JP2001295719A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジ３（固定鉄心）に燃料入口３ｂを設
けると共に弁体６と弁孔９ａの摺動部に燃料通路を設け
て燃料通路に燃料を流すことにより、電磁弁１内部の異
物を燃料と共に排出して異物に起因する不具合を防止し
信頼性の高い電磁弁１を提供する。 【解決手段】 フランジ３（固定鉄心）に第２の燃料導
入孔３ｂを設けると共に弁体６の弁孔９ａとの摺動部に
切欠き部６ａを設けて燃料通路を形成した。これによ
り、電磁弁１内部に侵入した異物や電磁弁１内部で発生
した摩耗粉等は、弁体６と弁孔９ａの摺動部付近に滞留
せずに燃料と共に燃料通路を通って速やかに電磁弁１外
部に排出される。従って異物が弁体６の摺動部に固着し
て弁体６の作動を妨げたり、あるいは異物により弁体６
の摩耗が促進されるといった不具合を防止することがで
きるので、信頼性の高い電磁弁１を提供できる。

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ものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁を図６に示す。この電磁弁
の作動について説明する。コイル３２に通電されて可動
鉄心４が固定鉄心１２側へ吸引されると、可動鉄心４に
固定され可動鉄心４と一体に移動する弁体５がバルブボ
ディ８の弁座８３に着座して燃料導入孔８２と燃料出口
８５との連通が遮断される。一方、コイル３２への通電
が停止されて固定鉄心１２の磁力による吸引力がなくな
ると、可動鉄心４はスプリング７の付勢力によって固定
鉄心１２から遠ざかる方向に移動して、可動鉄心４に固
定された弁体５は弁座８３から離座して燃料導入孔８２
と燃料出口８５とが連通する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この電磁弁
内部の燃料の流れの経路は、燃料導入孔８２、弁座８
３、燃料出口８５となっており、図６において燃料導入
孔８２より上方に位置する燃料孔や燃料空間内の燃料は
ほとんど滞留している。このため、燃料に運ばれて電磁
弁内部に入った異物や、ニードル５とバルブボディ８と
の摺動時において発生した摩耗粉は燃料と共に滞留し、
ニードル５の摺動不良あるいはニードル５の摺動部の摩
耗促進の原因となる可能性があった。

【０００４】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、その目的は、外部から電磁弁内部に侵入した
異物や電磁弁内部で発生した摩耗粉等が速やかに燃料に
より運ばれて電磁弁外部へ排出され、それによって、ニ
ードルの摺動不良あるいはニードルの摺動部の摩耗促進
等の不具合の無い信頼性の高い電磁弁を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
する為、以下の技術的手段を採用する。

【０００６】本発明の請求項１によれば、固定鉄心に電
磁弁外部から可動鉄心摺動穴内に燃料を導入する燃料入
口を設けると共に、弁体と弁孔の摺動部に燃料入口と弁
座の上流側とを連通する燃料通路を設けている。このた
め、外部からこの燃料入口を通って電磁弁内部に導入さ
れる燃料は可動鉄心摺動穴、燃料通路を経由して弁座へ
向かって流れて行く。従って、外部から電磁弁内部に侵
入した異物や弁体と弁孔の摺動部で発生した摩耗粉等は
滞留することなく燃料と共に運び去られて電磁弁の外部
へ速やかに排出される。

【０００７】本発明の請求項２によれば、請求項１の電
磁弁において燃料導入孔を廃止している。このため、外
部から電磁弁内部に導入される燃料の全量が燃料入口を
通って可動鉄心摺動穴、燃料通路を経由して弁座へ向か
って流れて行く。従って、外部から電磁弁内部に侵入し
た異物や弁体と弁孔の摺動部で発生した摩耗粉等は滞留
することなく確実に燃料と共に運び去られて電磁弁の外
部へ速やかに排出される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明による電磁弁の一実
施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において
同一構成部分には同一符号を付してある。

【０００９】図１は本発明の一実施形態による電磁弁１
の通電時における全体断面図である。図３は本発明の一
実施形態による電磁弁１の非通電時における全体断面図
である。

【００１０】ステータ２、フランジ３、ヨーク１０、及
びスペーサ１１は固定鉄心を構成している。ステータ２
とフランジ３は、電磁弁１の軸方向にスペーサ１１を介
して配置され、これら３者は溶接により一体化されると
共に、有底円筒状の可動鉄心摺動穴３ａが形成されステ
ータ２のフランジ３側端面がその底部２ａとなってい
る。また、ヨーク１０がフランジ３に溶接されると共に
ステータ２に圧入されている。スペーサ１１は非磁性金
属、例えばＳＵＳ３０４等により形成されてステータ２
とフランジ３の間において磁気回路上の隙間を形成して
いる。ステータ２の底部２ａには、スプリング８を収容
する収容部２ｂが設けられている。さらに、フランジ３
には、可動鉄心摺動穴３ａに開口する燃料入口３ｂが設
けられている。この燃料入口３ｂは、可動鉄心摺動穴３
ａ上の開口部と可動鉄心５とが電磁弁１の作動時に重な
らないように形成されている。

