JPH06213358A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 弁体と弁座部材間の打撃音を低減し、弁体が
流体圧力により付勢される力を低減する。 【構成】 中空のコイルボビン７と、電磁コイル６と、
コイルボビンに摺動可能に遊嵌されたプランジャ１１
と、コイルボビンに嵌合されたコア１２と、一端をプラ
ンジャの一端に結合されたシャフト１７と、シャフトに
固定された弁体１９と、環状の弁座部材２２と、弁体の
付勢部材２１と、弁体の流体圧力受圧面積と同じ大きさ
で向きが反対である流体圧力受圧面積をプランジャに付
与する作動気室１４とを備えた電磁弁であって、弁座部
材の弁体が当接する部分を内周側突出部２２ｃと外周側
突出部２２ｂとを有する弾性材料で形成し、弾性材料部
分が内周側空間と外周側空間との差圧により変形するこ
とによって弁体の受圧面積の径の変化を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体制御用の電磁弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば実開平１−６５４７２号公報に記
載されているように、弁体が高剛性の弁座部材に当接し
た状態でのシール性を向上させ、また弁体が弁座部材に
当接する際の打撃音を低減させるために、弁体の弁座部
材への当接部分を弾性材料で形成することが知られてい
る。そして、弁体が弁座部材に当接した状態において弁
体が流体圧力により開閉動作方向に付勢されることを防
止するため、弁体が弁座部材に当接した状態における弁
体の流体圧力受圧面積と同じ大きさであるが向きが反対
である流体圧力受圧面積をプランジャに付与する作動気
室を設けることも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電磁弁の用途は様々で
あり、電磁弁の作動が低騒音の環境で行われる場合は、
弁体の弁座部材への当接部分を弾性材料で形成しただけ
では、弁体が弁座部材に当接する際の打撃音の低減が不
十分となる。

【０００４】弁体が弁座部材に当接する際の打撃音をよ
り低減させるために、弁座部材の弁体が当接する部分を
弾性材料で形成することが考えられる。しかし、弁座の
内周側空間と外周側空間との差圧により弾性材料部分が
変形し、弁体の流体圧力受圧面積の径が増減して流体圧
力受圧面積が増減し、弁体の流体圧力受圧面積とプラン
ジャの流体圧力受圧面積との間に大きな差が生じて、弁
体が弁座に当接した状態において弁体が流体圧力により
一開閉動作方向に付勢されることの防止が不十分となる
問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、上記問題を解消するこ
とをその技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため本発明は、両端に開口を有する中空のコイル
ボビンと、該コイルボビンに巻回された電磁コイルと、
前記コイルボビンの一端の開口に摺動可能に遊嵌された
プランジャと、前記コイルボビンの他端に嵌合されたコ
アと、該コアを摺動可能に貫通し且つ一端を前記プラン
ジャの一端に結合されたシャフトと、前記シャフトの他
端に固定された弁体と、該弁体が当接および離脱する環
状の弁座部材と、前記弁体を前記弁座から離脱させるよ
う付勢する付勢部材と、前記弁体が前記弁座部材に当接
した状態における前記弁体の流体圧力受圧面積と同じ大
きさであるが向きが反対である流体圧力受圧面積を前記
プランジャに付与する作動気室とを備えた電磁弁であっ
て、前記弁座部材の前記弁体が当接する部分を内周側突
出部と外周側突出部とを有する弾性材料で形成し、該弾
性材料部分が内周側空間と外周側空間との差圧により変
形することによって前記弁体が当接する突出部が変わり
前記弁体の前記受圧面積の径の変化を補償するようにし
た。

【０００７】

【作用】上記の如く構成した本発明では、弁座部材の弁
体が当接する部分が弾性材料で形成されていることによ
り、弁体が弁座部材に当接する際の打撃音がより低減す
る。そして、この弾性材料部分が内周側突出部と外周側
突出部とを有し、該弾性材料部分が内周側空間と外周側
空間との差圧により変形することによって前記弁体が当
接する突出部が変わり前記弁体の流体圧力受圧面積の径
の変化を補償することにより、弁体が弁座に当接した状
態において弁体が流体圧力により開閉動作方向に付勢さ
れることの防止は十分となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面に基
づいて詳細に説明する。

【０００９】本実施例では電磁弁として、エアサスペン
ションの密閉室間の連通を制御する電磁弁を一例として
説明を進めるが、この用途に限られるものではなく通常
用いられる流体制御用の電磁弁（ソレノイドバルブ）に
も適用できることはいうまでもない。

【００１０】図１は本発明の一実施例であるエアサスペ
ンションのバネ定数制御用電磁弁の断面図であり、電磁
弁１０は第１密閉室１および第２密閉室２を画成するハ
ウジング３内に収容され且つ固定されるケース２６内に
配設されている。

