JP3387575B2 - 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、冷凍回路における絞り
流量制御や、蒸発圧力制御等の流量制御に使用される弁
に関し、特に、構造が簡単で安価にできる流量制御弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弁の開度を電気的に制御する方法とし
て、ニードル弁体に同軸的に結合したロータを有するス
テッピングモータを用い、ロータの回転角に応じ、ねじ
部を有するガイド部材に沿ってニードル弁体を進退させ
る方式のモータバルブがある。また、リニアアクチュエ
ータを使用したものもある。これは、半径が無限大のロ
ータ、すなわち、直線状のロータに多数のリブを設け、
ステータとして３相以上のコイルを使用して駆動するも
のである。

【０００３】しかし、ステッピングモータを使用するも
のにあっては、モータの回転をねじで直線運動に変えて
いるので、構成が複雑になり、低廉化に限度がある。ま
た、リニアアクチュエータを使用するものにあっては、
ステータの構造が大きく複雑になり、製造コストが高
く、小型化が困難であった。

【０００４】このような問題を解決するものとして、特
開平３−１１３１８３号、特開平３−１１３１８４号、
および特開平４−３４０３５６号に記載の流量制御弁が
提案されている。これらは、いずれも安価で小型の流量
制御弁を可能にしたものであるが、弁の位置決めに、ニ
ードル弁体の軸方向にずれた磁石の吸引力を利用するた
めに、吸引力が弱いという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
の解決を図ったもので、弁の位置決めをする際の吸引力
の強い流量制御弁を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、一次口、二次口及びこれらの間に形成さ
れた弁座を有する弁本体と、該弁本体に一端を結合し、
他端に吸引子を嵌装したプランジャチューブと、該プラ
ンジャチューブの外部に設けられた直流コイル及びヨー
クと、該プランジャチューブ内に進退自在に嵌装され、
前記直流コイルに通電されたときに磁化されるプランジ
ャと、前記プランジャチューブ内を進退し、先端が前記
弁座に接離して弁の開度を変え、進退方向にほぼ等間隔
に形成された複数の係合部からなる第１，第２の係合部
群を有した弁体と、前記直流コイルに通電されたときに
磁化されて前記プランジャに吸着するとともに、前記第
１の係合部群と係合し、通電が停止されると消磁され、
その吸着と係合とを解除する第１のラチェットと、前記
直流コイルに順方向の電流が通電されたとき前記第２の
係合部群と係合して弁体の吸引子側への移動は許容する
が弁体側の移動を阻止し、逆方向の電流が通電されたと
きその係合を解除し、通電が停止されると直前の状態を
保持する第２のラチェットと、前記ヨークの弁本体側に
設けられ、プランジャチューブ外側の前記第２ラチェッ
トとほぼ対向する位置に設けられ、磁極が一定の方向に
固定された磁石と、前記プランジャを弁座に向けて付勢
するプランジャばね及び、前記弁体を弁座に向けて付勢
する弁体ばねと、からなる構成を特徴としている。

【０００７】また、前記プランジャが第１，第２のプラ
ンジャに分割され、第１プランジャが前記吸引子と第１
ラチェットとの間に設けられ、第２プランジャが前記第
１，第２ラチェットの間に設けられ、前記直流コイルに
順方向の電流を通電すると前記第１，第２プランジャと
第１ラチェットとが磁化される構成とすることが望まし
い。

【０００８】また、前記磁極を一定の方向に固定した磁
石が、前記ヨークのコイル側と外側の両側に設けられた
構成としたり、

【０００９】前記第１，第２ラチェットが、前記弁体を
挟んで二分割され、ラチェット保持ばねによって弾性的
に一体化された構成としたり、

【００１０】前記第１プランジャが前記第１ラチェット
を弁座に向けて押圧したとき、該第１ラチェットを弁体
との係合から解除する方向に押動する斜面を第１プラン
ジャ及び／又は第１ラチェットに形成し、前記第１，第
２プランジャの第１ラチェットに当接する面相互間の間
隔が第１ラチェットと弁体との係合を解除しない限度に
制限する間隔保持部材を設けた構成としたり、

