JPH11141720A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒回路における相互間に大きな圧力差があ
る箇所に介設して動作させても、急激な圧力変動により
騒音の元となるウォーターハンマ現象が起こるのを抑制
又は防止しつつ、主弁を円滑に弁開させることができる
ようにすること。 【構成】 主弁９の周方向に１８０゜間隔をおいた外周
面部分に平らな切欠９５を各々形成して、チャンバ７７
の内周壁との間に、切欠９５以外の主弁９の外周面部分
とチャンバ７７の内周壁との間に画成される僅かな間隙
Ｓよりも大きな間隙Ｐが形成されるように構成すると共
に、チャンバ７７と流出口３３側とを選択的に連通させ
るために主弁９に貫設されるパイロット通路９１を、パ
イロット通路９１に流入すると中心から内周壁に向かう
液冷媒の流れの向きに対応して、小径部９１ｂ及び大径
部９１ｃにより、チャンバ７７側から弁座３５側に向か
うにつれて次第に内径が大きくなるように形成する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の冷房装置に
おける冷媒回路等に介設される電磁弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両の冷房装置においては一般
に、冷媒回路の凝縮器及びレシーバから蒸発器への冷媒
の供給量を調整する温度膨張弁等の絞り弁と、この絞り
弁よりも凝縮器及びレシーバ側において冷媒回路を開閉
する電磁弁とが冷媒回路中に介設されており、冷房温度
の設定に応じて、或は、被冷房空間において実際に測定
した温度に応じて、絞り弁を開閉させると共に、冷房装
置のオンオフに応じて電磁弁を開閉させるようにしてい
る。

【０００３】図６は従来のパイロット弁方式の電磁弁を
示す断面図であり、図６中引用符号１００で示す電磁弁
は、凝縮器及びレシーバ（いずれも図示せず）側、つま
り、一次側（流体通路の上流側に相当）に接続されて液
冷媒（図示せず）が流入する流入口１０１Ａと、蒸発器
側、つまり、二次側（流体通路の下流側に相当）に接続
されて前記液冷媒が流出する流出口１０１Ｂと、この流
出口１０１Ｂに連通して形成された弁座１０３と、前記
流入口１０１Ａに連通して形成されその内部に前記弁座
１０３が開口された弁室１０８とを有している。

【０００４】そして、この電磁弁１００においては、ソ
レノイド１０７に通電すると、プランジャ１０６に形成
されたニードル弁１０４が主弁１０２に形成されたパイ
ロット通路１０５を開き、これに伴って、図７に要部拡
大図で示すように、チャンバ１０８と主弁１０２との間
に両者の径の差により形成される環状の僅かな隙間ｓを
介して流入口１０１Ａ側に連通しているチャンバ１０８
の圧力と、流出口１０１Ｂ側との圧力差が減少して、チ
ャンバ１０８内の主弁１０２がプランジャ１０６側に移
動し弁座１０３を開く。

【０００５】尚、パイロット通路１０５のニードル弁１
０４が接離する弁ポートを構成する入口部分は、ニード
ル弁１０４による弁閉を確実にするために、内径の寸法
精度を高くしなければならないが、主弁１０２の全長に
亘って精度よく貫通孔を形成するのは製作上非常に手間
がかかる。

【０００６】このため、実際には、弁座１０３側から適
当な内径である程度の長さに亘って座ぐっておき、チャ
ンバ１０８側の僅かな部分だけ高精度の内径寸法で孔を
あけることでパイロット通路１０５が形成され、この結
果、パイロット通路１０５の入口部分は他のパイロット
通路１０５部分に比べて細径に形成されている。

【０００７】そして、上述した電磁弁１００では、主弁
１０２を僅かに弁座１０３から離れる方向に付勢する主
弁バネ１１０を主弁１０２の弁座１０３側に配設するこ
とで、一般的な電磁弁に対する要求である、流入口１０
１Ａ側と流出口１０１Ｂ側との圧力差が僅かであって
も、ソレノイド１０７への通電に伴うパイロット通路１
０５の弁開によって主弁１０２が弁座１０３を素早く確
実に開く、という課題を解決している。

【０００８】つまり、図６に示す電磁弁１００に限ら
ず、従来のパイロット弁方式の電磁弁においては、パイ
ロット弁が開くと、一次側と二次側との圧力差が僅かで
あっても敏感に反応して主弁が弁座から素早く離間して
弁座を開くように設計されていた。

【０００９】ところで、一般に電磁弁ついては、開閉動
作に伴い騒音が発生すると使用者に不快感を与えること
となるので、静音性には十分配慮する必要がある。

【００１０】そこで、上述した従来の電磁弁１００にお
いては、静音性を確保するために、図６に示すように、
吸引子１０９とプランジャ１０６との間にゴム等の材質
よりなる緩衝材料１１２を取り付けて、ソレノイド１０
７の通電に伴い移動するプランジャ１０６が吸引子１０
９と衝突する際の衝撃を緩和している。

【００１１】ところで、冷媒回路の分野では、上述した
プランジャ１０６と吸引子１０９との衝突により発生す
る騒音の他に、電磁弁１００を開くことで発生する凝縮
器及びレシーバ側から蒸発器側に向かう液冷媒の流れ
が、絞り弁において遮断され又は絞られて、一般にウォ
ーターハンマ現象による騒音が発生することが知られて
いる。

