JP2989095B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体通路等に介在し該
流体通路を連通、遮断すべく作動する電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体通路等に設けられる電磁弁
は、電磁アクチュエータの作動によって弁体を弁座に対
して離着座させることにより、油圧または空圧回路を構
成する流体通路の開閉を行なうもので、油圧回路用とし
ては、例えば燃料噴射弁、燃料ホース等の開閉制御用に
用いられ、空圧回路用としては、例えばパイロット圧制
御用に用いられ、２方弁、３方弁等の種類がある。

【０００３】そして、車両等の燃料タンク内に生じた蒸
発燃料ガス（エバポガス）を一時的にキャニスタ内に蓄
え、エンジンの作動時にエバポガスを吸気通路内に導出
するシステム等において、キャニスタと吸気通路とを連
通させる通路には、コントローラからの指令に応じて通
路を連通、遮断する電磁弁が設けられている。

【０００４】このような電磁弁は、流入口と流出口とが
形成された弁ケースと、該弁ケースの内部に移動可能に
配設された弁体と、電磁コイルの励磁、消磁により該弁
体を移動させる電磁アクチュエータ等から大略構成され
る。そして、電磁コイルが消磁されたとき弁体がばね等
に付勢されて弁座に着座することにより流入口と流出口
とが遮断し、電磁コイルが励磁されたとき弁体が弁座か
ら離座することにより流入口と流出口とが連通するよう
になっている。

【０００５】ところで、一般に弁体および弁座は金属材
料で形成されるので、弁体が離座するときその移動量を
規制するストッパに当接することにより、また、弁体が
着座するとき弁座に当接することにより、開閉動作毎に
衝突音が生じる問題がある。

【０００６】また、弁体がばねの付勢力を受けて着座し
た状態でも弁体と弁座との間には微小な隙間が生じるた
め、例えば図５において、ばね力５０ｇの場合を実線の
特性（ａ）、ばね力１２０ｇの場合を一点鎖線の特性
（ｂ）として示す如く、流出口側に作用する負圧が大と
なると弁ケース内には流体漏れが生じ、流入口と流出口
とを確実に遮断することができないという問題がある。

【０００７】さらに、冬期に岩塩等の凍結防止剤が散布
された道路等を走行することより、凍結防止剤が吸気系
の通路を介して電磁弁の弁ケース内に吸い込まれ、弁座
と弁体との当接部に付着する場合がある。この場合、長
期に亘ってエンジンを作動させず弁体が着座した状態を
放置すると、凍結防止剤に含まれるマグネシウム（Ｍ
ｇ）、ナトリウム（Ｎａ）等の金属元素と、弁座を形成
する金属とがイオン結合することにより、弁体が弁座に
固着し電磁コイルが励磁されても通路が連通しなくなる
問題がある。

【０００８】これに対し、弁体が弁座やストッパに離着
座するときの衝突音を減少させるために、例えば実開昭
５７−１１７４７４号公報では、弁座または弁体の一方
に中空のゴムシートを設け、弁体がゴムシートを介して
弁座に当接するようにした電磁弁が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、弁体が着座するとき弁体と弁座とが当
接する部位、および弁体が離座するとき弁体とストッパ
とが当接する部位に、それぞれ別個のゴムシートを設け
るようになっているので、部品点数の増加、および部品
管理の煩雑化を招く問題がある。

【００１０】また、弁体と弁座との間に介在するゴムシ
ートと、弁体とストッパとの間に介在するゴムシートと
はそれぞれ別個に設けられるだけなので、弁体が離着座
を繰返す間にゴムシートが剥離してしまうおそれがあ
る。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、部品点数の増加や部品管理の煩雑化等
を招くことなく、弁体の離着座に伴う衝突音の低減、お
よび着座した弁体による流入口と流出口との遮断を長期
に亘って確実に行うことができるようにした電磁弁を提
供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１による電磁弁は、流入口と流出口とを
有し、該流入口と流出口との間に弁座が形成された弁ケ
ースと、該弁ケースに設けられ、コアの外周側に電磁コ
イルが巻回された電磁アクチュエータと、前記弁ケース
内に位置して前記弁座と前記電磁アクチュエータのコア
との間に配設され、前記流入口と流出口とを連通、遮断
すべく前記弁座に対して離着座する弁体と、該弁体を前
記弁座側に向けて常時付勢したコイルばねとを備えてい
る。

