JPH0422141Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 考案の目的 (1) 産業上の利用分野 この考案は流体の流れを制御する流体制御弁に
関し、更に詳しくは、ダイアフラムによつて作動
流体の圧力キヤンセルを行うようにした比例型流
体制御弁に好適な流体制御弁における弁体並びに
ダイアフラムの保持体の構造に関する。

(2) 従来の技術 作動流体の流入路と流出路とを連通する弁穴を
開閉する弁体に作動流体の差圧が作用して弁体の
正確な開閉動作ができなくなるのを防止するた
め、流出路（もしくは流入路）側にダイアフラム
によつて画成されたダイアフラム室を設け、流入
路（もしくは流出路）の圧力をダイアフラム室に
導いて圧力キヤンセルを行う流体制御弁は、特開
昭56−70182号公報、特開昭57−1881号公報等に
よつて既に公知である。

しかしながら、特開昭56−70182号公報のもの
によつては、ダイアフラム室に圧力を導くいわゆ
る導圧通路がシヤフト内に形成され、このため、
通路断面の確保のためシヤフト径が大きくなり、
レイアウト的に不利となる。また、シヤフト内の
導圧通路の加工に手間と費用がかかる。

また、特開昭57−1881号公報のものにおいて
は、弁体に、シヤフトとの嵌合孔とは別に、貫通
状に導圧通路が形成されているため、十分な通路
断面を確保するには弁体自体が大きくなり、レイ
アウト的に不利となることはまぬがれない。

(3) 考案が解決しようとする問題点 本考案は上記実情に鑑み、圧力キヤンセル室に
連通する導圧通路に関し十分な通路断面積を得る
ことができ、かつ、製作費用の低減を図ることの
できる流体制御弁を得ることを目的とする。

Ｂ 考案の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本考案によれば、作動流体の一方の流路と他方
の流路とを連通する弁穴を開閉する弁体を有し、
前記流路の一方側に前記弁体に連動されるダイア
フラムによつて画成されたダイアフラム室を設
け、前記流路の他方側の圧力を導圧通路を介して
このダイアフラム室に導いて圧力キヤンセルを行
う流体制御弁において、前記弁体はその内孔をも
つてシヤフトに嵌装されるとともに、該内孔に臨
んで放射状の導圧通路が凹設され、前記ダイアフ
ラムの内周を保持する内周保持体は、その内孔を
もつて前記シヤフトに嵌装されるとともに前記弁
体に気密に接続され、前記弁体に形成された導圧
通路に連通し、かつダイアフラム室に開口する導
圧通路を形成してなる。

(2) 作用 この流体制御弁の組立てにおいて、弁体とダイ
アフラムとは一体的にユニツト体となり、シヤフ
トへの嵌装をもつて中心位置が自動的に設定され
る。

作動流体が作用したとき、導圧通路は十分な通
路断面積を確保しているので、圧力キヤンセル機
能を有効に発揮する。

(3) 実施例 本考案の流体制御弁の実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図はその一実施例の比例型流体制御電磁弁
Ｖを示し、自動車の内燃機関において、アイドル
回転制御・空燃比制御・EGR制御等に使用され
る。

この流体制御電磁弁Ｖは、弁体の開閉動作によ
り流体の流れを制御する流体制御部１と、該流体
制御部１の弁体を電磁力により作動する電磁作動
部２とを含む。

以下、流体制御部１及び電磁作動部２の構成を
概括的に説明する。

流体制御部１においては、弁箱１０内に流入路
１１及び流出路１２が形成され、これらの流入路
１１と流出路１２とは弁穴１３により連通され、
該弁穴１３の周囲に後記する弁体１６が着座する
弁座１４が形成される。

弁体１６は、弁座１４に対向する円板状の弁板
１７とこれに一体的に連設される円筒部分１８と
からなる弁本体部１９及び該弁板１７に一体的に
被着されたゴム製のシール体２０からなる。弁板
１７の背面すなわち流出路１２に面する側の受圧
面積は前面すなわち流入路１１に面する側の受圧
面積より大きくされている。弁本体部１９には後
記するシヤフト２４に嵌合する内孔１９ａが軸線
方向に貫通状に形成されている。シール体２０は
弁座１４に着座して流体のシールをなす。

