JPH09170675A

JPH09170675A - 電磁弁

Info

Publication number: JPH09170675A
Application number: JP19724796A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Murakami; 史佳村上; Shigeru Yoshiyama; 茂吉山; Toshiya Ueda; 敏也植田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】可動鉄心７が吸引された際（開弁時）に発生
する衝撃音の低減を図ること。【解決手段】ボビン３の内周で固定鉄心５と対向して
配置された可動鉄心７は、自身のフランジ部７１で板ば
ね９に固着されて、コイルが通電された時に固定鉄心５
側へ吸引される。可動鉄心７とともに板ばね９に固定さ
れた弁体８は、固定鉄心５に位置決めされたピース６と
板ばね９との間に配されたスプリング１８により弁座１
２側へ付勢されている。コイルの非通電時には、スプリ
ング１８の付勢力を受けて弁体８が弁座１２に当接する
ことで流入通路１０と流出通路１１との間を遮断し、コ
イルが通電されて可動鉄心７が固定鉄心５側へ吸引され
ると、スプリング１８の付勢力に抗して板ばね９が撓む
ことにより、弁体８が弁座１２から離れて流入通路１０
を開口する。この時、弁体８は、自身のピース側端面８
ｂがピース６のストッパ面６ａに当接することで開弁位
置が規制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力により弁体
を駆動して流体通路を開閉する電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、実開平５−８３５５７
号公報に開示された電磁弁がある。この電磁弁は、図１
６に示す様に、コイル１００への通電時に固定鉄心１１
０側へ吸引される可動鉄心１２０と、この可動鉄心１２
０と一体に変位して流体通路１３０を開閉する弁体１４
０とを備え、可動鉄心１２０と弁体１４０とが可撓性部
材１５０により弾性的に連結されている。この構造によ
れば、開弁状態から閉弁状態へ弁体１４０が変位する際
に、可動鉄心１２０と弁体１４０とを連結する可撓性部
材１５０が撓むことにより、弁体１４０が弁座１６０に
衝突する際の衝撃力が吸収されて閉弁時の作動音を低減
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記電磁弁
を構成する個々の部品は成形や切削によって製作される
ため、個々の部品の寸法精度は確保されるが、固定鉄心
１１０をヨーク１７０にピールカシメする際、およびヨ
ーク１７０をマグネチックプレート１８０にカシメる際
に軸方向（図１６の左右方向）の寸法にバラツキを生じ
る。即ち、図１７で説明すれば、軸方向に対向する固定
鉄心１１０の端面１１０ａと可動鉄心１２０の端面１２
０ａとの間隔（寸法Ｌ）がバラツクことになる。この結
果、コイル１００への通電によって可動鉄心１２０が固
定鉄心１１０側へ吸引された時（つまり開弁時）の両者
間の寸法Ｌが小さくなる程、スプリング１９０の付勢力
に抗して可動鉄心１２０を吸引する吸引力が増大する
（図９参照）ため、弁体１４０と一体に設けられたスト
ッパ部２００がボビン２１０の端面２１０ａに当たる際
の衝撃力も増大して大きな衝撃音を発生するという問題
があった。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、可動鉄心が吸引された際（つまり開弁
時）に発生する衝撃音の低減を図った電磁弁を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の手段によれ
ば、コイルが通電されて可動鉄心が固定鉄心側へ吸引さ
れると、可動鉄心とともに支持部材に支持された弁体が
弁座から離れて流体通路を開き、規制部材に当接して開
弁位置が規制される。ここで、規制部材は、固定鉄心に
位置決めされていることから、弁体の開弁位置は固定鉄
心に対して常に一定となる。また、可動鉄心は、その弁
体が規制部材に当接することで固定鉄心側へ吸引された
時の位置が決まるため、固定鉄心に対して可動鉄心が吸
引された時の位置も一定となる。

