JP2015055281A - ソレノイドバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】プレートの組み付け忘れを確実に防止できるソレノイドバルブを提供する。
【解決手段】固定部材１２と、固定部材１２に対して接近離反可能な可動部材１３と、可動部材１３を固定部材１２に接近させる方向に駆動する電磁コイルと、固定部材１２と可動部材１３農地の一方に設けられた穴に挿入され、固定部材１２と可動部材１３とを離反する方向に付勢するバネ１６と、固定部材１２と可動部材１３との間に配されるプレート部材１７とを有するソレノイドバルブ１であって、プレート部材１７は、固定部材１２の端面１２ａ及び可動部材１３の端面１３ａに当接可能な平板部１７ａと、平板部１７の内径端から軸方向に延び、穴１３ｂに取り付けられる固定部１７ｂとを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソレノイドバルブに関する。

ソレノイドバルブは、電磁コイルへの通電によって固定部材（固定鉄心）が励磁されて、可動部材（可動鉄心）が移動して吸着されることを利用して、可動部材に設けられた弁によって流体通路を開閉するものである。ソレノイドバルブは、例えば、自動車のＡＢＳアクチュエータ等に組み込まれて、油（ブレーキ液）の通路の切り替えに用いられる。可動部材は、固定部材に向けて移動可能な隙間を空けて配置される。固定部材と可動部材との間には、電磁コイルへの通電が遮断された際に両部材を離反させるバネが配置される。

例えば特許文献１に示されているソレノイドバルブ（電磁弁）では、電磁コイルへの通電が遮断された際に、固定部材（コアステータ）と可動部材（プランジャ）との吸着を防止して、可動部材を固定部材から速やかに離反するために、固定部材と可動部材との間にプレート（非磁性体プレート）が介装される。この非磁性体プレートには、非磁性体プレートの外周と内周とを連通する連通路が設けられている。

特開２０１１−０９９４８６号公報

ところで、ソレノイドバルブを組み立てる際に、上記のプレートを、固定部材と可動部材（プランジャ）との間に配置する必要がある。しかし、プレートは、小さい部材であるため、組立作業が煩雑となり、組立途中での脱落等により、プレートが介装されない状態で組み立てられるおそれがある。

上記の事情に鑑みて、本発明が解決すべき技術的課題は、プレートの組み付け忘れを確実に防止できるソレノイドバルブを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明のソレノイドバルブは、固定部材と、前記固定部材に対して接近離反可能な可動部材と、前記可動部材を前記固定部材に接近させる方向に駆動する電磁コイルと、前記固定部材と前記可動部材のうちの少なくとも一方に設けられた穴に挿入され、前記固定部材と前記可動部材とを離反する方向に付勢するバネと、前記固定部材と前記可動部材との間に配されるプレート部材とを有するソレノイドバルブであって、前記プレート部材は、前記固定部材の端面及び前記可動部材の端面に当接可能な平板部と、前記平板部の内径端から軸方向に延び、前記穴に取り付けられる固定部とを有するものである。

このように、プレート部材に固定部を設け、固定部材又は可動部材に設けられた穴にプレート部材の固定部を取り付けることで、プレート部材を固定部材又は可動部材と一体化することができる。これにより、ソレノイドバルブの組立時には、プレート部材と固定部材又は可動部材とを一体的に取り扱うことができるため、組立作業が容易化されると共に、プレート部材の組み付け忘れを確実に防止できる。

例えば、平板部が、円周方向に離隔して設けられた複数の半径方向延在部を有する構成とすれば、固定部材と可動部材とで平板部が挟持されたときに、複数の半径方向延在部の間に油の流路が形成される。この流路に油を流入させることにより、可動部材と固定部材との張り付きを防止し、可動部材を固定部材から速やかに離反させることができる。

