JP2019056419A

JP2019056419A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2019056419A
Application number: JP2017180892A
Authority: JP
Inventors: 東明陳; Dongming Chen; 智彦中西; Tomohiko Nakanishi; 石川　浩一; Koichi Ishikawa; 浩一石川; 嘉克後藤; Yoshikatsu Goto
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-04-11
Also published as: US10816104B2; US20190085999A1

Abstract

【課題】電磁弁を小型化する。【解決手段】電磁弁１は、ピン１０を軸方向一方側に移動させるソレノイド部２０と、前記ピンの軸方向一方側に接続された弁体７０を有するノズル部５０と、を有する。前記弁体は、前記ピンに駆動されて軸方向一方側へ移動して弁孔６２を閉じ、ばね６３に付勢されて軸方向他方側へ移動して弁孔を開く。前記弁体は、第１弁体部７１と第１弁体部より小径の第２弁体部７２を有し、前記ばねは、前記第２弁体部の径方向の外側面と弁室６１の径方向の内側面との間の環状の空間部に配置され、前記ばねの軸方向一方側が弁室の底面に接触し、前記ばねの軸方向他方側が前記第２弁体部の外側面から径方向に向かって延びる前記第１弁体部に接触して、前記弁体を軸方向他方側へ付勢する。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁弁に関する。

ガス、水、油等の流体の流路の開閉には、電磁弁が広く使用されている。例えば、車両の自動変速機の油圧制御装置等には、供給する油圧の制御に電磁弁が用いられる。電磁弁は、一般に、流体の流路上に弁体を有するノズルと、弁体を駆動して流路を開閉させるソレノイドと、を有する。

電磁弁のなかには、弁の開閉にばねの付勢力を使用する電磁弁がある。例えば、固定コアと可動コア間にスプリングを配置した電磁弁がある。この電磁弁は、ソレノイドの非通電時にはスプリングが可動コアを付勢することによって、可動コアに取り付けられたシャフトで弁部材を弁座に接触させて、弁を閉じる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−２１９８６８号公報

しかしながら、ばねを使用する場合、弁体が移動する方向にばねを配置するスペースが必要であり、電磁弁の小型化を阻害していた。

本発明は、電磁弁の小型化を目的とする。

本願の例示的な第１発明は、軸方向に可動するピンを有し、励磁による吸引力によって前記ピンを軸方向一方側に移動させるソレノイド部と、前記ソレノイド部の軸方向一方側に位置し、前記ピンの軸方向一方側に接続された弁体を有するノズル部と、を有し、前記ノズル部は、前記軸方向の他方側が開口して一方側に窪む弁室を有し、前記弁室に前記弁体を収容するノズルボディと、前記ノズルボディに設けられ、前記弁室の軸方向一方側の底面に連通する第１ポートと、前記ノズルボディに設けられ、前記弁室の径方向の内側面に連通する第２ポートと、前記弁室の前記底面に設けられ、前記第１ポートと連通する弁孔と、前記弁室に収容され、前記弁体を前記軸方向他方側に付勢するばねと、を有し、前記弁体は、前記ソレノイド部の励磁時には前記ピンに駆動されて軸方向一方側へ移動して前記弁孔を閉じ、前記ソレノイド部の非励磁時には前記ばねに付勢されて軸方向他方側へ移動して前記弁孔を開き、さらに、前記弁体は、軸方向に繋がる第１弁体部及び第２弁体部を有し、前記第１弁体部は、前記第２弁体部の軸方向他方側に位置して、前記弁室の径方向の内側面に接触し、前記第２弁体部は、前記第１弁体部より小径であり、前記ばねは、前記第２弁体部の径方向の外側面と前記弁室の径方向の内側面との間の環状の空間部に配置され、前記ばねの軸方向一方側が前記弁室の底面に接触し、前記ばねの軸方向他方側が前記第２弁体部の前記外側面から径方向に向かって延びる前記第１弁体部に接触して、前記弁体を前記軸方向他方側へ付勢する、電磁弁である。

本願の例示的な第１発明によれば、電磁弁の小型化が可能である。

本発明の実施形態の電磁弁が開弁状態にあるときの構成を示す断面図である。図１の電磁弁が閉弁状態にあるときの構成を示す断面図である。図１の電磁弁のＡ−Ａ断面図である。図１の電磁弁の斜視図である。弁体周辺の拡大図である。第１実施形態の異常診断装置の構成を示す図である。異常診断装置において異常の有無を診断するときの処理手順を示すフローチャートである。閉空間の圧力の変化を示すグラフである。第２実施形態の異常診断装置の構成を示す図である。

以下、本発明の電磁弁の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

以下の説明においては、図１に示すピン１０の中心軸Ｊに平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、中心軸Ｊに沿って、図中の下側を「軸方向の一方側」と呼び、図中の上側を「軸方向の他方側」と呼ぶ。

