JPS624588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体の流量制御用電磁弁に係り、特
に、ガソリン機関の電子式燃料噴射弁に用いられ
る高速作動の電磁弁に関するものである。

従来の電子式燃料噴射弁（以後インジエクタと
記す）にはプランジヤの先端にニードル弁を取り
付けた電磁弁が用いられていた。この電磁弁には
ニードル弁を弁座に正確に対向移動させると共に
そのシール性を良くするため、ニードル弁を案内
する比較的長いガイド部を設けていた。そのため
に、プランジヤ、ガイド部およびニードル弁で形
成される電磁弁の可動部が重くなり、十分な開閉
速度が得られなかつた。更に、ヨークとプランジ
ヤの中心とが一致しない場合は、プランジヤがヨ
ークとの隙間の小さい方に引き付けられてガイド
部の摩擦抵抗が大となり、電磁弁の開閉速度と寿
命に悪影響を与えるという欠点をもつていた。

本発明は開閉速度が大でシール性の良好な電磁
弁を提供することを目的とし、その特徴とすると
ころは、中心に流体の通孔を設けた磁性材よりな
るコアと、このコアに巻回するコイルと、このコ
イルを包囲し上記コアと共に磁路を形成するヨー
クと、コアの下端にコイルばねを介して対向し、
下面中央に球状の弁体を固定した複数の通孔を有
する可動鉄片と、この可動鉄片とこれに対面して
磁路を形成する磁性体との間に介在する非磁性材
層と、上記弁体を案内するガイド部を有する弁座
と、この弁座の通孔と連通する通孔を有しヨーク
の下端に固定された非磁性材よりなる弁座保持具
とで構成したことにある。

第１図は本発明の一実施例である電磁弁の垂直
断面図である。液体燃料の通路となる通孔２を中
心に設けた磁性材よりなるコア１はＯリング１３
ａを介して絶縁材で成型したコイル枠４を嵌合さ
せ、その周囲をヨーク５で包囲している。コイル
枠４内にはリード線１６に接続したコイル３が収
容されており、Ｏリング１３ｂで封止されてい
る。コア２の下端部は大きい内径に座ぐられてこ
の室にコイルばね６を収容し、コア２の下端と同
位置にはヨーク５の細径部１９が形成されてい
る。このヨーク５の細径部１９の下辺には薄い合
成樹脂板１５が設置され、それに接して非磁性材
よりなる環状のスペーサ１４が設置されている。
このスペーサ１４はＯリング１３ｃによつて気密
を保持するようにヨーク５の下端に固定された銅
合金製の弁座保持具１２で保持されている。

また、スペーサ１４の内側には複数の通孔９を
有する可動鉄片７が上下移動可能に設置され、そ
の下面中央部には表面を硬化処理した球状の弁体
８が溶接等によつて固定されている。この弁体８
は表面を硬化させた弁座１０のガイド孔に挿入さ
れ、ガイド孔の円錐状底面と対向している。ま
た、ガイド孔の底部の通孔は上記弁座保持具１２
の通孔と連通し、この弁体保持具１２の通孔内に
は燃料を計量するオリフイス１１が設けられてい
る。

このように構成された電磁弁の動作の概略を次
に説明する。リード線１６よりコイル３に電流を
供給すると、コア１、ヨーク５の細径部１９、可
動鉄片７を通る磁気回路が形成され、可動鉄片７
はコイルばね６を圧縮してコア１の下端に接近す
る。したがつて、可動鉄片７と共に弁体８が上昇
して弁座１０の通孔を開弁し、加圧された燃料を
オリフイス１１を通つて通過させる。この燃料は
インジエクタのノズルより噴出する。コイル３の
電流が遮断されると可動鉄片７はコイルばね６に
よつて押し下げられ、弁体８が弁座１０の円錐状
底面と接触して閉弁する。この動作はインジエク
タの場合は極めて短時間内に反覆して行われ、そ
の開弁時間と閉弁時間の比を変化させることによ
つて噴出燃料量を制御している。

第２図は第１図の可動鉄片の配置状態と形状を
説明する図で、第２図ａはその配置状態を示す第
１図の要部断面図であり、第２図ｂは可動鉄片の
平面図である。コア１、ヨーク５および可動鉄片
７を通る磁気回路が形成されると、ヨーク５の細
径部１９より薄い合成樹脂板１５を通して磁力線
は可動鉄片７に垂直に流れる。したがつて、可動
鉄片７は垂直にコア１に引き付けられて合成樹脂
板１５と接触するまで上昇する。コイル３に電流
が通らなくなるとこの磁力線は急速に消減してコ
イルばね６によつて可動鉄片７は押し下げられ
る。このとき合成樹脂板１５は残留磁気の影響を
減少させて可動鉄片７の戻り動作を速めるのに有
効である。

