JP2018189217A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力化が図られた電磁弁を提供する。【解決手段】電磁弁５０は、第１のポート１３０及び第２のポート１４０を交互に開閉して入力ポート１２０との連通状態を切替える弁体３００と、弁体３００を駆動するための駆動部４００とを含む。駆動部４００は、第１の出力ポート１３０側において弁体３００を押圧するプランジャー４３０と、プランジャー４３０を付勢するコイルバネ４５０と、コイルバネ４５０の荷重に抗した電磁力を通電により発生させて、プランジャー４３０を弁体３００から離間する方向に移動させるソレノイドコイル４１０と、第２の出力ポート１４０側において弁体３００を押圧するカウンタウェイト５００と、カウンタウェイト５００とプランジャー４３０とを連結し、カウンタウェイト５００による荷重を重力方向とは逆方向にプランジャー４３０に付与する連結部材６００とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁弁に関し、特に、ロッカー構造を持つ電磁弁に関する。

従来、ロッカー構造を持つ電磁弁が知られている。後掲の特許文献１には、こうした構造を持つ電磁弁が記載されている。この電磁弁は、１個の入力ポートと２個の出力ポートとが弁室に連通するよう形成されたハウジングと、ハウジングに揺動可能に軸支された揺動弁（ロッカー）と、揺動弁の一端を弁室と反対側から弁室側に押圧して揺動弁を揺動させるためのソレノイド機構とを含む。電磁弁の弁室には、出力ポートのための第１弁座及び第２弁座がそれぞれ形成されている。ソレノイド機構は揺動弁に関して第１弁座と反対側に配置されている。

ソレノイド機構は、揺動弁上面と交わる方向を向いた軸を持つ円筒形状のコイルボビンに巻回された電磁コイルと、コイルボビンの軸方向に移動可能に設けられた可動鉄心と、可動鉄心を揺動部材側に付勢する第１バネとを含む。この電磁弁はさらに、第１バネの付勢力により可動鉄心を介して揺動部材を第１弁座側に押圧する第１押圧部材と、揺動部材を第２弁座側に押圧する第２押圧部材と、第２押圧部材を揺動部材側に付勢する第２バネとを含む。揺動弁には、支軸を挟んで対称位置に第１バネと第２バネのバネ荷重が作用する。電磁弁は、第１押圧部材を、第１バネの付勢力に抗してソレノイド機構を用いて移動させることにより揺動弁を揺動させる。

第１バネのバネ荷重は第２バネより大きくなるよう設定されている。そのため、ソレノイド機構の非通電時には、第１バネの付勢力によって揺動弁が第１弁座側に押下げられて第１弁座が閉じ、同時に第２弁座が開く。ソレノイド機構の通電時には、電磁コイルに発生した電磁力により可動鉄心が吸引されて、第１バネを圧縮する方向に移動する。そのため、第２バネの付勢力によって揺動弁が第２弁座側に押下げられる。これにより、第２弁座が閉じ、同時に第１弁座が開く。このようにしてポートの連通状態が切替わる。

