JPH09217844A - 流体制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイヤフラム及びその廻りの構造を簡素化で
き、また流量特性の向上を図ることができる流体制御弁
を提供する。 【解決手段】 流体入口部と流体出口部とに連通する流
体通路を備えた弁本体の一端部と該端部を覆うカバー体
との間に可撓性ダイヤフラムを配設し、該ダイヤフラム
と上記カバー体とで形成された圧力室にパイロット流路
を連通させてその圧力を制御することにより、ダイヤフ
ラムを往復動させて上記流体通路を開閉するようにした
流体制御弁において、上記ダイヤフラムの外周形状を略
円形とした上で、該ダイヤフラムよりも外側に、上記圧
力室を弁外部に対してシールする第１シール部材を配設
する一方、上記パイロット流路を、弁本体とカバー体と
を通って上記圧力室に連通させるとともに、パイロット
流路を弁外部に対してシールする第２シール部材を、上
記ダイヤフラムとは別体に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体制御弁、特
に、ダイヤフラム式の流体制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体制御弁の一種として、可撓性
ダイヤフラムの往復動により弁内部の流体通路を開閉さ
せ、この開閉のタイミング,開度あるいは時間等を適宜
制御することにより、流体の供給タイミング及び供給量
などを制御するようにした、ダイヤフラム式のものは一
般に良く知られており、例えば、ガソリンスタンド等に
設置される給油計量機に付設されるなどして、幅広く用
いられている。かかるタイプの流体制御弁では、通常、
上記ダイヤフラムで仕切られた空間のうち流体通路の反
対側を圧力室とし、この圧力室の圧力を例えば電磁弁の
切換動作で制御することにより、ダイヤフラムを往復動
させて流体の供給制御が行われる。

【０００３】以下、従来のダイヤフラム式流体制御弁の
構造を、例えば、ガソリンスタンド等の給油計量機に付
設されるものを例にとって説明する。図１８は、従来例
に係るダイヤフラム式流体制御弁６５のダイヤフラム組
付部分の断面説明図である。この図に示すように、従来
では、ダイヤフラム５２が組付けられる弁本体５６の一
端部と該端部を覆うカバー体５４(サイドカバー)とは、
その組付面が共に面一に形成され、両者で形成された空
間部を仕切る可撓性ダイヤフラム５２の外周形状は、基
本的には略円形であるが、その一部に半径方向へ舌状に
突出した突出部５８が設けられている。

【０００４】一方、ダイヤフラム５２と上記サイドカバ
ー５４とで形成されたダイヤフラム上室(圧力室)６８に
は、弁本体５６とサイドカバー５４とを通って形成され
たパイロット流路７８が連通している。そして、ダイヤ
フラムは、弁本体５６の組付面とサイドカバー５４の組
付面との間に挟まれて所定の面圧が得られるように締め
付けられることにより、その略円形部分が上記圧力室６
８を弁外部に対してシールすると共に、上記突出部５８
がパイロット流路７８を弁外部に対してシールするよう
になっている。尚、このパイロット流路７８のシール部
分については、ダイヤフラム５２のゴム材が内部流体に
より膨潤してパイロット流路７８が絞られることを防止
するためにガイドパイプ６４が装着されている。

【０００５】上記ダイアフラム５２は、その断面構造に
ついては具体的に図示しなかったが、内部に芯材として
の基布を有し、その上下をゴム等の弾性に富んだ材料で
層状に覆って構成されており、ダイアフラム５２として
成形した後に、ポンチ加工等によって、パイロットホー
ル７２及びパイロット流路７８用の穴部７４が設けられ
る。従って、これら穴加工された部分の断面には基布部
分が露出することになる。このような基布の露出部分が
あると、この基布を伝わって内部の流体が外部に漏れ出
す場合があるので、従来では、ダイヤフラム５２の更に
外側を、例えばサイドカバー５４側に形成した断面凹状
の環状溝６２で囲み、この溝部６２にシールゴムを焼き
付け加工することにより、流体の弁外部への漏洩を防止
するようにしている。

【０００６】また、従来例に係る流体制御弁６５では、
ダイヤフラム５２の略中央部分に、ダイヤフラム下室側
に延びる複数のガイド脚部７０が一体的に取り付けられ
ており、このガイド脚部７０が、弁本体５６内部に形成
された吐出口６６の内壁に対して自在に摺動することに
より、ダイヤフラム５２の往復動がガイドされるように
なっている。ダイヤフラム５２の上記圧力室６８側に
は、スプリング６０が取り付けられており、該スプリン
グ６０は、弁本体５６内の吐出口６６の一端側が形成す
る弁座に対してダイヤフラム５２を付勢するものであ
る。

【０００７】一方、図１７は、上記流体制御弁６５の作
動を制御するための電磁弁９７(９７Ａ,９７Ｂ)を弁本
体５６に固定する固定構造を示す断面説明図である。ダ
イヤフラム式流体制御弁では、後で詳しく説明するよう
に、大小二通りの流量を得るために２個の電磁弁が設け
られる場合がある。本従来例においても、上記パイロッ
ト流路７８に接続されてダイヤフラム５２を開閉させる
大流量用の電磁弁９７Ａと、弁本体５６の入口側と出口
側とを直接につなぐ小流路を開閉する小流量用の電磁弁
９７Ｂの２個の電磁弁が設けられている。従来では、両
電磁弁９７Ａ,９７Ｂを固定する場合、上記図１７に示
すように、個々の電磁弁９７Ａ,９７Ｂをそれぞれ別々
に弁本体５６に固定するようにしている。

