JP2002295707A - Electromagnetic fluid control device - Google Patents
Electromagnetic fluid control deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動によって
流体通路を開/閉制御する電磁式流体制御装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic fluid control device for controlling opening and closing of a fluid passage by electromagnetic drive.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電磁式流体制御装置に関連するも
のとして、ディーゼル機関用分配型燃料噴射ポンプにお
いて、燃料を圧送するプランジャを駆動するカムのタイ
ミングを変化させるタイマピストンの両側の室の間に設
けられた油圧制御弁が知られている。この油圧制御弁
は、タイマピストンの両側の室に作用する油圧を調整す
ることによってタイマピストンを移動させ分配型燃料噴
射ポンプによる燃料の噴射時期を調整するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a related to an electromagnetic fluid control device, in a distribution type fuel injection pump for a diesel engine, between a chamber on both sides of a timer piston for changing a timing of a cam for driving a plunger for pumping fuel. Is known. This hydraulic control valve adjusts the hydraulic pressure acting on the chambers on both sides of the timer piston to move the timer piston and adjust the fuel injection timing by the distribution type fuel injection pump.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の油圧
制御弁では、コイルにデューティ制御により電流を供給
し、弁ニードルを小刻みに往復動させ流体通路を開/閉
制御することで、油圧を調整している。このとき、弁ニ
ードルの小刻みな往復動によって弁ニードルのアーマチ
ュア、これに対向するステータ、更にはそのステータを
励磁するコイルが巻かれたボビン等に振動が伝達され
る。By the way, in the above-mentioned hydraulic control valve, the current is supplied to the coil by duty control, and the valve needle is reciprocated little by little to control the opening / closing of the fluid passage, thereby adjusting the hydraulic pressure. are doing. At this time, the vibration is transmitted to the armature of the valve needle, the stator facing the valve needle, and the bobbin around which the coil for exciting the stator is wound by the small reciprocating movement of the valve needle.
【0004】組付当初においては、例えば、コイルが巻
かれたボビンを形成する樹脂の一部を、それらを収容す
るケーシングの内壁面に押付け潰すようにすることでコ
イル等を固定することができる。ところが、クリープ現
象によって、徐々に樹脂の潰し代がなくなり固定作用が
薄れると、電磁駆動の際にコイル等が振動をし始めるこ
ととなり、場合によっては、正確な流体制御ができなく
なるという不具合があった。At the beginning of the assembly, for example, the coil and the like can be fixed by pressing a part of the resin forming the bobbin around which the coil is wound on the inner wall surface of the casing that houses them. . However, if the crimping phenomena gradually eliminates the crushing allowance of the resin and weakens the fixing action, the coils and the like start to vibrate during electromagnetic driving, and in some cases, there is a problem that accurate fluid control cannot be performed. Was.
【0005】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、電磁駆動の際のコイル等の振
動を抑止して流体制御への悪影響を防止し、信頼性を向
上可能な電磁式流体制御装置の提供を課題としている。Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an electromagnetic type capable of suppressing the vibration of a coil or the like during electromagnetic driving to prevent an adverse effect on fluid control and improving reliability. It is an object to provide a fluid control device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の電磁式流体制御
装置によれば、コイルに通電されることでステータが励
磁され、アーマチュアが吸引されることで弁ニードルが
バルブシリンダ内を移動され、バルブボデーの円筒内面
の一端側の弁座から弁ニードルが離座されることで流体
通路が形成される。一方、コイルへの通電が停止される
ことでスプリングの付勢力によりアーマチュアと一体の
弁ニードルが戻され弁座に着座されることで流体通路が
閉塞される。ここで、弁ニードルの軸方向にケーシング
内壁面とコイルが巻かれたボビンの最下端面との対向す
る両面が、ゴム製の弾性部材により付勢された状態で組
付けられている。これにより、電磁駆動の際のコイル等
の振動が、弾性部材の弾性力によって吸収され抑止され
るため、流体制御への悪影響が防止される。即ち、本電
磁式流体制御装置においては、耐振強度が増大されるこ
とで、その流体制御の信頼性が向上される。According to the electromagnetic fluid control apparatus of the present invention, the coil is energized to excite the stator, and the armature is attracted to move the valve needle through the valve cylinder. A fluid passage is formed by separating the valve needle from the valve seat at one end of the inner surface of the cylinder of the valve body. On the other hand, when the energization of the coil is stopped, the valve needle integrated with the armature is returned by the urging force of the spring, and the fluid passage is closed by being seated on the valve seat. Here, both opposing surfaces of the inner wall surface of the casing and the lowermost end surface of the bobbin around which the coil is wound in the axial direction of the valve needle are assembled in a state of being urged by a rubber elastic member. Thereby, the vibration of the coil and the like at the time of the electromagnetic driving is absorbed and suppressed by the elastic force of the elastic member, so that the adverse effect on the fluid control is prevented. That is, in the electromagnetic fluid control device, the reliability of fluid control is improved by increasing the vibration resistance.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples.
