JP2018071584A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】可動子を固定子による吸引力が大きい状態で移動させることができる電磁弁を提供すること。【解決手段】電磁弁１０は、シート部材１８に設けられた円錐面１８ａ１を有する弁座１８ａ及び弁座１８ａに連通する弁孔１８ｂと、球面を有して弁座１８ａの円錐面１８ａ１に対して着座及び離座する弁体１９と、弁座１８ａの円錐面１８ａ１の一部に円錐面１８ａ１に連通して弁座１８ａの径方向に延在するように設けられた溝部１８ｄと、を有する。溝部１８ｄは、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動したときに弁体１９と弁座１８ａの円錐面１８ａ１との間に環状に形成される隙間Ｘを流体が流れる隙間流路断面積と、溝部１８ｄの流体が流れる溝部流路断面積と、の和が弁孔１８ｂの弁孔流路断面積以上となるように溝深さ及び溝部１８ｄの溝幅が決定されて、弁座１８ａに設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、電磁弁に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に開示された電磁弁（以下、「第一従来電磁弁」と称呼する。）が知られている。第一従来電磁弁は、非作動時にシート部に当接することで閉塞可能な可動子と、可動子の軸方向位置に配置された固定子と、可動子をシート部から離間する方向に移動するように電磁力を発生させるコイルと、可動子をシート部に向かって付勢する板状ばね部材と、を備えている。これにより、第一従来電磁弁の作動時においては、コイルへの通電により可動子が固定子に吸引されて、可動子がシート部から離間する方向に移動し、シート孔を介してブレーキ液が流れるようになっている。

又、従来から、例えば、下記特許文献２に開示された電磁弁（以下、「第二従来電磁弁」と称呼する。）も知られている。第二従来電磁弁は、コイルへの通電により可動鉄心が固定鉄心に吸引されて、可動鉄心の端部に設けられたバルブ部がバルブシートと接離して流路を開閉するようになっている。第二従来電磁弁では、バルブシートに調心用のテーパ面が設けられるとともに、このテーパ面の一部に段差部が設けられる。これにより、第二従来電磁弁においては、粘度の高い流体においても十分な流量が得られ、良好なシール性が得られるようになっている。

特開２０１５−１１３９２９号公報 特開平８−１０５５６５号公報

上記第一従来電磁弁においては、可動子（弁体）をシート部（弁座）から離間する方向に移動させてシート孔（弁孔）を介してブレーキ液（流体）を流す場合、可動子（弁体）とシート部（弁座）との間に形成される環状の隙間を流体が流れるときの流路断面積がシート孔（弁孔）を流体が流れる流路断面積以上としなければならない。換言すれば、上記第一従来電磁弁においては、環状の隙間を流体が流れる流路断面積がシート孔（弁孔）を流体が流れる流路断面積未満となるように、可動子（弁体）の移動量を小さくすることができない。ここで、本明細書、特許請求の範囲及び要約書において、流路断面積とは、流体の流れ方向に対して直交する断面において流体が流れる面積をいう。

一般に、図９にて破線により吸引力線図を示すように、コイルによって磁化された固定子が電磁力によって可動子を吸引する吸引力は、可動子の移動量が増大するにつれて急激に小さくなる。一方、図９にて一点鎖線により流量線図を示すように、弁孔を流れる流体の流量は、可動子の移動量が増大に伴って増大する。尚、流量は、弁孔の流路断面積によって決定されるので、可動子の移動量が一定以上に増大しても流量の増加は生じない。そして、このような吸引力及び流量と可動子の移動量との関係に基づいて、電磁弁における可動子の移動量は、図９に示すように、電磁弁に要求される要求流量に応じて決定される。

ところで、上記第一従来電磁弁においては、上述したように、環状の隙間によって決定される流路断面積をシート孔（弁孔）の流路断面積以上とするためには、可動子（弁体）の移動量を大きくする必要がある。これに対して、上記第二従来電磁弁では、バルブシート（弁座）に段差部（溝部）が設けられているので、バルブシート（弁体）に設けられた弁孔に向けた流体の流路即ち流路断面積を確保することができる。その結果、可動鉄心（可動子）が移動した際に形成される流体の合計された流路断面積を大きくすることができる。

しかしながら、上記第二従来電磁弁においては、増粘した流体の流動性を確保することを目的として補助的に段差部（溝部）が形成されており、段差部（溝部）の流路断面積を決定する形状（溝深さ及び溝幅）については何ら規定されていない。このため、段差部（溝部）が形成された場合であっても、流路断面積を確保するために可動子の移動量を大きくする必要がある。従って、上記第二従来電磁弁の場合においても、固定鉄心（固定子）による吸引力が小さくなる領域まで可動鉄心（可動子）を移動させる必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、可動子を固定子による吸引力が大きい状態で移動させることができる電磁弁を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る電磁弁の発明は、筒状のスリーブと、スリーブの一端側にて液密に固定されて、流体を流入させる流入路及び流体を流出させる流出路を有する筒状のバルブボディーと、スリーブの他端側にて液密に固定された柱状の固定子と、スリーブの内部にて、固定子とバルブボディーとの間に配置されて、スリーブの軸線に沿って移動する可動子と、可動子をスリーブの軸線に沿って付勢する付勢部材と、スリーブの外周に設けられて、可動子に対して付勢部材が発生する付勢力に抗した電磁力を通電により固定子に発生させるコイルと、バルブボディーの内部に固定されて、凹状の円錐面を有する弁座及び弁座に連通する弁孔を有するシート部材と、可動子と一体にスリーブの軸線に沿って移動し、球面を有して弁座の円錐面に対して着座及び離座する弁体と、弁座の円錐面の一部に円錐面に連通して弁座の径方向に延在するように設けられた溝部と、を備えた電磁弁であって、流入路から弁孔を介して流出路に向けて流体が流れる吐出流路における弁孔の流体が流れる流路断面積である弁孔流路断面積は、流入路及び流出路の流体が流れる流路断面積よりも小さくなっており、弁体が可動子とともに弁座の円錐面から離座する方向にて移動したときに弁体と弁座の円錐面との間に環状に形成される隙間を流体が流れる流路断面積である隙間流路断面積と、溝部の流体が流れる流路断面積である溝部流路断面積と、の和が、弁孔流路断面積以上となるように溝部の溝深さ及び溝部の溝幅が決定され、決定された溝深さ及び溝幅を有するように溝部が弁座に設けられる。

これによれば、隙間流路断面積と溝部流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となるように決定された溝深さ及び溝幅を有する溝部が弁座に設けられる。ここで、吐出流路において、流体の流量は、弁孔の弁孔流路断面積に依存する。従って、溝部流路断面積を有する溝部が弁座に形成されることにより、隙間流路断面積を弁孔流路断面積よりも小さくすることができる。これにより、弁体と一体に弁座の円錐面から離座する方向にて移動する可動子の移動量を、隙間流路断面積が弁孔流路断面積以上となるまで可動子を移動させる場合に比して、小さくすることができる。その結果、コイルへの通電により固定子が発生する電磁力即ち吸引力が大きい状態で、固定子は、可動子を移動させることができる。

従って、固定子は、可動子を応答性良く移動させることができる。これにより、コイルの小型化を実現することができるとともに、低電力化を達成することができる。又、可動子の移動量が小さくすることができるので、弁体が弁座の円錐面に着座する際の当接に伴う衝撃を低減することができる。その結果、弁体及び弁座の円錐面の変形や摩耗を低減することができ、電磁弁の耐久性を向上させることができる。又、弁体及び弁座の円錐面の変形や摩耗を低減することができることにより、弁体と弁座とによるシール性を長期間に渡り良好に維持することができ、良好な流量特性を発揮することができる。更に、弁座に溝部を設けることができるので、可動子（弁体）の移動量が小さい場合であっても、流体を必要な流量で弁孔に流すことができる。従って、例えば、オリフィスとして作用する弁孔の弁孔流路断面積を大きくして大流量が要求される場合であっても、この要求に対応して溝部の溝深さ及び溝幅を決定することができる。これにより、電磁弁は、可動子の移動量を小さくできるとともに、流体を適切な流量に制御して吐出することができる。

本発明の実施形態に係る電磁弁の構成を示す断面図である。 図１の弁座の構成の図である。 図２のＤ−Ｄにおける弁座の断面図である。 図１の溝部の溝深さ（溝底）の図である。 図１のプランジャーの移動量の図である。 図１の電磁弁における吸引力及び流量と移動量との関係を示す図である。 実施形態の変形例に係る溝部の溝底の断面形状の図である。 電磁弁の適用されるブレーキ装置の油圧制御装置の構成図である。 一般的な吸引力及び流量と移動量との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態及び各変形例の相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一の符号を付してある。又、説明に用いる各図は概念であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。

本実施形態の電磁弁１０は、図１に示すように、通電時に開弁し（連通状態）、非通電時に閉弁する（遮断状態）常閉型の電磁弁である。電磁弁１０は、筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、筒状のスリーブ１２と、このスリーブ１２の一端側（図１にて上下方向下側）に液密に固定された円筒状のバルブボディー１３と、を備えている。

スリーブ１２は、非磁性体材料から形成されている。スリーブ１２は、他端側（図１にて上下方向上側）に固定子１４が液密に固定されている。固定子１４は、磁性体材料から柱状に形成されている。又、スリーブ１２は、内部にて、固定子１４とバルブボディー１３との間に配置されて、スリーブ１２即ちハウジング１１の軸線Ｊｏに沿って移動する可動子としてのプランジャー１５を収容している。プランジャー１５は、磁性体材料から柱状に形成されている。ここで、固定子１４のプランジャー１５に対向する面（図１にて上下方向下側）には、近接するプランジャー１５と当接して、プランジャー１５の移動を規制するストッパ部１４ａが設けられている。

