JP3752199B2 - 常閉型電磁弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、例えば車両用アンチロックブレーキ装置の液圧回路に設けられた常閉型電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のアンチロックブレーキ装置においては、ブレーキマスタシリンダと車輪ブレーキとを連通する液圧回路に各車輪ブレーキ毎に常開型電磁弁及び常閉型電磁弁が設けられている。
【０００３】
一般的な常閉型電磁弁の構成について説明する。
常閉型電磁弁は、弁を開閉する弁作動ユニットと、ボビンに巻き回されたコイル巻線への通電制御により弁作動ユニットを作動させるコイルユニットを備えている。コイルユニットへの通電制御は電子制御ユニット（ＥＣＵ）により行われる。
【０００４】
弁作動ユニットはパイプボディの一端がブレーキ液の流路が形成された金属製の基体（モジュレータボディ）に嵌め込まれている。パイプボディの他端側は、ボビンに嵌め込まれてコイルユニットが装着されている。パイプボディの他端には、固定コアが嵌め込まれており、パイプボディ溶接されている。パイプボディの一端には軸方向中心部に液室が形成された弁座部材が嵌め込まれている。固定コアと弁座部材との間には可動コアが移動可能に設けられている。可動コアは固定コアとの間に弾装されたリターンスプリングに付勢されることにより先端に設けられた弁体が弁座部材に着座して液室を遮断している。パイプボディには、基体に形成されたホイールシリンダ側に通ずる第１の基体液路に連通する連通孔が穿孔されている。弁座部材の内部に形成された液室は、パイプボディの一端側に設けられた連通孔を通じてリザーバ側に通ずる第２の基体液路に連通している。
【０００５】
常閉型電磁弁は、増圧モード及び保持圧モードの場合には、リターンスプリングにより付勢された可動コアにより先端部に設けられた弁体が弁座部材を閉止している。減圧モードに移行すると、コイルユニットに通電されて、可動コアがリターンスプリングの付勢力に抗して固定コア側に吸引されて当接することにより弁体が弁座部材より離間して開弁する。このとき、ホイールシリンダ側の第１の基体液路より連通孔を介してパイプボディ内へブレーキ液が流れ込む。そして、弁座部材内の液室を通じてリザーバ側の第２の基体液路へブレーキ液が排出される。常閉型電磁弁としては、例えば実用新案登録第２５６９２０８号公報に示すものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
常閉型電磁弁は、減圧モード以外は、リターンスプリングの付勢力のみで可動コアの弁体が弁座部材に着座して閉弁しているため、リターンスプリングは比較的大きなスプリング荷重のものが用いられる。このため、増圧モード若しくは保持圧モードから減圧モードへ移行する際に、コイルユニットへ通電するとリターンスプリングの高スプリング荷重に抗して大きな電磁力で可動コアを固定コア側へ吸引して当接するため、固定コアに当接する際の作動音が大きくなるという課題があった。
また、可動コアを吸引する際に、コイルユニットに大きな電磁力を発生させるため消費エネルギーが増大するという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、開弁動作時の打音等の騒音を低減させ、消費エネルギーを削減可能な常閉型電磁弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
