JP2001241563A - 電磁弁 - Google Patents
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Abstract
弁を提供する。 【解決手段】 弁部材20は第1の通路12aと第1の
圧力室45とを連通可能な第1の連通路20aを有して
いる。受圧部材30が弁部材20に当接すると、第1の
連通路20aの第1の圧力室側開口と第1の圧力室45
との連通は遮断される。永久磁石61の磁力により、永
久磁石61とともにシャフト63は受圧部材30側に付
勢されている。コイル52への通電オフ中、第2の通路
13aの圧力が上昇すると、第1の圧力室45と第2の
圧力室46との差圧により受圧部材30が弁部材20か
ら離れ、第1の連通路20aを介し第1の通路12aと
第2の通路13aとが連通する。電磁弁10のコイル5
2への通電をオンすると、固定コア55と永久磁石61
との間で反発力が発生し、シャフト63とともに受圧部
材30は矢印B方向に移動し、第1の通路12aと第2
の通路13aとが連通する。
Description
弁の機能を兼ねる電磁弁に関する。
油中に燃料タンクから発生する蒸発燃料を大気に排出せ
ずキャニスタに吸着させる図7に示すようなORVR(O
n Board Refueling Vapor Recovery)システムが要求さ
れている。
料タンク200とキャニスタ210とを配管202と配
管205とが接続している。燃料タンク200にはタン
ク内圧を検出する圧力センサ201が取り付けられてい
る。電磁弁203は、蒸発燃料の漏れチェックを行うと
きに開弁し燃料タンク200側とキャニスタ210側と
を強制的に連通させる。内圧弁204はダイヤフラムを
有し、燃料タンク200内の圧力を所定圧以下に保持す
る圧力制御弁である。給油弁206はダイヤフラムを有
し、燃料タンク200に給油するときに燃料タンク20
0内の圧力が上昇すると開弁し、蒸発燃料をキャニスタ
210側に排出しキャニスタ210に吸着させる。パー
ジ弁213が開弁すると、吸気通路208とキャニスタ
210内とが連通する。
VRシステムでは、燃料タンク200とキャニスタ21
0とを接続する2本の配管202、205、ならびに、
電磁弁203、内圧弁204、給油弁206等の多くの
弁および配管が必要である。したがって、これら部品の
搭載スペースが必要であり、搭載工数も増加するという
問題がある。本発明の目的は、圧力制御弁および開閉弁
の機能を兼ねる電磁弁を提供することにある。
電磁弁によると、コイルへの通電をオフしているとき
に、第1の圧力室の圧力が第2の圧力室の圧力よりも高
くなり、両圧力室の差圧から受圧部材が可動子の往復移
動方向の他方に受ける力が第1の付勢手段の付勢力より
も大きくなると、可動子および受圧部材は往復移動方向
の他方に移動する。このとき、弁部材が弁座に着座して
いても弁部材に設けた第1の連通路を介して第1圧力
室、つまり第2の通路と第1の通路とは連通する。ま
た、弁部材が弁座から離座していれば、弁部材と弁座と
の開口を介し第1の圧力室、つまり第2の通路と第1の
通路とが連通する。第1の圧力室と第2の圧力室との差
圧により受圧部材が移動し第1の通路と第2の通路との
連通を断続するので、電磁弁は圧力制御弁として作用す
る。
復移動方向の他方に移動させると、弁部材から離れて可
動子とともに受圧部材が往復移動方向の他方に移動する
か、、あるいは弁部材が弁座から離れ可動子とともに受
圧部材および弁部材が往復移動方向の他方に移動する。
第1の通路と第2の通路とは、第1の連通路、あるいは
弁部材と弁座との開口を介して連通する。つまり、コイ
ルへの通電をオンすると、第1の圧力室と第2の圧力室
との差圧の大きさに関わらず、第1の通路と第2の通路
とが連通する。つまり、電磁弁は電磁開閉弁として作用
する。
るときは圧力制御弁として作動し、コイルへの通電をオ
ンしたときは開閉弁として作動する。一つの電磁弁によ
り圧力制御弁と開閉弁の機能を兼ねているので、圧力制
御弁と開閉弁とを別の弁装置にするよりも部品点数が低
減し、組付けが容易である。さらに、圧力制御弁と開閉
弁とを別の弁装置にするよりも小型化できるので、狭い
スペースにも電磁弁を搭載可能である。
受圧部材が第2の圧力室から圧力を受ける受圧面積は、
弁部材が第1の通路から圧力を受ける受圧面積とほぼ等
しい。したがって、第2の圧力室の圧力と第1の通路の
圧力とがほぼ等しい場合、受圧部材が第1の連通路の第
1の圧力室側開口と第1の圧力室との連通を遮断し、か
つ弁部材が弁座に着座している状態において、受圧部材
が第2の圧力室から受ける力と、弁部材が第2の圧力室
と反対方向に働く第1の通路から受ける力とを相殺する
ことができる。したがって、電磁弁を閉弁するために必
要な第1の付勢手段の付勢力、あるいはコイルに通電す
ることにより可動子とともに受圧部材を往復移動方向の
他方に移動させるために必要な磁力を低減可能であり、
電磁弁が小型化する。
請求項2記載の構成に加え、受圧部材が第1の連通路の
第1の圧力室側開口と第1の圧力室との連通を遮断して
いる状態で、受圧部材は第1の連通路と第2の圧力室と
を連通する第2の連通路を有している。第2の圧力室の
圧力が第1の通路の圧力と等しくなるので、受圧部材が
第2の圧力室から受ける力と、弁部材が第2の圧力室と
反対方向に働く第1の通路から受ける力とを相殺するこ
とができる。
永久磁石の磁力により可動子が固定子に吸引されること
により受圧部材および弁部材は可動子の往復移動方向の
一方である弁座方向に付勢される。したがって、可動子
と固定子とが接近した状態で第1の通路と第2の通路と
の連通を遮断し電磁弁を閉弁できる。可動子と固定子と
の間に働く磁力による吸引力は可動子と固定子との間に
形成されるエアギャップが小さいほど大きくなる。した
がって、磁力の小さい永久磁石で大きな閉弁力を得るこ
とができる。また、永久磁石と反発する磁極が固定子に
形成されるようにコイルに通電することにより、可動子
は固定子から離れる。このときに可動子と固定子との間
に働く反発力も、可動子と固定子との間に形成されるエ
アギャップが小さいほど大きくなる。したがって、コイ
ルが発生する磁力が小さくても可動子が固定子から離れ
る。コイルの巻数を少なくできるので、電磁弁を小型化
できる。
実施例を図に基づいて説明する。本発明の一実施例によ
る電磁弁を用いたORVRシステムを図2に示す。燃料
タンク100とキャニスタ110とを一系統の配管10
2と配管103とが接続している。電磁弁10のハウジ
ング11に第1接続管12および第2接続管13が形成
されている。第1接続管12はキャニスタ110側の配
管102と接続しており、第2接続管13は燃料タンク
100側の配管103と接続している。圧力センサ10
1は燃料タンク100内の圧力をチェックし、蒸発燃料
の漏れをチェックする。
のである。電磁弁112が開弁すると、キャニスタ11
0は配管111を介し大気開放される。キャニスタ11
0は配管104を介して吸気管105と接続している。
配管104に取り付けられているパージ弁113が開弁
すると、キャニスタ110内および配管102内と吸気
通路105aとが連通する。
図1に示すように、電磁弁10のハウジング11は樹脂
製である。第1接続管12内に第1の通路12aが形成
され、第2接続管13内に第2の通路13aが形成され
ている。第1接続管12のハウジング内側端部に弁座1
4が形成されている。
着座可能なゴム製の当接部材22とを有している。弁本
体21の中央部に弁本体21を貫通し、第1の通路12
aと第1の圧力室45とを連通可能な第1の連通路20
aが形成されている。第2の付勢手段としてのスプリン
グ23は受圧部材30側に弁部材20を付勢している。
圧力室46とを仕切っている。第1の圧力室45は第2
の通路13aと連通している。弁部材20が第1の通路
12aから圧力を受ける受圧面積は、受圧部材30が第
2の圧力室46から圧力を受ける受圧面積とほぼ等しく
なるように設定されている。受圧部材30は、当接側部
材31、シャフト側部材32、ゴム製の当接部材33、
およびダイヤフラム40を有している。ダイヤフラム4
0の内周縁は当接側部材31とシャフト側部材32とに
挟持され、ダイヤフラム40の外周縁は第1プレート4
1と第2プレート42とにより挟持されている。当接側
部材31とシャフト側部材32との中央部に貫通孔が形
成されており、第2の連通路30aを形成している。第
2の連通路30aは第2の圧力室46と連通している側
孔30bを有している。受圧部材30の当接部材33が
弁部材20の第1の連通路20aの外周側に当接する
と、第1の連通路20aの第1の圧力室側開口と第1の
