(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧部に受ける圧力に応じて付勢力が変化する蛇腹を有するベローズ組立体を備えたソレノイドバルブにおいて、ベローズ組立体に、２重の筒状蛇腹を配置し、該２重の筒状蛇腹間を真空又は一定圧に設け、前記２重の筒状蛇腹の内側に前記２重の筒状蛇腹の外側にかかる圧力と同じ圧力を導入する流路を設けたことを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記２重の筒状蛇腹は、外径側の蛇腹の谷部が内径側の蛇腹の山部と接するように対称波形状に形成され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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種油，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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のソレノイドバルブとしては、例えば図３に示すようなものがある。
【０００３】
即ち、このソレノイドバルブ１００は、ソレノイド１０１と弁本体１０１Ａが接続され一体的に設けられているものである。
【０００４】
ソレノイド１０１は、概略構成としてソレノイド本体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センタポスト１０４と、プランジャ１０３に作動連結（別体構成）され、センタポスト１０４に貫通形成された軸方向の貫通孔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。
【０００５】
このロッドＡ１０６と貫通孔１０５とはクリアランスシール（両者の摺動面の間が微小隙間として保たれ、流体の漏れを抑制したシール状態）されている。
【０００６】
弁本体１０１Ａは、ソレノイド本体１０２に接続されるバルブボディ１１０に組み込まれている。
【０００７】
バルブボディ１１０のソレノイド本体１０２側の端部には凹部１１０Ａが形成され、センタポスト１０４の端部に形成された凹部１０４Ａにより囲まれた領域を弁室１０９としている。弁室は１０９は、弁座１１１と、弁座１１１に開口し、弁室１０９と連通する流路１１２と、第２のポートとしての制御ポート１１４と、を備えている。
【０００８】
弁室１０９内には、弁体１０７が往復自在に挿入されて、弁体１０７は弁座１１１に当接する先端部が平面となっており、かつロッドＡ１０６と一体的に構成され、ソレノイド１０１のプランジャ１０３によって作動される。
【０００９】
バルブボディ１１０は軸方向に貫通する流路１１２と、外部と流路１１２とを連通する第１のポートとしての流入ポート１１３と、が設けられている。
【００１０】
また、この弁体１０１Ａには、バルブボディ１１０の先端部に、カバー１１５が取付けられており、そのカバー１１５内にベローズ組立体１１６が収納されている。
【００１１】
図４に示すベローズ組立体１１６には、密封構造で内部が真空或は一定圧の蛇腹１１７Ａと、蛇腹１１７Ａに連結された固定側ピンＡ１１７Ｃ及び作動側ピンＢ１１７Ｄと、固定側ピンＡ１１７Ｃと作動側ピンＢ１１７Ｄの間に配置される蛇腹１１７Ａを伸ばす方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１１７Ｂと、を備えており、外部のガス圧又は液圧の変化に応じて伸縮するようになっているベローズ部１１７を備えている。
【００１２】
これにより、蛇腹１１７Ａ自身の反発力とスプリング１１７Ｂの付勢力の合力により、弁体１０７は弁座１１１から離間する方向に付勢され、また、プランジャ１０３も弁体１０７と同じくセンタポスト１０４から離間する方向に付勢されている。
【００１３】
そして、ベローズ部１１７のピンＢ１１７Ｄにはソレノイド１０１の弁体１０７側に伸びる第２のロッドとしてのロッドＢ１１８を備えている。
【００１４】
このロッドＢ１１８は段付で、大径部１１８Ａと小径部１１８Ｂとから成っている。
【００１５】
一方、バルブボディ１１０には、流路１１２と同軸的にカバー１１５の内部と連通する孔１１０Ｂを有しており、孔１１０ＢにはロッドＢ１１８の大径部１１８Ａが摺動自在に挿入され、小径部１１８Ｂが流路１１２内に臨んで、その先端が弁体１０７に接するようになっている。
【００１６】
尚、このロッドＢ１１８は、大径部１１８Ａと孔１１０Ｂとでクリアランスシールされている。
【００１７】
さらに、カバー１１５には、カバー１１５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１１９を有している。
【００１８】
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。
【００１９】
