JP2020045998A

JP2020045998A - 比例電磁弁

Info

Publication number: JP2020045998A
Application number: JP2018175598A
Authority: JP
Inventors: 里　宏一; Koichi Sato; 宏一里
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-26
Also published as: CN110925445A

Abstract

【課題】外部振動等により所期性能が劣化しないような比例電磁弁を提供する。【解決手段】流体の通路１１ｃ及び通路の途中における弁座１１ｄを画定するハウジング１０、弁座よりも上流側においてハウジング内に配置され調圧作用を及ぼすダイヤフラム２０、ダイヤフラムと連動すると共に弁座に対して着座及び離脱可能に移動する弁体３０、弁体に係合して駆動力を及ぼすプランジャ４０を含む電磁駆動ユニット２を備える比例電磁弁において、プランジャ４０が所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部１０３を設けた。これによれば、比例電磁弁の搬送時等において、プランジャ４０が外部振動を受けて過度に振動するのを防止できる。【選択図】図３

Description

本発明は、電磁駆動力により弁体の開度を制御する比例電磁弁に関し、特に、ガス給湯器のシステムに組み込まれてガス流量を調整する際に適用される比例電磁弁に関する。

従来の比例電磁弁としては、ガス流体の入口室，出口室，入口室と出口室の間に位置する弁座を画定するケースと、入口室の弁座と反対側の面を閉塞するダイヤフラムと、ダイヤフラムと一体的に往復動して弁座に着座し得る弁体と、弁体を往復駆動する可動鉄心を含むソレノイドを備えたガス比例弁が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この比例電磁弁において、ソレノイドは、弁体のロッドに離脱可能に当接する可動鉄心としてのプランジャ、プランジャを往復動自在にガイドする円筒状のガイドスリーブ、プランジャを弁体のロッドに向けて付勢するスプリング、スプリングを受ける調圧棒又はスプリング受け、ガイドスリーブの周りに配置された励磁用のコイルを備えている。

上記従来の構成においては、比例電磁弁を例えば車両等で運搬する際に外部から過大な振動が加わると、プランジャがガイドスリーブ内で振動し、この振動によりスプリングが過度に圧縮されてスプリングの設定荷重及びバネ特性が変化する虞がある。
また、重量物であるプランジャが過度に振動して他の部材と衝突すると、部品の変形や位置ずれ等を招く虞もある。

特開平７−１５８７６２号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、従来の問題点を解消して、所期の機能及び特性を維持できる比例電磁弁を提供することにある。

本発明の比例電磁弁は、流体の通路及び通路の途中における弁座を画定するハウジングと、弁座よりも上流側において通路に面するようにハウジング内に配置され調圧作用を及ぼすダイヤフラムと、ダイヤフラムと連動すると共に弁座に対して着座及び離脱可能に移動する弁体と、弁体に係合して駆動力を及ぼすプランジャを含む電磁駆動ユニットとを備え、プランジャが所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部を含む、構成となっている。

上記比例電磁弁において、プランジャを弁体に向けて付勢する圧縮コイルバネを含む、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、規制部は、プランジャが圧縮コイルバネを圧縮する方向において、所定ストロークを超えて移動するのを規制するように設けられている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、所定ストロークは、圧縮コイルバネの密着長さを超えて圧縮コイルバネを過圧縮しないように設定されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、圧縮コイルバネを伸縮自在に収容する筒部材と、筒部材に固定されて圧縮コイルバネを受けるバネ受け部材を含む、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、バネ受け部材は、圧縮コイルバネの設定荷重を調整し得るべく筒部材に螺合された調整ネジである、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、規制部は、バネ受け部材に形成されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、規制部は、筒部材の内壁に形成されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において規制部は、バネ受け部材又は筒部材において環状に形成されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、規制部は、バネ受け部材においてバネ受け部材の軸線を通る柱状突部として形成されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、プランジャは、圧縮コイルバネの一端部を位置決めする位置決め部を有し、バネ受け部材は、圧縮コイルバネの他端部を位置決めする位置決め部を有する、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、筒部材及びバネ受け部材は、樹脂材料により形成されている、構成を採用してもよい。

上記比例電磁弁において、ハウジングは、弁体が弁座から離れた最大流量位置において、弁体の移動を規制するストッパを有する、構成を採用してもよい。

上記構成をなす比例電磁弁によれば、従来の問題点を解消して、所期の機能及び特性を維持することができる。

本発明に係る比例電磁弁の一実施形態を示すものであり、上方斜めから視た外観斜視図である。図１に示す比例電磁弁を下方斜めから視た外観斜視図である。図１に示す比例電磁弁の斜視断面図である。図１に示す比例電磁弁の動作を説明するものであり、電磁駆動ユニットが非駆動で弁体が閉弁した休止状態を示す断面図である。図１に示す比例電磁弁の動作を説明するものであり、電磁駆動ユニットの駆動力により弁体が開弁した動作状態を示す断面図である。図１に示す比例電磁弁の動作を説明するものであり、電磁駆動ユニットの駆動力により弁体が最大流量位置まで開弁してストッパに当接した動作状態を示す断面図である。図１に示す比例電磁弁の一部をなす電磁駆動ユニット及び保持ユニットを示す斜視断面図である。プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが休止位置に停止した状態における断面図である。プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが外部振動等により移動して規制部に当接した状態における断面図である。本発明に係る比例電磁弁の他の実施形態を示すものであり、電磁駆動ユニット及び保持ユニットの断面図である。本発明に係る比例電磁弁のさらに他の実施形態を示すものであり、電磁駆動ユニット及び保持ユニットの斜視断面図である。図１１に示す実施形態において、プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが休止位置に停止した状態における断面図である。図１１に示す実施形態において、プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが外部振動等により移動して規制部に当接した状態における断面図である。本発明に係る比例電磁弁のさらに他の実施形態を示すものであり、電磁駆動ユニット及び保持ユニットの斜視断面図である。図１４に示す実施形態において、プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが休止位置に停止した状態における断面図である。図１４に示す実施形態において、プランジャ、規制部、及び圧縮コイルバネの相互関係を示すものであり、プランジャが外部振動等により移動して規制部に当接した状態における断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
一実施形態に係る比例電磁弁は、図１ないし図３に示すように、ガス給湯器のシステムに組み込まれて、ガス流体の流量を制御するものであり、弁ユニット１、電磁駆動ユニット２、保持ユニット３により構成されている。

