(57)【要約】【課題】高圧および高流量に対応することが可能であり、耐久性を上げることができるとともに、高い加工精度を必要としないバルブユニットを提供する。【解決手段】バルブユニットは、パイロット室、前記パイロット室と高圧ポートとを連結する第１連通路、および、パイロット室と低圧ポートとを連結する第２連通路を有するケースと、パイロット室と高圧ポートとの間の圧力差に基づいて、高圧ポートと低圧ポートとを開閉するバルブと、パイロット室の圧力を受けるように配置され、バルブと連結される第１ヨークと、第１連通路を遮断し、かつ、第２連通路を連通する第１位置と、第１連通路を連通し、かつ、第２連通路を遮断する第２位置との間を移動可能に配置され、圧力差が減少して、第１ヨークを介してバルブが開くように、電磁力により第１位置から第２位置に移動する第２ヨークと、を備える。【選択図】図１
2020204341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット室、前記パイロット室と高圧ポートとを連結する第１連通路、および、前記パイロット室と低圧ポートとを連結する第２連通路を有するケースと、
前記パイロット室と前記高圧ポートとの間の圧力差に基づいて、前記高圧ポートと前記低圧ポートとを開閉するバルブと、
前記パイロット室の圧力を受けるように配置され、前記バルブと連結される第１ヨークと、
前記第１連通路を遮断し、かつ、前記第２連通路を連通する第１位置と、前記第１連通路を連通し、かつ、前記第２連通路を遮断する第２位置との間を移動可能に配置され、前記圧力差が減少して、前記第１ヨークを介して前記バルブが開くように、電磁力により前記第１位置から前記第２位置に移動する第２ヨークと、
を備える、バルブユニット。
【請求項２】
前記第１ヨークの外周径は、前記バルブのシール径と同じ、または、前記シール径より大きい、
請求項１に記載のバルブユニット。
【請求項３】
前記第２ヨークを前記第２位置から前記第１位置に移動する方向に付勢する付勢部材を、さらに備え、
前記バルブは、さらに、前記付勢部材の付勢力に基づいて、前記高圧ポートと前記低圧ポートとを開閉する、
請求項１または２に記載のバルブユニット。
【請求項４】
前記付勢部材は、前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間に介在する圧縮バネである、
請求項３に記載のバルブユニット。
【請求項５】
前記第２ヨークは、前記第１連通路を遮断する第１バルブシートと、前記第２連通路を遮断する第２バルブシートとを有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バルブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動流体の圧力の影響を受けずに作動できる高圧および高流量に対応可能なバルブの一例として、スプールバルブが知られている。例えば、特許文献１には、スリーブと、スリーブの穴に往復移動可能に収容されたスプールとを備えたスプールバルブが開示されている。
【０００３】
高圧および高流量に対応可能なバルブの他の例として、排気再循環（以下、ＥＧＲ）バルブ、および、ポペットバルブが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、スプールバルブと同様に２枚のバルブを剛体で連結し、その間に高圧を導入することで圧力による力がバルブの作動方向に作用しないようにしたＥＧＲバルブが開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献３には、ポペットバルブ部とスライドシール部とを組み合わせたポペットバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３０４９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−５８４５４号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のスプールバルブは、スリーブとスプールとの間のクリアランスから流体の漏れが発生するおそれがある。