(57)【要約】【課題】一方向性のパイロット式電磁弁と同等の構成で、正方向の流れについてのみパイロット式に主弁体が弁開、弁閉し、逆方向流れについては主弁体が逆止弁的に機能して逆流し可能にすること。【解決手段】第１の入出口ポート１４ならびに第２の入出口ポート１５の流体圧が主弁体２０に対して弁開方向に作用するように構成し、パイロット流体流路における圧力室２１より第２の入出口ポート１５への流体の流れを許し、その逆の流れを禁止する逆止弁３７を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入出口ポートと第２の入出口ポートと弁室と主弁ポートとを形成された弁ハウジングと、前記弁室に設けられて前記主弁ポートを開閉することにより前記第１の入出口ポートと前記第２の入出口ポートの連通遮断を行う主弁体と、前記主弁体を弁閉方向に付勢する弁閉ばねとを有し、
前記主弁体は、前記弁室をシリンダボアーとするピストンをなして前記主弁ポートとは反対側に絞り通路によって前記第１の入出口ポートと連通している圧力室を画定し、当該圧力室の流体圧を弁閉方向に及ぼされ、前記第１の入出口ポートならびに前記第２の入出口ポートの流体圧を弁開方向に及ぼされ、
更に、前記圧力室と前記第２の入出口ポートとを連通接続するパイロット流体流路と、パイロット流体流路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット弁体を開閉駆動する電磁手段と、前記パイロット流体流路における前記圧力室より前記第２の入出口ポートへの流体の流れを許し、その逆の流れを禁止する逆止弁とを有するパイロット式電磁弁。
【請求項２】
前記弁室は前記圧力室とは前記主弁体を隔てた反対側にて前記第１の入出口ポートに連通しており、前記絞り通路は前記主弁体に貫通形成された小孔により構成されている請求項１記載のパイロット式電磁弁。
【請求項３】
前記電磁手段は、電磁コイル、吸引子、プランジャ、プランジャばねを含み、前記電磁コイルに通電が行われている時には前記プランジャが前記プランジャばねのばね力に抗して吸引子に磁気的に吸引されることにより、前記パイロット弁体を弁開させ、前記電磁コイルに通電が行われていない時には前記プランジャばねのばね力によって前記パイロット弁体を弁閉させる請求項１または２記載のパイロット式電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイロット式電磁弁に関し、特に、逆流し可能な逆止弁機能を備えたパイロット式電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パイロット式電磁弁は、パイロット流体流路を開閉する電磁駆動のパイロット弁体によってパイロット流体流路を開閉することにより、主弁体による圧力室の圧力を変化させて主弁体を開閉駆動させ、主弁ポートを開閉する電磁開閉弁であり、この種のパイロット式電磁弁としては、可逆性を有していない一方向性のもの（例えば、特許文献１）と、可逆性を有しているもの（例えば、特許文献２、３、４、５）とがある。
【０００３】
一方向性のパイロット式電磁弁は、可逆性のパイロット式電磁弁より構造は簡単であるが、構造上、逆流しすることができない。このため、逆流しを必要とする場合には、パイロット式電磁弁を含む通路と並列の逆止弁付きの通路を、別途、設ける必要が生じる。
【０００４】
可逆性のパイロット式電磁弁は、正方向流れと逆方向流れのいずれに対しても、パイロット流体流路の開閉による主弁体の開閉駆動により、主弁ポートを開閉するが、一方向性のパイロット式電磁弁に比して構造が複雑になる。可逆性のパイロット式電磁弁は、正方向流れと逆方向流れのいずれの方向の流れも連通、遮断（弁開、弁閉）する必要がある流体回路での使用については有効であるが、正方向の流れのみ弁開、弁閉する必要があり、逆方向流れは逆止弁的に弁開となる流体回路での使用についてはオーバースペックになる。
【特許文献１】実開昭５１−７０９２１号公報
【特許文献２】実開平５−８１５３号公報
