連通し、圧力バランスのために、ばね収
容室１７には出口ポート１３側の圧力が導入されるが、
弁室１４とばね収容室１７とがダイヤフラムシール部材
２８によって完全に気密分離されているから、入口ポー
ト１２→弁室１４→ばね収容室１７→均圧通路３３→出
口ポート１３と云うような流路は確立せず、弁室１４と
ばね収容室１７との間に漏れ流量が生じることがない。
【００２９】弁ポート１５の有効径（弁体２３の有効受
圧径）をφＤ、ダイヤフラムシール部材２８の有効受圧
径をφＤｆとすると、弁体２３には、入口ポート１２側
の１次側圧力Ｐ１と出口ポート１３側の２次側圧力Ｐ２
との差圧ΔＰにより、弁ポート１５部において生じる上
向きの力（πＤ2 ／４）ΔＰと、ダイヤフラムシール部
材２８側において生じる下向きの力（πＤｆ2 ／４）Δ
Ｐが、φＤ＝φＤｆであることにより互いにキャンセル
され、弁体２３の開閉に差圧ΔＰの影響を受けない制御
が可能になる。
圧径）をφＤ、ダイヤフラムシール部材２８の有効受圧
径をφＤｆとすると、弁体２３には、入口ポート１２側
の１次側圧力Ｐ１と出口ポート１３側の２次側圧力Ｐ２
との差圧ΔＰにより、弁ポート１５部において生じる上
向きの力（πＤ2 ／４）ΔＰと、ダイヤフラムシール部
材２８側において生じる下向きの力（πＤｆ2 ／４）Δ
Ｐが、φＤ＝φＤｆであることにより互いにキャンセル
され、弁体２３の開閉に差圧ΔＰの影響を受けない制御
が可能になる。
【００３０】プランジャ５９に固定連結され、また、ボ
ール部材３２と自動求心接続された弁体２３は、プラン
ジャケース５６の内周面５６Ａを上側ガイド、固定ねじ
部材２７の内周面２７Ａを下側ガイドとして、吸引子５
２及び弁ポート１５の中心軸上において移動可能に配置
される。これにより、弁体２３は吸引子５２及び弁ハウ
ジング１１に接触することなく開閉駆動可能となって、
弁体２３の弁ポート１５に対する同心度が保たれ、ま
た、圧縮コイルばね３１の配置姿勢に傾きがあっても、
圧縮コイルばね３１のばね力が弁体２３に偏荷重として
作用することが回避され、弁体２３の弁座部材１９に対
する同心度が保たれて、開弁時と閉弁時との間にヒステ
リシスが生じず、弁ポート開度に対する弁ポート１５に
おける流量計量精度が保証される。
ール部材３２と自動求心接続された弁体２３は、プラン
ジャケース５６の内周面５６Ａを上側ガイド、固定ねじ
部材２７の内周面２７Ａを下側ガイドとして、吸引子５
２及び弁ポート１５の中心軸上において移動可能に配置
される。これにより、弁体２３は吸引子５２及び弁ハウ
ジング１１に接触することなく開閉駆動可能となって、
弁体２３の弁ポート１５に対する同心度が保たれ、ま
た、圧縮コイルばね３１の配置姿勢に傾きがあっても、
圧縮コイルばね３１のばね力が弁体２３に偏荷重として
作用することが回避され、弁体２３の弁座部材１９に対
する同心度が保たれて、開弁時と閉弁時との間にヒステ
リシスが生じず、弁ポート開度に対する弁ポート１５に
おける流量計量精度が保証される。
【００３１】これらのことにより、電磁制御弁は、電磁
比例流量弁として高精度な比例流量制御を行うようにな
り、燃料電池システムで使用される燃料ガス流量制御用
の電磁比例流量弁で要求されるような高度の流量制御精
度を保証することができる。
比例流量弁として高精度な比例流量制御を行うようにな
り、燃料電池システムで使用される燃料ガス流量制御用
の電磁比例流量弁で要求されるような高度の流量制御精
度を保証することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による電磁制御弁によれば、弁室とばね収容室とがダ
イヤフラムシール部材によって気密分離されていること
により、弁ポート部分以外で入出口ポート間における流
れ（漏れ流量）が生じることがない。しかも、ボール部
材による弁体との自動求心接続により、吸引子及び弁ポ
ートの中心軸線上に弁体が配置されることから、弁体が
吸引子及び弁ハウジングに接触することなくスムーズに
開閉動作できるようになり、また、弁体の弁ポートに対
する同心度が保たれて、弁ポート開度に対する弁ポート
における流量計量精度が保証されるから、空気調和装置
等の冷凍サクイル装置で使用される電磁比例膨張弁や、
燃料電池システムで使用される燃料ガス流量制御用の電
磁比例流量弁で要求されるような高度の流量制御精度を
保証することができる。
明による電磁制御弁によれば、弁室とばね収容室とがダ
イヤフラムシール部材によって気密分離されていること
により、弁ポート部分以外で入出口ポート間における流
れ（漏れ流量）が生じることがない。しかも、ボール部
材による弁体との自動求心接続により、吸引子及び弁ポ
ートの中心軸線上に弁体が配置されることから、弁体が
吸引子及び弁ハウジングに接触することなくスムーズに
開閉動作できるようになり、また、弁体の弁ポートに対
する同心度が保たれて、弁ポート開度に対する弁ポート
における流量計量精度が保証されるから、空気調和装置
等の冷凍サクイル装置で使用される電磁比例膨張弁や、
燃料電池システムで使用される燃料ガス流量制御用の電
磁比例流量弁で要求されるような高度の流量制御精度を
保証することができる。
【００３３】また、弁体と反対側におけるボール部材に
よるばね手段との自動求心接続により、ばね手段のばね