【００１３】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記弁体を、磁性材料からなり軸方向に中空穴
を有する筒状の弁本体と、該弁本体内を介して該弁本体
の弁座当接側とコア当接側とに亘って一体に設けられ前
記弁座当接側の位置で該弁本体の中空穴を閉塞した有底
状の弾性部材とから構成し、該弾性部材の底部内には前
記コイルばねが当接する別部材からなる板状のばね受を
設けたことにある。

【００１４】また、請求項２の発明は、弾性部材は、前
記弁本体の弁座当接側に設けられた弁座側シール部と、
コア当接側に設けられたコア側ストッパ部と、前記弁本
体の内周側を覆う凹陥部を有し前記弁座側シール部とコ
ア側ストッパ部との間を連結した連結部とからなる有底
筒状体として弾性樹脂材料により一体成形し、前記ばね
受は前記凹陥部の底部側に設ける構成としている。

【００１５】

【作用】上記構成により、請求項１の発明では、電磁コ
イルが励磁されて弁体が離座するとき、弁本体はコア当
接側で弾性部材を介してコアに弾性的に当接し、電磁コ
イルが消磁されて弁体が着座するときには、弁本体の弁
座当接側が弾性部材を介して弁座に弾性的に当接するの
で、弁体の離着座に伴う衝突音を弾性部材によって低減
することができる。この場合、弾性部材の底部内に設け
た別部材からなる板状のばね受にコイルばねの端部を当
接させているから、弾性部材がコイルばねによって損傷
されることはなくなる。また、弾性部材は弁本体内を介
して弁本体の弁座当接側とコア当接側とに一体的に設け
られているから、弁本体からの弾性部材の剥離を防止で
きる。

【００１６】さらに、請求項２の発明では、弾性部材を
弁座側シール部、コア側ストッパ部および凹陥部を有し
た連結部からなる一体成形品とすることにより、弾性部
材を弁本体に対して焼付け等の手段で固定することがで
きる。そして、弾性部材の凹陥部内には底部側に別部材
からなるばね受を設けているので、コイルばねによって
弾性部材の凹陥部等が損傷されるのを防止できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図４に基
づき説明する。

【００１８】図において、１は樹脂材料によって一体成
形された弁ケースを示し、該弁ケース１の軸方向一側に
径方向に延びる流入口２と、軸方向に延びる流出口３
と、該流入口２と流出口３との間に位置した弁座４とが
形成されている。また、弁ケース１の軸方向他側には、
大径部５と鍔部６との間に位置して軸方向に延び、後述
する電磁コイル１０が巻回されるボビン部７が形成され
ている。そして、流入口２と流出口３はそれぞれホース
等を介して、例えばキャニスタおよび吸気通路（いずれ
も図示せず）等に接続されるようになっている。

【００１９】８は弁ケース１内に設けられた中空部を示
し、該中空部８には流入口２と流出口３のそれぞれの基
端側が開口している。そして、弁座４は流出口３の基端
側に位置して該中空部８内に突出して設けられている。

【００２０】かくして、本実施例による弁ケース１は、
流入口２、流出口３、弁座４、大径部５、鍔部６、ボビ
ン部７、中空部８等により一体に成形されている。

【００２１】９は弁ケース１を構成する大径部５内に埋
設された磁性材料からなるプレートを示し、該プレート
９は弁ケース１の成形時に該弁ケース１内に一体的に埋
設された埋設部９Ａと、図１に示す如く該埋設部９Ａか
ら径方向に突出し、突出端側にボルト穴（図示せず）が
穿設された一対のフランジ部９Ｂ，９Ｂとを有してい
る。また、埋設部９Ａには、例えば互いに９０度の角度
間隔をもって４個（図２中に２個のみ図示）の連結穴９
Ｃ，９Ｃ，…が穿設され、弁ケース１を樹脂成形すると
きプレート９の上部と下部とを該各連結穴９Ｃを介して
連結することにより、弁ケース１の強度を確保してい
る。

【００２２】１０は弁ケース１のボビン部７に巻回され
た電磁コイルを示し、該電磁コイル１０は弁ケース１の
外部に突出したコネクタ１１に接続されている。そし
て、コントローラ（図示せず）からの制御電流をコネク
タ１１を介して通電することにより、電磁コイル１０が
励磁される。

