JPH01199076A - 流体制御用電磁弁 - 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、流体の流量を連続的に制御する流体制御用電
磁弁に関し、さらに詳細には、弁体と一体のベローズを
有し、このベローズの内外両側に流体圧力を作用させ、
弁体に作用する圧力の影古がないようにした、流体制御
用電磁弁に関するものである。

〔従来の技術〕

エンジンの吸入空気量等の流体を制御する弁として、流
入口から吐出口へ流れる流体の流量を連続的に制御する
電磁弁が知られている。

このような流体制御弁においては、流入口から流入する
流体の圧力が吐出圧に対し相対的に高ければ弁体が閉弁
状態から開弁状態に移行しようとする時流体の圧力が弁
体に作用して弁体を押し開く向きに作用するため、開弁
に要する力が小となり、所期のように開弁しないことも
ある。また流体の圧力が変動する場合はこの圧力の変動
により開弁に要する力も変動するため、電磁コイルによ
る開弁力を一定にできないという問題があった。

このような弁体に作用する流体の圧力による影響をなく
するため、実公昭５８−２４６８８号公報には、弁体を
取付けたシャフトにベローズを装着し、このベローズを
流体通路中に位置させて弁体の一方の面倒の圧力をベロ
ーズの外側に作用させ、弁体の他方の面倒の圧力をシャ
フトに設けた通路を介してベローズ内部に導入して作用
させるようにした流体制御用電磁弁が開示されている。

さらに本出願人は、上記公報記載の流体制御弁を改良し
て弁体とベローズとを一体形成する形式の流体制御用電
磁弁を開発した（特願昭６２−２２０８６７号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような流体制御用電磁弁においては、弁体と弁座
部との間の流体シール性を確保するため、−ｉに、第４
図に示すように金属プレート４０にゴム４１を加硫焼付
けしたシートバルブ４２を用いてシャフト１４とベロー
ズ１０にかしめ固定し、又は第５図に示すように、上記
のように構成したシート４３をハウジングｌに圧入固定
しているため、金属プレートの加工、ゴムの加硫焼付け
、かしめ工程及び圧入工程が必要となり、製造コストが
高くなるという問題がある。

また前記特願昭６２−２２０８６７号の流体制御用電磁
弁のように、弁座部に当接する弁体の端面にシール部を
一体成形することも考えられるが、この場合には、弁体
と一体形成されるベローズの弾性が小さいため、高いシ
ール性が得られず、高いシール性が要求される場合には
、採用できないという問題がある。

本発明は上記のような問題点に鑑み、従来のようなゴム
の加硫焼付け、金属プレートの加工、かしめ及び圧入工
程を要せず、低コストで製造でき、しかも高度のシール
性を持った、流体制御用電磁弁を捉供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、上記の課題は、流体通路とこの流体通
路途中に形成された弁座部とを有するハウジングと、こ
のハウジング内に配設され前記弁座部に着座及び離座し
て前記流体通路の遮断及び導通を行う弁体と、この弁体
と一体に形成され前記流通路内に配設されたベローズと
、前記弁体を作動させる電磁コイルと、前記弁体にこの
電磁コイルの磁力と反対方向の付勢力を付与する弾性体
とを具備し、前記ベローズの内側と外側とに流体の圧力
を作用させるようにした流体制御用電磁弁において、前
記弁体の前記弁座部に当接する端面に環状の溝を形成し
、この溝内に弁体とは別体の環状の弾性パツキンを装着
することによって、解決されるものとなる。

〔作　用〕

本発明によれば、弁体とは別体の弾性パツキンがシール
材として作用し、弁体と一体形成されるベローズの材質
の制約を受けないので、弁座部によくなじみ、高度のシ
ール性を発揮する。そしてゴムの加硫焼付け、金属プレ
ートの加工、かしめ及び圧入工程等を要しないため、製
造コストを低減するものとなる。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する
。

第１図において、１はアルミ製のハウジングであって、
吸入空気のような流体の流入口２と流出口３とを有し、
さらにこれら流入口２と流出口３とを連通ずる連通口４
を有している。連通口４の下部には段部が形成され、後
述する弁体が着座及び離座する弁座部５を構成している
。さらにハウジング１は吐出口３の下方にソレノイド室
６を有している。

７は、ハウジングｌに形成された弁座部５に着座及び離
座して連通口４を遮断及び導通させる弁体であり、その
上端面に、断面がほぼ三角形状の環状溝８が形成され、
この環状溝８内に、弁体７とは別体に形成された天然ゴ
ム又は合成ゴムからなるゴムパツキン９が嵌挿固定され
ている。このゴムパツキン９は弁体７が連通口４を遮断
する時、弁座部５に直接押圧され流体をシールするため
のものである。

