JPH04339142A - 内燃機関の吸排気用電磁弁 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気系の
流体流路と並列して配設され、前記流体流路の下流側に
おける流量を制御する内燃機関の吸排気用電磁弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジン等の内燃機関に
は、吸排気系の流体流路と並行して配設されるとともに
、流体流路の下流側における流体流量を制御する電磁弁
が用いられている。かかる電磁弁には図３および図４に
示すものがある。すなわち、図３に示した電磁弁５１は
、スプール型の比例電磁弁であって、流体流路と連通さ
れる入力ポート５２および出力ポート５３が形成された
ハウジング５４と、双方のポート５２，５３を連通する
とともに、周壁に窓５５を有する筒状シート５６を有し
ている。筒状シート５６内には、ソレノイド５７の電磁
力とスプリング５８の付勢力によって往復作動するプラ
ンジャ５９の弁部６０が摺動自在に内嵌されている。 該弁部６０には、前記筒状シート５６の窓５５を閉鎖す
るスプールランド６１が形成されている。そして、前記
ソレノイド５７が励磁された際には、プランジャ５９が
吸引されスプリング５８の付勢に抗して移動するととも
に、前記窓５５を開放するのである。

【０００３】また、図４に示した電磁弁６２は、ポペッ
ト型の電磁弁であって、入力ポート６３と出力ポート６
４とが形成されたハウジング６５を有するとともに、出
力ポート６４側には弁座６６が形成されている。ハウジ
ング６５内には、前述したものと同様に、ソレノイド６
７の電磁力とスプリング６８の付勢力によって往復作動
するプランジャ６９が内嵌されており、該プランジャ６
９の先端部には前記弁座６６と当接する弁体７０が形成
されている。そして、前記ソレノイド６７が励磁される
と、プランジャ６９が吸引されるとともに、スプリング
６８の付勢力によって弁座６６に当接されていた弁体７
０が弁座６６から離間されるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電磁弁５１，６２にあっては、前述したスプ
ール型（図３）の場合、前記スプールランド６１と前記
筒状シート５６との間にはクリアランスが存在するため
、スプールランド６１によって前記窓５５を完全に全閉
状態とすることができない。このため、全閉作動時にお
いても前記入力ポート５２から前記出力ポート５３側へ
の流体の漏れが発生していた。なお、前記電磁弁５１の
全閉作動時における漏れ流量は毎分４０リットル程度で
ある。

【０００５】また、ポペット型（図４）の場合には、前
記弁座６６と前記弁体７０との当接によって、入力ポー
ト６３から出力ポート６４への流体の流出を阻止するた
め、全閉作動時における漏れはない。しかし、前記プラ
ンジャ６９の作動時には、出力ポート６４側における背
圧（負圧）の影響を受けるため、大きい流量を制御させ
る場合には、前記ソレノイド６７の吸引力を増大させる
必要があり、ソレノイド６７の大型化や、供給電力が増
大するといった不都合があった。

【０００６】しかも、使用期間が経過すると、前記弁体
７０および弁座６６双方の当接部にカーボン等の汚れが
堆積するが、前記プランジャ６９の非作動時（図４の状
態）には、弁体７０と弁座６６とが常に当接された状態
にあることから、前記電磁弁が長期間作動されない場合
や寒冷地などで使用される場合に、弁体７０と弁座６６
とが、カーボン等の粘着物によって固着される心配があ
った。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、全閉作動時の弁体と弁座間におけ
る漏れをなくすとともに、弁体と弁座との固着を未然に
防止し、しかもソレノイドの小型化および省電力を可能
とする内燃機関の吸排気用電磁弁の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明にあっては、内燃機関の吸排気系の流体流路と
並列して配設され、前記流体流路の下流側における流量
を制御する電磁弁において、該電磁弁は主弁部および制
御部からなり、前記主弁部は、前記流体流路の下流側に
連通される負圧室と、前記流体流路の上流側に連通され
た大気圧室と、該大気圧室および前記負圧室間に設けら
れた弁座と、ダイヤフラムを介して前記大気圧室と隔成
されたダイヤフラム室と、該ダイヤフラム室の内部を大
気圧状態に維持するため設けられた大気圧導入口と、前
記ダイヤフラムに支持されるとともに、前記ダイヤフラ
ム室と前記負圧室とを連通する連通孔、および前記大気
圧室の内部で前記弁座と対向して離間する第１の弁体を
有する主バルブとを備える一方、前記制御部は、ソレノ
イドと該ソレノイドの電磁力によって作動されるプラン
ジャとを備え、該プランジャには、前記大気圧導入口の
開度を減少するための第２の弁体が設けられている。ま
た、該第２の弁体は逆テーパー状であるとともに、前記
プランジャの作動方向端部に形成され、かつ前記大気圧
導入口に遊挿されていることが好ましい。

