(57)【要約】【課題】電池が消耗しているか否かに拘わらず閉弁可能な自己保持型電磁弁を提供する。【解決手段】電源電圧が低下していない状態では、駆動電圧の印加によってコイル電流は急激に増加するので、電磁弁の閉弁に関与するのは、駆動電圧の印加直後にコイル電流が閉弁可能範囲を通過する間だけである。この場合には、駆動電圧を複数回に分けて短く印加すれば、電磁弁の閉弁の機会を増やして確実に閉弁させることができる。一方、電源電圧が低下した状態では、電源電圧が低下していないときに比べて駆動電圧が低くなるのに伴って、コイル電流が低くなると共に、コイル電流の増加の立ち上がりが緩やかとなる。この場合には、駆動電圧の印加回数を減らすと共に１回あたりの印加時間を長くしてやれば、コイル電流を増加させて閉弁可能範囲に長く留めることができるので、電磁弁を確実に閉弁させることが可能となる。【選択図】図３
2014219043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を開閉する弁体が一端側に形成されて軸方向に移動可能に設けられた可動鉄心と、該弁体が該流路を閉じる方向に前記可動鉄心を付勢する閉弁バネと、該弁体が該流路を開く方向に前記可動鉄心を引き込む電磁コイルと、該電磁コイルで引き込まれた前記可動鉄心を保持する永久磁石と、前記電磁コイルに駆動電圧を印加する電圧印加部と、該電圧印加部に供給される電源電圧を検出する電圧検出部とを備える自己保持型電磁弁において、
前記電圧印加部は、前記電源電圧が低下していない状態では、前記流路を閉じる際に前記駆動電圧を複数回印加しており、該電源電圧が低下すると、該駆動電圧の印加回数を減少させると共に１回あたりの印加時間を長くする
ことを特徴とする自己保持型電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載の自己保持型電磁弁において、
前記電圧印加部は、前記電源電圧が所定の閾値を超えている場合には、前記駆動電圧を第１印加電圧値に制御し、該電源電圧が前記閾値以下になると、該駆動電圧を該第１印加電圧値よりも低い第２印加電圧値に制御して前記電磁コイルに印加する
ことを特徴とする自己保持型電磁弁。
【請求項３】
請求項１に記載の自己保持型電磁弁において、
前記電圧印加部は、前記電源電圧が低下するに従って、前記駆動電圧の電圧値が低くなるように該駆動電圧を制御して前記電磁コイルに印加する
ことを特徴とする自己保持型電磁弁。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の自己保持型電磁弁において、
前記電圧印加部は、前記電源電圧が低下していない状態と、該電源電圧が低下した状態とで同じ電力量の前記駆動電圧を印加する
ことを特徴とする自己保持型電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁コイルに通電して開閉状態を切り換えた後、通電を停止しても切り換え後の開閉状態を保持することが可能な電磁弁（自己保持型電磁弁）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己保持型電磁弁は、開弁状態／閉弁状態の切り換え時には電磁コイルに通電する必要があるが、切り換え完了後は電流を流し続けなくてもその状態を保持しておくことができるという優れた特性を有している。このため、電力消費を抑制することが可能であり、特に電池を用いて動作させる電磁弁として広く使用されている。
【０００３】
この自己保持型電磁弁は、次のような原理によって動作する。先ず、電磁コイルに通電すると、閉弁バネによって付勢されていた可動鉄心が電磁コイルに引き込まれて、可動鉄心の端部に設けられた弁体が弁座から離れて電磁弁が開弁する。またこの時、可動鉄心の反対側の端部が、電磁コイルの中心軸上に設けられた固定鉄心に接触し、固定鉄心を介して永久磁石によって磁着される。このため、その後は電磁コイルへの通電を停止しても、可動鉄心が電磁コイルに引き込まれた状態（開弁状態）を保持することができる。
【０００４】
