| 【発明の名称】 |
電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】根本 伸二
【氏名】鈴木 三男
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| 【要約】 |
【課題】耐腐食性が向上するとともに、作業工数が増加することのない電磁弁を提供することにある。
【解決手段】可動子鉄心９が可動すると、プッシュロッド１２の先端のバルブホルダ１３が駆動される。励磁コイル２への通電時には、バルブホルダ１３の弾性弁体１４が弁座５ｃに当接して、流体通路５ａ，５ｂを閉止する。励磁コイル２への非通電時には、流体通路５ａ，５ｂを開放するとともに、バルブホルダ１３の弾性弁体１５が弁座１７ａに当接して、流体が可動鉄心９側に侵入するのを防止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】励磁コイルへの通電によって可動する可動子鉄心と、この可動子鉄心の可動によって駆動されるとともに、先端に第１の弁体が設けられたバルブホルダと、上記第１の弁体が当接して流体通路を閉止する第１の弁座を有するバルブチャンバと、上記励磁コイルへの非通電によって上記流体通路が開放された時に上記バルブホルダの移動を阻止するバルブストッパとを有する電磁弁において、上記バルブホルダと当接する側の上記バルブストッパに設けられた第２の弁座と、上記バルブホルダに設けられるとともに、上記第２の弁座と当接する第２の弁体とを備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】請求項１記載の電磁弁において、上記バルブストッパは、上記バルブホルダを保持するプッシュロッドとの摺動部に形成された狭部を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項３】請求項２記載の電磁弁において、上記バルブストッパは、上記可動子鉄心側に形成された空間部を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項４】請求項１記載の電磁弁において、上記第２の弁座を有するバルブストッパを弾性部材により形成したことを特徴とする電磁弁。
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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、電磁弁に係り、特に、流体通路の開閉に用いるに好適な電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、自動車の燃料タンク内に充満するガソリン蒸気が、そのまま外部に漏れることを防止するために、燃料タンクに連通してエバポャニスタを設けることが知られている。エバポキャニスタ内部には、活性炭等の吸着剤が内蔵されており、この吸着剤によりガソリン蒸気を吸着して、外部に漏れることを防止するようにしている。エバポキャニスタ内部の吸着材を通過した気体は、ガソリン蒸気が取り除かれているため、エバポキャニスタの大気通路から外部に排出される。後に、吸着されたガソリン蒸気は、吸着剤の浄化を行うパージプログラムにより、エンジンに供給されるが、その際、エバポキャニスタの大気通路からキャニスタ内に大気が吸入される。つまり、キャニスタの大気通路は、排気と吸気の２方向の気体の流れが発生する。ここで、燃料タンクからエバポキャニスタに至る流路からの気体成分の漏れをチェックするために、エバポキャニスタの大気通路に電磁弁を設けられている。電磁弁によって大気通路を閉じることにより、途中の流路は閉じた空間となり、この流路からの気体の漏れをチェックすることができる。パージ動作が行われる際に、大気からエバポキャニスタの大気通路に流入する空気に含まれる異物等によって、電磁弁が動作不良を起こす場合がある。特に、冬季積雪のある地域においては、道路上に融雪剤（塩化ナトリウム等）が撒かれており、融雪剤を含む流体成分が、電磁弁の可動部や摺動部に付着すると、腐食が発生し、電磁弁の動作不良をもたらすことになる。そこで、従来のエバポキャニスタの大気通路に備えられる電磁弁においては、可動部部品の表面処理を行うことにより、耐腐食性を向上させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の電磁弁においては、可動部品の表面処理工程が必要となり、作業工数が増加するという問題があった。