JP6662270B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、作動流体の流量を制御可能とする電磁弁に関する。

従来の電磁弁としては、電磁力によって軸方向に移動する可動コアを固定コアで摺動可能にガイドする構成を有するものが知られている。可動コアには弁体が一体に設けられているため、弁体の姿勢は、固定コアによって安定的に維持されている。弁体の閉状態において弁体と接触するシートバルブは、作動流体が流通する通路を形成するハウジングとに一体に設けられている。

特開２００８−２９１９１６号公報

特許文献１の電磁弁は、ハウジングと一体であるシートバルブが、可動コアと一体の弁体に対して傾いて組み付けられた場合に、可動コアは固定コアによってガイドされているので、シートバルブの傾きに合わせて弁体を傾けることができない。このように弁体の姿勢には自由度が小さいため、シートバルブの傾きを吸収することができず、弁体のシール性を不完全であるという課題がある。また、従来より、電磁弁においては、弁体の開状態と閉状態との繰り返しによって圧力変動が生じて脈動が発生するという課題が知られている。

このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、弁体のシール性向上と脈動の低減とを図ることができる電磁弁を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された電磁弁のひとつは、少なくとも第１ハウジング部（２）と第２ハウジング部（３）とが組み合わされて形成されており、作動流体が流通する通路を内部に形成するハウジング本体（２，３）と、第２ハウジング部に一体に設けられたシートバルブ（３２０）から離間して作動流体の流通を許可する開状態とシートバルブに接触して作動流体の流通を阻止する閉状態とに切り換えるように通路を開閉する弁体（７）と、第１ハウジング部に固定されている固定コア（４５）に支持されて軸方向に変位可能な状態でハウジング本体の内部に設けられている可動コア（５；１０５）と、ハウジング本体の内部において、軸心が可動コアの軸心に対して傾くことが可能な状態で弁体と可動コアとを連結する連結部材（６；１０６）と、開状態と閉状態とを切り換えるために可動コアを軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４）と、を備え、
閉状態は弁体がシートバルブと可動コアとの両方に接触し、開状態は、弁体がシートバルブに接触し可動コアから離間する中間開状態と、弁体がシートバルブと可動コアの両方から離間する全開状態と、を含み、閉状態から中間開状態へ遷移し、中間開状態から全開状態へ遷移し、
弁体は、シートバルブに対向する位置に設けられて閉状態および中間開状態においてシートバルブに接触する第１弁部（７１）と、可動コアの頭部（５１）に対向する位置に設けられて閉状態において頭部に接触する第２弁部（７２）と、を備える。

この電磁弁によれば、連結部材が可動コアに対して傾くことが可能な構成で弁体と可動コアとを連結するので、第２ハウジング部が第１ハウジング部に対して傾いた状態で組み立てられた場合でも連結部材が第１ハウジング部に対して傾くことができる。これにより、シートバルブの弁体に対する傾きを第１ハウジング部に対する連結部材の傾きによって吸収する方向に調整できる電磁弁が得られる。さらに、電磁弁は、作動流体の流通を阻止する閉状態から、弁体が可動コアから離間して作動流体の流通を一部許可する中間開状態へと遷移し、中間開状態から、弁体がシートバルブと可動コアの両方から離間する全開状態へと遷移する。これにより、閉状態から全開状態にわたって弁体が変位する間に、中間開度の段階を経由するため、弁作動時の内部の圧力を少なくとも２段階に分けて変化させることができる。このような圧力変化の過程を実現することにより、弁体の開状態と閉状態との繰り返しに伴う圧力変動が緩やかになり、従来に比べて脈動を抑制することできる。したがって、弁体のシール性向上と脈動の低減とを図ることができる電磁弁を提供できる。

開示された電磁弁のひとつは、少なくとも第１ハウジング部（２）と第２ハウジング部（３）とが組み合わされて形成されており、作動流体が流通する通路を内部に形成するハウジング本体（２，３）と、第２ハウジング部に一体に設けられたシートバルブ（３２０）から離間して作動流体の流通を許可する開状態とシートバルブに接触して作動流体の流通を阻止する閉状態とに切り換えるように通路を開閉する弁体（７）と、第１ハウジング部に固定されている固定コア（４５）に支持されて軸方向に変位可能な状態でハウジング本体の内部に設けられている可動コア（５；１０５）と、弁体が一体に形成されており、ハウジング本体の内部において軸心が可動コアの軸心に対して傾くことが可能な状態で可動コアを結合する連結部材（２０６）と、開状態と閉状態とを切り換えるために可動コアを軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４）と、を備え、
閉状態は弁体がシートバルブと可動コアとの両方に接触し、開状態は、弁体がシートバルブに接触し可動コアから離間する中間開状態と、弁体がシートバルブと可動コアの両方から離間する全開状態と、を含み、閉状態から中間開状態へ遷移し、中間開状態から全開状態へ遷移し、
弁体は、シートバルブに対向する位置に設けられて閉状態および中間開状態においてシートバルブに接触する第１弁部（７１）と、可動コアの頭部（５１）に対向する位置に設けられて閉状態において頭部に接触する第２弁部（７２）と、を備える。

