(57)【要約】【課題】主弁を駆動するピストンの大きさに関係なく、小型のソレノイドを使用することができる電磁弁を提供することを目的とする。【解決手段】主弁体５を駆動するピストン１０の外周をＶパッキン１１で完全にシールしてピストン１０の周りからピストン室１８への圧力導入をなくし、流体入口２とピストン室１８との間に、通路１４、弁座１３、弁体１６、通路１９を含む高圧導入制御弁を設ける。高圧導入制御弁は、ピストン室１８の圧力を低圧の流体出口３へ逃がすパイロット弁に連動して逆作動させる。ピストン１０の周りからピストン室１８へ圧力を導入しないので、パイロット弁孔をピストン１０の径に関係なく小さいままにすることができ、ピストン１０の径を大きくしても、パイロット弁を駆動するソレノイドは小型のままでよいため、コンパクトかつ安価な電磁弁にすることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン室の圧力を流体出口へ逃す通路に設けられたパイロット弁が前記通路を開放または閉塞することによりピストンが主弁を開閉駆動するパイロット作動式の電磁弁において、
前記ピストンの外周に周設されたシール材と、
流体入口と前記ピストン室との間を連通する通路に配置され前記パイロット弁の開放または閉塞動作に連動して前記通路を閉塞または開放する高圧導入制御弁と、
を備えていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記パイロット弁および前記高圧導入制御弁は、１つのソレノイドと、前記ピストン室に連通した共通の空間に配置され前記ソレノイドの駆動力を受けて流体出口に連通した第１の弁孔を開放するよう動作する第１の弁体と、前記共通の空間に配置され前記ソレノイドの駆動力を受けて前記流体入口に連通した第２の弁孔を閉塞するよう動作する第２の弁体と、前記第１の弁体が前記第１の弁孔を閉塞するとともに前記第２の弁体が前記第２の弁孔を開放する方向に前記第１の弁体および前記第２の弁体を付勢するスプリングとを有する三方電磁弁であることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記三方電磁弁は、前記第２の弁孔が前記流体入口に連通する第２の弁座、前記第２の弁体、前記第１の弁体、前記第１の弁孔が前記流体出口に連通する第１の弁座、前記ソレノイドのコアおよびプランジャがこの順で同一軸線上に配置され、前記プランジャの動きを前記コアを貫通して配置されたシャフトを介して前記第１の弁体および前記第２の弁体に伝達するようにしたことを特徴とする請求項２記載の電磁弁。
【請求項４】
前記三方電磁弁は、前記第１の弁孔が前記流体出口に連通する第１の弁座、前記第１の弁体、前記第２の弁体および前記ソレノイドのコアに形成された第２の弁座がこの順で同一軸線上に配置され、前記スプリングが前記第２の弁体と前記コアとの間に配置され、前記第１の弁体および前記第２の弁体が前記ソレノイドのプランジャを貫通して配置されるとともに前記プランジャの前記コアへの吸引時に前記第２の弁体が前記第２の弁座に着座するよう前記第１の弁体が前記プランジャに係止され、前記コアに形成された前記第２の弁座の前記第２の弁孔がチューブによって前記流体入口に連通していることを特徴とする請求項２記載の電磁弁。
【請求項５】
前記シール材は、Ｖパッキンであり、前記流体入口から前記ピストン室への流体漏れを防ぐ向きに配置されていることを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項６】
ピストン室の圧力を制御してピストンが主弁を開閉駆動することにより双方向の流体の流れに対して開閉制御するパイロット作動式の電磁弁において、
前記ピストン室と流体の出入口を構成する第１および第２のポートとの間を連通する通路に配置されてソレノイドにより前記ピストン室と前記第１のポートとの間の通路および前記ピストン室と前記第２のポートとの間の通路を排他的に開閉する三方電磁弁と、
前記ピストンの外周に周設されたシール材と、
を備えていることを特徴とする電磁弁。
【請求項７】
前記三方電磁弁は、１つのソレノイドと、前記ピストン室に連通した共通の空間に配置され前記ソレノイドの駆動力を受けて前記第１のポートに連通した第１の弁孔を閉塞するよう動作する第１の弁体と、前記共通の空間に配置され前記ソレノイドの駆動力を受けて前記第２のポートに連通した第２の弁孔を開放するよう動作する第２の弁体と、前記第１の弁体が前記第１の弁孔を開放するとともに前記第２の弁体が前記第２の弁孔を閉塞する方向に前記第１の弁体および前記第２の弁体を付勢するスプリングとを有することを特徴とする請求項６記載の電磁弁。