特開２００６−５７６４４号公報

上述のように、従来の電磁弁では２つのバネにより揺動弁（ロッカー）の姿勢が規定される。ポートの連通状態を切替えるために可動鉄心を吸引する際には、第１バネのバネ力と可動鉄心の自重との和以上の吸引力が必要となる。そのような吸引力を生み出すためには相応の電磁力を発生させる必要があり、そのために多くの電力を消費する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、省電力化が図られた電磁弁を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一の局面に係る電磁弁は、互いの間に弁室を画定するよう組み合わせて配置された弁本体及び弁体を含むロッカー構造を持つ電磁弁であって、弁体は所定の揺動軸回りに揺動可能であり、弁室側の弁本体には第１のポートのための第１の弁座が形成され、さらに、揺動軸に関して第１の弁座と反対側に第２のポートに連通する開口が形成される。電磁弁はさらに、弁体の第１の弁座側を押圧して第１の弁座を閉鎖させる位置と当該弁体と接触しない位置との間を移動可能な可動コアと、弁体の、開口側を押圧可能な位置と当該弁体と接触しない位置との間を移動可能に設けられたウェイト部材と、可動コア及びウェイト部材が連動して弁体に対して互いに逆方向に移動するようにウェイト部材と可動コアとを連結する連結手段と、可動コアが弁体の第１の弁座側を押圧するように可動コアを付勢することにより、無通電時の可動コアの位置を規定する第１の付勢手段と、通電時に、第１の付勢手段による付勢力に打ち勝って可動コアを弁体から離れる方向に移動させることにより、連結手段を介してウェイト部材が弁体の開口側を押圧する位置に移動するように可動コアを付勢する第２の付勢手段とを含み、それによって、通電時には第１の弁座が開放される。

無通電時、可動コアは、第１の付勢手段の付勢力によって弁体の第１の弁座側を押圧する。通電時には、第２の付勢手段の付勢力により可動コアは移動して弁体から離間し、その結果、ウェイト部材は、弁体側に移動し当該弁体の開口側を押圧する。ウェイト部材と可動コアとは連結手段を介して連結されている。この連結手段は、ウェイト部材による荷重を重力方向とは逆方向に可動コアに付与する。これにより、可動コアを移動させるための負荷から可動コアの自重分の負荷が低減されるので、可動コアを移動させるために第２の付勢手段が発生すべき付勢力を小さくでき、電力を削減できる。さらに、可動コアの自重分の負荷が低減されることによって、電磁弁の応答速度を向上させることができる。

好ましくは、弁室側の弁本体にはさらに、入力ポートに連通する開口が形成され、第２のポートに連通する開口には第２の弁座が形成され、第２の付勢手段は、通電時に、ウェイト部材が第１の付勢手段による付勢力に打ち勝って弁体の第２の弁座側を押圧して弁体が第２の弁座を閉鎖するように可動コアを付勢する。

より好ましくは、可動コアは磁性体からなり、第２の付勢手段は、通電時に、第１の付勢手段による付勢力に抗して可動コアを弁体から離間する方向に移動させる電磁力を発生するコイルを含む。

さらに好ましくは、連結手段は、弁体を収容するように弁本体に取り付けられたフレームと、フレームに取り付けられ、定滑車として機能する第１の部材と、一端に可動コアを、他端にウェイト部材をそれぞれ懸架して、第１の部材に対して滑動可能に接するように設けられた第２の部材とを含む。

さらに好ましくは、第２の部材は、第１の部材に沿ってフレキシブルに変形可能であり、かつ、ウェイト部材の重量に相当する圧縮荷重が加えられても座屈しない強度を持つ。

さらに好ましくは、ウェイト部材は可動コアと同じ重量を持つ。

さらに好ましくは、弁体は、揺動支点軸回りに揺動可能に取り付けられた揺動部材と、揺動部材の弁室側に固着され、弁室をシールするよう弁本体に固定された、弾性を有する部材からなるダイアフラムとを含む。

以上のように、本発明によれば、省電力化が図られた電磁弁を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る電磁弁の構成を示す断面図である。 図１に示す電磁弁の動作を説明するための断面図である。 図１に示す電磁弁の動作を説明するための断面図である。 図１に示す電磁弁を逆さにして示した断面図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明及び図面においては、同一の部品又は構成要素には同一の参照符号及び名称を付してある。それらの機能も同様である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

（実施の形態）
［構成］
図１を参照して、本実施の形態に係る電磁弁５０は、弁体（ロッカー）３００の揺動により流体の流路を切替えるロッカー型の弁装置である。この電磁弁５０は、例えば流体処理装置（図示せず）に装着され、当該流体処理装置に定量の流体を供給する。