まず、ソレノイド１０１のＯＦＦ時は、蛇腹１１７Ａ自身の反発力とスプリング１１７Ｂの付勢力により、弁体１０７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 ＝吐出圧Ｐ1 となる。
【００２０】
次に、ソレノイド１０１をＯＮにすると、プランジャ１０３がセンタポスト１０４に磁気吸引され、そのソレノイド推力Ｆにより、プランジャ１０３に作動連結されたロッドＡ１０６と一体となっている弁体１０７が蛇腹１１７Ａ自身の反発力とスプリング１１７Ｂの付勢力に抗して弁座１１１側に移動し、流体の流れを絞ることによってコントロール圧Ｐ2 を制御する。このとき、ベローズ部１１７の蛇腹１１７Ａの受圧面積に受けた外部制御部の吸入圧Ｐ3 によって蛇腹１１７Ａが縮まる。
【００２１】
最終的には、弁体１０７の先端部の平面を弁座１１１に当接して、弁座１１１に開口する流路１１２を閉じる。
【００２２】
そして、ソレノイド１０１に印加する電流によるソレノイド推力Ｆに応じた吸入ポート１１９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。
【００２３】
これにより、あるソレノイド推力Ｆで弁体１０７と弁座１１１にて流路１１２を閉じると、吸入ポート１１９に対する吸入圧Ｐ3 がある一定圧でバランスするように、ベローズ組立体１１６は外部のガス圧又は液圧となる吸入圧Ｐ3 の変化に対してロッドＢ１１８への付勢力が変化し、ベローズ部１１７に作動連結されているロッドＢ１１８の小径部１１８Ｂを介して弁体１０７を弁座１１１から接離する。このベローズ推力ｆで吸入圧Ｐ3 が自動調圧されるようになっている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術の場合には、媒体になるガス又は液として、ＣＯ2 を用いると、例えばＲ１３４ａ等に比べて導入される吸入圧Ｐ3 の最大圧が１０倍程度になっていしまい、ベローズ組立体１１６のベローズ部１１７の蛇腹１１７Ａは、その高圧によって内側に押し込まれて破損してしまい、ソレノイドバルブ１００が使用できなくなる虞があった。
【００２５】
本発明は上記の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、耐圧性の向上を図り、導入される圧力が高圧でも使用可能なソレノイドバルブを提供することにある。
【００２６】
【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発明にあっては、受圧部に受ける圧力に応じて付勢力が変化する蛇腹を有するベローズ組立体を備えたソレノイドバルブにおいて、ベローズ組立体に、２重の筒状蛇腹を配置し、該２重の筒状蛇腹間を真空又は一定圧に設け、前記２重の筒状蛇腹の内側に前記２重の筒状蛇腹の外側にかかる圧力と同じ圧力を導入する流路を設けたことを特徴とする。
【００２７】
従って、ベローズ組立体に導入される最大圧力が高くなった場合であっても、２重の筒状蛇腹が外側と同様に内側からも圧力を受け、内側に押し込まれることがなくなり、導入される圧力が高圧でもソレノイドバルブを使用することができる。
【００２８】
前記２重の筒状蛇腹は、外径側の蛇腹の谷部が内径側の蛇腹の山部と接するように対称波形状に形成されたことが好ましい。
【００２９】
これにより、外径側の蛇腹の谷部が内径側の蛇腹の山部と接するようにして、お互いの蛇腹を支持し合うことができ、これによってベローズ部が高圧によってつぶれることがなく、導入される圧力が高圧でもソレノイドバルブを使用することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
本発明の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と弁本体２Ａが連続され一体的に設けられているものである。
【００３２】
ソレノイド２は、概略構成としてソレノイド本体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センタポスト５と、プランジャ４に作動連結され、センタポスト５に貫通形成された軸方向の貫通孔６に摺動自在に挿入される第１のロッドとしてのロッドＡ７と、を備えている。
【００３３】
このロッドＡ７と貫通孔６とはクリアランスシールされている。
【００３４】
弁本体２Ａは、ソレノイド本体３に接続されるバルブボディ１１に組み込まれている。
【００３５】
バルブボディ１１のソレノイド本体３側の端部には凹部１１０Ａが形成され、センタポスト５の端部に形成された凹部５Ａにより囲まれた領域を弁室１０としている。弁室１０は、弁座１２と、弁座１２に開口し、弁室１０と連通する流路１３と、第２のポートとしての制御ポート１５と、を備えている。
【００３６】
弁室１０内には、弁体８が往復動自在に挿入されている。弁体８は、弁座１２に当接する先端部が平面となっていおり、かつロッドＡ７と一体的に構成され、ソレノイド２のプランジャ４によって作動される。
【００３７】
バルブボディ１１は貫通する流路１３と、外部と流路１３とを連通する第１のポートとしての流入ポート１４と、が設けられている。
【００３８】
