JP2005291383A - 常閉型電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁体の開弁状態により微小な流量コントロールを行うことのできる常閉型電磁弁を提供する。
【解決手段】 貫通した収容空間を有するボディ部材１２とボディ部材１２の一端側に固着された固定コア１４と、ボディ部材の他端側に固着された弁座体２０と、固定コア１４と弁座体２０との間に組み込まれた可動コアと、弁座体２０に形成された弁座２０ａに着座可能に可動コア１６の弁座体２０側に突出された弁体１８とからなる弁部５０とを有し、可動コア１６がバネ部材１５により常閉状態を維持する常閉型電磁弁において、弁部５０は、弁体１８の全開位置から全閉位置に至るまでの間に液圧流入口と液圧流出口とを連通させる第１流路２２ａ及び第２流路２２ｂを有し、弁体１８の全閉位置と全開位置の中間位置では第１流路２２ａ、第２流路２２ｂのうち一部の流路が液圧流入口と液圧流出口とを連通させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動コアが弁座体側に付勢されることにより、可動コアの端部に設けられた弁体が弁座体に当接して閉弁状態となる常閉型電磁弁に関する。

本願出願人は、先に、特許文献１に示すような常閉型電磁弁を提供した。

この常閉型電磁弁は、可動コアに設けられた弁体が付勢手段により弁座体側に付勢されて弁座体に当接されることで閉弁状態を維持し、固定コアが励磁されることで可動コアが付勢手段の付勢力に抗して移動し、開弁状態となるようになっている。

また、弁座体の周囲に作動液の入口孔が設けられ、弁座体に出口孔が形成され、作動液は弁座体の外部から弁座を通って出口孔へと至るようになっている。
特開２００３−３２９１６２号公報

特許文献１に示す常閉型電磁弁は、ＯＮ／ＯＦＦの２ポジションバルブであり、車輪ブレーキの液圧調整は、弁座に形成されたオリフィスにより流量を規定し、バルブの開弁時間により制御しているため、ある程度の通電時間が必要で、バルブの応答性、通電時間の分解能には限界があり、細かい流量制御が困難である。

また、作動液は、弁座体の外部から弁座を通って出口孔へと至るようになっているため、シール荷重は閉弁方向にアシストする方向に力が働いているので、開弁するのに大きな力が必要となり、開弁した瞬間、シール荷重がなくなり、弁体は結果的により開く方向に向かい、弁体が一気に開いてしまい、作動液の流量をコントロールしにくいものである。

本発明の目的は、弁体の開弁状態により微小な流量コントロールを行うことのできる常閉型電磁弁を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、開弁時に、弁体が一気に開弁することがなく、徐々に開弁することで、コントロールが容易な常閉型電磁弁を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の常閉型電磁弁は、貫通した収容空間を有するボディ部材と、前記ボディ部材の一端側に固着された固定コアと、前記ボディ部材の他端側に固着された弁座体と、前記固定コアと弁座体との間の前記収容空間内に摺動可能に組み込まれた可動コアと、前記弁座体に形成された弁座と前記弁座に着座可能に前記可動コアの前記弁座体側に突出された弁体とからなる弁部とを有し、前記可動コアが付勢手段により前記弁座体側に付勢されて弁部の常閉状態を維持し、コイルへの通電により前記固定コアが励磁されて前記可動コアが前記固定コア側に移動することで前記弁部が開状態となる常閉型電磁弁において、
前記弁部は、前記弁体の全閉位置から全開位置に至るまでの間に液圧流入口と液圧流出口とを連通させる複数の流路を有し、前記弁体の全閉位置と全開位置の中間位置では前記複数の流路の内一部の流路が液圧流入口と液圧流出口とを連通させることを特徴とする。

本発明によれば、弁部に液圧流入口と液圧流出口とを連結させる複数の流路を形成し、弁体の開弁状態により複数の流路を選択することで、微小な流量コントロールを行うことができる。

本発明においては、前記弁部は、前記弁体が棒状に形成されており、前記弁座が前記棒状部を受け入れる凹部として形成され、
前記複数の流路は、前記弁座の凹部内に軸方向で位置を変えて設けられた状態とすることができる。

このような構成とすることにより、弁座の凹部内に軸方向で位置を変えて設けられた複数の流路を弁体の棒状部で切り替えることにより、微小な流量コントロールを行うことができる。

本発明においては、前記弁部は、前記弁体が棒状に形成されており、前記弁座が前記棒状部を受け入れる凹部として形成され、
前記複数の流路は、前記弁体の棒状部側面に軸方向で位置を変えて設けられた状態とすることができる。

このような構成とすることにより、弁体の棒状部側面に軸方向で位置を変えて設けた複数の流路を弁体の移動に伴って弁座の凹部により切り替えることにより、微小な流量コントロールを行うことができる。

