JP2013174258A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でロッドの振動を防止可能にする。
【解決手段】端部に弁体４０４を有する樹脂製のロッド４０２に、ロッド往復動方向に対して直交する方向にロッド４０２を付勢するフィン４０２ｂを一体に形成する。これによると、フィン４０２ｂのバネ力により、ロッド往復動方向に対して直交する方向のロッドの動きが抑制されるため、ロッド４０２の振動が防止される。そして、フィン４０２ｂをロッド４０２に一体に形成しているため、部品点数が減少し、電磁弁の構成が簡素になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁体が弁座に接離することにより流路を開閉する電磁弁に関するものである。

従来、弁体が弁座に接離して流路を開閉する電磁弁として、電磁力によりプランジャが駆動され、弁体を有するロッドがプランジャの移動に伴って往復動するように構成され、ロッドがガイドのガイド孔内に挿入されて摺動自在に保持されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、この電磁弁では、プランジャ往復動方向に対して直交する方向にプランジャを付勢する偏心バネをプランジャの端部に設けることにより、プランジャやロッドの振動を防止し、ひいては異音の発生を防止するようにしてる。

特開２００４−１１６６１６号公報

しかしながら、従来の電磁弁は、プランジャやロッドの振動を防止するために偏心バネを新たに設けているため、電磁弁の構成が複雑になるとともに、組み付け工数が増加するという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、簡素な構成でロッドの振動を防止可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、弁体（４０４）が弁座（４０３ｂ）に接離することにより、流体が流れる流路（３ｃ）を開閉する電磁弁であって、通電時に磁界を形成するコイル（４１３）と、コイルへの通電により発生する電磁力により駆動されるプランジャ（４１１）と、端部に弁体を有すると共にプランジャの移動に伴って往復動する樹脂製のロッド（４０２）と、ロッドを摺動自在に保持するガイド穴（４０１ａ）が形成されたガイド（４０１）とを備え、ロッド往復動方向に対して直交する方向にロッドを付勢するフィン（４０２ｂ）が、ロッドの外周面に一体に形成されていることを特徴とする。

これによると、フィンのバネ力により、ロッド往復動方向に対して直交する方向のロッドの動きが抑制されるため、ロッドの振動が防止される。そして、フィンをロッドに一体に形成しているため、部品点数が減少し、電磁弁の構成が簡素になるとともに、組み付け工数を少なくすることができる。また、ロッドを樹脂製にしているため、フィンをロッドに容易に形成することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の電磁弁において、フィンは、ロッド周方向に沿って不均一に配置されていることを特徴とする。

これによると、ロッド往復動方向に対して直交する方向のうちの特定の方向にロッドが常時付勢されるため、弁体を有するロッドの作動軌道が安定する。特に、請求項６に記載の発明である、コイルへの通電量が調整されることにより、弁座の上流側の流体圧力と弁座の下流側の流体圧力との差圧が制御される電磁弁に、請求項４の構成を採用した場合、弁体を有するロッドの作動軌道が安定するため、制御入力（コイルへの通電量）に対する開度（弁体と弁座のすきま）の制御精度が向上する。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

本発明の一実施形態に係る電磁弁がアクチュエータのハウジングに組み付けられた状態を示す正面断面図である。 （ａ）は図１の電磁弁におけるロッドの平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

以下、本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、車両のマスタシリンダ（以下、Ｍ／Ｃという）２とホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという）１との間に、ブレーキ液圧を制御する液圧制御用アクチュエータ３が配設されている。液圧制御用アクチュエータ３は、アルミニウム合金製のハウジング３ａを備え、このハウジング３ａには、電磁弁４が挿入される段付円柱状の凹部３ｂ、Ｍ／Ｃ２とＷ／Ｃ１との間でブレーキ液を流通させるための流路３ｃが形成されている。

電磁弁４は、磁性体にて形成された段付円筒状のガイド４０１を備えている。このガイド４０１は、一端側がハウジング３ａの凹部３ｂ内に挿入され、他端はハウジング３ａの外に突出している。そして、凹部３ｂの開口端部をかしめることにより、ガイド４０１がハウジング３ａに液密に固定されている。

