JP5567632B2 - 電磁弁及びパイロット式電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁駆動部で駆動されるプランジャに連結された弁体を弁座に対して接離させるようにした電磁弁に関し、詳細には弁体を弁座から離間させるときに弁体をキック動作させるようにした電磁弁及び該電磁弁をパイロット弁として備えたパイロット式電磁弁に関する。

従来、電磁弁において弁体を弁座から離間させるとき弁体及びプランジャをキック動作させるものとして、例えば、特開２００１−４１３４０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この電磁弁は、電磁駆動部の電磁コイルへの通電により吸引子を励磁してプランジャを吸引し、プランジャ先端に保持された弁体を弁座から離間して弁開状態とするものである。また電磁コイルを非通電とすることによりプランジャばねのばね力によりプランジャを弁座側に駆動して弁体を弁座に着座させて弁閉状態とするものである。

また、弁体はプランジャに対して移動方向に僅かに遊び（間隙）を持って保持されており、これにより、弁閉状態から弁開状態にするとき、電磁コイルに通電した直後は弁体は、弁体の上部に作用する流体の圧力により弁座に着座した状態で、まずプランジャだけが移動し、プランジャが吸引子に近づくことにより吸引子による吸引力が充分大きくなった時点で、プランジャが弁体の下部に当接して弁体を引き上げるようにして弁座から離間させる。このような動きがキック動作である。

特開２００１−４１３４０号公報

前記キック動作を行う電磁弁では、プランジャと弁体とが軸線方向に相対移動可能なようにプランジャと弁体が連結されている。特許文献１の電磁弁においては、プランジャ１２の弁体受入孔１２ａ内に弁体７と弁ばね１５を収容するとともに、ストッパリング１４で弁ばね１５を押さえ、プランジャ１２の弁室３側の端部をかしめることにより、プランジャ１２にストッパリング１４をかしめ結合するようにしている。これにより、プランジャ１２と弁体７が連結されている。

上記のように、特許文献１のものでは、プランジャと弁体を連結するために、ストッパリングが必要であり、部品点数が多くなるという問題がある。また、連結構造を取るためにプランジャの端部をかしめる必要があり、組立工数が多くなるという問題がある。

本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、キック動作を行う電磁弁において、電磁駆動部で駆動されるプランジャと弁体の連結構造を改良し、部品点数を低減するとともに組立工程を容易にすることを課題とする。

請求項１の電磁弁は、電磁駆動部で軸線方向に駆動されるプランジャと、該プランジャに連結され該プランジャと相対的に軸線方向に移動可能に連結されるとともに弁座に対向して軸線方向に移動可能に配置された弁体とを備え、前記プランジャを軸線方向に移動する過程で該プランジャの連結部と前記弁体の連結部との係合状態を保持して該弁体を前記弁座から離間させるキック動作を行うようにした電磁弁において、前記プランジャの連結部と前記弁体の連結部のうち、一方の連結部は円柱状で小径の括れ部と該括れ部より径の大きい円柱状のボス部とを有し、他方の連結部は側部に開口を有し軸線方向の長さが前記ボス部より長いガイド溝と該ガイド溝より幅の小さな切欠き部とを有し、前記ボス部を前記ガイド溝内に嵌合させるとともに、前記括れ部を前記切欠き部内に嵌合させて、前記両連結部により、前記プランジャと前記弁体とを連結するようにし、前記両連結部は、前記ガイド溝と前記切り欠き部との軸線方向の合計の長さが、前記括れ部と前記ボス部との軸線方向の合計の長さより長く設定され、ボス部の端面と該端面に対向するガイド溝の対向面との間に常時空隙を有することを特徴とする。

請求項２の電磁弁は、請求項１に記載の電磁弁であって、前記弁体の外周に、該弁体の前記弁座側端部から該弁座と反対側の端部まで導通する１つ以上の導通路を形成したことを特徴とする。

請求項３の電磁弁は、請求項１または２に記載の電磁弁であって、前記弁座が形成された弁座部材を備え、前記弁体と前記弁座部材との間に、該弁体を該弁座部材から離間する方向に付勢するばねを配設したことを特徴とする。

請求項４の電磁弁は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁弁であって、前記弁体が、射出成形により形成されていることを特徴とする。

