(57)【要約】【課題】閉弁時に安定した磁気吸引力と閉弁力とが図れる流体制御弁を提供する。【解決手段】流体制御弁５は、弁部５７が装着された弁部支持部材５８と、弁部支持部材５８を軸方向に駆動するプランジャ５５とを備える。流体制御弁５は、固定設置されて通電時にプランジャ５５とともに磁気回路を形成するヨーク５６を備える。流体制御弁５は、プランジャ５５とヨーク５６との間に磁束が通るようにプランジャ５５とヨーク５６に設けられ互いに沿う断面形状をなす平行部を備える。閉弁状態において上流側環状部５５０は上流側第１環状部５６０に接触する。閉弁状態においてさらにプランジャ５５は弁部支持部材５８に接触して弁部支持部材５８を軸方向に支持している。【選択図】図３
2020148288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が流通する内部通路（５１２）を有するハウジング（５１）と、
前記作動流体の流通を許可する開弁状態と前記作動流体の流通を阻む閉弁状態とに切り換えるように前記内部通路を開閉する弁部（５７）と、
前記弁部が装着されまたは前記弁部が一部をなす弁部支持部材（５８）と、
前記弁部支持部材とは別体の部材であって前記弁部支持部材を軸方向に駆動するプランジャ（５５；１５５；２５５；３５５）と、
前記開弁状態と前記閉弁状態を切り換えるために通電時に前記プランジャを前記軸方向に駆動する磁気力を発生するコイル部（５４０）と、
固定設置されて、前記通電時に前記プランジャとともに磁気回路を形成するヨーク（５６；１５６；２５６；４５６）と、
前記プランジャと前記ヨークとの間に磁束が通る磁気経路を形成するように前記プランジャと前記ヨークに設けられ、互いに向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部（５５０，５６０；５５２，５６４）と、
を備え、
前記閉弁状態において、前記平行部の一方であるプランジャ平行部分は前記平行部の他方であるヨーク平行部分に接触しまたは磁気経路を形成するように介在物を介して間接的に接触し、かつ前記プランジャは前記弁部支持部材に前記軸方向に接触しまたは介在物を介して間接的に接触している流体制御弁。
【請求項２】
前記プランジャと前記ヨークとの間を磁束が通る磁気経路である第１経路（５５１，５６１；５５５，１５６１；５５５，５６１；５５２，５６５；５５２，５６７；５５７，５６３）と、
前記第１経路とは異なる部位において前記プランジャと前記ヨークとの間を磁束が通る磁気経路である第２経路（５５０，５６０；５５２，５６４）と、
を備え、
前記開弁状態での通電開始時は前記第１経路の方が前記第２経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成し、前記閉弁状態では前記第２経路の方が前記第１経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成する請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記弁部に対して流体圧力が開弁方向に作用していない状態において、前記弁部が弁座（５１１）に接触してから、前記プランジャ平行部分が前記ヨーク平行部分に接触しまたは前記間接的に接触して前記閉弁状態になる請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記弁部と弁座（５１１）が密着している前記閉弁状態において、前記プランジャ平行部分は前記ヨーク平行部分に接触しまたは磁気経路を形成するように前記介在物を介して間接的に接触し、前記プランジャは前記弁部支持部材に前記軸方向に接触しまたは前記間接的に接触している請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記閉弁状態において、前記弁部支持部材は前記プランジャ平行部分によって前記軸方向に支持されている請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項６】
前記プランジャ平行部分は、前記ヨーク平行部分と前記弁部支持部材とに対して同じ面において接触している請求項５に記載の流体制御弁。
【請求項７】
前記プランジャは、前記軸方向に延びる筒状部（５５１）を備え、
前記プランジャ平行部分は、前記筒状部に対して交差するように延設されかつ前記筒状部よりも前記作動流体の上流側に前記プランジャに設けられた可動側上流環状部を含み、
前記ヨーク平行部分は、前記可動側上流環状部よりも前記作動流体の上流側に前記ヨークに設けられた固定側上流環状部を含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【請求項８】
前記ヨーク平行部分と前記プランジャ平行部分は、互いに前記軸方向に向かい合いかつ前記軸方向に対して直交する部分である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【請求項９】
前記プランジャ平行部分と前記ヨーク平行部分は、前記プランジャと前記ヨークとにおいて、前記作動流体の上流側である一端側の端部と前記作動流体の下流側である他端側の端部との両方に設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【請求項１０】
前記プランジャ平行部分と前記ヨーク平行部分は、前記プランジャと前記ヨークとにおいて、前記作動流体の下流側である他端側の端部に設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【請求項１１】
前記プランジャの内側に前記作動流体が流通する流体通路（５５３）を備える請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【請求項１２】
前記コイル部よりも内側であってかつ前記プランジャの内側に前記作動流体が流通する流体通路（５５３）を備える請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン冷却回路においてエンジンから流出した流体の流通を許可および阻止する開閉弁が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８１１７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開閉弁は、弁体が弁部とプランジャとを構成している。プランジャと弁部とを別体の部材によって構成する開閉弁の場合には、閉弁時に弁座に対する弁部の軸方向位置がばらつくことがある。弁部の軸方向位置がばらつくと、十分な閉弁力が得られない懸念がある。
【０００５】
この明細書における開示の目的は、閉弁時に安定した磁気吸引力と閉弁力とが図れる流体制御弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された流体制御弁の一つは、作動流体が流通する内部通路（５１２）を有するハウジング（５１）と、作動流体の流通を許可する開弁状態と作動流体の流通を阻む閉弁状態とに切り換えるように内部通路を開閉する弁部（５７）と、弁部が装着されまたは弁部が一部をなす弁部支持部材（５８）と、弁部支持部材とは別体の部材であって弁部支持部材を軸方向に駆動するプランジャ（５５；１５５；２５５；３５５）と、開弁状態と閉弁状態を切り換えるために通電時にプランジャを軸方向に駆動する磁気力を発生するコイル部（５４０）と、固定設置されて、通電時にプランジャとともに磁気回路を形成するヨーク（５６；１５６；２５６；４５６）と、プランジャとヨークとの間に磁束が通る磁気経路を形成するようにプランジャとヨークに設けられ、互いに向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部（５５０，５６０；５５２，５６４）と、を備え、
閉弁状態において、平行部の一方であるプランジャ平行部分は平行部の他方であるヨーク平行部分に接触しまたは磁気経路を形成するように介在物を介して接触し、かつプランジャは弁部支持部材に軸方向に接触しまたは介在物を介して間接的に接触している。
【０００８】
この流体制御弁によれば、閉弁状態でプランジャ平行部分がヨーク平行部分に直接または間接的に接触することにより、プランジャとヨークに係る軸方向位置を適正な状態に維持できる。閉弁状態においてさらにプランジャは弁部支持部材に軸方向に接触しまたは介在物を介して間接的に接触する。このため、ヨーク平行部分を基準として弁部の軸方向位置を適正な状態に維持できる。以上より、閉弁時に安定した磁気吸引力と閉弁力とが図れる流体制御弁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る冷却水回路を示す構成図である。
【図２】第１実施形態の流体制御弁について開弁状態を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の流体制御弁について閉弁状態を示した断面図である。