流体の漏れが発生するのを防止するため、クリアランスを極小にする場合、高い加工精度を必要とするという問題がある。同時にクリアランスにコンタミ（contamination）が挟まると作動不良となるため、作動流体にも高い清浄度が求められるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載のＥＧＲバルブは、２枚のバルブが完全に同じストロークでバルブシートに当たらない場合、バルブの押し付け圧力に差が発生することにより、片側のバルブがバルブシートに当たらずに、シール性が不十分となるおそれがある。そこで、十分なシール性を必要とする場合、高い加工精度を必要とするという問題がある。
【０００９】
また、特許文献３に記載のポペットバルブは、スライドシール部を非接触形シールにより構成した場合、スプールバルブと同様の問題が発生する。また、スライドシール部をゴムシールとした場合、潤滑や耐久性の問題が発生する。なお、高圧に対応可能なようにセルフシール力を働かせた場合、シールの押し付け力が上がることにより、ポペット弁の移動が困難になるという問題がある。
【００１０】
本開示の目的は、高圧および高流量に対応することが可能であり、耐久性を上げることができるとともに、高い加工精度を必要としないバルブユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本開示におけるバルブユニットは、
パイロット室、前記パイロット室と高圧ポートとを連結する第１連通路、および、前記パイロット室と低圧ポートとを連結する第２連通路を有するケースと、
前記パイロット室と前記高圧ポートとの間の圧力差に基づいて、前記高圧ポートと前記低圧ポートとを開閉するバルブと、
前記パイロット室の圧力を受けるように配置され、前記バルブと連結される第１ヨークと、
前記第１連通路を遮断し、かつ、前記第２連通路を連通する第１位置と、前記第１連通路を連通し、かつ、前記第２連通路を遮断する第２位置との間を移動可能に配置され、前記圧力差が減少して、前記第１ヨークを介して前記バルブが開くように、電磁力により前記第１位置から前記第２位置に移動する第２ヨークと、
を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本開示におけるバルブユニットによれば、高圧および高流量に対応することが可能であり、耐久性を上げることができるとともに、高い加工精度を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係るバルブユニットの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、バルブユニットの動作を説明するための図である。
【図３】図３は、バルブユニットの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示は本実施の形態により限定されるものではない。
【００１５】
以下の説明においては、本実施の形態に係るバルブユニットとして２方向弁を一例に挙げて説明を行うが、バルブユニットは、２方向弁に限定されない。
【００１６】
図１に示すように、バルブユニット１は、高圧バルブ２０を含んで構成される。本実施の形態では、高圧バルブ２０は、ポペット弁である。
【００１７】
図１を参照して、実施の形態に係るバルブユニット１について詳細に説明する。図１は、実施の形態に係るバルブユニット１を示す模式的な断面図である。図１には中心軸ＣＬが描かれている。以下の説明では、中心軸ＣＬに沿う方向を「軸方向」、中心軸ＣＬと直交する方向を「径方向」という。また、便宜上、図１における左方向を「左方向」といい、図１における右方向を「右方向」という。なお、図１に示す断面では、中心軸ＣＬを境にして上側の断面と下側の断面とが所定の角度をなしている。また、図１では、説明に関係のない一部の構成が省略されている。