請求項５のパイロット式電磁弁は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁弁をパイロット弁として備えるとともに、円柱形状の弁室内に軸線方向に移動可能に配設されたピストン弁と、前記軸線上で前記ピストン弁に対向配置された主弁座とを備え、請求項１乃至４のいずれか一項の前記弁座が前記ピストン弁に形成されたパイロット弁座であり、請求項１乃至４のいずれか一項の前記弁体が前記弁室内で前記パイロット弁座に対向配置されたパイロット弁体であることを特徴とする。

請求項６のパイロット式電磁弁は、請求項５に記載のパイロット式電磁弁であって、前記パイロット弁体のすくなくともニードル部が樹脂部材で形成され、前記ピストン弁の前記パイロット弁座が金属部材で形成されていることを特徴とする。

請求項１の電磁弁によれば、プランジャの連結部と弁体の連結部のうち、一方の連結部のボス部を他方の連結部のガイド溝内に嵌合させるとともに、一方の連結部の括れ部を他方のボス部の切欠き部内に嵌合させて、両連結部によりプランジャと弁体とを連結するようにしたので、かしめ等を必要とせずにプランジャと弁体とを容易に組み付けることができる。したがって、部品点数を低減でき、組立工程が容易になる。また、ガイド溝と切り欠き部の軸線Ｌ方向の合計の長さが、括れ部とボス部の軸線Ｌ方向の合計の長さより長く設定されているので、弁閉時に、例えばプランジャと弁体上端面とが当接し、ボス部と弁部とが当接しないので、括れ部に荷重がかからず、部品寿命も向上する。

請求項２の電磁弁によれば、請求項１の効果に加えて、弁体（あるいはパイロット弁体）の外周に導通路が形成されているので、弁体（あるいはパイロット弁体）と例えばプランジャチューブの間に流路を確保することができ、弁体の駆動速度を確保することができる。したがって、キック動作が妨げられる事がなく、電磁駆動部における作動電圧も低減することができる。

請求項３の電磁弁によれば、請求項１または２の効果に加えて、弁座部材（あるいはピストン弁）と弁体（あるいはパイロット弁体）との間にばね（あるいはパイロット弁ばね）が配設されているので、ばね力により弁体を持ち上げることができ、弁体の下降を防止して弁ポートの開状態を確保でき、安定動作が可能となる。

請求項４の電磁弁によれば、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加えて、切削加工では難しい形状の部品も容易に製造できる。

請求項５のパイロット式電磁弁によれば、パイロット式電磁弁において、請求項１乃至４のいずれか一項と同様な効果が得られる。

請求項６のパイロット式電磁弁によれば、請求項５の効果に加えて、パイロット弁体のすくなくともニードル部が樹脂部材で、ピストン弁のパイロット弁座が金属部材で形成されているので、作動回数を重ねてもパイロット弁座が変形することがなく、パイロットポートにおける流量が作動回数の影響を受けずに一定になり、ピストン弁とその外周とのクリアランスの流量とパイロットポートの流量との、所定のバランスを確保でき、動作を確実にすることができる。

本発明の第１実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図である。 本発明の第１実施形態のパイロット式電磁弁のキック動作時の縦断面図である。 本発明の第１実施形態のパイロット式電磁弁の要部分解縦側面図である。 本発明の第１実施形態のパイロット式電磁弁の要部分解斜視図である。 本発明の第２実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図である。 本発明の第２実施形態のパイロット式電磁弁のキック動作時の縦断面図である。 本発明の第２実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図である。 本発明の第３実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図である。 本発明の第３実施形態のパイロット式電磁弁のキック動作時の縦断面図である。 本発明の第３実施形態のパイロット式電磁弁のパイロット弁体の下部斜視図、上部斜視図及び底面図である。 本発明の第３実施形態のパイロット式電磁弁におけるパイロット弁体の他の例を示す図である。 本発明の実施形態のパイロット式電磁弁におけるプランジャの他の例を示す図である。 本発明の実施形態のパイロット式電磁弁におけるプランジャとパイロット弁体の設定寸法による効果を説明する図である。 本発明の第３実施形態のパイロット式電磁弁におけるパイロット弁体とピストン弁の効果を説明する図である。 本発明の第４実施形態の直動式電磁弁の非通電時の縦断面図である。

次に、本発明の電磁弁を適用したパイロット式電磁弁及び直動式電磁弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図、図２は同パイロット式電磁弁の通電時のキック動作の状態を示す図、図３は同パイロット式電磁弁の要部分解縦側面図、図４は同パイロット式電磁弁の要部分解斜視図である。なお、このパイロット式電磁弁は図１の状態で配置されるものであり、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。この実施形態のパイロット式電磁弁は、例えば冷媒等の流体が流入する高圧の一次側継手１１と流体が流出する二次側継手１２を一体に形成した金属製の本体部１と、この本体部１に取り付けられたシリンダケース２と、シリンダケース２の上部に設けられた電磁駆動部３とを有している。

