JP2009085394A - 電磁弁、および、流路開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作可能な流路開閉装置の提供。
【解決手段】流路開閉装置１００の電磁弁２００に、固定コア２４８の軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねるように配置された第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを設けている。第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄへの通電による吸引力が発生していないときに、可動コア２７４の上端面２７４Ａを、第３のコイル２４４Ｃの上端近傍に位置決めして、コイル内側領域における軸方向略中央にコア間空隙Ｐ３を形成している。これにより、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃのみに通電すると、第１の磁束は、コア間空隙Ｐ３を通る。第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄのみに通電すると、第２の磁束は、コア間空隙Ｐ３を通る。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の流路を開閉する電磁弁、および、流路開閉装置に関する。

従来、固定コアの周囲に設けられたコイルへ電流を流すことで発生する磁束を利用して、可動コアを吸引することにより流路を開閉する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のものは、固定コアおよびソレノイドコイルなどからなるソレノイド部と、可動コアに結合された弁体および可動コアを調芯に支持する板ばねにて形成された弁体部と、この弁体部の移動を規制する規制部と、を備えている。さらに、板ばねの撓みを規制するストッパを規制部以外の位置に設けている。そして、ストッパにより板ばねの撓み特性を変化させ、弁体が規制部に衝突する衝撃を緩和させて、弁体の跳ね返りを抑制する構成が採られている。

特開２００７−１８７２２２号公報

ところで、近年、高温流体を流せること、頻繁なオンオフ動作に耐えうること、大容量の流体を流せること、など用途に応じて様々なニーズがある。
このようなニーズに対して、特許文献１のような構成を適用することが考えられる。
しかしながら、特許文献１のような構成では、１個のコイルに電圧を印加することにより動作させているため、頻繁にオンオフ動作させたり、高温流体を流したりすると、コイルの温度が上がって吸引力が低下したり、破損してしまい、使用できなくなるおそれがある。

このような問題を解決するために、２個のコイルを軸を略一致させて積み重ねる状態で設け、１個のコイルが切れた場合でも、残りの１個を利用することが考えられる。
すなわち、図６に示すように、円筒状のコイル芯２４２の周囲に、第１のコイル４００Ａと、第２のコイル４００Ｂと、を軸を略一致させて積み重ねる状態で設ける。また、このコイル芯２４２の略中央から上端にかけての部分を埋める状態に、コア溝部２４８Ａを有する固定コア２４８を設ける。さらに、吸引されていないときの可動コア２７４の上端面２７４Ａを、第１のコイル４００Ａにおける第２のコイル４００Ｂ側の端部近傍、つまり第１，第２のコイル４００Ａ，４００Ｂで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めする。この位置決めにより、上端面２７４Ａと固定コア２４８との間にコア間空隙Ｐ３が形成される。
そして、例えば、第１のコイル４００Ａおよび固定コア２４８による第１の磁束Ｍ１１を発生させ、この第１の磁束Ｍ１１による吸引力で、可動コア２７４を上方へ移動させる。また、第１のコイル４００Ａが切れてしまったら、第２のコイル４００Ｂおよび固定コア２４８による第２の磁束Ｍ１２を発生させ、可動コア２７４を上方へ移動させることが考えられる。
しかしながら、十分な量の第２の磁束Ｍ１２がコア間空隙Ｐ３を通るのに対して、第１の磁束Ｍ１１は、ほとんどコア間空隙Ｐ３を通らないため、吸引力に差が出てしまい、適切に流路を開閉できないおそれがある。

本発明の目的は、長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作可能な電磁弁、および、流路開閉装置を提供することである。

本発明の電磁弁は、流体の流路を有する流路部と、外形が略筒状に形成され、軸方向一端側に前記流路部が位置する状態で設けられた固定コアと、外形が略筒状に形成され、前記固定コアの軸方向に沿って移動可能に設けられた可動コアと、この可動コアの軸方向一端側に設けられ、前記流路を閉弁する弁部材と、前記可動コアを、前記弁部材で前記流路を開弁する開弁方向および閉弁する閉弁方向のうちいずれか一方の方向に付勢する弁体付勢部と、前記固定コアの側面を覆い、かつ、前記固定コアの軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねる状態で設けられ、通電により、前記可動コアを前記開弁方向および前記閉弁方向のうちいずれか他方の方向に吸引する吸引力を発生させる２×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコイルと、前記吸引力が発生していないときに、前記可動コアの軸方向他端を、前記２×Ｎ個のコイルで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めする可動コア位置決め手段と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、電磁弁に、固定コアの側面を覆い、かつ、軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねるように設けられた２×Ｎ個のコイルを設けている。そして、コイルへの通電による吸引力が発生していないときに、可動コアの軸方向他端を、２×Ｎ個のコイルで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めする可動コア位置決め手段を設けている。
このため、通電により吸引力が発生しているとき、または、発生していないときに、可動コアの軸方向他端と固定コアとの間に、つまりコイル内側領域における軸方向略中央に、空隙（以下、コア間空隙と称す）が形成される。そして、１個おきに設けられたＮ個のコイルに通電する第１の通電処理を実施すると、このとき発生する第１の磁束は、コイル内側領域の軸方向中央を含む軸方向一端側および他端側を通る。つまり、第１の磁束は、コア間空隙を通る。さらに、第１の通電処理における通電対象以外のＮ個のコイルに通電する第２の通電処理を実施すると、このとき発生する第２の磁束も、コイル内側領域の軸方向中央を含む軸方向一端側および他端側を、つまりコア間空隙を通る。したがって、第１，第２の通電処理時の電流量が略等しい場合、コア間空隙を通る第１，第２の磁束の量が略等しくなり、この第１，第２の磁束による吸引力も、略等しくなる。
さらに、頻繁にオンオフ動作させたり、高温流体を流したりして、第１，第２の通電処理のうちいずれか一方の通電対象のコイルが破損したり、絶縁不良を起こしたりしたとしても、他方の通電対象のコイルに通電することが可能となる。
したがって、電磁弁の長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作させることが可能となる。

