JP2005291361A

JP2005291361A - 常閉型電磁弁

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Publication number: JP2005291361A
Application number: JP2004107069A
Authority: JP
Inventors: Naoki Masuda; 直己増田; Takaomi Shirase; 隆臣白勢
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】細かな調圧や流量制御が可能となる常閉型電磁弁を提供する。
【解決手段】常閉型電磁弁１０は、可動コア１６の弁座２０側の端部に弁体１８を可動コア１６側から弁座２０側に付勢するように設けられた第２のばね部材１７を含み、作動液の流入口１２ｂを弁座２０の連通孔２０ｃ側に有し、コイル４６の通電状態において可動コア１６が固定コア１４側へ移動するのに伴って、第２のばね部材１７が弁体１８に与えるばね荷重が弁座２０の連通孔２０ｃ側から流入する作動液が弁体１８に与える液圧反力以下となった際に弁体１８が弁座２０から離間して開弁する。
【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、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。

従来から可動コアがばね部材に付勢されて、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（特許文献１参照）。
特開２００３−３２９１６２号公報

しかしながら、従来の常閉型電磁弁では細かな作動液の調圧や流量制御が難しく、弁体が閉弁方向に作動液の液圧によるシール力を受けていると、開弁直後に作動液によるシール力が急減少して消滅することにより弁が一気に開放されてしまい、細かな調圧や流量制御が困難となる。また、弁座に形成されたオリフィスにより弁内部への作動液の流量を規制することによって調圧性や流量制御性の改善を図ることもできるが、大きい流量が必要な場合に、十分な流量が確保できなくなり、細かな調圧や流量制御が困難となる。

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、弁座のオリフィスによる流量制限の影響を受けにくく、必要な流量を確保して細かな調圧や流量制御が可能とな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、作動液流路を連通させる連通孔を有する弁座と、前記固定コアに対向して前記収容空間内を摺動可能な可動コアと、前記可動コアを前記固定コア側から前記弁座側に付勢する第１のばね部材と、前記弁座に当接して前記連通孔を閉塞可能な弁体と、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電磁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、前記可動コアの前記弁座側の端部に前記弁体を前記可動コア側から前記弁座側に付勢するように設けられた第２のばね部材を含み、作動液の流入口を前記弁座の連通孔側に有し、前記コイルの通電状態において前記可動コアが前記固定コア側へ移動するのに伴って、前記第２のばね部材が前記弁体に与えるばね荷重が前記弁座の連通孔側から流入する作動液が前記弁体に与える液圧反力以下となった際に前記弁体が前記弁座から離間して開弁する常閉型電磁弁に関するものである。

本発明によれば、コイルへの通電により閉弁状態から開弁状態へ移行するために、可動コアが固定コア側へ近接移動を開始しても、第２のばね部材のばね荷重により弁体が弁座側に付勢されて閉弁状態が維持される。このとき第２のばね部材が弁体に与えるばね荷重は可動コアが固定コア側に吸引されるに従って低下していき、弁座の連通孔から流入する作動液が弁体に与える液圧反力を下回るときに弁体が弁座から離間して開弁する。弁体が弁座から離間した際においては、作動液の液圧反力が急減少するが、本発明では弁体が第２のばね部材により弁座への当接方向にばね荷重を受けているため、弁座から一気に離間することがなく、細かな調圧や流量制御が可能となる。

（２）本発明の常閉型電磁弁では、前記コイルへの非通電状態における前記第１のばね部材のばね荷重が少なくとも前記第２のばね部材のばね荷重よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、閉弁状態において第２のばね部材のばね荷重と作動液の液圧反力とによって可動コアが押し上げられてしまうような事態が起こらず、確実に閉弁状態を維持することができる。

（３）本発明の常閉型電磁弁では、前記コイルへの通電状態において、少なくとも前記可動コアが前記固定コアと当接する前に、前記第２のばね部材が自由長まで伸張することが好ましい。このようにすれば、閉弁状態においては第２のばね部材によって弁体が閉弁方向に付勢されていても、前記コイルへの通電状態において、可動コアが固定コアに当接する前に第２のばね部材の自由長まで伸張することにより第２のばね部材が自由長になった時点で第２のばね部材が弁体に与える付勢荷重が消滅するため、これにより確実に開弁状態とすることができる。

（４）本発明の常閉型電磁弁では、前記可動コアは、前記弁座側の端部に有底筒状に形成された前記第２のばね部材の収容部を有し、前記弁体は、前記第２のばね部材の収容部の開口部に当接保持可能とされ、かつ前記第２のばね部材の圧縮伸張に伴って進退移動することができる。このようにすれば、弁体の径方向への移動を規制することができるため、仮に弁体が可動コアに固定されていなくても弁座への着座性を確実なものとすることができる。