この電磁弁によれば、連結部材が可動コアに対して傾くことが可能な構成で可動コアと結合しているので、第２ハウジング部が第１ハウジング部に対して傾いた状態で組み立てられた場合でも連結部材が第１ハウジング部に対して傾くことができる。これにより、シートバルブの弁体に対する傾きを第１ハウジング部に対する連結部材の傾きによって吸収する方向に調整できる電磁弁が得られる。さらに、電磁弁は、作動流体の流通を阻止する閉状態から、弁体が可動コアから離間して作動流体の流通を一部許可する中間開状態へと遷移し、中間開状態から、弁体がシートバルブと可動コアの両方から離間する全開状態へと遷移する。これにより、閉状態から全開状態にわたって弁体が変位する間に、中間開度の段階を経由するため、弁作動時の内部の圧力を少なくとも２段階に分けて変化させることができる。このような圧力変化の過程を実現することにより、弁体の開状態と閉状態との繰り返しに伴う圧力変動が緩やかになり、従来に比べて脈動を抑制することできる。したがって、弁体のシール性向上と脈動の低減とを図ることができる電磁弁を提供できる。

第１実施形態の電磁弁を備えた燃料蒸発ガスパージシステムを車両に搭載した状態を示す図である。 第１実施形態の電磁弁について中間開状態を斜視した図について、入力ポートおよび出力ポートを含む縦断面を示した図である。 中間開状態である電磁弁についての入力ポートおよび出力ポートを含む縦断面図である。 中間開状態である電磁弁を斜視した図について、出力ポートを含む縦断面を示した図である。 中間開状態である電磁弁についての出力ポートを含む縦断面図である。 中間開状態である電磁弁を斜視した図について、弁体を駆動する機構等を拡大して示した部分断面図である。 第１実施形態の電磁弁における弁体、連結部材、可動コア等を示す斜視図である。 第１実施形態の電磁弁について、シートバルブの傾き、連結部材の傾き、および可動コアの傾きの関係を説明するための図である。 比較例としての従来の電磁弁について、シートバルブの傾き、連結部材の傾き、および可動コアの傾きの関係を説明するための図である。 閉弁状態である電磁弁についての入力ポートおよび出力ポートを含む縦断面図である。 全開状態である電磁弁についての入力ポートおよび出力ポートを含む縦断面図である。 第２実施形態の電磁弁について、弁体を駆動する機構等を拡大して示した部分断面図である。 第３実施形態の電磁弁について中間開状態を斜視した図について、弁体を駆動する機構等を拡大して示した部分断面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の電磁弁について、図１〜図１１を参照しながら説明する。電磁弁は、作動流体の流通を許容および遮断でき、または流量を制御できる弁装置である。電磁弁は、作動流体として液体、気体に広く適用可能であり、種々の技術分野に適用可能である。

第１実施形態では、電磁弁の一例として、燃料蒸発ガスパージシステム１０に用いられるパージバルブ１について説明する。

燃料蒸発ガスパージシステム１０は、図１に示すように車両に搭載されるシステムであり、キャニスタ１２に吸着した燃料中のＨＣガス等を内燃機関１１の吸気通路に供給し、燃料タンク１３からの蒸発燃料が大気に放出されることを防止する。以下に燃料蒸発ガスパージシステム１０は、システム１０と記載する場合がある。システム１０は、内燃機関１１の吸気通路を構成する内燃機関１１の吸気系と、蒸発燃料を内燃機関１１の吸気系に供給する蒸発燃料パージ系と、を備えて構成される。

内燃機関１１の吸気通路に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等から内燃機関１１に供給される燃焼用燃料と混合されて、内燃機関１１のシリンダ内で燃焼される。内燃機関１１は少なくともキャニスタ１２から脱離された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する。内燃機関１１の吸気系は、吸気マニホールドに吸気管が接続され、さらに吸気管の途中に、例えばスロットルバルブ、過給器、エアフィルタ等が設けられて構成されている。

蒸発燃料パージ系は、燃料タンク１３とキャニスタ１２がベーパ通路を構成する配管で接続され、キャニスタ１２と吸気管がパージ通路を構成する配管１４とパージバルブ１とを介して接続されている。パージ通路の途中には、パージポンプを設けるようにしてもよい。吸気は、吸気通路を通過して吸気マニホールド内に流入し、インジェクタ等から噴射される燃焼用燃料と所定の空燃比となるように混合されてシリンダ内で燃焼される。

燃料タンク１３は、例えばガソリン等の燃料を貯留する容器である。燃料タンク１３は、ベーパ通路を形成する配管によってキャニスタ１２の流入部に接続されている。キャニスタ１２は、内部に活性炭等の吸着材が封入された容器であり、燃料タンク１３内で発生する蒸発燃料を、ベーパ通路を介して取り入れ、吸着材に一時的に吸着する。

キャニスタ１２には、バルブモジュールが一体に設けられている。バルブモジュールは、外部の新鮮な空気を吸入するための吸入部を開閉するキャニスタクローズバルブと、大気に対してガスを放出したり、大気を吸入したりすることが可能な内部ポンプと、が内蔵されている。キャニスタ１２がキャニスタクローズバルブを備えることにより、キャニスタ１２内に大気圧を作用させることができる。キャニスタ１２は、吸入された新鮮な空気によって吸着材に吸着した蒸発燃料を容易に脱離可能、すなわちパージすることができる。