図１及び図２は、本発明の実施形態の電磁弁１の断面図である。図１は開弁状態を示し、図２は閉弁状態を示す。図３は、電磁弁１のＡ−Ａ断面図である。図４は、電磁弁１の斜視図である。

図１〜図４に示すように、電磁弁１は、ソレノイド部２０と、ノズル部５０とを有する。
ソレノイド部２０は、軸方向に可動するピン１０を有し、励磁による吸引力によってピン１０を軸方向一方側に移動させる。ノズル部５０は、ソレノイド部２０の軸方向一方側に位置する。

（ノズル部）
ノズル部５０は、ノズルボディ５１、第１ポート８１、第２ポート８２、弁孔６２、ばね６３及び弁体７０を有する。

ノズルボディ５１は、軸方向の他方側が開口して一方側に窪む弁室６１を有する。ノズルボディ５１は、弁室６１に弁体７０を収容する。ノズルボディ５１は、弁室６１の内側面に弁体７０のガイド５２を有する。ガイド５２は、軸方向に沿った円筒状の非磁性体である。

本実施形態において、ノズルボディ５１は、軸方向他方側に周面に沿った溝５３を有する。ノズルボディ５１は、磁性金属又は樹脂で構成することができる。金属は、鉄等の磁性金属であってもよいし、アルミニウム等の非磁性金属であってもよい。

ノズルボディ５１には、第１ポート８１及び第２ポート８２が設けられる。第１ポート８１は、弁室６１の軸方向一方側の底面に連通する。第２ポート８２は、弁室６１の径方向の内側面に連通する。本実施形態において、第１ポート８１は流体が流入するインポートである。第２ポート８２は、インポートから流入した流体が流出するアウトポートである。

弁孔６２は、弁室６１の底面に設けられ、第１ポート８１と連通する。弁孔６２は、周縁部が軸方向他方側に円筒状に突出する。

（弁体）
弁体７０は、例えば中心軸Ｊを中心とする円柱状である。弁体７０は、ピン１０の軸方向一方側に接続される。本実施形態において、弁体７０とピン１０は別部材であり、ばね６３の付勢力によって弁体７０をピン１０に押し当てて結合させることにより、ピン１０と弁体７０を接続する。ピン１０と弁体７０の接続はこれに限らず、弁体７０が有する穴にピン１０を圧入して弁体７０とピン１０を一体に結合することにより、接続することもできる。

弁体７０は、ソレノイド部２０の励磁時には、ピン１０に駆動されて軸方向一方側へ移動し、弁孔６２と接触して弁孔６２を閉じる。また、弁体７０は、ソレノイド部２０の非励磁時には、ばね６３に付勢されて軸方向他方側へ移動し、弁孔６２から離間して弁孔６２を開く。

弁体７０は、軸方向に繋がる第１弁体部７１及び第２弁体部７２を有する。第１弁体部７１は、第２弁体部７２の軸方向他方側に位置する。第２弁体部７２は、第１弁体部７１より小径である。

第１弁体部７１は、弁室６１の径方向の内側面に接触する。本実施形態では、第１弁体部７１は、弁室６１の内側面にあるガイド５２に接触し、弁孔６２の開閉時にはガイド５２の内側面に沿ってガイド５２の範囲内で移動する。ガイド５２により、第１弁体部７１との接触抵抗を減らすことができる。そのため、弁室６１の径方向の内側面の加工精度を厳しくする必要性が低くなり、加工が容易となる。

（ばね）
ばね６３は、弁室６１に収容される。具体的には、ばね６３は、第２弁体部７２の径方向の外側面と弁室６１の径方向の内側面との間の環状の空間部に配置される。軸方向においてばね６３専用の配置スペースが不要であるため、電磁弁１を小型化できる。また、第２弁体部７２の外側面と弁室６１の内側面が、ばね６３の伸縮時のガイドとなるため、ばね６３がスムーズに伸縮できる。ばね６３は、軸方向一方側が弁室６１の底面に接触する。ばね６３は、軸方向他方側が、第２弁体部７２の外側面から径方向に向かって延びる第１弁体部７１に接触して、弁体７０を軸方向他方側に付勢する。

図５は、弁体７０周辺の拡大図である。
図５に示すように、ばね６３の内径ｒａは、第２弁体部７２の外径Ｒ２より大きく、ばね６３の外径ｒｂより小さい。ばね６３の外径ｒｂは、第１弁体部７１の外径Ｒ１より小さい。第１弁体部７１の外径Ｒ１と第２弁体部７２の外径Ｒ２の差（Ｒ１−Ｒ２）は、ばね６３の断面径の２倍、すなわち（ｒｂ−ｒａ）より大きい。第１弁体部７１の外径Ｒ１とばね６３の外径ｒｂの差（Ｒ１−ｒｂ）は、ばね６３の内径ｒａと第２弁体部７２の外径Ｒ２の差（ｒａ−Ｒ２）よりも大きい。