【０００８】これら電磁弁９７Ａ及び９７Ｂは、同一の
構成を有しており、例えば図１７における右側のものを
例にとって説明すれば、通電することにより励磁されて
電磁力を発生させるソレノイドコイル９３と、該ソレノ
イドコイル９３内に配置されてその電磁力によってコイ
ル軸線方向に駆動されるプランジャ７５と、該プランジ
ャ７５の外周を取り囲んでその動作をガイドするガイド
チューブ７９とを備え、該ガイドチューブ７９の一端
(図における上端)側は、プランジャ７５の上方への移動
量を規制するヘッドが固定されている。一方、このガイ
ドチューブ７９の他端(図における下端)側は、電磁弁９
７Ａを流体制御弁の弁本体５６に組み付けるためのベー
スナット６７の内側に、例えばロウ付けによって接合さ
れている。

【０００９】そして、上記ヘッド８１とガイドチューブ
７９とベースナット６７とを互いに一体的に固定してサ
ブアッセンブリとして組み立て、その内部にプランジャ
７５を収納した後、上記ベースナット６７を弁本体５６
にねじ込むことにより、各電磁弁の弁本体５６への組付
けが行われる。また、電磁弁の外側を覆う保護用のソレ
ノイドカバー８９は、ボルト８５を用いて各電磁弁のヘ
ッド８１にそれぞれ固定されている。このようにして組
付けた状態では、上記プランジャ７５は、ヘッド８１と
の間に装着されたスプリング７７によって弁本体５６側
に付勢されており、その下端部に固定されたディスク８
３が、弁本体５６に固定されたシート部材８７の上端面
に着座して、閉弁状態が維持される。そして、ソレノイ
ドコイル８３が励磁されると、その電磁力によってプラ
ンジャ７５がヘッド８１に当接するまで上動し、これに
より、上記ディスク８３がシート部材８７の上端面から
離間し、電磁弁が開弁するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流体制御弁では、ダイヤフラムの圧力室まわりのシ
ールに関して、以下のような問題があった。すなわち、
従来では、ダイヤフラムの外周の一部に突出部を設け、
この突出部でパイロット流路まわりのシール材を兼用さ
せるようにしており、その基布を伝っての内部流体の漏
洩を防止するためにダイヤフラムの更に外側に設けるシ
ール材が大径になり、従って、弁本体およびカバー体の
組付面の面積も不可避的に大きくなる。このため、カバ
ー体が大形になる。また、パイロット流路のシール部分
には、ダイヤフラムの膨潤効果によって流路が絞られる
ことを防止するためにガイドパイプを用いる必要があ
り、部品点数および組付工数の増加を来し、コスト高に
なる。更に、上述のように、ダイヤフラムが通常の円形
ではなく、その外周の一部に突出部を有する異形のもの
とする必要があるので、ダイヤフラム自体の製造コスト
が高くなる。

【００１１】また、従来の流体制御弁では、ダイヤフラ
ムの往復動をガイドするためのガイド脚部が、弁本体の
流体通路 (図１８の例では吐出口）内に突出しているの
で、流体のスムースな流れが妨げられ、流体制御弁の流
量特性の向上 (換言すれば、バルブにおける流体の流れ
易さを表す指標であるＣｖ値の向上）を図る上で、不利
になるという難点があった。

【００１２】更に、従来の流体制御弁では、電磁弁 (２
個）の流体制御弁本体への組付に関して、個々の電磁弁
ごとに、三つの部品 (ヘッド,ガイドチューブ及びベー
スナット）を互いに一体的に固定してサブアッセンブリ
を構成し、このサブアッセンブリを (つまり上記ベース
ナットを）弁本体にねじ込むようにしていたので、構造
が複雑で、加工および組付に非常に手間がかかるという
製造上の問題があった。また、ソレノイドコイルを保護
するためのソレノイドカバーの電磁弁への取り付けも、
個々の電磁弁ごとに行われており、更に手間がかかるも
のとなっていた。

【００１３】この発明は、上記諸問題に鑑みてなされた
もので、ダイヤフラム及びその廻りの構造を簡素化で
き、また流量特性の向上を図ることができ、更に電磁弁
の取り付けを簡単に行えるようにした流体制御弁を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る発
明(以下、第１の発明という)は、流体入口部と流体出口
部とにそれぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端
部と該端部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラム
を配設し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成され
た圧力室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御
することにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体
通路を開閉するようにした流体制御弁において、上記ダ
イヤフラムの外周形状を略円形とした上で、該ダイヤフ
ラムよりも外側に、上記圧力室を弁外部に対してシール
する第１シール部材を配設する一方、上記パイロット流
路を、弁本体とカバー体とを通って上記圧力室に連通さ
せるとともに、パイロット流路を弁外部に対してシール
する第２シール部材を、上記ダイヤフラムとは別体に設
けたことを特徴としたものである。

【００１５】また、本願の請求項２に係る発明(以下、
第２の発明という)は、流体入口部と流体出口部とにそ
れぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部と該端
部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを配設
し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された圧力
室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御するこ
とにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通路を
開閉するようにした流体制御弁において、上記ダイヤフ
ラムと上記第２シール部材とが、弁本体とカバー体とが
当接する互いに平行な異なる平面上にそれぞれ配設さ
れ、両平面間の段差部に上記第１シール部材が配設され
ていることを特徴としたものである。

【００１６】更に、本願の請求項３に係る発明(以下、
第３の発明という)は、流体入口部と流体出口部とにそ
れぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部と該端
部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを配設
し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された圧力
室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御するこ
とにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通路を
開閉するようにした流体制御弁において、上記ダイヤフ
ラムに、その往復動をガイドするガイド部材を上記圧力
室側に突出させて取り付ける一方、上記カバー体に、上
記ガイド部材の突出端側を摺動自在に受け合うガイド部
を設けたことを特徴としたものである。