一方、開弁状態が保持されている状態で、上述の開弁時とは逆方向の電流を電磁コイルに通電すると、電磁コイルは永久磁石の磁力を打ち消す方向の磁力を発生させる。このため、永久磁石が可動鉄心を磁着する力が弱められ、固定鉄心に接触していた可動鉄心の端部が閉弁バネの付勢力によって引き剥がされて、可動鉄心の他端側に設けられた弁体が弁座に押し付けられて電磁弁が閉弁する。その後は、電磁コイルの通電を停止しても、閉弁バネの付勢力によって弁体が弁座に押し付けられた状態（閉弁状態）が保持される。
【０００５】
自己保持型電磁弁は以上のような原理によって動作する関係上、閉弁時に電磁コイルが発生する磁力が大きすぎると、永久磁石の磁力を打ち消した残りの磁力で、電磁コイルが可動鉄心を引き付けようとする。そして、この残りの磁力が閉弁バネの付勢力を上回ると、今度は電磁コイルの磁力で可動鉄心の端部が固定鉄心に磁着したままの状態となってしまい、電磁弁を閉弁させることができなくなる。そこで、電磁コイルに流れるコイル電流が、電磁弁を閉弁させることが可能な電流値の範囲を超えないように、閉弁時に電磁コイルに印加する駆動電圧を所定の上限電圧値以下に設定した自己保持型電磁弁が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６３０６０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、上記の提案されている自己保持型電磁弁は、閉弁時に電磁コイルに印加する駆動電圧が低めに設定される関係上、電池が消耗してくると、駆動電圧の電圧値が低下して永久磁石の磁力を打ち消す磁力が小さくなり、電磁弁を閉弁させることが困難になるという問題があった。
【０００８】
この発明は従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、電池が消耗しているか否かに拘わらず閉弁させることが可能な自己保持型電磁弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために本発明の自己保持型電磁弁は次の構成を採用した。すなわち、
流路を開閉する弁体が一端側に形成されて軸方向に移動可能に設けられた可動鉄心と、該弁体が該流路を閉じる方向に前記可動鉄心を付勢する閉弁バネと、該弁体が該流路を開く方向に前記可動鉄心を引き込む電磁コイルと、該電磁コイルで引き込まれた前記可動鉄心を保持する永久磁石と、前記電磁コイルに駆動電圧を印加する電圧印加部と、該電圧印加部に供給される電源電圧を検出する電圧検出部とを備える自己保持型電磁弁において、
前記電圧印加部は、前記電源電圧が低下していない状態では、前記流路を閉じる際に前記駆動電圧を複数回印加しており、該電源電圧が低下すると、該駆動電圧の印加回数を減少させると共に１回あたりの印加時間を長くする
ことを特徴とする。
【００１０】
電源電圧が低下していない（電池が消耗していない）状態では、電磁コイルに印加される駆動電圧も低下していないので、駆動電圧の印加によって電磁コイルに流れるコイル電流は急激に増加し、駆動電圧を印加し続けると、ある初期電流値でやがて一定となる。この初期電流値が、電磁弁を閉弁させることが可能な電流値の範囲（閉弁可能範囲）を超えていると、電磁弁の閉弁に寄与するのは、駆動電圧を印加した直後に閉弁可能範囲を通過する僅かな間だけである。そのため、電源電圧が低下していない場合には、駆動電圧を長く印加し続けるよりも複数回に分けて印加を繰り返すようにすれば、電磁弁の閉弁の機会を増やすことができるので、電磁弁を確実に閉弁させることが可能となる。また、駆動電圧の１回あたりの印加時間を短くすることによって、閉弁可能範囲を超えて電磁弁の閉弁には寄与しないコイル電流の無駄を省けるので、電池の消耗を抑制することができる。一方、電源電圧が低下した（電池が消耗した）状態では、電源電圧が低下していないときに比べて、電磁コイルに印加される駆動電圧の電圧値が低くなり、それに伴って、コイル電流の電流値が低くなると共に、コイル電流の増加の立ち上がりが緩やかとなる。この場合には、駆動電圧の印加回数を減らすと共に１回あたりの印加時間を長くしてやれば、コイル電流を閉弁可能範囲で増加させてコイル電流が閉弁可能範囲内にある期間を延ばすことができる。その結果、電池が消耗している場合でも電磁弁を確実に閉弁させることが可能となる。
