JP2001324045A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流入通路に逆止弁を設けることにより、弁体
着座衝撃音を低減すると共に、弁体着座時に生じる圧力
波が電磁弁の外部へ伝播して騒音を発生することを防止
する。さらに、逆止弁部にフィルタを設けることによ
り、耐異物性の高い電磁弁を提供する。 【解決手段】 流入通路１０の途中に逆止弁２１を設
け、弁座１２から遠ざかる方向の流れを遮断している。
これにより、着座時に発生した圧力波の電磁弁１外部へ
の伝播が阻止され騒音を防止できる。さらに、弁体１２
の着座速度が緩和されるので着座衝撃音を低減できる。
また、逆止弁２１の通路２３ａ部にフィルタ２４を設置
し、流入通路１０から電磁弁1内に侵入する異物を捕集
することで、異物による作動不良を防止して閉弁シール
性の高い電磁弁が実現できる。

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、
例えば車両のアイドルスピード制御弁、または吸気管に
導入される蒸発燃料の流量調整弁として用いることがで
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、例えば、特開平９−１
７０６７５号公報に開示されたような電磁弁がある。こ
の電磁弁は、コイルに通電して電磁力を発生させて固定
鉄心を磁化し、可動鉄心をスプリングの付勢力に抗して
固定鉄心側へ吸引させ、可動鉄心に支持された弁体を弁
座から離座させて流体通路を開く。一方、コイルへの通
電が停止されると電磁力が消滅し、固定鉄心と可動鉄心
間の吸引力が無くなり、可動鉄心はスプリングの付勢力
により固定鉄心から離れる。すると可動鉄心に支持され
た弁体が弁座に着座して流体通路が閉塞される。

【０００３】この電磁弁の使用例として、蒸発燃料処理
システムがある。これは燃料タンク内の蒸発燃料をキャ
ニスタ内に吸着・捕集させ、さらにエンジン吸気管に蒸
発燃料を導入するものである。吸気管内圧力はエンジン
運転中は常に負圧になっているので吸気管とキャニスタ
をつなぐとキャニスタ内に吸着されている蒸発燃料が吸
気管内へ吸入される。つまり、蒸発燃料は、キャニスタ
から吸気管へと流れている。このシステムにおいて、電
磁弁は吸気管とキャニスタの間に設置され、電磁弁の通
電をデューティ制御することにより、吸気管に吸入され
る蒸発燃料の流量を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁弁にお
いて、弁体が弁座に着座して蒸発燃料の流れが遮断され
ると圧力波が発生し配管内を経由してキャニスタへ伝播
する。この圧力波によってキャニスタが振動して騒音が
発生する場合がある。また、デューティ制御によって弁
体が弁座に着座・離座を頻繁に繰り返すため、弁体着座
時の衝撃音が問題になる場合がある。

【０００５】この対策として、電磁弁とキャニスタの間
にサージタンクを設けたり、あるいは電磁弁の一部に圧
力室を設けて圧力波を減衰させて騒音の発生を防止する
ことが行われている。

【０００６】しかし、上述の対策は部品点数の増加や電
磁弁の大型化を伴うために、コストや取付けスペースの
面で問題があった。

【０００７】一方、キャニスタには蒸発燃料吸着材、例
えば活性炭等が充填されている。振動等によりこの蒸発
燃料吸着材の破片が電磁弁へ侵入した場合、弁体と弁座
のシール性を低下させるおそれがあった。また、可動部
に侵入した場合、電磁弁が作動しなくなるおそれがあ
る。

【０００８】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、部品点数の増加や電磁弁の大型
化を伴わずに圧力波を減衰させることができる静粛性の
高い電磁弁を提供することである。