上記のソレノイドバルブにおいて、固定部材及び可動部材を前記平板部に当接させた状態で、複数の半径方向延在部の円周方向間に設けられた流路を、プレート部材の固定部の内周の空間と連通すれば、可動部材を固定部材から離反させる際に、固定部の内周、すなわち固定部が取り付けられる穴の内部の空間に油を積極的に流入させることができる。これにより、穴の内部の空間が負圧となることを防止して、気泡の発生を抑えることができる。また、上記のように固定部材の穴の内部への油の流れが生じることで、可動部材と固定部材との張り付き防止効果を高めることができる。

上記のプレート部材は、例えば、前記平板部が、前記複数の半径方向延在部の外径端を連結する環状部を備え、前記固定部が、前記複数の半径方向延在部のそれぞれの内径端から軸方向に延びる複数の軸方向延在部で構成されたものとすることができる。この場合、複数の半径方向延在部の間に形成される流路は、固定部（軸方向延在部）により遮られることなく、固定部の内周の空間と連通する。

また、上記のプレート部材は、前記固定部が円筒状に形成され、前記固定部の軸方向一方の端部から外径側に突出して前記複数の半径方向延在部が設けられ、前記固定部の軸方向一方の端部のうち、前記半径方向延在部の円周方向間領域に切り欠きを設けたものとすることができる。この場合、複数の半径方向延在部の間に形成される流路は、固定部に設けられた切り欠きを介して、固定部の内周の空間と連通する。

上記のプレート部材は、例えば、金属板をプレス加工することにより一体成形することができる。この場合、軸方向に延びる固定部が円周方向に連続した形状（例えば円筒状）であると、金属板からの変形量が大きくなるため、固定部にワレが発生するおそれがある。従って、固定部は、円周方向に離隔した複数の部材（例えば上記の軸方向延在部）で構成することが好ましい。

以上のように、本発明によれば、固定部材又は可動部材とプレート部材とを一体化することで、プレートの組み付け忘れを確実に防止できる。

本発明の一実施形態に係るソレノイドバルブの断面図である。 （ａ）はプレート部材の平面図、（ｂ）は側面図である。 プレート部材の原形を示す図である。 （ａ）はプレート部材及びプランジャの斜視図であり、（ｂ）はプランジャにプレート部材を装着した状態の平面図である。 図１のソレノイドバルブの通電状態を示す断面図である。 図５の要部拡大図である。 プレート部材の他の実施形態を示す図であり、（ａ）はプレート部材の平面図、（ｂ）は側面図である。 プレート部材のさらに他の実施形態を示す図であり、（ａ）はプレート部材の平面図、（ｂ）は側面図である。 プレート部材のさらに他の実施形態を示す図であり、（ａ）はプレート部材の平面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）、（ｂ）はプランジャの他の実施形態を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）はプランジャのさらに他の実施形態を示す平面図である。 プランジャのさらに他の実施形態を示す平面図である。 プランジャのさらに他の実施形態を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。

本発明に係るソレノイドバルブ１は、ＡＢＳアクチュエータのアウトレットバルブとして機能する。ＡＢＳアクチュエータは、インレットバルブ（図示せず）とアウトレットバルブとから構成され、ブレーキペダルとブレーキ部との間に設けられて、ブレーキペダルの踏み込みによる油（ブレーキ液）圧の伝達を制御する。図１に示すように、ソレノイドバルブ１は、油の通路を切り替える駆動部１０と、油の通路を形成する通路部２０とを有する。

ソレノイドバルブ１の駆動部１０は、円筒形のガイド部材１１に固定される固定部材１２と、ガイド部材１１内を移動可能な可動部材としてのプランジャ１３と、通電によって磁気を発生させる電磁コイル１４とが設けられる。なお、本実施形態では、プランジャ１３の移動方向（軸方向）が上下方向である場合を示すが、ソレノイドバルブ１の使用態様はこれに限らず、例えばプランジャ１３の移動方向が水平方向であってもよい。

