JP2000104849A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要とされる電流を少なくできるコンパクト
な電磁弁を提供する。 【解決手段】 ソレノイド機構９の電磁力を第１の所定
値とした場合、第１、第２ばね８の付勢力の差に抗して
第１弁体５を閉弁させる一方、第２弁体６が第２ばね８
の付勢力により閉弁するように構成した。ソレノイド機
構９の電磁力を第１の所定値として例えば液圧保持モー
ドを得るような場合にも、第１、第２ばね７，８の付勢
力の差に抗する大きさの電磁力を発生させればよいこと
になり、従来技術で必要とされた２つのばねの付勢力の
合計に抗する電磁力に比して、発生させる電磁力が小さ
くて済み、その分、コイルに流れる電流を少なくした
り、コイルの巻数を少なくすることができ、ひいてはコ
イルの形状を小さくして装置のコンパクト化及び配置ス
ペースの縮小化を図ること、及びバッテリの容量を少な
くすることも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンチロックブレ
ーキ制御装置などのブレーキ液圧制御装置に用いて好適
な電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁の一例として特開平７−１
４４６２９号公報に示される電磁弁がある。この電磁弁
は、両端側が閉塞され、側部に一端側から他端側に向け
て第１、第２ポートを順次設け、他端に第３ポートを設
けた筒体（ハウジング）と、該筒体内を長手方向に摺動
して前記第１、第２ポートの連通、遮断を行う第１弁体
と、前記筒体内で前記長手方向に移動可能に配置され前
記第２、第３ポートの連通、遮断を行う第２弁体と、前
記筒体の一端側と第１弁体との間に介装されて第１弁体
を開方向に付勢する第１スプリング（第１付勢手段）
と、前記筒体における第１、第２ポートの間の部分に形
成された縮径部と第２弁体との間に介装されて第２弁体
を閉方向に付勢する第２スプリング（第２付勢手段）
と、前記筒体の一端部側に設けられた電磁力発生手段
と、前記第１、第２弁体に係合し、前記電磁力発生手段
の電磁力により前記第１、第２付勢手段の付勢力に抗し
て前記筒体内を前記長手方向に移動し第１弁体及び第２
弁体を開閉させる可動子とを備え、 電磁力発生手段による電磁力がない場合、第１付勢手
段の付勢力により第１弁体が開弁する一方、第２付勢手
段の付勢力により第２弁体が閉弁し、 電磁力発生手段の電磁力を第１の所定値とした場合、
可動子が第１付勢手段の付勢力に抗して第１弁体を閉弁
させる一方、第２弁体が第２付勢手段の付勢力により閉
弁し、 電磁力発生手段の電磁力を第１の所定値より大きい第
２の所定値とした場合、可動子が第１付勢手段及び第２
付勢手段の付勢力に抗して第１弁体を閉弁させる一方、
第２弁体を開弁させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、第１弁体を閉弁させるために、第１付勢手
段の付勢力に抗して第１弁体を移動し得る大きさの電磁
力を発生させる必要がある上、第２弁体を開弁させるた
めに、第１付勢手段及び第２付勢手段の付勢力に抗して
第２弁体を移動し得る大きさの電磁力を発生させる必要
があり、高電流に耐えるコイルあるいは巻数の多いコイ
ルを用意する必要があり、大型化を招いて配置スペース
の確保が容易でなくなる上、バッテリ容量の増大を招く
虞があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、必要とされる電流を少なくできるコンパクトな電磁
弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
底部及び蓋部を有する筒状をなし、側部に蓋部から底部
に向けて第１、第２ポートを設け、底部に第３ポートを
設けたハウジングと、該ハウジング内を長手方向に摺動
して前記第１、第２ポートの連通、遮断を行う第１弁体
と、前記ハウジング内で前記長手方向に移動可能に配置
され前記第２、第３ポートの連通、遮断を行う第２弁体
と、前記第１弁体を開方向に付勢する第１付勢手段と、
前記第２弁体を閉方向に付勢する第２付勢手段と、前記
ハウジングに保持された電磁力発生手段と、前記第１、
第２弁体に係合し、前記電磁力発生手段の電磁力により
前記第１、第２付勢手段の付勢力に抗して前記ハウジン
グ内を前記長手方向に移動し第１弁体及び第２弁体を開
閉させる可動子とを備え、前記電磁力発生手段による電
磁力がない場合、第１付勢手段の付勢力により第１弁体
が開弁する一方、第２付勢手段の付勢力により第２弁体
が閉弁し、前記電磁力発生手段の電磁力を第１の所定値
とした場合、前記可動子が第１、第２付勢手段の付勢力
の差に抗して第１弁体を閉弁させる一方、第２弁体が第
２付勢手段の付勢力により閉弁し、前記電磁力発生手段
の電磁力を第１の所定値より大きい第２の所定値とした
場合、前記可動子が第１付勢手段の付勢力に抗して第１
弁体を閉弁させる一方、第２弁体を開弁させてなること
を特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、可動子及び第１弁体を一体としたことを特
徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１または２記
載の構成において、電磁力発生手段は、電流に比例した
大きさの電磁力を発生する比例ソレノイド機構であるこ
とを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の電
磁弁を図１ないし図４に基づいて説明する。この電磁弁
（３位置電磁弁）１は、図示しないアンチロックブレー
キ制御装置などのブレーキ液圧制御装置に設けられ、液
通路が形成されたマニホールドの所定の箇所に、プラグ
等と同様に差し込まれるように構成され、ユニット化さ
れたものになっている。

【０００８】図１及び図４において、電磁弁１は、底部
材（底部）２及び蓋部材（蓋部）３を有する筒状をなす
ハウジング４と、ハウジング４内を長手方向（図１左右
方向）に摺動する第１弁体５と、前記ハウジング４内で
前記長手方向に移動可能に配置された第２弁体６と、第
１、第２ばね（第１、第２付勢手段）７，８と、ハウジ
ング４に保持された比例ソレノイド機構（電磁力発生手
段）９とから大略構成されている。なお、本実施の形態
では、第１弁体５は可動子を兼ねたものになっている。

【０００９】ハウジング４は、筒状のハウジング本体１
０と、このハウジング本体１０の一端側に嵌着された延
長筒体１１と、この延長筒体１１の先端部に封着された
前記蓋部材３と、ハウジング本体１０の他端側に嵌合さ
れた前記底部材２とから構成されている。延長筒体１１
の内径は、ハウジング本体１０の内径に比して大きい寸
法に設定されている。ハウジング本体１０の延長筒体１
１を嵌着した部分（以下、第１弁体規制部という。）１
２は、第１弁体５に形成された後述する大径部１３の肩
部（大径肩部）１３ａに係止して第１弁体５の図１左方
向への移動を規制するようになっている。ハウジング本
体１０の一端側には径方向外方に突出するフランジ部１
４が形成されており、延長筒体１１及び蓋部材３と共に
比例ソレノイド機構９を支持するようになっている。ハ
ウジング本体１０の側部には、一端側から他端側に向け
て（蓋部から底部に向けて）第１、第２ポート１５，１
６が形成されている。また、底部材２には第３ポート１
７が形成されている。

【００１０】本実施の形態では、電磁弁１はアンチロッ
クブレーキ制御装置に用いられるようになっており、第
１ポート１５にマスタシリンダ（図示省略）、第２ポー
ト１６にホイルシリンダ（図示省略）、第３ポート１７
に低圧室（図示省略）が接続されアンチロックブレーキ
制御（図示省略）における増圧、減圧、液圧保持の機能
を果たすようになっている。

【００１１】蓋部材３は、延長筒体１１と同等外径寸法
で延長筒体１１から突出する蓋本体部１８と、延長筒体
１１内に嵌合される蓋嵌合部１９とからなっている。蓋
嵌合部１９には、第１弁体５の端部が挿入される凹部
（以下、第１弁体挿入凹部という。）２０が形成されて
いる。また、蓋部材３には、第１弁体挿入凹部２０に連
接して更に凹部（以下、第１ばね収納用凹部という。）
２１が穿設されており、この第１ばね収納用凹部２１に
は前記第１ばね７が配設されるようになっている。

【００１２】第１弁体５は、後述するように第１、第２
ポート１５，１６の連通、遮断を行うようになってお
り、延長筒体１１内に摺動自在に収納される前記大径部
１３と、ハウジング本体１０内に摺動自在に収納される
中径部２２と、中径部２２に連接しこの中径部２２に比
して小径の小径部２３とから大略構成されており、大径
部１３、中径部２２及び小径部２３には長手方向に延び
る軸方向孔２４が形成されている。大径部１３の中径部
２２との連接部分が前記大径部肩部１３ａを構成してい
る。

【００１３】軸方向孔２４の径寸法は、大径部１３側で
小径で、小径部２３側で大径になっており、中径部２２
の中央部分で径寸法が変化するようになっている。以
下、軸方向孔２４のうち径寸法が小径の部分、大径の部
分を、便宜上、第１、第２軸方向孔２４ａ，２４ｂとい
う。第１、第２軸方向孔２４ａ，２４ｂの連接部分は、
径寸法が変化して段差部２４ｃをなしており、この段差
部２４ｃが前記第２ばね８のばね受けをなしている。大
径部１３の端部１３ｂ（図１右側）側外周部分は縮径さ
れており、前記第１弁体挿入凹部２０に収納し得る径寸
法に設定されている。

【００１４】中径部２２おける大径部１３側部分には、
第１軸方向孔２４に連通して外周壁に開口する第１径方
向孔２５が形成され、小径部２３における中径部２２側
部分には、第２軸方向孔２４ｂに連通して外周壁に開口
する第２径方向孔２６が形成されている。大径部肩部１
３ａに第１弁体規制部１２が当接した状態（図１の状
態）で、第１径方向孔２５と第１ポート１５とが連通し
得るようになっている。

【００１５】小径部２３の内側には所定長さの筒状のガ
イド部材２７が嵌挿され、環状の抜け止め２８により保
持されており、非通電状態（図１）で、第２弁体６の係
止部６ｂとガイド部材２７との間に空間部が形成されて
いる。ガイド部材２７には第２弁体６が摺動可能に支持
されている。第２弁体６は、ガイド部材２７に摺動する
第２弁体本体６ａと、ガイド部材２７の内径に比して大
径で小径部２３の内径に比してわずかに小径でかつ第２
弁体本体６ａの一端側に連接した係止部６ｂと、第２弁
体本体６ａから延設されて第３ポート１７に対して着
座、離座する略半球の開閉作動部６ｃとから構成されて
いる。

【００１６】第１ばね７は、第１弁体５の大径部１３と
蓋部材３の第１弁体挿入凹部２０の底部（符号省略）と
の間に介装され、第１弁体５を図１左方向に付勢してい
る。第１弁体５は第１ばね７に付勢されて、上述したよ
うに大径部肩部１３ａに第１弁体規制部１２が当接した
状態で、第１径方向孔２５と第１ポート１５とが連通す
るものになっており、第１ばね７の図１左方向の付勢
は、第１弁体５の開方向に相当する。

【００１７】第２ばね８は、第２弁体６の係止部６ｂと
軸方向孔２４の段差部２４ｃとの間に介装されており、
第１弁体５及び第２弁体６が互いに離間する方向〔第１
弁体５は図１右方向、第２弁体６は開閉作動部６ｃが第
３ポート１７に着座する方向（第２弁体６を閉じる方
向、図１左方向）〕に付勢する。第２ばね８は第１ばね
７に比して付勢力が小さく（すなわち、第１ばね７は第
２ばね８に比して付勢力が大きく）設定されている。

【００１８】比例ソレノイド機構９は、環状をなし、延
長筒体１１及び蓋部材３に嵌装して保持されるヨーク部
２９と、ヨーク部２９内に配置されて図示しないバッテ
リからの電流供給により電流に比例した大きさの電磁力
を発生して、第１弁体５を図１右方向に付勢するコイル
３０とから大略構成されている。

【００１９】そして、比例ソレノイド機構９による電磁
力がない場合（比例ソレノイド機構９が非通電時）、第
１ばね７の付勢力により第１弁体５が開弁する一方、第
２ばね８の付勢力により第２弁体６が閉弁している。す
なわち、大径部肩部１３ａに第１弁体規制部１２が当接
しており、第１径方向孔２５と第１ポート１５とが連通
し、また、第１径方向孔２５、第１、第２軸方向孔２４
ａ，２４ｂ、及び第２径方向孔２６、小径部２３の外周
を介して第１ポート１５（マスタシリンダ）と第２ポー
ト１６（ホイルシリンダ）とが連通する一方、第２弁体
６が閉弁しており、第２ポート１６（ホイルシリンダ）
と第３ポート１７（低圧室）とは遮断されている。これ
により、マスタシリンダからのブレーキ液圧がホイール
シリンダに供給されるようになっている。

【００２０】また、図２に示すように、比例ソレノイド
機構９の電磁力を第１の所定値とした場合、第１、第２
ばね７，８の付勢力の差に抗して第１弁体５が蓋部材３
側（図２右方向）に移動して第１弁体５を閉弁させる一
方、第２弁体６が第２ばね８の付勢力により閉弁する。
すなわち、第２弁体６が第２ばね８の付勢力により図２
左方向に付勢されて第３ポート１７に着座されて、第２
ポート１６（ホイルシリンダ）と第３ポート１７（低圧
室）とが遮断され、この状態で第１弁体５の中径部２２
が第１ポート１５に対面する位置になって第１ポート１
５（マスタシリンダ）と第１径方向孔２５との連通が遮
断され、第２ポート１６（ホイルシリンダ）は第１ポー
ト１５（マスタシリンダ）及び第３ポート１７（低圧
室）の双方に遮断された状態になっており、ホイールシ
リンダの液圧が保持される（液圧保持モードを構成す
る）ようにしている。なお、上述したように比例ソレノ
イド機構９の電磁力を第１の所定値とした（図２）場
合、ガイド部材２７は、第１弁体５と一体的に蓋部材３
側へ移動するが、第２弁体６の係止部６ｂに対して蓋部
材３側への力を及ぼさない状態になっている。

