JP2005282747A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁体付近での作動液の界面での剥離点を一定とすることで、弁体の動きを安定させ、脈動などの発生を抑えることができる電磁弁を提供する。
【解決手段】 通電可能なコイル１２と、コイル１２に通電することで励磁する固定コア２０と、固定コアの励磁によって移動可能にされた可動コア２８と、可動コア２８の移動に伴って移動可能にされた弁体３０と、弁体３０の移動によって作動液通過用の弁孔４４を開閉可能にされた弁座４２とを有する常開型電磁弁１０において、弁体３０は、シール部３６を除く弁本体３４の外周面に、作動液が弁体３０を通過する際に弁孔４４の中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に弁体３０に対する作動液の剥離点を形成する剥離部５４を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁弁に関し、特に、弁体に工夫を加えた電磁弁に関する。

弁体に工夫を加えた電磁弁としては、例えば、特許文献１に示すようなものが知られている。

この電磁弁は、弁体の先端の円錐形部分とそれに続く円筒形部分との境界域に隣接して、円錐形の頂部から裾野へ向かう流れを反転させるための環状隆起部を設け、磁性不純物を環状隆起部で反転される作動液により付着表面から引き離すようにしている。
特開平２−４２２８７号公報

このような電磁弁における弁体は、円錐形の裾野の部分で環状隆起部により作動液の流れを反転させることができるが、円錐形の頂部から裾野までの距離が長いと、作動液が頂部から裾野へ向かう際に界面付近で作動液が弁体に対して剥離することとなるが、この剥離位置が不確定であるために、弁体の動きに不安定さが生じ、脈動等が発生することとなるものである。

特に、弁体の動きの不安定さによって脈動等が発生することより、微小なコントロールや、液圧の制御に影響を与えることとなる。

本発明の目的は、弁体付近での作動液の界面での剥離点を一定とすることで、弁体の動きを安定させ、脈動などの発生を抑えることができる電磁弁を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の電磁弁は、通電可能なコイルと、前記コイルに通電することで励磁する固定コアと、前記固定コアの励磁によって移動可能にされた可動コアと、前記可動コアの移動に伴って移動可能にされた弁体と、前記弁体の移動によって作動液通過用の弁孔を開閉可能にされた弁座とを有する電磁弁において、
前記弁体は、シール部を除く前記弁本体の外周面に、前記作動液が前記弁体を通過する際に前記弁孔の中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に前記弁体に対する前記作動液の剥離点を形成する剥離部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、シール部を除く弁本体の外周面に形成した剥離部によって作動液が弁体を通過する際に弁孔の中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に弁体に対する作動液の剥離点を形成することができ、これによって弁体付近での作動液の界面での剥離点が一定となり、弁体の動きが安定するととなって、脈動などの発生を抑えることができ、微小なコントロールや液圧の制御などに影響を与えるのを防止することができる。

本発明においては、前記剥離部は、連続または不連続の凸部または凹部にて形成されるようにすることができる。

このような構成とすることにより、連続または不連続の凸部または凹部にて容易かつ確実に作動液の界面での剥離点を形成することができる。

本発明においては、前記弁体は付勢手段によって開弁方向に付勢され、前記固定コアの励磁によって前記弁体が前記弁座に当接して閉弁可能にされた常閉型の電磁弁とすることができる。

このような構成とすることにより、常閉型の電磁弁においては、弁孔が常時開放され、作動液が自由に流動できるようになっているため、弁体の動きの不安定さから生じる脈動などの発生を抑えてその影響を防止することができる。

この場合、前記弁体による閉弁時における液圧流入口側の作動液の圧力が前記弁体を前記弁座に押しつける力を上回った場合に、前記作動液の圧力により前記弁体が前記弁座より押し離されて前記液圧流入口側の作動液の圧力を液圧流出口側に放出可能とされたレギュレータ機能を有するものとすることができる。