本体部１には、一次側継手１１と二次側継手１２との間に隔壁１３が形成され、隔壁１３の上端側には主弁座１４が形成されている。主弁座１４には円形開口をなす主弁ポート１４ａが形成されている。また、主弁座１４の回りには薄型の円形空間１５が形成されており、弁開状態時にはこの円形空間１５及び主弁ポート１４ａを介して一次側継手１１と二次側継手１２とが導通される。また、本体部１は円形空間１５の回りから延設された円筒状のシリンダ保持部１６を有しており、このシリンダ保持部１６の内側には雌ねじ部１６ａが形成されている。

シリンダケース２は、軸線Ｌを回転中心とする円筒状のシリンダ部２１と、フランジ部２２と、電磁駆動部３側に延設された円筒形状の結合部２３とを有している。シリンダ部２１の外周には、雄ねじ部２１ａが形成されており、この雄ねじ部２１ａをシリンダ保持部１６の雌ねじ部１６ａに螺合することにより、シリンダケース２がシリンダ保持部１６に固着されている。なお、シリンダケース２のフランジ部２２とシリンダ保持部１６の端部との間にはパッキン１７が配設されている。

シリンダケース２のシリンダ部２１内には外形が略円柱形状のピストン弁４が内挿されている。ピストン弁４は、外側を覆う金属製（例えば真鍮製）のピストン部４１とその内側に配設された樹脂製（例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製）のシール部４２とを有しており、ピストン部４１の上端をかしめることによりピストン部４１とシール部４２が一体に固着されている。そして、シール部４２はピストン弁４が主弁座１４に着座したときに、主弁ポート１４ａを閉じる。また、シール部４２には中心にパイロットポート４２ａと導通路４２ｂが形成されており、パイロットポート４２ａは導通路４２ｂを介して二次側継手１２に導通される。また、パイロットポート４２ａの周囲はパイロット弁座４２ａ１となっている。なお、ピストン弁４とシリンダケース２のシリンダ部２１との間にはクリアランスが設けられ、このクリアランスを介して一次側継手１１側の流体がピストン弁４の背空間に流入可能となっている。

シリンダケース２の結合部２３内には、電磁駆動部３のプランジャチューブ３１が嵌合され、このプランジャチューブ３１と結合部２３の端部の周囲がろう付け等により固着されている。プランジャチューブ３１内には磁性体からなるプランジャ５と、パイロット弁体６が内挿されており、プランジャ５とパイロット弁体６は連結されている。そして、プランジャ５とパイロット弁体６は、プランジャチューブ３１内で軸線Ｌ方向（上下方向）に摺動可能になっている。

プランジャ５は、プランジャチューブ３１内に整合する摺動部５１とこの摺動部５１の下部に形成された連結部５２とを有している。連結部５２は、パイロット弁６側に延びる円柱状で小径の括れ部５２ａと、この括れ部５２ａより径の大きい円柱状のボス部５２ｂとを有している。

パイロット弁体６は略円柱形状であり、ピストン弁４側の円柱形状の弁部６１と、この弁部６１の上部に形成され、プランジャチューブ３１内に整合する連結部６２とを有している。弁部６１は円錐状のニードル部６１ａとこのニードル部６１ａの付け根の周囲に形成された凹部６１ｂとを有している。連結部６２には、水平断面形状がＵ字形状でパイロット弁体６の側部に開口６２ａ１を有するガイド溝６２ａが形成されている。このガイド溝６２ａの軸線Ｌ方向の長さはボス部５２ｂより長くなっている。また、ガイド溝６２ａの上部には、水平断面形状がＵ字形状でガイド溝６２ａより幅の小さな切欠き部６２ｂが形成され、この切欠き部６２ｂの周囲に爪部６２ｃを有している。

以上の構成により、プランジャ５のボス部５２ｂはパイロット弁体６のガイド溝６２ａ内に嵌合され、プランジャ５の括れ部５２ａはパイロット弁体６の切欠き部６２ｂ内に嵌合されている。また、パイロット弁体６のガイド溝６２ａの軸線Ｌ方向の長さは、プランジャ５のボス部５２ｂの軸線Ｌ方向の長さより所定量大きくなっており、プランジャ５とパイロット弁体６とは軸線Ｌ方向において相対的に移動可能となるように互いに連結されている。

