(57)【要約】【課題】デューティ比に対する流出する流量特性のリニアリティを乱すことなく、開弁時の弁体の反発力を低減する電磁弁を提供すること。【解決手段】固定コア１１、ヨーク１２、コアプレート１３およびソレノイドコイル１６よりなる磁気駆動手段のソレノイド部１０と、可動コア５５に結合された弁体５１および可動コア５５を調芯に支持する板ばね６０にて形成される弁体部５０と、弁体部５０の移動を規制する規制部３６とで構成されるＰＣＶ１において、弁体５１の往復移動可能に弾性変形容易な板ばね６０の所定のたわみにてたわみを規制するストッパ１５を設け、ストッパ１５が板ばね６０に当接した後板ばね６０のたわみのばね定数を大きくして板ばね６０の反力を大きくすることにより、弁体５１の跳ね返りを抑制する。これによりオフセット分を増やすことなく開弁時の流量特性のリニアリティを確保する。【選択図】図１
2007187222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動することで流体通路を開閉する弁体と、
前記弁体を前記流体通路の閉弁方向に付勢する板ばねと、
磁気回路の一部を構成する固定コアと、
前記弁体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体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体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気吸引力を発生するソレノイドコイルと、
前記弁体に当接することにより前記弁体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であって、
前記板ばねのたわみを規制するストッパを前記規制部以外の位置に設けたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁弁において、
前記板ばねは、弾性体で形成され、板厚方向に切り欠き穴を設けることによって放射状に並列した多条ばね部を配置したことを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁弁において、
前記ストッパは、前記固定コア側に、前記板ばねの多条ばね数と少なくとも同数に設けられ、前記板ばねの多条ばね部とそれぞれ当接することを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項３に記載の電磁弁において、
前記ストッパと前記板ばねの多条ばね部との当接位置を、任意に調整可能な当接位置可変機構を備えていることを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項３に記載の電磁弁において、
前記板ばねは、中心部から外周部に向かって螺旋状に伸びる弾性体で形成され、中央部においては略円周方向に整列する多条ばね形状を備えたことを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体通路を開閉する電磁弁に関し、特に、流量をコイル通電時間のデューティ比で制御するＤＣＶ（デューティコントロールバルブ）に関するものである。
【背景技術】
【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および離間させることによって、可動コアと一体に動く弁体により流体通路を開放および閉塞する電磁弁が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示される電磁弁は、流量をコイル通電時間のデューティ比で制御するＤＣＶ（デューティコントロールバルブ）方式のもので、車両の燃料タンクで発生する蒸発燃料を送り出すシステム等に用いられ、蒸発燃料の流路を開閉するＰＣＶ（パージコントロールバルブ）に適用される（図７参照）。
【０００３】
図７に示すように、従来例のＰＣＶ１００において、樹脂製の通路部材１７０は、弁座部１７１と、流体通路としての流入通路１７２および流出通路１７３とを形成している。弁座部１７１は、流入通路１７２の下流側端部と流出通路１７３の上流側端部との間において、後述する弁体１５０が着座可能に設けられている。弁体１５０が弁座部１７１に着座することで、流入通路１７２の下流側端部と流出通路１７３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。弁体１５０が弁座部１７１から離座することで、流入通路１７２の下流側端部と流出通路１７３の上流側端部とが連通し、流体通路が開放される。
