(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部中空のソレノイド本体と、該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材に有する軸方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔に摺動自在に挿入される第１のロッドと、該第１のロッドと一体に設けられ、弁本体に設けられた弁室内に往復動自在に挿入される弁体と、該弁体が接離する前記弁室に設けられた弁座と、該弁座に開口する流路と、前記弁体を弁座から離間する方向に付勢する第１の付勢手段と、前記可動部材を前記第１のロッドに当接させるべく、第１のロッド側に付勢する第２の付勢手段と、密封構造で内部が真空の蛇腹と、該蛇腹を伸ばす方向に付勢する第３の付勢手段とを備えたベローズ組立体と、該ベローズ組立体に作動連結される第２のロッドと、前記弁本体は、外部と前記弁室とを連通する第１のポートと、外部と流路とを連通する第２のポートと、該第２ポートと外部を介して前記可動部材と前記固定部材との間とを連通する連通路と、前記ベローズ組立体が収納される収納部と、該収納部の外部と内部とを連通する第３のポートと、前記流路と同軸上に設けられて前記第２のロッドが摺動自在に挿入される孔と、を有し、前記第２のロッドは、前記流路を介して前記弁体側に伸び、前記貫通孔の径と前記流路の径とをほぼ同じとしたソレノイドバルブにおいて、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたもののうち弁体の平面部に前記流路内に入り込む凸部を設け、該凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としたことを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記ベローズ組立体の前記第２のロッドが連結される側とは反対側の端部に、ベローズ組立体の伸縮方向に突出する、蛇腹よりも小径で段付の突出部が形成され、該端部に対向
する前記収納部の面には、該ベローズ組立体を取り付けるための、ベローズ組立体の端部の外形と略合致する形状の凹部が設けられ、該凹部は、該凹部の開口側に設けられた、ベローズ組立体の伸縮方向に略平行な内周面を有するガイド部と、該ガイド部に段部を介して隣接し、該ガイド部より小径で前記凹部の底面にかけて縮径となるテーパー部と、を有し、前記凹部の取り付け位置からずれた前記ベローズ組立体が、前記蛇腹を前記ガイド部の内周面に規制されつつ伸長するときに、前記突出部を前記テーパー部の内周面上に乗り上げることにより前記凹部の取り付け位置からのずれを修正することを特徴とする請求項１又は２記載のソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば各種油，空圧機器等の制御に用いられるソレノイドバルブに関し、また弁体が高圧側から低圧側へ差圧により変位しないソレノイドバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のソレノイドバルブとしては、たとえば図５に示すようなものがある。
【０００３】
すなわち、このソレノイドバルブ１００は、ソレノイド１０１に弁本体１０１Ａが一体的に設けられて成っている。
【０００４】
ソレノイド１０１は、内部中空のソレノイド本体１０２と、そのソレノイド本体１０２の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材としてのプランジャ１０３と、プランジャ１０３に対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材としてのセンタポスト１０４と、プランジャ１０３に作動連結され、センタポスト１０４に有する軸方向に貫通形成された貫通孔１０５に摺動自在に挿入される第１のロッドとしてのロッドＡ１０６とを備えている。このロッドＡ１０６と貫通孔１０５とはクリアランスシールされている。
【０００５】
弁本体１０１Ａは、先端部が鋼球１０８となっている弁体１０７と、弁体１０７が往復動自在に挿入されるセンタポスト１０４の凹部１０４Ａと弁室１０９を形成するバルブボディ１１０と、弁室１０９に設けられた鋼球１０８が接離する弁座１１１と、弁座１１１に開口し、弁室１０９と連通する流路１１２とを備えている。
【０００６】
弁室１０９内には、弁体１０７を弁座１１１から離間する方向に付勢する第１の付勢手段としてのスプリングＡ１１７が設けられている。
【０００７】
また弁体１０７は、ソレノイド１０１のプランジャ１０３に第２の付勢手段としてのスプリングＢ１０３Ａのスプリング力にて当接されることで作動連結されているロッドＡ１０６と一体となっており、このことから、プランジャ１０３はスプリングＡ１１７のスプリング力にてセンタポスト１０４から離間する方向に付勢されている。
【０００８】
そして、バルブボディ１１０の側壁には、外部と弁室１０９とを連通する第１のポートとしての流入ポート１１３と、外部と流路１１２とを連通する第２のポートとしての制御ポート１１４と、制御ポート１１４とソレノイド１０１のプランジャ１０３とセンタポスト１０４との間とを、センタポスト１０４に有する軸方向に貫通形成された通路１１５を介して連通する連通路１１６と、が設けられている。
【０００９】