また、本発明の電磁弁では、前記２×Ｎのコイルの巻数は、略等しい構成が好ましい。

この発明によれば、巻数が略等しい２×Ｎ個のコイルを用いている。
このため、第１，第２の通電処理時に同じ量の電流を供給するだけでよく、電流量を変えなくても第１，第２の磁束による吸引力が略等しくなる。したがって、容易な制御により、安定した吸引力で動作させることができる。

本発明の流路開閉装置は、上述の電磁弁と、この電磁弁の前記コイルに通電する通電部と、を具備し、前記通電部は、１個おきに設けられたＮ個の前記コイルに電流を通電する第１の通電処理と、この第１の通電処理における通電対象以外のＮ個の前記コイルに前記第１の通電処理時と同じ量の電流を通電する第２の通電処理と、を異なるタイミングで実施することを特徴とする。

この発明によれば、上述したような第１，第２の通電処理を異なるタイミングで実施する通電部を設けている。
このため、電磁弁の長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作させることが可能な流路開閉装置が提供される。また、ユーザに電磁弁のコイルへの配線や、通電処理制御の構成を設けさせる手間を省くことが可能となり、流体を流す装置を容易に製造させることが可能となる。

また、本発明の流路開閉装置では、前記通電部は、前記第１の通電処理と、前記第２の通電処理と、を交互に実施する構成が好ましい。

この発明によれば、通電部により、第１，第２の通電処理を交互に実施するので、一方の通電処理を連続して実施する構成と比べて、通電に伴うコイルの温度上昇が抑制される。
ここで、コイルへの通電による吸引力は、コイルの温度上昇に伴い低下してしまう。
したがって、第１，第２の通電処理を交互に実施することにより、吸引力の低下が抑制され、より安定した吸引力で動作する。また、コイルの温度上昇に伴うコイルの破損が抑制され、より長寿命化を図れる。

そして、本発明の流路開閉装置では、前記第１の通電処理または前記第２の通電処理における通電対象の前記コイルに通電できない通電不可能状態を検出する通電不可能状態検出部を具備し、前記通電部は、前記通電不可能状態が検出されたことを認識すると、前記通電できないコイルが通電対象でない通電処理のみを実施する構成が好ましい。

この発明によれば、通電不可能状態検出部にて、第１の通電処理または第２の通電処理における通電対象のコイルに通電できない通電不可能状態を検出する。そして、通電部により、通電できないコイルが通電対象でない通電処理のみを実施する。
このため、例えば第１の通電処理から第２の通電処理に移行する際に、第２の通電処理対象のコイルが切れていた場合、ユーザの手を煩わせることなく、第１の通電処理が継続して実施され、信頼性がより向上する。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、電磁弁の頻繁なオンオフ動作により、高温流体を流す流路開閉装置を例示して説明する。

［流路開閉装置の構成］
まず、流路開閉装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る流路開閉装置の閉弁状態を示す模式図である。図２は、流路部近傍の部分拡大図である。図３は、電磁弁制御部の概略構成を示すブロック図である。図４は、流路開閉装置の開弁状態を示す模式図である。

図１に示すように、流路開閉装置１００は、流体の流路を開閉する電磁弁２００と、この電磁弁２００の動作を制御する電磁弁制御部３００と、を備えている。

電磁弁２００は、流路部２２０と、弁操作部２４０と、弁可動部２６０と、を備えている。

流路部２２０は、耐熱性を有する例えば金属などでブロック形状に形成された流路基部材２２２を備えている。
この流路基部材２２２の右面部２２２Ａ側には、流入室２２２Ｆが設けられている。この流入室２２２Ｆには、流体を流入する図示しない流入管が適宜嵌挿される。
また、流路基部材２２２の左面部２２２Ｂ側には、流出室２２２Ｇが設けられている。この流出室２２２Ｇには、流体を流出する図示しない流出管が適宜嵌挿される。
さらに、流路基部材２２２の上面部２２２Ｃ側には、流入室２２２Ｆおよび流出室２２２Ｇを連結する連結室２２２Ｈが設けられている。この連結室２２２Ｈの下端には、連結連通部２２２Ｈ１が開口形成されている。この連結連通部２２２Ｈ１の周縁部分は、第１の弁部材２６２と当接し、可動コア２７４を位置決めする可動コア位置決め手段として機能する。
そして、流入室２２２Ｆ、連結室２２２Ｈ、流出室２２２Ｇにより、第１の流路Ｗ１が構成される。

弁操作部２４０は、円筒状に形成されたコイル芯２４２を備えている。このコイル芯２４２には、その側面を覆い、かつ、軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねる状態で設けられた第１のコイル２４４Ａと、第２のコイル２４４Ｂと、第３のコイル２４４Ｃと、第４のコイル２４４Ｄと、が設けられている。これら第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの巻数は、等しい数に設定されている。また、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄのそれぞれの一端には、第１〜第４のリード線２４６Ａ〜２４６Ｄが接続されている。さらに、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃの他端には第５のリード線２４６Ｅ（図３参照）が、第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄの他端には第６のリード線２４６Ｆ（図３参照）が、それぞれ接続されている。

また、弁操作部２４０は、磁性体により構成され、コイル芯２４２内部における軸方向略中央から上端にかけての部分を埋める状態に設けられた固定コア２４８を備えている。この固定コア２４８の下端には、上方に向かうにしたがって縮径する略円錐台溝状のコア溝部２４８Ａが設けられている。また、コア溝部２４８Ａは、後述する可動コア２７４の上端側に略対応する溝状に形成されている。

また、弁操作部２４０は、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを収容するコイルカバー２５０を備えている。このコイルカバー２５０は、一面が閉塞された円筒状に形成されている。
また、コイルカバー２５０における閉塞面側の側面には、通電経路取出孔２５０Ａが設けられている。この通電経路取出孔２５０Ａには、第１〜第４のリード線２４６Ａ〜２４６Ｄを電磁弁２００の外部に取り出すための通電経路取出部２５２が嵌合されている。
さらに、コイルカバー２５０における閉塞面の略中央には、固定コア２４８をコイルカバー２５０に固定するための操作部ねじ部材２５４が螺合されている。
そして、弁操作部２４０は、コイルカバー２５０の開口に嵌合される略リング板状のボトムカバー２５６を備えている。

弁可動部２６０は、下面が略閉塞された略筒状に形成され、流路基部材２２２の連結室２２２Ｈ内において軸方向に移動可能に嵌合された第１の弁部材２６２を備えている。この第１の弁部材２６２は、下面により連結室２２２Ｈの連結連通部２２２Ｈ１を閉塞することで第１の流路Ｗ１を閉弁し、連結連通部２２２Ｈ１を開放することで第１の流路Ｗ１を開弁する。

この第１の弁部材２６２の筒状部分には、図２に示すように、下端側の内径寸法が上端側よりも小さくなるような段差状の段差部２６２Ａが設けられている。また、この筒状部分の下端側には、第１の弁部材２６２の内部および外部を連通する流入連通部２６２Ｂが開口形成されている。
さらに、第１の弁部材２６２の下面部分における面方向略中央には、第１の弁部材２６２の内部および外部を連通する流出連通部２６２Ｃが開口形成されている。この流出連通部２６２Ｃは、第１の弁部材２６２の内部から外部に向かって縮径するテーパ面２６２Ｃ１を備えている。このテーパ面２６２Ｃ１は、後述する円錐突出部２７８Ｂ２と当接し、可動コア２７４を位置決めする可動コア位置決め手段として機能する。
そして、第１の弁部材２６２は、流入連通部２６２Ｂにより第１の弁部材２６２内部と流入室２２２Ｆとを連通する状態で、連結室２２２Ｈに設けられている。

また、第１の弁部材２６２内には、略筒状に形成された弁軸案内部材２６４が嵌合されている。
この弁軸案内部材２６４は、図２に示すように、筒状上端部２６４Ａと、この筒状上端部２６４Ａよりも流出連通部２６２Ｃ側に位置する筒状下端部２６４Ｂと、を備えている。

筒状上端部２６４Ａは、第１の弁部材２６２の上端側の内径寸法と略等しい外径寸法を有している。この筒状上端部２６４Ａにおける上端側には、内側に向けて突出する突出部２６４Ａ１が設けられている。また、筒状上端部２６４Ａには、上端および下端を連通する複数の案内連通部２６４Ａ２が設けられている。この案内連通部２６４Ａ２は、筒状上端部２６４Ａの周方向に沿って並設されている。
筒状下端部２６４Ｂは、第１の弁部材２６２の下端側の内径寸法よりも小さい外径寸法を有している。このため、筒状下端部２６４Ｂと第１の弁部材２６２との間には、経路構成空隙Ｐ１が形成される。
そして、流入室２２２Ｆ、流入連通部２６２Ｂ、経路構成空隙Ｐ１、流出連通部２６２Ｃ、流出室２２２Ｇにより、第２の流路Ｗ２が構成される。

