JP2000283315A - 電磁弁 - Google Patents
電磁弁Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0655—Lift valves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
くすこと。 【解決手段】 電磁弁1は、弁体12を開弁方向へ付勢
する第1のスプリング13と、弁体12を閉弁方向へ付
勢する第2のスプリング14とを備え、電磁装置をOF
Fした状態で、第1のスプリング13と第2のスプリン
グ14の付勢力が釣り合った所定の開弁位置に弁体12
を静止させる。第2のスプリング14は、不等ピッチを
有し、非線形の荷重特性を有している。これにより、第
1のスプリング13と第2のスプリング14との合成荷
重特性は、最終的に弁体12が静止する位置から閉弁側
の荷重特性よりオーバーシュート側の荷重特性の方が傾
きを大きくできる。このため、弁体12が静止位置から
弁口16を閉じる閉弁位置まで移動する第1の移動スト
ロークS1 に対し、弁体12が静止位置を超えてオーバ
ーシュートした時の第2の移動ストロークS2 を小さく
設定することが可能である。
Description
に自動車の燃料タンクから放出される蒸気燃料を処理す
るためのキャニスタに具備される電磁弁として好適であ
る。
等では、燃料タンク内で揮発した蒸発燃料が大気中へ放
出されるのを防止する蒸発燃料処理システムを有してい
る。このシステムには、図4に示すように、燃料タンク
4から放出される蒸気燃料を吸着して保持するキャニス
タ2を具備し、このキャニスタ2の大気ポート8に電磁
弁1が接続されている。電磁弁1は、システムのリーク
チェックを行う時に所定の開閉動作(図5参照)を行う
もので、図8に示すように、ハウジング100内に形成
された空気通路110を開閉する弁体120と、この弁
体120を開弁方向(図8の右方向)へ付勢するスプリ
ング130と、このスプリング130の付勢力に抗して
弁体120を駆動する電磁装置140等より構成され、
通常は、電磁装置140がOFFされていて開弁状態
(図8に示す状態)にある。
動を簡単に説明する。リークチェックを実行するため
に、電磁装置140に内蔵されたコイル150を通電す
ると、ボビン160の内周に配された可動子170が図
示左側へ吸引され、可動子170に組み付けられたリテ
ーナ180と共に弁体120が図示左側へ押し出され
て、空気通路110に設けられた弁口190を閉じる。
その後、リークチェックが終了してコイル150への通
電が停止すると、可動子170に作用する吸引力が消滅
するため、それまで弁口190を閉じていた弁体120
がスプリング130の付勢力により押し戻されて弁口1
90を開き、リテーナ180の端部がボビン160の左
端面161に当接する所定の開弁位置(図8に示す位
置)で停止する。
弁は、コイル150への通電が停止されると、弁体12
0がスプリング130に蓄えられた弾性力によって急激
に押し戻されるため、リテーナ180の端部がボビン1
60の左端面161に衝突して衝撃音を発生させる。こ
こで、リークチェックを車両走行時のロードノイズが高
い時に実施すれば、上記の衝撃音がロードノイズにかき
消されるため、衝撃音が発生しても大きな問題とはなら
ないが、ロードノイズが発生しない車両停止時(例えば
アイドリング時)にリークチェックを実施すると、上記
の衝撃音がロードノイズ等によってかき消されることが
なく、異音として乗員に聞こえてしまうため、衝撃音の
発生が大きな問題となってくる。本発明は、上記事情に
基づいて成されたもので、その目的は、電磁弁の開弁動
作に伴う衝撃音の発生を無くすことにある。
装置を通電停止した状態で、弁体を開弁方向へ付勢する
第1の付勢手段の付勢力と弁体を閉弁方向へ付勢する第
2の付勢手段の付勢力とが釣り合った所定の開弁位置に
弁体を静止させる電磁弁であって、弁体が第2の移動ス
トロークを移動できるだけのスペースを有し、且つ、第
2の付勢手段の荷重特性を非線形とすることで、第2の
移動ストロークを第1の移動ストロークより小さく設定
している。
勢力と第2の付勢手段の付勢力とが釣り合う所定の開弁
位置に弁体を静止させることができる。つまり、従来の
ように、リテーナの端部がボビンの左端面に当接して弁
体の移動を停止する必要がないので、開弁動作に伴う衝
撃音の発生を無くすことができる。また、本発明では、
第1の付勢手段に蓄えられた弾性力によって弁体が閉弁
位置から開弁方向へ押し戻される時に、一度で正確に所