第２図ｂにおいて、この可動鉄片７は中心部に
コイルばね６の下端を嵌入させる突起部１８を形
成しこれによつて可動鉄片７の中心位置が移動し
ないようにしており、この突起部１８に近接して
２個の通孔９ａを傾斜させて設けてある。また、
通孔９ａの外側には４個の通孔９ｂを設け、更に
外周の４個所には切欠き部１７を設けてある。上
記の通孔９ａは燃料の主な通路となつており、通
孔９ｂおよび切欠き部１７は可動鉄片７の軽量化
と可動鉄片１７が移動するときの流体抵抗を少な
くして移動速度を速くするために形成されたもの
である。なお、切欠き部１７間に残つている十字
形の突出部に施した斜線部分はヨーク５の細径部
１９と合成樹脂板１５を介して対向している部分
を示し、通孔９ｂと通孔９ａとの間の環状の斜線
部分はコア１の下端に直接対向する部分を示して
いる。この両斜線部分の面積は上記切欠き部の大
きさに加減することによつて略同一面積となるよ
うにしている。したがつて、外側の斜線部分に垂
直に入つた磁力線は可動鉄片７を介して内側の斜
線部分からコア１に流れることになり、可動鉄片
７をなるべく垂直に上下させ傾斜を抑制する作用
を得るようになつている。即ち、この可動鉄片７
は対称形にかつ軽量に形成すると共に、なるべく
垂直に上下するような形状および配置を採用して
いる。

第３図は第１図の弁座の形状を説明する図で、
第３図ａは弁座の平面図であり、第３図ｂは第３
図ａのＡ−Ｂ断面図である。弁座１０には可動鉄
片７の球状の弁体８を案内する円形のガイド部２
０と、このガイド部２０の底に円錐面を形成し、
円錐面の底には通孔２３を開口させている。ま
た、ガイド部２０には等角度間隔で３個の溝２２
が形成されている。この弁座１０の閉弁時には第
３図ａに一点鎖線で示している接触円２１の所で
弁体８が接触し、可動鉄片７が少々傾斜すること
があつても確実に閉弁する。このことは従来のニ
ードル弁では得られない利点であり、接触円２１
に近接した所まで溝２２を形成しているので流路
抵抗は少なく流路の断続は極めて迅速に行われ
る。なお、この弁座１０の表面も硬化処理を施し
てあり、弁体８との接触部分が少ないので摩擦抵
抗は少なく長寿命であるという利点が得られる。

以上本実施例の電磁弁は、加圧された燃料の通
路に球状の弁体を有する軽量かつ流路抵抗を少な
くした可動鉄片を設置してコイルによつて生ずる
磁束を有効に通過させることにより、長期間高速
度で燃料通路を開閉させることができるという効
果をもつており、インジエクタの電磁弁として極
めて好適である。

上記実施例はインジエクタ用の電磁弁について
説明したが、その他の流体輸送通路にもこの電磁
弁を設置することが容易であり、同様の効果が得
られる。また、弁座保持具１２は非磁性材である
銅合金で作られているので、オリフイス１１の加
工が容易であると共にその加工精度が向上し、流
体の計量精度を向上させるという利点も得られ
る。

本発明の電磁弁は開閉速度が迅速でシール性が
良好、かつ、長寿命であるという効果をもつてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電磁弁の垂直
断面図、第２図は第１図の可動鉄片の配置状態と
形状を説明する図、第３図は第１図の弁座の形状
を説明する図である。 １…コア、２，９，２３…通孔、３…コイル、
４…コイル枠、５…ヨーク、６…コイルばね、７
…可動鉄片、８…弁体、１０…弁座、１１…オリ
フイス、１２…弁座保持具、１３…Ｏリング、１
４…スペーサ、１５…合成樹脂板、１６…リード
線、１７…切欠き部、１８…突起部、１９…細径
部、２０…ガイド部、２１…接触円、２２…溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心に流体の通孔を設けた磁性材よりなるコ
   アと、このコアに巻回するコイルと、このコイル
   を包囲し上記コアと共に磁路を形成するヨーク
   と、上記コアの下端とはコイルばねを介して対向
   し、下面中央に球状の弁体を固定した複数の通孔
   を有する可動鉄片と、この可動鉄片とこれに対面
   して磁路を形成する磁性体との間に介在する非磁
   性材層と、上記弁体を案内するガイド部を有する
   弁座とで構成したことを特徴とする電磁弁。 ２ 上記可動鉄片が、上記コアの下端および上記
   ヨークと対向する面積を実質的に等しくなるごと
   く形成した円板状の鉄板である特許請求の範囲第
   １項記載の電磁弁。 ３ 上記弁座が、上記ガイド部に上記流体の通路
   となる複数本の溝を設け、上記ガイド部の下部に
   形成した円錐面に上記弁体を接触させる部材であ
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁弁。