JP4673832B2

JP4673832B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP4673832B2
Application number: JP2006356372A
Authority: JP
Inventors: 直己増田; 淳飯島; 敬一龍野
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008164119A

Description

本発明は、弁体および弁座として機能するフローシートを備えた電磁弁に関する。

一般に、車両用のアンチロックブレーキ装置などの流体の流れを制御する装置には、様々な電磁弁が適宜設けられている。このような電磁弁としては、従来、弁体を備えた可動コアと、弁体が当接する第１弁座面を有したフローシートと、フローシートが当接する第２弁座面を備えたシート部材とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。なお、この電磁弁では、可動コアが、リターンスプリングとコイルによって励磁される固定コアとによってフローシートに対して進退するようになっている。また、可動コアがフローシートから所定量以上離れると、可動コアに固定された吊下部材がフローシートに引っ掛かることで、フローシートが可動コアとともに進退するようになっている。

具体的に、特許文献１に記載の技術では、略有底円筒状に形成されるフローシートが、その開口を下向きにして配置されており、その下側の円筒部分が、円筒状のシート部材の内周面によって摺動自在に支持されることで、左右前後へふらつくことなく上下に進退自在となっている。そして、このフローシートの上側の底壁には、可動コアの弁体が当接する第１弁座面と第１弁座面からフローシート内へ貫通する第１貫通孔とが形成されている。また、フローシートの外周面における略中央部には、シート部材の上端に形成される第２弁座面と当接する当接面が外側へ突出するように形成されている。そして、フローシートの当接面から下の円筒部分が、シート部材でガイドされる被ガイド部となり、この被ガイド部の上部（当接面近傍）に径方向へ貫通する第２貫通孔が形成されている。なお、この被ガイド部は、フローシートの上部よりも薄肉に形成されている。

そして、このような電磁弁では、可動コアが所定量だけ移動すると、可動コアの弁体がフローシートの第１弁座面に対して進退して、第１貫通孔の連通状態が切り替えられる。また、可動コアを前記所定量よりも大きなストロークで動かすと、可動コアに固定された吊下部材がフローシートに引っ掛かることで可動コアと一緒に移動するフローシートの当接面がシート部材の第２弁座面に対して進退して、第２貫通孔の連通状態が切り替えられる。

特開２００４−３１６８５８号公報

しかしながら、前記した従来技術では、第２弁座面に当接させる当接面をフローシートの外周面の略中央部に設けているので、この当接面の加工が厳しくなるといった問題があった。また、フローシートの当接面よりも下側の被ガイド部がフローシートの上部よりも薄肉となっているので、形状が複雑化して加工コストがかかるとともに、熱処理を施すと歪が発生するおそれもあった。

そこで、本発明は、フローシートの当接面の加工が容易かつ安価になるとともに、熱処理による歪の発生を抑えることができる電磁弁を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明は、リターンスプリングおよびコイルによって励磁される固定コアによって進退自在となる弁体部材と、前記弁体部材に固定された吊下部材と、前記弁体部材が着座する第１弁座面を有し、かつ、前記吊下部材との係合により前記弁体部材と一体に移動可能となるフローシートと、前記フローシートが着座する第２弁座面を有したシート部材とを備えた電磁弁であって、前記第２弁座面よりも前記弁体部材側に、前記フローシートの外周面を摺動自在にガイドするガイド部材を設け、前記ガイド部材は、上側リング部と、下側リング部と、前記上側リング部および前記下側リング部の各内周面を繋ぐように設けられた複数のガイドリブとを備えてなり、前記上側リング部および前記下側リング部の内側に前記フローシートとの間で前記フローシートの軸方向へ抜ける流路が形成されるとともに前記複数のガイドリブ同士の間に、径方向へ抜ける流路が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第２弁座面よりも弁体部材側に設けられたガイド部材によってフローシートがガイドされるので、フローシートの被ガイド部は、第２弁座面との当接面よりも弁体部材側となる。そのため、フローシートにおける第２弁座面との当接面よりもシート部材側には、従来のようなフローシートの上部よりも薄肉となる被ガイド部を設ける必要がなくなるので、熱処理による歪の発生を抑えることができる。また、このようにフローシートの当接面よりもシート部材側に被ガイド部を設ける必要がないことから、当接面をフローシートの端部に設けることができるので、当接面の加工も容易かつ安価となる。

そして、上側リング部の前記弁体部材側に向く上面には、径方向に貫通する溝が、前記複数のガイドリブの間に形成されていることが望ましい。

また、前記上側リング部の前記第２弁座面側に向く下面と前記ガイドリブの外面とを繋ぐ補強リブが設けられた構成とすることが望ましい。

さらに、前記した各電磁弁においては、前記フローシートと前記ガイド部材は、円筒状の側壁部を有するボディ部の内側に配置され、前記上側リング部は、外周面が前記ボディ部の内周面と略同一の径で形成され、前記下側リング部は、外周面が前記上側リング部の外周面よりも小径となるように形成された構成とすることが望ましい。

また、前記ガイド体は、樹脂により、前記シート部材とは別体に構成されていてもよい。

これによれば、ガイド体を樹脂によりシート部材とは別体に構成するので、ガイド体の形状の自由度を高めることができる。

本発明によれば、第２弁座面よりも弁体部材側にガイド部材を設けることで、従来のような薄肉の被ガイド部が不要となるので、フローシートの当接面の加工が容易になるとともに、熱処理による歪の発生を抑えることができる。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係る常閉型電磁弁を示す縦断面図であり、図２はガイド部材の詳細を示す斜視図である。

図１に示すように、常閉型電磁弁１は、トラクション制御装置や車両の挙動安定化制御装置などの基体Ｂに形成された流路Ｒの閉塞・開放を段階的に切り替えるための弁であり、主に、ハウジング２、固定コア３、コイルユニット４、弁体部材５、フローシート７およびシート部材８を備えて構成されている。

ハウジング２は、略円筒状のガイド筒２１と、略有底円筒状のボディ部２２とを備えて構成されている。

ガイド筒２１は、円筒状の本体部２１ａを有する他、この本体部２１ａの下端（ボディ部２２側の端）から拡開するように形成される本体部２１ａよりも大径の拡開部２１ｂを有している。そして、このガイド筒２１の本体部２１ａには、固定コア３が嵌合および溶接により固定され、拡開部２１ｂには、ボディ部２２が嵌合および溶接により固定されている。

ボディ部２２は、円筒状の側壁部２２ａと、底壁部２２ｂとによって略有底円筒状に形成されている。側壁部２２ａは、ガイド筒２１の肉厚よりも厚い所定の厚さで形成されることで、その上端部２２ｃ（開口端部）が、ガイド筒２１の本体部２１ａの内面よりも内側へ突出している。ゆえに、本体部２１ａの内面よりも上端部２２ｃの内面が内側にくることで、可動コア５と上端部２２ｃとが対向する。また、側壁部２２ａには、上から順に、外側へ膨出する第１膨出部２２ｄ、ボディ部２２の内外に径方向で連通する複数の貫通孔２２ｅ、内側へ膨出する第２膨出部２２ｆが形成されている。そして、第１膨出部２２ｄは、基体Ｂに固定されるとともに、第２膨出部２２ｆには、シート部材８が圧入により固定されている。また、底壁部２２ｂには、ボディ部２２の内外に上下方向で連通する１つの貫通孔２２ｇが形成されている。

なお、ボディ部２２の第１膨出部２２ｄの下側には、側壁部２２ａに形成される複数の貫通孔２２ｅを覆うフィルタ２３が設けられており、これにより、ボディ部２２内への異物の侵入が抑制されている。

