JP5891841B2 - solenoid valve - Google Patents
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Description
本発明は、コイルへの通電量を調整して上流側の流体圧力と下流側の流体圧力との差圧を制御する電磁弁に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic valve that controls a differential pressure between an upstream fluid pressure and a downstream fluid pressure by adjusting an energization amount to a coil.
従来、特許文献1において、車両用ブレーキ装置のアクチュエータに適用される電磁弁が提案されている。この特許文献1に示された電磁弁は、コイルへの通電時に電磁力にて吸引されるプランジャが、有底円筒状のスリーブ内に摺動自在に収容され、プランジャに追従作動するシャフトが、ガイドに設けたガイド穴に摺動自在に保持されている。シャフトには、弁座と接離して流路を開閉する弁部材が一体に形成されている。また、プランジャおよびシャフトは、電磁力による吸引向きに対抗する向きにスプリングにて付勢されている。 Conventionally, in Patent Document 1, an electromagnetic valve applied to an actuator of a vehicle brake device has been proposed. In the electromagnetic valve shown in Patent Document 1, a plunger that is attracted by electromagnetic force when energizing a coil is slidably accommodated in a bottomed cylindrical sleeve, and a shaft that follows the plunger is operated. It is slidably held in a guide hole provided in the guide. The shaft is integrally formed with a valve member that contacts and separates from the valve seat to open and close the flow path. Further, the plunger and the shaft are biased by a spring in a direction that opposes the suction direction by electromagnetic force.
そして、電磁力と、流体力と、スプリング力とのバランスにより、弁体と弁座との間の距離(すなわち、弁開度)が決定され、コイルへの通電量を調整して電磁力を制御することにより弁開度を調節して、電磁弁の上下流間に所望の差圧を発生させるようにしている。 The distance between the valve element and the valve seat (that is, the valve opening) is determined by the balance of electromagnetic force, fluid force, and spring force, and the electromagnetic force is adjusted by adjusting the energization amount to the coil. By controlling the valve opening, the desired differential pressure is generated between the upstream and downstream of the electromagnetic valve.
しかしながら、従来の電磁弁は、圧力を急変させるために電磁力を急変させると流体力が急変して上記の力のバランスが崩れることにより、可動部材であるプランジャおよびシャフトが往復動を高速で繰り返す自励振動状態になって、不快な作動音を発生させるという問題があった。 However, in the conventional solenoid valve, when the electromagnetic force is suddenly changed in order to suddenly change the pressure, the fluid force suddenly changes and the balance of the above forces is lost, so that the plunger and the shaft which are movable members repeat reciprocating motion at high speed. There has been a problem that an unpleasant operating sound is generated due to a self-excited vibration state.
本発明は上記点に鑑みて、可動部材の自励振動による不快な作動音の発生を防止することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to prevent generation of unpleasant operating noise due to self-excited vibration of a movable member.
上記目的を達成するため、請求項1、2に記載の発明では、弁座(403b)および弁座よりも流体流れ上流側に形成された第1流路(403a)を有するシート(403)と、弁座よりも流体流れ下流側の第2流路(401d)と第1流路との間を開閉する弁体(404)と、通電時に磁界を形成するコイル(413)と、コイルへの通電により弁体が弁座に接する方向もしくは弁体を弁座から離す方向に移動させられるプランジャ(411)と、弁体を有すると共にプランジャの移動に伴って移動させられるシャフト(402)と、プランジャおよびシャフトを摺動自在に保持する保持部材(401、410)とを備え、コイルへの通電量が調整されることにより、弁体と弁座との間の距離が制御され、第1流路の流体圧力と第2流路の流体圧力との間の差圧を制御する電磁弁であって、プランジャ、シャフトおよび保持部材のうちの少なくともいずれか一つの摺動面(401a、402a、410a、411b)に、摺動抵抗を増大させる凹凸が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the first and second aspects of the invention, a seat (403) having a valve seat (403b) and a first flow path (403a) formed on the fluid flow upstream side of the valve seat; , A valve body (404) that opens and closes between the second flow path (401d) and the first flow path downstream of the valve seat, a coil (413) that forms a magnetic field when energized, A plunger (411) that is moved in a direction in which the valve body comes into contact with the valve seat or away from the valve seat by energization, a shaft (402) that has the valve body and is moved along with the movement of the plunger, and a plunger And a holding member (401, 410) for slidably holding the shaft, and the distance between the valve element and the valve seat is controlled by adjusting the amount of current supplied to the coil. Fluid pressure and the second flow path A solenoid valve that controls a differential pressure between the fluid pressure and increases sliding resistance on at least one sliding surface (401a, 402a, 410a, 411b) of a plunger, a shaft, and a holding member. The unevenness to be formed is formed.