このように、第２弁体部７２の外側面から第１弁体部７１の内側面までの環状の空間部は、ばね６３の断面径より大きく、十分に広い。また、ばね６３から第２弁体部７２までの距離は、ばね６３から第１弁体部７１までの距離より短く、ばね６３は第１弁体部７１よりも第２弁体部７２に近い位置にある。したがって、伸縮時にばね６３が弁室６１の内側面又はガイド５２に干渉することを防止することができる。

第２弁体部７２は、軸方向の一方側が他方側よりも小径である。第２弁体部７２の外側面の周囲にばね６３を配置するとき、ばね６３を挿入する第２弁体部７２の軸方向一方側が小径であるため、ばね６３の挿入が容易になる。また、ばね６３と第２弁体部７２の外側面が接触しづらくなるため、接触によってばね６３と弁体７０の表面が剥がれて異物として混入することを防ぐことができる。

本実施形態の第２弁体部７２は、図５に示すように、径が異なる２つの弁体部分７２１及び７２２からなる。弁体部分７２１は、第１弁体部７１よりも小径である。弁体部分７２２は、弁体部分７２１より軸方向一方側に位置し、弁体部分７２１よりも小径である。一方側が他方側よりも小径であれば、第２弁体部７２は、軸方向一方側へいくほど径が小さいテーパー形状であってもよい。

第２弁体部７２は、軸方向一方側の端面に弾性体部７３及び押さえリング７４を有する。弾性体部７３は、弁孔６２より径が大きい円盤状の非磁性体であり、軸方向他方側に凸部を有する。第２弁体部７２の軸方向一方側の端面には、軸方向他方側に窪む凹部が設けられ、弾性体部７３はこの凹部に配置される。凹部の径方向の内側面には溝が設けられ、この溝に押さえリング７４が配置されて弾性体部７３の周縁に接触し、弾性体部７３が凹部から外れないように押さえる。押さえリング７４は、円環状又はＣ形状の弾性体である。

弁体７０が弁孔６２を閉じる時には、図２に示すように、第２弁体部７２の弾性体部７３が弁孔６２、具体的には弁孔６２の突出する周縁部と接触する。弁体７０が弁孔６２を開く時には、第２弁体部７２の弾性体部７３が弁孔６２、具体的には弁孔６２の突出する周縁部と離間する。

弁孔６２の周縁部が突出することにより、弁体７０が弁孔６２と強く接触することができる。弁体７０と弁孔６２の密着性が向上し、弁孔６２周辺からの流体の漏れを抑えることができる。

（ソレノイド部）
ソレノイド部２０は、ピン１０、ボビン２１、コイル２２、ヨーク２３、プランジャ２４、コア２５、軸受部２７及びシール部材２６１、２６２を有する。また、ソレノイド部２０は、ソレノイド収容部３０、モールド２８１及びコネクタ２８２を有する。

（ボビン）
ボビン２１は、軸方向に沿った円筒状であり、軸方向に第１貫通穴２１ｈを有する。本実施形態において、円筒状のボビン２１は、円筒部２１ａと、２つのフランジ部２１ｂと、を有する。２つのフランジ部２１ｂは、円筒部２１ａの軸方向の一方側と他方側においてそれぞれ径方向に延びる。

（コイル）
コイル２２は、ボビン２１の周面に巻き回される。コイル２２は、通電によりコア２５を励磁する。

（ヨーク）
ヨーク２３は、ボビン２１の軸方向他方側に配置される磁性体である。本実施形態において、ヨーク２３は円板状であり、ボビン２１及びプランジャ２４の軸方向他方側に配置される。ヨーク２３は、径方向の外側面がソレノイド収容部３０の内側面に接して、ソレノイド収容部３０の軸方向他方側の開口部を塞ぐ。ヨーク２３は、軸方向一方側に中心軸Ｊと同心円状の凹部を有する。

ボビン２１とヨーク２３間、具体的にはボビン２１のフランジ部２１ｂと当該フランジ部２１ｂと向き合うヨーク２３との間には、シール部材２６１が配置される。本実施形態において、シール部材２６１はゴム等の弾性体からなるＯリングである。シール部材２６１によりボビン２１とヨーク２３間の密着性を高めることができ、ボビン２１とヨーク２３の境界から流体が電磁弁１の外部へ漏れることを抑えることができる。

（プランジャ）
プランジャ２４は、ボビン２１の第１貫通穴２１ｈの径方向内側において、コア２５の軸方向他方側に配置される。本実施形態において、プランジャ２４は中心軸Ｊと同心の円柱状である。プランジャ２４の軸方向他方側の径方向の外側面は、ヨーク２３の凹部の径方向の内側面に接する。プランジャ２４は、中心軸Ｊに沿った貫通穴を有し、当該貫通穴にピン１０が圧入されてピン１０の軸方向他方側に固定される。

