JP2006063993A

JP2006063993A - 常開型電磁弁

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Publication number: JP2006063993A
Application number: JP2004243786A
Authority: JP
Inventors: Naoki Masuda; 直己増田; Masaya Shigeta; 雅也重田
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: JP4247991B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、電磁弁の作動精度を向上させることにある。
【解決手段】常開型電磁弁は、液圧回路の流路の一部になるための流通孔６４を有する弁座６２と、流通孔６４を塞ぐために流路内に配置されている弁体６０と、第１の端部５２で弁体６０を受けるリテーナ５０と、リテーナ５０を軸方向に移動できるように収容するガイド孔４０を有する固定コア３０と、可動コア８０と、第１の力Ｆ_１を加える弾性体７０と、電流が流れることで磁場を発生させるコイル９０と、を含む。コイル９０は、磁気誘導によって可動コア８０及び固定コア３０間に電磁吸引力を発生させて第１の力Ｆ_１に対抗する第２の力Ｆ_２を可動コア８０を介してリテーナ５０に加えるとともにリテーナ５０を介して弁体６０に加える。弾性体７０は、固定コア３０のガイド孔内であってリテーナ５０の周囲に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、常開型電磁弁に関する。

液圧回路の流路を開閉するために電磁弁を使用することが知られている。電磁弁の一例として、常開型電磁弁は、電気的な制御によって流路を閉じる。詳しくは、コイルに電流を流すと、固定コアと可動コアとの間に電磁吸引力が発生し、可動コアは固定コアの方向に移動する。そのとき、可動コアがリテーナを押しつける。リテーナの先端には弁体が設けられているので、リテーナを介して、弁体が弁座に押しつけられる。こうして、流路が閉じられる。また、スプリングによって、弁体に、可動コアの方向への力が常に加えられているので、電流を止めると、弁体が弁座から離れて流路が開く。

従来、流路を開くためのスプリングは、流路内で弁体を囲むように配置されていた。したがって、流体の流れがスプリングによって乱される一方で、流体の流れによってスプリングの動作も安定しないので、電磁弁の作動精度を向上させることが難しかった。
特開２００３−３００４５８号公報

本発明の目的は、電磁弁の作動精度を向上させることにある。

（１）本発明に係る常開型電磁弁は、液圧回路の流路の一部になるための流通孔を有する弁座と、
前記流通孔を塞ぐために、前記流路内に配置されている弁体と、
軸方向の両側に第１及び第２の端部を有し、前記第１の端部に前記弁体が固設されたリテーナと、
前記リテーナを前記軸方向に移動できるように収容し、前記流路に連通するガイド孔を有する固定コアと、
前記リテーナの前記第２の端部及び前記固定コアに対向し、前記リテーナの前記軸方向に沿って移動するようガイドされた可動コアと、
前記リテーナに、前記第１の端部から前記第２の端部の方向への第１の力を加える弾性体と、
電流が流れることで磁場を発生させるコイルであって、磁気誘導によって前記可動コア及び前記固定コア間に電磁吸引力を発生させて、前記第１の力に対抗する第２の力を、前記可動コアを介して前記リテーナに加えるとともに前記リテーナを介して前記弁体に加えるためのコイルと、
を含み、
前記弾性体は、前記固定コアの前記ガイド孔内であって前記リテーナの周囲に配置されている。本発明によれば、流路に弾性体を配置しないので、流体の流れが弾性体によって乱されることがなく、弾性体の動作も安定する。これにより、電磁弁の作動精度を向上させることができる。
（２）この常開型電磁弁において、
前記リテーナは、前記第２の端部から外方向への前記弾性体の抜け止めの突起を有し、
前記ガイド孔には、前記弾性体の受け面が形成されていてもよい。これによれば、弾性体を、ガイド孔に沿わせつつ、弁座及び弁体からより離れたリテーナの第２の端部側に寄せて設けることが可能となる。したがって、弾性体の付勢力をより直線的にリテーナに加えることができるので、例えば弾性体の倒れなどの影響を受け難くなり、作動精度をより向上させることができる。また、弾性体を弁構造周りからできるだけ遠ざけることによって、弁構造周りの流れの乱れによる影響をより小さくすることができる。
（３）この常開型電磁弁において、
前記可動コアは、前記固定コアに対向する部分の内側に、前記ガイド孔に入り込むように凸部が形成され、
前記ガイド孔の前記凸部が入り込む領域に、前記弾性体が配置されていてもよい。これによれば、弾性体の配置領域を凸部が入り込む領域と兼用することで、弾性体を配置するための場所を容易に設けることが可能となる。したがって、必要以上に電磁弁が大きくならずに済むとともに、新たな製造コストの増加を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電磁弁を有する液圧制御装置の一部を示す断面図である。液圧制御装置は、液圧回路において液体（例えば油）の圧力を調整（例えば一定の圧力に調圧）するためのものであり、車両用ブレーキに使用される作動液の圧力（ブレーキ圧）を調整するものであってもよい。液圧制御装置は、例えば、車両挙動安定化制御システムや、アンチロックブレーキシステムに応用することができる。

