JP2014119031A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材の製造が容易で、高効率化を図ることができる電磁弁を提供すること。
【解決手段】電磁弁１２は、洗浄液が導入される導入部１２ａと、洗浄液が導出される第１導出部１２ｂと、導入部１２ａと第１導出部１２ｂとを連通する第１流通路３１と、ソレノイドコイル３５と、ソレノイドコイル３５の内側に配置された内周支持部３４ｄに内嵌されて該ソレノイドコイル３５の軸方向に沿って移動可能に支持され、ソレノイドコイル３５が励磁状態で第１流通路３１を閉塞する可動部材４３とを備える。内周支持部３４ｄには、可動部材４３の外周面と摺接する摺接部３４ｅが周方向に断続的に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁弁に関するものである。

従来、洗浄液の流路を制御する電磁弁としては、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルの内側に配置された内周支持部に内嵌されてソレノイドコイルの軸方向に沿って移動可能に支持され、ソレノイドコイルが励磁状態となると吸引されて流路を変更する可動部材とを備えたものがある。このような電磁弁としては、可動部材（プランジャ）の外周面に複数の凸面部と溝部を設け、内周支持部との間に流れ込んだ液体により潤滑性を得ながら良好に摺動させようとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２１０７７５号公報

しかしながら、上記電磁弁では、可動部材（プランジャ）の外周に凸面部及び溝部を形成する必要があり、その製造コストが高くなってしまう。又、可動部材の外周面が非円形であるため、ソレノイドコイルの磁力を効果的に利用することができず、効率が低くなるという問題がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、可動部材の製造が容易で、高効率化を図ることができる電磁弁を提供することにある。

上記課題を解決する電磁弁は、洗浄液が導入される導入部と、洗浄液が導出される第１導出部と、前記導入部と前記第１導出部とを連通する第１流通路と、ソレノイドコイルと、前記ソレノイドコイルの内側に配置された内周支持部に内嵌されて該ソレノイドコイルの軸方向に沿って移動可能に支持され、前記ソレノイドコイルが励磁状態で前記第１流通路を閉塞又は連通する可動部材とを備えた電磁弁であって、前記内周支持部には、前記可動部材の外周面と摺接する摺接部が周方向に断続的に形成される。

同構成によれば、内周支持部には、可動部材の外周面と摺接する摺接部が周方向に断続的に形成されるため、例えば摺接部が周方向の全周に形成されたものに比べて、洗浄液が蒸発した際の溶質によって可動部材が不動となることを抑えることができる。即ち、摺接部が周方向の全周に形成されたものでは、洗浄液が蒸発した際に摺接部と可動部材との間に残る溶質によって可動部材の外周が全周に亘って摺接部に固着して可動部材が不動となる虞があるが、上記構成では、前記溶質によって可動部材の外周が断続的に摺接部に固着するだけであるため、可動部材が不動となることを抑えることができる。

しかも、内周支持部に可動部材の外周面と摺接する摺接部を周方向に断続的に形成したため、可動部材の外周面は円形でよく、可動部材の製造が容易となる。又、可動部材の外周面は円形でよいため、可動部材の外周面を非円形とした場合に比べて、ソレノイドコイルの磁力を効果的に利用することができ、高効率化を図ることができる。

上記電磁弁において、前記摺接部は、周方向に等間隔で形成されることが好ましい。
同構成によれば、摺接部は、周方向に等間隔で形成されるため、例えば、不等間隔で形成された場合に比べて、可動部材をバランス良く支持することができ、可動部材の内周支持部との同軸性を高くすることができる。そのため、可動部材の外周面に対する摺接部の摺接範囲を狭くすることができ、可動部材が不動となることをより抑えることができる。

上記電磁弁において、前記摺接部は、前記内周支持部の軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されることが好ましい。
同構成によれば、摺接部は、内周支持部の軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されるため、可動部材の内周支持部との同軸性を高くすることができる。