これによると、可動部材であるプランジャまたはシャフトと保持部材との間の摺動抵抗が増大するので、圧力を急変させる際の可動部材の動きが緩やかになり、可動部材の自励振動が発生しにくくなる。したがって、可動部材の自励振動による不快な作動音の発生を抑制することができる。 According to this, since the sliding resistance between the plunger or shaft, which is a movable member, and the holding member increases, the movement of the movable member when the pressure is suddenly changed becomes slow, and self-excited vibration of the movable member occurs. It becomes difficult. Therefore, it is possible to suppress generation of unpleasant operating noise due to self-excited vibration of the movable member.
請求項1に記載の発明では、凹凸はシボであることを特徴とする。 In the invention according to claim 1, wherein the unevenness is grain.
請求項2に記載の発明では、プランジャ、シャフトおよび保持部材のうちの少なくともいずれか一つの摺動面(401a、402a、410a、411b)に溝が形成されて、凹凸が形成され、溝は、螺旋状であることを特徴とする。 In the second aspect of the present invention , grooves are formed on at least one sliding surface (401a, 402a, 410a, 411b) of the plunger, the shaft, and the holding member to form irregularities . It is characterized by a spiral shape .
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2に示すように、車両のマスタシリンダ(以下、M/Cという)2とホイールシリンダ(以下、W/Cという)1との間に、ブレーキ液圧を制御する液圧制御用アクチュエータ3が配設されている。液圧制御用アクチュエータ3は、アルミニウム合金製のハウジング3aを備え、このハウジング3aには、電磁弁4が挿入される段付円柱状の凹部3b、M/C2とW/C1との間でブレーキ液を流通させるための流路3cが形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, for hydraulic pressure control for controlling brake hydraulic pressure between a master cylinder (hereinafter referred to as M / C) 2 and a wheel cylinder (hereinafter referred to as W / C) 1 of a vehicle. An
電磁弁4は、磁性体にて形成された段付円筒状のガイド401を備えている。このガイド401は、一端側がハウジング3aの凹部3b内に挿入され、他端はハウジング3aの外に突出している。そして、凹部3bの開口端部をかしめることにより、ガイド401がハウジング3aに液密に固定されている。
The
ガイド401には、シャフト402を摺動自在に保持するガイド穴401a、シート403が圧入されるシート挿入穴401b、さらには、シート挿入穴401bの一部である空間401cをM/C2側の流路3cに連通させる連通穴401dが形成されている。より詳細には、空間401cは、シート挿入穴401bのうち、ガイド401、シャフト402およびシート403によって区画された空間である。なお、連通穴401dは、本発明の第2流路に相当する。また、ガイド401は、本発明の保持部材に相当する。さらに、ガイド穴401aは、本発明の摺動面に相当する。
In the
円柱状のシャフト402は、ガイド穴401aの軸線方向に沿って往復動可能になっている。シャフト402は、シート403側の部分がガイド穴401aから突き出て空間401cに延びており、その先端に球面の主弁体404が一体に形成されている。
The
シャフト402のうちガイド穴401aに保持されて摺動する部分402a(以下、シャフト摺動面402aという)には、摺動抵抗を増大させるために凹凸が形成されている。より詳細には、シャフト摺動面402aに凹凸を形成することにより、凹凸が形成されない場合よりも、ガイド401とシャフト402との摺動抵抗を増大させている。シャフト402は、樹脂よりなり、金型にて成形される。シャフト摺動面402aの凹凸は、シボからなっており、このシボは、例えば、金型にシボ加工にて形成されることにより容易に形成できる。具体的には、シボ加工によって、皮革模様、梨地模様、木目模様、布目模様、なし地模様などのシボが、シャフト摺動面402aの全域に形成される。
