JP4019360B2

JP4019360B2 - 電磁弁装置

Info

Publication number: JP4019360B2
Application number: JP2002165485A
Authority: JP
Inventors: 史佳村上; 伸治大村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP2004011741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体通路を開閉する電磁弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイル部への通電状態に応じて固定コアに対し可動コアを吸引及び離間させることで、その可動コアと一体に動く弁部材により流体通路を開放及び閉塞する電磁弁装置が知られている。
特開平９−１７０６７５号公報に開示されている電磁弁装置には、弁部材に当接することにより弁部材の流体通路開放側への移動を規制する規制部が設けられている。この装置では、規制部に対向する弁部材の端面にゴム製の突起が設けられ、弁部材を突起の先端面で規制部に衝突させることでその衝撃を緩和するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示の装置では、弁部材端面の突起が閉じたループ状に形成されているため、規制部に当接する突起の先端面が内側で凹んでいる。そのため、弁部材の移動により規制部に突起が押圧されると、突起先端面の凹みと規制部とで囲まれる閉空間の圧力が減じられて突起が所謂吸盤として機能し規制部に吸着する。この吸着により、流体通路の閉塞側に弁部材を移動させるときに弁部材の移動開始が遅れ、応答性が悪化してしまう。
本発明の目的は、弁部材が規制部に衝突するときの衝撃を緩和すると共に、弁部材の規制部への吸着を防止する電磁弁装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の電磁弁装置によると、弁部材は、規制部に対向する対向端面から突出する突起を少なくとも一つ有する。突起はゴムで形成され、突出端面で規制部に当接する。これにより、流体通路の開放側へ移動する弁部材が規制部に衝突するときの衝撃を突起により緩和することができる。しかも突起の基端部は対向端面との境界を一つのループ状に形成し、突起の突出端面はその頂部から対向端面との境界側に向かうにつれ規制部から離間する形状を有する。すなわち、突起は閉じたループ状に形成されておらず、突起の頂部は凹んでいない。したがって、弁部材の移動により規制部に突起が押圧されても、その突起が規制部に吸着することを回避できるので、流体通路の閉塞側に弁部材を移動させるときの応答性を高めることができる。
【０００５】
本発明の請求項２に記載の電磁弁装置によると、突起は、規制部に対向する弁部材の対向端面の中心軸周りに等間隔に複数配列される。これにより、規制部に弁部材が衝突するときの衝撃を複数の突起で均等に吸収することができる。したがって、突起の耐久性を確保しつつ緩衝特性を向上させることができる。
【０００６】
本発明の請求項３及び４に記載の電磁弁装置によると、突起は、規制部への衝突時の撓み量が０．２３mm以上となるゴムで形成される。これにより、突起の撓み変形により確実に衝撃を吸収することができる。
本発明の請求項５に記載の電磁弁装置によると、弁部材との一体ゴム成形により突起が形成されるので、部品点数を低減して低コスト化を図ることができる。
【０００７】
本発明の請求項６に記載の電磁弁装置によると、弁部材は、弾性を有する支持部材に流体通路開閉のための往復移動を可能に支持される。この支持部材により、弁部材が規制部に衝突するときの衝撃を緩和することができる。
本発明の請求項７記載の電磁弁装置によると、支持部材は板状の弾性材で形成され、板厚方向に貫通する切欠き穴を有する。これにより支持部材の剛性が低下し、支持部材は弾性変形容易となるので、支持部材による緩衝効果を高めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による電磁弁装置を図１〜図３に示す。本実施例の電磁弁装置１０は、例えば自動車の燃料タンクで発生する蒸発燃料をエンジンへ送り出すシステムに用いられ、蒸発燃料の流路を開閉する弁装置である。