【００１１】電磁弁１０はケース２６に対して弾性材料
からなるブッシュ５によってフローティング支持されて
おり、ブッシュ５は電磁弁１０の長手方向に弾性力が弱
く設定されている。電磁弁１０のブッシュ５によるフロ
ーティング支持により、電磁弁１０が駆動されたとき駆
動方向（図１で上下方向）に振動が発生したとしても、
ブッシュ５の弾性変形によってケース２６、ハウジング
３への振動伝達が防止される。

【００１２】電磁弁１０は磁性材料で形成されたケース
４を有している。このケース４内には非磁性材料で形成
されたコイルボビン７が不動に配設され、このコイルボ
ビン７には電磁コイル６が巻回されている。コイルボビ
ン７の軸心の中空部７ａの上端側部分内には磁性材料で
形成されたプランジャ１１が摺動可能に遊嵌され、また
中空部７ａの下端側部分内には磁性材料で形成されたコ
ア１２が不動に配設されている。プランジャ１１の下端
とコア１２の上端との間には空隙が設定されており、こ
の空隙はプランジャ１１が電磁作用で下方に吸引された
時の必要ストロークよりも大きく選定されている。

【００１３】コイルボビン７の上端側には磁性材料で形
成されたヨーク８が不動に配設されており、このヨーク
８の上端側にはカバー部材１３が気密に結合され、プラ
ンジャ１１の上端が位置する作動気室１４が形成されて
いる。この作動気室１４内にはダイヤフラム１５が配設
されている。ダイヤフラム１５の外周縁部はヨーク８と
カバー部材１３とで気密に挟持され、ダイヤフラム１５
の内周縁部はプランジャ１１とプランジャ１１に結合さ
れた保持部材１６とで気密に挟持されており、作動気室
１４が下側の第１作動気室１４ａと上側の第２作動気室
１４ｂとに区画されている。非磁性材料で形成されたシ
ャフト１７はコア１２の軸心を摺動可能に貫通してお
り、その上端でプランジャ１１の下端に結合されてい
る。シャフト１７の内部には連通孔１７ａが形成されて
おり、プランジャ１１の上端に結合された保持部材１６
にも連通孔１６ａが形成されている。従って、第２作動
気室１４ｂは、連通孔１６ａと、連通孔１７ａと、ケー
ス４の下端に結合されたベースプレート１８に形成され
たポート１８ａとを介して第２密閉室２と常時連通する
ものであり、第２作動気室１４ｂの圧力は第２密閉室２
の圧力に等しいものである。

【００１４】シャフト１７の下端部にはポペット２０が
ナット２３によって固定されている。ポペット２０の外
周端部には円板状に成形された弾性材からなる弁体１９
が加硫成形等により一体に成形されている。ポペット２
０は、弁体１９のシャフト１７への固定部材として機能
すると同時に、半径方向外方向に突出するフランジ部２
０ａは弁体の芯材としての機能も有する。

【００１５】ベースプレート１８には弾性材料で形成さ
れた環状の弁座部材２２がポート１８ａを取り巻くよう
に固定されている。ベースプレート１８とポペット２０
との間には弁体１９を弁座部材２２から離脱させるよう
付勢するスプリング２１が縮設されている。弁体１９と
対向するコア１２の下端面には弾性材料で形成された環
状のストッパ２４が固定されている。図示されていない
が、このストッパ２４にはその内周側空間と外周側空間
とを連通する複数の切欠溝が形成されている。

【００１６】シャフト１７の外周とコア１２との間には
所定の隙間が設定されている。従って、第１作動気室１
４ａは、プランジャ１１の外周とコイルボビン７との間
の隙間と、シャフト１７の外周とコア１２との間の隙間
と、ストッパ２４の切欠溝と、ケース４に形成されたポ
ート４ａとを介して常時連通し、第１作動気室１４ａの
圧力は第１密閉室１の圧力と等しいものである。

【００１７】作動気室１４ａ、１４ｂは、弁体１９が弁
座部材２２に当接した状態において、弁体の流体圧力受
圧面積と同じ大きさであるが向きが反対である流体圧力
受圧面積をプランジャ１１に付与するものである。

【００１８】図２は、弁座部材２２の構成とベースプレ
ート１８への固定構造の詳細を示す図である。立設部１
８ｂには弁体１９の方向に突出する突状部１８ｃが形成
されている。弁座部材２２はこの突状部１８ｃに嵌め込
まれることによって立設部１８ｃに固定されている。更
に、図２（ａ）のように、弁座部材２２の上面に切欠溝
２２ａが形成されることにより、弁座部材２２の外周側
突出部２２ｂと内周側突出部２２ｃが形成されている。
弁体１９が弁座部材２２に当接している状態にて、弁座
部材２２の外周側空間の圧力が内周側空間の圧力よりも
高い場合には弁座部材２２が図２（ｂ）に示すように変
形し、弁座部材２２の外周側突出部２２ｂが突状部１８
ｃの上側に移動して弁体１９と当接し、また弁座部材２
２の内周側空間の圧力が外周側空間の圧力よりも高い場
合には弁座部材２２が図２（ｃ）に示すように変形し、
弁座部材２２の内周側突出部２２ｂが突状部１８ｃの上
側に移動して弁体１９と当接する。これにより、弁体１
９が弁座部材２２に当接している状態における弁体１９
の流体圧力受圧径（流体圧力受圧面積が比例する）の変
化が低減される。

