(57)【要約】【課題】弁部の開閉時においてプランジャの動作の減衰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、中間ハウジング５２の内部において作動流体がそれぞれ収容されている第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを備える。これらのチャンバ部は、一方のチャンバ部の容積が増加するときに他方のチャンバ部の容積が減少し他方の容積が増加するときに一方の容積が減少する。流体制御弁５は、開弁過程において第２チャンバ部６０から作動流体が流出しかつ第１チャンバ部５９に作動流体が流入する。流体制御弁５は、閉弁過程において第１チャンバ部５９から作動流体が流出しかつ第２チャンバ部６０に作動流体が流入する。【選択図】図３
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【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、
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前記内部通路を開閉する弁部（５７）と、
前記弁部を軸方向に駆動するプランジャ（５５；１５５；２５５）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、
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）と、
前記ハウジングの内部において作動流体が収容されているチャンバ部であって、前記プランジャの軸方向変位に応じて、一方のチャンバ部の容積が増加するときに他方のチャンバ部の容積が減少し他方の容積が増加するときに一方の容積が減少するように設けられた第１チャンバ部（５９）および第２チャンバ部（６０）と、
を備え、
前記閉弁状態から前記開弁状態へ前記プランジャが変位する開弁過程において前記第２チャンバ部から作動流体が流出するとともに前記第１チャンバ部に作動流体が流入し、
前記開弁状態から前記閉弁状態へ前記プランジャが変位する閉弁過程において前記第１チャンバ部から作動流体が流出するとともに前記第２チャンバ部に作動流体が流入する流体制御弁。
【請求項２】
前記第１チャンバ部と前記第２チャンバ部は、前記プランジャの内側に設けられた流体通路（５５３）に対して同軸状に設置されている請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記第１チャンバ部と前記第２チャンバ部とを連通する連絡通路（５９１；５５２ｃ；１５５２ｃ；６１１）を備え、
前記開弁過程において前記第２チャンバ部から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記第１チャンバ部に流入し、
前記閉弁過程において前記第１チャンバ部から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記第２チャンバ部に作動流体が流入する請求項１または請求項２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記プランジャの内側に設けられた流体通路（５５３）と前記第２チャンバ部とを連通する連絡通路（６０１）を備え、
前記開弁過程において前記第２チャンバ部から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記流体通路に流入し、
前記閉弁過程において前記流体通路から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記第２チャンバ部に流入する請求項１または請求項２に記載の流体制御弁。
【請求項５】
流出ポート（５３０）の内部通路と前記第２チャンバ部とを連通する連絡通路（５３１）を備え、
前記開弁過程において前記第２チャンバ部から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記流出ポートの前記内部通路に流入し、
前記閉弁過程において前記流出ポートの前記内部通路から流出した作動流体は前記連絡通路を通じて前記第２チャンバ部に流入する請求項１または請求項２に記載の流体制御弁。
【請求項６】
前記連絡通路は、前記軸方向に所定の長さを有する通路であるとともに、前記軸方向に直交する方向の通路幅長さが前記軸方向に関して変化する通路である請求項３に記載の流体制御弁。
【請求項７】
前記連絡通路を複数備え、
複数の前記連絡通路は、前記プランジャの周方向に沿うように、間隔をあけて環状に並んでいる請求項３から請求項６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、閉弁時にソレノイドによる吸着力と付勢部材の付勢力とによって、弁体を弁座に当接させている。開弁時には、ソレノイド７５への通電をオフにし、冷媒によって弁体が受ける圧力が付勢部材の付勢力を上回るように電動ポンプを制御する。この開閉弁では、弁体が弁座や軸受部に対して激しく衝突しないように、電動ポンプの出力や付勢部材の付勢力を適切にコントロールする必要がある。また、付勢部材を備えていない場合には、急激な流量変化などによって弁体が軸受部に衝突して打音が発生する懸念がある。