又、スリーブ１２は、固定子１４とプランジャー１５との間に圧縮状態で組み付けられて、プランジャー１５をスリーブ１２（即ちハウジング１１）の軸線Ｊｏに沿って付勢する付勢部材としてのスプリング１６を収容している。より具体的に、スプリング１６は、プランジャー１５の一端側（図１にて上下方向上側）に設けられた収容穴１５ａの内部に収容される。これにより、プランジャー１５は、スプリング１６の付勢力により、スリーブ１２（即ちハウジング１１）の軸線Ｊｏに沿ってバルブボディー１３に向けて付勢される。

スリーブ１２の外周には、コイル１７が組み付けられている。コイル１７は、ヨーク１７ａを備えており、通電されることにより、固定子１４にプランジャー１５に対してスプリング１６の荷重（付勢力）に抗した電磁力（吸引力）を発生させる。

バルブボディー１３は、図１に示すように、磁性体材料から軸線Ｊｏに沿って延出する有底筒状に形成されている。バルブボディー１３の開放端側（図１にて上下方向上側）には、環状の突部１３ａが形成されており、スリーブ１２の一端側に挿入されて液密に固定されている。本実施形態においては、バルブボディー１３の開放端側と底側との間の中央部分における周方向に、流体を流入させる流入路１３ｂが設けられている。又、本実施形態においては、バルブボディー１３の底側（図１にて上下方向下側）に、流体を流出させる流出路１３ｃが設けられている。更に、バルブボディー１３の内部且つ底側（図１にて上下方向下側）には、シート部材１８が液密に固定されている。

シート部材１８は、非磁性体材料から柱状に形成されている。シート部材１８は、図１に示すように、軸線Ｊｏと同軸となるように、弁座１８ａ、弁孔１８ｂ及び流出孔１８ｃが形成されている。弁座１８ａは、プランジャー１５と一体に移動する後述の弁体１９と当接（着座又は離座）可能とされている。弁座１８ａは、図１、図２及び図３に詳細に示すように、軸線Ｊｏに沿った断面形状が弁体１９に向けて凹状となる円錐面１８ａ１を有する円錐状に形成されている。これにより、弁体１９が弁座１８ａに着座した場合、弁体１９と弁座１８ａとの軸線が一致するように、調心されるようになっている。

本実施形態における弁孔１８ｂは、弁座１８ａに対して弁体１９が離座することにより、バルブボディー１３に設けられた流入路１３ｂから流入した流体を流出孔１８ｃに流すものである。弁孔１８ｂの内径は、図１に示すように、流入路１３ｂの内径及び流出孔１８ｃの内径に比して小さくなっている。又、図３に具体的に示すように、弁孔１８ｂの最小内径Ｒｖは、弁体１９が弁座１８ａに着座したときに、後述する弁体１９の先端部１９ｂと弁座１８ａの円錐面１８ａ１とが当接して流体の流れを遮断するシール部分１８ａ２の直径（シール径Ｒｓ×２）よりも小さくなっている。

ところで、電磁弁１０においては、流体は、流入路１３ｂ、弁孔１８ｂ、及び、流出路１３ｃ（流出孔１８ｃ）から形成される流路を流れて吐出される。尚、以下の説明において、流入路１３ｂ、弁孔１８ｂ、流出孔１８ｃ及び流出路１３ｃから形成される流路を「吐出流路」と称呼する。

このため、弁孔１８ｂが上述したように、吐出流路において最小の内径を有することにより、弁孔１８ｂを流体が流れるときの流路断面積（以下、この流路断面積を「弁孔流路断面積」と称呼する。）は、吐出流路において最も小さい。これにより、弁孔１８ｂは、吐出流路を流れる流体に対して、所謂、オリフィスとして作用する。従って、電磁弁１０は、流入路１３ｂから流入し、弁孔１８ｂを介して流出孔１８ｃから流出する流体の流量を調整するようになっている。

弁体１９は、図１に示すように、非磁性体材料から軸線Ｊｏの方向に突出する球面を有するように形成されている。弁体１９は、突部１９ａがプランジャー１５の他面側（図１にて上下方向下側）に形成された取付穴１５ｂに対して固定され、プランジャー１５と一体に軸線Ｊｏの方向に沿って移動するようになっている。弁体１９の先端部１９ｂは、球状に形成されており、弁座１８ａに対して着座又は離座する。本実施形態における電磁弁１０は、コイル１７に通電されない場合に弁体１９（先端部１９ｂ）がシート部材１８の弁座１８ａに着座する常閉型の電磁弁である。

電磁弁１０においては、図１、図２、図３及び図４に示すように、弁座１８ａの円錐面１８ａ１の一部に一以上の溝部１８ｄが設けられる。尚、本実施形態においては、図２に示すように、弁座１８ａに溝部１８ｄを四つ設ける。この場合、溝部１８ｄは、弁座１８ａの円錐面１８ａ１の一部に、周方向に沿って均等な間隔によって設けられる。

溝部１８ｄは、図２及び図３に示すように、弁座１８ａの円錐面１８ａ１に連通して弁座１８ａの径方向に延在するように設けられている。溝部１８ｄは、溝底１８ｄ１及び互いに対向する一対の溝壁１８ｄ２を有している。弁座１８ａの径方向に延在する溝部１８ｄにおいて、溝長さ（図１にて左右方向）については、図２、図３及び図４に示すように、シート部材１８の外周面からシール部分１８ａ２に届かない位置となるように、円錐面１８ａ１に連通するように設けられている。そして、溝部１８ｄは、シート部材１８の上面１８ｅから溝底１８ｄ１までの距離を表す溝深さ（図３にて上下方向）及びシート部材１８の径方向（図２にて上下左右方向）における一対の溝壁１８ｄ２間の距離を表す溝幅が以下の説明のように決定されて設けられる。

先ず、溝部１８ｄは、流体が流れるとき、溝深さ及び溝幅によって決定される流路断面積（以下、この流路断面積を「溝部流路断面積」と称呼する。）により、流体を弁孔１８ｂに向けて流す。尚、本実施形態においては、溝部１８ｄが四つ設けられる。従って、溝部流路断面積は、四つの溝部１８ｄの流路断面積の和となる。又、弁座１８ａにおいては、図４に示すように、弁体１９の先端部１９ｂが弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向に移動したときに、弁座１８ａの円錐面１８ａ１と弁体１９の先端部１９ｂの球面との間に環状の隙間Ｘが形成される。従って、流体は、環状の隙間Ｘによって決定される流路断面積（以下、「隙間流路断面積」と称呼する。）により流れる。

ここで、電磁弁１０が流入路１３ｂから流入した流体を流出路１３ｃから吐出する場合において、上述したように、吐出流路では弁孔１８ｂにおける弁孔流路断面積が最小となる。従って、電磁弁１０が要求される流量で流体を吐出するためには、溝部１８ｄ及び環状の隙間Ｘがオリフィスとして作用しないようにする必要がある。即ち、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積よりも小さくなると、溝部１８ｄ及び環状の隙間Ｘがオリフィスとして作用してしまう。従って、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積以上になる必要がある。

そこで、溝部１８ｄの溝深さ及び溝幅を決定する場合、溝部流路断面積がオリフィスとして作用する弁孔１８ｂの弁孔流路断面積以上となるように、溝深さ及び溝幅が決定される。このため、溝深さ及び溝幅は、以下に示す拘束条件を満たすように決定される。

先ず、溝部１８ｄの溝深さについては、溝部１８ｄの溝底１８ｄ１が以下の拘束条件を満たすように決定される。具体的に、図４に示すように、溝部１８ｄの溝底１８ｄ１は、着座状態において弁体１９の先端部１９ｂと弁座１８ａの円錐面１８ａ１との周状のシール部分１８ａ２を含み軸線Ｊｏに直交する第一平面Ｈ１よりも、弁体１９が弁座１８ａから離座する方向（図４にて上下方向上側）に位置している必要がある。又、図４にて破線により示すように、弁体１９が弁座１８ａから離座する方向に移動すると、形成される隙間のうち、最小の隙間Ｘが環状に形成される。そして、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動して隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときに形成される隙間のうち、最小の隙間Ｘｍ（以下、この隙間Ｘｍを「特定隙間Ｘｍ」と称呼する。）が存在する。この場合、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積に等しいとすると、溝部流路断面積がゼロとなる。従って、溝部１８ｄの溝底１８ｄ１は、特定隙間Ｘｍとなる弁座１８ａの円錐面１８ａ１上の特定点１８ａ３（円錐面上の点）を含み軸線Ｊｏに直交する第二平面Ｈ２よりも、弁体１９が弁座１８ａに着座する方向（図４にて上下方向下側）に位置している必要がある。

このように、溝部１８ｄの溝深さを決定する場合には、溝底１８ｄ１の軸線Ｊｏに沿った形成位置が上述した拘束条件を満たすように決定される。即ち、溝底１８ｄ１は、軸線Ｊｏに沿って、弁体１９と弁座１８ａとによって形成されるシール部分１８ａ２を含む第一平面Ｈ１よりも弁体１９の離座方向であり、且つ、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときに形成される特定隙間Ｘｍとなる弁座１８ａの特定点１８ａ３（円錐面上の点）を含むＨ２よりも弁体１９の着座方向に設けられる。そして、このように溝底１８ｄ１が設けられることにより、溝部１８ｄの溝深さが決定される。

次に、溝部１８ｄの溝幅については、溝部１８ｄの溝壁１８ｄ２が以下の拘束条件を満たすように決定される。具体的に、図２及び図３に示すように、シール部分１８ａ２の直径（シール径Ｒｓ×２）よりも、互いに対向する一対の溝壁１８ｄ２間の距離即ち溝幅が小さくなるように決定される。このように、溝部１８ｄの溝深さ及び溝幅は、上記拘束条件を満たし、且つ、プランジャー１５の移動量Ｓが隙間流路断面積の弁孔流路断面積と等しくなるときの移動量未満にて溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となるように、決定される。

ところで、弁座１８ａには、上述したように、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となるように、溝深さ及び溝幅の決定された溝部１８ｄが設けられる。これにより、上述した特定隙間Ｘｍよりも小さな隙間Ｘにおける隙間流路断面積であっても、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となる。これにより、弁体１９即ちプランジャー１５の移動量Ｓは、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときのプランジャー１５の移動量未満に小さくなる。

プランジャー１５の移動量Ｓが、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときのプランジャー１５の移動量未満に小さくなると、図５に示すように、固定子１４とプランジャー１５と間隔を小さくすることができる。ここで、図６にて破線により吸引力線図を示すように、コイル１７に通電されて固定子１４がプランジャー１５を吸引する吸引力は、固定子１４とプランジャー１５との間隔が小さいほど大きくなる。換言すれば、固定子１４が発生する吸引力は、プランジャー１５の移動量Ｓが小さいほど大きくなる。従って、図６に示すように、プランジャー１５の移動量Ｓが、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときのプランジャー１５の移動量未満に小さい場合には、固定子１４は、吸引力が大きい領域でプランジャー１５を吸引して弁体１９を弁座１８ａから離座させることができる。

一方、図６にて一点鎖線により流量線図を示すように、弁座１８ａに溝部１８ｄを設けない電磁弁（以下、「比較品」と称呼する。）では、弁孔を流れる流体の流量は、上述したように、プランジャー１５の移動量が増加するにつれて徐々増加し、その後、プランジャー１５の移動量に拘わらず一定になる。このため、比較品においては、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときのプランジャー（可動子）の移動量Ｓ１以上となるように大きくしなければ、要求流量を達成することができない。

これに対し、電磁弁１０においては、弁座１８ａに溝部１８ｄが設けられる。そして、弁座１８ａに溝部１８ｄを設けることにより、プランジャー１５（弁体１９）の移動量Ｓが比較品の移動量Ｓ１よりも小さくても、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和を弁孔流路断面積以上となる。従って、図６にて太実線により電磁弁１０の流量線図を示すように、プランジャー１５（弁体１９）の移動量Ｓが比較品のプランジャーの移動量Ｓ１（即ち、隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときのプランジャー１５の移動量に相当）未満で小さいときであっても、吐出流路を経て吐出される流体の流量を十分に確保することができる。

以上の説明からも理解できるように、実施形態の電磁弁１０においては、流入路１３ｂから弁孔１８ｂを介して流出路１３ｃに向けて流体が流れる吐出流路における弁孔１８ｂの流体が流れる流路断面積である弁孔流路断面積は、流入路１３ｂ及び流出路１３ｃの流体が流れる流路断面積よりも小さくなっており、弁体１９が可動子であるプランジャー１５とともに弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動したときに弁体１９と弁座１８ａの円錐面１８ａ１との間に環状に形成される隙間Ｘを流体が流れる流路断面積である隙間流路断面積と、溝部１８ｄの流体が流れる流路断面積である溝部流路断面積と、の和が、弁孔流路断面積以上となるように溝部１８ｄの溝深さ及び溝部１８ｄの溝幅が決定され、決定された溝深さ及び溝幅を有するように溝部１８ｄが弁座１８ａに設けられる。

これによれば、隙間流路断面積と溝部流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となるように決定された溝深さ及び溝幅を有する溝部１８ｄが凹状の円錐面１８ａ１を有する弁座１８ａに設けられる。ここで、吐出流路において、流体の流量は、弁孔１８ｂの弁孔流路断面積に依存する。従って、溝部流路断面積を有する溝部１８ｄが弁座１８ａに形成されることにより、隙間流路断面積を弁孔流路断面積よりも小さくすることができる。これにより、弁体１９と一体に弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動するプランジャー１５の移動量Ｓを、隙間流路断面積が弁孔流路断面積以上となるまでプランジャー１５を移動させる場合に比して、小さくすることができる。その結果、コイル１７への通電により固定子１４が発生する電磁力即ち吸引力が大きい状態で、固定子１４は、プランジャー１５を移動させることができる。

従って、固定子１４は、プランジャー１５を応答性良く移動させることができる。これにより、コイル１７の小型化を実現することができるとともに、低電力化を達成することができる。又、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができるので、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座する際の当接に伴う衝撃を低減することができる。その結果、弁体１９及び弁座１８ａの円錐面１８ａ１の変形や摩耗を低減することができ、電磁弁１０の耐久性を向上させることができる。又、弁体１９及び弁座１８ａの円錐面１８ａ１の変形や摩耗を低減することができることにより、弁体１９と弁座１８ａとによるシール性を長期間に渡り良好に維持することができ、良好な流量特性を発揮することができる。更に、弁座１８ａに溝部１８ｄを設けることができるので、プランジャー１５（弁体１９）の移動量Ｓが小さい場合であっても、流体を必要な流量で弁孔１８ｂに流すことができる。従って、例えば、オリフィスとして作用する弁孔１８ｂの弁孔流路断面積を大きくして大流量が要求される場合であっても、この要求に対応して溝部１８ｄの溝深さ（溝底１８ｄ１）及び溝幅（対向する一対の溝壁１８ｄ２）を決定することができる。これにより、電磁弁１０は、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくできるとともに、流体を適切な流量に制御して吐出することができる。

