JPS6256679A - 電磁制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ソレノイド等から構成される駆動部と、駆動
部によって・作動するベローズ及び弁等から構成される
流動制御弁部を備える電磁制御弁に属し、ソレノイドの
通電電流値に応じた流体圧力を得る電磁制御弁に関し、
特に、弁としてポペット弁を用いた電磁制御弁に関する
ものであり、通常、大流量で高圧力、高応答性を要求さ
れる車輌用のソレノイドアクヂュエータ等の電磁ｕｉ御
弁に使用されるものである。

［従来の技術］ 従来の、この種の電磁制御弁として、実開昭５７−１７
１４７２号公報に記載の技術を挙げることができる。

前記技術は、駆動部ハウジングと！ｉＪ　ｍ弁部ハウジ
ング、前記各ハウジング内に設けられ第１軸受部材が圧
入嵌合されたヨークと第２軸受部材が圧入嵌合された固
定鉄心、前記固定鉄心の外周のボビンに巻回された電磁
コイル、前記制御弁部ハウジングに圧入された弁座、前
記各軸受部材に支持され、端部にポペット弁を取付ける
と共に、前記ポペット弁が前記弁座に当接して閉弁する
方向に附勢されているシャフト、前記ヨークのフランジ
部を前記各ハウジング間に挾み付けると共に、これらを
一体に締付は固定するネジ部材、前記ボビンとヨーク並
に固定鉄心間に介装されて固定されることにより、前記
ヨークと固定鉄心を結合する非磁性体のスリーブから構
成さイする４）のである、。

この種の電磁制御弁は、電磁」イルに通電づる電流値に
よって、スプリング力に抗して可動鉄心が吸引され、そ
れによってシャフトが移動され、シャフトの先端部に配
設されたボベッ１−弁を一開閉制御するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記の電磁制御弁は、ボペッ１〜弁がシャフト
の先端部に固着されて−おり、対向する弁座の平面と接
するとき、ポペット弁がシ１７フトに対して垂直に一義
的に固着さ１１ているから、電１社−Ｉイルが作る電磁
力により、ヨ・−り等からシｐ　７１−にその半径方向
の力が作用すると、弁座平面に対してポペット弁が傾い
て接する場合があり、その気密性に問題がある。

勿論、ポペット弁をシャフトに垂直に取り付ける工程で
必ずしも精度を上げることができない場合、或いは、弁
座平面とポペット弁との接合布の平行度が十分に得られ
ない場合刃の品質管理１−にも問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決し、ポペット弁と
それを往復動するシャフトとが高い精度で垂直に接続す
ることなく、ポペット弁の気密性を良好にできる電磁制
御弁の提供をその目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる電磁制御弁は、排気ポートと吸気ポート
間に配設された弁座を開閉ＩＩＩ御する弁部材にゴム部
材を包囲した持ち上り弁、即ち、ポペット弁と、前記ポ
ペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続するシャフトと
、前記可動鉄心と固定鉄心間に電磁力を附与するボビン
にコイルを巻回させてなるソレノイドと、前記可動鉄心
に伸張力または圧縮力を附与するスプリングと、前記ポ
ペット弁が弁座を閉じたとき、ポペット弁に穿設した小
孔を通して吸気ポート側の圧力をその内部圧力とし、排
気側の圧力をその外部圧力とするベローズから構成され
るものである。

［作用〕 本発明の電磁制御弁は、ソレノイドを構成づるコイルに
電流を流して、その１４力に応じてβ１定鉄心と可動鉄
心間を吸引させ、スプリングで弾性力を附与された可動
鉄心により、持ち上り弁、即ち、ポペット弁を変位させ
ることができる９゜排気ポート側が吸気ポート側よりも
高い圧力状態にあるとき、それまで、ボペッｌ〜弁が弁
座側に閉じていたとすると、吸気ポート側の圧力がべｆ
コースの内側の圧力となり、排気ボルト側と吸気ポート
側との圧力差によってボベッｌ−弁を押圧づう圧力に抗
する力が生じる。したがって、ボペッ１−弁は排気ポー
ト側と吸気ポート側との圧力差の影響を受けることなく
、弁座どポペット弁との距２ｆｔを任意の距離に離すこ
とができる。なお、排気ポート側と吸気ポート側とのｆ
カ差が逆の場合ち、同様の作用で、ポペット弁は両名間
の圧力差の影響を受【ノることなく開閉制御することか
にぎる。