パージバルブ１は、パージ通路、すなわち、蒸発燃料供給用通路を開閉する弁体７を有する開閉装置であり、キャニスタ１２からの蒸発燃料を内燃機関１１へ供給することを許可及び阻止できる。パージバルブ１はシステム１０における蒸発燃料のパージ量を調節することができる。パージバルブ１においては弁体の開状態と閉状態とが繰り返されることにより、流体通路では圧力変動が生じて脈動が発生することがある。この脈動の発生によって配管１４が振動し、この振動に伴う騒音が車室内で発生することがある。配管１４は車室内の床下に設けられているので騒音が車室内に伝わりやすい。このため、この実施形態のパージバルブ１は脈動を抑制する機能を備えている。

次に、パージバルブ１の構成について、図２〜図１２を用いて説明する。パージバルブ１は、シートバルブ３２０、弁体７、連結部材６、可動コア５、電磁ソレノイド部４等を備えて構成される。パージバルブ１は、第１スプリング４６の付勢力と第２スプリング４７の付勢力とのバランス状態、電磁ソレノイド部４に通電されたときに発生する電磁力と第１スプリング４６の付勢力とのバランス状態に応じて、蒸発燃料供給用通路を開閉する。

可動コア５は、先端が開口している筒状部５０と、筒状部５０の先端とは反対側の端部に蓋をするように設けられている円盤状の頭部５１と、を備えた形状である。可動コア５は磁気を通す材質、例えば磁性材料で構成されている。筒状部５０は、開口下端から内挿された状態のシャフト部材４３および第１スプリング４６を取り囲んでいる。

連結部材６は、弁体７と可動コア５とを連結している部材である。連結部材６は、可動コア５の外周面に近接または接触した状態で可動コア５を軸方向に変位可能に支持する。連結部材６は、電磁力によって第１スプリング４６の付勢力に抗して軸方向に移動する可動コア５を摺動可能に支持する。連結部材６は、ハウジング本体の内部において、軸心が可動コア５の軸心に対して傾くことが可能な状態で弁体７と可動コア５とを連結している。

連結部材６は、例えば樹脂材料等の磁気を通しにくい材料で形成されている。図６、図７に示すように、連結部材６は、弁体７が装着されている環状盤部６１と、それぞれ可動コア５の頭部５１の外周面を支持する複数の支持部６０と、を備える。さらに連結部材６は、環状盤部６１とは反対側に位置する支持部６０の端部から、連結部材６の軸心側、あるいは径内側に延びる内方突出部６２を備える。弁体７は、シートバルブ３２０に対向する円盤状の第１弁部７１と、頭部５１に対向する円盤状の第２弁部７２と、第１弁部７１と第２弁部７２とを連絡するように軸方向に延びる筒状部７０と、を備えた、両端が開口する筒状体である。筒状部７０の内側に形成されて弁体７を縦断する通路は、弁体７を貫く内部通路７１ａである。第２弁部７２は、第１弁部７１よりも外径寸法が小さく形成されている。弁体７は、ゴム等の弾性変形可能な材質で形成されている。弁体７は、筒状部７０が環状盤部６１の内側に嵌っている状態で連結部材６に一体に装着されている。このとき弁体７は、第２弁部７２と第１弁部７１とで環状盤部６１を両側から挟むようにして連結部材６に装着されている。

内方突出部６２は、可動コア５の頭部５１の下側で可動コア５における筒状部５０の外面に接触または近接して可動コア５を支持している。内方突出部６２は、可動コア５の頭部５１の下側の端面と筒状部５０の上側の外面との接触または近接する状態では頭部５１を抱えるようにして可動コア５を支持している。内方突出部６２は、連結部材６の軸心が可動コア５の軸心に対して傾くことが可能な状態で可動コア５を支持することに寄与している。

第１スプリング４６は、固定コア４５に固定されているシャフト部材４３に軸方向の一端部が接触し可動コア５の頭部５１に軸方向の他端部が接触して、筒状部５０の内側に設けられている。したがって、第１スプリング４６は、可動コア５をシートバルブ３２０側へ移動させようとする付勢力を提供している。第２スプリング４７は、可動コア５の頭部５１に軸方向の一端部が接触し連結部材６の環状盤部６１に軸方向の他端部が接触して、可動コア５の上方であって連結部材６の内側に設けられている。したがって、第２スプリング４７は、連結部材６および弁体７をシートバルブ３２０側へ移動させようとする付勢力と頭部５１をシャフト部材４３側に押す付勢力とを提供している。

支持部６０は、環状盤部６１の外周縁から連結部材６の軸方向に延びている。支持部６０は、頭部５１の外面に接触または近接して可動コア５を支持している。複数の支持部６０は、連結部材６の軸心が可動コア５の軸心と同軸になるように可動コア５を支持することに寄与している。支持部６０は、環状盤部６１の外周縁における所定の部位から可動コア５の外周面に沿って下方に延びる内側壁面を有する棒状の脚部をなしている。支持部６０の内側壁面は可動コア５の外周面に面している。

複数の支持部６０は、可動コア５の外周を囲むように環状盤部６１の外周縁において間隔をあけて設けられている。複数の支持部６０は、環状盤部６１の外周縁において所定のピッチで設けられている。複数の支持部６０は、可動コア５の外周面に部分的に接触して支持する構成でもよい。連結部材６は、複数の支持部６０によって頭部５１の外周面の一部に部分的に接触することで、可動コア５に対して同軸に設けられている。したがって、連結部材６が有するガイド機能と傾き調整機能とにより、可動コア５と連結部材６とが同軸または２軸をなすように両者間の位置調整が可能となっている。