また、この弁本体１０１Ａには、バルブボディ１１０の先端部に両端を開口するカバー１１８の一方の開口端部が取付けられており、そのカバー１１８内にベローズ組立体１１９が収納されている。カバー１１８の他方の開口端部には、ベローズ組立体１１９の端部１１９Ａが嵌入される凹部１２０Ａを有するアジャストスクリュー１２０が取付けられ、閉塞されている。
【００１０】
ベローズ組立体１１９には、ベローズ部１２１と作動連結され、ソレノイド１０１の弁体１０７の鋼球１０８側に伸びる第２のロッドとしてのロッドＢ１２２と、を備えている。このロッドＢ１２２は、段付で、大径部１２２Ａと小径部１２２Ｂとから成っている。
【００１１】
一方、バルブボディ１１０には、流路１１２と同軸上にカバー１１８の内部と連通する孔１１０Ａを有しており、孔１１０ＡにはロッドＢ１２２の大径部１２２Ａが摺動自在に挿入され、小径部１２２Ｂが流路１１２内に臨んで、その先端が鋼球１０８に接するようになっている。このロッドＢ１２２は、大径部１２２Ａと孔１１０Ａとでクリアランスシールされている。
【００１２】
また、ベローズ組立体１１９を成すベローズ部１２１は、密封構造で内部が真空の蛇腹１２１Ａと、蛇腹１２１Ａ内部に有する蛇腹１２１Ａを伸ばす方向に付勢する第３の付勢手段としてのスプリングＣ１２１Ｂとを備えており、外部の流体圧の変化に応じて伸縮するようになっている。
【００１３】
さらに、カバー１１８には、カバー１１８の外部と内部とを連通する第３のポートとしての吸入ポート１２３を有している。
【００１４】
次に、上記構成のソレノイドバルブ１００の作用について説明する。
【００１５】
まず、ソレノイド１０１のＯＦＦ時は、スプリングＡ１１７のスプリング力により、弁体１０７（鋼球１０８）が弁座１１１から離間し、弁座１１１に開口する流路１１２が開く。これにより、流入ポート１１３と制御ポート１１４とが弁室１０９を介して連通し、流入ポート１１３からの例えば外部制御部（不図示）からの吐出圧Ｐ１  が制御ポート１１４を介してコントロール圧Ｐ２  として外部制御部に対して出力される。つまり、コントロール圧Ｐ２  ＝Ｐ１  となる。
【００１６】
次に、ソレノイド１０１をＯＮすると、プランジャ１０３がセンタポスト１０４に磁気吸引され、その推力により、プランジャ１０３に作動連結されているロッドＡ１０６と一体となっている弁体１０７（鋼球１０８）がスプリングＡ１１７のスプリング力に抗して弁座１１１側に移動し、鋼球１０８にて弁座１１１に開口する流路１１２を閉じる。
【００１７】
このとき、ソレノイド１０１に印加する電流による推力に応じた吸入ポート１２３からの外部制御部の吸入圧Ｐ３  となるようにコントロール圧Ｐ２  を制御する。
【００１８】
コントロール圧Ｐ２  は、バルブボディ１１０に有する連通路１１６とセンタポスト１０４の通路１１５を介してセンタポスト１０４とプランジャ１０３との間にも供給される。
【００１９】
また鋼球１０８が弁座１１１に接してシールされるシール径を成す流路１１２の径と、センタポスト１０４のロッドＡ１０６が挿入されている貫通孔１０５の径とがほぼ同一としていることから、ロッドＡ１０６と一体となっている弁体１０７（鋼球１０８）には差圧による影響を受けることがない。
【００２０】
これらから、ある推力で鋼球１０８にて流路１１２を閉じると、吸入ポート１２３に対する吸入圧Ｐ３  がある一定圧でバランスする様、ベローズ組立体１１９が外部のガス又は液圧となる吸入圧Ｐ３  の変化に対してベローズ長が変化し、ベローズ部１２１に作動連結されているロッドＢ１２２の小径部１２２Ｂを介して鋼球１０８を弁座１１１に接離して吸入圧Ｐ３  が自動調圧されるようになっている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来技術の場合では、弁体１０７とロッドＡ１０６とは一体となっていることから差圧の影響を受けない（鋼球１０８によるシール面積×Ｐ２  ＝ロッドＡ１０６の断面積×Ｐ２  であるため、弁体１０７は差圧を受けない）ため、ロッドＡ１０６を受けているセンタポスト１０４の貫通孔１０５と流路１１２（シール部）とで軸ずれが起きた場合、弁体１０７の先端部を鋼球１０８としていることから、図６のようにすきま（図中矢印Ｆ）が開きシール性が低下する。
【００２２】
また、上記した従来技術の場合では、ベローズ組立体の端部１１９Ａはアジャストスクリューの凹部１２０Ａに嵌入されているが、ベローズ組立体１１９外部が高圧となり、ベローズ長が短くなった場合に振動等により図７のようにベローズ組立体が傾いて凹部１２０Ａからはずれ、かみ込みによるロック現象が起きていた。これにより、ベローズ組立体外部が低圧となりベローズが伸びようとしても伸びることができず、バルブの開閉機能が失われていた。
【００２３】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性の向上及びバルブの信頼性の向上を図り得るソレノイドバルブを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本出願に係る第１の発明にあっては、内部中空のソレノイド本体と、該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材に有する軸方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔に摺動自在に挿入される前記可動部材に作動連結されたロッドと、該ロッドと一体に設けられる弁体と、該弁体が接離する弁座と、該弁座に開口する流路と、を備えたソレノイドバルブにおいて、