JP2009281472A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体通路を開閉するのに使用される電磁弁に関するものである。 The present invention relates to a solenoid valve used to open and close a fluid passage.
従来、気化器と電磁弁とを一体的に組み合わせ、電磁弁により気化器への燃料供給通路を開閉するようにした燃料制御用電磁弁がある。その電磁弁にあっては、マグネットを用いた発電電力や電池などの電力により電磁弁を動作させる構成としているものがあり、例えば、合成樹脂材により中空円筒形状に成形されたボビンに励磁コイルが巻回され、その外周面を覆うように鋼製のヨークが配設され、中空円筒形状のボビン内に互いに同軸的に固定鉄心と可動鉄心とが配設されているものがあった(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a fuel control solenoid valve in which a carburetor and a solenoid valve are integrally combined, and a fuel supply passage to the carburetor is opened and closed by the solenoid valve. Some of the solenoid valves have a configuration in which the solenoid valve is operated by electric power generated by a magnet or power from a battery. For example, an exciting coil is formed on a bobbin formed of a synthetic resin material into a hollow cylindrical shape. Some steel yokes are disposed so as to cover the outer peripheral surface thereof, and a fixed iron core and a movable iron core are coaxially arranged in a hollow cylindrical bobbin (for example, patents). Reference 1).
上記電磁弁にあっては、例えば図4に示されるように構成されている。図において、鋼板をU字形状(図では逆U字形状)に曲折して形成されたヨーク本体21aと、ヨーク本体21aの開口を閉塞する板状のヨーク蓋体21bとからヨーク21が形成されており、ヨーク21には、軸線方向両端部に外向フランジを有する円筒状ボビン22と、ボビン22内に突入状態に配設されかつヨーク本体21aの底壁部分と結合された円柱状固定鉄心23と、固定鉄心23と同軸的に対向して配設されかつボビン22内に出没自在に設けられた円柱状可動鉄心24と、固定鉄心23と可動鉄心24との間に同軸的に介装された圧縮コイルばね25とが内蔵されている。なお、ボビン22には、励磁状態で可動鉄心24を固定鉄心23に磁気吸引するための励磁コイル26が巻回されており、その非励磁状態では可動鉄心24は圧縮コイルばね25のばね付勢力によりヨーク21外方に突出させられる。
The electromagnetic valve is configured, for example, as shown in FIG. In the figure, a
また、可動鉄心24の一方の軸線方向端部はヨーク蓋体21bから外方(図の下方)に突出しており、その突出端部には弁体27が結合されている。弁体27は、気化器ボディ28に形成された流体通路29a・29bを開閉するように配設されている。流体通路29aは燃料ポンプ(図示せず)と配管され、流体通路29bは混合気通路に臨む燃料噴出口(図示せず)と連通している。両流体通路29a・29b間には両通路29a・29bを連通する弁座30が配設されている。可動鉄心24すなわち弁体27の往復動により弁座30が開閉され、このようにして電磁弁が構成されている。
Further, one axial end of the
上記構造の電磁弁は、可動鉄心24の突出状態で弁体27により弁座30が全閉状態になるものである。そのために、励磁コイル26の非励磁状態で可動鉄心24をばね付勢する圧縮コイルばね25の伸縮長を確保すると共に吸着開始時の両鉄心23・24間の磁束量を確保するべく、可動鉄心24に圧縮コイルばね25の全長を圧縮状態で受容し得るコイルばね保持孔24aが形成されている。なお、コイルばね保持孔は、固定鉄心23に設けられても良い。
上記したように可動鉄心24にコイルばね保持孔24aが設けられていることにより、可動鉄心24の全長は長くなる。さらに、可動鉄心24と一体の弁体27により弁座30の開口を開閉するため、可動鉄心24の直進性が要求され、その達成のためにも可動鉄心24の往復動方向長さが長くなる。この直進性の確保は固定鉄心23にコイルばね保持孔を設けた場合にも必要であり、可動鉄心24が長くなることに変わりはない。
As described above, since the coil
可動鉄心24が長くなることにより、可動鉄心24が大型化しかつ重量増大化するという問題があった。また、可動鉄心24が重いと、エンジン搭載において耐振動性に対して不利である。例えば閉弁状態で高振動下でも弁体27が開弁しないようにするためには圧縮コイルばね25のばね力を強くする必要があり、可動鉄心24が重くなればなるほど強いばねで付勢する必要がある。開弁時には強いばね力で付勢されている可動鉄心24を磁気吸引することになり、弁体27を開弁方向に動作させるためには大きな磁力(電流)が必要となり、電源や励磁コイル26が大型化するという問題がある。
Due to the length of the