【００１９】次に電磁弁１０の作動について説明する。

【００２０】電磁コイル６が通電状態になると、プラン
ジャ１１がコア１２との間の吸引作用によってスプリン
グ２１の付勢力に抗してベースプレート１８の方向に移
動する。この動作に伴って、シャフト１７、弁体１９も
ベースプレート１８の方向に移動し、弁体１９が弁座部
材２２に当接し、閉弁状態となる。

【００２１】逆に、電磁コイル６への通電が消勢される
と、弁体１９、シャフト１７およびプランジャ１１がス
プリング２１の付勢力によってコア１２の方向に移動さ
れ、弁体１９が弁座部材２２から離間されて開弁状態と
なる。

【００２２】プランジャ１１とコア１２との間の空隙は
プランジャ１１が電磁作用により吸引された時の必要ス
トロークよりも大きいので、プランジャ１１がコア１２
に当接することはない。

【００２３】電磁コイル６への通電状態の繰り返しに伴
って弁体１９と弁座部材２２との当接が繰り返される
が、弁座部材２２が弾性材料で形成されていることによ
り、弁体１９が弁座部材へ当接する際の打撃音は低いも
のである。

【００２４】弁体１９が弁座部材２２に当接している状
態において弁座部材１９の外周側空間のと内周側空間と
の差圧が発生した場合は弁座部材２２が図（ｂ）、
（ｃ）のように変形して弁体１９が当接する突出部２２
ｂ、２２ｃが変わることにより、弁体１９が弁座部材２
２に当接している状態における弁体１９の流体圧力受圧
径（流体圧力受圧面積が比例する）の変化が低減される
ので、流体の圧力により弁体１９を上下方向に付勢する
力は極めて小さいものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明では、弁座の弁体が当接する部分
が弾性材料で形成されていることにより、弁体が弁座に
当接する際の打撃音がより低減する。そして、この弾性
材料部分が内周側突出部と外周側突出部とを有し、該弾
性材料部分が内周側空間と外周側空間との差圧により変
形することによって前記弁体が当接する突出部が変わり
前記弁体の流体圧力受圧面積の径の変化を補償すること
により、弁体が弁座に当接した状態において弁体が流体
圧力により開閉動作方向に付勢されることの防止は十分
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる電磁弁の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係わる弁座部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・第１密閉室 ２・・・第２密閉室 ３・・・ハウジング ４・・・ケース ４ａ・・・ポート ６・・・電磁コイル ７・・コイルボビン ８・・・ヨーク １０・・・電磁弁 １１・・・プランジャ １２・・・コア １３・・・カバー部材 １４・・・作動気室 １４ａ・・・第１作動気室 １４ｂ・・・第２作動気室 １７・・・シャフト １７ａ・・・連通孔 １８・・・ベースプレート １８ａ・・・ポート １８ｂ・・・立設部 １８ｃ・・・突状部 １９・・・弁体 ２０・・・ポペット ２１・・・スプリング（付勢部材） ２２・・・弁座部材 ２２ｂ・・・外周側突出部 ２２ｃ・・・内周側突出部

フロントページの続き (72)発明者 小 川 一 男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に開口を有する中空のコイルボビン
   と、該コイルボビンに巻回された電磁コイルと、前記コ
   イルボビンの一端の開口に摺動可能に遊嵌されたプラン
   ジャと、前記コイルボビンの他端に嵌合されたコアと、
   該コアを摺動可能に貫通し且つ一端を前記プランジャの
   一端に結合されたシャフトと、前記シャフトの他端に固
   定された弁体と、該弁体が当接および離脱する環状の弁
   座部材と、前記弁体を前記弁座から離脱させるよう付勢
   する付勢部材と、前記弁体が前記弁座部材に当接した状
   態における前記弁体の流体圧力受圧面積と同じ大きさで
   あるが向きが反対である流体圧力受圧面積を前記プラン
   ジャに付与する作動気室とを備えた電磁弁であって、前
   記弁座部材の前記弁体が当接する部分を内周側突出部と
   外周側突出部とを有する弾性材料で形成し、該弾性材料
   部分が内周側空間と外周側空間との差圧により変形する
   ことによって前記弁体が当接する突出部が変わり前記弁
   体の前記受圧面積の径の変化を補償するようにしたこと
   を特徴とする電磁弁。