このとき、ポペット弁は可動鉄心とシ鬼・フｈ　Ｉ−：
より一義的にその連結構造が決定されるものではなく、
ポペット弁と可動鉄心との間に可動自在部を有している
から、弁座のポペット弁側の表面形状にポペット弁が従
うことができるから、弁座平面とポペット弁との接合面
が確保され、気密性の高いポペット弁の閉塞状態が得ら
れる。

［実施例］ 第１図は本発明の電磁制御弁の実施例の断面図である。

本実施例の電磁制御弁は大きく２分すると、駆動部Ａと
駆動部Ａによって作動する流動制御弁部Ｂから構成され
ている。

まず、ソレノイド１はボビン１０及びボビン１０に巻回
した電磁コイル４から構成される。前記ボビン１０内に
は同心的に円柱状の固定鉄心５が固定される。ボビン１
０の内側に配設されたスリーブ８内には可動鉄心１２が
摺動自在に挿入される。固定鉄心５はプレート９によっ
てボビン１０の可動鉄心１２側の反対側に固定される。

そして、固定鉄心５とボビン１０との間は、Ｏリング１
１等の封止部材で密封される。ボビン１０の他端にはヨ
ーク６が配設されていて、ヨーク６とボビン１０との間
はＯリング１３等の封止部材で密封されている。そし、
て、前記スリー７８はヨーク６と固定鉄心５との間で、
その移動を防止すべく堅固に固定されている。

これら、ボビン１０に巻回した電磁コイル４からなるソ
レノイド１及びプレート９とボビン１０との間で取り付
けた固定鉄心５は、駆動部ハウジング３内に収納される
。？［１コイル４はリード線２２から電流が供給され、
リード線２２と電磁コイル４との接続部はゴムキ１ｒツ
ブ２０内に合成樹脂２１等でモールドされ、堅固に支持
される。

そして、本実施例の電磁制御弁の駆動部Ａは、主に、電
磁］イル４とボビン１０で構成されるソレノイド１、磁
路を形成する固定鉄心５及びヨーク６及びプレート９、
可動鉄心１２、駆動部ハｒクジング３、非磁性体からな
るスリーブ８で構成される。

吸気ポート２４ｂと排気ポート２４ａとの間には空気が
流通する孔２５ａが穿設された弁座２５が配設される。

前記弁座２５は弁部材２６とそれを被包したゴム部材２
８からなる持ち上り弁、即ち、ポペット弁１９によって
開閉制御される。シャフト７は可動鉄心１２の嵌合孔１
２ａに挿着する略球状端部７ａを一端に、そして、他端
に弁部材２６を取り付ける環状溝部７ｂを有する。前記
シャフト７がその略中心部に位置するように、前記シャ
フト７の周囲にベローズ２７が配設される。

そのベローズ２７の一端はポペット弁１９側のベローズ
取付部材１７に取り付けられる。ベローズ２７の他端は
、シール部材３０を環装し、更に、ヨーク６と排気ポー
ト２４ａを形成する制御弁部ハウジング１４との間に、
リング３１を介在させると共に、その内側をガイド部材
１６で規制して挟圧することにより、ベローズ２７の外
側とベローズ２７の内側の圧力とを封止している。また
、ベローズ２７のポペット弁１つ側は、ポペット弁１つ
が弁座２５を閉じたとき、弁部材２６に穿設された小孔
２６ａ及びベローズ取付部材１７の圧力導入溝１７ａに
よって、吸気ポート２４ｂの圧力をベローズ２７に導く
ように空気の通路が形成されている。

ベローズ取付部材１７とガイド部材１６間には、圧縮ス
プリング１８が配設されており、圧縮スプリング１８に
よってポペット弁１９を弁座２５側に押圧している。し
たがって、ソレノイド１が非励磁状態のとき、ポペット
弁１９は圧縮スプリング１８によって弁座２５側に押圧
されている。

このように、本実施例の電磁制御弁の流動制御弁部Ｂは
、主に、制御弁部ハウジンク１４に設けられた吸気ポー
ト２４ｂ及び排気ポート２４ａ、ポペット弁１９及びポ
ペット弁１９で開閉制御される弁座２５、可動鉄心１２
及び可動鉄心１２の駆動力をポペット弁１９に伝達する
シャフト７、ベローズ２７、ポペット弁１つを附勢する
圧縮スプリング１８によって構成される。

上記の駆動部Ａと流動制御弁部Ｂは、駆動部ハウジング
３及び制御弁部ハウジング１４をヨーク６のフランジ部
６ａを挾持し、シール部材１３、シール部材２３等の封
止手段を用いて、ネジ部材１５等の固着手段で一体化さ
れる。