【請求項８】
前記三方電磁弁は、前記第１の弁孔が前記第１のポートに連通する第１の弁座、前記第１の弁体、前記第２の弁体、前記第２の弁孔が前記第２のポートに連通する第２の弁座、前記ソレノイドのコアおよびプランジャがこの順で同一軸線上に配置され、前記プランジャの動きを前記コアを貫通して配置されたシャフトを介して前記第１の弁体および前記第２の弁体に伝達するようにしたことを特徴とする請求項７記載の電磁弁。
【請求項９】
前記三方電磁弁は、前記第２の弁孔が前記第２のポートに連通する第２の弁座、前記第２の弁体、前記第１の弁体および前記ソレノイドのコアに形成された第１の弁座がこの順で同一軸線上に配置され、前記スプリングが前記第１の弁体と前記コアとの間に配置され、前記第１の弁体および前記第２の弁体が前記ソレノイドのプランジャを貫通して配置されるとともに前記プランジャの前記コアへの吸引時に前記第１の弁体が前記第１の弁座に着座するよう前記第２の弁体が前記プランジャに係止され、前記コアに形成された前記第１の弁座の前記第１の弁孔がチューブによって前記第１のポートに連通していることを特徴とする請求項７記載の電磁弁。
【請求項１０】
前記シール材は、Ｖパッキンであり、前記ピストン室から前記第１のポートへの流体漏れを防ぐ向きに配置されていることを特徴とする請求項６記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁弁に関し、特に高圧の流体が流れる流路を閉塞または開放するパイロット作動式の電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁弁は、ソレノイド力を利用して弁体の開閉を行う弁であるが、流体の圧力が高い場合には、その弁体にかかる圧力も非常に高くなるため、弁体を駆動するソレノイド力も大きな力が必要となり、必然的にソレノイドが大型化することになる。
【０００３】
そこで、流体の流れを直接制御する主弁にこれより受圧面積の大きなピストンを設け、そのピストンのピストン室に高圧を導入するとともに、そのピストン室を主弁の下流側に連通させてピストン室の圧力を低圧側に逃がす通路を設け、その通路の途中にパイロット弁を配置し、そのパイロット弁をソレノイドで駆動するようにしたパイロット作動式の電磁弁が知られている。主弁を閉じるときには、パイロット弁が圧力を低圧側に逃がす通路を遮断し、ピストン室に高圧を導入してピストンが主弁を弁閉方向に駆動することによって弁閉する。また、主弁を開けるときには、パイロット弁が圧力を低圧側に逃がす通路を開けて、ピストン室の圧力を低圧側に逃がすことにより、ピストンが主弁を弁開方向に駆動して弁開する。
【０００４】
ピストン室へ高圧を導入する方法としては、流体の入口とピストン室との間にオリフィスを設け、そのオリフィスを介して高圧を導入する方法がある（たとえば特許文献１参照。）。別の方法としては、主弁の径が大きい電磁弁では、ピストンとこのピストンを収容するシリンダボアとの間のクリアランスを利用して高圧をピストン室に導入するようにしたり、そのクリアランスの断面積が大きくなる場合は、ピストンにピストンリングを周設し、そのピストンリングでクリアランスの断面積を調節し、小さくなった断面積の通路を介して高圧をピストン室に導入するようにしている。
【０００５】
いずれにしても、パイロット弁は、主弁の弁開時にピストン室に導入される流量よりもピストン室から低圧側に逃がす流量を多くするために、弁孔の大きさを高圧導入用のオリフィスやクリアランスの断面積より大きくしてあるが、主弁の弁孔より十分に小さくしてあるので、パイロットを駆動するソレノイドのソレノイド力は小さくて済み、ソレノイドを小型化することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２３０３９８号公報（図１，段落番号〔００１３〕）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁弁は、ピストンの径が大きくなればなるほどピストンとシリンダボアとの間のクリアランスの断面積も大きくなるため、パイロット弁の弁孔も大きくする必要があり、それに連れてパイロット弁を駆動するソレノイドも大型化してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、そのソレノイドの大型化を避けるために、ピストン室の圧力を低圧側に逃がすパイロット弁を駆動するためにもうひとつ別のパイロット弁を設けて２段パイロット弁とし、そのもうひとつ別のパイロット弁をソレノイドで駆動する構成のものもあるが、構成が複雑かつ高価になるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、主弁を駆動するピストンの大きさに関係なく、小型のソレノイドを使用することができる電磁弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、ピストン室の圧力を流体出口へ逃す通路に設けられたパイロット弁が前記通路を開放または閉塞することによりピストンが主弁を開閉駆動するパイロット作動式の電磁弁において、前記ピストンの外周に周設されたシール材と、流体入口と前記ピストン室との間を連通する通路に配置され前記パイロット弁の開放または閉塞動作に連動して前記通路を閉塞または開放する高圧導入制御弁と、を備えていることを特徴とする電磁弁が提供される。
【００１１】
このような電磁弁によれば、ピストンの外周をシール材で完全にシールしたことによりピストンの周りからピストン室への圧力導入をなくし、代わりに、パイロット弁に連動してピストン室への圧力導入を行う高圧導入制御弁を設けたことで、ピストンの径を大きくするにつれて大きくする必要があったパイロット弁孔をピストンの径に依存しない大きさにすることができる。これにより、パイロット弁孔をピストンの径に関係なく小さくできるので、ピストンの径を大きくしても、パイロット弁を駆動するソレノイドを小型のままでよく、電磁弁をコンパクトかつ安価にすることができる。
【００１２】
また、本発明では、ピストン室の圧力を制御してピストンが主弁を開閉駆動することにより双方向の流体の流れに対して開閉制御するパイロット作動式の電磁弁において、前記ピストン室と流体の出入口を構成する第１および第２のポートとの間を連通する通路に配置されてソレノイドにより前記ピストン室と前記第１のポートとの間の通路および前記ピストン室と前記第２のポートとの間の通路を排他的に開閉する三方電磁弁と、前記ピストンの外周に周設されたシール材と、を備えていることを特徴とする電磁弁が提供される。
【００１３】
このような電磁弁によれば、ピストンの外周をシール材で完全にシールしたことによりピストンの周りからピストン室への圧力導入をなくし、代わりに、ソレノイドの動作に連動してピストン室と第１のポートとの間の通路を開放または閉塞するとともにピストン室と第２のポートとの間の通路を閉塞または開放する三方電磁弁を設け、この三方電磁弁を介してピストン室への圧力導入を行うようにしたことで、その圧力導入のための弁孔をピストンの径に依存しない大きさにすることができ、小型のソレノイドを使うことができる。また、三方電磁弁は、ピストン室と第１のポートとの間の通路を開放するとともにピストン室と第２のポートとの間の通路を閉塞する状態と、ピストン室と第１のポートとの間の通路を閉塞するとともにピストン室と第２のポートとの間の通路を開放する状態とを切り換えるよう制御する構成であり、第１および第２のポートのいずれからもピストン室に圧力を導入できることから、双方向の流体の流れに対して開閉制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【００１５】
電磁弁は、ボディ１の側面に流体入口２と流体出口３とを有し、これらの間に流体通路に主弁座４がボディ１と一体に形成されている。この主弁座４に対向して上流側から接離自在に主弁体５が配置され、主弁座４への着座部には、シールリング６が設けられている。このシールリング６は、かしめ加工によって主弁体５に固定されたワッシャ７により主弁体５からの脱落が防止されている。
【００１６】
ボディ１は、主弁体５の接離方向に開口部が穿設されており、その開口部にプラグ８が嵌合されている。このプラグ８は、その下端部に円筒体９が一体に形成されており、その円筒体９の中には、主弁体５と一体に形成されたピストン１０が遊挿されている。ピストン１０の外周には、溝が形成されていて、その溝にＶパッキン１１が開いている側を下にして嵌め込まれている。このＶパッキン１１が円筒体９とピストン１０との間のシール性を完全なものにしている。ピストン１０の上部には凹部が形成されていて、その凹部にピストン１０を主弁体５の着座方向へ付勢するスプリング１２が設けられている。
【００１７】
プラグ８は、高圧導入制御弁の弁座１３を有し、その弁孔は、通路１４およびボディ１と円筒体９との間の隙間１５を介して流体入口２に連通している。その弁座１３に図の上側から対向してニードル形状の弁体１６が配置されている。この弁体１６の図の上端部にはフランジが形成されており、そのフランジとプラグ８との間に弁体１６をその弁座１３から離れる方向に付勢するスプリング１７が配置されている。プラグ８は、また、弁体１６が配置されている空間をピストン１０の上部のピストン室１８と連通させる通路１９を有している。
【００１８】
プラグ８の上部には、ボディ１の中央の開口部の開口端を塞ぐように、ソレノイドの一部を構成するコア２０が嵌め込まれ、Ｃ型止め輪２１によってボディ１に固定されている。このコア２０は、パイロット弁の弁座２２を有し、その弁座２２に対向して図の下側に弁体２３が配置されている。この弁体２３は、図の下側の端部にフランジを有し、高圧導入制御弁の弁体１６のフランジと当接している。高圧導入制御弁の弁体１６は、スプリング１７により図の上方へ付勢されていて、パイロット弁の弁体２３と連動するようになっている。したがって、パイロット弁の弁体２３および高圧導入制御弁の弁体１６は、ソレノイドとともに三方電磁弁を構成していることになる。パイロット弁の弁座２２の弁孔は、コア２０に穿設された通路２４およびボディ１に穿設された通路２５を介して流体出口３に連通している。
【００１９】
コア２０の上端部は、スリーブ２６の下端部に圧入されている。そのスリーブ２６は、中にプランジャ２７が遊挿され、上端部がキャップ２８によって閉止されている。スリーブ２６の外側には、電磁コイル２９が周設され、ヨーク３０およびプレート３１によって囲繞されている。
【００２０】
また、コア２０には、スリーブ２６の軸線に平行な方向に伸びる複数個の貫通孔が形成されており、その貫通孔にはプランジャ２７の動きをパイロット弁の弁体２３に伝達するシャフト３２が挿通されており、そのシャフト３２の下端部は、弁体２３のフランジに当接している。さらに、コア２０には、弁体１６，２３が配置されている空間とスリーブ２６の内部とを連通させる均圧孔３３を有している。
【００２１】
以上の構成の電磁弁において、ソレノイドの電磁コイル２９が通電されていないソレノイドオフであって、流体入口２に流体が導入されていないときには、パイロット弁を駆動するソレノイド力が生じないので、パイロット弁の弁体２３は、高圧導入制御弁の弁体１６とともにスプリング１７によって図の上方へ押し上げられ、弁座２２に着座している。これにより、パイロット弁が閉じ、高圧導入制御弁が開いている。したがって、ピストン１０の上部のピストン室１８は、流体入口２と連通し、流体出口３とは閉塞されていることになる。このとき、主弁体５およびピストン１０は、スプリング１２によって図の下方に付勢されているため、主弁体５が主弁座４に着座し、主弁は閉じて、電磁弁は、図１に示した状態になっている。
【００２２】
このソレノイドオフの状態で、流体入口２に高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、高圧導入制御弁を介してピストン１０の上部のピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるため、主弁の閉じ状態は維持される。
【００２３】
次に、ソレノイドがオンにされると、まず、プランジャ２７がコア２０に吸引されて吸着される。これに連れて、シャフト３２がスプリング１７の付勢力に抗して押し下げられるので、パイロット弁の弁体２３および高圧導入制御弁の弁体１６も押し下げられる。その結果、パイロット弁の弁体２３は、その弁座２２から離され、高圧導入制御弁の弁体１６は、その弁座１３に着座する。これにより、パイロット弁が開き、高圧導入制御弁が閉じることになる。
【００２４】
したがって、ピストン１０の上部のピストン室１８は、高圧導入制御弁によって高圧の導入が阻止されると同時にパイロット弁、通路２４，２５を通って流体出口３に連通するので、低圧になる。この結果、ピストン１０は、流体入口２の圧力と流体出口３の圧力との差圧により図の上方へ押し上げられ、これとともに、主弁体５がその主弁座４から離れるので、主弁が開き、電磁弁は、図２に示した状態になって、流体入口２に導入された流体は、主弁を通って流体出口３に流れることになる。
【００２５】
そして、再度、ソレノイドがオフにされると、パイロット弁が閉じて高圧導入制御弁が開き、ピストン１０の上部のピストン室１８に高圧が導入される。このとき、ピストン１０が主弁よりも有効受圧面積が大きいので、ピストン１０および主弁体５には弁閉方向の力が働き、さらに、スプリング１２もピストン１０および主弁体５に弁閉方向の力を加えているので、それらの力で主弁は閉じ、流体入口２と流体出口３との間の流体通路は遮断される。