即ち、ボビン（２４）にコイル巻線（３５）が巻き回されたコイルユニット（１３）と、該コイルユニット（１３）への通電により開弁する弁作動ユニット（１２）とを備えた常閉型電磁弁( ＶＯ )において、前記弁作動ユニット（１２）は、固定コア（２５）と、前記固定コア（２５）との間に第１のリターンスプリング（３０）とこれよりもスプリング荷重の高い第２のリターンスプリング（３２）とが緩衝部材（２９）を介してこの順に直列に挿入され、先端に弁体（３３）が設けられた可動コア（２８）と、前記可動コア（２８）の先端に設けられた弁体（３３）が着座する弁座部材（２６）を備え、可動コア（２８）には固定コア（２５）側に開口部を有する円筒状の液室（２８ａ）が設けられ、該液室（２８ａ）の開口部には受け部材（３１）が圧入固定されており、第１のリターンスプリング（３０）は、上端側が固定コア（２５）に当接し下端側が受け部材（３１）に当接して弾装されており、緩衝部材（２９）は円筒状に形成された円筒部（２９ａ）と棒状に延設された突き当て部（２９ｂ）とを有し、該突き当て部（２９ｂ）が受け部材（３１）を挿通し円筒部（２９ａ）を下向きにして液室（２８ａ）に挿入され、第２のリターンスプリング（３２）は、上端が円筒部（２９ａ）に当接し下端が可動コア（２８）の液室壁面（２８ｂ）に当接して弾装されており、可動コア（２８）は、第１のリターンスプリング（３０）のスプリング荷重のみの作用により閉弁しており、前記コイルユニット（１３）への通電により前記可動コア（２８）が固定コア（２５）側へ吸引され、先ず前記緩衝部材（２９）の突き当て部（２９ｂ）が第１のリターンスプリング（３０）のスプリング荷重に抗して前記固定コア（２５）に当接し可動コア（２８）と固定コア（２５）とのギャップＢが十分小さくなった状態で、前記可動コア（２８）が第２のリターンスプリング（３２）のスプリング荷重に抗して前記固定コア（２５）に当接して開弁することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
図１は常閉型電磁弁の断面説明図、図２は電磁弁が組み込まれた基体（モジュレータボディ）の一部破断説明図、図３は車両用アンチロックブレーキ装置の液圧回路を模式的に示す説明図である。
【００１０】
先ず、図２及び図３を参照して車両用アンチロックブレーキ装置の概略構成について説明する。
図３において、１は電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、アクチュエータ２を構成する液圧回路の動作を制御する。Ｍ／Ｃはブレーキマスタシリンダであり、アクチュエータ２の液圧回路に接続してブレーキペダルＰの踏み込み量により各シリンダ室から制動液圧を出力する。Ｆｌ，Ｒｒ，Ｒｌ，Ｆｒは、前方左車輪、後方右車輪、後方左車輪、前方右車輪であり、各車輪には車輪ブレーキＢ（Ｆｌ），Ｂ（Ｒｒ），Ｂ（Ｒｌ），Ｂ（Ｆｒ）が各々設けられている。各車輪ブレーキを作動させるホイールシリンダ（図示せず）は、アクチュエータ２の液圧回路に接続している。
【００１１】
アクチュエータ２の構成について説明すると、ブレーキマスタシリンダＭ／Ｃから車輪ブレーキＢ（Ｆｌ），Ｂ（Ｒｒ）、Ｂ（Ｒｌ），Ｂ（Ｆｒ）の各ホイールシリンダに接続する常開型電磁弁ＩＶ（Ｆｌ），ＩＶ（Ｒｒ），ＩＶ（Ｒｌ），ＩＶ（Ｆｒ）を備えている。これら４つの各常開型電磁弁に対して常閉型電磁弁ＯＶ（Ｆｌ），ＯＶ（Ｒｒ），ＯＶ（Ｒｌ），ＯＶ（Ｆｒ）が各々並列に接続されている。常閉型電磁弁ＯＶ（Ｆｌ），ＯＶ（Ｒｒ）は、ブレーキ液を一時貯留するリザーバ３に、常閉型電磁弁ＯＶ（Ｒｌ），ＯＶ（Ｆｒ）は、ブレーキ液を一時貯留するリザーバ４に各々接続されている。
【００１２】