プランジャ２４は、磁性体であり、コア２５の励磁による吸引力によって軸方向一方側に移動する。プランジャ２４は、コア２５の非励磁時には、ばね６３に付勢されて軸方向他方側に移動する弁体７０及びピン１０にともない、軸方向他方側に移動する。プランジャ２４は、ヨーク２３の凹部の内側面にガイドされて軸方向に移動する。

（コア）
コア２５は、ボビン２１の第１貫通穴２１ｈの径方向内側において、プランジャ２４の軸方向一方側に配置される。コア２５は、軸方向に第２貫通穴２５ｈを有する円筒状の磁性体である。コア２５は、円筒部２５ａと、フランジ部２５ｂと、を有する。フランジ部２５ｂは、円筒部２５ａの軸方向一方側において径方向に延びる。ボビン２１は、軸方向においてコア２５のフランジ部２５ｂとヨーク２３の間に配置される。

コア２５とボビン２１間、具体的にはコア２５のフランジ部２５ｂとボビン２１のフランジ部２１ｂ間には、シール部材２６２が配置される。本実施形態において、シール部材２６２はゴム等の弾性体からなるＯリングである。シール部材２６２によりコア２５とボビン２１間の密着性を高めることができ、コア２５とボビン２１の境界から流体が電磁弁１の外部へ漏れることを抑えることができる。

（ピン）
ピン１０は、例えば軸方向に延びる円柱状である。本実施の形態において、ピン１０は、コア２５の第２貫通穴２５ｈ内に中心軸Ｊに沿って配置される。ピン１０は、軸方向他方側がプランジャ２４に固定され、軸方向一方側が弁体７０と接続される。

コア２５の第２貫通穴２５ｈの径方向内側には、ピン１０の軸受部２７が設けられる。軸受部２７は、軸方向の両端が開口し、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。軸受部２７は、内側に挿入されたピン１０を軸方向に移動可能に支持する。

（ソレノイド収容部）
ソレノイド収容部３０は、軸方向一方側及び他方側にそれぞれ開口部を有する円筒状のケースである。ソレノイド収容部３０は、例えば中心軸Ｊと同心の円筒状であり、ボビン２１、コイル２２、ヨーク２３、プランジャ２４及びコア２５の径方向外側を囲む。ソレノイド収容部３０は、金属等の磁性体で構成される。

ソレノイド収容部３０は、軸方向一方側の開口部周縁に加締め部３１を有する。加締め部３１は、ノズルボディ５１の外周に接触する。本実施形態においては、加締め部３１がノズルボディ５１の外周に設けられた溝５３に接触して、ソレノイド収容部３０がノズルボディ５１に固定される。加締め部３１により、ソレノイド収容部３０をノズルボディ５１に密着させて固定することができる。また、加締め部３１は溝５３によって係り止められるので、ソレノイド収容部３０をノズルボディ５１により強く密着させて固定させることができる。弁室６１内の流体がソレノイド部２０とノズル部５０との境界から電磁弁１の外へ漏れることを効果的に抑えることができる。

また、ソレノイド収容部３０は、軸方向他方側の開口部周縁に加締め部３２を有する。加締め部３２が、ヨーク２３の軸方向他方側の外周縁に接触して、ヨーク２３がソレノイド収容部３０内に固定される。加締め部３２により、ヨーク２３をソレノイド収容部３０に密着させることができる。

電磁弁１は、ソレノイド部２０とノズル部５０の間に、シール部材２６３を有する。本実施形態では、シール部材２６３はゴム等の弾性体からなるＯリングである。コア２５のフランジ部２５ｂと接するノズルボディ５１の軸方向他方側の端面に円環状の溝が設けられ、この溝内にシール部材２６３が配置される。シール部材２６３によりソレノイド部２０とノズル部５０の密着性を向上させることができ、ソレノイド部２０とノズル部５０の境界から流体が電磁弁１の外部へ漏れることを抑えることができる。

ソレノイド収容部３０の内径は、ソレノイド部材を開口部から挿入するため、軸方向一方側及び他方側が大きく、軸方向一方側及び他方側の内周面にそれぞれ段部３３ａ及び３３ｂが設けられる。ソレノイド収容部３０の軸方向一方側の加締め部３１と段部３３ａの間に、コア２５のフランジ部２５ｂが嵌められることで、ソレノイド収容部３０の内側にコア２５の位置が定められる。また、ソレノイド収容部３０の加締め部３２と段部３３ｂの間にヨーク２３が嵌められることで、ソレノイド収容部３０の内側にヨーク２３の位置が定められる。

