JP2000283321A

JP2000283321A - 電磁弁

Info

Publication number: JP2000283321A
Application number: JP11092720A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ikeda; 純一池田
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力制御を滑らかに行うことができる電磁弁
を提供する。【解決手段】スプール４の孔１５に挿通する軸体１６
の第１弁体部１６ｂはスプール４の外側に配置されて、
高圧流路５の開口部５ａ（弁座）に離・着座可能とされ
ている。また、軸体１６の第２弁体部１６ｃはスプール
室４ａ側に配置されているスプール４の孔形成部４ｃ
（弁座）に離・着座可能とされている。スプール４が変
位して第２弁体部１６ｃが離座（開弁）すると、軸体１
６には差圧力が作用しなくなるが、この際、スプール４
の変位に関してはこの差圧力はなんら影響するものでは
ない。このため、ソレノイド機構１４が発生する電磁力
に抗する力は、第２弁体部１６ｃの離座前（閉弁時）及
び離座後（開弁時）でほとんど変化しないので、スプー
ル４はスムーズに変位し、ひいては圧力制御を滑らかに
（連続的に）行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の電子制御
液圧ブレーキなどに用いられる電磁弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁弁の一例として図４に示す電
磁弁１がある。図４において、シリンダ２の室（シリン
ダ室）３内には中空のスプール４が移動可能に収納され
ている。シリンダ２にはシリンダ室３に開口する３つの
液体流路が形成されている。３つの液体流路のうち一つ
には高圧液体が供給され、残りの２つの液体通路のうち
一方には低圧流体が供給されるようになっており、これ
ら供給液体に対応する液体流路をそれぞれ、高圧流路
５、低圧流路６といい、前記残りの２つの液体通路のう
ち他方の液体流路を中間圧流路７という。

【０００３】高圧流路５はシリンダ２の図４左側の端部
（以下、シリンダ底部３ａという）に開口している。低
圧流路６はシリンダ２の図４右側の端部（以下、シリン
ダ他端部３ｂという）に開口している。中間圧流路７は
シリンダ室３の周壁部に開口している。スプール４の周
壁部にはスプール室４ａと中間圧流路７とを連通するよ
うに通路８が形成されている。

【０００４】また、スプール４の両端部にはそれぞれ孔
９，１０が形成されており、この孔９に弁体１１，１２
がそれぞれ移動可能に収納されている。２つの弁体１
１，１２はそれぞれ、高圧流路５、低圧流路６に対応し
て配置されており、以下、それぞれ高圧側弁体１１、低
圧側弁体１２という。高圧側弁体１１は、孔９に挿入さ
れる高圧側弁体軸部１１ａ高圧側弁体軸部１１ａと、高
圧側弁体軸部１１ａに連接し前記孔９に比して大径でス
プール室４ａ内に配置される高圧側大径部１１ｂとから
なっており、高圧側弁体軸部１１ａの先端部が前記高圧
流路５の開口部５ａに離・着座するようになっている。
また、低圧側弁体１２は、高圧側弁体１１と同様に、低
圧側弁体軸部１２ａと、低圧側大径部１２ｂとからなっ
ており、低圧側弁体軸部１２ａの先端部が前記低圧流路
６の開口部６ａに離・着座するようになっている。

【０００５】高圧側弁体１１と低圧側弁体１２との間に
は弁体用バネ１３が介装されており、両者を離間する方
向に付勢している。さらに、この電磁弁１には、スプー
ル４に電磁力を作用してこのスプール４を変位させるソ
レノイド機構１４（図２参照）が設けられている。

【０００６】この電磁弁１では、図４に示すように高圧
側弁体１１、低圧側弁体１２が着座し、かつスプール４
が中間位置にあり中間圧流路７に対して高圧流路５及び
低圧流路６が閉じられた状態で、ソレノイド機構１４が
作動してスプール４が右方向に変位すると、スプール４
を介して高圧側弁体１１が右方向に変位して、高圧側弁
体１１が離座し、高圧流路５とシリンダ室３とが連通
し、さらにシリンダ室３、スプール室４ａ、通路８を介
して中間圧流路７が高圧流路５と連通してその内圧が上
昇する。