圧力室45との連通は遮断される。
れているコイル52、固定コア55、端部コア56、ヨ
ーク57、および可動子60を有している。コイル52
はターミナル53と電気的に接続されている。固定コア
55、端部コア56およびヨーク57は磁性材で形成さ
れており固定子を構成している。可動子60は、永久磁
石61、樹脂部62およびシャフト63を有している。
樹脂部62は、永久磁石61をモールドしており、シャ
フト63とねじ結合している。ハウジング11の調節孔
11aはねじ65で封止され、ねじ65はポッティング
樹脂66で固定されている。コイル52への通電をオフ
しているとき、永久磁石61の磁力により、可動子60
は図1に示す矢印A側、つまり可動子60の往復移動方
向の一方に吸引されている。図1はコイル52への通電
がオフされている状態を示している。
は径方向外側に向け十字状に張り出している。固定コア
55の内壁に端部63aと嵌合するように十字状の溝が
形成されている。ハウジング11の調節孔11aから治
具を挿入し樹脂部62のねじ込み量を調節して永久磁石
61と固定コア55との吸引力、つまり電磁弁10の閉
弁力を調節する場合、シャフト63の端部63aが固定
コア55の十字溝に係止され回転しないので、固定コア
55にシャフト63を嵌合した状態で電磁弁10の閉弁
力を調節できる。樹脂部62のねじ込み量を調節した
後、調節孔11aをねじ65で封止し、ポッティング樹
脂66でねじ65を固定する。
中、永久磁石61と固定コア55との間に働く吸引力に
より、可動子60は矢印A方向に付勢されている。受圧
部材30は弁部材20に当接した状態でシャフト63に
付勢されている。そして、スプリング23の付勢力に抗
し弁部材20は弁座14に着座している。図3の(A)
に示す状態では、第1の連通路20aおよび第2の連通
路30aを介し第1の通路12aと第2の圧力室46と
が連通しているので、第1の通路12aと第2の圧力室
46とは同じ圧力である。
00内の圧力上昇にともない第2の通路13aおよび第
1の圧力室45の圧力が上昇すると、第1の圧力室45
と第2の圧力室46との差圧から受圧部材30が矢印B
方向に受ける力が大きくなり、図3の(B)に示すよう
に、永久磁石61と固定コア55との吸引力に抗し受圧
部材30が矢印B方向に移動する。弁部材20は、第1
の圧力室45と第1の通路12aとの差圧により弁座1
4に着座している。受圧部材30は弁部材20から離れ
ることにより、第1の連通路20aを介して第1の圧力
室45、つまり第2の通路13aと第1の通路12aと
が連通する。第1の通路12aと第2の通路13aとが
連通すると、圧力の上昇した燃料タンク100内の蒸発
燃料がキャニスタ110側に排出され、キャニスタ11
0に吸着される。
う場合、まず、図5に示すように電磁弁112を開弁
し、キャニスタ110を大気開放する。燃料タンク10
0内の圧力は正圧または負圧のいずれでもよい。次に、
図4の(A)に示す閉弁状態から電磁弁10のコイル5
2への通電をオンにする。コイル52への通電方向は、
永久磁石61と対向する固定コア55の端部に永久磁石
61との間で反発力が発生する方向に通電する。する
と、図4の(B)に示すように、永久磁石61は固定コ
ア55と反発し、可動子60は矢印B方向に移動する。
可動子60が矢印B方向に移動すると、スプリング23
の付勢力により受圧部材30および弁部材20は矢印B
方向に移動する。すると、弁部材20が弁座14から離
座し、弁部材20と弁座14との開口を介し、第1の通
路12aは第1の圧力室45および第2の通路13aと
連通する。
連通した状態で、図5に示すように電磁弁112を閉弁
しパージ弁113を開弁すると、吸気通路105aと、
配管102、103、104内および燃料タンク100
内とが連通する。そして、配管102、103、104
および燃料タンク100に漏れがなければ、燃料タンク
100内の圧力は図5に示すように一定の負圧に達す
る。どこかに漏れがあれば、図5の点線120に示すよ
うに燃料タンク100内の圧力は上昇する。このように
燃料タンク100内の圧力を検出することにより、OR
VRシステムの漏れをチェックすることができる。
を開けると電磁弁10のコイル52への通電がオンされ
るように電気的に接続されている。図6の(A)に示す
閉弁状態から燃料タンク100の蓋を開けることにより