力の弁体に対する作用方向が弁体の軸線方向とが一致し
て、ばね手段の配置姿勢に傾きがあっても、ばね手段の
ばね力が弁体に偏荷重として作用することが回避され、
弁体の弁ポートに対する同心度が保たれて、弁ポート開
度に対する弁ポートにおける流量計量精度がより一層保
証されるから、空気調和装置等の冷凍サクイル装置で使
用される電磁比例膨張弁や、燃料電池システムで使用さ
れる燃料ガス流量制御用の電磁比例流量弁で要求される
ような高度の流量制御精度をより一層保証することがで
きる。
よるばね手段との自動求心接続により、ばね手段のばね
力の弁体に対する作用方向が弁体の軸線方向とが一致し
て、ばね手段の配置姿勢に傾きがあっても、ばね手段の
ばね力が弁体に偏荷重として作用することが回避され、
弁体の弁ポートに対する同心度が保たれて、弁ポート開
度に対する弁ポートにおける流量計量精度がより一層保
証されるから、空気調和装置等の冷凍サクイル装置で使
用される電磁比例膨張弁や、燃料電池システムで使用さ
れる燃料ガス流量制御用の電磁比例流量弁で要求される
ような高度の流量制御精度をより一層保証することがで
きる。
【００３４】さらに、ばね収容室が均圧通路によって第
２の入出口ポートと連通していることから、ばね収容室
に第２の入出口ポート側の圧力が導入されることにな
り、その上で、ダイヤフラムシール部材の有効受圧径
を、弁体の有効受圧径を規定する弁ポートの内径と等し
くしたことから、第１の入出口ポート側の圧力と第２の
入出口ポート側の圧力との差圧により、弁体の弁ポート
側部分で生じる力と、弁体に気密接続されたダイヤフラ
ムシール部材側で生じる力とが、互いにキャンセルされ
るので、弁体の開閉の際に第１の入出口ポート側の圧力
と第２の入出口ポート側の圧力との差圧の影響を受ける
ことがなく、高精度の流量制御を行えるようになる。
２の入出口ポートと連通していることから、ばね収容室
に第２の入出口ポート側の圧力が導入されることにな
り、その上で、ダイヤフラムシール部材の有効受圧径
を、弁体の有効受圧径を規定する弁ポートの内径と等し
くしたことから、第１の入出口ポート側の圧力と第２の
入出口ポート側の圧力との差圧により、弁体の弁ポート
側部分で生じる力と、弁体に気密接続されたダイヤフラ
ムシール部材側で生じる力とが、互いにキャンセルされ
るので、弁体の開閉の際に第１の入出口ポート側の圧力
と第２の入出口ポート側の圧力との差圧の影響を受ける
ことがなく、高精度の流量制御を行えるようになる。
【図１】この発明による電磁制御弁の一つの実施の形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１１ 弁ハウジング １２ 入口ポート １３ 出口ポート １４ 弁室 １５ 弁ポート １６ 上部均圧室 １７ ばね収容室 １９ 弁座部材 ２３ 弁体 ２４ 弁棒 ２８ ダイヤフラムシール部材 ３１ 圧縮コイルばね ３２ ボール部材 ３３ 均圧通路 ５１ 電磁ソレノイド装置 ５２ 吸引子 ５９ プランジャ ６０ コイル部
フロントページの続き (72)発明者 大河原 一郎 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H106 DA05 DA13 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 EE07 GA23 KK23 KK34
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の入出口ポート、第２の入出口ポー
ト、弁室、弁ポート、ばね収容室等を画定する弁ハウジ
ングと、前記弁室内に設けられて前記弁ポートを開閉す
る弁体と、プランジャ、吸引子、コイル部等を具備し、
前記弁体の一方の側にあって前記弁体を開閉駆動する電
磁ソレノイド装置と、前記弁体の他方の側にて前記ばね
収容室内に収容され前記電磁ソレノイド装置による弁駆
動力に対抗する方向に前記弁体を付勢するばね手段とを
含む電磁制御弁において、 前記第１の入出口ポートが前記弁室と直接連通し、前記
第２の入出口ポートが前記弁ポートを介して前記弁室と
連通し、 前記弁体に気密接続された可撓性のダイヤフラムシール
部材によって前記弁室と前記ばね収容室とが気密分離さ
れており、 前記吸引子及び前記弁ポートの中心軸線上にはボール部
材が配置され、当該ボール部材は前記弁体と自動求心接
続していることを特徴とする電磁制御弁。 - 【請求項２】 前記ボール部材は前記弁体と反対側にお
いて前記ばね手段と自動求心接続していることを特徴と
する請求項１に記載の電磁制御弁。 - 【請求項３】 前記ばね収容室は均圧通路によって前記
第２の入出口ポートと連通しており、前記ダイヤフラム
シール部材の有効受圧径が、前記弁体の有効受圧径を規
定する前記弁ポートの内径に等しいことを特徴とする請