【図４】開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図５】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図６】第１経路と第２経路についてストロークと吸引力の関係を示す特性図である。
【図７】第２実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図８】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図９】第３実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図１０】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図１１】第４実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図１２】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図１３】第５実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図１４】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図１５】第６実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図１６】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【図１７】第７実施形態の流体制御弁について開弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する図である。
【図１８】閉弁状態におけるヨークとプランジャ間の磁気経路を説明する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
流体制御弁の一例を開示する第１実施形態について図１〜図６を参照しながら説明する。第１実施形態の流体制御弁５は、冷却水回路１に設置されている。流体制御弁５によって制御される作動流体は、例えば、気体や水、オイル等の液体である。一例として示す冷却水回路１は、エンジン冷却水が循環する回路である。冷却水回路１は、車両に設けられたエンジン２の暖機および冷却を効率良く行う機能を有している。冷却水回路１は、エンジン２、ポンプ３、第１流路１０、第２流路１１、第３流路１２、切換弁４、ヒータコア６、流体制御弁５、ラジエータ７、制御装置８等を備えている。
【００１２】
図１に示すように、冷却水はポンプ３から流出し、エンジン２、第１流路１０、第２流路１１、第３流路１２を流通してポンプ３に戻る。制御装置８は、少なくとも一つの演算処理装置と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくとも一つのメモリ装置とを有する。制御装置８は、例えばコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置８は、一つのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置８によって実行されることにより、制御装置８をこの明細書に記載される装置として機能させる。プログラムは、制御装置８によって実行されることにより、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置８を機能させる。制御装置８は、エンジン２の暖機および冷却を行う種々の処理を行うための機能部がハードウェアまたはソフトウェアまたはその両方で構築されている。
【００１３】
ポンプ３は、エンジン２が運転状態である場合に冷却水を駆動させるようにエンジン２の運転と連動する装置である。ポンプ３は、エンジン２が運転状態のときに運転して冷却水を循環させ、エンジン２が停止状態のときに運転しない。ポンプ３には、例えばエンジンの回転によって動作する機械式の流量可変型ポンプが用いられる。ポンプ３は、電動モータを駆動源とし、エンジン２の運転状態とは無関係に作動、停止が可能である装置としてもよい。この場合、ポンプ３は、制御装置８の制御により、吐出する流体の量を変化させることができる。
【００１４】
第１流路１０は、エンジン２から流出した流体をポンプ３を経由してエンジン２に流入させる流路である。第１流路１０は、流体がヒータコア６やラジエータ７を経由しないでエンジン２、切換弁４およびポンプ３を循環する流路である。エンジン２の内部には冷却水を流通させる流路が形成されている。エンジン２の内部を流通する冷却水は、エンジン２の熱を吸収して自らの温度を上昇させることでエンジン２の内部温度を低下させている。第２流路１１は、エンジン２から流出した冷却水を、第１流路１０の上流部から分岐して流体制御弁５、ヒータコア６を経由して第１流路１０の下流部に戻す流路である。第２流路１１には流体制御弁５およびヒータコア６が設けられている。第３流路１２は、流体制御弁５よりも上流側である第２流路１１の上流部から分岐して、ラジエータ７を経由して第１流路１０の下流部に戻す流路である。
【００１５】
第３流路１２にはラジエータ７が設けられている。第３流路１２が下流側において第１流路１０に接続する合流部には、切換弁４が設けられている。切換弁４は、エンジン２を流出した冷却水の流路を、第１状態と第２状態とに切り換え可能に構成されている。第１状態は、冷却水が第１流路１０を循環するように第１流路１０と第３流路１２とを連通させない状態である。第２状態は、切換弁４において接続されている３つの通路をすべて開放する状態である。切換弁４は、例えば冷却水が所定の温度条件を満たす場合に第２状態に流路を切り換え、所定の温度条件を満たさない場合に第１状態に流路を切り換える装置である。切換弁４は、例えばサーモスタット弁によって構成することができる。切換弁４は、感温ワックスに加えられた熱の量または冷却水温度に応じて弁開度が変化する。
【００１６】
流体制御弁５は、第２流路１１においてヒータコア６よりも上流側または下流側に設けられ、その開度を閉弁状態または開弁状態の２つの状態に切り換え可能な弁である。流体制御弁５が閉弁状態である場合、冷却水は第１状態で第２流路１１には流れず第１流路１０のみに流れる。流体制御弁５が開弁状態である場合、冷却水は第１状態で第１流路１０と第２流路１１の両方に流れる。以上のように、第２流路１１、第３流路１２は第１流路１０に対して並列状態で構成されている。
【００１７】
制御装置８は、冷却水温度センサによって検出される冷却水の温度に基づいて流体制御弁５を制御する。エンジン２の始動後、冷却水温度が予め定めた第１温度未満である場合は、切換弁４によって第１状態に維持され、制御装置８によって流体制御弁５を閉弁状態に制御する。冷却水は第１流路１０のみを循環するので、エンジン２の暖機が促進される。
【００１８】
冷却水温度が第１温度以上になると、エンジン２の暖機制御を終了する。冷却水温度が第１温度よりも高温に設定された第２温度以上になると、切換弁４によって第２状態に切り換えられる。冷却水は第３流路１２を循環しラジエータ７において冷却水の放熱が行われる。制御装置８によって通電が遮断されて流体制御弁５が開弁状態に制御されると、冷却水は第２流路１１を循環し、ヒータコア６においても冷却水の放熱が行われる。また第１状態である場合に、ヒータコア６において冷却水からの放熱が必要である場合は、制御装置８によって通電が遮断されて流体制御弁５を開弁状態に制御することがある。
【００１９】
また他の形態として、前述した冷却水回路１は、エンジン２から流出した流体がヒータコア６やラジエータ７を経由してエンジンに戻る経路のみをもつ構成でもよい。つまり、冷却水回路１は、第１流路１０を備えていない構成であってもよい。制御装置８は、エンジン油温、あるいはトランスミッション等の油温を検出するセンサの検出値に基づいて流体制御弁５を制御するように構成してもよい。
【００２０】
流体制御弁５について、図２〜図６を用いて説明する。図２は開弁状態を示しており、図３は閉弁状態を示している。流体制御弁５は、シートバルブである弁座５１１、弁部５７、弁部支持部材５８、可動コアであるプランジャ５５、電磁ソレノイド部５４等を備えている。流体制御弁５は、弁部５７が弁座５１１から離間していく方向である開弁方向に作動流体の圧力が作用する構成を有する電磁弁装置である。つまり、流体制御弁５は、流体圧力に抗する方向に、弁部５７の閉弁方向が設定されている電磁弁装置である。流体制御弁５は、作動流体から受ける流体圧力と通電により発生する磁気力との大小関係に応じて、ハウジング内に設けられた内部通路５１２を開閉する。流体制御弁５は、内部を流通する作動流体の圧力作用方向と反対方向を閉弁方向とし、流体通路を開く開弁状態と流体通路を閉じる閉弁状態とを切り換える装置である。