また支持部６０は、可動コア５の外周面に対向する内側壁面に、径内側、換言すれば連結部材６の軸心側に凸となる曲面が形成されている。すなわち、支持部６０は、軸心側に凸となる曲面で可動コア５の外周面と部分的に接触する。この構成により、断面形状において、各支持部６０と可動コア５との摺動部が面を形成するように擦れ合うのではなく点または線を形成するように擦れ合う。この作用によれば、組立の初期段階で連結部材６の軸心が可動コア５の軸心に対して傾いて組み付き始めたとしても、すべての支持部６０が可動コア５と擦れるにしたがい当初の傾きが是正され、軸心一致に近づくように組み立てることができる。したがって、製造過程での連結部材６と可動コア５との芯ずれを抑制する効果が高く、連結部材６と可動コア５とを調心することができる。

パージバルブ１は、通常は蒸発燃料供給用通路を閉じた状態を維持し、制御装置によって電磁ソレノイド部４に通電が行われると、電磁力の大きさに応じて電磁力が第１スプリング４６の付勢力に打ち勝って、蒸発燃料供給用通路を開いた状態にする。制御装置は、通電のオン時間とオフ時間とによって形成される１周期の時間に対するオン時間の比率、すなわちデューティ比を制御して電磁ソレノイド部４に通電を行う。パージバルブ１は、デューティコントロールバルブともいう。この通電制御により、蒸発燃料供給用通路を流通する蒸発燃料の流量（パージ量）を調節することができる。

パージバルブ１は、蒸発燃料である流体の通路を形成するハウジング本体を備える。ハウジング本体は、流体の供給を受ける入力ポート２０が設けられた入力側ハウジング部２と、出力ポート３０が設けられた出力側ハウジング部３と、を少なくとも備える。入力側ハウジング部２は、電磁ソレノイド部４、連結部材６、弁体７等を収容する。

出力側ハウジング部３は、入力側ハウジング部２の上部の開口を覆うフランジ部３１を備える。さらに出力側ハウジング部３は、フランジ部３１に対して外側あるいは上方に突出する筒状部である出力ポート３０と、内側あるいは下方に突出する筒状部３２と、を有する。筒状部３２は、可動コア５が開弁状態に作動したときに蒸発燃料が入力ポート２０側から流入する通路を内部に有する。筒状部３２の内部通路は、通路断面積が下流に向かうほど拡大するように形成されている。

フランジ部３１は、入力側ハウジング部２において上部の開口部から全周にわたって放射状に突出するフランジ部２１に重ね合わされた状態でフランジ部２１に一体に接合される。この接合は、例えば、レーザ照射によって樹脂を溶融させ両者を接着することにより実施される。このようにフランジ部３１とフランジ部２１とが一体に接合されることにより、内部を流通する流体が外部に漏れ出ないように入力側ハウジング部２と出力側ハウジング部３とを結合している。筒状部３２を含む出力側ハウジング部３は樹脂材料で形成されている。

筒状部３２の先端面は、連結部材６および可動コア５とともに軸方向に変位する弁体７が着座する弁座としてのシートバルブ３２０を構成する。シートバルブ３２０が弁体７の第１弁部７１に対向する位置となる状態でフランジ部３１とフランジ部２１とが接合されることで、出力側ハウジング部３と入力側ハウジング部２とは適正に結合することになる。シートバルブ３２０は、環状面または環状線を形成するように第１弁部７１に接触している。

入力側ハウジング部２は固定コア４５を内蔵している。固定コア４５は、シャフト部材４３を固定するとともに、外嵌めされるボビン４４に組み付けられている。固定コア４５、シャフト部材４３、可動コア５、連結部材６および弁体７は、軸心が同軸をなすように設置されている。固定コア４５は、シャフト部材４３が圧入された筒状部４５３と、可動コア５が軸方向に変位可能なように可動コア５の筒状部５０の外面を支持する筒状部４５２と、連結部材６が軸方向に変位可能なように連結部材６の外面を支持する筒状部４５１と、を備える。固定コア４５は、さらに、筒状部４５１におけるシートバルブ３２０側の端部から外方に突出する矩形状の平板部であるプレート部４５０を備える。筒状部４５３は、内径が筒状部４５１や筒状部４５２の内径よりも小さく、外径が筒状部４５１の外径と同等であるように形成されている。筒状部４５２は、内径が筒状部４５１の内径よりも小さく、外径が筒状部４５１や筒状部４５３の外径よりも小さく形成されている。固定コア４５、シャフト部材４３は磁気を通す材質で構成されている。

電磁ソレノイド部４は、ヨーク４１、ボビン４４、コイル４２、固定コア４５、可動コア５、シャフト部材４３、コネクタ等を備えて構成される。コネクタは、ヨーク４１の側方または外側に位置するように設けられる。コネクタは、コイル４２に通電するために設けられており、内部のターミナル端子は、コイル４２と電気的に接続されている。電磁ソレノイド部４は、コネクタによってターミナル端子を電流制御装置等に電気的に接続することにより、コイル４２に通電する電流を制御できる。ボビン４４は、樹脂材により円筒状に形成され、ヨーク４１の内側に設けられている。コイル４２は、ボビン４４の外周面に巻回されている。ヨーク４１は、磁気を通す材質、例えば磁性材料で構成されている。