また、第１の弁部材２６２内には、弁軸案内部材２６４を、筒状上端部２６４Ａが第１の弁部材２６２の段差部２６２Ａに当接する状態で固定する固定部材２６６が設けられている。
この固定部材２６６は、略Ｃ字板状に形成され、その外縁部分が筒状上端部２６４Ａの上端面に当接した状態で、かつ、略Ｃ字状の内部から案内連通部２６４Ａ２が臨む状態で、第１の弁部材２６２の内周面に設けられた凹部に係止されている。

また、弁可動部２６０は、図１に示すように、流路基部材２２２の連結室２２２Ｈの上方を閉塞する案内筒取付部材２６８を備えている。この案内筒取付部材２６８は、リング板状に形成され、固定部材２６６との間に弁部材移動空隙Ｐ２が形成されるように、流路基部材２２２の上面部２２２Ｃにねじ止めされている。
この案内筒取付部材２６８の内部空間には、円筒状に形成された可動コア案内筒部材２７０の下端側が嵌合固定されている。この可動コア案内筒部材２７０は、ボトムカバー２５６およびコイル芯２４２に挿通されている。そして、可動コア案内筒部材２７０の上端側は、通電経路取出孔２５０Ａ近傍に位置する状態で、固定コア２４８に溶接されている。

さらに、案内筒取付部材２６８およびボトムカバー２５６の間には、可動コア案内筒部材２７０が内部に位置する状態でコイル支持ばね２７２が設けられている。このコイル支持ばね２７２は、いわゆるコイルばねであり、ボトムカバー２５６を案内筒取付部材２６８から離れる方向に付勢して、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄをコイルカバー２５０内で位置決めする。

また、弁可動部２６０は、磁性体により略円柱状に形成され、可動コア案内筒部材２７０の内径寸法と略等しい外径寸法を有する可動コア２７４を備えている。この可動コア２７４は、上端面２７４Ａ側が上端にしたがって縮径する形状に形成されている。また、可動コア２７４の側面には、上下方向に沿った直線の溝状に形成された側面溝部２７４Ｂが設けられている。そして、可動コア２７４の上端面２７４Ａ側には、非磁性体により略棒状に形成された残留磁気除去部材２７６が埋め込まれている。

さらに、弁可動部２６０は、第２の弁部材２７８を備えている。
この第２の弁部材２７８は、可動コア２７４の下端面２７４Ｃから丸棒状に突出する状態で設けられた弁軸部２７８Ａを備えている。この弁軸部２７８Ａの先端側は、弁軸案内部材２６４に挿通されている。そして、弁軸部２７８Ａの先端には、図１，２に示すように、第２の流路Ｗ２を開弁および閉弁する弁体２７８Ｂが設けられている。

弁体２７８Ｂは、弁軸部２７８Ａの下端側の側面から鍔状に突出する鍔状突出部２７８Ｂ１と、弁軸部２７８Ａの下端から円錐状に突出する円錐突出部２７８Ｂ２と、を備えている。鍔状突出部２７８Ｂ１は、筒状下端部２６４Ｂの内径寸法と略等しい外径寸法を有し、筒状下端部２６４Ｂの内部空間に位置する状態で設けられている。円錐突出部２７８Ｂ２は、流出連通部２６２Ｃのテーパ面２６２Ｃ１に対応する形状に形成されている。
そして、弁体２７８Ｂは、円錐突出部２７８Ｂ２が流出連通部２６２Ｃに嵌合されることにより、第２の流路Ｗ２を閉弁する。

また、弁体２７８Ｂの鍔状突出部２７８Ｂ１および弁軸案内部材２６４の突出部２６４Ａ１の間には、弁軸部２７８Ａが内部に位置する状態で弁部材付勢部としての弁体付勢ばね２８０が設けられている。この弁体付勢ばね２８０は、いわゆるコイルばねであり、円錐突出部２７８Ｂ２が流出連通部２６２Ｃに嵌合したときの鍔状突出部２７８Ｂ１と、突出部２６４Ａ１との間の距離と略等しい高さ寸法を有している。