【０００５】一方、コイルへの通電が停止されて可動鉄
心が固定鉄心から離れた時の位置は、弁体が弁座に当接
する位置で決まり、その弁体が支持部材を介して付勢部
材により弁座側へ付勢されているため、弁体（支持部
材）と規制部材あるいは固定鉄心との間の寸法のバラツ
キは付勢部材により吸収される。これにより、軸方向に
対向する固定鉄心と可動鉄心との間隔（エアギャップ）
を常時一定に保つことができるため、可動鉄心が固定鉄
心側へ吸引された時の両者間の寸法を大きく設定でき
る。その結果、弁体が規制部材に当たる時の衝撃力が低
減されることから、衝撃音を低減できる。

【０００６】請求項２の手段によれば、可動鉄心は、一
端部が開口する筒状部材から成り、この筒状部材の一端
部が径方向内側に向かって固定鉄心の方向に延びる突起
部を有している。これにより、可動鉄心と固定鉄心との
間で磁束の一部が突起部から固定鉄心へ径方向に流れる
ため、可動鉄心を吸引する吸引力が低下する。その結
果、弁体が規制部材に当接した後、弁座側へ跳ね返る
（バウンドする）バウンド量を小さくできるため、バウ
ンド時の流量低下を少なくできる。また、吸引力が低下
し、衝撃力が低減されることから、衝撃音を低減でき
る。

【０００７】請求項３の手段によれば、弁体が着座する
弁座の端面が傾斜しているので、弁体が弁座に着座する
際、弁座の傾斜端面が徐々に弁体に当接していく。これ
により、弁体が弁座に着座する際の衝撃音を低減でき
る。

【０００８】請求項４の手段によれば、支持部材が薄板
状の弾性部材から成り、その支持部材に切欠き孔を設け
て可動鉄心が固定鉄心側へ吸引された時の支持部材の変
形を容易にすることができる。これにより、可動鉄心が
固定鉄心側へ吸引されて弁体が規制部材に衝突した時の
衝撃力が支持部材の弾性力によって緩和されることによ
り衝撃音を低減できる。また、衝撃力が緩和されること
によって弁体のバウンドを抑制できるため、バウンド時
の流量低下を低減して流量性能の安定化を図ることがで
きる。

【０００９】請求項５の手段によれば、ゴムから成る弁
体の端面（規制部材との対向面）にリップを突設したこ
とにより、弁体が規制部材に当接した時の両者の当接面
積が減少するため、衝撃力が緩和されて衝撃音を低減で
きるとともに、弁体がバウンドした時の流量低下を低減
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の電磁弁を図面に基
づいて説明する。（第１実施例）図１は電磁弁の全体断面図、図２はピー
ス周辺の要部拡大断面図である。この電磁弁１は、流体
通路（後述する）を有するカバー２、このカバー２に組
み合わされるボビン３、このボビン３に巻装されたコイ
ル４、コイル４の発生する磁力によって磁化される固定
鉄心５、この固定鉄心５に位置決めされたピース６（本
発明の規制部材）、コイル４が通電された時に固定鉄心
５側へ吸引される可動鉄心７、この可動鉄心７と一体に
変位して流体通路を開閉する弁体８、可動鉄心７と弁体
８を変位可能に支持する板ばね９（本発明の支持部材）
等から構成されている。

【００１１】カバー２には、流体通路を形成する流入通
路１０と流出通路１１、及び弁体８が着座する弁座１２
が設けられている。この弁座１２は、流入通路１０の下
流端から弁体８側へ円筒状に突出して設けられ、弁体８
の着座面８ａ（図５参照）が弁座１２の受け面（下述す
る）に当接することで流入通路１０が閉塞されて流入通
路１０と流出通路１１との間が遮断され、弁座１２の受
け面から弁体８の着座面８ａが離れることで流入通路１
０が開口して流入通路１０と流出通路１１とが連通され
る。なお、流入通路１０と流出通路１１とが逆の例もあ
る。なお、弁座１２の受け面には、図５（弁体８が弁座
１２からリフトした状態を示す断面図）に示す様に、弁
体８の着座面８ａと略平行な平坦面１２ａと、この平坦
面１２ａより後方へ（反弁体８側）緩やかに傾斜する傾
斜面１２ｂとが設けられている。