【００１２】即ち、ソレノイド１０７の通電に伴いプラ
ンジャ１０６が吸引子１０９に吸引されて、ニードル弁
１０４がパイロット通路１０５を開くと、プランジャ１
０６の移動に追従して主弁１０２が弁座１０３を開き、
これに伴って、流入口１０１Ａ側から流出口１０１Ｂ側
に流入した液冷媒の流れが、流出口１０１Ｂ側に接続さ
れた膨張弁（図示せず）において遮断され又は絞られ
て、流入口１０１Ａ側と流出口１０１Ｂとの圧力が一時
的に、元の流入口１０１Ａ側の圧力を上回る圧力まで一
気に上昇し、ウォーターハンマ現象が起こって騒音が発
生してしまう。

【００１３】このように、上述した従来技術は、ソレノ
イドのプランジャと吸引子との衝突という構造的な要因
による騒音の発生に対処することを目的とした電磁弁で
あるため、そのような構造的要因による騒音の発生は防
止できても、上述した弁開時や弁閉時の冷媒回路中での
圧力変動に伴うウォーターハンマ現象の発生には何ら対
処することができないという不具合があった。

【００１４】上述したウォーターハンマ現象を解消する
には、例えば図６の電磁弁１００の場合、流入口１０１
Ａ側に連通するチャンバ１０８と流出口１０１Ｂ側との
圧力差を小さくして主弁１０２をゆっくり弁開させ、こ
れにより、流出口１０１Ｂ側に接続された不図示の膨張
弁において急激な圧力変動が生じないようにすればよ
い。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に図６
のようなパイロット弁方式の電磁弁１００においては、
パイロット通路１０５の弁開に伴って、チャンバ１０８
から細径部分を通過してパイロット通路１０５に流入す
る液冷媒が、所謂レイノルズ効果によりパイロット通路
１０５の内周壁に吸い寄せられて衝突し、これが主弁１
０２に振動を起こさせる要因となることが知られてい
る。

【００１６】このレイノルズ効果による主弁１０２の振
動は、先に説明したように、主弁バネ１１０を用いてで
も一次側と二次側との圧力差の大小に拘わらず、主弁１
０２を弁座１０３から素早く離間させるように設計され
た従来の電磁弁１００においては、主弁１０２の移動す
る勢いが大きいため問題とならなかった。

【００１７】しかし、ウォーターハンマ現象の解消のた
めに主弁１０２が弁座１０３から離れる速度を低くする
となると、主弁１０２の移動する勢いでレイノルズ効果
による主弁１０２の振動を抑制することができなくな
り、その結果、主弁１０２が安定した姿勢ではなくふら
つきながら弁開するようになり、主弁１０２がチャンバ
１０８の内壁等に接触してこじれ、円滑に主弁１０２を
弁開動作させることができなくなってしまう。

【００１８】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、冷媒回路における相互間に大きな圧力
差がある箇所に介設して動作させても、急激な圧力変動
により騒音の元となるウォーターハンマ現象が起こるの
を抑制又は防止しつつ、主弁を円滑に弁開させることが
できる電磁弁を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため請求項１に記載した本発明の電磁弁は、流体通路
の上流側と下流側とを連通する弁座を開閉する主弁に貫
設された、この主弁が収容されるチャンバと前記流体通
路の下流側とを連通するパイロット通路を、ソレノイド
のプランジャに形成されたニードル弁により開閉し、前
記チャンバと前記流体通路の上流側及び前記流体通路の
下流側との圧力差により前記主弁による前記弁座の開閉
を行う電磁弁において、前記主弁に形成され、該主弁に
より前記弁座が閉じた状態で前記流体通路の上流側と前
記チャンバとを連通する補助通路を備え、前記パイロッ
ト通路は、前記チャンバ側から前記パイロット通路内へ
の流体の流入方向に沿って内周壁が延在するように、互
いの内径が異なる少なくとも２つのパイロット通路部分
を、前記チャンバから前記流体通路の下流側に向かうに
つれて内径が次第に大きくなるように直列に配列して構
成されていることを特徴とする。

【００２０】また、請求項２に記載した本発明の電磁弁
は、前記パイロット通路が、隣り合う２つの前記パイロ
ット通路部分の間に介設された、これら２つのパイロッ
ト通路部分の内径差に応じた傾斜のテーパ部をさらに備
えて構成されているものとした。

【００２１】さらに、請求項３に記載した本発明の電磁
弁は、前記補助通路が、前記主弁の両端面間に亘って該
主弁の外周面に形成された切欠により構成されているも
のとした。

【００２２】また、請求項４に記載した本発明の電磁弁
は、前記主弁の外周面であって該主弁の周方向に等しい
間隔をおいた複数の前記外周面箇所に前記切欠が各々形
成されているものとした。

【００２３】請求項１に記載した本発明の電磁弁によれ
ば、ソレノイドの通電によりプランジャが吸引されてニ
ードル弁がパイロット通路を開いた後に、パイロット通
路を介して流体通路の下流側に流体が流入することでチ
ャンバの圧力が低下する度合いが、主弁の補助通路によ
り流体通路の上流側と連通しているチャンバに流体通路
の上流側から流体が流入する分だけ鈍る。