An uneven portion is formed in a
なお、シャフト402の材質は樹脂に限らない。例えば金属を用いて形成してもよい。この場合、シャフト402は切削加工や冷鍛加工等にて形成することができる。シボ加工は、エッチング等の金属表面加工にて行うこともできる。
The material of the
金属製の円筒状のシート403には、ガイド401内の空間401cとW/C1側の流路3cとを連通させる主流路403aが、その径方向中心部に形成されている。この主流路403aにおける空間401c側の端部に、主弁体404が接離するテーパ状の主弁座403bが形成され、主流路403aの途中には、主流路403aよりも通路面積が小さいオリフィス403cが形成されている。そして、主弁体404は、主弁座403bに接離することにより、ガイド401内の空間401c(あるいは、ガイド401の連通穴401dやM/C2側の流路3c)と主流路403aとの間を開閉する。なお、主流路403aは、本発明の第1流路に相当する。W/C1側の流路3cには、凹部3bとW/C1との間においてポンプ6の吐出口が接続されている。
The metal
また、シート403における径方向中心からずれた位置には、ガイド401内の空間401cとW/C1側の流路3cとを連通させる副流路403dが、主流路403aに対して並列に形成されている。換言すると、副流路403dは、主流路403aをバイパスして、W/C1側の流路3cとM/C2側の流路3cに接続されている。
Further, a
この副流路403dの途中に、テーパ状の副弁座403eが形成されている。副流路403d内において、副弁座403eよりもW/C1側の流路3cに近い側に、金属製の球状の副弁体405が移動可能に挿入されている。そして、副弁体405は、圧力差によって移動して副弁座403eと接離することにより、副流路403dとW/C1側の流路3cとの間を開閉する。
A tapered
また、シート403における空間401c側の端部には、主流路403aを囲むようにして、後述するスプリング412の一端を受けるシート部ばね受け面403fが形成されている。
Further, a sheet portion
ガイド401におけるシート挿入穴401bの開口端部側には、異物流入防止用のフィルタ407が挿入されている。そして、フィルタ407によって、副弁体405の開弁時の位置が決定されるようになっている。また、ガイド401の外周にも、連通穴401dを囲むようにして、異物流入防止用のフィルタ408が配置されている。
A
ガイド401の他端の外周側にはスリーブ410が嵌入されており、このスリーブ410は、非磁性体金属(例えばステンレス)で形成され、一端が開口した有底円筒状を成しており、底面が略球形状を成している。
A
そして、スリーブ410とガイド401とによって区画形成された空間(以下、スリーブ内空間という)に磁性体金属製の略円柱状のプランジャ411が配置され、このプランジャ411はスリーブ410の円筒部内周面のスリーブ摺動面410aに摺動自在に保持されている。また、プランジャ411がスリーブ410の底面に接することにより、プランジャ411の紙面上向きへの移動が規制される。なお、スリーブ410は、本発明の保持部材に相当する。
A substantially
プランジャ411の外周面には、プランジャ411の一端から他端まで連続して延びるプランジャ溝411aが形成されている。そして、スリーブ内空間におけるスリーブ410の底面側の空間と、スリーブ内空間におけるプランジャ411とガイド401との対向面間の空間とが、プランジャ溝411aにより連通されている。
A
プランジャ411における外径が一定の外周面のうちプランジャ溝411aを除く部分411bが、スリーブ410に保持されて摺動するようになっており、以下、その部分411bをプランジャ摺動面411bという。
Of the outer peripheral surface of the
スリーブ410の周囲には、通電時に磁界を形成するコイル413が巻回されたスプール414が配置されている。スプール414の外周には磁路部材をなすヨーク415が配置されている。そして、ECU(電子制御ユニット)5からコイル413への通電により発生する電磁力により、プランジャ411が駆動される。なお、ECU5は、車両の運動状態等に基づきABS制御等を実行すべくコイル413への通電状態を制御する。
A
シャフト402とシート403とに挟持されたスプリング412によって、シャフト402がプランジャ411側に付勢されており、シャフト402とプランジャ411は常時当接して一体的に作動するようになっている。
The
スプリング412は、圧縮コイルスプリングであり、主弁体404が主弁座403bから離れる向きに、すなわち開弁向きに、プランジャ411およびシャフト402を付勢している。また、コイル413への通電により発生する電磁力により、主弁体404が主弁座403bに近づく向きに、すなわち閉弁向きに、プランジャ411およびシャフト402が付勢される。
The