【０００９】
樹脂製の通路部材７０は、弁座部７１と、流体通路としての流入通路７２及び流出通路７３とを形成している。弁座部７１は、流入通路７２の下流側端部と流出通路７３の上流側端部との間において、後述する弁部材５０が着座可能に設けられている。弁部材５０が弁座部７１に着座することで、流入通路７２の下流側端部と流出通路７３の上流側端部との連通が遮断され、流体通路が閉塞される。弁部材５０が弁座部７１から離座することで、流入通路７２の下流側端部と流出通路７３の上流側端部とが連通し、流体通路が開放される。
【００１０】
固定コア１１、ヨーク１２及びコアプレート１３は磁性材で形成されている。固定コア１１は円筒状を呈し、一端部１１ａにヨーク１２がかしめ圧入等により固定されている。コアプレート１３は、固定コア１１の他端部１１ｂ側でヨーク１２に接続されている。コアプレート１３には、板厚方向に貫通する貫通穴１４が設けられている。コイル２１を巻回したボビン２０は、ヨーク１２とコアプレート１３とで挟持するように固定コア１１の外周側に配設されている。ボビン２０及びコイル２１がコイル部を構成している。
【００１１】
樹脂製のベース部材３０は、固定コア１１、ヨーク１２、コアプレート１３、ボビン２０及びコイル２１のインサート成形により形成されている。ベース部材３０は通路部材７０に接合されている。ベース部材３０には、コネクタ部３１及び規制部３６が設けられている。コネクタ部３１内にターミナル３２が埋設されており、コイル２１と電気的に接続されている。本実施例では、ターミナル３２に電気的に接続される制御装置（図示しない）により、制御指令値に応じた時間だけ電流がコイル２１に供給される。規制部３６は、固定コア１１の内側を充填するように概ね円柱状に形成されている。規制部３６は、固定コア１１の端部１１ｂ側から弁部材５０側に突出し、コアプレート１３の貫通穴１４内に挿入されている。規制部３６の突出側端面３６ａは、固定コア１１の中心軸Ｑに垂直な平坦面に形成されている。規制部３６の突出側端部の外周側に、円筒状の案内部材３３が固定されている。案内部材３３については、本実施例のように規制部３６と別体に形成してもよいし、あるいは規制部３６と一体に形成してもよい。
【００１２】
可動コア４０は磁性材で円筒状に形成されている。可動コア４０は、コアプレート１３の貫通穴１４の内周側に固定コア１１と同軸上に配設されている。固定コア１１の端部１１ｂに対向する可動コア４０の一端部４０ａ側は、その内周壁で案内部材３３の外周壁に摺接し案内される。これにより、可動コア４０は中心軸Ｒ方向の両側に往復移動可能である。可動コア４０の内周側には、付勢手段であるコイルスプリング４１が収容されている。
【００１３】
支持部材６０は、円板状の弾性材たる板ばねで構成されている。支持部材６０の外周部は、ゴム製のリング部材６１を介してベース部材３０と通路部材７０とに挟持されている。これにより支持部材６０は、可動コア４０の他端部４０ｂと弁座部７１との間に拡がり、一方の面６０ａを規制部３６の端面３６ａ及びコアプレート１３の反固定コア側の面１３ａに対向させている。支持部材６０の面６０ａ側には、可動コア４０の他端部４０ｂが溶接等で固定されている。支持部材６０の面６０ａと案内部材３３の反固定コア側端面との間にコイルスプリング４１が介装されている。コイルスプリング４１は、弁座部７１側に向かって支持部材６０を付勢している。
【００１４】
支持部材６０の中央部には、板厚方向に貫通する切欠き穴６２が設けられている。本実施例の切欠き穴６２は、支持部材６０の中心部から周方向で等間隔の３箇所に向かって放射状に延びる形状を呈している。この切欠き穴６２の中心部に弁部材５０が嵌合固定されている。これにより弁部材５０は、可動コア４０と一体に往復移動可能に支持部材６０に支持されている。
【００１５】