【００２４】すると、チャンバ内の圧力低下が鈍った分
だけ、主弁に対して弁座に接近させる方向に押し付ける
力となって作用するチャンバの圧力が高まり、また、流
体通路の下流側の圧力がチャンバ内の圧力を下回る度合
いが増して、弁座に対して主弁が吸着される力が増加す
るので、パイロット通路の弁開時における、主弁が弁座
から離れてこの弁座を開く速度が、主弁に補助通路がな
い場合に比べて遅くなる。

【００２５】その一方で、主弁に補助通路を形成してパ
イロット通路の弁開時に流体通路の上流側からチャンバ
に流入する流体を増やすと、その分だけ、開いたパイロ
ット通路にチャンバ内から流入する流体の流れが強くな
ることになるが、パイロット通路の内周壁が、互いの内
径が異なる少なくとも２つのパイロット通路部分によ
り、チャンバ内から流入する流体の流れに沿って延在す
るように構成されることから、このパイロット通路に流
入する流体の流れが強くなっても、流体がパイロット通
路の内周壁に当たって主弁をガタ付かせることがなくな
る。

【００２６】従って、主弁に補助通路を形成したことに
よりパイロットポートの弁開時に主弁の弁開速度が遅く
なったとしても、チャンバ内からパイロット通路に流入
する流体の流れによる主弁のガタ付きにより、チャンバ
の内壁等に接触して主弁がこじれることがなく、これに
より、主弁の低速度での円滑な弁開動作を実現し、ウォ
ーターハンマ現象の発生を確実に抑制又は防止すること
が可能となる。

【００２７】また、請求項２に記載した本発明の電磁弁
によれば、隣り合う２つのパイロット通路部分に跨って
流体がパイロット通路内を流れる際、これら２つのパイ
ロット通路部分の間に、２つのパイロット通路部分の内
径差に応じた傾斜のテーパ部がないと、パイロット通路
の内周壁を全体的には、チャンバ内から流入する流体の
流れに沿って延在させたとしても、２つのパイロット通
路部分の間には、それらの内径差により段差が画成され
て、その存在により、チャンバから流入してパイロット
通路内を流れる流体に乱流が発生し、この乱流により主
弁がチャンバ内でガタ付いて、主弁の低速度での円滑な
弁開動作の妨げとなってしまう。

【００２８】しかし、請求項２に記載した本発明の電磁
弁のように、隣り合う２つのパイロット通路部分間に、
これら２つのパイロット通路部分の内径差に応じた傾斜
のテーパ部を介設することで、チャンバから流入してパ
イロット通路内を流れる流体が、隣り合う２つのパイロ
ット通路部分を通過する際にこの通路部分の内周壁に当
たって乱流を生じることがなく、よって、主弁がチャン
バ内でガタ付き、主弁の低速度での円滑な弁開動作の妨
げとなるのを、より一層確実に防止することが可能とな
る。

【００２９】さらに、請求項３に記載した本発明の電磁
弁によれば、主弁の外周面の切欠により補助通路が構成
されることから、パイロット通路のように主弁に補助通
路を貫設するのに比べて、主弁に対する補助通路の形成
作業を容易にすることが可能となる。

【００３０】また、請求項４に記載した本発明の電磁弁
によれば、補助通路を構成する切欠が主弁の周方向に等
しい間隔をおいた複数の外周面箇所に各々形成されてい
ることから、流体通路の上流側から補助通路を経てチャ
ンバに向かう流体の流れが、主弁の周方向において均等
に分散されて偏ることがない。

【００３１】従って、主弁の外周側を流体が偏って流れ
ることにより主弁を傾ける力が流体から主弁にかかっ
て、主弁の低速度での円滑な弁開動作の妨げとなるのを
防止することが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の電磁弁の実施形態
について図面を参照して説明する。

【００３３】図１は本発明の第１実施形態に係る電磁弁
の断面図で、図１中引用符号１で示す第１実施形態の電
磁弁は、本体部３、ソレノイド５、これら本体部３とソ
レノイド５とを連結する連結部７、並びに、主弁９を備
えている。

【００３４】前記本体部３は、凝縮器及びレシーバ（い
ずれも図示せず）側、つまり、一次側（流体通路の上流
側に相当）に接続されて液冷媒（図示せず）が流入する
流入口３１と、蒸発器側、つまり、二次側（流体通路の
下流側に相当）に接続されて前記液冷媒が流出する流出
口３３と、この流出口３３に連通して形成された弁座３
５と、前記流入口３１に連通して形成されその内部に前
記弁座３５が開口された弁室３７とを有している。

【００３５】前記流入口３１及び流出口３３は略一直線
上に配置されていて、流出口３３の流入口３１寄り部分
が略Ｌ字状に折曲されており、この折曲された流出口３
３部分の終端に前記弁座３５が形成され、この弁座３５
を囲み弁座３５と同心円上に位置するように、前記弁室
３７が略円筒状に形成されていて、弁室３７の内周に
は、前記連結部７の取付用の雌ねじ部３７ａが形成され
ている。

【００３６】前記ソレノイド５は、固定鉄心を構成する
吸引子５１と、この吸引子５１の回りに巻回されたコイ
ル５３と、前記吸引子５１と同軸上に位置するようにコ
イル５３内に挿通されたプランジャ５５とを有してお
り、前記吸引子５１のプランジャ５５側の端面には、深
くなるにつれて径が若干小さくなる略円錐台状の凹部５
１ａが形成されていて、この凹部５１ａ内に、中心に突
起５１ｂを有する円板状の弾性体からなる緩衝部材５１
ｃが収容されている。