【００１２】ボビン３には、樹脂モールド成形時にマグ
ネチックプレート１３がインサート成形されている。コ
イル４は、ボビン３の外周に巻装された後、端末がター
ミナル１４に結線されて、このターミナル１４を通じて
外部より通電されることで磁力を発生する。ターミナル
１４は、コイル４の外周を覆うハウジング部１５と一体
に樹脂モールド成形されたコネクタ１６にインサート成
形されている。

【００１３】固定鉄心５は、ボビン３の内周に挿通され
て、ボビン３の端面（図１の左端面）より突出する一方
の端部をヨーク１７の端面にカシメ、圧入、溶接等によ
りヨーク１７に固定されている。固定鉄心５の他方の端
部には、その中央部に突出部５０（図２参照）が設けら
れており、その突出部５０の中央部に断面円形の丸孔５
１が端面から所定の深さまで形成されている。ヨーク１
７は、ハウジング部１５の外周を覆ってボビン３から突
出したマグネチックプレート１３に組付けられた後、ボ
ビン３に組合わせられるカバー２に先端部をカシメて固
定されている。

【００１４】ピース６は、非磁性体（例えばステンレス
鋼、銅等の非磁性金属、または樹脂モールド材）で略円
柱形状を成し、一方の端面中央部に設けられた軸部６０
が固定鉄心５の丸孔５１に挿入または圧入されて、軸部
６０から径方向に拡大する段差面６１が固定鉄心５の突
出部５０の端面５０ａに当接した状態で固定鉄心５に位
置決め固定されている（図２参照）。このピース６の周
壁面にはフランジ部６２が設けられて、そのフランジ部
６２より他方側では、周壁面が先端へ向かってテーパ状
に若干傾斜して設けられている。また、フランジ部６２
より一方側は、固定鉄心５の突出部５０と略同一径の円
柱形状に設けられて、周壁面が突出部５０の外周面５０
ｂと略同一面を成す。なお、ピース６のテーパ形状につ
いては一例であり、後述のスプリング１８のガイド形状
として成り得る形状を成す。

【００１５】可動鉄心７は、ボビン３のマグネチックプ
レート１３側の内周で固定鉄心５と対向して配置され
て、ボビン３の内周面に摺接する略円筒形状に形成され
ている。この可動鉄心７は、一方の端部に径方向の内側
へ折れ曲がって固定鉄心５の端面５ａとの間にエアギャ
ップＧ（図２参照）を形成する対向壁部７０（本発明の
突起部）が設けられて、他方の端部に径方向の外側へ拡
大するフランジ部７１が設けられ、このフランジ部７１
がボビン３の外側で板ばね９に溶接により固着されてい
る。

【００１６】板ばね９は、図８に示す様に、可動鉄心７
および弁体８を支持する略円形状の支持面９０、この支
持面９０の外周に設けられた複数（例えば３か所）の支
持腕９１、および各支持腕９１の端部を連結する環状部
９２から成り、この環状部９２に固定されたゴム製のリ
ング部１９（図２参照）がボビン３の端面とカバー２の
端面との間に挟持されている。この板ばね９は、可動鉄
心７の変位に伴って図２の左右両側へ撓むことができ
る。

【００１７】弁体８は、弾性体（例えばゴム製）から成
り、板ばね９に対して可動鉄心７のフランジ部７１より
内周側でピース６と対向する位置に固定されて、ピース
６のフランジ部６２と板ばね９との間に配されたスプリ
ング１８（本発明の付勢部材）により弁座１２側へ付勢
されている。但し、スプリング１８は、図５に示す様
に、その外径Ｄ1 が弁座１２の平坦面１２ａの外径Ｄ2
（平坦面１２ａと傾斜面１２ｂとの稜線が描く円の直
径）より大きなものが使用されている。この弁体８は、
コイル４が通電されて可動鉄心７が固定鉄心５側へ吸引
されると、スプリング１８の付勢力に抗して板ばね９が
撓むことにより、弁体８のピース側端面８ｂがピース６
の端面６ａ（以下、ストッパ面６ａと言う）に当接し、
コイル４が非通電の時はスプリング１８の付勢力により
弁体８の着座面８ａが弁座１２の受け面に当接してい
る。