弁体１６は、止め輪２２をもつて長尺体のシヤ
フト２４の一端に固着される。止め輪２２は薄鋼
板で形成され、JISにおけるＥ形止め輪あるいは
特殊止め輪が使用され、シヤフト２４の溝に弾性
をもつて嵌着される。シヤフト２４は弁体１６を
始め、電磁弁を構成する各部材を取り付けるた
め、鍔を含めその径を適宜変化させられている。
なお、シヤフト２４に係止される止め輪２２以外
に、弁本体部１９に形成された円孔１９ａをもつ
てシヤフト２４の外径に焼きばめ固着されるか、
あるいは、弁本体部１９の先端部とシヤフト２４
とを貫通する固定ピン（図示せず）をもつてなさ
れる。

該シヤフト２４は板ばね２５，２６に支持さ
れ、軸方向への移動が自由にされている。すなわ
ち、板ばね２５，２６は金属製の薄円板体よりな
り、中心に円孔が穿設され、周縁部を弁箱あるい
は後記するハウジング３５等の枠体によつて保持
され、中心孔にシヤフト２４が挿通支持されてな
る。

弁体１６の弁本体部１９の後端にはダイアフラ
ム２８を主体とするダイアフラム装置２７が一体
に装着され、前記流入路１１と後記する導圧通路
３２を介して連通するダイアフラム室２８Ａを形
成する。

ダイアフラム装置２７はゴム製のダイアフラム
２８と外周保持体２９と内周保持体３０とを含
む。外周及び内周保持体２９，３０は金属または
硬質の合成樹脂体からなり、外周保持体２９は弁
箱１０に係合して保持され、内周保持体３０はシ
ヤフト２４に嵌合固定されるとともに弁本体部１
９の後端部に気密に嵌挿されている。

このダイアフラム装置２７とは別体に、後記す
る導圧通路３２を有する介装部材３１が内周保持
体３０の後端に連なつて板ばね２５との間に介装
される。従つて、内周保持体３０がこの介装部材
３１の機能を兼ねるものであれば、省略されう
る。

ダイアフラム室２８Ａに連通する導圧通路３２
は弁体１６及びダイアフラム装置２７に形成され
る。ダイアフラム装置２７のダイアフラム２８は
いわゆるベロフラム形式のものが使用され、この
外径は弁箱１０の内周面によつて規制される。ま
た、弁体１６の円筒部１８の外周面はダイアフラ
ム２８の内径を規制する。これにより、ダイアフ
ラム２８は内外面の径を一定にされている。

以上の流体制御部１は弁箱１０にダイアフラム
装置２７の外周保持体２９を嵌合して取り付け、
これらを後記する電磁作動部２から延設されるハ
ウジングをかしめて固定される。

電磁作動部２においては、シヤフト２４を電磁
力により軸方向に移動させる機構が金属製の円筒
状のハウジング３５内に収容される。すなわち、
シヤフト２４の中間部に磁性体よりなる可動コア
３６が固定され、この可動コア３６に対向して磁
性体よりなる円筒状の固定コア３７がその内孔３
７ａにシヤフト２４を移動自在に抱持するように
配される。

固定コア３７の外周には、合成樹脂製のボビン
３９に巻回された電磁コイル４０が配置される。
更に電磁コイル４０を被覆するモールデイング成
形による合成樹脂製カバー４１がボビン３９を囲
んで接合面４２を介して径方向に配される。接合
面４２の軸線方向の両側には環状のシール溝４３
が形成され、このシール溝４３内に環状のシール
部材４４が装着されている。

カバー４１の一端には半径方向外方に突出した
端子支持部４６が一体的に設けられる。この端子
支持部４６には、電磁コイル４０と電気的接続さ
れる端子４６ａが収容され、この端子４６ａに外
部電源に通じるプラグ（図示せず）が嵌合され
る。

これらのボビン３９及びカバー４１を挟み付け
るようにこれらの両側には磁性体よりなる第１ヨ
ーク４７及び第２ヨーク４８が配され、第１ヨー
ク４７は可動コア３６周りに移動自在に外嵌さ
れ、第２ヨーク４８は固定コア３７の端部に外嵌
される。

以上の部材中、ハウジング３５、第１ヨーク４
７、可動コア３６、固定コア３７及び第２ヨーク
４８は環状となつて、磁路を形成する。

ハウジング３５の後端部は縮径すなわち深絞り
にされて、アジヤスタホルダ部５０を形成すると
ともに、該アジヤスタホルダ部５０の端部は軸線
方向に延びる円筒部５０ａに形成される。また、
アジヤスタホルダ５０の縮径の始まる内筒部には
段部５０ｂが形成され、この段部５０ｂと第２ヨ
ーク４８の後端面とで板ばね２６を挟着保持して
いる。この板ばね２６に接してばね受座５１がシ
ヤフト２４に嵌装されている。