電磁弁５０は、３方弁であって、流路ブロックとしての弁本体１００と、弁本体１００上に装着されるサブブロック２００と、サブブロック２００に揺動可能に軸支される弁体３００と、弁体３００を駆動するための駆動部４００と、弁体３００及び駆動部４００が取り付けられる内部フレーム７０と、弁体３００、内部フレーム７０、及び駆動部４００を覆うようにサブブロック２００に装着された外部フレーム８０とを含む。弁本体１００の上面と弁体３００の下面とが弁室１１０を画定する。弁本体１００には、入力ポート（ＣＯＭポート）１２０、及び２つの出力ポート（第１のポート１３０、第２のポート１４０）がそれぞれ弁室１１０に連通するよう形成されている。第１のポート１３０は、駆動部４００が動作すると流体が流れるＮＣ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｃｌｏｓｅｄ）ポートである。第２のポート１４０は、駆動部４００が動作すると流体が止まるＮＯ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｏｐｅｎ）ポートである。

弁本体１００の、第１のポート１３０及び第２のポート１４０の弁室１１０側の各開口部の周りに、それぞれ、弁座１３２及び弁座１４２が設けられている。弁座１３２及び弁座１４２は、いずれも、弁体３００側に突出して形成されている。弁本体１００にはさらに、入力ポート１２０に連通する開口が形成されている。入力ポート１２０はこの開口を介して弁室１１０に連通している。

サブブロック２００は、弁体３００を収容する収容部２１０を形成する。収容部２１０には、金属製の支軸３３０が弁室１１０の上方に架設されている。この支軸３３０によって、弁体３００が収容部２１０内に支軸３３０を揺動支軸として揺動可能に軸支される。弁体３００は、支軸３３０により揺動可能に軸支される揺動部材３１０と、揺動部材下面に取り付けられたダイアフラム３２０とを含む。揺動部材３１０は、例えば樹脂材料によって形成されている。ダイアフラム３２０は、例えばゴム等の弾性材料によって形成されており、弁本体１００の上面とともに弁室１１０を画定する。このダイアフラム３２０は、少なくとも弁座１３２及び弁座１４２を囲繞するよう、その周縁部が弁本体１００とサブブロック２００との間に狭持されて保持・固定されている。これにより、弁室１１０がダイアフラム３２０で密閉（シール）されて流体のリークが防止される。

弁体３００の、ダイアフラム３２０とは反対側の面において、支軸３３０の両側に凸状の当接部３０２及び３０４が形成されている。当接部３０２は、第１のポート１３０（弁座１３２）の上方に位置するように配置されている。当接部３０４は、第２のポート１４０（弁座１４２）の上方に位置するように配置されている。

駆動部４００は、電気エネルギーを機械運動に変換するソレノイド機構を持つ。この駆動部４００は、通電によって電磁力を発生するソレノイドコイル４１０と、ソレノイドコイル４１０が巻回される、弁体３００に対して近接又は離間する方向の軸を持つ中空円筒状のコイルボビン４２０と、コイルボビン４２０の一端側（弁体３００側）の内部に軸方向に移動可能に挿入される、鉄等の磁性材料から形成されたプランジャー（「可動コア」又は「可動鉄心」ともいう）４３０と、コイルボビン４２０の他端側の軸内部に固定される固定鉄心４４０と、プランジャー４３０をコイルボビン４２０の軸方向に沿って弁体３００に向けて付勢するコイルバネ４５０とを含む。ソレノイドコイル４１０は、プランジャー４３０に対してコイルバネ４５０の付勢力に抗してプランジャー４３０を弁体３００から離間させる方向に移動させる電磁力を通電により発生させる。

ソレノイドコイル４１０、コイルボビン４２０及び固定鉄心４４０は、内部フレーム７０に収容されている。コイルボビン４２０は内部フレーム７０内に固定されている。内部フレーム７０には、固定鉄心４４０の係合部４４２が挿通される開口部７２、及びプランジャー４３０を弁体３００側に突出させるための開口部７４が形成されており、さらに開口部７４の近傍には固定鉄心４４０を固定するための固定部材６０が設けられている。

