JP3318116B2 - ステップ流量制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステップ流量制御弁に
関し、特に冷凍サイクルにて冷媒の絞り流量制御や蒸発
圧力制御などを多段階に行うステップ流量制御弁に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】空調装置などの冷凍サイクルにて冷媒の
絞り流量制御や蒸発圧力制御などを多段階に行うステッ
プ流量制御弁は特開平３−１１３１８３号公報、特開平
４−３４０３５６号公報に示されている。これらのステ
ップ流量制御弁は多段階式のリニアソレノイド装置によ
り弁体を軸線方向に多段階に駆動し、弁体の開弁位置に
応じて流量制御を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リニアソレノイド装置
を弁駆動アクチュエータとするステップ流量制御弁にお
いては、リニアソレノイド装置の磁力により弁体を開弁
位置に維持するから、弁体の開弁保持力はリニアソレノ
イド装置の磁気性能により決まり、これには限度があ
る。このため弁体に作用する流体圧が高いと、弁開度が
不安定になり、信頼性の高い流量制御が行われなくな
る。

【０００４】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、弁体が所定の開弁位置に位置するこ
とを磁力に依存することなく確実に維持して信頼性の高
い流量制御を行い、しかもその開弁状態の維持のために
電磁コイルに連続通電する必要がない省電力型のステッ
プ流量制御弁を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、本発明によるステップ流量制御弁は、弁座部を
有する弁本体と、前記弁本体に対して軸線方向に移動す
ることにより前記弁座部と共働して流量制御を行う弁体
と、前記弁体を閉弁方向へ付勢する戻しばねと、前記弁
体の開閉弁方向に移動可能に設けられた開弁駆動プラン
ジャと、前記開弁駆動プランジャと前記弁体との間に設
けられ前記開弁駆動プランジャの開弁方向移動により前
記開弁駆動プランジャと前記弁体とを接続するロック状
態になり前記開弁駆動プランジャの閉弁方向移動により
前記開弁駆動プランジャと前記弁体の相対変位を許す解
放状態になる一方向接続手段と、前記弁体の開弁方向へ
の移動を許して前記弁体の閉弁方向への移動を禁止する
逆止手段と、電磁コイルと永久磁石との組み合わせによ
り構成され前記電磁コイルに対する第一の方向の通電に
より前記開弁駆動プランジャを開弁方向へ駆動し前記電
磁コイルに対する前記第一の方向とは反対の第二の方向
の通電により前記一方向接続手段及び前記逆止手段を強
制的に解放状態にして前記弁体の自由状態にする磁気駆
動手段とを有していることを特徴としている。

【０００６】本発明によるステップ流量制御弁において
は、前記一方向接続手段は前記第一のプランジャに形成
されたテーパ状内周面と前記弁体のストレート外周面と
の間に配置されたボール、あるいは割溝付きテーパリン
グ部材により構成されていてよい。

【０００７】本発明によるステップ流量制御弁は、第一
の位置と第二の位置との間に移動可能に設けられ前記第
二の位置に位置することにより前記逆止手段を強制的に
解放状態にして前記弁体の自由状態にする閉弁用プラン
ジャを有し、当該閉弁用プランジャは前記磁気駆動手段
の前記電磁コイルに前記第二の方向の通電が行われるこ
とにより前記第二の位置へ駆動されることを詳細な特徴
としていてもよい。

【０００８】また本発明によるステップ流量制御弁にお
いては、前記一方向接続手段は前記弁体の前記開弁駆動
プランジャに対する閉弁方向への移動を拘束し、前記閉
弁用プランジャは前記第二の位置へ駆動されることによ
り前記逆止手段の強制解放に加えて前記一方向接続手段
を強制的に解放状態にすることを特徴としていてよい。

【０００９】また本発明によるステップ流量制御弁にお
いては、弁開度を所定の大きさに制限するため前記弁体
のストレート外周面の下部に前記逆止手段を強制的に解
放する段差を設けてあることを特徴としてもよい。また
本発明によるステップ流量制御弁においては、前記逆止
手段は、前記弁本体側に配置されたテーパリング部材の
テーパ状内周面と前記弁体のストレート外周面との間に
配置されたボール、前記弁体の外周面に形成されたラチ
ット歯に逆止係合するラチット爪、あるいは前記弁体の
外周部に軸線方向に移動可能に嵌合し、前記弁本体側に
形成されたテーパ状内周面との係合により締結状態にな
るコレットチャックにより構成されていてよい。

