JPH01229182A - 電磁弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、例えは２輪駆動と４輪駆動との相互切換を実
行するための圧力源の切り換え制御に利用される電磁弁
装置に関する。

（従来の技術） 従来、２つの負荷に対して２種の圧力源を排他的に切り
換え制御する圧力制御システムがしはしは用いられる。

例えは、２輪駆動と４輪駆動との相互切換を実行する圧
力制御システムは、Ａ室及びＢ室を有する切換アクチュ
エータｔこ、大気圧と負圧とを排他的に連通している。

この様な圧力制御システムを構築するには、−般にＡ室
及びＢ室用の三方切換電磁弁を利用し、これら２つの三
方切換電磁弁を逆作動させている。

また、２種の圧力源を排他的に２つの負荷に接続する単
一の電磁弁装置も提案されている。この種の電磁弁装置
は、例えは特開昭５８−１９６３７８号公報に開示され
るよう乙こ、１つの励磁コイルの励磁状態に応じて駆動
される２つのスプールを内蔵することで、上記圧力制御
を達成している。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記のごとき電磁弁装置にあっても未だに十分
なものではなく、次のような問題点かあった。

２つの三方切換電磁弁を用いる圧力切換システムは、電
磁弁を複数個使用するためにシステムが大型化して設置
領域が限定される用途には不向きであり、制御も複雑と
なり、かつ高価である。

単一の電磁弁装置を利用するシステムは比較的小型化さ
れ、上記問題点をある程度解決する効果がある。しかし
その構成は、基本的乙こは２つの三方切換電磁弁の励磁
コイル部分を共用化したにすぎず、その内部には２つの
スプールを内蔵しており、機械的可動部分が多く、装置
の小型化、低コスト化の限界が指）苗されている。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、２種の圧力
源を排他的に２つの負荷に接続する圧力制御をなすと共
に、その構成が単一的で制御が簡便であり、しかも機械
的な可動部分が少なく、小型化、低コスト化を達成する
優れた電磁弁装置を提供するととを目的としている。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、 弁本体に形成された嵌合孔内にＰＪ動目在に嵌合された
指動体を、励磁コイルの励磁状態により前記嵌合孔の一
端に当接する第１安定位置及び他端に当接する第２安定
位置に切換制御することで、前記嵌合孔に穿設される複
数のポートの連通状態をｉ■」御する電磁弁装置におい
て、 前記摺動体が第１安定位置にあるとき該摺動体が当接す
る前記嵌合孔の当接面に穿設される第１ポートと、 前記嵌合孔の摺動面に所定間隔で突設される一対の弁座
と、 該一対の弁座により挾まれた前記嵌合孔の摺動面に穿設
される第２ポートと、 前記一対の弁座の突設位置より前記摺動体が第１安定位
置にあるとき当接する前記嵌合孔の一端側に穿設される
第３ポートと、 前記一対の弁座の突設位置より前記指動体が第２安定位
置しこあるとき当接する前記嵌合孔の他端側に穿設され
る第４ポートと、 前記摺動体の摺動面に、前記一対の弁座の突設される所
定間隔よりも広い間隔で、かつその一対の弁座な挟み込
む位置に突設され、該ｒＪ動体が第１または第２安定位
置にあるときその一対の弁座の１つと当接し、前記第２
ポートと第３ポートまたは第２ポーＩ・と第４ポートと
を連通させる一対の弁と、 前記指動体を貫通して穿設され、該摺動体が第１安定位
置にあるとき前記第１ポートに連結し、該第１ポートと
前記第４ポートとを連通ずる貫通孔と、 を備えることを特徴とする電磁弁装置を要旨としている
。

（作用） 上記構成からなる本発明によれは、摺動体が弁本体に設
けられた励磁コイルの励磁状態により第１安定位置にあ
るとき、すなわちＦｄ動体が嵌合孔の一端に当接してい
るとき、次のような各ポートの連通状態が形成される。

ます、第１安定位置にある摺動体に突設された弁は、嵌
合孔の摺動面也こ所定間隔で突設される一対の弁座の一
方、この場合には第２安定位置側の弁座に着座する。こ
のため、一対の弁座により挾まれた嵌合孔の用動面に穿
設される第２ポートと該一対の弁座の突設位置より第１
安定位置側の嵌合孔に穿設される第３ポートとが連通状
態となる。