【０００５】
この明細書における開示の目的は、弁部の開閉時においてプランジャの動作の減衰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、弁部を軸方向に駆動するプランジャ（５５；１５５；２５５）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、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）と、ハウジングの内部において作動流体が収容されているチャンバ部であって、プランジャの軸方向変位に応じて、一方のチャンバ部の容積が増加するときに他方のチャンバ部の容積が減少し他方の容積が増加するときに一方の容積が減少するように設けられた第１チャンバ部（５９）および第２チャンバ部（６０）と、を備え、
閉弁状態から開弁状態へプランジャが変位する開弁過程において第２チャンバ部から作動流体が流出するとともに第１チャンバ部に作動流体が流入し、開弁状態から閉弁状態へプランジャが変位する閉弁過程において第１チャンバ部から作動流体が流出するとともに第２チャンバ部に作動流体が流入する。
【０００８】
この流体制御弁によれば、開弁過程において第２チャンバ部に収容されている作動流体によってプランジャの運動エネルギを減衰することができる。さらに閉弁過程において第１チャンバ部に収容されている作動流体によってプランジャの運動エネルギを減衰することができる。さらに開弁過程において第１チャンバ部に作動流体が流入するため、次の閉弁過程においてプランジャの運動エネルギを減衰できる作動流体を第１チャンバ部に貯留できる。さらに閉弁過程において第２チャンバ部に作動流体が流入するため、次の開弁過程においてプランジャの運動エネルギを減衰できる作動流体を第２チャンバ部に貯留できる。以上より、弁部の開閉時においてプランジャの動作の減衰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実施形態におけるプランジャの斜視図である。
【図８】第２実施形態のプランジャを流入ポート側から見た平面図である。
【図９】第３実施形態におけるプランジャの斜視図である。
【図１０】第３実施形態のプランジャを流入ポート側から見た平面図である。
【図１１】第４実施形態の流体制御弁について開弁状態を示した断面図である。
【図１２】第４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１３】第５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１４】開弁状態における作動流体の出入りを示した部分拡大図である。
【図１５】第５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１６】閉弁状態における作動流体の出入りを示した部分拡大図である。
【図１７】第６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１８】第６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。
【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、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。軸方向はプランジャ５５や弁部５７の移動方向でもある。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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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に接触していることが好ましい。
【００２８】
流出側ハウジング５３には、流出ポート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。流出ポート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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
図２に示す開弁状態において、流体制御弁５は、軸方向に対向するプランジャ５５の下流側環状部５５２とボビン５４１との間に形成された第１チャンバ部５９を備えている。開弁状態において第１チャンバ部５９は作動流体によって満たされている。第１チャンバ部５９は、プランジャ５５の筒状部５５１よりも径外側において、軸方向に離間している下流側環状部５５２とボビン５４１とによって挟まれた空間である。第１チャンバ部５９は、中間ハウジング５２内において下流側環状部５５２と筒状部５５１とボビン５４１とで区画されたドーナツ状の空間をなす。
【００４３】
図３に示す閉弁状態において、流体制御弁５は、軸方向に対向する下流側環状部５５２とハウジングとの間に形成された第２チャンバ部６０を備えている。第２チャンバ部６０と第１チャンバ部５９は、下流側環状部５５２を軸方向の両側から挟むように形成されている。第１チャンバ部５９は、軸方向について第２チャンバ部６０よりも弁部５７側または上流側に位置している。
【００４４】
閉弁状態において第２チャンバ部６０は作動流体によって満たされている。第２チャンバ部６０は、中間ハウジング５２内において流出ポート５３０よりも径外側で軸方向に離間する下流側環状部５５２とハウジングとによって挟まれた空間である。第２チャンバ部６０は、中間ハウジング５２内において下流側環状部５５２とハウジングとで区画されたドーナツ状の空間をなす。
【００４５】
第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０は、開弁状態や閉弁状態において連絡通路５９１によって連通している。連絡通路５９１は、ヨーク５６の下流側筒状部５６３またはハウジングと下流側環状部５５２の外周縁との間に形成された隙間である。連絡通路５９１は、下流側環状部５５２の外周縁に沿うように外側全周にわたって設けられた環状の隙間である。連絡通路５９１は、第１チャンバ部５９や第２チャンバ部６０に対して通路断面積が小さく、流体力学上のオリフィスのような作用を持つ通路である。
【００４６】
プランジャ５５が図３の閉弁状態から図２の開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０を満たしている流体がダンパ機能を発揮する。この機能により、プランジャ５５の開弁方向への移動速度が抑えられて、プランジャ５５とハウジングとの衝突荷重を抑えることができる。閉弁状態から開弁状態へ移行すると、図２において破線矢印で示すように作動流体が移動する。第２チャンバ部６０を満たしていた流体は、第１チャンバ部５９の容積が増加して圧力が低下するにつれて連絡通路５９１を通じて第１チャンバ部５９へ流出する。
【００４７】
プランジャ５５が図２の開弁状態から図３の閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９を満たしている流体がダンパ機能を発揮する。この機能により、プランジャ５５の閉弁方向への移動速度が抑えられて、上流側環状部５５０と上流側第１環状部５６０との衝突荷重を抑えることができる。あるいは、この機能によって弁部５７と弁座５１１との衝突荷重を抑えることができる。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、図３において破線矢印で示すように作動流体が移動する。このとき第１チャンバ部５９を満たしていた流体は、第１チャンバ部５９の容積が減少して圧力が高まるにつれて連絡通路５９１を通じて第２チャンバ部６０へ流出する。以上のように、開弁状態と閉弁状態とが交互に繰り返されることにより、第１チャンバ部５９の流体と第２チャンバ部６０の流体とがプランジャ５５の動きを減衰する。さらに流体が連絡通路５９１を通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、上記のダンパ機能を継続的に実施することに寄与する。
【００４８】
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、ハウジングの内部において作動流体がそれぞれ収容されている第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを備える。これらのチャンバ部は、プランジャ５５の軸方向変位に応じて、一方のチャンバ部の容積が増加するときに他方のチャンバ部の容積が減少し他方の容積が増加するときに一方の容積が減少する。閉弁状態から開弁状態へプランジャ５５が変位する開弁過程においては、第２チャンバ部６０から作動流体が流出しかつ第１チャンバ部５９に作動流体が流入する。開弁状態から閉弁状態へプランジャ５５が変位する閉弁過程においては、第１チャンバ部５９から作動流体が流出しかつ第２チャンバ部６０に作動流体が流入する。
【００４９】
この構成によれば、開弁過程において第２チャンバ部６０に収容されている作動流体によってプランジャ５５の運動エネルギを減衰できる。さらに閉弁過程において第１チャンバ部５９に収容されている作動流体によってプランジャ５５の運動エネルギを減衰できる。開弁過程において第１チャンバ部５９に作動流体が流入するので、次の閉弁過程でプランジャ５５の運動エネルギを減衰できる作動流体を第１チャンバ部５９に準備できる。閉弁過程において第２チャンバ部６０に作動流体が流入するので、次の開弁過程でプランジャ５５の運動エネルギを減衰できる作動流体を第２チャンバ部６０に準備できる。以上より、この流体制御弁５は、弁部５７の開閉時においてプランジャ５５の動作の減衰を図ることができる。
【００５０】
第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０は、プランジャ５５の内側に設けられた流体通路５５３に対して同軸状に設置されている。同軸状とは、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０が流体通路５５３に対して、同軸またはほぼ同軸となるように設けられていることを意図している。この構成によれば、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０が占有する範囲を、流体通路５５３に対して径方向に大きくならないように設定できることに寄与する。これにより、明細書に開示の目的を達成可能な流体制御弁５について径方向寸法を抑えることができる。
【００５１】
流体制御弁５は、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを連通する連絡通路５９１を備える。開弁過程において第２チャンバ部６０から流出した作動流体は連絡通路５９１を通じて第１チャンバ部５９に流入する。閉弁過程において第１チャンバ部５９から流出した作動流体は連絡通路５９１を通じて第２チャンバ部６０に流入する。
【００５２】
この構成によれば、開弁過程において第２チャンバ部６０の作動流体を連絡通路５９１を通じて第１チャンバ部５９に移動させることができる。さらに閉弁過程において第１チャンバ部５９の作動流体を連絡通路５９１を通じて第２チャンバ部６０に移動させることができる。これにより、同一の連絡通路５９１を用いて、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを流体が継続的に行き来する流体制御弁５を提供できる。
【００５３】
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を軸方向に支持している。
【００５４】
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の吸着保持力を強化できる。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。
【００５５】
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を軸方向に支持している。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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小さくできる。
【００７０】
流体制御弁５は、開弁状態での通電開始時または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。
【００７１】
（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、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説明する。
【００７２】
プランジャ１５５は、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを連通する連絡通路５５２ｃを備えている。図７および図８に示すように、連絡通路５５２ｃは、軸方向に延びる通路であり、下流側環状部５５２において周方向に複数個並ぶように設けられている。連絡通路５５２ｃは、外周縁に近接した位置において下流側環状部５５２を貫通する通路である。連絡通路５５２ｃは、弁部５７側において第１チャンバ部５９に通じ、流出ポート５３０側において第２チャンバ部６０に通じている。
【００７３】
閉弁状態から開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０の流体は第１チャンバ部５９の容積が増加するにつれて連絡通路５５２ｃを通じて第１チャンバ部５９へ流出する。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９の流体は第１チャンバ部５９の容積が減少するにつれて連絡通路５５２ｃを通じて第２チャンバ部６０へ流出する。このように開弁状態と閉弁状態とが交互に繰り返されるので、第１チャンバ部５９の流体と第２チャンバ部６０の流体とがプランジャ１５５の動きを減衰する。連絡通路５５２ｃを通じた流体の流動は、流体制御弁５の開閉動作に伴って繰り返し行われる。流体が連絡通路５５２ｃを通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、第１実施形態と同様のダンパ機能を継続的に発揮できる。
【００７４】
複数の連絡通路５５２ｃは、プランジャ１５５の周方向に沿うように、間隔をあけて環状に並んでいる。この構成によれば、環状にバランス良く設けられた複数の連絡通路５５２ｃに作動流体を出入りさせることができる。複数の連絡通路５５２ｃを流れる流体の圧力はプランジャ１５５に対して偏らないように作用して、偏心しないようにプランジャ１５５を軸方向に移動させることができる。
【００７５】
（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２５５の形状が相違する。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説明する。
【００７６】
連絡通路１５５２ｃは、プランジャ２５５の下流側環状部５５２の外周縁において部分的に凹んだ部分と下流側筒状部５６３やハウジングとの間に形成された通路である。連絡通路１５５２ｃは、下流側環状部５５２の外周縁に沿って間隔をあけて複数個並ぶように設けられている。連絡通路１５５２ｃは、弁部５７側において第１チャンバ部５９に通じ、流出ポート５３０側において第２チャンバ部６０に通じている。
【００７７】