【０００９】

【作用】前記構成においては、前記流体流路に流体が通
流されていないとき、前記主バルブが有する第１の弁体
は、前記負圧室および前記大気圧室間に設けられた前記
弁座と離間され、また、前記プランジャの第２の弁体は
前記大気圧導入口を全開状態としている。ここで前記流
体流路に流体が通流されると前記負圧室が負圧状態とな
り、これに伴い、ダイヤフラムに支持された前記可動体
が負圧室側へ移動されるとともに、該可動体の第１の弁
体が相対向する前記弁座に当接され大気圧室と負圧室と
が非連通状態とされる。

【００１０】また、大気圧室と負圧室とが前記非連通状
態にあるとき、前記制御部の前記ソレノイドが制御電流
によって励磁され、前記プランジャが作動されると、該
プランジャに設けられている前記第２の弁体によって、
前記ダイヤフラム室の前記大気圧導入口の開度が減少さ
れる。一方、前記ダイヤフラム室は、前記主バルブの連
通孔を介して前記負圧室と連通されていることから、大
気圧導入口の開度の減少に伴って負圧室とほぼ同様の負
圧状態となる。このため、ダイヤフラムによって隔成さ
れた前記大気圧室とダイヤフラム室とに差圧が生じ、ダ
イヤフラムおよび前記主バルブが、ダイヤフラム室側へ
移動されるとともに、第１の弁体が前記弁座から離間し
大気圧室と負圧室とが連通される。従って、下流側にお
ける流体の流量が増加する。

【００１１】さらに、前記第２の弁体が、前記プランジ
ャの作動方向端部に逆テーパー状に形成されるとともに
、前記大気圧導入口に遊挿されたものである場合には、
前記ソレノイドが励磁された際、前記プランジャをソレ
ノイド側へ移動させることにより、大気圧導入口の開度
を減少させることができる。

【００１２】また、ソレノイドが非励磁状態にされると
プランジャに設けられた第２の弁体が大気圧導入口を全
開状態とするため、前述したように大気圧室と負圧室と
が再び非連通状態となる。かかることから、ソレノイド
によって作動されるプランジャは、その作動時に大気圧
室から負圧室へ流入する流体の影響を受けることなく、
前記主バルブを作動させることができる。

【００１３】そして、前記流体流路における流体の通流
が停止されると、前記負圧室と大気圧室およびダイヤフ
ラム室の全てが大気圧状態となるため、再び前記主バル
ブが有する第１の弁体は、負圧室および大気圧室間に設
けられた前記弁座と離間された状態となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。すなわち図１は本発明にかかる内燃機関の吸排
気用電磁弁１を示しており、該吸排気用電磁弁１は主弁
部２および制御部３から構成されている。前記主弁部２
は、一端部を閉鎖された中空状のブロック４を有し、該
ブロック４の内部には、一端部側に位置する負圧室５お
よび、該負圧室５と連通する大気圧室６が形成されてい
る。ブロック４の外周部には、前記負圧室５を図示しな
い吸排気系の流体流路の下流側と連通する出力ポート７
と、前記大気圧室６を前記流体流路の上流側と連通する
入力ポート８が開口されている。また、前記ブロック４
の内部には、前記負圧室５と大気圧室６間に弁座９が突
設されるとともに、閉鎖された一端部側にはシャフトガ
イド１０が突設されている。該シャフトガイド１０はブ
ロック４の他端側に開口するガイド孔１１を有するとと
もに、その外周部にはオリフィス１２が貫通されている
。