なお、電磁弁の腐食の問題は、エバポキャニスタに用いられる電磁弁に限らず、水分や腐食性の流体が流通する流路を開閉する電磁弁においても問題であり、これらの電磁弁においても、耐腐食性を向上するために表面処理を行うと、作業工数が増加するという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、耐腐食性が向上するとともに、作業工数が増加することのない電磁弁を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成するために、本発明は、 励磁コイルへの通電によって可動する可動子鉄心と、この可動子鉄心の可動によって駆動されるとともに、先端に第１の弁体が設けられたバルブホルダと、上記第１の弁体が当接して流体通路を閉止する第１の弁座を有するバルブチャンバと、上記励磁コイルへの非通電によって上記流体通路が開放された時に上記バルブホルダの移動を阻止するバルブストッパとを有する電磁弁において、上記バルブホルダと当接する側の上記バルブストッパに設けられた第２の弁座と、上記バルブホルダに設けられるとともに、上記第２の弁座と当接する第２の弁体とを備えるようにしたものである。かかる構成により、第１の弁座と第１の弁体が離間して流体通路が開放されるときは、第２の弁座と第２の弁体が当接して、可動子鉄心側への流体の侵入を防止できるので、耐腐食性が向上するとともに、作業工数が増加することのないものとなる。
【０００６】（２）上記（１）において、好ましくは、上記バルブストッパは、上記バルブホルダを保持するプッシュロッドとの摺動部に形成された狭部を備えるようにしたものである。かかる構成により、可動子鉄心側への流体侵入をさらに防止し得るものとなる。
【０００７】（３）上記（２）において、好ましくは、上記バルブストッパは、上記可動子鉄心側に形成された空間部を備えるようにしたものである。かかる構成により、可動子鉄心側への流体侵入をさらに防止し得るものとなる。
【０００８】（４）上記（１）において、好ましくは、上記第２の弁座を有するバルブストッパを弾性部材により形成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態による電磁弁の構造について説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態による電磁弁の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態による電磁弁の全体構成を示す断面図である。
【００１０】本実施形態による電磁弁１００を構成するボディ１は、プラスチックにて形成されており、円筒形状の筒状ガイド１ａを有している。筒状ガイド１ａにガイドされて、可動鉄心９が、図示の上下方向に摺動する。筒状ガイド１ａの上端部は、閉止構造となっている。ボディ１のボビン１ｂ部には、励磁コイル２が筒状に巻線される。励磁コイル２の端末は、電気信号を受けるためのターミナル３に接続される。
【００１１】固定鉄心４は、筒状ガイド１ａと励磁コイル２を備えるボディ１の同軸中心に配置されている。固定鉄心４は、ボディ１の下端面と、流体通路５ａ，５ｂを備えるバルブチャンバ５の上端面の間に、挟み込まれている。ボディ１と固定鉄心４の間、及び固定鉄心４とバルブチャンバ５の間には、それぞれ、シール部材６，７を介在しており、内部と励磁コイル２室との気密性を確保している。
【００１２】筒状ガイド１ａと励磁コイル２を備えるボディ１は、ケース８の内部に挿入される。ケース８は、磁性体をプレス加工して形成される。さらに、ボディ１の内部に、可動鉄心９及び固定子鉄心４が順次挿入される。その後、バルブチャンバ５の鍔部５ｄで加締めることによって、ボディ１，固定鉄心４，バルブチャンバ５が連結固定される。固定子鉄心４は、磁性材を加工して形成されている。可動鉄心９は、固定子鉄心に対向しており、励磁コイル２による磁気吸引力により吸引動作する磁性材を加工して形成されている。従って、ケース８の装着によって、ケース８，固定鉄心４，可動鉄心９は、励磁コイル２との磁気回路を構成する。
【００１３】ボディ１，励磁コイル２，可動鉄心９，固定子鉄心４及びバルブチャンバ５からなる部材は、成形型により、外側から包囲するように、プラスチックからなる外装部材１０によってモールドされる。外装部材１０とバルブチャンバ５の外径部５ｅのラビリンス形状による境界面積の拡大によって、励磁コイル２室と外気との気密性を確保する。また、モールド固定する作業と同時に、電気信号を受けるためのターミナル３を包囲するためのハウジング１１も成形される。
