JP2005282681A - 常閉型電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁体と弁座との間に電磁吸引力が発生することを防止して、微小な調圧制御を可能とする常閉型電磁弁を提供する。
【解決手段】 常閉型電磁弁１０は、貫通した収容空間１２ａを有するボディ部材１２と、収容空間１２ａの一方の端部側を閉塞するように設けられる固定コア１４と、収容空間１２ａの他方の端部側に固定して設けられる弁座２０と、固定コア１４に対向して収容空間１２ａ内を弁座２０側に付勢されながら摺動可能な可動コア１６と、可動コア１６と共に進退移動可能に設けられ、弁座２０に当接可能な弁体１８と、通電により固定コア１４を励磁して固定コア１４と可動コア１６との間に吸引力を発生させるコイル４６と、を備える。常閉型電磁弁１０では、弁座２０及び弁体１８の少なくとも一方が非磁性の金属から形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可動コアが弁座側に付勢されることにより、可動コアと共に進退移動する弁体が弁座に当接して閉弁状態となる常閉型電磁弁に関する。

従来より可動コアがバネなどにより付勢されて、可動コアの先端側に設けられた弁体が弁座に当接して閉弁状態となる常閉型電磁弁が知られている。このような常閉型電磁弁では、通電コイルによりコアを励磁して、その電磁吸引力により可動コアを固定コア側に引き寄せることによって開弁動作する（特許文献１，２，３参照）。
特開平８−１５２０７６号公報 実開平４−１１３３８５号公報 実開平６−６７９７４号公報

しかしながら、従来の常閉型電磁弁では、可動コア、弁体、および弁座がいずれも鉄などの磁性体から形成されており、開弁動作時にコイルに通電すると、可動コアから弁体を経由して弁座側にまで磁路が形成されて磁気が弁座側にリークしやすくなっていた。このため、従来の常閉型電磁弁では開弁動作の初期において弁体と弁座との間にも電磁吸引力が働いてしまい、可動コアをスムーズに固定コア側へ動かすことへの障害となっていた。特に、常閉型電磁弁を用いて調圧を行うような場合には、弁体と弁座との間に電磁吸引力が働くと微小な調圧制御の妨げとなるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弁体と弁座との間に電磁吸引力が発生することを防止して、微小な調圧制御を可能とする常閉型電磁弁を提供することにある。

（１）本発明は、貫通した収容空間を有するボディ部材と、前記収容空間の一方の端部側を閉塞するように設けられる固定コアと、前記収容空間の他方の端部側に固定して設けられる弁座と、前記固定コアに対向して前記収容空間内を付勢部材により弁座側に付勢されながら摺動可能な可動コアと、前記可動コアと共に進退移動可能に設けられ、前記弁座に当接可能な弁体と、通電により前記固定コアを励磁して、前記固定コアと前記可動コアとの間に吸引力を発生させるコイルと、を備えた常閉型電磁弁であって、前記弁座及び弁体の少なくとも一方が非磁性の金属からなる常閉型電磁弁に関するものである。

本発明によれば、弁座及び弁体の少なくとも一方が非磁性体の金属で形成されていることによって、可動コアから弁座に通じる磁路が遮断されるため、開弁動作時に弁体が弁座に引き付けられることを防止することができる。これにより本発明では、微小な開弁状態の調節（制御）が可能となり、電磁弁の調圧性、特に作動液圧が低い時や低差圧時の調圧性を向上させることができるようになる。また本発明によれば、開弁動作時に弁体が弁座に引き付けられる力が弱くなるため、駆動時の低消費電力化を達成することができる。また、非磁性体としては樹脂も存在するが、本発明では樹脂に比べて硬度の高い非磁性体の金属を用いることによって弁体ならびに弁座の耐久性、耐摩耗性に優れた常閉型電磁弁を実現することができる。