【００１１】前記第２ラチェットが前記弁体の進退方向
と交差する方向に移動自在な一体構造をなし、該移動の
一端で前記第２係合部群と係合する係止部を有し、前記
直流コイルに順方向の電流が流れたとき該第２ラチェッ
トの係止部が第２係合部群と係合する方向に移動し、前
記直流コイルに逆方向の電流が流れたとき該第２ラチェ
ットの係止部が第２係合部群から離反する方向に移動す
る構成としたり、

【００１２】前記吸引子、第１，第２プランジャ、及び
第１ラチェットのいずれか一以上について、吸着面に隈
取りコイルを設けた構成等とすることもできる。

【００１３】

【作用】コイルに順方向の電流を流すと、プランジャと
第１ラチェットとが磁化され、お互いに吸着して一体と
なり吸引子に吸着する。このとき第１ラチェットは弁体
と係合しているので、弁体も一緒に吸引子側に移動す
る。この後、電流を停止すると、プランジャと第１ラチ
ェットとは元の位置に戻る。しかし、弁体は第２ラチェ
ットが弁体と係合しているので戻れず、結果的には１ス
テップ開く。こうして順方向の電流をオン・オフするこ
とにより、弁は１ステップづつ開く。所定の開度になっ
たら、電流を停止すれば、弁体はその開度の位置で停止
する。

【００１４】コイルに逆向きの電流を流すと、プランジ
ャと第１ラチェットとは順方向の場合と同様に磁化さ
れ、一体となり吸引子に吸着する。このとき第１ラチェ
ットが弁体と係合しているので、弁体もさらに１ステッ
プ吸引子側に移動する。一方、第２ラチェットは弁体と
の係合を解除している。したがって、コイルへの通電を
停止すると、弁体は弁体ばねにより閉止位置まで押し戻
されて閉弁する。

【００１５】弁体を移動する際、磁力線を作用面の法線
方向に作用させるので、強力な駆動力を得ることができ
る。また、モータ等の高価な部品を必要としないので、
安価に製造することができる。そして、所定の開度を得
た後は、電力を切っておけるので、省エネにもなる。さ
らに、コイルに電流を流す時間も短くて済むので、コイ
ルの小型化を図ることもできる。

【００１６】

【実施例】以下に図面を用いて、本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明のステップ流量制御弁の構成を示
す縦断面図である。同図において、１は弁本体で、内部
空間としての弁室２と、これに連通する一次口３、二次
口４を有し、二次口４の弁室側端には弁座５が形成され
ている。弁本体１はその上方に、円筒状のプランジャチ
ューブ６を取り付け、このプランジャチューブ６の先端
には吸引子７を固定している。プランジャチューブ６の
内部には、磁性材から作られた中空の第１，第２プラン
ジャ８，９が進退自在に嵌装され、これらの中空部を貫
通して弁体１０が設けられる。第１プランジャ８は、中
空厚肉の円筒の弁座側をテーパ状の斜面８ａとしたもの
で、中空内部には段差があり、この段差と吸引子との間
に設けられたプランジャばね１１により、弁座５に向け
て付勢されている。第２プランジャ９は、第１プランジ
ャと内外径が同一の厚肉円筒から形成されているが、図
の下半分は内径が拡大され薄肉円筒になっている。

【００１７】弁体１０は丸棒状の軸部１０ａの先端に細
いテーパ状のニードル弁１０ｂを有し、軸部１０ａに
は、それぞれが等間隔に形成された複数の係合部（溝）
からなる第１，第２係合部群１０ｃ，１０ｄが形成され
ている。これら二群の係合部群のうち、図の上方にある
第１係合部群１０ｃの溝は、両側壁がほぼ同じ角度の斜
面からなり、図の下方の第２係合部群１０ｄの溝は、一
方の側壁が図の横方向に平行な側面からなり、他方の側
壁が弁座方向に向かって広がるテーパ面からなってい
る。そして、この弁体１０は、弁体ばね１２によりそれ
ぞれ弁座５に向けて付勢される。