上記電磁弁において、前記摺接部同士の間の非摺接部は、その周方向端部が前記可動部材の外周面に対する接線よりも径方向外側に凹設された膨出凹部であることが好ましい。
同構成によれば、摺接部同士の間の非摺接部は、その周方向端部が前記可動部材の外周面に対する接線よりも径方向外側に凹設された膨出凹部であるため、非摺接部の周方向端部は可動部材の外周面から急激に離間する構成となる。よって、非摺接部の周方向端部と可動部材の外周面との間に溶質が残ってしまうこと（互いを連結してしまうこと）が抑えられ、該箇所で可動部材が固着してしまうことを抑えることができる。よって、可動部材が不動となることをより抑えることができる。

上記電磁弁において、前記内周支持部は、軸方向から見て、正多角形に形成されることが好ましい。
同構成によれば、内周支持部は、軸方向から見て、正多角形に形成されるため、各辺の中心が摺接部となり、それ以外の部分が非摺接部となる。このようにすると、内周支持部を簡単な形状とすることができ、その設計及び製造が容易となる。

本発明の電磁弁によれば、可動部材の製造が容易で、高効率化を図ることができる。

一実施形態の車両用洗浄装置を備えた車両の概略構成図。 一実施形態の電磁弁の断面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 別例における電磁弁の一部断面図。

以下、車両用洗浄装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、運転席の横に変速装置２のシフトレバー３が設けられ、同シフトレバー３を操作することによって車両１は変速する。シフトレバー３を１速位置に操作すると、変速装置２は車両１の変速比を１速にシフトチェンジさせる。シフトレバー３を２速位置に操作すると、変速装置２は車両１の変速比を２速にシフトチェンジさせる。また、シフトレバー３を中立位置に操作すると、変速装置２は車両１の変速比を中立にシフトチェンジさせる。

さらに、シフトレバー３を後進位置（リバース位置）に操作すると、変速装置２は車両１を後進させる（後進可能な後進状態とする）。この時、シフトレバー３が後進位置（リバース位置）にシフトされている間、車両１の後部に設けられたバックランプＢＬが点灯されるようになっている。

また、車両１のコンソールパネルには、ナビゲーション装置において現在位置やその他地図表示等に利用される表示装置ＤＳＰが設置されている。
車両１の後部中央位置であってリアウィンド４の下側には、リアワイパ装置６が設けられている。リアワイパ装置６は、リアワイパモータＭ１が駆動されることによってワイパブレード７にてリアウィンド４の外側面を払拭する。尚、本実施形態のリアワイパ装置６（リアワイパモータＭ１）は、ウォッシャスイッチＳＷ１の操作に基づいて（リアウィンド４への洗浄液の噴射とともに）連動するようになっている。

車両１の後部であってリアウィンド４の上側には、リアウィンド洗浄ノズルＮ１が設けられている。リアウィンド洗浄ノズルＮ１は、そのノズル口が下方のリアウィンド４に向けられ、給送されてきた洗浄液をリアウィンド４に噴射するようになっている。

又、車両１の後部であって、本実施形態ではリアワイパ装置６よりもさらに後部位置には、バックモニタ用の車載カメラ１０が設置されている。車載カメラ１０は、後方視認用のリアビューカメラであって、車載カメラ１０が撮像した画像は、画像データとして車両１のコンソールパネルに設けた表示装置ＤＳＰに出力される。表示装置ＤＳＰは、その画像データに基づいて車載カメラ１０が撮像した画像を画面に表示するようになっている。

なお、車載カメラ１０は、変速装置２のシフトレバー３を後進位置（リバース位置）に操作したとき、撮像動作を開始しその画像データを表示装置ＤＳＰに出力する。また、シフトレバー３が後進位置（リバース位置）からそれ以外の位置にシフトされたとき、車載カメラ１０は撮像動作を終了する。

車載カメラ１０に隣接した位置であって、車載カメラ１０の後方撮像視野角から外れた位置には、バックカメラ洗浄ノズルＮ２が設けられている。バックカメラ洗浄ノズルＮ２は、そのノズル口が車載カメラ１０のレンズを泥、埃、塵等から保護するために設けられたガラス窓１０ａ（撮像面）に向けられ、給送されてきた洗浄液を車載カメラ１０のガラス窓１０ａに噴射するようになっている。

