特許 5786819 電磁弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5786819

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】電磁弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20150910BHJP

   F16K 1/00 20060101ALI20150910BHJP

   F02M 55/02 20060101ALN20150910BHJP

   F02M 55/00 20060101ALN20150910BHJP

【ＦＩ】

   F16K31/06 305V

   F16K31/06 385A

   F16K1/00 E

   !F02M55/02 350E

   !F02M55/00 D

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-172761(P2012-172761)

(22)【出願日】2012年8月3日

(65)【公開番号】特開2014-31838(P2014-31838A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2014年9月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】特許業務法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市橋 克弘

(72)【発明者】

【氏名】有川 文明

(72)【発明者】

【氏名】西脇 豊治

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正浩

(72)【発明者】

【氏名】三俣 直樹

【審査官】 関 義彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平８−１２１６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−５５０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−４４０７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２６６３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−８２６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６６６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２６４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５０６５０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｆ１６Ｋ １／００

Ｆ０２Ｍ ５５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気回路を構成するとともに、ハウジング孔（１０２）および流体が流れる流体通路（１６）を有するハウジング（１０）と、
前記ハウジング孔内に配置されたスリーブ（１２）と、
前記スリーブ内に摺動自在に挿入されたロッド（１４）と、
前記ハウジングに一体化されるとともに、前記流体通路と連通する流体通路孔（１８０）および前記流体通路孔の開口部を囲む弁座（１８１）を有するバルブボデー（１８）と、
前記ロッドの一端に接合されて流体通路孔の開度を変化させる弁体（２０）と、
前記ロッドの他端に接合され、磁気吸引力を受けて作動するアーマチャ（２２）と、
通電量に応じた磁気吸引力を発生して前記アーマチャを閉弁向きに駆動する駆動手段（１０、２４、３０、３２）と、
磁気吸引力に対抗する向きに前記アーマチャを付勢するばね手段（３４、３６、３８）とを備え、
磁気吸引力と、前記ばね手段のばね荷重と、流体が前記弁体に及ぼす流体力との釣り合いによって前記弁体の位置を制御し、前記駆動手段に通電されていないときには前記流体通路孔が全開となる電磁弁において、
前記ばね手段は、
前記スリーブと前記アーマチャとの間で且つ前記ロッドの軸方向に沿って直列に配置された圧縮コイルばねよりなる２つのばね（３６、３８）と、前記２つのばねの間に配置され、前記弁体の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域で前記スリーブまたは前記アーマチャに当接するばね受け部材（３４）とを備え、
前記弁体の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では、前記アーマチャの移動に伴って前記２つのばねの撓み量がともに変化し、
前記弁体の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では、前記ばね受け部材が前記スリーブまたは前記アーマチャに当接することにより、前記２つのばねのうち一方のばねの撓み量が変化しないように構成されていることを特徴とする電磁弁。

【請求項2】

前記スリーブは非磁性体製であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。

【請求項3】

前記ハウジング孔の一端は前記流体通路に連通し、
前記ハウジング孔の他端は前記アーマチャが配置された空間に連通し、
前記流体通路と前記アーマチャが配置された空間は、前記ロッドと前記スリーブのすき間、および前記ばね受け部材に形成された連通路（３４２）を介して連通し、
前記連通路の通路面積は、前記ロッドと前記スリーブのすき間の通路面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。

【請求項4】

前記ばね受け部材は、前記２つのばねにて挟持されるばね受け板部（３４０）と、前記ばね受け板部の一端側から前記ロッドの軸方向に沿って延びる円筒状のばね受け第１筒部（３４３）と、前記ばね受け板部の他端側から前記ロッドの軸方向に沿って延びる円筒状のばね受け第２筒部（３４４）とを備え、
前記ばね受け第１筒部内に前記２つのばねのうち一方のばねの端部が挿入され、前記ばね受け第２筒部内に前記２つのばねのうち他方のばねの端部が挿入されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電磁弁。

【請求項5】

前記アーマチャは、前記２つのばねのうち前記アーマチャ側のばねの端部が挿入される凹部（２２０）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気吸引力とばね荷重と流体力との釣り合いによって弁体の位置を制御するノーマリーオープン型の電磁弁に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ノーマリーオープン型の電磁弁において、通電量に応じた磁気吸引力を駆動手段に発生させ、磁気吸引力とばね荷重と流体力との釣り合いによって弁体の位置を制御して、流体の圧力を制御するものが知られている。