【００１８】第１，第２プランジャ８，９の中間には、
磁性材からなる第１ラチェット１３が嵌装され、第２プ
ランジャ９と弁本体１との間には、第２プランジャの拡
大された中空部内にほぼ半分を没入した第２ラチェット
１４が嵌装される。この第２ラチェット１４は、やはり
磁性材から形成されている。符号１５は、第２ラチェッ
トを保持するラチェットガイドを示す。なお、第１，第
２ラチェット及びラチェットガイド等の詳細については
図２，３によって後述する。

【００１９】プランジャチューブ６の外側には、吸引子
７から第２プランジャ９の外側を覆うように直流コイル
１６を設け、このコイルをＵ字形をしたヨーク１７によ
って保持し、ヨーク１７はボルト１８によって吸引子７
に固定する。ヨーク１７の弁本体１側はコイル１６との
間に隙間があり、この隙間内とヨークの外側とには、ヨ
ーク１７を挟むように磁石１９，２０が取り付けられ、
磁石の両側には磁極片２１，２２が取り付けられてい
る。磁石１９，２０は、図示のＮ，Ｓ極が反転すること
なく常に一定であり、この実施例では永久磁石を使用し
ている。磁石１９，２０はプランジャチューブ６から若
干離れて設けられており、一方磁極片２１，２２はプラ
ンジャチューブに当接するように配置される。

【００２０】図２(a) ，(b) は、第１ラチェット１３の
詳細を示す図である。第１ラチェット１３は、弁体１０
を包む厚肉円筒を二つに割った形状をしており、二つの
ブロック１３ａ，１３ｂは、中間に弁体１０と、間隔保
持部材９ａとなる第２プランジャ９の突起とを挟み、ラ
チェット保持ばね１３ｃによって軽く内側に向けて付勢
された状態で弾性的な一体形状を保っている。第１ラチ
ェットの第１プランジャ８に対向する面は、第１プラン
ジャの斜面８ａに重なりあう斜面１３ｄになっており、
斜面１３ｄの下端は内側に突出した係止部１３ｅとなっ
て、コイル１６に通電されない状態では、ばね１３ｃに
よって弁体１０に等間隔に形成された溝状の第１係合部
群１０ａの内の１つの係合部（溝）に進入した状態とな
る。しかし、弁体１０との結合力は弱く、弁体との係合
は解除された状態である。コイル１６に通電されると、
第１ラチェット１３が磁化され、ブロック１３ａ，１３
ｂは相互に吸引し合い、係止部１３ｅと第１係合部群１
０ａの密着力により第１ラチェット１３が弁体１０と一
緒に移動する係合状態となる。

【００２１】ところで、コイル１６に通電すると、第１
ラチェット１３のみでなく、第１，第２プランジャも磁
化され、これら三つが吸着して一体化する。その際、第
１プランジャ８の斜面８ａが第１ラチェット１３の斜面
１３ｄを押して係止部１３ｅを第１係合部群１０ｃの外
に出してしまうことがないように、前述した間隔保持部
材９ａの軸方向高さが決められている。