【００２３】１２は弁ケース１のボビン部７に巻回され
た電磁コイル１０を覆うハウジングを示し、該ハウジン
グ１２は外筒部１３と、図１に示す如く該外筒部１３の
下側から径方向に突出し、突出端側にボルト穴（図示せ
ず）が穿設された一対のフランジ部１４，１４と、外筒
部１３内を軸方向に延びる中空のコア１５とを有し、磁
性材料により一体形成されている。また、コア１５の内
周面は後述する調整ロッド２５を軸方向に案内するガイ
ド穴１５Ａとなり、該ガイド穴１５Ａの上端側には雌ね
じ部１５Ｂが形成されている。そして、ハウジング１２
は、外筒部１３の内周側を弁ケース１の大径部５と鍔部
６に挿嵌すると共に、コア１５をボビン部７内に挿嵌し
て弁ケース１に取付けられ、各フランジ部１４と弁ケー
ス１に埋設されたプレート９の各フランジ部９Ｂとを、
ボルト１６，１６およびナット１７，１７によって固定
している。

【００２４】このようにして、それぞれ一体形成された
弁ケース１とハウジング１２とを取付けるだけで、ハウ
ジング１２の外筒部１３とコア１５、および弁ケース１
に埋設されたプレート９からなる閉磁路が形成され、該
閉磁路と電磁コイル１０とで電磁アクチュエータ１８を
構成することができる。

【００２５】１９は弁ケース１の鍔部６とハウジング１
２の外筒部１３との間に介在した保護殻を示し、該保護
殻１９は樹脂材料により円筒状に形成され、弁ケース１
のボビン部７に巻回された電磁コイル１０を覆ってい
る。これにより、弁ケース１にハウジング１２を取付け
る際に電磁コイル１０が損傷を受けるのを防止してい
る。２０は弁ケース１の鍔部６と、ハウジング１２に設
けられたコア１５の基端部との間に配設されたシール用
のＯリングを示している。

【００２６】２１は弁ケース１の中空部８内に位置し、
弁座４とコア１５の下端に位置するストッパ部１５Ｃと
の間に配設された弁体を示し、該弁体２１は図３に示す
如く、磁性材料からなる筒状の弁本体２２と、例えばフ
ッ素ゴム等の弾性樹脂材料からなり、該弁本体２２に焼
付けられた弾性部材２３とから構成されている。そし
て、前記弁本体２２は、大径穴２２Ａおよび小径穴２２
Ｂからなる中空穴２２Ｃが軸方向に穿設された筒状体と
して形成されている。

【００２７】また、弾性部材２３は、弁本体２２の弁座
当接側に設けられた弁座側シール部２３Ａと、コア当接
側に設けられたコア側ストッパ部２３Ｂと、大径穴２２
Ａの内周側を覆う凹陥部２３Ｃと、該凹陥部２３Ｃの底
部側に位置して弁本体２２の小径穴２２Ｂを塞ぎ、後述
するコイルばね２４の一端部がばね受２７を介して当接
したばね受部２３Ｄとからなる有底筒状体として一体に
成形され、凹陥部２３Ｃとばね受部２３Ｄとが、弁座側
シール部２３Ａとコア側ストッパ部２３Ｂとの間を連結
する連結部２３Ｅとなっている。

【００２８】そして、前記弁体２１は、電磁コイル１０
が消磁されたとき弁座側シール部２３Ａを弁座４に当接
させて着座することにより、弁ケース１の流入口２と流
出口３とを遮断し、電磁コイル１０が励磁されたときコ
ア側ストッパ部２３Ｂをコア１５の下端部に当接させて
離座することにより、弁ケース１の流入口２と流出口３
とを連通させる。

【００２９】２４は弁体２１と後述する調整ロッド２５
との間に介在したコイルばねを示し、該コイルばね２４
は、図３に示す如く一端部が弾性部材２３の凹陥部２３
Ｃ内にばね受２７を介して配設され、弁体２１を常時弁
座４に向けて付勢している。これにより、電磁コイル１
０が消磁されたとき、弁体２１の弁座側シール部２３Ａ
が弁座４に弾力的に押圧され、弁座４に設けられた流出
口３の開口部が隙間なく閉塞されるので、弁ケース１の
流入口２と流出口３とを確実に遮断することができる。

