JP4161076B2 - 流体制御用電磁弁 - Google Patents

Description

この発明は、ソレノイド部に発生した電磁吸引力で弁部を作動させ、流体の流量を制御する流体制御用電磁弁に関するものである。

従来、アクセル操作に連動して機械的に鋼製ワイヤにより牽引されるバタフライ弁を有したスロットルバルブと併用し、スロットルバルブが制御する空気流路とは別に構成されたバイパス流路において、エンジンのアイドル回転数を制御するアイドルスピードコントロールバルブ（以下、ＩＳＣ−Ｖ）が知られている。
このＩＳＣ−Ｖは、電磁吸引力によりバルブを直動させる電磁弁タイプの流量制御弁であり、アイドル回転を維持するために必要な供給空気量を得るためのバルブリフト量は、電磁弁へ励磁する電流値により制御されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記ＩＳＣ−Ｖは、電磁吸引力を発生させるソレノイド部を配管外部に配置し、かつバイパス通路に配置されるため、バルブの前後は管路にＬ字あるいはＵ字状の曲り部が存在しており、ここでの圧力損失が大きいことから、通過流量を増大させることは困難であるという問題点があった。
通常、流量増加を行うには、バルブのリフト量を増加、あるいはバルブのシート部の径を増加させてバルブでの開口面積を増加させる必要があるが、やむを得ず、前記配管の圧力損失の問題から、これらを増加させなければならず、その結果バルブも大型化させる必要があり、装置が大型化してしまうという問題点があった。

また、バルブ前後の管路曲りにより、バルブの内径側と外径側とでは、経路長さの違いによる速度差に基づく圧力差が発生するため、バルブには意図しない流体力が作用することになり、リフト時のバルブ挙動が不安定になるとともに、バルブの所要リフト量と実リフト量との間に差異が発生して正確な流量制御が困難になるという問題点もあった。

本願の出願人は、上記のような問題点を解決することを目的とした流体制御用電磁弁を既に提案している（特願２００４−３３０７２７号）。
即ち、この流体制御用電磁弁は、流体が流れる配管内部に配置される、電磁吸引力を発生させるソレノイド部と、このソレノイド部の前記電磁吸引力により前記配管の内壁面に形成されたシート部に接離するバルブを有する弁部とを備え、ソレノイド部への励磁電流の大きさによってバルブのリフト量を制御している。

特許第３５３１３３４号公報

上記構成の流体制御用電磁弁は、バルブの前後での配管の曲がりが不要となり、配管による圧力損失が低減されるとともに、リフト時のバルブ挙動が安定化し、より正確な流量制御が可能となるものの、ソレノイド部で発生した磁力線が流れる、磁気回路を構成するコア、ヨーク及びプランジャでの磁気的なヒステリシスに基づく磁束ヒステリシスが原因となり、励磁電流の増減方向によってソレノイド部に流れる電流値が同じであっても磁気吸引力に対するバルブのリフト量が異なり、所望の流量が得られないという問題点があった。
また、当然、バルブの固着や噛み込み、ソレノイドコイルの断線等のバルブの動作異常も検出されないという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、バルブの位置を検出することで、流量制御の精度を向上させることができる流体制御用電磁弁を提供することを目的とする。

この発明に係る流体制御用電磁弁では、流体が流れる配管内部に配置される、電磁吸引力を発生させるソレノイド部と、このソレノイド部の前記電磁吸引力により前記配管の内壁面に形成されたシート部に接離するバルブを有する弁部と、前記配管と前記弁部との間に設けられ、前記バルブの位置を検出するバルブ位置検出手段とを備え、前記バルブ位置検出手段は、磁束を発生させる位置検出コイルと、この位置検出コイルと対向して設けられ、前記磁束を遮蔽するとともに前記バルブの移動に連動して位置検出コイルに対して相対移動する遮蔽体と、前記相対移動に伴う前記位置検出コイルと前記遮蔽体とが重なる面積の変化に応じて変化する前記位置検出コイルのインピーダンスからセンサ出力電圧を出力する信号処理回路部とを有し、壁面に前記検出コイルが設けられた環状部材、及び前記遮蔽体は、前記配管と同心で配置されているとともに、前記環状部材及び前記遮蔽体の一方が前記弁部に設けられ、前記環状部材及び前記遮蔽体の他方が、前記ソレノイド部または前記配管に設けられており、前記バルブと前記ソレノイド部との間には、前記バルブの上流側と下流側との間で連通して圧力差を相殺する容積室を有するベローズが設けられており、前記ベローズの外周側に前記環状部材及び前記遮蔽体が設けられており、前記センサ出力電圧の値から前記バルブの位置が検出される。