弁ユニット１は、ハウジング１０、ダイヤフラム２０、弁体３０を備えている。
電磁駆動ユニット２は、プランジャ４０、ガイドスリーブ５０、ソレノイドコイル６０、ヨーク７０を備えている。
保持ユニット３は、筒部材８０、圧縮コイルバネ９０、バネ受け部材１００、ロックナット１１０を備えている。
そして、比例電磁弁は、弁体３０及びプランジャ４０が往復動する軸線Ｓを鉛直方向に方向付け、弁体３０が上側でプランジャ４０が下側に配置されるようにして、ガス給湯器のシステムに組み込まれる。

ハウジング１０は、アルミニウム等の金属材料を用いて成形されたハウジング本体１１及びハウジングカバー１２と、ステンレス鋼板等の金属材料を用いてプレス成形されたハウジングカバー１３により構成されている。

ハウジング本体１１は、入口１１ａ、開口部１１ｂ、通路１１ｃ、弁座１１ｄ、開口部１１ｅ、取付け部１１ｆ、フランジ部１１ｇを備えている。
入口１１ａ及び通路１１ｃは、ガス流体の通路として機能する。

入口１１ａは、電磁弁Ｖｉのオン／オフ制御により開閉されるガス導入通路ＩＰに連通するようになっている。
開口部１１ｂは、ハウジングカバー１２をハウジング本体１１に結合することにより閉塞される。
通路１１ｃは、ハウジング本体１１、ハウジングカバー１２、及びハウジングカバー１３の内側に配置されたダイヤフラム２０により画定される。

弁座１１ｄは、通路１１ｃの途中において環状に形成され、弁体３０の弁部３１が軸線Ｓ方向において離脱可能に着座し得るようになっている。
開口部１１ｅは、取付け部１１ｆに取り付けられたダイヤフラム２０により閉塞されるようになっている。
取付け部１１ｆは、ダイヤフラム２０の外縁部２１ａが嵌め込まれるように、環状凹部として形成されている。

フランジ部１１ｇは、略矩形の平板状に形成され、四隅においてネジ孔１１ｈを備えている。
フランジ部１１ｇには、ダイヤフラム２０の外縁部２１ａを挟み込んだ状態でハウジングカバー１３が組み付けられる。そして、ハウジングカバー１３の外側からヨーク７０のアウターヨーク７１が組み付けられて、ネジＢがフランジ部１１ｇのネジ孔１１ｈに捩じ込まれる。これにより、弁ユニット１及び電磁駆動ユニット２が一体的に固定される。

ハウジングカバー１２は、接合部１２ａ、ガス流体の通路としての出口１２ｂ、軸線Ｓ方向に下向きに突出するストッパ１２ｃを備えている。
接合部１２ａは、ハウジング本体１１の端面に密接して当接される。
そして、ハウジングカバー１２は、開口部１１ｂを閉塞するべく、接合部１２ａとハウジング本体１１の間にシールリングＳｒ１を挟み込んで当接され、不図示のネジによりハウジング本体１１に固定される。
出口１２ｂは、電磁弁Ｖｏのオン／オフ制御により開閉されるガス導出通路ＯＰに連通するようになっている。

ストッパ１２ｃは、図６に示すように、軸線Ｓ上において下方に突出するように形成され、弁体３０が弁座１１ｄからリフトした最大流量位置において、弁体３０の移動を規制するようになっている。
このように、ストッパ１２ｃにより弁体３０の最大流量位置を超える移動が規制されるため、弁体３０と連動するダイヤフラム２０の過移動又は過変形を防止でき、所期の機能を維持することができる。

ハウジングカバー１３は、図７に示すように、接合部１３ａ、ネジＢを通す４つの円孔１３ｂ、環状凹部１３ｃ、嵌合凹部１３ｄ、開口部１３ｅを備えている。
接合部１３ａは、ハウジング本体１１のフランジ部１１ｇに密接して当接される。
環状凹部１３ｃは、ダイヤフラム２０よりも鉛直方向の下側において、ダイヤフラム２０の変形による移動を許容する空間を画定するように形成されている。
嵌合凹部１３ｄは、電磁駆動ユニット２に含まれるガイドスリーブ５０がシールリングＳｒ２と一緒に嵌め込まれるように形成されている。
開口部１３ｅは、軸線Ｓを中心とする円形孔として形成され、所定の隙間をおいて弁体３０の下側軸部３２ｃを通すように形成されている。
そして、開口部１３ｅは、ダイヤフラム２０とハウジングカバー１３との間に画定される背圧室１１ｊをガイドスリーブ５０内に連通させる役割をなす。

ダイヤフラム２０は、開口部１１ｅを覆うように形成された弾性変形可能なゴム盤２１、円板状の座金２２、固定リング２３を備えている。
ゴム盤２１は、ハウジング本体１１の取付け部１１ｆに嵌め込まれる外縁部２１ａ、弁体３０の嵌合軸部３２ｂを通す円孔２１ｂを備えている。
座金２２は、ゴム盤２１の中央領域を保持するように形成され、弁体３０の嵌合軸部３２ｂを通す円孔２２ａを備えている。
固定リング２３は、ハウジングカバー１３の開口部１３ｅよりも小さい外径をなし、ゴム盤２１及び座金２２を弁体３０のロッド部３２に固定するべく、下側軸部３２ｃに圧入されて固定される。
尚、固定リング２３の替わりに、下側軸部３２ｃに捩じ込まれて固定されるプッシュナットが採用されてもよい。