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたことを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するために、本出願に係る第２の発明にあっては、上記弁体と弁座が接離する部位を平面としたもののうち弁体の平面部に前記流路内に入り込む凸部を設け、該凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としたことを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するために、本出願に係る第３の発明にあっては、内部中空のソレノイド本体と、該ソレノイド本体の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材と、該可動部材と対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材と、該固定部材に有する軸方向に貫通形成される貫通孔と、該貫通孔に摺動自在に挿入される第１のロッドと、該第１のロッドと一体に設けられ、弁本体に設けられた弁室内に往復動自在に挿入される弁体と、該弁体が接離する前記弁室に設けられた弁座と、該弁座に開口する流路と、前記弁体を弁座から離間する方向に付勢する第１の付勢手段と、前記可動部材を前記第１のロッドに当接させるべく、第１のロッド側に付勢する第２の付勢手段と、密封構造で内部が真空の蛇腹と、該蛇腹を伸ばす方向に付勢する第３の付勢手段とを備えたベローズ組立体と、該ベローズ組立体に作動連結される第２のロッドと、前記弁本体は、外部と前記弁室とを連通する第１のポートと、外部と流路とを連通する第２のポートと、該第２ポートと外部を介して前記可動部材と前記固定部材との間とを連通する連通路と、前記ベローズ組立体が収納される収納部と、該収納部の外部と内部とを連通する第３のポートと、前記流路と同軸上に設けられて前記第２のロッドが摺動自在に挿入される孔と、を有し、前記第２のロッドは、前記流路を介して前記弁体側に伸び、前記貫通孔の径と前記流路の径とをほぼ同じとしたソレノイドバルブにおいて、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたことを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するために、本出願に係る第４の発明にあっては、前記弁体と弁座が接離する部位を平面としたもののうち弁体の平面部に前記流路内に入り込む凸部を設け、該凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としたことを特徴とする。
【００２８】
上記目的を達成するために、本出願に係る第５の発明にあっては、前記ベローズ組立体の前記第２のロッドが連結される側とは反対側の端部に、ベローズ組立体の伸縮方向に突出する、蛇腹よりも小径の段付の突出部が形成され、該端部に対向する前記収納部の面には、該ベローズ組立体を取り付けるための、ベローズ組立体の端部の外形と略合致する形状の凹部が設けられ、該凹部は、該凹部の開口側に設けられた、ベローズ組立体の伸縮方向に略平行な内周面を有するガイド部と、該ガイド部に段部を介して隣接し、該ガイド部より小径で前記凹部の底面にかけて縮径となるテーパー部と、を有し、前記凹部の取り付け位置からずれた前記ベローズ組立体が、前記蛇腹を前記ガイド部の内周面に規制されつつ伸長するときに、前記突出部を前記テーパー部の内周面上に乗り上げることにより前記凹部の取り付け位置からのずれを修正することを特徴とする。
【００２９】
上記第１の発明に係る構成のソレノイドバルブにあっては、ソレノイド本体に通電時、可動部材が固定部材に磁気吸引され、その推力により、可動部材に作動連結され、固定部材の貫通孔に摺動自在に挿入されているロッドと一体となっている弁体が弁座側に移動し、弁体が弁座に接して弁座に開口する流路を閉じる。
【００３０】
このとき、ロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされる。
【００３１】
また、上記第２の発明に係る構成において、弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量（圧力）の変化を防止することができる。
【００３２】
そして、上記第３の発明に係る構成のソレノイドバルブにあっては、第１のロッドを受ける固定部材の貫通孔の径と流路の径とをほぼ同じとしており、弁本体に流路と外部とを連通する第２のポートと可動部材と固定部材との間とを連通する連通路を有していることから、ソレノイドバルブの力のつりあいから、第１のロッドと一体の弁体に第２のポートにおける圧力による差圧の影響を受けることがない。
【００３３】
また、弁本体の第３のポートを有する収納部にベローズ組立体を有していることから、第３のポートに対する圧力に応じてベローズ組立体が伸縮し、それに伴ってベローズ組立体に作動連結されている第２のロッドが移動して上記したように弁体は差圧を受けないため、弁体が弁座から接離でき、第３のポートに対する圧力を一定にするという自動調圧がなされる。
【００３４】
このときも、弁体と一体の第１のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。
【００３５】
