JPS6115313B2

JPS6115313B2 -

Info

Publication number: JPS6115313B2
Application number: JP11088279A
Authority: JP
Inventors: Tei Ooyama; Shoji Kawada
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1979-08-29
Filing date: 1979-08-29
Publication date: 1986-04-23
Also published as: JPS5635877A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電磁弁に係り、特に、ハウジング内
に軸方向へ移動可能に組付けられて電磁コイルへ
の通電により原位置から一方向へ移動する可動コ
アと、この可動コアと同軸的に位置して前記可動
コアと一方的に軸方向へ移動するシヤフトと、こ
のシヤフトに組付けられて前記可動コアが原位置
にあるとき前記ハウジング内に設けた弁座に着座
しまた前記可動コアが一方向へ移動したととき前
記弁座から離れる弁体と、前記可動コア及びシヤ
フトを他方向へ付勢するスプリングとを備えてな
る電磁弁に関する。

上記した形成の電磁弁は、従来、例えば実開昭
50−50429号公報や米国特許第3441246号明細書に
て提案されているが、従来の電磁弁は、弁体に
作用する流体圧力を常にバランスさせるようにし
て、可動コア、シヤフト、弁体等が原位置にある
ときにはスプリングの弾撥力のみにより弁体が弁
座に着座するようにし、また可動コア、シヤフ
ト、弁体等が電磁コイルへの通電により原位置か
ら一方向へ移動して弁体が弁座から離れらときに
は、可動コア、シヤフト、弁体等がスプリングの
弾撥力のみに抗して移動するようにしたものと、
弁体に作用する流体圧力をバランスさせない
で、可動コア、シヤフト、弁体等が原位置にある
ときにはスプリングの弾撥力と弁体に作用する流
体圧力の合力により弁体が弁座に着座するように
し、また可動コア、シヤフト、弁体等が電磁コイ
ルへの通電により原位置から一方向へ移動して弁
体が弁座から離れるときには、可動コア、シヤフ
ト、弁体等が前記合力に抗して移動するようにし
たものとに大別される。

ところで、上記したのタイプの電磁弁におい
ては、スプリングの弾撥力を大きくすることによ
り、可動コア、シヤフト、弁体等が原位置にあり
弁体が弁座に着座しているときの耐振性を向上さ
せることができるものの、弁体と弁座から離すと
きには弾撥力を大きくされたスプリングに抗して
可動コア、シヤフト、弁体等を移動させなければ
ならず、大容量の電磁コイルが必要であり、電磁
弁の大型化は避けられない。

一方上記したのタイプの電磁弁においては、
弁体が弁座に着座しているときにスプリングの弾
撥力のみならず弁体に作用する流体圧力によつて
も弁体が弁座に向けて押し付けられるようにすれ
ば、弁体が弁座に着座しているときの耐振性を向
上させることができるものの、弁体を弁座から離
すときにはスプリングの弾撥力及び流体圧力の合
力に抗して可動コア、シヤフト、弁体等を移動さ
せなければならず、この電磁弁においても上記し
たのタイプの電磁弁と同様に、大容量の電磁コ
イルが必要であり、電磁弁の大型化は避けられな
い。

本考案は上記した問題に対処すべくなされたも
ので、上記した形式の電磁弁において、前記シヤ
フトと前記弁座に対向する前記ハウジングに各端
部をそれぞれ組付けられて前記弁座に対向する気
密的な空室を形成するベローズ等の区画部材を設
けるとともに、前記シヤフトが前記可動コアとと
もに原位置にあるときには前記空室内に正圧を付
与しまた前記シヤフト等が原位置から移動位置に
移動するときには前記弁体の前記弁座側に付与さ
れている圧力を前記空室内に付与する切換弁を設
けたことを特徴とする。

上記のように構成した本発明の電磁弁において
は、可動コア及びシヤフト等が原位置にあるとき
空室内に正圧が付与されるため、可動コア及びシ
ヤフト等はスプリングの弾撥力及び空室内に付与
されている正圧により得られる押圧力によつて他
方向へ押圧されることとなり、当該電磁弁に振動
衝撃等が作用しても、可動コア、シヤフト等は原
位置から一方向への移動を適確に規制され、弁体
が弁座から不意に離れることがない。