【００３７】前記プランジャ５５は、前記吸引子５１と
略等しい外径の円柱状を呈しており、プランジャ５５の
一端には、緩衝部材５１ｃの突起５１ｂが挿入可能な内
径で凹部５５ａが形成されていて、この凹部５５ａにプ
ランジャバネ５５ｂを収容した状態で、凹部５５ａから
プランジャ５５の外方に突出するプランジャバネ５５ｂ
の先端に、緩衝部材５１ｃの突起５１ｂが嵌合されてお
り、プランジャ５５の他端の略中心には、円錐状のニー
ドル弁５５ｃが突設されている。

【００３８】尚、図１中引用符号５７はプランジャチュ
ーブを示し、このプランジャチューブ５７は、プランジ
ャ５５側の吸引子５１部分とプランジャ５５とが挿通可
能な内径の円筒状の薄板により形成されている。

【００３９】前記連結部７は、略円筒状を呈しており、
連結部７の内部には、内径が大径から小径に変わる段差
部７１が形成されていて、この段差部７１よりも小径側
の部分は、プランジャチューブ５７の外径に対応する内
径で形成されており、段差部７１に対応する連結部７の
外周部分には環状のフランジ７３が形成されている。

【００４０】そして、前記段差部７１よりも大径側の連
結部７部分の外周には、本体部３の弁室３７に形成され
た雌ねじ部３７ａに螺着可能な雄ねじ部７５が形成され
ており、この雄ねじ部７５を本体部３の雌ねじ部３７ａ
に螺着した状態で弁室３７に連通するチャンバ７７が、
連結部７の内部で段差部７１よりも大径側の部分によっ
て構成されている。

【００４１】前記主弁９は、図２に弁部分の要部拡大断
面図で示すように、前記連結部７のチャンバ７７の内径
よりも僅かに小さい外径の円筒状に形成されていて、主
弁９の中心軸上には、プランジャ５５のニードル弁５５
ｃにより開閉されるパイロット通路９１が貫設されてお
り、本体部３の雌ねじ部３７ａに連結部７の雄ねじ部７
５を螺着した状態で、主弁９がチャンバ７７の内部を段
差部７１に対して接近離間する方向に移動できるように
構成されている。

【００４２】また、前記主弁９は、図１に示すように、
外径が次第に変わる略円錐台状を呈する主弁バネ９３と
共に本体部３の弁室３７に収容され、本体部３の雌ねじ
部３７ａに連結部７の雄ねじ部７５を螺着した状態で、
主弁バネ９３の小径側が主弁９の一端に当接すると共に
大径側が弁室３７の底面に当接し、この主弁バネ９３に
より主弁９は、弁座３５から離間してこれを開く方向
に、極めて僅かな力で付勢されている。

【００４３】そして、第１実施形態の電磁弁１では、図
３に拡大平面図で示すように、主弁９の周方向に１８０
゜位相をずらした外周面部分に、主弁９の両端面に亘っ
て平らに削った切欠９５を有しており、この切欠９５に
より、図３中想像線で示すチャンバ７７の内周壁との間
に、切欠９５以外の主弁９の外周面部分とチャンバ７７
の内周壁との間に画成される僅かな間隙Ｓよりも大きな
間隙Ｐが形成されるように構成されている。

【００４４】しかも、第１実施形態の電磁弁１では、パ
イロット通路９１が、ニードル弁５５ｃの接離する弁ポ
ートを構成する入口寄りの細径部９１ａに連ねて、チャ
ンバ７７側から弁座３５側に向かうにつれて次第に内径
が大きくなる２つの部分、即ち、チャンバ７７側から順
に小径部９１ｂ及び大径部９１ｃを有しており、これら
が直列に配置されている。

【００４５】そして、細径部９１ａと小径部９１ｂとの
間、及び、小径部９１ｂと大径部９１ｃとの間には、そ
れぞれの内径差に応じた傾斜のテーパ部９１ｄ，９１ｅ
を各々介設されており、上述した小径部９１ｂ及び大径
部９１ｃと、これらの間のテーパ部９１ｅとにより、パ
イロット通路９１が構成されている。

【００４６】尚、細径部９１ａの内径（直径）をＡとし
た場合、例えば、パイロット通路９１の小径部９１ｂの
内径は１．１〜２．２Ａ、大径部９１ｃの内径は２．５
〜３．６Ａ、パイロット通路９１の延在方向における細
径部９１ａの寸法は１〜２．２Ａ、小径部９１ｂの寸法
は１．４〜３Ａ、大径部９１ｃの寸法は１〜２．２Ａの
範囲に各々設定することができる。

【００４７】そして、第１実施形態では、前記小径部９
１ｂ及び大径部９１ｃが、請求項中のパイロット通路部
分に各々相当しており、これら小径部９１ｂと大径部９
１ｃとの間に介設したテーパ部９１ｅが、請求項中のテ
ーパ部に相当している。

