JP2001304446A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁コイルの強度を確保しつつ、電磁コイル
を鋏み込んで固定するのに適した構成の電磁弁を提供す
ることにある。 【解決手段】 固定子鉄心２０を形成する第１の支持部
材２１と第２の支持部材２５とにより鋏み込まれて固定
される電磁コイル１０には、第１の支持部材２１、また
は第２の支持部材２５の少なくともどちらか一方に当接
する端部に、複数の突起１３ａが設けられることで、他
の電磁コイル２０部分に比べて突起１３ａが圧縮力に対
して変形し易くなる。このため、他の電磁コイル１０部
分に収容されている巻線１２、コネクタ１４等の機能に
は、固定子鉄心２０に挟み込まれるときに生じる圧縮力
が直接加わらないようにできるので、電磁コイル１０の
損傷防止ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】スプールに巻線後、樹脂によりスプール
とコネクタを一体化することにより形成された電磁コイ
ルを、磁気回路を構成する他の部材（固定鉄心）である
ヨークとハウジングとに固定する電磁弁が知られている
（例えば、特開平１１−１３２１２７号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来構造では、電磁コ
イルと、この電磁コイルを鋏み込む他の部材（ヨークと
ハウジング）の寸法精度によっては、組付け後、電磁コ
イルが当接する他の部材との間に隙間を有するか、或い
は他の部材により圧縮させられることとなる。

【０００４】隙間を有する場合については、電磁弁が取
付けられている例えば、エンジン等の振動により音が発
生したり、摩耗が生じて破損につながる場合がある。ま
た、他の部材により圧縮される場合については、その圧
縮応力によって、樹脂と金属との熱膨張差により電磁コ
イルが破損してしまう可能性がある。

【０００５】これらを解決しようとすると、電磁コイル
と、他の部材とは高い精度を要求されるため、製造コス
トが高価となってしまう問題がある。

【０００６】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、電磁コイルの強度を確保
しつつ、電磁コイルを鋏み込んで固定するのに適した構
成の電磁弁を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１による
と、固定子鉄心を形成する第１の支持部材と第２の支持
部材とにより電磁コイルを挟み込む構成において、第１
の支持部材および第２の支持部材の少なくとも一方と電
磁コイルとは、電磁コイルの端部に形成された複数の突
起を介して当接する。このため、固定子鉄心により挟み
込まれた電磁コイルに圧縮力が加わる場合、この突起が
他の電磁コイル部分に比べて圧縮力に対して変形し易く
なる。これにより、他の電磁コイル部分に収容されてい
る巻線、コネクタ等の機能に圧縮力が直接加わらないよ
うにできる。

【０００８】さらに、本発明の請求項２によれば、突起
を有する電磁コイルの高さを、予め第１の支持部材と第
２の支持部材との間に挟み込まれる高さより高くなるよ
うに形成しておき、電磁コイルを第１の支持部材と第２
の支持部材との間に挟み込む構造とすることで、挟み込
む第１の支持部材、第２の支持部材と電磁コイルとの間
に、部品精度のばらつきにより隙間が発生することを防
止できる。また、電磁コイルを第１の支持部材と第２の
支持部材との間に挟み込んで組付けるとき、この突起が
他の電磁コイル部分に比べて変形し易い程度に設定する
ようにすれば、請求項１と同様に、他の電磁コイル部分
に収容されている巻線、コネクタ等の機能に圧縮力が直
接加わらないようにできる。なお、予め成形する電磁コ
イルの高さは、部品精度のばらつきにより隙間が発生し
ない程度にすることが望ましい。

【０００９】本発明の請求項３および請求項４による
と、電磁コイルを挟み込んで固定する固定子鉄心である
第１の支持部材、または第２の支持部材には、複数の突
起のうち、少なくとも１つの突起に対向する位置にこの
突起と係合する凹部が配置されることで、電磁コイル
は、固定子鉄心と位置関係をこの凹部と突起の係合によ
り位置決めができる。