又、車両１の前部のエンジンルームにはタンクＴと電動ポンプＰが設けられている。電動ポンプＰは、ポンプモータを有し、ウォッシャスイッチＳＷ１の操作に基づいて駆動して、タンクＴに貯留された洗浄液を給送する。この電動ポンプＰには共通配管１１を介して電磁弁１２が連通されている。又、電磁弁１２には第１分岐配管１３及びチェックバルブ２１を介して前記リアウィンド洗浄ノズルＮ１が連通されるとともに、第２分岐配管１４及びチェックバルブ２２を介してバックカメラ洗浄ノズルＮ２が連通される。本実施形態の電磁弁１２は、車両１の後部に配置されている。

図２に示すように、電磁弁１２は、導入部１２ａと第１及び第２導出部１２ｂ，１２ｃとを有するものである。そして、洗浄液が導入される導入部１２ａには前記共通配管１１（電動ポンプＰ）が接続される。又、第１導出部１２ｂには前記第１分岐配管１３（リアウィンド洗浄ノズルＮ１）が接続され、第２導出部１２ｃには前記第２分岐配管１４（バックカメラ洗浄ノズルＮ２）が接続される。そして、電磁弁１２は、自身の非駆動時（非励磁状態）には、導入部１２ａを第１導出部１２ｂに連通し、自身の駆動時（励磁状態）には、導入部１２ａを第２導出部１２ｃに連通する導出部切替型のものである。

詳しくは、本実施形態の電磁弁１２は、一端側（図２中、下端側）に開口端３１ａが形成され他端側（図２中、上端側）に前記第１導出部１２ｂが形成されて第１流通路３１を構成する略円筒状の流路筒部材３２を備える。又、電磁弁１２は、前記流路筒部材３２の中間部に外嵌される略円筒状で金属製の固定円筒部材３３と、該固定円筒部材３３に外嵌されるボビン３４と、該ボビン３４に巻回されるソレノイドコイル３５とを備える。本実施形態のボビン３４は樹脂製であって、円筒部３４ａと該円筒部３４ａの両端から径方向外側に延びるフランジ部３４ｂ，３４ｃとを有し、その円筒部３４ａにソレノイドコイル
３５が巻回されている。又、円筒部３４ａの一端側（図２中、下端側）は、前記固定円筒部材３３よりも軸方向に突出し、その突出した部分の内面が後述する内周支持部３４ｄを構成している。

又、電磁弁１２は、前記ソレノイドコイル３５を覆って外形を形成する樹脂製の第１ケース３６と、第１ケース３６の一端側（図２中、下端側）の開口端に連結される樹脂製の第２ケース３７とを備える。詳しくは、第２ケース３７は、第１ケース３６の一端側の開口端に連結される略有底筒状の分岐室構成部３８を有する。この分岐室構成部３８の内部は分岐室３９を構成し、該分岐室３９には前記第１流通路３１の開口端３１ａが配置される。又、第２ケース３７は、分岐室構成部３８の底部であって前記第１流通路３１の開口端３１ａと対向する位置に、分岐室３９の内外に突出して外部と分岐室３９を連通する筒部４０を有する。この筒部４０は、第２流通路４１を構成し、その他端側（図２中、上端側）に開口端４１ａが形成され一端側（図２中、下端側）に前記第２導出部１２ｃが形成される。又、第２ケース３７は、分岐室構成部３８の周方向の一部に外部に突出して外部と分岐室３９を連通する外延筒部４２を有し、その外延筒部４２の先端側に前記導入部１２ａが形成される。