【００１７】また、更に、本願の請求項４に係る発明
(以下、第４の発明という)は、流体入口部と流体出口部
とにそれぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部
と該端部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを
配設し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された
圧力室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御す
ることにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通
路を開閉するようにした流体制御弁において、上記ガイ
ド部が、上記圧力室もしくはパイロット流路に対して開
口する開口部を備えていることを特徴としたものであ
る。

【００１８】また、更に、本願の請求項５に係る発明
(以下、第５の発明という)は、流体入口部と流体出口部
とにそれぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部
と該端部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを
配設し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された
圧力室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御す
ることにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通
路を開閉するようにした流体制御弁において、上記弁本
体の流体通路に、上記パイロット流路に連通した圧力室
内の圧力を制御するための電磁弁と、上記流体入口部と
流体出口とを連絡する流体通路を開閉するための電磁弁
とが接続され、これら電磁弁が、ソレノイドコイルの電
磁力でコイル軸線方向に駆動されるプランジャの外周を
取り囲んでその動作をガイドするガイド部材を備えてお
り、上記各電磁弁が、各ガイド部材の一端側を流体制御
弁の弁本体に設けた各取付穴に嵌合させた上で、上記複
数の電磁弁間に掛け渡して設けられプレート部材を挿通
する単一のボルト部材を締め付けることにより、上記弁
本体に固定されていることを特徴としたものである。

【００１９】また、更に、本願の請求項６に係る発明
(以下、第６の発明という)は、流体入口部と流体出口部
とにそれぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部
と該端部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを
配設し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された
圧力室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御す
ることにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通
路を開閉するようにした流体制御弁において、上記各ガ
イド部材の一端側に、該端部の外周に嵌合するリング部
材が取り付けられ、各ガイド部材が上記リング部材を介
して上記各取付穴に嵌合されていることを特徴としたも
のである。

【００２０】また、更に、本願の請求項７に係る発明
(以下、第７の発明という)は、流体入口部と流体出口部
とにそれぞれ連通する流体通路を備えた弁本体の一端部
と該端部を覆うカバー体との間に可撓性ダイヤフラムを
配設し、該ダイヤフラムと上記カバー体とで形成された
圧力室にパイロット流路を連通させてその圧力を制御す
ることにより、ダイヤフラムを往復動させて上記流体通
路を開閉するようにした流体制御弁において、上記ガイ
ド部材の他端側に固定された電磁弁開弁時に上記プラン
ジャの一端面が吸着するヘッド及びプランジャの吸着面
の少なくとも一部には、両者間での偏芯を防止するため
に、テーパが設けられていることを特徴としたものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、例
えば、ガソリンスタンドの給油計量機に付設される流体
制御弁を例にとって、添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１,図２及び図３は、本実施の形態に係るダイア
フラム式とされた流体制御弁１の正面図,右側面図及び
背面図である。これらの図に示すように、上記流体制御
弁１の一端側には、内部のダイヤフラムを作動させるた
めの電磁弁ユニット３が組み付けられている。

【００２２】また、図４は、上記流体制御弁１の作動を
説明するための概略的な構造断面図であるが、この図に
示すように、上記電磁弁ユニット３は、流体制御弁１の
作動を制御するための電磁弁として、大小二通りの流量
を得るために、２個の電磁弁７Ａ,７Ｂを有している。
後で詳しく説明するように、大流量用の電磁弁７Ａは、
流体制御弁１に設けられたパイロット流路１０に接続さ
れてダイヤフラム２を開閉させる。一方、小流量用の電
磁弁７Ｂは、弁本体６の流体入口部４０と流体出口部５
０とを直接につなぐ小流路を開閉させるようになってい
る。

【００２３】図５は、上記電磁弁ユニット３及びその組
付構造を示す、図２のＸ−Ｘ線に沿った断面説明図であ
る。この図５から分かるように、電磁弁ユニット３には
２個の電磁弁７Ａ及び７Ｂが組み込まれている。これら
電磁弁７Ａ及び７Ｂは、基本的には、同一の構成を有し
ており、例えば図５における右側のものを例にとって説
明すれば、通電することにより励磁されて電磁力を発生
させるソレノイドコイル２３と、該ソレノイドコイル２
３内に配置されてその電磁力によってコイル軸線方向に
駆動されるプランジャ１５と、該プランジャ１５の外周
を取り囲んでその動作をガイドするガイドチューブ１９
とを備え、該ガイドチューブ１９の一端(図５における
上端)側には、プランジャ１５の上方への移動量を規制
するヘッド２１が固定されている。

【００２４】上記流体制御弁１の弁本体６には、電磁弁
７Ａのガイドチューブ１９の他端側(図５における下端)
を組み付けるための取付穴４３が設けられ、該取付穴４
３に通じる流体通路の開口部にはシート部材１１が圧入
されている。そして、このシート部材１１の上端面が、
上記プランジャ下端部に固定されたディスク１３に対す
る弁座を形成している。本実施の形態で、上記ガイドチ
ューブ１９の外周部と弁本体６の取付穴４３の内周部と
の間に"Ｏ"リング状のシール部材９が介装され、ガイド
チューブ１９と弁本体６との間を液密にシールしてい
る。

【００２５】上記電磁弁７Ａにおける開閉状態の切り換
えは、上記プランジャ１５が往復動し、該プランジャ１
５の下端部に固定されたディスク１３が移動することに
よって行なわれる。すなわち、ソレノイドコイル２３に
通電されない状態では、上記ディスク１３が、取付穴４
３に圧入されたシート部材１１が形成する弁座に着座し
て閉弁状態が保たれる。ソレノイドコイル２３に通電し
た場合には、該ソレノイドコイル２３が励磁されること
によって上記プランジャ１５がコイル軸線方向に沿って
上動し、上記ディスク１３が弁座を離れて開弁する。通
電を止めると、上記プランジャ１５は、該プランジャ１
５と上記ヘッド２１との間に介装されたスプリング１７
の弾性力によって弁本体６側に付勢され、ディスク１３
がシート部材１１の弁座に着座して再び閉弁するように
なっている。