【０００４】
固定コア１１１、ヨーク１１２、コアプレート１１３は磁性体で形成されている。固定コア１１１は円筒状を呈し、一端部１１１ａにヨーク１１２がかしめ加工等により固定されて磁気回路を構成している。コアプレート１１３は固定コア１１１の他端部１１１ｂ側でヨーク１１２に接続されている。コイル１２１を巻回したボビン１２０は、ヨーク１１２とコアプレート１１３とで挟持するように固定コア１１１の外周部に配設されている。ボビン１２０およびコイル１２１がコイル部を形成している。
【０００５】
樹脂製のベース部材１３０は、固定コア１１１、ヨーク１１２、コアプレート１１３、ボビン１２０およびコイル１２１のインサート成形により形成されている。ベース部材１３０は、通路部材１７０に接合されている。ベース部材１３０には、コネクタ部１３１および規制部１３６が設けられている。コネクタ部１３１内にターミナル１３２が埋設されており、コイル１２１と電気的に接続されている。ターミナル１３２に電気的に接続される制御装置（図示せず）により、制御指令値に応じた時間だけ電流がコイル１２１に供給される。
【０００６】
規制部１３６は、固定コア１１１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１３６は、固定コア１１１の他端部１１１ｂ側から弁体１５０側に突き出し、コアプレート１１３の貫通穴１１４内に挿入されている。規制部１３６の突出側端面１３６ａは、固定コア１１１の中心軸に垂直な平坦面に形成されている。規制部１３６の突出側端面１３６ａの外周側に、円筒状の案内部材１３３が固定されている。
【０００７】
可動コア１４０は磁性材で円筒状に形成されている。可動コア１４０は、コアプレート１１３の貫通穴１１４の内周側に固定コア１１１と同軸上に配設されている。固定コア１１１の他端部１１１ｂに対向する可動コア１４０の一端部１４０ａ側は、その内周壁で案内部材１３３の外周壁に摺接し案内される。これにより、可動コア１４０は中心軸方向の両側に往復移動可能である。可動コア１４０の内周側には、付勢手段であるばね１４１が収容されている。
【０００８】
支持部材１６０は、円板状の弾性体の板ばねで構成されている。支持部材１６０の外周部は、ゴム製のリング部材１６１を介してベース部材１３０と通路部材１７０とに挟持されている。これにより、支持部材１６０は、可動コア１４０の他端部１４０ｂと弁座部１７１との間に拡がり、一方の面１６０ａを規制部１３６の突出側端面１３６ａおよびコアプレート１１３の反固定コア側の面１１３ａに対向させている。支持部材１６０の一方の面１６０ａ側には、可動コア１４０の他端部１４０ｂが溶接等で固定されている。支持部材１６０の一方の面１６０ａと案内部材１３３の反固定コア側端面との間にばね１４１が介装されている。ばね１４１は弁座部１７１側に向かって支持部材１６０を付勢している。
【０００９】
支持部材１６０の中央部には、板厚方向に貫通する切り欠き穴１６２が設けられている。切り欠き穴１６２は、支持部材１６０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。この切り欠き穴１６２の中心部に弁体１５０が嵌合固定されて、可動コア１４０と一体に往復移動可能に支持部材１６０に支持されている。
【００１０】
弁体１５０はゴムで形成されている。弁体１５０はシート部１５２と当接部１５４とを有する。シート部１５２は支持部材１６０の一方の面１６０ａとは反対側の面１６０ｂから弁座部１７１側へ突出す円盤状に形成されている。シート部１５２はその突出側端面１５２ａで弁座部１７１に着座可能である。当接部１５４は支持部材１６０の一方の面１６０ａから規制部１３６側に突出して円盤状に形成されている。当接部１５４は可動コア１４０内に同軸上に収容され、中心軸に垂直な平坦面で形成される突出側端面１５４ａを規制部１３６の突出側端面１３６ａに対向させている。
【００１１】
当接部１５４の突出側端面１５４ａには３つの突起１５６を有しており、切り欠き穴１６２の放射状部分に対応するよう等間隔に備えられている。突起１５６は任意の縦断面における外形線が滑らかに湾曲する形状、例えば半球状に形成されて、おのおの連なることなく独立の突起形状を備えて規制部１３６の突出側端面１３６ａに当接可能である。
【００１２】
以上説明した構成になるＰＣＶ１００に通電すると、ソレノイドコイルは可動コア１４０を固定コア１１１側に吸引する磁気吸引力を発生する。すると可動コア１４０は、ばね１４１の付勢力に抗して支持部材１６０を規制部１３６側にたわませながら固定コア１１１に接近する。その支持部材１６０のたわみに伴って弁体１５０が規制部１３６側に向かって移動し、シート部１５２が弁座部１７１から離座する。弁体１５０の移動は、フルリフト時に弁体１５０の当接部１５４が規制部１３６に当接することで規制される。これにより流入通路１７２と流出通路１７３とが連通し、流体通路が開放されるため、流体は下流側に流出する。
【００１３】
また、通電がオフされると、可動コア１４０はばね１４１の付勢力により、支持部材１６０を弁座部１７１側に僅かにたわませた状態で固定コア１１１から離間する。このとき、弁体１５０は規制部１３６から離間し、弁座部１７１に着座する。これにより、流入通路１７２と流出通路１７３とが遮断し、流体通路が閉塞されるため、流体は下流側に流出されない。
【００１４】
しかし、コイル通電時間のデューティ比で制御するＤＣＶ式電磁弁（ＰＣＶ）では、デューティ比が小、すなわちコイル通電時間が短い場合は、開弁時に弁体と規制部が衝突する際の反発力を抑えられない現象が起こる。図８はデューティ比に対する制御信号と開弁量の関係を示す特性図であり、図９はデューティ比に対する流量特性図である。
図８はデューティ比の大小時の制御信号と開弁量の関係を示しているが、これによればデューティ比が小のとき、つまり通電時間が短い場合は弁体の反発力を抑えられず大きな跳ね返り（バウンド）が生じている。一方、デューティ比が大のとき、つまり通電時間が長い場合は弁体の反発力を抑えられ跳ね返りが生じない。つまり、デューティ比の小さいコイル通電では、吸引力の発生遅れや、十分な吸引力でないことと相まって、バウンドして弁体が規制部から離間するときに、略同じタイミングでデューティ比の小さいコイル通電がオフするときは、再び可動コアに引き戻す磁力の発生が少なくなって弁体がばねの付勢力によって着座してしまうためである。一方、デューティ比が大きければ、バウンドした後も可動コアには磁気吸引力が強く発生しているので、弁体は規制部に引き戻され、弁体の反発力を抑えられる。
【００１５】
図９はデューティ比に対する流量の関係を示している。これによれば、ばねによるオフセット分のデューティ比に相当するまでは流量は生じることはなく、これよりもデューティ比が大きくなるにつれ流量が流れ出す。しかし、或るデューティ比のコイル通電が作用しても、弁体は即座に全開することはできず、少し遅れて全開する。この全開遅れ時間内の通電時間を有するデューティ比の小領域では、流量は図８（ｂ）に示す弁体の開弁量特性の開弁立上がり特性に比例する二次曲線的な流量特性を呈する。そして、全開遅れ時間に相当するデューティ比以上では、流量は全開での流量を流すことができるので図９の二点鎖線の流量特性を示す。ところが跳ね返りの生じ易いデューティ比の小領域では開弁時に弁体が跳ね返るとそのバウンド量に応じて流量が抑制される。このため流量特性は図９の実線のように、二点鎖線の流量特性から抑制された流量を差し引いた流量特性のものとなる。さらにデューティ比の大領域では、弁体の跳ね返り現象は解消されるので、その流量特性は実線のようにデューティ比に比例して増加する。
【００１６】
このことは、デューティ比の小領域と大領域とでデューティ比に対する流出流量のリニアリティが乱れることとなる。つまり、デューティ比に対する流量変化量Δｑが異なり、デューティ比に対する流量変化量の小さい、つまり流量特性の傾きの小さくなるデューティ比小領域と、傾きの大きいデューティ比大領域が出現することとなる。一方、この流量特性を有するＰＣＶをパージ量制御に使用する場合、デューティ比に対するリニアリティが一定であることを前提に行われるため、傾きの小さいデューティ比小領域の流量特性を基に一律制御したのでは問題が生じる。つまり、流量の少ない側で制御するので、パージを受ける燃料噴射装置（ＥＦＩ）は燃料を増やす制御となる。しかし、実際はデューティ比大領域では燃料蒸発ガス（パージ量）は増えるので、結果、空燃比はリッチとなってしまうこととなる。また、極端にズレ（デューティ比小領域の流量特性の傾きとデューティ比大領域の流量特性の傾きとの差）が大きいと、最悪制御不能となる懸念がある。
【００１７】
これを解決する手段として、開弁時の弁体と規制部との衝突力を緩和し、開弁時の反発力を低減する方法が採られている。特許文献１の構造では、弁体の規制部に衝突する部位を突起形状とし、かつ一定以上のたわみを得られる低硬度ゴムの使用が好ましいとしている。
【００１８】
〔従来技術の不具合〕
しかし、特許文献１に開示される弁体に使用するゴムの材質は、一定以上のたわみ量を得るために、低硬度のものが好まれるが、低硬度のゴムは耐久性に劣ることとなる。また、低硬度のゴムにおいては粘着性が高まる傾向があるため、必要に応じて粘着防止の処理（例えばＭｏ（モリブデン）焼付け）が必要となって製造コストがアップする問題点がある。
また、予め、ばね定数の大きい板ばねを使用することにより、全開時の板ばね反力を大きくして、開弁時の弁体と規制部との衝突力を緩和することは可能であるが、ばね定数の大きい板ばねではたわみ初期におけるオフセット分も大きくならざるを得ず、結果、デューティ比に対する流量特性が低下したり、あるいは同じ流量特性を得るためにはソレノイドコイルを大型化せざるを得ない問題点がある。
【特許文献１】特開２００４−１１７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、デューティ比に対する流出する流量特性のリニアリティを乱すことなく、開弁時の弁体の反発力を低減する電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
〔請求項１の手段〕
本発明では、往復移動することで流体通路を開閉する弁体と、弁体を流体通路の閉弁方向に付勢する板ばねと、磁気回路の一部を構成する固定コアと、弁体と一体移動可能に設けられ、固定コアに接近することにより弁体で流体通路を開放し、固定コアから離間することにより弁体で流体通路を閉塞する可動コアと、通電により可動コアを固定コアに吸引する磁力を発生するソレノイドコイルと、弁体に当接することにより弁体の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であって、板ばねのたわみを規制するストッパを前記規制部以外の位置に設けたことを特徴としている。
【００２１】
これによれば、板ばねはコイルの通電時に可動コアの動きに伴ってたわみを生じるが、このたわみがストッパによって規制されると、その前後で板ばねのばね定数が変わる。たわみがさらに生ずると、板ばねの固定端からの長さがストッパの支持位置によって短くなるので板ばねのばね定数は大きくなり、板ばねのたわみによる反力を大きくすることができる。よって、開弁時の弁体と規制部の衝突力を緩和して、開弁時の弁体の反発力を低減させることができる。
【００２２】
〔請求項２の手段〕
請求項１に記載の電磁弁において、板ばねは、弾性体で形成され、板厚方向に切り欠き穴を設けることによって放射状に並列した多条ばね部を配置したことを特徴としている。
【００２３】
これによれば、請求項１と同様な効果を得るが、さらに板ばねは弾性変形容易な多条ばね部となって、板ばねのたわみに対するばね定数を大幅に小さくすることが可能となって、オフセット分を小さくし、また初期時のデューティ比の小領域での応答性を向上させることができる。
【００２４】
〔請求項３の手段〕
請求項２に記載の電磁弁において、ストッパは、固定コア側に、板ばねの多条ばね数と少なくとも同数に設けられ、板ばねの多条ばね部とそれぞれ当接することを特徴としている。
【００２５】
これによれば、請求項１と同様な効果を得るが、さらにストッパ形状は円周上に連続したリング状のストッパである必要はないので、多条ばね数と同数の突起形状を設けることで済ませることができ、製作が簡単となり、製造コストのアップを抑制できる。
【００２６】
〔請求項４の手段〕
請求項３に記載の電磁弁において、ストッパと板ばねの多条ばね部との当接位置を、任意に調整可能な当接位置可変機構を備えていることを特徴としている。
【００２７】
これによれば、請求項１と同様な効果を得るが、さらにストッパ位置が変えられることにより、ストッパによる規制後のばね定数を任意に選択することが可能となって、板ばねの反力特性を容易に調整できるようになる。
【００２８】
〔請求項５の手段〕
請求項３に記載の電磁弁において、板ばねは、中心部から外周部に向かって螺旋状に伸びる弾性体で形成され、中央部においては略円周方向に整列する多条ばね形状を備えたことを特徴としている。
【００２９】
これによれば、請求項３と同様な効果を得るが、さらに板ばねとストッパを相対的に回転方向にずらすのみで板ばねの反力特性を容易に調整できるようになり、製造コストのアップを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。
【実施例１】
【００３１】
〔実施例１の構成〕
本発明の実施例１による電磁弁は、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に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ＰＣＶ（パージコントロールバルブ）に適用される。本実施例のＰＣＶを図１、２に示す。図１はＰＣＶの閉弁時の軸方向断面図であり、図２はＰＣＶの弁体部の拡大断面図である。
【００３２】
図１において、ＰＣＶ１は、その主な構成要素として、流体の流路を構成する通路部７０と、その流体の流路を開閉する弁体部５０と、その弁体部の開閉駆動をするソレノイド部１０とから成り立っている。
【００３３】
図１に示すように、通路部７０は、樹脂材で形成され、弁座部７１と、流体通路としての流入通路７２および流出通路７３とからなる。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、後述する弁体５１が着座可能に設けられている。弁体５１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。弁体５１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。
【００３４】
次にソレノイド部１０は、固定コア１１、ヨーク１２、コアプレート１３およびソレノイドコイル１６からなり、固定コア１１、ヨーク１２、コアプレート１３は磁性材で形成されている。磁気回路の一部を構成する固定コア１１は円筒状を呈し、一端部１１ａにヨーク１２がかしめ加工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。コイル１８を巻回したボビン１７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の外周部に配設されている。ボビン１７およびコイル１８がソレノイドコイル１６を形成している。通電によりソレノイドコイル１６が励磁されて磁束を生じ、磁気回路によって磁気吸引力を発生する。
【００３５】
樹脂製のハウジング３０は、固定コア１１、ヨーク１２、コアプレート１３、ボビン１７およびコイル１８のインサート成形により形成されている。ハウジング３０は、通路部７０に接合されている。ハウジング３０には、コネクタ部３１および規制部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１８と電気的に接続されている。ターミナル３２に電気的に接続される図示しない制御装置により、制御指令値に応じた時間だけ電流がコイル１８に供給される。この制御指令値に応じた時間だけ電流を流す制御の方法をデューティ比制御と呼び、このデューティ比制御でコントロールされる電磁弁を総称してＤＣＶ（デューティコントロールバルブ）と呼ぶ。
【００３６】
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の他端部１１ｂ側から弁体５１側に突き出し、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の中心軸に垂直な平坦面に形成されている。規制部３６の突出側端面３６ａ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。
【００３７】
可動コア５５は磁性材で円筒状に形成されている。可動コア５５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の他端部１１ｂに対向する可動コア５５の一端部５５ａ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５５は軸方向に往復移動可能である。可動コア５５の内周側には、付勢手段であるばね５６が収容されている。
【００３８】
次に弁体部５０において、軸心に弁体５１を調芯可能に支持する支持部材は、円板状の弾性体の板ばね６０で構成されている。板ばね６０の外周部は、ゴム製のリング部材６１を介してハウジング３０と通路部７０とに挟持されている。これにより、板ばね６０は、可動コア５５の他端部５５ｂと弁座部７１との間に拡がり、一方の面６０ａを規制部３６の突出側端面３６ａおよびコアプレート１３の反固定コア側の面１３ａに対向させている。板ばね６０の一方の面６０ａ側には、可動コア５５の他端部５５ｂが溶接等で固定されている。板ばね６０の一方の面６０ａと案内部材３３の反固定コア側端面との間にばね５６が介装されている。ばね５６は弁座部７１側に向かって板ばね６０を付勢している。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、板ばね６０には、板厚方向に貫通する切り欠き穴６２が設けられている。切り欠き穴６２は、板ばね６０の中心部から周方向に向かって大きく螺旋状に切り欠かれて多条の螺旋状板ばね６３を形成して、弁体５５の往復移動方向に弾性変形容易な構造となっている。図２（ｂ）では等間隔に３条の螺旋状板ばね６３が備えられ、周方向に十分な腕の長さを有する。また、板ばね６０の中心部に同様に板厚方向に貫通する円形の切り欠き穴が設けられて弁体５１が嵌合固定され、可動コア５５と一体に往復移動可能に板ばね６０に支持されている。
【００４０】
弁体５１はゴムで形成されている。弁体５１はシート部５２と当接部５４とを有する。シート部５２は板ばね６０の他方の面６０ｂから弁座部７１側へ突出す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は板ばね６０の一方の面６０ａから規制部３６側に突出して円盤状に形成されている。当接部５４は可動コア５５内に同軸上に収容され、中心軸に垂直な平坦面で形成される突出側端面５４ａを規制部３６の突出側端面３６ａに対向させている。
【００４１】
また、図１に示すように、コアプレート１３の反固定コア側の面１３ａにはストッパ１５が、好ましくは板ばね６０の螺旋状板ばね６３の数と同数個備えられ、螺旋状板ばね６３の略円周方向に配置された腕の部分に当接可能な位置に配置されている。ストッパ１５の形状は、その断面形状が円形もしくは矩形であって、高さが弁体５１の閉弁時のたわみ零から全開時のたわみ最大の略中間のたわみ量となるときにはじめて螺旋状板ばね６３に当接する大きさを有し、円周方向に等間隔に配設されている。これにより、弁体５１が弁座部７１を離座して板ばね６０にたわみが生じ、弁体５１が全開して板ばね６０のたわみが最大となる少し手前の弁体５１の開度、つまり所定のたわみ量になってはじめてストッパ１５が螺旋状板ばね６３に当接することとなる。
【００４２】
図３は、ストッパ１５と弁体部５０の当接位置を示す配置図である。図３（ｂ）に示すように、螺旋状板ばね６３はその螺旋形状が円周方向に大きく傾いた形状を備えていることから、ストッパ１５の当接位置を例えば板ばね６０を少し回転することによって移動させることが可能である。当接位置を移動させることによって、例えば中心側に移動できた｛図３（ｂ）において反時計回り｝とすれば、螺旋状板ばね６３の腕の長さは見かけ上短くなるからばね定数が増加する挙動となる。つまり、板ばね６０の配設位置を回転させるのみでストッパ１５の当接位置を任意に移動させ、板ばね６０のばね定数を変えることができる構成となっている。
【００４３】
図３（ｃ）は変形例を示し、図３（ｃ）に示すようにストッパ１５の断面形状は円形に限ることなく、矩形状であってもよい。また、矩形状であってアスペクト比を大きくして幅広形状となし、螺旋状板ばね６３の板ばね幅を板ばね６０の回転方向においていかなる位置にセットした場合でも必ずストッパ１５と螺旋状板ばね６３が当接する形状であってもよい。また、ストッパ１５の当接面は平面であることに限らず、線当たりもしくは点当たりであっても構わない。
【００４４】
〔実施例１の作用〕
次に、以上説明した構成になるＰＣＶ１の作動を、特に弁体部５０とストッパ１５との作動を図４に従って説明する。図４は弁体部５０の作動系統図である。図４（ａ）は閉弁時、つまり通電をしないかもしくはデューティ比制御がＯＦＦになる時の弁体部５０の挙動を示す。通電がないためソレノイドコイル１６には磁気吸引力が発生しない。このため、ばね５６の付勢力によって弁体５１は弁座部７１に着座し、流入通路７２と流出通路７３とが遮断し、流体通路が閉塞されるため、流体は下流側に流出されない。このとき、板ばね６０とストッパ１５との間には図１に示すように有限の隙間が設けられていることより、当接することは一切なく、仮に（次のステップのように通電がＯＮして）弁体５１が少し軸方向に移動して板ばね６０にたわみが生じたとしてもこの有限の隙間の大きさ以下のたわみの範囲では、板ばね６０はリング部材６１から可動コア５５までの螺旋状板ばね６３の腕の長さが大のままで、結果ばね定数は小さなものとして挙動する。
【００４５】
