(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁孔内に弁座を形成した弁本体と、前記弁孔に挿入され、前記弁座に離着座可能な着座部を有し、前記弁座とともに所定着座径のポペット弁を形成する弁体と、前記着座部が前記弁座に着座する方向へ前記弁体を付勢するばねと、外部信号に応じて前記弁体を前記ばねに抗して移動させるソレノイドとを備え、前記ポペット弁を前記ソレノイドにより開閉する電磁弁において、前記ソレノイドから順に、前記着座径より大径の前記弁孔及び前記弁体による第１摺動部と、第１油室と、前記ポペット弁と、第２油室と、前記着座径より小径の前記弁孔及び前記弁体による第２摺動部とを配設し、前記弁体に、前記第１油室の圧力を前記着座部が前記弁座に着座する方向に受圧する第１受圧部と、前記第２油室の圧力を前記着座部が前記弁座に着座する方向に受圧する第２受圧部とを設け、前記ポペット弁の開及び閉時に、大径の前記第１摺動部及び小径の前記第２摺動部と前記ポペット弁の着座径の差による弁座開き方向の力を前記第１受圧部及び前記第２受圧部による着座方向の力で減殺するようにした電磁弁。
【請求項２】
前記弁体には一端が前記ソレノイド側に開口し他端が閉鎖する内孔が形成され、この内孔内には前記ソレノイドから順に第１ピストン及び第２ピストンが互いに当接して直列に配置され、前記第１ピストンが前記弁体以外の固定部材に当接し、前記第１ピストンの一端に前記第１油室の圧力が導入されて前記第１受圧部が形成され、前記第２ピストンの一端に前記第２油室の圧力が導入され前記第２受圧部が形成される請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記第１ピストンの外径が前記第２ピストンの外径より大きい請求項２記載の電磁弁。
【請求項４】
前記第１油室に出口ポートが接続され、前記第２油室に入口ポートが接続される請求項１〜３のいずれかに記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドにより弁座に対して軸方向に駆動される弁体を備えたポペット型の電磁弁に関し、特に高圧且つ大流量の油に対して高速でポペット弁を開閉させるのに適した電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポペット型の電磁弁は、弁孔内に弁座を形成した弁本体と、前記弁孔に挿入され前記弁座に離着座可能な着座部を有する弁体と、前記着座部が前記弁座に着座する方向へ前記弁体を付勢するばねと、外部信号に応じて前記弁体を前記ばねに抗して移動可能なソレノイドとを備える構造を有し、前記弁座と前記着座部により所定着座径のポペット弁を形成するものである。
【０００３】
前記ソレノイドが励磁されると、前記ばねに抗して前記弁体が軸方向に移動し、弁本体の弁座から弁体の着座部が離れ、ポペット弁が開き、ポペット弁前後の油室が連通する。前記ソレノイドが消磁されると、前記ばねの付勢力により前記弁体が軸方向に移動し、弁本体の弁座に弁体の着座部が当接し、ポペット弁が閉じ、ポペット弁前後の油室が遮断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなポペット型の電磁弁においては、軸方向に移動する弁体の着座部が弁本体の弁座に離着座することにより、弁座の前後の油室を開閉する構造であるため、弁体に高圧側の油室の油圧が作用し、弁体は軸方向の力を受ける。前記ばねの付勢力はこの軸方向の力を上回る程度にする必要があり、ソレノイドの磁力による弁体の移動力は前記ばねの付勢力を更に上回る必要があるため、ソレノイドが大きく強力になるとともに、ポペット弁の開閉に要する時間も長くなる。
【０００５】