定の開弁位置に停止することはなく、一旦開弁位置を超
えて移動する。このため、リテーナの端部がボビンの左
端面に当接して弁体の移動が停止する従来装置と比較す
ると、少なくとも弁体が開弁位置を超えて移動する距離
(第2の移動ストローク)だけは従来装置より電磁弁の
ストローク方向の長さが増大する。
を第1の付勢手段と同一品(荷重特性が同一のもの)と
することなく、第2の付勢手段の荷重特性を非線形とす
ることにより、第2の移動ストロークを第1の移動スト
ロークより小さく設定することができる。その結果、第
2の付勢手段を第1の付勢手段と同一品を使用した場合
と比較して、電磁弁のストローク方向の増大長さを小さ
く抑えることが可能である。更には、第1の移動ストロ
ークより第2の移動ストロークを小さく設定できるの
で、第2の付勢手段を第1の付勢手段と同一品で構成し
た場合と比較すると、可動部を吸引する電磁装置の吸引
力を向上できる効果がある。
線形の荷重特性を有するコイルバネである。これによ
り、第2の移動ストロークを第1の移動ストロークより
小さく設定することができ、且つ弁体が第1の移動スト
ロークを移動する間に第1の付勢手段に蓄えられる弾性
エネルギの大きさと、弁体が第2の移動ストロークを移
動する間に第2の付勢手段に蓄えられる弾性エネルギの
大きさとを略等しくすることが可能である。
を密巻、中央部を疎巻とする不等ピッチを有している。
この場合、非線形の荷重特性を有するコイルバネであっ
ても、コイルバネの伸縮方向において両側を対称形状に
設けることができるので、コイルバネの組み付け方向性
を持たない。
を疎巻、中央部を密巻とする不等ピッチを有している。
この場合も、請求項3のコイルバネと同様に、非線形の
荷重特性を有するコイルバネであっても、コイルバネの
伸縮方向において両側を対称形状に設けることができる
ので、コイルバネの組み付け方向性を持たない。
も両側が対象形状である必要はなく、一端側を密巻、他
端側を疎巻とした不等ピッチを有しているものを使用す
ることもできる。
ばねである。この板ばねは、非線形の荷重特性を有する
ので、第2の移動ストロークを第1の移動ストロークよ
り小さく設定することができ、且つ弁体が第1の移動ス
トロークを移動する間に第1の付勢手段に蓄えられる弾
性エネルギの大きさと、弁体が第2の移動ストロークを
移動する間に第2の付勢手段に蓄えられる弾性エネルギ
の大きさとを略等しくすることが可能である。
両に用いられ、その車両の走行停止時に電磁装置を通電
停止して開弁することを特徴とする。本発明の電磁弁
は、開弁動作に伴う衝撃音の発生を無くすことができる
ので、ロードノイズが発生しない車両の走行停止時に開
弁動作を行っても異音が発生することはない。
づいて説明する。 (第1実施例)図1は電磁弁1の断面図である。本実施
例の電磁弁1は、自動車の燃料タンク内で揮発した蒸発
燃料が大気中へ放出されるのを防止する蒸発燃料処理シ
ステムに用いられる。
に説明する。蒸発燃料処理システムは、図4に示すよう
に、内部に活性炭等の吸着材を充填したキャニスタ2を
具備し、このキャニスタ2が連通管3を介して燃料タン
ク4と接続され、且つパージ管5を介してエンジンの吸
気管6(スロットル弁7の近傍)に接続されている。ま
た、キャニスタ2には、大気を導入するための大気ポー
ト8が設けられ、この大気ポート8に本発明の電磁弁1
が接続されている。但し、電磁弁1は、後述のリークチ
ェックを実行する時以外は、常時開弁状態(ノーマリオ
ープン)にあり、大気ポート8を開口している。
ャニスタ2内へ導入されて吸着材に一旦吸着保持され、
エンジン作動時に吸気管6内の負圧によって大気ポート
8からキャニスタ2内に導入される大気により吸着剤か
ら脱離し、パージ管5を通って吸気管6へ送出される。
なお、パージ管5には、キャニスタ2から吸気管6へ送
出される蒸発燃料の流量を調節するパージバルブ9が設
けられている。このパージバルブ9は、エンジンの運転
状態に応じてECU(電子制御装置)によりデューティ
比制御される。
クの方法について説明する。リークチェックは、蒸発燃
料処理システムの通気漏れを検出する手段であり、以下
の手順で行われる。まず、電磁弁1を閉弁(a)して大
気ポート8を閉じる。続いて、パージバルブ9を開弁す
る(b)。これにより、吸気管6内の負圧がシステム内
に導入され、パージバルブ9が開弁している間にシステ
ム内が所定の負圧まで低下する(c)。
(d)。ここで、システムの通気系に漏れが無ければ、
例えば連通管3に取り付けた圧力センサ10が所定の値
(負圧)を示して安定する(e)。しかし、システムの
