JP5333341B2 - 電磁アクチュエータ - Google Patents
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Description
図6に示す電磁アクチュエータ1は、コイル4の周囲に配置されるヨーク6の外周を、金属ハウジングJ1が覆う構造になっており、この金属ハウジングJ1の側面(円筒面)に金属ハウジングJ1の内外を連通する通気用開口穴9が形成されていた。
そして、ムービングコア5(プランジャ)が収容される『ムービングコア収容室α』と『通気用開口穴9』とを連通する呼吸通路10は、『通気用開口穴9』の内側に配置される2次成形樹脂7と磁気受渡ステータ34のリング部34aの間に設けられる。
請求項1の電磁アクチュエータは、上記の目的を達成するために、以下の構成を採用する。
〇ヨークを2次成形樹脂の内部にモールドし、電磁アクチュエータのハウジングを2次成形樹脂によって設ける。
〇円筒形状を呈するヨークの一部に切欠部を設ける。
〇切欠部の内側に配置される2次成形樹脂に通気用開口穴を設ける。
〇切欠部の内側に配置される2次成形樹脂に呼吸通路を設ける。
以上の構成を採用することにより、従来技術における金属ハウジングを廃止することができ、通気用開口穴が形成される部位において金属ハウジングと2次成形樹脂が径方向で重なる不具合を回避できる。これにより、電磁アクチュエータの外径寸法を小さくすることができる。
請求項2の電磁アクチュエータは、呼吸通路の通路抵抗により、ムービングコアの動きをダンプするものである。
これにより、電磁アクチュエータの作動時に発生する音(作動音)を低減することができる。
請求項3の電磁アクチュエータは、駆動対象物がキャニスタの内部と外部(大気)との連通状態を切り替える常開弁である。
即ち、電磁アクチュエータと常開弁(駆動対象物)とでキャニスタ大気開放弁を構成するものである。
請求項4の電磁アクチュエータのヨークは、鉄製の平板を円筒形状に巻いて設けるものである。
このように、鉄製の平板を巻いてヨークを設けることにより、金属板から平板を切断する加工時(プレス加工時)において切欠部を同時に形成することができる。
このため、パイプ材に切欠部を形成する場合に比較して、切欠部の形成を容易に行なうことができ、ヨークの製造コストを抑えることができる。
電磁アクチュエータ1は、駆動対象物2を、直接または間接的に駆動するための駆動手段であり、樹脂製のボビン3に巻回されて通電により磁力を発生するコイル4と、軸方向へ摺動自在に支持されるムービングコア5と、コイル4の外周に磁路を形成するヨーク6と、ボビン3に巻回されたコイル4を樹脂モールドする2次成形樹脂7とを備え、ムービングコア5に作用する磁気吸引力により駆動対象物2を駆動する。
電磁アクチュエータ1のハウジングは、2次成形樹脂7によって設けられる。
2次成形樹脂7にモールドされるヨーク6の一部には、切欠部8が設けられる(図3参照)。
切欠部8の内側に配置される2次成形樹脂7には、外部(大気中)に向けて開口する通気用開口穴9が設けられる。
切欠部8の内側に配置される2次成形樹脂7には、ムービングコア5が収容されるムービングコア収容室αと通気用開口穴9とを連通する呼吸通路10が設けられる。
なお、以下の実施例において、上記[発明を実施するための形態]と同一符号は同一機能物を示すものである。また、以下では、実施例の説明のために、図1の左側を前、右側を後として説明するが、実際の搭載方向にかかるものではない。
蒸発燃料蒸散防止装置は、図2(a)に示すように、燃料タンク11から蒸発(気化)した蒸発燃料をエンジン12(車両走行用の内燃機関)に吸引させる装置であり、燃料タンク11内とキャニスタ配管13aを介して連通し、蒸発燃料を吸着する吸着物質(活性炭等)が収容されたキャニスタ13と、このキャニスタ13と吸気通路14における吸気負圧発生部(スロットルバルブ15の吸気下流側)を連通するパージ配管16aの開閉を行なうPCV16(パージ・コントロール・バルブの略)とを備える。
一方、蒸発燃料蒸散防止装置は、この蒸発燃料蒸散防止装置を構成する部品、配管、この配管の接続部および燃料タンク11等に漏れが発生していないか否かを判定するリークチェック手段が設けられている。
エンジン12の運転中にPCV16が開かれることでキャニスタ13を介して燃料タンク11内に吸気負圧が導かれる。
エンジン12が停止されると、ECUは、キャニスタ13の内部に大気を導く大気通路17の開閉を行なうキャニスタ大気開放弁18と、上述したPCV16とを閉じて、燃料タンク11内を負圧に保つ。
その後、ECUは、圧力センサの検出する燃料タンク11内(キャニスタ13内など燃料タンク11に連通する空間であれば良い)の圧力変化に基づいて、蒸発燃料に漏れがあるか否かの判定を実施する。
キャニスタ大気開放弁18は、上述したようにキャニスタ13の内部に大気を導く大気通路17の開閉を行なうものであり、リターンスプリング19の復元力によって大気通路17を開く常開弁2(駆動対象物の一例)と、この常開弁2を閉弁させる電磁アクチュエータ1とを一体化させた電磁弁である。
なお、図2(b)に示すように、この実施例の大気通路17の途中には、キャニスタ13内に吸い込まれる空気を濾過するフィルタ20を収容配置するフィルタ室17’が形成されている。
常開弁2は、リターンスプリング19の他に、バルブボディ21および弁体22を備える。
バルブボディ21は、電磁アクチュエータ1の前端部に固定されており、例えば樹脂によって形成されている。このバルブボディ21は、電磁アクチュエータ1とともにキャニスタ13に形成されたバルブ収容穴23の内部に挿入配置されるものであり、略円筒形状を呈する。
また、バルブボディ21における後側の円筒部には、上述したフィルタ室17’と、バルブボディ21の内部(円筒部の内部)とを連通する複数の後方開口部24bが形成されている。
さらに、前方開口部24aと後方開口部24bの間におけるバルブボディ21の内側には、内径方向に突出するリングリブ状の内側環状鍔25が形成されており、その内側環状鍔25の内部に、バルブボディ21内の前後空間を連通するバルブ開口部26が形成されている。
即ち、キャニスタ13の内部とフィルタ室17’は、バルブ開口部26を介して連通するものであり、このバルブ開口部26が開かれることで、キャニスタ13の内部にフィルタ20を介した空気が導入可能な状態になる。
このリテーナ30は、中心部にシャフト27が挿通される挿通穴が形成されたパイプ形状を呈するものであり、外周面には外径方向へ放射状に伸びる放射状係止部30aが複数(例えば3つ)形成されている。そして、この放射状係止部30aが、内側環状鍔25の後面に当接することで、弁体22の最大リフト位置が規制される。
なお、弁体22およびバネ座28は、シャフト27の前端部に設けられた鍔部27aと、リテーナ30との間に挟まれて支持されるものである。
電磁アクチュエータ1は、リターンスプリング19の付勢力に抗して弁体22を後方へ駆動させてバルブ開口部26を閉じる駆動手段であり、コイル4、ムービングコア5、磁気固定子、コネクタ31を備える。
コイル4は、通電されると磁力を発生して、ムービングコア5と磁気固定子を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂製のボビン3の周囲に、絶縁被覆が施された導線(エナメル線等)を多数巻回したものである。
ムービングコア5の中心部には、シャフト27の後端部が圧入等により結合されている。これにより、シャフト27に伝わるリターンスプリング19の付勢力によってムービングコア5も前方へ向けて付勢される。
磁気吸引ステータ33の前面には、ムービングコア5を磁気吸引した際に、ムービングコア5の一部(テーパ部の先端側)が侵入可能な凹部が形成されており、この凹部の内周面は前方へ向けて拡径するテーパ形状に設けられている。
この実施例の磁気吸引ステータ33の後端は、ヨーク6の後端と磁気的に結合する円板形状を呈するプレートエンド35とカシメ技術により結合されている。このプレートエンド35は、磁性体金属(例えば、鉄などの強磁性材料)よりなるもので、他の実施形態として磁気吸引ステータ33と一体に設けても良い。
この実施例の磁気受渡ステータ34は、ヨーク6の前端と磁気的に結合するリング形状を呈するリング部34aが一体に設けられている。なお、このリング部34aは、円筒形状を呈する磁気受渡ステータ34と別体に設けて磁気結合するものであっても良い。