【００１０】なお、電磁コイルは、第１の支持部材の収
容部と上述のとで位置決めするようにすれば、位置決め
が確実にできる。

【００１１】請求項４によると、可動子を収容する収容
部の一部を、非磁性材で形成するので、可動子を吸引す
る吸引力を増大させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電磁弁に具体化し
た実施形態を図面に従って説明する。

【００１３】（第１の実施形態）図１は、本発明の電磁
弁の構造を示す軸方向断面図である。図１に示すよう
に、電磁弁１は、電磁コイル１０、固定子鉄心２０、可
動子３０、弁体４０、弁座部材（以下、バルブボディと
呼ぶ）５０等を含んで構成されている。

【００１４】電磁コイル１０は、スプール１１と、巻線
１２と、コイルカバー１３とを備えている。樹脂製のス
プール１１は巻線１２を巻装され、さらにこれらスプー
ル１１および巻線１２を樹脂製のコイルカバー１３によ
り２次成形する。このとき、樹脂製のコネクタ１４は、
コイルカバー１３に一体的に成形される。このコネクタ
１４には、電磁コイル１０に通電するため、巻線１２の
端部と電気的に接続するターミナル１５が設けられてい
る。

【００１５】なお、スプール１１は、巻線１２を収容す
るよう、断面が凹状の形状であり、外周側に図１に示す
ような円環状の突起１１ｐを備えていることが望まし
い。円環状突起１１ｐは、上述の２次成形をするとき、
円環状突起１１ｐが融けることで樹脂同士の密着性を増
すことができるので、巻線を収容するスプールの気密性
を向上できる。この電磁コイル１０の詳細については、
後述する。

【００１６】また、固定子鉄心２０は、第１の支持部材
２１と、第２の支持部材２５とを備え、通電により吸引
力を発生する電磁コイル１０を収容して、後述の可動子
３０と共に磁束が流れる磁気回路を形成している。

【００１７】第１の支持部材（以下、フランジ部と呼
ぶ）２１は、磁性材のフランジ２２と、非磁性材の中間
部材２３と、磁性材の吸引部材２４とで構成されてい
る。フランジ２２は、中央が中空の略平板状であって、
本発明の電磁弁１を例えば燃料供給装置に収容して固定
できるように、固定用ボルト等を螺合する案内孔２９が
複数設けられいる。

【００１８】中間部材２３は、円環状であって、略円筒
状の吸引部材２４とフランジ２２の中空端部２２ａと共
に、溶接等により一体的に形成される。これにより、こ
の吸引部材２４と中間部部材２３とフランジ２２との一
体部（以下、収容部と呼ぶ）２８は、可動子３０を燃料
気密に収容できる。

【００１９】なお、非磁性材の中間部材２３は、可動子
３０に対向する径方向位置に配置されているので、通電
して磁気コイル１０に磁気を発生させると、磁束がフラ
ンジ２２、第２の支持部材２５、吸引部材２４の順で、
可動子３０に流れる磁気回路が形成できる。このため、
中間部材２３に磁束が流れにくくすることで、磁束が吸
引部材２４から可動子３０へより多く流れるようにで
き、可動子４０を吸引する吸引力を増大することができ
る。

【００２０】第２の支持部材（以下、弁ハウジングと呼
ぶ）２５は、有底の円筒の周面の一部を切欠いた形状で
あって、一端２５ａは、フランジ部２１に溶接等により
固定される。なお、弁ハウジング２５の中央部には、嵌
合孔２５ｂが設けられ、この嵌合孔２５ｂは、フランジ
部２１の吸引部材２４を嵌合する。なお、上述の切欠く
ことで形成される開口部２５ｃには、電磁コイル１０に
一体成形されたコネクタ部１４を径方向に突き出すよう
にすれば、コネクタ１４とハーネス（図示せず）との結
線作業がし易いコネクタ１４の大きさ、形状を設定する
ことが可能となる。