【００１０】

【作用】上述の如き構成によれば、磁気駆動手段の電磁
コイルに第一の方向の通電が行われることにより、開弁
駆動プランジャが開弁方向へ移動し、この移動により一
方向接続手段がロック状態になって弁体が、一ステップ
分、開弁移動する。電磁コイルに対する通電が停止され
ると、開弁駆動プランジャは閉弁方向移動して元の位置
に戻る。この開弁駆動プランジャの閉弁方向移動に際し
ては一方向接続手段が解放状態になるから、開弁駆動プ
ランジャのみが元の位置に戻り、弁体は逆止手段により
その開弁位置に係止される。

【００１１】これにより磁気駆動手段の電磁コイルに第
一の方向の通電が行われる度に弁体は一ステップずつ開
弁移動する。弁体が所定の位置まで開弁移動したとき電
磁コイルに第一の方向の通電が行なわれると、弁体スト
レート外周面下部の段差により逆止手段を強制的に解放
するため、磁気駆動手段により弁体が持上げられても逆
止手段により係止されないので弁体の開度は所定の位置
より大きくなることはない。

【００１２】磁気駆動手段の電磁コイルに第二の方向の
通電が行われると、逆止手段が強制的に解放状態にな
り、弁体が自由状態になって戻しばねのばね力により一
気に最大閉弁位置へ移動する。

【００１３】

【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。図１は本発明によるステップ流
量制御弁の第一実施例を示している。ステップ流量制御
弁は弁本体１を有し、弁本体１には、二つ接続ポート
２，３と、弁座部４とが設けられている。

【００１４】弁本体１にはニードル状の弁体５が軸線方
向（図にて上下方向）に移動可能に嵌合している。弁体
５は、先端部に弁座部４と共働して流量制御を行う流量
調節部６を有し、図１に示されている最大閉弁位置（全
閉位置）とこの最大閉弁位置より図にて上方へ変位した
最大開弁位置との間に往復移動する。

【００１５】弁本体１にはプランジャ保持チューブ７が
弁体５の軸線方向と同方向に固定装着されており、プラ
ンジャ保持チューブ７の中心部には弁体５のステム部８
が延在している。プランジャ保持チューブ７内には円筒
状の開弁駆動プランジャ９と閉弁駆動プランジャ１０と
が各々弁体５の移動方向と同方向に移動可能に嵌合装填
されている。またプランジャ保持チューブ７の上端部に
は吸引子１１が固定装着されており、吸引子１１の下底
面は開弁駆動プランジャ９の上端面に所定間隔をおいて
対向している。この間隔が弁体５の一ステップ分の開弁
量（弁リフト量）を決定する。

【００１６】吸引子１１と弁体５との間には圧縮コイル
ばねによる戻しばね１２が設けられており、戻しばね１
２は、弁体５を図にて下方、即ち閉弁方向へ向けて付勢
している。弁本体１内には下細（逆ハの字形）のテーパ
状内周面１３を有するテーパリング部材１４が、またプ
ランジャ保持チューブ７内にはプランジャ支持ピン１５
が各々固定配置されており、開弁駆動プランジャ９は、
図１に示されているようにプランジャ支持ピン１５上に
載置された降下位置と吸引子１１と当接する上昇位置と
の間に往復移動する。

【００１７】開弁駆動プランジャ９は下細（逆ハの字
形）のテーパ状内周面１６を有しており、テーパ状内周
面１６とステム部８のストレート外周面１７との間には
リテーナ１８により一方向接続手段用の複数個のボール
１９が配置されている。リテーナ１８は、図２に示され
ているように、リング状をなし、三個のボール１９を各
々転動可能に保持している。

【００１８】ボール１９は開弁駆動プランジャ９の上昇
移動（開弁方向移動）によりテーパ状内周面１６とスト
レート外周面１７との間に楔係合して開弁駆動プランジ
ャ９と弁体５とを接続するロック状態になり、開弁駆動
プランジャ９の降下移動（閉弁方向移動）により楔係合
を解除して開弁駆動プランジャ９と弁体５の相対変位を
許す解放状態になる。

【００１９】吸引子１１とリテーナ１８との間には圧縮
コイルばね２０が設けられており、圧縮コイルばね２０
は、リテーナ１８とボール１９を図にて下方へ向けて付
勢している。これによりボール１９はロック状態にな
る。テーパリング部材１４のテーパ状内周面１３とステ
ム部８のストレート外周面１７との間にはリテーナ２１
により複数個のボール２２が配置されている。ボール２
２は、テーパ状内周面１３との係合により、弁体５の開
弁方向への移動、即ち上昇移動を許して弁体５の閉弁方
向への移動、即ち降下移動をを禁止する逆止作用を行
う。