図４（ｂ）は当接時、つまり板ばね６０とストッパ１５が当接するときの弁体部５０の挙動を示す。通電すると、ソレノイドコイル１６は可動コア５５を固定コア１１側に吸引する磁気吸引力を発生する。すると可動コア５５は、ばね５６の付勢力に抗して板ばね６０を規制部３６側にたわませながら固定コア１１に接近する。その板ばね６０のたわみに伴って弁体５１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とが少し連通し、流体通路が開放されるため、流体は下流側に流出し始める。このとき、板ばね６０はストッパ１５に当接するまでたわむが、このたわみまでは上述したように板ばね６０のばね定数は小さいので板ばね反力（板ばねをたわませる力）は比較的小さい。そして、さらに板ばね６０にたわみが生じると、螺旋状板ばね６３はストッパ１５との当接位置を支点として作動するので、ストッパ１５から可動コア５５までの腕の長さが小となって、結果ばね定数は大きなものとして挙動する。
【００４６】
図４（ｃ）は全開時、つまり通電が持続され、ソレノイドコイル１６には磁気吸引力が発生し続ける。このため、可動コア５５は、ばね５６の付勢力に抗して板ばね６０を規制部３６側にたわませながら固定コア１１に接近する。その板ばね６０のたわみに伴って弁体５１が規制部３６に当接するまで移動（フルリフト）し、シート部５２が弁座部７１からさらに離座する。これにより流入通路７２と流出通路７３とが完全に連通し、流体通路が開放されるため、流体は下流側に流出する。このとき、板ばね６０は上述したようにストッパ１５との当接位置を支点として大きなばね定数にてたわむので、板ばね６０の板ばね反力は増大して大きなものとなる。
【００４７】
また、通電がオフされる、つまり、デューティ比制御がＯＦＦになるとソレノイドコイル１６の磁気吸引力がなくなって、可動コア５５はばね５６の付勢力により、弁体５１が規制部３６から離間し、板ばね６０のたわみを復元しながら上述した作動系統の逆を経由して弁体５１の閉弁に至る。このとき、弁体５１は規制部３６から離間し、弁座部７１に着座する。これにより、流入通路７２と流出通路７３とが遮断し、流体通路が閉塞されるため、流体の下流側への流出が停止できる。
【００４８】
以上の作動を、本実施例のストッパ１５による板ばね６０の反力特性について説明する。図５は板ばねの反力特性図である。図５に示すように、板ばね６０のたわみに対する板ばね６０の反力を、実線で示すように折れ曲がり特性をもって全開時に増大させたことが特徴である。板ばねは、ストッパ１５を設けることによって閉弁時と全開時のたわみの略中間時に当接するように配置させているので、当接した後は支点までの腕の長さが変わることによってばね定数を大きくし、ストッパを設けない場合、すなわち従来例のばね定数で全開時まで板ばねをたわませた場合より板ばね反力を大幅に増加させることが可能となる。
【００４９】
〔実施例１の効果〕
本実施例では、板ばね６０のたわみを規制するストッパ１５を規制部３６以外の位置に設けて、板ばね６０のたわみ特性を変化させ、弁体５１が規制部３６に衝突する衝撃を緩和させて、弁体５１の跳ね返りを抑制している。図６は本実施例の弁体部の開弁特性図であるが、図６に示すように、規制部３６への衝突時における弁体５１の跳ね返りは、板ばね６０のたわみ特性を変化させない従来例と比し小さく、大幅に抑制されている。その結果、デューティ比の小領域においても開弁量は略全開状態が維持されるため、流体の流出流量の流量変化量Δｑは小さくなって、デューティ比に対する流出流量のリニアリティは確保されて、制御性が向上、つまり、デューティ比の小領域での流量特性を基にパージ量制御を正確に行うことができる。
【００５０】
また、ストッパを追加する形状変更のみで、従来の材料および技術の組合わせが利用でき、さらに板ばね６０を回転させるのみにて板ばね６０の反力特性、つまり流量特性を調整することができる簡単な構造であるので製造コストのアップを抑制できる。
【００５１】
〔変形例〕
実施例１では、弁体５１が規制部３６に衝突する際の跳ね返りを抑制するために、弁体５１の移動を保持する板ばね６０のたわみの中間以降において、板ばね６０と当接するストッパ１５を設け、板ばね６０の支持端までの腕の長さを短くすることによってばね定数を大きくし、板ばね６０のたわみによる反力を増加させて、開弁時の弁体５１の反発力を低減させている。これは、閉弁時または開弁初期時の板ばね６０のばね定数を予め小さく設定することで、板ばね６０によるオフセット分をできる限り小さくして、デューティ比の小領域においても流量特性を確保した上で、全開時においては板ばね６０のばね定数を大きくして、たわみによる反力を増加させる一段折れ曲がり反力特性を適用しているが、これに限ることなく、二段折れ曲がり反力特性であっても、連続する非線形反力特性であってもよい。