【００２１】
弁部支持部材５８とプランジャ５５とは、別体の部材である。弁部支持部材５８とプランジャ５５は、互いに固定されていない。プランジャ５５は弁部支持部材５８を軸方向に支持している。これは、プランジャ５５が弁部支持部材５８に対して軸方向に押す力を作用させて支持することを意味する。
【００２２】
プランジャ５５は、軸方向の両端が開口している筒状部５５１を備えている。プランジャ５５は、弁部５７側である筒状部５５１の一端部に設けられた上流側環状部５５０と、筒状部５５１の他端部に設けられた下流側環状部５５２とを備えている。上流側環状部５５０は、筒状部５５１と同じ直径寸法を有し、筒状部５５１と同軸状である上流側開口部５５０ａを貫通孔として有する。上流側環状部５５０は、弁部支持部材５８の下流側の端部に接触して弁部支持部材５８を軸方向に変位可能に支持している。軸方向は弁部５７の移動方向でもある。これにより、弁部支持部材５８は、プランジャ５５と一緒に軸方向に変位する。
【００２３】
上流側環状部５５０は、弁部支持部材５８に直接接触しない形態によって、弁部支持部材５８を軸方向に支持する構成でもよい。この場合、上流側環状部５５０は介在物を介して弁部支持部材５８に間接的に接触している。この介在物は、非磁性体または磁性体である。また、上流側環状部５５０と弁部支持部材５８は、開弁状態と閉弁状態との過程において、接触しない状態が存在する構成でもよい。この場合、上流側環状部５５０と弁部支持部材５８は、離間している状態から閉弁状態においては直接または間接的に接触する状態に移行する。上流側環状部５５０は、少なくとも閉弁状態において、弁部支持部材５８を支持する構成である。
【００２４】
下流側環状部５５２は、筒状部５５１よりも大きい直径寸法であって筒状部５５１に対して直交する方向に放射状に広がるフランジ状部である。下流側環状部５５２には、内側に筒状部５５１と同軸状である下流側開口部が設けられている。筒状部５５１の内側には、流体通路５５３が設けられている。流体通路５５３は、上流側開口部５５０ａを流体流入口としている。プランジャ５５は、磁気を通す材質、例えば磁性材料で構成されている。
【００２５】
弁部支持部材５８は、弁部５７が結合することにより弁部５７と一体に構成されている。弁部支持部材５８は、上流側筒状部５８２と上流側盤部５８０と下流側筒状部５８３とを備えている。上流側盤部５８０は、上流側筒状部５８２の上流端部に一体に設けられた円盤状部である。上流側盤部５８０には弁部５７が装着されている。上流側筒状部５８２には、径方向に貫通する流体通路５８１が設けられている。上流側筒状部５８２には、少なくとも一つの流体通路５８１が設けられている。流体通路５８１は、上流側で内部通路５１２に連通し、下流側で上流側開口部５５０ａを介して流体通路５５３に連通している。
【００２６】
下流側筒状部５８３は、上流側筒状部５８２の下流端部に一体に設けられ、上流側筒状部５８２よりも直径寸法が小さい。下流側筒状部５８３は、ヨーク５６の上流側第１環状部５６０に設けられた開口部５６０ａに内挿された状態で、軸方向に摺動可能に支持されている。弁部支持部材５８は、開弁状態において上流側筒状部５８２の下流側の端部が上流側第１環状部５６０に接触することでそれ以上開弁方向に変位することが規制されている。したがって、下流側筒状部５８３は、ヨーク５６によって、軸方向について所定の範囲で変位可能であり、径方向にはほぼ移動不可能に規制されている。弁部支持部材５８は、例えば樹脂材料等の磁気を通しにくい材料で形成されている。したがって、弁部支持部材５８は磁気回路を形成しないように構成されている。
【００２７】
弁部５７は、ゴム等の弾性変形可能な材質で形成されている。弁部５７は、軸方向の下流側に延びる軸部が上流側盤部５８０の貫通孔に嵌っている状態で弁部支持部材５８に一体に装着されている。弁部５７は、流入側ハウジング５１に設けられた弁座５１１に対して軸方向に対向する位置に設けられている。
【００２８】
流体制御弁５は、作動流体の内部通路５１２を形成するハウジング本体を備える。ハウジング本体は、流入側ハウジング５１と、流出側ハウジング５３と、流入側ハウジング５１と流出側ハウジング５３とを連結する中間ハウジング５２とを備える。流入側ハウジング５１には、作動流体が流入する流入ポート５１０が設けられている。流入側ハウジング５１は、下流側が中間ハウジング５２に一体に設けられ、弁部５７、弁部支持部材５８の大部分等を内蔵している。流入側ハウジング５１は、内部において流入ポート５１０の周囲に、閉弁方向に変位する弁部５７が着座する弁座５１１を備えている。閉弁状態において弁座５１１は、環状面または環状線を形成するように弁部５７に接触している。
【００２９】
流出側ハウジング５３には、出力ポート５３０が設けられている。流出側ハウジング５３は、上流側が中間ハウジング５２に一体に設けられている。出力ポート５３０は上流側の端部で流体通路５５３に連通している。流入側ハウジング５１、中間ハウジング５２および流出側ハウジング５３は、樹脂材料で形成され、互いに溶着接合されている。
【００３０】
中間ハウジング５２は、ヨーク５６、プランジャ５５、コイル部５４０、ボビン５４１、摺動支持部材５４２等を内蔵している。ヨーク５６は、流体制御弁５のハウジング内において固定設置されている。ヨーク５６は、磁気を通す材質、例えば磁性材料で構成されている。ヨーク５６は、磁気回路の一部を構成し、ボビン５４１、摺動支持部材５４２を中間ハウジング５２の内部で支持している。ヨーク５６は、ボビン５４１およびコイル部５４０の外周側を覆うように設けられている。プランジャ５５、コイル部５４０、ボビン５４１、摺動支持部材５４２、弁部支持部材５８および弁部５７は、軸心が同軸状をなすように設置されている。
【００３１】
摺動支持部材５４２は筒状体である。摺動支持部材５４２は、外側でボビン５４１を支持し、内側でプランジャ５５が軸方向に摺動可能なようにプランジャ５５の筒状部５５１の外面を支持している。摺動支持部材５４２は、磁束を通しにくい非磁性体材料で形成されている。
【００３２】
電磁ソレノイド部５４は、ヨーク５６、コイル部５４０、ボビン５４１、摺動支持部材５４２、コネクタ等を備えて構成されている。コネクタは、ヨーク５６の側方または外側に位置するように設けられる。コネクタはコイル部５４０に通電するために設けられている。コネクタの内部のターミナル端子はコイル部５４０と電気的に接続されている。電磁ソレノイド部５４は、コネクタによってターミナル端子を電流制御装置等に電気的に接続することによりコイル部５４０に通電する電流を制御できる。ボビン５４１は、樹脂材により円筒状に形成され、外周面にはコイル部５４０が巻回されている。コイル部５４０は、開弁状態と閉弁状態を切り換えるために、通電時にプランジャ５５を軸方向に駆動する磁気力を発生する。
【００３３】
ヨーク５６は、軸方向の両端が開口している筒状体である。ヨーク５６は、上流側第１環状部５６０と傾斜部５６１と上流側第２環状部５６２と下流側筒状部５６３とを備えている。上流側第１環状部５６０は、ヨーク５６において弁部５７側の一端部に設けられている。上流側第１環状部５６０は、プランジャ５５の上流側環状部５５０に軸方向に接触可能なように設けられている。上流側第１環状部５６０は、上流側環状部５５０よりも大きい直径寸法を有しプランジャ５５の上流側開口部５５０ａと同軸状である開口部５６０ａを貫通孔として有する。
【００３４】
上流側第１環状部５６０と上流側環状部５５０は、軸方向に向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部をなしている。以下、傾斜部および平行部に関わる断面形状とは、プランジャ等の軸方向に沿う縦断面形状のことである。上流側第１環状部５６０と上流側環状部５５０は、プランジャ５５とヨーク５６との間に磁束が通る磁気経路を形成するようにプランジャ５５とヨーク５６に設けられている。
【００３５】
上流側第１環状部５６０は弁部５７とは反対側の下流側面５６０ｂが上流側環状部５５０の弁部５７側に位置する上流側面５５０ｂに閉弁状態で接触するように設けられている。閉弁状態とは、作動流体の流通を阻むように内部通路５１２が閉じられた状態である。閉弁状態には、弁部５７と弁座５１１が接触する状態だけでなく、弁部５７と弁座５１１が非接触であっても作動流体の流通を阻んでいる状態も含まれる。
【００３６】
下流側面５６０ｂと上流側面５５０ｂとは、軸方向に向かい合う部分であって互いに沿う平行部をなしている。図３および図５に示すように、閉弁状態では、上流側第１環状部５６０と上流側環状部５５０とが接触する部分に磁束が通る第２経路である磁気経路が形成されている。上流側環状部５５０は、閉弁状態において平行部の一方であるプランジャ平行部分に相当する。上流側第１環状部５６０は、閉弁状態において平行部の他方であるヨーク平行部分に相当する。上流側第１環状部５６０と上流側環状部５５０は、互いに軸方向に向かい合いかつ軸方向に対して直交する部分である。上流側環状部５５０は、筒状部５５１に対して交差するように延設されかつ筒状部５５１よりも作動流体の上流側でプランジャ５５に設けられた可動側上流環状部である。上流側第１環状部５６０は、可動側上流環状部よりも作動流体の上流側にヨーク５６に設けられた固定側上流環状部である。