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、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の第１の閉弁状態を示す縦断面図である。図２は、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の第２の閉弁状態を示す縦断面図である。図３は、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の第１の開弁状態を示す縦断面図である。図４は、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の第２の開弁状態を示す縦断面図である。

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、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側へ流出する構造となっている。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が作動液流路の一部を担っている。

より具体的には、作動液は、ボディ部材１２の弁座２０側の流入口１２ｂから流入して、第２開口部２０ｂから第１開口部２０ａに至る連通孔２０ｃを介して、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内に流入し、ボディ部材１２の側面に設けられた流出口１２ｃおよびストッパ部材２９の開口部を介して第２液路３０ｂ側へ流出する。そして、この常閉型電磁弁１０の弁座２０においては、弁体１８による弁座２０の第１開口部２０ａの開閉が行われて、作動液の液圧や流量が制御される。

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、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には、可動コア１６と弁座体２０との間に作動液が閉じ込められることで可動コア１６の固定コア１４側と弁座２０側との間に生じる差圧をなくして、可動コア１６を円滑に作動させるために作動液の通孔１６ａが設けられている。

また可動コア１６は、固定コア１４に対して縮設される第１のばね部材１５を、固定コア１４側の端部に有底筒状で形成された第１ばね収容部１６ｂに収容する。可動コア１６は、第１のばね部材１５のばね荷重により固定コア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することができる。

また、可動コア１６は、弁座２０側の端部に有底筒状に形成された第２ばね収容部１６ｃを有する。第２ばね収容部１６ｃには、閉弁状態において第１のばね部材１５よりもばね荷重が低い第２のばね部材１７が収容されている。第２のばね部材１７は、球状の弁体１８と当接して、弁体１８を弁座２０側へ付勢するためのものである。弁体１８は、第２ばね収容部１６ｃの開口部に当接保持され、かつ第２のばね部材１７の圧縮伸張に伴って進退移動可能に設けられ、弁座２０の第１開口部２０ａ側の端部に当接して連通孔２０ｃを閉塞する。このように本実施の形態では、弁体１８が第２ばね収容部１６ｃの開口部に当接保持されて、径方向の移動が規制されるため、弁座２０への着座性を確実なものとすることができる。

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に至る連通孔２０ｃ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側に常時開口している。

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。コイル４６に通電を行うと、固定コア１４が励磁されて、固定コア１４と可動コア１６との間に電磁吸引力を発生する。

以下、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の動作について説明する。常閉型電磁弁１０は、図１に示す第１の閉弁状態と、図２に示す第２の閉弁状態と、図３に示す第１の開弁状態と、図４に示す第２の開弁状態という動作状態をとり得る。

図１は、常閉型電磁弁１０の第１の閉弁状態を示す。第１の閉弁状態においては、コイル４６が非通電状態であって、固定コア１４と可動コア１６との間には電磁吸引力は働いていない。このとき可動コア１６は、第１のばね部材１５により弁座２０側に付勢され、また弁体１８も第２のばね部材１７により弁座２０側に付勢されるとともに、可動コア１６の第２ばね収容部１６ｃの開口部に当接保持されて、弁座２０の第１開口部２０ａ側の端部に当接して連通孔２０ｃを閉塞している。このとき弁体１８は弁座２０の連通孔２０ｃ側から弁内部に流入しようとする作動液の液圧反力を受けているが、本実施の形態ではコイル４６への非通電状態における第１のばね部材１５のばね荷重が少なくとも第２のばね部材１７のばね荷重よりも大きいものとされている。これにより、閉弁状態において第２のばね部材１７のばね荷重と作動液の液圧反力とによって可動コア１６が固定コア１４側へ押し上げられてしまうような事態が起こらず、確実に閉弁状態を維持することができる。

次に、図２は、常閉型電磁弁１０の第２の閉弁状態を示す。第２の閉弁状態においては、コイル４６へ通電が行われて可動コア１６が電磁吸引力により固定コア１４側へ引き寄せられているが、弁体１８は第２のばね部材１７のばね荷重により弁座２０側に押しつけられていることにより閉弁状態が保たれている。なお、この時点では第２のばね部材１７のばね荷重が作動液の液圧反力よりも大きいものであるため、弁体１８が弁座２０から離間することはない。