【0008】図1は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる電磁式流体制御装置が適用された流体制御弁の全体
構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of a fluid control valve to which an electromagnetic fluid control device according to an embodiment of the present invention is applied.
【0009】図1において、100は流体制御弁であ
り、流体制御弁100のケーシング10には中央側壁に
フランジ11が溶接され、下端側にバルブボデー20及
び上端側にステータ40のキャップ部材12がかしめら
れている。ケーシング10のキャップ部材12側には、
樹脂成形によりコネクタ部15が一体的に形成されてい
る。In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a fluid control valve. A flange 10 is welded to a central side wall of a casing 10 of the fluid control valve 100, and a valve body 20 is provided at a lower end and a cap member 12 of a stator 40 is provided at an upper end. Caulked. On the cap member 12 side of the casing 10,
The connector portion 15 is integrally formed by resin molding.
【0010】バルブボデー20側壁には流体の流入孔2
1及び流出孔22が穿たれている。また、バルブボデー
20の円筒内面のバルブシリンダ23には、弁ニードル
30が上下方向に摺動自在に配設されている。この弁ニ
ードル30の上端側には、アーマチュア35が圧入され
固定されている。また、弁ニードル30には貫通孔31
が穿設されている。更に、弁ニードル30には、エアギ
ャップ調整シム37が嵌められており、このエアギャッ
プ調整シム37はバルブボデー20をケーシング10に
かしめる際に、それらの両端によって挟持され固定され
ている。A fluid inflow hole 2 is provided on the side wall of the valve body 20.
1 and outflow holes 22 are drilled. A valve needle 30 is disposed on a valve cylinder 23 on the inner surface of the cylinder of the valve body 20 so as to be vertically slidable. An armature 35 is press-fitted and fixed to the upper end side of the valve needle 30. The valve needle 30 has a through hole 31.
Are drilled. Further, an air gap adjusting shim 37 is fitted to the valve needle 30, and when the valve body 20 is swaged to the casing 10, the air gap adjusting shim 37 is sandwiched and fixed by both ends thereof.
【0011】ステータ40は略円柱状に形成され、ステ
ータ40の上端側はキャップ部材12にすきまばめされ
ている。また、ステータ40の下端面の中心軸に穿たれ
たスプリング室41にはスプリング42が収容されてい
る。このスプリング42の弾性力により、アーマチュア
35は常時、下方向に付勢されている。したがって、組
付状態ではアーマチュア35と一体的な弁ニードル30
の先端が、バルブシリンダ23下端に形成されている弁
座24に当接状態とされている。The stator 40 is formed in a substantially columnar shape, and the upper end side of the stator 40 is loosely fitted in the cap member 12. A spring 42 is accommodated in a spring chamber 41 formed in the center axis of the lower end surface of the stator 40. The armature 35 is constantly urged downward by the elastic force of the spring 42. Therefore, in the assembled state, the valve needle 30 integral with the armature 35 is mounted.
Is in contact with a valve seat 24 formed at the lower end of the valve cylinder 23.