【0003】

このノーマリーオープン型の電磁弁では、全開状態から駆動手段に通電開始した際の流体の圧力変化量を小さくするために、通電開始時のばね荷重を小さくし、一方、弁開度が小さい状態から駆動手段への通電を停止した際に、摺動抵抗に抗して確実に開弁させるために、磁気吸引力が大きい作動領域（すなわち、ノーマリーオープン型の電磁弁においては、弁開度が小さい作動領域）ではばね荷重を大きくするのが望ましい。

【0004】

そして、ノーマリーオープン型の電磁弁のこのような要求は、磁気吸引力が小さい作動領域ではばね定数を小さくし、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね定数を大きくすることにより、達成することができる。

【0005】

一方、ノーマリークローズ型の電磁弁において、通電量に応じた磁気吸引力を駆動手段に発生させ、磁気吸引力とばね荷重と流体力との釣り合いによって弁体の位置を制御して、流体の圧力を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

また、この電磁弁は、弁体の位置に応じてばね定数を変化させるようにしている。具体的には、２つのばねを直列に配置し、２つのばねの間にばね受け部材を配置している。そして、磁気吸引力が小さい作動領域（すなわち、ノーマリークローズ型の電磁弁においては、弁開度が小さい作動領域）では、ばね受け部材が係止部に係止されていて、一方のばねのみが撓んでそのばねのばね荷重のみがアーマチャに作用し、磁気吸引力が大きい作動領域（すなわち、ノーマリークローズ型の電磁弁においては、弁開度が大きい作動領域）では、ばね受け部材が係止部から離れて、２つのばねがともに撓んでそれらの合成ばね荷重がアーマチャに作用するようになっている。

【0007】

そして、２つのばねを直列に配置しているため、ばね受け部材が係止部から離れたときの２つのばねの合成ばね定数は、一方のばねのばね定数よりも小さくなる。換言すると、磁気吸引力が小さい作動領域ではばね定数が大きく、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね定数が小さくなる。

【0008】

また、他の具体例では、２つのばねを並列に配置し、磁気吸引力が小さい作動領域では、一方のばねのばね荷重のみがアーマチャに作用し、磁気吸引力が大きい作動領域では、２つのばねのばね荷重がともにアーマチャに作用するようになっている。

【0009】

したがって、磁気吸引力が小さい作動領域ではばね定数が小さく、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね定数が大きくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００８−１４３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１に記載された２つのばねを直列に配置した電磁弁では、磁気吸引力が小さい作動領域ではばね定数が大きく、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね定数が小さくなる。

【0012】

したがって、２つのばねを直列に配置する構成をノーマリーオープン型の電磁弁に適用しても、ノーマリーオープン型の電磁弁における上記した要求（すなわち、通電開始時のばね荷重を小さくし、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね荷重を大きくすること）を達成することができない。

【0013】

一方、特許文献１に記載された２つのばねを並列に配置した電磁弁では、磁気吸引力が小さい作動領域ではばね定数が小さく、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね定数が大きくなるため、２つのばねを並列に配置する構成をノーマリーオープン型の電磁弁に適用した場合、ノーマリーオープン型の電磁弁の上記した要求を達成することができる。しかしながら、ばねを並列に設置するため、磁極面が小さくなり、発生磁気吸引力が小さくなるという問題が生じる。

