JPH0220551Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、弁体と弁座とによつてスイツチを構
成するようにした電磁弁に関する。

（従来の技術） 弁装置の開閉状態に応じた電気信号を得るた
め、弁体と弁座とによつてスイツチが構成される
ようになつているものが知られているが、このよ
うに構成されたスイツチ付電磁弁は、弁体の開閉
タイミングを検出してその結果をフイードバツク
し、電磁弁に印加する駆動パルスの補正を行なつ
て電磁弁の開閉タイミングを目標タイミングに一
致させるようにした電磁弁駆動回路を構成する場
合に必要とされる。

この種の弁装置としては、例えば、燃料噴射開
始のタイミング及び燃料噴射終了のタイミングを
示す電気信号を針弁の動きに応じて取出す目的
で、針弁とノズルボデイとによつて機械的スイツ
チを構成するようにした燃料噴射弁が開示されて
いる（特開昭57−52672号公報）。この開示された
燃料噴射弁では、ノズルボデイ及び該ノズルボデ
イの案内孔内で滑動する針弁を導電性材料を用い
て形成し、導電性可動部材である針弁の外面を酸
化アルミニウムにより絶縁し、これにより、針弁
がノズルボデイーに形成された弁座に着座したと
きに閉じ、針弁が弁座から離れたときに開くスイ
ツチが構成されるようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、この従来のこの種の電磁弁内に構成さ
れたスイツチにあつては、弁体の外周面のみに絶
縁層が形成されているため次のような不具合があ
つた。すなわち、この種のスイツチでは、閉弁の
期間だけオン状態となることが望まれるが、従来
のこの種のスイツチでは、弁体の外周面のみにし
か絶縁が施されていないため、弁装置が開弁又は
閉弁となる前後において弁体とストツパとの間で
不要な電気的接触状態が生じ、これによりスイツ
チからの信号に雑音が重畳されるという不具合を
有している。従つて、この雑音成分を除去するた
めに、複雑な信号処理回路等を必要としていた。

本考案の目的は、従つて、電磁弁が閉弁状態に
ある場合にのみオン状態となるようにしたスイツ
チ付の電磁弁を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案の構成は、導電性材料から成る弁体と、
該弁体を滑動自在に案内する案内孔が形成された
導電性本体と、上記弁体が該本体に形成された弁
座に着座したときに該本体と上記弁体とが電気的
に接続されるスイツチを構成するため上記弁体の
滑動面に形成された絶縁層と、励磁コイルを有す
る固定子構造体と上記弁体に取付けられたアマチ
ユアとから成り上記弁体を上記弁座に着座せしめ
るための電磁アクチエータと、該電磁アクチエー
タの消勢時に上記弁体を上記弁座から離すように
上記弁体をばね付勢するためのばね手段と、上記
弁体のストローク量を定めるため上記弁体と連結
され上記電磁アクチエータの消勢時に上記弁体に
当接するストツパと、上記ストツパと上記本体と
の間に設けられた絶縁部とを有して成る点に特徴
を有する。

（作用） 電磁アクチエータが消勢されていると、弁体は
ばね手段によつて開弁方向に付勢され、このとき
ストツパが本体に圧接される。しかし、絶縁部に
よつて弁体と本体との間の絶縁が保たれるため、
弁体と本体とによつて構成されるスイツチはオフ
状態となつている。

電磁アクチエータが付勢され、これにより弁体
がばね手段のばね力に抗して移動し、弁体が弁座
に着座したときに、このスイツチははじめてオン
状態となる。次いで、電磁アクチエータが消勢さ
れ、弁体が弁座から離れた際にスイツチはオフと
なり、弁体が開弁位置に戻つてストツパが作用し
ても、絶縁部により、ストツパと本体との間の絶
縁が保たれ、スイツチはオフのままである。

この結果、スイツチは、弁体が弁座に着座して
いる期間のみオンとなり、このスイツチを用い
て、電磁弁の開閉タイミングを示す信号を容易に
得ることができる。

（実施例） 第１図には、本考案による電磁弁の一実施例を
示す断面図が示されている。電磁弁１は、例えば
燃料噴射ポンプの燃料噴射量を調節するために用
いることができ、励磁コイル２を備えた固定子３
と、固定子３の下面３ａに対向して配置されたア
ーマチユア４とを有している。アーマチユア４は
その中心部に貫通孔４ａを有する円板状の磁性体
から成り、その周縁部が固定子３と反対側に折り
曲げられており、その下面４ｂにはストツパ５が
固着され、その上面４ｃにはばね部材６が固着さ
れている。ストツパ５の貫通孔５ａとねじ部材６
のねじ孔６ａとは、共に、貫通孔４ａと整列する
ように配置されている。

固定子３の下端部には、支持フレーム７が固着
されており、支持フレーム７の開口７ａ内には取
付筒８が固着されている。取付筒８の取付孔８ａ
内には、弁体９を滑動自在に支持案内するための
案内孔１０ａが形成されている支持案内体１０が
はめ合わされ、取付筒８の外周面に螺着される押
え部材３５により、支持案内体１０が取付筒８内
にしつかりと取付けられている。