【００２１】上述した従来技術では、液圧保持モードを
得るための弁体位置設定のために２つのばねの付勢力の
合計に抗する電磁力を発生するようにしており、その
分、大きな電流あるいは巻数の多いコイルを用いる必要
があったが、本実施の形態では、第１、第２ばね７，８
の付勢力の差に抗する大きさの電磁力を発生させればよ
いので、その分、コイル３０に流れる電流を少なくした
り、コイル３０の巻数を少なくすることができ、ひいて
はコイル３０の形状を小さくして配置スペースを小さく
すること、及びバッテリの容量を少なくすることも可能
となる。

【００２２】また、図３に示すように、比例ソレノイド
機構９の電磁力を第１の所定値より大きい第２の所定値
とした場合、第１弁体５が第１ばね７の付勢力に抗して
第１弁体５を図２の位置よりさらに右方向に移動させ
る。これにより、第１弁体５の中径部２２が第１ポート
１５に対面する状態は維持されて第１ポート１５（マス
タシリンダ）と第１径方向孔２５との連通が遮断され
る。また、この際、第１弁体５が図２に比して更に右方
向に移動することによりガイド部材２７が係止部６ｂに
当接して、第２弁体６を図２右方向に移動させる。

【００２３】これにより、第２弁体６の開閉作動部６ｃ
が第３ポート１７から離座し、第２弁体６が開弁し、第
２ポート１６（ホイルシリンダ）と第３ポート１７（低
圧室）とが連通する。このため、比例ソレノイド機構９
の電磁力を第２の所定値とした場合（図３に示す状
態）、第１ポート１５（マスタシリンダ）と第１径方向
孔２５との連通が遮断され、第１ポート１５（マスタシ
リンダ）は第２ポート１６（ホイルシリンダ）及び第３
ポート１７（低圧室）と遮断される一方、第２ポート１
６（ホイルシリンダ）は第３ポート１７（低圧室）と連
通した状態になっており、マスタシリンダから第１ポー
ト１５を介してブレーキ液圧が印加されているにもかか
わらずホイールシリンダの減圧が行われる（減圧モード
を構成する）ようにしている。また、第２ポート１６と
第３ポート１７との連通状態（比例ソレノイド機構９の
通電状態）においては、大径部１３の端部１３ｂと第１
弁体挿入凹部２０の底部との間のエアギャップ長が短く
なり、磁気回路の当該部分の磁路抵抗が減少し当該状態
の維持電流も少ない電流で済むことになる。

【００２４】本実施の形態では、第１、第２弁体５，６
を動かす可動子と、第１弁体５とを一体としており、第
１、第２弁体５，６に対して可動子を別体に設けたタイ
プの電磁弁に比して、部品数及び組付工数の低減を図る
ことができる。さらに、本実施の形態では、可動子と第
１弁体５とを一体としており、第１弁体５における第２
弁体６に対して可動子に相当する部分が延び、当該延長
部が第１弁体５の第１ポート１５を閉塞する部分を兼用
したものになっており、上記部品数及び組付工数の低減
ばかりでなく、第２弁体６及び第１弁体６（可動子）の
軸方向の長さを短くすることができる。なお、本発明
は、上記実施例に示すように可動子と第１弁体５とを一
体にしたものに限らず、可動子及び第１弁体５を別体に
構成してもよい。

【００２５】上記実施の形態では、電磁力発生手段が比
例ソレノイド機構９である場合を例にしており、これに
より、発生する電磁力の大きさを調整でき、汎用性の向
上を図ることができる。なお、電磁力発生手段は、これ
に限らず、上述した大きさの電磁力を発生できる電磁石
など他の装置であってもよい。

【００２６】なお、第１ポート１５に低圧室、第２ポー
ト１６にホイルシリンダ、第３ポート１７に高圧源を接
続し、自動ブレーキ用アクチュエータとして機能させる
（この場合、電磁力発生手段は比例ソレノイド機構であ
ることが望まれる）ようにすることも可能である。