ヨーク４１は、ボビン４４およびコイル４２の外周側を覆うようにして設けられている。ボビン４４は、固定コア４５、連結部材６、可動コア５、第１スプリング４６、第２スプリング４７、シャフト部材４３を内側に収容した状態で、これらと同軸状に設けられている。

ヨーク４１は、図６等に示すように、平板状の細長い部材をＵ字状に折り曲げたような形状をなす。ヨーク４１は、Ｕ字状をなす部材の中間部において圧入された状態の固定コア４５を支持する。ヨーク４１は、両端部で固定コア４５のプレート部４５０に係合して一体になっている。ヨーク４１はＵ字状をなす部材の両端部に、２個で一組の爪部４１０をそれぞれ備える。一組の爪部４１０は間隔をあけて並ぶように立設している。一組の爪部４１０は、爪部４１０と爪部４１０とが押し広げられた状態にかしめられて各係孔部４５０ａに固定される。プレート部４５０とヨーク４１はこのような固定構造によって係合し、一体になっている。

プレート部４５０は、固定コア４５において弁体７および連結部材６を取り囲む部分である。プレート部４５０は、両端部にそれぞれ設けられた係孔部４５０ａと、中央に設けられた円形状をなす開口部と、を備える。プレート部４５０は、中央に設けられた開口部で弁体７および連結部材６を取り囲み、両端部でヨーク４１と結合している。

次に連結部材６の傾き調整機能について、図８および図９をそれぞれ参照して説明する。なお、図を見やすくするため、図８、図９において断面のハッチングを削除している。

電磁弁の製造工程において、入力側ハウジング部２と出力側ハウジング部３とを組み立てるときに、出力側ハウジング部３と一体であるシートバルブ３２０が、弁体７に対して傾いて組み付けられてしまうことがある。この場合に、図９に比較例として示した従来の電磁弁では、入力側ハウジング部２の軸心に対するシートバルブ３２０の軸心の傾き角度をＳ１、入力側ハウジング部２の軸心に対する可動コア５の軸心の傾き角度をＣ１とする。可動コア５は軸方向に変位可能に固定コアに支持されているため、角度Ｃ１はあまり大きくならないが、角度Ｓ１は、角度Ｃ１よりも大きくなりうる。Ｓ１がＣ１よりも大きくなった場合は、弁体７の軸心に対するシートバルブの軸心の傾きを吸収する方向に調整できないため、弁体７がシートバルブ３２０に適正に接触することができず、流体洩れが発生するという課題がある。

一方、この実施形態の電磁弁では、図８に図示するように、前述の角度Ｓ１、角度Ｃ１に加えて、入力側ハウジング部２の軸心に対する連結部材６の軸心の傾き角度Ｌ１が生じうる。これは、連結部材６が、軸心が可動コア５の軸心に対して傾くことが可能な状態で、可動コア５と結合しているからである。この電磁弁によれば、Ｓ１がＣ１よりも大きくなった場合に、角度Ｌ１によって、弁体７の軸心に対するシートバルブ３２０の軸心の傾きを吸収する方向に調整可能なため、弁体７とシートバルブ３２０の接触状態を改善することができる。

さらに、電磁弁は、角度Ｌ１と角度Ｃ１とを合わせた値が角度Ｓ１以上となるような角度Ｌ１を備えることが好ましい。この好ましい構成によれば、角度Ｌ１によって、弁体７の軸心に対するシートバルブ３２０の軸心の傾きを完全に吸収することができ、閉状態での弁体７とシートバルブ３２０との間における流体洩れが発生しない電磁弁を提供できる。

電磁弁は、ハウジング本体の内部通路を、閉状態と中間開状態と全開状態とに切り換えることができる。閉状態は、図１０に示すように、弁体７がシートバルブ３２０と可動コア５との両方に接触する状態である。閉状態では、第１弁部７１がシートバルブ３２０に接触し第２弁部７２が頭部５１に接触している。中間開状態は、図２〜図６に示すように、弁体７がシートバルブ３２０に接触し可動コア５から離間する状態である。中間開状態では、第１弁部７１がシートバルブ３２０に接触し第２弁部７２が頭部５１から離間している。全開状態は、図１１に示すように、弁体７がシートバルブ３２０と可動コア５の両方から離間する状態である。全開状態では、第１弁部７１がシートバルブ３２０から離間し第２弁部７２が頭部５１から離間している。したがって、電磁弁は、閉状態から全開状態へ、閉状態から全開状態へ、それぞれ遷移するときに、途中に中間開状態を経由することにより、通路の全開と遮断との間に２段階の動作が実施されることになる。

電磁ソレノイド部４の非通電時には、可動コア５が第１スプリング４６のばね力によってシートバルブ３２０側に付勢されることにより、第１弁部７１がシートバルブ３２０に接触し第２弁部７２が頭部５１に接触して閉状態を保っている（図１０参照）。この閉状態では、入力ポート２０の内部通路と出力ポート３０の内部通路との連通が遮断されるため、蒸発燃料は、内燃機関１１側には流れない。