【特許文献３】特開平５−７１６５９号公報
【特許文献４】特許第３１４５２３３号公報
【特許文献５】特許第３５７６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、一方向性のパイロット式電磁弁と同等の構成で、正方向の流れについてのみパイロット式に主弁体が弁開、弁閉し、逆方向流れについては主弁体が逆止弁的に機能して逆流し可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明によるパイロット式電磁弁は、第１の入出口ポートと第２の入出口ポートと弁室と主弁ポートとを形成された弁ハウジングと、前記弁室に設けられて前記主弁ポートを開閉することにより前記第１の入出口ポートと前記第２の入出口ポートの連通遮断を行う主弁体と、前記主弁体を弁閉方向に付勢する弁閉ばねとを有し、前記主弁体は、前記弁室をシリンダボアーとするピストンをなして前記主弁ポートとは反対側に絞り通路によって前記第１の入出口ポートと連通している圧力室を画定し、当該圧力室の流体圧を弁閉方向に及ぼされ、前記第１の入出口ポートならびに前記第２の入出口ポートの流体圧を弁開方向に及ぼされ、更に、前記圧力室と前記第２の入出口ポートとを連通接続するパイロット流体流路と、パイロット流体流路を開閉するパイロット弁体と、前記パイロット弁体を開閉駆動する電磁手段と、前記パイロット流体流路における前記圧力室より前記第２の入出口ポートへの流体の流れを許し、その逆の流れを禁止する逆止弁とを有する。
【０００７】
この発明によるパイロット式電磁弁は、好ましくは、前記弁室は前記圧力室とは前記主弁体を隔てた反対側にて前記第１の入出口ポートに連通しており、前記絞り通路は前記主弁体に貫通形成された小孔により構成されている。
【０００８】
この発明によるパイロット式電磁弁は、好ましくは、前記電磁手段は、電磁コイル、吸引子、プランジャ、プランジャばねを含み、前記電磁コイルに通電が行われている時には前記プランジャが前記プランジャばねのばね力に抗して吸引子に磁気的に吸引されることにより、前記パイロット弁体を弁開させ、前記電磁コイルに通電が行われていない時には前記プランジャばねのばね力によって前記パイロット弁体を弁閉させる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によるパイロット式電磁弁によれば、第１の入出口ポートより第２の入出口ポートへ向けて流体が流れる正方向流れ時において、パイロット弁体によってパイロット流体流路が閉じられている時には、圧力室内が一次側（高圧側）の第１の入出口ポートの圧力になり、第１の入出口ポートの圧力と第２の入出口ポートの圧力との圧力差と弁閉ばねのばね力によって主弁体が弁閉駆動され、主弁体によって主弁ポートが閉じられた弁閉状態になる。
【００１０】
これに対し、第１の入出口ポートより第２の入出口ポートへ向けて流体が流れる正方向流れ時において、パイロット弁体が弁開駆動されてパイロット流体流路が開かれると、つまり、パイロット流体流路が連通状態になると、圧力室の圧力が逃がされ、圧力室の圧力が二次側（低圧側）の第２の入出口ポートの圧力に近い圧力にまで低下することにより、主弁体に作用する第１の入出口ポートの圧力による弁開力によって、主弁体が弁閉ばねのばね力に抗して弁開駆動され、主弁ポートが開かれた弁開状態になる。この時、パイロット流体流路の逆止弁は、弁開し、圧力室より第２の入出口ポートへの流体の流れを阻害しない。
【００１１】
第２の入出口ポートより第１の入出口ポートへ向けて流体が流れる逆方向流れ時には、パイロット弁体の開閉に拘わらず一次側（高圧側）になっている第２の入出口ポートの圧力が圧力室に入ることがパイロット流体流路の逆止弁の逆止作用によって阻止され、圧力室の圧力が二次側（低圧側）になっている第１の入出口ポートの圧力あるいはその圧力に近い圧力になり、第２の入出口ポートの圧力と第１の入出口ポートの圧力との圧力差によって主弁体が弁閉ばねのばね力に抗して弁開駆動され、主弁ポートが開かれた弁開状態になる。
【００１２】