このような構成とすることにより、作動液の圧力により弁体が弁座より押し離されて液圧流入口側の作動液の圧力を液圧流出口側に放出する際に、弁体の動きが不安定化して脈動などが発生するのを抑え、安定した液圧制御を行うことが可能となる。

本発明においては、前記作動液は、前記弁体の先端から奥側に向かう流路を形成するようにすることができる。

このような構成とすることにより、弁体の先端から奥側に向かって作動液が通過する際に弁体に対する作動液の剥離点を一定とし、弁体の動きを安定させて脈動などの発生を抑えることができる。

本発明においては、前記弁体は、前記弁本体が先端に向かって先細りとなるほぼ円錐形状とすることができる。

このような構成とすることにより、弁本体がほぼ円錐形状で、作動液の剥離が生じにくい形状とされている場合であっても、作動液の剥離点が不確定となって、弁体の動きに不安定さが生じ、脈動等が発生するのを確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁を示す図である。

図１は、本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁の縦断面図である。図２は、弁体の正面図である。

この常開型電磁弁１０は、例えば車両用アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の作動液流路を開閉するためのもので、例えばアルミニウム製の基体１に形成された装着孔３にその一部を挿入され、環状の係止部材４によって固定される。

この常開型電磁弁１０は、基体１に対して複数の環状シール部材Ｃ及び一方向弁Ｄによって液密にシールされた固定コア２０と、固定コア２０の縦軸方向に貫通する貫通孔２２内に収容される弁体３０と、弁体３０を押動する可動コア２８と、可動コア２８を固定コア２０に吸着させるためのコイル１２とを有する。

固定コア２０は、例えば鉄や鉄合金等の磁性材料で形成された略円筒状の部材で、基体１に形成された作動液流路２に対して開口する流入口２１と流出口２３とを有し、流入口２１にフィルタ部材Ｆが装着されている。

固定コア２０の貫通孔２２の一方の開口端である流入口２１側には、円筒状の弁座体４０が嵌合固定されている。

基体１の上面から突出した固定コア２０に対して、有底筒状の案内筒１８が溶接固定されるとともに、樹脂製のボビン１４に巻装されたコイル１２と、コイル１２の外側を覆う磁性材料からなるコイルケース１６とが取り付けられている。

弁体３０は、略円柱形の軸体２４の先端に圧着等により固着され、その先端側に先端に向かって先細となるほぼ略円錐形状の弁本体３４を有している。

これら軸体２４及び弁体３０は、非磁性材料、例えばステンレスで形成され、固定コア２０の貫通孔２２内で進退自在に配置される。

軸体２４の弁体３０と反対側の他端には、案内筒１８内に配置された例えば磁性材料の可動コア２８が当接して配置される。

弁体３０は、弁座体４０との間に配設された付勢部材である座ばね５０によって開弁方向に付勢された状態となっている。

弁本体３４は、ほぼ円錐形の先端に弁座体４０に当接するほぼ半球状のシール部３６を有している。

弁座体４０は、略円筒状であって、小径の弁孔４４と、大径の開口部４６とを有する。

この弁座体４０は、固定コア２０の貫通孔２２に嵌合固定され、開口部４６は、固定コア２０の流入口２１に開口した状態となっている。

弁座体４０の弁孔４４には、弁体３０のシール部３６が着座する弁座４２が形成される。

弁座４２は、弁体３０の先端に形成されたシール部３６が当接することで、弁孔４４を閉鎖する。

本実施の形態に係る常開型電磁弁１０の動作について説明すると、コイル１２が通電しない状態では、弁体３０は、座ばね５０によって可動コア２８側に付勢され、弁座４２から離間して配置される。

したがって、この通常状態で作動液は、流入口２１から弁孔４４を通過して、流出口２３へと流れる。

コイル１２に通電して励磁すると、可動コア２８に対して固定コア２０に働く吸引力によって、可動コア２８が固定コア２０側に吸引されて軸体２４の端部を押し、この吸引力が座ばね５０と作動液の液圧を上回ることで弁体３０は、弁座４２に着座して流路を塞ぐようになっている。