【0012】ここで、ステータ40の外周下端にはアー
マチュア35の外周面を案内するガイドリング43が挿
嵌され、ステータ40と溶接にて接合されている。更
に、ガイドリング43の下端面側は、ケーシング10に
溶接にて接合されている。そして、ケーシング10の上
側からキャップ部材12及び樹脂成形によるボビン46
を挿入しケーシング10にてかしめ固定する際、ボビン
46はその最下端面がガイドリング43の上端面に当接
されることで、このガイドリング43とキャップ部材1
2との間に挟持され固定されることとなる。Here, a guide ring 43 for guiding the outer peripheral surface of the armature 35 is inserted into the lower end of the outer periphery of the stator 40 and is joined to the stator 40 by welding. Further, the lower end surface side of the guide ring 43 is joined to the casing 10 by welding. Then, from above the casing 10, the cap member 12 and the bobbin 46 made of resin are formed.
When the bobbin 46 is inserted and fixed by caulking with the casing 10, the lower end surface of the bobbin 46 abuts on the upper end surface of the guide ring 43, so that the guide ring 43 and the cap member 1 are
2 and is fixed.
【0013】このような構成によって、ステータ40と
アーマチュア35との両端面は、所定間隔(エアギャッ
プ)Gを有して対向されることとなる。更に、本実施例
の流体制御弁100においては、ケーシング10内壁面
とボビン46の最下端面とガイドリング43の外周面と
で囲まれた空間にゴム製の弾性部材48が挿嵌されてい
る。With such a configuration, both end surfaces of the stator 40 and the armature 35 are opposed to each other with a predetermined gap (air gap) G therebetween. Further, in the fluid control valve 100 of the present embodiment, a rubber elastic member 48 is inserted into a space surrounded by the inner wall surface of the casing 10, the lowermost end surface of the bobbin 46, and the outer peripheral surface of the guide ring 43. .
【0014】また、ステータ40の外周側にはボビン4
6が挿嵌され、このボビン46を介してコイル45が巻
かれており、コイル45の両端はコネクタ部15と電気
的に接続されている。なお、流体制御弁100の使用に
際しては、ケーシング10がフランジ11の図示しない
ボルト穴を利用し、かつケーシング10の外周溝に挿嵌
されているOリング13を介してバルブボデー20側が
液密状態にて取付部材(図示略)側に固定される。同時
に、バルブボデー20先端が取付部材側の座ぐり穴等に
嵌挿され、その先端孔25が封止される。A bobbin 4 is provided on the outer peripheral side of the stator 40.
6, the coil 45 is wound around the bobbin 46, and both ends of the coil 45 are electrically connected to the connector portion 15. When the fluid control valve 100 is used, the casing 10 utilizes a bolt hole (not shown) of the flange 11 and the valve body 20 side is in a liquid-tight state through an O-ring 13 inserted into an outer peripheral groove of the casing 10. Is fixed to the mounting member (not shown). At the same time, the distal end of the valve body 20 is inserted into a counterbore or the like on the mounting member side, and the distal end hole 25 is sealed.
【0015】次に、流体制御弁100の動作について、
図1及び図2を参照して説明する。なお、図2は流体制
御弁100の弁ニードル30の開弁状態を示す部分拡大
断面図である。Next, the operation of the fluid control valve 100 will be described.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the valve needle 30 of the fluid control valve 100 in an open state.
【0016】図1に示すように、コイル45への通電が
停止されているときには、アーマチュア35と一体の弁
ニードル30がスプリング42のばね力によって下方向
に付勢され、弁ニードル30の先端がバルブシリンダ2
3の弁座24に密着され、流体制御弁100は閉弁状態
とされる。As shown in FIG. 1, when the energization of the coil 45 is stopped, the valve needle 30 integrated with the armature 35 is urged downward by the spring force of the spring 42, and the tip of the valve needle 30 is moved. Valve cylinder 2
The fluid control valve 100 is brought into a closed state by being in close contact with the third valve seat 24.