【００３７】
上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０は、閉弁状態において直接接触しない構成でもよい。この場合、上流側環状部５５０は、介在物を通じて磁気経路を形成するように介在物を介して上流側第１環状部５６０に間接的に接触している。介在物は、例えば非磁性体または磁性体である。介在物は、閉弁状態において上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０の間で磁束が通る物体である。
【００３８】
傾斜部５６１は、弁部５７側の端部が上流側第１環状部５６０に連結し、プランジャ５５側の端部が上流側第２環状部５６２に連結する形状の筒状部である。傾斜部５６１は上流側から下流側にかけて直径が拡大するような筒状部である。傾斜部５６１は、プランジャ５５の筒状部５５１に対して傾斜する断面形状をなす部分である。傾斜部５６１は、上流側の端部が下流側の端部よりも直径寸法が小さく形成されている。したがって、傾斜部５６１は、下流側またはプランジャ５５側に向かうほど、直径が大きくなるように筒状部５５１に対して傾斜している。
【００３９】
傾斜部５６１における上流側または弁部５７側の端部は、筒状部５５１よりも直径寸法が大きく構成されている。筒状部５５１、特にその上流側部位は、開弁状態から閉弁状態へ移動するにつれて、傾斜部５６１との距離が少しずつ小さくなるように設けられている。開弁状態での通電開始時には、図２に示すように、上流側におけるプランジャ５５とヨーク５６との距離は、傾斜部５６１と筒状部５５１との間が最も短くなっている。このように開弁状態では、傾斜部５６１と筒状部５５１との間を磁束が通る第１経路である磁気経路が前述の第２経路よりも磁束が大きくなる。開弁状態の通電開始時は第１経路の方が第２経路よりも磁束が大きい磁気経路を形成し、閉弁状態は第２経路の方が第１経路よりも磁束が大きい磁気経路を形成する。
【００４０】
上流側第２環状部５６２は、ヨーク５６において傾斜部５６１の下流側の端部から径方向に延びている。下流側筒状部５６３は、ヨーク５６において上流側第２環状部５６２の外周縁から軸方向に延びている。上流側第２環状部５６２は、傾斜部５６１の下流側の端部よりも大きい直径寸法であって下流側筒状部５６３に対して直交する方向に放射状に広がるフランジ状部である。上流側第２環状部５６２は、断面形状が上流側第１環状部５６０と平行な関係にある。下流側筒状部５６３の内周面は、閉弁状態および開弁状態で、軸方向について下流側環状部５５２の外周縁と対向する位置関係にある。通電時には、下流側筒状部５６３と下流側環状部５５２の外周縁との間にも磁束が通る磁気経路が形成されることになる。
【００４１】
図６に示すように、プランジャ５５を吸引する吸引力は、開弁状態から閉弁状態に近づく間は第１経路の方が第２経路よりも大きい。さらにこの吸引力は、閉弁状態の直前で逆転現象が起きて閉弁状態では第２経路の方が第１経路よりも大きくなるという特性がある。図４に示すように、通電時の開弁状態においては、実線矢印で示す第１経路が破線矢印で示す第２経路よりも支配的な磁気経路になる。これはプランジャ５５とヨーク５６との間において傾斜部５６１と筒状部５５１とは、最短距離であり磁気抵抗が最小の部位であり、磁束が最大の部位になるからである。このため、流体制御弁５において図６の特性図と同様に、ストロークが大きい開弁状態ではプランジャ５５を吸引する吸引力は、第２経路よりも第１経路の方が大きくなる。流体制御弁５は、第１経路において吸引し始める構成を採用することによって、弁部５７に作用する流体圧力に反してプランジャ５５を吸引することができる。したがって、流体制御弁５は、通電開始時の吸引性能を強化することができる。
【００４２】
図４に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図５に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０とが接触しまたはプランジャ５５とヨーク５６との間において最も近接するからである。このため、上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０との間が、磁気抵抗が最も小さい部位であり、磁束が最も大きい部位になる。流体制御弁５は、図６の特性図と同様に、ストロークが小さい閉弁状態の直前においてプランジャ５５の吸引力が第２経路の方が大きくなるように変化する。流体制御弁５は、第２経路によって弁部５７を弁座５１１に吸着する構成を採用することにより、弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切ることができる。このため、閉弁時の吸着保持力を強化することができる。以上のように、流体制御弁５は、図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供している。
【００４３】
次に、第１実施形態の流体制御弁５がもたらす作用効果について説明する。流体制御弁５は、弁部５７が装着されまたは弁部５７が一部をなす弁部支持部材５８と、弁部支持部材５８を軸方向に駆動するプランジャ５５とを備える。流体制御弁５は、磁気力を発生するコイル部５４０と、固定設置されて通電時にプランジャ５５とともに磁気回路を形成するヨーク５６とを備える。流体制御弁５は、プランジャ５５とヨーク５６との間を磁束が通る磁気経路をなすようにプランジャ５５とヨーク５６に設けられ互いに沿う断面形状をなす平行部を備える。閉弁状態において平行部の一方であるプランジャ平行部分は平行部の他方であるヨーク平行部分に接触しまたは磁気経路を形成するように介在物を介して接触する。閉弁状態においてさらにプランジャ５５は弁部支持部材５８に軸方向に接触しまたは介在物を介して間接的に接触している。
【００４４】
この流体制御弁５によれば、閉弁状態でプランジャ平行部分がヨーク平行部分に直接または間接的に接触する。このため、プランジャ５５とヨーク５６に係る軸方向位置を適正な状態に維持できる。閉弁状態においてさらにプランジャ５５は弁部支持部材５８を軸方向に支持する。このため、ヨーク平行部分を基準として弁部５７の軸方向位置を適正な状態に維持できる。以上より、閉弁時に安定した磁気吸引力と閉弁力とが図れる流体制御弁５を提供できる。
【００４５】
弁部５７に対して流体圧力が開弁方向に作用していない状態において、弁部５７が弁座５１１に接触してから、プランジャ平行部分がヨーク平行部分に接触しまたは介在物を介して間接的に接触して閉弁状態になる。この構成によれば、弁部５７が弁座５１１に接触した状態において、プランジャ５５とヨーク５６に係る軸方向位置を適正な状態に維持できる。この流体制御弁５は、磁気吸引力を発揮した状態で閉弁状態を維持できる。
【００４６】
閉弁状態において弁部５７と弁座５１１は密着している。閉弁状態においてプランジャ平行部分はヨーク平行部分に接触しまたは介在物を介して磁気経路を形成するように間接的に接触する。閉弁状態においてプランジャ５５は弁部支持部材５８に軸方向に接触しまたは介在物を介して間接的に接触している。
【００４７】
この構成によれば、プランジャとヨークの吸着保持力を確保でき弁部５７の軸方向位置を適正に維持できる状態において、弁部５７を弁座５１１に密着できる。流体制御弁５は、閉弁時に安定した磁気吸引力と閉弁力とを発揮できる。
【００４８】
閉弁状態において弁部支持部材５８はプランジャ平行部分によって軸方向に支持されている。この構成によれば、ヨーク平行部分に吸着された状態のプランジャ平行部分によって弁部支持部材５８を支持できる。このため、弁部支持部材５８を支える支持力を強化でき、閉弁時に弁部５７の軸方向位置を維持する機能を高めることができる。
【００４９】
プランジャ平行部分は、ヨーク平行部分と弁部支持部材５８とに対して同じ面において接触している。この構成によれば、プランジャ平行部分の面を基準として弁部の軸方向位置を適正な状態に維持する流体制御弁５を提供できる。
【００５０】
プランジャ平行部分は、筒状部５５１に対して交差して延設されかつ筒状部５５１よりも作動流体の上流側に可動側上流環状部を含む。ヨーク平行部分は、可動側上流環状部よりも作動流体の上流側に固定側上流環状部を含む。この構成によれば、閉弁状態で可動側上流環状部が固定側上流環状部に直接または間接的に接触する。このため、プランジャ５５とヨーク５６の吸着保持力を強化する機構部を弁部５７に近い場所に設置できるので、閉弁力に影響力を及ぼしやすい磁気吸引力を提供できる。
【００５１】
ヨーク平行部分とプランジャ平行部分は、互いに軸方向に向かい合いかつ軸方向に対して直交する部分である。この構成によれば、磁気吸引力を平行部に対して垂直方向に作用させることができるので、吸着力を強化できる流体制御弁５を提供できる。