また、リザーバ３，４はプランジャポンプ５，６の吸入口に接続されており、該プランジャポンプ５，６はブレーキ液をリザーバ３，４よりブレーキマスタシリンダＭ／Ｃに戻すように循環させる。また、７はポンプ作動用モータであり、該モータを回転駆動するとピストンを往復動させてプランジャポンプ５，６を作動させる。プランジャポンプ５，６とブレーキマスタシリンダＭ／Ｃとの間の液路には液圧の脈動を吸収するダンパＤが設けられている。
【００１３】
各常開型電磁弁IＶ及び各常閉型電磁弁OＶの開閉動作は電子制御ユニット１により制御される。また、常開型電磁弁ＩＶ（Ｆｌ），ＩＶ（Ｒｒ），ＩＶ（Ｒｌ），ＩＶ（Ｆｒ）には、チェック弁８（Ｆｌ），８（Ｒｒ），８（Ｒｌ），８（Ｆｒ）が各々並列に接続されており、ブレーキマスタシリンダＭ／Ｃへの入力を解除した後に、対応する車輪ブレーキＢ（Ｆｌ），Ｂ（Ｒｒ），Ｂ（Ｒｌ），Ｂ（Ｆｒ）から、該ブレーキマスタシリンダＭ／Ｃへブレーキ液を直接的に戻すために開弁する。
【００１４】
電子制御ユニット１は、各車輪Ｆｌ，Ｒｒ，Ｒｌ，Ｆｒに設けられた車輪速度センサ（図示せず）などから車両の走行状態が入力されるようになっている。電子制御ユニット１は、各車輪ブレーキＢ（Ｆｌ），Ｂ（Ｒｒ），Ｂ（Ｒｌ），Ｂ（Ｆｒ）毎に車両の走行状態に応じてアクチュエータ２に対して、各常開型電磁弁ＩＶを開弁し、各常閉型電磁弁OVを閉弁してブレーキマスタシリンダＭ／Ｃからホイールシリンダ（図示せず）に加わる液圧を増大させて制動トルクを増加させる増圧モード、各常開型電磁弁ＩＶと各常閉型電磁弁ＯＶを閉弁してブレーキマスタシリンダＭ／Ｃからホイールシリンダ（図示せず）に液圧を伝わらないようにして制動トルクを保持する保持モード、各常開型電磁弁ＩＶを閉弁し、各々の各常閉型電磁弁ＯＶを開弁してホイールシリンダからリザーバ３，４にブレーキ液を一時貯留することで、車輪がロック状態にならないように制動トルクを減少させる減圧モードのいずれかの指令により制御している。
これらのうち、例えば減圧モードに移行した際に、電子制御ユニット１はポンプ作動用モータ７を駆動させて、プランジャポンプ５，６を作動させてリザーバ３，４に一時貯留したブレーキ液をブレーキマスタシリンダＭ／Ｃ側に戻すようになっている。
【００１５】
図２において、常開型電磁弁ＩＶ（Ｆｌ），ＩＶ（Ｒｒ），ＩＶ（Ｒｌ），ＩＶ（Ｆｒ）及び常閉型電磁弁ＯＶ（Ｆｌ），ＯＶ（Ｒｒ），ＯＶ（Ｒｌ），ＯＶ（Ｆｒ）は金属製の基体（モジュレータボディ）９に設けられたブレーキ液の液圧回路に接続されている。各常開型電磁弁ＩＶ及び各常閉型電磁弁ＯＶはターミナル１０、１１を通じて電子制御ユニット１へ電気的に接続されている。また、金属製の基体（モジュレータボディ）９には、プランジャポンプ５，６を作動させるポンプ作動用モータ７が一体に組み付けられている。
【００１６】
常閉型電磁弁ＯＶ（Ｆｌ），ＯＶ（Ｒｒ），ＯＶ（Ｒｌ），ＯＶ（Ｆｒ）の概略構成について図１を参照して説明する。尚、常閉型電磁弁OＶは４個具備されているがこれらのうちの１について代表して説明するものとする。常閉型電磁弁OＶはボビン２４にコイル巻線３５が巻き回されたコイルユニット１３と、該コイルユニット１３への通電により開弁する弁作動ユニット１２とにより構成されている。
【００１７】
弁作動ユニット１２の構成について説明する。弁作動ユニット１２は、ホイールシリンダ側からのブレーキ液の第１の基体液路１４及びリザーバ３、４側に連通する第２の基体液路２７が各々形成された金属製の基体（モジュレータボディ）９の嵌合孔１５に嵌め込まれている。具体的には、パイプボディ１６の一端が嵌合孔１５に嵌め込まれ、パイプボディ１６の外周に嵌め込まれたプラグ１７と嵌合孔内壁の凹溝との間に係合した止め輪１８により離脱しないようになっている。
【００１８】
また、パイプボディ１６の外周には、長手方向にシールリング１９、２０が嵌め込まれている。シールリング１９、２０に軸方向に仕切られたエリアに相当するパイプボディ１６には、基体（モジュレータボディ）９のホイールシリンダ側の第１の基体液路１４に連通する連通孔２１が穿孔されている。この連通孔２１を覆うようにフィルター装置２２が嵌め込まれており、該フィルター装置２２はパイプボディ１６の内側へ流れるブレーキ液をろ過するようになっている。パイプボディ１６内に設けられた弁座部材２６の着座部２６ａには弁孔２６ｂが形成されており、該弁孔２６ｂは弁座部材２６の軸方向中心部に設けられた液室２３に連通している。この液室２３は、パイプボディ１６の下面に設けられた連通孔１６ａを通じて、基体（モジュレータボディ）９のリザーバ側の第２の基体液路２７と連通している。上記第１の基体液路１４、液室２３及び第２の基体液路２７は、主として減圧モードにおいて、弁作動ユニット１２が開弁した状態でホイールシリンダ側からリザーバ側へ流れるブレーキ液の戻り流路として使用される。
【００１９】
上述したようにパイプボディ１６の一端側は基体（モジュレータボディ）９の嵌合孔１５に嵌め込まれ、他端側がコイルユニット１３のボビン２４に挿入されている。パイプボディ１６の他端側は固定コア２５と溶接されて一体に連結されている。固定コア２５もボビン２４に挿入されている。
【００２０】
パイプボディ１６の一端側には弁座部材２６が圧入固定されている。パイプボディ１６内には、固定コア２５と弁座部材２６との間に可動コア２８が軸方向に移動可能に挿入されている。また、可動コア２８内には固定コア２５との間に第１のリターンスプリング３０と該第１のリターンスプリング３０よりスプリング荷重の高い第２のリターンスプリング３２とが緩衝部材２９を介してこの順に直列に挿入されている。
【００２１】
緩衝部材２９は、可動コア２８の液室２８ａ内を可動コア２８の移動に伴って相対的に軸方向に移動可能に挿入されている。緩衝部材２９は円筒状に形成された円筒部２９ａと棒状に延設された突き当て部２９ｂとを有し、円筒部２９ａを下向きにして液室２８ａに挿入されている。また、可動コア２８の液室２８ａの開口部側には、円筒状の受け部材３１が圧入固定されており、第２のリターンスプリング３２のスプリング荷重が緩衝部材２９へ伝達するようになっている。非作動時に緩衝部材２９は、円筒部２９ａが受け部材３１に当接しており、突き当て部２９ｂが受け部材３１を挿通して固定コア２５側へ延設されている。
【００２２】
第１のリターンスプリング３０は、上端側が固定コア２５に当接し下端側が受け部材３１に当接して弾装されている。また、第２のリターンスプリング３２は、上端が円筒部２９ａに当接し下端が可動コア２８の液室壁面２８ｂに当接して弾装されている。可動コア２８は、第１のリターンスプリング３０のスプリング荷重のみの作用により閉弁している。また、緩衝部材２９の突き当て部２９ｂと固定コア２５とのギャップＡは可動コア２８と固定コア２５とのギャップＢより小さく設定されている。これにより、可動コア２９が固定コア２５側へ吸引されると、先ず緩衝部材２９の突き当て部２９ｂが固定コア２５の端面に突き当てられる。
【００２３】
可動コア２８の先端部には例えば鋼球よりなる弁体３３が設けられている。可動コア２８は第１、第２のリターンスプリング３０、３２によって閉弁方向に常時付勢されており、先端部に設けられた弁体３３が弁座部材２６に常時当接して液室２３を遮断している。固定コア２５の突き当て端面（上端面）には、シャットプレート２５ａが設けられている。可動コア２８は、コイルユニット１３への通電により固定コア２５側へ吸引されて、弁体３３が弁座部材２６より離間することにより開弁する。
【００２４】