この発明に係る流体制御用電磁弁によれば、バルブの位置が検出されるので、流量制御の精度を向上させることができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一または相当の部材、部位については同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の流体制御用電磁弁（以下、電磁弁と略称する）を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
この電磁弁は、電磁吸引力を発生させるソレノイド部１と、この電磁吸引力により駆動される弁部２とを備えている。このソレノイド部１及び弁部２は、ボディ３に内包されている。

ボディ３は、電磁弁より上流側の吸気管である、上流側ボディ部３ａと、電磁弁より下流側の吸気管である下流側ボディ部３ｂとから構成されており、上流側ボディ部３ａ及び下流側ボディ部３ｂは４個のボルト２１によりガスケット１７及びプレート１５を介して一体化されている。

ソレノイド部１では、吸気管の中心軸線と同軸線で円筒状のコア４が設けられている。このコア４の外周には、ボビン２２を介してソレノイドコイル５が巻装されている。ソレノイドコイル５はヨーク６により内包されている。コア４の下流側の内部では円筒形状のプランジャ７が軸線方向に摺動可能に設けられている。コア４の上流側では調整ネジ１９が螺着された貫通孔が形成されている。この調整ネジ１９は、回転によりコア４の軸線に沿って進退することで、調整ネジ１９とパイプ９との間に設けられたスプリング２０の弾性力が調整され、ソレノイドコイル５に流れる所定の電流の大きさに応じて、バルブ１０がシート部１８に対して所定のリフト量が得られるように設定される。
ボビン２２は、ターミナル２３を有するコネクタ２４とともに樹脂により一体化されている。

ボビン２２の貫通孔に挿入されて固定されたコア４の下流側の端部には、径方向に突出したフランジ部８が形成されている。このフランジ部８の外周縁部に、ヨーク６の開口側の端部をかしめることで、ヨーク６とコア４とは一体化されている。

弁部２では、プランジャ７の貫通孔に、連通孔１１を有するパイプ９が嵌入、固定されている。パイプ９の下流側の端部には、複数個の導通孔１３を有するバルブ１０が固定されている。

バルブ１０の上流側外周縁部には、ベローズ１２の小径フランジ２７ｂが固定されている。このベローズ１２は、低剛性で軸線方向に伸縮自在の樹脂材により形成され、この伸縮により、内部の容積室２５の容積が増減する。ベローズ１２の上流側端部には大径フランジ２７ａが形成されている。フランジ部８の下流側の外径側端面には、Ｔ形断面のリング２６が嵌着されており、このリング２６とコア４の下流側の内径側端部との間に、大径側フランジ２７ａが挟持されている。

ベローズ１２の容積室２５、並びにコア４及びプランジャ７の内部は、バルブ１０の導通孔１３及びパイプ９の連通孔１１により、エンジンの負圧側とそれぞれ導通しており、プランジャ７の上流側端面と下流側端面とはほぼ同じ圧力となり、またバルブ１０の上流側表面と下流側表面とはほぼ同じ圧力となり、圧力差によるプランジャ７及びバルブ１０の作動が防止される。

ドーナツ状のプレート１５は、その内径部がコア４のフランジ部８とボビン２２との間で挟持され、その外径部が上流側ボディ部３ａと下流側ボディ部３ｂとの間で挟持されている。プレート１５には、バルブ１０の開口面積よりも総開口面積が十分に大きな３個の通過孔１６が形成されている。

弁部２の周囲には、バルブ１０の位置を検出するバルブ位置検出手段４０が設けられている。
バルブ位置検出手段４０は、磁束を発生させる位置検出コイル４１と、この位置検出コイル４１と対向して設けられ磁束を遮蔽する遮蔽体４２と、位置検出コイル４１と遮蔽体４２とが重なる面積の変化に基づく位置検出コイル４１のインピーダンス変化を電圧信号として処理する信号処理回路部４３とを備えている。