第２の入出口ポートの圧力が高くなり、その圧力によって弁閉状態にあったパイロット弁体が押し開かれるような事態になっても、パイロット流体流路の逆止弁の逆止作用により、第２の入出口ポートの圧力が圧力室に入ることが阻止されているから、第２の入出口ポートの圧力が圧力室に入ることがなく、圧力室の圧力が高くなったことにより、主弁体が弁閉駆動されて主弁ポートが弁閉状態になるようなチャタリング現象が生じることがない。
【００１３】
これにより、一方向性のパイロット式電磁弁と同等の構成で、正方向の流れについてのみパイロット式に主弁体が弁開、弁閉し、逆方向流れについては主弁体が逆止弁的に機能して逆流し可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明によるパイロット式電磁弁の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。
【００１５】
パイロット式電磁弁は弁ハウジング本体１２と蓋体１３とによる弁ハウジング１１を有する。弁ハウジング本体１２には、第１の入出口ポート１４と、第２の入出口ポート１５と、弁室１６と、主弁ポート１７とが形成されている。第１の入出口ポート１４には入口継手４１が、第２の入出口ポート１５には出口継手４２が各々取り付けられている。
【００１６】
弁室１６には主弁体２０が上下方向（弁開閉方向）に移動可能に設けられている。主弁体２０は上下方向移動によって主弁ポート１７を開閉し、第１の入出口ポート１４と第２の入出口ポート１５との連通遮断を行う。この実施形態では、主弁体２０の降下移動が弁閉移動であり、主弁体２０の上昇移動が弁開移動である。
【００１７】
第１の入出口ポート１４は弁室１６に対して主弁体２０の下面側に向けて開口し、第２の入出口ポート１５は主弁ポート１７に対して主弁体２０の下面側に向けて開口している。これにより、主弁体２０は、第１の入出口ポート１４ならびに第２の入出口ポート１５の流体圧を弁開方向（上昇方向）に及ぼされる。
【００１８】
主弁体２０は、弁室１６をシリンダボアーとし、その内周面に摺接するピストンをなしており、主弁ポート１７とは反対側に、蓋体１３によって閉じられた圧力室２１を画定している。これより以降、主弁体２０より下側を弁室１６、主弁体２０より上側を圧力室２１と呼ぶ。
【００１９】
主弁体２０には小孔２５が貫通形成されている。弁室１６は圧力室２１とは主弁体２０を隔てた反対側にて第１の入出口ポート１４に連通しているから、圧力室２１は小孔２５を絞り通路として第１の入出口ポート１４と連通している。
【００２０】
なお、主弁体２０には、主弁ポート１７の周りに画定されている主弁座面１８に接触して弁閉シールを行うパッキン２２と、弁室１６の内周面に接触して圧力室２１のシールを行うパッキン２３とが取り付けられている。
【００２１】
また、主弁体２０はガイド軸部２４を有し、ガイド軸部２４は弁ハウジング本体１２に形成された支持ガイド孔１９に軸線方向（弁開閉方向）に移動可能に嵌合している。これにより、主弁体２０は弁ハウジング本体１２より支持され、主弁体２０が傾きながら開閉移動することを防止される。
【００２２】
圧力室２１には主弁体２０を弁閉方向に付勢する弁閉ばね（圧縮コイルばね）２６が設けられている。
【００２３】
弁ハウジング本体１２、蓋体１３には、圧力室２１と第２の入出口ポート１５とを連通接続するパイロット流体流路２７、２８が形成されている。蓋体１３にはプラグ部材２９が取り付けられており、パイロット流体流路２７に連通するパイロット弁ポート３０が蓋体１３に形成されている。
【００２４】
プラグ部材２９には電磁アクチュエータ３２が取り付けられている。電磁アクチュエータ３２は、電磁コイル３３、吸引子３４、プランジャ３５、プランジャばね３６を含み、プランジャ３５は吸引子３４に嵌着されたプランジャチューブ３５Ａによって軸線方向に移動可能に支持されている。
【００２５】