【００１５】また、前記ブロック４の他端側は、中程部
が突出形成されたプレート１３によって閉鎖されており
、該プレート１３の突出部１４には大気圧導入口１５が
開口されている。前記プレート１３の前記大気圧室６側
には、プレート１３と対向するダイヤフラム１６が設け
られ、プレート１３とダイヤフラム１６間にはダイヤフ
ラム室１７が形成されている。また、前記ダイヤフラム
１６は前記ダイヤフラム室１７内の第１のスプリング３
５によって、前記大気圧室６側へ付勢されている。そし
て、前記ダイヤフラム１６のセンターディスク１８には
、一端部が前記ダイヤフラム室１７内に突出する主バル
ブ１９が支持されている。

【００１６】該主バルブ１９は前記大気圧６から前記負
圧室５へ亙って延在するとともに、他端部を前記シャフ
トガイド１０に外嵌された第２のスプリング２０によっ
て支持されている。前記主バルブ１９の外周部には、大
気圧室６内において前記弁座９と近接して対向するポペ
ット型の第１の弁体２１が形成されており、前記主バル
ブ１９の延在方向中心には中空状のシャフト２２が圧入
されている。該シャフト２２は前記主バルブ１９の他端
部より延出するとともに、前記シャフトガイド１０のガ
イド孔１１に遊嵌されている。また、前記シャフト２２
の中空部２３は、主バルブ１９の一端部に設けられたオ
リフィス２４を介して、前記ガイド孔１１と前記ダイヤ
フラム室１７とを連通している。

【００１７】一方、前記制御部３は、前記プレート１３
を包囲するハウジング２５を有しており、該ハウジング
２５にはコア２６及びコイル２７を有するソレノイド２
８が密接状態に支持されている。該ソレノイド２８には
プランジャ２９が摺動自在に内嵌され、該プランジャ２
９は前記コア２６側に収容されたリターンスプリング３
０、および前記プレート１３との間に設けられた第３の
スプリング３１によって支持されている。また、前記プ
ランジャ２９の作動方向端部には、プレート１３の前記
大気圧導入口１５に遊挿された逆テーパー状の第２の弁
体３２が設けられている。そして、前記ハウジング２５
の内部と前記主弁部２に形成された前記大気圧室６は、
ハウジング２５及び前記ブロック４間に設けられたチュ
ーブ３５によって連通されている。

【００１８】以上の構成を有する吸排気用電磁弁１にお
いては、例えば、自動車エンジンのスロットルバルブと
並行して配設された場合、前記スロットルバルブ（図示
せず）が開状態となりエンジンが始動されると、前記負
圧室５がエンジン負圧によって負圧状態となる。これに
伴い、前記ダイヤフラム１６に支持された前記主バルブ
１９がダイヤフラム１６と共に負圧室５側へ移動（図１
矢示イ）されたのち、主バルブ１９の前記第１の弁体２
１が、対向する前記弁座９に着座されて負圧室５と前記
大気圧室６とが非連通状態となる。よって、相対向する
弁座９と第１の弁体２１とが当接することにより大気圧
室６と負圧室５との連通が遮断されることから、スプー
ル弁を用いる場合のように弁座９及び第１の弁体２１間
における漏れの発生を防止することが可能となる。

【００１９】また、第１の弁体２１が弁座９に着座され
た状態にあるとき、前記ダイヤフラム室１７は、主バル
ブ１９が有する前記シャフト２２の中空部２３を介して
前記負圧室５と連通されているが、ダイヤフラム室１７
には、前記プレート１３に開口された前記大気圧導入口
１５および前記チューブ３３を介して大気圧室６から空
気を供給されるため、ダイヤフラム室１７は大気圧を維
持される。