【００５２】
流体制御弁５は、開弁状態と閉弁状態とに切り換えるように内部通路５１２を開閉し、開弁する方向に作動流体の圧力が作用する弁部５７を備える。流体制御弁５は、プランジャ５５とヨーク５６との間を磁束が通る磁気経路である第１経路を備える。流体制御弁５は、第１経路とは異なる部位においてプランジャ５５とヨーク５６との間を磁束が通る磁気経路である第２経路を備える。開弁状態での通電開始時は第１経路の方が第２経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成する。閉弁状態では第２経路の方が第１経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成する。
【００５３】
流体制御弁５によれば、開弁状態での通電開始時に、第１経路を通る磁気経路によって発生する駆動力を利用してプランジャ５５を流体圧力に抗して吸引し始めることができる。さらに弁部５７を開弁状態から閉弁状態に至る過程において第２経路を通る磁気経路によって発生する駆動力を利用して閉弁状態を維持するようにプランジャ５５を吸着できる。開弁状態での通電開始時に第１経路を通る磁気経路が支配的になる。これにより、プランジャ５５を弁座５１１側に吸引する吸引力を発揮させて作動流体の圧力に抗する閉弁方向に弁部５７を移動させる駆動力を得ることができる。流体圧力が弁部５７に作用している状態で閉弁状態に持って行けるので、通電タイミングが限定されない流体制御弁５を提供できる。
【００５４】
閉弁状態では第２経路を通る磁気経路が支配的になる。これにより、弁部５７を弁座５１１に接触させた状態に維持する吸着力を発揮させて内部通路５１２を締め切ることができる。この効果により、スプリングなどの付勢力に頼らずに、開弁状態からの閉弁動作と閉弁状態の維持とを実施できる。このため、スプリングの具備や付勢力の強化などに伴う装置の大型化を抑えることができる。以上より、作動流体の圧力に抗して閉弁する際の閉弁性能の向上と大型化の抑制とが図れる流体制御弁５を提供できる。
【００５５】
第１経路は、プランジャ５５とヨーク５６の一方の一部であってプランジャ５５とヨーク５６の他方の部分に対して傾斜する断面形状をなす傾斜部５６１と他方の部分との間を磁束が通る磁気経路である。第２経路は、プランジャ５５とヨーク５６のそれぞれにおいて軸方向に向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部を磁束が通る磁気経路である。この平行部は、プランジャ５５の上流側環状部５５０とヨーク５６の上流側第１環状部５６０とで構成されている。
【００５６】
この構成によれば、傾斜部５６１を備えるため、開弁状態での通電開始時にプランジャ５５とヨーク５６の平行部を通る第２経路よりも磁束が大きい第１経路を形成できる。開弁状態から閉弁状態への過程において、平行部によってプランジャ５５とヨーク５６との重なり合う面積または接触面積が大きく磁束が大きい第２経路に切り換えできる。このようにプランジャ５５とヨーク５６の形状を工夫して磁気経路を構築する。これにより、スプリングなどの付勢力に頼らずに、開弁状態からの閉弁動作と閉弁状態の維持とを実施可能な流体制御弁５を提供できる。
【００５７】
流体制御弁５によれば、プランジャ５５は軸方向に延びる筒状部５５１を備える。ヨーク５６は、筒状部５５１に対して傾斜する断面形状をなす傾斜部５６１を備える。平行部は、筒状部５５１よりも上流側に設けられた上流側環状部５５０と、傾斜部５６１よりも作動流体の上流側に設けられた上流側第１環状部５６０とを含む。これによれば、筒状部５５１に対する傾斜部５６１がヨーク５６に設けられているので、筒状部５５１の内径を大きく形成できる。このため、筒状部５５１の内側に流体通路５５３を設ける構成を採用する場合には、作動流体の流通抵抗抑制が可能な流体制御弁５を提供できる。
【００５８】
流体制御弁５は、プランジャ５５の内側に作動流体が流通する流体通路５５３を備える。この構成によれば、通電によるプランジャ５５からの発熱を作動流体によって緩和可能な流体制御弁５を提供できる。
【００５９】
流体制御弁５は、コイル部５４０よりも内側であってかつプランジャ５５の内側に作動流体が流通する流体通路５５３を備える。この構成によれば、通電によるコイル部５４０およびプランジャ５５からの発熱を作動流体によって緩和可能な流体制御弁５を提供できる。
【００６０】
第２経路は、閉弁状態でプランジャ５５とヨーク５６とが接触する部位に形成されている。これによれば、この流体制御弁５は、弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切るような吸着力を提供でき、閉弁時の吸着保持力を強化することができる。
【００６１】
流体制御弁５は、プランジャ５５とヨーク５６とで磁気回路を形成するため、装置の部品点数抑制に寄与し、さらに磁気回路におけるエアギャップを抑えることができる。
【００６２】
流体制御弁５は、開弁状態での通電開始時（吸引開始時）に最大電圧に制御され、閉弁状態である吸着保持時に吸引開始時よりも小さい電圧に制御されるようにしてもよい。この制御を採用した場合には、前述した第１経路と第２経路を形成する。これにより、通電電圧を抑えても吸引開始と吸着保持とを満足することができる流体制御弁５を提供できる。
【００６３】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図７および図８を参照して説明する。第２実施形態の流体制御弁５は、第１実施形態に対して、ヨーク１５６の形状とプランジャ１５５の形状が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図７、図８には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【００６４】
ヨーク１５６は、上流側第１環状部５６０と上流側筒状部１５６１と上流側第２環状部５６２と下流側筒状部５６３とを備えている。ヨーク１５６は、軸方向に対して傾斜する傾斜部を有していない。上流側筒状部１５６１は、弁部５７側の端部が上流側第１環状部５６０に連結し、プランジャ５５側の端部が上流側第２環状部５６２に連結する形状の筒状部である。
【００６５】
プランジャ１５５は、上流側環状部５５０と軸方向に対して傾斜する傾斜部５５５と筒状部５５１と下流側環状部５５２とを備えている。傾斜部５５５は、上流側（弁部５７側）の端部が上流側環状部５５０に連結し、プランジャ５５側の端部が筒状部５５１に連結する形状の筒状部である。傾斜部５５５は、ヨーク１５６の上流側筒状部１５６１に対して傾斜する断面形状をなす部分である。傾斜部５５５は、上流側の端部が下流側の端部よりも直径寸法が小さく形成されている。したがって、傾斜部５５５は、下流側に向かうほど、直径が大きくなるように上流側筒状部１５６１に対して傾斜している。
【００６６】
傾斜部５５５における上流側または弁部５７側の端部は、上流側筒状部１５６１の内径寸法よりも外径寸法が小さく構成されている。上流側筒状部１５６１は、図７に示す開弁状態から図８に示す閉弁状態へ移動するにつれて、傾斜部５５５との距離が少しずつ小さくなるように設けられている。
【００６７】
図７に示す開弁状態での通電開始時には、上流側におけるプランジャ１５５とヨーク１５６との距離は、傾斜部５５５と上流側筒状部１５６１との間が最も短くなっている。このように開弁状態では、傾斜部５５５と上流側筒状部１５６１との間を磁束が通る第１経路である磁気経路が前述の第２経路よりも磁束が大きくなる。このように開弁状態の通電開始時は、第１経路の方が第２経路よりも磁束が大きい磁気経路を形成し閉弁状態は第２経路の方が第１経路よりも磁束が大きい磁気経路を形成する。上流側第２環状部５６２は、上流側筒状部１５６１の下流側の端部から径方向に延びている。下流側筒状部５６３は、上流側第２環状部５６２の外周縁から軸方向に延びている。上流側第２環状部５６２は、上流側筒状部１５６１の下流側の端部よりも大きい直径寸法であって下流側筒状部５６３に対して直交する方向に放射状に広がるフランジ状部である。
【００６８】
第２実施形態の流体制御弁５においても図７に示すように、通電時の開弁状態において、実線矢印で示す第１経路が破線矢印で示す第２経路よりも支配的な磁気経路になる。プランジャ１５５とヨーク１５６との間において傾斜部５５５と上流側筒状部１５６１とは、最短距離であり磁気抵抗が最小の部位であり磁束が最大の部位になるからである。このため、流体制御弁５は、前述の図６に示す特性図と同様に開弁状態ではプランジャ１５５を吸引する吸引力は、第２経路よりも第１経路の方が大きくなる。したがって、流体制御弁５は、第１経路において吸引し始める構成を採用することによって、弁部５７に作用する流体圧力に反してプランジャ１５５を吸引できる。第２実施形態の流体制御弁５によれば、通電開始時の吸引性能を強化することができる。
【００６９】