コイル52への通電をオンすると、図6の(B)に示す
ように、まず可動子60および受圧部材30が矢印B方
向に移動する。燃料給油中、燃料タンク100内の圧力
は上昇するので、第2の通路13aの圧力により弁部材
20は弁座14に着座したままである。この状態で、第
1の連通路20aを介し第1の通路12aと第2の通路
13aとは連通する。
燃料タンク100内の圧力が低下すると、図6の(C)
に示すように、弁部材20は弁座14から離座する。す
ると、弁部材20と弁座14との開口を介し第1の通路
12aと第2の通路13aとは連通する。弁部材20が
弁座14から離座している、いないに関わらず、第1の
通路12aと第2の通路13aとが連通するので、燃料
給油中に燃料タンク100内で発生する蒸発燃料はキャ
ニスタ110側に排出され、キャニスタ110に吸着さ
れる。
久磁石61が固定コア55に吸引され、可動子60に付
勢される受圧部材30が弁部材20に当接し、弁部材2
0が弁座14に着座することにより、第1の通路12a
と第2の通路13aとの連通を遮断している。
等の弾性部材の付勢力で固定コアから離れる方向に可動
コアを付勢することにより受圧部材30が弁部材20に
当接し、弁部材20が弁座14に着座する構成では、可
動コアと固定コアとが離れた状態でコイルに通電し、固
定コアに可動コアを吸引しなければならない。したがっ
て、固定コアに可動コアを吸引するためには、大きな磁
力が必要となる。大きな磁力を発生するためにはコイル
の巻数を増やす必要があるので、電磁駆動部の体格が大
きくなる。
ア55とが接近した状態で第1の通路12aと第2の通
路13aとの連通を遮断し電磁弁10を閉弁できる。永
久磁石61と固定コア55との間に働く磁力による吸引
力は永久磁石61と固定コア55との間に形成されるエ
アギャップが小さいほど大きくなる。したがって、小さ
な永久磁石61で大きな閉弁力を得ることができる。ま
た、永久磁石61と反発する磁極が永久磁石61と向き
合う固定コア55に形成されるようにコイル52に通電
することにより、永久磁石61は固定コア55から離れ
る。このときに永久磁石61と固定コア55との間に働
く反発力も、永久磁石61と固定コア55との間に形成
されるエアギャップが小さいほど大きくなる。したがっ
て、コイル52が発生する磁力が小さくても永久磁石6
1は固定コア55から離れる。コイル52の巻数を少な
くできるので、電磁弁を小型化できる
イル52への通電をオフした状態で、第1の圧力室45
と第2の圧力室46との差圧により受圧部材30が移動
するので、圧力調整弁として電磁弁10が作動する。コ
イル52への通電をオンし強制的に弁部材20から離れ
る方向に受圧部材30を移動させると、弁部材20が弁
座14から離座する、しないに関わらず第1の通路12
aと第2の通路13aとが連通するので、電磁弁10は
開閉弁として作動する。
方の機能を兼ねている電磁弁10を例えば本実施例のO
RVRシステムに用いることにより、燃料タンク100
の圧力を一定圧以下に調整する内圧弁、燃料給油中に発
生する蒸発燃料をキャニスタ側に排出する給油弁、なら
びに蒸発燃料の漏れチェック用の電磁弁の機能を一つの
電磁弁10で兼ねることができる。さらに、配管の接続
系統が一つになる。したがって、部品点数が減少し、シ
ステムの組付けが容易になる。さらに、システムが小型
化するので、狭いスペースにも容易に搭載できる。
路12aから圧力を受ける受圧面積は、受圧部材30が
第2の圧力室46から圧力を受ける受圧面積とほぼ等し
い。さらに、受圧部材30が第1の連通路20aの第1
の圧力室側開口と第1の圧力室45との連通を遮断して
いる状態で、受圧部材30に形成した第2の連通路30
aが第1の連通路20aと第2の圧力室46とを連通す
る。弁部材20に受圧部材30が当接し弁部材20が弁
座14に着座している状態において、第2の圧力室46
の圧力が第1の通路12aの圧力と等しくなるので、弁
部材20が第2の圧力室46と反対方向に働く第1の通
路12aから受ける力と、受圧部材30が第2の圧力室
46から受ける力とを相殺することができる。
力を受ける受圧面積が受圧部材30が第2の圧力室46
から圧力を受ける受圧面積よりも大きい場合に比べ、永
久磁石61の磁力を小さくすることができる。(b) ま
た、受圧部材30が第2の圧力室46から圧力を受ける