また、コイルユニット１３は、絶縁樹脂材などからなるボビン２４の片側に、導電性を有する接続端子部３４がボビン２４に対して吊る方向に抜け止め係止している。接続端子部３４にはボビン２４に巻き回されたコイル巻線３５が接続されている。ボビン２４の外周側には、ヨーク３６が嵌め込まれており、磁路を形成している。ボビン２４の内周側にはパイプボディ１６の他端側及び固定コア２５が嵌め込まれている。接続端子部３４は、電子制御ユニット１に電気的に接続するターミナル１０に溶接により接続されている（図２参照）。
【００２５】
次に、常閉型の電磁弁ＯＶの開閉動作について図１を参照して説明する。
ブレーキペダル操作によりマスタシリンダＭ／Ｃからのブレーキ圧が増大する増圧モード及びブレーキ圧が保持されたままの保持圧モードの場合には、コイルユニット１３への通電は行なわれず、第１のリターンスプリング３０の付勢により可動コア２８の弁体３３が弁座部材２６に着座して閉弁している。
【００２６】
ブレーキマスタシリンダＭ／Ｃを解除操作し、ブレーキ圧を減じる減圧モードに移行すると、コイルユニット１３に通電されて、可動コア２８が固定コア２５側へ吸引され、先ず緩衝部材２９が第１のリターンスプリング３０の低スプリング荷重に抗して固定コア２５に当接し、次いで可動コア２８が第２のリターンスプリング３２の高スプリング荷重に抗して緩衝部材２９の外周を摺動しながら固定コア２５に当接することにより開弁する。
このとき、ホイールシリンダ側の第１の基体液路１４より連通孔２１を介してパイプボディ１６内へブレーキ液が流れ込む。パイプボディ１６内へ流れ込んだブレーキ液は、弁孔２６ｂを介して弁座部材２６の軸方向中心部に設けられた液室２３に流れ込み、連通孔１６ａを通じてリザーバ３、４側の第２の基体液路２７へブレーキ液が戻される。
【００２７】
また、減圧モードから保持圧若しくは増圧モードに転じると、コイルユニット１３への通電が停止され、可動コア２８は第１、第２のリターンスプリング３０、３２の付勢力により図の下方へ移動して、弁体３３が弁座部材２６に着座して閉弁する。
【００２８】
上記構成によれば、常閉型電磁弁ＶＯを閉弁状態から開弁状態に移行する際に、コイルユニット１３への通電により可動コア２８が固定コア２５側に吸引されると、先ず第１のリターンスプリング３０のスプリング荷重に抗して緩衝部材２９の突き当て部２９ｂが固定コア２５に突き当たり、可動コア２８と固定コア２５とのギャップが十分小さくなってから、第２のリターンスプリング３２のスプリング荷重に抗して可動コア２８が固定コア２５に当接するので、固定コア２５に当接する際の作動音を小さく抑えることができる。また、可動コア２８の戻り速度も抑えられるのでブレーキ液の脈動も小さくして油撃音の発生を抑えることができる。
また、可動コア２８を吸引する際にコイルユニット１３に発生する電磁力が小さくすることができるので、消費エネルギーを削減することができる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施例について述べてきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのものではなく、緩衝部材２９の材質は樹脂材、金属材の何れでもよく形状も任意である。このように法の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載の常閉型電磁弁の構成によれば、コイルユニットへの通電により前記可動コアが固定コア側へ吸引され、先ず緩衝部材が第１のリターンスプリングのスプリング荷重に抗して固定コアに当接し、次いで可動コアが第２のリターンスプリングのスプリング荷重に抗して固定コアに当接することにより開弁するので、可動コアと固定コアとのギャップが十分小さくなってから、第２のリターンスプリングのスプリング荷重に抗して可動コアが固定コアに当接するので、固定コアに当接する際の作動音を小さく抑えることができる。また、可動コアの戻り速度も抑えられるのでブレーキ液の脈動も小さくして油撃音の発生を抑えることができる。