【００２２】図３は、第２ラチェット１４の詳細を示
す。第２ラチェット１４は弁体１０を挟んで対向する２
つのブロック１４ａ，１４ｂからなり、弁本体１の端面
に支持されるラチェットガイド１５により両側面を支持
され、さらに、外側のほぼ中央あたりに形成された溝に
嵌装された環状のラチェット保持ばね１４ｃにより一体
に保たれている。ブロック１４ａ，１４ｂの吸引子側の
ほぼ半分は、前述したが第２プランジャ９の拡大された
中空部内に収容されている。ブロック１４ａ，１４ｂの
内側には係止部１４ｄとしての突起が形成され、コイル
１６により磁化されない状態では、係止部１４ｄはラチ
ェット保持ばね１４ｃの付勢力によって弁体１０の第２
係合部群１０ｄ内の１の溝内に進入して係合し、弁体１
０の弁座５方向への移動を阻止するが、吸引子７方向へ
の移動は阻止しない状態となる。第２ラチェット１４が
コイル１６によって磁化されると、ブロック１４ａ，１
４ｂは、ラチェット保持ばね１４ｃの付勢力に抗して外
側の第２プランジャに吸着され、係止部１４ｄと係合部
１０ｄとの係合を解除する。

【００２３】次に、上記ステップ流量制御弁の作用を説
明する。図４は、コイル１６に通電していない状態を示
す。磁石１９，２０により、磁極片２１、第２プランジ
ャ９、第２ラチェット１４、磁極片２２を通る矢印で示
す磁気回路のみが形成され、第２ラチェット１４は若干
磁化されるが、磁力は弱く、ラチェット保持ばね１４ｃ
の付勢力の方が強いのでブロック１４ａ，１４ｂは弁体
１０に向けて押圧され、第２係合部群１０ｄと係止部１
４ｄは係合する。弁体１０には弁体ばね１２の付勢力が
作用し、ニードル弁１０ｂは第２ラチェット１４と弁体
１０とが係合している位置を保持する。すなわち、図４
は弁が閉止している状態なので、弁体１０は閉止状態を
保持する。

【００２４】次に、図５の矢印に示す磁気回路が形成さ
れるようにコイル１６に通電すると（この通電方向を
「順方向」又は「（＋）方向」という）、第１，第２プ
ランジャ８，９及び第１ラチェット１３が磁化される。
第１ラチェット１３の磁化により第１係合部群１０ｃと
係止部１３ｅとが係合する。一方第１プランジャ８と吸
引子７も磁化され、これらの間の吸引力が、プランジャ
ばね１１の付勢力に打ち勝って第１プランジャ８を吸引
子７に吸着する。第１ラチェット１３は第１プランジャ
８に吸着しているので、第１プランジャの移動に合わせ
て弁体１０を移動する。図４に示す通電していない状態
において、吸引子７と第１プランジャ８との間隔ｄは、
弁体１０に形成された第１，第２係合部群１０ｃ，１０
ｄのピッチとほぼ等しいので、弁体１０は１ピッチ分開
弁し、第２ラチェット１４の係止部１４ｄは、第２係合
部群１０ｄの１の係合部（溝）の斜面を滑って１つ下の
係合部（溝）と係合する。

【００２５】図６は、この状態でコイル１６への通電を
切った状態を示す。第１プランジャ８は消磁され、プラ
ンジャばね１１の付勢力により第１，２プランジャ８，
９は元の位置に戻ろうとする。このとき、第１プランジ
ャ８の斜面８ａが第１ラチェット１３の斜面１３ｄを押
し、第１ラチェットは消磁されているので外側に拡が
り、弁体との係合を解除する。一方、弁体１０は、第２
ラチェット１４の作用により、元の位置に戻ることはな
く、１ピッチ上昇した状態を維持する。

【００２６】コイル１６への順方向の通電のオン，オフ
を繰り返すごとに、弁体１０は１ピッチづつ図の上方に
上がり、弁を少しずつ開く。所望の開度に達したら、コ
イル１６への通電をオフにしても弁は同じ開度を保つこ
とができる。