また、この弁体２Ａには、バルブボディ１１の先端部にカバー１６が取付けられており、そのカバー１６内にベローズ組立体１７が収納されている。
【００３９】
図２に拡大して示すように、ベローズ組立体１７には、ベローズ部１８と作動連結され、ソレノイド２の弁体８側に伸びる第２のロッドとしてのロッドＢ１９と、ロッドＢ１９を支持するロッドホルダ２０と、ベローズ部１８を伸ばす方向に付勢する付勢手段としてのスプリング２１と、ベローズ部１８の内側に周囲の圧力を導入する流路２２を有する断面略Ｔ字状の固定側ピンＡ２３と、ピンＡ２３に対向して配置される断面Ｔ字状の作動側ピンＢ２４と、を備えている。
【００４０】
ベローズ部１８は、筒状の蛇腹１８Ａと、蛇腹１８Ａの内側に同一のピッチ、同一山数で、内側に蛇腹１８Ａと対称波形状を成す筒状の蛇腹１８Ｂと、を備えており、２重の蛇腹１８Ａ，１８Ｂとの間は密封構造で内部が真空或は一定圧となっている。
【００４１】
この蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂは、蛇腹１８Ａの谷部と蛇腹１８Ｂの山部が接触できるようになっている。
【００４２】
また、ピンＡ２３とピンＢ２４の間にはそれぞれの凸部の外周面にスプリング２１が設けられている。このスプリング２１は、両端がピンＡ２３、ピンＢ２４にそれぞれ当接し、ベローズ部１８を伸ばす方向に付勢している。
【００４３】
この蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂ自身の反発力とスプリング２１の付勢力により、弁体８は弁座１２から離間する方向に付勢され、また、プランジャ４は弁体８と同じくセンタポスト５から離間する方向に付勢されている。
【００４４】
そして、ピンＢ２４のバルブボディ１１側には、ピンＢ２４の中心線上に形成された凹部を有しており、その凹部内に凹形状のロッドホルダ２０が開口部をバルブボディ１１側として圧入されている。
【００４５】
このロッドホルダ２０に挿入され、摺接するロッドＢ１９は段付で、大径部１９Ａと小径部１９Ｂとから成っている。
【００４６】
一方、バルブボディ１１には、流路１３と同軸的にカバー１６の内部と連通する孔１１Ｂを有しており、孔１１ＢにはロッドＢ１９の大径部１９Ａが摺動自在に挿入され、小径部１９Ｂが流路１３内に臨んで、その先端が弁体８に接するようになっている。
【００４７】
尚、このロッドＢ１９は、大径部１９Ａと孔１１Ｂとでクリアランスシールされている。
【００４８】
さらに、カバー１６には、カバー１６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２５を有している。そして、カバー１６の内部とベローズ部１８の内側とは流路２２によって連通されている。
【００４９】
ここで、ベローズ組立体１７の基本作用について説明する。
【００５０】
ベローズ組立体１７の周囲のガス圧又は液圧が高い時には、蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの反発力とスプリング２１の付勢力よりも、蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの受圧面積に受ける周囲の圧力による圧縮力の方が強くなるため、ベローズ部１８は軸方向に圧縮され、ベローズ部１８の長さは短くなる。
【００５１】
また、周囲の圧力が低くなると、蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの反発力とスプリング２１の付勢力が、蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの受圧面積に受ける周囲の圧力による圧縮力よりも大きくなるため、ベローズ部１８を軸方向に膨張し、ベローズ部１８の長さは長くなる。
【００５２】
このようなベローズ組立体１７の基本作用による軸方向の付勢力がベローズ推力ｆである。
【００５３】
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。
【００５４】
まず、ソレノイド２のＯＦＦ時は、蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの反発力とスプリング２１の付勢力により、弁体８が弁座１２から離間し、弁座１２に開口する流路１３が開く。これにより、流入ポート１４と制御ポート１５とが弁室１０を介して連通し、流入ポート１４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１５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 ＝吐出圧Ｐ1 となる。
【００５５】
ここで、この外部制御部は、導入されるコントロール圧Ｐ2 により吐出圧Ｐ1 及び吸入圧Ｐ3 を制御して自由に変更し、吸入圧Ｐ3 により温度制御を行ったりするものである。また、コントロール圧Ｐ2 と吸入圧Ｐ3 は外部制御部中でオリフィス（不図示）によりつながっており、コントロール圧Ｐ2 は吸入圧Ｐ3 より低くなることはない。