すなわち、ダイヤフラム２０は、弁座１１ｄよりも上流側において通路１１ｃに面するようにハウジング１０内に配置され、軸線Ｓ方向に移動する弁体３０に連動するようになっている。
そして、ダイヤフラム２０は、弁座１１ｄよりも上流側の通路１１ｃ内の圧力が変動したとき、その変動をキャンセルするように調圧作用を及ぼす役割をなす。
例えば、弁座１１ｄよりも上流側の通路１１ｃ内において、ガス流体の圧力が上昇したとき、ダイヤフラム２０が下方に弾性変形して弁体３０を閉じる側に移動させる。
一方、ガス流体の圧力が低下したとき、ダイヤフラム２０が上方に弾性変形して弁体３０を開く側に移動させる。
このように、ダイヤフラム２０が軸線Ｓ方向に弾性変形することにより、ガス流体の圧力変動によるガス流量の変動が抑制されるようになっている。

また、ダイヤフラム２０は、図４に示すように、弁体３０が弁座１１ｄに着座した休止状態でゴム盤２１が弾性変形していない成形形態にあり、図５及び図６に示すように、弁体３０が弁座１１ｄから離れて上方にリフトした状態でもゴム盤２１の弾性変形による抗力が弁体３０に極力作用しないように形成されている。これにより、弁体３０を円滑に移動させることができる。

弁体３０は、金属材料により形成され、弁部３１、弁部３１が固定されると共に軸線Ｓ方向に伸長するロッド部３２を備えている。
弁部３１は、軸線Ｓを中心とする円盤状をなし、外周領域において弁座１１ｄに着座する円錐状の傾斜面３１ａを備えている。
ロッド部３２は、上側軸部３２ａ、嵌合軸部３２ｂ、下側軸部３２ｃを備えている。

上側軸部３２ａは、ストッパ１２ｃに離脱可能に当接するべく、弁部３１から軸線Ｓ方向の上向き突出して形成されている。
嵌合軸部３２ｂは、ロッド部３２に対してダイヤフラム２０を固定するべく、ゴム盤２１及び座金２２の円孔２１ｂ，２２ａに嵌合されるように形成されている。
下側軸部３２ｃは、ゴム盤２１及び座金２２を押圧する固定リング２３が固定される共に、その下端部がプランジャ４０に離脱可能に当接するべく、嵌合軸部３２ｂから軸線Ｓ方向の下向き伸長して形成されている。
すなわち、弁体３０は、軸線Ｓ方向において、ダイヤフラム２０と連動すると共に弁座１１ｄに対して着座及び離脱可能に移動する。

プランジャ４０は、略円柱状をなす可動鉄心であり、ガイドスリーブ５０内に摺動自在に配置される形状をなし、図８に示すように、上側当接部４１、バネ受け面４２、位置決め部４３、下側当接部４４、肉抜き部４５を備えている。

上側当接部４１は、円形の平坦面として形成され、弁体３０の下側軸部３２ｃと離脱可能に当接するように形成されている。
バネ受け面４２は、環状の平坦面として形成され、軸線Ｓ方向において圧縮コイルバネ９０の上端部９１を受ける。
位置決め部４３は、軸線Ｓを中心として下方に突出する円柱突部として形成され、圧縮コイルバネ９０の上端部９１が軸線Ｓに対して水平方向に位置ずれしないように位置決めする役割をなす。
このように、位置決め部４３で圧縮コイルバネ９０の上端部９１を位置決めすることにより、圧縮コイルバネ９０の位置ずれや倒れを防止できる。

下側当接部４４は、位置決め部４３の下端に位置する円形の平坦面として画定され、バネ受け部材１００に形成された規制部としての柱状突部１０３に離脱可能に当接するように形成されている。
肉抜き部４５は、ガイドスリーブ５０の内壁面とプランジャ４０の外周面との間に隙間を画定するべく、外周面の一部を軸線Ｓ方向に沿ってカットするように形成されている。
そして、肉抜き部４５は、ダイヤフラム２０の下側の背圧室１１ｊと筒部材８０に形成された背圧孔８６とを連通させる役割をなす。
すなわち、プランジャ４０は、軸線Ｓ方向において弁体３０に当接して、すなわち、弁体３０に係合して、駆動力を及ぼすようになっている。

ガイドスリーブ５０は、ステンレス等の金属材料を用いて円筒状に形成され、プランジャ４０を軸線Ｓ方向に摺動自在にガイドする役割をなす。
そして、ガイドスリーブ５０は、ヨーク７０の嵌合孔７１ａ，７２ａに嵌合されると共に、上端領域がシールリングＳｒ２によりシールされてハウジングカバー１３の開口部１３ｅの周りに位置付けられ、下端領域がシールリングＳｒ３によりシールされて筒部材８０の嵌合内壁部８３に嵌合されて組み込まれる。
ここで、ガイドスリーブ５０の上端面は、ハウジングカバー１３に対して接するか又は僅かな隙間をおいて配置され、ガイドスリーブ５０の下端面は、筒部材８０の嵌合内壁部８３の段差面に対して接するか又は僅かな隙間をおいて配置される。
これにより、ガイドスリーブ５０は、組み付け時に軸線Ｓ方向に押圧されることなく組み付けられるため、ガイドスリーブ５０の変形が防止される。それ故に、プランジャ４０は円滑にガイドされる。

ソレノイドコイル６０は、軸線Ｓを中心として、ヨーク７０に保持された樹脂製のボビン６１の周りに巻回されている。
ボビン６１は、ソレノイドコイル６０から延出する二本の端子６１ａを備えている。
そして、ボビン６１は、ソレノイドコイル６０を巻回した状態で、アウターヨーク７１とインナーヨーク７２の間に挟み込まれて保持されると共に、インナーヨーク７２の嵌合筒部７２ｂにより軸線Ｓ上に位置決めされている。