弁体７はその下部にベローズ１０が一体形成され、ベロ
ーズｌＯの下端フランジ部１１が、ハウジングのソレノ
イド室６の上部に形成された段部１２と、その下方に配
設された第１サイドプレート１３とにより、気密的に挟
持されている。

ベローズｌＯの中央部、ソレノイド室６、吐出口２及び
連通口４には、シャフト１４が軸方向に貫通している。

シャフト１４の頂端部は弁体７の中央孔１５に嵌挿され
、頂端部近傍に形成された座部３２が中央孔１５の下端
面に当接され弁体７を支持するようにしている。弁体７
の上面に突出したシャフト１４の頂端部にはスプリング
１６が装着され、弁体７がこのスプリング１６によりシ
ャツ１−１４の座部３２側に付勢されてシャフト１４に
係止された状態でベローズｌＯの蛇腹部１７が軸方向に
縮小されるように取付けられている。シャフト１４はそ
の中央部と下端部が、ソレノイド室６の上下において、
それぞれ弾性を有する板ばね１８および１９の中心部に
おいて保持され、軸方向に他の部分とは摺動することな
く往復動可能に配設されている。ベローズＩＯの内部は
弁体７に形成された導通孔２０により連通口４と連通し
ている。

ソレノイド室６内に設置される電磁ソレノイド２１は、
ソレノイドコイル２２　（以下、単にコイルと呼ぶ）と
、コイル２２の固定磁路を構成するためのヨーク２３、
固定コア２４、第１サイドプレート１３、および第２サ
イドプレート２５と、軸方向に往復移動可能な可動プラ
ンジャ２６とから構成されている。ヨーク２３はその外
周面がソレノイド室６の内周面に当接するようにソレノ
イド室６に嵌挿された円筒形状の磁性部材であり、コイ
ル２２の外周面を被覆している。固定コア２４は、ボビ
ン２７の中心孔に嵌挿された、上端面にテーパ部２８を
有する略円筒形状の磁性部材であり、その中央をシャフ
ト１４が移動自在に貫通している。第１サイドプレート
１３は、外周面をソレノイド室６の内周面に当接させて
コイル２２の上端面を被覆する輪状の磁性部材であり、
前記段部１２との間にベローズ１０のフランジ部１１と
板ばね１８の外周縁とを気密的に挟持して固定するとと
もに、その中央開口部内を可動プランジャ２６が往復移
動する。第２のサイドプレート２５は、外周面をソレノ
イド室６の内周面に当接させてコイル２２の下端面を被
覆する輪状の磁性部材であり、その中央開口部に固定コ
ア２４の下端部が嵌挿されて、固定コア２４を保持して
いる。可動プランジャ２６は、下端に固定コア２４のテ
ーパ一部２８と嵌合する形状の凹部２９を有する略円筒
形状の磁性部材であり、その中央が、軸方向に貫通する
シャツ）１４に固着されている。

ハウジング１の下端部に嵌合固定される副ハウジング３
０は、ソレノイド２１、第２サイドプレート２５および
板ばね１９を下方より支持するとともに、板ばね１９の
周縁部を第２サイドプレート２５と副ハウジング３０と
の間で把持固定する。

副ハウジング３０とシャフト１４の末端との間にスプリ
ング３１が配設されており、シャフト１４はこのスプリ
ング３１の弾力により前記スプリング１６の弾力に抗す
る方向に上方に付勢されている。

前記の構成からなる本実施例の流量制御用電磁弁は以下
のように動作する。コイル２２に電流が供給されていな
い時には、上下のスプリング！６゜３１および板ばね１
８　、１９の弾力の合成力はシャフト１４を第１図の上
方に押し上げ、シャツ１−１４の先端に係止された弁体
７を上方に押し上げ弁体７の環状溝８内に嵌挿されたゴ
ムパツキン９を弁座部５に押し付ける。このため連通口
４が閉塞されて流入口２と吐出口３とが遮断される。第
１図はこの状態を示している。そしてコイル２２に電流
が供給されると、固定コア２４から第２のサイドプレー
ト２５．１−り２３、第１のサイドプレート１３および
可動プランジャ２６を通って固定コア２４へ戻るループ
を形成する磁界が発生し、固定コア２４と可動プランジ
ャ２６との間に吸引力が生じる。この吸引力により、ス
プリング１６　、３１および板ばね１８　、１９の弾力
と釣り合う位置まで、シャツ）１４および弁体７が可動
プランジャ２６とともに引き下げられ、弁座部５とゴム
パソキン９との間に間隙が生じ、流入口２から吐出口３
へ流体が流れる。さらに大きな電流をコイル２２に供給
すると、それに伴って弁体７がさらに引き下げられ、弁
座部５とゴムパツキン９との間隙が増大して吐出口３へ
の流量が増す。