図７に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図８に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０とが接触しまたはプランジャ１５５とヨーク１５６との間で最も近接するからである。第１実施形態と同様に、第２実施形態の流体制御弁５は、図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供している。
【００７０】
第２実施形態の第１経路は、プランジャとヨークの一方の一部であって他方の部分に対して傾斜する断面形状をなす傾斜部と他方の部分との間を磁束が通る磁気経路である。第２経路は、プランジャとヨークにおいて軸方向に向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部を磁束が通る磁気経路である。この平行部は、プランジャ１５５の上流側環状部５５０とヨーク１５６の上流側第１環状部５６０とで構成されている。この構成によれば、傾斜部５５５を備えることで開弁状態の通電開始時にプランジャとヨークの平行部を通る第２経路よりも磁束が大きい第１経路を形成することができる。
【００７１】
第２実施形態のヨーク１５６は、軸方向に延びる上流側筒状部１５６１を備える。プランジャ１５５は、上流側筒状部１５６１に対して傾斜する断面形状をなす傾斜部５５５を備える。平行部は、ヨーク１５６において上流側筒状部１５６１よりも上流側の上流側第１環状部５６０とプランジャ１５５において傾斜部５５５よりも上流側の上流側環状部５５０とを含んでいる。
【００７２】
この構成によれば、ヨーク１５６の上流側筒状部１５６１に対する傾斜部５５５がプランジャ１５５に設けられている。このため、プランジャ１５５において傾斜部５５５よりも下流側に設けられた部分の内径を大きくすることができる。プランジャ１５５の内側に流体通路を設ける場合には、作動流体の圧力に抗した閉弁性能の向上と閉弁状態の維持性能向上とを図りつつ作動流体の流通抵抗抑制が可能である。
【００７３】
（第３実施形態）
第３実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。第３実施形態の流体制御弁５は、第１実施形態に対して、プランジャ１５５を備える点が相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の各実施形態と同様であり、以下、第１実施形態および第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図９、図１０には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【００７４】
図９および図１０に示すように、第３実施形態の流体制御弁５は、第１実施形態のプランジャ５５を第２実施形態で採用するプランジャ１５５に置き換えたものである。
【００７５】
図９に示す開弁状態の通電開始時には、上流側でのプランジャ１５５とヨーク５６との距離は軸方向に対して傾斜している傾斜部５５５と傾斜部５６１との間が最も短くなる。傾斜部５５５と傾斜部５６１は互いに沿うような断面形状をなす平行部をなしている。このように開弁状態では、傾斜部５５５と傾斜部５６１との間を磁束が通る第１経路である磁気経路が前述の第２経路よりも磁束が大きくなる。開弁状態の通電開始時は第１経路の方が第２経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成し、閉弁状態は第２経路の方が第１経路よりも磁束が大きくなる磁気経路を形成する。
【００７６】
第３実施形態の流体制御弁５においても、通電時の開弁状態において、実線矢印で示す第１経路が破線矢印で示す第２経路よりも支配的な磁気経路になる。プランジャ１５５とヨーク５６との間において傾斜部５５５と傾斜部５６１とは、最短距離であり磁気抵抗が最小の部位であり磁束が最大の部位になるからである。第３実施形態の流体制御弁５によれば、前述の図６に示す特性図と同様に開弁状態ではプランジャ１５５を吸引する吸引力は第２経路よりも第１経路の方が大きくなる。第３実施形態の流体制御弁５は、第１経路において吸引し始める構成を採用することによって、弁部５７に作用する流体圧力に反してプランジャ１５５を吸引できる。このため、第３実施形態の流体制御弁５によれば、通電開始時の吸引性能を強化することができる。
【００７７】
図９に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図１０に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０とが近接または接触するからである。第１実施形態と同様に、第３実施形態の流体制御弁５は、図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供する。
【００７８】
第３実施形態の第１経路は、プランジャ１５５とヨーク５６において軸方向に対して傾斜する部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部を磁束が通る磁気経路である。この平行部は、傾斜部５５５と傾斜部５６１とで形成されている。第２経路は、プランジャ１５５とヨーク５６のそれぞれにおいて軸方向に向かい合う部分であって互いに沿うような断面形状をなす平行部を磁束が通る磁気経路である。この平行部は、上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０とで形成されている。
【００７９】
この構成によれば、軸方向に対して同様に傾斜する傾斜部５５５，５６１を備えることにより開弁状態での通電開始時に第２経路よりも磁束が大きい第１経路を形成できる。さらにプランジャ１５５とヨーク５６は、弁部５７を開弁状態から閉弁状態に至る過程で軸方向に向かい合う平行部を備えている。これにより、プランジャ５５とヨーク５６との重複面積または接触面積が大きく磁束が大きい第２経路に切り換えることができる。このようにプランジャ１５５とヨーク５６には、形状を工夫した磁気経路が設けられている。このため、スプリングなどの付勢力に頼らずに、開弁状態からの閉弁動作と閉弁状態の維持とを実施可能な流体制御弁５を提供できる。
【００８０】
（第４実施形態）
第４実施形態について、図１１および図１２を参照して説明する。第４実施形態の流体制御弁５は、第２実施形態に対して、プランジャ２５５とヨーク２５６を備える点が相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の各実施形態と同様であり、以下、第１実施形態および第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図１１、図１２には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【００８１】
図１１、図１２に示す第４実施形態の流体制御弁５は、プランジャ２５５とヨーク２５６との間を通る第１経路と第２経路を軸方向について一端側と他端側との両方に備える。一端側は上流側であり、他端側は下流側である。プランジャ２５５とヨーク２５６は、軸方向の一端側である弁部５７側において第２実施形態の流体制御弁５と同様の第１経路および第２経路を有している。このように第４実施形態の流体制御弁５は、複数の第２経路を備えている。
【００８２】
プランジャ２５５は、下流側環状部５５２の外周縁の表面が下流側に向かうほど直径寸法が大きくなるように傾斜する傾斜部５５６を備えている。ヨーク２５６は、傾斜部５６５と、傾斜部５６５と下流側筒状部５６３とをつなぐ下流側環状部５６４とを備えている。
【００８３】
下流側環状部５６４は、下流側筒状部５６３の下流側の端部から径方向に延びて外周側で傾斜部５６５と一体になっている。下流側環状部５６４と下流側環状部５５２は、互いに沿う平行部をなしている。傾斜部５６５は、軸方向の他端側である下流側の端部に設けられて軸方向に対して傾斜する断面形状である。傾斜部５６５は、下流側環状部５５２に対して傾斜する断面形状をなしている。傾斜部５６５と傾斜部５５６は、プランジャ２５５とヨーク２５６のそれぞれにおいて互いに沿うような断面形状をなす平行部を構成している。
【００８４】
下流側環状部５５２は、閉弁状態において、弁部５７側の上流側面５５２ｂが下流側面５６４ｂに接触するような位置に設けられている。下流側面５６４ｂは、下流側環状部５６４において弁部５７側とは反対側に位置する面である。下流側面５６４ｂと上流側面５５２ｂとは、軸方向に向かい合う部分であって互いに沿う平行部をなしている。下流側環状部５５２は、閉弁状態において平行部の一方であるプランジャ平行部分に相当する。下流側環状部５６４は、閉弁状態において平行部の他方であるヨーク平行部分に相当する。
【００８５】