アジヤスタホルダ部５０の円筒部５０ａの内周
には内ねじ５３が切られ、この内ねじ５３に外ね
じ５４ａが形成されたアジヤスタ５４が螺装され
ている。該アジヤスタ５４の後部には回転ドライ
バの係合溝が形成されている。

アジヤスタ５４の前面のばね受座５４ｂと前記
ばね受座５１との間にコイルばね５５が介装さ
れ、この付勢力でばね受座５１及びシヤフト２４
を介して弁体１６を弁座１４に押し付けている。

なお、この電磁弁Ｖの取付けのため、この電磁
弁Ｖに付置して取付けリブ６０が設けられるが、
この電磁弁において付加的な構成にすぎない。ま
た、シヤフト２４の支持構造として板ばねによる
支持手段を採つているが、他の適宜の軸受を使用
することができ、この点も本考案において本質的
事項ではない。

この実施例ではダイアフラム室２８Ａに連通す
る導圧通路３２の構成に更に特徴を有し、第２図
ないし第４図にその詳細を示す。

すなわち、弁本体部１９の内孔１９ａを臨んで
十字状に弁体１６の導圧通路３２ａが形成され、
また、内周保持体３０にも該導圧通路３２ａに連
通する導圧通路３２ｂが形成され、更に、介装部
材３１にも同様に導圧通路３２ｃが形成される。

以下、これを詳述する。

弁体１６は弁板１７及び円筒部１８からなる弁
本体部１９が合成樹脂より形成され、弁板１７に
は円周方向に適宜間隔に窓部が開設される。ゴム
製シール部材２０がこの弁板１７周りに被着され
るとともに前記した弁体１７の窓部に埋め込ま
れ、弁板１７に焼き付けて固着される。このた
め、弁本体部１９の合成樹脂は耐熱性のものが選
ばれる。シール部材２０の前面には外縁に沿つて
連続するリツプ部２０ａが突設して形成され、弁
座１４に着座して気密をなす。

弁本体部１９内にはその内孔１９ａに臨んで十
字状に導圧通路３２ａが凹設される（第３図ａ参
照）。この導圧通路３２ａは本実施例では十字状
に形成されているが、適宜の放射状（例えば120°
間隔）に、あるいは非放射状に形成されうる。

弁本体部１９の円筒部１８の後端部は拡径さ
れ、かつ内孔１９ａに臨んで大径のソケツト孔１
９ｂが形成される。このソケツト孔１９ｂの径は
本実施例では導圧通路３２ａの外径よりも大きく
されているが、該導圧通路３２ａの外径と同等で
あつてもよい。

ダイアフラム装置のダイアフラム２８はゴム製
弾性素材をもつて環状に形成され、その外周縁の
把持部には外方に向けて外方把持溝２８ａが凹設
され、内周縁の把持部には内方に向けて内方把持
溝２８ｂが凹設されている。

外周保持体２９はリング状をなし、その内周に
係止突条２９ａが連続的に形成され、その係止突
条２９ａにダイアフラム２８の外方把持溝２８ａ
が被着される。

内周保持体３０は実質的に円筒体をなし、その
後端部外周に係止突条３０ａが連続的に形成され
る。この係止突条３０ａにダイアフラム２８の内
方把持溝２８ｂが被着される。該内周保持体３０
の前部は係止突条３０ａに連なつて外径が縮径さ
れたスピゴツト部３０ｂに形成され、弁本体部１
９のソケツト孔１９ｂに嵌挿される。

内周保持体３０の内孔３０ｃは、シヤフト２４
の外径よりも十分に大きくされ、この内孔３０ｃ
とシヤフト２４との間〓により導圧通路３２ｂを
形成する。この態様とは別に、内孔３０ｃをシヤ
フト２４の径に合致させ、導圧通路３２ｂを、前
述した弁体１６の導圧通路３２ａと同様にして内
孔３０ｃに臨んで凹設する態様をとることができ
る。この場合、この導圧通路３２ｂと前記導圧通
路３２ａとの位相を一致させることは勿論であ
る。

内孔３０ｃの後部は更に拡径されてソケツト孔
３０ｄが形成され、介装部材３１を受け入れる。

以上のダイアフラム装置の外周及び内周保持体
２９，３０は合成樹脂をもつて成形され、ダイア
フラム２８の把持溝２８ａ，２８ｂに外周及び内
周保持体２９，３０の係止突条２９ａ，３０ａを
嵌め込んで、この嵌合部を焼付けにより固着処理
してダイアフラム装置全体の一体化がなされる。
このため、外周及び内周保持体２９，３０の合成
樹脂は耐熱性のものが選ばれる。

