JP2000283318A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用状況にかかわらず微妙な流量調整を行え
る簡易な構成の電磁弁を提供する。 【解決手段】 スリーブ本体底部５の孔に沿って移動可
能に係合部材３９を設け、スリーブ本体底部５の外側に
比例ソレノイド機構６を設け、その可動子３６が係合部
材３９を介してスプール２２を変位させ、第１、第２弁
１０，１１の開閉モード調整を、ソレノイド３５への通
電電流により行う。スリーブの両端部に形成したポート
の間になるように可動子及びソレノイドを配置した従来
技術に比して、ソレノイド３５及び可動子３６の配置を
比較的余裕をもって行え、これに伴い、構成の簡易化及
び組付性ひいては生産性の向上が図れる。ソレノイド３
５への通電量を変えることにより第１、第２弁１０，１
１の開度調整が可能となり、これにより流体流量の調整
を図ることができる。

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５−１
１２２２９号公報に示す電磁弁がある。同公報の電磁弁
は、両端部にポートを形成したスリーブに埋設するよう
にソレノイドを設けると共に、スリーブ内に可動子を収
納し、可動子の両端部に設けた弁体を、前記ポートのス
リーブ内側の開口部に形成したシート面に押し付けるよ
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
来技術は、スリーブ内が、弁体の外側（ポート側）より
高圧となる状況で使用する場合、一旦、開弁すると弁体
前後の差圧が低下し、弁体が開弁しやすくなる圧力バラ
ンスとなり、微妙な流量調整を行うことが難しかった。
また、軸方向の両端側に形成したポート間になるように
可動子及びソレノイドを配置しており、狭い領域に軸方
向に移動する可動子及びソレノイドを配置する必要があ
ることから複雑な構成となる上、組付性が劣り生産性が
低下しやすいものになっている。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、使用状況にかかわらず微妙な流量調整を行える簡易
な構成の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、
第１、第２、第３ポートを備えた中空のスリーブと、該
スリーブの中空部における一端部、他端部側に配置され
て第１、第２ポートの連通、遮断及び第２、第３ポート
の連通、遮断をそれぞれ行う第１、第２弁体と、前記中
空部における前記第１、第２弁体の間に軸方向に変位可
能に配置され変位に伴い両端部で第１、第２弁体を押圧
して開弁させるスプールと、第１、第２弁体を閉弁方向
に付勢する第１、第２弁体閉弁用付勢手段と、スリーブ
の一端部に形成した軸方向に延びる孔に沿って移動する
係合部材と、前記スリーブと前記スプールとの間に介装
されてこのスプールを介して第１弁体を開弁方向に押圧
する第１弁体開弁用付勢手段と、前記スリーブの一端部
の外側に配置され係合部材を介してスプールを押圧する
可動子を有し電磁力により該可動子をスリーブの軸方向
に移動させる電磁付勢手段と、を備え、第３ポートはス
リーブの他端部に設けると共に、第１、第２ポートはそ
の一端が前記中空部、その他端がスリーブの外周部に開
口するように設けたことを特徴とする。請求項２記載の
発明は、請求項１記載の構成において、第１弁体とその
シート部、または第２弁体とそのシート部に、開弁時に
流体の流れを絞る絞り部を設け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、電磁付勢手段は電流に比例した電磁力を発生する
ことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の電
磁弁１を図１ないし図５に基づいて説明する。この電磁
弁１（３位置電磁弁）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、
流体通路が形成されたマニホールドなど（ハウジング）
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。

【０００７】図１ないし図３において、電磁弁１は、有
底のスリーブ本体２及び該スリーブ本体２の開口部に嵌
合される有底筒状の蓋３からなるスリーブ４と、スリー
ブ本体２の底部（スリーブ本体底部）５の外側に保持さ
れる比例ソレノイド機構６（電磁付勢手段）と、を備え
ている。スリーブ本体底部（スリーブの一端部）５に
は、スリーブ本体２における蓋３とスリーブ４との間の
空間（中空部本体）７ａに連接する穴（ソレノイド側中
空部）７ｂが形成されている。蓋３は、開口部をソレノ
イド側中空部７ｂに向けて〔すなわち、底部（蓋底部）
３ａを外側に向けて〕配置されており、蓋３の穴（蓋側
中空部）７ｃが中空部本体７ａに連通している。本実施
の形態では、蓋側中空部７ｃ、中空部本体７ａ及びソレ
ノイド側中空部７ｂにより中空部７が構成されている。