また、プランジャチューブ３５Ａは、プランジャ３５の吸引子とは反対側において、中心にパイロット通路３１Ａが形成されたパイロット弁体３１を、パイロット弁ポート３０を開閉するべく、プランジャチューブ３５Ａの軸線方向（パイロット弁ポート３０に接近離間する方向）に移動可能に支持している。パイロット弁ポート３０の開閉は、パイロット流体流路２７、２８の開閉、つまり、パイロット流体流路２７、２８の圧力室２１に対する連通、遮断を意味する。
【００２６】
電磁アクチュエータ３２の電磁コイル３３に通電が行われている時にはプランジャ３５がプランジャばね３６のばね力に抗して吸引子３４に磁気的に吸引されることにより、プランジャ３５がパイロット弁体３１から離間して、パイロット通路３１Ａを開放させると共に、パイロット弁ポート３０を弁開する方向へのパイロット弁体３１の移動を許容し、電磁コイル３３に通電が行われていない時には、プランジャばね３６のばね力によって吸引子３４から離間するよう付勢されたプランジャ３５が、パイロット通路３１Ａに接触してこれを閉塞すると共に、パイロット弁体３１がパイロット弁ポート３０側に押されて、プランジャ３５が、パイロット弁ポート３０を弁閉させる。
【００２７】
蓋体１３には逆止弁３７が組み込まれている。逆止弁３７は、ボール弁体３８と、弁閉ばね３９とによるボール弁式のものであり、パイロット流体流路２７、２８を通じて圧力室２１より第２の入出口ポート１５への流体の流れを許し、その逆の流れを禁止する。
【００２８】
つぎに、上述の構成によるパイロット式電磁弁の作用について説明する。
【００２９】
第１の入出口ポート１４より第２の入出口ポート１５へ向けて流体が流れる正方向流れ時において、電磁コイル３３が非通電で、パイロット弁体３１によってパイロット弁ポート３０が閉じられている時には、小孔２５による圧力導入によって圧力室２１内が一次側（高圧側）の第１の入出口ポート１４の圧力と同等の圧力になる。
【００３０】
これにより、圧力室２１の圧力（第１の入出口ポート１４の圧力）と主弁ポート１７の圧力（第２の入出口ポート１５の圧力）との圧力差と弁閉ばね２６のばね力によって主弁体２０が弁閉駆動され、主弁体２０が主弁座面１８に着座し、主弁ポート１７が閉じられた弁閉状態になる。
【００３１】
これに対し、第１の入出口ポート１４より第２の入出口ポート１５へ向けて流体が流れる正方向流れ時において、電磁コイル３３に対する通電によってパイロット弁体３１が弁開駆動されてパイロット弁ポート３０が開かれると、つまり、パイロット流体流路２７、２８が連通状態になると、圧力室２１の圧力が第２の入出口ポート１５の側に逃がされ、圧力室２１の圧力が二次側（低圧側）の第２の入出口ポート１５の圧力に近い圧力まで低下する。なお、この時、逆止弁３７は、圧力差によって弁開し、圧力室２１より第２の入出口ポート１５への流体の流れを阻害しない。
【００３２】
これにより、主弁体２０に作用する第１の入出口ポート１４の圧力による弁開力によって、主弁体２０が弁閉ばね２６のばね力に抗して弁開駆動され、主弁体２０が主弁座面１８より離れ、主弁ポート１７が開かれた弁開状態になる。
【００３３】
第２の入出口ポート１５より第１の入出口ポート１４へ向けて流体が流れる逆方向流れ時には、パイロット弁体３１の開閉に拘わらず、一次側（高圧側）になっている第２の入出口ポート１５の圧力が圧力室２１に入ることが、逆止弁３７の逆止作用によって阻止される。
【００３４】
これにより、圧力室２１の圧力は、小孔２５による圧力導入によって、二次側（低圧側）になっている第１の入出口ポート１４の圧力あるいはその圧力に近い圧力になり、第２の入出口ポート１５の圧力と第１の入出口ポート１４の圧力との圧力差によって主弁体２０が弁閉ばね２６のばね力に抗して弁開駆動され、主弁ポート１７が開かれた弁開状態になる。
【００３５】
図２の（ａ）は、逆方向流れ時における開弁規定圧以下の状態を、（ｂ）は逆方向流れ時における開弁規定圧以上の状態を、（ｃ）は逆方向流れ時における高圧状態を各々示している。
【００３６】
図２（ａ）に示されているように、開弁規定圧以下では、主弁体２０が主弁座面１８に着座して主弁ポート１７が閉じられた弁閉状態が保たれる。開弁規定圧以上になると、図２（ｂ）に示されているように、その圧力によって主弁体２０が弁閉ばね２６のばね力に抗して押し開かれる。この開弁規定圧は、弁閉ばね２６のばね力等によって決めることができる。