また、可動コア及びシヤフト等が原位置から移
動位置に移動するときには、空室内に前記弁体の
前記弁座側に付与されている圧力が付与されて弁
体に作用する流体圧力が略バランスするため、可
動コア及びシヤフト等にはスプリングの弾撥力の
みが作用することとなる。

したがつて、本発明の電磁弁によれば、スプリ
ングの弾撥力を小さくしておいて可動コア、シヤ
フト等の原位置にての耐振性を十分に高めること
ができるとともに、小容量の電磁コイルにて可動
コア、シヤフト等を原位置から一方向へ敏速に移
動させることができ、当該電磁弁の小型軽量化を
損なうことなく耐振性の向上を図るとともに、良
好な開弁作動応答性を得ることができる。

以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて設
明する。第１図は本発明の第１実施例を示してい
て、図に示した電磁弁１００は、自動車用内燃機
関に排出ガス浄化システムにおける二次空気供給
装置において使用されるものであり、電磁モータ
部１０と、この電磁モータ部１０の作動に応答し
て作動する流量制御弁２０からなる。

電磁モータ部１０は、磁性材料からなるカツプ
状のモータハウジング１１と、このモータハウジ
ング１１内に配設した電磁コイル１２と、この電
磁コイル１２の左側部に設けた段付筒状の固定コ
ア１３と、電磁コイル１２の右側部に設けた環状
のヨーク１４と、このヨーク１４と固定コア１３
間に設けた段付筒状の可動コア１５を主たる構成
部材とするものであり、ヨーク１４の右端にはリ
ード線の導出部１６ａを有するカラー１６が設け
られ、またこのカラー１６の右端にはホルダ１７
が設けられている。しかして、この実施例におい
ては、左端を固定コア１３の段部にカシメ止めし
右端にホルダ１７の段部にガシメ止めした薄肉の
非磁性材料からなるスリーブ１８によつて、電磁
コイル１２、固定コア１３、ヨーク１４、可動コ
ア１５、カラー１６及びホルダ１７が一体的に組
立てられている。固定コア１３とホルダ１７の同
心度が高精度とされるとともに、電磁モータ部１
０の組付及び生産性の向上が計られている。な
お、電磁コイル１２、固定コア１３、ヨーク１
４、可動コア１５、カラー１６、ホルダ１７及び
スリーブ１８等からなる組立体は、カラー１６の
導出部１６ａをモータハウジング１１の右端に設
けた孔１１ａに嵌挿するとともに固定コア１３の
大径部をモータハウジング１１の左端に設けた内
孔１１ｂ内に嵌合することにより、モータハウジ
ング１１内に組込まれる。

電磁コイル１２は、ボビン１２Ａに巻回されて
スリーブ１８上に組付けられている。ボビン１２
Ａの両端に設けた突起１２ａ，１２ｂを固定コア
１３の孔１３ｄ及びヨーク１４の孔１４ａにそれ
ぞれ嵌入することにより固定コア１３に対して回
り止めされるとともにヨーク１４の回動を規制し
ている。固定コア１３は、磁性材料からなり、そ
の内孔には軸受４１が同軸的に圧入嵌合され、ま
たその右端部には軸方向に延在する環状の凹部１
３Ａが同軸的に設けられている。凹部１３Ａは、
可動コア１５に向けて開口しており、ストレート
の円筒外壁面１３ａ、テーパ状の内壁面１３ｂ及
び底壁面１３ｃを有している。ヨーク１４は、磁
性材料からなり、スリーブ１８上に同軸的に組付
けられていて、ボビン１２Ａとカラー１６間にて
軸方向への移動を規制されている。ホルダ１７
は、アルミニウムからなり、その内孔には軸受４
２が同軸的に圧入嵌合され、またその右端面には
可動コア１５の右方への移動を規制して可動コア
１５を原位置（図の上半分にて示した位置）にて
位置決め固定する緩衝作用を有するストツパとし
ての環状ゴムシート１９が貼着されている。可動
コア１５は、磁性材料からなり、固定コア１３と
ゴムシート１９間にてスリーブ１８内に軸方向へ
移動可能かつ同軸的に組付けられていて、その軸
心にはシヤフト３０が前もつて同軸的かつ一体的
に組付けられている。またこの可動コア１５の右
端大径部にはスロツト１５ｄが軸方向に設けら
れ、かつ左端部には軸方向に延在する環状の凸部
１５Ａが同軸的に設けられている。スロツト１５
ｄは、可動コア１５の軸方向移動時、可動コア１
５の移動方向側およびその背側の両空間を連通す
るもので、可動コア１５の移動時に背側空間に生
ずる負圧により可動コア１５の変位作動が阻害さ
れるのを防止する。凸部１５Ａは、固定コア１３
に向けて突出していて、凹部１３Ａの外壁面１３
ａよりわずかに小径の外壁面１５ａ、凹部１３Ａ
の内壁面１３ｂと同じ傾斜角のテーパ状内壁面１
５ｂ及び先端面１５ｃを有している。シヤフト３
０は、非磁性材料からなり、両軸受４１，４２に
よつて軸方向へ移動可能に支承されている。この
シヤフト３０は、その左端部が軸受４１を気密的
に貫通して流量制御弁部２０にまで延出してお
り、予備荷重を付与した弾撥力の大きな圧縮コイ
ルスプリング３１によつて右方へ付与されてい
る。なお、このスプリング３１の予備荷重の調整
ネジ３２によつて外部から調節し得る。

