JP2005351410A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧力センサ１１をストッパ６の端面に装着した電磁弁において、ストッパ６の小径化、ひいては電磁弁の小型化を図る。
【解決手段】 ストッパ６の外周面に、ストッパ軸方向Ｘの荷重を受ける摩擦面（例えばローレット加工面）６ｄを設ける。そして、ストッパ６をスリーブ５に圧入する際には、治具にて摩擦面６ｄを保持してストッパ６をスリーブ５に圧入する。圧力センサ１１装着部位であるストッパ６の端面内に圧入荷重を受けるスペースを設ける必要がなく、したがって、ストッパ６の小径化、ひいては電磁弁１の小型化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧力センサを一体化した電磁弁に関するもので、例えば車両用ブレーキユニットの管路中に設けられるブレーキ液圧制御弁に用いて好適である。

従来の圧力センサを一体化した電磁弁として、圧力センサをストッパの端面に装着したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁は、アーマチュアのストロークを調整するために、ストッパをスリーブに圧入して位置決めが行われている。
特表２００３−５２２６７７号公報

しかしながら、ストッパをスリーブに圧入する際の圧入荷重（＝ストッパ軸方向の荷重）をストッパに作用させるために、圧力センサが装着されているストッパの端面に、圧入荷重を受けるためのスペースを余分に設ける必要がある。このため、ストッパの外径が大きくなり、電磁弁が大型化するという問題があった。

また、圧入のためにセンサ装着端面を押すことは、近接するセンサ自体に荷重が及ぶ可能性もあり、センサ装着面の剥離や補正値変化等の悪影響が懸念される。

本発明は上記点に鑑みて、圧力センサをストッパの端面に装着した電磁弁において、ストッパの小径化、ひいては電磁弁の小型化を図り、また、圧入によるセンサに対する悪影響を取り除くことを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、通電時に磁界を形成するコイル（９）と、コイル（９）の内周側に配置されるとともに、内部に空間（Ｓ）を形成する筒状のスリーブ（５）と、一端側がスリーブ（５）に圧入されてスリーブ（５）の一端を閉塞するストッパ（６）と、スリーブ（５）内の空間（Ｓ）に摺動自在に配置され、コイル（９）への通電によりストッパ（６）側に吸引されるアーマチュア（７）と、ストッパ（６）の他端側端面に装着されて、スリーブ（５）内の空間（Ｓ）の圧力を検出する圧力センサ（１１）とを備える電磁弁において、ストッパ（６）の外周面に、ストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける荷重受け部（６ｄ〜６ｆ）を設けたことを特徴とする。

これによると、ストッパの端面における圧力センサ装着部位の外周等に荷重受け部を設ける必要がないため、ストッパの小径化、ひいては電磁弁の小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明のように、荷重受け部は、ストッパ（６）の他の面よりも表面粗さが大きい摩擦面（６ｄ）とすることができる。

請求項３に記載の発明のように、荷重受け部は、ストッパ（６）の外周面から凹んだ凹部（６ｅ）とすることができる。

請求項４に記載の発明のように、凹部（６ｅ）におけるストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける面（６０ｅ）を、ストッパ軸方向（Ｘ）に対して垂直にすることができる。

請求項５に記載の発明のように、荷重受け部は、センサ装着面から離れたストッパ（６）の外周面から突出した凸部（６ｆ）とすることができる。これにより、圧入荷重の影響がセンサに及ぶことを防止できる。

請求項６に記載の発明のように、凸部（６ｆ）におけるストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける面（６０ｆ）を、ストッパ軸方向（Ｘ）に対して垂直にすることができる。

請求項２ないし６の発明によると、ストッパをスリーブに圧入する際の圧入荷重（＝ストッパ軸方向の荷重）を確実に受けることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る電磁弁について説明する。図１は第１実施形態に係る電磁弁１の全体構成を示す断面図、図２は図１のストッパ６の断面図である。

図１に示すように、電磁弁１は、例えばＡＢＳアクチュエータのハウジング２に形成されたブレーキ液の管路Ａ中に配設されて、コイルへの通電状態に応じて管路Ａを開閉するブレーキ液圧制御弁として用いられる。

電磁弁１は、金属にて円筒状に形成されたガイド３を備えており、このガイド３は、その一部がＡＢＳアクチュエータのハウジング２の凹部２ａ内に嵌入されている。そして、凹部２ａの開口端近傍をかしめることにより、ハウジング２の一部をガイド３の窪み内に入り込ませて、ガイド３をハウジング２に固定するようになっている。

ガイド３の一端側には、金属にて円筒状に形成されたバルブシート４が圧入され、ガイド３の他端側には、非磁性体金属よりなる薄肉円筒状のスリーブ５が圧入されている。スリーブ５には、磁性体金属にて形成された有底円筒状のストッパ６が圧入され、このストッパ６によりスリーブ５の内部の空間Ｓの一端が閉塞されている。

空間Ｓは、ガイド３の側面に形成された連通穴３ａや、バルブシート４における径方向中心部に形成された連通穴４ａを介して、管路Ａと連通している。また、空間Ｓには、磁性体金属にて円柱状に形成されたアーマチュア７が配置されており、このアーマチュア７はスリーブ５に摺動自在に保持されている。