【００１８】上記の板ばね９は、コイル４の非通電時に
弁体８が弁座１２の受け面に当接している時には、可動
鉄心７および弁体８を支持する支持面９０が支持腕９１
より弁座１２側へ若干撓んだ状態（図２に示す状態）と
なり、コイル４が通電されて可動鉄心７が固定鉄心５側
へ吸引されると、支持面９０が支持腕９１よりピース６
側へ撓んだ状態となる（図３および図４参照）。

【００１９】次に、本実施例の作動を説明する。まず、
コイル４が非通電の時は、図２に示す様に、スプリング
１８の付勢力により弁体８の着座面８ａが弁座１２の受
け面（平坦面１２ａ及び傾斜面１２ｂ）に当接している
ため、流入通路１０と流出通路１１との間が遮断され
て、流体通路には流体の流れが発生していない。その
後、コイル４が通電されてコイル４の発生する磁力によ
り固定鉄心５が磁化されると、可動鉄心７がスプリング
１８の付勢力に抗して固定鉄心５側へ吸引される。これ
により、可動鉄心７の移動に伴って板ばね９が撓むこと
により、その板ばね９に固定された弁体８が弁座１２か
ら離れて流入通路１０を開口し、ピース側端面８ｂがピ
ース６のストッパ面６ａに当接する位置までリフトす
る。この時の可動鉄心７、弁体８、および板ばね９の挙
動を図３（弁体８のピース側端面８ｂがピース６のスト
ッパ面６ａに当接する直前）および図４（弁体８のピー
ス側端面８ｂがピース６のストッパ面６ａに当接した直
後）に示す。この結果、流入通路１０と流出通路１１と
が連通することにより、流入通路１０の流入ポート１０
ａから流出通路１１の流出ポート１１ａへ向かって流体
の流れが発生する。

【００２０】一方、コイル４への通電が停止されると、
コイル４の磁力が消失して可動鉄心７を吸引する力が無
くなるため、それまで固定鉄心５側へ吸引されていた可
動鉄心７がスプリング１８の付勢力により押し戻され
る。この可動鉄心７の移動に伴って弁体８が弁座１２側
へ移動して弁座１２に着座することで流体通路を閉じ
る。この時、弁座１２側へ移動する弁体８は、まず弁体
８の着座面８ａが弁座１２の平坦面１２ａに当接し（図
６参照）、更に弁体８が板ばね９とともに撓むことによ
り、スプリング１８に付勢されている部位の着座面８ａ
が次第に弁座１２の傾斜面１２ｂに当接して停止する
（図７参照）。即ち、弁体８の着座面８ａに対して弁座
１２の平坦面１２ａが食い込んだ状態で当接している。

【００２１】（第１実施例の効果）本実施例の構成によ
れば、コイル４の非通電時において、固定鉄心５に位置
決めされたピース６（従ってピース６も固定鉄心５の一
部と考えることができる）と板ばね９との間に配された
スプリング１８によって弁体８が弁座１２に当接してい
るため、ピース６あるいは固定鉄心５と板ばね９との間
の寸法のバラツキをスプリング１８によって吸収でき
る。即ち、コイル４の非通電時における固定鉄心５の端
面５ａと可動鉄心７の対向壁部７０の端面７０ａとの間
隔を一定に保つことができる。また、弁体８の開弁位置
がピース６によって規制されるため、可動鉄心７が固定
鉄心５側へ吸引された時に対向する対向壁部７０の端面
７０ａと固定鉄心５の端面５ａとの間隔も常に一定に保
つことができる。