介装部材３１は内孔３１ａをもつてシヤフト２
４に嵌装されるとともにその前部のスピゴツト部
３１ｂをもつて内周保持体３０のソケツト孔３０
ｄに嵌挿され固定される。該介装部材３１内には
内孔３１ａに臨んで十字状の導圧通路３２ｃが凹
設され、ダイアフラム室２８Ａに臨んで開口部３
１ｃを有する。この態様とは別に、内孔３１ａを
シヤフト２４よりも大径にされ、そのスピゴツト
部３１ｂを内周保持体３０のソケツト孔３０ｄに
嵌挿することにより、前記した内周保持体３０に
おける導圧通路３２ｂと同様にして、導圧通路３
２ｃを形成することもできる。

このようにして、弁体１６の導圧通路３２ａは
その入口を介して流入路１１に連通し、介装部材
３１においては出口を介してダイアフラム室２８
Ａに連通する。

この導圧通路３２の構成において、弁本体部１
９と内周保持体３０との接続部分の気密に考慮が
払われるものであつて、導圧通路３２に導かれる
作動流体が流出路１２側に漏れ出ないようにする
ため、シール部分３３が形成される。

この実施例の態様においては、弁本体部１９の
後端部に環状のリブ３３ａが突設され、また、こ
のリブ３３ａを受け入れるべくダイアフラム２８
の内周把持部の外側に環状の凹部３３ｂが形成さ
れている（第４図参照）。

第５図はこのシール部分３３の別の態様を示
す。この態様においては弁本体部１９に環状の凹
部３３ｃが凹設され、またこの凹部３３ｃに嵌め
込むべくダイアフラム２８側に環状のリブ３３ｂ
が突設されている。

本実施例における弁本体部１９並びに内周及び
外周保持体２９，３０、更には介装部材３１に使
用される合成樹脂として、前述した耐熱性・成形
性の観点から、例えばポリフエニレンサルフアイ
ド（PPS樹脂）の使用が推奨される。このPPS樹
脂は熱可塑性であつて、射出成形により比較的複
雑な形状の加工ができ、かつゴムとの焼付け接着
に際し変形を起すことがない。

この流体制御電磁弁Ｖの作動を説明する。

電磁コイル４０に電流が供給されず電磁コイル
４０が非励磁（消磁）状態にあるときには、ばね
５５のばね付勢によりシヤフト２４及び可動コア
３６が図示の位置に付勢されていて、弁体１６の
シール体２０は弁座１４に着座している。このた
め、弁穴１３が閉じて流入路１１と流出路１２と
の連通は遮断されているので、流体の流れはな
い。

この状態において、流入路１１の圧力が高まつ
たとき（もしくは流出路１２の圧力が低下したと
き）、流入路１１の圧力は導圧通路３２を介して
ダイアフラム室２８Ａに導びかれているので、弁
板１７の前後面に作用する流体圧の差圧が相殺さ
れ、弁板１７への不所望な力は作用しない。従つ
て、ばね５５の付勢力のみによつて弁体１６は閉
じられている。

端子４６ａを介して電流が電磁コイル４０に供
給されると電磁コイル４０は励磁状態となり、電
磁コイル４０による磁束がハウジング３５、第１
ヨーク４７、可動コア３６、固定コア３７及び第
２ヨーク２８を経てハウジング３５に戻る閉ルー
プの磁路を形成し、可動コア３６と固定コア３７
との間に電流の値に応じた磁気吸引力が生じる。

これに伴つて弁体１６は弁座１４から離れるの
で、弁穴が開いて流入路１１から流出路１２へ流
体が流れる。

このとき、前述のごとく、弁板１７に作用する
流体圧の差圧はダイアフラム室１８Ａに導かれた
流体圧により相殺され、弁板１７への不所望な力
が作用せず、従つて弁体１６は電磁コイル４０に
供給される電流に正確に比例した開度を得ること
ができる。更にまた、弁板１７の背面の受圧面積
が前面の受圧面積よりも大きくされていることか
ら、弁体１６の開弁初期の流量変動が抑制され、
かつ通電に伴う弁体１６の開度の比例性が向上
し、前記したダイアフラム装置１７の作用と相ま
つて一層正確な開度調整がなされる。

このような電磁弁Ｖにおいて、導圧通路３２は
シヤフト２４内に形成されることなく、該シヤフ
ト２４周りに配された弁本体部１９並びにダイア
フラム装置２７の内周保持体３０に形成されてい
るので、導圧通路面積が十分に採れ、圧力キヤン
セル機能を有効に発揮する。