このため、電磁弁２００は、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄに通電されておらず、第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２（図４参照）による吸引力が発生していない場合、弁体付勢ばね２８０が伸縮していない状態となり、弁体２７８Ｂが第２の流路Ｗ２を閉弁した状態で位置決めされる。さらに、弁体２７８Ｂが前述のように位置決めされると、第１の弁部材２６２が連結連通部２２２Ｈ１を閉塞した状態で、つまり第１の流路Ｗ１を閉弁した状態で位置決めされる。
また、円錐突出部２７８Ｂ２が流出連通部２６２Ｃに嵌合されたとき、図１に示すように、可動コア２７４は、上端面２７４Ａがコイル芯２４２の高さ方向略中央に位置する状態で、つまり第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めされる。また、このように可動コア２７４が位置決めされると、上端面２７４Ａと固定コア２４８との間にコア間空隙Ｐ３が形成される。このコア間空隙Ｐ３の高さ寸法は、弁部材移動空隙Ｐ２よりも若干大きくなっている。
なお、可動コア２７４には、残留磁気除去部材２７６が埋め込まれている。このため、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄへの通電が終了すると、可動コア２７４に残留する磁気が除去されて吸引力が直ちに０になり、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の開弁状態から閉弁状態への移行が迅速に実施される。

電磁弁制御部３００は、図３に示すように、電流供給部３１０と、スイッチ部３２０と、第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂと、通電制御部３４０と、を備えている。ここで、電流供給部３１０と、スイッチ部３２０と、通電制御部３４０と、により、本発明の通電部が構成されている。

電流供給部３１０は、スイッチ部３２０と、通電制御部３４０と、に電気的に接続されている。また、電流供給部３１０は、第３，第４のリード線２４６Ｃ，２４６Ｄを介して、第３，第４のコイル２４４Ｃ，２４４Ｄに接続されている。この電流供給部３１０は、通電制御部３４０により制御され、所定の電流をスイッチ部３２０へ供給する。

スイッチ部３２０は、第１の通電不可能状態検出部３３０Ａを介して、第１のリード線２４６Ａに電気的に接続されている。また、第２の通電不可能状態検出部３３０Ｂを介して、第２のリード線２４６Ｂに電気的に接続されている。さらに、通電制御部３４０に電気的に接続されている。
このスイッチ部３２０は、通電制御部３４０により制御され、電流供給部３１０から供給される電流を、第１の通電不可能状態検出部３３０Ａ、第１，第３，第５のリード線２４６Ａ，２４６Ｃ，２４６Ｅ、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃ、電流供給部３１０で構成される第１の直列回路に供給する第１の通電処理、または、第２の通電不可能状態検出部３３０Ｂ、第２，第４，第６のリード線２４６Ｂ，２４６Ｄ，２４６Ｆ、第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄ、電流供給部３１０で構成される第２の直列回路に供給する第２の通電処理を実施する。

ここで、図４に示すように、第１の通電処理が実施された場合、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃおよび固定コア２４８により、第１のコイル２４４Ａの上端側および第３のコイル２４４Ｃの下端側を通る第１の磁束Ｍ１が発生する。また、第２の通電処理が実施された場合、第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄおよび固定コア２４８により、第２のコイル２４４Ｂの上端側および第４のコイル２４４Ｄの下端側を通る第２の磁束Ｍ２が発生する。
そして、この第１の磁束Ｍ１または第２の磁束Ｍ２による吸引力で、まず、可動コア２７４および第２の弁部材２７８は、弁体付勢ばね２８０を縮ませつつ、上方へ移動する。第２の弁部材２７８が上方へ移動すると、弁体２７８Ｂで第２の流路Ｗ２が開弁し、流入室２２２Ｆと、流出室２２２Ｇと、弁部材移動空隙Ｐ２との圧力差がなくなる。さらに、弁体２７８Ｂの移動に伴い弁体付勢ばね２８０が縮むと、その反力により第１の弁部材２６２が上方へ向けて弁部材移動空隙Ｐ２がなくなるまで移動して、第１の流路Ｗ１が開弁する。また、コア間空隙Ｐ３の高さ寸法が弁部材移動空隙Ｐ２よりも大きいので、第１の弁部材２６２の移動が終了した後も、可動コア２７４は、上端面２７４Ａが固定コア２４８のコア溝部２４８Ａに当接するまで移動して、弁体付勢ばね２８０を若干縮ませた状態で位置決めされる。
ここで、図１に示すような閉弁状態では、可動コア２７４の上端面２７４Ａは、第３のコイル２４４Ｃの上端近傍に位置決めされている。つまり、コア間空隙Ｐ３が第３のコイル２４４Ｃの上端近傍に形成されている。このため、十分な量の第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２がコア間空隙Ｐ３を通ることとなり、第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２の吸引力は、略等しくなる。

第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂは、通電制御部３４０に接続されている。
そして、第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂは、例えば第１〜第６のリード線２４６Ａ〜２４６Ｆや第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの断線などにより、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄに正常に通電できない通電不可能状態を検出すると、その旨の信号を通電制御部３４０へ出力する。

