(57)【要約】【課題】ムービングコアとステータ間の摺動悪化を抑制すると共に、流量の低下を抑制可能とする流量制御用電磁弁を提供する。【解決手段】ハウジング１０１内に形成された流体通路１０２を流通する流体の流れを制御する流量制御用電磁弁において、流体中の異物を捕捉するフィルタ１５０を、ムービングコア１３２と、ステータ１４１との間を覆うように配置する。【選択図】図２
2015007455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０１）内に形成された流体通路（１０２）を流通する流体の流れを制御する流量制御用電磁弁であって、
前記流体通路（１０２）の途中に設けられた弁口（１２４）と、
前記弁口（１２４）を開閉する弁部（１３１）と、
前記弁部（１３１）に設けられたムービングコア（１３２）と、
円筒状のステータ（１４１）、および前記ステータ（１４１）の外周側に設けられたコイル（１４２）を有し、前記ステータ（１４１）の内周側に前記ムービングコア（１３２）が挿入されて、前記コイル（１４２）への通電時に生じる磁束によって、前記ムービングコア（１３２）を前記ステータ（１４１）の内周面に沿って軸方向に摺動させる電磁駆動部（１４０）と、
前記流体中の異物を捕捉するフィルタ（１５０）とを備え、
前記フィルタ（１５０）は、前記ムービングコア（１３２）と、前記ステータ（１４１）との間を覆うように配置されていることを特徴とする流量制御用電磁弁。
【請求項２】
前記フィルタ（１５０）は、前記異物を捕捉する捕捉部（１５１）と、前記捕捉部（１５１）の外周に設けられた枠状部（１５２）とを備え、
前記枠状部（１５２）は、前記ハウジング（１０１）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御用電磁弁。
【請求項３】
前記ハウジング（１０１）、および、前記枠状部（１５２）は、樹脂材から形成されており、
前記電磁駆動部（１４０）の外側は、前記ハウジング（１０１）の一部によってモールドされており、
前記枠状部（１５２）は、前記ハウジング（１０１）に溶着されることで、前記ハウジング（１０１）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の流量制御用電磁弁。
【請求項４】
前記ハウジング（１０１）は、前記電磁駆動部（１４０）が固定される第１ハウジング（１１０）と、前記弁口（１２４）が形成される第２ハウジング（１２０）とを備え、
前記枠状部（１５２）は、前記第１ハウジング（１１０）と前記第２ハウジング（１２０）との間に挟まれて、前記ハウジング（１０１）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の流量制御用電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流路の開閉を行う流量制御用電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流量制御用電磁弁（バルブ装置）として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の流量制御用電磁弁では、ハウジング内の流体通路の途中に形成された弁口を開閉する電磁アクチュエータが設けられている。電磁アクチュエータは、ムービングコアに取付けられた弁体と、ステータ、コイル、ヨーク等によって形成されたソレノイドとを備えている。ムービングコアは、筒状のステータの内周側に挿入されて、ステータの軸方向に摺動可能となっている。電磁アクチュエータは、コイルへの通電のオンオフによって、ムービングコアをステータ内で摺動させて、連動する弁体の位置を移動させることで、弁口を開閉制御するようになっている。
【０００３】
そして、流量制御用電磁弁の流体通路の上流側には、フィルタが設けられている。ハウジング内に流入される流体は、フィルタを通過して、弁口へ導かれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記フィルタは、流体通路の上流側で流体中に含まれる異物を捕捉するものであり、ムービングコアとステータとの間に異物が侵入するのを抑制し、弁体の摺動が悪化してしまうことを防止する。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の流量制御用電磁弁では、フィルタが流体流路の上流側に設けられているので、フィルタが異物を捕捉していくに従って、フィルタの流通抵抗が増加していき、流体の流量が低下していくという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、ムービングコアとステータ間の摺動悪化を抑制すると共に、流量の低下を抑制可能とする流量制御用電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