また、電磁弁の組立てにおいても、弁体１６と
ダイアフラム装置２７とは、シヤフト２４を介し
て弁本体部１９及び内周保持体３０並びに介装部
材３１が互いに嵌合接合されるので、自動的にこ
れらの部材の中心位置の設定がなされるとともに
その組付け操作が容易に行われる。

第６図は導圧通路３２を含む弁体１６及びダイ
アフラム装置２７の他の実施例を示す。図におい
て、先の実施例と同等の部材については同一の符
号が付されている。

この実施例では、弁体１６はその弁板１７の前
面にリツプ２０ａを有する薄板状のゴムシール部
材２０が焼付け固着され、また、ソケツト孔１９
ｂは長く形成されている。

ダイアフラム装置２７の内周保持体３０は後部
が延設されて介装部材を兼ね、内孔３０ｃがシヤ
フト２４に嵌合する径とされ、該内孔３０ｃに臨
んで十字状の導圧通路３２ｂが凹設されている。
弁体１６の導圧通路３２ａこの導圧通路３２ｂと
の位相を一致させて、弁体１６のソケツト１９ｂ
内に内周保持体３０のスピゴツト部３０ｂが嵌挿
される。３０ｃは内周保持体３０の後部に穿設さ
れたダイアフラム室２８Ａと導圧通路３２ｂとを
連通する出口孔である。

この実施例において更に特徴とするところは、
弁体１６の弁本体部１９並びにダイアフラム装置
２７の内周及び外周保持体２９，３０が金属素材
より成形される態様を採る。この態様において、
ゴム素材よりなるシール部材２０及びダイアフラ
ム２８との焼付けによる接着性及び導圧通路部の
引抜き成形性からアルミニウムが好適である。

以上の実施例では電磁駆動される電磁式の弁を
例示して説明したが、本考案に係る弁はこのよう
な電磁弁に限定されるものではなく、電動式、機
械式あるいは流体駆動式の弁にも採用できること
は勿論である。

Ｃ 考案の効果 本考案の流体制御弁は、作動流体の一方の流路
と他方の流路とを連通する弁穴をシヤフトに取付
けられた弁体のシヤフト軸方向移動によつて開閉
し、前記流路の一方側に前記弁体に連動されるダ
イアフラムによつて画成されたダイアフラム室を
設け、前記流路の他方側の圧力を導圧通路を介し
てこのダイアフラム室に導いて圧力キヤンセルを
行う流体制御弁において、弁体はその内孔をもつ
てシヤフトに嵌装されるとともに、該内孔に臨ん
で放射状の導圧通路が凹設され、ダイアフラムの
内周を保持する内周保持体は、その内孔をもつて
シヤフトに嵌装されるとともに弁体に気密に接続
され、弁体に形成された導圧通路に連通し、かつ
ダイアフラム室に開口する導圧通路を形成してな
る構成を採るので、シヤフトに対する導圧通路
の加工がなく、導圧通路はシヤフト周りの部材に
形成されるので、十分な流体の通過断面積を得る
ことができ、かつ、導圧通路のための凹部の成形
は容易である。このため、製作コストが低減され
る。弁体と内周保持体とは連結され、一体的に
組立てられるので、組立て作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の流体制御弁の実施例を示し、第
１図はその一実施例の全体縦断面図、第２図は第
１図の要部拡大図、第３図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ
第２図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線切断面
図、第４図は導圧通路のシール部の詳細図、第５
図は導圧通路のシール部の他の態様図、第６図は
本考案の要部の他の実施例を示す部分断面図であ
る。 １１……流入路、１２……流出路、１３……弁
穴、１６……弁体、１９ａ……内孔、２４……シ
ヤフト、２８……ダイアフラム、２８Ａ……ダイ
アフラム室、３０……内周保持体、３０ｃ……内
孔、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ……導圧通
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 作動流体の一方の流路と他方の流路とを連通す
   る弁穴をシヤフトに取付けられた弁体のシヤフト
   の軸方向移動によつて開閉し、前記流路の一方側
   に前記弁体に連動されるダイアフラムによつて画
   成されたダイアフラム室を設け、前記流路の他方
   側の圧力を導圧通路を介してこのダイアフラム室
   に導いて圧力キヤンセルを行う流体制御弁におい
   て、 前記弁体はその内孔をもつてシヤフトに嵌装さ
   れるとともに、該内孔に臨んで放射状の導圧通路
   が凹設され、 前記ダイアフラムの内周を保持する内周保持体
   は、その内孔をもつて前記シヤフトに嵌装される
   とともに前記弁体に気密に接続され、前記弁体に
   形成された導圧通路に連通し、かつダイアフラム
   室に開口する導圧通路を形成してなる、ことを特
   徴とする流体制御弁。