又、この場合、溝深さは、溝部１８ｄを構成する溝底１８ｄ１のスリーブ１２の軸線Ｊｏに沿った位置に対応しており、溝底１８ｄ１は、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座したときに形成されて流体の流れを遮断する周状のシール部分１８ａ２を含み、スリーブ１２の軸線Ｊｏに直交する第一平面Ｈ１と、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動することによって隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときに弁体１９と弁座１８ａの円錐面１８ａ１との間に形成される隙間のうち、最小の隙間である特定隙間Ｘｍとなる弁座１８ａの円錐面１８ａ１上の特定点１８ａ３（円錐面上の点）を含み、スリーブ１２の軸線Ｊｏに直交する第二平面Ｈ２と、の間に位置するように設けられる。

これによれば、シール部分１８ａ２におけるシール性を確保するとともに、隙間流路断面積を小さくする溝部流路断面積を有するように、溝底１８ｄ１の位置即ち溝部１８ｄの溝深さを決定することができる。従って、隙間流路断面積を小さくすることができるので、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができる。その結果、固定子１４は、吸引力の大きい状態で、プランジャー１５を移動させることができる。これにより、応答性良く弁体１９を弁座１８ａに対して着座又は離座させることができる。又、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができるので、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座する際の衝撃を低減して、耐久性及びシール性を長期間に渡り維持することができる。

又、これらの場合、溝幅は、溝部１８ｄを構成して互いに対向する一対の溝壁１８ｄ２の間の距離に対応しており、溝壁１８ｄ２は、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座したときに形成されて流体の流れを遮断する周状のシール部分１８ａ２の直径よりも小さな距離となるように設けられる。

これによれば、隙間流路断面積を小さくする溝部流路断面積を有するように、対向する溝壁１８ｄ２の間の距離即ち溝部１８ｄの溝幅を決定することができる。従って、隙間流路断面積を小さくすることができるので、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができる。その結果、固定子１４は、吸引力の大きい状態で、プランジャー１５を移動させることができる。これにより、応答性良く弁体１９を弁座１８ａに対して着座又は離座させることができる。又、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができるので、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座する際の衝撃を低減して、耐久性及びシール性を長期間に渡り維持することができる。

又、これらの場合、プランジャー１５は、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１から離座する方向にて移動することによって形成される隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときの移動量未満の移動量Ｓでスリーブ１２の軸線Ｊｏに沿って移動する。

これによれば、プランジャー１５の移動量Ｓを隙間流路断面積が弁孔流路断面積と等しくなるときの移動量未満に小さくすることができるので、固定子１４は、吸引力の大きい状態で、プランジャー１５を移動させることができる。これにより、応答性良く弁体１９を弁座１８ａに対して着座又は離座させることができる。又、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができるので、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座する際の衝撃を低減して、耐久性及びシール性を長期間に渡り維持することができる。

（第一変形例）
上記実施形態においては、溝部１８ｄの溝底１８ｄ１の断面形状を直線となるように設けた。しかしながら、溝部１８ｄの溝底１８ｄ１の断面形状については、必ずしも直線である必要はない。溝底１８ｄ１の断面形状については、図７に示すように、例えば、円弧状であっても良い。この場合、シール部分１８ａ２の近傍、例えば、軸線Ｊｏから弁体１９の弁体半径Ｒｂに相当する位置までは、少なくとも溝底１８ｄ１が上記拘束条件を満たし、弁体１９の弁体半径Ｒｂに相当する位置よりも外側については、特定隙間Ｘｍ以上の隙間Ｘであれば上記拘束条件を満たす必要はない。尚、溝底１８ｄ１の断面形状については、流体が溝部１８ｄを流れる際に抵抗を生じないように滑らかに流れる形状、例えば、弁孔１８ｂから離間するほど溝深さが浅くなるようなテーパや流線型のような形状が好ましい。

（第二変形例）
上記実施形態においては、バルブボディー１３に対して、図１にて上下方向上側に流入路１３ｂを設け、図１にて上下方向下側に流出路１３ｃを設けるようにした。しかしながら、流入路及び流出路については、これに限定されるものではなく、上記実施形態における流入路１３ｂを流出路とし、上記実施形態における流出路１３ｃを流入路とすることも可能である。即ち、この場合においては、吐出流路における流体の流れ方向が逆向きになる。このように、吐出流路における流体の流れ方向が逆になっても、電磁弁１０においては、上記実施形態と同様の効果が得られる。