【００２０】一方、前記制御部３の前記ソレノイド２８
が制御電流によって励磁され、前記プランジャ２９が前
記コア２６側へ作動（図１矢示ロ）されると、プランジ
ャ２６に設けられている前記第２の弁体３２が逆テーパ
ー状であるため、前記大気圧導入口１５の開度が減少さ
れる。従って、ダイヤフラム室１７への空気の流入量が
減少し、ダイヤフラム室１７は大気圧状態を維持するこ
とができず、大気圧導入口１５の開度の減少に伴って負
圧室５とほぼ同様の負圧状態となる。このため、前記ダ
イヤフラム１５によって隔成された前記大気圧室６とダ
イヤフラム室１７と間に差圧が生じ、これに伴いダイヤ
フラム１５と前記主バルブ１９がダイヤフラム室１７側
へ移動（図１矢示ハ）される。従って、前記第１の弁体
２１が前記弁座９から離間されるとともに、大気圧室６
と負圧室５とが連通状態となり、スロットルバルブの下
流側における空気流量が増加する。

【００２１】また、前記ソレノイド２８が非励磁状態に
されると、プランジャ２９の第２の弁体３２が再び前記
大気圧導入口１５を全開状態とするため、前述したよう
に前記主バルブ１９が移動され、大気圧室６と負圧室と
５が再び非連通状態となる。したがって、ソレノイド２
８によって作動されるプランジャ２９は、大気圧導入口
１５の開度を変化させることにより間接的に前記主バル
ブ１９を作動させるため、その作動時には大気圧室６か
ら負圧室５へ流入する空気の影響を受けることなく主バ
ルブ１９を作動させることができる。よって、主バルブ
１９の制御流量が大きな場合であってもソレノイド２８
の電磁力を大きくする必要がなく、前記ソレノイド２８
小型化および省電力化を実現することが可能となる。

【００２２】また、プランジャ２９は、大気圧導入口１
５の開度を変化させることのみによって前記主バルブ１
９を作動させるものであることから、プランジャ２９の
作動方向が前記主バルブ１９の作動方向によって規制さ
れることがない。よって、前記主弁部２の前記プレート
１３や前記制御部３の前記ハウジング２５の形状を容易
に変更することができ、前記吸排気用電磁弁１の外形形
状を変更することが可能となる。しかも、プランジャ２
９の作動方向端部に設けられた前記第２の弁体３２が、
逆テーパー状であるとともに大気圧導入口１５に遊挿さ
れたものであることから、前述したように、プランジャ
２９を前記ソレノイド２８側へ作動させるだけで容易に
大気圧導入口１５の開度を減少することができる。よっ
て、前記ソレノイド２８の構造が複雑となることがなく
、また、従来の電磁弁等（図３，図４参照）をそのまま
利用することも可能となる。

【００２３】一方、エンジンが停止され前記スロットル
バルブ（図示せず）が開状態から閉状態になると、前記
負圧室５と大気圧室６およびダイヤフラム室１７が大気
圧状態となるため、前記主バルブ１９は、前記第１の弁
体２１と前記弁座９とが離間する位置（図１にの状態）
に復帰されるとともに、この状態を維持される。よって
、前記吸排気用電磁弁１が長期間作動されない場合や寒
冷地などで使用される場合においても、使用期間の経過
に伴って、弁座９と第１の弁体２１とがカーボン等の粘
着物によって固着されることを未然に防止することが可
能となる。