コイルボビン４２０は、その軸方向が弁本体１００の厚み方向（Ｚ方向）と平行になるように、第１のポート１３０の上方に配置されている。プランジャー４３０は、その先端部分がコイルボビン４２０から突出するようにして、第１のポート１３０（弁座１３２）の上方に配置されている。固定鉄心４４０は、第１のポート１３０（弁座１３２）の上方であって、プランジャー４３０と同軸上に配置されている。固定鉄心４４０の端部には、固定部材６０と係合する係合部４４２が設けられている。固定鉄心４４０は、係合部４４２がコイルボビン４２０から突出した状態で当該コイルボビン４２０内に配置されている。

プランジャー４３０の固定鉄心４４０側には、深さ方向が軸方向（Ｚ方向）と平行となる凹部４３２が形成されている。上記コイルバネ４５０は、この凹部４３２内に装填されている。コイルバネ４５０の一端は固定鉄心４４０と当接し、その他端はプランジャー４３０と当接する。コイルバネ４５０は、プランジャー４３０の先端部が弁体３００の当接部３０２と当接して当該当接部３０２を押圧するよう、プランジャー４３０を弁体３００側に付勢する。プランジャー４３０はこのコイルバネ４５０によって弁体３００（弁座１３２）側に常時付勢され、弁体３００を弁座１３２に対して押圧する。コイルバネ４５０は、ソレノイドコイル４１０に通電がされていない状態でのプランジャー４３０の初期位置を規定する。すなわち、無通電時には弁座１３２は閉じる。この状態では、固定鉄心４４０とプランジャー４３０との間に所定の隙間Ｃ１が形成される。

固定鉄心４４０の係合部４４２は開口部７２を介して内部フレーム７０外に取出され、この係合部４４２に上記固定部材６０が係合することで固定鉄心４４０が内部フレーム７０に固定されている。

電磁弁５０はさらに、カウンタウェイト５００、及び、カウンタウェイト５００とプランジャー４３０とを、カウンタウェイト５００に下向きに働く重力がプランジャー４３０に対して上向きに働くように、かつカウンタウェイト５００とプランジャー４３０とが互いに連動して反対方向に移動するよう連結する連結部材６００を含む。カウンタウェイト５００は、金属材料等によって形成された所定の重量を持つウェイト部材である。カウンタウェイト５００の重量は、プランジャー４３０の重量と同じであるのが好ましい。カウンタウェイト５００は、例えば円柱形状に形成されている。このカウンタウェイト５００は、その軸方向（Ｚ方向）がプランジャー４３０の軸方向と平行になるようにして、第２のポート１４０（弁座１４２）の上方に配置されている。

このように、本実施の形態に係る電磁弁５０は、弁体３００の揺動支点軸（支軸３３０）を弁室に垂直に投影して得られる投影線を中心に、一方側にプランジャー４３０を含む駆動部４００が配置され、他方側にプランジャー４３０と連結されるカウンタウェイト５００が配置される構成とされている。

カウンタウェイト５００はその一部が内部フレーム７０に収容されており、内部フレーム７０に形成された開口部７６を介して、その先端部分が内部フレーム７０の外部（弁体３００側）に突出している。カウンタウェイト５００は、ソレノイドコイル４１０の通電時に、自重によってその先端部で弁体３００の当接部３０４を押圧するよう構成されている。

連結部材６００は、プランジャー４３０とカウンタウェイト５００とを接続するフレキシブルワイヤー６１０、及び力の方向を変える部材である定滑車部材６２０を含む。フレキシブルワイヤー６１０の一端はカウンタウェイト５００と接続されており、その他端はプランジャー４３０と接続されている。