【００１１】
上述した本発明の自己保持型電磁弁では、電源電圧が所定の閾値を超えている場合には、駆動電圧を第１印加電圧値に制御することとして、電源電圧が閾値以下になると、駆動電圧を第１印加電圧値よりも低い第２印加電圧値に制御することとしてもよい。
【００１２】
駆動電圧の電圧値を制御するのではなく、電池の消耗に伴って低下する駆動電圧の電圧値を想定し、その想定電圧値に対して１回あたりの印加時間を設定すると、実際の駆動電圧は想定電圧値よりも高いことがあるので、この場合には、閉弁可能範囲を超える（電磁弁の閉弁に寄与しない）コイル電流が流れてしまう。また、実際の駆動電圧が想定電圧値よりも低かった場合には、コイル電流を閉弁可能範囲で増加させるのに印加時間が不足するので、電磁弁の閉弁可能性が低下する。これに対して、上述のように駆動電圧の電圧値を制御することとすれば、電池が消耗（電源電圧が閾値以下に低下）したときに電磁コイルに印加される実際の駆動電圧が第２印加電圧値（＜第１印加電圧値）に定まるので、この第２印加電圧値に対して１回あたりの印加時間を適切に設定することにより、コイル電流を閉弁可能範囲で増加させて電磁弁の閉弁可能性を維持すると共に、閉弁可能範囲を超えるコイル電流の無駄を省いて電池の消耗を抑制することが可能となる。
【００１３】
また、前述した本発明の自己保持型電磁弁では、電源電圧が低下するに従って、電磁コイルに印加される駆動電圧の電圧値が低くなるように駆動電圧を制御してもよい。
【００１４】
このように駆動電圧の電圧値を細かく制御することとすれば、その電圧値に対して１回あたりの印加時間を適切に設定することができるので、開弁可能性を維持しながら電池の消耗を抑制する効果を高めることが可能となる。
【００１５】
また、こうした本発明の自己保持型電磁弁では、電源電圧が低下していない状態と、電源電圧が低下した状態とで同じ電力量の駆動電圧を印加することとしてもよい。
【００１６】
電源電圧が低下した状態では、電池が消耗して電磁弁の閉弁が困難になっている状況で電磁弁を確実に閉弁させることが可能な所定の電力量の駆動電圧が印加される。これに対して、電源電圧が低下していない状態では、電池が消耗しておらず電磁弁の閉弁が容易と言えるので、電源電圧が低下した状態に合わせて電力量を確保しておけば、電磁弁を閉弁させる電力量が不足することはなく、確実に閉弁させることができる。また、電池が消耗していない（電力に余裕がある）状態で過度に電力を消費することもないので、電池の消耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例のラッチ弁１００の内部構造および動作原理についての説明図である。
【図２】開弁状態のラッチ弁１００で電磁コイル１０２に流すコイル電流を増加させた時に、可動鉄心１０４に作用する磁着力が変化する様子を示した説明図である。
【図３】ラッチ弁１００を閉弁させる際に電圧印加部１１４が実行する閉弁駆動電圧制御処理のフローチャートである。
【図４】第１印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。
【図５】第２印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。
【図６】第３印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。
【図７】変形例の電圧印加部１１４が実行する電圧値設定処理のフローチャートである。
【図８】変形例のラッチ弁１００にて第２印加パターンで印加される駆動電圧を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本実施例の自己保持型電磁弁（以下、ラッチ弁）１００の内部構造および動作原理を示した説明図である。図１（ａ）には、閉弁状態のラッチ弁１００の断面図が示されており、図１（ｂ）には開弁状態のラッチ弁１００の断面図が示されている。先ず始めに、図１（ａ）を参照しながら、ラッチ弁１００の大まかな内部構造について説明する。
【００１９】