【００５２】
二段折れ曲がり反力特性とは、ストッパ１５の設置を二箇所に増やし、例えば、多条の螺旋状板ばね６３の各板ばね毎に、その腕の長さ方向にシリーズ（直列）にストッパ１５を配置して、各板ばねがたわむに連れて順次ストッパ１５に当接して、当接後の各板ばねのばね定数を大きく変化させたもの、あるいは多条の螺旋状板ばね６３の半数は螺旋状板ばね６３の固定端近傍にストッパ１５を設け、他の半数は螺旋状板ばね６３の中心近傍にストッパ１５を設けてパラレル（並列）に支点を構成した、ストッパと板ばねとの当接構造を用いることにより得られるものである。これにより、板ばね６０の初期時のばね定数を、より小さく設定することが可能となって、板ばね６０のオフセット分が小さくできてデューティ比の小領域での流量特性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、連続する非線形反力特性とは、例えば、螺旋状板ばね６３の各板ばねの形状が固定端近傍において板厚が厚く、中心近傍において板厚が薄く、その中間部は連続して一様に厚みが変化する板ばね構造であったり、あるいは、各板ばねの板幅が、固定端近傍において板幅が広く、中心近傍において板幅が狭く、その中間部は連続して一様に板幅が変化する板ばね構造を用いることにより、ばね定数特性がたわみの変化に対して一定でなく、大きくたわむにつれて、ばね定数が例えば二次曲線的に大きくなる特性のものである。これにより、板ばね６０の初期時のばね定数を、より小さく設定することが容易なので、板ばね６０のオフセット分が小さくできてデューティ比の小領域での流量特性を向上させることが可能となる。また、板ばね６０のたわみ量に対する板ばね反力特性は予め非線形特性となるため、例えばストッパ１５にて支点位置を変更することなくたわみに対するばね定数を大きくすることが可能で、ストッパ１５の省略、または簡易なストッパ１５で済ませることができ、製造コストのアップを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ＰＣＶの閉弁時の軸方向断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）はＰＣＶの弁体部の拡大断面図であり、（ｂ）はＰＣＶの弁体部の側面図である（実施例１）。
【図３】ストッパと弁体部の当接位置配置図であり、（ａ）は軸断面図であり、（ｂ）は側面図であり（実施例１）、（ｃ）は変形例における側面図である。
【図４】弁体部の作動系統図であり、（ａ）は閉弁時を、（ｂ）は板ばねとストッパの当接時を、（ｃ）は全開時を示す（実施例１）。
【図５】板ばねの反力特性図である（実施例１）。
【図６】弁体の開弁特性図である（実施例１、従来例）。
【図７】（ａ）はＰＣＶの閉弁時の軸方向断面図であり、（ｂ）は弁体部の拡大断面図である（従来例）。
【図８】デューティ比に対する制御信号と開弁量の関係を示す特性図であり、（ａ）は制御信号特性を、（ｂ）は開弁量特性を示す（従来例）。
【図９】デューティ比に対する流量特性図である（従来例）。
【符号の説明】
【００５５】
１      ＰＣＶ（電磁弁）
１０    ソレノイド部
１１    固定コア
１２    ヨーク
１３    コアプレート
１４    貫通穴
１５    ストッパ
１６    ソレノイドコイル
１７    ボビン
１８    コイル
３０    ハウジング
３１    コネクタ部
３２    ターミナル
３３    案内部材
３６    規制部
５０    弁体部
５１    弁体
５５    可動コア
５６    ばね
６０    板ばね
６１    リング部材
６３    螺旋状板ばね（多条ばね部）
７０    通路部
７１    弁座部
７２    流入通路
７３    流出通路
【図１】
2007187222.tif 000003
【図２】
2007187222.tif 000004
【図３】
2007187222.tif 000005
【図４】
2007187222.tif 000006
【図５】
2007187222.tif 000007
【図６】
2007187222.tif 000008
【図７】
2007187222.tif 000009
【図８】
2007187222.tif 000010
【図９】
2007187222.tif 000011