| 【発明の名称】 |
電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】竹内 康高
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| 【要約】 |
【課題】電磁弁の作動時における作動音を小さくするとともに電磁弁の体格を小さくする。
【解決手段】プランジャ１２を配置する側のボビン２の底部２ａに、該ボビン２の中空部内へ突出する円筒状部材９を設ける。円筒状部材９とボビン２との間で、ステータ６側が開口する環状溝１０を形成する。有底円筒状に形成したプランジャ１２を、その円筒部１２ａを前記環状溝１０に挿入してステータ６の軸方向に移動可能に備える。前記プランジャ１２における円筒部１２ａの外周面とボビン２の内周面との間及びプランジャ１２における円筒部の内周面と円筒状部材９の外周面との間に夫々流通路１３ａ，１３ｂを形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コイルを巻設した中空状のボビン内にステータを固定配置するとともに該ステータと対向してプランジャを移動可能に配置し、前記ステータにはロッドを移動可能に貫通してその一端を前記プランジャに係合させ、他端に弁体を備え、該弁体側には該弁体とともに前記ロッドを前記プランジャ側へ付勢する付勢手段を設けたものにおいて、前記プランジャを配置する側のボビンの底部に、該ボビンの中空部内へ突出する円筒状部材を設けて、該円筒状部材とボビンとの間で前記ステータ側が開口する環状溝を形成し、有底円筒状に形成したプランジャを、その円筒部を前記環状溝に挿入してステータの軸方向に移動可能に備え、更に前記プランジャにおける円筒部の外周面とボビンの内周面との間及びプランジャにおける円筒部の内周面と円筒状部材の外周面との間に夫々流通路を形成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 前記流通路の径方向の幅を０．０５〜０．２ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁弁に関するもので、例えば車両に搭載した燃料タンク等からの蒸発燃料をキャニスタに吸着して処理し、大気への放出を防止する蒸発燃料処理装置において、その通路を開閉する開閉弁等に使用される電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両に搭載された燃料タンクやキャブレタ等の燃料系で発生する蒸発燃料は、車両を長時間運転して停止した直後の雰囲気温度が上昇したときに多く発生する。そのため、燃料タンク等からエンジン吸着管への蒸発燃料通路に活性炭等の吸着剤を充填したキャニスタを設け、エンジンの停止時には燃料タンク等からの蒸発燃料をキャニスタへ導入して吸着剤で捕集し、エンジンの運転時には前記吸着剤に捕集した蒸発燃料を離脱させてエンジンの吸気管へ導入する蒸発燃料処理装置が知られている。
【０００３】このような蒸発燃料処理装置においては、前記のような蒸発燃料通路を開閉するための電磁弁が備えられている。このような電磁弁として、従来、図６に示すようなものが使用されている。この図６に示す電磁弁について説明する。
【０００４】該電磁弁１０１を構成するボビン１０２の外周にはコイル１０３が巻設され、内周にはステータ１０４が固設されている。該ステータ１０４の中央部には軸方向に貫通する貫通穴１０５が形成され、該貫通穴１０５にロッド１０６が軸方向に移動可能に備えられている。前記ボビン１０２内には有底状のプランジャ１０７が、その底部１０８を前記ステータ１０４に対面させて軸方向に移動可能に収納されており、該底部１０８に前記ロッド１０６の一端が接触しているとともにその底部１０８にはエアー抜き穴１０９が形成されている。更に、プランジャ１０７内には第１のスプリング１１０が、その一端を前記プランジャ１０７の底部１０８に係合させ、他端を前記ボビン１０２の底部１１１に係合させて収納され、該第１のスプリング１１０によってプランジャ１０７を常時ステータ１０４側へ付勢している。
【０００５】前記ロッド１０６の他端はステータ１０４から突出し、該突出部に弁ホルダ１１２が固着され、該弁ホルダ１１２の先部に弁体１１３が備えられている。流体の流入路となる第１通路１１４を形成したボデー１１５には、その第１通路１１４の入口部に位置して弁座１１６が、前記弁体１１３に対向して形成されている。そして、該ボデー１１５と前記弁ホルダ１１２間には第２のスプリング１１７が介在され、前記ロッド１０６と弁体１１３を一体とする弁ホルダ１１２をステータ１０４側へ常時付勢している。