【００２２】これにより、固定鉄心５の端面５ａと可動
鉄心７の対向壁部７０の端面７０ａとの間の寸法のバラ
ツキを防止して両者間のエアギャップＧを常に一定に保
ち、従来より小さくできる。この結果、図９に示す様
に、スプリング１８の付勢力に抗して可動鉄心７を吸引
する吸引力を小さくできるため、弁体８のピース側端面
８ｂがピース６のストッパ面６ａに当接する時のエネル
ギーが減少して、衝突により発生する衝撃音を低減する
ことができる。本実施例では、弁体８を弾性体とし、且
つ可動鉄心７と弁体８を支持する支持部材を板ばね９と
したことにより、弁体８がピース６に衝突した時の衝撃
力が弁体８自体の弾性力および板ばね９の弾性力によっ
て吸収されるため、図１０に示す様に、従来の電磁弁と
比較して開弁時に発生する作動音を小さくできる。

【００２３】また、コイル４への通電が停止されて、そ
れまで固定鉄心５側へ吸引されていた可動鉄心７がスプ
リング１８の付勢力により押し戻されて弁体８が弁座１
２側へ移動する際には、まず弁体８の着座面８ａが弁座
１２の平坦面１２ａに当接した後、板ばね９とともに弁
体８が撓むことにより、スプリング１８に付勢されてい
る部位の着座面８ａが弁座１２の傾斜面１２ｂに当接す
ることができる。この場合、弁体８の着座面８ａは、平
坦面１２ａに当接してから傾斜面１２ｂに対して少しず
つ当接していくため、弁体８が弁座１２に当接する際の
衝撃力が吸収される。この結果、図１１に示す様に、従
来の電磁弁と比較して閉弁時に発生する作動音を小さく
できる。

【００２４】さらに、コイル４の非通電時には、可動鉄
心７の対向壁部７０の内周端面７０ｂがピース６の周壁
面と対向していたのに対して、コイル４が通電されて可
動鉄心７が固定鉄心５側へ吸引されるに従って、対向壁
部７０の内周端面７０ｂがピース６の周壁面から固定鉄
心５の突出部５０の外周面５０ｂへと対向位置が変化
し、通電直後には突出部５０の外周面５０ｂと対向する
（図４参照）様に構成されている。これにより、可動鉄
心７と固定鉄心５との間で磁束の一部が対向壁部７０の
内周端面７０ｂから突出部５０へ径方向に流れるため、
可動鉄心７を吸引する吸引力が低下する。この結果、弁
体８がピース６に当接した後、バウンドする（弁座１２
側へ跳ね返る）量を小さくできるため、バウンド時の流
量低下を少なくできる。また、吸引力が低下し、衝撃力
が低減されることから、衝撃音を低減できる。

【００２５】（第２実施例）図１２はピース６周辺の要
部拡大断面図、図１３および図１４は板ばね９の平面図
である。本実施例は、弁体８作動時における板ばね９の
変形を容易にするために、板ばね９の中央部に図１３お
よび図１４に示す様な切欠き孔９３を設けてあり、板ば
ね９の板厚および形状を変更することにより変形量を容
易に設定できる。また、図１２に示す様に、ピース６の
ストッパ面６ａと対向する弁体８の対向面に環状のリッ
プ８０を突設して、開弁時にリップ８０の先端がピース
６のストッパ面６ａに当接する様に構成されている。こ
れらの結果、図１５に示す様に、吸引力曲線に沿ったバ
ネ特性が得られるため、弁体８がピース６に衝突した時
の衝撃力が低減されて、弁体８のバウンドを抑えること
ができるため、流量性能の安定化を図ることができる。