液圧制御装置は、例えばアルミニウムからなる基体１０を有する。基体１０には、液体の第１の流路１１が形成されている。車両用ブレーキでは、第１の流路１１は、ブレーキペダルにより駆動されるマスタシリンダ（図示せず）に接続されてもよい。基体１０には、第２の流路１２が形成されている。車両用ブレーキでは、第２の流路１２は、分岐してキャリパ及びポンプ（図示せず）に接続されてもよい。基体１０には、電磁弁２０のための装着孔１４が形成されている。装着孔１４は、第１及び第２の流路１１，１２に連通している。装着孔１４を介して第１及び第２の流路１１，１２が連通している。

液圧制御装置は、電磁弁２０を有する。電磁弁２０は、第１及び第２の流路１１，１２間で、流路の少なくとも一部を開閉するためのものである。電磁弁２０は、後述するように、常開型電磁弁である。

電磁弁２０は、固定コア３０を有する。固定コア３０は磁性体（あるいは強磁性体）である。固定コア３０（詳しくはその一部）は、装着孔１４に嵌め込まれ、ストッパ（例えば金属製のＣリング）２２によって抜け止めが図られている。固定コア３０と基体１０（詳しくは装着孔１４の内面）との間には、ガスケット（例えばゴム製のＯリング）２４が設けられて、両者間の液密性が確保されている。ガスケット２４は、装着孔１４において、第１の流路１１よりも装着孔１４の開口近くに配置されている。固定コア３０の、ガスケット２４よりも第１の流路１１に近い部分と装着孔１４の内面との間には液体の流動を許容する隙間が形成されていてもよい。

固定コア３０には、第１の流路１１と連通する連通孔３２が形成されている。連通孔３２の開口は、第１の流路１１の開口と対向していてもよい。固定コア３０の外周面に溝（例えば外周を囲む溝）３４が形成され、溝３４の底面に開口するように連通孔３２が形成されてもよい。連通孔３２は、固定コア３０を貫通する場合には、両側の開口が溝３４の底面に位置してもよい。

第１の流路１１の開口と連通孔３２の開口の間に、フィルタ２６を設けてもよい。フィルタ２６のホルダ２８を、溝３４を覆うように設けて、ホルダ２８と溝３４によって流路を形成してもよい。その場合、第１の流路１１と対向するように形成されたホルダ２８の開口にフィルタ２６が設けられる。ホルダ２８と固定コア３０が密着する（例えば液密性が確保される）一方で、ホルダ２８と装着孔１４の内面は密着しないようになっていてもよい。フィルタ２６（又はホルダ２８）と装着孔１４の内面との間で液体の流動が許容されてもよい。

固定コア３０には、第２の流路１２と連通する連通孔（以下、第２の連通孔ともいう。）３６が形成されている。第２の連通孔３６は、連通孔（以下、第１の連通孔ともいう。）３２と連通するように形成されている。第２の連通孔３６には、フィルタ３８が設けられていてもよい。

固定コア３０と装着孔１４の内面との間であって、第２の連通孔３６の開口（第２の流路１２との連通口）と第１の連通孔３２の開口（第１の流路１１との連通孔）との間に、逆止弁３９が、第１の流路１１と第２の流路１２を区画している。こうすることで、固定コア３０と装着孔１４の内面との間の隙間で、液体の一方向（図１では第１の流路１１から第２の流路１２への方向）への流動が許容され、反対方向（図１では第２の流路１２から第１の流路１１への方向）への流動が止められる。

固定コア３０には、リテーナ５０のためのガイド孔４０が形成されている。ガイド孔４０は、連通孔３２，３６と連通しており、第２の連通孔３６と同軸になるように形成されてもよい。ガイド孔４０は、中間領域４２と、中間領域４２よりも径が大きい第１の大径領域４４と、中間領域４２よりも径が大きい第２の大径領域４６と、を有する。なお、「径」とは、ガイド孔４０が円筒状であれば内径であるが、ガイド孔４０の軸に直交した断面形状が多角形（例えば矩形）であればその対角線の長さである。第１の大径領域４４が連通孔３２，３６と連通しており、第２の大径領域４６が開口している。第２の大径領域４６と中間領域４２との間に、両者の径の違いによって段が形成されている。