【０００９】また、本発明の他の目的は、弁座部への異
物等の侵入による作動不良を防止して信頼性の高い電磁
弁を提供することである。

【００１０】

【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。

【００１１】本発明の請求項１の手段によれば、電磁弁
の流体通路の途中に、弁座に近づく方向の流体の流れを
通過させ、弁座から遠ざかる方向の流体の流れを遮断す
るような逆止弁を設けている。これにより、弁体が弁座
に着座して圧力波が生じると弁座と逆止弁の間の空間の
圧力が上昇して逆止弁が閉弁し、圧力波は逆止弁より先
へは伝播しない。従って、圧力波がキャニスタへは伝播
しないので騒音の発生を防止することができる。また、
着座時、弁体が弁座に近づくと弁座と逆止弁の間の空間
内の流体が圧縮されて圧力が上昇するため、弁体の着座
速度が低下して着座時の衝撃音が緩和される。

【００１２】本発明の請求項２の手段によれば、逆止弁
を流体がバイパスするバイパス通路を設けている。これ
により、弁体の着座時に、弁体の接近により弁座と逆止
弁の間の空間内の流体が圧縮されて圧力が上昇し弁体の
着座速度が低下するが、このバイパス通路により逆止弁
前後を連通することで着座速度の過度の低下を防止し
て、弁体の着座応答性を適正に維持することができる。

【００１３】本発明の請求項３の手段によれば、逆止弁
を通る流体に含まれる異物を捕集するフィルタを設けて
いる。これにより、逆止弁を通過して弁座へ向かって流
れてくる流体中の異物を除去して、異物が弁座へ到達す
ることにより発生する作動不良を防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明による電磁弁の実施
の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。

【００１５】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態による電磁弁の閉弁時における全体断面図、図
２は開弁時における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（電磁コイル）、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、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（支持
部材）等から構成されている。

【００１６】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
が弁座１２に着座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、弁体８
が弁座１２から離れることで、流入通路１０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。

【００１７】逆止弁２１が、流入通路１０の途中に固定
されている。逆止弁２１は、弁体２２、フレーム２３、
フィルタ２４から構成されている。フレーム２３は樹脂
材料により形成されており通路２３ａが設けられると共
に、通路２３ａ周辺にはフィルタ２４がインサート成形
されている。弁体２２は略キノコ状をなし、ゴム等柔軟
な材質で作られている。弁体２２は、フレーム２３に摺
動自在に嵌合保持されると共に、ストッパ２２ａによっ
てフレーム２３に係止されている。弁体２２がフレーム
２３に当接して通路２３ａの連通を遮断する。従って、
流入通路１０を弁座１２へ向かう（図１において左向
き）流れは逆止弁２１を通過できるが、弁座１２から遠
ざかる方向の流れは遮断される。

【００１８】なお、逆止弁２１は、カバー２に超音波溶
着等により固定された後、プラグ２０がカバー２に超音
波溶着等により固定されて流入通路１０が密閉される。

【００１９】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（電磁コイル）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。また、ボビン３とカバー
２との係合部には、板ばね９（支持部材：可動鉄心７と
弁体８を変位可能に支持する）がガスケット１９を介し
て挟持されている。さらに、ボビン３には可動鉄心７が
固定鉄心５と対向して遊嵌保持されている。

【００２０】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、ピース６が挿入され、スプリング１８の付勢力
により固定鉄心５側に付勢されている。ヨーク１７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
に組合わされるカバー２に先端部をカシメて固定されて
いる。

【００２１】可動鉄心７は、ボビン３に固定鉄心５と対
向して遊嵌されており、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を
形成する対向壁部７ａ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７ｂが設けられ、このフ
ランジ部７ｂ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。

【００２２】板ばね９は、図３に示すように、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箇所）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
ガスケット１９がボビン３とカバー２の端面との間に挟
持され（図１参照）ている。また、このガスケット１９
により流出通路と電磁弁外部との気密が確保維持されて
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。

【００２３】弁体８は、弾性体（例えばゴム）から成
り、図２に示すように、板ばね９に対して可動鉄心７の
フランジ部７ｂ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６ａと板ばね９との
間に配されたスプリング１８（付勢部材）により弁座１
２側へ付勢されている。この弁体８は、コイル４の通電
により可動鉄心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が撓み、弁体８が
ピース６に当接し、コイル４の非通電時はスプリング１
８の付勢力により弁体８が弁座１２に着座している。