図１（ａ）に示されるようにラッチ弁１００は、電線を巻回して中空の略円柱形状に形成された電磁コイル１０２と、電磁コイル１０２の中心軸内に摺動可能な状態で挿入された可動鉄心１０４と、電磁コイル１０２の中心軸内で可動鉄心１０４よりも上方に固定された固定鉄心１０６と、固定鉄心１０６の上端に接触させて設けられた円板形状の永久磁石１０８と、可動鉄心１０４の下端に取り付けられた弁体１１０と、可動鉄心１０４を電磁コイル１０２の中心軸内から引き出す方向に付勢する閉弁バネ１１２と、電磁コイル１０２に印加する電圧印加部１１４とを備えている。電圧印加部１１４には、電源としての電池１１８が接続されていると共に、この接続された電池１１８の電圧（電源電圧）を検出する電圧検出部１１６が内蔵されている。また、弁体１１０に対向する位置には、流路２００の開口部２０２が設けられており、図１（ａ）に示したラッチ弁１００の閉弁状態では、閉弁バネ１１２で付勢された弁体１１０によって開口部２０２が塞がれて、流路２００が閉じた状態となっている。
【００２０】
このような構造のラッチ弁１００は、次のように動作する。先ず、図１（ａ）に示した閉弁状態で、電圧印加部１１４から電磁コイル１０２に正方向の駆動電圧を印加する。ここで「正方向の電圧」とは、電磁コイル１０２が発生する磁力の向きが、永久磁石１０８の磁力の向きと同じになるような方向の電圧である。すると、閉弁バネ１１２によって付勢されていた可動鉄心１０４が、電磁コイル１０２の磁力によって引き上げられ、その結果、弁体１１０が流路２００の開口部２０２から離れてラッチ弁１００が開弁状態となる（図１（ｂ）参照）。
【００２１】
また、電磁コイル１０２によって可動鉄心１０４が引き上げられると、可動鉄心１０４の上端が固定鉄心１０６の下端に当接する。すると、永久磁石１０８の磁力が固定鉄心１０６を介して可動鉄心１０４に効率よく作用するようになり、永久磁石１０８の磁力で可動鉄心１０４が固定鉄心１０６に磁着される。こうして可動鉄心１０４が磁着された後は、電圧印加部１１４から電磁コイル１０２への通電を停止しても、図１（ｂ）に示したように可動鉄心１０４が引き上げられた状態（開弁状態）が保持される。
【００２２】
一方、永久磁石１０８の磁力で可動鉄心１０４が引き上げられた状態で、電圧印加部１１４から電磁コイル１０２に負方向の駆動電圧を印加する。ここで「負方向の電圧」とは、電磁コイル１０２が発生する磁力の向きが、永久磁石１０８の磁力の向きと逆になるような方向の電圧である。すると、永久磁石１０８の磁力が電磁コイル１０２の磁力によって打ち消されるため、閉弁バネ１１２の付勢力に抗して可動鉄心１０４を磁着しておくことができなくなる。その結果、固定鉄心１０６に磁着されていた可動鉄心１０４の上端が、閉弁バネ１１２の付勢力によって固定鉄心１０６から引き離されて、可動鉄心１０４の下端の弁体１１０が流路２００の開口部２０２に押し付けられた状態（閉弁状態）となる。こうしてラッチ弁１００が閉弁状態となった後は、電磁コイル１０２への通電を停止しても、閉弁バネ１１２の付勢力によって閉弁状態が保持される（図１（ａ）参照）。
【００２３】
以上のようなラッチ弁１００の動作原理から、開弁状態から閉弁状態に切り換える際に電磁コイル１０２に印加する駆動電圧は、所定の電圧値範囲内であることが必要となり、この範囲外の駆動電圧を印加してもラッチ弁１００を閉弁させることができなくなる。この点について、図２を用いて説明する。
【００２４】
図２には、開弁状態のラッチ弁１００で電磁コイル１０２に流す電流（以下、コイル電流）を増加させた時に、可動鉄心１０４に作用する磁着力（可動鉄心１０４を固定鉄心１０６に磁着させておく力）が変化する様子が示されている。尚、コイル電流は、電磁コイル１０２の抵抗Ｒを乗算することによって、電磁コイル１０２に印加するべき駆動電圧に読み替えることができる。
【００２５】