このように構成された本実施例の電磁制御弁は、次のよ
うに作動することかできる。

排気ポート２４ａと吸気ポート２４ｂが同一圧力状態に
あるとき、ソレノイド１を構成する電磁コイル４に電流
を通電すると、その通電電流値に応じた電磁力により、
可動鉄心１２が固定鉄心５側に吸引する。このとき、可
動鉄心１２に接続されたシャフト７は圧縮スプリング１
８の弾性力に抗してポペット弁１９を開方向に移動させ
るが、主に、前記スプリング１８の弾性力とソレノイド
１の電磁力が平衡して移動した点でポペット弁１９の移
動は、停止する。

したがって、ポペット弁１９の弁座２５の開閉制御は、
主にスプリング１８の弾性力とソレノイド１の通電電流
値に応じてその開度が制御されることになる。

ポペット弁１９が弁座２５を閉じていて、排気ポート２
４ａ側の圧力が吸気ボー１〜２４ｂより高いどき、吸気
ボー１〜２４ｂ側の圧力がベローズ２７内にポペット弁
１９の弁部材２６に穿設した小孔２６ａ及びベローズ取
付部材１７の圧力導入溝１７ａを介して導かれているか
ら、ベローズ２１内の圧力を吸気ポート２４ｂ側圧力と
する。

したがって、ベローズ２７には、ポペット−弁１９が弁
座２５側に吸引されている圧力の押圧方向とは、反対方
向の押圧力が発生ずる。このとぎ、ベローズ２７に発生
する押圧力を、ポペット弁１９をり１気ポート２４ａ側
の圧力と吸気ボー１−２４ｂ側の圧力との圧力差によっ
て、弁座２５側を押圧する押圧力に等しく設定しておけ
ば、排気ポート、２４ａ側と吸気ポート２４ｂ側どの圧
力差に関係なく、ソレノイド１を励磁して得た電磁力と
、主に、スプリング１８の弾性力の関係によってポペッ
ト弁１９の開度を決定することができる。

また、ポペット弁１９が弁座２５を閉じていて、排気ポ
ート２４ａ側の圧力が吸気ポート２４ｂより低いとき、
吸気ポート２４ｂ側の圧力がベローズ２７内にポペット
弁１９の弁部材２６に穿設した小孔２６ａ及びベローズ
取付部材１７の圧力導入溝１７８を介して導かれている
から、ベローズ２７内の圧力を吸気ポート２４ｂ側の圧
力とし、ベローズ２７にはポペット弁１９が弁座２５を
押圧する押圧方向とは反対の力が発生する。

したがって、このときも、べ１」−ズ２７に発生する力
を、ポペット弁１９を排気ポート２４ａ側の圧力と吸気
ボー１−２４　ｂ側の圧力との圧力差によって、弁座２
５側を押圧する押圧力の反対方向の力に等しく設定して
おｔノば、排気ポート２４ａ側と吸気ポート２４ｂ側と
の圧力差に関係なく、ソレノイド１を励磁して得た電磁
力と、主に、スプリング１８の弾性力の関係によってポ
ペット弁１９の開度を決定することができる。

そして、ポペット弁１９が弁座２５を閉じるとき、ポペ
ット弁１９の弁座２５側の平面が弁座２５の接触平面と
平行状態になかったと仮定づ゛る。

シャフト７を支持する圧縮スプリング１８及びベローズ
２７によって、シャフト７は弁座２５の孔２５ａの中心
に位置するようにバランス設定されており、シャフト７
の軸心は弁座２５の孔２５ａの略中心にくる。ポペット
弁１９は弁座２５にその一部が接したとき、弁座２５が
可動自在に取り付けであるから、そこを中心に回動し、
圧縮スプリング１８のスプリング力によって、ポペット
弁１９は弁座２５の平面にその全面を接触することにな
る。したがって、ポペット弁１９と弁座２５の蜜封度を
良くすることができる。

上記実施例では、ポペット弁１９と可動鉄心１２間を可
動自イ′１に接続するジャ７１−７は、ポペット弁１つ
とシャーノド７の接続を可動自在とすべく、可動鉄心１
２に嵌合孔を穿設しシｊｙフト７に設けた略球状端部７
ａと嵌合させたものであるが、第２図のボペッ１〜弁と
可動鉄心間を可動自在に接続する手段の他の例の断面図
のように構成することもできる。

即ち、第２図のように、可動鉄心１２とシャフト７の一
端を螺合等の手段によって堅固に螺合し、シャフト７の
他端をポペット弁１９を構成する弁部材２６をＥリング
４０等で固定し、弁部材２６に挿着する孔部２６ｂを、
シャフト７の径よりも少し大ぎめに穿設しておく。そし
て、ベローズ取付部材１７の嵌合孔も同様の加工を行う
か、或いは、シレフト７の周囲に沿って、第２図のよう
に、圧力導入溝１７ｂを刻設してもよい。