閉弁状態から開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０の流体は第１チャンバ部５９の容積が増加するにつれて連絡通路１５５２ｃを通じて第１チャンバ部５９へ流出する。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９の流体は第１チャンバ部５９の容積が減少するにつれて連絡通路１５５２ｃを通じて第２チャンバ部６０へ流出する。連絡通路１５５２ｃを通じた流体の流動は、流体制御弁５の開閉動作に伴って繰り返し行われる。このように流体が連絡通路１５５２ｃを通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、第１実施形態と同様の機能を継続的に発揮できる。
【００７８】
第３実施形態の流体制御弁５によれば、下流側環状部５５２の外周縁形状を形成することにより連絡通路１５５２ｃの大きさ、場所、個数を設定することができる。このため、オリフィス通路が発揮する性能を設定しやすい流体制御弁５を提供できる。
【００７９】
複数の連絡通路１５５２ｃは、プランジャ２５５の周方向に沿うように、間隔をあけて環状に並んでいる。この構成によれば、環状にバランス良く設けられた複数の連絡通路１５５２ｃに作動流体を出入りさせることができる。複数の連絡通路１５５２ｃを流れる流体の圧力はプランジャ２５５に対して偏らないように作用して、偏心しないようにプランジャ２５５を軸方向に移動させることができる。
【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１実施形態に対して、プランジャ外周通路５２１と連絡通路６０１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実施形態と異なる点について説明する。
【００８１】
第４実施形態の流体制御弁５は、プランジャ５５の筒状部５５１の外側において軸方向に延びるプランジャ外周通路５２１を備えている。プランジャ外周通路５２１は、筒状部５５１の外周面全体にわたって設けられた筒状の通路である。プランジャ外周通路５２１は、径方向に離間する筒状部５５１と摺動支持部材５４２との間に形成された筒状の通路である。プランジャ外周通路５２１は、プランジャ５５の外側であってコイル部５４０の内側において作動流体が流出入可能な空間部を構成する。プランジャ外周通路５２１は、図１１に示す開弁状態において弁部５７側または上流側で流体通路５８１または上流側開口部５５０ａに通じている。プランジャ外周通路５２１は、流出ポート５３０側または下流側において第１チャンバ部５９に通じている。この構成により、プランジャ外周通路５２１には、開弁状態と閉弁状態の両方において流体が満たされている。
【００８２】
この流体制御弁５は、作動流体中の異物がプランジャ５５と電磁ソレノイド部５４との間に入り込んだ場合に、プランジャ外周通路５２１に異物を収容可能である。この構成によれば、プランジャ５５の開弁動作および閉弁動作を継続的に実施することに寄与する。この流体制御弁５によれば、異物が介在によってプランジャ５５がロックすることを抑制できる。
【００８３】
この流体制御弁５は、連絡通路６０１を備えている。第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０は、開弁状態や閉弁状態において連絡通路６０１によって連通している。連絡通路６０１は、プランジャ５５の筒状部５５１の内周面と流出ポート５３０における上流側筒状部の外周面との間に形成された隙間である。連絡通路６０１は、流出ポート５３０の上流側筒状部の外周面に沿うように外側全周にわたって設けられた環状の隙間である。連絡通路６０１は、軸方向に延びる筒状の通路である。連絡通路６０１は、弁部５７側または上流側において流体通路５５３に通じ、プランジャ５５の下流側環状部５５２側において第２チャンバ部６０に通じている。
【００８４】
連絡通路６０１は、第１チャンバ部５９や第２チャンバ部６０に対して通路断面積が小さく、流体力学上のオリフィスのような作用を持つ通路である。また、この流体制御弁５は、第１実施形態と同様の連絡通路５９１を備える構成でもよい。この流体制御弁５は、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０を径外側で連通させ、流体通路５５３と第２チャンバ部６０を径内側で連通させるオリフィス通路を備える。
【００８５】
プランジャ５５が図１２に示す閉弁状態から図１１に示す開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０を満たしている流体が第１実施形態と同様のダンパ機能を発揮する。閉弁状態から開弁状態へ移行すると、図１１において破線矢印で示すように作動流体が移動する。このとき第２チャンバ部６０を満たしていた流体は、第２チャンバ部６０の容積が減少して圧力が高まるにつれて連絡通路６０１を通じて流体通路５５３へ流出する。このとき第１チャンバ部５９には、プランジャ外周通路５２１から流体が流入し、または第２チャンバ部６０の流体が連絡通路５９１を介して流入する。
【００８６】