アーマチュア７におけるバルブシート４側の端部に、球状の弁体７ａが固定されている。また、バルブシート４の連通穴４ａにおける空間Ｓ側の端部には、アーマチュア７の弁体７ａが接離するテーパ状の弁座４ｂが形成されている。

ストッパ６に形成されたスプリング穴６ａにはスプリング８が設置され、このスプリング８により、アーマチュア７はバルブシート４側に向かって付勢されている。

スリーブ５およびストッパ６の外周側には、通電時に磁界を形成するコイル９が配置されている。コイル９からはターミナル１０が引き出されており、このターミナル１０を介して外部からコイル９への通電が行えるようになっている。

図２に示すように、ストッパ６の端部には、ブレーキ液圧に応じて変形する薄肉部６ｂが形成され、ストッパ６の内部には、空間Ｓ内のブレーキ液圧を薄肉部６ｂに伝達するための圧力伝達穴６ｃが形成されている。

ストッパ６の外周面には、例えばローレット加工により、ストッパ６の他の面よりも表面粗さが大きい摩擦面６ｄが形成されている。そして、スリーブ５およびストッパ６を同軸状に配置し、治具（図示せず）にて摩擦面６ｄを保持してストッパ６をストッパ軸方向Ｘに移動させて、ストッパ６をスリーブ５に圧入するようになっている。なお、摩擦面６ｄは、本発明の荷重受け部に相当する。

図１に戻り、ストッパ６における薄肉部６ｂには、薄肉部６ｂの変形量に基づいて空間Ｓ内のブレーキ液圧を検出する圧力センサ１１が装着されている。本実施形態では、圧力センサ１１として、応力に応じて比抵抗が変化する半導体ひずみゲージ式圧力センサを用いている。ストッパ６には、金属や樹脂等にて薄肉円筒状に形成されたカバー１２が装着されている。カバー１２内には、圧力センサ１１からの信号を処理する信号処理回路１３が配置されている。

上記構成になる電磁弁１は、コイル９に通電されていないときには、図１に示すように、スプリング８の弾性力によってアーマチュア７がバルブシート４側に向かって付勢され、弁体７ａがバルブシート４の弁座４ｂに着座し、管路Ａを閉じる。

一方、コイル９に通電されているときには、コイル９が磁界を形成し、ストッパ６、アーマチュア７等により磁路が形成される。そして、磁気吸引力によりアーマチュア７がストッパ６側に吸引され、アーマチュア７がスプリング８に抗して移動する。これにより、弁体７ａがバルブシート４の弁座４ｂから離れた状態となり、管路Ａは、連通穴３ａ、４ａ、および空間Ｓを介して連通状態となる。

次に、ストッパ６をスリーブ５に圧入する工程について説明する。まず、ガイド３、バルブシート４、およびスリーブ５を一体化して第１サブアッセンブリとし、ストッパ６、圧力センサ１１、カバー１２、および信号処理回路１３を一体化して第２サブアッセンブリとする。

続いて、第１サブアッセンブリにアーマチュア７を挿入するとともに、第２サブアッセンブリにスプリング８を挿入する。続いて、スリーブ５およびストッパ６を同軸状に配置し、治具にて摩擦面６ｄを保持してストッパ６をスリーブ５に圧入する。この際、アーマチュア７のストロークが所定のストロークになるように、ストッパ６の圧入量が調整される。

本実施形態では、ストッパ６の外周面の摩擦面６ｄを利用してストッパ６に圧入荷重（＝ストッパ軸方向の荷重）を作用させるため、ストッパ６の端面における圧力センサ１１装着部位の外周に荷重受け部を設ける必要がなく、したがって、ストッパ６の小径化、ひいては電磁弁１の小型化を図ることができる。

また、摩擦面６ｄは表面粗さが大きいため、大きな荷重を確実に伝えることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。本実施形態は、第１実施形態の摩擦面６ｄの代わりに、凹部６ｅを形成したものである。

図３に示すようにストッパ６の外周面には、その外周面から凹んだ凹部６ｅが軸対称に２つ形成されている。この凹部６ｅは、ストッパ６の側面から見ると、矩形の切り欠き形状になっている。また、凹部６ｅにおけるストッパ軸方向Ｘの荷重を受ける面６０ｅは、ストッパ軸方向Ｘに対して垂直になっている。なお、凹部６ｅは、本発明の荷重受け部に相当する。

そして、ストッパ６をスリーブ５に圧入する際には、板状の治具１００を凹部６ｅに挿入し、治具１００をストッパ軸方向Ｘに移動させてストッパ６をスリーブ５に圧入する。

本実施形態では、ストッパ６の外周面の凹部６ｅを利用してストッパ６に圧入荷重を作用させるため、ストッパ６の端面における圧力センサ１１装着部位の外周に荷重受け部を設ける必要がなく、したがって、ストッパ６の小径化、ひいては電磁弁１の小型化を図ることができる。