このような課題を解決して、小型かつ小電力でも確実に開閉動作する電磁弁を実現するために本発明に於いては、U字形状の固定鉄心と、前記固定鉄心の前記U字形状における一方の延出部に巻回された励磁コイルと、前記固定鉄心の前記U字形状における両延出部に対して橋渡し状態に配設されかつ当該両延出部の両延出端に対して接離自在に設けられた可動鉄心と、前記可動鉄心を前記固定鉄心の前記両延出部から離反させる向きに付勢するばね手段とを備えるソレノイドとを備え、前記可動鉄心は、前記ばね手段により付勢されて前記両延出部から離反した状態で流体通路を閉弁し、前記励磁コイルの励磁により吸着されて前記両延出部に当接した状態で前記流体通路を開弁するように前記流体通路の一部により前記接離方向に変位可能にガイドされ、前記可動鉄心における前記両延出部に対向する各部分の前記両延出部に対する間隔は、前記励磁コイルが巻回された前記一方の延出部に対する方が他方の延出部に対する方よりも長くされているものとした。 In order to solve such a problem and realize a solenoid valve that opens and closes reliably even with a small size and low power, in the present invention, a U-shaped fixed iron core and the U-shaped fixed iron core An excitation coil wound around one extension part and a bridged state with respect to both extension parts in the U-shape of the fixed iron core, and both extension ends of the extension parts A movable iron core provided detachably, and a solenoid provided with a spring means for biasing the movable iron core in a direction to separate the movable iron core from the two extending portions of the fixed iron core, the movable iron core comprising the spring means The fluid passage is closed in a state where the fluid passage is energized by and separated from the two extension portions, and the fluid passage is opened in a state where the fluid passage is adsorbed by the excitation coil and is in contact with the extension portions. Displaceable in the contact / separation direction by a part of the fluid passage The distance between the two extending portions of the movable iron core that faces the two extending portions is opposite to the one extending portion around which the exciting coil is wound. It is supposed to be longer than the one against.
特に、前記可動鉄心における前記他方の延出部に対向する部分に端部を曲折した曲折係合部が設けられていると共に、前記全閉状態では前記曲折係合部と所定長離れ、かつ前記励磁コイルへの通電初期に前記可動鉄心が前記一方の延出部に吸着されて傾動することにより前記曲折係合部が係合する位置に磁性体からなる係合ピンが設けられていると良い。 In particular, a bent engagement portion having a bent end portion is provided at a portion facing the other extension portion of the movable iron core, and is separated from the bent engagement portion by a predetermined length in the fully closed state, and It is preferable that an engaging pin made of a magnetic material is provided at a position where the bent engaging portion is engaged when the movable iron core is attracted to and tilted by the one extending portion in the initial stage of energizing the exciting coil. .
このように本発明の請求項1によれば、U字形状固定鉄心の両延出部間に橋渡し状態に配設された可動鉄心が、ばね手段により付勢されて両延出部から離反した状態で流体通路を閉弁し、励磁コイルへの通電による励磁により両延出部に吸着された状態で流体通路を開弁する弁体として作用することから、可動鉄心を板状に形成することができると共に、可動鉄心が弁体を兼ねていることから別個に弁体を設ける必要が無く、可動鉄心の軽量化が可能となる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the movable iron core disposed in a bridging state between the two extending portions of the U-shaped fixed iron core is biased by the spring means and separated from the two extending portions. Since the fluid passage is closed in the state and acts as a valve body that opens the fluid passage while being attracted to both extension portions by excitation by energization of the excitation coil, the movable iron core is formed in a plate shape In addition, since the movable iron core also serves as the valve body, there is no need to provide a separate valve body, and the weight of the movable iron core can be reduced.