そこで、特開昭６３−１６７１８３号公報に開示のように、弁体内に一端がソレノイド側に保持されるピストンを摺動自在に設け、このピストンが形成する油室に入口側ポート側の高圧を導入し、前記ピストンの直径をポペット弁の着座径に略同じにすることにより、ポペット弁前後の油室の圧力バランスを取る電磁弁が提案されている。しかしながら、弁体がソレノイド側に保持されるピストンによって軸方向に摺動自在になっているため、弁体を軸方向に高精度で移動させようとすると、弁体及びピストンが大きくなるという問題点がある。また、高圧且つ大流量の油に対してポペット弁を高速で開閉させる場合、ピストンにより弁体を軸方向に摺動させるため、弁体の軸方向の摺動精度を高くすることができない構造になる。
【０００６】
また、ポペット弁の前後の弁本体と弁体との間に第１摺動部と第２摺動部を設け、ポペット弁の着座径と前記第１摺動部及び第２摺動部の直径を略同じにすることにより、ポペット弁前後の圧力バランスを取ることも考えられる。しかしながら、ポペット弁を形成す着座部の径が大きいため、弁体の一部だけが大径になった弁体を弁本体内の弁孔に挿入することになる。そのため、弁本体に着脱自在なスリーブを嵌入しておく必要があり、弁本体が大きくなるという問題点がある。また、高圧且つ大流量の油に対してポペット弁を高速で開閉させる場合に、スリーブの存在により、弁体の軸方向の摺動精度を高くすることができない構造になる。
【０００７】
そこで、本発明は、ポペット弁前後の圧力バランスを取ることにより弁全体を大型化することなく、高精度の弁体の軸方向摺動を確保し、高圧且つ大流量の油を高速の弁開閉によって流すことができるポペット型の電磁弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する第１の発明は、弁孔内に弁座を形成した弁本体と、前記弁孔に挿入され、前記弁座に離着座可能な着座部を有し、前記弁座とともに所定着座径のポペット弁を形成する弁体と、前記着座部が前記弁座に着座する方向へ前記弁体を付勢するばねと、外部信号に応じて前記弁体を前記ばねに抗して移動させるソレノイドとを備え、前記ポペット弁を前記ソレノイドにより開閉する電磁弁において、前記ソレノイドから順に、前記着座径より大径の前記弁孔及び前記弁体による第１摺動部と、第１油室と、前記ポペット弁と、第２油室と、前記着座径より小径の前記弁孔及び前記弁体による第２摺動部とを配設し、前記弁体に、前記第１油室の圧力を前記着座部が前記弁座に着座する方向に受圧する第１受圧部と、前記第２油室の圧力を前記着座部が前記弁座に着座する方向に受圧する第２受圧部とを設け、前記ポペット弁の開及び閉時に、大径の前記第１摺動部及び小径の前記第２摺動部と前記ポペット弁の着座径の差による弁座開き方向の力を前記第１受圧部及び前記第２受圧部による着座方向の力で減殺するようにした電磁弁である。この構成により、第２室が入口ポートに接続され、第１室が出口ポートに接続されている場合のポペット弁の開閉作動を以下に説明する。ポペット弁が閉じているとき、ポペット弁の着座径より小径の第２摺動部により、ポペット弁が開く方向の力が働くが、この力は第２受圧部によりポペット弁を閉じる方向の力により相殺され、ばねの付勢力により閉じているポペット弁をソレノイドの力で高速に開くことができる。開いた状態のポペット弁を閉じるとき、ポペット弁の着座径より大径の第１摺動部により、ポペット弁が開く方向の力が働くが、この力は第１受圧部によりポペット弁を閉じる方向の力により相殺され、ソレノイドによりばねの付勢力に抗して移動している弁体をばねの力で高速に閉じることができる。
【０００９】
第２の発明は、前記弁体には一端が前記ソレノイド側に開口し他端が閉鎖する内孔が形成され、この内孔内には前記ソレノイドから順に第１ピストン及び第２ピストンが互いに当接して直列に配置され、前記第１ピストンが前記弁体以外の固定部材に当接し、前記第１ピストンの一端に前記第１油室の圧力が導入されて前記第１受圧部が形成され、前記第２ピストンの一端に前記第２油室の圧力が導入され前記第２受圧部が形成される第１の発明の電磁弁である。この構成により、第２油室の圧力バランスが第２ピストンの受圧面積に応じて行われ、第１油室の圧力バランスが第１ピストンの受圧面積に応じて行われることになり、それぞれ独立した圧力バランスになる。