このコネクタ31は、コイル4およびボビン3の外周側を樹脂モールドする2次成形樹脂7の一部によって形成されるものであり、樹脂製のコネクタ31の内部にはコイル4の両端にそれぞれ接続される端子31aが配置されている。
ECUによる蒸発燃料蒸散防止装置のリークチェックは、上述したように、エンジン12の停止後に実施される。即ち、エンジン12の停止後にキャニスタ大気開放弁18の電磁アクチュエータ1がECUによって通電されて、キャニスタ13が密閉される。
このように、エンジン12の停止後にキャニスタ大気開放弁18が作動するため、キャニスタ大気開放弁18の作動音を低減する要求がある。
具体的に、電磁アクチュエータ1は、常開弁2が配置される側(前方)と、ムービングコア5が配置されるムービングコア収容室αとを区画するダイヤフラム36を備える。
このようムービングコア収容室αは、ダイヤフラム36によって外部と区画される。
ここで、従来技術では、図6に示すように、ヨーク6の周囲を金属ハウジングJ1が覆う構造になっており、この金属ハウジングJ1の側面に金属ハウジングJ1の内外を連通する通気用開口穴9が形成されている。
このため、従来技術では、通気用開口穴9が形成される部位において、『金属ハウジングJ1』と『呼吸通路10を形成する2次成形樹脂7』とが、径方向に重なる構造となり、電磁アクチュエータ1の外径寸法が大径化する不具合があった。
実施例1のキャニスタ大気開放弁18における電磁アクチュエータ1は、上記の不具合を解決するために、次の手段を採用している。
〇図1に示すように、ヨーク6を2次成形樹脂7の内部にモールドし、電磁アクチュエータ1のハウジングを2次成形樹脂7によって形成する。
〇図3に示すように、円筒形状を呈するヨーク6の一部に略凹部形状の切欠部8を設ける。
〇図4(b)に示すように、切欠部8(図中、一点鎖線で示す部分)の内側に配置される2次成形樹脂7に通気用開口穴9を設ける。
〇図4(b)に示すように、切欠部8(図中、一点鎖線で示す部分)の内側に配置される2次成形樹脂7に、通気用開口穴9に接続される部位の呼吸通路10(呼吸通路10における外周側の部分:図中、破線で示す部分)を形成する。
ヨーク6は、図1に示すように、コイル4が巻回されたボビン3を内側に挿入配置する径寸法に設けられている。
また、この実施例1のヨーク6は、図3に示すように、鉄製の平板を円筒形状に巻いて端部を突き合わせて形成したものである。具体的には、鉄製の金属板から平板を切断するプレス加工時に、切欠部8も同時に切断形成するものである。
このため、パイプ材に切欠部8を形成する場合に比較して、切欠部8を容易に形成することができ、ヨーク6の製造コストを抑えることができる。
なお、ヨーク6に形成される切欠部8の幅(円周方向の長さ)は、通気用開口穴9の幅より僅かに広く設定されるものであり、切欠部8の形成によってヨーク6の磁気性能が落ちないように考慮されていている。
この通気用開口穴9には、異物や水が呼吸通路10に侵入するのを防ぐ溌水フィルタ37が接着剤あるいは溶着技術等によって固着されている。この溌水フィルタ37は、空気の通過を許容するが、水を弾く濾材であり、異物や水が呼吸通路10に侵入するのを阻止するものである。
第1呼吸通路10aは、ムービングコア収容室αに繋がるもので、ボビン3の前側の内周面に形成されるボビン溝によって形成される。
第2呼吸通路10bは、第1呼吸通路10aに繋がるもので、2次成形樹脂7の前面と磁気受渡ステータ34との間の隙間や溝部によって形成される。
第3呼吸通路10cは、2次成形樹脂7の外径側の内部に形成されて、第2呼吸通路10bと通気用開口穴9の内部とを連通する。
そして、主に第1呼吸通路10aによって通路抵抗を与える絞り部が形成されるものであり、第3呼吸通路10c(通気用開口穴9に接続される部位の呼吸通路10)が、図4(b)に示すように、切欠部8(図中、一点鎖線で示す部分)の内側に配置されて通気用開口穴9と連通する。
電磁アクチュエータ1への通電が停止された状態では、図5(a)に示すように、ムービングコア5が前方に変位した状態に保たれる。これによって、弁体22がバルブ開口部26を開いた状態に設定される。即ち、キャニスタ大気開放弁18が開弁された状態に保たれる。
逆に、電磁アクチュエータ1が通電状態から通電停止に切り替わった際も、呼吸通路10の通気抵抗によってムービングコア収容室αの容積変動が抑えられるため、キャニスタ大気開放弁18の開弁作動音の発生を抑えることができる。
また、図1における符号39は、2次成形樹脂7によって形成されるハウジングの外周面に形成された環状溝に組付けられたOリングであり、キャニスタ13に形成されたバルブ収容穴23に挿入配置された際に、電磁アクチュエータ1とバルブ収容穴23との径方向隙間を塞ぐものである。
そして、常開弁2のバルブボディ21と、電磁アクチュエータ1のハウジングとは、インロー嵌合による調芯と位置決めを兼ねた嵌め合わせ技術と、溶着技術や接着技術などの結合技術によって結合固定されるものである。
キャニスタ大気開放弁18に設けられる電磁アクチュエータ1は、上述したように、ヨーク6を2次成形樹脂7の内部にモールドして電磁アクチュエータ1のハウジングを2次成形樹脂7によって形成するとともに、ヨーク6に形成した切欠部8の内側に配置される2次成形樹脂7に『通気用開口穴9』と『通気用開口穴9に接続される部位の呼吸通路10(第3呼吸通路10c)』を設けているため、従来技術における金属ハウジングJ1を廃止することができ、通気用開口穴9が形成される部位において、金属ハウジングJ1と2次成形樹脂7が径方向で重なる不具合を回避できる。これにより、作動音を抑えた電磁アクチュエータ1の外径寸法を小さくすることができ、結果的に作動音を抑えたキャニスタ大気開放弁18の外径寸法を小径化できる。
これにより、ハウジングの外面における部品の継ぎ目から水分等が電磁アクチュエータ1の内部に侵入する可能性を無くすことができ、電磁アクチュエータ1の信頼性を高めることができる。
2 常開弁(駆動対象物)
3 ボビン
4 コイル
5 ムービングコア
6 ヨーク
7 2次成形樹脂(ハウジング)
8 切欠部
9 通気用開口穴
10 呼吸通路
10c 第3呼吸通路(通気用開口穴に接続される部位の呼吸通路)
11 燃料タンク
13 キャニスタ
36 ダイヤフラム
α ムービングコア収容室
Claims (4)
- 樹脂製のボビン(3)に巻回されて通電により磁力を発生するコイル(4)と、
軸方向へ摺動自在に支持されるムービングコア(5)と、
前記コイル(4)の外周に磁路を形成するヨーク(6)と、
前記ボビン(3)に巻回された前記コイル(4)を樹脂モールドする2次成形樹脂(7)とを備え、
前記ムービングコア(5)に作用する磁気吸引力により駆動対象物(2)を駆動する電磁アクチュエータ(1)において、
(a)前記ヨーク(6)を前記2次成形樹脂(7)の内部にモールドして、当該電磁アクチュエータ(1)のハウジングを前記2次成形樹脂(7)によって設け、
(b)円筒形状を呈する前記ヨーク(6)の一部に切欠部(8)を設け、
(c)この切欠部(8)の内側に配置される前記2次成形樹脂(7)に通気用開口穴(9)を設け、
(d)前記切欠部(8)の内側に配置される前記2次成形樹脂(7)に、前記ムービングコア(5)が収容されるムービングコア収容室(α)と前記通気用開口穴(9)とを連通する呼吸通路(10)を設ける
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 請求項1に記載の電磁アクチュエータ(1)において、
この電磁アクチュエータ(1)は、前記駆動対象物(2)が配置される側と前記ムービングコア収容室(α)とを区画するダイヤフラム(36)を備え、
このダイヤフラム(36)の中心部は、前記ムービングコア(5)と一体に変位するように設けられ、
前記呼吸通路(10)の通路抵抗により、前記ムービングコア(5)の動きをダンプすることを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 請求項1または請求項2に記載の電磁アクチュエータ(1)において、
前記駆動対象物(2)は、車両用内燃機関の燃料タンク(11)から蒸発した蒸発燃料を吸着する吸着物質を収容するキャニスタ(13)の内部と大気との連通状態を切り替える常開弁であることを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電磁アクチュエータ(1)において、
前記ヨーク(6)は、鉄製の平板を円筒形状に巻いて設けられることを特徴とする電磁アクチュエータ。
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