【００２６】（変形例）本実施例では、ピース６の段差
面６１を固定鉄心５の突出部５０の端面５０ａに当接さ
せることでピース６の位置決めを行っているが、その他
の方法（例えば固定鉄心５の丸孔５１の底面にピース６
の軸部６０の先端面を当接させる）により固定鉄心５に
対するピース６の位置決めを行っても良い。また、弁体
８を弁座１２側へ付勢するスプリング１８をピース６と
板ばね９との間に配置したが、固定鉄心５と板ばね９と
の間に配置しても良い。あるいは可動鉄心７のフランジ
部７１の内周側にスプリング１８を係止する係止壁を設
けて、ピース６と可動鉄心７との間に配置することもで
きる。可動鉄心７を板ばね９に固定する方法としては、
溶接以外にリベットによりカシメて固定する方法や、接
着材を使用して固着する方法等を採用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁弁の全体断面図である。

【図２】ピース周辺の要部拡大断面図である（閉弁
時）。

【図３】ピース周辺の要部拡大断面図である（全開直
前）。

【図４】ピース周辺の要部拡大断面図である（ＯＮ直
後）。

【図５】弁体が弁座からリフトした状態を示す断面図で
ある。

【図６】弁体が弁座に着座する過程を示す断面図であ
る。

【図７】弁体が弁座に着座した状態を示す断面図であ
る。

【図８】板ばねの平面図である（第１実施例）。

【図９】エアギャップと吸引力との関係を示すグラフで
ある。

【図１０】弁体がピースに当たる時の作動音を示すグラ
フである。

【図１１】弁体が弁座に当たる時の作動音を示すグラフ
である。

【図１２】ピース周辺の要部拡大断面図である（第２実
施例）。

【図１３】板ばねの平面図である（第２実施例）。

【図１４】板ばねの平面図である（第２実施例）。

【図１５】吸引力とバネ特性との関係を示すグラフであ
る（第２実施例）。

【図１６】電磁弁の全体断面図である（従来技術）。

【図１７】ピース周辺の要部拡大断面図である（従来技
術）。

【符号の説明】

１電磁弁４コイル５固定鉄心６ピース（規制部材）７可動鉄心８弁体９板ばね（支持部材）１０流入通路（流体通路）１１流出通路（流体通路）１２弁座１８スプリング（付勢部材）７０可動鉄心の対向壁部（突起部）８０リップ９３切欠き孔Ｇエアギャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電を受けて磁力を発生するコイルと、このコイルの発生する磁力により磁化される固定鉄心
と、この固定鉄心に位置決め固定された規制部材と、この規制部材と流体通路に設けられた弁座との間に介在
されて、この弁座に当接することで前記流体通路を閉塞
し、前記弁座から離れることで前記流体通路を開く弁体
と、この弁体を前記規制部材と前記弁座との間で変位可能に
支持する可撓性の支持部材と、前記規制部材あるいは前記固定鉄心に対して前記弁体が
前記弁座へ当接する方向へ前記支持部材を付勢する付勢
部材と、前記支持部材に支持されて前記固定鉄心とエアギャップ
を形成して対向し、前記コイルが通電された時に、前記
付勢部材の付勢力に抗して前記弁体が前記規制部材に当
接する位置まで前記固定鉄心側へ吸引される可動鉄心と
を備えた電磁弁。
【請求項２】前記可動鉄心は、一端部が開口する筒状部
材から成り、前記コイルの磁力により前記固定鉄心側に
吸引された時、前記固定鉄心の一部を前記筒状部材内に
内包し、前記筒状部材の一端部が、径方向内側に向かっ
て前記固定鉄心の方向に延びる突起部を有することを特
徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】前記弁体が着座する前記弁座の端面は傾斜
していることを特徴とする請求項１または２記載の電磁
弁。
【請求項４】前記支持部材は、薄板状の弾性部材から成
り、前記可動鉄心が前記固定鉄心側へ吸引された時の前
記支持部材の変形を促進する切欠き孔が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電磁
弁。
【請求項５】前記弁体は、ゴムから成り、前記支持部材
に一体成形されて、前記規制部材との対向面に環状のリ
ップが突設され、開弁時に前記リップの先端が前記規制
部材に当接することを特徴とする請求項１〜４の何れか
に記載の電磁弁。