【００２７】また、特開平７−１４４６２９号公報の図
１１には、３つのばねを備えた電磁弁が示されている
が、このタイプの電磁弁に比して、本実施の形態の電磁
弁１は、ばねとしては２つ備え、前記増圧モード、減圧
モード及び液圧保持モードを確保するので、ばねを少な
くした分、コンパクト化が図れることになる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、電磁力発生手
段による電磁力がない場合、第１付勢手段の付勢力によ
り第１弁体が開弁する一方、第２付勢手段の付勢力によ
り第２弁体６が閉弁し、電磁力発生手段の電磁力を第
１の所定値とした場合、可動子が第１、第２付勢手段の
付勢力の差に抗して第１弁体５を閉弁させる一方、第２
弁体６が第２付勢手段の付勢力により閉弁し、電磁力
発生手段の電磁力を第１の所定値より大きい第２の所定
値とした場合、可動子が第１付勢手段の付勢力に抗して
第１弁体５を閉弁させる一方、第２弁体を開弁させるよ
うに構成しており、電磁力発生手段の電磁力を第１の所
定値として例えば液圧保持モードを得るような場合に
も、第１、第２ばねの付勢力の差に抗する大きさの電磁
力を発生させればよいことになり、従来技術で必要とさ
れた２つのばねの付勢力の合計に抗する電磁力に比し
て、発生させる電磁力が小さくて済み、その分、コイル
に流れる電流を少なくしたり、コイルの巻数を少なくす
ることができ、ひいてはコイルの形状を小さくして装置
のコンパクト化及び配置スペースの縮小化を図ること、
及びバッテリの容量を少なくすることも可能となる。

【００２９】請求項２記載の発明は、可動子及び第１弁
体を一体としており、部品数及び組付工数の低減を図る
ことができる。請求項３記載の発明は、電磁力発生手段
が電流に比例した大きさの電磁力を発生する比例ソレノ
イド機構であり、発生する電磁力の大きさを調整でき、
汎用性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電磁弁を示す断面図で
ある。

【図２】図１の比例ソレノイド機構の電磁力が第１の所
定値である場合の第１、第２弁体の位置を示す断面図で
ある。

【図３】図１の比例ソレノイド機構の電磁力が第２の所
定値である場合の第１、第２弁体の位置を示す断面図で
ある。

【図４】図１の部分拡大図である。

【符号の説明】

４ ハウジング ５ 第１弁体 ６ 第２弁体 ７ 第１ばね ８ 第２ばね ９ 比例ソレノイド機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 邦洋 山梨県中巨摩郡▲櫛▼形町吉田1000番地 トキコ株式会社山梨工場内 Ｆターム(参考） 3H106 DA03 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DC09 DD02 EE22 EE34 KK17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部及び蓋部を有する筒状をなし、側部
   に蓋部から底部に向けて第１、第２ポートを設け、底部
   に第３ポートを設けたハウジングと、 該ハウジング内を長手方向に摺動して前記第１、第２ポ
   ートの連通、遮断を行う第１弁体と、 前記ハウジング内で前記長手方向に移動可能に配置され
   前記第２、第３ポートの連通、遮断を行う第２弁体と、 前記第１弁体を開方向に付勢する第１付勢手段と、 前記第２弁体を閉方向に付勢する第２付勢手段と、 前記ハウジングに保持された電磁力発生手段と、 前記第１、第２弁体に係合し、前記電磁力発生手段の電
   磁力により前記第１、第２付勢手段の付勢力に抗して前
   記ハウジング内を前記長手方向に移動し第１弁体及び第
   ２弁体を開閉させる可動子とを備え、 前記電磁力発生手段による電磁力がない場合、第１付勢
   手段の付勢力により第１弁体が開弁する一方、第２付勢
   手段の付勢力により第２弁体が閉弁し、 前記電磁力発生手段の電磁力を第１の所定値とした場
   合、前記可動子が第１、第２付勢手段の付勢力の差に抗
   して第１弁体を閉弁させる一方、第２弁体が第２付勢手
   段の付勢力により閉弁し、 前記電磁力発生手段の電磁力を第１の所定値より大きい
   第２の所定値とした場合、前記可動子が第１付勢手段の
   付勢力に抗して第１弁体を閉弁させる一方、第２弁体を
   開弁させてなることを特徴とする電磁弁。
2. 【請求項２】 可動子及び第１弁体を一体としたことを
   特徴とする請求項１記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 電磁力発生手段は、電流に比例した大き
   さの電磁力を発生する比例ソレノイド機構であることを
   特徴とする請求項１または２記載の電磁弁。