【００１８】
バルブユニット１は、ケース１０、高圧バルブ２０、第１ヨーク３０、第２ヨーク４０、第１バルブシート５０、第２バルブシート６０、および、コイル７０を備える。
【００１９】
（ケース１０）
ケース１０は、鉄等の磁性材料からなる。ケース１０の中心部には、右端から左方向に延びる穴１０ａが設けられている。換言すると、ケース１０は、円板部１０ｂと、円板部１０ｂから右方向に延びる円筒部１０ｃとを備える概略有底円筒形状をなす。ケース１０は、３つに分割された部品が互いに組み合わされたものである。
【００２０】
穴１０ａの奥端側（左端側）には、第１空間１１が形成されている。第１空間１１は、右方向を向く面１１ａと、面１１ａよりも右側に位置し、右方向を向く円環状の面１１ｂと、面１１ｂよりも右側に位置し、左方向を向く円環状の面１１ｃと、面１１ｂよりも右側で、面１１ｃよりも左側に位置し、左方向を向く円環状の面１１ｄと、面１１ａと面１１ｂとを繋ぐ内周面１１ｅと、面１１ｂと面１１ｃとを繋ぐ内周面１１ｆと、面１１ｃと面１１ｄとを繋ぐ外周面１１ｇとにより画定される。
【００２１】
第１空間１１を画定する内周面１１ｅには、円筒状のスリーブ３８の左端側が内嵌している。スリーブ３８の右端側は、第１空間１１を画定する外周面１１ｇに外嵌している。
【００２２】
第１空間１１における最外周部（面１１ｂ、面１１ｃ、内周面１１ｆおよびスリーブ３８により包囲される空間）には、円環状のコイル７０が配置される。コイル７０は、非磁性材料からなる円環状のボビンの外周に、巻線が巻回されたものである。
【００２３】
穴１０ａの開口端側（右端側）には、第２空間１２が形成されている。第２空間１２は、右方向に向かって拡径するテーパ面１２ａと、テーパ面１２ａよりも右側に位置し、左方向を向く円環状の面１２ｂと、面１２ｂよりも右側に位置し、左方向を向く円環状の面１２ｃと、テーパ面１２ａと面１２ｂとを繋ぐ内周面１２ｄと、面１２ｂと面１２ｃとを繋ぐ内周面１２ｅと、面１２ｃと穴１０ａの開口端（右端）とを繋ぐ内周壁１２ｆとにより画定される。内周壁１２ｆは、右方向に向かって段階的に拡径している。第２空間１２は、高圧ポートとして機能する。高圧ポートは、例えば、エアやオイルなどの流体を高圧の状態で貯留する高圧源に接続される。
【００２４】
穴１０ａの軸方向中央部には区画部１３が設けられている。区画部１３は、第１空間１１と第２空間１２とを区画する。区画部１３は、軸方向に貫通する貫通穴１４を有している。貫通穴１４にはロッド３３が通されている。貫通穴１４の軸方向右側は、大径の貫通穴１４ａである。貫通穴１４の軸方向左側は、貫通穴１４ａより小径の貫通穴１４ｂである。
【００２５】
また、区画部１３は、貫通穴１４ａから径方向外側に延在する流路１５が設けられている。流路１５は、径方向外側に向かって段階的に拡径している。流路１５は、低圧ポートとして機能する。低圧ポートは、例えば、流体を用いて作動又は駆動するアクチュエータに接続される。
【００２６】
また、区画部１３は、第１空間１１に設けられるパイロット室８０と低圧ポート（流路１５）とを連結するための連通路１６を有している。連通路１６は、軸方向に延在している。
【００２７】
ケース１０には、パイロット室８０と高圧ポート（第２空間１２）とを連結する連通路１７が設けられている。連通路１７は、流路１７ａ、流路１７ｂ、流路１７ｃ、流路１７ｄを有する。流路１７ａは、区画部１３に設けられる。流路１７ａの右端は、第２空間１２に開口している。流路１７ａの左端は、流路１７ｂの右端にパイプ１７ｅを介して連結されている。流路１７ｂは軸方向に沿って延在している。流路１７ｂの左端は、円板部１０ｂの外周部まで延在している。流路１７ｃは、円板部１０ｂの外周部から径方向内側に延在している。流路１７ｂの左端は、流路１７ｃの径方向外側端に連結されている。また、流路１７ｃは、円板部１０ｂの外周部から径方向外側に延在し、円板部１０ｂの外周面に開口している。開口は、球体１７ｆにより封止されている。