求項１又は２に記載の電磁制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099414A JP4629258B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電磁制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099414A JP4629258B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電磁制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002295712A true JP2002295712A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4629258B2 JP4629258B2 (ja) | 2011-02-09 |
Family
ID=18952954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001099414A Expired - Fee Related JP4629258B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 電磁制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4629258B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2602523A1 (en) * | 2010-08-06 | 2013-06-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen gas supply device of fuel cell system |
| US11261974B2 (en) * | 2017-01-26 | 2022-03-01 | Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd. | Electronic expansion valve |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS4730017U (ja) * | 1971-04-30 | 1972-12-05 | ||
| JPS4935426U (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-28 | ||
| JPS515035U (ja) * | 1974-06-28 | 1976-01-14 | ||
| JPS5530546A (en) * | 1978-08-23 | 1980-03-04 | Hitachi Ltd | Proportional solenoid valve |
| JPS5919784A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-02-01 | Matsushita Refrig Co | 圧力制御弁 |
| JPS6056876U (ja) * | 1984-07-10 | 1985-04-20 | 株式会社日立製作所 | 比例形電磁弁 |
| JPH02271184A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量制御装置 |
| JPH0398382U (ja) * | 1990-01-27 | 1991-10-11 | ||
| JPH0654974U (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | 株式会社キッツ | 電磁弁 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001099414A patent/JP4629258B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP2602523A1 (en) * | 2010-08-06 | 2013-06-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen gas supply device of fuel cell system |
| EP2602523A4 (en) * | 2010-08-06 | 2015-12-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | HYDROGEN SUPPLY DEVICE FOR A FUEL CELL SYSTEM |
| US9831507B2 (en) | 2010-08-06 | 2017-11-28 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Hydrogen gas supply device of fuel cell system |
| US11261974B2 (en) * | 2017-01-26 | 2022-03-01 | Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd. | Electronic expansion valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4629258B2 (ja) | 2011-02-09 |
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