【０００８】スリーブ本体２にはその側面部８（外周
部）に開口しかつ中空部７に連通する２つのポート９
ａ，９ｂが形成され、また、蓋底部３ａには中空部７に
連通する１つのポート９ｃが形成されている。側面部８
に開口する２つのポート９ａ，９ｂのうちポート９ａは
ソレノイド側中空部７ｂに連通し、他の１つのポート９
ｂは中空部本体７ａの軸方向の略中心部分に開口してい
る。以下、便宜上、側面部８に開口した２つのポート９
ａ，９ｂのうち前者（ソレノイド側中空部７ｂに連通す
るポート９ａ）を第１ポート９ａ、後者（中空部本体７
ａに開口するポート９ｂ）を第２ポート９ｂ、蓋底部３
ａに形成されたポート９ｃを第３ポート９ｃという。

【０００９】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９ａにマスタシリンダ（図示省略）、第２ポー
ト９ｂにホイールシリンダ（図示省略）、第３ポート９
ｃに低圧室（図示省略）が接続され、アンチロックブレ
ーキ制御における増圧、減圧、液圧保持の機能を果たす
ようにしている。

【００１０】ソレノイド側中空部７ｂ、蓋側中空部７ｃ
には、第１、第２ポート９ａ，９ｂの連通、遮断及び第
２、第３ポート９ｂ，９ｃの連通、遮断をそれぞれ行う
第１、第２弁１０，１１が設けられている。第１弁１０
は、ソレノイド側中空部７ｂにおける中空部本体７ａ側
の開口部に設けられ中央部に孔（第１弁座孔）１２を形
成した弁座（第１弁座）１３と、第１弁座１３に対応し
てソレノイド側中空部７ｂの底（ソレノイド側中空部底
１４）側に配置されて軸方向の変位により第１弁座孔１
２を開閉する（第１、第２ポート９ａ，９ｂの連通、遮
断を行う）弁体（第１弁体）１５と、から大略構成され
ている。ソレノイド側中空部底１４と第１弁体１５との
間には第１バネ１６（第１弁体閉弁用付勢手段）が介装
されており、第１弁体１５を閉弁方向に付勢している。

【００１１】第２弁１１は、蓋側中空部７ｃにおける開
口部に設けられ中央部に孔（第２弁座孔）１７を形成し
た弁座（第２弁座）１８と、第２弁座１８及び蓋底部３
ａの間で第２弁座１８側に配置されて軸方向の変位によ
り第２弁座孔１７を開閉する（第２、第３ポート９ｂ，
９ｃの連通、遮断を行う）弁体（第２弁体）１９と、か
ら大略構成されている。蓋底部３ａと第２弁体１９との
間には第２バネ２０（第２弁体閉弁用付勢手段）が介装
されており、第２弁体１９を閉弁方向に付勢している。
第２弁座１８における中空部本体７ａ側には、第２弁座
孔１７を頂点として略円錐形状となる（中空部本体７ａ
側になるに従って径が大きくなる）円錐シート面２１が
形成されている。

【００１２】スリーブ本体２の中空部本体７ａには軸方
向（図１左右方向）に移動可能にスプール２２が収納さ
れている。スプール２２は、中空部本体７ａに沿って摺
動する所定厚さの円柱状のスプール本体２３と、スプー
ル本体２３の一方の面部（図１右側）の中央部に突出形
成された略半球状の突出部（第１突出部）２４と、第１
突出部２４に直立され第１弁座孔１２を通して第１弁体
１５を押圧可能な第１ピン２５と、スプール本体２３の
他方の面部（図１左側）に直立されスプール本体２３に
比して小径の軸部（スプール軸部）２６と、スプール軸
部２６の先端部に突出形成され頂部が略半球状をなす軸
状の突出部（第２突出部）２７と、第２突出部２７に直
立され第２弁座孔１７と通して第２弁体１９を図１左方
向に押圧可能な第２ピン２８と、から大略構成されてい
る。

【００１３】スプール本体２３には、その両面側に開口
する通路（スプール通路）２９が形成されている。蓋３
の開口側先端部とスプール本体２３との間には、第３バ
ネ１０ａ（第１弁体開弁用付勢手段）が介装されてお
り、スプール２２を第１弁体１５側に押圧して第１弁１
０を開弁する方向に付勢している。上述したように第２
ピン２８が第２弁体１９を押圧することにより第２弁体
１９が開弁するが、この際、第２弁座１８の円錐シート
面２１に第２突出部２７の先端部（略半球形状）が接近
することで、両者により形成される通路の面積が徐々に
小さくなり（絞られ）、開弁時に流体の通過流量が急激
に増加しないようにしており、本実施の形態では、当該
円錐シート面２１及び第２突出部２７により絞り部３０
を構成している。

【００１４】比例ソレノイド機構６は、スリーブ本体２
に外方に突出して形成された筒部（スリーブ突出筒部）
３１に一端側が嵌装された筒部（スリーブ取付筒部）３
２と、スリーブ取付筒部３２の他端側に嵌挿された固定
子３３（コア）と、スリーブ取付筒部３２及び固定子３
３に嵌装して保持される環状のヨーク部３４と、ヨーク
部３４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するソレ
ノイド３５と、スリーブ突出筒部３１の孔（符号省略）
及び固定子３３に形成された凹部３３ａに図１左右方向
に移動可能に収納された筒状の可動子３６とから大略構
成されている。スリーブ取付筒部３２の基端側の外周に
はスリーブ本体２の突出部分（符号省略）にかしめられ
た弾性材料製のシール部材３７が嵌装されており、スリ
ーブ取付筒部３２外に流体が漏れるのを防止している。
シール部材３７は弾性材料に限らず、金属等他の材料で
あってもよい。

【００１５】スリーブ本体底部５には、同心状に３つの
孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃが形成されており、この孔３
８ａ，３８ｂ，３８ｃに挿通して軸方向（図１左右方
向）に移動可能に係合部材３９が設けられている。係合
部材３９は、可動子３６の図１左方向への変位により押
されてスプール２２を図１左方向（第１弁１０の閉弁方
向、第２弁１１の開弁方向）に押圧し、これにより第
１、第２弁１０，１１の開閉モードを切換えるようにし
ている。

【００１６】係合部材３９は図２に示すように中空部本
体７ａに摺動する大きさの略リング状の係合部材本体４
０と、係合部材本体４０に直立された３本の軸部（係合
部材軸部）４１ａ，４１ｂ，４１ｃとからなっている。
係合部材３９における係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４
１ｃが設けられた面部には径方向に延びる凹部４２が形
成されている。また、係合部材本体４０の外周部のうち
凹部４２に対向した部分は平坦面４３とされており、凹
部４２が第１ポート９ａ側に配置され、後述の孔４４，
４４を該凹部４２と対向させて係合部材３９を位置決め
しやすいようにしている。

【００１７】係合部材３９は、係合部材本体４０を中空
部本体７ａにおける底部とスプール２２との間に収納
し、かつ係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを、図３
に示すようにスリーブ本体底部５に形成された３つの孔
３８ａ，３８ｂ，３８ｃに挿通して配置されている。こ
の場合、係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの先端部
はスリーブ突出筒部３１内に突出して可動子３６に当接
し、かつ係合部材本体４０はスプール２２に当接してい
る。スリーブ本体底部５には前記３つの孔３８ａ，３８
ｂ，３８ｃに並ぶように前記２つの孔４４が形成されて
おり、この２つの孔４４及び可動子３６に形成された孔
３６ａを通して可動子３６の両面側が第１ポート９ａに
連通し、第１弁１０の開閉にかかわらず可動子３６の両
面側が同等圧になる（可動子３６の両面側に圧力差を生
じさせない）ようにしている。

【００１８】この電磁弁１では、非通電状態（図１）で
は、第３バネ１０ａのバネ力が第１バネ１６のバネ力に
抗してスプール２２ひいては第１ピン２５を図１右方向
に付勢し、第１ピン２５に第１弁体１５を押圧させてい
る。この状態では、第１ピン２５による第１弁体１５の
押圧により第１弁１０は開弁し、ソレノイド側中空部７
ｂ、スプール通路２９及び中空部本体７ａを介して第１
ポート９ａ（マスタシリンダ）と第２ポート９ｂ（ホイ
ールシリンダ）とが連通するようになっている。また、
第２弁１１の第２弁体１９は第２バネ２０により第２弁
座１８に押し付けられており、第３ポート９ｃに対して
第１ポート９ａ及び第２ポート９ｂの連通が遮断した
（第２が閉弁した）状態になっている。そして、ソレノ
イド３５に供給される電流値に応じて可動子３６が変位
し、可動子３６に押圧されて変位するスプール２２の変
位量（ストローク）に応じて、第１弁１０及び第２弁１
１の開閉モードが第１表に示すように切換えられるよう
になっている。