パイロット弁体６の弁部６１の周囲にはパイロット弁ばね６３が配設されており、このパイロット弁ばね６３は、連結部６２の下端とピストン弁４との間で圧縮して介在されている。プランジャ５の縦孔５ａ内には、縦孔５ａの底部と電磁駆動３の吸引子３２との間で圧縮されたプランジャばね５ｂが配設されている。

電磁駆動部３は、プランジャチューブ３１の上端に固定された磁性体からなる吸引子３２、プランジャチューブ３１の外周に配置された電磁コイル３３、外函３４を備えている。電磁コイル３３は外函３４でカバーされ、外函３４は上部をネジＮにより吸引子３２にネジ止めされている。なお、プランジャチューブ３１と吸引子３２は溶接等により固定されている。

電磁コイル３３へ通電がなされていないとき（非通電時）は図１の状態にある。すなわち、磁力は発生しておらず、プランジャばね５ｂの付勢力及びプランジャ５の自重により、プランジャ５が吸引子３２から離間した位置となる。このときパイロット弁体６のニードル部６１ａがパイロットポート４２ａを弁閉状態とする。なお、ニードル部６１ａの回りの凹部６１ｂの作用は以下のとおりである。経年変化によりニードル部６１ａやパイロットポート４２ａが多少摩耗した場合、この凹部６１ｂが無く弁部６１の下端が平坦面であると、この平坦面がピストン弁４の上面に貼り付き、パイロット弁体６の動作を不安定にする虞がある。しかし、凹部６１ｂによりこのような状態を防止することができる。

電磁コイル３３に通電がなされると、外函３４を介して吸引子３２に磁力が伝わり、プランジャ５が上昇し、プランジャ５の下端のボス部５２ｂがパイロット弁体６の爪部６２ｃに当接して係合する。これにより、図２の状態からプランジャ５とパイロット弁体６が連結部５２と連結部６２により係合状態を保持して共に上昇する。その後、プランジャ５の上端部が吸引子３２に当接してプランジャ５が停止し、パイロット弁体６はパイロット弁ばね６３のばね力によりさらに上昇する。このように、プランジャ５を軸線Ｌ方向に移動する過程で、ボス部５２ｂがパイロット弁体６の爪部６２ｃに当接して、パイロット弁体６をパイロットポート４２ａから離間させる動作が、キック動作である。

なお、パイロット弁体６が停止してパイロットポート４２ａが全開となると、ピストン弁４の上部の背空間の流体が二次継手１２側に流出し、ピストン弁４の上部の圧力が低下する。これにより、ピストン弁４の上部の圧力と下部の圧力（一次側継手１１の圧力）の圧力差により、ピストン弁４が上昇し、主弁ポート１４ａが全開となり、一次継手１１から二次継手１２に流体が流れる。

以上のように、プランジャ５の連結部５２とパイロット弁体６の連結部６２により連結する構造となっているので、プランジャ５とパイロット弁体６とを組み付けるとき、プランジャ５のボス部５２ｂをパイロット弁体６の側部の開口６２ａ１からガイド溝６２ａ内に嵌合し、括れ部５２ａを切欠き部６２ｂ内に嵌合し、この組み付けたプランジャ５とパイロット弁体６をプランジャチューブ３１内に収容すればよい。したがって、かしめ等を必要とせず組み付け作用が極めて容易になる。また、ストッパリング等を必要とせず、部品点数も低減できる。

図５は第２実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図、図６は同パイロット式電磁弁の通電時のキック動作の状態を示す図、図７は同パイロット式電磁弁の要部分解縦側面図である。この第２実施形態で第１実施形態と同様な要素には同符号を付記して詳細な説明は省略する。この第２実施形態はプランジャ７とパイロット弁体８との連結構造を第１実施形態と逆の構造にした例である。

すなわち、プランジャチューブ３１内に内挿された磁性体からなるプランジャ７と、パイロット弁体８を備えており、プランジャ７とパイロット弁体８は連結され、プランジャ７とパイロット弁体８は、プランジャチューブ３１内で軸線Ｌ方向（上下方向）に摺動可能になっている。

プランジャ７は、プランジャチューブ３１内に整合する摺動部７１とこの摺動部７１の下部に形成された連結部７２とを有している。連結部７２には、水平断面形状がＵ字形状でプランジャ７の側部に開口７２ａ１を有するガイド溝７２ａが形成されている。また、ガイド溝７２ａの下部には、水平断面形状がＵ字形状でガイド溝７２ａより幅の小さな切欠き部７２ｂが形成され、この切欠き部７２ｂの周囲に爪部７２ｃを有している。