【００２１】可動子３０は、略円筒であって、収容部２
８内を軸方向に摺動自在に移動することができる。この
可動子３０と吸引部材２４との間には、軸方向に、後述
の弁体４０を開弁方向に付勢する付勢スプリング６０が
配置され、可動子３０と吸引部材２４には、それぞれ付
勢スプリング６０を保持する有底孔３０ａ、２４ａが設
けられている。この付勢スプリング６０は、吸引方向と
は反対の開弁方向（吸引部材２４から遠ざかる方向）に
可動子３０を付勢している。これにより、非通電時に
は、付勢スプリング６０の付勢力により可動子３０と係
合する弁体４０を開弁方向に移動させることができる。

【００２２】なお、この電磁コイル１０と固定子鉄心２
０と可動子３０は、所謂、電磁駆動部１Ｓを形成してい
る。

【００２３】次に、弁体４０は、前述の可動子３０に溶
接等により固定され、バルブボディ５０の弁孔５１に軸
方向摺動自在に保持されている。なお、弁体４０の下端
には、大径部４３を備えている。

【００２４】また、バルブボディ５０は、フランジ部２
１の略円環状の凸設部２２ｂに溶接等により固定される
とともに、収容部２８の内周壁と同軸に配置されて、貫
通された弁孔５１が設けられている。これにより、弁体
４０は、可動子３０と一体的に移動ができる。

【００２５】さらに、バルブボディ５０は、その外周と
弁孔５１とを径方向に連通する複数の燃料入口孔５２
と、弁孔５１の下端側に開口の外周を囲んで形成された
弁座５３とが設けられている。この弁座５３の弁座面５
３ａは、弁体４０の下端に形成された大径部４３の弁座
当接面４３ａに当接、離間可能に対面している。なお、
弁体４０とバルブボディ５０は、所謂、ＯＮ−ＯＦＦ制
御のポペット弁部１Ｂを形成している。

【００２６】また、バルブボディ５０には、非通電時、
付勢スプリング６０により弁体４０を開弁方向に移動す
るリフト量を規制するストッパプレート７０がバルブボ
ディ５０内に保持されている。なお、ストッパプレート
７０には外周に切欠部７０ａを設けて、燃料入口孔５２
から導入した燃料を弁孔５１の燃料溜室ＢＧを経由し
て、燃料通路を形成する切欠部７０ａから燃料を導出す
ることが可能である。

【００２７】本発明の電磁コイルの形状について以下、
図１から図３に従って説明する。図２は、電磁コイル１
０の軸方向断面図で、図３は、その平面図である。図１
に示すように、電磁コイル１０は、弁ハウジング２５に
当接する端部に複数の突起１３ａが設けられている。突
起１３ａは、樹脂製のコイルカバー１３と一体成形され
ている。図２に示す電磁コイル１０の軸方向の高さＨｃ
は、図１に示すフランジ部２１と弁ハウジング２５との
間に挟み込まれる軸方向の高さＨｓより予め高く形成さ
れている。なお、この高さＨｓは、後述する部品精度の
ばらつきにより隙間が発生しない程度に高さに設定する
ことが望ましい。

【００２８】なお、この突起１３ａは、他の電磁コイル
１０を形成する部材に比べて変形し易い程度に弁ハウジ
ング２５と当接する突起１３ａの断面を形成されてい
る。

【００２９】電磁駆動装置１Ｓの製造工程にて、弁ハウ
ジング２５をフランジ部２１の収容部２８に嵌合すると
共に、高さがＨｓとなるまで弁ハウジング２５をフラン
ジ部２１側下方に固定する場合、他の電磁コイル１０を
形成する部材に比べて変形し易い突起１３ａが先に変形
するので、電磁コイル１０の他の部分に収容されている
巻線１２や、コネクタ１４等に圧縮力が直接加わらない
ようにできる。したがって、電磁コイル１０の吸引力を
発生させる機能の損傷防止ができる。