弁部材５０はゴムで形成されている。弁部材５０は、シート部５２と当接部５４とを有する。シート部５２は、支持部材６０の上記面６０ａとは反対側の面６０ｂから弁座部７１側へ突出する円盤状に形成されている。シート部５２は、その突出側端面５２ａで弁座部７１に着座可能である。当接部５４は、支持部材６０の面６０ａから規制部３６側に突出する円盤状に形成されている。当接部５４は可動コア４０内に同軸上に収容され、中心軸Ｏに垂直な平坦面で形成される突出側端面５４ａを規制部３６の端面３６ａに対向させている。以下、当接部５４の端面５４ａを対向端面５４ａという。当接部５４は、対向端面５４ａから突出する複数（本実施例では３つ）の突起５６を有している。それら複数の突起５６は、切欠き穴６２の放射状部分に対応するように対向端面５４ａの中心軸Ｏ周りに等間隔に配列されている。各突起５６の基端部は対向端面５４ａとの境界Ｄを一つのループ状に形成している。各突起５６の突出端面５６ａは、本実施例では中心軸上に位置する頂部Ｔから境界Ｄ側に向かうにつれ規制部３６から離間する概ね半球状に形成されている。すなわち突出端面５６ａは、任意の縦断面における外形線が頂部Ｔから境界Ｄ側に向かって滑らかに湾曲する形状を有する。各突起５６の突出端面５６ａは規制部３６の端面３６ａに当接可能である。
【００１６】
弁部材５０を形成するゴムとしては、例えばフッ素ゴム等、公知のゴムを使用できるが、図４に白抜き矢印で示すように、突起５６が規制部３６に衝突するときの撓み量が０．２３mm以上となるゴムを使用することが好ましい。かかる突起５６の撓み量が０．２３ｍｍ以上となるとき、図４に示すように、規制部３６への衝突時における弁部材５０のバウンド量が小さくなり、制御指令値としてのデューティ比に対する流出流量のリニアリティに生じる乱れΔｑ（図７（Ａ）参照）が０．４Ｌ／ｍｉｎ以下に減少する。また、弁部材５０の形成ゴムとしては、図５に示すように、−２０℃から１２０℃の温度範囲における硬度がおよそ７０Ｈｓ以下のゴムを使用することが好ましい。このような硬度のゴムを使用することで、装置外周の温度が零下となる場合にも、突起５６による所望の緩衝特性を得ることができる。本実施例では、上記突起５６の撓み量及び硬度に関する規定を共に満たすフッ素ゴムで弁部材５０を形成している。
【００１７】
次に電磁弁装置１０の作動について説明する。
（１）コイル２１に通電されていないとき、可動コア４０はコイルスプリング４１の付勢力により、支持部材６０を弁座部７１側に僅かに撓ませた状態で固定コア１１から離間する。このとき、弁部材５０は規制部３６から離間し、弁座部７１に離座する。これにより、流入通路７２と流出通路７３との連通が遮断され流体通路が閉塞されるため、流入通路７２の上流側端部に供給された流体は流出通路７３の下流側端部から流出されない。
【００１８】
（２）コイル２１に通電すると、コイル２１は可動コア４０を固定コア１１側に吸引する磁力を発生する。すると可動コア４０は、コイルスプリング４１の付勢力に抗して支持部材６０を規制部３６側に撓ませながら固定コア１１に接近する。その支持部材６０の撓みに伴って弁部材５０が規制部３６側に向かって移動し、シート部５２が弁座部７１から離座する。これにより、流入通路７２と流出通路７３とが連通し流体通路が開放されるため、流入通路７２の上流側端部に供給された流体が流出通路７３の下流側端部から流出する。
【００１９】
コイル２１への通電による可動コア４０及び弁部材５０の移動は、フルリフト時に弁部材５０の当接部５４が規制部３６に当接することで規制される。電磁弁装置１０において弁部材５０は、当接部５４にゴムで形成した突起５６で規制部３６に衝突する。しかも電磁弁装置１０において弁部材５０を支持する支持部材６０は、弾性を有する板ばねで構成されることに加え、切欠き穴６２により板厚方向すなわち弁部材５０の往復移動方向に弾性変形容易となっている。このような突起５６及び支持部材６０により、弁部材５０が規制部３６に衝突するときの衝撃は充分に緩和される。したがって電磁弁装置１０では、図６（Ａ）に矢印Ｘで指し示すように衝突時における弁部材５０のバウンドが突起５６を設けない場合（図６（Ｂ）参照）と比べて抑制される。その結果、図７（Ａ）に示すように、デューティ比に対する流出流量のリニアリティに生じる乱れΔｑが、突起５６を設けない場合（図７（Ｂ）参照）に比べて小さくなる。
【００２０】
さらに電磁弁装置１０において上記効果をもたらす突起５６は、ループ状に延びる上記境界線Ｄ側に頂部Ｔから向かうにつれ規制部３６から離間する形状を突出端面５６ａに有しているので、突起５６の突出端面５６ａと規制部３６の端面３６ａとが当接してもそれら面５６ａ，３６ａの間には閉空間が形成されない。これにより突起５６の突出端面５６ａが規制部３６の端面３６ａに吸着することを防止できるので、弁部材５０が流体通路を閉塞するときの応答性を高めることができる。加えて電磁弁装置１０では、規制部３６に弁部材５０が衝突するときの衝撃について、弁部材５０の対向端面５４ａの中心軸Ｏ周りに等間隔に設けられた複数の突起５６で均等に分散して吸収することができる。よって、突起５６の耐久性が向上する。