【００４８】次に、上述した構成による第１実施形態の
電磁弁１の動作（作用）について説明する。

【００４９】まず、上述したソレノイド５のコイル５３
に全く通電していない電磁弁１の弁閉状態では、プラン
ジャバネ５５ｂの弾発力によりプランジャ５５の一端が
吸引子５１から離間して弁座３５側に押し出され、これ
により、プランジャ５５のニードル弁５５ｃが主弁９の
細径部９１ａに押し付けられて、パイロット通路９１が
ニードル弁５５ｃにより全閉されると共に、プランジャ
５５の他端から主弁９を介して押された主弁バネ９３が
収縮して、主弁９が弁座３５に押し当てられてこの弁座
３５が閉じられた、図１に示す状態となる。

【００５０】この弁座３５が主弁９により閉じられた状
態では、主弁９とチャンバ７７との僅かな間隙Ｓや大き
な間隙Ｐを通って、流入口３１側の液冷媒がチャンバ７
７に流入し、これにより、チャンバ７７内の液冷媒の圧
力は、流入口３１側、つまり、凝縮器及びレシーバ側と
同じ圧力となり、弁座３５に連通する流出口３３、つま
り、蒸発器側より高くなる。

【００５１】ここで、ソレノイド５のコイル５３に通電
して電磁弁１を弁開状態とすると、吸引子５１に磁力が
生じてプランジャ５５の一端がプランジャバネ５５ｂの
弾発力に抗して吸引子５１に吸引され、これに伴ってニ
ードル弁５５ｃが主弁９の細径部９１ａから離間してパ
イロット通路９１が開き、チャンバ７７内の液冷媒がパ
イロット通路９１に流入し弁座３５から流出口３３側に
流出する。

【００５２】すると、チャンバ７７内の液冷媒の圧力が
低下して、その結果、主弁９を弁座３５側に押し付ける
力として作用するチャンバ７７内の液冷媒の圧力が、弁
座３５から主弁９を離間させる力として作用する、主弁
９の弁座３５側に位置する端面の外周縁寄り部分にかか
る流入口３１の液冷媒の圧力よりも減少して、主弁９が
弁座３５から離間してこの弁座３５を開いて行く。

【００５３】この主弁９が弁座３５を開く際に、主弁９
とチャンバ７７との僅かな間隙Ｓを通ってチャンバ７７
に流入する流入口３１側の液冷媒に加えて、主弁９の切
欠９５とチャンバ７７との大きな間隙Ｐを通って、流入
口３１側の液冷媒がチャンバ７７に流入することによ
り、パイロット通路９１を通ってチャンバ７７内の液冷
媒が流出口３３側に流出することによってチャンバ７７
内の液冷媒の圧力が低下する度合いが、主弁９に切欠９
５がない場合に比べて低下する。

【００５４】従って、主弁９の弁座３５側に位置する端
面の外周縁寄り部分にかかる流入口３１の液冷媒の圧力
よりも、主弁９を弁座３５側に押し付ける力として作用
するチャンバ７７内の液冷媒の圧力が減少する度合い
が、主弁９に切欠９５がない場合に比べて低下し、その
結果、主弁９が弁座３５から離間する速度が減少する。

【００５５】よって、主弁９が開いた弁座３５を経由し
流入口３１側から流出口３３側にチャンバ７７を通らず
直接流入する液冷媒の量が、主弁９が弁座３５から離間
する速度の減少分だけ、主弁９に切欠９５がない場合に
比べて少なくなり、これにより、流出口３３側に接続さ
れた不図示の膨張弁における液冷媒の圧力上昇の度合い
が緩やかになる。

【００５６】しかも、第１実施形態の電磁弁１では、主
弁９とチャンバ７７との僅かな間隙Ｓを通ってチャンバ
７７に流入する流入口３１側の液冷媒に加えて、主弁９
の切欠９５とチャンバ７７との大きな間隙Ｐを通って、
流入口３１側の液冷媒がチャンバ７７に流入することか
ら、ニードル弁５５ｃがパイロット通路９１を開くと、
主弁９に切欠９５がない場合に比べて、流入口３１側か
らチャンバ７７に流入する液冷媒の量が増し、その結
果、ニードル弁５５ｃが開いたパイロット通路９１への
チャンバ７７からの液冷媒の流入量が増す。

【００５７】このチャンバ７７から細径部９１ａを通過
してパイロット通路９１に流入する液冷媒は、そもそ
も、チャンバ７７内の液冷媒の圧力と、この圧力よりも
低い流出口３３側の液冷媒の圧力との圧力差により、流
出口３３側に吸引される状態でパイロット通路９１に流
入するため、その流れは、パイロット通路９１の内部に
おいては常にパイロット通路９１の中心から内周壁に向
かう向きとなる。

【００５８】従って、主弁９に切欠９５を形成してチャ
ンバ７７からパイロット通路９１への液冷媒の流入量が
増した分だけ、パイロット通路９１に流入した液冷媒が
パイロット通路９１の内周壁に衝突し主弁９に振動を生
じさせる度合いが、本来ならば増すところである。

【００５９】しかし、第１実施形態の電磁弁１では、パ
イロット通路９１に流入すると中心から内周壁に向かう
液冷媒の流れの向きに対応して、小径部９１ｂ、テーパ
部９１ｅ、及び、大径部９１ｃという具合に、チャンバ
７７側から弁座３５側に向かうにつれて次第に内径が大
きくなるようにパイロット通路９１が形成されているこ
とから、細径部９１ａを通過してパイロット通路９１に
流入した液冷媒がパイロット通路９１の内周壁に衝突す
る度合いは増加せず、或は、主弁９に切欠９５を形成す
るか否かとは無関係に、パイロット通路９１に流入した
液冷媒がパイロット通路９１の内周壁に衝突する度合い
が減少する。