本発明では、ハウジング（１０１）内に形成された流体通路（１０２）を流通する流体の流れを制御する流量制御用電磁弁であって、
流体通路（１０２）の途中に設けられた弁口（１２４）と、
弁口（１２４）を開閉する弁部（１３１）と、
弁部（１３１）に設けられたムービングコア（１３２）と、
円筒状のステータ（１４１）、およびステータ（１４１）の外周側に設けられたコイル（１４２）を有し、ステータ（１４１）の内周側にムービングコア（１３２）が挿入されて、コイル（１４２）への通電時に生じる磁束によって、ムービングコア（１３２）をステータ（１４１）の内周面に沿って軸方向に摺動させる電磁駆動部（１４０）と、
流体中の異物を捕捉するフィルタ（１５０）とを備え、
フィルタ（１５０）は、ムービングコア（１３２）と、ステータ（１４１）との間を覆うように配置されていることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、フィルタ（１５０）は、ムービングコア（１３２）とステータ（１４１）との間を覆うように配置固定されているので、流体中の異物が、ムービングコア（１３２）とステータ（１４１）との間に侵入することを抑制できる。よって、異物によってムービングコア（１３２）とステータ（１４１）間の摺動が悪化することを抑制できる。
【００１１】
そして、ムービングコア（１３２）と、ステータ（１４１）との間に侵入しようとした異物が、フィルタ（１５０）に捕捉されていっても、流体の大半は、フィルタ（１５０）を通過すること無く流体通路（１０２）を流れるので、フィルタ（１５０）の影響を受けることが無く、流量低下を抑制することができる。
【００１２】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】流量制御用電磁弁を用いたシステムを示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態における流量制御用電磁弁を示す断面図である。
【図３】フィルタを示す断面図である。
【図４】弁体に組付けされたフィルタを示す断面図である。
【図５】第２実施形態における流量制御用電磁弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる流量制御用電磁弁１００について、図１〜図４を用いて説明する。流量制御用電磁弁１００は、車両（自動車）用の蒸発燃料パージバルブに適用されたものである。流量制御用電磁弁１００は、燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料が、給油時等に大気中に放出されるのを防止するために、蒸発燃料をエンジンの吸気管５０に導入（パージ）するものとなっている。蒸発燃料は、本発明の流体に対応する。
【００１６】
流量制御用電磁弁１００を用いた全体のシステムは、以下のようになっている。即ち、図１に示すように、車両には、燃料タンク１０で気化した燃料を吸着して保持するキャニスタ２０が設けられている。このキャニスタ２０には、大気を導入可能とする大気導入通路３０が設けられている。大気導入通路３０には、大気開放弁３１およびフィルタ３２が設けられている。また、キャニスタ２０は、パージ通路４０を介して吸気管５０の負圧発生部分（スロットルバルブ５１の下流）に接続されている。そして、流量制御用電磁弁１００は、パージ通路４０の途中に設けられている。
【００１７】
上記システムにおいて、燃料タンク１０内にて発生する蒸発燃料は、キャニスタ２０内に吸着される。そして、エンジンの運転中に、大気解放弁３１を開いて外部からキャニスタ２０内に空気を導入すると、保持されていた蒸発燃料が離脱される。更に、流量制御用電磁弁１００（後述する弁体１３０）を開状態とすると、吸気管５０内の負圧によって蒸発燃料が吸気管５０に導入されるようになっている。吸気管５０に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等からエンジンに供給される本来の燃焼用燃料と混合されて、エンジンのシリンダ内で燃焼されるようになっている。
【００１８】
流量制御用電磁弁１００は、通電されるとパージ通路４０の上流側と下流側とを連通させるノーマリ・クローズ（Ｎ／Ｃ）タイプの電磁弁となっている。以下、図２〜図４を加えて、流量制御用電磁弁１００の詳細について説明する。尚、以下では説明の便宜上、図２上側を上、図２下側を下として説明するが、実際の搭載方向に関わるものではない。
【００１９】
流量制御用電磁弁１００は、図２に示すように、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、弁体１３０、電磁駆動部１４０、およびフィルタ１５０等を備えている。
【００２０】
第１ハウジング１１０は、後述する弁体１３０、電磁駆動部１４０、およびフィルタ１５０を内部に収容する有底筒状の容器体となっている。第１ハウジング１１０は、樹脂材から形成されている。第１ハウジング１１０の軸方向の一方側（下側）は、底部１１１となっており、また、他方側（底部１１１とは反対側）は、開口部１１２となっている。開口部１１２の全周には、第１ハウジング１１０の軸方向（以下、ハウジング軸方向）に対して直交する方向で、外側に延設されるフランジ部１１３が一体的に形成されている。
【００２１】
また、第１ハウジング１１０の開口部１１２側の外周面には、ハウジング軸方向に直交する方向に延びる燃料流入パイプ１１４が一体的に設けられている。燃料流入パイプ１１４は、第１ハウジング１１０の内部に形成される内部空間１１５と連通している。
【００２２】
内部空間１１５の底部１１１側には、後述する電磁駆動部１４０を固定するためのモールド部１１６が形成されている。モールド部１１６は、第１ハウジング１１０の一部によって形成される部位であって、電磁駆動部１４０の下面、外周面、および上面の外周部を覆うように有底筒状に形成されており、電磁駆動部１４０を保持するようになっている。モールド部１１６において、開口部１１２側となる端部面は、後述するフィルタ１５０を固定するための固定面１１６ａとなっている。
【００２３】
また、第１ハウジング１１０の底部１１１側の外周面には、ハウジング軸方向に直交する方向に延びるコネクタ部１１７が一体的に設けられている。コネクタ部１１７の内部には、後述する電磁駆動部１４０のコイル１４２に接続されるターミナル１１７ａが設けられている。
【００２４】
第２ハウジング１２０は、開口部１１２を閉塞する平板状の蓋部材となっている。第２ハウジング１２０は、樹脂材から形成されている。第２ハウジング１２０の外周部１２１は、フランジ部１１３に当接されて、外周部１２１とフランジ部１１３とが接合（例えば、溶着）されている。第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０は、ハウジング１０１を形成している。
【００２５】
第２ハウジング１２０の外側面の中心部には、ハウジング軸方向に沿って、第１ハウジング１１０とは反対側に延設される燃料流出パイプ１２２が一体的に設けられている。更に、第２ハウジング１２０の内側面の中心部には、内部空間１１５の中間位置に向けて延設される内側パイプ１２３が一体的に設けられている。燃料流出パイプ１２２と内側パイプ１２３とは、互いに連通している。そして、内側パイプ１２３の先端側で開口する部位は、弁口１２４となっている。更に、弁口１２４の周囲は、後述する弁体１３０が着座する弁座部１２５となっている。
【００２６】
上記燃料流入パイプ１１４、内部空間１１５、弁口１２４、内側パイプ１２３、燃料流出パイプ１２２は、順に連通して、ハウジング１０１内における流体通路１０２を形成している。
【００２７】
弁体１３０は、弁口１２４を開閉する弁であり、弁部１３１とムービングコア１３２とを有している。弁部１３１は、例えばゴム材から成り、内側パイプ１２３の外径寸法に対応するような円板状に形成されている。
【００２８】
ムービングコア１３２は、後述するステータ１４１に対して可動する可動コアであり、磁性材料により有底筒状に形成されている。有底筒状の底部に対応する部位が面部１３２ａとなっており、その反対側が開口部１３２ｂとなっている。ムービングコア１３２は、第１ハウジング１１０内において、面部１３２ａが弁座部１２５側を向き、開口部１３２ｂが底部１１１側を向くように配置されている。
【００２９】
そして、上記弁部１３１は、面部１３２ａの弁座部１２５側に固定されており、弁座部１２５に当接可能となっている。弁部１３１は、ムービングコア１３２の動きに応じて、弁座部１２５から離間し開弁することで流体通路１０２の蒸発燃料の流れを許容するようになっている。一方、弁部１３１は、ムービングコア１３２の動きに応じて、弁座部１２５に当接し閉弁することで流体通路１０２の蒸発燃料の流れを遮断するようになっている。
【００３０】
電磁駆動部１４０は、ムービングコア１３２と共に弁部１３１を開弁方向に吸引駆動する駆動部であり、ステータ１４１、コイル１４２、ヨーク１４３、スプリング保持部１４４、およびスプリング１４５等を有している。
【００３１】
ステータ１４１は、ムービングコア（可動コア）１３２に対する固定コアとなるものであり、磁性材料により円筒状に形成されている。ステータ１４１は、自身の軸方向がハウジング軸方向と一致するように、底部１１１側に配置されている。ステータ１４１の内側において、軸方向の中間部位から底部１１１となる領域は、内径が一段小さく設定されている。この内径差によって、ステータ１４１の軸方向の中間部位には、段部１４１ａが形成されている。
【００３２】
コイル１４２は、通電されると磁力を発生して、ムービングコア１３２、ステータ１４１、およびヨーク１４３等を通る磁束ループを形成させる巻線である。コイル１４２は、ステータ１４１の外周部に設けられる樹脂製のボビンの周囲に、多数巻回されている。
【００３３】
ヨーク１４３は、ステータ１４１およびコイル１４２によって形成されるムービングコア１３２に対する磁気吸引力を増幅する部材であり、磁性材料により円筒状に形成され、コイル１４２の外周に設けられている。ヨーク１４３の下部は、ステータ１４１の下部と磁気的に直接結合され、また、ヨーク１４３の上部は、磁性リングを介してステータ１４１の上部と磁気的に結合されている。
【００３４】
スプリング保持部１４４は、後述するスプリング１４５の一端側を保持する樹脂製の筒状部材である。スプリング保持部１４４は、軸方向の中間部の外径が両端側より大きく設定されている。スプリング保持部１４４は、ステータ１４１の内側に配置されている。スプリング保持部１４４は、中間部がステータ１４１の段部１４１ａに当接することで、ステータ１４１に対して位置決めされている。
【００３５】
スプリング１４５は、ムービングコア１３２（弁部１３１）を、弁口１２４側に付勢する付勢部材であり、ムービングコア１３２（面部１３２ａ）とスプリング保持部１４４（中間部）との間に設けられている。
【００３６】
尚、ムービングコア１３２が吸引駆動される際に、弁体１３０は、最終的にスプリング保持部１４４の上端に当接し、弁体１３０の最大可動量（最大ストローク）が決定されるようになっている。
【００３７】
フィルタ１５０は、流体通路１０２を流れる蒸発燃料中の異物を捕捉するものである。フィルタ１５０は、図３、図４に示すように、異物を捕捉する薄肉板状の捕捉部１５１と、捕捉部１５１の外周側で枠状を成す枠状部１５２とを備えている。
【００３８】
捕捉部１５１は、例えば、樹脂製で微細な網目を形成するメッシュ材が用いられている。補足部１５１としては、上記のメッシュ材の他に、薄肉のゴム膜材、薄肉の樹脂膜材、不織布、空気透過膜、スポンジ等を用いることができる。また、枠状部１５２は、樹脂製のリング状部材であり、捕捉部１５１と一体的に形成されている。
【００３９】
捕捉部１５１は、弁部１３１とムービングコア１３２（面部１３２ａ）との間に介在されている。また、枠状部１５２は、ムービングコア１３２、更には、ステータ１４１よりも径方向の外側に位置している。そして、枠状部１５２は、モールド部１１６における固定面１１６ａに固定されている。枠状部１５２の固定にあたっては、例えば、溶着が用いられている。溶着としてはレーザー容着とすることができる。このようにして、捕捉部１５１は、ムービングコア１３２とステータ１４１との間を覆うように設けられている。
【００４０】
尚、弁体１３０の最大可動量（最大ストローク）は、本実施形態では、１ｍｍ程度としており、捕捉部１５１が、ある程度の余裕をもった張り具合となるように予め固定されることで、フィルタ１５０は弁体１３０の可動を妨げないようになっている。
【００４１】
コネクタ部１１７は、本流量制御用電磁弁１００を開閉制御する図示しない電子制御装置と接続される。電子制御装置は、キャニスタ２０内に保持された蒸発燃料の濃度を算出するとともに、エンジンの運転状態から流量制御用電磁弁１００を開弁した際に、パージ通路４０を流れる流量を算出するようになっている。そして、電子制御装置は、流量制御用電磁弁１００を開弁した際に、インジェクタ（燃料噴射弁）から噴射される燃料の噴射量を補正して、空燃比がエンジンの運転状態に適した目標空燃比に維持されるように制御するようになっている。
【００４２】
次に、上記構成に基づく流量制御用電磁弁１００の作動について説明する。
【００４３】
電子制御装置により、流量制御用電磁弁１００（具体的には、コイル１４２）がオンされると、ムービングコア１３２がステータ１４１に磁気吸引されて、スプリング１４５の付勢力に抗してムービングコア１３２が開弁方向へ移動する。その結果、ムービングコア１３２に取り付けられた弁部１３１も開弁方向へ移動し、弁部１３１が弁口１２４を開く。これによって、燃料流入パイプ１１４と燃料流出パイプ１２２とが弁口１２４を介して連通（パージ通路４０が連通）し、キャニスタ２０に保持されていた蒸発燃料が吸気負圧により吸気管５０内に吸引される。
【００４４】
また、電子制御装置により、流量制御用電磁弁１００（具体的には、コイル１４２）がオフされると、コイル１４２によって発生されていた磁力が喪失するため、スプリング１４５の付勢力によってムービングコア１３２が閉弁方向へ移動する。その結果、ムービングコア１３２に取り付けられた弁部１３１も閉弁方向へ移動し、弁部１３１が弁口１２４を閉じる。これによって、燃料流入パイプ１１４と燃料流出パイプ１２２とが遮断（パージ通路４０が遮断）されて、キャニスタ２０に保持されていた蒸発燃料の吸気管５０への吸引が停止される。
【００４５】
本実施形態では、フィルタ１５０の捕捉部１５１は、ムービングコア１３２と、ステータ１４１との間を覆うように配置されている。これにより、蒸発燃料中の異物が、ムービングコア１３２とステータ１４１との間に侵入することを抑制できる。よって、異物によってムービングコア１３２とステータ１４１間の摺動が悪化することを抑制できる。
【００４６】
そして、ムービングコア１３２と、ステータ１４１との間に侵入しようとした異物が、フィルタ１５０に捕捉されていっても、蒸発燃料の大半は、フィルタ１５０を通過すること無く流体通路１０２を流れるので、フィルタ１５０の影響を受けることが無く、流量低下を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、フィルタ１５０の枠状部１５２は、ハウジング１０１に固定されるようにしている。具体的には、フィルタ１５０の枠状部１５２は、樹脂材から形成されており、また、電磁駆動部１４０の外側は、樹脂製のハウジング１０１の一部であるモールド部１１６によってモールドされるようにしている。そして、枠状部１５２は、モールド部１１６（固定面１１６ａ）に溶着されることで、ハウジング１０１に固定されるようにしている。これにより、枠状部１５２を利用して、樹脂材同士の溶着により、フィルタ１５０を容易にハウジング１０１に固定することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態の流量制御用電磁弁１００Ａを図５に示す。第２実施形態の流量制御用電磁弁１００Ａは、上記第１実施形態の流量制御用電磁弁１００に対して、フィルタ１５０の固定方法を変更したものである。フィルタ１５０は、第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０との間に挟まれて固定されるようになっている。
【００４９】
第２ハウジング１２０において、第１ハウジング１１０側となる面には、筒状を成して内側パイプ１２３を取り囲み、モールド部１１６側に延設された延設部１２６が一体的に形成されている。延設部１２６の周面には、燃料流入パイプ１１４から弁口１２４に蒸発燃料が流通可能となる連通孔１２６ａが少なくとも１つ、形成されている。延設部１２６の延設方向の先端部は、固定面１２６ｂとなっており、モールド部１１６における固定面１１６ａと対向配置されている。固定面１２６ｂと固定面１１６ａとの間には、所定寸法の隙間が形成されるようになっている。
【００５０】
一方、フィルタ１５０の枠状部１５２は、弾性を有する弾性部材（例えば、ゴム材）から形成されている。フィルタ１５０の配置は、上記第１実施形態と同一である。
【００５１】
そして、枠状部１５２が、固定面１１６ａと固定面１２６ｂとの間（隙間）に挟み込まれることで、所定の圧縮代をもって圧縮されて、フィルタ１５０はハウジング１０１に固定されるようになっている。これにより、フィルタ１５０を確実にハウジング１０１に固定することができる。
【００５２】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、本発明の流量制御用電磁弁を蒸発燃料パージバルブに適用したものとして説明したが、蒸発燃料パージバルブとは用途の異なる他の電磁弁に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１００  流量制御用電磁弁
１０１  ハウジング
１０２  流体通路
１１０  第１ハウジング
１２０  第２ハウジング
１２４  弁口
１３１  弁部
１３２  ムービングコア
１４０  電磁駆動部
１４１  ステータ
１４２  コイル
１５０  フィルタ
１５１  捕捉部
１５２  枠状部
【図１】
2015007455.tif 000003
【図２】
2015007455.tif 000004
【図３】
2015007455.tif 000005
【図４】
2015007455.tif 000006
【図５】
2015007455.tif 000007