【００２６】
なお、この第１の実施の形態に係る電磁弁では、ピストン１０の摺動部をシールするシール材として摺動抵抗が低くてシール性能のよいＶパッキン１１を用いたが、Ｘパッキンを用いてもよい。また、高圧の流体を制御する電磁弁として使用する場合は、ピストン１０の駆動力も高いので、シール材としてＯリングを使用することもできる。
【００２７】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。図３および図４において、図１および図２に示した構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。
【００２８】
この第２の実施の形態に係る電磁弁は、第１の実施の形態に係る電磁弁と比較してピストン室１８の圧力を制御する三方電磁弁の構成が異なっている。すなわち、下端部にピストン１０を収容する円筒体９が一体に形成され、上部にパイロット弁の弁体２３に対する弁座２２が形成されているプラグ８がボディ１の中央開口部に嵌め込まれている。弁座２２の弁孔は、図の下方へ延びていて、横から貫通形成された通路３４に連通し、この通路３４は、ボディ１に形成された通路２５を介して流体出口３に連通している。このプラグ８は、また、パイロット弁の弁体２３が配置されている空間とピストン室１８とを連通させる通路１９が形成されている。プラグ８に形成された通路３４とボディ１に形成された通路２５とを連絡する空間の上部は、キャップ３５によって閉止されている。このキャップ３５とプラグ８との間には、ソレノイドのスリーブ２６の下端部が嵌入されている。
【００２９】
スリーブ２６の中には、プランジャ２７が配置され、そのプランジャ２７の中央貫通孔にはパイロット弁の弁体２３と高圧導入制御弁の弁体１６とが配置されている。プランジャ２７の中央貫通孔には、段差部が形成されていて、その段差部には、スプリング１７によって弁体１６とともに図の下方へ付勢されている弁体２３のフランジが係止されている。スリーブ２６の上端部には、コア２０が圧入されている。このコア２０は、その軸線位置に中央貫通孔が形成されており、その途中に、高圧導入制御弁の弁座１３が形成されている。コア２０の中央貫通孔は、チューブ３６によって流体入口２に連通されている。
【００３０】
主弁は、第１の実施の形態に係る電磁弁と同じ構成を有し、主弁体５と一体に形成されたピストン１０は、Ｖパッキン１１によって流体入口２とピストン室１８との間を完全にシールしている。もちろん、流体入口２とピストン室１８との間をシールするこのＶパッキン１１は、ＸパッキンまたはＯリングなどの他のシール材であってもよい。
【００３１】
以上の構成の電磁弁において、ソレノイドの電磁コイル２９が通電されていないソレノイドオフのときには、図３に示したように、パイロット弁の弁体２３が高圧導入制御弁の弁体１６およびプランジャ２７とともにスプリング１７によって図の上方へ押し上げられ、弁座２２に着座している。これにより、パイロット弁が閉じ、高圧導入制御弁が開くので、ピストン１０の上部のピストン室１８は、プラグ８の通路１９、スリーブ２６、コア２０およびチューブ３６を介して流体入口２と連通し、流体出口３とは閉塞されている。
【００３２】
したがって、流体入口２に導入された流体の高圧が高圧導入制御弁を介してピストン１０の上部のピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるので、主弁は閉じられている。
【００３３】
次に、ソレノイドがオンにされると、まず、プランジャ２７がコア２０に吸引されて吸着される。これに連れて、プランジャ２７がパイロット弁の弁体２３および高圧導入制御弁の弁体１６を図の上方へ引き上げるので、パイロット弁の弁体２３は、その弁座２２から離され、高圧導入制御弁の弁体１６は、その弁座１３に着座する。これにより、パイロット弁が開き、高圧導入制御弁が閉じることになる。
【００３４】
したがって、ピストン１０の上部のピストン室１８は、高圧導入制御弁によって高圧の導入が阻止されると同時にパイロット弁、通路３４，２５を通って流体出口３に連通するので、低圧になる。この結果、ピストン１０は、図の上方へ押し上げられるので、主弁が開き、電磁弁は、図２に示した状態になって、流体入口２に導入された流体は、主弁を通って流体出口３に流れることになる。
【００３５】
以上の実施の形態では、ソレノイドのオン・オフ動作に応じて流体入口２から流体出口３に流れる流体を制御する電磁弁について説明したが、次に、双方向に流れる流体を制御する電磁弁について説明する。