【0017】一方、コネクタ部15からコイル45に通
電されると、アーマチュア35はステータ40に吸引さ
れ、スプリング42のばね力に抗して上方向に移動さ
れ、アーマチュア35と一体の弁ニードル30の先端が
バルブシリンダ23の弁座24から離れ、流体制御弁1
00は開弁状態とされる(図2参照)。なお、アーマチ
ュア35のステータ40に吸引され上方向への移動量
は、弁ニードル30上部がエアギャップ調整シム37に
当接するまでであり、アーマチュア35端面がステータ
40端面に直接、当接することはない。On the other hand, when the coil 45 is energized from the connector 15, the armature 35 is attracted to the stator 40 and is moved upward against the spring force of the spring 42, and the armature 35 is moved upward by the valve needle 30 integrated with the armature 35. The tip is separated from the valve seat 24 of the valve cylinder 23 and the fluid control valve 1
00 is the valve open state (see FIG. 2). The amount of upward movement of the armature 35 sucked by the stator 40 is until the upper portion of the valve needle 30 contacts the air gap adjusting shim 37, and the end surface of the armature 35 does not directly contact the end surface of the stator 40. .
【0018】すると、図2に白抜き矢印にて示すよう
に、流体制御弁100のバルブボデー20側壁に穿設さ
れている流入孔21から流出孔22への流体通路が形成
される。このとき、弁ニードル30に穿設されている貫
通孔31から弁ニードル30の上側室内へ貫通孔31を
通って流体が導入されており、弁ニードル30の上下室
内における圧力バランスが図られている。Then, as shown by the white arrow in FIG. 2, a fluid passage is formed from the inflow hole 21 formed in the side wall of the valve body 20 of the fluid control valve 100 to the outflow hole 22. At this time, fluid is introduced from the through hole 31 formed in the valve needle 30 into the upper chamber of the valve needle 30 through the through hole 31, and the pressure in the upper and lower chambers of the valve needle 30 is balanced. .
【0019】このように、流体制御弁100のコイル4
5への例えば、デューティ制御による通電/非通電によ
って弁ニードル30が上下駆動され、バルブボデー20
の流入孔21から流出孔22への流体通路が開/閉制御
される。この際、弁ニードル30の往復動による振動に
よってコイル45等も振動を受けることとなる。組付当
初においては、コイル45が巻かれているボビン46の
最下端がガイドリング43に当接され押付けられた状態
であるため、流体制御弁100のケーシング10内のコ
イル45等の振動を抑えることができる。As described above, the coil 4 of the fluid control valve 100
For example, the valve needle 30 is driven up and down by energization / non-energization by duty control to the valve body 20.
The opening / closing of the fluid passage from the inflow hole 21 to the outflow hole 22 is controlled. At this time, the coil 45 and the like also receive vibration due to the vibration caused by the reciprocating motion of the valve needle 30. At the beginning of the assembly, since the lowermost end of the bobbin 46 around which the coil 45 is wound is in contact with the guide ring 43 and is pressed, vibration of the coil 45 and the like in the casing 10 of the fluid control valve 100 is suppressed. be able to.
【0020】ところで、前述のようにクリープ現象等に
よってボビン46の最下端とガイドリング43との間に
ガタつきが生じると、流体制御弁100のケーシング1
0全体に振動が伝達されるようになり、ひいては、弁ニ
ードル30の往復動による流体制御に影響が及ぶことと
なる。When rattling occurs between the lowermost end of the bobbin 46 and the guide ring 43 due to a creep phenomenon or the like as described above, the casing 1 of the fluid control valve 100
Thus, the vibration is transmitted to the entirety of the valve needle 30, thereby affecting the fluid control by the reciprocating motion of the valve needle 30.