【００３０】また、電磁コイル１０の高さＨｃは、電磁
コイル１０、フランジ部２１、弁ハウジング２５の部品
精度を考慮して高さＨｓより高く設定すれば、製造ばら
つきにより電磁コイル１０とフランジ部２１、弁ハウジ
ングとの間に軸方向の隙間の発生が防止できる。このた
め、隙間に起因して生じる振動等により発生する騒音や
摩耗の防止が可能である。さらに、高い部品精度に加工
して製造することなく、電磁コイル１０に樹脂製の突起
１３ａを一体成形するだけで解決できるので、安価な製
造コストを達成できる。

【００３１】本実施形態の電磁弁１では、突起１３ａ
を、弁ハウジング２５に当接する電磁コイル１０の端
部、具体的には樹脂製のコイルカバー１３の上部表面に
設ける構成としたが、フランジ部２１に当接する電磁コ
イル１０の端部、つまりコイルカバー１３の下部底面に
設けてもいいし、または両端部に設けても本実施形態と
同様の効果を得ることができる。

【００３２】次に、電磁弁１の動作について、以下説明
する。まず、電磁駆動部１Ｓの動作について説明する。
電磁コイル１０に通電するために、コネクタ１４のター
ミナル１５に電流を供給すると、電磁コイル１０に磁束
が発生し、固定子鉄心２０を形成するフランジ部２１と
弁ハウジング２５、および可動子３０とで構成された磁
気回路に磁束が流れ、フランジ部２１に形成された吸引
部材２４と可動子３０との間に可動子３０を吸引する磁
気吸引力が発生する。なお、このとき、フランジ部２１
に形成された収容部２８の一部に、非磁性材で形成さ
れ、可動子に対向する径方向位置に中間部材２３を設け
るので、収容部２８には磁束が流れにくくなり、吸引部
材２４に磁束を集中できるため、可動子１０を吸引する
吸引力が増大できる。

【００３３】本発明の電磁弁１では、固定子鉄心２０に
収容される電磁コイル１０の軸方向端部に複数の突起１
３ａを設けて、突起１３ａが他の電磁コイル１０の部材
よりも変形し易いように設定しているため、通電、非通
電と繰り返し使う等によって生じる樹脂（電磁コイル１
０のコイルカバー１３等）と金属(磁性材等で形成され
る固定子鉄心２０）との熱膨張差による熱変形などに起
因する電磁コイル１０の破損を防止できるので、継続使
用して電磁駆動部１Ｓの機能を損傷することを防止でき
る。

【００３４】次に、ＯＮ−ＯＦＦ制御弁部１Ｂの動作に
ついて電磁駆動部１Ｓへの非通電時と通電時とに分け
て、説明する。

【００３５】（１）非通電時 可動子３０を付勢する付勢スプリング６０は、弁体４０
を開弁方向に移動させ、開弁時の弁体４０のリフト量を
規制するストッパプレート７０に弁体４０を押圧する。
これにより、弁体４０の弁座当接面４３ａがバルブボデ
ィ５０の弁座面５３ａとが離間するので、燃料入口孔５
３から導入した燃料は、弁孔５１の燃料溜室ＢＧを経由
してストッパプレート７０の切欠部７０ａから導出され
る。

【００３６】（２）通電時 電磁コイル１０に通電すると、電磁コイル１０に吸引力
を発生する磁束が発生し、固定子鉄心２０と可動子３０
との間に磁束が流れる磁気回路が形成され、可動子３０
が、付勢スプリング６０の付勢力に抗して、磁気吸引力
により吸引部材２４とのギャップを詰める方向に移動す
る。これにより、弁体４０の弁座当接面４３ａがバルブ
ボディ５０の弁座面５３ａとが当接し、閉弁する。

【００３７】（第２の実施形態）本発明の実施形態の電
磁弁の構造について、以下図４に従って説明する。図４
は、電磁弁の構造を示す軸方向断面図である。第１の実
施形態とは、複数の突起１３ａのうち、少なくとも１つ
の突起１３ａ（１）に対向する弁ハウジング２５、また
はフランジ部２１の位置にこの突起１３ａ（１）に係合
する凹部を設けることが異なる。図４に示すように、弁
ハウジング２５に突起１３ａ（１）に対向する位置に凹
部２５ｄを設ける。これにより、突起１３ａ（１）は、
凹部２５ｄに係合するので、電磁コイル１０の周方向位
置の位置決めができる。