ヨーク７０は、軟鉄等により形成されて磁力線を通す磁路として機能するものであり、アウターヨーク７１、インナーヨーク７２、エンドヨーク７３により構成されている。
アウターヨーク７１は、略コ字状に屈曲して形成され、軸線Ｓ上に位置する嵌合孔７１ａ、二つの脚部７１ｂ、４つの腕部７１ｃ、ネジＢを通す４つの円孔７１ｄ、２つの連結部７１ｅを備えている。
インナーヨーク７２は、略矩形の平板状に形成され、軸線Ｓ上に位置する嵌合孔７２ａ、ボビン６１を位置決めする嵌合筒部７２ｂ、アウターヨーク７１の連結部７１ｅに連結される２つの連結部７２ｃを備えている。
エンドヨーク７３は、略矩形の平板状に形成され、軸線Ｓ上に位置する嵌合孔７３ａ、筒部材８０の鍔部８１を保持する環状凹部７３ｂ、筒部材８０の位置決め部８２を嵌め込んで位置決めする２つの切り欠き７３ｃ、アウターヨーク７１の連結部７１ｅに連結される２つの連結部７３ｄを備えている。

筒部材８０は、図７及び図８に示すように、樹脂材料を用いて略円筒状に形成され、鍔部８１、２つの位置決め部８２、嵌合内壁部８３、内壁面に形成された雌ネジ部８４、端面８５、背圧孔８６を備えている。
鍔部８１は、エンドヨーク７３の環状凹部７３ｂに保持され、インナーヨーク７２とエンドヨーク７３で挟み込まれて保持される。
位置決め部８２は、鍔部８１から突出して形成され、エンドヨーク７３の切り欠き７３ｃに嵌め込まれて、軸線Ｓ回りの角度位置が位置決めされる。
嵌合内壁部８３は、圧縮コイルバネ９０が収容される内壁面よりも大きい内径に形成されて、ガイドスリーブ５０の下端領域が嵌合されるように形成されている。
雌ネジ部８４は、バネ受け部材１００の雄ネジ部１０４が螺合されるものであり、圧縮コイルバネ９０の設定荷重を調整可能とする範囲に亘って形成されている。
背圧孔８６は、ガイドスリーブ５０の内部通路及びプランジャ４０の肉抜き部４５を通して、背圧室１１ｊを大気圧にするために大気に開放される。
尚、ガス給湯器の設置場所が圧力の変動を伴う環境の場合には、背圧孔８６がガス給湯器のシステム内、例えば燃焼室に接続されてもよい。

筒部材８０は、エンドヨーク７３の嵌合孔７３ａに通され、ガイドスリーブ５０の下端領域が嵌合内壁部８３に嵌合されつつ、鍔部８１がシールリングＳｒ３と一緒にエンドヨーク７３とインナーヨーク７２に挟み込まれて組み付けられる。
そして、筒部材８０の内部に圧縮コイルバネ９０が挿入され、バネ受け部材１００が捩じ込まれることにより、圧縮コイルバネ１００を軸線Ｓ方向において伸縮自在に収容するようになっている。

圧縮コイルバネ９０は、プランジャ４０を弁体３０に向けて付勢するものであり、一端部としての上端部９１、他端部としての下端部９２を備えている。
そして、圧縮コイルバネ９０は、上端部９１がプランジャ４０のバネ受け面４２に当接し、下端部９２がバネ受け部材１００のバネ受け面１０１に当接して、軸線Ｓ方向に伸縮するように配置される。
この組み付け状態において、バネ受け部材１００の捩じ込み量が適宜調整されて、圧縮コイルバネ９０が及ぼす付勢力が、所望される設定荷重に設定される。

すなわち、圧縮コイルバネ９０は、軸線Ｓ方向において弁体３０及びダイヤフラム２０並びにプランジャ４０の重量を支えると共に弁体３０を休止位置に位置付けるべく、プランジャ４０に対して鉛直方向の上向きに付勢力を及ぼす役割をなす。
ここで、圧縮コイルバネ９０は、所定線径の素線が螺旋状に等間隔で巻かれて複数のコイルを含む形態に形成されている。そして、圧縮コイルバネ９０が軸線Ｓ方向に圧縮されて、各々のコイル同士が密着した状態における軸線Ｓ方向のバネ長さが、「密着長さ」に相当する。

バネ受け部材１００は、樹脂材料を用いて形成され、バネ受け面１０１、位置決め部１０２、規制部としての柱状突部１０３、雄ネジ部１０４、頭部１０５を備えている。
バネ受け面１０１は、環状の平坦面として形成され、軸線Ｓ方向において圧縮コイルバネ９０の下端部９２を受ける。
位置決め部１０２は、柱状突部１０３の付け根領域により画定される円柱領域であり、圧縮コイルバネ９０の下端部９２が軸線Ｓに対して水平方向に位置ずれしないように位置決めする役割をなす。
このように、位置決め部１０２で圧縮コイルバネ９０の下端部９２を位置決めすることにより、圧縮コイルバネ９０の位置ずれや倒れを防止できる。

柱状突部１０３は、軸線Ｓ上において上方に向かって先細りつつ伸長する円錐台形状に形成されており、プランジャ４０の下側当接部４４と離脱可能に当接する。
このように、プランジャ４０の移動を規制する規制部として、バネ受け部材１００に形成された柱状突部１０３を採用するため、圧縮コイルバネ９０としては筒部材８０に収容できる範囲でコイル径が比較的大きいものを使用することができる。
雄ネジ部１０４は、圧縮コイルバネ９０の設定荷重を調整可能とする範囲に亘って筒部材８０の雌ネジ部８４と螺合し得ると共に、筒部材８０よりも下方においてロックナット１１０が螺合されるように形成されている。
頭部１０５は、バネ受け部材１００を捩じ込むための工具を連結可能な形態に形成されている。