【００２７】コイル１６への通電方向を図７に示すよう
に逆方向にすると、磁気回路が点線に示す方向に形成さ
れる。このとき、第２ラチェット１４の磁力線の向き
は、第２プランジャ９の磁力線の向きと一致するので、
第２ラチェット１４は外側の第２プランジャ９に吸着さ
れ、係止部１４ｄが弁体１０の係合部１０ｄから離反す
る。一方、第１，第２プランジャ８，９及び第１ラチェ
ット１３は吸引子７に吸着され、順方向の場合と同じよ
うに弁体１０を１ステップだけ吸引子７側に移動する。
この状態でコイル１６への通電を切ると、第１，第２プ
ランジャ８，９及び第１ラチェット１３は、前述したの
と同様に吸引子７から離れて元の位置に戻る。一方、第
２ラチェット１４は第２プランジャ９に吸着されている
ので、磁石１９，２０による磁力線も強くなり、吸着さ
れた状態を維持する。そのため、弁体１０は第２ラチェ
ット１４による支持が無くなり、ばね１２の付勢力によ
り弁座の方に移動し、ニードル弁１０ｂが弁座５に圧接
して閉弁する。

【００２８】なお、この状態から、図７とは逆向きの順
方向の電流をコイル１６に通電すると、図５に示す実線
方向の磁気回路を形成するので、第２プランジャ９と第
２ラチェット１４の間には反発し合う磁力が発生し、第
２ラチェット１４は図５の位置に復帰し、弁体１０の戻
りを阻止できるようになる。

【００２９】図８は、上記の実施例に示すステップ流量
制御弁における、コイル印加電圧とニードル弁の位置を
示す線図である。コイル１６への順方向、すなわち
（＋）方向の通電をオン，オフすることにより、弁が１
ステップづつ開いていき、コイル１６への通電方向を逆
方向に変えると、一端１ステップ開き、通電が切られた
ときに全閉になる。

【００３０】ところで、上記のようにしてニードル弁１
０ｂを１ステップづつ開いていく場合、図８に示すよう
に、（＋）方向の電流をオン，オフするのであるが、こ
の間、第２ラチェット１４は、第２係合部群１０ｄに常
に係合しており、弁体１０が１ステップ移動するとき、
係止部１４ｄが係合部のテーパ状斜面に沿って滑り、つ
ぎの係合部に移動することになる。したがって、係止部
１４ｄと第２係合部群１０ｄの磨耗が生じる。

【００３１】図９は、この解決を図った実施例で、吸引
子７，第１，第２プランジャの吸着面にくま取りコイル
７ａ，８ｂ，９ｂを設けている。すなわち、図７で説明
したが、コイルに逆向きの電流を流すと、第２ラチェッ
ト１４は外側の第２プランジャ９に吸着して係止部１４
ｄが第２係合部群１０ｄから離脱する。図９の実施例は
これを利用したものである。すなわち、図１０に示すよ
うに、（＋）方向の電流をオンする前に、（−）方向の
電流を流し、係止部１４ｄを第２係合部群１０ｄから離
脱させた状態で第１，第２プランジャ８，９及び第１ラ
チェット１３を吸引子側に移動させ、弁体１０を１ステ
ップ開放方向に移動させる。その後、（＋）方向の電流
をオンすれば、係止部１４ｄが第２係合部群１０ｄに係
合し、弁体１０位置を保持できることになる。その結
果、係合部の磨耗を減少させることができる。ただし、
この場合、電流が反転するとき、電流が流れず磁力が０
になる瞬間が生じる。そこで、くま取りコイル７ａ，８
ｂ，９ｂを設けて、吸着した状態を保ちながら電流を反
転できるようにしている。

【００３２】以上の実施例において、第１ラチェット１
３と、第２プランジャ９とを一体構成にし、第２プラン
ジャ９を省略することが可能である。また、磁石１９，
２０は永久磁石に限らず、磁極が一定であれば電磁石で
もよい。

【００３３】図１１は、本発明の他の実施例で、磁石１
９，２０を単一の磁石にしたステップ流量制御弁の構成
を示す。ここでは、ヨーク１７とコイル１６の弁本体１
側の隙間を大きくして、そこに一つの磁石２３を設けて
いる。作用は、図１の実施例と同様である。