【００１４】プッシュロッド１２は、可動子鉄心９に当接しており、可動鉄心９の進退動作によって、固定鉄心４の軸中心部に形成された筒状ガイドの内径４ａを上下に摺動する。プッシュロッド１２は、プラスチックを成形加工して形成される。プッシュロッド１２の端部には、プッシュロッド１２と一体成形されたバルブホルダ１３が備えられている。バルブホルダ１３の両面には、弾性弁体１４，１５が装着されている。弾性弁体１４，１５は、バルブホルダ１３に設けた段付き部に板状の弾性弁体１４，１５を嵌合設置することにより、バルブホルダ１３に取付けられる。
【００１５】バルブチャンバ５と弾性弁体１４との間には、ばね１６が装着されている。ばね１６は、励磁コイル２の非通電時に、バルブチャンバ５の弁座５ｃとバルブホルダ１３に装着した弾性弁体１４とを離間させる。ばね１６の力によって、励磁コイル２の非通電時に、バルブチャンバ５の流体通路５ａと流体通路５ｂとは連通されると同時に、バルブホルダ１３に装着した弾性弁体１５をバルブチャンバ５の内側の固定鉄心４との間に密着設置したバルブストッパ１７の弁座１７ａに押圧される。従って、流体通路５ａと流体通路５ｂが連通した電磁弁１００の開放状態では、弾性弁体１５と弁座１７ａが当接して、流体通路５ａ，５ｂとバルブストッパ１７の固定子鉄心側空間１７ｂとを遮断しており、流体通路５ａ，５ｂ側を流れる流体が、可動子鉄心９側に流入することを防止することができ、可動子鉄心９等に特別な耐腐食性のための表面処理を施すことなく、腐食を防止することができる。なお、ばね１６は、バルブチャンバ５側に設けた突起５ｄと、プッシュロッド１２先端のバルブホルダ１３部に設けた突起１２ａによって支持されており、安定に支持されている。
【００１６】バルブストッパ１７は、同軸中心に、筒状ガイド１７ｃを備えている。筒状ガイド１７ｃは、プッシュロッド１２の摺動をガイドする。また、バルブストッパ１７は、その内側に、固定鉄心側空間１７ｂが形成される。固定子鉄心側空間１７を有することにより、万一、流体が可動部側に流入するような場合でも、この空間１７の内部に滞留して、可動子鉄心９側への移動を低減することができる。また、電磁弁１００全体の姿勢としては、万一の可動鉄心９への水分，異物浸入を考えると、自然落下による可動鉄心９からの排出効果の面で、図１に示す天・地方向の向きに取り付けることにより、流入した流体の影響を低減できる。
【００１７】また、励磁コイル２の非通電時には、プッシュロッド１２の可動鉄心９側の位置は自動的に決っているので、可動鉄心９がボディ１の筒状ガイド１ａの内側でフリー状態にならないように、バルブチャンバ５側に設置したばね１６よりも力の小さいばね１８を、可動鉄心９と筒状ガイド１ａの上端部内側との間に設置することで、可動鉄心９とプッシュロッド１２とを当接させるようにしている。ばね１８の設置に当って、可動鉄心９の内側に円筒形のガイド９ａを設ける。円筒形のガイド９ａは、可動鉄心９の組立て時の方向性を無くするために、上下対象形状としている。
【００１８】一方、励磁コイル２への通電時には、磁気吸引力による可動鉄心９の吸引動作によって、プッシュロッド１２を下方に移動させ、プッシュロッド１２の先端のバルブホルダ１３に装着したバルブチャンバ側弾性弁体１４を、バルブチャンバ弁座５ｃへ押圧させて、流体通路５ａ，５ｂを遮断する。
【００１９】次に、本実施形態による電磁弁１００の組立て順序について説明する。電気信号を受けるためのターミナル３を接続した励磁コイル２を備えるボディ１の励磁コイル２の同軸中心に位置する筒状ガイド１ａに、ばね１８，可動鉄心９，固定鉄心４を順次挿入し、ボディ１と固定鉄心４間および、固定鉄心４のバルブチャンバ５側にシール部材６，７を装着する。
【００２０】一方、流体通路５ａ，５ｂと弁座５ｃを備えるバルブチャンバ５に、ばね１６，弾性弁体１４，１５をバルブホルダ１３に装着したプッシュロッド１２を挿入し、弁座１７ａを備えるバルブストッパ１７を挿入し、密着設置する。
【００２１】以上のようにして構成した２部品を組合せ、ボディ１の上端部の円筒部外径側からケース８を挿入し、バルブチャンバ５の鍔部で加締めることで一体化する。次に、この一体化したものを、成形型により外側から包囲するようにプラスチックからなる外装部材１０でモールド成形する。
【００２２】なお、外装部材１０とボディ１の筒状ガイド１ａの閉止側円筒外径部、およびバルブチャンバ５外径部のラビリンス形状による境界面積の拡大によって励磁コイル室と外気とは気密性を確保するが、気密性レベルを高める必要がある場合には、さらに、シール部材を装着するようにしてもよいものである。