また、上記第４の発明に係る構成において、上記第３の発明における弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量（圧力）の変化を防止することができる。
【００３６】
また、上記第５の発明に係る構成において、外部圧が高圧となってベローズ組立体が収縮したときに振動等により取り付け位置からずれた場合でも、ベローズ組立体が蛇腹をガイド部の内周面で規制されて伸長するときに、突出部をテーパー部の内周面に乗り上げるので、伸長するにしたがい縮径となるテーパー部の内周面に導かれて取り付け位置へと戻され、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブを示す図１において、１はソレノイドバルブ全体を示しており、このソレノイドバルブ１は、ソレノイド２に弁本体２Ａが一体的に設けられて成っている。
【００３８】
ソレノイド２は、内部中空のソレノイド本体３と、そのソレノイド本体３の中空内部に往復動自在に挿入される磁性体製の可動部材としてのプランジャ４と、プランジャ４に対向して同軸上に設けられる磁性体製の固定部材としてのセンタポスト５と、プランジャ４に作動連結される第１のロッドとしてのロッドＡ６とを備えている。
【００３９】
ソレノイド本体３は、両端を開口するケース７と、ケース７内に収納される軸方向に貫通形成される中空部８を有するボビン９に巻つけられたコイル１０と、磁路を構成するスペーサ１１及びアッパープレート１２とを備えている。
【００４０】
ケース７の一方の開口端部には、径方向内方に伸びる内向きフランジ部７１を有し、その内径は、ボビン９の中空部８の径より大きくなっている。その内向きフランジ部７１の内周面に対して流体密にブラケット１３を介して環状のスペーサ１１が設けられており、コイル１０が巻付けられたボビン９を保持している。
【００４１】
このスペーサ１１の内周面の軸方向中途部には、径方向内側に突出する凸部１１Ａを有しており、この凸部１１Ａのボビン９側の内径は、ボビン９の中空部８の径とほぼ同じとなっている。
【００４２】
アッパープレート１２は、径方向外方に伸びる外向きフランジ部１２Ａを有する筒状部材である。この筒状部１２Ｂの端面がボビン９の端面に当接し、外向きフランジ部１２Ａの外周面がケース７の開口端部の段差面７２に当接して設けられており、その段差面７２の先端部にてアッパープレート１２がかしめ固定されている。
【００４３】
また、アッパープレート１２の筒状部１２Ｂの内径は、ボビン９の中空部８の径とほぼ同じとなっていることから、この筒状部１２Ｂの内径部と、ボビン９の中空部８と、スペーサ１１の凸部１１Ａのボビン９側の内径部とでソレノイド本体３のソレノイド本体中空部１４を形成している。
【００４４】
このソレノイド本体中空部１４内には、その全長にわたって設けられ、アッパープレート１２側の開口端部を閉塞する断面略コ字状の軸受１５を有している。その軸受１５を介してソレノイド本体中空部１４内で閉塞部側に往復動自在にプランジャ４が挿入される。
【００４５】
このプランジャ４に対向して同軸上に軸受１５を介してソレノイド本体中空部１４内にセンタポスト５が挿入固定されている。このセンタポスト５の弁本体２Ａ側端部には径方向外方に伸びる外向きフランジ部５１を有しており、この外向きフランジ部５１が、スペーサ１１の凸部１１Ａと、その凸部１１Ａの弁本体２Ａ側の内周面との段部に当接してセンタポスト５が位置決めされている。
【００４６】
またセンタポスト５には、中心軸線上に貫通形成される貫通孔５２を有していおり、その貫通孔５２にロッドＡ６の一端がプランジャ４側に他端が後述する弁体１６側に伸びて摺動自在に挿入される。この貫通孔５２とロッドＡ６とはクリアランスシールされている。
【００４７】
一方、プランジャ４には、軸受１５の閉塞部側に開口する凹部４１を有しており、その凹部４１内に第２の付勢手段としてのスプリングＢ４２が設けられている。このスプリングＢ４２は、一端が軸受１５の閉塞部の端面に当接し、他端が凹部４１の底面に当接してプランジャ４をロッドＡ６側に付勢している。
【００４８】
このスプリングＢ４２のスプリング力にてロッドＡ６の端面にプランジャ４の端面が当接することになり、この当接することでロッドＡ６はプランジャ４に作動連結されている。
【００４９】
さらに、センタポスト５の外周部には、軸方向に貫通形成された通路５３を有している。
【００５０】
弁本体２Ａは、弁体１６と、センタポスト５の凹部５４とで弁室１７を形成するバルブボディ１８と、弁室１７に設けられた弁体１６が接離する弁座１９と、弁座１９に開口し、弁室１７と連通する流路２０と、バルブボディ１８の先端部側に設けられた収納部１８Ｃに収納されるベローズ組立体３０と、を備えている。
【００５１】
バルブボディ１８には、弁室１７を形成するための軸方向に開口する凹部１８Ａを有しており、この凹部１８Ａとソレノイド２側として、バルブボディ１８をセンタポスト５及びスペーサ１１に対して同軸上に一体的に組み付けられている。
【００５２】
そして、バルブボディ１８の凹部１８Ａとセンタポスト５の凹部５４にて形成された弁室１７内に往復動自在で、かつ弁座１９に接離自在に弁体１６が挿入されている。この弁体１６は、段付で、弁座１９側から順に小、中、大径部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと成っている。この大径部１６Ｃの端面に対してソレノイド２のロッドＡ６が一体的に取付けられており、弁体１６がロッドＡ６とともに移動するようになっている。
【００５３】