【００２８】
穴１０ａの奥端側（左端側）には、流路ブロック１９が配置されている。流路ブロック１９は、軸方向を高さ方向とする概略円柱形状をなしていて、その中心を貫通する流路１７ｄを有している。流路１７ｄの右端側の径は、左端側の径よりも小さい。流路１７ｄの左端側は、上記する流路１７ｃに連通している。これにより、高圧の流体が高圧ポート（第２空間１２）から流路１７ａ，１７ｂ，１７ｃを通って、流路１７ｄに導入される。また、流路ブロック１９は、大径の円柱部１９ａ、中径の円柱部１９ｂ、および、小径の切頭円錐部１９ｃを有している。大径の円柱部１９ａは、面１１ａに当接するとともに、内周面１１ｅに内嵌している。中径の円柱部１９ｂは、大径の円柱部１９ａよりも右側に位置していて、スリーブ３８の左端部に内嵌している。小径の切頭円錐部１９ｃは、中径の円柱部１９ｂよりも右側に位置していて、切頭円錐部１９ｃの頂面には、流路１７ｄが開口している。
【００２９】
（高圧バルブ２０）
高圧バルブ２０は、弁体２１と、弁座として機能する区画部１３と、弁体２１を左方向に付勢するバネ２５と、を含む。
【００３０】
弁体２１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体２１は、非磁性材料でもよい。弁体２１は、円板部２２と、円筒部２３と、を有する。弁体２１は、軸方向へ移動可能である。弁体２１の中心には、軸方向に貫通する穴２１ａが設けられている。穴２１ａは、ねじ穴である。
【００３１】
円板部２２は、円筒部２３よりも左側に位置している。円板部２２の外周面は、左方向に向かって径方向内側部から径方向中央部へ拡径するテーパ面２２ａと、左方向に向かって径方向外側部から径方向中央部へ縮径するテーパ面２２ｂと、径方向中央部に設けられた頂面２２ｃと、を有している。
【００３２】
円筒部２３は、円板部２２より小径の円環状の面２３ａを有している。円環状の面２３ａは、ケース１０の面１２ｃよりも左側に位置している。
【００３３】
上述のとおり、高圧バルブ２０の弁座は、区画部１３によって構成される。高圧バルブ２０の弁体２１が着座するバルブシート部は、テーパ面１２ａによって構成される。弁体２１の円板部２２の左方向を向くテーパ面２２ｂとテーパ面１２ａとが接触することで、高圧バルブ２０が閉じられる。なお、本実施の形態では、弁体２１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体２１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。
【００３４】
図１に示すように、高圧バルブ２０が閉じられる場合においても、連通路１７は閉じられていない。つまり、連通路１７は、パイロット室８０）と高圧ポート（第２空間１２）とを連結している。図１に、連通路１７の流路１７ａの右端（開口周面）とテーパ面２２ｂとが接触しない状態を示す。
【００３５】
バネ２５は、圧縮バネである。バネ２５は、例えば、円錐コイルばねである。図１に示す状態で、バネ２５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ２５の左端および右端は、高圧バルブ２０の円環状の面２３ａおよびケース１０の面１２ｃに当接しており、バネ２５は、弁体２１を左方向に向かって付勢している。バネ２５の右端側のコイル外径は、左端側のコイル外径よりも大きい。
【００３６】