【0014】

本発明は上記点に鑑みて、ノーマリーオープン型の電磁弁において、磁極面が小さくなることを回避しつつ、通電開始時のばね荷重を小さくし、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね荷重を大きくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、磁気回路を構成するとともに、ハウジング孔（１０２）および流体が流れる流体通路（１６）を有するハウジング（１０）と、ハウジング孔内に配置されたスリーブ（１２）と、スリーブ内に摺動自在に挿入されたロッド（１４）と、ハウジングに一体化されるとともに、流体通路と連通する流体通路孔（１８０）および流体通路孔の開口部を囲む弁座（１８１）を有するバルブボデー（１８）と、ロッドの一端に接合されて流体通路孔の開度を変化させる弁体（２０）と、ロッドの他端に接合され、磁気吸引力を受けて作動するアーマチャ（２２）と、通電量に応じた磁気吸引力を発生してアーマチャを閉弁向きに駆動する駆動手段（１０、２４、３０、３２）と、磁気吸引力に対抗する向きにアーマチャを付勢するばね手段（３４、３６、３８）とを備え、磁気吸引力と、ばね手段のばね荷重と、流体が弁体に及ぼす流体力との釣り合いによって弁体の位置を制御し、駆動手段に通電されていないときには流体通路孔が全開となる電磁弁において、ばね手段は、スリーブとアーマチャとの間で且つロッドの軸方向に沿って直列に配置された圧縮コイルばねよりなる２つのばね（３６、３８）と、２つのばねの間に配置され、弁体の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域でスリーブまたはアーマチャに当接するばね受け部材（３４）とを備え、弁体の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では、アーマチャの移動に伴って２つのばねの撓み量がともに変化し、弁体の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では、ばね受け部材がスリーブまたはアーマチャに当接することにより、２つのばねのうち一方のばねの撓み量が変化しないように構成されていることを特徴とする。

【0016】

これによると、２つのばねを直列に配置しているため、２つのばねを並列に配置する場合と比較して磁極面が大きくなる。また、弁体の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では、直列に配置された２つのばねの撓み量がともに変化するため合成ばね定数が小さくなり、弁体の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では、２つのばねのうち一方のばねの撓み量が変化しないためばね定数が大きくなる。

【0017】

したがって、ノーマリーオープン型の電磁弁において、磁極面が小さくなることを回避しつつ、通電開始時のばね荷重を小さくし、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね荷重を大きくすることができる。

【0018】

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に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】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る電磁弁の構成を示す正面断面図である。

【図2】図１のばね受け部材を示す平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図4】図１の電磁弁の他の作動状態を示す要部の正面断面図である。

【図5】図１の電磁弁のばね荷重と弁開度との関係を示す図である。

【図6】図１の電磁弁の作動説明に供するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本実施形態に係る電磁弁は、圧縮着火式内燃機関用蓄圧式燃料噴射装置において、コモンレール内の高圧燃料を低圧部に排出する流路を開閉してコモンレール内の燃料圧力を制御する電磁弁として用いられる。

【0021】

図１〜３に示すように、電磁弁は、磁性体金属製で磁気回路を形成する円筒状のハウジング１０を備えている。ハウジング１０には、円筒状のハウジング第１筒部１００と円筒状のハウジング第２筒部１０１とが、軸方向に連続して形成されている。

【0022】

ハウジング第１筒部１００には、その径方向中心部に円柱状空間のハウジング第１孔１０２が形成されている。ハウジング第２筒部１０１には、ハウジング第１孔１０２よりも内径が大きい円柱状空間のハウジング第２孔１０３が形成されている。

【0023】

ハウジング第１孔１０２内には、ステンレス等の非磁性体金属よりなる円筒状のスリーブ１２が配置されている。スリーブ１２内には、磁性体金属よりなる円柱状のロッド１４が摺動自在に挿入されている。

【0024】

スリーブ１２は、ハウジング第１孔１０２よりも短くなっており、ハウジング第１孔１０２における軸方向中間部に位置している。これにより、ハウジング第１孔１０２の空間のうち、スリーブ１２よりもハウジング第２孔１０３側の空間は、後述するばね受け部材３４等が収容される収容部として機能し、スリーブ１２よりも反ハウジング第２孔側の空間は、燃料が流通する流体通路１６として機能する。流体通路１６は、図示しない燃料タンクに接続される。

【0025】

ハウジング第１筒部１００の端部には、円筒状のバルブボデー１８がかしめにより固定されている。このバルブボデー１８には、その径方向中心部に、流体通路１６と連通する流体通路孔１８０が形成されている。また、バルブボデー１８には、流体通路１６側の面に、流体通路孔１８０を囲むテーパ状の弁座１８１が形成されている。流体通路孔１８０は、図示しないコモンレールに接続される。

【0026】

ロッド１４におけるバルブボデー１８側の端部には、金属よりなる球状の弁体２０が接合されている。弁体２０は、ロッド１４とともにロッド１４の軸方向に移動することにより、流体通路孔１８０の開度（以下、弁開度という）を変化させるようになっている。