また、弁室１７内に弁体１６を弁座１９から離間する方向に付勢する第１の付勢手段としてのスプリングＡ２１が設けられている。このスプリングＡ２１は、一端が弁体１６の中径部１６Ｂと大径部１６Ｃとの段差面に当接し、他端が弁室１７の弁座１９の端面に当接して弁体１６を弁座１９から離間する方向に付勢している。
【００５４】
そして、上記したように弁体１６がプランジャ４に作動連結されているロッドＡ６と一体となっていることから、プランジャ４がスプリングＡ２１のスプリング力にてセンタポスト５から離間する方向に付勢されている。
【００５５】
弁座１９は、平面となっており、その平面に開口するようにバルブボディ１８の中心軸線上に流路２０が形成されている。一方、弁座１９に接離する弁体１６の小径部１６Ａの先端も平面となっており、その平面部１６Ｄにおいて弁体１６の中心軸線上で流路２０内に入り込むように突出する凸部１６Ｅを有している。この凸部１６Ｅは、流路２０側に向って縮径となるテーパ状となっている。
【００５６】
また、バルブボディ１８の側壁には、外部と弁室１９とを連通する第１のポートとしての流入ポート２２と、外部と流路２０とを連通する第２のポートとしての制御ポート２３と、制御ポート２３とプランジャ４とセンタポスト５間とをセンタポスト５の通路５３を介して連通する連通路２４と、が設けられている。
【００５７】
流入ポート２２と制御ポート２３はバルブボディ１８の側壁に対して半径方向に貫通形成されており、流入ポート２２の外部側開口端部にはフィルター２２Ａが取付けられている。一方、連通路２４は、軸方向に貫通形成されており、その一方の開口端部は制御ポート２３の外部に位置し、他方はセンタポスト５の通路５３に位置している。
【００５８】
そして、バルブボディ１８の先端部に、両端を開口するカバー２５の一方の開口端部が取付けられており、そのカバー２５にて収納部１８Ｃが形成され、そのカバー２５内にベローズ組立体３０が収納されている。また、カバー２５の他方の開口端部には、ベローズ組立体３０に接するアジャストスクリュー２６が取付けられ、その開口端部を閉塞している。
【００５９】
ベローズ組立体３０は、ベローズ部２７と、ベローズ部２７と作動連結される第２のロッドとしてのロッドＢ２８を支持するロッドホルダ２９と、ベローズ部２７を伸ばす方向に付勢する第３の付勢手段としてのスプリングＣ３３と、を備えている。
【００６０】
ベローズ部２７は、略有底筒状の蛇腹３１と、蛇腹３１の開口端部を閉塞する断面略Ｔ字状のピンＡ３２と、蛇腹３１内に挿入されるスプリングＣ３３と、を備えており、ベローズ部２７は密封構造で内部が真空となっている。
【００６１】
また、蛇腹３１内の閉塞部側には、ピンＡ３２と対向して断面Ｔ字状のピンＢ３４が設けられており、ピンＢ３４のフランジ部３４ａはベローズ部の段付の突出部２７Ａに固定されている。突出部２７Ａは、蛇腹３１より小径で、外周面が端部に向けて縮径となるテーパー状をなす。ピンＢ３４とピンＡ３２の間には、それぞれの凸部の外周部にスプリングＣ３３が設けられている。このスプリングＣ３３は、一端がピンＢ３４のフランジ部３４ａの端面に当接し、他端がピンＡ３２のフランジ部端面に当接して蛇腹３１（ベローズ部２７）を伸ばす方向に付勢している。
【００６２】
そして、ピンＡ３２のバルブボディ１８側には、ピンＡ３２の中心軸線上に形成された凹部３２Ａを有しており、その凹部３２Ａ内に凹形状のロッドホルダ２９が開口部をバルブボディ１８側として圧入されている。
【００６３】
ベローズ部２７の蛇腹３１の閉塞部側はアジャストスクリュー２６の凹部２６Ａ内に取りつけられており、この凹部２６Ａは蛇腹３１及び突出部２７Ａの外形とほぼ合致する形状のストレート部２６ａと段部２６ｃを介して隣接するテーパー部２６ｂからなる。
【００６４】
アジャストスクリューの凹部２６Ａの詳細な構成については後述する。
【００６５】
そして、ベローズ組立体３０のロッドホルダ２９内にロッドＢ２８が挿入され、ロッドＢ２８はロッドホルダ２９内に摺接している（自由状態にある）。このロッドＢ２８は、段付で、大径部２８Ａと小径部２８Ｂとから成っている。
【００６６】
一方、バルブボディ１８には、流路２０と同軸上にカバー２５の内部と連通する孔１８Ｂを有しており、孔１８ＢにはロッドＢ２８の大径部２８Ａが摺動自在に挿入され、小径部２８Ｂが流路２０内に臨んで、その先端が弁体１６の凸部１６Ｅに接するようになっている。このロッドＢ２８は、大径部２８Ａと孔１８Ａとでクリアランスシールされている。
【００６７】
さらに、カバー２５には、カバー２５の外部と内部とを連通する第３のポートとしての吸入ポート３５を有している。
【００６８】
ここで、ベローズ組立体３０の基本作用について説明する。
【００６９】
ベローズ組立体３０の周囲のガスの圧力又は液圧（以下、ガスを例に説明する）が高い時には、スプリングＣ３３の付勢力（反発力）より、ガスの圧縮力の方が強くなるため、ベローズ部２７は軸方向に押され、その長さＬは短くなる。
【００７０】
また周囲のガス圧力が低くなると、スプリングＣ３３の反発力が、ガスの圧縮力よりも大きくなるため、ベローズ部２７を軸方向に膨張し、その長さＬは長くなる。
【００７１】
次に上記構成のソレノイドバルブ１の作用について説明する。
【００７２】
まず、ソレノイド２のＯＦＦ時は、スプリングＡ２１のスプリング力にて弁体１６が弁座１９から離間し、弁座１９に開口する流路２０が開き、バルブ開弁状態となる。これにより、流入ポート２２と制御ポート２３とが弁室１７を介して連通し、フィルター２２Ａを介して流入ポート２２からの例えば外部制御部（不図示）からの吐出圧Ｐ１  （以下、単にＰ１  という）が、制御ポート２３を介してコントロール圧Ｐ２  （以下、単にＰ２  という）として外部制御部に対して出力される。つまり、Ｐ２  ＝Ｐ１  となる。