高圧バルブ２０は、弁体２１が弁座としての区画部１３から離間し、高圧ポート（第２空間１２）と低圧ポート（流路１５）との間の流体の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体２１が弁座としての区画部１３に着座し、第２空間１２と流路１５との間の流体の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。
【００３７】
（第１ヨーク３０）
第１ヨーク３０は、鉄等の磁性材料からなる。第１ヨーク３０は、第１空間１１において第２ヨーク４０よりも右側に配置される。第１ヨーク３０は、概略円錐台形状をなしていて、中心軸を軸方向にして配置される。第１ヨーク３０の中心には、軸方向に沿って右端面から左方向へ延在する穴３１ａが設けられている。穴３１ａには、ロッド３３の左端部が嵌合し、ピン３４により抜け止めされる。ロッド３３は、右方向へ延在している。ロッド３３の右端部に設けられたねじ部には、弁体２１の穴２１ａ（ねじ穴）が螺合している。これにより、第１ヨーク３０は、ロッド３３を介して弁体２１に連結される。また、ロッド３３の右端部に嵌め込まれたリング部材３５には、弁体２１の頂面２２ｃが当接している。
【００３８】
第１ヨーク３０は、大径部３１ｂと、テーパ部３１ｃと、円環状の面３１ｄと、中径部３１ｅと、小径の切頭円錐部３１ｆとを有している。大径部３１ｂは、第１ヨーク３０の右端部を構成し、軸方向へ移動可能にスリーブ３８に内嵌している。大径部３１ｂとスリーブ３８との間は、非接触形シールにより封止されている。これにより、第１ヨーク３０は、パイロット室８０の圧力を受ける。大径部３１ｂの外周径は、第１ヨーク３０の最外周径であって、高圧バルブ２０のシール径に相当する。
【００３９】
テーパ部３１ｃは、第１ヨーク３０の軸方向中央部を構成し、大径部３１ｂの左端側から左方向に向かって縮径している。円環状の面３１ｄは、テーパ部３１ｃと中径部３１ｅとを繋なぐ面であって、左方向に面している。中径部３１ｅは、第１ヨーク３０の左端部を構成し、円環状の面３１ｄから左方向に突出している。切頭円錐部３１ｆは、第１ヨーク３０の最左端に位置し、中径部３１ｅの左端面から左方向に突出している。切頭円錐部３１ｆの中心には、軸方向に沿って切頭円錐部３１ｆの頂面３１ｇから右方向へ延在する穴３１ｈが設けられている。穴３１ｈは、穴３１ａに連通している。穴３１ｈの径は、穴３１ａの径より小さい。
【００４０】
なお、図１に点線により、低圧ポート（流路１５）から連通路１６、区画部１３と第１ヨーク３０との間の隙間、ロッド３３と穴３１ａとの間の隙間、および、穴３１ｈを介して、第１ヨーク３０と第２ヨーク４０との間の隙間に達する低圧ポート側の連通路１８を示す。
【００４１】
（第２ヨーク４０）
第２ヨーク４０は、鉄等の磁性材料からなる。第２ヨーク４０は、円板部４１ａと、円板部４１ａから右方向に延びる円筒部４１ｂとを備える概略有底円筒形状をなしている。第２ヨーク４０は、第１空間１１において、円筒軸を軸方向にして、流路ブロック１９と第１ヨーク３０との間に配置されている。第２ヨーク４０は、軸方向へ移動可能にスリーブ３８に内嵌している。
【００４２】
円板部４１ａは、円板部４１ａの左側面から右側面（円筒部４１ｂの内部）に貫通する穴４１ｃを有している。第２ヨーク４０と流路ブロック１９との間の隙間は、円筒部４１ｂの内部に連通している。パイロット室８０は、第２ヨーク４０と流路ブロック１９との間の隙間、および、円筒部４１ｂの内部空間を含む。
【００４３】
円筒部４１ｂの内周壁は、右側端（開口端）から左方向に向かって縮径するテーパ部４１ｄを有している。テーパ部４１ｄは、第１ヨーク３０のテーパ部３１ｃと同じ形状を有している。円筒部４１ｂの内部には、第１ヨーク３０のテーパ部３１ｃと中径部３１ｅと切頭円錐部３１ｆとが嵌入している。
【００４４】