また、固定鉄心の両延出部に対する可動鉄心の間隔は、励磁コイルを巻回された一方の延出部に対する方が他方よりも長くされていることにより、可動鉄心にあっては、通電初期には励磁コイルを巻回された一方の延出部に対する方が先に吸引され、その吸引動作により可動鉄心は両延出部に対する間隔差が無くなり、その後、両延出部に吸引されることにより両延出部に対して時間差の無い吸着が行われる。U字形状の固定鉄心の両延出部に対する可動鉄心の各間隔が同じ場合には、可動鉄心は、吸引力の強い方(励磁コイルが巻回された方)に先に吸着され、次に他方に吸着されるようになるため、開弁動作が2段階となり開弁動作の安定性に欠けるという問題がある。それに対して、上記構造により開弁動作が安定化し得る。 In addition, the interval between the movable iron core and the two extension portions of the fixed iron core is longer than the other extension portion around which the exciting coil is wound. In this case, one extension part wound with an exciting coil is sucked first, and the suction operation eliminates the gap between the two extension parts, and then the suction part is attracted to both extension parts. Thus, adsorption without time difference is performed on both the extending portions. When the distance between the movable cores with respect to both extending portions of the U-shaped fixed iron core is the same, the movable iron core is first adsorbed by the one having a strong attractive force (the one on which the excitation coil is wound). Since it is adsorbed on the other side, there is a problem that the valve opening operation is in two stages and the stability of the valve opening operation is lacking. On the other hand, the valve opening operation can be stabilized by the above structure.
また請求項2によれば、可動鉄心は、励磁コイルを巻回された一方の延出部に対する方が先に吸引されて傾動すると、その傾動により他方の延出部に対する方が係合ピンに係合して、係合ピンが可動鉄心の傾動運動における枢軸となる。これにより、可動鉄心は係合ピンにより位置規制されるため、ガイド溝などのガイド構造を設けた場合の摺接による抵抗が生じることが無く、簡単な構造で可動鉄心の傾動すなわち開弁動作を安定化させることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the movable iron core is attracted and tilted first with respect to the one extending portion wound with the exciting coil, the other extending portion becomes the engaging pin by the tilting. The engaging pin becomes the pivot in the tilting motion of the movable iron core. As a result, the position of the movable iron core is regulated by the engagement pin, so that resistance due to sliding contact when a guide structure such as a guide groove is provided does not occur, and the movable iron core can be tilted, that is, opened by a simple structure. Can be stabilized.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明が適用された気化器の全体を示す概略正面図である。本気化器は、例えば2サイクル内燃機関のエンジンに装着され、絞り弁としてはロータリバルブ型であって良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view showing an entire vaporizer to which the present invention is applied. The carburetor is mounted on, for example, an engine of a two-cycle internal combustion engine, and the throttle valve may be a rotary valve type.
気化器ボディ1には図における表裏方向に貫通する混合気通路1aが形成されており、混合気通路1aには、混合気通路1aを直径方向であって図の上下方向に横切る燃料ノズル2が設けられている。燃料ノズル2は、チューブ状に形成され、円柱状をなす弁体3の軸線と同軸に設けられ、弁体3の径方向に形成された貫通孔内に突出している。弁体3には燃料ノズル2に対向しかつ弁体3の軸線方向(図の上下方向)変位に伴って燃料ノズル2に対する没入量を変化させる針状の燃料調整弁4が一体的に取り付けられている。燃料調整弁4の燃料ノズル2に対する没入量に応じて燃料が混合気通路1aに噴出される。
The