【０００６】また、ボデー１１５には、前記弁体１１３の開閉によって前記第１通路１１４と連通、遮断される第２通路１１８が形成されている。該第２通路１１８は流体の流出路となる。
【０００７】そして、コイル１０３に通電するとプランジャ１０７が第２のスプリング１１７の付勢力に抗してステータ１０４側へ吸引移動され、ロッド１０６が押されて弁体１１３が弁座１１６に当接し、第１通路１１４と第２通路１１８との間を遮断する。また、この遮断状態において、コイル１０３への通電を止めると、第２のスプリング１１７の付勢力によって弁ホルダ１１２がステータ１０４側へ押され、弁体１１３が弁座１１６より離間するとともにロッド１０６がプランジャ１０７を第１のスプリング１１０に抗して図６の左方へ後退移動させる。これにより、図６に示すように第１通路１１４と第２通路１１８が連通される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の電磁弁においては、閉弁時において弁体１１３が弁座１１６に衝突する際の作動音（打音）を小さくするために緩衝用の第２のスプリング１１７が設置されているが、作動音を小さくするためには第２のスプリング１１７のスプリング力を大きくする必要がある。また、このように第２のスプリング１１７のスプリング力を大きくすると、第１のスプリング１１０のスプリング力も大きくする必要がある。すなわち、開弁時には第２のスプリング１１０のスプリング力によってプランジャ１０７が第１スプリング１１０のスプリング力に抗して後退するため、第１のスプリング１１０のスプリング力が第２のスプリング１１７のスプリング力より極めて小さいと、開弁時にプランジャ１０７が急速に後退してその後端面１１９がボビン１０２の底部１１１に衝突し、作動音（打音）を発するからである。
【０００９】しかし、このように両スプリング１１０，１１７のスプリング力を大きくすると、大きな電磁力を必要とし、電磁弁の体格が大きくなる問題がある。そこで本発明は、前記従来の第１のスプリングを排し、電磁弁の体格を大きくすることなく前記の作動音を小さくすることができる電磁弁を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、コイルを巻設した中空状のボビン内にステータを固定配置するとともに該ステータと対向してプランジャを移動可能に配置し、前記ステータにはロッドを移動可能に貫通してその一端を前記プランジャに係合させ、他端に弁体を備え、該弁体側には該弁体とともに前記ロッドを前記プランジャ側へ付勢する付勢手段を設けたものにおいて、前記プランジャを配置する側のボビンの底部に、該ボビンの中空部内へ突出する円筒状部材を設けて、該円筒状部材とボビンとの間で前記ステータ側が開口する環状溝を形成し、有底円筒状に形成したプランジャを、その円筒部を前記環状溝に挿入してステータの軸方向に移動可能に備え、更に前記プランジャにおける円筒部の外周面とボビンの内周面との間及びプランジャにおける円筒部の内周面と円筒状部材の外周面との間に夫々流通路を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】本発明において、コイルに通電すると、コイルから発生した磁束によりプランジャが閉弁方向であるステータ側へ吸引移動される。このプランジャの移動によってプランジャとステータとで形成されるプランジャの外部空間のエアーが、ボビンとプランジャと円筒状部材との間で形成されるＵ字状の流通路を通ってプランジャの底部と円筒状部材とで形成されるプランジャの内部空間へ吸引される。
【００１２】このとき、流通路を狭くて長い通路に形成することにより、エアーはこの狭くて長い通路を通るため、その空気流通抵抗が大きくなり、これがエアーダンパー効果となってプランジャの移動速度が低くなる。そのため、弁座に対する弁体の衝突力が緩和され、弁体と弁座との作動音（打音）が小さくなる。
【００１３】また、コイルへの通電を止めると、付勢手段の付勢力により、弁体とロッドが開弁方向へ押され、ロッドが前記プランジャを円筒状部材側へ押し移動する。このプランジャの移動時には、プランジャの底部と円筒状部材とで形成されるプランジャの内部空間内のエアーが、前記のＵ字状の流通路を通ってプランジャとステータとで形成されるプランジャの外部空間へ押し出される。そのため、前記と同様に、大きな空気流通抵抗によってプランジャの移動速度が低くなり、ボビンの底部に対するプランジャの端面の衝突力が緩和され、その作動音（打音）が小さくなる。
【００１４】更に、弁体を開弁方向へ付勢する付勢力は、単にプランジャを開弁方向へ押し移動する力でよく、前記従来のもののように対向するスプリングの付勢力に打ち勝つ力を必要としない。そのため、その付勢力は従来のスプリングの付勢力よりも小さくてよく、その分、閉弁に要する磁力も小さくてよい。したがって、電磁弁の体格を小さくできる。