【００３７】
図２（ｃ）に示されているように、第２の入出口ポート１５の圧力が高くなり、その圧力によって弁閉状態にあったパイロット弁体３１が押し開かれるような事態になっても、逆止弁３７の逆止作用により、第２の入出口ポート１５の圧力が圧力室２１に入ることが阻止される。
【００３８】
これにより、第２の入出口ポート１５の圧力が圧力室２１に入ることがなく、圧力室２１の圧力が高くなったことにより、主弁体２０が弁閉駆動されて主弁ポート１７が弁閉状態になるようなチャタリング現象が生じることがない。
【００３９】
これにより、一方向性のパイロット式電磁弁と同等の構成で、正方向の流れについてのみパイロット式に主弁体２０が弁開、弁閉し、逆方向流れについては主弁体２０が逆止弁的に機能して逆流し可能になる。
【００４０】
図３は、上述のように作用する本実施形態によるパイロット式電磁弁の等価回路（構成）を示している。つまり、正流れ時には、パイロット式電磁開閉弁５０として機能し、逆方向流れ時には、逆止弁（圧力弁あるいは圧力リリーフ弁）５１として機能する。
【００４１】
これにより、従来の逆流しできないパイロット電磁弁では、電磁弁出口側に逆止弁を設けると共に、逆流し配管用に並列にもう一つの逆止弁を設置する必要があるが、本実施形態によるパイロット式電磁弁では、これらが不要となるため、配管製作のコスト削減が図られる。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、逆止弁３７がパイロット弁ポート３０より圧力室２１側に配置されているが、図４、図５に示されているように、逆止弁３７はパイロット弁ポート３０より第２の入出口ポート１５側に配置されてもよく、上述の実施形態と同等に作用する。
【００４３】
また、逆止弁３７は、ボール弁のものに限られることはなく、他の型式のものでもよく、弁閉ばね３９を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明によるパイロット式電磁弁の一つの実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態によるパイロット式電磁弁の逆方向流れ時における開弁規定圧以下の状態を、（ｂ）は本実施形態によるパイロット式電磁弁の逆方向流れ時における開弁規定圧以上の状態を、（ｃ）は本実施形態によるパイロット式電磁弁の逆方向流れ時における高圧状態を各々示す説明図である。
【図３】本実施形態によるパイロット式電磁弁の等価回路（構成）を示す説明図である。
【図４】この発明によるパイロット式電磁弁の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】この発明によるパイロット式電磁弁の他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  弁ハウジング
１２  弁ハウジング本体
１３  蓋体
１４  第１の入出口ポート
１５  第２の入出口ポート
１６  弁室
１７  主弁ポート
１８  主弁座面
１９  支持ガイド孔
２０  主弁体
２１  圧力室
２２、２３  パッキン
２４  ガイド軸部
２５  小孔
２６  弁閉ばね
２７、２８  パイロット流体流路
２９  プラグ部材
３０  パイロット弁ポート
３１  パイロット弁体
３１Ａ  パイロット通路
３２  電磁アクチュエータ
３３  電磁コイル
３４  吸引子
３５  プランジャ
３５Ａ  プランジャチューブ
３６  プランジャばね
３７  逆止弁
３８  ボール弁体
３９  弁閉ばね
４１  入口継手
４２  出口継手
５０  パイロット式電磁開閉弁
５１  逆止弁
【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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