開弁状態の通電中に、プランジャ２５５とヨーク２５６の下流側の端部には、傾斜部５６５と下流側環状部５５２との間に磁束が通り下流側環状部５６４と下流側環状部５５２との間に磁束が通る。傾斜部５６５と下流側環状部５５２との間は、第１経路に相当する。下流側環状部５６４と下流側環状部５５２との間は、第２経路に相当する。なお、プランジャ２５５とヨーク２５６の上流側の端部においては、第２実施形態と同様の第１経路と第２経路が形成されている。開弁状態で下流側におけるプランジャ２５５とヨーク２５６との距離は、傾斜部５６５と下流側環状部５５２との間が最も短くなる。
【００８６】
図１１に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図１２に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する下流側環状部５５２と下流側環状部５６４とが接触しまたは下流側でプランジャ２５５とヨーク２５６との間において最も近接するからである。下流側において下流側環状部５５２と下流側環状部５６４との間が、磁気抵抗が最も小さい部位であり、磁束が最も大きい部位になる。この流体制御弁５は、下流側においても図６の特性図と同様にストロークが小さい閉弁状態の直前においてプランジャ２５５の吸引力が第２経路の方が大きくなるように変化する。流体制御弁５は、第２経路によって弁部５７を弁座５１１に吸着する構成を下流側に備える。この構成により、弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切ることができ、閉弁時の吸着保持力を強化することができる。
【００８７】
プランジャ平行部分とヨーク平行部分は、プランジャ５５とヨーク５６とにおいて上流側である一端側の端部と下流側である他端側の端部との両方に設けられている。この構成によれば、プランジャ５５とヨーク５６の吸着保持力を強化する機構部を弁部５７に対して近い場所と離れた場所とに設置できる。これにより、相対的に離れた２箇所において閉弁力に影響力を及ぼしやすい磁気吸引力を提供できる。
【００８８】
プランジャ平行部分とヨーク平行部分は、プランジャ５５とヨーク５６とにおいて下流側である他端側の端部に設けられている。この構成によれば、プランジャ５５とヨーク５６の吸着保持力を強化する機構部を弁部５７に対して離れた場所に設置可能な設計自由度を提供できる。
【００８９】
第１経路および第２経路は、プランジャ２５５とヨーク２５６との間において、上流側である一端側の端部と下流側である他端側の端部との両方にそれぞれ設けられている。第４実施形態によれば、上流側と下流側の両方において、図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供できる。
【００９０】
プランジャ２５５は、閉弁状態において、上流側において弁部支持部材を軸方向に支持するとともに、下流側においてヨーク２５６のヨーク平行部分と接触する。プランジャ２５５は、閉弁状態において、上流側において弁部支持部材を軸方向に支持するとともに、上流側と下流側とにおいてヨーク２５６のヨーク平行部分と接触する。このようにプランジャ２５５は、ヨーク平行部分と接触する部分と弁部支持部材５８を軸方向に支持する部分とが別々の部分であるプランジャ平行部分を備えている。
【００９１】
第４実施形態の流体制御弁５においては、第２経路は複数の部位に設定されている。複数の部位に設定された第２経路の少なくとも一つは、閉弁状態でプランジャ２５５とヨーク２５６とが接触する部位に形成されていることが好ましい。この構成によれば、複数の第２経路の少なくとも一つがプランジャ２５５とヨーク２５６とを接触させた部位に設けられている。これにより、弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切るような吸着力を提供できるので、閉弁時の吸着保持力を強化できる。
【００９２】
（第５実施形態）
第５実施形態について、図１３および図１４を参照して説明する。第５実施形態の流体制御弁５は、第２実施形態に対して、プランジャ２５５とヨーク４５６を備える点が相違する。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の各実施形態と同様である。以下、第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図１３、図１４には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【００９３】
図１３、図１４に示す流体制御弁５は、プランジャ２５５とヨーク４５６との間を通る第１経路と第２経路を、軸方向について一端側と他端側との両方に備えている。プランジャ２５５とヨーク４５６は、軸方向の一端側である弁部５７側または上流側において、第２実施形態の流体制御弁５と同様の第１経路および第２経路を有している。このように第５実施形態の流体制御弁５は、複数の第２経路を備えている。
【００９４】
プランジャ２５５の構成については、第４実施形態の説明と同様である。ヨーク４５６は、下流端筒状部５６７と、下流端筒状部５６７と下流側筒状部５６３とをつなぐ下流側環状部５６４とを備えている。下流端筒状部５６７は、軸方向の他端側である下流側の端部に設けられて軸方向に延びる断面形状である。下流側環状部５６４は、下流側筒状部５６３の下流側の端部から径方向に延びて外周側で下流端筒状部５６７と一体になっている。傾斜部５５６は、下流端筒状部５６７に対して傾斜する断面形状をなしている。
【００９５】
図１３に示す開弁状態の通電中に、プランジャ２５５とヨーク４５６の下流側の端部においては、下流側環状部５５２と下流端筒状部５６７との間の第１経路に磁束が通る。なお、プランジャ２５５とヨーク４５６の上流側の端部においては、第２実施形態と同様の第１経路と第２経路が形成されている。開弁状態で下流側におけるプランジャ２５５とヨーク４５６との距離は、下流側環状部５５２と下流端筒状部５６７との間が最も短くなっている。
【００９６】
図１３に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図１４に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する下流側環状部５５２と下流側環状部５６４とが接触しまたは下流側においてプランジャ２５５とヨーク４５６とが最も近接するからである。下流側において下流側環状部５５２と下流側環状部５６４との間は、磁気抵抗が最も小さい部位であり、磁束が最も大きい部位になる。傾斜部５５６と下流端筒状部５６７の間には、第２経路よりも磁束が小さい第１経路が形成されている。
【００９７】
流体制御弁５は、下流側においても図６の特性図と同様にストロークが小さい閉弁状態の直前においてプランジャ２５５の吸引力が第２経路の方が大きくなるように変化する。この流体制御弁５は、第２経路によって弁部５７を弁座５１１に吸着する構成を下流側に備える。これにより弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切ることができるので、閉弁時の吸着保持力を強化することができる。
【００９８】
第１経路および第２経路は、プランジャ２５５とヨーク４５６との間において上流側である一端側の端部と下流側である他端側の端部との両方にそれぞれ設けられている。第５実施形態によれば、上流側と下流側の両方において図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供できる。
【００９９】
第５実施形態の流体制御弁５においては、第２経路は複数の部位に設定されている。複数の部位に設定された第２経路の少なくとも一つは、閉弁状態でプランジャ２５５とヨーク４５６とが接触する部位に形成されていることが好ましい。この構成によれば、弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切るような吸着力を提供できるので、閉弁時の吸着保持力を強化できる。
【０１００】
（第６実施形態）
第６実施形態について、図１５および図１６を参照して説明する。第６実施形態の流体制御弁５は、第２実施形態の流体制御弁５に対して、プランジャ３５５を備える点が相違する。第６実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の各実施形態と同様である。以下、第１実施形態および第２実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図１５、図１６には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【０１０１】
図１５および図１６に示すように、第６実施形態の流体制御弁５は、プランジャ３５５と第２実施形態のヨーク１５６とによって磁気経路を形成している。第６実施形態の流体制御弁５は、プランジャ３５５とヨーク１５６との間を通る第１経路を軸方向について一端側と他端側との両方に備えている。プランジャ３５５とヨーク１５６は、軸方向の一端側である弁部５７側または上流側において、第２実施形態の流体制御弁５と同様の第１経路および第２経路を有する。