案内孔１０ａによつて支持案内されている弁体
９は、案内孔１０ａの内径より稍かに細い外径の
太径部９ａを有し、この太径部９ａの外周面９ｂ
上に、スパツタリング、イオンプレーテイングの
如き物理蒸着法により適宜の絶縁物を被着せしめ
て成る絶縁層１１が設けられており、太径部９ａ
はこの絶縁層１１を介して案内孔１０ａにより支
持案内されると共に案内孔１０ａの内周面と接触
している。案内孔１０ａの内径は、絶縁層１１の
厚さを考慮して、太径部９ａの外径よりも稍かに
大きくなるように定められており、これによつ
て、弁体９の太径部９ａと案内孔１０ａとの間の
油密状態を保持しつつ、弁体９を案内孔１０ａに
よつてその軸線方向に滑動自在に案内することが
できる。弁体９の下端部には円錐部１２が形成さ
れており、弁体９が上方に移動したときに、円錐
部１２が支持案内体１０の下端開口部に形成され
ている弁座１３に着座する構成となつている。

弁体９の上端部は細径となつており、その一部
には、ねじ部材６のねじ孔６ａに相応したねじ溝
９ｃが刻設されており、ストツパ５の貫通孔５ａ
から挿通された弁体９は、そのねじ溝９ｃがねじ
孔６ａに螺入せしめられ、これにより弁体９にア
ーマチユア４を固定することができる。

ねじ部材６は、固定子３の中心部に設けられた
ばね室１４内に収納され、ばね室１４内に設けら
れているコイルばね１５の一端がねじ部材６によ
り支えられ、コイルばね１５の他端が固定子３に
固着された電極組立体１６により支えられてい
る。電極組立体１６は、絶縁部材１７により固定
子３と電気的に絶縁されている電極１８及びばね
受け１９を有し、絶縁部材１７と固定子３との間
には、コイルばね１５のばねセツト力を調節する
ためのシム２０が設けられている。そして、シム
２０、絶縁部材１７、電極１８及びばね受１９
は、ボルト２１とナツト２２とにより固定子３に
しつかりと固定されている。

この結果、コイルばね１５は、電極組立体１６
と弁体９との間で作用し、弁体９を矢印Ａ方向、
すなわち弁体９の円錐部１２を弁座１３から離反
せしめる方向にばね付勢する。従つて、励磁コイ
ル２が消勢されていると、弁体９は、ストツパ５
の下面５ａが支持案内体１０の上端面１０ｂに当
接するまで矢印Ａ方向に移動し、ストツパ５の下
面５ａが支持案内体１０の上端面１０ｂに当接し
た状態に保持されている。それ故、ねじ部材６と
弁体９の上端ねじ溝９ｃとの螺着状態を調整すれ
ば、アーマチユア４と固定子３との間の間隙長を
極めて容易に所望の値に調整することができる。

弁体９の円錐部１２が弁座１３に着座したとき
のみ、弁体９と支持案内孔１０とが電気的に接続
されるようにするため、支持案内体１０の上端面
１０ｂには、高機能プラスチツク又はセラミツク
ス等から成る絶縁シート２３設けられており、ス
トツパ５の下面５ａはこの絶縁シート２３を介し
て上端面１０ｂに当接する。従つて、絶縁層１１
と絶縁部材１７とを除いた他の全てのものは導電
性材料から成つているが、この絶縁シート２３に
よつて、開弁時にスイツチ４のオフ状態が保たれ
る。

更に、本実施例では、アーマチユア４の上面４
ｃにも環状の絶縁シート２４が図示の如く設けら
れており、これによりアーマチユア４に傾きが生
じても、アーマチユア４と固定子３とが電気的に
接続されるのを防止することができる。すなわ
ち、励磁コイル２が励磁され、アーマチユア４が
固定子３に吸引された場合においても、アーマチ
ユア４と固定子３との間には所定長の間隙が生じ
るように調整されているが、その間隙は極めて狭
いため、アーマチユア４に傾むきが生じるとアー
マチユア４の周縁部が固定子３と接触することに
なる。しかし、この絶縁シート２４を設けること
により、このような不都合が生じてもアーマチユ
ア４と固定子３との間の電気的絶縁を保ち、弁体
９と支持案内体１０とにより構成されるスイツチ
がオンとなるのを確実に防止することができる。

尚、アーマチユア４、ばね受１９、コイルばね
１５、ばね部材６及び電極１８は、全て導電性材
料から作られているので、弁体９はこれらの各部
材を介して常に電極１８と電気的に接続されてお
り、電極１８は図示しないワイヤによつて外部の
電気回路と接続される。