（第三変形例）
電磁弁１０は、コイル１７への通電が遮断された非通電時において、弁体１９の先端部１９ｂが弁座１８ａから離座する常開型の電磁弁とすることも可能である。この場合には、スプリング１６が、例えば、プランジャー１５の他端側（図１にて上下方向下側）とバルブボディー１３の突部１３ａの先端部（図１にて上下方向上側）との間、又は、プランジャー１５の他端側（図１にて上下方向下側）とシート部材１８の上面１８ｅとの間にて、圧縮状態で組み付けられる。

電磁弁１０が常開型の電磁弁であっても、溝部流路断面積と隙間流路断面積との和が弁孔流路断面積以上となるように、弁座１８ａに溝部１８ｄを設けることにより、プランジャー１５の移動量を小さくすることができる。又、プランジャー１５の移動量が小さくなることにより、固定子１４による吸引力が大きい領域でプランジャー１５を吸引することができる。その結果、コイル１７への通電に応じて、プランジャー１５を応答性良く着座させることができる。従って、電磁弁１０が常開型の電磁弁であっても、上記実施形態及び各変形例と同様の効果が得られる。

ところで、上記各実施形態及び各変形例において説明した電磁弁１０は、例えば、車両のブレーキ制御システムを構成する電磁弁に適用することができる。以下、電磁弁１０を適用することができるブレーキ制御システムを図８を用いて簡単に説明する。

ブレーキ制御システムにおいて、電磁弁１０はアクチュエータ５に組み込まれる。ブレーキ制御システムは、シリンダ機構２３として、マスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）２３０と、マスタピストン２３１，２３２と、マスタリザーバ２３３と、を備えている。ホイールシリンダ２４，２５，２６，２７は、それぞれ、左後輪ＲＬ、右後輪ＲＲ、左前輪ＦＬ、右前輪ＦＲに配置されて、制動力を付与する。マスタシリンダ２３０とホイールシリンダ２４〜２７は、アクチュエータ５を介して接続されている。

ブレーキ制御システムにおいては、運転者がブレーキ操作部材２１を踏み込むと、倍力装置２２により踏力が倍力され、マスタシリンダ２３０内のマスタピストン２３１，２３２が押圧される。これにより、第一マスタ室２３０ａ及び第二マスタ室２３０ｂに同圧のマスタシリンダ圧が発生する。マスタシリンダ圧は、アクチュエータ５を介してホイールシリンダ２４〜２７に伝達される。

アクチュエータ５は、ブレーキ制御装置６の指示に応じて、ホイールシリンダ２４〜２７の液圧（以下、ホイール圧と称呼する。）を制御する装置である。具体的に、アクチュエータ５は、図１１に示すように、油圧回路５０を備えている。油圧回路５０は、第一配管系統５０ａと、第二配管系統５０ｂと、を備えている。第一配管系統５０ａは、左後輪ＲＬ及び右後輪ＲＲに加えられる液圧（ホイール圧）を制御する系統である。第二配管系統５０ｂは、左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに加えられる液圧（ホイール圧）を制御する系統である。

第一配管系統５０ａは、主管路Ａと、差圧制御弁５１と、増圧弁５２，５３と、減圧管路Ｂと、減圧弁５４，５５と、調圧リザーバ５６と、還流管路Ｃと、補助管路Ｄと、を備えており、これらをブレーキ制御装置６が制御して、所謂、自動ブレーキ制御や横滑り防止制御を行うことができる。この場合、上記実施形態及び各変形例で示した電磁弁１０は、差圧制御弁５１、増圧弁５２，５３及び減圧弁５４，５５のそれぞれに適用することができる。

車両のブレーキ制御システムの差圧制御弁５１、増圧弁５２，５３及び減圧弁５４，５５に上述した電磁弁１０が適用された場合、例えば、自動ブレーキ制御や横滑り防止制御に伴って、電磁弁１０の開閉作動回数が増大することが考えられる。ところで、電磁弁１０においては、上述したように、プランジャー１５即ち弁体１９は、移動量Ｓが小さく、且つ、固定子１４による吸引力の大きい領域で着座又は離座することができる。

これにより、車両のブレーキ制御システムにおいて自動ブレーキ制御や横滑り防止制御によって電磁弁１０の開閉作動回数が増大しても、プランジャー１５の移動量Ｓを小さくすることができるので、弁体１９が弁座１８ａの円錐面１８ａ１に着座する際の当接に伴う衝撃を低減することができる。その結果、弁体１９及び弁座１８ａの円錐面１８ａ１の変形や摩耗を低減することができ、電磁弁１０の耐久性を向上させることができる。又、弁体１９及び弁座１８ａの円錐面１８ａ１の変形や摩耗を低減することができることにより、弁体１９と弁座１８ａとによるシール性を長期間に渡り良好に維持することができ、良好な流量特性を発揮することができる。

本発明の実施にあたっては、上記各実施形態及び上記各変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変形が可能であることは言うまでもない。