定滑車部材６２０は２つの定滑車６２２及び６２４を含み、内部フレーム７０上に配置されている。定滑車６２２はプランジャー４３０の上方に配されており、定滑車６２４はカウンタウェイト５００の上方に配されている。内部フレーム７０にはフレキシブルワイヤー６１０が挿通される貫通孔７８がさらに形成されており、固定鉄心４４０にもフレキシブルワイヤー６１０が挿通される、軸方向に貫通した貫通孔４４４が形成されている。フレキシブルワイヤー６１０は、プランジャー４３０及びカウンタウェイト５００に対して、弁体３００とは反対側の部分において、これらの貫通孔７８及び４４４並びに定滑車部材６２０を介してプランジャー４３０とカウンタウェイト５００とを接続する。フレキシブルワイヤー６１０は、例えば樹脂材料等の非磁性材料から構成されている。このフレキシブルワイヤー６１０は、定滑車部材６２０に沿ってフレキシブルに変形して滑動し、かつ、後述するように、カウンタウェイト５００の重量に相当する圧縮力が加えられても座屈しない強度を持つ。

定滑車６２２は、フレキシブルワイヤー６１０における当該定滑車６２２とプランジャー４３０との間の部分がプランジャー４３０の軸方向（Ｚ方向）と平行となる位置に配されていると好ましい。同様に、定滑車６２４は、フレキシブルワイヤー６１０における当該定滑車６２４とカウンタウェイト５００との間の部分がカウンタウェイト５００の軸方向（Ｚ方向）と平行となる位置に配されていると好ましい。さらに、定滑車６２２及び６２４には、回転時の摩擦を低減するためにベアリングが設けられていると好ましい。

ソレノイドコイル４１０に通電がされていない状態、すなわち、プランジャー４３０が弁体３００を弁座１３２に押圧している状態において、カウンタウェイト５００と弁体３００（当接部３０４）との間に所定の隙間Ｃ２が形成されるよう、フレキシブルワイヤー６１０の長さが調整されている。この隙間Ｃ２は、固定鉄心４４０とプランジャー４３０との間に形成される隙間Ｃ１以下に設定される。隙間Ｃ２が形成されることによって、カウンタウェイト５００の重量（荷重）が、連結部材６００を介して、重力方向（押圧方向）とは逆方向にプランジャー４３０に付与され、弁座１４２は開く。

［動作］
本実施の形態に係る電磁弁５０は以下のように動作する。図２は、非通電状態の電磁弁５０の断面図であり、図３は、通電状態の電磁弁５０の断面図である。図２及び図３では、動作の説明に必要な部材が主として示されており、動作の説明に不要な一部の部材については記載が省略されている。

図２を参照して、非通電時（通常時）には、コイルバネ４５０の付勢力によってプランジャー４３０が弁体３００の当接部３０２を押圧する。弁体３００はダイアフラム３２０を弁座１３２に当接するよう傾斜する。これにより、第１のポート１３０が閉鎖され、同時に第２のポート１４０が開放される。入力ポート１２０と第２のポート１４０とが連通するため、入力ポート１２０から弁室１１０に流れ込んだ流体は、第２のポート１４０から放出される。

この状態では、プランジャー４３０は、固定鉄心４４０に対して隙間Ｃ１をもって離間している。カウンタウェイト５００は、プランジャー４３０と接続されているフレキシブルワイヤー６１０によって、弁体３００（当接部３０４）から隙間Ｃ２だけ離間した状態で保持される。したがって、通常時には、カウンタウェイト５００の自重による重力方向（Ｚ１方向）の荷重が、連結部材６００を介して、重力方向とは逆方向（Ｚ２方向）にプランジャー４３０に付与される。すなわち、プランジャー４３０には、自重と同じ荷重が重力方向とは逆方向に付与される。これにより、プランジャー４３０の自重分の荷重がキャンセルされる。