位置検出コイル４１は、図３、図４に示すように、樹脂等の非金属材で構成された円筒形状の環状部材４４の内壁面に貼り付けられている。
位置検出コイル４１は、銅箔によるプリントパターンで、薄いフィルム状に構成されている。位置検出コイル４１は、図５及び図６に示すように、周方向に４等分に分離されたコイル部４１ａ〜４１ｄを有している。また、各コイル部４１ａ〜４１ｂは、図７に示すように２層構造である。
各コイル部４１ａ〜４１ｄは、隣接した同士で互いに逆電流が流れるように導線４５を一筆書きで巻回して構成され、かつ２層構造であるので、各コイル部４１ａ〜４１ｄで発生する磁束の方向は、図５の矢印で示すように半径方向で互いに逆向きとなる。

環状部材４４の上端部には、溝部が形成されている。この溝部にＬ形断面の連結リング４６の下端部が係止されている。この連結リング４６の上端部は、リング２６及びフランジ部８の下端部に嵌着されている。

環状部材４４の内側では、円筒形状の遮蔽体４２がボディ３の軸線と同軸線でバルブ１０に固定されている。遮蔽体４２は、例えば銅あるいは銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金、またはオーステナイト系ステンレス鋼で構成されている。

信号処理回路部４３は、下流側ボディ部３ｂの外周面の凹部３３に装着されている。信号処理回路部４３は、基板上に、コイル部４１ａ〜４１ｄとともに共振回路を構成する検波整流回路、位置検出コイル４１のインピーダンス変化による電気信号を増幅出力する増幅回路等が搭載されている。この信号処理回路部４３上にはエポキシ系樹脂からなる絶縁樹脂３４が設けられ、また絶縁樹脂３４は蓋３５で覆われている。
信号処理回路部４３は、バルブ位置検出用コネクタ４７を通じてエンジン制御ユニット（図示せず）と電気的に接続されている。

次に、上記構成の電磁弁の動作について説明する。
ソレノイドコイル５に通電される前までは、バルブ１０は、スプリング２０及びベローズ１２の合力により、シート部１８に当接している。
図示しないエンジン制御ユニットを通じてソレノイドコイル５に通電されると、コア４、ヨーク６及びプランジャ７により構成された磁気回路に磁力線が流れ、コア４にはプランジャ７を反シート部１８に吸引する電流値に比例した力が発生する。このため、プランジャ７は、コア４に磁気吸引され、プランジヤ７、パイプ９と一体のバルブ１０は、磁気吸引力と、スプリング２０及びベローズ１２の合力による反力との釣り合い位置までリフトして保持され、この結果バルブ１０はシート部１８から離間する。
一方、シリンダ（図示せず）作動によるエンジン（図示せず）側からの負圧吸引によって、吸気管内部には圧力差が発生し、吸気管内の空気は、ヨーク６、環状部材４４、及び遮蔽体４２それぞれの外側、流出口２８を通ってエンジン側に流れる。

磁気吸引力は、ソレノイドコイル５への通電電流値に比例して発生するので、バルブ１０の必要リフト量に見合った励磁電流を供給することで、所定の位置までバルブ１０はリフトし、維持される。従って、流出口２８を通ってエンジン側に流れる空気量は、ソレノイドコイル５への印加電流の値によって定まる。この必要空気量は、アクセル開度、エンジンの回転数、トルク等に基づいて決定される。

ところで、バルブ１０と遮蔽体４２とは一体であり、バルブ１０の移動とともに遮蔽体４２も上方向に移動する。
一方、位置検出コイル４１には、エンジン制御ユニットからの電流が供給され、数ＭＨｚの交番磁束が径方向に向かって発生しているので、遮蔽体４２は、交番磁束の中を移動するが、このとき遮蔽体４２の表層には、位置検出コイル４１の磁束とは逆方向の磁束が生じる渦電流が発生する。
位置検出コイル４１では、この渦電流により、上記交番磁束が影響を受けるので、位置検出コイル４１のインピーダンスが変化する。
インピーダンスの変化量は、遮蔽体４２と位置検出コイル４１とが重なる面積に比例するので、面積とバルブ１０のリフト量とは比例関係であり、位置結果としてバルブ１０の位置に比例している。
インピーダンスの変化量は、信号処理回路部４３でセンサ出力電圧に変換され、このセンサ出力電圧は、エンジン制御ユニットに送られる。
図８は、バルブ１０のリフト量とセンサ出力電圧との関係を示しており、バルブ１０のリフト量とセンサ出力電圧とは比例関係にある。