パイロット弁体８は略円柱形状であり、ピストン弁４側の円柱形状の弁部８１と、この弁部８１の上部に形成され、プランジャチューブ３１内に整合する連結部８２とを有している。弁部８１は円錐状のニードル部８１ａとこのニードル部８１ａの付け根の周囲に形成された凹部８１ｂとを有している。連結部８２は、プランジャ７側に延びる円柱状で小径の括れ部８２ａと、この括れ部８２ａより径の大きい円柱状のボス部８２ｂとを有している。

以上の構成により、パイロット弁体８のボス部８２ｂはプランジャ７のガイド溝７２ａ内に嵌合され、パイロット弁体８の括れ部８２ａはプランジャ７の切欠き部７２ｂ内に嵌合されている。また、プランジャ７のガイド溝７２ａの軸線Ｌ方向の長さは、パイロット弁体８のボス部８２ｂの軸線Ｌ方向の長さより所定量大きくなっており、プランジャ７とパイロット弁体８とは軸線Ｌ方向において相対的に移動可能となるように互いに連結されている。

第１実施形態と同様に、電磁コイル３３へ通電がなされていないときは、パイロット弁体８のニードル部８１ａがパイロットポート４２ａを弁閉状態とする。なお、ニードル部８１ａの回りの凹部８１ｂの作用も第１実施形態と同様である。

電磁コイル３３に通電がなされると、外函３４を介して吸引子３２に磁力が伝わり、プランジャ７が上昇し、プランジャ７の下端の爪部７２ｃがパイロット弁体８のボス部８２ｂに当接して係合する。これにより、図５の状態からプランジャ７とパイロット弁体８が係合状態を保持して共に上昇する。この実施形態では、プランジャ７を軸線Ｌ方向に移動する過程で、爪部７２ｃがパイロット弁体８のボス部８２ｂに当接させ、パイロット弁体８をパイロットポート４２ａから離間させる動作が、キック動作である。

図８は第３実施形態のパイロット式電磁弁の非通電時の縦断面図、図９は同パイロット式電磁弁の通電時のキック動作の状態を示す図、図１０は同パイロット式電磁弁のパイロット弁体の下部斜視図（図１０(A) ）、上部斜視図（図１０(B) ）及び底面図（図１０(C) ）である。この第３実施形態で第１実施形態と同様な要素には同符号を付記して詳細な説明は省略する。なお、第１実施形態と対応する要素には図１の符号に「′」を付した符号を付記する。この第３実施形態と第１実施形態の違いは、ピストン弁４′、プランジャ５′及びパイロット弁体６′の構造である。

ピストン弁４′の外径は第１実施形態のピストン弁４と同様であるが、この実施形態のピストン弁４′は、円柱形状の金属製（例えば真鍮製）のピストン部４３とその下部に配設された樹脂製（例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製）のシール部４４とを有しており、ピストン部４３の下端をかしめることによりピストン部４３とシール部４４が一体に固着されている。そして、シール部４４はピストン弁４′が主弁座１４に着座したときに、主弁ポート１４ａを閉じる。また、ピストン部４３には中心にパイロットポート４３ａと導通路４３ｂが形成され、パイロットポート４３ａの周囲は金属製のパイロット弁座４３ａ１となっている。また、シール部４４の中心には導通路４４ａが形成されている。そして、パイロットポート４３ａは導通路４３ｂ，４４ａを介して二次側継手１２に導通される。また、ピストン弁４′とシリンダケース２のシリンダ部２１との間のクリアランスを介して一次側継手１１側の流体がピストン弁４′の背空間に流入可能なことは第１実施形態同様である。

磁性体からなるプランジャ５′とパイロット弁体６′はプランジャチューブ３１内に内挿されており、プランジャ５′とパイロット弁体６′はプランジャチューブ３１内で軸線Ｌ方向（上下方向）に摺動可能になっている。

プランジャ５′は、プランジャチューブ３１内に整合する摺動部５１とこの摺動部５１の下部に形成された連結部５２とを有している。連結部５２は、第１実施形態と同様であり、括れ部５２ａとボス部５２ｂとを有している。摺動部５１には縦孔５ａ′が形成されるとともに、この縦孔５ａ′から摺動部５１の側部に導通する貫通孔５３が形成されている。なお、縦孔５ａ′内には、縦孔５ａ′の底部と電磁駆動３の吸引子３２との間で圧縮されたプランジャばね５ｂが配設されている。