【００７３】
このとき、プランジャ４は、スプリングＡ２１のスプリング力により、弁体１６及びロッドＡ６を介してセンタポスト５から離間している。
【００７４】
次に、ソレノイド２をＯＮとすると、センタポスト５→スペーサ１１→ケース７→アッパープレート１２→プランジャ４→センタポスト５から成る磁気回路が形成され、プランジャ４がセンタポスト５に磁気吸引される。
【００７５】
その推力により、プランジャ４の端面に当接している（作動連結されている）ロッドＡ６と一体となっている弁体１６がスプリングＡ２１のスプリング力に抗して弁座１９側に移動し、弁体１６の平面部１６Ｄが平面の弁座１９に接して流路２０を閉じ、バルブ閉弁状態となり、流路２０が平面部１６Ｄにてシールされる。
【００７６】
これにより、弁体１６の小径部１６Ａの平面部１６Ｄが弁座１９とのシール部を成す。また平面部１６Ｄのテーパ状の凸部１６Ｅは、流路２０内に入り込んでいる。
【００７７】
このソレノイド２のＯＮ時において印加する電流による推力に応じた吸入ポート３５に対する外部制御部の吸入圧Ｐ３  （以下、単にＰ３  という）となるようにＰ２  を制御する。
【００７８】
Ｐ２  は、バルブボディ１８に有する連通路２４とセンタポスト５の通路５３を介してプランジャ４とセンタポスト５との間にも供給される。また、弁体１６の平面部１６Ｄが弁座１９に接してシールされるシール径を成す流路２０の径と、センタポスト５のロッドＡ６が挿入されている（受けている）貫通孔５２の径とがほぼ同一としているため、ロッドＡ６と一体となっている弁体１６には高圧側から低圧側への差圧による影響を受けることがない。
【００７９】
ここで、上記したソレノイド２に印加する電流による推力に応じたＰ３  となるようにＰ２  を制御することについて、以下に示す上記構成のソレノイドバルブ１の力のつりあい式に基づいて説明する。
【００８０】
尚、ＡＰ  ：プランジャ４の断面積、ＡＲ１：ロッドＡ６の断面積、Ａｂ１：弁体１６の大径部１６Ｃの断面積、Ａｂ２：弁体１６の小径部１６Ａ（シール部）の断面積、ＡＲ２：ロッドＢ２８の小径部２８Ｂの断面積、ＡＲ３：ロッドＢ２８の大径部２８Ａの断面積、ＡＢ  ：ベローズ部２７（蛇腹３１）の有効断面積、ＦＳ  ：ソレノイド２の吸引力、Ｆ１  ：スプリングＡ２１のスプリング力、Ｆ２  ：スプリングＢ４２のスプリング力、ＦＢ  ：ベローズ組立体３０（スプリングＣ３３のスプリング力を含む）の力と定義する。
【００８１】
Ｆ１  、Ｆ２  、ＦＢ  は下記の数式１乃至数式３より求まる。尚、ｘはバルブ閉弁位置を基準とした変位量を示している。
【００８２】
【数１】
Ｆ１  ＝ｋ１  （δ１  −ｘ）
上記数式１において、ｋ１  ：スプリングＡ２１のバネ定数、δ１  ：閉弁位置でのたわみ量である。
【００８３】
【数２】
Ｆ２  ＝ｋ２  （δ２  ＋ｘ）
上記数式２において、ｋ２  ：スプリングＢ４２のバネ定数、δ２  ：閉弁位置でのたわみ量である。
【００８４】
【数３】
ＦＢ  ＝ｋＢ  （δＢ  −ｘ）
上記数式３において、ｋＢ  ：ベローズ組立体３０でのバネ定数（ベローズ組立体３０自体のバネ定数とスプリングＣ３３のバネ定数の両方）、δＢ  ：閉弁位置でのたわみ量である。
【００８５】
そして、バルブ閉弁，開弁方向の作動力をまとめると下表の通りとなる。
【００８６】
【表１】
0003578569.tif 000002
表１からソレノイドバルブ１のつりあい式を算出する。
【００８７】
【数４】
ＦＳ  −Ｆ１  ＋Ｆ２  −ＦＢ  ＋（Ａｂ２−ＡＲ１）Ｐ１  ＋（ＡＲ３−Ａｂ２＋ＡＲ１）Ｐ２  ＋（ＡＢ  −ＡＲ３）Ｐ３  ＝０
Ｐ２  とＰ３  は外部でオリフィス３６でつながっているため、Ｐ２  ≧Ｐ３  となるため、その差をβとして、Ｐ２  ＝Ｐ３  ＋βとおくと、上記数式４は下記数式５となり、そして数式６となる。
【００８８】
【数５】
ＦＳ  −Ｆ１  ＋Ｆ２  −ＦＢ  ＋（Ａｂ２−ＡＲ１）Ｐ１  ＋（ＡＢ  −Ａｂ２＋ＡＲ１）Ｐ３  ＋（ＡＢ  −ＡＢ２＋ＡＲ１）β＝０
【００８９】
【数６】
Ｐ３  ＝｛−ＦＳ  ＋ＦＳＰ  −（Ａｂ２−ＡＲ１）Ｐ１  ＋（ＡＲ３−Ａｂ２＋ＡＲ１  ）β｝／（ＡＢ  −Ａｂ２＋ＡＲ１）
但し、ＦＳＰ＝Ｆ１  −Ｆ２  ＋ＦＢ  とする。
【００９０】
閉弁した瞬間すなわちバルブ閉弁状態で弁体１６と弁座１９との間に押付力が発生しない状態では、Ｐ２  とＰ３  が外部制御部中でオリフィス３６によりつながっているため、β＝０、ｘ＝０となり、数式６は数式７となる。
【００９１】
【数７】
Ｐ３  ＝｛−ＦＳ  ＋ＦＳＰ−（Ａｂ２−ＡＲ１）Ｐ１  ｝／（ＡＢ  −Ａｂ２＋ＡＲ１）
そして、γ＝Ａｂ２−ＡＲ１とおくと、下記の数式８となる。
【００９２】
【数８】
Ｐ３  ＝（−ＦＳ  ＋ＦＳＰ−γＰ１  ）／（ＡＢ  −γ）
さらに、Ａｂ２（弁体１６の小径部１６Ａ（シール部）断面積）＝ＡＲ１（ロッドＡ６の断面積）とする。すなわち、γ＝０とおくと、下記の数式９となる。尚、Ａｂ２（弁体１６の小径部１６Ａ（シール部）断面積）でなく、実際は流路２０の径（シール径）内の面積で、またＡＲ１（ロッドＡ６の断面積）でなく、実際はセンタポスト５の貫通孔５２の径内の面積である。
【００９３】
【数９】
Ｐ３  ＝（−ＦＳ  ＋ＦＳＰ）／ＡＢ    （ｘ＝０）