いずれにせよ、ポペット弁１つと可動鉄心１２間を可動
自在に接続するシャフト７は、ポペット弁１９とシレフ
ト７の接続を可動自在とし、可動鉄心１２とシャフト７
の接続を固定した場合には、ポペット弁１９及びベロー
ズ取付部材１７を介して、ポペット弁１９が弁座２５側
に閉じたとき、ベローズ２７の内圧を吸気ポート２４ｂ
側の圧力と一定にするような手段が講じてあればよい。

また、第３図はポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接
続する手段を、シャフト側で解決した例の断面図である
。

第１図の実施例で用いたシャフト７は、第３図に示すよ
うに、本実施例ではシャフト７Ａとシｔ７フト７Ｂに分
割されている。シャフト７’Ａとシャフト７Ｂ間は、嵌
合凹欠部７１Ａと前記嵌合凹欠部７１Ａに嵌合し、嵌合
凹欠部７１Ａの先端部をかしめることによって容易に離
脱しない構造の球状突起部７１Ｂによって接続されてい
る。したがって、シャフト７Ａとシャフト７Ｂは可動自
在となる。

このように、ポペット弁１９と可動鉄心１２間を可動自
在に接続するシャフト７は、シャフト７を複数に分割し
、シャフト間接続によりポペット弁１９と可動鉄心１２
間を可動自在とすることができる。この種の機構は第１
図で示した実施例のシャフト７と可動鉄心１２間との接
続にも使用できる。また、その逆も可能である。

なお、上記本実施例では、特に、前記ポペット弁が弁座
を閉じたとき、吸気ポート側の圧力をその内部圧力とし
、排気ポート側の圧力をその外部圧力とするベローズか
らなる大流量で高圧力、高応答性を要求される車輌用の
電磁制御弁について説明してきたが、前記ポペット弁が
弁座を開閉、或いは開度を制御する、即ち、開閉制ｔｌ
ｌする電磁制御弁一般に使用できることはいうまでもな
い。

また、上記各実施例ではゴム系または合成樹脂系の材料
のベローズを用いているが、金属系の材料のベローズを
用いれば、更に、大流量で高圧力、高応答性を要求され
る車輌用の電磁制御弁として使用できる。

［発明の効果１ 以上のように、本発明の電磁制御弁は、排気ポートと吸
気ポート間に配設された弁座を開閉制御するポペット弁
と、前記ポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続する
シャフトによって、弁座のポペット弁側の表面形状にポ
ペット弁が従うことができるから、弁座平面とポペット
弁との接合面が確保され、ポペット弁とそれを往復動す
るシャフトとが高い精度で垂直に接続することなく、気
密性の高いポペット弁の閉塞状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁制御弁の実施例の断面図、第２図
はポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続する手段を
ポペット弁側で解決した例の断面図、第３図はポペット
弁と可動鉄心間を可動自在に接続する手段をシャフト側
で解決した例の断面図である。 図において、 １：ソレノイド、　　　　　　５：固定鉄心、７．７Ａ
、７Ｂ：シャフト、 １２：可動鉄心、　　　　１８ニスプリング、１９：ポ
ペット弁、　　２４ａ：排気ポート、２４ｂ＝吸気ポー
ト、　　２５：弁座、２７：ベローズ、 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ポートと吸気ポート間に配設された弁座を開
   閉制御するポペット弁と、前記ポペット弁と可動鉄心間
   を可動自在に接続するシャフトと、前記可動鉄心と固定
   鉄心間に電磁力を附与するソレノイドと、前記可動鉄心
   に弾性力を附与するスプリングと、 前記ポペット弁が弁座を閉じたとき、吸気ポート側の圧
   力をその内部圧力とし、排気ポート側の圧力をその外部
   圧力とするベローズからなることを特徴とする電磁制御
   弁。
2. （２）前記ポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続す
   るシャフトは、ポペット弁とシャフトの接続を可動自在
   とし、可動鉄心とシャフトの接続を固定したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電磁制御弁。
3. （３）前記ポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続す
   るシャフトは、ポペット弁とシャフトの接続を固定とし
   、可動鉄心とシャフトの接続を可動自在としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁制御弁。
4. （４）前記ポペット弁と可動鉄心間を可動自在に接続す
   るシャフトは、シャフトを複数に分割し、シャフト間接
   続によりポペット弁と可動鉄心間を可動自在としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁制御弁。