このとき、摺動体に穿設された貫通孔は、嵌合孔に穿設
された第１ポートに連結しているため、第１ポートと第
４ポートとの連通路として作用する。

一方、摺動体が第２安定位置にあるときには、指動体に
突設された弁は嵌合孔の第１安定位置側の弁座に着座す
るため、第２ポートと第４ポートとが連通ずる。このと
き、嵌合孔に穿設された第１ポートは摺動体との連結状
態が解かれていることから第１安定状態側の嵌合孔に穿
設された第３ボーＩ・と連通ずる。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

（実施例） 第１図は実施例の電磁弁装置の断面図であり、車両に搭
載されて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える公知のアク
チュエータ２を作動しているところを示している。

アクチュエータ２は、ダイヤフラム室４及びダイヤフラ
ム室６とを有し、ダイヤフラム室４が高圧側にダイヤプ
ラム室６が低圧側に調節されるときダイヤフラムに着設
されるロッド８を図面右方へ押し出して車両を２輪駆動
に制御し、逆にダイヤフラム室６側にダイヤプラム室４
よりも高圧を導入するとロッド８を図面左方へ牽引して
車両を４輪駆動に制御する。

実施例の電磁弁装置は、上記アクチュエータ２の各ダイ
ヤフラム室４，６に導入する気圧を制御するためのもの
で、内燃機関のマニホールド負圧及び大気圧を圧力源と
して利用している。

ボビンコイル１０は、後述する電磁弁装置の各構成部材
を一体的に結合させる機能部品であり、かつ上記アクチ
ュエータ２の各ダイヤフラム室４゜６や圧力源に連通ず
る通気孔が形成される。従って複雑な形状を要求される
が、熱可塑性ｅｊ脂の成形品として簡単に製作される。

まず、ボビンコイル１０に形成される大径貫通孔１０ａ
の一端部乙こは更に大径の嵌合部１０ｂが形成され、該
嵌合部１０ｂに圧力源の１つである大気の導入口となる
大気シートバルブ１２が嵌合されている。これら２つの
部材は取付の際の位置精度を向上させるため、例えは超
音波溶着されて気密性を保っている。大気シートバルブ
１２には、上記大径貫通孔１０ａと同軸上に大気の通路
となる第１通気孔１２ａが穿設されており、大径貫通孔
１０ａに大気を導入する。また大気シートバルブ１２の
ボビンコイル１０との嵌合部には、更にボビンコイル１
０側に突出する小径の弁座部１２ｂが形成されている。

なお、大径貫通孔１０ａｊこ導入する大気を清）量化す
るためにエアフィルタ１４を必要とするが、大気シート
バルブ１２はエアフィルタ１４を保持するハウジング機
能を兼ね備えており、フィルタホルダー１６と一体とな
ってエアフィルタ１４を堅持する。

ボビンコイル１０に穿設される大径貫通孔１゜ａの他端
には、磁性体を切削あるいは冷鍛して製作された円筒状
のステータコア１８が深く嵌入されており、前記大気シ
ートバルブ１２らと一体となってボビンコイル１０内に
バルブ室１０ｃを形成する。該バルブ室１０ｃを形成す
るステータコア１８の端部中央にはスプリング座１８ａ
が凹設され、かつ他端邪にはバルブ室１０ｃを大気から
遮断するためのゴム製角パツキン２ｏを押さえる鍔部１
８ｂが突設されている。

このステータコア１日を嵌入しているボビンコイル１０
の外周にはコイル２２を巻装するためのボビン部１０ｄ
が予め形成され、コイル２２の巻装作業及びステータコ
ア１８の励磁を効率良く行えるよう配慮されている。

また、コイル２２を外力から保護するために、コイル２
２の外周には更に熱可塑性樹脂により二次モールド２４
が施される。この二次モールド２４に際しては、コイル
２２のターミナル２２ａに接続されるコネクタの挿入口
となるコネクタハウシング部２４ａが一体形成され、コ
ネクタとの接続を容易に、かつ確実乙こ行うことができ
る。

バルブ室１０ｃを形成する大径貫通孔１０ａの内周壁に
は断面が等脚台形状の環状突起１０ｅが形成され、更に
この周壁を穿孔して外部に連通ずる３つの通気孔が突設
されている。その通気孔の１つは、上記環状突起１０ｅ
の突設部に設けられる第２通気孔１０ｆであり、電磁弁
装置のもう１つの圧力源であるインテークマニホールド
しこ連結される。他の２つの通気孔は上記環状突起１０
ｅの突設部からずれた位置に設けられるもので、大気シ
ートバルブ１２側の周壁に設けられる第３通気孔１０ｇ
、ステータコア１８側の周壁に設けられる第４通気孔１
０ｂである。そして、第３通気孔１０ｇがアクチュエー
タ２のダイヤフラム室４に連結され、第４通気孔１０ｈ
がダイヤフラム室６に連結される。

以上のように構成される電磁弁装置の弁本体のバルブ室
１０ｃには、次のように構成される摺動体２Ｇが大径貫
通孔１０ａの穿設方向に摺動目在に嵌合されている。

摺動体２６とは、磁性体板をカップ状に紋り加工して製
作されたもので、その大きざは略バルフ室１０ｃの内径
に等しく、かつ紋り底部には通気孔２６ａが穿設され、
紋り端部にはフランジ部２６ｂが形成されている。また
、その通気孔２６ａ及びフランジ部２６ｂの外周縁部に
は、それぞれリング状のシールコ゛ム３０．３２が着設
されている。この摺動体２６をバルブ室１０ｃｊこ嵌合
するに際しては、紋り底部を大気シー（・バルブ１２側
乙こ配し、かつ紋り底部とステータコア１８のスプリン
グ座１８ａとの間に非磁性体により構成されたリターン
スプリング２８が耗み入れられる。

第１図はステータコア１８の無励磁状態を示しているが
、この状態のとき摺動体２６はリターンスプリング２８
の弾性力により大気シートバルブ１２に当接し、シール
ゴム３０により大気シートバルブ１２に穿設された第１
通気孔１２ａと摺動体２６の通気孔２６ａとが連通ずる
。

甲乙こ、摺動体２６の外周面にはバルブ室１０ｃ側に突
出して環状のリングゴムヒレ３４．３６が焼き付けられ
ている。このリングゴムヒレ３４゜３６の焼付は位置は
、前記環状突起１０ｅの突設幅より広く離隔し、かつ指
動体２６が第１図の状態あるいはステータコア１８の励
磁により吸引され該ステータコア１８′ｔこ当接する状
態にある時、環状突起１０ｅの何れかのテーパ一部に当
接する位置である。すなわち、第１図に示す状態では、
リングゴムヒレ３４が環状突起１０ｅのステータコア１
８側のテーパ一部に当接し、第２通気孔１０ｆと第４通
気孔１０ｈとを遮断する。また、ステータコア１８の励
磁により、リターンスプリング２８に抗して指動体２６
がシールコ゛ム３２を介してステータコア１８に当接す
る状態では、リングゴムヒレ３６が環状突起１０ｅの大
気シー）−バルブ１２側のテーパ一部に当接し、第２通
気孔１０ｆと第３通気孔１０ｇとを遮断する。

なお、バルブ室１０ｃの周囲もこは、磁性体のマグネテ
ィクプレート４０がその一部をボビンコイル１０外部に
突出して埋設され、バルブ室１０ｃ内部の指動体２６と
一連の磁気回路を構成している。そして、このマグネテ
イクブし一ト４０に一端が嵌合し、他端がステータコア
１８の鍔部１８ｂを押え込むようにしてヨーク４２が設
けられている。従って、これらマグネティクプレート４
０、ヨーク４２により、ステータコア１８をボビンコイ
ル１０に強固に固着し、かつステータコア１８と摺動体
２６とからなる励磁閉回路を小さな起磁力むこより構成
できる。

以上のように構成される実施例の電磁弁装置によれは、
次のように作動してアクチュエータ２の各ダイヤフラム
室４，６に連通する圧力源を切り換えることができる。

この作動の際、指動体２６を中心とした動作の説明図を
第２図（Ａ）、　　（Ｂ）乙こ示している。

まず、第２図（Ａ）に示すコイル２２を励磁しない無励
磁状態にあっては、リターンスプリング２８の弾性力に
より摺動体２６は大気シートバルフ１２に当接した位置
にて安定する。このとき、シールゴム３０が大気シート
バルブ１２の弁座部１２ｂに当接し、第１通気孔１２ａ
と通気孔２６ａとが連結される。従って、第１通気孔１
２ａから導入される大気は、通気孔２６ａを通って第４
通気孔１０１１に至り、アクチュエータ２のダイヤフラ
ム室６１こ導かれる。このとき、インテークマニホール
Ｆ　ｌこ連結される第２通気孔１〔］ｆは、摺動体２６
の外周面を介して第１３通気孔１０ｇと連通し、アクチ
ュエータ２のダイヤフラム室４に負圧が導かれる。

すなわち、ダイヤフラム窒６側にダイヤプラム室４より
も高圧が導入されることにより、ロッド８は図面左方へ
牽引されて車両を４輪駆動に制御することができる。

一方、コイル２２を励磁すると、ステータコア１８に発
生する磁気力はリターンスプリング２８の弾性力に抗し
て摺動体２６を引き寄せ、第２図（Ｂ）　ｊこ示すよう
にシールゴム３２がステータコア１８と当接する。従っ
て、第４通気孔１０ｈと第１通気孔１２ａとの連通状態
は崩れ、新たに摺動体２６の外周面を介して第４通気孔
１０　ｂと第２通気孔１０ｆとの連通状態が生じ、ダイ
ヤフラム室６に負圧が導入される。また、第１通気孔１
２ａより導入される大気は、第３通気孔１０ｇに通じ、
ダイヤフラム室４には大気が導入される。

すなわち、このときダイヤフラム室４が高圧側にダイヤ
プラム室６が低圧側に調節され、ロッド８を図面右方へ
押し出して車両を２輪駆動に制御卸することができる。

この様に本実施例の電磁弁装置は、大気と負圧との２種
の圧力源を排他的に２つの負荷乙こ接続する圧力制御を
なす弁体である。しかもその構成は、その内部には単一
の移動体を有するのみであり、単一のコイル２２の励磁
状態をホ制御する簡便なものである。従って、弁体は極
めて小型化となり、制ｉ卸は簡便となる。また、機織的
な可動部分が少なくなり、保守も簡略化され、製造コス
ト化の削減はかりか圧力系の運転を経済的に行うことが
可能となる。

なお、摺動体２６に着設される２種のシール部材である
シールゴム３０．３２及びリングゴムヒし３４．　３６
を連続した一体のものとして構成してもよい。すなわち
、通気孔２６ａの周囲に取り付けられるシールゴム３０
とリングゴムヒレ３６とを一体化し、フランジ部２６ｂ
に取り付けられるシールゴム３２とリングゴムヒレ３４
とを一体化するのであり、製造工程の簡略化及び耐久性
の見地から有利となる。

また、上記と逆にリングゴムヒレ３４．３６を薄く形成
する態様でもよい。この様に構成すれは、リングゴムヒ
レ３４．３６は可撓性の豊かなものとなり、第１通気孔
１２ａが高圧側の大気圧源に、第２通気孔１０ｆが低圧
の圧力源に連通されていることから、各リングゴムヒレ
３４．３６は環状突起１０ｅのテーパ一部ｔこ差圧によ
り張り付けられ、−層シール性が向上する。

更に、摺動帯２６を成形するに際して、そのフランジ部
２６ｂの形成面積を適宜調節すれは、ステータコア１８
との間に作用する磁力かホｌ］（Ｈできる。

以上説明した電磁弁装置の制御をより経済的に実行する
ために、永久磁石を利用し、コイル２２の励磁を省電力
化した構成を採用してもよい。この種の電磁弁装置を第
２の実施例として、第３図及び第４図に基づき説明する
。

第３図は、第２の実施例の電磁弁装置の構成を示す断面
図であり、−見して理解されるようにその構成は前述の
実施例の電磁弁装置とほぼ同一である。従ってその作用
、効果は、前述の電磁弁装置との構成の相違点のみを説
明することで容易に理解できる。