案内孔１０ａと弁体９との間から漏れた流体が
固定子３側に流出するのを避けるため、この電磁
弁１には、シール部３０が設けられている。シー
ル部３０は、支持案内体１０の案内孔１０ａの上
部を拡大して形成された室３１内にシール部材３
２が設けられて成り、シール部材３２が弁体９の
細径部の周面に油密状態に圧接せしめられると共
に、室３１の内周壁にも油密状態に圧接せしめら
れている。従つて、弁体９と案内孔１０ａとの間
から漏れ出た流体は、支持案内体１０内に形成さ
れた戻り油路３３を介して回収され、固定子３側
に流出することはない。

次に、第１図に示した電磁弁１の動作について
第２図を参照しながら説明する。励磁コイル２が
消磁状態にあると、弁体９はコイルばね１５によ
り下方に押し下げられているため、円錐部１２は
対応する弁座１３から離れており、電磁弁１は開
状態となつている。弁体９の太径部９ａの外面９
ｂには、絶縁層１１が設けられており、且つスト
ツパ５と支持案内体１０との間には絶縁シート２
３が設けられているので、上述の開弁状態にあつ
ても弁体９は支持案内体１０と電気的に絶縁状態
にある。従つて、電極１８と支持案内体１０との
間は非導通状態となつている。この状態は、第２
図に示す時刻t₀以前の状態であり、弁体９と支持
案内体１０とから成るスイツチはOFF状態とな
つている。

励磁コイル２がｔ＝t₀で励磁されると、第２図
ａに示されるように弁体９は矢印Ａ方向と反対方
向に向けて移動しはじめ、ｔ＝t₁において円錐体
１２が弁座１３に着座し、電磁弁１が完全な閉弁
状態となる。このときスイツチがはじめて閉じら
れる（第２図ｂ）。このときアーマチユア４は固
定子３に接近するが、絶縁シート２４のために、
両者が電気的に接触されることはない。

時刻t₂において励磁コイル２が消磁されると、
弁体９はコイルばね１５のばね力により矢印Ａ方
向に移動しはじめ、これにより弁体９と支持案内
体１０との間の電気的接触が直ちに解除されるた
め、ｔ＝t₂においてスイツチはオフ状態となる。
そして、ｔ＝t₃においてストツパ５が支持案内体
１０に当接し弁体９が完全にその開弁位置に戻
る。

このように、絶縁シート２３を設けたため、従
来では、第２図ｂに一点鎖線で示されるようにｔ
＜t₀及びｔ＞t₃においてもスイツチがオンとなつ
たが、本考案による電磁弁では、第２図ｂに示さ
れるように、弁体９の円錐部１２が弁座１３に着
座している場合にのみオンとなる。このため、複
雑な検出回路を用いることなく、スイツチからの
信号により電磁弁１の閉弁、開弁のタイミングを
容易に知ることができる。

なお、絶縁シート２３，２４の材質は、ポリイ
ミド、ポリエチレンテレフタート等とすることが
できる。さらに、絶縁シート２３は、ストツパ５
に取り付いてもよいし、また、絶縁シート２４は
固定子３の下面３ａに取り付けてもよいことは勿
論である。

（効果） 本考案によれば、上述の如く、弁体が弁座に着
座している場合にのみオンとなるスイツチを電磁
弁内に構成することができるので、このスイツチ
を用いて電磁弁の開閉タイミングを示す信号を容
易に得ることができ、従つて、従来の如く複雑な
信号処理回路を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電磁弁の一実施例を示す
断面図、第２図ａ及び第２図ｂは第１図に示す電
磁弁のスイツチの作動を説明するためのグラフで
ある。 １……電磁弁、２……励磁コイル、３……固定
子、４……アーマチユア、５……ストツパ、６…
…ねじ部材、７……支持フレーム、９……弁体、
１０……支持案内体、１０ａ……案内孔、１１…
…絶縁層、１２……円錐部、１３……弁座、１５
……コイルばね、２３，２４……絶縁シート、３
０……シール部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 導電性材料から成る弁体と、該弁体を滑動自
   在に案内する案内孔が形成された導電性本体
   と、前記弁体が該本体に形成された弁座に着座
   したときに該本体と前記弁体とが電気的に接続
   されるスイツチを構成するため前記弁体の滑動
   面に形成された絶縁層と、励磁コイルを有する
   固定子構造体と前記弁体に取り付けられたアー
   マチユアとから成り前記弁体を前記弁座に着座
   せしめるための電磁アクチエータと、該電磁ア
   クチエータの消勢時に前記弁体を前記弁座から
   離すように前記弁体をばね付勢するためのばね
   手段と、前記弁体のストローク量を定めるため
   前記弁体と連結され前記電磁アクチエータの消
   勢時に上記本体に当接するストツパと、前記ス
   トツパと前記本体との間に設けられた絶縁部と
   を備えて成ることを特徴とする電磁弁。 ２ 前記アーマチユアと前記固定子構造体との間
   に前記アーマチユアと前記固定子構造体との間
   の電気的接触を防止するための絶縁部材が配置
   されていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の電磁弁。 ３ 前記弁体と前記本体との間にシール部が設け
   られていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項又は第２項記載の電磁弁。