【００１０】
第３の発明は、前記第１ピストンの外径が前記第２ピストンの外径より大きい第２の発明の電磁弁である。この構成により、第１摺動部の径を大きくしたとき、第２ピストンに関係なく、第１ピストンの外径を大きくして、ポペット弁に対する圧力バランスを確保することができる。
【００１１】
第４の発明は、前記第１油室に出口ポートが接続され、前記第２油室に入口ポートが接続される第１〜３の発明のいずれかの電磁弁である。この構成により、小径の第２摺動部に隣接する第２油室からポペット弁を介して大径の第１摺動部に隣接する第１油室に高圧且つ大流量の油を流すことができる。
【００１２】
尚、参考発明として以下の発明が考えられる。参考発明は、弁孔内に弁座を形成した弁本体と、前記弁孔に挿入され、前記弁座に離着座可能な着座部を有し、前記弁座とともに所定着座径のポペット弁を形成する弁体と、前記着座部が前記弁座に着座する方向へ前記弁体を付勢するばねと、外部信号に応じて前記弁体を前記ばねに抗して移動させるソレノイドとを備え、前記ポペット弁を前記ソレノイドにより開閉する電磁弁において、前記ソレノイドから順に、前記着座径より大径の前記弁孔及び前記弁体による摺動部と、油室と、前記ポペット弁とを配設し、前記弁体に、前記油室の圧力を前記着座部が前記弁座に着座する方向に受圧する受圧部を設けた電磁弁である。この構成により、高圧の油を油室からポペット弁を経て放出する場合、ポペット弁の着座径より大径の摺動部により、ポペット弁が開く方向の力が働くが、この力は受圧部によりポペット弁を閉じる方向の力により相殺され、ばねの付勢力により閉じているポペット弁をソレノイドの力で高速に開くことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の電磁弁の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁弁１の断面図である。
【００１４】
図１において、電磁弁１は、マニホールド本体２の孔２０１に挿入された弁本体１１と、弁本体１１の弁孔１２に摺動自在に挿入された弁体１３と、弁体１３を閉じる方向に付勢するばね１４と、弁体１３の端に位置し、弁体１３を開く方向に励磁するソレノイド１５と、弁体１３内の第１受圧部１６及び第２受圧部１７と、を備えてなる。
【００１５】
弁本体１１の弁孔１２は、ソレノイド１５の側から順に、大径部２１、弁座２２が形成された中径部２３、小径部２４とを有してなる。大径部２１と中径部２３の間に第１開口２５を有する第１拡径部２６が形成され、中径部２３と小径部２４の間に第２開口２７を有する第２拡径部２８が形成されている。第１開口２５はマニホールド本体２の通路２０２に連通しており、これらから出口ポート３が形成される。第２開口２７はマニホールド本体２の通路２０３に連通しており、これらから入口ポート４が形成される。
【００１６】
弁体１３は、ソレノイド１５の側から順に、大径部３１、着座部３２が形成された中径部３３、小径部３４とを有してなる。大径部３１と中径部３３の間に第１縮径部３６が形成され、中径部３３と小径部３４の間に第２縮径部３８が形成されている。また、弁体１３のソレノイド１５の端に、磁石に吸引される円板３９がネジにより取り付けられている。
【００１７】
弁本体１１の大径部２１と弁体１３の大径部３１により第１摺動部４１が形成され、弁本体１１の小径部２４と弁体１３の小径部３４により第２摺動部４２が形成される。また、弁本体１１の弁座２３と弁体１３の着座部３２とによりポペット弁５が形成される。また、弁本体１１の第１拡径部２６と弁体１３の第１縮径部３６とにより第１油室４３が形成され、弁本体１１の第２拡径部２８と弁体１３の第２縮径部３８とにより第２油室４４が形成される。なお、第１摺動部４１からのドレンは、円筒部材４９の内部を経てタンクＴに回収される。第２摺動部４２からのドレンは、弁本体１１の端からタンクＴに回収される。
【００１８】