【０１０２】
プランジャ３５５は、軸方向の他端側である下流側の端部に設けられる下流端筒状部５５７を備えている。下流端筒状部５５７は、下流側環状部５５２の外周縁から下流側に延びる断面形状を有している。下流端筒状部５５７は、下流側に向かうほど直径寸法が大きくなるように、軸方向、筒状部５５１または下流側環状部５５２に対して傾斜している。
【０１０３】
ヨーク１５６の構成については、第２実施形態の説明と同様である。下流端筒状部５５７は、ヨーク１５６の下流側筒状部５６３に対して傾斜する断面形状をなす部分であり、傾斜部を構成する。
【０１０４】
図１５に示す開弁状態で通電中であると、プランジャ３５５とヨーク１５６の下流側の端部においては下流側筒状部５６３と下流端筒状部５５７との間の第１経路に磁束が通る。なお、プランジャ３５５とヨーク１５６の上流側の端部においては、第２実施形態と同様の第１経路と第２経路が形成されている。開弁状態で下流側におけるプランジャ３５５とヨーク１５６との距離は、下流側筒状部５６３と下流端筒状部５５７との間が最も短くなっている。
【０１０５】
図１５に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図１６に示す閉弁状態になると、さらに下流側筒状部５６３と下流端筒状部５５７との距離が小さくなる。したがって、閉弁状態では、開弁状態よりも下流側筒状部５６３と下流端筒状部５５７との間を通る磁束が大きくなる。下流側において下流側筒状部５６３と下流端筒状部５５７との間が、磁気抵抗が最も小さい部位であり、磁束が最も大きい部位になる。
【０１０６】
（第７実施形態）
第７実施形態について、図１７および図１８を参照して説明する。第７実施形態の流体制御弁５は、第２実施形態の流体制御弁５に対して、第５実施形態のヨーク４５６を備える点が相違する。第７実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の各実施形態と同様であり、以下、第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態および第５実施形態と異なる点についてのみ説明する。なお、図１７、図１８には、理解しやすくするため、プランジャ、ヨークおよびコイル部を除く各部は示していない。
【０１０７】
図１７、図１８に示す第７実施形態の流体制御弁５は、プランジャ１５５とヨーク４５６との間を通る第１経路と第２経路を、軸方向について一端側と他端側との両方に備える。プランジャ１５５とヨーク４５６は、軸方向の一端側である弁部５７側または上流側において、第２実施形態の流体制御弁５と同様の第１経路および第２経路を有している。プランジャ１５５の構成については第２実施形態の説明と同様であり、ヨーク４５６の構成については第５実施形態の説明と同様である。
【０１０８】
図１７に示す開弁状態で通電中であると、プランジャ１５５とヨーク４５６の下流側の端部においては下流側環状部５５２と下流端筒状部５６７との間の第１経路に磁束が通る。開弁状態で下流側におけるプランジャ１５５とヨーク４５６との距離は、下流側環状部５５２と下流端筒状部５６７との間が最短になっている。なお、プランジャ１５５とヨーク４５６の上流側の端部においては、第２実施形態と同様の第１経路と第２経路が形成されている。
【０１０９】
図１７に示す開弁状態から閉弁状態に近づけていき、図１８に示す閉弁状態になると、第２経路が第１経路よりも支配的となる逆転現象が起こる。これは、互いに平行部を構成する下流側環状部５５２と下流側環状部５６４とが接触しまたは下流側においてプランジャ２５５とヨーク４５６との間において最も近接するからである。下流側において下流側環状部５５２と下流側環状部５６４との間が、磁気抵抗が最も小さい部位であり、磁束が最も大きい部位になる。
【０１１０】
流体制御弁５は、下流側においても図６の特性図と同様にストロークが小さい閉弁状態の直前においてプランジャ１５５の吸引力が第２経路の方が大きくなるように変化する。第７実施形態の流体制御弁５は、第２経路によって弁部５７を弁座５１１に吸着する構成を下流側に備える。これにより弁部５７に作用する流体圧力に対して弁部５７を締め切ることができるので、閉弁時の吸着保持力を強化できる。
【０１１１】
第７実施形態の第１経路と第２経路は、プランジャ１５５とヨーク４５６との間において、上流側である一端側の端部と下流側である他端側の端部との両方に設けられている。第７実施形態によれば、上流側と下流側の両方において、図６に図示する第１経路と第２経路の両方の吸引力に係る有利な特性を併せ持った電磁弁を提供できる。
【０１１２】
第７実施形態の流体制御弁５における上流側の傾斜部に係る構成は、第１実施形態の流体制御弁５における、上流側の傾斜部に係る構成に置き換えることができる。
【０１１３】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【０１１４】
明細書に記載の目的を達成可能な流体制御弁５は、軸方向に対して直交する部分であるヨーク平行部分とプランジャ平行部分を備える構成に限定されない。目的を達成可能な流体制御弁５は、例えば軸方向に対して傾斜するように交差する部分であるヨーク平行部分とプランジャ平行部分を備える構成を含む。
【０１１５】
第４実施形態〜第７実施形態について上流側における第１経路は、第１実施形態や第３実施形態の第１経路と同様の構成であってもよい。第４実施形態の下流側におけるプランジャの形状は、第１実施形態の下流側におけるプランジャの形状と同様であってもよい。
【０１１６】
明細書に開示する目的を達成可能な流体制御弁５は、第１経路と第２経路を前述の各実施形態に記載する位置に限定するものではない。例えば、前述の各実施形態は、磁気経路に関するプランジャとヨークの形状が上流側と下流側とで逆になるように構成されてもよい。
【０１１７】
前述の実施形態において、弁部５７はプランジャ５５によって駆動される弁部支持部材５８に装着された部材であるが、流体制御弁はこの形態に限定するものではない。例えば、弁部５７はプランジャ５５に一体に設けられる部材でもよいし、プランジャ５５の一部をなす部分であってもよい。
【０１１８】
流体制御弁５は、通電のオン時間とオフ時間からなる１周期の時間に対するオン時間の比率であるデューティ比を制御装置８が制御するバルブとして構成できる。このような流体制御弁５に対する通電制御によれば、第２流路１１を流通する冷却水の流量を自在に調節することが可能である。
【０１１９】
明細書に開示する目的を達成可能な流体制御弁５は、エンジン２の冷却水が循環する冷却水回路１において冷却水の流量等を制御可能な電磁弁に限定するものではない。流体制御弁５は、例えば、モータ、インバータ、半導体装置等を冷却可能な作動流体の流量を制御する電磁弁に用いることができる。流体制御弁５は、例えば、冷房または暖房に用いられる作動流体の流量を制御する電磁弁、オートマティックオイル等の作動油の流れ制御する電磁弁に用いることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
５…流体制御弁、  ５１…流入側ハウジング（ハウジング）
５５，１５５，２５５，３５５…プランジャ
５６，１５６，２５６，４５６…ヨーク、  ５７…弁部、  ５８…弁部支持部材
５１１…弁座  ５１２…内部通路、  ５４０…コイル部
５５０…上流側環状部（平行部、プランジャ平行部分、可動側上流環状部）
５５１…筒状部、  ５５２…下流側環状部（平行部、プランジャ平行部分）
５５３…流体通路
５６０…上流側第１環状部（平行部、ヨーク平行部分、固定側上流環状部）
５６４…下流側平行部（平行部、ヨーク平行部分）
【図１】
2020148288.tif 000003
【図２】
2020148288.tif 000004
【図３】
2020148288.tif 000005
【図４】
2020148288.tif 000006
【図５】
2020148288.tif 000007
【図６】
2020148288.tif 000008
【図７】
2020148288.tif 000009
【図８】
2020148288.tif 000010
【図９】
2020148288.tif 000011
【図１０】
2020148288.tif 000012
【図１１】
2020148288.tif 000013
【図１２】
2020148288.tif 000014
【図１３】
2020148288.tif 000015
【図１４】
2020148288.tif 000016
【図１５】
2020148288.tif 000017
【図１６】
2020148288.tif 000018
【図１７】
2020148288.tif 000019
【図１８】
2020148288.tif 000020