【００３６】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。図５において、図１に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。
【００３７】
この第３の実施の形態に係る電磁弁は、第１の実施の形態に係る電磁弁と比較して、構成的には同じであるが、ピストン１０に周設されているＶパッキン１１の向きが逆になっている。すなわち、Ｖパッキン１１は、開いている側を上にしてピストン１０の外周に形成された溝に嵌め込まれている。これにより、ピストン室１８に高圧が導入された場合、円筒体９とピストン１０との間の隙間を通って漏れてきた流体は、Ｖパッキン１１を構成する２つの環状ひだを外側に拡げるように作用し、円筒体９とピストン１０との間のシール性を完全なものにしている。もちろん、ピストン室１８から漏れ出る方向の流体に対して有効なこのＶパッキン１１は、方向性のないＸパッキンまたはＯリングなどの他のシール材であってもよい。
【００３８】
また、この第３の実施の形態に係る電磁弁は、ボディ１の側面に流体の出入口を構成する第１のポート２ａおよび第２のポート３ａが設けられている。それ以外の構成は、第１の実施の形態に係る電磁弁と同じである。
【００３９】
以上の構成の電磁弁において、まず、第１のポート２ａから第２のポート３ａに流体を流す場合の動作について説明する。
ソレノイドオフの状態では、スプリング１７の付勢力によって、弁体１６は、その弁座１３から離れ、弁体２３は、その弁座２２に着座している、図示の状態にある。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン１０の上部のピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるため、主弁の閉じ状態は維持される。
【００４０】
次に、ソレノイドがオンにされると、プランジャ２７がコア２０に吸引され、シャフト３２を介して弁体１６および弁体２３が押し下げられるので、弁体１６は、その弁座１３に着座し、弁体２３は、その弁座２２から離れ、ピストン室１８は、主弁下流側の第２のポート３ａに連通していることになる。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン１０を押し上げて主弁を開いた状態に維持する。
【００４１】
次に、第２のポート３ａから第１のポート２ａに流体を流す場合の電磁弁の動作について説明する。
ソレノイドオフの状態では、弁体１６および弁体２３は、図示の状態にあるので、ピストン室１８は、主弁下流側の第１のポート２ａに連通していることになる。したがって、第２のポート３ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン１０を押し上げて主弁を開いた状態に維持する。
【００４２】
次に、ソレノイドがオンにされると、弁体１６は、その弁座１３に着座し、弁体２３は、その弁座２２から離れ、ピストン室１８は、主弁上流側の第２のポート３ａに連通することになる。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるため、主弁の閉じ状態は維持される。
【００４３】
以上のように、ピストン室１８に高圧流体が導入されてもそのピストン室１８から流体が漏れないようにしたことにより、双方向電磁弁として構成することができる。この場合、主弁体５の側からピストン室１８への流体漏れは十分ではないが、たとえ漏れたとしても、この場合は、ピストン室１８が主弁の下流側と連通状態にあるため、何ら問題はない。
【００４４】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。図６において、図３に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。
【００４５】
この第４の実施の形態に係る電磁弁は、第２の実施の形態に係る電磁弁と比較して、構成的には同じであるが、ピストン１０に周設されているＶパッキン１１の向きが逆になっている。すなわち、Ｖパッキン１１は、開いている側を上にしてピストン１０の外周に形成された溝に嵌め込まれている。これにより、ピストン室１８に高圧が導入された場合、円筒体９とピストン１０との間の隙間を通って漏れてきた流体は、Ｖパッキン１１を外側に拡げて、円筒体９とピストン１０との間のシール性を完全なものにしている。もちろん、このＶパッキン１１は、ＸパッキンまたはＯリングなどの他のシール材であってもよい。