ソレノイド１５は、コイル４５とコア４６をハウジング４７内にボルト部材４８により固定する構造を有する。ハウジング４７は弁本体１１の端にねじ止めされた円筒部材４９に固定される。ばね１４は、ソレノイド１５側の固定部材であるボルト部材４８と弁体１３との間に配設される。このばね１４は、弁体１３の着座部３２を弁本体１１の弁座２２に着座させ、ポペット弁５が閉じる方向に付勢する。
【００１９】
弁体１３には、ソレノイド１５の側から順に大径孔５１と小径孔５２となった貫通孔が設けられている。大径孔５１には、第１ピストン５３が配設され、小径孔５２には第２ピストン５４が配設されている。第１ピストン５３の一方のロッド５３１はボールを介してボルト部材（固定部材）４８に当接し、第１ピストン５３の他方のロッド５３２は第２ピストン５４の一方のロッド５４１に当接している。第２ピストン５４の他方のロッド５４２はばね５５によってソレノイド１５の側に付勢されている。このばね５５はプラグ５６により弁体１３の端に保持されている。
【００２０】
第１ピストン５３と第２ピストン５４の間に第１受圧室５７が形成され、この第１受圧室５７は第１通路５８を経て第１油室４３に連通している。また、第２ピストン５４とプラグ５６の間に第２受圧室５９が形成され、この第２受圧室５９は第２通路６０を経て第２油室４４に連通している。この第１ピストン５３、第１受圧室５７及び第１通路５８が第１受圧部１６を構成し、第２ピストン５４、第２受圧室５９及び第２通路６０が第２受圧部１７を構成している。なお、第１ピストン５３からのドレンは、円筒部材４９の内部を経てタンクＴに回収される。
【００２１】
図示のように、第１摺動部４１の直径をＡとし、弁座２２と着座部３２の着座径をＢとし、第２摺動部４２の直径をＣとし、第１ピストン５３の外径をＤとし、第２ピストン５４の外径をＥとする。また、これらの径Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅによる面積を、ＡＳ，ＢＳ，ＣＳ，ＤＳ，ＥＳとする。第１受圧部１６においては、（ＡＳ−ＢＳ）がＤＳより僅かに大きいという関係になっている。また、第２受圧部１７においては、（ＢＳ−ＣＳ）がＥＳより僅かに大きいという関係になっている。
【００２２】
上述した構造を有する電磁弁１の開閉作動を以下に説明する。入口ポート４から出口ポート３に向かう油をポペット弁５の開閉によって制御するものとする。ポペット弁５が閉じている場合、第２油室４４に高圧の油圧が作用し、弁体１３に〔（ＢＳ−ＣＳ）×圧力〕に相当するポペット弁５の開き方向の力が作用する。一方、第２通路６０を経て第２受圧室５９にも高圧の油圧が作用し、第２ピストン５４及び第１ピストン５３を介して弁体１３に〔ＥＳ×圧力〕に相当するポペット弁５の閉じ方向の力が作用する。（ＢＳ−ＣＳ）がＥＳより僅かに大きいため、第２油室４４の高圧の油圧によるポペット弁５の開き方向の力は、第２受圧部１７によって殆ど減殺され、ばね１４の付勢力によりポペット弁５が閉じた状態が保持される。
【００２３】
ポペット弁５を開く場合、ソレノイド１５の励磁状態になって円板３９を吸引し、ばね１４の付勢力に打ち勝って弁体１３を引き上げる。ばね１４はポペット弁５を閉じるのに十分な程度の付勢力で済むため、ソレノイド１５によってポペット弁５を高速に開くことができるとともに、ソレノイド１５を大型にする必要がない。
【００２４】
ポペット弁５が開いている間、第２油室４４と第１油室４３とは連通状態になる。そして、連通状態の各室４３，４４に、ポンプ圧力で決まる高圧の油圧が作用し、弁体１３に〔（ＡＳ−ＢＳ）×圧力〕に相当するポペット弁５に開き方向の力が〔（ＢＳ−ＣＳ）×圧力〕に加えて作用する。一方、第１通路５８を経て第１受圧室５７にも高圧の油圧が作用し、第１ピストン５３を介して弁体１３に〔ＤＳ×圧力〕に相当するポペット弁５の閉じ方向の力が〔ＥＳ×圧力〕に加えて作用する。（ＡＳ−ＢＳ）がＤＳより僅かに大きいため、第１油室４３及び第２油室４４の高圧の油圧によるポペット弁５の開き方向の力は、第１受圧部１６及び第２受圧部１７によって殆ど減殺され、ソレノイド１５の吸引力によるポペット弁５の開いた状態が保持される。