電磁ソレノイド部４のコイル４２に通電すると、ヨーク４１、プレート部４５０、可動コア５、および固定コア４５により形成された磁気回路に磁束が発生する。この磁束に伴う磁力により、可動コア５は固定コア４５の筒状部４５３側に向かって軸方向に吸引されることで第１スプリング４６の付勢力に抗して筒状部４５３側に移動する。このとき、まず可動コア５の頭部５１が第２弁部７２から離れるので、流体が隣り合う支持部６０と支持部６０との間から頭部５１と第２弁部７２との間に流れるようになる（図２等参照）。この中間開状態では、入力ポート２０の内部通路に存在する流体は、隣接する支持部６０間から頭部５１と第２弁部７２との間を経由して内部通路７１ａを通り、出力ポート３０の内部通路に流出する。この中間開状態では、入力ポート２０の内部通路と出力ポート３０の内部通路との連通が許容されて、蒸発燃料は内燃機関１１に向けて流れる。

さらにコイル４２への通電を高めると、中間開状態よりも強い吸引力により、可動コア５を筒状部４５３側に向かって大きく移動させることができる。このとき、可動コア５の頭部５１が連結部材６の内方突出部６２に接触して、内方突出部６２を筒状部４５３側あるいは下方に移動させるので、連結部材６とともに弁体７も移動する。これにより、第１弁部７１がシートバルブ３２０から離れるので、流体がシートバルブ３２０の周囲からシートバルブ３２０と第１弁部７１との間に流れるようになる（図１１参照）。

この全開状態では、中間開状態で頭部５１と第２弁部７２との間に形成した連通路に加え、シートバルブ３２０と第１弁部７１との間にも連通路を形成できる。このため、入力ポート２０の内部通路と出力ポート３０の内部通路とを連通する通路の断面積が大きくなり、内燃機関１１に向けて供給する蒸発燃料の流量を増加することができる。以上により、電磁弁は、コイル４２に通電する電流をＯＮ／ＯＦＦする制御により、閉状態、中間開状態、全開状態にわたって切り換えることができ、内燃機関１１に向けて供給する蒸発燃料の流量を制御することができる。

次に、第１実施形態のパージバルブ１がもたらす作用効果について説明する。電磁弁において、ハウジング本体は、少なくとも入力側ハウジング部２と出力側ハウジング部３とが組み合わされて形成されており、作動流体が流通する通路を内部に形成する。電磁弁の弁体７は、出力側ハウジング部３に一体に設けられたシートバルブ３２０から離間して作動流体の流通を許可する開状態とシートバルブ３２０に接触して作動流体の流通を阻止する閉状態とに切り換えるように通路を開閉する。電磁弁の可動コア５は、入力側ハウジング部２に固定されている固定コア４５に支持されて軸方向に変位可能な状態でハウジング本体の内部に設けられている。電磁弁の連結部材６は、ハウジング本体の内部において、軸心が可動コア５の軸心に対して傾くことが可能な状態で弁体７と可動コア５とを連結している。電磁弁の電磁ソレノイド部４は、開状態と閉状態とを切り換えるために可動コア５を軸方向に駆動する駆動力を発生する。閉状態は弁体７がシートバルブ３２０と可動コア５との両方に接触し、開状態は、弁体７がシートバルブ３２０に接触し可動コア５から離間する中間開状態と、弁体７がシートバルブ３２０と可動コア５の両方から離間する全開状態と、を含む。閉状態から中間開状態へ遷移し、中間開状態から全開状態へ遷移する。

この電磁弁によれば、連結部材６が可動コア５に対して傾くことが可能な構成で弁体７と可動コア５とを連結する。このため、出力側ハウジング部３が入力側ハウジング部２に対して傾いた状態で組み立てられた場合でも連結部材６が入力側ハウジング部２に対して傾くことができる。これにより、シートバルブ３２０の弁体７に対する傾きを入力側ハウジング部２に対する連結部材６の傾きによって吸収する方向に調整可能な電磁弁が得られる。さらに、電磁弁は、作動流体の流通を阻止する閉状態から、弁体７が可動コア５から離間して作動流体の流通を一部許可する中間開状態へと遷移し、中間開状態から、弁体７がシートバルブ３２０と可動コア５の両方から離間する全開状態へと遷移する。これにより、閉状態から全開状態にわたって弁体７が変位する間に、中間開度の段階を経由するため、弁作動時の内部の圧力を少なくとも２段階に分けて変化させることができる。このような圧力変化の過程を実現することにより、電磁弁の作動において開状態と閉状態との繰り返しに伴う圧力変動が緩やかになり、従来に比べて脈動を抑制することできる。したがって、弁体７のシール性向上と脈動の低減とを図ることができる電磁弁を提供できる。

弁体７は、シートバルブ３２０に対向する位置に設けられて閉状態および中間開状態においてシートバルブ３２０に接触する第１弁部７１と、可動コア５の頭部５１に対向する位置に設けられて閉状態において頭部５１に接触する第２弁部７２と、を備える。この構成によれば、弁体７におけるシール部を２箇所に設定することにより、中間開状態において第２弁部７２と可動コア５とのシール部に圧力が作用するため、受圧面積を抑えた電磁弁を提供できる。