本発明の常閉型電磁弁において、前記可動コアは、前記付勢部材を収容する付勢部材収容部を有し、前記弁体は、前記付勢部材収容部内に一端を連通せしめて、前記収容空間における前記可動コアの前記弁座側と前記固定コア側とを連通させる連通部が設けられていてもよい。常閉型電磁弁には可動コアの固定コア側と弁座側との差圧をなくすための可動コアに対して弁座側と固定コア側とを連通させる機構が設けられることがある。従来は可動コアの外周に溝を設けたり、可動コアの内部に専用の貫通孔を設けたりすることにより対処していたが、このようにすると可動コアと固定コアとの対向面積が減少してしまう。そこで、本態様のように可動コアに設けられた付勢部材収容部を利用して可動コアの固定コア側と弁座側を連通させるように弁体に連通部を設けておけば、作動液の連通流路となる専用の溝や貫通孔を可動コアに設けなくてもよいため、可動コアと固定コアとの間の対向部分の面積を大きく確保することができるようになる。これにより電磁弁の開弁動作における可動コアと固定コアとの間の電磁吸引力を増すことができ、通電用コイルの小型化あるいは電磁弁全体の低消費電力化を達成することができる。

（２）本発明は、貫通した収容空間を有するボディ部材と、前記収容空間の一方の端部側を閉塞するように設けられる固定コアと、前記収容空間の他方の端部側に固定して設けられる弁座と、前記固定コアに対向して前記収容空間内を付勢部材により弁座側に付勢されながら摺動可能な可動コアと、前記可動コアと共に進退移動が可能に設けられた弁体保持部材と、前記弁体保持部材の端部に固定して設けられ、前記弁座に当接可能な弁体と、通電により前記固定コアを励磁して、前記固定コアと前記可動コアとの間に吸引力を発生させるコイルと、を備えた常閉型電磁弁であって、前記弁座及び弁体保持部材の少なくとも一方が非磁性の金属からなる常閉型電磁弁に関するものである。

本発明によれば、弁座及び弁体保持部材の少なくとも一方が非磁性体の金属で形成されていることによって、可動コアから弁座に通じる磁路が遮断されるため、開弁動作時に弁体が弁座に引き付けられることを防止することができる。これにより本発明では、微小な開弁状態の調節（制御）が可能となり、電磁弁の調圧性、特に作動液圧が低い時や低差圧時の調圧性を向上させることができるようになる。特に弁体保持部材は、弁体及び弁座のように部材同士が当接するものではないため、比較的強度の高くない非磁性体の金属で形成されていても、電磁弁の耐久性に影響を与えることがない。また本発明によれば、開弁動作時に弁体が弁座に引き付けられる力が弱くなるため、駆動時の低消費電力化を達成することができる。また、非磁性体としては樹脂も存在するが、本発明では樹脂に比べて硬度の高い非磁性体の金属を用いることによって弁体ならびに弁座の耐久性、耐摩耗性に優れた常閉型電磁弁を実現することができる。

本発明の常閉型電磁弁において、前記可動コアは、前記付勢部材を収容する付勢部材収容部を有し、前記弁体保持部材は、前記付勢部材収容部内に一端を連通せしめて、前記収容空間における前記可動コアの前記弁座側と前記固定コア側とを連通させる連通部が設けられていてもよい。常閉型電磁弁には内外の作動液の差圧を緩和するために可動コアに対して弁座側と固定コア側とを連通させる機構が設けられることがある。従来は可動コアの外周に溝を設けたり、可動コアの内部に専用の貫通孔を設けたりすることにより対処していたが、このようにすると可動コアと固定コアとの対向面積が減少する。そこで、本態様のように可動コアに設けられた付勢部材収容部を利用して可動コアの固定コア側と弁座側を連通させるように弁体保持部材に連通部を設けておけば、作動液の連通流路となる専用の溝や貫通孔を可動コアに設けなくてもよいため、可動コアと固定コアとの間の対向部分の面積を大きく確保することができるようになる。これにより電磁弁の開弁動作における可動コアと固定コアとの間の電磁吸引力を増すことができ、通電用コイルの小型化あるいは電磁弁全体の低消費電力化を達成することができる。

以下、本発明に好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る常閉型電磁弁１０を模式的に示す断面図である。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０は、例えば、車両用アンチロックブレーキ制御装置等の液圧制御機器に組み付けられ、ブレーキの作動液の液圧制御に用いられる。

常閉型電磁弁１０は、図１に示すように、例えば、車両用アンチロックブレーキ制御装置等の基体３０に設けられた装着孔３２に例えば、Ｏリングからなるシール部材２７、２８およびストッパ部材２９を介して嵌装され、環状の係止部材２６により固着されて組み付けられている。基体３０には、常閉型電磁弁１０の嵌装方向に装着孔３２を兼用する第１液路３０ａが設けられ、シール部材２７、２８の間には第２液路３０ｂが設けられている。