【００３８】上述の構造においても、第１の実施形態の
電磁弁の効果と同様の効果は得られる。

【００３９】なお、高圧流体制御用電磁弁に、本発明の
電磁弁１を用いる場合、燃料入口孔５２より下部側の気
密は、図４に示すように、バルブボディ５０に周方向の
凹状の溝５０ｐを設けてＯリング１５１とバックアップ
リング１５２を配置することが望ましい。なお、燃料入
口孔５２より上部側の気密は、例えばフランジ２２の端
面２２ｐにＯリング（図示せず）を密着させて気密すれ
ばよい。

【００４０】本実施形態に具体化した電磁弁は、ＯＮ−
ＯＦＦ制御弁の構造にて説明したが、電磁弁の電磁駆動
部が、複数の固定子鉄心部材からなる固定子鉄心により
挟み込まれて収容される電磁コイルで構成されていれ
ば、本発明の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の電磁弁の構造を示す
軸方向断面図である。

【図２】図１中の電磁コイルの軸方向断面図である。

【図３】図１中の電磁コイルの平面図である。

【図４】第２の実施形態の電磁弁の構造を示す軸方向断
面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 １Ｓ 電磁駆動部 １Ｂ 弁部 １０ 電磁コイル １１ 巻線 １２ スプール １３ コイルカバー １３ａ 突起 １４ コネクタ ２０ 固定鉄心 ２１ 第１の支持部材（フランジ部） ２２ フランジ ２３ 非磁性材で形成される中間部材 ２４ 吸引部材 ２５ 第２の支持部材（弁ハウジング） ２５ｃ 開口部 ２５ｄ 凹部 ２８ 収容部（第１の支持部材で形成され、可動子３０
を収容する収容部） ２９ 案内孔 ３０ 可動子 ４０ 弁体 ５０ 弁座部材（バルブボディ） ５１ 弁孔 ５２ 燃料入口孔 ６０ 付勢スプリング ７０ ストッパプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 宏史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA12 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DD04 EE29 GA08 GA10 GA13 KK18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引力を発生させる電磁コイルを収容す
   る固定子鉄心と、 該固定子鉄心内に収容され、摺動自在な可動子と、 前記固定子鉄心に固定され、弁孔と該弁孔に燃料を導入
   する燃料入口孔とを備えたバルブボディと、 前記弁孔に摺動自在に保持され、前記可動子とともに往
   復移動することで前記弁孔の開閉をする弁体と、 前記弁体が開弁する方向へ前記可動子を付勢する付勢ス
   プリングとを備えた電磁弁において、 前記固定子鉄心は、前記電磁コイルを挟み込むととも
   に、磁気回路を構成する第１の支持部材および第２の支
   持部材を備え、 前記第１の支持部材および前記第２の支持部材の少なく
   とも一方と前記電磁コイルとは、前記電磁コイルの端部
   に形成された複数の突起を介して当接されていることを
   特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記複数の突起は、前記第１の支持部材
   と前記第２の支持部材との間に挟み込まれる高さより、
   予め前記電磁コイルの高さを高くするように形成され
   て、 前記電磁コイルが挟み込まれていることを特徴とする請
   求項１に記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 前記複数の突起のうち、少なくとも１つ
   の突起に対向する位置にある前記第１の支持部材、また
   は第２の支持部材には、前記突起を係合する凹部が形成
   されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
4. 【請求項４】 前記第１の支持部材は、前記可動子を軸
   方向に移動自在に収容する収容部と、前記電磁弁を収容
   する収容孔を有する燃料供給装置に螺合する複数の案内
   孔を備え、 前記収容部の一部は、非磁性材料からなることを特徴と
   する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁
   弁。