【００２３】次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による電磁弁の耐腐食構造についてさらに詳述する。図２は、本発明の一実施形態による電磁弁の開放状態における詳細構造を示す部分断面図であり、図３は、本発明の一実施形態による電磁弁の閉鎖状態における詳細構造を示す部分断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２４】図２に示すように、励磁コイル２の非通電時には、バルブホルダ１３側に弁座１７ａを有するバルブストッパ１７を設置することにより、流体がバルブチャンバ通路５ａ，５ｂ内を通過するときには、ばね１６の力によってバルブストッパ弁座１７ａへバルブホルダ１３に装着した弾性弁体１５をバルブホルダ１３とバルブストッパ弁座１７ａ間で圧縮させ、流体通路５ａ，５ｂとバルブストッパ１７の固定鉄心側空間１７ｂ，つまり、プッシュロッド１２および可動鉄心９の摺動部とは隔離状態となる。これによって、流体に含まれる水分，異物のプッシュロッド１２および可動鉄心９の摺動部への浸入を防止できる。
【００２５】また、図３に示すように、励磁コイル２への通電時には、磁気吸引力によってバルブホルダ１３に装着した弾性弁体１４をバルブホルダ１３とバルブチャンバ弁座５ｃ間で圧縮させることにより、バルブチャンバ５の流体通路５ａと流体通路５ｂ間を閉止する。
【００２６】この時、バルブストッパ弁座１７ａとバルブホルダ１３に装着した固定鉄心側弾性弁体１５は離間し、流体通路５ｂとバルブストッパ１７の固定鉄心側空間１７ｂとは連通するが、流体通路５ａと流体通路５ｂ間が閉止し、流体が遮断されるので外部側である流体通路５ａからの水分，異物がプッシュロッド１２および可動鉄心９の摺動部へ浸入することは無くなる。
【００２７】万一、励磁コイル２への通電時に、流体通路５ｂに残留する空気中に含まれた水分，異物がプッシュロッド１２に付着し、励磁コイル２への非通電によって、バルブストッパ１７の同軸中心の筒状ガイド１７ｃとプッシュロッド１２間に浸入しても、バルブストッパ１７の固定鉄心側空間１７ｂを設けることによって、空間１７ｂに浸入してきた水分，異物を空間１７ｂの内部に滞留させることによって、バルブストッパ１７の固定鉄心空間１７ｂを越え、固定鉄心４の同軸中心の筒状ガイド部、更に可動鉄心９部まで侵入することはないものである。空間１７ｂに滞留した水分，異物は、次の弾性弁体１４，１５を装着したバルブホルダ１３と一体のプッシュロッド１２の動作時に自然落下によって、バルブチャンバ５の流体通路５ｂ部に排出される。
【００２８】また、バルブストッパ１７の同軸中心にプッシュロッド１２が摺動するための筒状ガイド１７ｃを設けることにより、弾性弁体１４，１５を装着したバルブホルダ１３と一体のプッシュロッド１２をバルブチャンバ弁座５ｃ、バルブストッパ弁座１７ａに近い位置でガイドできるので同心性を向上でき、その結果、各弁座５ｃ，１７ａとバルブホルダ１３に装着された弾性弁体１４，１５の着座性が向上できる。
【００２９】なお、以上の説明では、バルブストッパ１７をプラスチックによる成形品としているが、ゴムによる成形品にし、弁座１７ａ自体をゴムにすることでバルブホルダ１３に装着する弾性弁体１５を廃止できるとともに、バルブチャンバ５内径とバルブストッパ１７外径との密着を容易に行うことができる。
【００３０】以上説明したように、本実施形態によれば、電磁弁１００の開放時には、弾性弁体１５と弁座１７ａが当接しており、流体通路５ａ，５ｂ側を流れる流体が、可動子鉄心９側に流入することを防止することができ、可動子鉄心９等に特別な耐腐食性のための表面処理を施すことなく、腐食を防止することができる。しかも、その際、弁座１７ａを有するバルブストッパ１７を設けるとともに、弾性弁体１５の追加のみですむため、部品点数も１点増えるだけであり、部品点数が大幅に増加することがないものである。
【００３１】次に、図４を用いて、本発明の他の実施形態による電磁弁の構成について説明する。図４は、本発明の他の実施形態による電磁弁の構成を示す断面図である。なお、本実施形態による電磁弁の全体構成は、図１に示したものと同様である。図４は、図２と同様に、本実施形態による電磁弁の部分構造を示すものであり、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３２】本実施形態においては、図４に示すように、バルブストッパ１７の固定鉄心側空間１７ｂを確保しつつ、プッシュロッド１２が摺動するための筒状ガイド１７ｃ’の長さ、つまり狭部を長くしている。かかる構成により、水分，異物が、さらに、可動部側に浸入し難くなるものである。本実施形態によれば、耐腐食性のための表面処理を施すことなく、腐食を防止することができるとともに、可動部への流体の侵入をさらに防止できる。