すなわち、バネ受け部材１００は、筒部材８０に固定されて圧縮コイルバネ９０を受けると共に、バネ受け部材１００に形成された柱状突部１０３は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向において所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部として機能する。
ここでは、プランジャ４０は、図８に示す休止位置から圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向に移動するとき、圧縮コイルバネ９０が密着長さに圧縮される位置に至る前に、図９に示すように、プランジャ４０が柱状突部１０３に当接し、プランジャ４０の移動が規制される。
換言すれば、規制部としての柱状突部１０３は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０の密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように設定されている。

これによれば、プランジャ４０が所定ストロークを超えて移動しないように柱状突部１０３により規制されるため、運搬等の際に比例電磁弁が外部から振動を受けた場合にプランジャ４０が過移動するのを防止できる。それ故に、過移動によるプランジャ４０と他部品との衝突や衝撃力による変形や位置ずれを防止できる。
また、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０に及ぼす圧縮力を抑制することができ、圧縮コイルバネ９０の反力による振動の増幅を防止できる。
特に、プランジャ４０の移動が、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように規制されるため、比例電磁弁が外部から振動を受けても、圧縮コイルバネ９０の過圧縮によるヘタリや倒れを防止できる。その結果、バネ特性や設定荷重を所期の設定状態に維持することができる。

また、ハウジング１０にストッパ１２ｃを設けたことにより、プランジャ４０が休止位置から弁体３０を開弁させる方向に移動するとき、弁体３０を介して、プランジャ４０が所定ストロークを超えて移動しないように規制されるため、運搬等の際に比例電磁弁が外部から振動を受けた場合にプランジャ４０が過移動するのを防止できる。それ故に、過移動によるプランジャ４０と他部品との衝突や衝撃力による変形や位置ずれを防止でき、又、過移動によるダイヤフラム２０の性能劣化や破損等を防止できる。

さらに、規制部としての柱状突部１０３がバネ受け部材１００に形成されているため、バネ受け部材１００の捩じ込み量が変動しても、バネ受け部材１００の圧縮コイルバネ９０を受ける位置（バネ受け面１０１）から柱状突部１０３の上端面までの距離を一定に維持することができる。
それ故に、設定荷重を変更しても、上記の所定ストロークを、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しない長さに維持することができる。

上記のように、筒部材８０及びバネ受け部材１００を採用したことにより、筒部材８０の内側に圧縮コイルバネ９０を挿入し、圧縮コイルバネ９０を圧縮しつつバネ受け部材１００を筒部材８０に固定することで、圧縮コイルバネ９０を容易に組み付けることができる。
特に、バネ受け部材１００が筒部材８０に螺合された調整ネジであるため、圧縮コイルバネ９０を圧縮しつつバネ受け部材１００を筒部材８０に捩じ込むことで、圧縮コイルバネ９０の設定荷重を容易に調整することができる。
また、バネ受け部材１００が樹脂材料で形成されているため、規制部としての柱状突部１０３をバネ受け部材１００に対して容易に一体成形することができる。

さらに、バネ受け部材１００の雄ネジ部１０４には、ロックナット１１０が螺合されているため、バネ受け部材１００が所望される位置まで捩じ込まれた後に、ロックナット１１０を筒部材８０の端面８５に当接するまで移動させてロックさせることにより、バネ受け部材１００を筒部材８０に対して堅固に固定することができる。
それ故に、バネ受け部材１００に規制部としての柱状突部１０３を設けても、バネ受け部材１００の緩みや位置ずれを防止しつつ、プランジャ４０の衝撃力を確実に受け止めることができる。

上記比例電磁弁の組み付けは、以下の手順にて行われる。
組付け作業に際して、ハウジング本体１１、ハウジングカバー１２、ハウジングカバー１３、ダイヤフラム２０、弁体３０、プランジャ４０、ガイドスリーブ５０、ソレノイドコイル６０が巻回されたボビン６１、アウターヨーク７１、インナーヨーク７２、エンドヨーク７３、筒部材８０、圧縮コイルバネ９０、バネ受け部材１００、ロックナット１１０等が準備される。

先ず、ハウジング本体１１の開口部１１ｂを通して、ハウジング本体１１に弁体３０が挿入される。
続いて、ハウジング本体１１内に配置された弁体３０の嵌合軸部３２ｂに対して、開口部１１ｅを通し、ダイヤフラム２０のゴム盤２１及び座金２２が装着され、その外側から固定リング２３が下側軸部３２ｃに固定される。これにより、ダイヤフラム２０が弁体３０と連動するように組み付けられる。
続いて、ハウジングカバー１２が、開口部１１ｂを閉塞するようにハウジング本体１１に固定され、ハウジングカバー１３が、ダイヤフラム２０の外縁部２１ａを挟み込むようにしてセットされる。

次に、ソレノイドコイル６０を巻回したボビン６１が、インナーヨーク７２に組み付けられる。
続いて、アウターヨーク７１及びインナーヨーク７２が、ボビン６１を挟み込むようにして組み付けられる。
続いて、ガイドスリーブ５０が、アウターヨーク７１及びインナーヨーク７２の嵌合孔７１ａ，７２ａに嵌合されて組み付けられる。
続いて、筒部材８０を組み付けたエンドヨーク７３が、アウターヨーク７１に組み付けられる。
続いて、プランジャ４０が筒部材８０を通してガイドスリーブ５０内に挿入され、圧縮コイルバネ９０が筒部材８０に挿入される。
そして、ロックナット１１０を組み付けたバネ受け部材１００が、筒部材８０に捩じ込まれて組み付けられる。
これにより、電磁駆動ユニット２及び保持ユニット３の組み付けが完了する。