【０００７】また、上記と反対にスプール４が左方向に
変位すると、高圧側弁体１１がスプール４を介して図４
左方向に変位して、低圧側弁体１２が離座（開弁）し、
中間圧流路７が低圧流路６と連通してその内圧が低下す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した電
磁弁１では、低圧流路６と中間圧流路７の差圧が、低圧
側弁体１２と低圧流路６の開口部６ａ（弁座）との接触
円の面積、つまり有効受圧面積に加わるので、スプール
４を左方向に変位して中間圧流路７の内圧を減圧する
際、低圧側弁体１２が離座する前は、（差圧）×（有効
受圧面積）の力（以下、差圧力という。）が低圧側弁体
１２に低圧側弁体１２が着座する（閉じる）方向に作用
し、ソレノイド機構１４には、当該差圧力及び弁体用バ
ネ１３のバネ力等に抗する電磁力が要求される。一方、
一旦、低圧側弁体１２が離座する（開く）と、中間圧流
路７と低圧流路６とが連通することにより、低圧側弁体
１２が離座する前には低圧側弁体１２に作用していた前
記差圧力が作用しなくなり、その分、ソレノイド機構１
４が発生する電磁力に抗する力が相対的に小さくなる。
このため、スプール４の変位ひいては圧力制御が滑らか
に（連続的に）行われなくなってしまう。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、圧力制御を滑らかに行うことができる電磁弁を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中空のスプールを移動可能に収納するシリンダと、該シ
リンダ内に開口して該シリンダに３つ形成されそのうち
１つが該シリンダ底部に開口する液体流路と、前記シリ
ンダ底部における前記１つの液体流路の開口部に設けら
れたシリンダ側弁座と、前記スプールにおける前記シリ
ンダ底部に対向する端部に形成した孔に移動可能に挿通
される軸体と、前記スプールにおける前記孔に設けられ
たスプール側弁座と、前記軸体に形成され前記スプール
側弁座及び前記シリンダ側弁座にそれぞれ離・着座する
２つの弁体部と、前記スプールを作動する電磁付勢手段
とを備え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、弁体部の弁座に当接する
面部は、球面または円錐面に形成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、前記１つの液体流路には高圧液体が供給さ
れ、残りの２つの液体通路のうち一方の液体通路には低
圧液体が供給され、かつ当該一方の液体通路は、前記ス
プールに形成された通路を介してスプール室に連通し、
前記残りの２つの液体通路のうち他方の液体通路は、前
記一方の液体通路及び前記１つの液体通路に対して、前
記スプールの変位に応じて連通、遮断することを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
の電磁弁１を図１に基づき、図４を参照して説明する。
第１の実施の形態の電磁弁１は、図４の電磁弁１に比し
て、中間圧流路７、低圧流路６を入れ替えて配置したこ
と、スプール４の図１右側の端部（以下、スプール底部
４ｂという）は閉塞して形成したこと、スプール４の図
１左側の端部の孔１５に１つの軸体１６を収納したこ
と、弁体用バネ１３をスプール底部４ｂと軸体１６との
間に介装したこと、シリンダ室３の図１左右側端部を連
通させるようにシリンダ内流路１７を形成したことが主
に異なっている。前記軸体１６は、前記孔１５に挿通さ
れる軸体軸部１６ａと、軸体軸部１６ａの両端側に形成
された略球体状の第１、第２の２つの弁体部１６ｂ，１
６ｃとからなっている。第１弁体部１６ｂはスプール４
の外側に配置されて、高圧流路５の開口部５ａ（弁座を
構成する）に離・着座可能とされている。また、第２弁
体部１６ｃはスプール室４ａ側に配置されているスプー
ル４の孔形成部４ｃ（弁座を構成する）に離・着座可能
とされている。