流量制御弁部２０は、モータハウジング１１に
ガスケツト５０を介して同軸的に組付けたバルブ
ハウジング２１と、このバルブハウジング２１の
左方部内に同軸的に組付けたスリーブ２２と、こ
のスリーブ２２とバルブハウジング２１間にてシ
ヤフト３０に組付けた弁体２３を主たる構成部材
とするものであり、バルブハウジング２１の左端
にはホルダ２４がガスケツト５１を介して同軸的
に組付けられている。バルブハウジング２１は、
アルミニウムからなり、エアポンプに接続される
インレツトポート２１ａ、内燃機関の排気管に接
続されるアウトレツトポート２１ｂ及び大気に開
放されるドレンポート２１ｃを有しており、イン
レツトポート２１ａとアウトレツトポート２１ｂ
間には弁孔２１ｄを有する弁座２１ｅが設けられ
ている。このバルブハウジング２１はモータハウ
ジング１１とにより固定コア１３を挾持してい
て、固定コア１３の軸方向への移動及び回動を規
制している。スリーブ２２は、アルミニウムから
なり、ホルダ２４によつて軸方向への移動を規制
され、かつピン２５により回動を規制されてい
る。またこのスリーブ２２には、弁孔２２ａ（イ
ンレツトポート２１ａとドレンポート２１ｃを連
通させる）を有する弁座２２ｂが弁座２１ｅに対
向して設けられるとともに、通孔２２ｃがドレン
ポート２１ｃに一致して設けられている。

しかして、本実施例においては、弁体２３がシ
ヤフト３０上に軸方向へ摺動可能かつ気密的に組
付けられている。弁体２３はシヤフト３０の左方
への移動に伴なつてシヤフト３０に固着したクリ
ツプ３３と係合して移動しインレツトポート２１
ａとアウトレツトポート２１ｂ間の連通開度を制
御するものであり、左端をリテーナ３４（シヤフ
ト３０上に固定的に設けられている）に係止した
弾撥力の小さな圧縮コイルスプリング３５によつ
て左方へ付勢されている。クリツプ３３は、可動
コア１５が原位置にあるとき弁体２３がスプリン
グ３５の弾撥力により弁座２１ｅに浮動状態にて
着座する位置に設けられている。また、本実施例
においては、シヤフト３０とホルダ２４間にベロ
ーズ３６が気密的に装着されている。ベローズ３
６は、その右端にてシヤフト３０の左端部に気密
的に組付けられまたその左端にてホルダ２４が内
側に気密的に組付けられていて、その内部空室
R₁にはシヤフト３０の左端が露呈している。と
ころで、このベローズ３６の内部空室R₁には、
シヤフト３０の軸心に設けた孔３０ａ及び切換弁
６０を介して、弁体２３の左側に付与されている
圧力、又は弁体２３の右側に付与されている圧力
が付与される。