固定部材１２は、磁性体、例えば鉄系の金属材料からなり、下端に平坦な端面１２ａを有する。固定部材１２は、ガイド部材１１の内周面の上端に固定される。

プランジャ１３は、ガイド部材１１の内周に設けられ、軸方向に移動可能とされる。プランジャ１３は、磁性体、例えば鉄系の金属材料からなる。プランジャ１３の上端には平坦な端面１３ａが設けられ、端面１３ａの中心に穴１３ｂが設けられる。プランジャ１３の外周面には、ガイド部材１１の内周面と摺動する円筒面１３ｃと、軸方向に沿って形成される切り欠き１３ｄとが形成される。本実施形態では、図４に示すように、プランジャ１３の外周面に、円周方向等間隔に複数（図示例では３本）の切り欠き１３ｄが形成される。この切り欠き１３ｄと、ガイド部材１１の内周面とによって、油が流通する軸方向流路１８が形成される。プランジャ１３の下端側にはボール１５が取り付けられる。プランジャ１３のうち、少なくとも端面１３ａは切削加工で仕上げておくことが好ましい。

固定部材１２とプランジャ１３との軸方向間には、プランジャ１３を下方に付勢するバネ１６が配される。図示例では、バネ１６の上端が固定部材１２の端面１２ａに当接し、バネ１６の下端がプランジャ１３の穴１３ｂに挿入される。

固定部材１２とプランジャ１３との軸方向間には、プレート部材１７が配される。プレート部材１７は、図２に示すように、平板部１７ａと、平板部１７ａの内径端から軸方向に延びる固定部１７ｂとを備える。プレート部材１７は、磁性体あるいは非磁性体で形成され、例えばステンレス鋼で形成される。

平板部１７ａは、環状部１７ｃと、環状部１７ｃから内径側に突出して形成され、円周方向に離隔して設けられた複数の半径方向延在部１７ｄとからなる。図示例では、半径方向延在部１７ｄが、円周方向等間隔の６か所に設けられる。平板部１７ａは、固定部材１２の端面１２ａ及びプランジャ１３の端面１３ａの双方と当接可能とされる。図示例では、プレート部材１７がプランジャ１３の端面１３ａに取り付けられ、平板部１７ａの下面がプランジャ１３の端面１３ａと当接している（図１参照）。

固定部１７ｂは、複数の半径方向延在部１７ｄのそれぞれの内径端から下方に延びる複数の軸方向延在部１７ｅを備える。各軸方向延在部１７ｅは、円筒面状に湾曲し、同一円筒面上に配される。各軸方向延在部１７ｅの下端には、内径側に傾斜した傾斜部１７ｆが設けられる。固定部１７ｂは、プランジャ１３の穴１３ｂに取り付けられる。具体的には、例えば複数の軸方向延在部１７ｅの外径寸法を、穴１３ｂの内径寸法よりも若干大きくし、複数の軸方向延在部１７ｅを縮径方向に弾性変形させながら、プランジャ１３の穴１３ｂに圧入することで、プレート部材１７がプランジャ１３に取り付けられる。こうして、プランジャ１３とプレート部材１７とを一体化することで、プレート部材１７の組み付けが容易化され、作業性が向上すると共に、プレート部材１７の組み付け忘れを防止できる。なお、プレート部材１７とプランジャ１３とは、ソレノイドバルブ１に組み付けられるまで一体化されていればよく、組み付け後に分離されても問題ない。すなわち、プレート部材１７とプランジャ１３との固定力は、輸送時や組立時にプレート部材１７とプランジャ１３とを一体化できる程度でよい。

プレート部材１７は、プランジャ１３に取り付けられた状態で、プランジャ１３の外周面の切り欠き１３ｄで形成される軸方向流路１８を塞がないように設計される。具体的には、図４（ｂ）に示すように、プレート部材１７の環状部１７ｃの内径端が、軸方向流路１８の内径端よりも外径側に配され、且つ、プレート部材１７の半径方向延在部１７ｄの円周方向幅が、軸方向流路１８の円周方向幅よりも小さい。これにより、軸方向流路１８と、プレート部材１７の複数の半径方向延在部１７ｄの円周方向間に形成される半径方向流路１９とが、常に連通した状態となる（図６参照）。さらに、半径方向流路１９は、固定部１７ｂの内周の空間、すなわちプランジャ１３の穴１３ｂの内部の空間と連通している。従って、軸方向流路１８と、半径方向流路１９と、穴１３ｂの内部の空間とは、常に連通した状態となる。