固定コア３は、コイルユニット４で励磁されることにより、弁体部材５を吸引するものである。具体的に、固定コア３は、ガイド筒２１の本体部２１ａの内周面と略同じ径で形成される円柱状の本体部３１と、ガイド筒２１の本体部２１ａの外周面と略同じ径で形成される円柱状の拡径部３２とを備えている。そして、固定コア３の本体部３１の下面には、可動コア５１の必要となる推力を確保するための逃げ部３１ａが形成されている。このように構成される固定コア３は、その本体部３１がガイド筒２１の本体部２１ａに嵌合および溶接により固定され、この状態において、その拡径部３２の外周面がガイド筒２１の本体部２１ａの外周面と略面一となっている。

コイルユニット４は、固定コア３を励磁させるものであり、ガイド筒２１を囲繞するボビン４１と、ボビン４１に巻装されるコイル４２と、ガイド筒２１の両端部間を磁気的に結合するヨーク４３とを備えている。そして、このコイルユニット４では、適宜コイル４２に電流を流すことで、このコイル４２から磁界を発生させて、固定コア３を励磁させている。

弁体部材５は、フローシート７に対して進退自在となる可動コア５１と、可動コア５１に固定される弁体５２とを備えて構成されている。

可動コア５１は、略円柱状に形成されており、その下部（フローシート７側の部分）が小径となる段付き形状に形成されている。具体的に、この可動コア５１は、大径部５１ａと小径部５１ｂとからなり、その大径部５１ａがガイド筒２１の本体部２１ａに摺接し、その小径部５１ｂがボディ部２２の上端部２２ｃの内面から所定の隙間を介して配置されている。そのため、大径部５１ａが可動コア５１の進退方向においてボディ部２２の上端部２２ｃと対向し、小径部５１ｂがボディ部２２の上端部２２ｃで囲繞される。

また、この可動コア５１の外周面には、その大径部５１ａの上面から小径部５１ｂの下面にかけて連通する連通溝５１ｃが、複数周方向に均等に配置されて形成されている。さらに、小径部５１ｂの下面には、下方へ突出する略円筒状の弁体保持部５１ｄが形成されている。また、大径部５１ａの上面には、可動コア５１をフローシート７側へ向けて付勢するリターンスプリングＲＳを配設するためのスプリング取付穴５１ｅと、可動コア５１のストロークを確保するための逃げ部５１ｆが形成されている。

弁体５２は、球状に形成された部材であり、可動コア５１の下面に形成される弁体保持部５１ｄ内に固着されている。そして、このように可動コア５１の下面に固着される弁体５２は、可動コア５１の進退に伴って、フローシート７に対して当接自在となっている。

また、このように構成される可動コア５１の小径部５１ｂには、円筒状の吊下部材９が嵌合されている。そして、この吊下部材９には、その周壁の適所に複数の貫通孔９１が形成されるとともに、その下端に内側へ向かって折り曲げられる爪部９２が形成されている。

フローシート７は、略有底円筒状の部材であり、その開口が下向きとなるように配設されている。そして、フローシート７の上側の底壁７１には、弁体５２が着座（当接）するテーパ状の第１弁座面７２と、この第１弁座面７２からフローシート７内に貫通する貫通孔７３とが形成されている。また、このフローシート７の下側の外周縁には、シート部材８と当接する球面状の当接面７４が形成され、上側の外周縁には、径方向外側へ突出する鍔部７５が形成されている。そして、この鍔部７５に吊下部材９の爪部９２が引っ掛かることで、フローシート７が可動コア５１とともに上方に移動するようになっている。

シート部材８は、円筒状の部材であり、ボディ部２２の下部に圧入により固定されている。そして、このシート部材８の上側の開口縁には、フローシート７の当接面７４が着座（当接）するテーパ状の第２弁座面８１が形成されている。また、シート部材８の下部は、上部に対して小径となっており、これにより、シート部材８をボディ部２２へ取り付け易くなるとともに、ボディ部２２の基体Ｂに圧入される部分の内側への逃げ部となる。

そして、このシート部材８の上側、すなわち第２弁座面８１よりも弁体５２側には、フローシート７を摺動自在にガイドするガイド部材６がシート部材８とは別体に設けられている。ガイド部材６は、樹脂により形成されており、図２に示すように、上側リング部６１と、下側リング部６２と、これらのリング部６１，６２を繋ぐ５本のガイドリブ６３とを備えて構成されている。

上側リング部６１は、図１に示すように、その外周面がボディ部２２の貫通孔２２ｅ付近の内周面と略同一の径で形成されており、これにより、ボディ部２２にガイド部材６が嵌合により固定されるようになっている。また、上側リング部６１の上面には、図２に示すように、径方向へ貫通する５つの溝６１ａが、各ガイドリブ６３の間に位置するように周方向において均等に形成されている。そのため、各溝６１ａによって、ガイド部材６の上面と吊下部材９の下面との間の流路を大きめに確保することが可能となっている。さらに、上側リング部６１の下面と各ガイドリブ６３の外面との間には、ガイドリブ６３よりも細い補強リブ６４が、ガイドリブ６３の略上半部にわたって形成されており、これにより、ガイドリブ６３が補強されている。また、この補強リブ６４は、ボディ部２２にガイド部材６を嵌合する際に斜めになるのを防ぐガイドとして機能するとともに、嵌合時における強度の向上に寄与し、ガイド部材６のがたつきを抑えている。

下側リング部６２は、図１に示すように、上側リング部６１よりも小径となるように形成されている。そのため、ガイド部材６をボディ部２２内へ挿入することが容易となり、その作業性が向上される。ちなみに、上側リング部６１と下側リング部６２を同径とすると、ガイド部材６の上下端が嵌合することで、ガイド部材６が変形したり、斜めに嵌合されるおそれがあるため、本実施形態のように下側リング部６２を小径とするのが好適である。

図２に示すように、各ガイドリブ６３は、上側リング部６１および下側リング部６２の内周面を繋ぐように形成されている。これにより、各リング部６１，６２の内周面が各ガイドリブ６３の内面よりも径方向外側に位置し、各リング部６１，６２の外周面が各ガイドリブ６３の外面よりも径方向外側に位置している。そのため、各ガイドリブ６３の間には、図１に示すような上下方向へ抜ける流路Ｒ１が形成され、各リング部６１，６２の間（各ガイドリブ６３の周囲）には、環状の流路Ｒ２が形成されている。

次に、常閉型電磁弁１の作用について説明する。
図１に示すように、通常時においては、リターンスプリングＲＳの付勢力によって弁体部材５がフローシート７に押し付けられるとともに、フローシート７がシート部材８に押し付けられることで、基体Ｂの流路Ｒは閉塞された状態となっている。そして、コイルユニット４に所定の大きさの電流を供給すると、基体Ｂの上側の流路ＲＵの液圧が高い場合には、このコイルユニット４で励磁される固定コア３側に弁体部材５が所定量だけ移動して、弁体５２がフローシート７から離間する。これにより、基体Ｂの流路Ｒが僅かに開放された状態となる。すなわち、基体Ｂの上側の流路ＲＵの液圧が高い場合には、この流路ＲＵ内の液体は、フィルタ２３および貫通孔２２ｅを通ってボディ部２２内に流入した後、流路Ｒ２，Ｒ１を通って弁体５２側へ移動し、フローシート７をシート部材８側へ液圧にて付勢しながら、弁体５２と第１弁座面７２との間から、フローシート７およびシート部材８内を通って基体Ｂの下側の流路ＲＤへ流出する。

また、前記した所定の大きさよりも大きな電流をコイルユニット４に供給し、基体Ｂの上側の流路ＲＵの液圧が低い場合には、前記した移動量よりも大きく弁体部材５が移動することで、吊下部材９の爪部９２がフローシート７の鍔部７５に引っ掛かり、フローシート７が弁体部材５とともに移動する。これにより、フローシート７がシート部材８から離間して、基体Ｂの流路Ｒが大きく開放された状態となる。このとき、フローシート７は、その当接面７４よりも上側の円筒部分がガイド部材６でガイドされることにより、ふらつくことなく上方へ移動する。