【００２０】リテーナ２１は、閉弁駆動プランジャ１０
と連結され、閉弁駆動プランジャ１０が圧縮コイルばね
２３のばね力に抗して上昇移動することによりボール２
２を持ち上げてボール２２による逆止作用を強制的に解
除する。即ち逆止手段を強制的に解放状態にする。また
閉弁駆動プランジャ１０にはロック解除リング部材２４
が接続されており、ロック解除リング部材２４は閉弁駆
動プランジャ１０の上昇移動によりリテーナ１８と共に
ボール１９を持ち上げてボール１９による一方向接続手
段を強制的に解放状態にする。

【００２１】吸引子１１の上端部にはナット２５により
ヨーク２６の上部片部２７が固定接続されている。ヨー
ク２６は、横転Ｕ字状をなしてプランジャ保持チューブ
７の一側方を覆うように配置され、プランジャ保持チュ
ーブ７内における開弁駆動プランジャ９の配置位置に概
ね対応する高さ位置に位置する下部片部２８を有してい
る。

【００２２】ヨーク２６の上部片部２７と下部片部２８
との間には直流式の電磁コイル２９がプランジャ保持チ
ューブ７を取り囲む形態にて固定配置されている。下部
片部２８の下面には永久磁石３０がＮ極をもって接続装
着されており、また永久磁石３０の下側のＳ極には磁極
片３１が接続装着されている。磁極片３１はプランジャ
保持チューブ７内における閉弁駆動プランジャ１０の配
置位置に概ね対応する高さ位置に配置されている。

【００２３】電磁コイル２９は、第一の方向（以下、順
方向と云う）の通電によりヨーク２６を永久磁石３０の
磁極方向とは逆方向の図１にて実線矢印で示す第一の磁
極方向に励磁して開弁駆動プランジャ９を上昇駆動し、
第一の方向とは反対の第二の方向（以下、逆方向と云
う）の通電によりヨーク２６を永久磁石３０の磁極方向
とは同方向の図１にて破線矢印で示す第二の磁極方向に
励磁して閉弁駆動プランジャ１０を上昇駆動する。

【００２４】次に上述の如き構成よりなるステップ流量
制御弁の作用を説明する。電磁コイル２９に通電が行わ
れていない定常状態時には、各ばね１２，２０，２３の
ばね力により、各部材は図１に示されている配置位置に
位置している。この定常状状態にて、電磁コイル２９に
順方向通電が行われると、ヨーク２６が図１にて実線矢
印で示す第一の磁極方向に励磁され、その実線矢印で示
されている磁気回路が構成される。これにより開弁駆動
プランジャ９が、圧縮コイルばね２０のばね力に抗して
上昇移動して吸引子１１に磁気吸着し、上昇位置に位置
するようになる。この上昇移動によりロック状態のボー
ル１９が弁体５を戻しばね１２のばね力に抗して持ち上
げる。なお、逆止作用のボール２２は、弁体５の開弁方
向移動によりテーパ状内周面１３との係合を緩められ、
弁体５の開弁方向移動を自由に許すから、ボール２２に
よって弁体５の開弁方向移動が阻害されることはない。

【００２５】これにより弁体５が一ステップ分だけ開弁
移動する。電磁コイル２９に対する順方向通電は開弁駆
動プランジャ９が吸引子１１に磁気吸着した段階で停止
されてよい。即ち電磁コイル２９に対する順方向通電は
数ミリ秒の瞬間的通電であってよい。

【００２６】電磁コイル２９に対する順方向通電が停止
されると、開弁駆動プランジャ９とリテーナ１８とボー
ル１９とが解放状態にて圧縮コイルばね２０のばね力に
より降下する。この降下時にはボール１９が解放状態で
あることと、ボール２２による逆止作用により、弁体５
は降下移動せずに一ステップ分だけ開弁した開弁位置に
位置することを保つ。

【００２７】これにより弁体５の一ステップ分の開弁が
完了する。以降、電磁コイル２９に対して瞬間的に順方
向通電が行われる度に弁体５は一ステップ分ずつ開弁移
動し、開弁量を一ステップ分ずつ増大することになる。
弁体５が数回開弁移動をくり返して開弁上限位置に達し
たときに電磁コイル２９に順方向通電を行なうと弁体５
は一ステップ分上昇するが、この際に弁体５のストレー
ト外周面下部に段差５ａが設けてあると、弁体５の上昇
によりリテーナ２１と共にボール２２を持上げ、ボール
２２による逆止作用が強制的に解除されるために弁体５
は一ステップ分上昇した位置に係止されず、通電を停止
すると開弁駆動プランジャ９と共に元の開弁上限位置ま
で戻る。

【００２８】電磁コイル２９に逆方向通電が行われる
と、ヨーク２６が図１にて破線矢印で示す第二の磁極方
向に励磁され、その破線矢印で示されている磁気回路が
構成される。これにより開弁駆動プランジャ９が、圧縮
コイルばね２０のばね力に抗して上昇移動して吸引子１
１に磁気吸着し、上昇位置に位置すると共に、閉弁駆動
プランジャ１０も圧縮コイルばね２３のばね力に抗して
上昇移動する。

【００２９】これにより、リテーナ２１と共にボール２
２が持ち上げられてボール２２による逆止作用が強制的
に解除され、またロック解除リング部材２４によりリテ
ーナ１８と共にボール１９が持ち上げられてボール１９
による一方向接続手段が強制的に解放状態になる。これ
によって弁体５は、自由状態になり、戻しばね１２のば
ね力により一気に最大閉弁位置に戻る。

【００３０】なお、閉弁完了後に電磁コイル２９に対す
る逆方向通電が停止されても、永久磁石３０の磁力によ
り、開弁駆動プランジャ９と閉弁駆動プランジャ１０は
共に上昇移動した状態を保つから、この時には電磁コイ
ル２９に順方向に永久磁石３０の磁力を打消す程度の低
い電圧又は短時間パルス通電を行い、開弁駆動プランジ
ャ９、閉弁駆動プランジャ１０に作用している永久磁石
３０の磁力を打ち消し、開弁駆動プランジャ９、閉弁駆
動プランジャ１０を各々元の位置に戻す。

【００３１】図３は本発明によるステップ流量制御弁の
第二実施例を示している。なお、第二実施例において第
一実施例と同様の部分は第一実施例における符号と同一
の符号を付してその説明を省略する。このことは以降の
各実施例においても同様である。

【００３２】第二実施例においては、開弁駆動プランジ
ャ９の降下位置がプランジャ支持ピン１５に代えてプラ
ンジャ保持チューブ７の中間部に形成された段差部３２
により決められており、このこと以外は第一実施例と実
質的に同様に構成されている。

【００３３】従って、第二実施例のステップ流量制御弁
は第一実施例のステップ流量制御弁と実質的に同一の動
作によって開閉弁する。なお、第一実施例の変形とし
て、プランジャ支持ピン１５に代えて閉弁駆動プランジ
ャ１０の外周にプランジャ支持リングを設けてもよい。

【００３４】図４は本発明によるステップ流量制御弁の
第三実施例を示している。第三実施例においては、下部
片部２８と電磁コイル２９との間にもう一つの永久磁石
３３と磁極片３４とが永久磁石３０と同一の磁極方向を
もって固定配置されており、磁極片３４がプランジャ保
持チューブ７内における開弁駆動プランジャ９の配置位
置に概ね対応する高さ位置に位置している。

【００３５】この場合、電磁コイル２９は、順方向通電
によりヨーク２６を永久磁石３３の磁極方向と同方向
で、永久磁石３１の磁極方向とは逆方向の図４にて実線
矢印で示す第一の磁極方向に励磁して開弁駆動プランジ
ャ９を上昇駆動し、逆方向通電によりヨーク２６を永久
磁石３０の磁極方向と同方向で、永久磁石３３の磁極方
向とは逆方向の図４にて破線矢印で示す第二の磁極方向
に励磁して閉弁駆動プランジャ１０を上昇駆動する。

【００３６】閉弁駆動プランジャ１０がテーパリング部
材１４の下方に配置され、閉弁駆動プランジャ１０には
リテーナ２１を押し上げるためのストライカ１０ａが一
体に形成されている。テーパリング部材１４は、図５に
示されているように、閉弁駆動プランジャ１０を貫通し
て配置されたプランジャ支持ピン１５より支持されて降
下位置を定められており、またリテーナ２１が順に開弁
駆動プランジャ９の降下位置を決めている。

【００３７】なお、図４にて符号３５，３６，３７は各
々ばねリテーナである。この第三実施例においても、第
一実施例と同様に、電磁コイル２９に順方向通電が行わ
れることにより弁体５が一ステップ分ずつ開弁し、電磁
コイル２９に逆方向通電が行われることにより弁体５が
一気に最大閉弁位置へ移動する。

【００３８】図６は本発明によるステップ流量制御弁の
第四実施例を示している。第四実施例においては、テー
パリング部材１４がプランジャ保持チューブ７の中間部
にかしめ部７ａにより固定されている。テーパリング部
材１４にはボール支持部材４０が一体に設けられてお
り、ボール支持部材４０は定常状態下にてボール１９を
解放位置に位置せしめる。