プレート部材１７は、一枚の金属板にプレス加工を施すことで一体成形される。本実施形態では、まず、厚さ約０．１ｍｍのステンレス鋼板に切断加工を施すことで、図３に示すようなプレート部材原形１７’を形成する。プレート部材原形１７’は、プレート部材１７の環状部１７ｃと同形状の環状部１７ｃ’と、環状部１７ｃ’から内径に突出した複数の突出部１７ｄ’を備える。このプレート部材原形１７’に、プレス成形を一又は複数回施すことにより、突出部１７ｄ’の内径端を折り曲げて、図２に示すプレート部材１７を成形する。このとき、複数の突出部１７ｄ’が軸方向に離隔して設けられることで、各突出部１７ｄ’の円周方向幅が小さくなるため、平板状の突出部１７ｄ’から円筒面状の軸方向延在部１７ｅ及び傾斜部１７ｆを成形する際の変形量を抑えることができ、ワレ等の成形不良を防止できる。

通路部２０は、図１に示すように、ハウジング２１と弁部材２２とを備える。ハウジング２１の側部には、ブレーキペダル側と連通した流入口２１ａと、ブレーキ部が輪と連通した流出口２１ｂとが形成される。ハウジング２１の下端には、弁部材２２を介して油が流出可能な分岐排出口２１ｃが形成される。弁部材２２は、ハウジング２１の内部に組み付けられる。弁部材２２は、テーパ形状の弁座２２ａと、弁座２２ａから下方に延びる連通路２２ｂとが形成される。

ソレノイドバルブ１の内部空間は、油で満たされる。具体的には、ハウジング２１と弁部材２２との間の空間、軸方向流路１８、固定部材１２とプランジャ１３との間の隙間、プランジャ１３の穴１３ｂの内部空間が油で満たされる。

電磁コイル１４に通電しない状態では、バネ１６でプランジャ１３が下方に付勢され、弁座２２ａにボール１５が押し付けられて連通路２２ｂが閉じる（図１参照）。このとき、固定部材１２の端面１２ａとプランジャ１３の端面１３ａとの間に軸方向の隙間が形成される、なお、図示例では、固定部材１２とプランジャ１３との間の隙間を誇張して示しているが、実際は、プレート部材１７の固定部１７ｂの軸方向寸法よりも小さい。

一方、電磁コイル１４に通電すると、プランジャ１３が上昇し、弁座２２ａからボール１５が離反して連通路２２ｂが開き、連通路２２ｂ及び分岐排出口２１ｃを介した油の流通が可能となる（図５参照）。このとき、プレート部材１７の平板部１７ａが、固定部材１２の端面１２ａとプランジャ１３の端面１３ａとで挟持される（図６参照）。

その後、再び電磁コイル１４への通電を停止すると、プランジャ１３がバネ１６の付勢力で下方に動こうとする。このとき、固定部材１２の端面１２ａとプランジャ１３の端面１３ａとの間の隙間はほぼ０となっているため、プランジャ１３の降下が阻害されるおそれがある。本実施形態では、図６に示すように、軸方向流路１８が、固定部材１２の端面１２ａとプランジャ１３の端面１３ａとの間に形成される半径方向流路１９と連通しているため、軸方向流路１８に満たされた油が半径方向流路１９に流入することで、プランジャ１３を速やかに固定部材１２から離反させることができる。特に、ＡＢＳに組み込まれるソレノイドバルブ１のように、短時間に開閉が繰り返される場合、上記のようにプランジャ１３の速やかな移動が有効となる。