【００３４】図１２は、本発明のまた別の実施例であ
る。大部分が図１の実施例と同じ構成なので、相違する
点を中心に説明する。この実施例では、ヨーク１７の外
側に単一の磁石２４を設け、ヨーク１７から分岐したヨ
ーク２５をこの磁石２４に架設している。また、この実
施例では、第２ラチェット２６が二つ割りではなく、一
体構造になっている。

【００３５】図１３，１４は、この第２ラチェットとそ
の周辺の部品との関係を示す詳細図である。第２ラチェ
ット２６は、円柱を平行に対向する側面２６ａ，２６ａ
で切断して断面を小判型にし、中心部に弁体１０が貫通
する長穴２６ｂを穿設し、長穴２６ｂの一方の側壁に係
止部２６ｃとしての突起を形成している。

【００３６】この第２ラチェット２６は、ラチェットガ
イド２７に収容されるが、このラチェットガイド２７
は、中空の厚肉円筒の下半分にコ字型溝２７ａを貫通形
成しており、このコ字型溝２７ａ内に第２ラチェット２
６を収容している。ラチェットガイド２７の中空孔２７
ｂには、第２プランジャ２８の下端に形成された突起部
２８ａが挿入される。前述した磁石２４は、ラチェット
ガイド２７の外側にあり、コ字型溝２７ａ内の第２ラチ
ェット２６と対向するように配置されている。

【００３７】図１２のステップ流量制御弁の作用を図１
５から図１８により説明する。図１５はコイルに通電が
されない状態を示す。第１，第２プランジャ８，２８及
び第１ラチェット１３は磁化されないので、変化のない
状態である。第２ラチェット２６は、磁石２４のみによ
る一点鎖線に示す磁力線の影響を受けるが、移動せず、
直前の状態を保っている。この図では、第２ラチェット
２６は、図の左側に寄っており、係止部２６ｃは第２係
合部群１０ｄから離反し、係合を解除した状態となって
いる。

【００３８】図１６はコイルに順方向（又は（＋）方
向）の電流が流れ、実線の矢印に示す磁力線が生じる。
これによって、第１，２プランジャ８，２８及び第１ラ
チェット１３は磁化されて図１の実施例の場合と同様に
して弁体１０を１ステップ図の上方に移動する。一方、
第２ラチェット２６には図示のような磁力線が通り、図
の右方に吸引され、係止部２６ｃは第２係合部群１０ｄ
に係合する。

【００３９】図１７はコイルの電流を切った状態であ
る。図１の実施例の場合と同様に、第１，２プランジャ
８，２８及び第１ラチェット１３は消磁されて、ばねに
より元の位置に戻される。しかし弁体１０は、第２ラチ
ェット２６が弁体に係合しているので、１ステップ吸引
子側に移動した状態を保つ。以下、順方向の通電をオン
・オフすることにより、弁体は１ステップづつ吸引子７
側に移動し、徐々に開弁していく。所望の弁の開度に達
したとき、コイル１６の電流を切れば、図１７の状態
（ただし弁体１０の位置は相違する）になって弁体を所
望の開度を保持する。

【００４０】弁を閉止するときは、図１の実施例と同様
に逆向きの電流をコイル１６に流すと、図１８の点線に
示す方向の磁力線が生じ、今度は第２ラチェット２６は
図１８の左側に吸引され、係止部２６ｃと第２係合部群
１０ｄとの係合は解除される。この状態でコイル１６へ
の電流を切れば、図１５の状態に戻り、弁体１０は弁座
５に圧接するまで戻され、弁は閉止する。