ガイド４０１には、ロッド４０２を摺動自在に保持するガイド穴４０１ａ、シート４０３が圧入されるシート挿入穴４０１ｂ、さらには、シート挿入穴４０１ｂの一部である空間４０１ｃをＭ／Ｃ２側の流路３ｃに連通させる連通穴４０１ｄが形成されている。より詳細には、空間４０１ｃは、シート挿入穴４０１ｂのうち、ガイド４０１、ロッド４０２およびシート４０３によって区画された空間である。

棒状のロッド４０２は、樹脂よりなり、ガイド穴４０１ａの軸線方向に沿って往復動可能になっている。ロッド４０２は、シート４０３側の部分がガイド穴４０１ａから突き出て空間４０１ｃに延びており、その先端に球面の主弁体４０４が一体に形成されている。ロッド４０２のうちガイド穴４０１ａに保持されて摺動する部分４０２ａ（以下、ロッド摺動部４０２ａという）は、平面視において略十字状になっている。

ロッド摺動部４０２ａの外周面には、フィン４０２ｂが一体に形成されている。このフィン４０２ｂは、ロッド往復動方向に細長い薄板状で、一端側がロッド摺動部４０２ａに繋がって固定端となり、他端側が自由端になっている。また、フィン４０２ｂは、固定端を基点として自由端側がロッド往復動方向に対して直交する方向（すなわち、ロッド径方向）に移動するように弾性変形可能であり、この弾性変形によりバネ力を発生する。そして、フィン４０２ｂの自由端がガイド穴４０１ａに当接して、ロッド往復動方向に対して直交する方向にロッド４０２を付勢するようになっている。

フィン４０２ｂは、ロッド周方向に沿って等間隔に配置されている。また、フィン４０２ｂは、ロッド往復動方向に沿って離れて配置されている。より詳細には、フィン４０２ｂは、ロッド往復動方向の一端側に４個配置されるとともに、ロッド往復動方向の他端側に４個配置されている。

金属製の円筒状のシート４０３には、ガイド４０１内の空間４０１ｃとＷ／Ｃ１側の流路３ｃとを連通させる主流路４０３ａが、その径方向中心部に形成されている。この主流路４０３ａにおける空間４０１ｃ側の端部に、主弁体４０４が接離するテーパ状の主弁座４０３ｂが形成され、主流路４０３ａの途中には、主流路４０３ａよりも通路面積が小さいオリフィス４０３ｃが形成されている。そして、主弁体４０４は、主弁座４０３ｂに接離することにより、ガイド４０１内の空間４０１ｃ（あるいは、ガイド４０１の連通穴４０１ｄやＭ／Ｃ２側の流路３ｃ）と主流路４０３ａとの間を開閉する。なお、Ｗ／Ｃ１側の流路３ｃには、凹部３ｂとＷ／Ｃ１との間においてポンプ６の吐出口が接続されている。

また、シート４０３における径方向中心からずれた位置には、ガイド４０１内の空間４０１ｃとＷ／Ｃ１側の流路３ｃとを連通させる副流路４０３ｄが、主流路４０３ａに対して並列に形成されている。換言すると、副流路４０３ｄは、主流路４０３ａをバイパスして、Ｗ／Ｃ１側の流路３ｃとＭ／Ｃ２側の流路３ｃに接続されている。

この副流路４０３ｄの途中に、テーパ状の副弁座４０３ｅが形成されている。副流路４０３ｄ内において、副弁座４０３ｅよりもＷ／Ｃ１側の流路３ｃに近い側に、金属製の球状の副弁体４０５が移動可能に挿入されている。そして、副弁体４０５は、圧力差によって移動して副弁座４０３ｅと接離することにより、副流路４０３ｄとＷ／Ｃ１側の流路３ｃとの間を開閉する。

また、シート４０３における空間４０１ｃ側の端部には、主流路４０３ａを囲むようにして、後述するスプリング４１２の一端を受けるシート部ばね受け面４０３ｆが形成されている。

ガイド４０１におけるシート挿入穴４０１ｂの開口端部側には、異物流入防止用のフィルタ４０７が挿入されている。このフィルタ４０７は、シート挿入穴４０１ｂに圧入されるフィルタ固定リング４０９により保持されている。そして、フィルタ４０７によって、副弁体４０５の開弁時の位置が決定されるようになっている。また、ガイド４０１の外周にも、連通穴４０１ｄを囲むようにして、異物流入防止用のフィルタ４０８が配置されている。