例えば、上記各実施形態及び各変形例においては、付勢部材として、スプリング１６を用いた。この場合、スプリング１６を用いることに代えて、例えば、ゴム材料を用いることも可能である。この場合においても、プランジャー１５は、ゴム材料によってスリーブ１２の軸線Ｊｏ方向に付勢されるので、弁体１９を弁座１８ａの円錐面１８ａ１に対して着座又は離座させることができる。

１…逆止弁、５…アクチュエータ、６…ブレーキ制御装置、７…ダンパ、８…モータ、１０…電磁弁、１１…ハウジング、１２…スリーブ、１３…バルブボディー、１３ａ…突部、１３ｂ…流入路、１３ｃ…流出路、１４…固定子、１４ａ…ストッパ部、１５…プランジャー、１５ａ…収容穴、１５ｂ…取付穴、１６…スプリング、１７…コイル、１７ａ…ヨーク、１８…シート部材、１８ａ…弁座、１８ａ１…円錐面、１８ａ２…シール部分、１８ａ３…特定点、１８ｂ…弁孔、１８ｃ…流出孔、１８ｄ…溝部、１８ｄ１…溝底、１８ｄ２…溝壁、１８ｅ…上面、１９…弁体、１９ａ…突部、１９ｂ…先端部、Ｈ１…第一平面、Ｈ２…第二平面、Ｊｏ…軸線、Ｒｂ…弁体半径、Ｒｓ…シール径、Ｒｖ…最小内径、Ｓ…移動量、Ｘ…隙間、Ｘｍ…特定隙間、５０…油圧回路、５１…差圧制御弁（電磁弁）、５２，５３…増圧弁（電磁弁）、５４，５５…減圧弁（電磁弁）

Claims (4)

1. 筒状のスリーブと、
   前記スリーブの一端側にて液密に固定されて、流体を流入させる流入路及び前記流体を流出させる流出路を有する筒状のバルブボディーと、
   前記スリーブの他端側にて液密に固定された柱状の固定子と、
   前記スリーブの内部にて、前記固定子と前記バルブボディーとの間に配置されて、前記スリーブの軸線に沿って移動する可動子と、
   前記可動子を前記スリーブの軸線に沿って付勢する付勢部材と、
   前記スリーブの外周に設けられて、前記可動子に対して前記付勢部材が発生する付勢力に抗した電磁力を通電により前記固定子に発生させるコイルと、
   前記バルブボディーの内部にて固定されて、凹状の円錐面を有する弁座及び前記弁座に連通する弁孔を有するシート部材と、
   前記可動子と一体に前記スリーブの前記軸線に沿って移動し、球面を有して前記弁座の前記円錐面に対して着座及び離座する弁体と、
   前記弁座の前記円錐面の一部に前記円錐面に連通して前記弁座の径方向に延在するように設けられた溝部と、を備えた電磁弁であって、
   前記流入路から前記弁孔を介して前記流出路に向けて前記流体が流れる吐出流路における前記弁孔の前記流体が流れる流路断面積である弁孔流路断面積は、前記流入路及び前記流出路の前記流体が流れる流路断面積よりも小さくなっており、
   前記弁体が前記可動子とともに前記弁座の前記円錐面から離座する方向にて移動したときに前記弁体と前記弁座の前記円錐面との間に環状に形成される隙間を前記流体が流れる流路断面積である隙間流路断面積と、前記溝部の前記流体が流れる流路断面積である溝部流路断面積と、の和が、前記弁孔流路断面積以上となるように前記溝部の溝深さ及び前記溝部の溝幅が決定され、
   決定された前記溝深さ及び前記溝幅を有するように前記溝部が前記弁座に設けられる電磁弁。
2. 前記溝深さは、前記溝部を構成する溝底の前記スリーブの前記軸線に沿った位置に対応しており、
   前記溝底は、
   前記弁体が前記弁座の前記円錐面に着座したときに形成されて前記流体の流れを遮断する周状のシール部分を含み、前記スリーブの前記軸線に直交する第一平面と、
   前記弁体が前記弁座の前記円錐面から離座する方向にて移動することによって前記隙間流路断面積が前記弁孔流路断面積と等しくなるときに前記弁体と前記弁座の前記円錐面との間に形成される隙間のうち、最小の隙間である特定隙間となる前記弁座の前記円錐面上の点を含み、前記スリーブの前記軸線に直交する第二平面と、の間に位置するように設けられる請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記溝幅は、前記溝部を構成して互いに対向する一対の溝壁の間の距離に対応しており、
   前記溝壁は、
   前記弁体が前記弁座の前記円錐面に着座したときに形成されて前記流体の流れを遮断する周状のシール部分の直径よりも小さな距離となるように設けられる請求項１又は請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記可動子は、
   前記弁体が前記弁座の前記円錐面から離座する方向にて移動することによって形成される前記隙間流路断面積が前記弁孔流路断面積と等しくなるときの移動量未満の移動量で前記スリーブの前記軸線に沿って移動する請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の電磁弁。

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