パイロット弁体６′は略円柱形状であり、ピストン弁４′側の円柱形状の弁部６１と、この弁部６１の上部に形成され、プランジャチューブ３１内に整合する連結部６２とを有している。弁部６１の下端には嵌合孔６１ｃが形成されており、この嵌合孔６１ｃ内に樹脂製（例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製）のニードル弁部材６４が配設され、嵌合孔６１ｃの外周端部をかしめることによりニードル弁部材６４が固着されている。ニードル弁部材６４は円錐状のニードル部６４ａを有している。連結部６２には、その外周に軸線Ｌと平行な「導通路」としての複数の溝６２ｄが形成されている。この溝６２ｄは、プランジャチューブ３１内において、パイロット弁体６′のパイロット弁座４３ａ１側端部（ピストン弁４′側端部）からパイロット弁座４３ａ１と反対側の端部（摺動部５１側端部）までを導通している。

なお、パイロット弁体６′は、第１実施形態と同様なガイド溝６２ａ、切欠き部６２ｂ、爪部６２ｃを有しており、プランジャ５′のボス部５２ｂがガイド溝６２ａ内に嵌合され、プランジャ５′の括れ部５２ａが切欠き部６２ｂ内に嵌合されている。そして、第１実施形態と同様に、プランジャ５′とパイロット弁体６′とが軸線Ｌ方向において相対的に移動可能となるように互いに連結されている。

第１実施形態と同様に、電磁コイル３３へ通電がなされていないときは、パイロット弁体６′のニードル部６４ａがパイロットポート４３ａを弁閉状態とする。また、電磁コイル３３に通電がなされると、プランジャ５′が上昇し、プランジャ５′の下端のボス部５２ｂがパイロット弁体６′の爪部６２ｃに当接して係合する。これにより、図９の状態からプランジャ５′とパイロット弁体６′が係合状態を保持して共に上昇する。この実施形態では、ボス部５２ｂがパイロット弁体６′の爪部６２ｃに当接して、パイロット弁体６′をパイロットポート４３ａ（パイロット弁座４３ａ１）から離間させる動作が、キック動作である。

次に、各実施形態の別の作用効果について説明する。第１実施形態では、パイロット弁体６とプランジャチューブ３１とのクリアランスによる流路面積が小さいため、パイロット弁体６の駆動速度が遅くなる可能性がある。このことは、流体が粘性流体の場合には、粘性抵抗が大きい分、より顕著である。れに対して、第３実施形態では、パイロット弁体６′の外周に「導通路」としての溝６２ｄが形成されているので、パイロット弁体６′とプランジャチューブ３１との間に流路を確保することができ、流体が粘性流体の場合であっても、パイロット弁体６′の駆動速度を確保することができる。これにより、キック動作が妨げられることがなく、電磁駆動部３における作動電圧も低減することができる。特に流体が粘性流体の場合には、この効果は顕著なものとなる。なお、「導通路」としては溝６２ｄのような形状に限らず、例えば図１１に示すように、パイロット弁体６′の外周にＤカット状の面取り部６２ｅを形成したものでもよい。

また、第１及び第２実施形態では、プランジャ５，７とプランジャチューブ３１とのクリアランスによる流路面積が小さいため、プランジャ５，７の駆動速度が遅くなる可能性がある。このことは、流体が粘性流体の場合には、粘性抵抗が大きい分、より顕著である。これに対して、第３実施形態では、プランジャ５′に貫通孔５３が形成されているので、プランジャ５′の上下を導通する流路面積が大きくなるため、プランジャ５′の駆動速度を確保することができる。これにより、プランジャ５′の動作が妨げられることがなくなることで、キック動作が確実になるとともに、作動電圧も低減することができる。特に流体が粘性流体の場合には、この効果は顕著なものとなる。なお、貫通孔５３はプランジャ５′の側面に開口しているが、例えば図１２に示すように、５ａ′からボス部５２ｂまで貫通する貫通孔５４でもよい。

また、第１乃至第３各実施形態において、ピストン弁４，４′とパイロット弁体６，８，６′との間にパイロット弁ばね６３が配設されている。したがって、ピストン弁４，４′の上昇時に、パイロット弁ばね６３のばね力によりパイロット弁体６，８，６′を持ち上げることができ、ピストン弁４，４′がシリンダ部２１の内周上端まで上昇した際も、パイロット弁体６，８，６′は下降せず、パイロットポート４２ａ，４３ａの開状態を確保でき、安定動作が可能となる。