最後に、アウターヨーク７１がハウジングカバー１３に重なるように組み合わせられ、ネジＢがネジ孔１１ｈに捩じ込まれて、弁ユニット１、電磁駆動ユニット２及び保持ユニット３が一体的に組み付けられて、比例電磁弁の組み付けが完了する。
その後、バネ受け部材１００の捩じ込み量が調整されて、ロックナット１１０によりロックされ、圧縮コイルバネ９０の設定荷重が所望の値に調整される。
上記の作業手順は、一例であって、これに限定されるものではなく、その他の手順を採用することができる。

次に、上記比例電磁弁が、ガス給湯器のシステムに組み込まれた状態での動作について説明する。
先ず、作動停止の状態において、電磁弁Ｖｉ，Ｖｏは閉弁し、ソレノイドコイル６０は非通電で、図４に示すように、弁体３０は、弁座１１ｄに着座して閉弁した休止位置にある。
この停止状態から、制御機器により燃焼動作の開始信号が発せられると、電磁弁Ｖｉ，Ｖｏが適宜開弁されると共に、ソレノイドコイル６０が通電されて、プランジャ４０の駆動力が作用し、弁体３０は、図５に示すように弁座１１ｄからリフトして開弁する。
そして、制御信号に応じて、ソレノイドコイル６０の通電がＰＷＭ制御されて、要求される弁開度に調整される。

尚、弁体３０が、図６に示すように最大リフトすると、ストッパ１２ｃに当接してそれ以上の移動が規制される。
一方、制御機器により燃焼停止の信号が発せられると、電磁弁Ｖｉ，Ｖｏが適宜閉弁されると共に、ソレノイドコイル６０が非通電とされて、プランジャ４０の駆動力が作用しなくなり、弁体３０は、図４に示すように、自重により弁座１１ｄに着座して閉弁する。

図１０は、図８及び図９に示す実施形態におけるプランジャ４０及びバネ受け部材１００を、プランジャ１４０及びバネ受け部材２００に変更した実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

この実施形態において、プランジャ１４０は、略円柱状をなす可動鉄心であり、ガイドスリーブ５０内に摺動自在に配置される形状をなし、上側当接部４１、バネ受け面１４２、位置決め部１４３、下側当接部１４４、肉抜き部４５を備えている。

バネ受け面１４２は、軸線Ｓを中心とする円形の平坦面として形成され、圧縮コイルバネ９０の上端部９１を受ける。
位置決め部１４３は、軸線Ｓを中心とする円環状凹部の内側面により画定され、圧縮コイルバネ９０の上端部９１が軸線Ｓに対して水平方向に位置ずれしないように位置決めする役割をなす。
このように、位置決め部１４３で圧縮コイルバネ９０の上端部９１を位置決めすることにより、圧縮コイルバネ９０の位置ずれや倒れを防止できる。
下側当接部１４４は、バネ受け面１４２から軸線Ｓ方向の下向きに突出する円筒状に形成され、バネ受け部材２００に形成された規制部としての円環状突部２０３に離脱可能に当接するように形成されている。

バネ受け部材２００は、樹脂材料を用いて形成され、バネ受け面２０１、位置決め部２０２、規制部としての円環状突部２０３、雄ネジ部１０４、頭部１０５を備えている。
バネ受け面２０１は、軸線Ｓを中心とする円形の平坦面として形成され、軸線Ｓ方向において圧縮コイルバネ９０の下端部９２を受ける。
位置決め部２０２は、軸線Ｓを中心とする円環状凹部の内側面により画定され、圧縮コイルバネ９０の下端部９２が軸線Ｓに対して水平方向に位置ずれしないように位置決めする役割をなす。
このように、位置決め部２０２で圧縮コイルバネ９０の下端部９２を位置決めすることにより、圧縮コイルバネ９０の位置ずれや倒れを防止できる。
円環状突部２０３は、バネ受け面２０１から軸線Ｓ方向の上向きに突出する円筒形状に形成されており、プランジャ１４０の下側当接部１４４と離脱可能に当接する。

そして、バネ受け部材２００は、筒部材８０に固定されて圧縮コイルバネ９０を受けると共に、バネ受け部材２００に形成された円環状突部２０３は、プランジャ１４０が圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向において所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部として機能する。
すなわち、規制部としての円環状突部２０３は、プランジャ１４０が圧縮コイルバネ９０の密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように設定されている。

これによれば、プランジャ１４０が所定ストロークを超えて移動しないように円環状突部２０３により規制されるため、運搬等の際に比例電磁弁が外部から振動を受けた場合にプランジャ１４０が過移動するのを防止できる。それ故に、過移動によるプランジャ１４０と他部品との衝突や衝撃力による変形や位置ずれを防止できる。
また、プランジャ１４０が圧縮コイルバネ９０に及ぼす圧縮力を抑制することができ、圧縮コイルバネ９０の反力による振動の増幅を防止できる。
特に、プランジャ１４０の移動が、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように規制されるため、比例電磁弁が外部から振動を受けても、圧縮コイルバネ９０の過圧縮によるヘタリや倒れを防止できる。その結果、バネ特性や設定荷重を所期の設定状態に維持することができる。

さらに、規制部としての円環状突部２０３がバネ受け部材２００に形成されているため、バネ受け部材２００の捩じ込み量が変動しても、バネ受け部材２００の圧縮コイルバネ９０を受ける位置（バネ受け面２０１）から円環状突部２０３の上端面までの距離を一定に維持することができる。
それ故に、設定荷重を変更しても、上記の所定ストロークを、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しない長さに維持することができる。
その他、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。尚、比例電磁弁の動作は前述と同様である。

図１１ないし図１３は、図７ないし図９に示す実施形態における筒部材８０及びバネ受け部材１００を、筒部材１８０及びバネ受け部材２１０に変更した実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