通電制御部３４０は、図示しない入力手段による入力操作に基づいて、電磁弁２００を動作させて流体の第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２を開閉する。
具体的には、通電制御部３４０は、電流供給部３１０を制御して、スイッチ部３２０へ電流を供給させる。さらに、スイッチ部３２０を制御して、所定間隔で第１の直列回路に電流を供給する処理、この電流の供給を停止する処理、第２の直列回路に電流を供給する処理、この電流の供給を停止する処理を実施する。つまり、所定間隔でのオンオフ動作により、第１の通電処理および第２の通電処理を交互に実施させる。そして、第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂにおいて、通電不可能状態が検出されると、スイッチ部３２０を制御して、引き続き通電が可能なコイルを含む通電処理のみを実施させる。例えば、第１の通電不可能状態検出部３３０Ａにおいて第１のコイル２４４Ａに対する通電不可能状態が検出されると、第２の通電処理のみを実施させる。

［流路開閉装置の動作］
次に、流路開閉装置の動作について説明する。
図５は、流路開閉装置１００の動作を示すフローチャートである。

流路開閉装置１００の電磁弁制御部３００の通電制御部３４０は、図１に示すような第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の閉弁状態において、図５に示すように、ユーザによる入力操作に基づいて、電磁弁２００を動作させて第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の開閉処理を開始するか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１において、開閉処理を開始しないと判断した場合、設定時間経過後にステップＳ１を再度実施する。
一方、ステップＳ１において、通電制御部３４０は、開閉処理を開始すると判断した場合、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃのうち少なくともいずれか一方の通電不可能状態が検出されたか否かを判断する（ステップＳ２）。

このステップＳ２において、通電不可能状態が検出されていないと判断した場合、スイッチ部３２０を制御して、第１の通電処理を実施させる（ステップＳ３）。この第１の通電処理により、図４に示すように、第１の磁束Ｍ１が発生する。この第１の磁束Ｍ１による吸引力により、可動コア２７４および第２の弁部材２７８が上方へ移動し、弁体２７８Ｂおよび流出連通部２６２Ｃの嵌合が解除され、流入室２２２Ｆ、流入連通部２６２Ｂ、経路構成空隙Ｐ１、流出連通部２６２Ｃ、流出室２２２Ｇで構成される第２の流路Ｗ２が開かれる。さらに、弁体２７８Ｂの移動に伴い、第１の弁部材２６２も上方へ移動し、連結連通部２２２Ｈ１が開放され、流入室２２２Ｆ、連結室２２２Ｈ、流出室２２２Ｇで構成される第１の流路Ｗ１が開かれる。これにより、流入室２２２Ｆから流入する流体は、流入連通部２６２Ｂ、経路構成空隙Ｐ１、流出連通部２６２Ｃを順次通過して、さらには連結室２２２Ｈを通過して、流出室２２２Ｇから流出する。

そして、ステップＳ３の処理をして、設定時間経過後に、通電制御部３４０は、第１の通電処理を終了させる（ステップＳ４）。この第１の通電処理終了により、第１の磁束Ｍ１が消滅する。そして、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２が開弁された状態では、弁体付勢ばね２８０が縮んでいるため、第１の磁束Ｍ１が消滅すると、弁体付勢ばね２８０が伸びる。弁体付勢ばね２８０が伸びると、可動コア２７４および第２の弁部材２７８が下方へ移動して、図１に示すように、弁体２７８Ｂおよび流出連通部２６２Ｃが嵌合し、第２の流路Ｗ２が閉じられる。さらに、第２の流路Ｗ２が閉じられた後も弁体付勢ばね２８０が伸び、第２の弁部材２７８の付勢により第１の弁部材２６２が下方へ移動する。そして、第１の弁部材２６２で連結連通部２２２Ｈ１が閉塞され、第１の流路Ｗ１も閉じられる。これにより、流入室２２２Ｆから流入する流体は、流出室２２２Ｇから流出できなくなる。

また、ステップＳ４の処理の後、通電制御部３４０は、第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄのうち少なくともいずれか一方の通電不可能状態が検出されたか否かを判断する（ステップＳ５）。
このステップＳ５において、通電不可能状態が検出されていないと判断した場合、第２の通電処理を実施させる（ステップＳ６）。この第２の通電処理により、図４に示すように、第２の磁束Ｍ２による吸引力で可動コア２７４、第１，第２の弁部材２６２，２７８が上方へ移動し、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２が開弁された状態となる。

そして、ステップＳ６の処理から設定時間経過後に、第２の通電処理を終了させる（ステップＳ７）。この第２の通電処理終了により、第２の磁束Ｍ２が消滅し、図１に示すように、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２が閉弁された状態となる。
さらに、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の開閉処理を終了する旨の設定入力がされたか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８において、終了すると判断した場合、処理を終了する。一方、ステップＳ８において、終了しないと判断した場合、ステップＳ７の処理から設定時間経過後に、ステップＳ２の処理を実施する。

つまり、流路開閉装置１００は、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの全てが通電可能な状態の場合、設定時間ごとのオンオフ動作により、第１の通電処理および第２の通電処理を交互に実施する。

