JP2006194324A - 電磁弁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プランジャ132と、その先端のキャップ136とからなるボール室134にボール130を収容し、凹球面198とテーパ内周面210とにより移動限度を規定しつつ回転可能に保持する。プランジャ132が弁座128から離間する際、ボール130と弁座128との間を作動液が流れ、ボール130は弁座128の傾斜面に沿って転がりつつ離れ、プランジャ132の弁座128への接近時にはプランジャ132により弁座128に押し付けられ、プランジャ132と弁座128との軸心のずれを矯正し、あるいはずれを許容しつつ弁座128の傾斜面に沿って転動し、弁座128に着座する。弁座128側の第一対向面166とキャップ136側の第二対向面220とが互いに対向し、作動液に絞り作用を与えて弁座付近のキャビテーションの発生を抑制する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、従来の電磁弁におけるこれらの問題を解決することを課題としてなされたものである。
特に、ボールは弁座との接触部が一定せず、局所的な摩耗の発生が回避され、一層長い寿命が得られる。また、ボールがプランジャに対して僅かではあるが相対移動可能であるため、ボールがプランジャに固定されている場合に比較して、弁座との同心度の狂いを吸収する能力が大きく、閉状態における流体の漏れの発生を良好に回避することができる。また、ボールがプランジャに固定されている場合に、プランジャと弁座との軸心がずれていれば、ボールが弁座に着座する際にプランジャはその軸心と直交する方向に移動しつつ弁座側へ移動し、プランジャを軸方向に移動可能に保持する保持部との間の摩擦抵抗が大きくなるが、ボールの相対移動によるプランジャと弁座との軸心のずれの吸収により、プランジャは軸心と直交する方向の移動を生ずることなく、あるいは軸心と直交する方向の移動少なく軸方向に移動することができ、摩擦抵抗が軽減される。それにより、本電磁弁が流体の圧力制御に用いられる場合、より滑らかな圧力制御が可能となり、また、摩擦抵抗に打ち勝つためにプランジャに作用させる磁気吸引力を大きくしなくて済み、ソレノイドへの供給電流を小さくすることができ、ソレノイドの発熱量の低減,小体格化,小容量化等を図ることができる。
弁座に対して着座,離間させられる弁子としてのボールが、前記ソレノイドにより移動させられるプランジャに回転可能に保持された電磁弁。
(2)前記プランジャの前記弁座側の端部にキャップが固定されており、それらキャップとプランジャとによって形成されるボール室内に前記ボールが収容され、そのボールの一部が前記キャップの外部へ突出しており、その突出部において前記弁座に着座する(1)項に記載の電磁弁。
プランジャ自体に、ボールを回転可能に保持する凹部を形成することも可能である。しかし、製造技術上、本項におけるように、キャップをプランジャに取り付け、キャップとプランジャとによって形成されるボール室内にボールを収容させる方が、容易である。
(3)前記プランジャの先端面が、前記ボールの半径より大きい曲率半径の凹曲面をなし、プランジャがその凹曲面において前記ボールに接触し、そのボールを前記弁座に押し付ける(1)項または(2)項に記載の電磁弁。
プランジャの先端面を平面とすることも可能である。しかし、先端面を凹曲面、例えば、半径がボールの半径より僅かに大きい凹球面とすれば、プランジャの先端面によるボールの自由な移動を拘束する機能が増し、電磁弁の作動が安定する。また、ボールとプランジャ先端面との間の面圧が小さくて済み、ボールの拘束機能の増加により、ボールの移動可能量(例えば、振動発生時の振幅現象)が長期にわたって小さく抑えられ、この点からも電磁弁の寿命延長効果が得られる。
(4)前記キャップが前記弁座に近い部分ほど内径が小さくなる内径漸減面を有し、その内径漸減面と前記プランジャの先端面とにより、前記ボールが前記弁座から離間した状態におけるそのボールの移動限度が規定されている(2)項まはた(3)項に記載の電磁弁。
内径漸減面は、テーパ面とすることも、凹球面とすることも可能である。前者は製造が容易である利点があり、後者はボールと内径漸減面との接触面積が大きくなり、寿命延長効果が得られる。