【００４１】図１９は、図１２の実施例に若干の変更を
加えた実施例である。この実施例では、第２ラチェット
２６とラチェットガイド２７との間に、環状のばね２９
を設けている。このような構成によって、第２ラチェッ
ト２６が図の左に移動するのは、磁界によって行い、図
の右への移動はばね２９の付勢力によることとすること
ができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
イルへの順方向の電流をオン・オフすることにより、１
ステップづつ弁の開度を上げることができ、マイコン等
を利用した操作も可能である。また、弁体を移動する
際、磁力線を作用面の法線方向に作用させることがで
き、強力な駆動力を得ることができる。また、本発明の
ステップ流量制御弁は、モータ等の高価な部品を必要と
しないので、安価に製造することができる。そして、所
定の開度を得た後は、電力を切っておけるので、省エネ
にもなる。さらに、コイルに電流を流す時間も短くて済
むので、コイルの小型化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステップ流量制御弁の一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】図１の実施例に使用される第１ラチェットの構
成を示す図で、(a) は平面図、(b) は(a) のＩ−Ｉ断面
図である。

【図３】図１の実施例に使用される第２ラチェットの構
成を示す図で、(a) は平面図、(b) は(a) のII−II断面
図、(c) は(a) のIII −III 断面図である。

【図４】図１の実施例の作用を説明する図で、コイルに
通電されない初期状態を示す縦断面図である。

【図５】コイルに順方向の電流を通電した状態を示す縦
断面図である。

【図６】順方向の電流を切った状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】コイルに逆方向の電流を通電した状態を示す縦
断面図である。

【図８】コイルに加える電圧と、ニードル弁の位置との
関係を示す線図である。

【図９】本発明の他の実施例で、くま取りコイルを設け
た実施例を示す縦断面図である。

【図１０】図９の実施例におけるコイルへの印加電圧
と、ニードル弁の位置との関係を示す線図である。

【図１１】本発明の他の実施例で、磁石を１つにした実
施例を示す縦断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例で、第２ラチェットを一
体化した実施例を示す縦断面図である。

【図１３】図１２の第２ラチェットの詳細を示す図で、
(a) は平面図、(b) は(a) のIV−IV断面図である。

【図１４】図１２の第２ラチェット、ラチェットガイド
及び第２プランジャを示す分解斜視図である。

【図１５】図１２の実施例の作用を説明する図で、コイ
ルに通電されない初期状態を示す縦断面図である。

【図１６】コイルに順方向の電流を通電した状態を示す
縦断面図である。

【図１７】順方向の電流を切った状態を示す縦断面図で
ある。

【図１８】コイルに逆方向の電流を通電した状態を示す
縦断面図である。

【図１９】図１２の実施例を若干変更した実施例の要部
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ 弁室 ３ 一次口 ４ 二次口 ５ 弁座 ６ プランジャチューブ ７ 吸引子 ７ａ，８ｂ，９ｂ くま取りコイル ８ 第１プランジャ ８ａ，１３ｄ 斜面 ９，２８ 第２プランジャ １０ 弁体 １０ｃ 第１係合部群 １０ｄ 第２係合部群 １１ プランジャばね １２ 弁体ばね １３ 第１ラチェット １３ｃ，１４ｃ ラチェット保持ばね １３ｄ 斜面 １３ｅ，１４ｄ 係止部 １４，２６ 第２ラチェット １６ コイル １７ ヨーク １９，２０，２３，２４ 磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製 作所内 (56)参考文献 特開 平４−340356（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−113183（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−113184（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−48604（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 7/16