この常閉型電磁弁１０が組み付けられた車両用アンチロックブレーキ制御装置では、基体３０の第１液路３０ａ側からブレーキの作動液が流入し、開弁状態において第１液路３０ａと第２液路３０ｂとが連通し、作動液が第２液路３０ｂ側へ吐出される構造となっている。また、弁座２０内の空間を介して第２液路３０ｂ側から作動液を流入させて、第１液路３０ａ側へ吐出させることも可能である。そして、この車両用アンチロックブレーキ制御装置においては、第１液路３０ａと第２液路３０ｂとの間に介在する常閉型電磁弁１０が作動液の流動経路の一部を担っている。

より具体的には、第１液路３０ａから作動液が流入する場合、作動液は、ボディ部材１２の弁座２０側の開口端部から、弁座２０の第２開口部２０ｂを経て第１開口部２０ａに至る空間を介して、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内に流動し、ボディ部材１２の側面に設けられた流入／吐出口１２ｂおよびストッパ部材２９の開口部を介して第２液路３０ｂ側へ流動して吐出される。そして、この常閉型電磁弁１０の弁座２０においては、弁体１８による第１開口部２０ａの開閉が行われて、作動液の液圧状態が制御される。なお、本実施の形態の常閉型電磁弁１０では、第２液路３０ｂ側から作動液を流入させ、第１液路３０ａ側へ吐出させることもできる。この場合は、常閉型電磁弁１０の内部において上述とは逆の流動経路をたどる。

また、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０には、ブレーキの作動液に混入した不純物が常閉型電磁弁１０の内部に流入するのを防止すべく、第１液路３０ａに対しては、フィルタ部材２２が設けられている。また、第２液路３０ｂ側から作動液が流入するような使用状態である場合は、第２液路３０ｂに対応した開口部を有するストッパ部材２９にフィルタ機能を持たせた構成とすることも可能である。

次に、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の内部構造を具体的に説明する。

常閉型電磁弁１０は、円筒状の非磁性体からなるボディ部材１２を有する。このボディ部材１２は、一端から他端にかけて貫通した収容空間１２ａを有し、その一端側が閉塞されるように、例えば、溶接などにより磁性体からなる固定コア１４が固着されている。ボディ部材１２は、円筒状のものに限られず、後述する可動コア１６と弁座２０を収容するための収容空間１２ａを有しているものであれば貫通孔を有するハウジングであってもよい。ただし、常閉型電磁弁１０の小型化の観点からは、肉薄の筒状のものが好適である。このようなボディ部材１２は、例えば、絞り加工により形成することができる。

また、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内には、固定コア１４に対して縮設されたバネ部材（付勢部材の一例）１５をバネ収容部１６ａに収容した磁性体からなる可動コア１６が嵌装されている。可動コア１６は、固定コア１４に対向して収容空間１２ａ内を弁座２０側に付勢されながら摺動可能に設けられている。

また、可動コア１６は、固定コア１４側から弁座２０側にかけて貫通した貫通孔を有し、この貫通孔の弁座２０側の端部に弁体１８が圧入固定されている。上述したバネ収容部１６ａは、可動コア１６に設けられた貫通孔の一部と貫通孔に圧入された弁体１８の端部とにより構成される。弁体１８は、可動コア１６と共に収容空間１２ａ内を進退移動し、先端に設けられた当接部１８ａがボディ部材１２の一端に固定された弁座２０の第１開口部２０ａに当接して常閉型電磁弁１０を閉弁状態とする。なお、可動コア１６に弁体１８を固定する方法は、上述した圧入に限られず、例えば、溶接や、かしめ等によるものであってもよい。