尚、ＦＳＰとＡＢ  は一定とする。
【００９４】
これより、バルブ閉弁状態で弁体１６と弁座１９との間に押付力が発生しない状態では、ＦＳ  （ソレノイド２の吸引力）によって、つまりソレノイド２の推力によってＰ３  の圧力が決まる。
【００９５】
そして、ベローズ組立体３０を設けているため、上記数式９のＰ３  よりベローズ組立体３０の周囲の圧力となるＰ３  が低いと上記したベローズ組立体３０の基本作用によりベローズ部２７が長くなる（伸びる）。これにより、ベローズ部２７のロッドホルダ２９に摺接して設けられるロッドＢ２８が押され、そのロッドＢ２８にて弁体１６の凸部１６ＥがスプリングＡ２１のスプリング力に抗して押されて流路２０が開く。すなわち、力のつりあい式である数式９に基づき一定のストロークで流路２０を開ける。
【００９６】
Ｐ２  はこのときのＰ１  とバルブ開のストロークによって決まる。
【００９７】
一方、Ｐ３  の圧力が高いと上記したベローズ組立体３０の基本作用によりベローズ部２７が短くなる（縮む）。これにより、ベローズ部２７のロッドホルダ２９に摺接して設けられるロッドＢ２８が押されることがないため、弁体１６がスプリングＡ２１のスプリング力にて押されて流路２０が閉じる。これにより、Ｐ２  ＝Ｐ３  となる。
【００９８】
上記構成のソレノイドバルブにあっては、ソレノイド本体３に通電時、プランジャ４がセンタポスト５に磁気吸引され、その推力により、プランジャ４に作動連結され、センタポスト５の貫通孔５２に摺動自在に挿入されているロッドＡ６と一体となっている弁体１６が弁座１９側に移動し、弁体１６が弁座１９に接して弁座１９に開口する流路２０を閉じてシールする。
【００９９】
このとき、ロッドＡ６を受けているセンタポスト５の貫通孔５２と流路２０とが図２に示すように軸ずれを生じていても、弁体１６の平面部１６Ｄと平面の弁座１９とが接することから、その接する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールすることができる。すなわち、シール性の向上を図ることができる。
【０１００】
また、上記構成におけるソレノイドバルブの力のつりあいから、弁体１６にＰ２  による差圧の影響を受けることがなく、Ｐ３  の圧力に応じて伸縮するベローズ組立体３０を設けているため、それに伴ってベローズ組立体３０にロッドホルダ２９を介して作動連結されているロッドＢ２８が移動して弁座１９から弁体１６を接離して、Ｐ３  を一定にするという自動調圧がなされる。
【０１０１】
このときも、ロッドＡ６を受けているセンタポスト５の貫通孔５２と流路２０とが図２に示すように軸ずれを生じていても、弁体１６の平面部１６Ｄと平面の弁座１９とが接することから、その接する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。すなわち、シール性の向上を図ると共に、制御性能の向上を図ることができる。
【０１０２】
また、弁体１６の平面部１６Ｄに流路２０内に入り込む凸部１６Ｅを流路２０側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体１６が弁座１９から離間して流路２０の開きはじめの急な流量（圧力）の変化を防止することができる。これにより、より制御性能の向上を図ることができる。
【０１０３】
尚、上記実施の形態では弁体が高圧側から低圧側へ差圧により変位しない構造のものを例にとって説明したが、特にこれに限るものではなく、弁体が弁座に接離して弁座に開口する流路を開閉するその他の開閉弁でも同様に適用することができる。
【０１０４】
以下、アジャストスクリュー２６の凹部２６Ａの詳細な構成について説明する。
【０１０５】
通常は、図１に示すように、ベローズ組立体３０は、蛇腹３１の端部がストレート部の内周面に略平行となり、突出部２７Ａがテーパー部に収納されるように、凹部２６Ａに取り付けられている。
【０１０６】
ベローズ組立体３０が外部圧により縮み、振動等により図３に示すように取付位置からずれたときの最大のずれはほぼ（φＤＧ  −φＤＢ３）／２となる。（図４参照）これより両側のずれを考慮し、本実施形態では、最大のずれが生じて蛇腹３１がストレート部２６ａの内周面に当接する場合でも、突出部２７Ａがテーパー部２６Ｂの内周面に乗り上げて当接するようにφＤＴ２の寸法を（φＤＢ２＋φＤＧ  −φＤＢ３）以上としている。従って、ベローズ組立体３０が上述の取り付け位置からずれた場合でも、外部圧が低圧となりベローズ組立体３０が再び伸びていく過程では、蛇腹３１はストレート部２６ａの内周面に規制されるとともに、ベローズ部の突出部２７Ａがテーパー部２６ｂの内周面に乗り上げているため、ベローズ組立体３０が伸びるにつれて、突出部２７Ａはテーパー部２６ｂの内周面を上って行き、ずれが修正される。さらにφＤＴ１をφＤＢ１以上とすることにより、ベローズ部の底面２７Ｂとアジャストスクリュー凹部の底面２６Ｂとが重なり、自動的に位置修正を終える。
【０１０７】
つまり、下記数式１０及び１１を満たす寸法関係を有する適度なガイド部２６ａ及びテーパー部２６ｂを設けることにより、ベローズ組立体３０はテーパー部内周面に沿って傾きを修正していくため、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。
【０１０８】
【数１０】
φＤＴ１≧φＤＢ１
【０１０９】
【数１１】
φＤＴ２≧φＤＢ２＋φＤＧ  −φＤＢ３