周知のように、電磁コイル１０２が発生する磁力はコイル電流に比例する。また、前述したように、ラッチ弁１００が開弁状態にある時には、電磁コイル１０２に負方向の駆動電圧が印加されるので、電磁コイル１０２が発生する磁力の向きは、永久磁石１０８の磁力を打ち消す方向となる。従って、図２に白抜きの丸印で示したように、コイル電流が「０」の場合は、永久磁石１０８による磁着力だけが可動鉄心１０４に作用しているが、コイル電流を増加させると、図２に実線で示したように、電磁コイル１０２の磁力によって永久磁石１０８の磁力が弱められて、可動鉄心１０４に作用する磁着力が直線的に減少して行く。そして、電磁コイル１０２の磁力が永久磁石１０８の磁力と等しくなった時点で、可動鉄心１０４に作用する磁着力が「０」となる。その状態から更にコイル電流を増加させると、電磁コイル１０２の磁力が永久磁石１０８の磁力を上回ることとなって、今度は電磁コイル１０２による磁着力が可動鉄心１０４に作用するようになる。その結果、それ以降は、図２に破線で示したように、コイル電流を増加させるに従って可動鉄心１０４に作用する磁着力が直線的に増加していく。
【００２６】
また、可動鉄心１０４には、固定鉄心１０６から可動鉄心１０４を引き離す方向に、閉弁バネ１１２の付勢力も作用している。この付勢力の大きさは、可動鉄心１０４の位置によって決まるので、ラッチ弁１００が開弁状態（可動鉄心１０４の上端が固定鉄心１０６に当接した状態）にある間は一定と考えて良い。図２では、閉弁バネ１１２による付勢力が一点鎖線で示されている。当然ながら、開弁状態にあるラッチ弁１００を閉弁させるためには、閉弁バネ１１２の付勢力が、可動鉄心１０４に作用する磁着力を上回る必要がある。結局、閉弁時のコイル電流は、図２に示した下限電流値Ｉmin から上限電流値Ｉmax の範囲（以下、閉弁可能範囲）内になければならない。
【００２７】
もっとも、電磁コイル１０２に印加する駆動電圧を、コイル電流が閉弁可能範囲内となるように制限したのでは、電池が消耗して駆動電圧が低下したときにコイル電流が閉弁可能範囲内から外れてしまい、ラッチ弁１００を閉弁させることができなくなる。そこで本実施例では、電池が消耗した場合でもラッチ弁１００を閉弁可能とするために、電圧印加部１１４が電磁コイル１０２に駆動電圧を印加するに際して以下のような閉弁駆動電圧制御処理を実行する。
【００２８】
図３は、ラッチ弁１００を閉弁させる際に電圧印加部１１４が実行する閉弁駆動電圧制御処理のフローチャートである。閉弁駆動電圧制御処理では、まず初めに、電圧印加部１１４に供給される電源電圧を取得する（ＳＴＥＰ１００）。電源電圧は、電圧印加部１１４に内蔵された電圧検出部１１６から取得することができる。続いて、取得した電源電圧が閾値Ａよりも大きいか否かを判断する（ＳＴＥＰ１２０）。ここで「閾値Ａ」は、電池１１８が消耗しているか否かを判定するための基準となる値であり、電源電圧が閾値Ａよりも大きい場合は（ＳＴＥＰ１２０：ｙｅｓ）、電池１１８が消耗していないと判定する。この場合は、第１印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加して（ＳＴＥＰ１３０）、閉弁駆動電圧制御処理を終了する。
【００２９】
図４は、第１印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。図示されるように第１印加パターンでは、駆動電圧を印加して時間Ｔ１に亘って維持した後、駆動電圧の印加を休止して（接地電圧値Ｖｏに戻して）時間Ｔ２に亘って維持するようになっており、これを複数回（図示した例では４回繰り返す）。尚、図示した例では、時間Ｔ１と時間Ｔ２とが同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。
【００３０】
このような第１印加パターンで駆動電圧が印加されるのは、電池が消耗していない（電源電圧が高い）状態であるから、駆動電圧の電圧値も低下しておらず、図４に示した例では電圧値Ｖａまで上昇する。この駆動電圧の印加によって電磁コイル１０２に流れるコイル電流は急激に増加し、駆動電圧を印加し続けると、図中に一点鎖線で示すようにやがて電流値Ｉａ（＝Ｖａ／Ｒ、Ｒは電磁コイル１０２の抵抗値）で一定となる。但し、電流値Ｉａは上限電流値Ｉmax を超えてしまっており、ラッチ弁１００の閉弁に寄与するのは、駆動電圧を印加した直後に閉弁可能範囲（下限電流値Ｉmin から上限電流値Ｉmax までの範囲）を通過する僅かな間だけである。