エンジン制御ユニットでは、このセンサ出力電圧の値から、バルブ１０のリフト量を知ることができ、バルブ１０が所望のリフト量（空気量）でないときには、その所望のリフト量と実際のリフト量との差に応じて、ソレノイドコイル５に再度励磁電流を供給し、最終的には所望のバルブ１０のリフト量が設定される。

以上説明したように、この電磁弁によれば、バルブ位置検出手段４０は、位置検出コイル４１と遮蔽体４２とが重なる面積の変化に基づく位置検出コイル４１のインピーダンス変化からバルブ１０の位置が検出され、この検出データがソレノイドコイル５の励磁電流にフィードバックされるようになっているので、ソレノイド部１で生じた磁気的ヒステリシスに起因して所望の流量が得られないといった不都合は防止される。
また、温度変化によりベローズ１２の剛性変化に起因して所望の流量が得られないといった不都合も防止される。
また、当然、バルブ１０の固着や噛み込み、ソレノイドコイル５の断線等のバルブ１０の動作異常も検出され、瞬時に車両フェールセーフに移行することが可能である。
また、位置検出コイル４１と遮蔽体４２とは非接触であり、互いに摺動摩擦が生じて劣化するようなことはない。

また、壁面に位置検出コイル４１が設けられた環状部材４４、及び遮蔽体４２は、ボディ３の軸線と同心状に配置されているとともに、環状部材４４がソレノイド部１に設けられ、遮蔽体４２がバルブ１０に設けられているので、バルブ位置検出手段４０の設置に伴う大型化が防止される。
また、環状部材４４、及び遮蔽体４２は、ボディ３の軸線と同軸線で配置されているので、ボディ３内を流れる空気は、ボディ３内で偏流することなく、円滑に流れる。

なお、環状部材４４をバルブ１０に設け、遮蔽体４２をソレノイド部１に設けるようにしてもよいし、また環状部材４４の外側に遮蔽体４２を設けるようにしてもよい。この場合には、当然環状部材４４の外周壁面に位置検出コイル４１が設けられる。

また、ベローズ１２の外周側には、環状部材４４及び遮蔽体４２が設けられているので、空気が蛇腹形状のベローズ１２の外周面に衝突するようなことはなく、空気は円滑に流れる。

また、ボディ３は、例えば銅あるいは銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金、またはオーステナイト系ステンレス鋼で構成されているので、外部からボディ３の内部に侵入しようとした磁束は、ボディ３でシールされ、バルブ位置検出手段４０に影響を与えない。

また、各コイル部４１ａ〜４１ｄは、隣接した同士で互いに逆電流が流れるように導線４５を一筆書きで巻回して構成され、各コイル部４１ａ〜４１ｄで発生する磁束は、半径方向で互いに逆向きになる。そのため、例えば外部磁束がバルブ位置検出手段４０の外部からコイル部４１ａ、コイル部４１ｃを通過した場合、外部磁束の方向は、コイル部４１ａでの発生磁束の方向とは逆であるが、コイル部４１ｃでの発生磁束の方向では同方向であるので、外部磁束は全体として相殺され、位置検出コイル４１で発生する磁束は外部磁束の影響を受けない。
また、各コイル部４１ａ〜４１ｄは２層構造であるので、隣接した各コイル部４１ａ〜４１ｄ間を電気的に接続する場合に、他層を迂回して接続することで、簡単に接続が可能となる。
なお、コイル部４１ａ〜４１ｄの数については、４個に限定されるものではない。４個以上で偶数であればよい。
また、層構造についても、３層以上であってもよい。

また、遮蔽体４２は、例えば銅あるいは銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金、またはオーステナイト系ステンレス鋼で構成された構成された環状中空部材であるので、位置検出コイル４１で発生した磁束は、確実に遮蔽されるとともに、空気は遮蔽体４２の外側を円滑に流れる。
なお、遮蔽体４２は、銅系、アルミニウム系またはオーステナイト系ステンレス鋼により製作されたリングもしくは薄肉の箔を、インサートモールド樹脂成形により形成するようにしてもよい。