主流路403aは、ガイド401内の空間401cのうち、スプリング412の内側に位置する内側空間に連通されている。連通穴401dは、ガイド401内の空間401cのうち、スプリング412の外側に位置する外側空間に連通されている。
The
次に、上記構成を備えた電磁弁4の基本的な作動について説明する。この電磁弁4は、通常時はECU5からコイル413へ通電されない状態、すなわち非通電状態になっており、非通電時においては、スプリング412によりシャフト402およびプランジャ411がスリーブ410の底面側に向かって付勢され、プランジャ411がスリーブ410の底面に接している。そして、シャフト402の主弁体404がシート403の主弁座403bから離れた状態となり、W/C1側の流路3cとM/C2側の流路3c間は、シート403の主流路403a、ガイド401内の空間401c、およびガイド401の連通穴401dを介して連通状態となる。
Next, the basic operation of the
この状態でポンプ6が作動すると、W/C1側とM/C2側との圧力差により副弁体405がシート403の副弁座403e側に向かって移動され、副弁体405が副弁座403eに当接してシート403の副流路403dが閉じられる。したがって、ポンプ6が作動した際には、シート403の主流路403aおよび副流路403dのうち主流路403aのみを介してW/C1側からM/C2側へブレーキ液が流動される。
When the pump 6 operates in this state, the
そして、ポンプ6の作動が中止されると、副弁体405は、W/C1側とM/C2側との圧力差により移動して、シート403の副弁座403eから離れた状態となり、W/C1側の流路3cとM/C2側の流路3c間は、シート403の副流路403d、ガイド401内の空間401c、およびガイド401の連通穴401dを介して連通状態となる。したがって、ポンプ6の作動が中止された際には、シート403の主流路403aおよび副流路403dを介して、M/C2側からW/C1側へブレーキ液が速やかに戻され得るようになる。
When the operation of the pump 6 is stopped, the
ポンプ6の作動によるW/C1の増圧が必要になると、ECU5はポンプ6を作動させると共に、コイル413へ通電することで主流路403aを閉じる。これにより、W/C圧が上昇する。
When W / C1 pressure increase due to the operation of the pump 6 is necessary, the
ここで、コイル413への通電により発生する電磁力と、シャフト402に作用する流体力と、スプリング412のスプリング力とのバランスにより、主弁体404と主弁座403bとの間の距離(すなわち、弁開度)が決定される。そして、コイル413への通電量を調整することにより主弁体404と主弁座403bとの間の距離が制御され、電磁弁4の上下流間に発生させられる差圧量がリニアに調整される。これにより、コイル413への通電量に応じてW/C圧が制御される。
Here, the distance between the
本実施形態では、シャフト摺動面402aの凹凸によりガイド401とシャフト402との摺動抵抗を増大させているため、圧力を急変させるために電磁力を急変させた場合、すなわち、電磁力と流体力とスプリング力のバランスが崩れた場合でも、シャフト402の動きが緩やかになり、可動部材であるプランジャ411やシャフト402の自励振動が発生しにくくなる。したがって、プランジャ411やシャフト402の自励振動による不快な作動音の発生を抑制することができる。
In this embodiment, since the sliding resistance between the
また、シャフト402を樹脂製とし、シボ加工によってシャフト摺動面402aに凹凸を形成することにより、凹凸を容易に形成することができる。
In addition, the
なお、上記実施形態においては、シャフト摺動面402aの凹凸はシボであったが、図3に示す第1変形例のように、シャフト摺動面402aの凹凸は鱗状であってもよい。
In the above-described embodiment, the unevenness of the
また、上記実施形態においては、シャフト摺動面402aの凹凸はシボであったが、図4に示す第2変形例のように、シャフト摺動面402aに螺旋状の溝を形成して、シャフト摺動面402aを凹凸にしてもよいし、図示しないがシャフト摺動面402aに環状の溝を多数形成して、シャフト摺動面402aを凹凸にしてもよい。この第2変形例において、材質が樹脂の場合は、シャフト402は金型にて成形することができ、材質が金属の場合は、シャフト402は切削加工または冷鍛加工にて形成することができる。
Further, in the above embodiment, the unevenness of the
(他の実施形態)
上記実施形態では、電磁弁4をW/C1とM/C2との間においてブレーキ液に差圧を発生させるシステムに適用する例を示したが、本発明の電磁弁4は他のシステムにも適用することができる。