【００２４】次に、本発明の実施例による電磁弁１の作
動について蒸発燃料処理システムに使用した場合に基づ
いて説明する。電磁弁１は、キャニスタ（図示せず）と
エンジンの吸気管（図示せず）の間に設置されている。

【００２５】コイル４の非通電時は、図１に示すよう
に、スプリング１８の付勢力により弁体８が弁座１２に
着座しているため、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。

【００２６】次に、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、図２に示
すように、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。可動鉄心７の移動に伴っ
て板ばね９が撓むので、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、弁体８がピ
ース６に当接する位置までリフトする。この結果、流入
通路１０と流出通路１１とが連通する。蒸発燃料処理シ
ステムにおいて、流入通路１０はキャニスタ（図示せ
ず）に、また流出通路１１はエンジンの吸気管（図示せ
ず）に接続されている。エンジンの吸気管内圧力はエン
ジン運転中は常に負圧になっているので、キャニスタ内
に捕集された燃料蒸気および空気の流れが、図２に示す
ように、逆止弁２１の弁体２２を押し開けて吸気管内へ
吸入される。

【００２７】次に、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の上流側に圧力波が発生する。す
ると、弁座１２と逆止弁２１の間に形成される空間Ｃの
圧力が上昇し、逆止弁２１の弁体２２がフレーム２３に
着座して逆止弁２１前後の連通が遮断されるので、圧力
波が逆止弁２１を通過してキャニスタへ伝播することは
ない。この時、弁体２２は圧力上昇によってフレーム２
３側に若干変形するので圧力波は効果的に減衰する。ま
た、コイル４への通電停止により弁体８が弁座１２側へ
移動すると、空間Ｃの圧力が上昇し逆止弁２１の弁体２
２がフレーム２３に着座して逆止弁２１前後の連通が遮
断される。すると、空間Ｃの圧力がさらに上昇するの
で、弁体８が弁座１２に着座する速度が低下する。

【００２８】以上説明した本実施例の構成によれば、逆
止弁２１により、弁体８の着座時に発生した圧力波がキ
ャニスタへ伝播することを阻止できるので、圧力波によ
るキャニスタからの騒音発生を防止できる。また、逆止
弁２１により、弁体８の弁座１２への着座速度を低下さ
せられるので、着座衝撃音を低減することができる。さ
らに、逆止弁２１に設けたフィルタ２４により、電磁弁
１の外部から流入通路１０へ侵入する異物が捕集される
ので、異物の弁座１２への付着による電磁弁１のシール
性の低化、および電磁弁１の作動不良を防止できる。

【００２９】（第２の実施形態）図４に、第２の実施形
態を示す。本実施例は、第１の実施形態に対して、逆止
弁２１のフレーム２３にバイパス通路２３ｂを設けてい
る点が異なっている。バイパス通路２３ｂは、弁体２２
のフレーム２３への着座時に弁体２２によって塞がれな
いような位置に設けられると共に、通路２３ａの場合と
同様にフィルタ２４がインサート成形されている。