【００１２】図１は第１弁体部１６ｂが着座し、第２弁
体部１６ｃが離座（開弁）し、中間圧流路７に対して低
圧流路６が連通した状態を示している。そして、第２弁
体部１６ｃが離座（開弁）する前、すなわち第２弁体部
１６ｃが着座（閉弁）している際には、スプール４は図
１に比して右側にずれた状態にある。このように第２弁
体部１６ｃが着座（閉弁）している状態では、軸体１６
には中間圧流路７と低圧流路６との差圧による力（差圧
力）が作用するものの、スプール４を図１左方向に変位
する際には、前記差圧力には抗する必要がなく、スプー
ル４を図１左方向に変位する際に必要とされる電磁力
は、前記差圧力に抗しなくて済む分、小さい値になる。

【００１３】一方、スプール４が図１左方向に変位して
第２弁体部１６ｃが離座（開弁）すると、軸体１６には
差圧力が作用しなくなるが、この際、スプール４の変位
に関してはこの差圧力はなんら影響するものではない。
このため、ソレノイド機構１４が発生する電磁力（第２
弁体部１６ｃの離座のために発生する電磁力）に抗する
力は、第２弁体部１６ｃの離座前（閉弁時）及び離座後
（開弁時）でほとんど変化しないので、スプール４はス
ムーズに変位し、ひいては圧力制御を滑らかに（連続的
に）行うことができる。また、第１、第２弁体部１６
ｂ，１６ｃの弁座に当接する面部は、球面に形成されて
おり、開閉弁時に、流体の流量を徐々に変化させること
が可能となり、これにより、圧力制御を滑らかに行うこ
とができる。なお、第１、第２弁体部１６ｂ，１６ｃの
弁座に当接する面部を円錐面に形成するように構成して
もよい。

【００１４】次に、本発明の第２の実施の形態の電磁弁
１を図２に基づき、図１及び図４を参照して説明する。
図２において、シリンダ２は、シリンダ本体２０と、こ
のシリンダ本体２０に圧入されシリンダ２の底部を構成
する対向磁極２１と、対向磁極２１に嵌合し固定リング
２２により対向磁極２１及びシリンダ本体２０に液密に
保持されたスリーブ２３と、から大略構成されている。

【００１５】スリーブ２３にはコイル２４を収納したコ
イルケース２５が嵌合されている。コイルケース２５
は、磁性材からなるコイルケース本体２６と、コイルケ
ース本体２６の内周側に形成された環状溝部（符号省
略）に嵌合される非磁性材（例えばＳＵＳ３０４）製の
非磁性環状体２７とからなっている。前記スリーブ２３
内には、前記コイル２４と共にソレノイド機構１４（電
磁付勢手段）を構成するプランジャ２８が移動可能に収
納されている。プランジャ２８の対向磁極２１に対向す
る面部には、対向磁極２１に形成された突部２９に挿通
される凹部３０が形成されている。凹部３０には、非磁
性体（例えばＳＵＳ３０４）のスペーサ３１が配置され
ており、前記凹部３０と突部２９が密着して戻りが悪く
なるのを防止するようにしている。

【００１６】スリーブ２３の底部（符号省略）とプラン
ジャ２８との間にはプランジャ用バネ３２が介装されて
おり、プランジャ２８を図２右方に付勢し、ひいては対
向磁極２１に形成した孔（符号省略）に挿通したロッド
３３を介してスプール４を図２右方に押し付けられるよ
うにしている。図２の軸体１６は、前記第１の実施の形
態の軸体１６（図１）に比して、略球体状の第１、第２
弁体部１６ｂ，１６ｃに代えて、軸体軸部１６ａの一端
部に形成された略半球状の第１弁体部１６ｂ及び軸体軸
部１６ａの他端側に形成され、先端側が略半球状をなす
略円柱状の第２弁体部１６ｃを備えている。