図３を参照して、通電時には、ソレノイドコイル４１０に所定の電流が流れ、コイルバネ４５０の付勢力に抗してプランジャー４３０を吸引するのに十分な電磁力がソレノイドコイル４１０に発生する。この電磁力によって、プランジャー４３０が固定鉄心４４０に吸引される。プランジャー４３０はコイルバネ４５０を圧縮する方向（Ｚ２方向）に移動する。隙間Ｃ２が隙間Ｃ１より小さい場合、プランジャー４３０は弁体３００（当接部３０２）から隙間Ｃ３だけ離間した状態で保持される。コイルバネ４５０がプランジャー４３０を介して弁体３００を押圧する力は、プランジャー４３０の移動（上昇）に伴い減少する。この際、プランジャー４３０の重さはカウンタウェイト５００によりキャンセルされているため、ソレノイドコイル４１０が発生する電磁力は、プランジャー４３０の全重量を負荷とする場合と比較して遥かに小さくなる。

一方、プランジャー４３０の移動（上昇）に応じて、連結部材６００を介してプランジャー４３０と連結されているカウンタウェイト５００が重力方向（Ｚ１方向）に移動する。カウンタウェイト５００は、弁体３００の当接部３０４と当接して、当該当接部３０４をその自重による荷重によって押圧するのに必要十分な距離だけ移動する。弁体３００はダイアフラム３２０を弁座１４２に当接するよう傾斜する。これにより、第２のポート１４０が閉鎖され、第１のポート１３０が開放される。入力ポート１２０と第１のポート１３０とが連通するため、入力ポート１２０から弁室１１０に流れ込んだ流体は、第１のポート１３０から放出される。

再び図２を参照して、その後、ソレノイドコイル４１０への通電が停止されると、プランジャー４３０がコイルバネ４５０によってＺ１方向に付勢される。弁体３００の当接部３０２は、プランジャー４３０によって押圧される。弁体３００はダイアフラム３２０を弁座１３２に当接するよう傾斜する。これにより、再び、第１のポート１３０が閉鎖され、第２のポート１４０が開放される。カウンタウェイト５００は、弁体３００（当接部３０４）から隙間Ｃ２だけ離間した状態で保持されるため、カウンタウェイト５００の自重による押圧力は解除される。上述したように、入力ポート１２０と第２のポート１４０とが連通するため、入力ポート１２０から弁室１１０に流れ込んだ流体は、第２のポート１４０から放出される。

なお、図１〜図３に示したように、電磁弁５０は、プランジャー４３０及びカウンタウェイト５００による弁体３００の押圧方向が重力方向（Ｚ１方向）となるように設置される。一方、設置されていない状態では、図４に示されるように、電磁弁５０が逆さにされることもあり得る。本実施の形態に係る電磁弁５０では、フレキシブルワイヤー６１０がカウンタウェイト５００の重量に相当する圧縮力が加えられても座屈しない強度を持ち、かつカウンタウェイト５００の横方向への移動が拘束されているため、逆さにされた場合でも、カウンタウェイト５００の落下が抑制される。すなわち、他の部材に対するカウンタウェイト５００の位置関係を保持できる。

［本実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る電磁弁５０を利用することにより、以下に述べる効果を奏する。

プランジャー４３０は、弁体３００の揺動支点軸に対して第１のポート１３０側に配置され、コイルバネ４５０の付勢力によって弁体３００の当接部３０２を押圧する。カウンタウェイト５００は、弁体３００の揺動支点軸に対して第２のポート１４０側に配置され、当該弁体３００の当接部３０４を押圧する。カウンタウェイト５００とプランジャー４３０とは連結部材６００を介して互いに連結されている。この連結部材６００は、カウンタウェイト５００による荷重を重力方向とは逆方向（Ｚ２方向）にプランジャー４３０に付与する。こうした構成により、プランジャー４３０の自重分の負荷がカウンタウェイト５００によって低減されるので、プランジャー４３０を移動させるために必要となる吸引力を小さくできる。例えば、カウンタウェイト５００の重量をプランジャー４３０の重量と同じにした場合、プランジャー４３０の自重分の負荷をカウンタウェイト５００によってキャンセルできる。これにより、プランジャー４３０を吸引するために必要な電磁力を小さくできるため、消費電力を削減できる。さらに、プランジャー４３０の自重分の負荷が低減されるため、ソレノイドコイル４１０の容量を従来と同じにした場合、電磁弁５０の応答速度を向上させることができる。