ガイド４０１の他端の外周側にはスリーブ４１０が嵌入されており、このスリーブ４１０は、非磁性体金属（例えばステンレス）で形成され、一端が開口した有底円筒状を成しており、底面が略球形状を成している。

そして、スリーブ４１０とガイド４０１とによって区画形成された空間（以下、スリーブ内空間という）に磁性体金属製の略円柱状のプランジャ４１１が配置され、このプランジャ４１１はスリーブ４１０内を摺動可能になっている。なお、プランジャ４１１がスリーブ４１０の底面に接することにより、プランジャ４１１の紙面上向きへの移動が規制される。

プランジャ４１１の外周面には、プランジャ４１１の一端から他端まで連続して延びるプランジャ溝４１１ａが形成されている。そして、スリーブ内空間におけるスリーブ４１０の底面側の空間と、スリーブ内空間におけるプランジャ４１１とガイド４０１との対向面間の空間とが、プランジャ溝４１１ａにより連通されている。

スリーブ４１０の周囲には、通電時に磁界を形成するコイル４１３が巻回されたスプール４１４が配置されている。スプール４１４の外周には磁路部材をなすヨーク４１５が配置されている。そして、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５からコイル４１３への通電により発生する電磁力により、プランジャ４１１が駆動される。なお、ＥＣＵ５は、車両の運動状態等に基づきＡＢＳ制御等を実行すべくコイル４１３への通電状態を制御する。

ロッド４０２とシート４０３とに挟持されたスプリング４１２によって、ロッド４０２がプランジャ４１１側に付勢されており、ロッド４０２とプランジャ４１１は常時当接して一体的に作動するようになっている。

スプリング４１２は、圧縮コイルスプリングであり、主弁体４０４が主弁座４０３ｂから離れる向きに、すなわち開弁向きに、プランジャ４１１およびロッド４０２を付勢している。また、コイル４１３への通電により発生する電磁力により、主弁体４０４が主弁座４０３ｂに近づく向きに、すなわち閉弁向きに、プランジャ４１１およびロッド４０２が付勢される。

主流路４０３ａは、ガイド４０１内の空間４０１ｃのうち、スプリング４１２の内側に位置する内側空間に連通されている。連通穴４０１ｄは、ガイド４０１内の空間４０１ｃのうち、スプリング４１２の外側に位置する外側空間に連通されている。

次に、上記構成を備えた電磁弁４の基本的な作動について説明する。この電磁弁４は、通常時はＥＣＵ５からコイル４１３へ通電されない状態、すなわち非通電状態になっており、非通電時においては、スプリング４１２によりロッド４０２およびプランジャ４１１がスリーブ４１０の底面側に向かって付勢され、プランジャ４１１がスリーブ４１０の底面に接している。そして、ロッド４０２の主弁体４０４がシート４０３の主弁座４０３ｂから離れた状態となり、Ｗ／Ｃ１側の流路３ｃとＭ／Ｃ２側の流路３ｃ間は、シート４０３の主流路４０３ａ、ガイド４０１内の空間４０１ｃ、およびガイド４０１の連通穴４０１ｄを介して連通状態となる。

この状態でポンプ６が作動すると、Ｗ／Ｃ１側とＭ／Ｃ２側との圧力差により副弁体４０５がシート４０３の副弁座４０３ｅ側に向かって移動され、副弁体４０５が副弁座４０３ｅに当接してシート４０３の副流路４０３ｄが閉じられる。したがって、ポンプ６が作動した際には、シート４０３の主流路４０３ａおよび副流路４０３ｄのうち主流路４０３ａのみを介してＷ／Ｃ１側からＭ／Ｃ２側へブレーキ液が流動される。