【００２１】
以上説明した上記実施例では、弁部材５０の対向端面５４ａに突起５６が３つ設けられていたが、図８に変形例を示すように突起５６を１つだけ設けるようにしてもよいし、２つ又は４つ以上の突起５６を設けるようにしてもよい。尚、突起５６を複数設ける場合には、上記実施例のように対向端面５４ａの中心軸Ｏ周りに等間隔に設けることが望ましい。
また上記実施例では、突出端面５６ｂの頂部Ｔが突起５６の中心軸上の点状に形成されていたが、突出端面の頂部は突起の形状に応じて例えば所定長さで延びる峰続き状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電磁弁装置を示す断面図（Ａ）及び（Ａ）における要部の拡大図（Ｂ）である。
【図２】図１に示す支持部材及び弁部材の底面図である。
【図３】図１に示す弁部材の平面図である。
【図４】図１に示す弁部材を形成するゴムについて説明するための特性図である。
【図５】図１に示す弁部材を形成するゴムについて説明するための別の特性図である。
【図６】本発明の一実施例による電磁弁装置（Ａ）と比較のための装置（Ｂ）とにおける弁部材の移動位置の経時変化を示す特性図である。
【図７】本発明の一実施例による電磁弁装置（Ａ）と比較のための装置（Ｂ）とにおける流出流量とデューティ比との相関を示す特性図である。
【図８】図１に示す弁部材の変形例を示す平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１０電磁弁装置
１１固定コア
２０ボビン（コイル部）
２１コイル（コイル部）
３０ベース部材
３３案内部材
３６規制部
４０可動コア
４１コイルスプリング
５０弁部材
５２シート部
５４当接部
５４ａ対向端面
５６突起
５６ａ突出端面
６０支持部材
６２切欠き穴
７０通路部材
７１弁座部
７２流入通路（流体通路）
７３流出通路（流体通路）
Ｄ境界線
Ｏ対向端面の中心軸
Ｔ頂部

Claims

往復移動することで流体通路を開閉する弁部材と、
固定コアと、
前記弁部材と一体移動可能に設けられ、前記固定コアに接近することにより前記弁部材で前記流体通路を開放し、前記固定コアから離間することにより前記弁部材で前記流体通路を閉塞する可動コアと、
通電により前記可動コアを前記固定コアに吸引する磁力を発生するコイル部と、
前記弁部材に当接することにより前記弁部材の前記流体通路開放側への移動を規制する規制部と、
を備える電磁弁装置であって、
前記弁部材は、前記規制部に対向する対向端面から突出する突起を少なくとも一つ有し、
前記突起はゴムで形成され、
前記突起の基端部は前記対向端面との境界を一つのループ状に形成し、
前記規制部に当接する前記突起の突出端面は、その頂部から前記境界側に向かうにつれ前記規制部から離間するよう、断面が半円形状に形成されていることを特徴とする電磁弁装置。
前記突起は、前記対向端面の中心軸周りに等間隔に複数配列されることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁装置。
前記突起は、前記規制部への衝突時の撓み量が０．２３mm以上となるゴムで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁装置。
前記突起は、フッ素ゴムで形成されることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁装置。
前記突起は、前記弁部材との一体ゴム成形により形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁弁装置。
前記弁部材は、弾性を有する支持部材に前記往復移動を可能に支持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁弁装置。
前記支持部材は板状の弾性材で形成され、板厚方向に貫通する切欠き穴を有することを特徴とする請求項６に記載の電磁弁装置。