この実施形態において、筒部材１８０は、樹脂材料を用いて略円筒状に形成され、鍔部８１、２つの位置決め部８２、嵌合内壁部８３、内壁面に形成された雌ネジ部１８４、背圧孔１８５ａを画定するパイプ部１８５、拡大内径面１８６、環状段差面１８７を備えている。

雌ネジ部１８４は、バネ受け部材２１０の雄ネジ部２１４が螺合されるものであり、圧縮コイルバネ９０の設定荷重を調整可能とする範囲に亘って形成されている。
背圧孔１８５ａは、ガイドスリーブ５０の内部通路及びプランジャ４０の肉抜き部４５を通して、背圧室１１ｊをガス給湯器のシステム内の燃焼室に連通させる。すなわち、パイプ部１８５が、配管を介してガス給湯器の燃焼室に接続される。
拡大内径面１８６は、バネ受け部材２１０の頭部２１５を受け入れると共に頭部２１５に嵌め込まれたシールリングＳｒ４を密接させるように形成されている。
環状段差面１８７は、バネ受け部材２１０の頭部２１５を当接させて、それ以上の捩じ込みを規制する役割をなす。

バネ受け部材２１０は、樹脂材料を用いて形成され、バネ受け面１０１、位置決め部１０２、規制部としての柱状突部１０３、雄ネジ部２１４、頭部２１５、頭部２１５の外周に形成された環状溝２１６を備えている。

雄ネジ部２１４は、圧縮コイルバネ９０の設定荷重を調整可能とする範囲に亘って筒部材１８０の雌ネジ部１８４と螺合し得るように形成されている。
頭部２１５は、その下端面がバネ受け部材２１０を捩じ込むための工具を連結可能な形態に形成され、又、その外輪郭が筒部材１８０の拡大内径面１８６に挿入される寸法に形成されている。
そして、頭部２１５は、筒部材１８０の拡大内径面１８６に臨むように収容され、その軸線Ｓ方向の上端面が筒部材１８０の環状段差部１８７に当接することで、バネ受け部材２１０の捩じ込みが規制される。
環状溝２１６は、筒部材１８０の拡大内径面１８６と協働してシールするシールリングＳｒ４を嵌め込めるように形成されている。

この実施形態によれば、バネ受け部材２１０が、筒部材１８０の内部に収容される形態に形成されているため、筒部材１８０の下方にバネ受け部材２１０が突出しない。
したがって、筒部材１８０の下方に近接させて他の部品を配置することができ、ガス給湯器のシステムにおいて、部品の集約化を達成することができる。
また、前述同様に、バネ受け部材２１０は、筒部材１８０に固定されて圧縮コイルバネ９０を受けると共に、バネ受け部材２１０に形成された柱状突部１０３は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向において所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部として機能する。

ここでは、プランジャ４０は、図１２に示す休止位置から圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向に移動するとき、圧縮コイルバネ９０が密着長さに圧縮される位置に至る前に、図１３に示すように、プランジャ４０が柱状突部１０３に当接し、プランジャ４０の移動が規制される。
換言すれば、バネ受け部材２１０に形成された規制部としての柱状突部１０３は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０の密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように設定されている。

さらに、規制部としての柱状突部１０３がバネ受け部材２１０に形成されているため、バネ受け部材２１０の捩じ込み量が変動しても、バネ受け部材２１０の圧縮コイルバネ９０を受ける位置（バネ受け面１０１）から柱状突部１０３の上端面までの距離を一定に維持することができる。
それ故に、設定荷重を変更しても、上記の所定ストロークを、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しない長さに維持することができる。
その他、前述の実施形態と同様の作用効果が得られる。

図１４ないし図１６は、図１１ないし図１３に示す実施形態における筒部材１８０及びバネ受け部材２１０を筒部材２８０及びバネ受け部材３１０に変更した実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

この実施形態において、筒部材２８０は、樹脂材料を用いて略円筒状に形成され、鍔部８１、２つの位置決め部８２、嵌合内壁部８３、内壁面に形成された雌ネジ部１８４、背圧孔１８５ａを画定するパイプ部１８５、拡大内径面１８６、環状段差面１８７、規制部としての環状段差部２８８を備えている。
環状段差部２８８は、圧縮コイルバネ９０を収容する内壁面から内側に突出する円環状に形成され、プランジャ４０のバネ受け面４２の外縁領域と離脱可能に当接する。

バネ受け部材３１０は、樹脂材料を用いて形成され、バネ受け面１０１、位置決め部３１２、雄ネジ部２１４、頭部２１５、頭部２１５の外周に形成された環状溝２１６を備えている。
位置決め部３１２は、軸線Ｓを中心として上方に突出する円柱突部として形成され、圧縮コイルバネ９０の下端部９２が軸線Ｓに対して水平方向に位置ずれしないように位置決めする役割をなす。
このように、位置決め部３１２で圧縮コイルバネ９０の下端部９２を位置決めすることにより、圧縮コイルバネ９０の位置ずれや倒れを防止できる。

この実施形態によれば、バネ受け部材３１０が、筒部材２８０の内部に収容される形態に形成されているため、筒部材２８０の下方にバネ受け部材３１０が突出しない。
したがって、筒部材２８０の下方に近接させて他の部品を配置することができ、ガス給湯器のシステムにおいて、部品の集約化を達成することができる。
また、筒部材２８０に形成された環状段差部２８８は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向において所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部として機能する。

ここでは、プランジャ４０は、図１５に示す休止位置から圧縮コイルバネ９０を圧縮する方向に移動するとき、圧縮コイルバネ９０が密着長さに圧縮される位置に至る前に、図１６に示すように、プランジャ４０が環状段差部２８８に当接し、プランジャ４０の移動が規制される。
換言すれば、筒部材２８０に形成された規制部としての環状段差部２８８は、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０の密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように設定されている。