また弁体１８には、可動コア１６と弁座２０との間に作動液が閉じ込められることで発生する可動コア１６の固定コア１４側と弁座２０側との間の差圧をなくして、可動コア１６を円滑に進退移動させるために、バネ収容部１６ａ内に一端を連通せしめて、収容空間１２ａにおける可動コア１６の弁座２０側と固定コア１４側とを連通させる連通部１８ｂが設けられている。図１に示す常閉型電磁弁１０では、バネ収容部１６ａがバネ部材１５を収容するための空間だけではなく、可動コア１６の固定コア１４側と弁座２０側との差圧をなくすための作動液の流通空間も兼ねている。このように、弁体１８に連通部１８ｂを設けておけば、連通部１８ｂを介して弁座２０側と可動コア１６の固定コア１４側に設けられたバネ収容部１６ａとを連通させることで作動液の液圧を緩和させることができるだけでなく、可動コア１６に作動液を流通させるための専用の溝や貫通孔を設ける必要がなくなるため、可動コア１６と固定コア１４との間の対向部分の面積を大きく確保することができるようになる。これにより開弁動作における可動コア１６と固定コア１４との間の電磁吸引力を増すことができ、コイル４６の小型化あるいは常閉型電磁弁１０全体の低消費電力化を達成することができる。なお連通部１８ｂは、弁体１８の内部に孔を設ける構成としてもよいし、弁体１８の表面部に溝を設けた構成としてもよい。

弁座２０は、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内において、固定コア１４により閉塞された端部と反対側の開口端部に圧入固定されている。また弁座２０は、第１開口部２０ａと第２開口部２０ｂとを有し、第１開口部２０ａから第２開口部２０ｂに至る連通空間が作動液の流動経路の一部を構成する。第１開口部２０ａは、弁体１８の当接部１８ａにより開閉される。第２開口部２０ｂは、基体３０の第１液路３０ａ側に開口しており、作動液の流入口あるいは吐出口として常時開口されている。

また、ボディ部材１２と固定コア１４との外周には、コイルケース４２が嵌装されている。このコイルケース４２は主として磁性体から構成され、その内部にコイル４６を巻装したボビン４４が収納されている。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０においては、コイル４６が励磁されることにより、可動コア１６に対して固定コア１４側への電磁吸引力が発生する。すると、可動コア１６は、ボディ部材１２の内壁にガイドされながら、収容空間１２ａ内の固定コア１４と弁座２０との間において摺動することができる。すなわち、可動コア１６は、コイル４６の消磁状態においては、バネ部材１５より与えられる付勢力を受けて閉弁動作を行い、コイル４６が励磁されることにより可動コア１６に対して固定コア１４側に働く磁気吸引力によって開弁動作を行う。このような常閉型電磁弁１０における開弁／閉弁動作は、弁座２０の第１開口部２０ａが弁体１８の当接部１８ａにより開閉されることにより実現される。

ここで、閉弁状態から徐々に弁を開いていくような制御を行おうとした場合に、可動コア１６から弁座２０にかけて磁路が形成されると、弁座２０側に磁気がリークして弁体１８と弁座２０とが吸着してしまう事態が発生しうる。そして、弁体１８と弁座２０との間が励磁されて電磁吸引力などの結合力が働いていると、コイル４６への通電量が低い開弁動作の初期段階においては可動コア１６が固定コア１４側へ移動することができず、コイル４６への通電量が増加して固定コア１４と可動コア１６との間に働く吸引力が増大した状態で可動コア１６が一気に固定コア１４側へ動き出すことになる。このため、常閉型電磁弁において開弁動作の初期段階における微小な調圧制御を行うためには、弁体１８と弁座２０との間に働く結合力を低減させることが必要である。

そこで本実施の形態では、上述した弁座２０及び弁体１８の少なくとも一方を非磁性体の金属で形成した構成を採用する。これにより、常閉型電磁弁１０では、可動コア１６から弁座２０に通じる磁路が遮断されるため、開弁動作の初期段階において弁体１８が弁座２０に引き付けられることを防止することができる。従って、本実施の形態によれば、微小な開弁状態の調節（制御）が可能となり、特に作動液圧が低い時や低差圧時の調圧性を向上させることができるようになる。また本実施の形態によれば、開弁動作の初期段階において弁体１８が弁座２０に引き付けられる力が弱くなるため、駆動時の低消費電力化を達成することができる。また、非磁性体としては樹脂も存在するが、本実施の形態では樹脂に比べて十分に硬度の高い非磁性体の金属を用いることによって弁体１８ならびに弁座２０の耐久性、耐摩耗性に優れたものを実現することができる。