又、電磁弁１２は、前記内周支持部３４ｄに内嵌されて前記ソレノイドコイル３５の軸方向に沿って移動可能に支持され、ソレノイドコイル３５が励磁状態で吸引されて前記第１流通路３１（開口端３１ａ）を閉塞する可動部材４３を備える。この可動部材４３は、前記内周支持部３４ｄに支持される金属製の円筒部材４４と、該円筒部材４４の一端（図２中、下端）に設けられたシール部材としてのゴム製の弁体４５とを有する。円筒部材４４の一端側には、周方向に複数の連通孔４４ａが形成されている。尚、本実施形態の円筒部材４４は、ソレノイドコイル３５よりも軸方向長さが短く形成されるとともに、一端側が常時（励磁状態でも非励磁状態でも）ソレノイドコイル３５の軸方向端部から突出するように配置される。

又、電磁弁１２は、前記流路筒部材３２と前記可動部材４３の円筒部材４４との間に配置され、可動部材４３（円筒部材４４）を一端側（図２中、下端側）に付勢する圧縮コイルばね４６を備える。これにより、可動部材４３は、ソレノイドコイル３５が非励磁状態では弁体４５が第２流通路４１の開口端４１ａに押圧接触されて該開口端４１ａを閉塞し、ソレノイドコイル３５が励磁状態では他端側に吸引されて弁体４５が第１流通路３１の開口端３１ａに押圧接触されて該開口端３１ａを閉塞する。

ここで、図３に示すように、前記内周支持部３４ｄには、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と摺接する摺接部３４ｅが周方向に断続的に形成されている。本実施形態の摺接部３４ｅは、周方向に等間隔で６箇所形成されている。又、摺接部３４ｅは、前記内周支持部３４ｄの軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されている。又、摺接部３４ｅ同士の間の非摺接部３４ｆは、その周方向端部が可動部材４３（円筒部材４４）の外周面に対する接線Ｓよりも径方向外側に凹設された膨出凹部とされている。尚、本実施形態の摺接部３４ｅが形成される周方向の範囲（角度）の合計は、全周の３０％以下（即ち１０８°以下であって、本実施形態では１つの摺接部３４ｅで（１０８°／６＝）１８°以下）に設定されている。又、内周支持部３４ｄと可動部材４３の軸中心を一致させた状態において、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と摺接部３４ｅとの間には径方向に僅かな微小隙間が生じるように設定されるが、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と非摺接部３４ｆの周方向中央との径方向の隙間は、前記微小隙間の３倍以上となるように設定されている。

次に、上記のように構成された車両用洗浄装置の作用について説明する。
例えば、シフトレバー３が後進位置（リバース位置）以外の位置にあると、電磁弁１２
は、ソレノイドコイル３５が非励磁状態のままで非駆動の状態が保持され、圧縮コイルばね４６の作用によって弁体４５が第２流通路４１の開口端４１ａに押圧接触されて該開口端４１ａが閉塞され、第１導出部１２ｂが導入部１２ａに連通した状態で保持される。そして、この状態で、ウォッシャスイッチＳＷ１が操作されると、電動ポンプＰが駆動され、電動ポンプＰから電磁弁１２（第１導出部１２ｂ）及びチェックバルブ２１を介してリアウィンド洗浄ノズルＮ１に洗浄液が給送され、リアウィンド４に洗浄液が噴射される。又、このとき、リアワイパ装置６（リアワイパモータＭ１）が連動してワイパブレード７にてリアウィンド４が払拭される。これにより、リアウィンド４が洗浄される。

又、例えば、シフトレバー３が後進位置（リバース位置）に操作されると、電磁弁１２は、ソレノイドコイル３５が励磁状態とされて駆動され、磁力によって可動部材４３が他端側（図２中、上端側）に吸引されて弁体４５が第１流通路３１の開口端３１ａに押圧接触されて該開口端３１ａが閉塞され、第２導出部１２ｃが導入部１２ａに連通される。そして、この状態で、ウォッシャスイッチＳＷ１が操作されると、電動ポンプＰが駆動され、電動ポンプＰから電磁弁１２（第２導出部１２ｃ）及びチェックバルブ２２を介してバックカメラ洗浄ノズルＮ２に洗浄液が給送され、車載カメラ１０のガラス窓１０ａに洗浄液が噴射される。これにより、車載カメラ１０のガラス窓１０ａが洗浄される。