そして、ポンプ６の作動が中止されると、副弁体４０５は、Ｗ／Ｃ１側とＭ／Ｃ２側との圧力差により移動して、シート４０３の副弁座４０３ｅから離れた状態となり、Ｗ／Ｃ１側の流路３ｃとＭ／Ｃ２側の流路３ｃ間は、シート４０３の副流路４０３ｄ、ガイド４０１内の空間４０１ｃ、およびガイド４０１の連通穴４０１ｄを介して連通状態となる。また、ポンプ６が作動中にＷ／Ｃ１側の圧力よりもＭ／Ｃ２側の圧力が高くなった際には、シート４０３の副流路４０３ｄを介して、Ｍ／Ｃ２側からＷ／Ｃ１側へブレーキ液が供給される。

ポンプ６の作動によるＷ／Ｃ１の増圧が必要になると、ＥＣＵ５はポンプ６を作動させると共に、コイル４１３へ通電することで主流路４０３ａを閉じる。これにより、Ｗ／Ｃ圧が上昇する。そして、コイル４１３への通電量に応じて電磁弁４の上下流間に発生させられる差圧量がリニアに調整される。これにより、コイル４１３への通電量に応じてＷ／Ｃ圧が制御される。

本実施形態では、ブレーキ液が流動する際の流体力により、ロッド４０２はロッド往復動方向に対して直交する方向に振動しようとするが、フィン４０２ｂのバネ力により、ロッド往復動方向に対して直交する方向のロッド４０２の動きが抑制されるため、ロッド４０２の振動が防止される。

また、フィン４０２ｂをロッド４０２に一体に形成しているため、部品点数が減少し、電磁弁４の構成が簡素になるとともに、組み付け工数を少なくすることができる。さらに、ロッド４０２を樹脂製にしているため、フィン４０２ｂをロッド４０２に容易に形成することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、フィン４０２ｂを、ロッド周方向に沿って等間隔に配置したが、フィン４０２ｂを、ロッド周方向に沿って不均一に配置してもよい。このようにすると、ロッド往復動方向に対して直交する方向のうちの特定の方向にロッド４０２が常時付勢されるため、主弁体４０４を有するロッド４０２の作動軌道が安定し、制御入力（コイル４１３への通電量）に対する開度（主弁体４０４と主弁座４０３ｂの隙間）の制御精度が向上する。

また、上記実施形態では、フィン４０２ｂを、ロッド往復動方向の一端側に４個配置するとともに、ロッド往復動方向の他端側に４個配置したが、フィン４０２ｂの数は、ロッド往復動方向の一端側と他端側とで異なっていてもよいし、単数でもよい。

さらに、上記実施形態では、電磁弁４をＷ／Ｃ１とＭ／Ｃ２との間においてブレーキ液に差圧を発生させるシステムに適用する例を示したが、本発明の電磁弁４は他のシステムにも適用することができる。

さらにまた、コイル４１３への通電を制御して電磁弁４の上下流間の差圧をリニアに調整する電磁弁に限らず、コイル４１３への通電の断続により電磁弁４の上下流間を単に開閉する電磁弁にも本発明を適用することができる。

３ｃ 流路
４０１ ガイド
４０２ ロッド
４０４ 弁体
４１１ プランジャ
４１３ コイル
４０１ａ ガイド穴
４０２ｂ フィン
４０３ｂ 弁座

Claims (6)

1. 弁体（４０４）が弁座（４０３ｂ）に接離することにより、流体が流れる流路（３ｃ）を開閉する電磁弁であって、
   通電時に磁界を形成するコイル（４１３）と、
   前記コイルへの通電により発生する電磁力により駆動されるプランジャ（４１１）と、
   端部に前記弁体を有すると共に前記プランジャの移動に伴って往復動する樹脂製のロッド（４０２）と、
   前記ロッドを摺動自在に保持するガイド穴（４０１ａ）が形成されたガイド（４０１）とを備え、
   ロッド往復動方向に対して直交する方向に前記ロッドを付勢するフィン（４０２ｂ）が、前記ロッドの外周面に一体に形成されていることを特徴とする電磁弁。
2. 前記フィンは、自由端が前記ガイド穴に当接していることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記フィンは、ロッド周方向に沿って複数個配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁弁。
4. 前記フィンは、ロッド周方向に沿って不均一に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電磁弁。
5. 前記フィンは、ロッド往復動方向に沿って離れて配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電磁弁。
6. 前記コイルへの通電量が調整されることにより、前記弁座の上流側の流体圧力と前記弁座の下流側の流体圧力との差圧が制御されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電磁弁。

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