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次口（３）、二次口（４）及びこれら
   の間に形成された弁座（５）を有する弁本体（１）と、 該弁本体（１）に一端を結合し、他端に吸引子（７）を
   嵌装したプランジャチューブ（６）と、 該プランジャチューブ（６）の外部に設けられた直流コ
   イル（１６）及びヨーク（１７）と、 該プランジャチューブ内に進退自在に嵌装され、前記直
   流コイルに通電されたときに磁化されるプランジャ
   （８）と、 前記プランジャチューブ内を進退し、先端が前記弁座に
   接離して弁の開度を変え、進退方向にほぼ等間隔に形成
   された複数の係合部からなる第１，第２の係合部群（１
   ０ｃ，１０ｄ）を有した弁体（１０）と、 前記直流コイル（１６）に通電されたときに磁化されて
   前記プランジャ（８）に吸着するとともに、前記第１の
   係合部群（１０ｃ）と係合し、通電が停止されると消磁
   され、その吸着と係合とを解除する第１のラチェット
   （１３）と、 前記直流コイル（１６）に順方向の電流が通電されたと
   き前記第２の係合部群（１０ｄ）と係合して弁体の吸引
   子側への移動は許容するが弁体側の移動を阻止し、逆方
   向の電流が通電されたときその係合を解除し、通電が停
   止されると直前の状態を保持する第２のラチェット（１
   ４，２６）と、 前記ヨーク（１７）の弁本体（１）側に設けられ、プラ
   ンジャチューブ（６）外側の前記第２ラチェット（１
   ４，２６）とほぼ対向する位置に設けられ、磁極が一定
   の方向に固定された磁石（１９，２０，２３，２４）
   と、 前記プランジャ（８）を弁座（５）に向けて付勢するプ
   ランジャばね（１１）及び、前記弁体を弁座に向けて付
   勢する弁体ばね（１２）と、 からなることを特徴とするステップ流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記プランジャが第１，第２のプランジ
   ャ（８，９，２８）に分割され、第１プランジャ（８）
   が前記吸引子（７）と第１ラチェット（１３）との間に
   設けられ、第２プランジャ（９，２８）が前記第１，第
   ２ラチェット（１３，１４，２６）の間に設けられ、前
   記直流コイル（１６）に順方向の電流を通電すると前記
   第１，第２プランジャ（８，９，２８）と第１ラチェッ
   ト（１３）とが磁化されることを特徴とする請求項１記
   載のステップ流量制御弁。
3. 【請求項３】 前記磁極を一定の方向に固定した磁石
   （１９，２０）が、前記ヨークのコイル側と外側の両側
   に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載のス
   テップ流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記第１，第２ラチェット（１３，１
   ４）が、前記弁体を挟んで二分割され、ラチェット保持
   ばね（１３ｃ，１４ｃ）によって弾性的に一体化された
   ことを特徴とする請求項２又は３記載のステップ流量制
   御弁。
5. 【請求項５】 前記第１プランジャ（８）が前記第１ラ
   チェット（１３）を弁座に向けて押圧したとき、該第１
   ラチェット（１３）を弁体（１０）との係合から解除す
   る方向に押動する斜面（８ａ，１３ｄ）を第１プランジ
   ャ（８）及び／又は第１ラチェット（１３）に形成し、
   前記第１，第２プランジャ（８）（９）の第１ラチェッ
   トに当接する面相互間の間隔が第１ラチェットと弁体と
   の係合を解除しない限度に制限する間隔保持部材（９
   ａ）を設けたことを特徴とする請求項４記載のステップ
   流量制御弁。
6. 【請求項６】 前記第２ラチェット（２６）が前記弁体
   （１０）の進退方向と交差する方向に移動自在な一体構
   造をなし、該移動の一端で前記第２係合部群（１０ｄ）
   と係合する係止部（２６ｃ）を有し、前記直流コイル
   （１６）に順方向の電流が流れたとき該第２ラチェット
   （２６）の係止部（２６ｃ）が第２係合部群（１０ｄ）
   と係合する方向に移動し、前記直流コイル（１６）に逆
   方向の電流が流れたとき該第２ラチェット（２６）の係
   止部が第２係合部群（１０ｄ）から離反する方向に移動
   することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
   のステップ流量制御弁。
7. 【請求項７】 前記吸引子（７）、第１，第２プランジ
   ャ（８，９，２８）、及び第１ラチェット（１３）のい
   ずれか一以上について、吸着面にくま取りコイル（７
   ａ，８ｂ，９ｂ）を設けたことを特徴とする請求項１か
   ら６のいずれかに記載のステップ流量制御弁。