【００１５】請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記流通路の径方向の幅を０．０５〜０．２ｍｍに設定したことを特徴とするものである。本発明のように、流通路の径方向の幅を０．０５〜０．２ｍｍに設定すると、最良のエアーダンパー効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１〜図５に示す実施例に基いて本発明の実施の形態について説明する。図１において、電磁弁１を構成する円筒状でかつ有底状のボビン２の外周にはコイル３が巻設され、そのコイル３の外周がモールド４を介してＳＰＣＣ材のケース５で被覆されている。ボビン２内には、その軸方向の略中央部から開口側にわたってステータ６が固設され、該ステータ６の中心部には軸方向に貫通する貫通穴７が形成されている。該貫通穴７には、ロッド８が軸方向に移動可能に備えられ、そのロッド８の両端はステータ６から突出している。
【００１７】前記ボビン２における前記ステータ６が配置された側と反対側、すなわち底部２ａ側の内部には、円筒状部材９が、その軸心をボビン２の軸心と平行させて配置されている。該円筒状部材９の外径は、その外周面とボビン２の内周面との間に所定の幅の環状溝１０が形成されるように設定され、更にその円筒状部材９の軸方向長は、その内端面９ａと前記ステータ６の内端面６ａとの間に所定寸法のプランジャ室１１が形成されるように設定されている。更に、前記円筒状部材９は、ボビン２の底部２ａをボビン２内に隆起させてボビン２と一体成形されている。
【００１８】前記ボビン２内には、円筒状でかつ有底状のプランジャ１２が、その円筒部１２ａを前記環状溝１０内に挿入し、底部１２ｂを前記プランジャ室１１部に位置させて備えられてる。
【００１９】更に、図３に示すように、その円筒部１２ａの肉厚ｔ1 と環状溝１０の径方向の溝幅ｔ2 との関係は、円筒部１２ａの外周面１２ｃとボビン２の内周面２ｂとの間に所定幅ｔ3 の環状の第１流通路１３ａと、円筒部１２ａの内周面１２ｄと円筒状部材９の外周面９ｂとの間に所定幅ｔ3 の環状の第２流通路１３ｂが形成されるように設定されている。すなわち、ｔ2 −ｔ1 ＝２ｔ3 に設定されており、このｔ3 の値は、該両流通路１３ａ，１３ｂの流通断面が、所定のダンパー効果を発揮するように狭く設定するもので、０．０５〜０．２ｍｍが望ましい。
【００２０】そして、プランジャ１２がステータ６側へ移動した場合には、図４に示すように、プランジャ１２の端面１２ｅと環状溝１０の底面１０ａ間に形成される連通路１３ｃと、前記両流通路１３ａ，１３ｂとによってＵ状通路が形成されるようになっている。
【００２１】また、前記プランジャ１２の軸方向長は、その開口側の端面１２ｅがボビン２の底部２ａに接触した状態において、そのプランジャ１２の底部１２ｂが、円筒状部材９の内端面９ａから離間し、これらの間にエアーダンパー室（空気室）１４が形成されるように設定されている。
【００２２】そして、前記ロッド８の内端が前記プランジャ１２の底部１２ｂに接触し、ステータ６から外部へ突出したロッド８の他端には弁ホルダ１５が固着され、該弁ホルダ１５には弁体１６が固着されている。
【００２３】前記ケース５は２次モールド１７によってボデー１８と一体化されており、該ボデー１８には流入路１９と流出路２０が形成されている。該流入路１９と流出路２０との間には弁座２１が、前記弁体１６と対向して形成されている。更に、ボデー１８内には、開弁用の付勢手段であるスプリング２２が、その一端をボデー１８に係合し、他端を弁ホルダ１５に係合して、弁ホルダ１５と弁体１６を常時開弁方向に付勢している。
【００２４】なお、本実施例の電磁弁をオンボードダイアグノシス｜｜（ＯＢＤ−｜｜）に適用した例を図５に示す。図５はＯＢＤ−｜｜システムにおいて、燃料タンク２５と連通する配管２６，２７から発生するエバポエミションのリークチェックを実施するシステムの概要を示す図である。
【００２５】該システムにおいて、燃料タンク２５は配管２６を通じてキャニスタ２８に連通され、この配管２６には一定時間後の圧力上昇を検知する圧力センサ２９が接続されている。キャニスタ２８はキャニスタ大気開放配管３０を介して電磁弁３１に連通するとともに、配管２７を介してパージバルブ３２の一端にも連通している。そしてパージバルブ３２の他端はエンジンの吸気管３３に連通している。