【００３９】永久磁石３０はプランジャ保持チューブ７
内の底部に固定配置されている。閉弁駆動プランジャ１
０は、圧縮コイルばね３９により下方へ、即ち永久磁石
３０の側へ付勢され、電磁コイル２９に順方向通電が行
われている場合には圧縮コイルばね３９のばね力により
降下位置に位置し、電磁コイル２９に逆方向通電が行わ
れることによって永久磁石３０との磁気反発により圧縮
コイルばね３９のばね力に抗して上昇移動し、ボール２
２を持ち上げてボール２２による逆止作用を強制的に解
除する。

【００４０】ボール１９のリテーナ１８が省略され、図
７に示されているように、ボール１９はステム部８の周
りに複数個配置され、リング状のばねリテーナ４１を介
して圧縮コイルばね２０のばね力を及ぼされる。またボ
ール２２のリテーナ２１も省略され、ボール４１はステ
ム部８の周りに複数個配置され、リング状のばねリテー
ナ４２を介して圧縮コイルばね２３のばね力を及ぼされ
る。

【００４１】第四実施例では、電磁コイル２９に順方向
通電が行われることにより開弁駆動プランジャ９が上昇
移動してボール１９が開弁駆動プランジャ９とステム部
８との間に挟まってロック状態になり、弁体５が開弁駆
動プランジャ９の上昇移動に伴い開弁移動する。従っ
て、この場合も電磁コイル２９に順方向通電が行われる
ことにより弁体５が一ステップ分ずつ開弁する。

【００４２】閉弁に際して電磁コイル２９に逆方向通電
が行われると、閉弁駆動プランジャ１０が永久磁石３０
との磁気反発により圧縮コイルばね３９のばね力に抗し
て上昇移動し、ボール２２を持ち上げてボール２２によ
る逆止作用を強制的に解除する。これにより弁体５は、
自由状態になり、戻しばね１２のばね力により一気に最
大閉弁位置に戻る。

【００４３】図８は本発明によるステップ流量制御弁の
第五実施例を示している。第五実施例においては、逆止
手段としてリニアラチット機構が用いられている。この
リニアラチット機構は、弁体５のステム部８の外周面に
形成されたラチット歯４３と、プランジャ保持チューブ
７内に径方向に移動可能に設けられたラチット爪部材４
４とを有し、ラチット爪部材４４は図８にて右方へ変位
することによりラチット爪４５をもってラチット歯４３
と逆止係合し、弁体５の開弁方向の移動を許して弁体５
の閉弁方向の移動のみを禁止する。ラチット歯４３はス
テム部８の軸線方向に弁体５の一ステップ分の弁リフト
量に応じた間隔をもって複数個形成されており、ラチッ
ト爪４５はその一つに選択的に逆止係合する。

【００４４】ラチット爪部材４４の配置部に対応するプ
ランジャ保持チューブ７の外周部には永久磁石４６が固
定装着されている。ラチット爪部材４４は、永久磁石４
６の磁極方向と電磁コイル２９の磁化方向との関係によ
り、電磁コイル２９に順方向通電が行われると、図８に
て右方へ移動してラチット爪４５がラチット歯４３と係
合するラチット係合位置に位置し、電磁コイル２９に逆
方向通電が行われると、ラチット係合位置より図８にて
左方へ移動してラチット爪４５がラチット歯４３との係
合より離間する解放位置に位置する。

【００４５】第五実施例では、電磁コイル２９に順方向
通電が行われることにより開弁駆動プランジャ９が上昇
移動してボール１９が開弁駆動プランジャ９とステム部
８との間に挟まってロック状態になり、弁体５が開弁駆
動プランジャ９の上昇移動に伴い開弁移動し、またラチ
ット爪部材４４が図８にて右方へ移動してラチット爪４
５がラチット歯４３の一つと逆止係合し、弁体５の閉弁
方向の移動を禁止する。

【００４６】従って、この場合も電磁コイル２９に順方
向通電が行われることにより弁体５が一ステップ分ずつ
開弁する。閉弁に際して電磁コイル２９に逆方向通電が
行われると、ラチット爪部材４４がラチット係合位置よ
り図８にて左方へ移動してラチット爪４５がラチット歯
４３との係合より離間する。これにより弁体５は、自由
状態になり、戻しばね１２のばね力により一気に最大閉
弁位置に戻る。

【００４７】図９は一方向接続手段の他の実施例を示し
ている。この実施例ではボール１９に代えて、テーパ状
内周面１６に嵌合するテーパ外周面４８を有する割溝付
きテーパリング部材４９が使用されており、割溝付きテ
ーパリング部材４９はボール１９と実質的に同一の作用
を行う。