【００１９】

【００２０】第１表においてＳ₀ はスプール２２の初期
位置、Ｓ₁ はソレノイド３５に第１所定値の電流を流し
て可動子３６ひいてはスプール２２が初期位置Ｓ₀ から
所定量（第１所定量）図１左方向に変位して第１弁１０
が閉弁する（図４）位置、Ｓ ₂ はソレノイド３５に第２
所定値〔（第２所定値）＞（第１所定値）〕の電流を流
して可動子３６ひいてはスプール２２が初期位置Ｓ₀ か
ら第２所定量〔（第２所定量）＞（第１所定量）〕図１
左方向に変位して第２弁１１が開弁する（図５）位置、
Ｓ₃ は位置Ｓ₂ を越えた所定のストローク位置を示す。

【００２１】上述したように構成した電磁弁１では、ソ
レノイド３５に通電しないとき及び電流値が第１所定値
に達しない間は、スプール２２のストロークはストロー
クＳ ₀ 〜Ｓ₁ となり、図１に示すように第１弁１０は開
弁し、第２弁１１は閉弁した状態（第１モード）であ
り、第１ポート９ａ（マスタシリンダ）と第２ポート９
ｂ（ホイールシリンダ）とが連通する一方、第２ポート
９ｂ（ホイールシリンダ）と第３ポート９ｃ（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。

【００２２】ソレノイド３５に通電する電流値が第１所
定値に達し、その後第２所定値に達する前は、スプール
２２のストロークはストロークＳ₁ 〜Ｓ₂ となり、図４
に示すように第１弁１０は閉弁し、第２弁１１は閉弁し
た状態（第２モード）であり、第２ポート９ｂ（ホイー
ルシリンダ）は第１ポート９ａ（マスタシリンダ）及び
第３ポート９ｃ（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。

【００２３】また、ソレノイド３５に通電する電流値が
第２所定値に達した後は、スプール２２のストロークは
ストロークＳ₂ を越えた位置（第１表Ｓ₂ 〜Ｓ₃ ）とな
り、図５に示すように第１弁１０は閉弁し、第２弁１１
は開弁した状態（第３モード）となって、第２ポート９
ｂ（ホイールシリンダ）は第３ポート９ｃ（低圧室）に
連通し、これにより、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）。この第２弁１１の開弁
は、上述したように第２ピン２８が第２弁体１９を押圧
することにより行われるが、絞り部３０を設けたことに
より、第２弁１１の開弁時に第２弁座１８の円錐シート
面２１に第２突出部２７の先端部（略半球形状）が接近
して通路の面積が徐々に小さくなる。このため、第３ポ
ート９ｃ（低圧室）が第２ポート９ｂ（ホイールシリン
ダ）に比して低圧の使用状況においても、第２弁１１の
開弁時に流体の通過流量が急激に増加するようなことが
回避され、ひいては微妙な流量調整を図ることが可能と
なる。

【００２４】スリーブの両端部に形成したポートの間に
なるように可動子及びソレノイドを配置した従来技術で
は、狭い領域に軸方向に移動する可動子及びソレノイド
を配置することから複雑な構成が強いられるものになっ
ていたが、これに比して、本実施の形態で、スリーブ４
の外部に比例ソレノイド機構６を有しており、構成の簡
易化及び組付性ひいては生産性の向上を図ることでき
る。

【００２５】また、本実施の形態では、スプール２２
を、第１、第２弁１０，１１（第１弁体１５及び第１弁
座１３、第２弁体１９及び第２弁座１８）と同軸線方向
に設け、かつ可動子３６を、第１弁１０に対して軸線方
向で第２弁１１から離間する側に、配置し、係合部材３
９を介してスプール２２が可動子３６と接続されてお
り、可動子３６の径寸法がスプール２２の径寸法に影響
されることがなく、その分、可動子３６ひいては比例ソ
レノイド機構６形状を大きくすることを回避することが
できる。すなわち、特開平９−２８０４０９号公報の図
１０に示される電磁弁では、可動子の内周にスプールを
挿入するようにして両者を一体に固定しているため、ス
プールの径寸法を大きくすることに伴い、可動子を大き
くする必要があり、電磁弁全体の大型化を惹起すること
になるが、これに比して、本実施の形態では、上述した
ように、スプール２２の径寸法を大きくする場合にも、
可動子３６の大型化を招くことが避けられる。

【００２６】本実施の形態では、上述したように電磁弁
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９ａにマスタシリンダ（図示省
略）、第２ポート９ｂにホイールシリンダ（図示省
略）、第３ポート９ｃを低圧室（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が、第
１ポート９ａを外部液圧源のリザーバ（低圧室）に、第
２ポート９ｂをホイールシリンダに、第３ポート９ｃを
外部液圧源（高圧源）における高圧のブレーキ液を生成
または蓄えるポンプまたはアキュムレータに接続し、ブ
レーキバイワイヤ方式のブレーキ装置のブレーキ液圧制
御装置として機能させる（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】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６である場合を例にしており、発生す
る電磁力の大きさひいてはスプール２２の位置を電流値
により調整することが可能になり、これにより、第１弁
１０または第２弁１１の開度調整を行って流体流量を容
易に調整することができる。なお、電磁力発生手段は、
比例ソレノイド機構６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。