【0021】本実施例の流体制御弁100には、上述し
たように、ゴム製の弾性部材48がケーシング10内壁
面とボビン46の最下端面とガイドリング43の外周面
とで囲まれた空間に付勢力を有して挿嵌されている。こ
のため、ボビン46の最下端面は、弾性部材48を介し
ケーシング10内壁面によって、弁ニードル30の軸方
向に常時保持されることとなる。これにより、コイル4
5等が振動しようとしても弾性部材48の弾性力によっ
て吸収されることとなる。更に、ボビン46の最下端面
とケーシング10内壁面やガイドリング43との間にお
いて、経時変化や温度変化等に起因するガタつきを生じ
ることがない。つまり、コイル45等の振動低減により
流体制御弁100は耐振性が向上され、結果として、流
体制御弁100による流体制御における信頼性を向上す
ることができる。In the fluid control valve 100 of this embodiment, as described above, the elastic member 48 made of rubber is a space surrounded by the inner wall surface of the casing 10, the lowermost end surface of the bobbin 46, and the outer peripheral surface of the guide ring 43. Are fitted with a biasing force. For this reason, the lowermost end surface of the bobbin 46 is always held in the axial direction of the valve needle 30 by the inner wall surface of the casing 10 via the elastic member 48. Thereby, the coil 4
Even if 5 or the like tries to vibrate, it will be absorbed by the elastic force of the elastic member 48. Further, there is no rattling between the lowermost end surface of the bobbin 46 and the inner wall surface of the casing 10 or the guide ring 43 due to a change over time or a change in temperature. That is, the vibration resistance of the fluid control valve 100 is improved by reducing the vibration of the coil 45 and the like, and as a result, the reliability of the fluid control by the fluid control valve 100 in the fluid control can be improved.
【0022】このように、本実施例の電磁式流体制御装
置としての流体制御弁100は、バルブボデー20の円
筒内面の一端側に弁座24を形成したバルブシリンダ2
3と、バルブシリンダ23内を往復動され、弁座24に
着座/離座することで流入孔21から流出孔22への流
体通路を閉/開する弁ニードル30と、弁ニードル30
の弁座24側と反対側に圧入され固定されたアーマチュ
ア35に対し、スプリング42を介し所定間隔Gを隔て
て対向させ配設したステータ40と、ステータ40の外
周面に挿嵌され、コイル45が巻かれたボビン46と、
先端にバルブボデー20及び内部にステータ40を固定
すると共に、ボビン46を収容するケーシング10と、
弁ニードル30の軸方向にケーシング10内壁面とボビ
ン46の最下端面との対向する両面を付勢するよう配設
する弾性部材48とを具備するものである。As described above, the fluid control valve 100 as the electromagnetic fluid control device according to the present embodiment has the valve cylinder 2 having the valve seat 24 formed at one end of the inner surface of the cylinder of the valve body 20.
3, a valve needle 30 which reciprocates in the valve cylinder 23 and closes / opens a fluid passage from the inflow hole 21 to the outflow hole 22 by being seated / seated on the valve seat 24;
The stator 40 is disposed opposite to the armature 35 which is press-fitted and fixed on the side opposite to the valve seat 24 side at a predetermined interval G via a spring 42, and is inserted into the outer peripheral surface of the stator 40, And the bobbin 46 wound with
A casing 10 accommodating the bobbin 46 while fixing the valve body 20 at the tip and the stator 40 inside,
An elastic member 48 is provided to urge both opposing surfaces of the inner wall surface of the casing 10 and the lowermost end surface of the bobbin 46 in the axial direction of the valve needle 30.
【0023】つまり、流体制御弁100は、コイル45
に通電されることでステータ40が励磁され、アーマチ
ュア35が吸引されることで弁ニードル30がバルブシ
リンダ23内を移動され、バルブボデー20の円筒内面
の一端側の弁座24から弁ニードル30が離座されるこ
とで流体通路が形成される。一方、コイル45への通電
が停止され、スプリング42を介してアーマチュア35
と一体の弁ニードル30が弁座24に着座されることで
流体通路が閉塞される。That is, the fluid control valve 100 is
Is energized to excite the stator 40, the armature 35 is attracted, and the valve needle 30 is moved in the valve cylinder 23, and the valve needle 30 is moved from the valve seat 24 on one end side of the inner surface of the cylinder of the valve body 20. The fluid passage is formed by being separated. On the other hand, the power supply to the coil 45 is stopped, and the armature 35 is
The fluid passage is closed by seating the valve needle 30 integral with the valve seat 24 on the valve seat 24.