【００２５】
ポペット弁５を閉じる場合、ソレノイド１５を消磁状態にすると、ばね１４の付勢力により弁体１３が弁座２２に向かって押し下げられる。ばね１４はポペット弁５を閉じるのに十分な程度の付勢力で済むため、ばね１４によってポペット弁５を高速に閉じることができるとともに、ばね１４及びソレノイド１５を大型にする必要がない。
【００２６】
なお、以上の作動説明では、入口ポート４から出口ポート３に向かう油をポペット弁５の開閉によって制御する場合を説明した。この場合、小径の第２油室４４から大径の第１油室４３に向かって油を流すため、高圧且つ大流量の油を安定して流すことができる。しかし、ポート３が入口となり、ポート４が出口となった場合でも、同様の圧力バランスが達成されるため、使用可能である。
【００２７】
さらに、上述した構造の電磁弁１は以下に説明する利点を有する。弁本体１１はソレノイド１５の側から、大径部２１、中径部２３及び小径部２４と順に配置する構造である。そのため、ソレノイド１５の側から、大径部３１、中径部３３及び小径部３４と順に配置した構造の弁体１３を、弁本体１１の弁孔１２に直接差し込むことができる。その結果、弁本体１１の内径及び弁体１３の外径を高精度に仕上げることにより、弁本体１１に対する弁体１３の摺動精度を確保し、高圧且つ大流量の油を安定的に流す構造とすることができる。
【００２８】
また、弁体１３内に、ソレノイド１５の側から順に第１ピストン５３と第２ピストン５４を別個独立で直列に接続する構造であるため、第１ピストン５３による第１受圧室５７の受圧面積を全面で確保できるとともに、第２ピストン５４による第２受圧室５８の受圧面積も全面で確保できる。第１ピストン５３と第２ピストン５４を別個独立で摺動するため、第１ピストン５３の大径孔５１と第２ピストン５４の小径孔５２の芯を厳密に合わせる必要がなくなる。
【００２９】
また、弁本体１１の大径部２１に対応する部分に大径の第１ピストン５３が配設され、弁本体１１の小径部２４に対応する部分に小径の第２ピストン５４が配設される構造であるため、弁体１１内に第１受圧部１６や第２受圧部１７を弁本体１１の形状バランスを確保しながら組み込むことができる。
【００３０】
図２は、参考例に係る電磁弁の断面図である。図２において、電磁弁１０１は、マニホールド本体２の孔２０４に挿入された弁本体７１と、弁本体７１の弁孔７２に摺動自在に挿入された弁体７３と、弁体７３を閉じる方向に付勢するばね７４と、弁体７３の端に位置し、弁体７３を開く方向に励磁するソレノイド７５と、弁体７３内の受圧部７６と、を備えてなる。ソレノイド７５の構造と作動は図１で説明したものと同様であるため、図１と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
弁本体７１の弁孔７２は、ソレノイド７５の側から順に、大径部７７、弁座７８が形成された小径部７９とを有してなる。大径部７７と小径部７９の間に開口８０を有する拡径部８１が形成されている。開口８０はマニホールド本体２の通路２０５に連通しており、これらから入口ポート８２が形成される。
【００３２】
弁体７３は、ソレノイド７５の側から順に、大径部８３、着座部８４が形成された小径部８５を有してなる。大径部８３と小径部８５の間に縮径部８６が形成されている。弁本体７１の大径部７７と弁体７３の大径部８３により摺動部８７が形成される。また、弁本体７１の弁座７８と弁体７３の着座部８４とによりポペット弁８８が形成される。また、弁本体７１の拡径部８１と弁体７３の縮径部８６とにより油室８９が形成される。なお、摺動部８７からのドレンは、円筒部材４９の内部を経てタンクＴに回収される。
【００３３】
ばね７４は、ソレノイド１５側の固定部材であるボルト部材４８と弁体７３との間に配設される。このばね７４は、弁体７３の着座部８４を弁本体７１の弁座７８に着座させ、ポペット弁８８が閉じる方向に付勢する。
【００３４】