（変形例）
上記実施の形態では、３方弁タイプのロッカー型電磁弁に本発明を適用した例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。例えば、２方弁タイプのロッカー型電磁弁に本発明を適用することもできる。２方弁タイプの電磁弁では、第１のポート及び第２のポートの一方が入力ポートとなり、他方が出力ポートとなる。第１のポートをＮＣポート、第２のポートをＮＯポートとした場合、ソレノイドコイルの非通電時には第１のポートの弁座に弁体が押圧された状態となっている。そのため、ソレノイドコイルの非通電時には、流路は「閉」状態になっている。ソレノイドコイルの非通電時には、第１のポートの弁座から弁体が離れ、第２のポートの弁座に弁体が近づく一方、当該弁座に弁体が接触することがないように制御される。そのため、ソレノイドコイルの通電時には、流路が「開」状態となる。ソレノイドコイルの通電時に、このように弁体を制御するためには、例えば、プランジャーのストローク量（上記実施の形態では隙間Ｃ１に相当）をコントロールしたり、弁体の可動域にメカニカルストッパを付与したり、又は、第２のポート側に弁座を形成しないようにしたりする方法等を採用すればよい。

上記実施の形態では、２つの定滑車を含む定滑車部材を用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。定滑車部材を構成する定滑車の数は１つ又は３つ以上の複数であってもよい。また、定滑車として機能する部材であれば、そうした部材を定滑車に代えて用いてもよい。

上記実施の形態では、カウンタウェイトを円柱形状に形成した例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。カウンタウェイトの形状は円柱形状以外の形状であってもよい。

上記実施の形態では、カウンタウェイトとプランジャーとを連結する連結部材に、定滑車部材及びフレキシブルワイヤーを含む部材を用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。カウンタウェイトによる荷重を重力方向とは逆方向にプランジャーに付与することが可能な連結部材であれば、上記実施の形態で示した連結部材以外の部材であってもよい。例えば、カウンタウェイトとプランジャーとを連結する連結部材を、リンク機構を持つリンク部材としてもよい。

上記実施の形態では、プランジャー及びカウンタウェイトによって弁体を直接押圧する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。プランジャー又はカウンタウェイトによって、例えば押圧部材のような部材を介して間接的に弁体を押圧するよう構成してもよい。

上記実施の形態では、カウンタウェイトとプランジャーとの接続に、カウンタウェイトの重量に相当する圧縮力が加えられても座屈しない強度を持つフレキシブルワイヤーを用いる例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。カウンタウェイトとプランジャーとを接続するワイヤーは、変形のし易さを優先させて、座屈強度の低いワイヤーを用いてもよい。その場合、カウンタウェイトの落下を防止するためにストッパーを設けるのが好ましい。またフレキシブルワイヤーは、樹脂材料以外の例えば繊維材料等から構成されていてもよい。

上記実施の形態では、ソレノイドコイルの通電時にカウンタウェイトの自重のみで弁体を弁座に押圧する例について示したが、本発明はそのような実施の形態には限定されない。
カウンタウェイトを付勢するコイルバネを設けて、カウンタウェイトの自重とコイルバネの付勢力とによって、ソレノイドコイルの通電時にカウンタウェイトによって弁体を弁座に押圧するようにしてもよい。さらに、カウンタウェイトの移動が軸方向（Ｚ方向）に規定されるよう、軸方向へのカウンタウェイトの移動をガイドするガイド部材を設けるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