【００３０】このバイパス通路２３ｂの作用について説
明する。

【００３１】コイル４に通電中は弁体８が弁座１２から
離座しており、電磁弁１は開放している。キャニスタ内
の燃料蒸気は電磁弁１を通過して吸気管に吸入される。
コイル４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１
８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側へ移動すると、空間Ｃの圧
力が上昇し逆止弁２１の弁体２２がフレーム２３に着座
して逆止弁２１前後の連通が遮断されるので、さらに圧
力が上昇する。これにより、弁体８が弁座１２に着座す
る速度が低下する。ここで、空間Ｃの圧力上昇が大きい
場合、弁体８の着座速度が過度に小さくなり電磁弁１の
閉弁応答性が変化して流量制御特性に影響する。そこ
で、逆止弁２１にバイパス通路２３ｂを設けることによ
り、空間Ｃの圧力が適正に維持されるので着座速度が過
度に小さくなることを防止できる。一方、弁体８の着座
時には逆止弁２１は閉弁しており、バイパス通路２３ｂ
だけが開放している。着座時に圧力波が発生するとバイ
パス通路２３ｂはオリフィスとして作用するので圧力波
は減衰される。従って、逆止弁２１を通過してキャニス
タへ伝播する圧力波は十分弱められるので、圧力波によ
りキャニスタから騒音が発生することを防止できる。さ
らに、通路２３ａと同様、バイパス通路２３ｂにもフィ
ルタ２４が設けられているので、電磁弁１の外部から流
体と共に流れてきた異物が弁座１２付近に付着すること
による電磁弁１のシール性の低下、および電磁弁１の作
動不良を防止できる。

【００３２】第２の実施形態の変形例を図５に示す。こ
の変形例は、流入通路１０の逆止弁２１の上流側にサー
ジタンク２５を設けている。つまり、従来のサージタン
ク付きの電磁弁において、サージタンクと弁座１２の間
にバイパス通路２３ｂ付き逆止弁２１を設置したもので
ある。これにより、弁体８の着座時に生した圧力波は、
バイパス通路２３ｂのオリフィス効果によって減衰され
た後、サージタンク２５においてさらに減衰される。従
って、電磁弁１からキャニスタへ伝播する圧力波は十分
に弱められるので、圧力波によるキャニスタからの騒音
発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す電磁弁の閉弁時
における全体断面図である。

【図２】第１の実施形態を示す電磁弁の開弁時における
部分断面図である。

【図３】板ばねの平面図である。

【図４】第２の実施形態を示す電磁弁の閉弁時における
部分断面図である。

【図５】第２の実施形態の変形例を示す電磁弁の閉弁時
における部分断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ２ カバー ４ コイル（電磁コイル） ５ 固定鉄心 ７ 可動鉄心 ８ 弁体 ９ 板ばね（支持部材） １０ 流入通路 １１ 流出通路 １２ 弁座 １８ スプリング（付勢部材） ２１ 逆止弁 ２２ 弁体 ２３ フレーム ２３ｂ バイパス通路 ２４ フィルタ Ｃ 空間 Ｇ エアギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H051 AA01 BB10 CC11 FF01 3H058 AA14 BB27 BB34 BB35 CA23 CC05 CD27 EE05 EE15 EE19 3H066 AA01 BA38 3H106 DA05 DA13 DA23 DA36 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC17 DD07 EE19 EE20 EE33 EE42 GB01 GC11 GC20 KK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路を形成する内壁に弁座を設けた
   カバーと、一端がこのカバーと係合し、かつ外周側に電
   磁コイルを巻回し内部にこの電磁コイルにより磁化され
   る固定鉄心を有するボビンと、前記固定鉄心と前記弁座
   との間に介在されて、この弁座に着座することで前記流
   体通路を閉塞し、前記弁座から離座することで前記流体
   通路を開く弁体と、この弁体を前記弁座との間で開閉可
   能に支持する可撓性の支持部材と、前記弁座へ着座する
   方向へ前記支持部材を付勢する付勢部材と、前記ボビン
   内に遊嵌配置されると共に、前記弁体に連動し、前記電
   磁コイルの通電時に前記付勢部材の付勢力に抗して前記
   弁体が離座し前記固定鉄心側へ吸引される可動鉄心とを
   備えた電磁弁において、前記流体通路途中に、前記弁座
   に近づく方向の流体の流れを通過させ、前記弁座から遠
   ざかる方向の流体の流れを遮断するような逆止弁を設け
   たことを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 前記逆止弁に流体がバイパスするバイパ
   ス通路を設置したことを特徴とする請求項１に記載の電
   磁弁。
3. 【請求項３】 前記逆止弁を通る流体に含まれる異物を
   捕集するフィルタを設置したことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の電磁弁。