本発明においては、前記液流入口は前記弁座側に設けられ、前記液流出口は弁体側に設けられて、作動液の圧力が常時前記弁体の開方向に作用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、作動液の圧力が常時弁体の開方向に作用することとなるため、シール荷重が開弁方向にアシストする方向の力として働いているので、小さな力で開弁ができ、開弁した瞬間弁体はより開く方向には向かわず、弁体が一気に開くことがないので、ストローク量のコントロールが容易となる。

この場合、前記固定コア及び可動コアの一方の対向面に凸部、他方の対向面に前記凸部の外周面と対向可能な内周面を有する凹部が形成された状態とすることができる。

このような構成とすることにより、固定コアと稼働コアとの間のストローク量を多少多めにとったとしても、吸引力の特性をほぼ一定にして、弁体の作動制御をより細かく、かつ、容易に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る常閉型電磁弁を示す図である。

図１は、本発明に係る常閉型電磁弁１０の断面図である。

この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ようになっている。

この常閉型電磁弁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、溶接などにより固定コア１４が固着され、この収容空間１２ａ内に可動コア１６と弁座体２０が収容され、可動コア１６と弁座体２０との間に弁体１８及び弁座２０ａからなる弁部５０が設けられている。

ボディ部材１２は、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付勢部材であるバネ部材１５を介して可動コア１６が嵌装されている。

可動コア１６には、可動コア１６の両端側での作動液の液圧差をなくし、かつ、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には、固定コア１４と反対側の端部に弁体１８が嵌装されている。

弁体１８は、ボディ部材１２の端部に固定された弁座体２０の弁座２０ａと当接して常閉型電磁弁１０が閉弁状態となる。

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。

ここで、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側への磁気の吸引力が発生する。

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と弁座体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により付勢される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２０の弁座２０ａに設けられた第１開口部２０ｃが弁体１８により開閉されることにより実現される。

ここで、弁座体２０は、弁座２０ａと筒状部２０ｂとから構成される。

弁座２０ａは、弁体１８が当接されることにより開閉される第１開口部２０ｃを有し、筒状部２０ｂは、第１開口部２０ｃから第２開口部２０ｄ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。

第２開口部２０ｄは、基体３０の第１液路３０ａ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２０は、ボディ部材１２の収容空間１２ａ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設けられた抱持部１２ｃにより抱持され、圧入されている。

抱持部１２ｃは、ボディ部材１２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１２ｃは、ボディ部材１２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１２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及びプラグ３４、フィルタ部材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。

ところで、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０では、作動液の微小な流量コントロールを可能とするもので、弁部５０において、弁体１８が棒状に形成されており、弁座２０ａが弁体１８の棒状部１８ａを受け入れる凹部２２として形成され、弁座２０ａの凹部２２内に軸方向で位置を変えて複数、例えば２つの第１流路２２ａ及び第２流路２２ｂを弁座体２０の外周に位置する環状室４５に連通させるようにしている。

そして、図２（Ａ）に示すように、弁体１８の先端部が弁座２０ａの底部に着座した第１の位置Ａにある状態で、第１流路２２ａ及び第２流路２２ｂが閉弁状態とされ、同図（Ｂ）に示すように、弁体１８を第２の位置Ｂまで上昇させた状態で、第１流路２２ａが開弁状態となり、第２流路２２ｂが閉弁状態となって半開状態が得られ、同図（Ｃ）に示すように、弁体１８を第３の位置Ｃまで上昇させた状態で、第１流路２２ａ及び第２流路２２ｂが開弁して全開状態となるようになっている。

従って、同図（Ａ）に示す全開状態から同図（Ｃ）に示す全閉状態の間に、同図（Ｂ）に示す複数の流路のうち一部の流路が液圧流入口と液圧流出口とを連通させる半開状態が得られ、作動液の微小な流量コントロールが可能となるものである。

また、本実施の形態における常閉型電磁弁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。

具体的には、第１液路３０ａから流入した作動液は、ボディ部材１２の弁座体２０側の開口端部から、弁座体２０内部の第２開口部２０ｄを経て第１開口部２０ｃに至る連通空間を介して、ボディ部材１２の収容空間１２ａ（環状室４５）内に流動し、ボディ部材の側面に設けられた吐出口１２ｂ及びストッパ部材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ことで、液圧流入口と液圧流出口とを連通させるようになっている。

このように、第１液路３０ａ側を液圧流入口とし、第２液路３０ｂ側を液圧流出口とすることで、作動液のシール荷重は開弁方向にアシストする力が働いている状態となり、小さな力で開弁が可能となる。

例えば、第２液路３０ｂを液圧流入口、第１液路３０ａを液圧流出口とした場合、作動液のシール荷重は閉弁方向にアシストする方向に力が働いているので、開弁するのに必要な力は、バネ部材１５による、スプリング荷重＋シール荷重となり、開弁するのに大きな力が必要で、開弁した瞬間、シール荷重がなくなるので閉弁しようと働く力はスプリング荷重のみとなり、今まで閉弁方向にアシストしていたシール荷重が０になって弁体は結果的により開く方向に向かい、弁体が一気に開いてしまうので、作動液の流量をコントロールしにくいものである。