また図２には、本実施の形態の変形例である常閉型電磁弁１１の断面図が示されている。本例の常閉型電磁弁１１は、基本的構成を上述した常閉型電磁弁１０と共通にするが、球状の弁体１８が可動コア１６に圧入された弁体保持部材１９の先端に固定されて可動コア１６と共に進退移動ができるように構成した点が図１に示された常閉型電磁弁１０と相違する。なお、可動コア１６に弁体保持部材１９を固定する方法は、上述した圧入に限られず、例えば、溶接や、かしめ等によるものであってもよい。このとき、弁体保持部材１９及び弁座２０の少なくとも一方を非磁性体の金属で形成しておけば、常閉型電磁弁１０の場合と同様に開弁動作の初期段階における可動コア１６から弁座２０に至る磁路を遮断することができるようになる。また、このようにすれば、弁体１８を磁性体により形成しても弁体１８と弁座２０とが電磁吸引力により吸着することがないため、弁体１８を形成する材料の選択自由度を増すことができる。

また、常閉型電磁弁１１においては弁体保持部材１９の内部に孔を形成することによって収容空間１２ａにおける可動コア１６の弁座２０側と固定コア１４側とを連通させる連通部１９ａが設けられる。連通部１９ａは、弁体保持部材１９の表面部に溝を形成した構成としてもよい。このように弁体保持部材１９に連通部１９ａを設けておけば、可動コア１６のバネ収容部１６ａを利用して収容空間１２ａにおける可動コア１６の弁座２０側と固定コア１４側とを連通させることができるばかりでなく、可動コア１６に作動液を流通させるための専用の溝や貫通孔を設ける必要がなくなるため、常閉型電磁弁１０の場合と同様に可動コア１６と固定コア１４との間の対向部分の面積を大きく確保することができるようになる。

以上に本発明に好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述した態様に限られるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形態様により実施することができる。例えば、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０は、車両用アンチロックブレーキ制御装置に限らず、各種液圧制御機器に適用することが可能である。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る常閉型電磁弁の他の例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０，１１ 常閉型電磁弁、１２ ボディ部材、１２ａ 収容空間、１２ｂ 流入／吐出口、１４ 固定コア、１５ バネ部材、１６ 可動コア、１６ａ バネ収容部、１８ 弁体、１８ａ 当接部、１８ｂ，１９ａ 連通部、１９ 弁体保持部材、２０ 弁座、２０ａ 第１開口部、２０ｂ 第２開口部、２２ フィルタ

Claims (4)

1. 貫通した収容空間を有するボディ部材と、
   前記収容空間の一方の端部側を閉塞するように設けられる固定コアと、
   前記収容空間の他方の端部側に固定して設けられる弁座と、
   前記固定コアに対向して前記収容空間内を付勢部材により弁座側に付勢されながら摺動可能な可動コアと、
   前記可動コアと共に進退移動可能に設けられ、前記弁座に当接可能な弁体と、
   通電により前記固定コアを励磁して、前記固定コアと前記可動コアとの間に吸引力を発生させるコイルと、
   を備えた常閉型電磁弁において、
   前記弁座及び弁体の少なくとも一方が非磁性の金属からなることを特徴とする常閉型電磁弁。
2. 請求項１記載の常閉型電磁弁であって、
   前記可動コアは、前記付勢部材を収容する付勢部材収容部を有し、
   前記弁体は、前記付勢部材収容部内に一端を連通せしめて、前記収容空間における前記可動コアの前記弁座側と前記固定コア側とを連通させる連通部が設けられていることを特徴とする常閉型電磁弁。
3. 貫通した収容空間を有するボディ部材と、
   前記収容空間の一方の端部側を閉塞するように設けられる固定コアと、
   前記収容空間の他方の端部側に固定して設けられる弁座と、
   前記固定コアに対向して前記収容空間内を付勢部材により弁座側に付勢されながら摺動可能な可動コアと、
   前記可動コアと共に進退移動が可能に設けられた弁体保持部材と、
   前記弁体保持部材の端部に固定して設けられ、前記弁座に当接可能な弁体と、
   通電により前記固定コアを励磁して、前記固定コアと前記可動コアとの間に吸引力を発生させるコイルと、
   を備えた常閉型電磁弁において、
   前記弁座及び弁体保持部材の少なくとも一方が非磁性の金属からなることを特徴とする常閉型電磁弁。
4. 請求項３記載の常閉型電磁弁であって、
   前記可動コアは、前記付勢部材を収容する付勢部材収容部を有し、
   前記弁体保持部材は、前記付勢部材収容部内に一端を連通せしめて、前記収容空間における前記可動コアの前記弁座側と前記固定コア側とを連通させる連通部が設けられていることを特徴とする常閉型電磁弁。

Images