【００４８】図１０は本発明によるステップ流量制御弁
の第六実施例を示している。第六実施例は第五実施例の
変形実施例であり、この実施例ではボール１９、圧縮コ
イルばね２０の配置位置の変更に伴い、開弁駆動プラン
ジャ９の戻しばね４７が別途設けられている。

【００４９】このこと以外は第五実施例と実質的に同一
であるから、第六実施例のステップ流量制御弁は第五実
施例のステップ流量制御弁と実質的に同一の動作によっ
て開閉弁する。図１１は本発明によるステップ流量制御
弁の第七実施例を示している。

【００５０】第七実施例においては、図１２に示されて
いるような形状の板金加工製のばね性のラチット爪部材
５０が用いられており、ラチット爪部材５０は弁体５の
ラチット歯４３に逆止係合するラチット爪５１を有して
いる。閉弁駆動プランジャ１０は、永久磁石３０の磁極
方向と電磁コイル２９の磁化方向との関係により、電磁
コイル２９に順方向通電が行われると、永久磁石３０と
共に図１１にて圧縮コイルばね３９のばね力に抗して上
昇変位し、これに対し電磁コイル２９に逆方向通電が行
われると、圧縮コイルばね３９のばね力により永久磁石
３０と共に降下移動してテーパ部１０ａをもってラチッ
ト爪部材５０を押し広げ、ラチット爪５１をラチット歯
４３との係合より離間させる。

【００５１】第七実施例では、電磁コイル２９に順方向
通電が行われることにより開弁駆動プランジャ９が上昇
移動してボール１９が開弁駆動プランジャ９とステム部
８との間に挟まってロック状態になり、弁体５が開弁駆
動プランジャ９の上昇移動に伴い開弁移動し、また閉弁
駆動プランジャ１０が永久磁石３０と共に上昇移動して
ラチット爪部材５０より離れていることによりラチット
爪５１がラチット歯４３の一つと逆止係合し、弁体５の
閉弁方向の移動を禁止する。

【００５２】従って、この場合も電磁コイル２９に順方
向通電が行われることにより弁体５が一ステップ分ずつ
開弁する。閉弁に際して電磁コイル２９に逆方向通電が
行われると、閉弁駆動プランジャ１０が永久磁石３０と
共に降下移動し、テーパ部１０ａがラチット爪部材５０
を押し広げ、ラチット爪５１をラチット歯４３との係合
より離間させる。これにより弁体５は、自由状態にな
り、戻しばね１２のばね力により一気に最大閉弁位置に
戻る。

【００５３】図１３は本発明によるステップ流量制御弁
の第八実施例を示している。第八実施例においては、ラ
チット爪５２を有する横スライド式のラチット爪部材５
３が用いられている。ラチット爪部材５３は、ガイド部
材５４（図１４参照）に案内されてラチット爪５２がラ
チット歯４３に逆止係合する係合位置とラチット爪５２
がラチット歯４３との係合より離間する解放位置との間
に移動可能であり、閉弁駆動プランジャ１０に設けられ
た板ばね５５のばね力によって係合位置へ付勢されてい
る。

【００５４】閉弁駆動プランジャ１０にはカム片部５６
が延設されており、カム片部５６の上昇移動によりラチ
ット爪部材５３を板ばね５５のばね力に抗して解放位置
へ移動させる。第八実施例では、電磁コイル２９に順方
向通電が行われることにより開弁駆動プランジャ９が上
昇移動してボール１９が開弁駆動プランジャ９とステム
部８との間に挟まってロック状態になり、弁体５が開弁
駆動プランジャ９の上昇移動に伴い開弁移動し、またこ
の時には板ばね５５のばね力によってラチット爪部材５
３が係合位置に位置していることによりラチット爪５２
がラチット歯４３に逆止係合し、弁体５の閉弁方向の移
動を禁止している。

【００５５】従って、この場合も電磁コイル２９に順方
向通電が行われることにより弁体５が一ステップ分ずつ
開弁する。閉弁に際して電磁コイル２９に逆方向通電が
行われると、開弁駆動プランジャ９と閉弁駆動プランジ
ャ１０とが上昇移動し、カム片部５６がラチット爪部材
５３を板ばね５５のばね力に抗して解放位置へ移動させ
る。これによりラチット爪５２をラチット歯４３との係
合より離間し、弁体５が自由状態になって戻しばね１２
のばね力により一気に最大閉弁位置に戻る。