また、この実施の形態では、レギュレータ機能を有する常開型電磁弁１０となっており、非作動時には、前述のように、座ばね５０の働きにより、弁座４２から弁体３０が離れており、弁孔４４が開となるため、作動液が流入口２１と流出口２３との間を自由に流動できるようになっており、コイル１２を通電することにより、軸体２４を介し、座ばね５０を撓ませ、弁体３０を弁座４２に押し付け、弁孔４４が閉となって作動液の流動が妨げられる。

このとき、一方向弁Ｄがあることにより流出口２３側からの作動液は流入口２１側へ流動可能となっている。

自動ブレーキ制御等の自己加圧作動においては、常開型電磁弁１０の作動とともにポンプを作動させるようになっており、ポンプから突出された圧力は、弁孔４４が弁体３０によって閉じられ、流入口２１側の圧力が高まり、弁体３０への圧力が発生する。

このとき、コイル１２に印加する電流の大きさにより、弁体３０を弁座４２に押し付ける力が決まり、この押し付け力（推力）に対し、流入口２１側の圧力による力が上回った場合、弁体３０は弁座４２から押し離され、流入口２１側の圧力を流出口２３側へ開放する。

そして、制御圧の低下により再び推力が流入口２１側の圧力による力を上回った場合、弁体３０が弁座４２に押し付けられ、弁孔４４を閉にし、この動きの繰り返しにより、流入口２１側の作動液の圧力を所定液圧に調圧するようになっている。

ところで、本実施の形態に係る常開型電磁弁１０は、弁体３０が弁孔４４を常時開にした状態にしており、流入口２１と流出口２３との間で作動液が流動し得る状態となっているため、流入口２１側の作動液が弁孔４４を通ってほぼ円錐形状の弁本体３４に対し先端から奥側に向かう流路を形成して通過する際に、界面付近で作動液が弁体３０に対して不確定な位置で剥離し、弁体３０の動きに不安定さが生じて脈動等が発生するのを防止しようとするものである。

そのため、図２に示すように、弁本体３４のシール部３６を除く外表面に、作動液が弁体３０を通過する際に弁孔４４の中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に弁体３０に対する作動液の剥離点５２を形成する剥離部５４を設けている。

この剥離部５４は、弁本体３４の外表面に不連続状態で複数の凹部５６を環状にかつ均一に配置した状態となっており、作動液が弁本体を図中矢印で示すように、外表面に沿って通過する際に、各凹部５６内に入り込んで流れに変化を与えることで剥離点５２が周方向で均一に生じ、弁体３０の動きを安定させ、脈動等の発生を防止し得るようになっている。

図３は、剥離部５４の変形例を示すもので、この例では、図２の凹部５６に変えて複数の凸部５８を不連続に、かつ、均一に環状に配置することで、周方向で均一に剥離点５２を形成するようにしている。

図４は、剥離部５４の他の変形例を示すもので、この剥離部５４は、複数、例えば３本の環状に連続する凹部６０を弁本体３４の外表面に形成することで、周方向で均一に剥離点５２を形成し得るようにしている。

さらに、図示せぬが図４の環状凹部６０にて代えて環状凸部としても同様の効果が得られる。

図５には、本発明の他の実施の形態に係る常閉型電磁弁を示す。

この常閉型電磁弁１１０は、例えば、車両用アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の作動液流路を開閉するためのもので、例えばアルミニウム製の基体１３０に形成された装着孔１３２にその一部を挿入され、環状の係止部材１２６によって固定される。