【００１７】スプール底部４ｂとシリンダ他端部３ｂと
の間にはスプール用バネ３４が介装されており、スプー
ル４を図２左方向（シリンダ他端部３ｂから離間する方
向）に付勢している。スプール用バネ３４、前記プラン
ジャ用バネ３２、弁体用バネ１３の強さは、（スプール
用バネ３４）＞（弁体用バネ１３）＞（プランジャ用バ
ネ３２）となるように設定されている。

【００１８】この電磁弁１では、図２に示す状態で第１
弁体部１６ｂは高圧流路５の開口部５ａ（弁座）に着座
し、第２弁体部１６ｃはスプール４の孔形成部４ｃ（弁
座）から離座し（全開状態）ており、中間圧流路７は低
圧流路６に連通している。以下、第１弁体部１６ｂ及び
高圧流路５の開口部５ａ（弁座）を高圧弁３５といい、
第２弁体部１６ｃ及びスプール４の孔形成部４ｃ（弁
座）を低圧弁３６という。この状態で、コイル２４への
電流を徐々に増すと、プランジャ２８（ひいてはロッド
３３を介したスプール４）は右方向に変位し、これによ
り低圧弁３６及び高圧弁３５が以下のように順次、開、
閉弁することになる。低圧弁３６全開（高圧弁３５閉）〔図２の状態。中間圧
流路７が低圧流路６に連通〕 →低圧弁３６閉（高圧弁３５閉）〔中間圧流路７が低
圧、高圧流路６，５と非連通。圧力保持〕 →高圧弁３５開（低圧弁３６閉）〔中間圧流路７が高圧
流路５と連通〕 →高圧弁３５全開（低圧弁３６閉）〔中間圧流路７が高
圧流路５と連通〕

【００１９】また、高圧弁３５全開（低圧弁３６閉）の
状態から、上述したのと反対にコイル２４への電流を徐
々に減少すると、低圧弁３６及び高圧弁３５が以下のよ
うに順次、開、閉弁することになる。高圧弁３５全開（低圧弁３６閉）〔中間圧流路７が高圧
流路５と連通〕 →高圧弁３５閉（低圧弁３６閉）〔中間圧流路７が低
圧、高圧流路６，５と非連通。圧力保持〕 →低圧弁３６開（高圧弁３５閉）〔中間圧流路７が低圧
流路６に連通〕 → 低圧弁３６全開（高圧弁３５閉）〔図２の状態。中
間圧流路７が低圧流路６に連通〕

【００２０】このような構成の電磁弁１では、前記低圧
弁３６全開（高圧弁３５閉）→低圧弁３６閉（高圧弁３
５閉）における低圧弁３６の開弁、閉弁の切換えの際に
は、コイル２４が発生する電磁力は、切換え前はスプー
ル用バネ３４のバネ力、切換え後はスプール用バネ３４
及び弁体用バネ１３の合成バネ力に抗すればよくて、差
圧力に影響されることがない。このため、上述した従来
技術で生じたような差圧力の大きな変化に伴うスプール
４の非連続的な動きを招くことがなく、圧力制御を滑ら
かに（連続的に）行うことができる。

【００２１】また、前記低圧弁３６閉（高圧弁３５閉）
→高圧弁３５開（低圧弁３６閉）における高圧弁３５の
閉弁、開弁の切換えの際には、切換え前、第１弁体部１
６ｂに高圧流路５及び中間圧流路７の差圧が作用する
が、この差圧は軸体１６を開弁する方向（すなわち、弁
体用バネ１３に抗する方向）に作用し、弁体用バネ１３
のバネ力はこの差圧を含む大きさにされており、高圧弁
３５を閉弁している。そして、この際、ソレノイド機構
１４が発生する電磁力はスプール用バネ３４及び弁体用
バネ１３の合成バネ力に抗する大きさになっている。一
方、切換え後には、中間圧流路７が高圧流路５と連通す
ることにより前記差圧が第１弁体部１６ｂに作用しなく
なるが、スプール４移動には切換え前と同様にスプール
用バネ３４及び弁体用バネ１３の合成バネ力に抗する力
が必要となり、前記差圧力の変化に伴いソレノイド機構
１４が発生する電磁力に抗する力は変化しない。このた
め、この高圧弁３５の閉弁、開弁の切換えの際にも、上
述した従来技術で生じたような差圧力の大きな変化に伴
うスプール４の非連続的な動きを招くことがなく、圧力
制御を滑らかに（連続的に）行うことができる。