次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）内周支持部３４ｄには、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と摺接する摺接部３４ｅが周方向に断続的に形成されるため、例えば摺接部が周方向の全周に形成されたものに比べて、洗浄液が蒸発した際の溶質（界面活性剤等）によって可動部材４３が不動となることを抑えることができる。即ち、摺接部が周方向の全周に形成されたものでは、洗浄液が蒸発した際に摺接部と可動部材４３（円筒部材４４）との間に残る溶質によって可動部材４３の外周が全周に亘って摺接部に固着して可動部材４３が不動となる虞がある。しかしながら、上記実施形態では、前記溶質によって可動部材４３の外周が断続的に摺接部３４ｅに固着するだけであるため、可動部材４３が不動となることを抑えることができる。

しかも、内周支持部３４ｄに可動部材４３の外周面と摺接する摺接部３４ｅを周方向に断続的に形成したため、可動部材４３の外周面は円形でよく、可動部材４３（円筒部材４４）の製造が容易となる。又、可動部材４３の外周面は円形でよいため、可動部材の外周面を非円形とした場合に比べて、ソレノイドコイル３５の磁力を効果的に利用することができ、高効率化を図ることができる。

（２）摺接部３４ｅは、周方向に等間隔で形成されるため、例えば、不等間隔で形成された場合に比べて、可動部材４３をバランス良く支持することができ、可動部材４３の内周支持部３４ｄとの同軸性を高くすることができる。そのため、可動部材４３の外周面に対する摺接部３４ｅの摺接範囲（固着してしまう可能性のある範囲）を狭くすることができ、可動部材４３が不動となることをより抑えることができる。

（３）摺接部３４ｅは、内周支持部３４ｄの軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されるため、可動部材４３の内周支持部３４ｄとの同軸性を高くすることができる。
（４）摺接部３４ｅ同士の間の非摺接部３４ｆは、その周方向端部が可動部材４３（円筒部材４４）の外周面に対する接線Ｓよりも径方向外側に凹設された膨出凹部とされるため、非摺接部３４ｆの周方向端部は可動部材４３の外周面から急激に離間する構成となる。よって、非摺接部３４ｆの周方向端部と可動部材４３の外周面との間に溶質が残ってしまうこと（互いを連結してしまうこと）が抑えられ、該箇所で可動部材４３が固着してしまうことを抑えることができる。よって、可動部材４３が不動となることをより抑えることができる。

（５）内周支持部３４ｄが形成されるボビン３４は、樹脂製であるため、摺接部３４ｅ（非摺接部３４ｆ）を容易に形成することができる。
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の内周支持部３４ｄは、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と摺接する摺接部が周方向に断続的に形成されれば、他の形状に変更してもよい。
例えば、図４に示すように、内周支持部５１を、軸方向から見て、正多角形に形成することで、可動部材４３（円筒部材４４）の外周面と摺接する摺接部５１ａが周方向に断続的に形成された構成としてもよい。このようにすると、内周支持部５１の各辺の中心が摺接部５１ａとなり、それ以外の部分が非摺接部５１ｂとなる。このようにすると、内周支持部５１を簡単な形状とすることができ、その設計及び製造が容易となる。尚、この例（図４参照）では、内周支持部５１を正六角形に形成したが、四角形や五角形や八角形等の他の多角形に変更してもよい。

・上記実施形態では、摺接部３４ｅを周方向に等間隔で形成したが、これに限定されず、不等間隔で形成してもよい。
・上記実施形態では、摺接部３４ｅは、内周支持部３４ｄの軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されるとしたが、これに限定されず、軸方向の一部に形成してもよいし、軸方向に断続的に形成してもよいし、軸方向に沿わず（例えば、螺旋状）に形成してもよい。

・上記実施形態では、内周支持部３４ｄ（ボビン３４）は、樹脂製であるとしたが、これに限定されず、金属製としてもよい。又、内周支持部３４ｄは、ボビン３４に形成せずに、他の別部材に形成してもよい。