(Other embodiments)
In the said embodiment, although the example which applies the
上記実施形態では、常開型の電磁弁4を示したが、本発明は常閉型の電磁弁にも適用することができる。因みに、常閉型の電磁弁の場合は、コイル413への通電により発生する電磁力により、主弁体404が主弁座403bから離れる向きに、すなわち開弁向きに、プランジャ411およびシャフト402が付勢され、スプリング412により、主弁体404が主弁座403bに近づく向きに、すなわち閉弁向きに、プランジャ411およびシャフト402が付勢される。
Although the normally open type
上記実施形態におけるシャフト402は、樹脂成形、焼結、金属溶融成形、切削加工、冷鍛加工等にて形成することができる。
The
上記実施形態では、シャフト摺動面402aの全域に凹凸を形成したが、シャフト摺動面402aうち周方向の一部のみに凹凸を形成してもよい。
In the above embodiment, the unevenness is formed in the entire region of the
上記実施形態では、シャフト摺動面402aのみに凹凸を形成したが、プランジャ摺動面411bのみに凹凸を形成してもよいし、シャフト摺動面402aおよびプランジャ摺動面411bにともに凹凸を形成してもよい。
In the above embodiment, the unevenness is formed only on the
上記実施形態では、シャフト摺動面402aやプランジャ摺動面411bに凹凸を形成したが、ガイド穴401aやスリーブ摺動面410aに凹凸を形成してもよい。
In the above embodiment, irregularities are formed on the
401 ガイド(保持部材)
402 シャフト
403 シート
404 主弁体(弁体)
410 スリーブ(保持部材)
411 プランジャ
413 コイル
401a ガイド穴(摺動面)
401d 連通穴(第2流路)
402a 摺動面
403a 主流路(第1流路)
403b 主弁座(弁座)
410a 摺動面
411b 摺動面
401 Guide (holding member)
402
410 Sleeve (holding member)
401d Communication hole (second flow path)
402a Sliding
403b Main valve seat (valve seat)
410a sliding
Claims (2)
前記弁座よりも流体流れ下流側の第2流路(401d)と前記第1流路との間を開閉する弁体(404)と、
通電時に磁界を形成するコイル(413)と、
前記コイルへの通電により前記弁体が前記弁座に接する方向もしくは前記弁体を前記弁座から離す方向に移動させられるプランジャ(411)と、
前記弁体を有すると共に前記プランジャの移動に伴って移動させられるシャフト(402)と、
前記プランジャおよびシャフトを摺動自在に保持する保持部材(401、410)とを備え、
前記コイルへの通電量が調整されることにより、前記弁体と前記弁座との間の距離が制御され、前記第1流路の流体圧力と前記第2流路の流体圧力との間の差圧を制御する電磁弁であって、
前記プランジャ、前記シャフトおよび前記保持部材のうちの少なくともいずれか一つの摺動面(401a、402a、410a、411b)に、摺動抵抗を増大させる凹凸が形成されており、
前記凹凸はシボであることを特徴とする電磁弁。 A seat (403) having a valve seat (403b) and a first flow path (403a) formed on the fluid flow upstream side of the valve seat;
A valve body (404) for opening and closing between the second flow path (401d) on the fluid flow downstream side of the valve seat and the first flow path;
A coil (413) that forms a magnetic field when energized;
A plunger (411) that is moved in a direction in which the valve body is in contact with the valve seat or in a direction in which the valve body is separated from the valve seat by energization of the coil;
A shaft (402) having the valve body and moved in accordance with the movement of the plunger;
A holding member (401, 410) for slidably holding the plunger and the shaft;