(5)前記プランジャが嵌合突部を備え、前記キャップが嵌合凹部を備え、それら嵌合突部と嵌合凹部との締まり嵌合により、前記キャップが前記プランジャに固定された(2)項ないし(4)項のいずれかに記載の電磁弁。
キャップを溶接によりプランジャに固定することも可能である。しかし、嵌合突部と嵌合凹部との締まり嵌合による方が、キャップをプランジャに容易に固定することができる。
(6)当該電磁弁が、前記弁座の外周側に第一対向面を有し、前記キャップがその第一対向面と対向する第二対向面を有し、前記ボールが前記弁座から離間した状態で、流体がそれらボールと弁座との間の隙間を経た後、第一,第二対向面の間の隙間を通過して流れる(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の電磁弁。
流体が、ボールと弁座との間の隙間を経た後、第一,第二対向面の間の隙間を通過して流れるようにすれば、弁座下流の流体の流れが安定し、弁座における流体の流れも安定して、電磁弁の作動が安定する場合が多い。特に、第一,第二対向面間の隙間に絞り機能を持たせれば、弁座におけるキャビテーションの発生が抑制され、電磁弁の寿命延長効果が得られる。
(7)前記プランジャがそのプランジャを軸方向に貫通して延びる貫通孔を備え、前記キャップが、その貫通孔の前記弁座側の開口から離れた位置でその開口に対向する遮蔽部を備えた(2)項ないし(6)項のいずれかに記載の電磁弁。
電磁弁が液体の流れを制御するものである場合に、プランジャに軸方向の貫通孔を形成し、プランジャのソレノイド側に形成される空間と弁室との間の作動液の流れを許容することが行われている。これにより、プランジャの迅速な作動が可能になるのであるが、上記貫通孔を通って気泡が一旦ソレノイド側の空間に侵入すれば、容易には排出されないため、気体が滞留することとなる。そこで、本項に係る電磁弁においては、キャップに遮蔽部を設けて、気泡が貫通孔に侵入することを極力防止するのである。ソレノイド側の空間への気体の滞留は、電磁弁が液圧ブレーキシステムに設けられる場合には特に好ましくなく、本項の特徴は、液圧ブレーキシステム用の電磁弁に特に有効である。
(8)前記遮蔽部が、前記キャップの外周面から半径方向外向きに突出したフランジである (7)項に記載の電磁弁。
キャップにフランジを形成することは容易であり、遮蔽部を容易に設けることができる。フランジがキャップの補強リブを兼ねる場合には一石二鳥となる。
(9)バルブハウジングと、
そのバルブハウジングに形成された弁座と、
その弁座に着座,離間可能な弁子と、
ソレノイドと、
そのソレノイドへの供給電流の制御により軸方向に移動させられ、前記弁子を前記弁座に押し付け、あるいは弁子の弁座からの離間を許容するとともに、軸方向に貫通した貫通孔を備えたプランジャと、
前記貫通孔の前記弁座側の開口から離れた位置でその開口に対向する遮蔽部と
を含む電磁弁。
遮蔽部がキャップに設けられることが不可欠ではない点を除いて、 (7)項の説明が本項にも当てはまる。
(10)前記遮蔽部が前記プランジャに対して固定的に設けられ、プランジャと共に移動する(9)項に記載の電磁弁。
遮蔽部は、プランジャから独立して設けられることも可能である。例えば、バルブハウジングに遮蔽部を設けることも可能なのである。しかし、プランジャに固定的に設ける方が、遮蔽部の遮蔽機能が確実に果たされる。
(11)当該電磁弁が、前記プランジャを、前記ボールを前記弁座に着座させる向きに付勢する弾性部材を含む(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の電磁弁。
本電磁弁は、ソレノイドへの電流供給がない状態では、ボールは弾性部材の付勢により弁座に着座した状態に保たれ、電磁弁が閉じた状態に保たれる。
常開の電磁弁に上記各項の特徴を適用することも可能であるが、常閉の電磁弁に適用した場合の方が効果が大きい。
(12)当該電磁弁が、前記ソレノイドへの供給電流の増減に応じて開弁圧が変化するリニア弁である(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の電磁弁。