この常閉型電磁弁１１０は、円筒状の非磁性体からなるボディ部材１１２を有する。

このボディ部材１１２は、一端から他端にかけて貫通した収容空間１１２ａを有し、その一端側が閉塞されるように、例えば、溶接などにより固定コア１１４が固着され、この収容空間１１２ａ内に可動コア１１６と弁座体１２０が収容され、可動コア１１６に１１８、弁座体１２０に弁座１２０ａが設けられている。

ボディ部材１１２は、円筒状のものに限られず、可動コア１１６と弁座体１２０を収容するための収容空間１１２ａ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１１０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１１２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１１２の収容空間１１２ａ内には、固定コア１１４に対して縮設された付勢部材であるバネ部材１１５を介して可動コア１１６が嵌装されている。

可動コア１１６には、可動コア１１６と弁座体１２０との間に作動液が閉じ込められることを防止し、かつ、可動コア１１６を円滑に作動させるために作動液の通孔１１６ａが設けられている。

また、可動コア１１６には、固定コア１１４と反対側の端部に弁体１１８が嵌装されている。

弁体１１８は、ボディ部材１１２の端部に固定された弁座体１２０の弁座１２０ａと当接して常閉型電磁弁１１０が閉弁状態となる。

また、ボディ部材１１２と固定コア１１４との外周には、磁性材料からなるコイルケース１４２が嵌装されている。

このコイルケース１４２は、主として磁性体から構成され、その内部にコイル１４６を巻装したボビン１４４が収納されている。

ここで、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１１０においては、コイル１４６が励磁されることにより、可動コア１１６に対して固定コア１１４側への磁気の吸引力が発生する。

すると、可動コア１１６は、ボディ部材１１２の内壁にガイドされながら、収容空間１１２ａ内の固定コア１１４と弁座体１２０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１１６は、コイル１４６の消磁状態においては、バネ部材１１５により付勢される力を受けて閉弁動作を行い、コイル１４６が励磁されることにより、可動コア１１６に対して固定コア１１４側に働く磁気の吸引力によって開弁動作を行う。

この開弁／閉弁動作は、弁座体１２０の弁座１２０ａに設けられた弁孔１２０ｃが弁体１１８により開閉されることにより実現される。

ここで、弁座体１２０は、弁座１２０ａと筒状部１２０ｂとから構成される。

弁座１２０ａは、弁体１１８が当接されることにより開閉される弁孔１２０ｃを有し、筒状部１２０ｂは、弁孔１２０ｃから開口部１２０ｄに至る連通空間を有し、この連通空間が作動液の流動経路の一部を構成する。

開口部１２０ｄは、基体１３０の第１液路１３０ａ側に開口しており、作動液の入出口として常時開口されている。

また、弁座体１２０は、ボディ部材１１２の収容空間１１２ａにおいて、固定コア１１４により閉塞された端部と反対側の開口端部に設けられた抱持部１１２ｃにより抱持され、圧入されている。

抱持部１１２ｃは、ボディ部材１１２が例えば、絞り加工される場合には一連の工程において形成することができる。

また、抱持部１１２ｃは、ボディ部材１１２を筒状に形成しておき、後に一方の端部を曲げ加工により形成してもよい。

なお、ボディ部材１１２の薄肉化及び加工の簡便性の観点からは、絞り加工により形成することが好ましい。

ここで、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１１０は、例えば、車両用アンチロックブレーキ制御装置等の基体１３０に設けられた装着孔１３２に、例えば、Ｏリングからなるシール部材１２７、１２８及びストッパ部材１２９を介して嵌装され、環状の係止部材１２６により固着されて組み付けられている。

基体１３０は、常閉型電磁弁１１０の嵌装方向に装着孔１３２を兼用する第１液路１３０ａが設けられ、シール部材１２７、１２８の間には第２液路１３０ｂが設けられている。

本実施の形態では、第１液路１３０ａが作動液の流入口、第２液路１３０ｂが作動液の流出口として形成されており、開弁時に第１液路１３０ａ側から弁孔１２０ｃを通って第２液路１３０ｂへと作動液が流れるようになっている。