【００６０】このため、ニードル弁５５ｃがパイロット
通路９１を開くのに伴ってチャンバ７７からパイロット
通路９１に流入する液冷媒が、パイロット通路９１の内
周壁に衝突して主弁９に振動を生じさせることはなく、
これにより、主弁９の弁座３５から離間する速度が減少
したとしても、主弁９の振動がない分、パイロット通路
９１の開弁に伴って弁座３５から離間する主弁９が途中
でチャンバ７７の内周壁に引っかかりこじれて、円滑な
弁開動作が損なわれることはない。

【００６１】このように第１実施形態の電磁弁１によれ
ば、主弁９の周方向に１８０゜間隔をおいた外周面部分
に平らな切欠９５を各々形成して、チャンバ７７の内周
壁との間に、切欠９５以外の主弁９の外周面部分とチャ
ンバ７７の内周壁との間に画成される僅かな間隙Ｓより
も大きな間隙Ｐが形成されるように構成すると共に、チ
ャンバ７７と流出口３３側とを選択的に連通させるため
に主弁９に貫設されるパイロット通路９１を、パイロッ
ト通路９１に流入すると中心から内周壁に向かう液冷媒
の流れの向きに対応して、小径部９１ｂ、テーパ部９１
ｅ、及び、大径部９１ｃという具合に、チャンバ７７側
から弁座３５側に向かうにつれて次第に内径が大きくな
るように形成する構成とした。

【００６２】このため、主弁９の外周面に切欠９５を形
成したことにより、パイロット通路９１の弁開時に流入
口３１側からチャンバ７７に流入する液冷媒の量が、切
欠９５を形成した主弁９の外周面部分とチャンバ７７の
内周壁との間に画成される大きな間隙Ｐを通って、チャ
ンバ７７に流入する液冷媒の分だけ増えて、その結果、
パイロット通路９１の弁開に伴い弁座３５から主弁３１
が離間しこれを弁開する速度が低下し、流入口３１側か
らの流入量が増えた分だけ、チャンバ７７から細径部９
１ａを通過してパイロット通路９１に流入する液冷媒の
量が増えたとしても、チャンバ７７から流入して中心か
ら内周壁に向かって流れるパイロット通路９１内の液冷
媒が、パイロット通路９１の内周壁に衝突し主弁９に振
動を発生させるのを防ぎ、低速で弁座３５から離間する
主弁９の円滑な弁開動作を確保することができる。

【００６３】しかも、パイロット通路９１の小径部９１
ｂと大径部９１ｃとの間に、これらの内径差に応じた傾
斜のテーパ部９１ｅがもしもなければ、小径部９１ｂと
大径部９１ｃとの間に、これらの内径差による段差状の
出っ張りが発生し、この出っ張りによりパイロット通路
９１内を流れる液冷媒に乱流が発生し、この乱流により
主弁９がチャンバ７７内でガタ付き、主弁９の低速度で
の円滑な弁開動作の妨げとなってしまう。

【００６４】しかし、第１実施形態の電磁弁１によれ
ば、パイロット通路９１の小径部９１ｂと大径部９１ｃ
との間に、これらの内径差に応じた傾斜のテーパ部９１
ｅを介設したので、上述した段差状の出っ張りが小径部
９１ｂと大径部９１ｃとの間に発生せず、パイロット通
路９１内でこれら小径部９１ｂと大径部９１ｃとの間を
通過する液冷媒に乱流が発生することがなく、よって、
この乱流により主弁９がチャンバ７７内でガタ付き、主
弁９の低速度での円滑な弁開動作の妨げとなってしまう
のを防止することができる。

【００６５】さらに、第１実施形態の電磁弁１によれ
ば、細径部９１ａとパイロット通路９１の小径部９１ｂ
との間にも、それらの内径差に応じた傾斜のテーパ部９
１ｄを介設したので、細径部９１ａと小径部９１ｂとの
内径差により画成される段差の存在によって、パイロッ
ト通路９１内を流れる液冷媒に乱流が発生し、この乱流
により主弁９がチャンバ７７内でガタ付き、主弁９の低
速度での円滑な弁開動作の妨げとなるのを防止すること
ができる。

【００６６】その上、第１実施形態の電磁弁１によれ
ば、流入口３１側とチャンバ７７とを弁座３５の弁閉時
に連通させるための、主弁９の外周面とチャンバ７７の
内周壁との間に画成される僅かな間隙Ｓよりも大きな間
隙Ｐを、主弁９の外周面の切欠９５により形成する構成
としたので、パイロット通路９１のように主弁９に通路
を貫設するのに比べて容易に形成することができる。

【００６７】次に、本発明の第２実施形態に係る電磁弁
について、図４を参照して説明する。本発明の第２実施
形態に係る電磁弁は、主弁のみが第１実施形態の電磁弁
１と異なり、その他の部分については第１実施形態の電
磁弁１と全て同様に構成されている。