これによれば、プランジャ４０が所定ストロークを超えて移動しないように環状段差部２８８により規制されるため、運搬等の際に比例電磁弁が外部から振動を受けた場合にプランジャ４０が過移動するのを防止できる。それ故に、過移動によるプランジャ４０と他部品との衝突や衝撃力による変形や位置ずれを防止できる。
また、プランジャ４０が圧縮コイルバネ９０に及ぼす圧縮力を抑制することができ、圧縮コイルバネ９０の反力による振動の増幅を防止できる。

特に、プランジャ４０の移動が、密着長さを超えて圧縮コイルバネ９０を過圧縮しないように規制されるため、比例電磁弁が外部から振動を受けても、圧縮コイルバネ９０の過圧縮によるヘタリや倒れを防止できる。その結果、バネ特性や設定荷重を所期の設定状態に維持することができる。
さらに、プランジャ４０の移動を規制する規制部としての環状段差部２８８は、筒部材２８０の内壁に形成されているため、バネ受け部材３１０に対する衝撃力の影響を抑制ないし防止でき、プランジャ４０の衝撃力を確実に受け止めることができる。

上記実施形態においては、プランジャ４０を鉛直方向の上向きに付勢する圧縮コイルバネ９０を備えた比例電磁弁を示したが、これに限定されるものではなく、圧縮コイルバネが不要な構成においても、規制部を採用することでプランジャの過移動を防止できる。
それ故に、過移動によるプランジャと他部品との衝突や衝撃力による変形や位置ずれを防止でき、所期の性能及び特性を維持することができる。

上記実施形態においては、プランジャの移動を規制する規制部として、バネ受け部材１００，２１０に形成された柱状突部１０３、バネ受け部材２００に形成された円環状突部２０３、又は、筒部材２８０に形成された環状段差部２８８を示したが、これに限定されるものではなく、プランジャが所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部であれば、その他の形態を採用してもよい。

上記実施形態においては、流体の通路及び弁座を画定するハウジングとして、ハウジング本体１１、ハウジングカバー１２、及びハウジングカバー１３により構成されるハウジング１０を示したが、これに限定されるものではなく、その他の形態を採用することができる。
上記実施形態においては、ヨークとして、アウターヨーク７１、インナーヨーク７２、エンドヨーク７３により構成されるヨーク７０を示したが、これに限定されるものではなく、その他の構成又は形態をなすヨークを採用してもよい。

以上述べたように、本発明の比例電磁弁は、プランジャの過移動を防止して所期の機能及び特性を維持できるため、ガス流体の流量を制御する比例電磁弁として適用できるのは勿論のこと、その他の流体の流量を制御するシステムにおいても有用である。

Ｓ軸線
２電磁駆動ユニット
１０ハウジング
１１ハウジング本体（ハウジング）
１２ハウジングカバー（ハウジング）
１３ハウジングカバー（ハウジング）
１１ｃ通路
１１ｄ弁座
１２ｃストッパ
２０ダイヤフラム
３０弁体
４０プランジャ
４３位置決め部
８０筒部材
９０圧縮コイルバネ
９１上端部（一端部）
９２下端部（他端部）
１００バネ受け部材（調整ネジ）
１０２位置決め部
１０３柱状突部（規制部）
１４０プランジャ
１４３位置決め部
１８０筒部材
２００バネ受け部材（調整ネジ）
２０２位置決め部
２０３円環状突部（規制部）
２１０バネ受け部材（調整ネジ）
２８０筒部材
２８８環状段差部（規制部）
３１０バネ受け部材（調整ネジ）
３１２位置決め部

Claims

流体の通路及び前記通路の途中における弁座を画定するハウジングと、
前記弁座よりも上流側において前記通路に面するように前記ハウジング内に配置され調圧作用を及ぼすダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムと連動すると共に前記弁座に対して着座及び離脱可能に移動する弁体と、
前記弁体に係合して駆動力を及ぼすプランジャを含む電磁駆動ユニットと、を備え、
前記プランジャが所定ストロークを超えて移動するのを規制する規制部を含む、
ことを特徴とする比例電磁弁。
前記プランジャを前記弁体に向けて付勢する圧縮コイルバネを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の比例電磁弁。
前記規制部は、前記プランジャが前記圧縮コイルバネを圧縮する方向において、前記所定ストロークを超えて移動するのを規制するように設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の比例電磁弁。
前記所定ストロークは、前記圧縮コイルバネの密着長さを超えて前記圧縮コイルバネを過圧縮しないように設定されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の比例電磁弁。
前記圧縮コイルバネを伸縮自在に収容する筒部材と、前記筒部材に固定されて前記圧縮コイルバネを受けるバネ受け部材を含む、
ことを特徴とする請求項２ないし４いずれか一つに記載の比例電磁弁。
前記バネ受け部材は、前記圧縮コイルバネの設定荷重を調整し得るべく前記筒部材に螺合された調整ネジである、
ことを特徴とする請求項５に記載の比例電磁弁。
前記規制部は、前記バネ受け部材に形成されている、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の比例電磁弁。
前記規制部は、前記筒部材の内壁に形成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の比例電磁弁。
前記規制部は、環状に形成されている、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の比例電磁弁。
前記規制部は、前記バネ受け部材の軸線を通る柱状突部として形成されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の比例電磁弁。
前記プランジャは、前記圧縮コイルバネの一端部を位置決めする位置決め部を有し、
前記バネ受け部材は、前記圧縮コイルバネの他端部を位置決めする位置決め部を有する、
ことを特徴とする請求項５ないし１０いずれか一つに記載の比例電磁弁。
前記筒部材及び前記バネ受け部材は、樹脂材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項５ないし１１いずれか一つに記載の比例電磁弁。
前記ハウジングは、前記弁体が前記弁座から離れた最大流量位置において、前記弁体の移動を規制するストッパを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし１２いずれか一つに記載の比例電磁弁。