気化器ボディ1の下部には燃料制御室体5と大気圧室体6とが一体的に組み付けられている。燃料制御室体5と大気圧室体6との間には、燃料制御室体5に設けられた燃料制御室(図示せず)から燃料ノズル2に向けて送り出す燃料の供給圧を一定状態にするためのダイヤフラム(図示せず)が設けられている。また、気化器ボディ1には一側方に延出された延出部1bが一体に形成されており、延出部1bには本発明に基づく電磁弁7が気化器ボディ1と並列状態に取り付けられている。燃料制御室体5から燃料ノズル2に至る流体通路8は延出部1bを経由して配管されており、流体通路8における延出部1bに対応する部分には燃料制御用電磁弁7により駆動される開閉弁9が設けられている。
A fuel
次に、図2を参照して電磁弁7について説明する。電磁弁7は、固定鉄心としてのU字(図では逆U字)形状のヨーク11と、ヨーク11のU字形状における一方の延出部11aに換装されかつ軸線方向両端部に外向フランジを有するボビン12と、ボビン12の両外向フランジ間の胴体部分に巻回された励磁コイル13と、ヨーク11の両延出部11a・11bの両端間に橋渡しされるように配置された可動鉄心としての長板状の弁体14とにより構成されている。
Next, the
図に示されるように、延出部1bにて転回するように設けられた流体通路8の転回部分に部屋8aが形成されており、部屋8aの中に弁体14が受容されている。部屋8aの燃料制御室体5と連通する側には弁座15が配設されている。弁座15には、弁体14により開閉される流体通路8の一部としての軸線方向孔15aが設けられている。
As shown in the drawing, a
なお、弁座15は、円筒体の軸線方向中間部に外向フランジ15bを有する形状に形成されており、外向フランジ15bの燃料制御室体5側にOリング16が嵌装されている。また、ボビン12には、延出部1bへの取り付け状態で部屋8a内に突入する一対の対向壁部12aが形成されている。弁座15は、一対の対向壁部12aにより位置決めかつ固定される。
The
また、弁座15の側方であってヨーク11の他方の延出部11bに対向しかつ延出部11bの延出方向に所定の間隔L1をもって対向する位置に、両対向壁部12aを連結するように取り付けられた係合ピン17が設けられている。他方の延出部11bと係合ピン17との間を横切るように弁体14が配設されており、弁体14の係合ピン17側となる長手方向一端部には係合ピン17側に曲折された曲折係合部14aが形成されている。
Further, the opposing
弁体14は、ボビン12との間に介装されたばね手段としての圧縮コイルばね18により弁座15に当接するまでばね付勢されている。弁座14の当接状態で弁座15の軸線方向孔15aが閉塞される。図2はその状態を示しており電磁弁7の全閉状態となる。
The
また、ヨーク11の一方の延出部11aの長さと他方の延出部11bの長さとの間には、延出方向(圧縮コイルばね18の付勢方向)に対して差L2が設けられている。
Further, a difference L2 is provided between the length of one
なお、励磁コイル13は、ボビン12の部屋8a側とは相反する側のフランジ面に設けられたからげピン19に絡げて半田付けされ、からげピン19に半田付けされたリード線20を介して外部の給電回路(図示せず)と接続されている。そして、電気系を保護するために全体が二点鎖線で示されるようにオーバーモールドされている。
The
このようにして構成された電磁弁7における開閉弁動作について、模式的に示す図3を参照して説明する。図2の全閉状態で励磁コイル13が通電された初期にあっては、ヨーク11において励磁コイル13が巻回された一方の延出部11aに大きな磁束が生じることにより、一方の延出部11aによる磁気吸引力が大きく、他方の延出部11bによる磁気吸引力が未だ弱いため、可動鉄心である弁体14は、一方の延出部11a側が大きく変位するように傾動する。その傾動により、弁体14の曲折係合部14aは図3(a)に示されるように係合ピン17に当接して係合し、係合ピン17を枢軸(回転中心)とするように弁体14が傾動し得る。そして一方の延出部11aの磁極面に弁体14の一方の長手方向端部が吸着されて当接する。
The on-off valve operation in the
このように、弁体14は、励磁コイルを巻回された一方の延出部に対する方が吸引されて傾動するため、その傾動運動を安定化させるためには何らかのガイドが必要である。弁体14の両側縁部をガイドするようなガイド板を設けた場合には弁体14はガイド板に摺接しながら傾動することになり、大きな抵抗が生じる。それに対して、上記したように係合ピン17に曲折係合部14aを係合させるという簡単な構造で、弁体14は係合ピン17により位置規制されて傾動し得るため、摺接による抵抗が生じることが無く、弁体14の傾動すなわち開弁動作を安定化させることができる。
Thus, since the
また、図3(a)の状態となることにより、弁体14の他方の長手方向端部と他方の延出部11bとの間の磁気吸引力が強まり、図3(b)に示されるように、他方の延出部11bの磁局面に弁体14の他方の長手方向端部が吸着される。これにより、電磁弁7は全開状態となり、燃料制御室体5から供給される燃料が燃料ノズル2に向けて流れ得る。
3A, the magnetic attractive force between the other longitudinal end of the
このように弁体14の開弁動作が行われることから、弁体14を高精度にガイドするガイド部分を設けることなくある程度自由に変位させるようにしても、通電初期の係合ピン17への当接によりほぼ位置決めされた状態で変位することになる。弁体14は、その開弁動作において設定された位置(係合ピン17への当接位置)に対して大きく逸脱することなく、良好な動作が可能となる。
Since the
また、電磁弁7は板状の弁体14の傾動により開閉弁する構造であり、弁体14が可動鉄心となっていることにより、弁体を含む可動鉄心全体として見た場合に大きな軽量化が実現され、振動により開弁しないようにするための大きなばね力が必要とされない。したがって、開弁時の磁気吸引力も小さくて良く、励磁コイル13の小型化により、小電力で電磁弁7を動作させることができる。このように、電磁弁7の確実な耐振動性が確保され、かつ電磁弁7を全体としても小型・軽量化し得る。
Further, the
なお、励磁コイル13への通電を止めると、圧縮コイルばね18のばね付勢力により弁体14は直ちにヨーク11の両延出部11a・11bから離反し、弁座15に押し付けられる。これにより、図2に示される全閉状態となる。
When the energization of the