また、図６に示す状態からプランジャ１３が下方に移動しようとすると、プランジャ１３の穴１３ｂの内部空間が負圧となり、この空間の油に気泡が発生するおそれがある。油に気泡が生じると、プランジャ１３の推力特性が変化し、ソレノイドバルブ１の動作に不具合が生じるおそれがある。本実施形態では、軸方向流路１８が、半径方向流路１９を介してプランジャ１３の穴１３ｂの内部空間と連通しているため、軸方向流路１８に満たされた油が半径方向流路１９を介して穴１３ｂの内部空間に流入することで、この空間の圧力低下を抑えて気泡の発生を防止できる。

なお、上記の実施形態では、プレート部材１７の平板部１７ａは、環状部１７ｃと、環状部１７ｃから内径側に突出して形成され、円周方向に離隔して設けられた複数の半径方向延在部とからなり、半径方向延在部１７ｄが、円周方向等間隔の６か所に設けられた例を示したが、これに限ることはなく、図７に示すように、プレート部材３０の平板部３０ａは、環状部３０ｃの円周方向等間隔の３か所に半径方向延在部３０ｄを設けてもよい。図７に示すプレート３０においても、固定部３０ｂとして、複数の半径方向延在部３０ｄのそれぞれの内径端から下方に延びる複数の軸方向延在部３０ｅ及び傾斜部３０ｆを備えることは、上記と同様である。なお、プレート部材は、例えば図４（ｂ）に示すように、軸方向流路１８と半径方向流路１９とを連通することができ、また、半径方向流路１９とプランジャ１３の穴１３ｂの内部の空間とを連通することができれば、環状部の半径方向幅寸法や、半径方向延在部の個数及び円周方向幅寸法等を適宜設定できる。

別の態様のプレート部材４０を、図８に示す。このプレート部材４０は、固定部４０ａが円筒状に形成され、固定部４０ａの軸方向一方の端部から外径側に突出する複数の半径方向延在部４０ｂを有する。固定部４０ａの軸方向一方の端部のうち、半径方向延在部４０ｂの円周方向間領域には切り欠き４０ｃが設けられる。円筒部４０ａの外径寸法は、プランジャ１３の穴１３ｂ（図１参照）の内径寸法よりも若干大きく、円筒部４０ａを弾性変形させながら穴１３ｂに圧入される。本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、半径方向延在部４０ｂが、円周方向等間隔の４か所に設けられる。この場合、複数の半径方向延在部４０ｂの間に形成される流路は、固定部４０ａに設けられた切り欠き４０ｃ（図８（ｂ）参照）を介して、固定部４０ａの内周の空間と連通する。従って、上記の実施形態と同様に、プレート部材４０がプランジャ１３に取り付けられた状態では、軸方向流路１８とプランジャ１３の穴１３ｂの内部の空間とは、連通した状態となる。

さらに別の態様のプレート部材５０を、図９に示す。このプレート部材５０は、円筒状の固定部５０ａと複数の半径方向延在部５０ｂとを有する。半径方向延在部５０ｂの内径側端部には、円周方向の両端部を切り欠いた凹部５０ｃがそれぞれ形成される。固定部５０ａには、固定部５０ａの半径方向延在部５０ｂの円周方向間の全領域にわたる切り欠き５０ｄが形成される。これによって、固定部５０ａに形成される流路が大きくなり、切り欠き５０ｄより確実に油を流入することができる。なお、図８及び図９に示すプレート部材４０、５０において、複数の半径方向延在部４０ｂ、５０ｂが設けられるのは、４か所に限ることはなく、プランジャ１３の軸方向流路１８（図４（ｂ）参照）を塞がない範囲で適宜設定できる。