通気系に漏れがあると、圧力センサ10の値が変動する
(f)ため、この変動分(図5のΔP)を測定すること
で通気漏れを判定することができる。電磁弁1を開弁
(g)して大気ポート8を開き、リークチェックを終了
する。
明する。電磁弁1は、図1に示すように、ハウジング1
1、弁体12、第1のスプリング13、電磁装置(後述
する)、及び第2のスプリング14等より構成される。
ハウジング11は、内部に空気通路15を有し、この空
気通路15の一端側開口部15aが大気に開口し、他端
側開口部15bがキャニスタ2の大気ポート8に接続さ
れている。また、空気通路15の途中には、弁体12に
よって開閉される弁口16(開口部)が形成されてい
る。弁体12は、例えば樹脂製の弁部材12aと、この
弁部材12aに組み付けられるゴム製の弁プレート12
bから成り、この弁プレート12bが弁口16に対向し
て配置される。
の周囲に形成されたハウジング11の内壁凹部に係止さ
れ、他端が弁部材12aの外周部に係止されて、弁体1
2を開弁方向(図1の右方向)へ付勢している。この第
1のスプリング13は、図2の破線aで示すように、線
形の荷重特性を有している。電磁装置は、コイル17、
固定磁路形成部材18、19、ムービングコア20(本
発明の可動部)等より構成される。コイル17は、ハウ
ジング11と一体成形されたボビン21に巻装されると
ともに、コネクタ22にモールドされたターミナル23
に接続されて、ECUにより通電制御される。
性材料から成る第1のプレート18と第2のプレート1
9を有し、磁気回路の一部を形成している。ムービング
コア20は、鉄等の磁性材料で形成され、空気通路15
の一部を形成するボビン21の円筒内周面に摺動自在に
挿入される円筒部20aと、この円筒部20aの他端部
から外径方向へ鍔状に延設されたフランジ部20bとを
有し、そのフランジ部20bには、弁体12を支持する
リテーナ24が結合されている。
7が通電されると、フランジ部20bとエアギャップG
を介して対向する第2のプレート19との間に発生する
吸引力によってムービングコア20が図1の左側へ吸引
され、第1のスプリング13の付勢力に抗して弁体12
を弁口16の周縁部(弁座16a)に押し当てることが
できる。コイル17への通電が停止すると、吸引力が消
滅することにより、第1のスプリング13の付勢力によ
ってムービングコア20が押し戻される。
に凹部12cが設けられ、この凹部12cがリテーナ2
4の中央部に設けられた突起部24aに嵌め合わされて
いる。但し、弁部材12aの凹部12cは、その内面が
円錐面で構成され、リテーナ24の突起部24aは、先
端外周面が半球面で構成されている。従って、弁体12
は、リテーナ24の突起部24aに弁部材12aの凹部
12cが嵌め合わされた状態でも、全周方向で所定の傾
きを得ることができる。
グコア20の円筒部20a端面に係止され、他端が空気
通路15の他端側開口部15bの内側段付部に係止され
て、ムービングコア20とリテーナ24を介して弁体1
2を閉弁方向(図1の左方向)へ付勢している。従っ
て、弁体12は、電磁装置がOFFの状態で、第1のス
プリング13の付勢力と第2のスプリング14の付勢力
とが釣り合った所定の開弁位置(図1に示す位置)で静
止している。
3(a)に示すように、第2のスプリング14の伸縮方
向(図3の左右方向)において、両端側を密巻で中央部
を疎巻とした不等ピッチ、または図3(b)に示すよう
に、両端側を疎巻で中央部を密巻とした不等ピッチ、あ
るいは図3(c)に示すように、一端側を密巻、他端側
を疎巻とした不等ピッチを有することで、図2の実線b
で示すように、非線形の荷重特性を有している。これに
より、第1のスプリング13と第2のスプリング14と
の合成荷重特性は、図2の実線cで示すような傾きが得
られる。この場合、第1のスプリング13荷重と第2の
スプリング14荷重とが釣り合うX点で弁体12を静止
させることができる。
チェックを開始するために、電磁装置のコイル17を通
電すると、ボビン21の内周に配されたムービングコア
20が吸引されて図1の左側へ移動する。これにより、
ムービングコア20に結合されたリテーナ24と共に弁
体12が図示左側へ押し出され、弁体12の弁プレート
12bが弁座16aに当接して弁口16を閉じる。リー
クチェックが行われた後、コイル17への通電を停止す
ると、ムービングコア20に作用する吸引力が消滅する
ため、第1のスプリング13の付勢力によって弁体12
が押し戻され、弁プレート12bが弁座16aから離れ
て弁口16を開口する。この時、弁体12は、一度で正
確に所定の開弁位置(図2のX点)に停止することはな