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、ソレノイド本体に通電時、可動部材が固定部材に磁気吸引され、その推力により、可動部材に作動連結され、固定部材の貫通孔に摺動自在に挿入されている第１のロッドと一体となっている弁体が弁座側に移動し、弁体が弁座に接して弁座に開口する流路を閉じてシールされる。
【０１１１】
このとき、第１のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされる。すなわち、シール性の向上を図ることができる。
【０１１２】
また、本出願に係る第２の発明によれば、弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状とすることで、そのテーパに沿って流体が流れるので、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量（圧力）の変化を防止することができる。これにより、制御性能の向上を図ることができる。
【０１１３】
そして、本出願に係る第３の発明によれば、ソレノイドバルブの力のつりあいから、弁体が第２のポートにおける圧力による差圧の影響を受けることがなく、第３のポートに対する圧力に応じて伸縮するベローズ組立体を設けているので、それに伴ってベローズ組立体に作動連結されている第２のロッドが移動して弁座から弁体を接離して、第３のポートに対する圧力を一定にするという自動調圧がなされる。
【０１１４】
このときも、第１のロッドを受けている固定部材の貫通孔と流路とが軸ずれを生じていても、弁体と弁座との接離する部位を平面としていることから、接離する部位に変化が生じないため、閉弁時確実にシールされ、自動調圧も精度良くなされる。すなわち、シール性の向上を図ると共に、制御性能の向上を図ることができる。
【０１１５】
また、本出願に係る第４の発明によれば、上記第３の発明における弁体の平面部に流路内に入り込む凸部を流路側に向って縮径となるテーパ状としていることから、そのテーパに沿って流体が流れるため、弁体が弁座から離間して流路の開きはじめの急な流量（圧力）の変化を防止することができる。これにより、より制御性能の向上を図ることができる。
【０１１６】
また、本出願に係る第５の発明によれば、外部圧が高圧となってベローズ組立体が振動等により取り付け位置からずれた場合でも、蛇腹がガイド部内周面で規制され、ベローズ組立体が突出部を縮径となるテーパー部内周面に沿わせながら伸長するので、取り付け位置からのずれが修正され、かみ込みによるロック現象を回避でき、バルブ開閉機能も失われない。すなわち、バルブの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブの全体縦断面図である。
【図２】図２は図１のＥ部拡大図で、センタポストの貫通孔と流路との軸ずれを示している。
【図３】図３は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブのベローズ組立体周辺の拡大図である。
【図４】図４は本発明の一実施の形態に係るソレノイドバルブのベローズ組立体及びアジャストスクリューの寸法を示す図である。
【図５】図５は従来のソレノイドバルブの全体縦断面図である。
【図６】図６は図５のＤ部拡大図で、センタポストの貫通孔と流路との軸ずれを示している。
【図７】図７は従来のソレノイドバルブにおけるベローズ組立体のロック現象を示す図である。
【符号の説明】
１  ソレノイドバルブ
２  ソレノイド
２Ａ  弁本体
３  ソレノイド本体
４  プランジャ（可動部材）
４１  凹部
４２  スプリングＢ（第２の付勢手段）
５  センタポスト（固定部材）
５１  外向きフランジ部
５２  貫通孔
５３  通路
５４  凹部
６  ロッドＡ（第１のロッド）
７  ケース
７１  内向きフランジ部
７２  段差面
８  中空部
９  ボビン
１０  コイル
１１  スペーサ
１１Ａ  凸部
１２  アッパープレート
１２Ａ  外向きフランジ部
１２Ｂ  筒状部
１３  ブラケット
１４  ソレノイド本体中空部
１５  軸受
１６  弁体
１６Ａ  小径部
１６Ｂ  中径部
１６Ｃ  大径部
１６Ｄ  平面部
１６Ｅ  凸部
１７  弁室
１８  バルブボディ
１８Ａ  凹部
１８Ｂ  孔
１８Ｃ  収納部
１９  弁座
２０  流路
２１  スプリングＡ（第１の付勢手段）
２２  流入ポート（第１のポート）
２２Ａ  フィルター
２３  制御ポート（第２のポート）
２４  連通路
２５  カバー
２６  アジャストスクリュー
２６Ａ  凹部
２６Ｂ  凹部底面
２６ａ  ストレート部
２６ｂ  テーパー部
２６ｃ  段部
２７  ベローズ部
２７Ａ  突出部
２７Ｂ  突出部端面
２８  ロッドＢ（第２のロッド）
２８Ａ  大径部
２８Ｂ  小径部
２９  ロッドホルダ
３０  ベローズ組立体
３１  蛇腹
３２  ピンＡ
３２Ａ  凹部
３３  スプリングＣ（第３の付勢手段）
３４  ピンＢ
３５  吸入ポート（第３のポート）
３６  オリフィス
【図１】
0003578569.tif 000003
【図２】
0003578569.tif 000004
【図３】
0003578569.tif 000005
【図４】
0003578569.tif 000006
【図５】
0003578569.tif 000007
【図６】
0003578569.tif 000008
【図７】
0003578569.tif 000009