プランジャ５５が図１１の開弁状態から図１２の閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９を満たしている流体が第１実施形態と同様のダンパ機能を発揮する。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、図１２において破線矢印で示すように作動流体が移動する。第２チャンバ部６０の容積が増加するにつれて、第２チャンバ部６０には、流体通路５５３の流体が連絡通路６０１を介して流入する。また第２チャンバ部６０には、第２チャンバ部６０の容積が増加して圧力が低下するにつれて第１チャンバ部５９の流体が連絡通路５９１を通じて流入する。
【００８７】
このように開弁状態と閉弁状態とが交互に繰り返されることにより、第１チャンバ部５９の流体と第２チャンバ部６０の流体とがプランジャ５５の動きを減衰する。さらに流体が連絡通路６０１などを通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、上記のダンパ機能を継続的に実施することに寄与する。
【００８８】
第４実施形態の流体制御弁５は、プランジャ５５の内側に設けられた流体通路５５３と第２チャンバ部６０とを連通する連絡通路６０１を備える。開弁過程において第２チャンバ部６０から流出した作動流体は連絡通路６０１を通じて流体通路５５３に流入する。閉弁過程において流体通路５５３から流出した作動流体は連絡通路６０１を通じて第２チャンバ部６０に流入する。
【００８９】
この構成によれば、開弁過程において作動流体を、第２チャンバ部６０から連絡通路６０１を通じて流体通路５５３に移動させることができる。さらに閉弁過程において作動流体を、流体通路５５３から連絡通路６０１を通じて第２チャンバ部６０へ移動させることができる。これにより、同一の連絡通路６０１を用いて、作動流体が流通している流体通路５５３と第２チャンバ部６０とを流体が継続的に行き来する流体制御弁５を提供できる。
【００９０】
（第５実施形態）
第５実施形態について、図１３〜図１６を参照して説明する。第５実施形態の流体制御弁５は、第１実施形態に対して、連絡通路６１１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り、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００９１】
第５実施形態の流体制御弁５は、連絡通路６１１が形成された通路形成部材６１を備えている。通路形成部材６１は、軸方向の両端部が開口した筒状体である。通路形成部材６１は、プランジャ５５の下流側環状部５５２が挿通可能な内径寸法を有し、中間ハウジング５２の内壁面に嵌まる外径寸法を有する筒状体である。通路形成部材６１は、軸方向について、一方の開口端部がボビン５４１よりも流出ポート５３０側に位置し、他方の開口端部がハウジングに接触するように設置されている。通路形成部材６１は、開弁状態と閉弁状態とにわたって移動する下流側環状部５５２の外周を内周面が囲むことができる軸方向長さを有している。
【００９２】
通路形成部材６１には、周方向に並ぶ複数の連絡通路６１１が設けられている。連絡通路６１１は、通路形成部材６１を部分的に径方向に貫通する穴部によって形成されている。図１６に示すように、連絡通路６１１は、周方向長さが軸方向の一方部分および他方部分よりも中間部分の方が大きい穴部によって形成されている。この穴部は、矩形状をなす軸方向の一方部分および他方部分と、円形状または楕円状をなす中間部分とが一つの開口部として繋がって形成されている。連絡通路６１１は、軸方向の一方端から他方端にかけて、周方向長さが狭い狭幅通路部、幅広の拡大通路部６１１ａ、再び狭幅通路部の順に変化するような形状である。このように連絡通路６１１は、軸方向に直交する方向の通路幅長さが軸方向に関して変化する通路である。通路形成部材６１は中間ハウジング５２の内壁面に嵌まる構成であるため、連絡通路６１１の通路深さは通路形成部材６１の厚さ寸法と同程度になる。
【００９３】
第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０は、開弁状態や閉弁状態において連絡通路６１１によって連通している。連絡通路６１１は、第１チャンバ部５９や第２チャンバ部６０に対して通路断面積が小さい通路である。連絡通路６１１は、通路形成部材６１が内接する中間ハウジング５２の内壁面と下流側環状部５５２の外周縁との間に形成された軸方向に延びる通路である。連絡通路６１１は、弁部５７側または軸方向一方側において第１チャンバ部５９に通じている。連絡通路６１１は、流出側ハウジング５３側または軸方向他方側において第２チャンバ部６０に通じている。
【００９４】
連絡通路６１１は、第１実施形態の連絡通路５９１と同様に、流体力学上のオリフィスのような作用を持つ通路である。したがって、通路形成部材６１は、前述のようにハウジング内に設置されることにより、オリフィスのような作用を発揮する。
【００９５】
プランジャ５５が図１５や図１６に示す閉弁状態から図１３や図１４に示す開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０を満たす流体が前述したダンパ機能を発揮する。閉弁状態から開弁状態へ移行すると、図１３や図１４において破線矢印で示すように作動流体が移動する。このとき第２チャンバ部６０を満たしていた流体は、第１チャンバ部５９の容積が増加して圧力が低下するにつれて連絡通路６１１を通じて第１チャンバ部５９へ流出する。