く、一旦開弁位置を超えて移動する(オーバーシュー
ト)。オーバーシュートした弁体12は、その後、折り
返して再び開弁位置へ向かって移動し、最終的に所定の
開弁位置で静止する。
のスプリング14の荷重特性を非線形とすることで、図
2の実線cで示す第1のスプリング13と第2のスプリ
ング14との合成荷重特性を得ることができる。この合
成荷重特性は、最終的に弁体12が静止するX点より閉
弁側(図2のX点より左側)とオーバーシュート側(図
2のX点より右側)とで荷重特性が変化し、X点より閉
弁側の荷重特性よりオーバーシュート側の荷重特性の方
が傾きを大きくできる。このため、弁体12が図2のX
点から弁口16を閉じる閉弁位置(図2のY点)まで移
動する第1の移動ストロークS1 に対し、弁体12が図
2のX点を超えてオーバーシュートした時の第2の移動
ストロークS2 を小さく設定することが可能である。
2の移動ストロークS2 を小さく設定した場合に、弁体
12が第1の移動ストロークS1 を移動する間に第1の
スプリング13に蓄えられる弾性エネルギE1 と、弁体
12が第2の移動ストロークS2 を移動する間に第2の
スプリング14に蓄えられる弾性エネルギE2 とが略等
しくなるように両スプリング13、14の合成荷重特性
を設定すれば、弁体12がオーバシュートした時に、ム
ービングコア20のフランジ部20bに結合されたリテ
ーナ24の端部がボビン21の左端面21aに衝突する
ことを防止できる。なお、弁体12が静止している状態
(図1に示す状態)で、リテーナ24の端部とボビン2
1の左端面21aとの間には、開弁時に弁体12が図2
のX点を超えてオーバーシュートした時に第2の移動ス
トロークS2 を移動できるだけのスペースが確保されて
いることは言うまでもない。
12に対し第1のスプリング13と対向して第2のスプ
リング14を設けたことにより、第1のスプリング13
の付勢力と第2のスプリング14の付勢力とが釣り合う
所定の開弁位置に弁体12を静止させることができる。
従って、従来のように、リテーナ24の端部がボビン2
1の左端面21aに当接して弁体12の移動を停止させ
る必要がないので、開弁時にリテーナ24の端部がボビ
ン21の左端面21aに衝突することを防止でき、弁体
12の開弁動作に伴う衝撃音の発生を無くすことができ
る。
れば、第2のスプリング14の荷重特性を第1のスプリ
ング13の荷重特性と同一にすれば良いが、この場合、
弁体12がオーバシュートした時の第2の移動ストロー
クS2 が、第1の移動ストロークS1 と略同じになるた
め、弁体12のストローク方向に電磁弁1の体格が増大
してしまう。これに対し、本実施例では、第2のスプリ
ング14の荷重特性を非線形とすることで、第2の移動
ストロークS2 を第1の移動ストロークS1 より小さく
設定でき、電磁弁1の体格が弁体12のストローク方向
に増大する割合を小さく抑えることができる。
リング13の荷重特性を同一にした場合は、上記のよう
に第2の移動ストロークS2 が大きくなるため、ムービ
ングコア20の円筒部20aと第1のプレート18との
ラップ代(ストローク方向の重なり長さ)が小さくなっ
て吸引力が低下する。これに対し、本実施例では、第2
の移動ストロークS2 を小さくできるため、ムービング
コア20の円筒部20aと第1のプレート18とのラッ
プ代を大きくでき、吸引力の低下を抑制できる。
ある。本実施例の電磁弁1は、第2の付勢手段として、
図6に示すように、板ばね25を用いている。この板ば
ね25は、リング状に設けられて、外周部がハウジング
11と第2のプレート19との間に挟持され、内周部が
ムービングコア20のフランジ部20bに固定されて、
弁体12を閉弁方向(図6の左方向)へ付勢している。
うな非線形の荷重特性を有し、図7の実線eで示す第1
のスプリング13と板ばね25との合成荷重特性を得る
ことができる。この合成荷重特性は、最終的に弁体12
が静止するX点より閉弁側(図7のX点より左側)とオ
ーバーシュート側(図7のX点より右側)とで荷重特性
が変化し、X点より閉弁側の荷重特性よりオーバーシュ
ート側の荷重特性の方が傾きを大きくできる。このた
め、弁体12が図7のX点から弁口16を閉じる閉弁位
置(図7のY点)まで移動する第1の移動ストロークS
1 に対し、弁体12が図7のX点を超えてオーバーシュ
ートした時の第2の移動ストロークS2 を小さく設定す
ることが可能である。
2の移動ストロークS2 を小さく設定した場合に、弁体
12が第1の移動ストロークS1 を移動する間に第1の
スプリング13に蓄えられる弾性エネルギE1 と、弁体