【００５６】図１５は本発明によるステップ流量制御弁
の第九実施例を示している。第九実施例においては、逆
止手段として図１６に示されているようなコレットチャ
ック５７が使用されている。コレットチャック５７は、
弁本体１に形成されたテーパ状内周面５８に嵌合するテ
ーパ状外周面５９を有し、圧縮コイルばね２３のばね力
によりテーパ状内周面５８へ向けて付勢され、弁体５が
開弁方向へ移動する際にはこれに連れ動きするようにし
て上昇変位して弁体５のチャッキングを解放し、定常状
態下では圧縮コイルばね２３のばね力によりテーパ状外
周面５９がテーパ状内周面５８に押し付けられて弁体５
をチャッキングする締結状態になり、弁体５の閉弁方向
へ移動を禁止する。

【００５７】コレットチャック５７は、閉弁駆動プラン
ジャ１０と連結され、閉弁駆動プランジャ１０の上昇移
動により上昇変位し、弁体５のチャッキングを解放す
る。第九実施例では、電磁コイル２９に順方向通電が行
われることにより開弁駆動プランジャ９が上昇移動して
ボール１９が開弁駆動プランジャ９とステム部８との間
に挟まってロック状態になり、弁体５が開弁駆動プラン
ジャ９の上昇移動に伴い開弁移動する。

【００５８】コレットチャック５７は弁体５の開弁移動
を自由に許すから、この弁体５の開弁移動がコレットチ
ャック５７により阻害されることはなく、そして弁体５
はコレットチャック５７の逆止的チャッキング作用によ
り閉弁方向への移動を阻止されて開弁位置に保持され
る。

【００５９】従って、この場合も電磁コイル２９に順方
向通電が行われることにより弁体５が一ステップ分ずつ
開弁する。閉弁に際して電磁コイル２９に逆方向通電が
行われると、開弁駆動プランジャ９と閉弁駆動プランジ
ャ１０とが上昇移動し、コレットチャック５７が強制的
ににテーパ状内周面５８より引き離され、解放状態にな
る。これにより弁体５が自由状態になって戻しばね１２
のばね力により一気に最大閉弁位置に戻る。

【００６０】図１７は本発明によるステップ流量制御弁
の第十実施例を示している。第十実施例は第九実施例の
変形実施例であり、この実施例ではボール１９に代えて
割溝付きテーパリング部材４９が使用されている。この
こと以外は第九実施例と実質的に同一であるから、第十
実施例のステップ流量制御弁は第九実施例のステップ流
量制御弁と実質的に同一の動作によって開閉弁する。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるステップ流量制御弁によれば、磁気駆動手段の電
磁コイルに第一の方向の通電が行われる度に弁体は一ス
テップずつ開弁移動し、各開弁位置にて逆止手段により
機械的に強固に保持されるから、その開弁状態が確実に
維持され、信頼性の高い流量制御が行われる。

【００６２】またその開弁状態の維持のために電磁コイ
ルに連続通電する必要がないから、消費電力が少なく、
省電力化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステップ流量制御弁の第一実施例
を示す断面図である。