【００９６】
さらに詳細には、第２チャンバ部６０の流体は、軸方向他方側の狭幅通路部に流入して軸方向に流下し、拡大通路部６１１ａを通過して軸方向一方側の狭幅通路部に至る。下流側環状部５５２が拡大通路部６１１ａと重なる軸方向位置にあるときは、流体は軸方向一方側の狭幅通路部まで流下してから第１チャンバ部５９に流出する。下流側環状部５５２が拡大通路部６１１ａと重ならない軸方向位置にあるときは、流体は拡大通路部６１１ａまで流下してから第１チャンバ部５９に流出する。
【００９７】
プランジャ５５が開弁状態から閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９を満たしている流体が第１実施形態と同様のダンパ機能を発揮する。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、図１５や図１６において破線矢印で示すように作動流体が移動する。このとき第１チャンバ部５９を満たしていた流体は、第１チャンバ部５９の容積が減少して圧力が高まるにつれて連絡通路６１１を通じて第２チャンバ部６０へ流出する。
【００９８】
さらに詳細には、第１チャンバ部５９の流体は、軸方向一方側の狭幅通路部に流入して軸方向に流下し、拡大通路部６１１ａを通過して軸方向他方側の狭幅通路部に至る。下流側環状部５５２が拡大通路部６１１ａと重なる軸方向位置にあるときは、流体は軸方向他方側の狭幅通路部まで流下してから第２チャンバ部６０に流出する。下流側環状部５５２が拡大通路部６１１ａと重ならない軸方向位置にあるときは、流体は拡大通路部６１１ａまで流下してから第２チャンバ部６０に流出する。
【００９９】
開弁状態と閉弁状態とが交互に繰り返されると、第１チャンバ部５９の流体と第２チャンバ部６０の流体とのそれぞれがプランジャ５５の動きを減衰する。さらに流体が連絡通路６１１を通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、上記のダンパ機能を継続的に実施することに寄与する。
【０１００】
連絡通路６１１は、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０とを軸方向に分けるプランジャ５５の軸方向位置に応じて、通路幅が増減するように形成された通路である。この構成により、プランジャ５５の軸方向位置に応じて、一方のチャンバ部から他方のチャンバ部へ移動する流体の量を調整することができる。これにより、プランジャ５５の軸方向位置に応じて、チャンバ部による減衰力を制御できる流体制御弁５を提供できる。
【０１０１】
連絡通路６１１は、軸方向に所定の長さを有する通路であるとともに、軸方向に直交する方向の通路幅長さが軸方向に関して変化する通路である。この構成によれば、連絡通路６１１において第１チャンバ部５９に通じる通路幅長さと連絡通路６１１において第２チャンバ部６０に通じる通路幅長さが、プランジャ５５の軸方向位置によって変化することになる。この作用によれば、開弁過程や閉弁過程においてプランジャ５５の軸方向位置に応じて第１チャンバ部５９や第２チャンバ部６０に出入りする流体流量を制御することができる。したがって、流体による減衰力を好適に制御可能な技術を有する流体制御弁５を提供できる。
【０１０２】
複数の連絡通路６１１は、プランジャ５５の周方向に沿うように、間隔をあけて環状に並んでいる。この構成によれば、環状にバランス良く設けられた複数の連絡通路６１１に作動流体を出入りさせることができる。複数の連絡通路６１１を流れる流体の圧力はプランジャ５５に対して偏らないように作用して、偏心しないようにプランジャ５５を軸方向に移動させることができる。
【０１０３】
（第６実施形態）
第６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６実施形態の流体制御弁５は、第１実施形態に対して、プランジャ外周通路５２１と連絡通路５３１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り、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【０１０４】
第６実施形態の流体制御弁５は、第４実施形態と同様の構成と作用効果を有するプランジャ外周通路５２１を備えている。この流体制御弁５は、連絡通路５３１を備えている。流出ポート５３０内の通路と第２チャンバ部６０は、開弁状態や閉弁状態において連絡通路５３１によって連通している。連絡通路５３１は、流出ポート５３０における上流側筒状部を径方向に貫通する通路である。流出ポート５３０の上流側筒状部には、周方向に並ぶ複数の連絡通路５３１が設けられている。連絡通路５３１は、径内側において流出ポート５３０内の通路に通じ、径外側において第２チャンバ部６０に通じている。
【０１０５】
連絡通路５３１は、流出ポート５３０内の通路や第２チャンバ部６０に対して通路断面積が小さく、流体力学上のオリフィスのような作用を持つ通路である。この流体制御弁５は、第１実施形態と同様の連絡通路５９１を備える構成でもよい。この流体制御弁５は、第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０を径外側で連通させ流出ポート５３０内と第２チャンバ部６０を径内側で連通させるオリフィス通路を備える。