（モールド、コネクタ）
モールド２８１は、ソレノイド収容部３０の内側において、ボビン２１及びコイル２２を被覆する。モールド２８１の一部は、図３及び図４に示すように、ソレノイド収容部３０の切り欠き部３４からソレノイド収容部３０の径方向外側に突出する。切り欠き部３４は、ソレノイド収容部３０の軸方向一方側に設けられる。

コネクタ２８２は、図３及び図４に示すように、ソレノイド収容部３０から突出するモールド２８１の一部に設けられる。コネクタ２８２は、接続端子２８３を有する。接続端子２８３は、コイル２２と電気的に接続され、図示しない外部電源からの電流をコイル２２に供給する。

（電磁弁の動作）
電磁弁１は、ソレノイド部２０の励磁時のみ弁を閉じる常開型の電磁弁である。
ソレノイド部２０が非励磁の状態にある場合、図１に示すように、ばね６３の反発力によって、弁体７０が軸方向他方側へ付勢されて移動し、弁孔６２が開いた開弁状態が維持される。第１ポート８１と第２ポート８２は弁室６１を介して連通し、第１ポート８１から弁孔６２を介して弁室６１へ流入した流体は、第２ポート８２へと流出する。

開弁状態において、コイル２２を通電すると、励磁したコア２５によりプランジャ２４が軸方向一方側へ吸引され、プランジャ２４に固定されたピン１０が弁体７０を軸方向一方側に付勢する。弁体７０はばね６３によって軸方向他方側に付勢されているが、コア２５の吸引力はばね６３の反発力を大きく上回る。そのため、図２に示すように、ピン１０が、ばね６３の付勢力に抗して弁体７０を弁孔６２に押し当てる。これにより、弁孔６２が閉じられ、第１ポート８１と第２ポート８２間の流路が遮断される。コイル２２の通電中、弁孔６２が閉じた閉弁状態が維持される。

閉弁状態において、コイル２２への通電を遮断すると、コア２５の吸引力が失われるため、図１に示すように、ばね６３の反発力によって、弁体７０、ピン１０及びプランジャ２４が軸方向他方側へ移動する。弁孔６２から弁体７０が離間して弁孔６２が開くと、第１ポート８１から弁孔６２を介して流体が流出し、弁室６１を介して第２ポート８２へ流れ出す。

以上のように、本実施形態の電磁弁１は、弁体７０が第１弁体部７１と第１弁体部７１より小径の第２弁体部７２とを有するため、弁室６１内において第２弁体部７２の周囲に空間部を設けることができる。この空間部にばね６３を配置することにより、ばね６３の占有スペースを減らし、電磁弁１を小型化できる。弁体７０は、励磁時に弁孔６２を閉じる構成であるので、常開型の電磁弁として小型の電磁弁１を提供することができる。

本実施形態の電磁弁１は、ソレノイド収容部３０に収容されたコア２５が、加締め部３１によってノズルボディ５１に密着し、加締め部３２によってヨーク２３が段部３３ｂに密着する。また、ソレノイド部２０の部材間及びソレノイド部２０とノズル部５０間にシール部材２６１〜２６３が配置される。したがって、外部への流体の漏れが少ない電磁弁１を提供できる。

（異常診断装置）
上記電磁弁１は小型化が可能であり、電磁弁１からの流体の漏れも少ないことから、ブローバイガス還元装置における異常診断装置に最適に使用することができる。ブローバイガス還元装置は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏出したブローバイガスを、エンジンの吸気管へ還元する装置である。異常診断装置は、ブローバイガスを還元する還流路における異常、すなわちブローバイガスの漏れの有無を診断する。

[第１実施形態]
図６は、第１実施形態の異常診断装置Ａ１の構成を示す図である。
異常診断装置Ａ１は、ブローバイガス還元装置Ｃにおける異常を検出する。ブローバイガス還元装置Ｃは、エンジンＢに設けられ、エンジンＢにおいて発生したブローバイガスを吸気管Ｄへ還元する。

（エンジン）
エンジンＢは、ピストンＢ１、燃焼室Ｂ２、シリンダＢ３、コンロッドＢ４、クランクシャフトＢ５１、クランクケースＢ５２、吸気ポートＢ６、排気ポートＢ７、吸気弁Ｂ８、排気弁Ｂ９、動弁機構Ｂ１０及びシリンダヘッドＢ１１を有する。吸気ポートＢ６は、吸気管Ｄに接続される。

シリンダＢ３には、ピストンＢ１が収容される。ピストンＢ１には、コンロッドＢ４が連結される。コンロッドＢ４及びクランクシャフトＢ５１は、クランクケースＢ５２に収容される。クランクシャフトＢ５１は、コンロッドＢ４に連結され、ピストンＢ１の往復運動を回転運動に変換する。シリンダＢ３上部のシリンダヘッドＢ１１には、動弁機構Ｂ１０の他、図示しない点火装置、インジェクタ等が収容される。