また、ストッパ軸方向Ｘの荷重を受ける面６０ｅは、ストッパ軸方向Ｘに対して垂直であるため、ストッパ６をスリーブ５に圧入する際の圧入荷重（＝ストッパ軸方向の荷重）を確実に受けることができる。

（第３〜第５実施形態）
本発明の第３〜第５実施形態について説明する。図４は第３実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の側面図、図５は第４実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の側面図、図６は第５実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。

第２実施形態では、凹部６ｅは、ストッパ６の側面から見ると矩形の切り欠き形状であったが、凹部６ｅの形状は、第３〜第５実施形態のようにしてもよい。

すなわち、図４に示す第３実施形態では、凹部６ｅは、ストッパ６の側面から見ると略半円の切り欠き形状である。

図５に示す第４実施形態では、凹部６ｅは、ストッパ６の側面から見ると三角形の切り欠き形状である。また、凹部６ｅにおけるストッパ軸方向Ｘの荷重を受ける面６０ｅは、ストッパ軸方向Ｘに対して垂直になっている。

図６に示す第５実施形態では、凹部６ｅは、ストッパ径方向に延びる穴である。その穴は、図示のように軸対称に２個所設けてもよいし、あるいは、１２０°間隔で３個所設けてもよいし、さらには、９０°間隔で４個所設けてもよい。

（第６〜第８実施形態）
本発明の第６〜第８実施形態について説明する。図７は第６実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図、図８は第７実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図、図９は第８実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の断面図である。

第６〜第８実施形態は、第１実施形態の摩擦面６ｄや、第２〜第５実施形態の凹部６ｅの代わりに、ストッパの外周面から突出した凸部６ｆを有している。なお、これらの凸部６ｆは、本発明の荷重受け部に相当する。

図７に示す第６実施形態の凸部６ｆは四角柱状であり、図８に示す第７実施形態の凸部６ｆは円柱状である。これらの凸部６ｆは、軸対称に２個所設けてもよいし、あるいは、１２０°間隔で３個所設けてもよいし、さらには、９０°間隔で４個所設けてもよい。

図９に示す第８実施形態の凸部６ｆは、ストッパ６の側面から見ると三角形である。また、凸部６ｆにおけるストッパ軸方向Ｘの荷重を受ける面６０ｆは、ストッパ軸方向Ｘに対して垂直になっている。この凸部６ｆは、ストッパ６の全周に亘って連続して形成してもよいし、ストッパ６の周方向に沿って断続的に形成してもよい。

そして、ストッパ６をスリーブ５に圧入する際には、治具（図示せず）を凸部６ｆに係合させ、治具をストッパ軸方向Ｘに移動させてストッパ６をスリーブ５に圧入する。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、圧力センサ１１として半導体ひずみゲージ式圧力センサを用いたが、静電容量式圧力センサ、あるいは光ファイバ式圧力センサ等を用いることができる。因みに、光ファイバ式圧力センサは、先端部に干渉計を組み込んだファブリ・ペロー干渉式のセンサーであり、シリコン製のダイヤフラムの内側をミラーに見立て光ファイバーの端面と一対の干渉計をなし、このミラー間隔（キャビティ長）を光の波長で計測して、圧力値に換算するものである。

本発明の第１実施形態に係る電磁弁１の全体構成を示す断面図である。 図１のストッパ６の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の側面図である。 本発明の第４実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の側面図である。 本発明の第５実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の斜視図である。 本発明の第８実施形態に係る電磁弁におけるストッパ６の断面図である。

符号の説明

５…スリーブ、６…ストッパ、６ｄ〜６ｆ…荷重受け部、７…アーマチュア、９…コイル、１１…圧力センサ、Ｓ…空間、Ｘ…ストッパ軸方向。

Claims (6)

1. 通電時に磁界を形成するコイル（９）と、
   前記コイル（９）の内周側に配置されるとともに、内部に空間（Ｓ）を形成する筒状のスリーブ（５）と、
   一端側が前記スリーブ（５）に圧入されて前記スリーブ（５）の一端を閉塞するストッパ（６）と、
   前記スリーブ（５）内の空間（Ｓ）に摺動自在に配置されるアーマチュア（７）と、
   前記ストッパ（６）の他端側端面に装着されて、前記スリーブ（５）内の空間（Ｓ）の圧力を検出する圧力センサ（１１）とを備える電磁弁において、
   前記ストッパ（６）の外周面に、ストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける荷重受け部（６ｄ〜６ｆ）を設けたことを特徴とする電磁弁。
2. 前記荷重受け部は、前記ストッパ（６）の他の面よりも表面粗さが大きい摩擦面（６ｄ）であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記荷重受け部は、前記ストッパ（６）の外周面から凹んだ凹部（６ｅ）であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
4. 前記凹部（６ｅ）におけるストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける面（６０ｅ）が、ストッパ軸方向（Ｘ）に対して垂直であることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁。
5. 前記荷重受け部は、前記ストッパ（６）の外周面から突出した凸部（６ｆ）であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
6. 前記凸部（６ｆ）におけるストッパ軸方向（Ｘ）の荷重を受ける面（６０ｆ）が、ストッパ軸方向（Ｘ）に対して垂直であることを特徴とする請求項５に記載の電磁弁。

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