【００４６】
また、この第４の実施の形態に係る電磁弁は、ボディ１の側面に流体の出入口を構成する第１のポート２ａおよび第２のポート３ａが設けられている。それ以外の構成は、第２の実施の形態に係る電磁弁と同じである。
【００４７】
以上の構成の電磁弁において、まず、第１のポート２ａから第２のポート３ａに流体を流す場合の動作について説明する。
ソレノイドオフの状態では、スプリング１７の付勢力によって、弁体１６は、その弁座１３から離れ、弁体２３は、その弁座２２に着座して、図示の状態と同じ状態にある。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、チューブ３６、弁体１６と弁座１３との間の隙間、プラグ８の通路１９を介してピストン１０の上部のピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるため、主弁は閉じ状態に維持される。
【００４８】
次に、ソレノイドがオンにされると、プランジャ２７がコア２０に吸引されると、プランジャ２７に係止された弁体１６および弁体２３が押し上げられるので、弁体１６は、その弁座１３に着座し、弁体２３は、その弁座２２から離れ、ピストン室１８は、主弁下流側の第２のポート３ａに連通する。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン１０を押し上げて主弁を開いた状態に維持する。
【００４９】
次に、第２のポート３ａから第１のポート２ａに流体を流す場合の電磁弁の動作について説明する。
ソレノイドオフの状態では、弁体１６および弁体２３は、図示の状態にあるので、ピストン室１８は、主弁下流側の第１のポート２ａに連通していることになる。したがって、第２のポート３ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン１０を押し上げて主弁を開いた状態に維持する。
【００５０】
次に、ソレノイドがオンにされると、弁体１６は、その弁座１３に着座し、弁体２３は、その弁座２２から離れるので、ピストン室１８は、主弁上流側の第２のポート３ａに連通することになる。したがって、第１のポート２ａに高圧流体が導入されると、その流体の圧力は、ピストン室１８に導入され、ピストン１０が主弁体５を図の下方へ押し下げるため、主弁は閉じ状態を維持する。
【００５１】
なお、以上の実施の形態では、主弁のシール性を高めるために設けたシールリングは主弁体に設けたが、主弁座の側に設けてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、主弁体を駆動するピストンの摺動部にＶパッキンのようなシール材を設けてシールを完全なものにするとともに、流体入口とピストン室との間にパイロット弁の動作に連動して開閉する高圧導入制御弁を設ける構成にした。ピストン室への高圧導入を、ピストンの外周のルートから高圧導入制御弁を通るルートに変更したことにより、パイロット弁孔をピストンの径に依存しない大きさにすることができる。したがって、ピストンの径が大きくなっても、パイロット弁孔をピストンの径に関係なく小さいままにすることができるので、パイロット弁を駆動するソレノイドは小型のものを使用でき、コンパクトかつ安価な電磁弁にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る電磁弁の構成をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　ボディ
２　流体入口
２ａ　第１のポート
３　流体出口
３ａ　第２のポート
４　主弁座
５　主弁体
６　シールリング
７　ワッシャ
８　プラグ
９　円筒体
１０　ピストン
１１　Ｖパッキン
１２　スプリング
１３　弁座
１４　通路
１５　隙間
１６　弁体
１７　スプリング
１８　ピストン室
１９　通路
２０　コア
２１　Ｃ型止め輪
２２　弁座
２３　弁体
２４，２５　通路
２６　スリーブ
２７　プランジャ
２８　キャップ
２９　電磁コイル
３０　ヨーク
３１　プレート
３２　シャフト
３３　均圧孔
３４　通路
３５　キャップ
３６　チューブ
【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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