また、図１３(A) に示すように、第１実施形態及び第３実施形態では、ガイド溝６２ａの長さＤ１と切り欠き部６２ｂの長さＤ２の軸線Ｌ方向の合計の和Ｄ１＋Ｄ２と、括れ部５２ａの長さｄ１とボス部５２ｂの長さｄ２の軸線Ｌ方向の合計の和ｄ１＋ｄ２とが、Ｄ１＋Ｄ２＞ｄ１＋ｄ２の関係となるように設定されている。したがって、弁閉時に、プランジャ５、５′の摺動部５１の下端面とパイロット弁体６、６′の上端面とが当接し、ボス部５２ｂと弁部６１（ボス部５２ｂの端面と該端面に対向するガイド溝６２ａの対向面）とが当接しないので、括れ部５２ａに荷重がかからず、部品寿命も向上する。このことは、図１３(B) に示す第２実施形態の場合も、ガイド溝７２ａの長さＤ１、切り欠き部７２ｂの長さＤ２、括れ部８２ａの長さｄ１、ボス部８２ｂの長さｄ２の間に、Ｄ１＋Ｄ２＞ｄ１＋ｄ２の関係があり、この第２実施形態でも同様の効果が得られる。すなわち、弁閉時に、弁体８の括れ部８２ａの付け根の上面とプランジャ７の下端面とが当接し、ボス部８２ｂとプランジャ７（ボス部８２ｂの端面と該端面に対向するガイド溝７２ａの対向面）とが当接しないので、括れ部８２ａに荷重がかからず、部品寿命も向上する。

第１及び第２実施形態ではパイロット弁座４２ａ１が樹脂のため、例えば、図１４(A)に示すように、作動回数を重ねることによりパイロット弁座４２ａ１が変形してパイロットポート４２ａの実効径がφのように縮小してしまう可能性がある。これに対して、第３実施形態では、ピストン弁４′のパイロット弁座４３ａ１は金属製であり、図１４(B) に示すように作動回数を重ねてもパイロット弁座４３ａ１は変形することがない。したがって、パイロットポート４３ａにおける流量が作動回数の影響を受けずに一定になり、ピストン弁４′とシリンダ部２１とのクリアランスの流量と、パイロットポート４３ａの流量との、所定のバランスを確保でき、動作を確実にすることができる。

以上の実施形態のパイロット式電磁弁のプランジャとパイロット弁体の構成、作用効果を直動式電磁弁にも適用できる。図１５は第４実施形態の直動式電磁弁の非通電時の縦断面図であり、図１と同様な要素には同符号を付記して詳細な説明は省略する。この直動式電磁弁の本体部１０には弁室１０Ａが形成されるとともに、一次側継手１０１と二次側継手１０２が取り付けられている。また、弁室１０Ａの底部には、弁座１０３が形成され、この弁座１０３の中心に弁ポート１０３ａが形成されている。そして、一次側継手１０１は弁室１０Ａに連通され、二次側継手１０２は弁ポート１０３ａを介して弁室１０Ａに連通可能となっている。

また、本体部１０にはプランジャチューブ３１が取り付けられ、このプランジャチューブ３１内に、プランジャ５と弁体６が挿通されている。なお、この弁体６はパイロット弁体ではないが、前記第１実施形態と同構造であり、弁体６、弁部６１及び連結部６２の細部は図１と同符号を用いている。

電磁コイル３３へ通電がなされていないとき（非通電持）は、プランジャャばね５ａの付勢力及びプランジャ５の自重により、プランジャ５が吸引子３２から離間する。そして、弁体６のニードル部６１ａが弁座１０３に着座し、弁ポート１０３ａが弁閉状態となる。電磁コイル３３に通電がなされると、プランジャ５が上昇し、プランジャ５の下端のボス部５２ｂがパイロット弁体６の爪部６２ｃに当接して係合する。これにより、第１実施形態と同様にプランジャ５とパイロット弁体６が係合状態を保持して上昇し、キック動作を行う。

以上の直動式電磁弁は第１実施形態のプランジャ５とパイロット弁体６の構成を採用したものであるが、第２実施形態のプランジャ７とパイロット弁体８の構成を採用してもよいことはいうまでもない。また、弁体６に第３実施形態のパイロット弁体６′の構成を採用してもよい。さらに、プランジャ５に前記貫通孔５３や貫通孔５４を形成するようにしてもよい。