【００２６】尚、図６には、電磁弁ユニットの弁本体へ
の組付構造の第１の変形例が示されている。以下の説明
においては、図１〜図５に示した実施の形態における場
合と同じものには、同一の符号を付し、それ以上の説明
は省略する。この変形例においては、電磁弁７Ａ及び７
Ｂのガイドチューブ１９の一端側に、該端部に嵌合する
リング部材３１が、例えば、ロウ付けによって接合され
ている。そして、上記ガイドチューブ１９は、上記リン
グ部材３１を介して上記取付穴４３に嵌合されている。
かかる構成を採用することにより、電磁弁のガイド部材
の弁本体に対する組付安定性を向上させることができ
る。尚、上記リング部材３１の外周部には、断面凹状の
環状溝が設けられており、この溝に"Ｏ"リング状のシー
ル部材３３が装着されている。このシール部材によっ
て、上記リング部材３１と弁本体６との間からの弁外部
への流体の漏洩が防止されている。

【００２７】また、図７には、電磁弁ユニットの弁本体
への組付構造の第２の変形例が示されている。この第２
の変形例においては、ガイドチューブ１９の一端部に取
り付けられたリング部材３７が、外周側に断面凹状の環
状溝が設けられてシール部材３３が装着されているのみ
ならず、ガイドチューブ１９の外周に嵌合する内周側に
も断面凹状の環状溝が設けられ、該溝には"Ｏ"リング状
のシール部材３９が装着されている。このリング部材３
７の内周側のシール部材３９により、ガイドチューブ１
９の外周部とリング部材３７の内周部との間が液密にシ
ールされている。かかる構成を採用することにより、図
６で示した第１の変形例と同じく組付安定性を向上させ
るとともに、上記ガイドチューブ１９とリング部材３７
とを、例えばロウ付け等によって接合する必要がなくな
り、組付工数を削減することができる。

【００２８】本実施の形態においては、上記２個の電磁
弁７Ａ及び７Ｂは、ソレノイドカバー４１によって、そ
の上側及び外側を覆われている(図５参照)。このソレノ
イドカバー４１は、ソレノイドコイル２３を保護するも
ので、両電磁弁間に掛け渡して設けられている。本実施
の形態では、より好ましくは、上記ソレノイドカバー４
１上には、やや厚肉のリテーナプレート２７が配置され
ている。また、本実施の形態では、上記ソレノイドカバ
ー４１とリテーナプレート２７の両方を挿通する単一の
ボルト部材２５が設けられており、このボルト部材２５
のネジ部を弁本体６に設けられたネジ穴に螺合させ、こ
れを締め付けることにより２個の電磁弁７Ａ及び７Ｂの
両方が弁本体６に堅固に固定されるようになっている。

【００２９】このように、本実施の形態では、単一のボ
ルト部材２５で２個の電磁弁７Ａ及び７Ｂを弁本体６に
固定することができるので、従来、各電磁弁ごとにベー
スナットを設け、個別に組み付けていた場合に比べ、部
品点数及び組付工数を大幅に削減することができる。
尚、図５に示されたものは、ソレノイドカバー４１の上
にプレート部材２７を設けていたが、ソレノイドカバー
４１自体が一定以上の厚さを有するものの場合には、リ
テーナプレート２７は特に必要ではない。

【００３０】図８は、電磁弁ユニット３のソレノイドカ
バーの取付構造の変形例を示している。この変形例で
は、２個の電磁弁７Ａ及び７Ｂに掛け渡して設けられた
リテーナプレート３５が、上記ソレノイドカバー４１と
電磁弁７Ａ及び７Ｂとの間に介装されている。上記ソレ
ノイドカバー４１とリテーナプレート３５の両方を挿通
する単一のボルト部材２５を締め付けることによって、
２個の電磁弁７Ａ及び７Ｂが弁本体６に固定される。

【００３１】尚、図９,図１０及び図１１は、電磁弁７
Ａ及び７Ｂのプランジャ及びヘッドの変形例を示す断面
説明図である。図９に示す第１の変形例では、プランジ
ャ４５とヘッド５１とは、それぞれ、ソレノイドコイル
への通電時に、互いに吸着し合う平行な平面を有する吸
着面４５a,５１aを備え、各吸着面４５b,５１bには、そ
れぞれ、ガイドチューブ１９の軸方向に平行な段差部４
５b,５１bが設けられている。ところで、例えばこのよ
うなプランジャとヘッドとの間に作用する吸引力に関し
て、両者の吸着面が全面にわたってフラット(平面状)で
ある場合には、プランジャ及びヘッド間の間隔が大きく
なるほど両者間に作用する吸引力は反比例的に減衰する
ことが知られている(図１６における曲線a参照)。そし
て、図９に示したように、両吸着面４５a,５１aをそれ
ぞれ段付きとし、各々段差部４５b,５１bを設けた場合
には、両吸着面４５a,５１aの間に作用する吸引力と両
者４５a,５１a間の間隔との相関性はかなり低くなり、
この間隔が大きくなっても、図１６の曲線aと曲線cとを
比較して分かるように、両吸着面が全面にわたってフラ
ットである場合に比べて、吸引力はさほど低下せず、か
なり安定した値が得られる。すなわち、プランジャ４５
の吸着面４５aとヘッド５１の吸着面５１aとを段付きと
することにより、吸着面間の距離とその間に作用する吸
引力との関係特性を変化させて、両者間に作用する吸引
力をより良好に確保することができ、その結果、ソレノ
イドコイルの効率を向上させることができる。