【0024】ここで、流体制御弁100は、弁ニードル
30の軸方向にケーシング10内壁面とコイル45が巻
かれたボビン46の最下端面との対向する両面が、ゴム
製の弾性部材48により付勢された状態で組付けられて
いる。これにより、流体制御弁100における電磁駆動
の際のコイル45等の振動が、弾性部材48の弾性力に
よって吸収され抑止されるため、流体制御への悪影響が
防止される。即ち、本流体制御弁100においては、耐
振強度が増大されることで、流体制御の信頼性を向上す
ることができる。Here, in the fluid control valve 100, both surfaces of the inner wall surface of the casing 10 and the lowermost surface of the bobbin 46 around which the coil 45 is wound in the axial direction of the valve needle 30 are opposed by rubber elastic members 48. Assembled in a biased state. Thereby, the vibration of the coil 45 and the like at the time of the electromagnetic drive in the fluid control valve 100 is absorbed and suppressed by the elastic force of the elastic member 48, so that an adverse effect on the fluid control is prevented. That is, in the fluid control valve 100, the reliability of fluid control can be improved by increasing the vibration resistance.
【0025】ところで、上記実施例では、ケーシング1
0内壁面とボビン46の最下端面との両面を付勢するよ
うゴム製のOリング状の弾性部材48が挿嵌されている
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、要は、クリープ現象等を起こすことなく、励
磁駆動の際のコイル45等の振動を抑止できるものであ
ればよく、種々の断面形状や材質のものを採用すること
ができる。In the above embodiment, the casing 1
A rubber O-ring-shaped elastic member 48 is inserted so as to urge both the inner wall surface and the lowermost end surface of the bobbin 46. However, the present invention is not limited to this. In other words, what is necessary is just to suppress vibration of the coil 45 and the like at the time of excitation driving without causing a creep phenomenon or the like, and various cross-sectional shapes and materials can be adopted.
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る電磁式流体制御装置が適用された流体制御弁の全体構
成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a fluid control valve to which an electromagnetic fluid control device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】 図2は図1の流体制御弁の弁ニードルの開弁
状態を示す部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an open state of a valve needle of the fluid control valve of FIG. 1;
G 所定間隔(エアギャップ) 10 ケーシング 20 バルブボデー 23 バルブシリンダ 24 弁座 30 弁ニードル 35 アーマチュア 40 ステータ 42 スプリング 45 コイル 46 ボビン 48 弾性部材 100 流体制御弁(電磁式流体制御装置) G predetermined interval (air gap) 10 casing 20 valve body 23 valve cylinder 24 valve seat 30 valve needle 35 armature 40 stator 42 spring 45 coil 46 bobbin 48 elastic member 100 fluid control valve (electromagnetic fluid control device)
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Claims (1)
を形成したバルブシリンダと、 前記バルブシリンダ内を往復動され、前記弁座に着座/
離座することで流体通路を閉/開する弁ニードルと、 前記弁ニードルの前記弁座側と反対側に固定されたアー
マチュアに対し、スプリングを介し所定間隔を隔てて対
向させ配設したステータと、 前記ステータの外周面に挿嵌され、コイルが巻かれたボ
ビンと、 先端に前記バルブボデー及び内部に前記ステータを固定
すると共に、前記ボビンを収容するケーシングと、 前記弁ニードルの軸方向に前記ケーシング内壁面と前記
ボビンとの対向する両面を付勢するよう配設する弾性部
材とを具備することを特徴とする電磁式流体制御装置。A valve cylinder having a valve seat formed at one end of an inner surface of a cylinder of a valve body;
A valve needle that closes / opens the fluid passage by separating from the seat; and a stator that is disposed at a predetermined interval via a spring from an armature fixed to the valve needle on the side opposite to the valve seat side. A bobbin fitted with an outer peripheral surface of the stator and wound with a coil; a valve body at an end thereof; and a stator for fixing the stator therein, and a casing accommodating the bobbin; and an axial direction of the valve needle. An electromagnetic fluid control device comprising: an elastic member disposed to urge both opposing surfaces of a bobbin and an inner wall surface of a casing.
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