そして、常閉型電磁弁１を開状態から閉状態に戻すときには、コイルユニット４への電流の供給を止めることで、弁体部材５およびフローシート７がリターンスプリングＲＳの付勢力によってシート部材８側へ移動して、基体Ｂの流路Ｒが閉塞される。このとき、フローシート７は、その当接面７４よりも上側の円筒部分がガイド部材６でガイドされることにより、ふらつくことなくシート部材８の第２弁座面８１に着座する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
第２弁座面８１よりも弁体部材５側に設けたガイド部材６でフローシート７の当接面７４よりも上側部分をガイドするので、フローシート７の当接面７４の下側に従来のような薄肉の被ガイド部を設ける必要がなくなる。そのため、フローシート７の当接面７４の加工が容易かつ安価になるとともに、熱処理による歪の発生を抑えることができる。

ガイド部材６を樹脂によりシート部材８とは別体に構成することで、ガイド部材６の形状の自由度を高めることができるので、複雑な流路Ｒ１，Ｒ２を容易に形成することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、ガイド体としてシート部材８と別体に構成されるガイド部材６を採用したが、参考的形態としては、例えば、図３に示すように、ガイド体をシート部材と鍛造にて一体に形成してもよい。詳しくは、図３（ａ）に示すボディ部２２’は、ガイド体としてのガイド部６’と、シート部材としてのシート部８’を一体に備えて構成される。そして、図３（ｂ）に示すように、ガイド部６’は、フローシート７の周囲に均等に配設されたガイドリブ６３’を複数備えて構成される。これにより、各ガイドリブ６３’の間に、上下に貫通する通路Ｒ３が形成される。以上のような構造によれば、ガイド部６’とシート部８’とが一体に形成されるので、部品点数を削減して、更にコスト削減を図ることができる。

前記各実施形態では、流体として液体を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば空気などの気体を採用してもよい。
前記各実施形態では、弁体部材５を可動コア５１と弁体５２の２部品で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば可動コアと弁体とを一体に成形して１部品で弁体部材を構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る常閉型電磁弁を示す縦断面図である。ガイド部材の詳細を示す斜視図である。参考的形態に係る常閉型電磁弁を示す縦断面図（ａ）と、図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。

符号の説明

１常閉型電磁弁
５弁体部材
６ガイド部材
７フローシート
８シート部材
９吊下部材
５１可動コア
５２弁体
６１上側リング部
６１ａ溝
６２下側リング部
６３ガイドリブ
６４補強リブ
７２第１弁座面
７４当接面
８１第２弁座面

Claims

リターンスプリングおよびコイルによって励磁される固定コアによって進退自在となる弁体部材と、
前記弁体部材に固定された吊下部材と、
前記弁体部材が着座する第１弁座面を有し、かつ、前記吊下部材との係合により前記弁体部材と一体に移動可能となるフローシートと、
前記フローシートが着座する第２弁座面を有したシート部材とを備えた電磁弁であって、
前記第２弁座面よりも前記弁体部材側に、前記フローシートの外周面を摺動自在にガイドするガイド部材を設け、
前記ガイド部材は、上側リング部と、下側リング部と、前記上側リング部および前記下側リング部の各内周面を繋ぐように設けられた複数のガイドリブとを備えてなり、前記上側リング部および前記下側リング部の内側に前記フローシートとの間で前記フローシートの軸方向へ抜ける流路が形成されるとともに前記複数のガイドリブ同士の間に、径方向へ抜ける流路が形成されることを特徴とする電磁弁。
前記上側リング部の前記弁体部材側に向く上面に、径方向に貫通する溝が、前記複数のガイドリブの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
前記上側リング部の前記第２弁座面側に向く下面と前記ガイドリブの外面とを繋ぐ補強リブが設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
前記フローシートと前記ガイド部材は、円筒状の側壁部を有するボディ部の内側に配置され、
前記上側リング部は、外周面が前記ボディ部の内周面と略同一の径で形成され、
前記下側リング部は、外周面が前記上側リング部の外周面よりも小径となるように形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電磁弁。
前記ガイド部材は、樹脂により、前記シート部材とは別体に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電磁弁。