【００３２】上記第１の変形例では、両吸着面４５a,５
１aに作用する吸引力を大きく保つためには、各段差部
間の間隔は小さいほど好ましいのであるが、過度に小さ
く設定すると、プランジャ４５の円滑な作動に支障を来
すことになる。このため、上記段差部間には一定以上の
間隙を設ける必要があるが、この間隙及びプランジャと
ガイドチューブの間隙に応じてプランジャが偏芯するこ
とが考えられる。このため、図１０の部分断面図に示す
第２の変形例では、ヘッド５７とプランジャ４７とが、
それぞれ、互いに平行な平面を有する吸着面５７a,４７
aを備え、各吸着面５７a,４７aに設けられた段差部５７
b,４７bには、ガイドチューブ１９の軸方向に対して所
定角度だけテーパ部が設けられている。かかる構成を有
することにより、ソレノイドコイルへの通電によりプラ
ンジャ４７が移動する際、該プランジャ４７の移動動作
が良好にガイドされ、ヘッド５７とプランジャ４７の偏
芯を防止することができる。すなわち、ヘッド５７とプ
ランジャ４７との間での偏芯に起因してプランジャ４７
の円滑な作動が阻害されることをより確実に防止するこ
とができる。

【００３３】また、図１１に示す第３の変形例では、ヘ
ッド６１及びプランジャ５５の各吸着面６１a,５５a
は、その大部分が、ガイド部材１９の軸方向に対して所
定角度傾斜したテーパ面で形成されている。両吸着面６
１a,５５aをかかる形状とした場合でも、両吸着面６１
a,５５aの間に作用する吸引力と両者６１a,５５a間の間
隔との相関性はかなり低くなり、この間隔が大きくなっ
ても、両者の吸着面が全面にわたってフラットである場
合に比べて、吸引力の低下が少なくて済み、かなり安定
した値が得られる(図１６における曲線b参照)。このよ
うに、吸着面６１a,５５aの大部分をテーパ状とするこ
とにより、両吸着面６１a,５５a間の距離と両者間に作
用する吸引力との関係特性を変化させて、両吸着面６１
a,５５a間に作用する吸引力をより良好に確保すること
ができ、その結果、ソレノイドコイルの効率を向上させ
ることができる。

【００３４】尚、ソレノイドコイル２３への通電時に、
プランジャ１５を取り囲むソレノイドコイル２３による
磁路の磁気抵抗を極小化するためには、例えば、特殊電
磁ステンレスのような高透磁率磁芯材料の採用、各電磁
弁７Ａ,７Ｂのヨーク４９(図５参照)と磁芯の隙間の極
小化、あるいは、磁路断面積のボトルネックの解消など
の対策が考えられる。また、プランジャ１５を弁本体６
側に付勢するための上記スプリング１７の荷重の最適
化、あるいは、起磁力の強化などによって、ソレノイド
コイル２３の効率を向上させることが可能である。

【００３５】次に、流体制御弁１の可撓性ダイヤフラム
２の組付構造等について説明する。図１２は、図３のＹ
−Ｙ線に沿った流体制御弁１のダイアフラム組付部分の
断面説明図である。この図に示すように、弁本体６の一
端部には、ダイヤフラム２を組み付けるための組付部が
形成され、このダイヤフラム２が組み付けられた端部を
覆うためにカバー体４(サイドカバー)が取り付けられて
いる。また、ダイヤフラム２と上記サイドカバー４とで
形成されたダイヤフラム上室(圧力室)３０には、該圧力
室３０の圧力を制御するためのパイロット流路１０が連
通している。

【００３６】上記ダイアフラム２は、その断面構造につ
いては具体的に図示しなかったが、内部に芯材としての
基布を有し、その上下をゴム等の弾性に富んだ材料で層
状に覆って構成されており、ダイヤフラム２として成形
した後に、ポンチ加工等によって、ダイヤフラム２の上
下を常開で連通させるパイロットホール２４が設けられ
ている。本実施の形態では、上記ダイヤフラム２は、そ
の外周形状が略円形に形成されている。

【００３７】また、本実施の形態では、弁本体６のサイ
ドカバー４との組付面に、所定高さの段部が設けられて
いる。そして、その下段組付面上に、上記ダイヤフラム
２が配設されている。一方、弁本体６の上段組付面上に
は、パイロット流路１０をとり囲む断面凹状の環状溝が
設けられ、該環状溝には、上記ダイヤフラム２とは別体
の"Ｏ"リング２２(第２シール部材)が装着されている。
この第２シール部材２２によって、パイロット流路１０
から弁外部への流体の漏洩を防止することができる。ま
た、上下組付面間の段差部には、"Ｏ"リング８(第１シ
ール部材)が配設されている。この第１シール部材８
は、弁本体６の内部から外部への流体経路上では、ダイ
ヤフラム２よりも外側に位置することになる。この第１
シール部材８によって、上記圧力室３０を弁外部に対し
て確実にシールすることができる。

【００３８】このように、本実施の形態では、上記パイ
ロット流路まわりのシール部材２２(第２シール部材)を
ダイヤフラム２とは別体に設けたので、ダイヤフラム２
の外周部の一部に突出部を設ける必要がなくなり、外周
形状を略円形にすることができる。これにより、従来、
外周形状が異形であった場合に比べて、ダイヤフラム２
自体の製造コストを低減することができる。また、ダイ
ヤフラム２よりも外側に配設するシール部材８(第１シ
ール部材)も小さくて済み、従って、弁本体６及びサイ
ドカバー４の組付面の面積も小さくなるので、従来に比
べてサイドカバー４を小形化することができるのであ
る。