ここで、第１図の状態では流入口２例の圧力は導通孔２
０を介してベローズ１０内部に導かれてベローズ１０と
一体の弁体７を図の上方に押し上げる方向に作用し、ま
た流入口２例の圧力がベローズ１０の外部にも作用して
これと一体の弁体７を図の下方に押し下げる方向に作用
する。この流入口２側の圧力のベローズｌＯの内部およ
び外部に作用する力は互いに方向が逆になる。そして弁
体７を図の下方に押し下げる力は、ゴムパツキン９の有
効内径に比例し、弁体７を図の上方に押し上げる力はベ
ローズ１０の蛇腹部１７の有効内径に比例する。また吐
出口３側の圧力は、外部より弁体７に対し、図の下方に
押し下げる方向に作用する力と、ベローズｌＯの蛇腹部
１７に作用し弁体７を図の上方に押し上げる方向に作用
する力とになり、これらの力は、それぞれゴムパツキン
９の有効内径とベローズ１０の蛇腹部１７の有効内径に
比例する。従って流入口２例の圧力と吐出口３側の圧力
により、弁体７を図の下方に押し下げる合成力と図の上
方に押し上げる合成力とが対抗する。そこでこの対抗す
る力が一致するようにベローズ１０の蛇腹部１７の有効
内径とゴムパツキン９の有効内径の寸法を設定すること
により、流入口２例の圧力と吐出口３例の圧力との差圧
が連通口４を開閉する弁体７に作用する力を、キャンセ
ルすることができる。従って、弁体７を作動させる際に
流入口２側の圧力と吐出口３側の圧力との差圧の影響を
全く受けることがなく、弁体７は、ソレノイド２１のコ
イル２２への通電量に対応して流体の流量を正確に制御
することができる。

上記のような作動において、弁体７が弁座部５に向って
押圧され連通口４を遮断する際、弁体７に装着されたゴ
ムパツキン９は弁座部５に弾性的に当接し、流体をシー
ルするが、このゴムパツキン９は弁体７、したがってま
たベローズ１０とは別体のものであるから、ベローズ１
０の構成材料とは関係なく、良好なシール性を有する材
料をもって構成することができ、したがって弁体７と弁
座部５との間に高度のシール性をもたらすことができる
。

第２図は本発明の第２実施例を示し、弁体７の環状溝８
に嵌挿するゴムパツキン９の断面形状を逆Ｖ字形となし
たものである。

ゴムパツキン９をこのような断面形状とすることにより
、その弾性がより大きなものとなる。

第３図は本発明の第３の実施例を示し、弁体７の環状槽
８に嵌挿するゴムパツキン９の形状を、断面円形とした
ものである。

このような形状とすることにより、ゴムパツキン９の方
向性をなくし組付性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のような構成・作用を有するものであるか
ら、弁体とベローズとを一体形成し、ベローズの内外両
面に流体圧力を作用させ、弁体の作動が流体圧力の影響
を受けないよう構成した、流体制御用電磁弁において、
弁体と弁座部との間のシール部に、ゴムの加硫焼付け、
金属プレートの加工、かしめ及び圧入工程等を要するこ
となく、その製造を低コストで行うことができる。

また弁体に装着してシール部を構成する弾性パツキンは
、弁体とは別体に形成されているので、ベローズを構成
する材料の制約を受けることなく、その弾性度を自由に
選択することができ、高度のシール性を得ることが容易
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の全体構造を示す縦断面図
、第２図は本発明の第２実施例の要部の縦断面図、第３
図は本発明の第３実施例の要部の縦断面図、第４図は従
来の流体制御用電磁弁における弁体と弁座との間のシー
ル部の構造の一例を示す′４１１断面図、第５図は同上
シール部の構造の他の例を示す縦断面図である。 ｌ・・・ハウジング、　　２・・・流入口、３・・・流
出口、　　　　　４・・・連通口、５・・・弁座部、　
　　　　７・・・弁体、８・・・環状溝、　　　　　９
・・・ゴムパツキン、ｌＯ・・・ベローズ、　　　１４
・・・シャフト、１６　、３１・・・スプリング、２０
・・・導通孔、２１・・・電磁ソレノイド、 ２２・・・ソレノイドコイル、 ２４・・・固定コア、　　２６・・・可動プランジ中。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体通路とこの流体通路途中に形成された弁座部と
   を有するハウジングと、このハウジング内に配設され前
   記弁座部に着座及び離座して前記流体通路の遮断及び導
   通を行う弁体と、この弁体と一体に形成され前記流通路
   内に配設されたベローズと、前記弁体を作動させる電磁
   コイルと、前記弁体にこの電磁コイルの磁力と反対方向
   の付勢力を付与する弾性体とを具備し、前記ベローズの
   内側と外側とに流体の圧力を作用させるようにした流体
   制御用電磁弁において、前記弁体の前記弁座部に当接す
   る端面に環状の溝を形成し、この溝内に弁体とは別体の
   環状の弾性パッキンを装着したことを特徴とする、流体
   制御用電磁弁。