切換弁６０は、シヤフト３０に設けた半径方向
に両弁孔６１，６２と、弁体２３に固定的に設け
られて弁体２３と一体的に移動し各弁孔６１，６
２をそれぞれ開閉する一対の弁スプール６３，６
４からなる。弁スプール６３は連通孔６３ａを有
し弁体２３とにより通路６５を形成しており、ま
た弁スプール６４は連通孔６４ａを有し弁体２３
とにより通路６６を形成している。このため、こ
の切換弁６０においてシヤフト３０が可動コア１
５とともに原位置にあるときには、ベローズ３６
の内部空室R₁内に、連通孔６３ａ、通路６５、
弁孔６１及び孔３０ａを通して、インレツトポー
ト２１ａに付与されるエアポンプからの正圧が付
与され、またシヤフトが原位置から左方へ移動す
るときには、ベローズ３６の内部空室R₁内に、
連通孔６４ａ、通路６６、弁孔６２及び孔３０ａ
を通して、弁体２３の弁座２１ｅ側に付与されて
いる圧力が付与される。

次に本実施例の作動を説明する。本実施例にお
いて、電磁コイル１２が非励磁状態にあるときに
は、スプリング３１の弾撥力によりシヤフト３０
及び可動コア１５等が図示上半分にて示した原位
置にあつて、弁体２３はスプリング３５の弾撥力
によつて弁座２１ｅに着座し、弁孔２１ｄが全閉
状態にあり、また弁孔２２ａが全開状態にある。
このため、エアポンプから圧送される空気は全て
弁孔２２ａを通つてドレンポート２１ｃから大気
中にリリースされる。ところが、このときには、
エアポンプから圧送される空気の正圧が連通孔６
３ａ、通路６５、弁孔６１及び孔３０ａを通して
ベローズ３６の内部空室R₁内に付与されてお
り、シヤフト３０が右方へ押圧されている。した
がつて、シヤフト３０はスプリング３１の弾撥力
及びベローズ３６の内部空室R₁に付与されてい
る正圧により得られる押圧力によつて右方へ押圧
されることとなり、当該自動車の走行に伴なつて
電磁弁１００に振動、衝撃等が作用しても、可動
コア１５及びシヤフト３０等は原位置から左方へ
の移動を適確に規制され、弁体２３が弁座２１ｅ
から不意に離れることがない。また、このときに
は、弁体２３が弾撥力の小さなスプリング３５の
弾撥力により弁座２１ｅに浮動状態に着座してい
て、必要以上の力によつて弁座２１ｅに押圧され
ることがないため、弁体２３の耐久性が損なわれ
るようなことはない。

また、直流電源からの電流を電磁コイル１２に
付与すれば、この電磁コイル１２に流れる電流に
より生じる磁束が、モータハウジング１１、固定
コア１３、可動コア１５及びヨーク１４を通る。
このため、ヨーク１４の内周面と固定コア１５の
右端大径外周面間、固定コア１３の外壁面１３ａ
と可動コア１５の外壁面１５ａ間、及び固定コア
１３の内壁面１３ｂ、底壁面１３ｃと可動コア１
５の内壁面１５ｂ、先端面１５ｃ間に前記電流の
値に応じた吸引力がそれぞれ発生し、この吸引力
に比例して可動コア１５及びシヤフト３０等がス
プリング３１の弾撥力に抗して左方へ移動する。
この場合、弁体３２はクリツプ３３が当接した後
シヤフト３０と一体的に左方へ移動してインレツ
トポート２１ａとアウトレツトポート２１ｂ間の
連通開度を比例制御する。このため、エアポンプ
から圧送される空気は流量を制御されてアウトレ
ツトポート２１ｂから排気管へ供給される。とこ
ろで、上記した弁体２２３の移動時おいては、弁
体２３の弁座２１ｅ側（右側）に作用している圧
力が連通孔６４ａ、通路６６、弁孔６２及び孔３
０ａを通してベローズ３６の内部空室R₁に付与
されていて、弁体２３の左右両側に作用している
圧力の差によりクリツプ３３を介してシヤフト３
０に作用する右方への押圧力が、ベローズ３６の
内外両側に作用している圧力の差によりシヤフト
３０に作用する左方への押圧力によつて略相殺さ
れる。したがつて、シヤフト３０は弁体２３の左
右両側に作用する圧力の差にほとんど影響を受け
ることなく応答性よく円滑に移動し、インレツト
ポート２１ａとアウトレツトポート２１ｂ間の連
通開度が正確に比例制御される。