【００３９】更に、パイロット流路１０まわりのシール
部材２２(第２シール部材)をダイヤフラム２とは異なる
材質で形成することができるので、適切な材質選定を行
うことにより、従来、ゴム製のダイヤフラムで兼用して
いた場合のように、内部流体による膨潤効果でパイロッ
ト流路１０が絞られることを防止することができる。従
って、従来のようにガイドパイプを用いる必要もなくな
り、部品点数および組付工数を削減することができる。
尚、上記第２シール部材２２の材質としては、例えば、
４フッ化エチレンが好適である。また、ゴムであっても
ＮＢＲ(アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー)を用い
た場合には、内部流体(オイル)による膨潤の程度は非常
に少なくて済み、第２シール部材２２の溝部など周囲の
寸法関係に余裕を持たせた設計を行うことにより、パイ
ロット流路１０が絞られることを防止できる。

【００４０】図１３は、弁本体６及びサイドカバー４の
組付構造の変形例を示している。この変形例では、上記
サイドカバー４の下端部の外周側に溝部が設けられ、こ
の溝部にシール部材８'(第１シール部材)が装着されて
おり、ダイヤフラム２の周縁部の上面に位置している。
かかるこの第１シール部材８'によって、上記圧力室３
０が弁本体６外部に対して確実にシールすることができ
る。

【００４１】ここで、上記流体制御弁１の作動の概略に
ついて、上記図４を参照しながら説明する。前述のよう
に、上記電磁弁ユニット３は、流体制御弁１の作動を制
御するための電磁弁として、大小二通りの流量を得るた
めに、２個の電磁弁７Ａ,７Ｂを有している。大流量用
の電磁弁７Ａは、上記パイロット流路１０に接続されて
ダイヤフラム２を開閉させ、一方、小流量用の電磁弁７
Ｂは、弁本体６の流体入口部４０と流体出口部５０とを
直接につなぐ小流路を開閉させるものである。

【００４２】電磁弁７Ａ及び７Ｂが、プランジャ１５を
付勢しているスプリング１７の弾性力と流体入口部４０
側からの液圧を受けて、共に閉弁状態に維持されている
場合には、流体は流れない。このような状態では、流体
制御弁１のダイヤフラム２は、上記圧力室３０側に配設
されたスプリング２０の付勢力と、ダイヤフラム２の上
下を常開で連通させるパイロットホール２４を通過した
流体の液圧とで押圧されて閉弁している。

【００４３】このとき、小流量用の電磁弁７Ｂが閉じた
ままで、大流量用の電磁弁７Ａが開弁すると、上記圧力
室３０内の流体が、パイロット流路１０から電磁弁７Ａ
を経て流体出口部５０へ流出し、いわゆるパイロット流
が生じる。つまり、電磁弁７Ａが開弁すると、まず、流
体入口部４０→ダイヤフラム下室２９→パイロットホー
ル２４→ダイヤフラム上室(圧力室)３０→パイロット流
路１０a→電磁弁７Ａ→パイロット流路１０b→流体出口
部５０の経路で流体が流れる。その結果、圧力室３０側
からダイヤフラム２を押圧していた液圧が小さくなり、
流体入口部４０からの液圧でダイヤフラム２が押し上げ
られて開弁する。これによって、大流量の流体が流れる
ことになる。

【００４４】一方、上記電磁弁７Ａが閉弁したままで電
磁弁７Ｂが開弁すると、ダイヤフラム２の閉弁状態が維
持されつつ、流体入口部４０から流体出口部５０へ直接
に小流量の流体が流れる。尚、図４においては、流体制
御弁１内のダイヤフラム２の開閉動作をガイドするため
のガイド部材等の図示は省略されている。

【００４５】ところで、上記図１２に示されているよう
に、ダイヤフラム２の略中央部分には、ダイヤフラム２
の開閉動作をガイドするガイド部材１８が取り付けられ
ている。本実施の形態では、このガイド部材１８は、上
記圧力室３０側に突出するように設けられており、一
方、上記サイドカバー４にはガイド部材１８の突出端側
を受け合うガイド孔１２が設けられいる。このガイド孔
１２に対して、上記ガイド部材１８が自在に摺動するこ
とにより、ダイヤフラム２の往復動がガイドされるよう
になっている。このように、ガイド部材１８を上記圧力
室３０側に配置することにより、従来、ガイド部材がダ
イヤフラム下室側に取り付けられ弁本体の流体通路内に
突出していた場合(図１８参照)に比べ、流体の流れがス
ムースになり流体制御弁の流量特性を向上させることが
できる。また、この場合には、ダイヤフラム２のシール
部分の近傍にガイド部材の脚部が位置していた従来に比
べて、ダイアフラム２の平面度が向上し、ダイヤフラム
２閉弁時のシール状態が良好に確保される。

【００４６】図１２に示すように、ガイド部材１８の突
出端側を受け合う上記ガイド孔１２は、上記圧力室３０
に対して開口する開口部４８を備えている。この開口部
４８を設けることにより、ガイド孔１２とガイド部材１
８とで形成される空間を開放することができ、かかる開
口部４８のない閉塞したガイド孔１２内にガイド部材１
８の突出端側を挿入する場合のように、ガイド部材１８
の摺動動作によってガイド孔１２内の圧力変動が生じ、
ダイヤフラム２の往復動作の応答性に悪影響を及ぼすお
それを無くすることができる。すなわち、ダイヤフラム
２の往復動作の応答性を良好に確保することができる。