【００２２】また、前記高圧弁３５全開（低圧弁３６
閉）〔中間圧流路７が高圧流路５と連通〕→高圧弁３５
閉（低圧弁３６閉）〔中間圧流路７が低圧、高圧流路
６，５と非連通。圧力保持〕における高圧弁３５の開
弁、閉弁の切換えの際には、上述した低圧弁３６閉（高
圧弁３５閉）→高圧弁３５開（低圧弁３６閉）における
高圧弁３５の閉弁、開弁の切換えの際と同様に、差圧力
の大きな変化に伴うスプール４の非連続的な動きを招く
ことがなく、圧力制御を滑らかに（連続的に）行うこと
ができる。

【００２３】また、高圧弁３５閉（低圧弁３６閉）〔中
間圧流路７が低圧、高圧流路６，５と非連通。圧力保
持〕→低圧弁３６開（高圧弁３５閉）〔中間圧流路７が
低圧流路６に連通〕における低圧弁３６の閉弁、開弁の
切換えの際には、切換え前、第２弁体部１６ｃに中間圧
流路７及び低圧流路６の差圧が作用するが、この差圧は
軸体１６を開弁する方向（すなわち、弁体用バネ１３に
抗する方向）に作用し、弁体用バネ１３のバネ力はこの
差圧を含む大きさにされており、低圧弁３６を閉弁して
いる。そして、この際、ソレノイド機構１４が発生する
電磁力はスプール用バネ３４及び弁体用バネ１３の合成
バネ力に抗する大きさになっている。一方、切換え後に
は、中間圧流路７が低圧流路６と連通することにより前
記差圧が第２弁体部１６ｃに作用しなくなるが、スプー
ル４移動には切換え前と同様にスプール用バネ３４及び
弁体用バネ１３の合成バネ力に抗する力が必要となり、
前記差圧力の変化に伴いソレノイド機構１４が発生する
電磁力に抗する力は変化しない。このため、この低圧弁
３６の閉弁、開弁の切換えの際にも、上述した従来技術
で生じたような差圧力の大きな変化に伴うスプール４の
非連続的な動きを招くことがなく、圧力制御を滑らかに
（連続的に）行うことができる。

【００２４】次に、本発明の第３の実施の形態の電磁弁
１を図３に基づき、図１、図２及び図４を参照して説明
する。この電磁弁１は、第２の実施形態の電磁弁１（図
２）に比して、図２のソレノイド機構１４がプッシュ式
であったのに比してプル式であること、第２の実施形態
のプランジャ２８とスプール４を一体化した一体化スプ
ール４Ａを設けていること、高圧流路５をシリンダ他端
部３ｂに設けたこと、一体化スプール４Ａの向きを第２
の実施形態に比して反対向きに設け、第１弁体部１６ｂ
が高圧流路５の開口部５ａに離・着座するように構成し
たこと、スリーブ２３、プランジャ用バネ３２及びロッ
ド３３を廃止したこと、シリンダ内流路１７に代えて一
体化スプール４Ａにスプール内流路３７を形成し、シリ
ンダ室３の図３左右側端部を連通させるようにしたこ
と、コイルケース本体２６と共にコイルケース２５を構
成する非磁性環状体２７に代えて、シリンダ本体２０に
結合するように非磁性環状体２７Ａを設けたことが主に
異なっている。