図１に示すように、第１ヨーク３０と第２ヨーク４０との間にバネ４５（本開示の「付勢部材」に対応）が介在している。バネ４５は、圧縮バネである。バネ４５は、例えばコイルばねである。図１に示す状態で、バネ４５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ４５の右端は、第１ヨーク３０の円環状の面３１ｄに当接しており、第１ヨーク３０を右方向に向かって付勢している。また、バネ４５の左端は、第２ヨーク４０の円板部４１ａの右側面に当接しており、第２ヨーク４０を左方向に向かって付勢している。
【００４５】
第１バルブシート５０は、流路１７ｄを通して高圧ポート（第２空間１２）の圧力を受ける。バネ４５の付勢力は、高圧ポートの圧力に抗して第１バルブシート５０を閉弁するように設定される。また、バネ４５の付勢力は、第２バルブシート６０を開弁するように設定される。
【００４６】
（第１バルブシート５０）
第１バルブシート５０は、第２ヨーク４０の円板部４１ａの左側面に設けられている。第１バルブシート５０は、流路ブロック１９の切頭円錐部１９ｃの右側に位置している。バネ４５は、第１バルブシート５０を切頭円錐部１９ｃの頂面１９ｄに当接させる方向（左方向）に付勢している。第１バルブシート５０が頂面１９ｄに当接することで、流路１７ｄが閉じられる。その結果、連通路１７（高圧ポート側の連通路）が閉じられる。つまり、第１バルブシート５０は、バネ４５によって閉弁方向に付勢されている。
【００４７】
第１バルブシート５０は、所望のタイミングで開弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、第１バルブシート５０は、制御装置（不図示）からの指示により、所望のタイミングで、頂面１９ｄから離間する方向へ付勢させられる。第１バルブシート５０が頂面１９ｄから離間することで、連通路１７が開かれる。これにより、高圧ポート（第２空間１２）から連通路１７、第２ヨーク４０と流路ブロック１９との間の隙間および穴４１ｃを介して円筒部４１ｂの内部に達する高圧ポート側の連通路１７が形成される。
【００４８】
（第２バルブシート６０）
第２バルブシート６０は、第２ヨーク４０の円板部４１ａの右側面に設けられている。第２バルブシート６０は、第１ヨーク３０の切頭円錐部３１ｆの左側に位置している。バネ４５は、第２バルブシート６０を切頭円錐部３１ｆの頂面３１ｇから離間させる方向（左方向）に付勢している。第２バルブシート６０が頂面３１ｇから離間することで、穴３１ｈが開かれる。これにより、低圧ポート側の連通路１８が形成された状態となる。つまり、第２バルブシートは、バネ４５によって開弁方向に付勢されている。
【００４９】
第２バルブシート６０は、所望のタイミングで閉弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、第２バルブシート６０は、制御装置からの指示により、所望のタイミングで、頂面３１ｇに当接する方向へ付勢させられる。第２バルブシート６０が頂面３１ｇに当接することで、穴３１ｈが閉じられる。これにより、低圧ポート側の連通路１８が形成されない状態となる。
【００５０】
（バルブユニット１の動作）
図１〜図３を参照して、バルブユニット１の動作について説明する。
【００５１】
コイル７０に対して通電が行われておらず、高圧バルブ２０が閉位置（閉弁状態）とされた状態を、便宜上「初期状態」という。図１に示す初期状態では、高圧ポート（第２空間１２）とパイロット室８０（後述する）との圧力差に起因して弁体２１を左方向に付勢する力Ｆ２１Ｌと、バネ２５が弁体２１を左方向に付勢する力Ｆ２２Ｌと、バネ４５が第１ヨーク３０を介して弁体２１を右方向に付勢する力Ｆ３０Ｒとが作用している。図１に示す初期状態では、弁体２１を左方向に付勢する力Ｆ２１Ｌおよび力Ｆ２２Ｌが、弁体２１を右方向に付勢する力Ｆ３０Ｒより大きい（Ｆ２１Ｌ＋Ｆ２２Ｌ＞Ｆ３０Ｒ）、これにより、高圧バルブ２０は、閉弁状態とされる。
【００５２】