【００６８】そして、図４に拡大平面図で示すように、
第２実施形態の電磁弁の主弁９Ａは、周方向に２０゜ず
つ位相をずらした複数の外周面部分に、周方向に１０゜
ずつの幅で凹状の切欠９５Ａを各々形成することで、主
弁９Ａの外周面をスプライン状に形成した点が、第１実
施形態の電磁弁１の主弁９とは構成が異なっており、そ
の他の部分については、パイロット通路９１の具体的構
成を含めて、第１実施形態の主弁９と全て同様に構成さ
れている。

【００６９】このような構成による第２実施形態の電磁
弁によっても、第１実施形態の電磁弁１と同様の効果を
得ることができる。

【００７０】しかも、第２実施形態の電磁弁によれば、
切欠９５Ａが主弁９Ａの外周面の全周に亘って等間隔に
複数形成されていることから、主弁９Ａの切欠９５Ａが
形成された外周面部分とチャンバ７７の内周壁との間に
画成される間隙が、主弁９Ａの周方向の全周に亘って均
等に分散して配置されることになり、これにより、主弁
９Ａの切欠９５Ａが形成された外周面部分とチャンバ７
７の内周壁との間に画成される間隙を経て、流入口３１
側からチャンバ７７に流入する液冷媒の流れが、主弁９
Ａの周方向において均等に分散されて偏ることがない。

【００７１】従って、主弁９Ａの外周側を液冷媒が偏っ
て流れることにより主弁９Ａを傾ける力が液冷媒から主
弁９Ａにかかって、主弁９Ａの低速度での円滑な弁開動
作の妨げとなるのを防止することができる。

【００７２】尚、上述した第１及び第２の両実施形態で
は、パイロット通路９１を互いに内径の異なる２つの部
分、即ち、小径部９１ｂ及び大径部９１ｃにより構成し
たが、パイロット通路を構成する互いの内径が異なるパ
イロット通路部分は２つに限らず複数であればよく、従
って、互いの内径が異なる３つ以上のパイロット通路部
分によりパイロット通路を構成してもよい。

【００７３】また、上述した第１及び第２の両実施形態
では、主弁９，９Ａの外周面に形成した切欠９５，９５
Ａにより、主弁９，９Ａの外周面とチャンバ７７の内周
壁との間に画成される僅かな間隙Ｓよりも大きな間隙Ｐ
を形成する構成としたが、製造上の容易さを確保できる
のであれば、例えば、図５に拡大平面図で示す本発明の
第３実施形態に係る電磁弁の主弁９Ｂのように、主弁９
Ｂの外周縁寄り部分に、パイロット通路９１と同様に、
流入口３１側とチャンバ７７とを弁座３５の弁閉時に連
通させるための通路９５Ｂを貫設してもよいのは勿論で
ある。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
本発明の電磁弁によれば、流体通路の上流側と下流側と
を連通する弁座を開閉する主弁に貫設された、この主弁
が収容されるチャンバと前記流体通路の下流側とを連通
するパイロット通路を、ソレノイドのプランジャに形成
されたニードル弁により開閉し、前記チャンバと前記流
体通路の上流側及び前記流体通路の下流側との圧力差に
より前記主弁による前記弁座の開閉を行う電磁弁におい
て、前記主弁に形成され、該主弁により前記弁座が閉じ
た状態で前記流体通路の上流側と前記チャンバとを連通
する補助通路を備え、前記パイロット通路は、前記チャ
ンバ側から前記パイロット通路内への流体の流入方向に
沿って内周壁が延在するように、互いの内径が異なる少
なくとも２つのパイロット通路部分を、前記チャンバか
ら前記流体通路の下流側に向かうにつれて内径が次第に
大きくなるように直列に配列して構成した。

【００７５】このため、ソレノイドの通電によりプラン
ジャが吸引されてニードル弁がパイロット通路を開いた
後に、パイロット通路を介して流体通路の下流側に流体
が流入することでチャンバの圧力が低下する度合いが、
主弁の補助通路により流体通路の上流側と連通している
チャンバに流体通路の上流側から流体が流入する分だけ
鈍る。。

【００７６】すると、チャンバ内の圧力低下が鈍った分
だけ、主弁に対して弁座に接近させる方向に押し付ける
力となって作用するチャンバの圧力が高まり、また、流
体通路の下流側の圧力がチャンバ内の圧力を下回る度合
いが増して、弁座に対して主弁が吸着される力が増加す
るので、パイロット通路の弁開時における、主弁が弁座
から離れてこの弁座を開く速度が、主弁に補助通路がな
い場合に比べて遅くなる。

【００７７】その一方で、主弁に補助通路を形成してパ
イロット通路の弁開時に流体通路の上流側からチャンバ
に流入する流体を増やすと、その分だけ、開いたパイロ
ット通路にチャンバ内から流入する流体の流れが強くな
ることになるが、パイロット通路の内周壁が、互いの内
径が異なる少なくとも２つのパイロット通路部分によ
り、チャンバ内から流入する流体の流れに沿って延在す
るように構成されることから、このパイロット通路に流
入する流体の流れが強くなっても、流体がパイロット通
路の内周壁に当たって主弁をガタ付かせることがなくな
る。