【0027】

ロッド１４における反バルブボデー側の端部には、磁性体金属製で磁気回路を形成する円筒状のアーマチャ２２が接合されている。アーマチャ２２は、ハウジング第２孔１０３内に配置されている。アーマチャ２２には、後述するばねの端部が挿入される凹部２２０が形成されている。

【0028】

アーマチャ２２におけるハウジング第１筒部１００に対向する面であるアーマチャ磁極面２２１と、ハウジング第１筒部１００におけるアーマチャ２２に対向する面であるハウジング磁極面１０４との間に、エアギャップＧが形成されている。

【0029】

そして、磁気吸引力によりアーマチャ２２がハウジング磁極面１０４側に吸引され、アーマチャ２２とともにロッド１４および弁体２０がバルブボデー１８側に移動するようになっている。換言すると、磁気吸引力によりアーマチャ２２がハウジング磁極面１０４側に吸引されると、弁開度が小さくなるように構成されている。

【0030】

以下、本明細書では、ロッド１４、弁体２０、およびアーマチャ２２を一括して、可動部材１４、２０、２２という。

【0031】

ハウジング第２筒部１０１内には、磁性体金属製で磁気回路を形成する有底円筒状のステータコア２４がアーマチャ２２に対向して配置されている。そして、ハウジング１０とステータコア２４は、ステンレス等の非磁性体金属よりなるリング状のカラー２６を介して溶接にて気密的に接合されている。

【0032】

カラー２６は、ハウジング１０とステータコア２４との間の磁束の流れを制限するものであり、より詳細には、カラー２６の内周面の一部がアーマチャ２２の外周面に対向しており、アーマチャ２２をバイパスしてハウジング１０とステータコア２４間で流れる磁束を抑制する。

【0033】

ステータコア２４の底部には、ロッド１４に対向してストッパ２８が配置されている。そして、ロッド１４がストッパ２８に当接することにより、可動部材１４、２０、２２のステータコア２４側への移動範囲が規制される。

【0034】

ハウジング第２筒部１０１内で且つステータコア２４の外周側には、通電時に磁界を形成する円筒状のコイル３０が配置されている。また、ハウジング第２筒部１０１の端部には、磁性体金属製で磁気回路を形成する円板状のリテーニングナット３２が螺合されている。なお、ハウジング１０、ステータコア２４、コイル３０、およびリテーニングナット３２は、本発明の駆動手段を構成している。

【0035】

ハウジング第１孔１０２の空間のうち、スリーブ１２よりもハウジング第２孔１０３側の空間には、非磁性体金属または樹脂よりなる円筒状のばね受け部材３４、圧縮コイルばねよりなる第１ばね３６、および圧縮コイルばねよりなる第２ばね３８が配置されている。ばね受け部材３４は、ハウジング第１筒部１００に対して摺動自在である。また、第１ばね３６および第２ばね３８は、スリーブ１２とアーマチャ２２との間で且つロッド１４の軸方向に沿って直列に配置されている。

【0036】

そして、第１ばね３６および第２ばね３８により、弁開度が大きくなる向き（すなわち開弁向き）に可動部材１４、２０、２２が付勢されている。したがって、この電磁弁は、ノーマリーオープン型の電磁弁である。なお、ばね受け部材３４、第１ばね３６、および第２ばね３８は、本発明のばね手段を構成している。

【0037】

ばね受け部材３４は、第１ばね３６および第２ばね３８にて挟持される平板状のばね受け板部３４０を備えている。

【0038】

ばね受け板部３４０には、その径方向中心部に、ロッド１４が摺動自在に挿入されるばね受け板部孔３４１が形成されている。

【0039】

また、ばね受け板部３４０には、その内周部に、ロッド１４が挿入された状態でばね受け板部３４０よりもスリーブ１２側の空間とばね受け板部３４０よりもアーマチャ２２側の空間とを連通させる連通路３４２が形成されている。連通路３４２は、ばね受け板部３４０の周方向に沿って等間隔に３つ配置されている。

【0040】

そして、流体通路１６とアーマチャ２２が配置された空間は、ロッド１４とスリーブ１２のすき間、および連通路３４２を介して連通し、連通路３４２の通路面積は、ロッド１４とスリーブ１２のすき間の通路面積よりも大きく設定されている。これにより、流体通路１６とアーマチャ２２が配置された空間との間で燃料が容易に移動可能になるため、アーマチャ２２が作動する際の流体抵抗を小さくすることができる。

【0041】

また、ばね受け部材３４は、ばね受け板部３４０における外周側で且つスリーブ１２側の端面からロッド１４の軸方向に沿って且つスリーブ１２側に向かって延びる円筒状のばね受け第１筒部３４３と、ばね受け板部３４０におけるアーマチャ２２側の端面からロッド１４の軸方向に沿って且つアーマチャ２２側に向かって延びる円筒状のばね受け第２筒部３４４とを備えている。

【0042】

第１ばね３６は、少なくともその一部がばね受け第１筒部３４３に挿入され、一端側端面がばね受け板部３４０に当接し、他端側端面がスリーブ１２に当接している。そして、第１ばね３６は、ばね受け第１筒部３４３とロッド１４とによってばね径方向の位置決めがなされている。

【0043】

第２ばね３８は、その一部がばね受け第２筒部３４４に挿入され、一端側端面がばね受け板部３４０に当接し、他端側端部がアーマチャ２２の凹部２２０に挿入されている。そして、第２ばね３８は、第２筒部３４４と凹部２２０とロッド１４とによってばね径方向の位置決めがなされている。

【0044】

図１に示すように、ロッド１４がストッパ２８に当接した状態では、弁体２０は弁座１８１から最も離れていて流体通路孔１８０が全開になっており、弁開度が最大になっている。そして、弁体２０の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では、ばね受け第１筒部３４３の先端はスリーブ１２に当接しないようになっている。

【0045】

また、図４に示すように、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では、ばね受け第１筒部３４３の先端がスリーブ１２に当接するようになっている。

【0046】

ばね受け第２筒部３４４の先端とアーマチャ２２は、弁体２０の位置に拘わらず当接しないようになっている。

【0047】

次に、本実施形態に係る電磁弁の作動を説明する。

【0048】

可動部材１４、２０、２２は、第１ばね３６および第２ばね３８のばね荷重により開弁向きに付勢されるとともに、コモンレール内の高圧燃料が弁体２０に及ぼす流体力によって開弁向きに付勢される。

【0049】

また、可動部材１４、２０、２２は、コイル３０に通電しているときには、アーマチャ磁極面２２１とハウジング磁極面１０４との間に発生する磁気吸引力によって閉弁向きに付勢される。

【0050】

ここで、ハウジング１０とロッド１４との間の磁束の流れが、非磁性体製のスリーブ１２によって抑制されるため、アーマチャ磁極面２２１とハウジング磁極面１０４との間の磁束密度を高めて、磁気吸引力を大きくすることができる。

【0051】

そして、コイル３０に通電されていないとき、すなわち磁気吸引力が発生していないときには、ばね荷重および流体力により、可動部材１４、２０、２２は全開位置に駆動される。このときには、流体通路孔１８０は全開であり、コモンレール内の高圧燃料は流体通路孔１８０や流体通路１６を介して燃料タンクに排出されるが、コモンレール内の燃料圧力（以下、レール圧という）が例えば２０ＭＰａ程度に維持されるように、流体通路孔１８０の通路面積が設定されている。

【0052】

かかる状態からコイル３０に通電すると磁気吸引力が発生し、ばね荷重および流体力に抗して、可動部材１４、２０、２２が閉弁向きに駆動される。そして、コイル３０に供給される電流の増加に伴って弁開度が漸減してレール圧が漸増する。

【0053】

ここで、第１ばね３６のばね定数をｋ１、第２ばね３８のばね定数をｋ２、第１ばね３６および第２ばね３８の合成ばね定数をＫとすると、弁開度が大きい作動領域（すなわち、磁気吸引力が小さく、弁体２０の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域）では、ばね受け第１筒部３４３の先端はスリーブ１２に当接しないため、直列に配置された第１ばね３６および第２ばね３８の撓み量がともに変化し、Ｋ＝（ｋ１／ｋ１＋ｋ２）・ｋ２、となる。

【0054】

一方、弁開度が小さい作動領域（すなわち、磁気吸引力が大きく、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域）では、ばね受け第１筒部３４３の先端がスリーブ１２に当接してばね受け部材３４の移動が規制され、第１ばね３６の撓み量は変化しないため、第２ばね３８の撓み量のみが変化し、Ｋ＝ｋ２、となる。