なお、図１に示す初期状態では、バネ４５が第２ヨーク４０を左方向に付勢する力Ｆ４０Ｌが作用している。力Ｆ４０Ｌは、第１バルブシート５０を左方向（閉弁方向）に付勢する力でもあり、また、第２バルブシート６０を左方向（開弁方向）に付勢する力である。バネ４５が第１ヨーク３０を介して弁体２１を右方向に付勢する力Ｆ３０Ｒの大きさは、バネ４５が第２ヨーク４０を左方向に付勢する力Ｆ４０Ｌの大きさと同じである（Ｆ３０Ｒ＝Ｆ４０Ｌ）。
【００５３】
また、初期状態では、低圧ポート側の連通路１８が形成されているため、パイロット室８０の圧力と低圧ポート（流路１５）の圧力とは等しい。
【００５４】
図１に示す初期状態で、コイル７０に対して通電が行われると、ケース１０におけるコイル７０の右側領域、外側領域、および左側領域と、第２ヨーク４０と、を通過する磁束が発生する。これにより、第２ヨーク４０を右方向に移動する推力Ｆ４０Ｒが発生する。推力Ｆ４０Ｒは、バネ４５が第２ヨーク４０を左方向に付勢する力Ｆ４０Ｌより大きく設定されている（Ｆ４０Ｒ＞Ｆ４０Ｌ）。これにより、第２ヨーク４０は、右方向に移動する。なお、初期状態においてコイル７０に対して通電が行われると、第１ヨーク３０を通過する磁束が発生する。しかし、第１ヨーク３０が固定ヨーク（ここでは、区画部１３）および第２ヨーク４０の双方（軸方向両側）から吸引されるため、第１ヨーク３０に作用する推力は小さい。そのため、図１に示す初期状態においては、磁束によって第１ヨーク３０に作用する推力については、考慮しない。
【００５５】
ＦＲ４０＞ＦＬ４０によって、第２ヨーク４０が右方向に移動した場合、第１バルブシート５０が頂面１９ｄから離間して開弁する。同時に、第２バルブシート６０が頂面３１ｇに当接して閉弁する。図２に、第１バルブシート５０が開弁し、第２バルブシート６０が閉弁する状態を示す。
【００５６】
第１バルブシート５０が開弁することで、高圧ポート側の連通路１７が形成され、パイロット室８０が高圧ポート（第２空間１２）と連通する。これにより、パイロット室８０の圧力が上昇して、高圧ポート（第２空間１２）の圧力と等しくなる。また、第１ヨーク３０の外周径（スリーブ３８の内径）と高圧バルブ２０のシール径は、同一となっているため、圧力差に起因して弁体２１を左方向に付勢する力Ｆ２１Ｌは、消失する。なお、第１バルブシート５０が開弁することで、高圧ポート（第２空間１２）からパイロット室８０を通り、さらに、第１ヨーク３０とスリーブ３８との間のクリアランスを通って、低圧ポート（流路１５）に漏れる。しかし、低圧ポートに漏れる流体の流れは、本来の目的とする方向（高圧ポートから低圧ポートの方向）の流れであるため、流体の漏れは許容される。したがって、クリアランスを過度に高精度にする必要がない。
【００５７】
図２に示す状態では、磁束によって第１ヨーク３０は固定ヨークに吸引される。これにより、第１ヨーク３０を右方向に移動する推力Ｆ３１Ｒが作用する。力Ｆ２１Ｌが消失する一方で、推力Ｆ３１Ｒが発生する。その結果、Ｆ２１Ｌ＋Ｆ２２Ｌ＜Ｆ３０Ｒ＋Ｆ３１Ｒとなる。
【００５８】
ＦＬ２１＋ＦＬ２２＜ＦＲ３０＋ＦＲ３１となった場合、第１ヨーク３０は、右方向に移動する。これにより、弁体２１は、右方向に移動し、弁体２１が弁座（区画部１３）から離間して、高圧バルブ２０が開弁する。図３に、高圧バルブ２０が開弁した状態を示す。
【００５９】
高圧バルブ２０が開弁状態とされた図３に示す状態で、コイル７０に対する通電を停止すると、第１ヨーク３０を右方向に移動する推力Ｆ３１Ｒが消失するため、Ｆ２１Ｌ＋Ｆ２２Ｌ＞Ｆ３０Ｒ＋Ｆ３１Ｒとなって、第１ヨーク３０が左方向に移動し、第１ヨーク３０と共に、弁体２１も左方向に移動して図２に示す状態となる。さらに、第２ヨーク４０を右方向に移動する推力Ｆ４０Ｒが消失するため、Ｆ４０Ｒ＜Ｆ４０Ｌとなって、第２ヨーク４０が左方向に移動し、第１に示す初期状態となる。
【００６０】