【００７８】従って、主弁に補助通路を形成したことに
よりパイロットポートの弁開時に主弁の弁開速度が遅く
なったとしても、チャンバ内からパイロット通路に流入
する流体の流れによる主弁のガタ付きにより、チャンバ
の内壁等に接触して主弁がこじれることがなく、これに
より、主弁の低速度での円滑な弁開動作を実現し、ウォ
ーターハンマ現象の発生を確実に抑制又は防止すること
ができる。

【００７９】また、請求項２に記載した本発明の電磁弁
によれば、前記パイロット通路が、隣り合う２つの前記
パイロット通路部分の間に介設された、これら２つのパ
イロット通路部分の内径差に応じた傾斜のテーパ部をさ
らに備えている構成とした。

【００８０】このため、隣り合う２つのパイロット通路
部分に跨って流体がパイロット通路内を流れる際、これ
ら２つのパイロット通路部分の間に、２つのパイロット
通路部分の内径差に応じた傾斜のテーパ部がないと、パ
イロット通路の内周壁を全体的には、チャンバ内から流
入する流体の流れに沿って延在させたとしても、２つの
パイロット通路部分の間には、それらの内径差により段
差が画成されて、その存在により、チャンバから流入し
てパイロット通路内を流れる流体に乱流が発生し、この
乱流により主弁がチャンバ内でガタ付いて、主弁の低速
度での円滑な弁開動作の妨げとなってしまう。

【００８１】しかし、請求項２に記載した本発明の電磁
弁のように、隣り合う２つのパイロット通路部分間に、
これら２つのパイロット通路部分の内径差に応じた傾斜
のテーパ部を介設することで、チャンバから流入してパ
イロット通路内を流れる流体が、隣り合う２つのパイロ
ット通路部分を通過する際にこの通路部分の内周壁に当
たって乱流を生じることがなく、よって、主弁がチャン
バ内でガタ付き、主弁の低速度での円滑な弁開動作の妨
げとなるのを、より一層確実に防止することができる。

【００８２】さらに、請求項３に記載した本発明の電磁
弁によれば、前記補助通路を、前記主弁の両端面間に亘
って該主弁の外周面に形成された切欠により構成した。

【００８３】このため、主弁の外周面の切欠により補助
通路が構成されることから、パイロット通路のように主
弁に補助通路を貫設するのに比べて、主弁に対する補助
通路の形成作業を容易にすることができる。

【００８４】また、請求項４に記載した本発明の電磁弁
によれば、前記主弁の外周面であって該主弁の周方向に
等しい間隔をおいた複数の前記外周面箇所に前記切欠が
各々形成されている構成とした。

【００８５】このため、補助通路を構成する切欠が主弁
の周方向に等しい間隔をおいた複数の外周面箇所に各々
形成されていることから、流体通路の上流側から補助通
路を経てチャンバに向かう流体の流れが、主弁の周方向
において均等に分散されて偏ることがない。

【００８６】従って、主弁の外周側を流体が偏って流れ
ることにより主弁を傾ける力が流体から主弁にかかっ
て、主弁の低速度での円滑な弁開動作の妨げとなるのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁弁の断面図で
ある。

【図２】図１の弁部分の要部拡大断面図である。

【図３】図１の主弁の拡大平面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る電磁弁の主弁の拡
大平面図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る電磁弁の主弁の拡
大平面図である。

【図６】従来例に係る電磁弁の断面図である。

【図７】図６の弁部分の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ３１ 流入口（流体通路の上流側） ３３ 流出口（流体通路の下流側） ３５ 弁座 ５ ソレノイド ５１ 吸引子 ５５ プランジャ ５５ｃ ニードル弁 ７７ チャンバ ９，９Ａ，９Ｂ 主弁 ９１ パイロット通路 ９１ｂ 小径部（パイロット通路部分） ９１ｃ 大径部（パイロット通路部分） ９１ｅ テーパ部 ９５，９５Ａ，９５Ｂ 切欠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 輝雄 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路の上流側と下流側とを連通する
   弁座を開閉する主弁に貫設された、この主弁が収容され
   るチャンバと前記流体通路の下流側とを連通するパイロ
   ット通路を、ソレノイドのプランジャに形成されたニー
   ドル弁により開閉し、前記チャンバと前記流体通路の上
   流側及び前記流体通路の下流側との圧力差により前記主
   弁による前記弁座の開閉を行う電磁弁において、 前記主弁に形成され、該主弁により前記弁座が閉じた状
   態で前記流体通路の上流側と前記チャンバとを連通する
   補助通路を備え、 前記パイロット通路は、前記チャンバ側から前記パイロ
   ット通路内への流体の流入方向に沿って内周壁が延在す
   るように、互いの内径が異なる少なくとも２つのパイロ
   ット通路部分を、前記チャンバから前記流体通路の下流
   側に向かうにつれて内径が次第に大きくなるように直列
   に配列して構成されている、 ことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記パイロット通路は、隣り合う２つの
   前記パイロット通路部分の間に介設された、これら２つ
   のパイロット通路部分の内径差に応じた傾斜のテーパ部
   をさらに備えて構成されている請求項１記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 前記補助通路は、前記主弁の両端面間に
   亘って該主弁の外周面に形成された切欠により構成され
   ている請求項１又は２記載の電磁弁。
4. 【請求項４】 前記主弁の外周面であって該主弁の周方
   向に等しい間隔をおいた複数の前記外周面箇所に前記切
   欠が各々形成されている請求項３記載の電磁弁。