実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による電磁弁を示す断面図である。
この実施の形態では、ドーナツ形状の支持プレート５０の内径部は、環状部材４４の上端部に形成された溝部に嵌入されている。支持プレート５０の外径部は、下流側ボディ部３ｂの内壁面に嵌着されている。
支持プレート５０は、ボディ３の中心軸線と同軸線で環状部材４４を支持している。支持プレート５０には、バルブ１０の開口面積よりも総開口面積が十分に大きな複数個の通過孔５１が形成されている。
他の構成は、実施の形態１の電磁弁と同じである。

この実施の形態による電磁弁では、内壁面に位置検出コイル４１が貼付された環状部材４４に支持プレート５０を取り付け、次にこの支持プレート５０を下流側ボディ部３ｂに圧入して固定する。その後、位置検出コイル４１を信号処理回路部４３に結線した後、信号処理回路部４３を凹部３３に収め、次にこの凹部３３内にエポキシ系樹脂を、信号処理回路部４３の絶縁及び固定を目的として充填し、絶縁樹脂３４を形成する。その後、凹部３３を蓋３５で覆う。最後に、ベローズ１２、遮蔽体４２が取り付けられた弁部２と、ソレノイド部１とを一体化し、ボディ３内に固定する。

実施の形態１では、環状部材４４は連結リング４６によりソレノイド部１で支持されており、ベローズ１２、遮蔽体４２が取り付けられた弁部２と、環状部材４４が取り付けられたソレノイド部１とを一体化し、ボディ３内に収め、その後、位置検出コイル４１を信号処理回路部４３に結線していた。
これに対して、この実施の形態２では、環状部材４４は下流側ボディ部３ｂで支持されており、信号処理回路部４３の結線作業の際、作業者は環状部材４４に弁部２、ソレノイド部１の荷重を受けることなく結線作業を行うことができ、結線作業性が向上する。
また、位置検出コイル４１が取り付けられた環状部材４４は、下流側ボディ部３ｂで支持されているので、ソレノイド部１の仕様変更の影響を受けない。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、バルブ１０のリフト量と流量との関係が比例関係であり、何れも図８に示すように、バルブ１０のリフト量とセンサ出力電圧との関係が比例関係で示されている。
ところで、バルブ１０のリフト量と流量との関係が、比例関係以外に、バルブの形状、流体粘度等の理由で、図１０に示すように、バルブ１０のリフト量に対して、流量が負の２次曲線の関係で得られる場合がある。
この実施の形態の電磁弁は、このような場合に対応することができる電磁弁であり、この場合には、バルブ１０のリフト量とセンサ出力電圧との関係も図１１に示すように負の２次曲線の関係が得られる関係にすることで、センサ出力電圧と流量との関係を比例関係にすることができる。

図１２は、この実施の形態３の電磁弁における位置検出コイル６０のコイル部６０ａを示す構成図であり、この構成を採用することで、バルブ１０のリフト量とセンサ出力電圧との関係が図１１に示す負の２次曲線の関係が得られる。
なお、他の構成は、実施の形態１と同様である。

このコイル部６０ａは、バルブ１０の移動方向において隣接した導線４５間の間隔が変化している。
即ち、バルブ１０が全開方向に移動するに従って導線４５の間隔が大きくなっている。そのため、位置検出コイル６０で発生する磁束は、バルブ１０の全開方向に従って密度が低下し、バルブ１０のリフト量変化に対してセンサ出力電圧の変化は緩やかになる。
反対にバルブ１０の全閉方向に従って密度が増加し、バルブ１０のリフト量変化に対してセンサ出力電圧の変化は急峻になる。

この実施の形態による電磁弁によれば、バルブ１０の変位に伴う制御対象である空気流量の変位量に対して、比例したセンサ出力特性を簡単に得ることができる。

なお、例えば、層毎に、導線の巻数、導線の幅寸法、隣接した導線間隔が異なる位置検出コイルを用いることでも、所望のセンサ出力電圧特性を得ることができる。

実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４の電磁弁を示す断面図である。
この実施の形態では、遮蔽体兼用バルブ７０は、実施の形態１の遮蔽体４２とバルブ１０とを同一部材である、銅あるいは銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金、またはオーステナイト系ステンレス鋼で一体に構成されている。
他の構成は実施の形態１と同じである。