【００３０】２５はコア１５のガイド穴１５Ａ内に挿嵌
された調整ロッドを示し、該調整ロッド２５の上端側に
は雄ねじ部２５Ａが形成され、下端側には係合突起２５
Ｂが形成されている。そして、調整ロッド２５は、係合
突起２５Ｂにコイルばね２４の他端部を係合させてコア
１５のガイド穴１５Ａ内に挿嵌され、雄ねじ部２５Ａを
コア１５の雌ねじ部１５Ｂに螺入することにより、弁体
２１に対するコイルばね２４の付勢力を調整するもので
ある。２６は調整ロッド２５の軸方向中間部に配設され
たシール用のＯリングを示している。

【００３１】さらに、２７は弁体２１の弾性部材２３内
に設けられた円板状のばね受で、該ばね受２７は図３に
示すように弾性部材２３とは別部材からなり、弾性部材
２３のばね受部２３Ｄとコイルばね２４の一端部との間
に介在している。そして、ばね受２７は弾性部材２３内
でコイルばね２４の一端部を保持することにより、弾性
部材２３がコイルばね２４の一端部によって損傷される
のを防止するものである。

【００３２】本実施例による電磁弁は上述の如き構成を
有するもので、電磁アクチュエータ１８の電磁コイル１
０を励磁することにより、ハウジング１２の外筒部１３
とコア１５、プレート９、弁本体２２からなる閉磁路が
形成され、弁体２１がコイルばね２４の付勢力に抗して
弁座４から離座し、流入口２と流出口３とが連通する。
また、電磁コイル１０を消磁することにより、弁体２１
がコイルばね２４の付勢力によって弁座４に着座し、流
入口２と流出口３とが遮断される。

【００３３】然るに、本実施例においては、弁本体２２
に弾性部材２３を焼付けることにより、弁体２１が着座
するとき弁座４に当接する部位に弁座側シール部２３Ａ
を設け、弁体２１が離座するときコア１５のストッパ部
１５Ｃに当接する部位にコア側ストッパ部２３Ｂを設
け、かつ弾性部材２３の連結部２３Ｅによって弁座側シ
ール部２３Ａとコア側ストッパ部２３Ｂとを連結し、弾
性部材２３の凹陥部２３ Ｃ内には、ばね受部２３Ｄとコ
イルばね２４の一端部との間に別部材からなるばね受２
７を設ける構成としたので、下記のような作用効果を得
ることができる。

【００３４】即ち、弁体２１が着座するとき弁座４に当
接して発生する衝突音、および弁体２１が離座するとき
コア１５のストッパ部１５Ｃに当接して発生する衝突音
を効果的に低減することができる。

【００３５】また、弁体２１が着座したとき、弁体２１
の弁座側シール部２３Ａが弁座４に開口する流出口３を
隙間なく閉塞するので、弁ケース１の流入口２と流出口
３とを確実に遮断することができる。例えば図４中に実
線の特性線（イ）で示す如く、弁体２１に作用するコイ
ルばね２４のばね力が４０ｇである場合、負圧が−２
６．６（ｋＰａ）近傍の値以下であれば流体漏れ量を０
に保持することができ、さらに、コイルばね２４のばね
力を６０ｇ以上とした場合には、図４中に一点鎖線の特
性線（ロ）で示す如く、流体漏れ量を常時０に保持する
ことができる。

【００３６】さらに、弁体２１が弁座４に着座すると
き、弁座４にはフッ素ゴムからなる弁座側シール部２３
Ａが接触することになるので、凍結防止剤等が弁座４と
弁体２１との当接面に付着することにより弁座４と弁体
２１とが固着するのを防止することができる。

【００３７】しかも、弁座側シール部２３Ａとコア側ス
トッパ部２３Ｂとは、弁本体２２の中空穴２２Ｃ内に位
置する連結部２３Ｅを介して、弁本体２２の弁座当接側
とコア当接側とに一体に設けられているので、弁体２１
が離着座を繰返すことによる弁本体２２からの剥離を防
止できるだけでなく、部品点数の削減および部品管理の
簡易化をも図ることができる。

【００３８】また、弁体２１のばね受部２３Ｄとコイル
ばね２４の一端部との間には、円板状のばね受２７を介
在させているため、ばね受２７によってコイルばね２４
の一端部を保持することにより、弾性部材２３が損傷す
るのを防止することができ、弁体２１による流入口２と
流出口３との遮断を、更に長期に亘って確実に行うこと
ができる。