連結部材６は、可動コア５の外周面に近接または接触した状態で、可動コア５を軸方向に変位可能に支持する複数の支持部６０を備える。この構成によれば、可動コア５の周囲において２個以上の支持部が存在する部位を除く磁気経路が高い部分を分散して設けることができる。このため、可動コア５の頭部５１から固定コア４５へ磁気が流れやすくなり、磁気回路における磁束の発生を高めて、弁体７をスムーズに動作させることに寄与する。また、この構成によれば、可動コア５の径寸法を小さくすることができる。これにより、電磁弁全体の小型化が図れ、コイルの使用量を抑えた電磁弁を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態の電磁弁について、図１２を参照して説明する。第２実施形態は、連結部材１０６の構成が第１実施形態と相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１２に図示するように、連結部材１０６は、複数の支持部１６０に係る構成が連結部材６と相違する。各支持部１６０は、環状盤部１６１の外周縁よりも軸心寄りあるいは径内側の位置から連結部材６の軸方向に突出する棒状の脚部をなしている。複数の支持部１６０は、環状盤部１６１において間隔をあけて環状に並んでいる。頭部１５１には、複数の支持部１６０に対応する位置に貫通穴１５１ａが設けられている。貫通穴１５１ａは、支持部１６０の外形と同じあるいは若干大きい形状である開口部である。複数の支持部１６０は、それぞれ貫通穴１５１ａに挿通されており、可動コア１０５を支持している。支持部１６０の外周面は貫通穴１５１ａの内周面に部分的に接触して支持する構成でもよい。

連結部材１０６は、複数の支持部１６０によって頭部１５１を貫通するような状態で支持することで、可動コア１０５に対して同軸に設けられている。複数の支持部１６０は、連結部材１０６の軸心が可動コア１０５の軸心と同軸になるように可動コア１０５を支持することに寄与している。第２スプリング４７は、第２弁部７２や複数の支持部１６０を取り囲むように設けられている。

さらに連結部材１０６は、環状盤部１６１とは反対側に位置する支持部１６０の端部から、連結部材１０６の径外側または径内側に延びる内方突出部１６２を備える。内方突出部１６２は、可動コア１０５の頭部１５１の下側の面に接触または近接して可動コア１０５を支持している。内方突出部１６２は、頭部１５１の下側の面と接触または近接する状態では頭部１５１を抱えるようにして可動コア１０５を支持している。内方突出部１６２は、連結部材１０６の軸心が可動コア１０５の軸心に対して傾くことが可能な状態で可動コア１０５を支持することに寄与している。したがって、連結部材１０６が有するガイド機能と傾き調整機能とにより、可動コア１０５と連結部材１０６とが同軸または２軸をなすように両者間の位置調整が可能となっている。

固定コア１４５は、シャフト部材４３が圧入された筒状部４５３と、可動コア１０５が軸方向に変位可能なように可動コア１０５の筒状部１５０の外面を支持する筒状部１４５２と、を備える。固定コア１４５は、固定コア４５と異なり、連結部材１０６を支持していない。

第２実施形態の電磁弁によれば、連結部材１０６は、可動コア１０５の頭部１５１に設けられた貫通穴１５１ａに挿通された状態で、可動コア１０５を軸方向に変位可能に支持する複数の支持部１６０を備える。この構成によれば、複数の支持部１６０を連結部材１０６の外周縁よりも軸心側に配置することができるので、連結部材１０６の外径寸法を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態の電磁弁について、図１３を参照して説明する。第３実施形態は、連結部材２０６の構成が第１実施形態と相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態や第２実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図１３に図示するように、連結部材２０６は、ゴム製の弁体７が連結部材２０６の環状盤部６１に一体に形成されている点が連結部材６や連結部材１０６と相違する。第３実施形態の弁体７は、環状盤部６１を挟むように両側に一体に設けられた第１弁部７１と第２弁部７２とを備える。したがって、樹脂製の連結部材２０６とゴム製の弁体７とは、一体の部品を構成する。連結部材２０６は、例えば、ゴム以外の樹脂材料で形成されている部分とゴムで形成されている弁体７とを金型内で一体成形することにより製造できる。連結部材２０６は、弁体７と可動コア５とを連結する部材ではなく、弁体７との一体物である連結部材２０６が可動コア５に対して傾くことが可能な状態で可動コア５に結合する部材である。連結部材２０６と可動コア５との結合に係る構成は、第１実施形態と同様である。

以上のように、第３実施形態の電磁弁は、弁体７が一体に形成されている部材であって、ハウジング本体の内部において軸心が可動コア５の軸心に対して傾くことが可能な状態で可動コア５を結合する連結部材２０６を備えている。

第３実施形態によれば、連結部材２０６が可動コア５に対して傾き可能な構成で可動コア５と結合しているので、出力側ハウジング部３が入力側ハウジング部２に対して傾いた状態で組み立てられた場合でも連結部材２０６が入力側ハウジング部２に対して傾くことができる。これにより、シートバルブ３２０の第１弁部７１に対する傾きを入力側ハウジング部２に対する連結部材２０６の傾きによって吸収する方向に調整可能な電磁弁が得られる。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態において、シートバルブ３２０は第２ハウジング部である出力側ハウジング部３の一部であるが、シートバルブ３２０は別部品を介して出力側ハウジング部３に一体に設けられている形態でもよい。この場合にでもシートバルブ３２０は、第２ハウジング部に一体に設けられている。