【００５６】
次に、ソレノイド２をＯＮにすると、プランジャ４がセンタポスト５に磁気吸引され、そのソレノイド推力Ｆにより、プランジャ４に作動連結されたロッドＡ７と一体となっている弁体８が蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの反発力とスプリング２１の付勢力に抗して弁座１２側に移動し、弁座の先端部の平面を弁座１２に当接して、弁座１２に開口する流路１３を閉じる。このとき、ベローズ部１８の蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂの受圧面積に受けた外部制御部の吸入圧Ｐ3 によって蛇腹１８Ａと蛇腹１８Ｂが縮まる。
【００５７】
そして、ソレノイド２に印加する電流によるソレノイド推力Ｆに応じた吸入ポート２５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。
【００５８】
この作用を詳しく説明すると、あるソレノイド推力Ｆで弁体８と弁座１２にて流路１３を閉じ、吸入圧Ｐ3 が低いと、ベローズ組立体１７の基本作用によりベローズ部１８のロッドＢ１９への付勢力が大きくなる。
【００５９】
そして、ベローズ部１８はロッドホルダ２０に摺接するロッドＢ１９を押し、ロッドＢ１９により弁体８がソレノイド推力Ｆに抗して押されて一定のストロークで流路１３を開ける。
【００６０】
従って、コントロール圧Ｐ2 はこのときの吐出圧Ｐ1 と、この一定のストロークによって決まる。
【００６１】
一方、あるソレノイド推力Ｆで流路１３を閉じ、吸入圧Ｐ3 の圧力が高いと、ベローズ組立体１７の基本作用によりベローズ部１８のロッドＢ１９への付勢力が小さくなる。
【００６２】
従って、ベローズ推力ｆ＜ソレノイド推力Ｆとなってベローズ部１８の長さが短くなり、流路１３が閉じたままで、コントロール圧Ｐ2 ＝吸入圧Ｐ3 となる。
【００６３】
上記構成のソレノイドバルブ１にあっては、ベローズ組立体１７のベローズ部１８に２重の筒状の蛇腹１８Ａ，１８Ｂを設け、また、ベローズ部１８の内側に流路２２によって吸入圧Ｐ3 を導入するので、媒体としてＣＯ2 を用いて最大圧力が高くなった場合であっても、ベローズ部１８が外側と同様に内側からも圧力を受け、蛇腹が内側に押し込まれることがなくなり、ベローズ部１８の耐圧性を向上させる。
【００６４】
また、蛇腹１８Ａの谷部が蛇腹１８Ｂの山部と接するようにして、お互いの蛇腹１８Ａ，１８Ｂを支持し合うことができ、ベローズ部１８の耐圧性を向上させる。
【００６５】
従って、ソレノイドバルブ１の耐圧性が向上して、従来のように破損してしまうことを防止して導入される圧力が高圧でもソレノイドバルブ１を使用することができる。
【００６６】
尚、媒体としてＣＯ2 を用いる場合には、透過性が高いため、ベローズ部１８の材質は金属であることが好ましい。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、ベローズ組立体に、２重の筒状蛇腹を配置し、２重の筒状蛇腹間を真空又は一定圧に設け、２重の筒状蛇腹の外側及び内側に圧力を導入したことで、ベローズ組立体に導入される最大圧力が高くなった場合であっても、２重の筒状蛇腹が外側と同様に内側からも圧力を受け、内側に押し込まれることがなくなり、導入される圧力が高圧でもソレノイドバルブを使用することができる。
【００６８】
２重の筒状蛇腹は、外径側の蛇腹の谷部が内径側の蛇腹の山部と接するように対称波形状に形成されたことで、外径側の蛇腹の谷部が内径側の蛇腹の山部と接するようにして、お互いの蛇腹を支持し合うことができ、これによってベローズ部が高圧によってつぶれることがなく、導入される圧力が高圧でもソレノイドバルブを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施の形態に係るソレノイドバルブを示す断面図である。
【図２】図２は実施の形態に係るベローズ組立体を示す断面図である。
【図３】図３は従来技術のソレノイドバルブを示す断面図である。
【図４】図４は従来技術のベローズ組立体を示す断面図である。
【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
５  センタポスト
５Ａ  凹部
６  貫通孔
７  ロッドＡ
８  弁体
１０  弁室
１１  バルブボディ
１１Ａ  凹部
１１Ｂ  孔
１２  弁座
１３  流路
１４  流入ポート
１５  制御ポート
１６  カバー
１７  ベローズ組立体
１８  ベローズ部
１８Ａ，１８Ｂ  蛇腹
１９  ロッドＢ
２０  ロッドホルダ
２１  スプリング
２２  流路
２３  ピンＡ
２４  ピンＢ
２５  吸入ポート
【図１】
0003804280.tif 000002
【図２】
0003804280.tif 000003
【図３】
0003804280.tif 000004
【図４】
0003804280.tif 000005