【００４７】図１４,図１５には、ダイヤフラム２の往
復動作の応答性を良好に改良したガイド部材の変形例が
示されている。図１４の変形例では、先端部３６が開口
した筒状のガイド部材２８に該ガイド部材２８をラジア
ル方向に貫通する横穴２６が設けられている。通常、該
横穴２６は、ガイド孔３２の外側、すなわち、圧力室側
に位置している。また、上記ガイド部材２８を受け合う
ガイド孔３２はドリル穴３４を介してパイロット流路に
連通している。この変形例では、筒状のガイド部材２８
及び横穴２６によってガイド孔３２と圧力室とが連通さ
れておりガイド孔３２内が閉塞されることはない。従っ
て、ダイヤフラム２の往復動作の応答性を良好に確保す
ることができる。しかも、この場合には、上記ドリル穴
３４からガイド部材２８の本体孔部及び横穴２６に至る
経路により、パイロット流路１０と圧力室３０とが連通
され、これにより、電磁弁７Ａを開弁させた際における
パイロット流を流すことができる。すなわち、上記横穴
２６の径あるいは数などを適宜設定することにより、十
分なパイロット流量を確保することができ、ドリル穴と
圧力室とを連通させる連通路１４(図１２参照)を設ける
必要がなくなる。

【００４８】一方、図１５の変形例では、ガイド孔４２
の内周部とガイド部材３８の外周部との間隙が、十分な
パイロット流量を確保できる程度に、通常の単なる摺動
部分よりも大きく設定されている。これにより、やはり
連通路１４の必要性をなくすることができる。尚、本発
明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設
計上の変更が可能であることは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、上記パイロ
ット流路まわりのシール部材 (第２シール部材）をダイ
ヤフラムとは別体に設けたので、ダイヤフラムの外周部
の一部に突出部を設ける必要がなくなり、外周形状を略
円形とすることができる。これにより、従来、外周形状
が異形であった場合に比べて、ダイヤフラム自体の製造
コストを低減することができる。また、ダイヤフラムよ
りも外側に配設するシール部材 (第１シール部材）も小
さくて済み、従って、弁本体およびカバー体の組付面の
面積も小さくて済むので、従来に比べてカバー体を小形
化することができる。更に、パイロット流路まわりのシ
ール部材 (第２シール部材）をダイヤフラムとは異なる
材質で形成することができるので、適切な材質選定を行
うことにより、従来、ゴム製のダイヤフラムで兼用して
いた場合のように、内部流体による膨潤効果でパイロッ
ト流路が絞られることを防止できる。したがって、従来
のようにガイドパイプを用いる必要もなくなり、部品点
数および組付工数を削減することができる。

【００５０】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記ダイヤフラムと第２シール部材を、弁本
体とカバー体とが当接する互いに平行な異なる平面上に
それぞれ配設し、この両平面間の段差部に上記第１シー
ル部材を配設するようにしたので、従来、面一な組付面
に全てのシール材を配置していた場合に比べて、弁本体
およびカバー体の組付面の面積をより小さくすることが
でき、カバー体を一層コンパクトなものとすることがで
きるようになる。

【００５１】更に、本願の第３の発明によれば、上記ダ
イヤフラムに、その往復動をガイドするガイド部材を圧
力室側に突出させて取り付ける一方、カバー体に、上記
ガイド部材の突出端側を摺動自在に受け合うガイド孔を
設けたので、従来、ガイド部材 (ガイド脚部）を弁本体
の流体通路内に突出するようにしていた場合のように、
ガイド部材が流体のスムースな流れを妨げることがなく
なり、流体制御弁の流量特性を向上させることができ
る。

【００５２】また、更に、本願の第４の発明によれば、
基本的には、上記第３の発明と同様の効果を奏すること
ができる。特に、上記ガイド孔は、圧力室もしくはパイ
ロット流路に対して開口する開口部を備えているように
したので、かかる開口部のない閉塞したガイド孔内にガ
イド部材の突出端側を挿入する場合のように、ガイド部
材の摺動動作によってガイド孔内の圧力変動が生じ、ダ
イヤフラムの往復動作の応答性に悪影響を及ぼすおそれ
を無くすることができる。すなわち、流体制御弁の応答
性を良好に確保することができる。

【００５３】本願の第５の発明によれば、２個の電磁弁
に掛け渡して設けられたプレート部材を挿通する単一の
ボルト部材を締め付けることにより、複数の電磁弁が弁
本体に固定されるので、従来、各電磁弁ごとにベースナ
ットを設け、個別に締結固定していた場合に比べ、部品
点数及び組付工数を大幅に削減することができる。

【００５４】本願の第６の発明によれば、基本的には、
上記第５の発明と同様の効果を奏することができる。そ
の上、電磁弁のガイド部材は、その一端側に取り付けら
れたリング部材を介して弁本体側の取付穴に嵌合される
ので、ガイド部材の弁本体に対する組付安定性を向上す
ることができる。

【００５５】本願の第７の発明によれば、電磁弁におけ
るヘッド及びプランジャ各吸着面の少なくとも一部に
は、それぞれテーパが設けられているので、両吸着面の
間に作用する吸引力と両者間の間隔との相関性は低くな
り、この間隔が大きくなっても、両吸着面が全面にわた
ってフラットである場合に比べて、吸引力はさほど低下
せず、かなり安定した値が得られる。すなわち、吸着面
間の距離とその間に作用する吸引力との関係特性を変化
させて、両者間に作用する吸引力をより良好に確保する
ことができ、その結果、ソレノイドコイルの効率を向上
させることができる。また、ソレノイドコイルへの通電
によりプランジャが移動する際に、該プランジャの移動
動作が良好にガイドされ、ヘッドとプランジャとの間で
の偏芯を防止することができる。すなわち、両者間での
偏芯に起因して、プランジャの円滑な作動が阻害される
ことをより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る流体制御弁の正面
図である。