リニア弁は、バルブリフト量がごく小さい状態で作動させられることが多く、ボールがプランジャに固定されている場合には、弁座とボールとの円環状のシール部のうち、特定の部分の近傍が集中的に摩耗する。これは、ボールが弁座から完全には離間せず、特定の方向に片寄り、特定の部分が弁座に接触した状態で移動するためと推測される。そのために、ボールがプランジャに固定されている場合には、ボールと弁座との間にすべり摩擦が生じて、ボールと弁座との特定の部分が集中的に摩耗するのであるが、本リニア弁においてはボールが回転可能であるため、ボールと弁座との間に生じるのはころがり摩擦であり、摩耗が著しく低減する効果が得られる。特に、ボールは弁座と接触する部分が刻々変わるため、特定の部分が摩耗することがなく、寿命延長効果が大きい。
ブレーキアクチュエータ14は、上記ホイールシリンダ32,34および左後輪46および右後輪48の回転をそれぞれ抑制するブレーキのホイールシリンダ50,52の各液圧を制御する。ブレーキアクチュエータ14は、図1に示すように、2つのマスタカット弁56,58,液圧源たる動力液圧源60,液圧制御弁装置62,2つのマスタシリンダ圧センサ64および4つのホイールシリンダ圧センサ66を備えている。これらブレーキアクチュエータ14の構成要素は図示を省略するボックス状の本体部材に互いに一体的に組み付けられている。
ボール130はプランジャ132に固定されていないが、凹球面198およびテーパ内周面210により移動を規制されているため、プランジャ132に対する相対移動量は小さく、プランジャ132と一体に近い状態で移動する。しかも、ボール130の回転により、ボール130および弁座128の局所的な摩耗の発生が良好に回避されるとともに、作動性の良い増圧弁80が得られる。
また、流れを制御する流体が気体である電磁弁にも請求可能発明を適用することができる。
136:キャップ 138:スプリング 166:第一対向面 170:プランジャ室 182:貫通孔 198:凹球面 210:テーパ内周面 220:第二対向面 224:フランジ 250:ECU(電子制御ユニット)
Claims (7)
- ソレノイドへの供給電流の制御により開状態と閉状態とに作動する電磁弁であって、
弁座に対して着座,離間させられる弁子としてのボールが、前記ソレノイドにより移動させられるプランジャに回転可能に保持されたことを特徴とする電磁弁。 - 前記プランジャの前記弁座側の端部にキャップが固定されており、それらキャップとプランジャとによって形成されるボール室内に前記ボールが収容され、そのボールの一部が前記キャップの外部へ突出しており、その突出部において前記弁座に着座することを特徴とする請求項1に記載の電磁弁。
- 前記プランジャの先端面が、前記ボールの半径より大きい曲率半径の凹曲面をなし、プランジャがその凹曲面において前記ボールに接触し、そのボールを前記弁座に押し付けることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁弁。
- 前記キャップが前記弁座に近い部分ほど内径が小さくなる内径漸減面を有し、その内径漸減面と前記プランジャの先端面とにより、前記ボールが前記弁座から離間した状態におけるそのボールの移動限度が規定されていることを特徴とする請求項2または3に記載の電磁弁。
- 当該電磁弁が、前記弁座の外周側に第一対向面を有し、前記キャップがその第一対向面と対向する第二対向面を有し、前記ボールが前記弁座から離間した状態で、流体がそれらボールと弁座との間の隙間を経た後、第一,第二対向面の間の隙間を通過して流れることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の電磁弁。
- 前記プランジャがそのプランジャを軸方向に貫通して延びる貫通孔を備え、前記キャップが、その貫通孔の前記弁座側の開口から離れた位置でその開口に対向する遮蔽部を備えたことを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の電磁弁。
- 当該電磁弁が、前記ソレノイドへの供給電流の増減に応じて開弁圧が変化するリニア弁であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の電磁弁。
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