第２図及び第３図は本発明の第２実施例を示し
ていて、この実施例においては、第１実施例の切
換弁６０に相当する切換弁として、２位置３ポー
トの電磁切換弁２６０が採用されている。電磁切
換弁２６０の第１ポート２６１は電磁弁２００の
バルブハウジング２２１に一体的に設けたポート
２２１ｇを通して弁体２２３の右側に連通してお
り、また第２ポート２６２は電磁弁２００のホル
ダ２２４に設けたポート２２６を通してシヤフト
２３０の左端が露呈するベローズ２３６の内部空
室R₂内に連通しており、更に第３ポート２６３
はホルダ２２４に設けたポート２２７を通してベ
ローズ２３６の外部空室R₃（シヤフト２３０が
原位置にあるときエアポンプからインレツトポー
ト２２１ａを通して圧送される空気の正圧が付与
されている空室）内に連通している。

ところで、この実施例においては、電磁切換弁
２６０の電磁コイル２６４と電磁弁２００の電磁
コイル２１２への通電が、第３図にて示した制御
回路により制御されている。この制御回路におい
ては、信号発信回路２７０（排気管内における排
気中の酸素濃度が低い程高い電圧を出力する）か
ら電圧が出力されて比較器２７１に印加される
と、この印加電圧が比較器２７１にて設定電圧と
比較され、印加電圧が設定電圧より高い場合に
は、その差に応じた電圧がトランジスタＴ_r1，Ｔ
_r2のベースに印加されて、両トランジスタＴ_r1，
Ｔ_r2がそれに応じてコレクタからエミツタへの通
電を許容し、またトランジスタＴ_r3がコレクタか
らエミツタへの通電を阻止する。このため、この
場合には、電磁コイル２１２が直流電源Ｂからの
電流を通電されて励磁状態とされ、電磁コイル２
６４が通電を遮断されて非励磁状態とされ、電磁
切換弁２６０の第１ポート２６１と第２ポート２
６２を連通する。また印加電圧が設定電圧より低
い場合には、トランジスタＴ_r1，Ｔ_r2のベースに
は電圧が印加されず、両トランジスタＴ_r1，Ｔ_r2
がコレクタからエミツタへの通電を阻止し、また
トランジスタＴ_r3がコレクタからエミツタへの一
定電流の通電を許容する。このため、この場合に
は、電磁コイル２１２が通電を遮断されて非励磁
状態とされ、電磁コイル２６４が直流電源Ｂから
の電流を通電されて励磁状態とされ、電磁切換弁
２６０の第２ポート２６２と第３ポート２６３が
連通する。

この実施例のその他の構成は上記第１実施例の
構成と同じであるため、その説明は省略する。ま
たこの実施例の作動は上記構成及び第１実施例の
作動説明から容易に理解されると思われるので、
その説明は省略する。なお、この実施例の実施に
際して、弁体２２３をシヤフト２３０に一体的に
組付けても、或いは電磁切換弁２６０の第３ポー
ト２６３を適宜な正圧源に接続しても、本発明に
よる所期の作用・効果は得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示した縦断側面
図、第２図は本発明の第２実施例を示した要部縦
断側面図、第３図は第２図にて示した実施例の電
気制御回路図である。符号の説明、１１……モータハウジング、１２
……電磁コイル、１５……可動コア、２１……バ
ルブハウジング、２１ｅ……弁座、２３……弁
体、３０……シヤフト、３１……圧縮コイルスプ
リング、３６……ベローズ、６０……切換弁、
R₁……ベローズの内部空室。

Claims

【特許請求の範囲】

１ハウジング内に軸方向へ移動可能に組付けら
れて電磁コイルへの通電により原位置から一方向
へ移動する可動コアと、この可動コアと同軸的に
位置して前記可動コアの一体的に軸方向へ移動す
るシヤフトと、このシヤフトに組付けられて前記
可動コアが原位置にあるとき前記ハウジング内に
設けた弁座に着座しまた前記可動コアが一方向へ
移動したとき前記弁座から離れる弁体と、前記可
動コア及びシヤフトを他方向へ付勢するスプリン
グとを備えてなる電磁弁において、前記シヤフト
と前記弁座に対向する前記ハウジングに各端部を
それぞれ組付けられて前記弁座に対向する気密的
な空室を形成するベローズ特を区画部材を設ける
とともに、前記シヤフトが前記可動コアとともに
原位置にあるときには前記空室内に正圧を付与し
また前記シヤフト等が原位置から移動位置に移動
するときには前記弁体の前記弁座側に付与されて
いる圧力を前記空室内に付与する切換弁を設けた
ことを特徴とする電磁弁。