【００１１】コイル４は、ステータ２に嵌着されるボビ
ン４ａに電線４ｂを巻装して形成され、さらに、コイル
４を樹脂材料にインサート成形することによりコネクタ
７を設けている。コイル４の電線４ｂの端末はコネクタ
7内のターミナル７ａに電気的に接続されている。

【００１２】コネクタ７は、コイル４のボビン４ａをス
テータ２に嵌着した後ヨーク１０によりフランジ３に固
定される。

【００１３】可動鉄心５は、可動鉄心摺動穴３ａ内に軸
方向摺動自在に保持されている。可動鉄心５の底部２ａ
側にはスプリング８を保持する保持部５ａが設けられ、
可動鉄心５はスプリング８によって底部２ａから遠ざか
る方向（図１の下方）に付勢されている。底部２ａと反
対側端部には弁体６が溶接等により固定されている。

【００１４】弁体６は弁孔９ａに軸方向摺動自在に保持
されると共に、可動鉄心５に固定されて可動鉄心５と一
体に移動して、弁座９ｃに着座または離座することがで
きる。また、弁体６と弁孔９ａの摺動部には切欠き６ａ
が設けられている。図２において、この切欠き６ａと弁
孔９ａに囲まれる空間が燃料通路を形成する。即ち、こ
の燃料通路によって燃料入口３ｂと弁座９ｃの上流側と
は連通している。

【００１５】バルブボディ９は、フランジ３の底部２ａ
と反対側に溶接等により固定されると共に、可動鉄心摺
動穴３ａと同軸に貫通する弁孔９ａが設けられ、弁体６
を軸方向摺動自在に保持している。また、燃料導入孔９
ｂが設けられ、電磁弁外部から燃料が燃料導入孔９ｂを
通って電磁弁内部へ導入される。燃料導入孔９ｂの下流
側には弁座９ｃが設けられ、弁体６が弁座９ｃに着座ま
たは離座することができる。バルブボディ９の可動鉄心
５と反対側端部には、バルブガイド１３が溶接により固
定されている。バルブボディ９の可動鉄心５と反対側端
面とバルブガイド１３の間にはストッパプレート１２が
挟持されて、非通電持における弁体６の移動を規制して
いる。ストッパプレート１２には燃料孔１２ａが設けら
れている。バルブガイド１３のストッパプレート１２の
下流側には燃料流出孔１３ａが形成されている。

【００１６】以上をまとめると、燃料は燃料導入孔９ｂ
および燃料入孔３ｂから電磁弁１内部へ導入されて、弁
座９ｃ、燃料孔１２ａを経由して燃料流出孔１３ａから
電磁弁１の外へ流れて行く。弁座９ｃに弁体６が着座ま
たは離座することにより、電磁弁１内の燃料の流れが遮
断または開放される。

【００１７】次に、本発明の電磁弁１の作動について図
１および図３を用いて説明する。

【００１８】コイル４に通電していない場合、可動鉄心
５はスプリング８の付勢力によって底部２ａから遠ざか
る方向に移動している。従って、図３に示すように弁体
６は弁座９ｃから離座している。外部から電磁弁１に導
入される燃料の一部は燃料入口３ｂより電磁弁１内部へ
導入され燃料通路を通って弁座９ｃの上流に達し、他の
燃料は燃料導入孔３ｂより電磁弁１内部へ導入され弁座
９ｃの上流に達する。これら二筋の燃料の流れは弁座９
ｃの上流で合流した後、弁座９ｃと弁体６の隙間を通り
燃料流出孔１３ａから電磁弁１の外へ流れて行く。次
に、コイル４に通電すると、ヨーク１０、ステータ２、
可動鉄心５、フランジ３によって構成された磁気回路に
磁束が流れ、ステータ２と可動鉄心５との間に磁気吸引
力が発生する。すると、可動鉄心５は底部２ａに近づく
方向（図１の上方）に移動し、図１に示すように可動鉄
心５と一体の弁体６が弁座９ｃに着座するので、電磁弁
１を通過する燃料の流れは遮断される。

【００１９】次に、電磁弁１を用いた燃料供給装置の構
成について図４に基づいて説明する。１００はシリン
ダ、２００はチェック弁（デリバリバルブ）、３００は
燃料吸入筒、４００はプランジャ、５００は図示しない
カムにより上下するタペット、６００はタペット５００
を図示しないカムに押し付けるスプリングである。プラ
ンジャ４００はスプリングシート７００を介してタペッ
ト５００に係止されているのでタペット５００と一体的
に移動する。１０１はプランジャ摺動孔、１０２は燃料
室、１０３は燃料通路である。チェック弁２００は燃料
通路１０３により燃料室１０２と連通している。電磁弁
１は、バルブガイド１３をシリンダ１００に嵌合させて
固定されている。この時燃料導入孔９ｂおよび燃料入口
３ｂは燃料室１０４を介して燃料吸入筒３００と連通し
ている。