弁体７３には、貫通孔９０が設けられている。貫通孔９０には、ピストン９１が配設されている。ピストン９１の一方のロッド９１１はボールを介してボルト部材４８（固定部材）に当接し、ピストン９１の他方のロッド９１２はばね９２によってソレノイド７５の側に付勢されている。このばね９２はプラグ９３により弁体７３の端に保持されている。このピストン９１によって受圧室９４が形成され、この受圧室９４は通路９５を経て油室８９に連通している。このピストン９１、受圧室９４及び通路９５が受圧部７６を構成している。なお、ピストン９１からのドレンは、円筒部材４９の内部を経てタンクＴに回収される。
【００３５】
弁本体７１の弁孔７２のポペット弁８８の側の一端は開口となっており、絞り９６を経てタンクＴに接続されている。
【００３６】
図示のように、摺動部８７の直径をＡ′とし、弁座７８と着座部８４の着座径をＢ′とし、ピストン９１の外径をＥ′とする。また、これらの径Ａ′，Ｂ′，Ｅ′による面積を、Ａ′Ｓ，Ｂ′Ｓ，Ｅ′Ｓとする。受圧部７６においては、（Ａ′Ｓ−Ｂ′Ｓ）がＥ′Ｓより僅かに大きいという関係になっている。
【００３７】
上述した構造を有する電磁弁１０１の開閉作動を以下に説明する。入口ポート８２からタンクＴに放出する油をポペット弁５の開閉によって制御するものとする。ポペット弁５が閉じている場合、油室８９に高圧の油圧が作用し、弁体７３に〔（Ａ′Ｓ−Ｂ′Ｓ）×圧力〕に相当するポペット弁８８の開き方向の力が作用する。一方、通路９５を経て受圧室９４にも高圧の油圧が作用し、ピストン９１を介して弁体７３に〔Ｄ′Ｓ×圧力〕に相当するポペット弁８８の閉じ方向の力が作用する。（Ａ′Ｓ−Ｂ′Ｓ）がＤ′Ｓより僅かに大きいため、油室８９の高圧の油圧によるポペット弁８８の開き方向の力は、受圧部７６によって殆ど減殺され、ばね７４の付勢力によりポペット弁８８が閉じた状態が保持される。
【００３８】
ポペット弁８８を開く場合、ソレノイド７５の励磁状態になって円板３９を吸引し、ばね７４の付勢力に打ち勝って弁体７３を引き上げる。ばね７４はポペット弁８８を閉じるのに十分な程度の付勢力で済むため、ソレノイド７５によってポペット弁８８を高速に開くことができるとともに、ソレノイド７５を大型にする必要がない。
【００３９】
また、弁本体７１と弁体７３とは摺動部８７によって直接案内されるため、ポペット弁８８の開閉動作を高精度に行うことができる。さらに、弁本体７１の大径部７７を弁体７３の小径部８５より小径にすることにより、弁体７３を弁本体７１に挿入するだけで組み立てることが出来る。
【００４０】
図３は、本発明の電磁弁を組み込んだ油圧切換ユニットの回路図である。油圧切換ユニット７は、３４．３〜４４．１ＭＰａ（３５０〜４５０ｋｇ／ｃｍ2 ）の高圧油Ｐを船舶用機関の燃料弁又は排気弁に対して急速に供給又は停止ができる機能を有する。この機能の達成のために、前述した電磁弁１及び電磁弁１０１が使用される。
【００４１】
高圧油ＰからタンクＴに至る第１油路７０１Ａに、電磁弁１Ａと電磁弁１０１Ａが直列に接続され、電磁弁１Ａと電磁弁１０１Ａの間から燃料弁に至る油路７０２Ａが分岐している。高圧油ＰからタンクＴに至る第２油路７０１Ｂに、電磁弁１Ｂと電磁弁１０１Ｂが直列に接続され、電磁弁１Ｂと電磁弁１０１Ｂの間から排気弁に至る油路７０２Ｂが分岐している。電磁弁１Ａ，１Ｂは図１で説明したものと同じタイプである。電磁弁１０１Ａ，１０１Ｂは図２で説明したものと同じタイプである。
【００４２】
燃料弁を開くための高圧油Ｐを供給する場合、電磁弁１０１Ａをポペット弁が閉じた右側位置のままにし、電磁弁１Ａのソレノイド１５を励磁すると、ポペット弁が閉じた右側位置からポペット弁が開く左側位置に切り換わり、高圧油Ｐが油路７０２Ａを経て燃料弁に供給される。電磁弁１Ａの開閉動作が高速であるため、高圧且つ大容量の油を急速に供給できる。燃料弁を閉じるために高圧油Ｐの供給を停止する場合、電磁弁１Ａのソレノイド１５を消磁して、ポペット弁が開いた左側位置からポペット弁が閉じた右側位置に切り換えると同時に、電磁弁１０１Ａのソレノイド１５を励磁して、ポペット弁が閉じた右側位置からポペット弁が開いた左側位置に切り換える。両電磁弁１Ａ，１０１Ａの動作は高速で行われ、燃料弁に至る油路７０２ＡがタンクＴに接続され、高圧且つ大容量の油の供給が急速に遮断される。また、排気弁に対する両電磁弁１Ｂ，１０１Ｂの動作も燃料弁に対する動作と同様に行われる。