そのため、電池１１８が消耗していない場合には、駆動電圧を長く印加し続けるよりも複数回に分けて印加を繰り返すようにすれば、ラッチ弁１００の閉弁の機会を増やすことができるので、ラッチ弁１００を確実に閉弁させることが可能となる。また、駆動電圧の印加を維持する時間Ｔ１を短くすれば、閉弁可能範囲を超えてラッチ弁１００の閉弁に寄与しないコイル電流の無駄を省けるので、電力消費を抑制することができる。更に、駆動電圧の印加と休止とを繰り返すことにより、駆動電圧の印加を休止した際にコイル電流が減少しながら閉弁可能範囲を通過する間もラッチ弁１００の閉弁に寄与するので、ラッチ弁１００の閉弁可能性を高めることができる。
【００３１】
以上では、図３の閉弁駆動電圧制御処理のＳＴＥＰ１２０の判断にて電源電圧が閾値Ａよりも大きい場合について説明したが、電源電圧が閾値Ａ以下である場合は（ＳＴＥＰ１２０：ｎｏ）、電池１１８が消耗していると判定し、続いて、電源電圧が閾値Ｂよりも大きいか否かを判断する（ＳＴＥＰ１４０）。ここで「閾値Ｂ」は、電池１１８の消耗がどの程度進んでいるかを判定するための基準となる値であり、閾値Ａよりも小さい値が設定されている。そして、電源電圧が閾値Ｂよりも大きい場合は（ＳＴＥＰ１４０：ｙｅｓ）、電池１１８が大きく消耗しているわけではないと判定して、第２印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加する（ＳＴＥＰ１５０）。
【００３２】
図５は、第２印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。図示されるように第２印加パターンでは、駆動電圧を印加して時間Ｔ３に亘って維持した後、駆動電圧の印加を休止して（接地電圧値Ｖｏに戻して）時間Ｔ４に亘って維持するようになっており、時間Ｔ３は第１印加パターンの時間Ｔ１よりも長く、時間Ｔ４は第１印加パターンの時間Ｔ２よりも長く設定されている。また、第２印加パターンでは、駆動電圧を印加する回数（図示した例では２回）が第１印加パターンよりも少なくなっている。尚、図５に示した例では、時間Ｔ３と時間Ｔ４とが同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。
【００３３】
この第２印加パターンで駆動電圧が印加される際には、電池１１８が消耗している（電源電圧が低下している）ので、電磁コイル１０２に印加される駆動電圧の電圧値は、電池１１８が消耗していないとき（第１印加パターンで印加されるとき）の電圧値Ｖａよりも低くなる。それに伴い、電磁コイル１０２に流れるコイル電流の電流値が低くなると共に、コイル電流の増加の立ち上がりが緩やかとなる。しかし、第２印加パターンでは、第１印加パターンに比べて駆動電圧の印加回数が減って１回あたりの印加時間が長く（時間Ｔ３＞時間Ｔ１）なっているので、コイル電流を上限電流値Ｉmax まで増加させてコイル電流が閉弁可能範囲内にある期間を延ばすことができる。その結果、電池が消耗している場合でもラッチ弁１００を確実に閉弁させることが可能となる。
【００３４】
以上では、図３の閉弁駆動電圧制御処理のＳＴＥＰ１４０の判断にて電源電圧が閾値Ｂよりも大きい場合について説明したが、電源電圧が閾値Ｂ以下である場合は（ＳＴＥＰ１４０：ｎｏ）、電池１１８の消耗が進んでいると判定して、第３印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加する（ＳＴＥＰ１６０）。
【００３５】
図６は、第３印加パターンで印加される駆動電圧と、駆動電圧を印加した際に電磁コイル１０２に流れるコイル電流とを示した説明図である。図示されるように第３印加パターンでは、駆動電圧の印加を時間Ｔ５に亘って維持したら、駆動電圧の印加を停止する（接地電圧値Ｖｏに戻す）ようになっており、時間Ｔ５は第２印加パターンの時間Ｔ３よりも長く設定されている。また、第３印加パターンでは、駆動電圧の印加は１回だけとなっている。
【００３６】