【０１０６】
プランジャ５５が図１８に示す閉弁状態から図１７に示す開弁状態へ移行すると、第２チャンバ部６０を満たしている流体が第１実施形態と同様のダンパ機能を発揮する。閉弁状態から開弁状態へ移行すると、図１７において破線矢印で示すように作動流体が移動する。このとき第２チャンバ部６０を満たしていた流体は、第２チャンバ部６０の容積が減少して圧力が高まるにつれて連絡通路５３１を通じて流出ポート５３０内へ流出する。さらに第１チャンバ部５９には、プランジャ外周通路５２１から流体が流入し、または第２チャンバ部６０の流体が連絡通路５９１を介して流入する。
【０１０７】
プランジャ５５が図１７の開弁状態から図１８の閉弁状態へ移行すると、第１チャンバ部５９を満たしている流体が第１実施形態と同様のダンパ機能を発揮する。開弁状態から閉弁状態へ移行すると、図１８において破線矢印で示すように作動流体が移動する。第２チャンバ部６０の容積が増加するにつれて、第２チャンバ部６０には、流出ポート５３０内の流体が連絡通路５３１を介して流入する。第２チャンバ部６０には、第２チャンバ部６０の容積が増加して圧力が低下するにつれて第１チャンバ部５９の流体が連絡通路５９１を通じて流入する。
【０１０８】
このように開弁状態と閉弁状態とが交互に繰り返されると、第１チャンバ部５９の流体と第２チャンバ部６０の流体とがプランジャ５５の動きを減衰する。さらに流体が連絡通路５３１などを通じて第１チャンバ部５９と第２チャンバ部６０との間を行き来する作用によれば、上記のダンパ機能を継続的に実施することに寄与する。流体制御弁５は、連絡通路５３１によって、プランジャ５５などの摺動部に影響がない箇所においてオリフィス通路を設ける構成を提供できる。
【０１０９】
第６実施形態の流体制御弁５は、流出ポート５３０の内部通路と第２チャンバ部６０とを連通する連絡通路５３１を備える。開弁過程において第２チャンバ部６０から流出した作動流体は連絡通路５３１を通じて流出ポート５３０の内部通路に流入する。閉弁過程において流出ポート５３０の内部通路から流出した作動流体は連絡通路５３１を通じて第２チャンバ部６０に流入する。
【０１１０】
この構成によれば、開弁過程において作動流体を、第２チャンバ部６０から連絡通路５３１を通じて流出ポート５３０の内部通路に移動させることができる。さらに閉弁過程において作動流体を、流出ポート５３０の内部通路から連絡通路５３１を通じて第２チャンバ部６０へ移動させることができる。これにより、同一の連絡通路５３１を用いて、作動流体が流通している流出ポート５３０の内部通路と第２チャンバ部６０とを流体が継続的に行き来する流体制御弁５を提供できる。
【０１１１】
複数の連絡通路５３１は、プランジャ５５の周方向に沿うように、間隔をあけて環状に並んでいる。この構成によれば、環状にバランス良く設けられた複数の連絡通路５３１に作動流体を出入りさせることができる。複数の連絡通路５３１を流れる流体の圧力はプランジャ５５に対して偏らないように作用して、偏心しないようにプランジャ５５を軸方向に移動させることができる。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
明細書に開示の目的を達成可能な流体制御弁５は、前述の実施形態に記載した第１チャンバ部と第２チャンバ部とを備えるものに限定されない。第１チャンバ部と第２チャンバ部は流体制御弁５において流出ポート側に設けられる構成に限定さない。第１チャンバ部と第２チャンバ部は、流体制御弁５において流入ポート側、上流側、軸方向中央部に設けられる構成でもよい。
【０１１４】
明細書に開示の目的を達成可能な流体制御弁５において、第１チャンバ部と第２チャンバ部とを軸方向に分ける部材は、プランジャに限定されない。第１チャンバ部と第２チャンバ部とを軸方向に分ける部材は、プランジャの軸方向変位に伴って変位し、かつプランジャとは別部品をなす部材でもよい。また、第１チャンバ部と第２チャンバ部とを軸方向に分けるプランジャの部分は、下流側環状部５５２に限定するものではない。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
明細書に開示の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】
【０１１８】
５…流体制御弁、  ５１…流入側ハウジング（ハウジング）
５５，１５５，２５５…プランジャ、  ５６…ヨーク、  ５７…弁部
５９…第１チャンバ部、  ６０…第２チャンバ部
５１２…内部通路、  ５３０…流出ポート、  ５４０…コイル部
５３１，５５２ｃ，５９１，６０１，６１１，１５５２ｃ…連絡通路
５５３…流体通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020148287.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020148287.tif 000017
【図１６】
2020148287.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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