【図２】（ａ）はボールリテーナの側面図、（ｂ）はボ
ールリテーナの側面図である。

【図３】本発明によるステップ流量制御弁の第二実施例
を示す断面図である。

【図４】本発明によるステップ流量制御弁の第三実施例
を示す断面図である。

【図５】第三実施例における閉弁駆動プランジャ部分の
平面図てある。

【図６】本発明によるステップ流量制御弁の第四実施例
を示す断面図である。

【図７】（ａ）は一方向接続用のボール配置部の拡大側
面図、（ｂ）は同じくそれの平面図である。

【図８】本発明によるステップ流量制御弁の第五実施例
を示す断面図である。

【図９】（ａ）は一方向接続用の割溝付きテーパリング
部材の配置部の拡大側面図、（ｂ）は割溝付きテーパリ
ング部材の斜視図である。

【図１０】本発明によるステップ流量制御弁の第六実施
例を示す断面図である。

【図１１】本発明によるステップ流量制御弁の第七実施
例を示す断面図である。

【図１２】（ａ）は第七実施例で使用されるラチット爪
部材の側面図、（ｂ）は同じくそれの正面図、（ｃ）は
同じくそれの平面図である。

【図１３】本発明によるステップ流量制御弁の第八実施
例を示す断面図である。

【図１４】第八実施例におけるラチット機構部分の平面
図である。

【図１５】本発明によるステップ流量制御弁の第九実施
例を示す断面図である。

【図１６】コレットチャックの一実施例を示す斜視図で
ある。

【図１７】本発明によるステップ流量制御弁の第十実施
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ４ 弁座部 ５ 弁体 ７ プランジャ保持チューブ ９ 開弁駆動プランジャ １０ 閉弁駆動プランジャ １１ 吸引子 １２ 戻しばね １４ テーパリング部材 １１ 吸引子 １９，２２ ボール ２４ ロック解除リング部材 ２６ ヨーク ２９ 電磁コイル ３０，３１ 永久磁石 ４０ ボール支持部材 ４３ ラチット歯 ４４ ラチット爪部材 ４６ 永久磁石 ４９ 割溝付きテーパリング部材 ５０，５３ ラチット爪部材 ５５ 板ばね ５６ カム片部 ５７ コレットチャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−167989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁座部を有する弁本体と、 前記弁本体に対して軸線方向に移動することにより前記
   弁座部と共働して流量制御を行う弁体と、 前記弁体を閉弁方向へ付勢する戻しばねと、 前記弁体の開閉弁方向に移動可能に設けられた開弁駆動
   プランジャと、 前記開弁駆動プランジャと前記弁体との間に設けられ、
   前記開弁駆動プランジャの開弁方向移動により前記開弁
   駆動プランジャと前記弁体とを接続するロック状態にな
   り、前記開弁駆動プランジャの閉弁方向移動により前記
   開弁駆動プランジャと前記弁体の相対変位を許す解放状
   態になる一方向接続手段と、 前記弁体の開弁方向への移動を許して前記弁体の閉弁方
   向への移動を禁止する逆止手段と、 電磁コイルと永久磁石との組み合わせにより構成され、
   前記電磁コイルに対する第一の方向の通電により前記開
   弁駆動プランジャを開弁方向へ駆動し、前記電磁コイル
   に対する前記第一の方向とは反対の第二の方向の通電に
   より前記一方向接続手段及び前記逆止手段を強制的に解
   放状態にして前記弁体の自由状態にする磁気駆動手段
   と、 を有していることを特徴とするステップ流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記一方向接続手段は前記第一のプラン
   ジャに形成されたテーパ状内周面と前記弁体のストレー
   ト外周面との間に配置されたボールにより構成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のステップ流量制御
   弁。
3. 【請求項３】 前記一方向接続手段は前記第一のプラン
   ジャに形成されたテーパ状内周面と前記弁体のストレー
   ト外周面との間に配置された割溝付きテーパリング部材
   により構成されていることを特徴とする請求項１に記載
   のステップ流量制御弁。
4. 【請求項４】 第一の位置と第二の位置との間に移動可
   能に設けられ、前記第二の位置に位置することにより前
   記逆止手段を強制的に解放状態にして前記弁体の自由状
   態にする閉弁用プランジャを有し、当該閉弁用プランジ
   ャは前記磁気駆動手段の前記電磁コイルに前記第二の方
   向の通電が行われることにより前記第二の位置へ駆動さ
   れることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のス
   テップ流量制御弁。
5. 【請求項５】 前記一方向接続手段は前記電磁コイルの
   通電，無通電にかかわらず、前記弁体の前記開弁駆動プ
   ランジャに対する閉弁方向への移動を拘束し、前記閉弁
   用プランジャは前記第二の位置へ駆動されることにより
   前記逆止手段の強制解放に加えて前記一方向接続手段を
   強制的に解放状態にすることを特徴とする請求項４に記
   載のステップ流量制御弁。
6. 【請求項６】 前記弁体が開弁上限に達した状態におい
   て第一の方向の通電により駆動された前記弁体が前記逆
   止手段を解放して通電停止時に前記開弁上限位置に戻る
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のステッ
   プ流量制御弁。
7. 【請求項７】 前記逆止手段は前記弁本体側に配置され
   たテーパリング部材のテーパ状内周面と前記弁体のスト
   レート外周面との間に配置されたボールにより構成され
   ていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の
   ステップ流量制御弁。
8. 【請求項８】 前記逆止手段は前記弁体の外周面に形成
   されたラチット歯に逆止係合するラチット爪により構成
   されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記
   載のステップ流量制御弁。
9. 【請求項９】 前記逆止手段は前記弁体の外周部に軸線
   方向に移動可能に嵌合し、前記弁本体側に形成されたテ
   ーパ状内周面との係合により締結状態になるコレットチ
   ャックにより構成されていることを特徴とする請求項１
   〜６の何れかに記載のステップ流量制御弁。
10. 【請求項１０】 前記弁体が所定の開度に達したとき前
    記逆止手段を強制的に解放してそれ以上弁開度が大きく
    ならないようにするため、前記弁体のストレート外周面
    の下部に前記逆止手段を強制的に解放する段差を設けて
    あることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のス
    テップ流量制御弁。