【００４３】
【発明の効果】
第１の発明によると、ポペット弁前後の径差で生じる力のアンバランスが第１受圧部及び第２受圧部により相殺され、ばね及びソレノイドの適切な力でポペット弁を開閉させることができ、高圧且つ大流量の油に対する開閉動作を高速に行うことができる。また、ばね及びソレノイドの力に、圧力のアンバランスによる付加的な力を見込まなくてもよいため、ソレノイドを含む弁全体を小型にすることができる。また、弁体と弁本体とが第１摺動部と第２摺動部によって移動自在に支持されているため、ポペット弁を高精度且つ安定して移動させることができ、高速の開閉動作に対応させることができる。更に、弁本体の弁孔がソレノイドの側から順に大径から小径に変化しているため、途中に着座部が突出する弁体をソレノイドの側からそのまま挿入でき、弁の組み立ても簡単にでき、摺動精度も高めることができる。
【００４４】
第２の発明によると、第２受圧部の第２ピストンと第１受圧部の第１ピストンとを別体で直列に配置するため、各ピストンの受圧面積を有効に活用し、弁体内にピストンを小型にして組み込むことが可能になる。また、第１ピストンと第２ピストンが分離されているため、弁体の第１ピストンに対するシリンダ孔の芯を第２ピストンに対するシリンダ孔の芯に合わせる必要がなくなり、弁体の加工がし易くなる。
【００４５】
第３の発明によると、第１摺動部の大径と第２摺動部の小径に対応して、第１受圧部の第１ピストンを大径にし、第２受圧部の第２ピストンを小径にすることができ、弁体内にバランス良くピストンを配置して小型化することが可能になる。
【００４６】
第４の発明によると、小径の第２油室からポペット弁を介して大径の第２油室に向かって油を流すことになるため、高圧且つ大流量の油を安定的に流すことができる。
【００４７】
参考発明によると、ポペット弁と摺動部の径差で生じる力のアンバランスが受圧部により相殺され、ポペット弁をばね及びソレノイドの適切な力で作動させることができ、高圧且つ大流量の油に対するポペット弁の動作を高速で行うことができる。また、ばね及びソレノイドの力に、圧力のアンバランスによる付加的な力を見込まなくてもよいため、ソレノイドを含む弁全体を小型に形成することができる。また、弁体が弁本体の摺動部により移動自在に支持されているため、ポペット弁を高精度且つ安定して移動させることができ、高速動作に対応させることができる。更に、弁本体の弁孔がソレノイドの側で大径になっているため、着座部が突出する弁体をソレノイドの側から挿入でき、弁の組み立ても簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁弁の断面図である。
【図２】参考例に係る電磁弁の断面図である。
【図３】本発明の電磁弁を組み込んだ油圧切換ユニットの回路図である。
【符号の説明】
１ 電磁弁
３ 出口ポート
４ 入口ポート
５ ポペット弁
１１ 弁本体
１２ 弁孔
１３ 弁体
１４ ばね
１５ ソレノイド
１６ 第１受圧部
１７ 第２受圧部
２２ 弁座
３２ 着座部
４１ 第１摺動部
４２ 第２摺動部
４３ 第１油室
４４ 第２油室
５３ 第１ピストン
５４ 第２ピストン
５７ 第１受圧室
５８ 第１通路
５９ 第２受圧室
６０ 第２通路
１０１ 電磁弁
７１ 弁本体
７２ 弁孔
７３ 弁体
７４ ばね
７５ ソレノイド
７６ 受圧部
７８ 弁座
８４ 着座部
８７ 摺動部
８８ ポペット弁
８９ 油室
９１ ピストン
【図１】
0004318815.tif 000002
【図２】
0004318815.tif 000003
【図３】
0004318815.tif 000004