前述の実施形態において、ヨーク４１は爪部４１０と係孔部４５０ａとの係合によってプレート部４５０と一体になっているが、ヨーク４１とプレート部４５０の結合に係る構成はこの形態に限定されない。

前述の実施形態において、連結部材が備える複数の支持部は、２個以上であればよく、その個数は限定されない。したがって、連結部材は、可動コア５の外周面に近接または接触する２個以上の支持部を有して可動コア５を軸方向に摺動可能に支持する。これによれば、可動コア５の周囲において２個以上の支持部が存在する部位を除く磁気経路が高い部分を分散して設けることができる。

前述の実施形態において、第１ハウジング部を入力側ハウジング部２とし、第２ハウジング部を出力側ハウジング部３として説明しているが、この形態に限定しない。第２ハウジング部にシートバルブ３２０が設けられていればよく、例えば、第２ハウジング部を入力側ハウジング部２とし、第１ハウジング部を出力側ハウジング部３として構成してもよい。

２…入力側ハウジング（第１ハウジング部）
３…出力側ハウジング（第２ハウジング部）
４…電磁ソレノイド部、 ５，１０５…可動コア
６，１０６…連結部材、 ７…弁体
４５…固定コア、 ５１…頭部
７１…第１弁部、 ７２…第２弁部
１５１ａ…貫通穴
３２０…シートバルブ

Claims (4)

1. 少なくとも第１ハウジング部（２）と第２ハウジング部（３）とが組み合わされて形成されており、作動流体が流通する通路を内部に形成するハウジング本体（２，３）と、
   前記第２ハウジング部に一体に設けられたシートバルブ（３２０）から離間して前記作動流体の流通を許可する開状態と前記シートバルブに接触して前記作動流体の流通を阻止する閉状態とに切り換えるように前記通路を開閉する弁体（７）と、
   前記第１ハウジング部に固定されている固定コア（４５）に支持されて軸方向に変位可能な状態で前記ハウジング本体の内部に設けられている可動コア（５；１０５）と、
   前記ハウジング本体の内部において、軸心が前記可動コアの軸心に対して傾くことが可能な状態で前記弁体と前記可動コアとを連結する連結部材（６；１０６）と、
   前記開状態と前記閉状態とを切り換えるために前記可動コアを前記軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４）と、
   を備え、
   前記閉状態は前記弁体が前記シートバルブと前記可動コアとの両方に接触し、
   前記開状態は、前記弁体が前記シートバルブに接触し前記可動コアから離間する中間開状態と、前記弁体が前記シートバルブと前記可動コアの両方から離間する全開状態と、を含み、
   前記閉状態から前記中間開状態へ遷移し、前記中間開状態から前記全開状態へ遷移し、
   前記弁体は、前記シートバルブに対向する位置に設けられて前記閉状態および前記中間開状態において前記シートバルブに接触する第１弁部（７１）と、前記可動コアの頭部（５１）に対向する位置に設けられて前記閉状態において前記頭部に接触する第２弁部（７２）と、を備える電磁弁。
2. 少なくとも第１ハウジング部（２）と第２ハウジング部（３）とが組み合わされて形成されており、作動流体が流通する通路を内部に形成するハウジング本体（２，３）と、
   前記第２ハウジング部に一体に設けられたシートバルブ（３２０）から離間して前記作動流体の流通を許可する開状態と前記シートバルブに接触して前記作動流体の流通を阻止する閉状態とに切り換えるように前記通路を開閉する弁体（７）と、
   前記第１ハウジング部に固定されている固定コア（４５）に支持されて軸方向に変位可能な状態で前記ハウジング本体の内部に設けられている可動コア（５；１０５）と、
   前記弁体が一体に形成されており、前記ハウジング本体の内部において軸心が前記可動コアの軸心に対して傾くことが可能な状態で前記可動コアを結合する連結部材（２０６）と、
   前記開状態と前記閉状態とを切り換えるために前記可動コアを前記軸方向に駆動する駆動力を発生する電磁ソレノイド部（４）と、
   を備え、
   前記閉状態は前記弁体が前記シートバルブと前記可動コアとの両方に接触し、
   前記開状態は、前記弁体が前記シートバルブに接触し前記可動コアから離間する中間開状態と、前記弁体が前記シートバルブと前記可動コアの両方から離間する全開状態と、を含み、
   前記閉状態から前記中間開状態へ遷移し、前記中間開状態から前記全開状態へ遷移し、
   前記弁体は、前記シートバルブに対向する位置に設けられて前記閉状態および前記中間開状態において前記シートバルブに接触する第１弁部（７１）と、前記可動コアの頭部（５１）に対向する位置に設けられて前記閉状態において前記頭部に接触する第２弁部（７２）と、を備える電磁弁。
3. 前記連結部材は、前記可動コアの外周面に近接または接触した状態で、前記可動コアを前記軸方向に変位可能に支持する複数の支持部（６０）を備える請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記連結部材は、前記可動コアの前記頭部に設けられた貫通穴（１５１ａ）に挿通された状態で、前記可動コアを前記軸方向に変位可能に支持する複数の支持部（１６０）を備える請求項１または請求項２に記載の電磁弁。

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