次に、図３は、常閉型電磁弁１０の第１の開弁状態を示す。図２に示す第２の閉弁状態からコイル４６への通電量を増していくと、可動コア１６に働く固定コア側への電磁吸引力が増していき、可動コア１６が固定コア１４側へ移動していくのに伴って第２のばね部材１７も伸張していき、第２のばね部材１７が弁体１８を付勢するばね荷重は徐々に弱まっていく。やがて、第２のばね部材１７が弁体１８に与えるばね荷重が弁座２０の連通孔２０ｃ側から流入する作動液が弁体１８に与える液圧反力以下になったところで、図３に示すように、弁体１８が徐々に弁座２０から離間していき、弁座２０の連通孔２０ｃが第１開口部２０ａ側において開放され、作動液が弁内部へと流入しはじめる。この弁体１８が弁座２０から離間した際においては、作動液の液圧反力が急減少するが、弁体１８は、第２のばね部材１７が自由長まで伸張するまでは弁座２０への当接方向にばね荷重を受けているため、弁体１８が弁座２０から一気に離間することがない。このため本実施の形態の常閉型電磁弁１０によれば、弁座２０の第１開口部２０ａのオリフィスによる流量制限の影響を受けにくく、必要な流量を確保して細かな調圧や流量制御が可能となる。

ここで、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０のコイル４６への通電状態においては、少なくとも可動コア１６が固定コア１４と当接する前に、第２のばね部材１７が自由長まで伸張することが好ましい。このようにすれば、閉弁状態においては第２のばね部材１７によって弁体１８が閉弁方向に付勢されていても、可動コア１６が固定コア１４側へ移動するのに伴って第２のばね部材１７が自由長になった時点で第２のばね部材１７が弁体１８に与える付勢荷重が消滅するため、これにより確実に開弁状態とすることができる。

次に、図４は、常閉型電磁弁１０の第２の開弁状態を示す。図３に示す第１の開弁状態では、第２のばね部材１７のばね荷重が弁体１８にかかっていたが、上述したように第２のばね部材１７が可動コア１６の固定コア１４側への後退により自由長まで伸びきると、弁体１８には弁座２０の連通孔２０ｃ側から流入する作動液の液圧のみがかかることになるため、これにより弁体１８は、可動コア１６の移動に伴って弁座２０から大きく離間して全開状態となる。

本実施の形態では、上述したようにコイル４６の非通電状態から通電状態にかけて図１から図４に示す４つの動作状態を持つことにより作動液の調圧性や流量制御性を微細なものとすることができる。

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の第１の閉弁状態を示す断面図である。本実施の形態に係る常閉型電磁弁の第２の閉弁状態を示す断面図である。本実施の形態に係る常閉型電磁弁の第１の開弁状態を示す断面図である。本実施の形態に係る常閉型電磁弁の第２の開弁状態を示す断面図である。

符号の説明

１０常閉型電磁弁、１２ボディ部材、１２ａ収容空間、１２ｂ流入口、１２ｃ流出口、１４固定コア、１５第１のばね部材、１６可動コア、１６ｂ第１ばね収容部、１６ｃ第２ばね収容部、１７第２のばね部材、１８弁体、２０弁座、２０ａ第１開口部、２０ｂ第２開口部、２０ｃ連通孔

Claims

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、作動液流路を連通させる連通孔を有する弁座と、
前記固定コアに対向して前記収容空間内を摺動可能な可動コアと、
前記可動コアを前記固定コア側から前記弁座側に付勢する第１のばね部材と、
前記弁座に当接して前記連通孔を閉塞可能な弁体と、
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電磁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、
前記可動コアの前記弁座側の端部に前記弁体を前記可動コア側から前記弁座側に付勢するように設けられた第２のばね部材を含み、
作動液の流入口を前記弁座の連通孔側に有し、前記コイルの通電状態において前記可動コアが前記固定コア側へ移動するのに伴って、前記第２のばね部材が前記弁体に与えるばね荷重が前記弁座の連通孔側から流入する作動液が前記弁体に与える液圧反力以下となった際に前記弁体が前記弁座から離間して開弁することを特徴とする常閉型電磁弁。
請求項１に記載の常閉型電磁弁において、
前記コイルへの非通電状態における前記第１のばね部材のばね荷重が少なくとも前記第２のばね部材のばね荷重よりも大きいことを特徴とする常閉型電磁弁。
請求項１または２に記載の常閉型電磁弁において、
前記コイルへの通電状態において、少なくとも前記可動コアが前記固定コアと当接する前に、前記第２のばね部材が自由長まで伸張することを特徴とする常閉型電磁弁。
請求項１〜３のいずれかに記載の常閉型電磁弁において、
前記可動コアは、前記弁座側の端部に有底筒状に形成された前記第２のばね部材の収容部を有し、
前記弁体は、前記第２のばね部材の収容部の開口部に当接保持可能とされ、かつ前記第２のばね部材の圧縮伸張に伴って進退移動することを特徴とする常閉型電磁弁。