ガイド孔４０には、リテーナ５０がその軸方向に移動できるように収容されている。リテーナ５０は非磁性体（あるいは弱磁性体）である。リテーナ５０は、軸方向の両側に第１及び第２の端部５２，５４を有する。第１の端部５２は、ガイド孔４０の開口から離れた側（第１の大径領域４４側）に配置されている。第１の端部５２は、弁体６０を受ける（又は保持する）ようになっており、そのために凹部が形成されていてもよい。第２の端部５４は、ガイド孔４０の開口側（第２の大径領域４６側）に配置されている。第２の端部５４には、リテーナ５０の軸に交差する方向への突起（例えばフランジ）５５が形成されていてもよい。第１及び第２の端部５２，５４の間の中間部５６は、第１及び第２の端部５２，５４よりも細くなっていてもよい。リテーナ５０の側面には、第１及び第２の端部５２，５４間を延びるように切り欠き（又は溝）５８が形成されていてもよい。切り欠き５８は、第１及び第２の端部５２，５４の側面に形成されている。切り欠き５８は、中間部５６の側面に形成されてもよいが、中間部５６が第１及び第２の端部５２，５４よりも細くなっている場合には形成しなくてもよい。切り欠き５８によって、リテーナ５０とガイド孔の内面との間で、第１及び第２の端部５２，５４間の液体の流動が許容される。

弁体６０は、その一方の端部がリテーナ５０に保持（又は固定）され、他方の端部が弁座６２に対向するように配置されている。弁座６２は、固定コア３０に対してその位置が固定されているが、弁体６０は、固定コア３０に対して相対的に移動（リテーナ５０の移動と同じ方向に移動）できるようになっている。弁座６２には、液圧回路の流路の一部になるための流通孔６４が形成されており、弁体６０は、流通孔６４を塞ぐために流路内に設けられている。なお、液圧回路は、少なくとも、第１の流路１１、第１の連通孔３２、流通孔６４、第２の連通孔３６及び第２の流路１２を通る流路を含み、弁体６０は、流通孔６４よりも第１の連通孔３２側に配置される。

ガイド孔４０（第２の大径領域４６）内には弾性体（例えばバネ（詳しくはコイルバネ））７０が配置されている。弾性体７０は、リテーナ５０の周囲に配置されている。弾性体７０は、リテーナ５０の第２の端部５４から外方向へ抜けないように配置されている。例えば、第２の端部５４に突起（例えばフランジ）５５が形成されている場合、突起５５よりも内側（第１の端部５２に近い側）に弾性体７０を設ける。また、弾性体７０は、ガイド孔４０内で落ちないように（第１の大径領域４４の方向に移動しないように）なっている。例えば、第２の大径領域４６から中間領域４２に向かって、ガイド孔４０の軸と交差する（あるいは開口を向く）面４８が形成され、この面４８によって段が形成される場合、面４８が弾性体７０を受けるようになる。弾性体７０は、リテーナ５０に、第１の端部５２から第２の端部５４の方向への第１の力Ｆ_１を加える。例えば、突起５５と面４８の間で、弾性体７０を圧縮して配置することで、自然長に戻ろうとする力、すなわち、第１の力Ｆ_１を加えることができる。

電磁弁２０は、可動コア８０を有する。可動コア８０は、磁性体（あるいは強磁性体）である。可動コア８０とリテーナ５０は異なる材料で構成されており、本実施の形態では両者は固定されていないが、固定してあってもよい。可動コア８０は、リテーナ５０の第２の端部５４及び固定コア３０に対向し、リテーナ５０の軸方向に沿って移動するようガイドされている。可動コア８０は、その移動方向の一方の端部に凸部８２が形成されている。凸部８２は、ガイド孔４０（第２の大径領域４６）に隙間を有して入り込む大きさである。すなわち、凸部８２は、固定コア３０に対向する部分の内側に形成されている。

可動コア８０の側面（中心点を通る移動軸に交差しない面）には、切り欠き（又は溝）８４が形成されている。切り欠き８４は、固定コア３０及びリテーナ５０との対向面からその反対面に至るように形成されている。切り欠き８４は、リテーナ５０に形成された切り欠き５８と連通するように形成してもよい。

可動コア８０のガイドのためにガイドカバー８８が使用される。ガイドカバー８８は、非磁性体である。ガイドカバー８８は、固定コア３０に、そのガイド孔４０の開口（リテーナ５０の第２の端部５４側の開口）を覆うように固定されている。ガイドカバー８８の内側のスペースが、ガイド孔４０との連通を除いて、密閉されるように、ガイドカバー８８と固定コア３０との液密性を確保してもよい。

電磁弁２０は、導電線からなるコイル９０を有する。コイル９０は、絶縁体（例えば樹脂）からなるボビン９２に巻き付けられていてもよい。コイル９０を電流が流れると磁場が発生する。その磁場内に、磁性体（あるいは強磁性体）からなるヨーク９４を設けて、ヨーク９４を通る効率的な磁気回路を形成することができる。なお、ヨーク９４はコイル９０のカバーを兼ねてもよい。コイル９０により発生する磁場（又は磁気回路）内に、あるいは、ヨーク９４を通して形成される磁気回路内に、可動コア８０（少なくともその一部）及び固定コア３０（少なくともその一部）が配置されている。

本実施の形態によれば、弾性体７０を、ガイド孔４０に沿わせつつ、弁座６２及び弁体６０からより離れたリテーナ５０の第２の端部５４側に寄せて設けることが可能となる。したがって、弾性体７０の付勢力をより直線的にリテーナ５０に加えることができるので、例えば弾性体７０の倒れなどの影響を受け難くなり、作動精度をより向上させることができる。このことは、例えば、弾性体７０としてコイルバネを用い、コイルバネ内にリテーナ５０を挿通させる構成に於いてより効果的である。また、弾性体７０を弁構造周りからできるだけ遠ざけることによって、弁構造周りの流れの乱れによる影響をより小さくすることができる。さらに、組立性に関しても、例えばガイド孔４０に弾性体を挿入し、次いで弁体６０が固設されたリテーナ５０をガイド孔４０に挿入するといった簡単な方法で組立が可能となり、より簡単に少ない工数で電磁弁２０を製造することができる。

本実施の形態に係る電磁弁２０は、上述したように構成されており、以下、その動作及び作用効果を説明する。

電磁弁２０が駆動していない場合（コイル９０に電流が供給されていない場合）には、第２の力Ｆ_２が加えられない。一方、第１の力Ｆ_１は、弾性体７０によって常に加えられている。第１の力Ｆ_１は、リテーナ５０に対して加えられており、リテーナ５０を介して弁体６０に加えられている。第１の力Ｆ_１は、弁体６０を弁座６２から離そうとする方向の力である。また、第１の力Ｆ_１は、弁体６０が弁座６２から離れるのに必要な大きさになるよう設定されている。このため、常時（電磁弁２０の非駆動時）、流通孔６４が開口する。すなわち、電磁弁２０は、常開型電磁弁である。

流通孔６４が開口すると、第１及び第２の流路１１，１２間が連通する。例えば、車両用のブレーキペダルを踏むと、これに連動するマスタシリンダによって、第１の流路１１から第２の流路１２の方向に液圧が加えられて、第２の流路１２に接続されたキャリパによってブレーキをかけることができる。

本実施の形態では、第１及び第２の流路１１，１２間の流路（あるいは弁体６０の周囲）に弾性体７０を配置しないので、液体の流れが弾性体７０によって乱されることがない。

電磁弁２０が駆動すると、コイル９０に電流が供給されて、第２の力Ｆ_２が加えられる。詳しくは、コイル９０を電流が流れると磁場が発生する。磁場が発生すると、磁気誘導によって可動コア８０及び固定コア３０間に電磁吸引力として第２の力Ｆ_２が発生する。第２の力Ｆ_２は、第１の力Ｆ_１に対向する方向の力であり、第２の力Ｆ_２の大きさが第１の力Ｆ_１の大きさを超えると、リテーナ５０を介して、弁体６０を弁座６２の方向に押しつける。こうして、弁体６０によって流通孔６４が塞がれる。

流通孔６４が塞がれた状態で、第１の流路１１での液圧が上昇した場合（例えば図示しないブレーキを踏んだ場合）には、逆止弁３９によって、第１の流路１１から第２の流路１２へ、液圧を逃がすことができる。

なお、可動コア８０の側面に切り欠き８４が形成されているので、可動コア８０の、リテーナ５０及び固定コア３０との対向面側の液圧とその反対側の液圧との差をなくすことができる。したがって、可動コア８０の移動がスムーズに行われる。同様に、リテーナ５０の側面にも切り欠き５８が形成されており、第１及び第２の端部５２，５４側の液圧の差をなくすことができるので、リテーナ５０の移動もスムーズに行われる。

本実施の形態では、第１及び第２の流路１１，１２間の流路（あるいは弁体６０の周囲）に弾性体７０を配置しないので、液体の流れが弾性体７０の動作を乱することがなく、弾性体７０の動作が安定する。これにより、電磁弁２０の作動精度が向上する。

また、磁場が発生したときに形成される固定コア３０及び可動コア８０を通る磁気回路を避けて、弾性体７０が配置されている。したがって、弾性体７０が磁性体（あるいは強磁性体）であっても、磁気回路の特性を変化させることがなく、磁気吸引力が低下しない。さらに、弾性体７０の配置領域を凸部８２が入り込む領域と兼用することで、弾性体７０を配置するための場所を容易に設けることが可能となる。したがって、必要以上に電磁弁２０が大きくならずに済むとともに、新たな製造コストの増加を抑制することができる。

電磁弁２０を車両挙動安定化制御システムに応用した場合、電磁弁２０の作動によって流通孔６４が閉じられて、第２の流路１２に接続されたポンプ（図示せず）が作動する。そして、第２の流路１２で液圧が上昇し、第２の流路１２に接続されたキャリパ（図示せず）によってブレーキがかけられる。さらに第２の流路１２での液圧が上昇すると、その液圧で弁体６０を弁座６２から離れる方向に移動させて、流通孔６４が開口する。そうすると、第２の流路１２での液圧が下がって、再び、流通孔６４が閉じられる。以上の動作が繰り返されることで、第２の流路１２での液圧が所定の圧力に調整される。弾性体７０が第１の流路１１及び第２の流路１２の間、即ち弁構造周りに配置されていないので、開弁・閉弁が繰り返されてもブレーキ液の流れによって弾性体７０の動作が乱されることがない。よって、流れの乱れに起因する圧力変動が小さくなり、安定した圧力でブレーキをかけることができる。また、流れの乱れに起因する圧力変動が小さくなるので、より圧力調整の精度を高めることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外したものであってもよい。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外したものであってもよい。

本発明の実施の形態に係る電磁弁を有する液圧制御装置の一部を示す断面図である。

符号の説明

１０…基体１１…第１の流路１２…第２の流路１４…装着孔２０…電磁弁２２…ストッパ２４…ガスケット２６…フィルタ２８…ホルダ３０…固定コア３２…連通孔３４…溝３６…連通孔３８…フィルタ３９…逆止弁４０…ガイド孔４２…中間領域４４…第１の大径領域４６…第２の大径領域４８…面５０…リテーナ５２…第１の端部５４…第２の端部５５…突起５６…中間部５８…切り欠き６０…弁体６２…弁座６４…流通孔７０…弾性体８０…可動コア８２…凸部８４…切り欠き８８…ガイドカバー９０…コイル９２…ボビン９４…ヨーク

Claims

液圧回路の流路の一部になるための流通孔を有する弁座と、
前記流通孔を塞ぐために、前記流路内に配置されている弁体と、
軸方向の両側に第１及び第２の端部を有し、前記第１の端部に前記弁体が固設されたリテーナと、
前記リテーナを前記軸方向に移動できるように収容し、前記流路に連通するガイド孔を有する固定コアと、
前記リテーナの前記第２の端部及び前記固定コアに対向し、前記リテーナの前記軸方向に沿って移動するようガイドされた可動コアと、
前記リテーナに、前記第１の端部から前記第２の端部の方向への第１の力を加える弾性体と、
電流が流れることで磁場を発生させるコイルであって、磁気誘導によって前記可動コア及び前記固定コア間に電磁吸引力を発生させて、前記第１の力に対抗する第２の力を、前記可動コアを介して前記リテーナに加えるとともに前記リテーナを介して前記弁体に加えるためのコイルと、
を含み、
前記弾性体は、前記固定コアの前記ガイド孔内であって前記リテーナの周囲に配置されている常開型電磁弁。
請求項１記載の常開型電磁弁において、
前記リテーナは、前記第２の端部から外方向への前記弾性体の抜け止めの突起を有し、
前記ガイド孔には、前記弾性体の受け面が形成されている常開型電磁弁。
請求項１又は請求項２記載の常開型電磁弁において、
前記可動コアは、前記固定コアに対向する部分の内側に、前記ガイド孔に入り込むように凸部が形成され、
前記ガイド孔の前記凸部が入り込む領域に、前記弾性体が配置されている常開型電磁弁。