５０ 電磁弁
８０ 外部フレーム
１００ 弁本体
１１０ 弁室
１２０ 入力ポート
１３０ 第１のポート
１３２、１４２ 弁座
１４０ 第２のポート
３００ 弁体
３１０ 揺動部材
３２０ ダイアフラム
３３０ 支軸
４００ 駆動部
４１０ ソレノイドコイル
４２０ コイルボビン
４３０ プランジャー
４４０ 固定鉄心
４５０ コイルバネ
５００ カウンタウェイト
６００ 連結部材
６１０ フレキシブルワイヤー
６２０ 定滑車部材

Claims (7)

1. 互いの間に弁室を画定するよう組み合わせて配置された弁本体及び弁体を含むロッカー構造を持つ電磁弁であって、前記弁体は所定の揺動軸回りに揺動可能であり、前記弁室側の前記弁本体には第１のポートのための第１の弁座が形成され、さらに、前記揺動軸に関して前記第１の弁座と反対側に第２のポートに連通する開口が形成され、
   前記電磁弁はさらに、
   前記弁体の前記第１の弁座側を押圧して前記第１の弁座を閉鎖させる位置と当該弁体と接触しない位置との間を移動可能な可動コアと、
   前記弁体の、前記開口側を押圧可能な位置と当該弁体と接触しない位置との間を移動可能に設けられたウェイト部材と、
   前記可動コア及び前記ウェイト部材が連動して前記弁体に対して互いに逆方向に移動するように前記ウェイト部材と前記可動コアとを連結する連結手段と、
   前記可動コアが前記弁体の前記第１の弁座側を押圧するように前記可動コアを付勢することにより、無通電時の前記可動コアの位置を規定する第１の付勢手段と、
   通電時に、前記第１の付勢手段による付勢力に打ち勝って前記可動コアを前記弁体から離れる方向に移動させることにより、前記連結手段を介して前記ウェイト部材が前記弁体の前記開口側を押圧する位置に移動するように前記可動コアを付勢する第２の付勢手段とを含み、
   それによって、通電時には前記第１の弁座が開放される、電磁弁。
2. 前記弁室側の前記弁本体にはさらに、入力ポートに連通する開口が形成され、前記第２のポートに連通する前記開口には第２の弁座が形成され、
   前記第２の付勢手段は、通電時に、前記ウェイト部材が前記第１の付勢手段による付勢力に打ち勝って前記弁体の前記第２の弁座側を押圧して前記弁体が前記第２の弁座を閉鎖するように前記可動コアを付勢する、請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記可動コアは磁性体からなり、
   前記第２の付勢手段は、通電時に、前記第１の付勢手段による付勢力に抗して前記可動コアを前記弁体から離間する方向に移動させる電磁力を発生するコイルを含む、請求項１又は請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記連結手段は、
   前記弁体を収容するように前記弁本体に取り付けられたフレームと、
   前記フレームに取り付けられ、定滑車として機能する第１の部材と、
   一端に前記可動コアを、他端に前記ウェイト部材をそれぞれ懸架して、前記第１の部材に対して滑動可能に接するように設けられた第２の部材とを含む、請求項３に記載の電磁弁。
5. 前記第２の部材は、前記第１の部材に沿ってフレキシブルに変形可能であり、かつ、前記ウェイト部材の重量に相当する圧縮荷重が加えられても座屈しない強度を持つ、請求項４に記載の電磁弁。
6. 前記ウェイト部材は前記可動コアと同じ重量を持つ、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電磁弁。
7. 前記弁体は、
   揺動支点軸回りに揺動可能に取り付けられた揺動部材と、
   前記揺動部材の前記弁室側に固着され、前記弁室をシールするよう前記弁本体に固定された、弾性を有する部材からなるダイアフラムとを含む、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電磁弁。

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