【0055】

そして、（ｋ１／ｋ１＋ｋ２）＜１であるため、弁開度が大きい作動領域では合成ばね定数Ｋが小さくなり、弁開度が小さい作動領域では合成ばね定数Ｋが大きくなる。これにより、図５に示すように、弁開度が全開から中間開度に変化する過程ではばね荷重は緩やかに増加し、弁開度が中間開度から全閉に変化する過程ではばね荷重は急激に増加する。換言すると、弁開度が大きい作動領域ではばね荷重が小さく、弁開度が小さい作動領域ではばね荷重が大きくなる。

【0056】

なお、ｋ１＝ｋ２としてもよいし、ｋ１≠ｋ２でもよい。因みに、ｋ１＝ｋ２とした場合は、弁開度が大きい作動領域では、Ｋ＝１／２・ｋ２、となる。

【0057】

図６は、コイル３０に供給される電流をステップ状に増加させた場合のレール圧の変化を示している。この図６において、実線は本実施形態に係る電磁弁のレール圧変化を示し、破線はばねを１本用いた従来の電磁弁のレール圧変化を示している。

【0058】

この図６に示すように、コイル３０に供給される電流をステップ状に増加させた場合、レール圧は、ある時点で上昇を開始し、その後ステップ状に漸増する。そして、本実施形態に係る電磁弁は、通電開始時（すなわち、全開時）のばね荷重が小さいため、レール圧の上昇開始時の圧力変化量が小さくなる。具体的には、本実施形態に係る電磁弁は、レール圧の上昇開始時の圧力変化量を、従来の電磁弁と比較して６０％低減することができる。

【0059】

一方、磁気吸引力が大きく弁開度が小さい作動領域でのばね荷重は大きいため、磁気吸引力が大きい作動状態のときにコイル３０への通電を停止した際に、摺動抵抗に抗して確実に開弁させることができる。

【0060】

上記のように、本実施形態では、第１ばね３６および第２ばね３８を直列に配置しているため、２つのばねを並列に配置する場合と比較して、アーマチャ磁極面２２１およびハウジング磁極面１０４を大きくすることができる。また、弁体２０の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では合成ばね定数Ｋを小さく、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では合成ばね定数Ｋを大きくすることができる。

【0061】

したがって、ノーマリーオープン型の電磁弁において、アーマチャ磁極面２２１およびハウジング磁極面１０４が小さくなることを回避しつつ、通電開始時のばね荷重を小さくし、磁気吸引力が大きい作動領域ではばね荷重を大きくすることができる。

【0062】

なお、上記実施形態では、ハウジング１０とバルブボデー１８を別部材として形成した後に一体化したが、ハウジング１０とバルブボデー１８を１つの部材として形成してもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、ばね受け第１筒部３４３の先端とスリーブ１２は、弁体２０の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では当接せず、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では当接し、一方、ばね受け第２筒部３４４の先端とアーマチャ２２は、弁体２０の位置に拘わらず当接しないようにしたが、ばね受け第１筒部３４３の先端とスリーブ１２が、弁体２０の位置に拘わらず当接せず、一方、ばね受け第２筒部３４４の先端とアーマチャ２２が、弁体２０の位置が中間位置よりも全開位置側に近い作動領域では当接せず、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では当接するようにしてもよい。この場合、弁体２０の位置が中間位置よりも全閉位置側に近い作動領域では、第２ばね３８の撓み量は変化せず、第１ばね３６の撓み量のみが変化する。

【0064】

さらに、上記実施形態では、本発明を、コモンレール内の燃料圧力を制御する電磁弁に適用したが、本発明は、他の用途における流体圧力を制御する電磁弁にも適用することができる。

【符号の説明】

【0065】

１０ ハウジング（駆動手段）
１２ スリーブ
１４ ロッド
１６ 流体通路
１８ バルブボデー
２０ 弁体
２２ アーマチャ
２４ ステータコア（駆動手段）
３０ コイル（駆動手段）
３２ リテーニングナット（駆動手段）
３４ ばね受け部材（ばね手段）
３６ 第１ばね（ばね手段）
３８ 第２ばね（ばね手段）
１０２ ハウジング第１孔（ハウジング孔）
１８０ 流体通路孔
１８１ 弁座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】