また、ステップＳ２において、第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃのうち少なくともいずれか一方の通電不可能状態が検出されたと判断した場合、第２の通電処理を実施する（ステップＳ９）。そして、このステップＳ９の処理から設定時間経過後に、第２の通電処理を終了する（ステップＳ１０）。この後、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の開閉処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１において、終了すると判断した場合、処理を終了し、終了しないと判断した場合、ステップＳ１０の処理の設定時間経過後に、ステップＳ９の処理を実施する。

つまり、流路開閉装置１００は、第１の通電処理での通電対象の第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃのうち少なくともいずれか一方が通電不可能な状態の場合、設定時間ごとのオンオフ動作により、第２の通電処理のみを実施する。

さらに、ステップＳ５において、第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄのうち少なくともいずれか一方の通電不可能状態が検出されたと判断した場合、第１の通電処理を実施して（ステップＳ１２）、設定時間経過後に、第１の通電処理を終了する（ステップＳ１３）。この後、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２の開閉処理を終了するか否かを判断し（ステップＳ１４）、終了すると判断した場合、処理を終了し、終了しないと判断した場合、ステップＳ１３の処理の設定時間経過後に、ステップＳ１２の処理を実施する。

つまり、流路開閉装置１００は、第２の通電処理での通電対象の第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄのうち少なくともいずれか一方が通電不可能な状態の場合、設定時間ごとのオンオフ動作により、第１の通電処理のみを実施する。

［流路開閉装置の作用効果］
上述したような流路開閉装置１００では、以下に示すような作用効果がある。

（１）電磁弁２００に、固定コア２４８の軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねるように設けられた第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを設けている。そして、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄへの通電による吸引力が発生していないときに、流出連通部２６２Ｃのテーパ面２６２Ｃ１および弁体２７８Ｂの円錐突出部２７８Ｂ２の当接と、第１の弁部材２６２および連結連通部２２２Ｈ１の周縁部分の当接とにより、可動コア２７４の上端面２７４Ａを、第３のコイル２４４Ｃの上端近傍に位置決めしている。そして、この可動コア２７４の位置決めにより、固定コア２４８と可動コア２７４との間に、つまりコイル内側領域における軸方向略中央にコア間空隙Ｐ３を形成している。
このため、１個おきに設けられた第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃに通電する第１の通電処理を実施すると、このとき発生する第１の磁束Ｍ１は、コア間空隙Ｐ３を通る。さらに、第１の通電処理の通電対象でない第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄに通電する第２の通電処理を実施すると、このとき発生する第２の磁束Ｍ２は、コア間空隙Ｐ３を通る。
したがって、コア間空隙Ｐ３に十分な量の第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２を通すことができ、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄに供給する電流量が略等しい場合、第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２による吸引力を略等しくできる。
さらに、頻繁にオンオフ動作させたり、高温流体を流したりして、通電対象の第１，第３のコイル２４４Ａ，２４４Ｃが切れて第１の通電処理ができなくなったとしても、第２の通電処理を実施できる。
したがって、電磁弁２００の長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作させることができる。

（２）巻数が等しい第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを用いている。
このため、第１，第２の通電処理時に同じ量の電流を供給するだけでよく、電流量を変えなくても第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２による吸引力を略等しくできる。したがって、容易な制御により、安定した吸引力で動作させることができる。

（３）また、流路開閉装置１００に、上述したような第１，第２の通電処理を異なるタイミングで実施する電磁弁制御部３００を設けている。
このため、電磁弁２００の長寿命化を図りつつ、安定した吸引力で動作させることができる流路開閉装置１００を提供できる。また、ユーザに電磁弁２００の第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄへの配線や、通電処理制御の構成を設けさせる手間を省くことができ、流体を流す装置を容易に製造させることができる。

（４）電磁弁制御部３００により、第１，第２の通電処理を交互に実施している。
このため、一方の通電処理を連続して実施する構成と比べて、通電に伴う第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの温度上昇を抑制できる。したがって、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの温度上昇に伴う吸引力の低下を抑制でき、より安定した吸引力で動作させることができる。また、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄの温度上昇に伴う断線などの破損が抑制され、より長寿命化を図れる。

（５）電磁弁制御部３００により、第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂにて、例えば第２，第４のコイル２４４Ｂ，２４４Ｄのうち少なくともいずれか一方が通電不可能な状態が検出されると、第１の通電処理のみを実施する。
このため、第１の通電処理から第２の通電処理に移行する際に、第２の通電処理対象のコイルが切れていた場合、ユーザの手を煩わせることなく、第１の通電処理を継続して実施でき、信頼性をより向上できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

すなわち、第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを設けたが、６個以上の偶数個、例えば８個のコイルを固定コア２４８の軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねる状態で設けるとともに、吸引力が発生していないときに、可動コア２７４の上端面２７４Ａを、８個のコイルで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めする。そして、第１の通電処理として、１個ごとに設けられた４個のコイルに通電する処理をし、第２の通電処理として、第１の通電処理対象以外の４個のコイルに通電する処理をしてもよい。
このような構成にしても、コア間空隙Ｐ３に略等しい量の第１，第２の磁束を通すことができる。