【００３９】なお、前記実施例では、本発明による電磁
弁を車両に搭載されたエバポパージシステム等の空圧回
路に用いた例について述べたが、本発明はこのような空
圧回路を構成する気体通路開閉用の電磁弁に用いるだけ
でなく、例えば燃料噴射弁等の油圧回路を構成する液体
通路開閉用の電磁弁に用いてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明によれ
ば、弾性部材を弁本体の弁座当接側とコア当接側とに亘
って一体に設け、弁本体の中空穴を有底状の弾性部材に
よって閉塞すると共に、該弾性部材の底部内には別部材
からなる板状のばね受を設ける構成としたので、弁体が
離座するときには弁本体のコア当接側に設けた弾性部材
を介してコアに弾力的に当接し、弁体が着座するときに
は弁本体の弁座当接側に設けた弾性部材を介して弁座に
弾力的に当接するようになる。このため、部品点数の増
加および部品管理の煩雑化等を招くことなく、弁体の離
着座に伴う衝突音の低減、着座した弁体による流入口と
流出口との遮断を長期に亘って行うことができる。ま
た、弾性部材の底部内に設けた別部材からなる板状のば
ね受にコイルばねの端部を当接させているから、弾性部
材がコイルばねによって損傷されるのを防止でき、流入
口と流出口との遮断を長期に亘って行うことができる。

【００４１】さらに、請求項２に記載の発明によれば、
弾性部材を弁座側シール部、コア側ストッパ部および連
結部からなる一体成形品とし、焼付け等によって弁本体
に一体的に固定することができるので、弁体からの弾性
部材の剥離等を確実に防止することができる。そして、
弾性部材の凹陥部内には底部側に別部材からなるばね受
を設けているので、コイルばねによって弾性部材の凹陥
部等が損傷されるのを防止でき、弁体の弾性部材による
流入口と流出口との遮断を長期に亘って行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による電磁弁を示す外観図であ
る。

【図２】図１中の矢示II−II方向から見た縦断面図であ
る。

【図３】図２中の弁体を拡大して示す縦断面図である。

【図４】電磁弁の流出口側に作用する負圧と流体漏れ量
との関係を、本発明の実施例について示す特性線図であ
る。

【図５】従来技術による電磁弁の流出口側に作用する負
圧と流体漏れ量とを、ばね力との関係で示す特性線図で
ある。

【符号の説明】

１ 弁ケース ２ 流入口 ３ 流出口 ４ 弁座 ７ ボビン部 ９ プレート １０ 電磁コイル １２ ハウジング １３ 外筒部 １５ コア １８ 電磁アクチュエータ ２１ 弁体 ２２ 弁本体 ２２Ｃ 中空穴 ２３ 弾性部材 ２３Ａ 弁座側シール部 ２３Ｂ コア側ストッパ部 ２３Ｅ 連結部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口と流出口とを有し、該流入口と流
   出口との間に弁座が形成された弁ケースと、該弁ケース
   に設けられ、コアの外周側に電磁コイルが巻回された電
   磁アクチュエータと、前記弁ケース内に位置して前記弁
   座と前記電磁アクチュエータのコアとの間に配設され、
   前記流入口と流出口とを連通、遮断すべく前記弁座に対
   して離着座する弁体と、該弁体を前記弁座側に向けて常
   時付勢したコイルばねとを備えてなる電磁弁において、 前記 弁体は、磁性材料からなり軸方向に中空穴を有する
   筒状の弁本体と、該弁本体内を介して該弁本体の弁座当
   接側とコア当接側とに亘って一体に設けられ前記弁座当
   接側の位置で該弁本体の中空穴を閉塞した有底状の弾性
   部材とから構成し、該弾性部材の底部内には前記コイル
   ばねが当接する別部材からなる板状のばね受を設けたこ
   とを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記弾性部材は、前記弁本体の弁座当接
   側に設けられた弁座側シール部と、前記コア当接側に設
   けられたコア側ストッパ部と、前記弁本体の内周側を覆
   う凹陥部を有し前記弁座側シール部とコア側ストッパ部
   との間を連結した連結部とからなる有底筒状体として弾
   性樹脂材料により一体成形し、前記ばね受は前記凹陥部
   の底部側に設ける構成としてなる請求項１に記載の電磁
   弁。