ピストンＢ１上部の燃焼室Ｂ２には、ピストンＢ１のストロークに応じて、吸気管Ｄを通して吸入された空気が吸気ポートＢ６から流入する。燃焼室Ｂ２において燃焼した後の排気ガスは、排気ポートＢ７から排出される。動弁機構Ｂ１０は、コンロッドＢ４の動きに連動して、吸気及び排気を行うタイミングで、吸気弁Ｂ８及び排気弁Ｂ９を開閉する。

（ブローバイガス還元装置）
ブローバイガス還元装置Ｃは、エンジンＢの燃焼室Ｂ２からシリンダＢ３とピストンＢ１の間の隙間を通ってクランクケースＢ５２へ漏れ出たブローバイガスを、吸気管Ｄに還元する。
ブローバイガス還元装置Ｃは、２つの還流路Ｃ１及びＣ２、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブＣ３を有する。

還流路Ｃ１は、クランクケースＢ５２から直接吸気管Ｄへ至る流路である。還流路Ｃ１のクランクケースＢ５２側には、ＰＣＶバルブＣ３が設けられる。ＰＣＶバルブＣ３は、還流路Ｃ１へ還流させるブローバイガスの流量を調整する。還流路Ｃ２は、クランクケースＢ５２からシリンダヘッドＢ１１の内部空間を経由して吸気管Ｄに至るブローバイガスの流路である。還流路Ｃ１及びＣ２は、ガス管等により構成される。

吸気管Ｄ内には、スロットルバルブＥが設けられる。スロットルバルブＥは、還流路Ｃ１及びＣ２から吸気管Ｄへ還流されたブローバイガスを、吸気管Ｄに導入された空気と混合する。還流路Ｃ２は、シリンダヘッドＢ１１へ空気を導入する流路でもあり、吸気管Ｄに導入された空気は還流路Ｃ２からシリンダヘッドＢ１１へ流れる。

（異常診断装置）
異常診断装置Ａ１は、２つの電磁弁Ａ１１、圧力センサＡ１２及び制御部Ａ１３を有する。

２つの電磁弁Ａ１１は、還流路Ｃ１及びＣ２にそれぞれ設けられる。各電磁弁Ａ１１は、還流路Ｃ１及びＣ２側をインポート、吸気管Ｄ側をアウトポートとして、各還流路Ｃ１及びＣ２から吸気管Ｄへの流路を開閉する。ＰＣＶバルブＣ３を開いて、２つの電磁弁Ａ１１を閉じることにより、エンジンＢから吸気管Ｄまでのブローバイガスの流路のうち、閉じた２つの電磁弁Ａ１１に挟まれた内部空間を、閉空間とすることができる。本実施形態においては、各電磁弁Ａ１１間にある、還流路Ｃ１及びＣ２、クランクケースＢ５２及びシリンダヘッドＢ１１の各内部空間を、閉空間とすることができる。

圧力センサＡ１２は、各電磁弁Ａ１１を閉じたときの閉空間内の圧力を検出する。

制御部Ａ１３は、異常診断時に２つの電磁弁Ａ１１を閉じる。制御部Ａ１３は、圧力センサＡ１２により検出した閉空間の圧力の変化量が閾値を超えると、異常と診断する。制御部Ａ１３の処理内容は、処理手順を記述したプログラムを、当該プログラムを記憶する記憶媒体からコンピュータが読み取って実行するソフトウェア処理により、実現することができる。コンピュータとしては、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）等を使用することができる。記憶媒体としては、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を使用することができる。

図７は、異常診断装置Ａ１において異常の有無を診断するときの処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、エンジンＢの回転を停止する指示が、車両の制御装置から出力されると開始される。
異常診断装置Ａ１では、図７に示すように、制御部Ａ１３が２つの電磁弁Ａ１１を閉じる（ステップＳ１）。また、制御部Ａ１３は、エンジンＢの回転数ＮｅがＮｅ＝０になり、回転が停止した後（ステップＳ２：Ｙ）、圧力センサＡ１２により圧力のサンプリングを開始させる（ステップＳ３）。

サンプリング開始後、制御部Ａ１３は、エンジンＢの回転数ＮｅがＮｅ＞０になり、エンジンＢが回転し始めたか否かを判断する（ステップＳ４）。Ｎｅ＞０ではなく（ステップＳ４：Ｎ）、一定時間ｔ１以上のサンプリングを行った場合（ステップＳ５：Ｙ）、制御部Ａ１３は圧力センサＡ１２により検出した一定時間ｔ１中の圧力の変化量ΔＰ／ｔ１を算出する。サンプリング時間が一定時間ｔ１未満である場合（ステップＳ５：Ｎ）ステップＳ４の処理へ戻り、サンプリングを継続する。