【００２５】この電磁弁１も、コイル２４への通電によ
り一体化スプール４Ａを変位させ、前記第２の実施の形
態と略同様に低圧弁３６及び高圧弁３５の開閉弁が行わ
れる。そして、この場合にも、低圧弁３６の開閉弁（開
弁→閉弁、閉弁→開弁）の際及び高圧弁３５の開閉弁
（開弁→閉弁、閉弁→開弁）の際、前記第２の実施の形
態と同様に、上述した従来技術で生じたような差圧力の
大きな変化に伴う一体化スプール４Ａの非連続的な動き
を招くことがなく、圧力制御を滑らかに（連続的に）行
うことができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、１つの液
体流路には高圧液体を供給し、残りの２つの液体通路の
うち一方の液体通路には低圧液体を供給し、かつ当該一
方の液体通路は、スプールに形成された通路を介してス
プール室に連通し、前記残りの２つの液体通路のうち他
方の液体通路は、前記一方の液体通路及び前記１つの液
体通路に対して、前記スプールの変位に応じて連通、遮
断するように構成することが可能となり、このように構
成することにより、軸体に形成した弁体部のスプール側
弁座に対する着座・離座の際、前記離座前の着座時に前
記軸体に作用する前記他方の液体通路（中間圧）と前記
一方の液圧流路（低圧）の差圧による力（差圧力）に抗
することなく、電磁付勢手段の電磁力によりスプールを
軸体とは別個に移動して着座・離座することができる。
このため、電磁付勢手段の電磁力に抗する力が、離座前
（閉弁）及び離座後（開弁）でほとんど変化しなくな
り、スプールはスムーズに変位し、ひいては圧力制御を
滑らかに（連続的に）行うことができる。請求項２記載
の発明によれば、弁体部の弁座に当接する面部は、球面
または円錐面に形成されており、開閉弁時に、流体の流
量を徐々に変化させることが可能となり、これにより、
圧力制御を滑らかに行うことができる。請求項３記載の
発明によれば、１つの液体流路には高圧液体が供給さ
れ、残りの２つの液体通路のうち一方の液体通路には低
圧液体が供給され、かつ当該一方の液体通路は、スプー
ルに形成された通路を介してスプール室に連通し、前記
残りの２つの液体通路のうち他方の液体通路は、前記一
方の液体通路及び前記１つの液体通路に対して、前記ス
プールの変位に応じて連通、遮断するので、請求項１記
載の発明と同様にして圧力制御を滑らかに（連続的に）
行うことができる。

【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】本発明の第２の実施の形態の電磁弁を示す断面
図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態の電磁弁を示す断面
図である。

【図４】従来の電磁弁の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

２シリンダ４スプール５高圧流路６低圧流路７中間圧流路１４ソレノイド機構３５高圧弁３６低圧弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D046 BB07 BB28 CC02 EE01 JJ11 JJ16 JJ21 LL23 3D049 BB22 CC02 HH20 HH31 HH53 JJ05 JJ08 3H106 DA03 DA23 DA33 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DC17 DD09 EE07 KK22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空のスプールを移動可能に収納するシ
リンダと、該シリンダ内に開口して該シリンダに３つ形成されその
うち１つが該シリンダ底部に開口する液体流路と、前記シリンダ底部における前記１つの液体流路の開口部
に設けられたシリンダ側弁座と、前記スプールにおける前記シリンダ底部に対向する端部
に形成した孔に移動可能に挿通される軸体と、前記スプールにおける前記孔に設けられたスプール側弁
座と、前記軸体に形成され前記スプール側弁座及び前記シリン
ダ側弁座にそれぞれ離・着座する２つの弁体部と、前記スプールを作動する電磁付勢手段とを備えたことを
特徴とする電磁弁。
【請求項２】弁体部の弁座に当接する面部は、球面ま
たは円錐面に形成したことを特徴とする請求項１記載の
電磁弁。
【請求項３】前記１つの液体流路には高圧液体が供給
され、残りの２つの液体通路のうち一方の液体通路には
低圧液体が供給され、かつ当該一方の液体通路は、前記
スプールに形成された通路を介してスプール室に連通
し、前記残りの２つの液体通路のうち他方の液体通路
は、前記一方の液体通路及び前記１つの液体通路に対し
て、前記スプールの変位に応じて連通、遮断することを
特徴とする請求項１または２記載の電磁弁。