また、上記実施形態においては、プランジャ１３の外周面に、円周方向等間隔に３本の切り欠き１３ｄを形成した例を示した（図４（ａ）参照）が、これに限ることはなく、油が流通する軸方向流路１８が形成されるように、適宜変形することができる。図１０に示すように、プランジャ６０の切り欠き６０ａを、２本（図１０（ａ）参照）、４本（図１０（ｂ）参照）又はこれ以上形成してもよい。また、図１１に示すように、プランジャ７０を、外周面の一部を切り欠いて平坦部７０ａを形成したＤ型形状（図１１（ａ）参照）や、平坦部７０ａを２箇所に形成したＩ型形状（図１１（ｂ）参照）としてもよい。さらには、図１２に示すように、プランジャ８０の内部に、円周方向等間隔に複数（図示例では３本）の貫通孔８０ａを形成してもよく、図１３に示すように、プランジャ９０の外周の形状を、偏平円形状９０ａや楕円形状としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

上記実施形態におけるソレノイドバルブにおいては、バネ１６が挿入される穴１３ｂをプランジャ１３の端面１３ａに設けた例を示したが、これに限ることはなく、固定部材１２の端面１２ａの中心に穴を設けてもよい。この際には、プレート部材１７を予め固定部材１２の穴に取り付けた状態で組立作業を行う。

１ ソレノイドバルブ
１２ 固定部材
１２ａ 端面
１３ プランジャ（可動部材）
１３ａ 端面
１３ｂ 穴
１６ バネ
１７ プレート部材
１７ａ 平板部
１７ｂ 固定部

Claims (9)

1. 固定部材と、前記固定部材に対して接近離反可能な可動部材と、前記可動部材を前記固定部材に接近させる方向に駆動する電磁コイルと、前記固定部材と前記可動部材のうちの少なくとも一方に設けられた穴に挿入され、前記固定部材と前記可動部材とを離反する方向に付勢するバネと、前記固定部材と前記可動部材との間に配されるプレート部材とを有するソレノイドバルブであって、
   前記プレート部材は、前記固定部材の端面及び前記可動部材の端面に当接可能な平板部と、前記平板部の内径端から軸方向に延び、前記穴に取り付けられる固定部とを有するソレノイドバルブ。
2. 前記平板部は、円周方向に離隔して設けられた複数の半径方向延在部を有する請求項１記載のソレノイドバルブ。
3. 前記固定部材及び前記可動部材を前記平板部に当接させた状態で、前記複数の半径方向延在部の円周方向間に設けられた流路を、前記固定部の内周の空間と連通した請求項２記載のソレノイドバルブ。
4. 前記平板部が、前記複数の半径方向延在部の外径端を連結する環状部を備え、前記固定部が、前記複数の半径方向延在部のそれぞれの内径端から軸方向に延びる複数の軸方向延在部を備えた請求項３記載のソレノイドバルブ。
5. 前記固定部が円筒状に形成され、前記固定部の軸方向一方の端部から外径側に突出して前記複数の半径方向延在部が設けられ、前記固定部の軸方向一方の端部のうち、前記半径方向延在部の円周方向間領域に切り欠きを設けた請求項３記載のソレノイドバルブ。
6. 前記プレート部材が、金属板のプレス加工により一体成形された請求項１〜５の何れかに記載のソレノイドバルブ。
7. ソレノイドバルブの固定部材と可動部材との間に配されるプレート部材であって、
   前記固定部材の端面及び前記可動部材の端面に当接可能な平板部と、前記平板部の内径端から軸方向に延び、前記固定部材又は前記可動部材に設けられた穴に圧入固定される固定部とを有するプレート部材。
8. 前記平板部が、環状部と、前記環状部から内径側に突出して設けられた複数の半径方向延在部とを備え、前記固定部が、前記複数の半径方向延在部のそれぞれの内径端を折り曲げて形成された軸方向延在部を備えた請求項７記載のプレート部材。
9. 前記固定部が円筒状に形成され、前記固定部の軸方向一方の端部から外径側に突出して複数の半径方向延在部を設け、前記複数の半径方向延在部が前記平板部として機能する請求項７記載のプレート部材

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