第３印加パターンで駆動電圧が印加される際には、第２印加パターンで印加されるとき（図５）に比べると、電池１１８の消耗が進んでいるので、電磁コイル１０２に印加される駆動電圧の電圧値が更に低くなり、それに伴い、コイル電流の増加の立ち上がりが一層緩やかになると共に、上限電流値Ｉmax よりも低い電流値でコイル電流が一定となる。第３印加パターンでは、１回だけ印加される駆動電圧の印加時間が第２印加パターンよりも更に長く（時間Ｔ５＞時間Ｔ３）なっているので、コイル電流を電流値が一定となるまで増加させる（電磁コイル１０２で大きな磁力を発生させる）と共に、コイル電流を閉弁可能範囲内に長く留めておくことができる。その結果、電池１１８の消耗が進んでいる場合でも、コイル電流が下限電流値Ｉmin を上回る限りは、ラッチ弁１００を閉弁させることが可能となる。
【００３７】
尚、上述の実施例では、電池１１８の消耗（電源電圧）に応じて電磁コイル１０２に印加する駆動電圧の印加パターン（印加回数および１回あたりの印加時間）を制御していた。しかし、駆動電圧の印加パターンだけでなく、駆動電圧の電圧値を電池１１８の消耗に応じて制御してもよい。以下では、駆動電圧の電圧値を制御する変形例について説明する。尚、変形例の説明に際しては、上述の実施例と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図７は、変形例の電圧印加部１１４が駆動電圧の電圧値を設定するために実行する処理（電圧値設定処理）のフローチャートである。この処理は、図３に示した閉弁駆動電圧制御処理のＳＴＥＰ１００とＳＴＥＰ１２０との間に挿入される。図示されるように電圧設定処理を開始すると、電源電圧（電池１１８の電圧）が閾値Ａよりも大きいか否かを判断し（ＳＴＥＰ１１１）、閾値Ａよりも大きい場合は（ＳＴＥＰ１１１：ｙｅｓ）、電磁コイル１０２に印加する駆動電圧の電圧値を所定の電圧値Ｖａに設定する（ＳＴＥＰ１１２）。このため、第１印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加すると（ＳＴＥＰ１３０）、電圧値Ｖａまで上昇する（図４参照）。尚、電圧値Ｖａを時間Ｔ１に亘って維持すると、コイル電流が上限電流値Ｉmax まで増加するようになっている。
【００３９】
これに対して、電源電圧が閾値Ａ以下である場合は（ＳＴＥＰ１１１：ｎｏ）、続いて、閾値Ｂ（＜閾値Ａ）よりも大きいか否かを判断する（ＳＴＥＰ１１３）。電源電圧が閾値Ｂよりも大きい場合は（ＳＴＥＰ１１３：ｙｅｓ）、駆動電圧の電圧値を、電圧値Ｖａよりも低い電圧値Ｖｂに設定する（ＳＴＥＰ１１４）。一方、電源電圧が閾値Ｂ以下である場合は（ＳＴＥＰ１１３：ｎｏ）、駆動電圧の電圧値を、電圧値Ｖｂよりも更に低い電圧値Ｖｃに設定する（ＳＴＥＰ１１５）。これにより、第２印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加すると（ＳＴＥＰ１５０）、電圧値Ｖｂまで上昇し、第３印加パターンで駆動電圧を電磁コイル１０２に印加すると（ＳＴＥＰ１６０）、電圧値Ｖｃまで上昇する。
【００４０】
図８は、変形例のラッチ弁１００にて第２印加パターンで電磁コイル１０２に印加される駆動電圧を示した説明図である。第２印加パターンで駆動電圧が印加される際には、電池１１８が消耗しているので、印加可能な電圧値は、電池１１８が消耗していないときの電圧値（第１印加パターンで印加するときの電圧値Ｖａ）よりも低くなる。ここで、駆動電圧の電圧値を制御するのではなく、電池１１８の消耗に伴って低下した駆動電圧の電圧値を想定し、その想定電圧値に対して印加時間（Ｔ３）を設定すると、実際の駆動電圧は想定電圧値よりも高いことがあるので、この場合には、閉弁可能範囲を超える（ラッチ弁１００の閉弁に関与しない）コイル電流が流れてしまう。また、実際の駆動電圧が想定電圧値よりも低かった場合には、コイル電流を閉弁可能範囲で増加させるのに印加時間が足りないので、ラッチ弁１００の閉弁可能性が低下する。これに対して、変形例のラッチ弁１００では、第２印加パターンで印加するときの電圧値を、電圧値Ｖａよりも低く印加可能な電圧値Ｖｂに制御しているので、実際の駆動電圧が電圧値Ｖｂよりも高くなったり低くなったりすることがなく、この電圧値Ｖｂに対して印加時間（Ｔ３）を適切に設定しておけば、コイル電流を閉弁可能範囲で増加させてラッチ弁１００の閉弁可能性を維持すると共に、閉弁可能範囲を超えるコイル電流の無駄を省いて電力消費（電池１１８の消耗）を抑制することができる。