【００２６】このシステムで燃料タンク２５と連通する配管２６及び配管２７から発生するエバポエミッションのリークチェックは、次の順序で行われる。先ず、キャニスタ２８のキャニスタ大気開放配管３０を電磁弁３１で閉じる。次で、パージバルブ３２を開放することにより、吸気管３３から所定の負圧を配管２７、配管２６側へ導入し、その導入後、パージバルブ３２を閉じることでエバポエミッションを完全に遮蔽する。一定時間経過したのち、圧力センサ２９でどれくらい圧力上昇したかを測定することでエバポエミッションのリークチェックが行われる。
【００２７】このようなシステムにおけるその電磁弁３１に本発明の電磁弁１を、その流入路１９を大気側へ開口し、流出路２０を前記キャニスタ大気開放配管３０に接続して使用する。
【００２８】次に本発明の電磁弁１の作用について説明する。図１に示す開弁状態では、スプリング２２の付勢力により弁ホルダ１５とともにロッド８を介してプランジャ１２が押圧されて開弁状態が保持される。
【００２９】該開弁状態において、コイル３に通電すると、コイル３から発生した磁束によりプランジャ１２が図４に示すようにステータ６側へ吸引移動され、ロッド８がプランジャ１２に押されて閉弁方向に移動し、該ロッド８に備えられた弁体１６が弁座２１に着座して流路を遮断する。このようにプランジャ１２がステータ６側へ移動する際には、プランジャ室１１内のエアーが、第１流通路１３ａと連通路１３ｃと第２流通路１３ｂからなるＵ字状の通路を通ってエアーダンパー室１４内に吸引される。このとき、第１流通路１３ａと第２流通路１３ｂは狭くて長い通路であるため、空気流通抵抗が大きくなり、これがエアーダンパー効果となってプランジャ１２の移動速度が低くなり、弁体１６の弁座２１への衝突力が緩和され、弁体１６が弁座２１に当って発生する作動音が小さくなる。
【００３０】したがって、スプリング２２のスプリング荷重は、後述する開弁時において弁体１６を押し開くだけの小さい力でよく、前記従来のような、急速に閉弁作動する弁体の動きを衝突音が発生しないように抑制するスプリングに比べて小さくてよい。そのため、スプリング２２のスプリング力に抗してプランジャ１２を作動させるための磁力も従来のものと比べて小さくてよく、その分従来の電磁弁に比べて電磁弁全体の体格を小さくできる。
【００３１】次に開弁作動について説明する。図４に示すように、プランジャ１２がステータ６に接近した閉弁状態において、コイルへの通電を止めると、スプリング２２の付勢力により弁体１６、弁ホルダ１５とともにロッド８が開弁方向へ押し移動され、これに係合したプランジャ１２が円筒状部材９側へ押し移動される。
【００３２】この移動により、エアーダンパー室１４内のエアーは、第２流通路１３ｂと連通路１３ｃと第１流通路１３ａからなるＵ状の通路を通ってプランジャ室１１内へ押し出される。このとき、エアーは前記と同様に狭くて長い両流通路１３ａ，１３ｂを流通するため、空気流通抵抗が大きくなり、これがエアーダンパー効果となって前記と同様にプランジャ１２の移動速度が低くなる。そのため、ボビン２の底部２ａに対するプランジャ１２の端面１２ｅの衝突力が緩和され、その作動音が小さくなる。
【００３３】また、プランジャ１２を押し移動するには、比較的弱いスプリング力でよいため、スプリング２２のスプリング力を前記のように小さく設定しても閉弁作動を行うことができる。したがって、前記のようにスプリング２２のスプリング力を小さくして電磁弁１の体格を小さくできる。
【００３４】なお、本発明の電磁弁は、前記オンボードダイアグノシス｜｜システムに使用する電磁弁に限るものではなく、その他の装置における流体の流通、遮断を行う電磁弁にも適用できるものである。
【００３５】
【発明の効果】以上のようであるから本発明によれば、前記従来の電磁弁に比べて、電磁弁の開弁時における作動音を小さくし、かつ電磁弁の体格を小さくすることができる。
【００３６】更に、前記従来の電磁弁に比べて付勢手段であるスプリングの数を減少できるため、電磁弁の組み付けが容易になる上に安価に製造できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１６５７４
【氏名又は名称】愛三工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１７日（１９９９．５．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１５３５
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 好道
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２０７１４（Ｐ２０００−３２０７１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１３５４８４ |
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