制御部Ａ１３は、算出した圧力の変化量ΔＰ／ｔ１が許容値以下の場合（ステップＳ６：Ｙ）、異常なしと診断する（ステップＳ７）。一方、圧力の変化量ΔＰ／ｔ１が許容値を超える場合（ステップＳ６：Ｎ）、制御部Ａ１３は、異常ありと診断する（ステップＳ８）。診断後、制御部Ａ１３は、２つの電磁弁Ａ１１を開く（ステップＳ９）。

図８は、閉空間の圧力の変化を示すグラフである。
図８に示すように、ガス漏れが発生しても許容できるときの閉空間の圧力変化と、電磁弁Ａ１１においてガス漏れがあるときの閉空間の圧力変化と、を合わせた圧力変化を超える範囲が、異常と診断される範囲である。

図８に示すように、電磁弁Ａ１１におけるガスの漏れが多いほど、異常と診断する範囲が小さくなり、本来異常と診断すべきガス漏れとの誤差が大きくなる。したがって、異常診断装置Ａ１の電磁弁Ａ１１として、ガスの漏れが少ない本実施形態の電磁弁１を使用することにより、異常の診断精度を向上させることができる。

一方、エンジンＢの回転数ＮｅがＮｅ＞０であるが（ステップＳ４：Ｙ）、一定時間ｔ１以上のサンプリングを行った場合（ステップＳ１０：Ｙ）、ステップＳ６の処理へ移行してサンプリングした圧力により異常の診断を行う。
エンジンＢの回転数ＮｅがＮｅ＞０であり（ステップＳ４：Ｙ）、一定時間ｔ１以上のサンプリングを行っていない場合は（ステップＳ１０：Ｎ）、診断を中止して各電磁弁Ａ１１を開く（ステップＳ９）。

以上のように、第１実施形態の異常診断装置Ａ１は、エンジンＢで発生したブローバイガスをエンジンＢの吸気管Ｄに還元する２つの還流路Ｃ１及びＣ２にそれぞれ設けられる２つの電磁弁Ａ１１と、還流路Ｃ１及びＣ２の異常診断時に２つの電磁弁Ａ１１を閉じる制御部Ａ１３と、ブローバイガスが還流するエンジンＢから吸気管Ｄまでの内部空間のうち、閉じた２つの電磁弁Ａ１１に挟まれる閉空間の圧力を検出する圧力センサＡ１２と、を有し、制御部Ａ１３は、圧力センサＡ１２により検出した閉空間の圧力の変化量が閾値を超えると、異常と診断する。

これにより、還流路Ｃ１及びＣ２において許容できない量のブローバイガスが漏れ、閉空間の圧力の変化量が閾値を超える場合は、異常と診断することができる。異常診断装置Ａ１の電磁弁Ａ１１として、上述したガス漏れが少ない本実施形態の電磁弁１を使用することにより、異常の診断精度を向上させることができる。電磁弁１は小型であることから、異常診断装置Ａ１の構成も小型化できる。また、電磁弁１は通電時のみ閉じる常開型であることから、診断時のみ通電すればよく、低コストを実現できる。

[第２実施形態]
図９は、第２実施形態の異常診断装置Ａ２の構成を示す図である。
第２実施形態の異常診断装置Ａ２は、図９に示すように、２つの電磁弁Ａ１１がそれぞれ還流路Ｃ１の両端に設けられること以外は、第１実施形態の異常診断装置Ａ１と構成及び処理手順は同じである。一方の電磁弁Ａ１１は、クランクケースＢ５２をインポート、還流路Ｃ１をアウトポートとして、クランクケースＢ５２から還流路Ｃ１へのブローバイガスの流路を開閉する。もう一方の電磁弁Ａ１１は、還流路Ｃ１をインポート、吸気管Ｄをアウトポートとして、還流路Ｃ１から吸気管Ｄへの流路を開閉する。

異常診断装置Ａ２では、２つの電磁弁Ａ１１を閉じたときの閉空間は、還流路Ｃ１の内部空間である。すなわち、異常診断装置Ａ２においては、還流路Ｃ１を異常の診断対象として、還流路Ｃ１の破れや管外れによるブローバイガスの漏れを検出することができる。異常診断装置Ａ２の電磁弁Ａ１１として、電磁弁１を使用することの効果は第１実施形態と同じである。

このように、２つの電磁弁Ａ１１を、ブローバイガスの還流路Ｃ１及びＣ２のいずれか一方に又はそれぞれに配置することにより、ブローバイガスの異常の診断対象とする閉空間を任意に形成することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１電磁弁
１０ピン
２０ソレノイド部
２６１〜２６３シール部材
３０ソレノイド収容部
５０ノズル部
５１ノズルボディ
６１弁室
６２弁孔
６３ばね
７０弁体
７１第１弁体部
７２第２弁体部
８１第１ポート
８２第２ポート
Ａ１、Ａ２異常診断装置
Ａ１１電磁弁
Ａ１２圧力センサ
Ａ１３制御部
Ｂエンジン
Ｃブローバイガス還元装置
Ｃ１、Ｃ２還流路
Ｄ吸気路