【００２０】次に、燃料供給装置の動作について説明す
る。

【００２１】燃料吸入行程では、タペット５００及びプ
ランジャ４００が電磁弁１から遠ざかると、燃料が燃料
吸入筒３００から燃料室１０４、燃料導入孔９ｂおよび
燃料入口３ｂを経由して電磁弁１の内部に吸入される。
この時、電磁弁１は通電されていないので弁体６は弁座
９ｃから離座しており、燃料は電磁弁１を通り抜けてプ
ランジャ摺動孔１０１へ吸入される。次に、燃料圧縮行
程になるとプランジャ４００が電磁弁１に近づいて行
く。この時、プランジャ摺動孔１０１内の燃料は電磁弁
１を経由して燃料吸入筒３００へと押し戻される。プラ
ンジャ摺動孔１０１内の燃料量が所定量となった時点で
電磁弁１が通電される。すると、弁体６が弁座９ｃに着
座して電磁弁１内の燃料の流れが遮断され、プランジャ
摺動孔１０１内の燃料は密閉されて圧力が増大し、燃料
圧力がチェック弁２００の開弁圧力を超えるとチェック
弁２００が開いて燃料が吐出される。

【００２２】以上説明した一実施形態では、フランジ３
（固定鉄心）の可動鉄心摺動穴３ａに開口する燃料入口
３ｂを設けると共に弁体６に切欠き部６ａを設けて弁体
６と弁孔９ａの摺動部に燃料通路を形成している。これ
により、電磁弁１を通過する燃料の一部が弁体６の摺動
部の燃料通路を流れることになる。電磁弁１内部に侵入
した異物や電磁弁１内部で発生した摩耗粉等は、弁体６
の摺動部付近に滞留せずに燃料通路を通って速やかに電
磁弁１外部に排出される。従って異物が弁体６の摺動部
に固着して弁体６の作動を妨げたり、あるいは異物によ
り弁体６の摩耗が促進されるといった不具合を防止する
ことができる。

【００２３】以上説明した一実施形態の変形例を図５に
しめす。本変形例においては、一実施形態における燃料
導入孔９ｂを廃止している。従って、電磁弁１を通過す
る燃料の全量が燃料入口３ｂおよび燃料通路を通過する
ことになる。これにより、電磁弁１内部に侵入した異物
や電磁弁１内部で発生した摩耗粉等は、弁体６の摺動部
付近に滞留せずに燃料通路を通って速やかに確実に電磁
弁１外部に排出される。従って異物が弁体６の摺動部に
固着して弁体６の作動を妨げたり、あるいは異物により
弁体６の摩耗が促進されるといった不具合を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す電磁弁１の通電時
（遮断時）における全体断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面を示す部分断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態を示す電磁弁１の非通電時
（開放時）における全体断面図である。

【図４】本発明の一実施形態の電磁弁１を用いた燃料供
給装置の全体断面図である。

【図５】本発明の一実施形態の変形例を示す電磁弁１の
非通電時（開放時）における部分断面図である。

【図６】従来の電磁弁１の非通電時（開放時）における
全体断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ３ フランジ（固定鉄心） ３ａ 可動鉄心摺動穴 ３ｂ 燃料入口 ５ 可動鉄心 １ 弁体 ６ａ 切欠き部 ９ バルブボディ ９ａ 弁孔 ９ｂ 燃料導入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅山 和博 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G066 BA32 CA22U CE23 CE24 CE25 CE34 3H106 DA07 DA12 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD03 EE30 EE42 GA13 GB06 GC02 KK17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底円筒状の可動鉄心摺動穴を有する固
   定鉄心と、前記可動鉄心摺動穴に軸方向摺動自在に保持
   される可動鉄心と、通電により前記可動鉄心を前記固定
   鉄心摺動部の底部へ近づく方向へ付勢する磁束を発生す
   るコイルと、前記可動鉄心を前記底部から遠ざかる方向
   へ付勢するスプリングと、電磁弁の外部より電磁弁内部
   に燃料を導入する燃料導入孔および前記可動鉄心摺動穴
   と同軸に貫通する弁孔を有すると共に前記燃料導入孔の
   下流側に弁座を有して前記固定鉄心に固定されるバルブ
   ボディと、前記弁孔に軸方向摺動自在に保持されると共
   に端部において前記可動鉄心の前記底部と反対側端部に
   固定され前記可動鉄心と一体になって移動して前記弁座
   に着座または離座する弁体と、を備える電磁弁におい
   て、前記固定鉄心に電磁弁外部から前記可動鉄心摺動穴
   内に燃料を導入する燃料入口を設けると共に、前記弁体
   と前記弁孔の摺動部に前記燃料入口と前記弁座の上流側
   とを連通するような燃料通路を設けたことを特徴とする
   電磁弁。
2. 【請求項２】 前記燃料導入孔を廃止したことを特徴と
   する請求項１に記載の電磁弁。