以上の第１実施形態のパイロット弁体６、第２実施形態のパイロット弁体８、第３実施形態のパイロット弁体６′および第４実施形態の弁体６は、ＭＩＭ（Metal Injection Molding ）や樹脂成型などの射出成形で形成することにより、切削加工では難しい形状の部品を容易に製造することができる。なお、ＭＩＭは、金属粉末をポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂やワックスと混練し、射出成形した後、過熱して樹脂やワックスを除去し、金属単体とする製造方法である。

また、磁性体である第１実施形態のプランジャ５、第２実施形態のプランジャ７、第３実施形態のプランジャ５および第４実施形態のプランジャ５をＭＩＭで成型してもよく、切削加工では難しい形状の部品を容易に製造することができる。

１ 本体部
２ シリンダケース
３ 電磁駆動部
３１ プランジャチューブ
３２ 吸引子
３３ 電磁コイル
３４ 外函
４ ピストン弁
４２ａ パイロットポート
５ プランジャ
５２ 連結部
５２ａ 括れ部
５２ｂ ボス部
６ パイロット弁体（弁体）
６１ 弁部
６１ａ ニードル部
６２ 連結部
６２ａ１ 開口
６２ａ ガイド溝
６２ｂ 切欠き部
６３ パイロット弁ばね（ばね）
７ プランジャ
７１ 摺動部
７２ 連結部
７２ａ１ 開口
７２ａ ガイド溝
７２ｂ 切欠き部
８ パイロット弁体
８１ 弁部
８１ａ ニードル部
８２ 連結部
８２ａ 括れ部
８２ｂ ボス部
４′ ピストン弁
４３ ピストン部
４４ シール部
４３ａ パイロットポート
４３ａ１ パイロット弁座
５′ プランジャ
５３ 貫通孔
６′ パイロット弁体
６２ｄ 溝（導通路）
６２ｅ 面取り部（導通路）
６４ａ ニードル部
１０ 本体部
１０３ 弁座
１０３ａ 弁ポート
Ｌ 軸線

Claims (6)

1. 電磁駆動部で軸線方向に駆動されるプランジャと、該プランジャに連結され該プランジャと相対的に軸線方向に移動可能に連結されるとともに弁座に対向して軸線方向に移動可能に配置された弁体とを備え、前記プランジャを軸線方向に移動する過程で該プランジャの連結部と前記弁体の連結部との係合状態を保持して該弁体を前記弁座から離間させるキック動作を行うようにした電磁弁において、
   前記プランジャの連結部と前記弁体の連結部のうち、一方の連結部は円柱状で小径の括れ部と該括れ部より径の大きい円柱状のボス部とを有し、他方の連結部は側部に開口を有し軸線方向の長さが前記ボス部より長いガイド溝と該ガイド溝より幅の小さな切欠き部とを有し、
   前記ボス部を前記ガイド溝内に嵌合させるとともに、前記括れ部を前記切欠き部内に嵌合させて、前記両連結部により、前記プランジャと前記弁体とを連結するようにし、
   前記両連結部は、前記ガイド溝と前記切り欠き部との軸線方向の合計の長さが、前記括れ部と前記ボス部との軸線方向の合計の長さより長く設定され、ボス部の端面と該端面に対向するガイド溝の対向面との間に常時空隙を有することを特徴とする電磁弁。
2. 前記弁体の外周に、該弁体の前記弁座側端部から該弁座と反対側の端部まで導通する１つ以上の導通路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記弁座が形成された弁座部材を備え、前記弁体と前記弁座部材との間に、該弁体を該弁座部材から離間する方向に付勢するばねを配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。
4. 前記弁体が、射出成形により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁弁。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁弁をパイロット弁として備えるとともに、円柱形状の弁室内に軸線方向に移動可能に配設されたピストン弁と、前記軸線上で前記ピストン弁に対向配置された主弁座とを備え、請求項１乃至４のいずれか一項の前記弁座が前記ピストン弁に形成されたパイロット弁座であり、請求項１乃至４のいずれか一項の前記弁体が前記弁室内で前記パイロット弁座に対向配置されたパイロット弁体であることを特徴とするパイロット式電磁弁。
6. 前記パイロット弁体のすくなくともニードル部が樹脂部材で形成され、前記ピストン弁の前記パイロット弁座が金属部材で形成されていることを特徴とする請求項５に記載のパイロット式電磁弁。

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