Claims

軸方向に可動するピンを有し、励磁による吸引力によって前記ピンを軸方向一方側に移動させるソレノイド部と、
前記ソレノイド部の軸方向一方側に位置し、前記ピンの軸方向一方側に接続された弁体を有するノズル部と、を有し、
前記ノズル部は、
前記軸方向の他方側が開口して一方側に窪む弁室を有し、前記弁室に前記弁体を収容するノズルボディと、
前記ノズルボディに設けられ、前記弁室の軸方向一方側の底面に連通する第１ポートと、
前記ノズルボディに設けられ、前記弁室の径方向の内側面に連通する第２ポートと、
前記弁室の前記底面に設けられ、前記第１ポートと連通する弁孔と、
前記弁室に収容され、前記弁体を前記軸方向他方側に付勢するばねと、を有し、
前記弁体は、前記ソレノイド部の励磁時には前記ピンに駆動されて軸方向一方側へ移動して前記弁孔を閉じ、前記ソレノイド部の非励磁時には前記ばねに付勢されて軸方向他方側へ移動して前記弁孔を開き、
さらに、前記弁体は、軸方向に繋がる第１弁体部及び第２弁体部を有し、
前記第１弁体部は、前記第２弁体部の軸方向他方側に位置して、前記弁室の径方向の内側面に接触し、
前記第２弁体部は、前記第１弁体部より小径であり、
前記ばねは、前記第２弁体部の径方向の外側面と前記弁室の径方向の内側面との間の環状の空間部に配置され、前記ばねの軸方向一方側が前記弁室の底面に接触し、前記ばねの軸方向他方側が前記第２弁体部の前記外側面から径方向に向かって延びる前記第１弁体部に接触して、前記弁体を前記軸方向他方側へ付勢する、
電磁弁。
前記ノズルボディは、前記弁室の内側面に前記弁体のガイドを有し、前記弁孔の開閉時には前記弁体の前記第１弁体部が前記ガイドの内側面に沿って前記ガイドの範囲内で移動する、
請求項１に記載の電磁弁。
前記ばねの内径は、前記第２弁体部の外径より大きく、前記ばねの外径より小さく、
前記ばねの外径は、前記第１弁体部の外径より小さく、
前記第１弁体部の外径と前記第２弁体部の外径の差は、前記ばねの断面径の２倍より大きく、
前記第１弁体部の外径と前記ばねの外径の差は、前記ばねの内径と前記第２弁体部の外径の差よりも大きい、
請求項１又は２に記載の電磁弁。
前記第２弁体部は、前記軸方向の一方側が他方側よりも小径である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記第２弁体部は、前記軸方向一方側の端面に弾性体部を有し、前記弁孔を閉じる時には前記弾性体部が前記弁孔と接触し、前記弁孔を開く時には前記弾性体部が前記弁孔と離間する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記弁孔は、周縁部が前記軸方向他方側に円筒状に突出し、前記弁孔を閉じる時には前記周縁部が前記第２弁体部の前記弾性体部と接触する、
請求項５に記載の電磁弁。
前記ソレノイド部は、前記軸方向一方側に開口部を有して、前記ソレノイド部を収容する円筒状のソレノイド収容部を有し、
前記ソレノイド収容部は、前記開口部周縁に加締め部を有し、前記加締め部が前記ノズルボディの外周に接触して、前記ソレノイド収容部が前記ノズルボディに固定される、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記ノズルボディは、前記軸方向他方側に周面に沿った溝を有し、前記溝内に前記ケースの前記加締め部が接触する、
請求項７に記載の電磁弁。
前記ソレノイド部と前記ノズル部の間に、シール部材を有する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記ソレノイド部は、
前記軸方向に沿った円筒状のボビンであって、前記軸方向に第１貫通穴を有するボビンと、
前記ボビンの周面に巻き回されたコイルと、
前記ボビンの軸方向他方側に配置されたヨークと、
前記第１貫通穴の軸方向他方側に配置され、前記ピンの軸方向他方側に固定されるプランジャと、
前記第１貫通穴の軸方向一方側に配置され、前記軸方向に第２貫通穴を有する円筒状のコアと、
前記ボビンと前記ヨーク間にシール部材と、を有する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記円筒状のコアは、前記軸方向一方側において径方向に延びるフランジ部を有し、
前記ボビンは、前記コアのフランジ部と前記ヨークの間に配置され、
前記ソレノイド部は、前記コアのフランジ部と前記ボビンとの間にシール部材を有する、
請求項１０に記載の電磁弁。
前記ソレノイド部は、前記コアの前記第２貫通穴内に前記ピンの軸受部を有し、前記ピンを前記第２貫通穴内に収容して前記軸受部により支持する、
請求項１０又は１１に記載の電磁弁。