【図２】 上記実施の形態に係る流体制御弁の右側面図
である。

【図３】 上記実施の形態に係る流体制御弁の背面図で
ある。

【図４】 流体制御弁の作動を説明するための構造説明
図である。

【図５】 図２のＸ−Ｘ線に沿った電磁弁ユニット及び
その弁本体に対する組付部分の断面図である。

【図６】 電磁弁ユニット及びその弁本体に対する組付
構造の第１の変形例を示す断面図である。

【図７】 電磁弁ユニット及びその弁本体に対する組付
構造の第２の変形例を示す拡大断面図である。

【図８】 電磁弁ユニットのソレノイドカバーの取付構
造の変形例を示す断面図である。

【図９】 電磁弁のプランジャ及びヘッドの吸着面の構
造の第１の変形例を示す断面図である。

【図１０】 電磁弁のプランジャ及びヘッドの吸着面の
構造の第２の変形例を示す断面図である。

【図１１】 電磁弁のプランジャ及びヘッドの吸着面の
構造の第３の変形例を示す断面図である。

【図１２】 図３のＹ−Ｙ線に沿った流体制御弁の断面
図である。

【図１３】 流体制御弁のダイヤフラム組付構造の変形
例を示す拡大断面図である。

【図１４】 ダイヤフラムのガイド部材の第１の変形例
を示す部分断面図である。

【図１５】 ダイアフラムのガイド部材の第２の変形例
を示す部分断面図である。

【図１６】 プランジャ及びヘッドの吸着面間の距離と
両者間に作用する吸引力との関係特性を示すグラフであ
る。

【図１７】 従来例に係るダイヤフラム式流体制御弁の
電磁弁ユニット及びその弁本体に対する組付構造の断面
図である。

【図１８】 上記従来例に係るダイヤフラム式流体制御
弁のダイヤフラム組付構造の断面図である。

【符号の説明】

１，６５…流体制御弁 ２,５２…ダイヤフラム ４,５４…カバー体 ６,５６…弁本体 ７Ａ,７Ｂ,９７Ａ,９７Ｂ…電磁弁 ８…第１シール部材 ９…リング部材 １２…ガイド孔 １５,７５…プランジャ １８…ガイド部材 １９,７９…ガイドチューブ ２１,８１…ヘッド ２２…第２シール部材 ２３,８３…ソレノイドコイル ３０,６８…圧力室 ４０…流体入口部 ５０…流体出口部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体入口部と流体出口部とにそれぞれ連
   通する流体通路を備えた弁本体の一端部と該端部を覆う
   カバー体との間に可撓性ダイヤフラムを配設し、該ダイ
   ヤフラムと上記カバー体とで形成された圧力室にパイロ
   ット流路を連通させてその圧力を制御することにより、
   ダイヤフラムを往復動させて上記流体通路を開閉するよ
   うにした流体制御弁において、 上記ダイヤフラムの外周形状を略円形とした上で、該ダ
   イヤフラムよりも外側に、上記圧力室を弁外部に対して
   シールする第１シール部材を配設する一方、上記パイロ
   ット流路を、弁本体とカバー体とを通って上記圧力室に
   連通させるとともに、パイロット流路を弁外部に対して
   シールする第２シール部材を、上記ダイヤフラムとは別
   体に設けたことを特徴とする流体制御弁。
2. 【請求項２】 上記ダイヤフラムと上記第２シール部材
   とは、弁本体とカバー体とが当接する互いに平行な異な
   る平面上にそれぞれ配設され、両平面間の段差部に上記
   第１シール部材が配設されていることを特徴とする請求
   項１記載の流体制御弁。
3. 【請求項３】 流体入口部と流体出口部とにそれぞれ連
   通する流体通路を備えた弁本体の一端部と該端部を覆う
   カバー体との間に可撓性ダイヤフラムを配設し、該ダイ
   ヤフラムと上記カバー体とで形成された圧力室にパイロ
   ット流路を連通させてその圧力を制御することにより、
   ダイヤフラムを往復動させて上記流体通路を開閉するよ
   うにした流体制御弁において、 上記ダイヤフラムに、その往復動をガイドするガイド部
   材を上記圧力室側に突出させて取り付ける一方、上記カ
   バー体に、上記ガイド部材の突出端側を摺動自在に受け
   合うガイド孔を設けたことを特徴とする流体制御弁。
4. 【請求項４】 上記ガイド孔は、上記圧力室もしくはパ
   イロット流路に対して開口する開口部を備えていること
   を特徴とする請求項３記載の流体制御弁。
5. 【請求項５】 上記弁本体の流体通路には、上記パイロ
   ット流路に連通した圧力室内の圧力を制御するための電
   磁弁と、上記流体入口部と流体出口部とを直接に連通さ
   せる小流路を開閉するための電磁弁とが接続され、これ
   ら電磁弁は、ソレノイドコイルの電磁力でコイル軸線方
   向に駆動されるプランジャの外周を取り囲んでその動作
   をガイドするガイド部材を備えており、上記各電磁弁
   は、各ガイド部材の一端側を流体制御弁の弁本体に設け
   た各取付穴に嵌合させた上で、両電磁弁間に掛け渡して
   設けられプレート部材を挿通する単一のボルト部材を締
   め付けることにより、上記弁本体に固定されていること
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一に記載の
   流体制御弁。
6. 【請求項６】 上記各ガイド部材の一端側には、該端部
   の外周に嵌合するリング部材が取り付けられ、各ガイド
   部材は上記リング部材を介して上記各取付穴に嵌合され
   ていることを特徴とする請求項５記載の流体制御弁。
7. 【請求項７】 上記ガイド部材の他端側には、電磁弁開
   弁時に上記プランジャの一端面が吸着するヘッドが固定
   され、該ヘッド及びプランジャの各吸着面の少なくとも
   一部にはテーパがそれぞれ設けられていることを特徴と
   する請求項５又は請求項６に記載の流体制御弁。