上記実施の形態に係るバルブユニット１によれば、パイロット室８０、パイロット室８０と高圧ポートとを連結する第１連通路１７、および、パイロット室８０と低圧ポートとを連結する第２連通路１８を有するケース１０と、パイロット室８０と高圧ポートとの間の圧力差に基づいて、高圧ポートと低圧ポートとを開閉する高圧バルブ２０と、パイロット室８０の圧力を受けるように配置され、高圧バルブ２０と連結される第１ヨーク３０と、第１連通路１７を遮断し、かつ、第２連通路１８を連通する第１位置と、第１連通路１７を連通し、かつ、第２連通路１８を遮断する第２位置との間を移動可能に配置され、圧力差が減少して、第１ヨーク３０を介して高圧バルブ２０が開くように、電磁力により第１位置から第２位置に移動する第２ヨーク４０と、を備える。
【００６１】
第１連通路１７を連通することで、高圧ポートの圧力による弁体２１を左方向に付勢する力と、パイロット室８０の圧力による第１ヨーク３０を介して弁体２１を右方向に付勢する力とが相殺されるため、高圧の流体であっても、弁体２１を開閉することが可能となる。また、第１ヨーク３０の外周径を高圧バルブ２０のポペット径の大きさに応じて大きくすれば、換言すれば、第１ヨーク３０の外周径を高圧バルブ２０のシール径と同等もしくはシール径より大きくすれば、高圧バルブ２０を開閉することが可能となる。その結果、バルブユニット１を、高流量に対応させることが可能となる。
【００６２】
また、例えば、流体の漏れを防止するためのスライドシールを使用していないため、スライドシールの使用によって発生する潤滑や耐久性の問題がなく、耐久性を上げることが可能となる。
【００６３】
また、第１ヨーク３０とスリーブ３８との間は非接触形シールにより封止され、流体の漏れを完全に抑えることができないが、流体の漏れが許容できるため、第１ヨーク３０等に高い加工精度を必要としない。
【００６４】
また、パイロット室８０の容積は比較的小さいため、パイロット室８０に少量の流体を流入させることで、高圧バルブ２０が開弁可能となるため、高応答性を実現することができる。
【００６５】
その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本開示は、高圧および高流量に対応することが可能であり、耐久性を上げることができるとともに、高い加工精度を必要としないことが要求されるバルブユニットを備えた流体作動機械に好適に利用される。
【符号の説明】
【００６７】
１  バルブユニット
１０  ケース
１０ａ  穴
１１  第１空間
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  面
１１ｅ，１１ｆ  内周面
１１ｇ  外周面
１２  第２空間（高圧ポート）
１２ａ  テーパ面
１２ｂ，１２ｃ  面
１２ｄ，１２ｅ  内周面
１２ｆ  内周壁
１３  区画部
１４，１４ａ，１４ｂ  貫通穴
１５  流路（低圧ポート）
１６  連通路
１７  連通路
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ  流路
１７ｅ  パイプ
１７ｆ  球体
１８  連通路
１９  流路ブロック
１９ａ、１９ｂ  円柱部
１９ｃ  切頭円錐部
１９ｄ  頂面
２０  高圧バルブ
２１  弁体
２１ａ  穴
２２  円板部
２２ａ、２２ｂ  テーパ面
２２ｃ  頂面
２３  円筒部
２３ａ  円環状の面
２５  バネ
３０  第１ヨーク
３１ａ  穴
３１ｂ  大径部
３１ｃ  テーパ部
３１ｄ  円環状の面
３１ｅ  中径部
３１ｆ  切頭円錐部
３１ｇ  頂面
３１ｈ  穴
３３  ロッド
３４  ピン
３５  リング部材
３８  スリーブ
４０  第２ヨーク
４１ａ  円板部
４１ｂ  円筒部
４１ｃ  穴
４１ｄ  テーパ部
４５  バネ
５０  第１バルブシート
６０  第２バルブシート
７０  コイル
８０  パイロット室
【図１】
2020204341.tif 000003
【図２】
2020204341.tif 000004
【図３】
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