この実施の形態では、実施の形態１で必要とした遮蔽体４２とバルブ１０との組み付け工程が不要となり、製造工程が簡単になる。

実施の形態５．
図１４は、この実施の形態５の電磁弁における遮蔽体８０を示す展開図である。
この実施の形態では、遮蔽体８０の形状が実施の形態１のものと異なるだけで、他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態では、遮蔽体８０は、バルブ１０が全開方向に移動するに従って遮蔽体８０の周方向の幅寸法が縮小して行く三角状に形成されている。
この遮蔽体８０の場合、位置検出コイル４１と遮蔽体８０とが重なり面積は、バルブ１０のリフト量に対して指数関数的（２次関数）に変化する。そのため、センサ出力電圧特性としては、遮蔽体８０の先細り部が位置検出コイル４１と重なり始める位置では、リフト量変化に対してのセンサ出力電圧の変化は緩やかである。そして、バルブ１０の移動が進むにつれて、遮蔽体８０と位置検出コイル４１との重なる面積が急激に増加して行くと、センサ出力電圧の変化も急峻になる（図１５参照）。

なお、この実施の形態では、遮蔽体８０の展開形状が三角状であるが、図１６に示すように、展開形状が三角形の２等辺を、円弧状にするようにすることで、図１４のものと比較して、さらにセンサ出力電圧の変化を急峻させることができる。
要は、遮蔽体の展開形状を変更することで、バルブ１０の変位に伴う制御対象である空気流量の変位量に対して、比例したセンサ出力特性を簡単に得ることができる。

実施の形態６．
図１７は、この実施の形態６の電磁弁を示す断面図である。
この実施の形態では、遮蔽体９０は、その外周面が中間部からバルブ１０に向かって位置検出コイル４１から離れる方向に傾斜している、即ち遮蔽体９０の外径寸法が小さくなっており、遮蔽体９０と位置検出コイル４１との隙間が、バルブ１０の方向に進むに従って大きくなっている。

この実施の形態では、位置検出コイル４１と遮蔽体９０との重なりが大きくなるに従って、径方向隙間が大きくなるため、バルブ１０のリフト量が大きくなるに従ってセンサ出力電圧勾配は緩やかになり、図１１に示したセンサ出力電圧特性曲線を得ることができる。
なお、図１８に示すように、遮蔽体９１に大径部及び小径部を形成することで、遮蔽体９１と位置検出コイル４１との隙間寸法を変化させることで、所望のセンサ出力電圧特性曲線を得ることができる。
要は、遮蔽体９０、９１と位置検出コイル４１との隙間が変化するように、遮蔽体９０、９１の形状を変更することで、バルブ１０の変位に伴う制御対象である空気流量の変位量に対して、比例したセンサ出力特性を簡単に得ることができる。

なお、上記各実施の形態では、配管として吸気管の一部を構成するボディ３の内部に電磁弁を設けたが、この電磁弁を配管として例えば排気管の内部に取り付け、排気再循環バルブ（ＥＧＲバルブ）として用いることができる。
また、上記各実施の形態では、制御対象は空気流量であったが、勿論このものに限定されるものではなく、例えばバルブの開口面積、圧力であってもよい。

この発明の実施の形態１の流体制御用電磁弁を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 内壁面に位置検出コイルが貼付された、図１に示す環状部材の部分斜視図である。 図１に示した環状部材及び遮蔽体の位置関係を示す部分斜視図である。 図１の位置検出コイルで発生する磁束の方向を説明する図である。 図１の位置検出コイルの展開図である。 図１の位置検出コイルの分解斜視図である。 図１の電磁弁においてバルブリフト量とセンサ出力電圧との関係を示す特性図である。 この発明の実施の形態２の流体制御用電磁弁を示す断面図である。 この発明の実施の形態３の流体制御用電磁弁におけるバルブのリフト量と流量との関係を示す特性図である。 この発明の実施の形態３の流体制御用電磁弁におけるバルブのリフト量とセンサ出力電圧との関係を示す特性図である。 この発明の実施の形態３の流体制御用電磁弁における位置検出コイルのコイル部を示す構成図である。 この発明の実施の形態４の流体制御用電磁弁を示す断面図である。 この発明の実施の形態５の流体制御用電磁弁の遮蔽体を示す展開図である。 この発明の実施の形態５の流体制御用電磁弁におけるバルブのリフト量とセンサ出力電圧との関係を示す特性図である。 図１５の遮蔽体の変形例を示す展開図である。 この発明の実施の形態６の流体制御用電磁弁を示す部分断面図である。 図１７の流体制御用電磁弁の変形例を示す部分断面図である。