By adjusting the energization amount to the coil, the distance between the valve body and the valve seat is controlled, and between the fluid pressure of the first flow path and the fluid pressure of the second flow path. A solenoid valve for controlling the differential pressure,
On the sliding surface (401a, 402a, 410a, 411b) of at least one of the plunger, the shaft, and the holding member, irregularities that increase sliding resistance are formed ,
The electromagnetic valve according to claim 1 , wherein the unevenness is a texture .
前記弁座よりも流体流れ下流側の第2流路(401d)と前記第1流路との間を開閉する弁体(404)と、
通電時に磁界を形成するコイル(413)と、
前記コイルへの通電により前記弁体が前記弁座に接する方向もしくは前記弁体を前記弁座から離す方向に移動させられるプランジャ(411)と、
前記弁体を有すると共に前記プランジャの移動に伴って移動させられるシャフト(402)と、
前記プランジャおよびシャフトを摺動自在に保持する保持部材(401、410)とを備え、
前記コイルへの通電量が調整されることにより、前記弁体と前記弁座との間の距離が制御され、前記第1流路の流体圧力と前記第2流路の流体圧力との間の差圧を制御する電磁弁であって、
前記プランジャ、前記シャフトおよび前記保持部材のうちの少なくともいずれか一つの摺動面(401a、402a、410a、411b)に溝が形成されて、摺動抵抗を増大させる凹凸が形成されており、
前記溝は、螺旋状であることを特徴とする電磁弁。 A seat (403) having a valve seat (403b) and a first flow path (403a) formed on the fluid flow upstream side of the valve seat;
A valve body (404) for opening and closing between the second flow path (401d) on the fluid flow downstream side of the valve seat and the first flow path;
A coil (413) that forms a magnetic field when energized;
A plunger (411) that is moved in a direction in which the valve body is in contact with the valve seat or in a direction in which the valve body is separated from the valve seat by energization of the coil;
A shaft (402) having the valve body and moved in accordance with the movement of the plunger;
A holding member (401, 410) for slidably holding the plunger and the shaft;
By adjusting the energization amount to the coil, the distance between the valve body and the valve seat is controlled, and between the fluid pressure of the first flow path and the fluid pressure of the second flow path. A solenoid valve for controlling the differential pressure,
Grooves are formed on the sliding surface (401a, 402a, 410a, 411b) of at least one of the plunger, the shaft, and the holding member, and irregularities that increase sliding resistance are formed,
The groove you characterized by a helical electric solenoid valve.
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