【００４１】
同様に、電池１１８の消耗が進んで第３印加パターンで印加するときの電圧値を、電圧値Ｖｂよりも更に低く印加可能な電圧値Ｖｃに制御しているので、実際の駆動電圧が電圧値Ｖｃから大きく外れることはない。そして、この電圧値Ｖｃを、コイル電流が上限電流値Ｉmax を超えない電圧値に設定すると共に、印加時間（Ｔ５）を、コイル電流が一定になるまで増加する時間に設定しておけば、ラッチ弁１００の閉弁可能性を低下させることなく、電力消費を抑制することが可能となる。
【００４２】
また、以上のように電池１１８の消耗（電源電圧）に応じて電磁コイル１０２に印加する駆動電圧の印加パターン（印加回数および１回あたりの印加時間）や電圧値を変化させても、電力量（＝電圧×電流×時間）は変えないようにしてもよい。例えば、時間Ｔ５に亘って駆動電圧を１回だけ印加する第３印加パターンに対して、第１印加パターンや第２印加パターンでは、駆動電圧の電圧値が高いことが前提なので、複数回に分けて印加する駆動電圧の１回あたりの印加時間を短くすることで電力量を合わせることができる。第３印加パターンのときには、電池１１８の消耗が進んでラッチ弁１００の閉弁が困難になっている状況でラッチ弁１００を確実に閉弁させることが可能な所定の電力量の駆動電圧が印加される。そして、第１印加パターンや第２印加パターンのときには、第３印加パターンのときに比べて電池１１８が消耗しておらずラッチ弁１００の閉弁が容易と言える。このため、第１印加パターンや第２印加パターンでは、第３印加パターンに合わせて電力量を確保しておけば、ラッチ弁１００を閉弁させる電力量が不足することはなく、確実にラッチ弁１００を閉弁させることができる。また、電池１１８が消耗していない（電力に余裕がある）状態で過度に電力を消費することもないので、電池１１８の消耗を抑制することができる。
【００４３】
以上、本実施例および変形例のラッチ弁１００について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００４４】
例えば、上述した実施例および変形例では、電磁コイル１０２に印加する駆動電圧の印加パターンとして第１印加パターンないし第３印加パターンの３種類が設けられていた。しかし、駆動電圧の印加パターンは、電池１１８が消耗（電源電圧が低下）するに従って、印加回数が少なくなると共に１回あたりの印加時間が長くなるように設定されればよく、３種類に限定されるものではない。
【００４５】
また、上述した変形例では、電源電圧が閾値よりも低くなる前と後とで、印加する駆動電圧の電圧値を切り換えることとしていた。しかし、閾値を設けるのではなく、電源電圧が低下するに従って、駆動電圧の電圧値を低くするように制御してもよい。例えば、検出される電源電圧と、印加可能な駆動電圧の電圧値との対応関係（比例関係）を予め記憶しておくこととして、低下した電源電圧に対応する駆動電圧の電圧値に設定してもよい。このように駆動電圧の電圧値を細かく制御することとすれば、その電圧値に対して１回あたりの印加時間を適切に設定することができるので、開弁可能性を維持しながら電池の消耗を抑制する効果を一層高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１００…ラッチ弁、    １０２…電磁コイル、    １０４…可動鉄心、
１０６…固定鉄心、    １０８…永久磁石、      １１０…弁体、
１１２…閉弁バネ、    １１４…電圧印加部、    １１６…電圧検出部、
１１８…電池、        ２００…流路、          ２０２…開口部。
【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】
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【図８】
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