受圧面積が弁部材20が第1の通路12aから圧力を受
ける受圧面積よりも大きい場合に比べ、スプリング23
の付勢力を小さくすることができる。したがって、電磁
弁10の体格が小さくなる。
5に永久磁石61を吸引し、固定コア55と永久磁石6
1とが接近した状態で第1の通路12aと第2の通路1
3aとの連通を遮断している。したがって、磁力の小さ
い永久磁石でも閉弁力を得ることができる。また、永久
磁石61との間で反発力が働くようにコイル52に通電
することにより、固定コア55から永久磁石61を離し
ている。コイル52の巻数が少なくても電磁弁10を開
弁することができるので、電磁弁を小型化できる。
石61および樹脂部62を磁性材に置き換えて可動コア
を構成し、固定コア55に永久磁石を取り付ける構成に
することも可能である。コイル52への通電オフ中は固
定コア55に取り付けた永久磁石の磁力により可動コア
は固定コア55に吸引される。そして、固定コア55に
取り付けた永久磁石の磁束方向と反対方向の磁束が発生
するようにコイル52に通電すれば、可動コアと固定コ
ア55との間に働く吸引力が低下し、受圧部材30側に
弁部材20を付勢するスプリング23の付勢力により、
固定コア55から可動コアを離すことができる。
付勢力により固定コア55から可動コアを引き離して電
磁弁を閉弁し、コイルに通電することにより固定コアに
可動コアを吸引する構成にすることも可能である。本実
施例ではORVRシステムに本発明の電磁弁を用いた
が、二つの圧力源の間で圧力を調整し、かつ場合によっ
ては強制的に圧力源の間を連通させる構成ならば、本発
明の電磁弁を使用可能である。
ある。
示す構成図である。
面図である。
断面図である。
び圧力センサの検出信号を示す説明図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 可動子と、 前記可動子との間に磁力が作用可能な固定子と、 前記可動子の往復移動方向の一方に前記可動子を付勢す
る第1の付勢手段と、 通電することにより、前記往復移動方向の他方に前記可
動子を移動させる磁力を前記可動子と前記固定子との間
に発生させるコイルと、 第1の通路および前記第1の通路と連通可能な第2の通
路を有するハウジングと、 前記可動子に対し前記第1の付勢手段の付勢方向側に配
置され、前記ハウジング内に形成されている圧力室を前
記可動子側の第2の圧力室と前記第2の通路に連通して
いる第1の圧力室とに仕切っている受圧部材と、 前記受圧部材と別部材であり、前記受圧部材に対し前記
可動子と反対側に配置され、前記第1の通路と前記第1
の圧力室とを連通可能な第1の連通路を有している弁部
材と、 前記弁部材が着座可能な弁座であって、前記弁部材が離
座すると前記弁部材と前記弁座との開口を介し前記第1
の通路と前記第1の圧力室とが連通し、前記弁部材が着
座している状態で前記第1の連通路を介し前記第1の通
路と前記第1の圧力室とが連通可能な弁座と、 前記受圧部材に向け前記弁部材を付勢する第2の付勢手
段とを備え、 前記受圧部材と前記弁部材とが当接することにより前記
第1の連通路の前記第1の圧力室側開口は前記第1の圧
力室との連通を遮断され、前記受圧部材が前記第1の連
通路の前記第1の圧力室側開口と前記第1の圧力室との
連通を遮断している状態で前記弁部材が前記弁座に着座
すると、前記第1の圧力室と前記第1の通路との連通を
遮断することを特徴とする電磁弁。 - 【請求項2】 前記受圧部材が前記第2の圧力室から圧
力を受ける受圧面積は、前記弁部材が前記第1の通路か
ら圧力を受ける受圧面積とほぼ等しいことを特徴とする
請求項1記載の電磁弁。 - 【請求項3】 前記受圧部材が前記第1の連通路の前記
第1の圧力室側開口と前記第1の圧力室との連通を遮断
している状態で、前記受圧部材は前記第1の連通路と前
記第2の圧力室とを連通する第2の連通路を有すること
を特徴とする請求項2記載の電磁弁。 - 【請求項4】 前記可動子は前記第1の付勢手段である
永久磁石を有し、前記永久磁石の磁力により前記可動子
は前記固定子に吸引され、前記コイルに通電して発生す
る磁力により前記可動子は前記固定子から離れることを
特徴とする請求項1、2または3記載の電磁弁。
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