12が第2の移動ストロークS2 を移動する間に板ばね
25に蓄えられる弾性エネルギE2 とが略等しくなるよ
うに両スプリング13、14の合成荷重特性を設定すれ
ば、弁体12がオーバシュートした時に、フランジ部2
0bに結合されたリテーナ24の端部がボビン21の左
端面21aに衝突することを防止できる。
処理システムに使用しているが、これに限定する必要は
なく、自動車に搭載される補機類、空調装置等に用いて
も良い。この場合、車両の走行停止時に電磁装置をOF
Fして開弁動作を行う使い方をすれば、上記実施例と同
様の効果を得ることができる。
実施例)。
実施例)。
Claims (7)
- 【請求項1】流体通路を開閉可能に設けられた弁体と、 この弁体を開弁方向へ付勢する第1の付勢手段と、 前記弁体を閉弁方向へ付勢する第2の付勢手段と、 通電時に発生する磁力を受けて可動する可動部を有し、
この可動部の移動に伴って前記弁体を前記第1の付勢手
段の付勢力に抗して閉弁させる電磁装置とを備え、 前記電磁装置を通電停止した状態で、前記第1の付勢手
段の付勢力と前記第2の付勢手段の付勢力とが釣り合っ
た所定の開弁位置に前記弁体を静止させる電磁弁であっ
て、 前記電磁装置を通電した時に前記弁体が前記開弁位置か
ら閉弁位置まで移動する距離を第1の移動ストロークと
し、 前記電磁装置を通電停止した時に、前記弁体が前記第1
の移動ストロークを移動する間に前記第1の付勢手段に
蓄えられる弾性エネルギと略同等の弾性エネルギが前記
第2の付勢手段に蓄えられるまで前記弁体が前記開弁位
置を超えて移動する時の前記開弁位置からの移動距離を
第2の移動ストロークとした場合に、 前記弁体が前記第2の移動ストロークを移動できるだけ
のスペースを有し、且つ、前記第2の付勢手段の荷重特
性を非線形とすることで、前記第2の移動ストロークを
前記第1の移動ストロークより小さく設定したことを特
徴とする電磁弁。 - 【請求項2】前記第2の付勢手段は、非線形の荷重特性
を有するコイルバネであることを特徴とする請求項1に
記載した電磁弁。 - 【請求項3】前記コイルバネは、両端側を密巻、中央部
を疎巻とする不等ピッチを有していることを特徴とする
請求項2に記載した電磁弁。 - 【請求項4】前記コイルバネは、両端側を疎巻、中央部
を密巻とする不等ピッチを有していることを特徴とする
請求項2に記載した電磁弁。 - 【請求項5】前記コイルバネは、一端側を密巻、他端側
を疎巻とした不等ピッチを有していることを特徴とする
請求項2に記載した電磁弁。 - 【請求項6】前記第2の付勢手段は、板ばねであること
を特徴とする請求項1に記載した電磁弁。 - 【請求項7】請求項1〜6に記載した電磁弁は、車両に
用いられ、その車両の走行停止時に前記電磁装置を通電
停止して開弁動作を行うことを特徴とする電磁弁。
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US09/505,859 US6273396B1 (en) | 1999-03-29 | 2000-02-17 | Electromagnetic valve |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP08561299A JP4016370B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 電磁弁 |
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JP2000283315A true JP2000283315A (ja) | 2000-10-13 |
JP4016370B2 JP4016370B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=13863672
Family Applications (1)
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JP08561299A Expired - Lifetime JP4016370B2 (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 電磁弁 |
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US (1) | US6273396B1 (ja) |
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