【００３３】次に、図５を用いて、本実施形態による電磁弁を用いたエバポ系統のシステム構成について説明する。燃料タンク３４は、パイプ３２によって、エバポキャニスタ３１に接続されている。エバポキャニスタ３１の内部には、活性炭等の吸着剤が充填されている。従って、燃料タンク３４の内部で発生したガソリン蒸気は、吸着剤によって吸着され、大気中に放出されるを防止している。
【００３４】エバポキャニスタ３１には、電磁弁１００が接続されている。電磁弁１００の構成は、図１〜図４において説明したようになっている。電磁弁１００の流体通路５ｂは、エバポキャニスタ３１に接続され、流体通路５ａは、大気に開放されている。
【００３５】電磁弁１００は、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３３からの制御信号によって開閉制御されるが、通常は、電磁弁１００は、開放状態となっている。従って、流体通路５ａ側からは、大気中の水分や異物，特に、融雪剤が使用されている地域では、融雪剤を含んだ水分が流入する。しかしながら、上述したように、電磁弁１００の開放時には、流体通路５ａ，５ｂ側を流れる流体が、可動子鉄心側に流入することを防止することができ、可動部の腐食を防止することができる。
【００３６】ＥＣＭ３３は、車載自己診断（ＯＢＤ：On-Board Diagnosis）システムのシステム制御の一つとして、電磁弁１００を開閉制御する。車載自己診断が開始すると、ＥＣＭ３３は、診断制御信号を電磁弁１００に出力して、励磁コイル２に通電する。その結果、磁気吸引力による可動鉄心９の吸引動作によって、可動鉄心９及びバルブホルダ１３と一体のプッシュロッド１２が移動して、バルブホルダ１３に装着されたバルブチャンバ側弾性弁体１４がバルブチャンバ弁座５ｃに着座することによりバルブチャンバ５の流体通路５ａと流体通路５ｂ間を閉止する。これによって、エバポキャニスタ３２の大気通路を閉止させ、燃料タンク３４とエバポキャニスタ３２を含むエバポ系統に対して、流体の漏洩を検出する診断プログラムにより診断を行う。
【００３７】その後、ＥＣＭ３３からの診断終了の信号により、電磁弁１００は非通電状態となり、ばね１６の力によって可動鉄心９が固定鉄心４から離間され、同時にバルブチャンバ５の弁座５ｃからバルブホルダ１３に装着された弾性弁体１４も離間される。これによって、バルブチャンバ５の流体通路５ａと流体通路５ｂは連通され、エバポキャニスタ３２の大気通路を開放し、通常状態となる。
【００３８】ここで、電磁弁の可動部９への水分侵入による可動鉄心９の腐食や、可動部への異物付着が発生すると、可動鉄心９と筒状ガイド１ａと間の摺動抵抗が増大し、可動鉄心９が作動不能となり、流体通路の開閉動作を行えなくなり、診断不能となる。しかしながら、本実施形態においては、可動部品の腐食，可動部への異物付着による可動鉄心の作動不能を抑えることができ、正常な自己診断を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、耐腐食性が向上するとともに、作業工数が増加することのない電磁弁を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３２９９９
【氏名又は名称】株式会社日立カーエンジニアリング
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| 【出願日】 |
平成１１年６月７日（１９９９．６．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７８１６
【弁理士】
【氏名又は名称】春日 讓
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６２２９（Ｐ２０００−３４６２２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１５９８４３ |
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