また、巻数が等しい第１〜第４のコイル２４４Ａ〜２４４Ｄを用いたが、巻数が異なるものを用いてもよい。
このような構成の場合、第１，第２の通電処理時の電流量を調整する構成を設けることにより、上記実施形態と同様に第１，第２の磁束Ｍ１，Ｍ２による吸引力を等しくでき、安定した吸引力で動作させることができる。

そして、第１の通電処理を複数回連続して実施した後に、自動的に第２の通電処理を複数回連続して実施してもよい。
また、ユーザによる入力操作がされるまで、第１の通電処理を連続して実施し、入力操作がされたら第２の通電処理を連続して実施してもよい。

さらに、第１，第２の通電不可能状態検出部３３０Ａ，３３０Ｂを設けたが、これらを設けない構成としてもよい。
また、例えば第１の通電処理ができないことを認識したときに、第２の通電処理を実施せずに、第１の通電処理が実施できない旨を警報などにより報知する構成としてもよい。

そして、吸引力が発生していないときに閉弁状態となり、吸引力が発生したときに開弁状態となる電磁弁２００を例示したが、吸引力が発生していないときに開弁状態となり、吸引力が発生したときに閉弁状態となる電磁弁としてもよい。
また、弁体付勢ばね２８０としては、板ばねを適用してもよい。

さらに、第１の通電処理を連続して実施するとともに、第２の通電処理を設定時間間隔で実施する構成としてもよい。
そして、第１，第２の流路Ｗ１，Ｗ２を開閉する構成について例示したが、１個の流路を開閉する構成としてもよい。

本発明は、流体の流路を開閉する電磁弁、および、流路開閉装置として利用できる。

本発明の一実施形態に係る流路開閉装置の閉弁状態を示す模式図である。 前記一実施形態における流路部近傍の部分拡大図である。 前記一実施形態における電磁弁制御部の概略構成を示すブロック図である。 前記一実施形態における流路開閉装置の開弁状態を示す模式図である。 前記一実施形態における流路開閉装置の動作を示すフローチャートである。 従来の電磁弁を示す模式図である。

符号の説明

１００…流路開閉装置
２００…電磁弁
２２０…流路部
２４８…固定コア
２４４Ａ〜２４４Ｄ…第１〜第４のコイル
２６２，２７８…第１，第２の弁部材
２６２Ｃ１…可動コア位置決め手段として機能するテーパ面
２７４…可動コア
２８０…弁部材付勢部としての弁体付勢ばね
３１０…通電部を構成する電流供給部
３２０…通電部を構成するスイッチ部
３３０Ａ，３３０Ｂ…第１，第２の通電不可能状態検出部
３４０…通電部を構成する通電制御部
Ｗ１，Ｗ２…第１，第２の流路

Claims (5)

1. 流体の流路を有する流路部と、
   外形が略筒状に形成され、軸方向一端側に前記流路部が位置する状態で設けられた固定コアと、
   外形が略筒状に形成され、前記固定コアの軸方向に沿って移動可能に設けられた可動コアと、
   この可動コアの軸方向一端側に設けられ、前記流路を閉弁する弁部材と、
   前記可動コアを、前記弁部材で前記流路を開弁する開弁方向および閉弁する閉弁方向のうちいずれか一方の方向に付勢する弁体付勢部と、
   前記固定コアの側面を覆い、かつ、前記固定コアの軸方向に沿って軸を略一致させて積み重ねる状態で設けられ、通電により、前記可動コアを前記開弁方向および前記閉弁方向のうちいずれか他方の方向に吸引する吸引力を発生させる２×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のコイルと、
   前記吸引力が発生していないときに、前記可動コアの軸方向他端を、前記２×Ｎ個のコイルで囲まれる筒状のコイル内側領域における軸方向略中央に位置決めする可動コア位置決め手段と、
   を具備したことを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１に記載の電磁弁において、
   前記２×Ｎのコイルの巻数は、略等しい
   ことを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の電磁弁と、
   この電磁弁の前記コイルに通電する通電部と、
   を具備し、
   前記通電部は、１個おきに設けられたＮ個の前記コイルに電流を通電する第１の通電処理と、この第１の通電処理における通電対象以外のＮ個の前記コイルに前記第１の通電処理時と同じ量の電流を通電する第２の通電処理と、を異なるタイミングで実施する
   ことを特徴とする流路開閉装置。
4. 請求項３に記載の流路開閉装置において、
   前記通電部は、前記第１の通電処理と、前記第２の通電処理と、を交互に実施する
   ことを特徴とする流路開閉装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の流路開閉装置において、
   前記第１の通電処理または前記第２の通電処理における通電対象の前記コイルに通電できない通電不可能状態を検出する通電不可能状態検出部を具備し、
   前記通電部は、前記通電不可能状態が検出されたことを認識すると、前記通電できないコイルが通電対象でない通電処理のみを実施する
   ことを特徴とする流路開閉装置。

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