これに対し、第１液路３０ａを液圧流入口とし、第２液路３０ｂを液圧流出口とした場合、シール荷重は開弁方向にアシストする方向に力が働いているので、開弁するのに必要な力は、スプリング荷重−シール荷重となり、開弁した瞬間、シール荷重がなくなり、閉弁しようと働く力はスプリング荷重のみとなり、今まで開弁方向にアシストしていたシール荷重が０になるので弁体１８はより開く方向には向かわず、弁体１８が一気に開くことはなく、作動液の流量をコントロールしやすい状態となる。

さらに、本実施の形態では、固定コア１４の可動コア１６との対向面に凸部５２を形成し、可動コア１６の固定コア１４との対向面に凸部５２の外周面と対向可能な内周面を有する凹部５４が形成され、可動コア１６のストローク量を多少多めにとったとしても、吸引力の特性をほぼ一定にしている。

図３は、本発明の他の実施の形態に係る常閉型電磁弁の弁部を示す図である。

この実施の形態では、弁体１８の棒状部１８ａの外側面に軸方向で位置を代えて２つの環状の溝からなる第１流路５８ａ及び第２流路５８ｂを形成し、これら第１流路５８ａ及び第２流路５８ｂを弁体１８の先端に至る縦溝６０にて連結するようにしている。

従って、図３（ａ）に示すように、弁体１８の先端を弁座２０ａの底部に着座させた弁体１８の第１の位置Ａにおける状態で、第１流路５８ａ及び第２流路５８ｂが閉じて全閉状態となり、図３（ｂ）に示すように、弁体１８を第２の位置Ｂまで上昇させた状態で、第１流路５８ａが開、第２流路５８ｂが閉となって半開状態となり、図３（ｃ）に示すように、弁体１８を第３の位置Ｃまで上昇させた状態で、第１流路５８ａ及び第２流路５８ｂの双方が開とになり、全開状態となるようになっている。

このように、図３（ａ）に示す全閉状態から図３（ｃ）に示す全開状態との間に、図３（ｂ）に示す半開状態が得られ、微小な流量のコントロールが可能となる。

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、前記実施の形態においては、第１流路及び第２流路の２つの流路を弁部に形成した場合について説明したが、この例に限らず、３つ以上の流路を形成することも可能である。

また、本実施の形態に係る常閉型電磁弁は、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。

本発明の一実施の形態に係る常閉型電磁弁を示す断面図である。 図１の弁部を拡大したもので、（ａ）は全閉状態の断面図、（ｂ）は半開状態の断面図、（ｃ）は全開状態の断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る弁部を拡大したもので、（ａ）は全閉状態を示す断面図、（ｂ）は半開状態を示す断面図、（ｃ）は全開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
１４ 固定コア
１５ バネ部材
１６ 可動コア
１８ 弁体
１８ａ 棒状部
２０ 弁座体
２０ａ 弁座
２２ 凹部
２２ａ、５８ａ 第１流路
２２ｂ、５８ｂ 第２流路
５０ 弁部
５２ 凸部
５４ 凹部

Claims (5)

1. 貫通した収容空間を有するボディ部材と、前記ボディ部材の一端側に固着された固定コアと、前記ボディ部材の他端側に固着された弁座体と、前記固定コアと弁座体との間の前記収容空間内に摺動可能に組み込まれた可動コアと、前記弁座体に形成された弁座と前記弁座に着座可能に前記可動コアの前記弁座体側に突出された弁体とからなる弁部とを有し、前記可動コアが付勢手段により前記弁座体側に付勢されて弁部の常閉状態を維持し、コイルへの通電により前記固定コアが励磁されて前記可動コアが前記固定コア側に移動することで前記弁部が開状態となる常閉型電磁弁において、
   前記弁部は、前記弁体の全閉位置から全開位置に至るまでの間に液圧流入口と液圧流出口とを連通させる複数の流路を有し、前記弁体の全閉位置と全開位置の中間位置では前記複数の流路の内一部の流路が液圧流入口と液圧流出口とを連通させることを特徴とする常閉型電磁弁。
2. 請求項１において、
   前記弁部は、前記弁体が棒状に形成されており、前記弁座が前記棒状部を受け入れる凹部として形成され、
   前記複数の流路は、前記弁座の凹部内に軸方向で位置を変えて設けられていることを特徴とする常閉型電磁弁。
3. 請求項１において、
   前記弁部は、前記弁体が棒状に形成されており、前記弁座が前記棒状部を受け入れる凹部として形成され、
   前記複数の流路は、前記弁体の棒状部側面に軸方向で位置を変えて設けられていることを特徴とする常閉型電磁弁。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記液流入口は前記弁座側に設けられ、前記液流出口は弁体側に設けられて、作動液の圧力が常時前記弁体の開方向に作用するようにされていることを特徴とする常閉型電磁弁。
5. 請求項４において、
   前記固定コア及び可動コアの一方の対向面に凸部、他方の対向面に前記凸部の外周面と対向可能な内周面を有する凹部が形成されていることを特徴とする常閉型電磁弁。

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