【００２４】なお、本実施例においては、前記ブロック
４及び前記ハウジング２５間に前記チューブ３３を設け
、前記ダイヤフラム１７に前記大気圧室６から空気を供
給する場合を示したが、図２に示すように、前記チュー
ブ３３を設けることなく、前記ハウジング２５の外周部
に外気導入口４０を設けるとともに、フィルター４１を
介して直接外気を導入させるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
流体の流量制御を行う主バルブの非作動時に、該主バル
ブが有する第１の弁体が、負圧室と大気圧室との間に形
成された弁座と離間されることから、長期間作動されな
い場合や寒冷地で使用される場合に、使用期間の経過に
伴い堆積されるカーボン等の粘着物によって第１の弁体
および弁座の双方の当接部が固着される心配がない。よ
って、使用期間の経過に伴う作動不良を未然に防止する
ことが可能となる。

【００２６】また、前記第１の弁体が前記弁座と対向す
るものであり、主バルブの作動時には、第１の弁座が弁
座に当接されることにより流量制御を行うことから、第
１の弁座と弁座との当接部位における流体の漏れを防止
することが可能となる。

【００２７】また、前記主バルブを作動させるプランジ
ャは、該プランジャが有する第２の弁体が、ダイヤフラ
ムによって前記大気圧室と隔成されたダイヤフラム室の
大気圧導入口の開度を可変させることによって、主バル
ブを間接的に作動させることから、プランジャは、大気
圧室から負圧室へ通流する流体の影響を受けることなく
主バルブを作動させることができる。よって、主バルブ
の制御流量が大きな場合であっても、プランジャを作動
させるソレノイドの電磁力を大きくする必要がなく、前
記ソレノイドの小型化および省電力化を実現することが
可能となる。

【００２８】さらに、前記プランジャの作動方向が、前
記主バルブの作動方向等によりなんら規制を受けること
がないため、プランジャを有する制御部の形状変更は容
易である。よって、配設箇所に応じて外形形状を変更す
ることが可能となる。

【００２９】また、前記第２の弁体が逆テーパー状であ
るとともに、前記プランジャの作動方向端部に形成され
、しかも前記大気圧導入口に遊挿されたものである場合
には、プランジャをソレノイド側へ移動させて大気圧導
入口の開度を減少させることができる。よって、ソレノ
イドを簡易な構造とすることができるとともに、従来の
電磁弁に使用されていたソレノイドを利用することも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す部分断面図である。

【図３】従来例を示す一部断面図である。

【図４】他の従来例を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１　　　　吸排気用電磁弁 ２　　　　主弁部 ３　　　　制御部 ５　　　　負圧室 ６　　　　大気圧室 ９　　　　弁座 １５　　　　大気圧導入口 １６　　　　ダイヤフラム １７　　　　ダイヤフラム室 １９　　　　主バルブ ２１　　　　第１の弁体 ２３　　　　中空部 ２８　　　　ソレノイド ２９　　　　プランジャ ３２　　　　第２の弁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の吸排気系の流体流路と並列
   して配設され、前記流体流路の下流側における流量を制
   御する電磁弁において、該電磁弁は主弁部および制御部
   からなり、前記主弁部は、前記流体流路の下流側に連通
   される負圧室と、前記流体流路の上流側に連通される大
   気圧室と、該大気圧室および前記負圧室間に設けられた
   弁座と、ダイヤフラムを介して前記大気圧室と隔成され
   たダイヤフラム室と、該ダイヤフラム室の内部を大気圧
   状態に維持するため設けられた大気圧導入口と、前記ダ
   イヤフラムに支持されるとともに、前記ダイヤフラム室
   と前記負圧室とを連通する連通孔、および前記大気圧室
   の内部で前記弁座と対向して離間する第１の弁体を有す
   る主バルブとを備える一方、前記制御部は、ソレノイド
   と該ソレノイドの電磁力によって作動されるプランジャ
   とを備え、該プランジャには、前記大気圧導入口の開度
   を減少するための第２の弁体が設けられたことを特徴と
   する内燃機関の吸排気用電磁弁。
2. 【請求項２】　　前記第２の弁体は、逆テーパー状であ
   るとともに、前記プランジャの作動方向端部に形成され
   、かつ前記大気圧導入口に遊挿されたことを特徴とする
   請求項１記載の内燃機関の吸排気用電磁弁。