・上記実施形態では、電磁弁１２は、洗浄液をリアウィンド４と車載カメラ１０のガラス窓１０ａのいずれか一方に噴射するためのものであるとしたが、これに限定されず、例えば、洗浄液をリアウィンド４とフロントウィンドのいずれか一方に噴射するためのものとしてもよい。

・上記実施形態では、電磁弁１２は、非励磁状態で導入部１２ａを第１導出部１２ｂに連通し、励磁状態で導入部１２ａを第２導出部１２ｃに連通する導出部切替型のものであるとしたが、少なくとも導入部と第１導出部とそれらを連通する第１流通路を備え、励磁状態で第１流通路を閉塞又は連通するものであれば、他のタイプの電磁弁としてもよい。

上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電磁弁において、前記内周支持部は、樹脂製とされたことを特徴とする電磁弁。

同構成によれば、内周支持部は、樹脂製であるため、前記摺接部（非摺接部）を容易に形成することができる。
（ロ）請求項１乃至５及び上記（イ）のいずれか１つに記載の電磁弁において、前記可動部材は、前記内周支持部に支持される円筒部材と、前記円筒部材の一端に設けられ前記ソレノイドコイルが励磁状態で前記第１流通路の開口端を閉塞するシール部材とを有し、前記円筒部材は、前記ソレノイドコイルよりも軸方向長さが短く形成されるとともに、一端側が前記ソレノイドコイルの軸方向端部から突出するように配置されたことを特徴とする電磁弁。

同構成によれば、ソレノイドコイルの磁力を効果的に利用することができ、高効率化を図ることができる。
（ハ）請求項１乃至５、及び上記（イ）、（ロ）のいずれか１つに記載の電磁弁において、前記洗浄液が導出される第２導出部と、前記導入部と前記第２導出部とを連通する第２流通路とを備え、前記可動部材は、前記ソレノイドコイルが励磁状態で前記第１流通路を閉塞し、前記ソレノイドコイルが非励磁状態で前記第２流通路を閉塞することを特徴とする電磁弁。

同構成によれば、ソレノイドコイルが励磁状態で第１流通路が閉塞されて第２導出部のみが第２流通路を介して導入部に連通され、ソレノイドコイルが非励磁状態で第２流通路が閉塞されて第１導出部のみが第１流通路を介して導入部に連通されるといった導出部切替型の電磁弁とされる。このような導出部切替型の電磁弁において上記した効果を得ることができる。

１２…電磁弁、１２ａ…導入部、１２ｂ…第１導出部、３１…第１流通路、３４ｄ，５１…内周支持部、３４ｅ，５１ａ…摺接部、３４ｆ…非摺接部、３５…ソレノイドコイル、４３…可動部材、Ｓ…接線。

Claims (5)

1. 洗浄液が導入される導入部と、
   洗浄液が導出される第１導出部と、
   前記導入部と前記第１導出部とを連通する第１流通路と、
   ソレノイドコイルと、
   前記ソレノイドコイルの内側に配置された内周支持部に内嵌されて該ソレノイドコイルの軸方向に沿って移動可能に支持され、前記ソレノイドコイルが励磁状態で前記第１流通路を閉塞又は連通する可動部材と
   を備えた電磁弁であって、
   前記内周支持部には、前記可動部材の外周面と摺接する摺接部が周方向に断続的に形成されたことを特徴とする電磁弁。
2. 請求項１に記載の電磁弁において、
   前記摺接部は、周方向に等間隔で形成されたことを特徴とする電磁弁。
3. 請求項１又は２に記載の電磁弁において、
   前記摺接部は、前記内周支持部の軸方向全体に、該軸方向に沿って連続して形成されたことを特徴とする電磁弁。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁弁において、
   前記摺接部同士の間の非摺接部は、その周方向端部が前記可動部材の外周面に対する接線よりも径方向外側に凹設された膨出凹部であることを特徴とする電磁弁。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電磁弁において、
   前記内周支持部は、軸方向から見て、正多角形に形成されたことを特徴とする電磁弁。