符号の説明

１ ソレノイド部、２ 弁部、３ ボディ、３ａ 上流側ボディ、３ｂ 下流側ボディ、４ コア、５ ソレノイドコイル、６ ヨーク、７ プランジヤ、１０ バルブ、１２ ベローズ、１８ シート部、２５ 容積室、４０ バルブ位置検出手段、４１，６０ 位置検出コイル、４１ａ〜４１ｂ，６０ａ コイル部、４２，８０，８１，９０，９１ 遮蔽体、４３ 信号処理回路部、４４ 環状部材、４５ 導線、４６ 連結リング、５０ 支持プレート、７０ 遮蔽体兼用バルブ。

Claims (11)

1. 流体が流れる配管内部に配置される、電磁吸引力を発生させるソレノイド部と、
   このソレノイド部の前記電磁吸引力により前記配管の内壁面に形成されたシート部に接離するバルブを有する弁部と、
   前記配管と前記弁部との間に設けられ、前記バルブの位置を検出するバルブ位置検出手段とを備え、
   前記バルブ位置検出手段は、磁束を発生させる位置検出コイルと、この位置検出コイルと対向して設けられ、前記磁束を遮蔽するとともに前記バルブの移動に連動して位置検出コイルに対して相対移動する遮蔽体と、前記相対移動に伴う前記位置検出コイルと前記遮蔽体とが重なる面積の変化に応じて変化する前記位置検出コイルのインピーダンスからセンサ出力電圧を出力する信号処理回路部とを有し、
   壁面に前記検出コイルが設けられた環状部材、及び前記遮蔽体は、前記配管と同心で配置されているとともに、前記環状部材及び前記遮蔽体の一方が前記弁部に設けられ、前記環状部材及び前記遮蔽体の他方が、前記ソレノイド部または前記配管に設けられており、
   前記バルブと前記ソレノイド部との間には、前記バルブの上流側と下流側との間で連通して圧力差を相殺する容積室を有するベローズが設けられており、前記ベローズの外周側に前記環状部材及び前記遮蔽体が設けられており、
   前記センサ出力電圧の値から前記バルブの位置が検出される流体制御用電磁弁。
2. 前記配管は、銅あるいは銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金、またはオーステナイト系ステンレス鋼で構成された請求項１に記載の流体制御用電磁弁。
3. 前記検出コイルは、周方向に配列された総数（２Ｎ＋２）個（Ｎは自然数）のコイル部が互いに対向して配置されて構成され、かつ隣接した各コイル部同士では電流方向が互いに逆方向に流れるようになっている請求項１または２に記載の流体制御用電磁弁。
4. 前記検出コイルは、多層構造のコイル部で構成されている請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。
5. 前記コイル部を構成する導線間隔は、前記バルブの移動方向において不等分間隔である請求項３または４に記載の流体制御用電磁弁。
6. 前記コイル部を構成する導線が巻回されて構成される巻線パターンが層毎に異なる請求項４または５に記載の流体制御用電磁弁。
7. 前記遮蔽体は、環状中空部材である請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。
8. 前記遮蔽体は、前記バルブと同一部材で一体である請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。
9. 前記遮蔽体は、前記バルブの移動方向において面積が変化する形状である請求項１ないし請求項６、請求項８の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。
10. 前記環状部材と前記遮蔽体との隙間は、前記バルブの移動方向において変化するようになっている請求項１ないし請求項９の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。
11. 前記配管は、前記流体である空気をエンジンに導く吸気管である請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の流体制御用電磁弁。

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