また、可動コアを吸引する際にコイルユニットに発生する電磁力が小さくすることができるので、消費エネルギーを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】常閉型電磁弁の断面説明図である。
【図２】電磁弁が組み込まれた基体（モジュレータボディ）の一部破断説明図である。
【図３】車両用アンチロックブレーキ装置の液圧回路を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ 電子制御ユニット
２ アクチュエータ
３、４ リザーバ
５、６ プランジャポンプ
７ ポンプ作動用モータ
８ チェック弁
９ 基体
１０、１１ ターミナル
１２ 弁作動ユニット
１３ コイルユニット
１４ 第１の基体液路
１５ 嵌合孔
１６ パイプボディ
１７ プラグ
１８ 止め輪
１９、２０ シールリング
２１ 連通孔
２２ フィルター装置
２３、２８ａ 液室
２４ ボビン
２５ 固定コア
２５ａ シャットプレート
２６ 弁座部材
２７ 第２の基体液路
２８ 可動コア
２８ｂ 液室壁面
２９ 緩衝部材
２９ａ 円筒部
２９ｂ 突き当て部
３０ 第１のリターンスプリング
３１ 受け部材
３２ 第２のリターンスプリング
３３ 弁体
３４ 接続端子部
３５ コイル巻線
３６ ヨーク

Claims (1)

1. ボビン（２４）にコイル巻線（３５）が巻き回されたコイルユニット（１３）と、該コイルユニット（１３）への通電により開弁する弁作動ユニット（１２）とを備えた常閉型電磁弁( ＶＯ )において、
   前記弁作動ユニット（１２）は、固定コア（２５）と、
   前記固定コア（２５）との間に第１のリターンスプリング（３０）とこれよりもスプリング荷重の高い第２のリターンスプリング（３２）とが緩衝部材（２９）を介してこの順に直列に挿入され、先端に弁体（３３）が設けられた可動コア（２８）と、
   前記可動コア（２８）の先端に設けられた弁体（３３）が着座する弁座部材（２６）を備え、
   可動コア（２８）には固定コア（２５）側に開口部を有する円筒状の液室（２８ａ）が設けられ、該液室（２８ａ）の開口部には受け部材（３１）が圧入固定されており、
   第１のリターンスプリング（３０）は、上端側が固定コア（２５）に当接し下端側が受け部材（３１）に当接して弾装されており、
   緩衝部材（２９）は円筒状に形成された円筒部（２９ａ）と棒状に延設された突き当て部（２９ｂ）とを有し、該突き当て部（２９ｂ）が受け部材（３１）を挿通し円筒部（２９ａ）を下向きにして液室（２８ａ）に挿入され、
   第２のリターンスプリング（３２）は、上端が円筒部（２９ａ）に当接し下端が可動コア（２８）の液室壁面（２８ｂ）に当接して弾装されており、
   可動コア（２８）は、第１のリターンスプリング（３０）のスプリング荷重のみの作用により閉弁しており、
   前記コイルユニット（１３）への通電により前記可動コア（２８）が固定コア（２５）側へ吸引され、先ず前記緩衝部材（２９）の突き当て部（２９ｂ）が第１のリターンスプリング（３０）のスプリング荷重に抗して前記固定コア（２５）に当接し可動コア（２８）と固定コア（２５）とのギャップＢが十分小さくなった状態で、前記可動コア（２８）が第２のリターンスプリング（３２）のスプリング荷重に抗して前記固定コア（２５）に当接して開弁することを特徴とする常閉型電磁弁。

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