【００２８】上記実施の形態では、比例ソレノイド機構
６がスプール２２を押圧するいわゆるプッシュ式のもの
を例にしたが、これに代えてスプール２２を引っ張るよ
うにしたいわゆるプル式の比例ソレノイド機構を用いる
ようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、第１弁体及び第
２弁体による開閉モード（第１ポートと第２ポートとの
連通、遮断及び第２ポートと第３ポートとの連通、遮
断）の調整を、スリーブの外側に配置した電磁付勢手段
の可動子が係合部材を介してスプールを変位させること
により行っており、スリーブの両端部に形成したポート
の間になるように可動子及びソレノイドを配置した従来
技術に比して、電磁付勢手段及びその可動子の配置を比
較的余裕をもって行え、これに伴い、構成の簡易化及び
組付性ひいては生産性の向上を図ることできる。請求項
２記載の発明は、開弁時に流体の流れを絞る絞り部を設
けているので、開弁時に流体の通過流量が急激に増加す
るようなことが回避され、ひいては微妙な流量調整を図
ることが可能となる。請求項３記載の発明は、電磁付勢
手段は電流に比例した電磁力を発生するので、発生する
電磁力の大きさひいてはスプールの位置を電流値により
調整することが可能になり、これにより、第１弁または
第２弁の開度調整を行って流体流量を調整することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電磁弁を示す断面
図である。

【図２】図１の係合部材を示す斜視図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図１のソレノイドに第１所定値の電流を通電し
たときの状態を示す断面図である。

【図５】図１のソレノイドに第２所定値の電流を通電し
たときの状態を示す断面図である。

【符号の説明】

４ スリーブ ５ スリーブ本体底部（スリーブの一端部） ６ 比例ソレノイド機構（電磁付勢手段） ７ 中空部 ９ａ，９ｂ，９ｃ 第１、第２、第３ポート １０ 第１弁 １０ａ 第３バネ（第１弁体開弁用付勢手段） １１ 第２弁 １５ 第１弁体 １６ 第１バネ（第１弁体閉弁用付勢手段） １９ 第２弁体 ２０ 第２バネ（第２弁体閉弁用付勢手段） ２２ スプール ３６ 可動子 ３９ 係合部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D046 BB28 CC02 JJ11 JJ16 JJ21 LL23 LL34 3D049 BB17 CC02 HH20 HH31 HH35 HH53 JJ08 3H106 DA05 DA08 DA23 DA36 DB02 DB12 DB23 DB32 DC04 DC09 DC18 DD09 EE07 EE34 EE35 GB09 GC25 KK03 KK22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１、第２、第３ポートを備えた中空の
   スリーブと、 該スリーブの中空部における一端部、他端部側に配置さ
   れて第１、第２ポートの連通、遮断及び第２、第３ポー
   トの連通、遮断をそれぞれ行う第１、第２弁体と、 前記中空部における前記第１、第２弁体の間に軸方向に
   変位可能に配置され変位に伴い両端部で第１、第２弁体
   を押圧して開弁させるスプールと、 第１、第２弁体を閉弁方向に付勢する第１、第２弁体閉
   弁用付勢手段と、 スリーブの一端部に形成した軸方向に延びる孔に沿って
   移動する係合部材と、 前記スリーブと前記スプールとの間に介装されてこのス
   プールを介して第１弁体を開弁方向に押圧する第１弁体
   開弁用付勢手段と、 前記スリーブの一端部の外側に配置され係合部材を介し
   てスプールを押圧する可動子を有し電磁力により該可動
   子をスリーブの軸方向に移動させる電磁付勢手段と、を
   備え、 第３ポートはスリーブの他端部に設けると共に、第１、
   第２ポートはその一端が前記中空部、その他端がスリー
   ブの外周部に開口するように設けたことを特徴とする電
   磁弁。
2. 【請求項２】 第１弁体とそのシート部、または第２弁
   体とそのシート部に、開弁時に流体の流れを絞る絞り部
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
3. 【請求項３】 電磁付勢手段は電流に比例した電磁力を
   発生することを特徴とする請求項１または２記載の電磁
   弁。