本発明にかかる電磁弁は、耐振動性を確保しかつ小型軽量化と共に小電力での動作を実現し得る効果を有し、耐振動性を必要とする装置に装着される流体制御用電磁弁として有用である。 The solenoid valve according to the present invention has an effect of ensuring vibration resistance, reducing the size and weight, and realizing operation with low power, and is installed in a device that requires vibration resistance. Useful as.
1 気化器ボディ
7 電磁弁
8 流体通路
9 開閉弁
11 ヨーク
11a 一方の延出部
11b 他方の延出部
12 ボビン
13 励磁コイル
14 弁体
15 弁座
17 係合ピン
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記可動鉄心は、前記ばね手段により付勢されて前記両延出部から離反した状態で流体通路を閉弁し、前記励磁コイルの励磁により吸着されて前記両延出部に当接した状態で前記流体通路を開弁するように前記流体通路の一部により前記接離方向に変位可能にガイドされ、
前記可動鉄心における前記両延出部に対向する各部分の前記両延出部に対する間隔は、前記励磁コイルが巻回された前記一方の延出部に対する方が他方の延出部に対する方よりも長くされていることを特徴とする電磁弁。 A U-shaped fixed iron core, an excitation coil wound around one extension portion of the fixed iron core in the U-shape, and a bridge state with respect to both extension portions of the fixed iron core in the U-shape. A movable iron core that is disposed and provided so as to be able to contact with and separate from both extension ends of the two extension portions, and a spring that urges the movable iron core in a direction to move away from the two extension portions of the fixed core. And a solenoid comprising means,
The movable iron core is urged by the spring means to close the fluid passage in a state where the movable iron core is separated from the two extension portions, and is attracted by the excitation coil and is in contact with the two extension portions. Guided to be displaceable in the contact / separation direction by a part of the fluid passage so as to open the fluid passage;
The distance between the two extending portions of the movable iron core that faces both the extending portions is greater than the one extending portion around which the exciting coil is wound than the other extending portion. A solenoid valve characterized by being lengthened.
前記全閉状態では前記曲折係合部と所定長離れ、かつ前記励磁コイルへの通電初期に前記可動鉄心が前記一方の延出部に吸着されて傾動することにより前記曲折係合部が係合する位置に磁性体からなる係合ピンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。 A bent engagement portion having a bent end is provided at a portion facing the other extension portion of the movable iron core, and
In the fully closed state, the bent engaging portion is engaged with the bent engaging portion by separating the predetermined length from the bent engaging portion and tilting the movable iron core by being attracted to the one extending portion at the initial energization of the exciting coil. The electromagnetic valve according to claim 1, wherein an engagement pin made of a magnetic material is provided at a position where the magnetic valve is placed.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103174548A (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 镇江中研电控有限公司 | Electronic control carburetor and control method of concentration of mixed gas |
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2008
- 2008-05-21 JP JP2008133300A patent/JP2009281472A/en active Pending
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