弁体１１８は、先端側に弁本体１６２を有し、この弁本体１６２は、先端に向かって先細となるほぼ円錐形状とされ、その先端に弁座１２０ａに着座して弁孔１２０ｃを閉塞するシール部１６４が形成されている。

従って、開弁状態において、第１液路１３０ａ側の作動液が弁孔１２０ｃを通り弁体１１８における弁本体１６２の先端から奥側に向かう流路を形成することとなり、作動液が弁本体１６２を通過する際に、界面付近で作動液が不確定な位置に剥離点を形成して、弁体１１８の動きに不安定さが生じ、脈動等が発生するのを防止するため、弁本体１６２のシール部１６４を除く外表面に、作動液が弁体１１８を通過する際に弁孔１２０ｃの中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に弁体１１８に対する作動液の剥離点を形成する剥離部１６６を設けるようにしている。

この剥離部１６６は、図２の場合と同様に、不連続の複数の凹部５６を環状に、かつ、均一に配置することで、剥離点５２を一定位置とし、弁体１１８の動きを安定させ、脈動等の発生を防止するようにしている。

また、この剥離部１６６は、図３に示すような、不連続の複数の凸部５８を環状にかつ均一に配置するようにしてもよく、あるいは、図４に示すように、連続した環状の凹部６０を複数設けるようにしてもよく、さらには、連続した環状の凸部を複数設けるようにしてもよい。

他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。

本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

例えば、前記実施の形態では、弁体における弁本体の形状をほぼ円錐形状としたが、この例に限らず、作動液の剥離点が不確定な位置に生じやすい弁本体の形状を有する弁体に対しても適用することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁を示す断面図である。 図１における弁体を拡大して示す正面図である。 図２の剥離部の変形例を示す弁体の正面図である。 剥離部の他の変形例を示す弁体の正面図である。 剥離部の他の他の実施の形態に係る常閉型電磁弁を示す断面図である。

符号の説明

１０ 常開型電磁弁
１２、１４６ コイル
２０、１１４ 固定コア
２８、１１６ 可動コア
３０、１１８ 弁体
３４、１６２ 弁本体
４２、１２０ａ 弁座
３６、１６４ シール部
５２ 剥離点
５４、１６６ 剥離部
５６、６０ 凹部
５８ 凸部

Claims (6)

1. 通電可能なコイルと、前記コイルに通電することで励磁する固定コアと、前記固定コアの励磁によって移動可能にされた可動コアと、前記可動コアの移動に伴って移動可能にされた弁体と、前記弁体の移動によって作動液通過用の弁孔を開閉可能にされた弁座とを有する電磁弁において、
   前記弁体は、シール部を除く前記弁本体の外周面に、前記作動液が前記弁体を通過する際に前記弁孔の中心軸を中心とする同心円上の少なくとも対称位置に前記弁体に対する前記作動液の剥離点を形成する剥離部を設けたことを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１において、
   前記剥離部は、連続または不連続の凸部または凹部にて形成されていることを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１または２において、
   前記弁体は付勢手段によって開弁方向に付勢され、前記固定コアの励磁によって前記弁体が前記弁座に当接して閉弁可能にされた常閉型とされていることを特徴とする電磁弁。
4. 請求項３において、
   前記弁体による閉弁時における液圧流入口側の作動液の圧力が前記弁体を前記弁座に押しつける力を上回った場合に、前記作動液の圧力により前記弁体が前記弁座より押し離されて前記液圧流入口側の作動液の圧力を液圧流出口側に放出可能とされたレギュレータ機能を有することを特徴とする電磁弁。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記作動液は、前記弁体の先端から奥側に向かう流路を形成することを特徴とする電磁弁。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記弁体は、前記弁本体が先端に向かって先細りとなるほぼ円錐形状とされていることを特徴とする電磁弁。
   

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