第３図において、各部材に付されている符号のうち１０
０番台のものは、前述の実施例の電磁弁装置の構成部材
と同一である。すなわち、本実施例の電磁弁装置と前記
実施例との相違点は１点であり、摺動体１２６のフラン
ジ部１２６　ｂに環状の永久磁石を着設したことである
。この永久磁石ＰＭは、摺動体１２６の摺動や該摺動１
＄１２６に焼き付けられているリングゴムヒレ１３／４
の作動を阻害しない程の厚み、外径をしており、その厚
み方向に帯磁されている。

上記のように構成される第２実施例の電磁弁装置は、コ
イル１２２に通電する励磁電流の大幅な省電力化が次の
ように達成される。

第４図に示すように、摺動体１２６に作用する力は次の
２種である。まず、摺動体１２６に着設された永久磁石
Ｐ　ＩＶＩと磁性体であるステータコア１１８により指
動体１２６に作用する力、すなわち磁力は、図中の一点
鎖線で示すごとくステータコア１１８側に摺動体１２６
を引き寄せる力を発生し、その大きさはステータコア１
１８からの離隔距離の二乗に反比例している。もう１つ
の力はリターンスプリング１２Ｂによる弾性力であり、
図中の点線で示すごとく、摺動体１２Ｇをステータコア
１１８から引き離す力として作用し、その大きさはステ
ータコア１１８からの離隔距離に反比例している。また
、上記２種の力の大きさの関係は、これらの力の合成力
が図中の実線で示すごとく摺動体１２６のストロークの
中間付近で均衡するように定められている。

従って、摺動体１２６が一層ステータコア１１８乙こ当
接した状態においては、磁力が弾性力に勝る分の力ＦＥ
によりその状態が維持され、摺動体１２６はその当接状
態で安定する。同様に、−旦通路摺動体が大気シートバ
ルブ１２に当接した状態においては、弾性力が磁力に勝
る分の力ＦＦにより、摺動体１２６はその当接状態を維
持するのである。

以上の説明から容易に理解できるように、本実施例では
摺動体１２６は２つの安定状態を有し、１つの安定状態
から他の安定状態に移行するときにのみ、ステータコア
１１８を励磁する電力の供給を必要とするのである。例
えは、指動体１２６が大気シートバルブ１１２に当接し
ているとき、ステータコア１１８を適宜必要な方向に励
磁して力Ｆ’Ｆに勝る吸引力を摺動体１２６の永久磁石
ＰＭに作用させてステータコア１１８側に吸引すれは、
その後は励磁を中断しても摺動体１２６は安定してステ
ータコア１１８との当接状態を力ＦＥにより維持する。

同様に、ステータコア１１８を前記と逆極性に励磁して
力ＦＥに勝る反発力な摺動体１２にこ作用させるならは
、摺動体１２６は大気シートバルブ１１２と当接し、そ
の後は励磁を中断しても力ＦＦにより大気シートバルブ
１１２との当接状態を維持するのである。

この様とこ、構成される第２実施例の電磁弁装置も、前
述した実施例の電磁弁装置と同様に装置の小型化、低コ
スト化などの効果を奏する。

更に、本実施例の電磁弁装置は、ステータコア１１８の
励磁電流を小さく押え、しかも摺動体１２６の移動が必
要なタイミングに限って励磁を実行すれはよく、省電力
化が達成される。また、摺動体１２６が２つの安定状態
を有することから、仮にステータコア１１８の励磁回路
乙こ不具合が発生したとしても摺動体１２６は安定状態
にて維持され、車両の駆動状態が２輪駆動から４輪駆動
に急変する事態が防止できる。しかも、各安定状態は何
等のエネルギーを必要とせず維持されのてあり、小型化
、軽量化、に加え一層の省電力化の効果がある。

なお、上記第１及び第２の実施例は共に、第１通気孔１
２ａ、１１２ａの穿設位置をステータコア１８，１１８
と対向する位置としている。しかし、何等この様な構成
に限定されるものではなく、ステータコア１８，１１８
と同一の作用を兼ねるステータコア３００の中心軸を第
５図のごとく穿孔して第１通気孔３０２ａとし、大気シ
ートバルブ１２，１１２の嵌合されていた大径嵌合孔２
１０ａの一端部を盲板Ｍ！こで密閉してもよい。第５図
において、各部材に付されている符号のうち２００番台
のものは、前述の第１及び第２の実施例の電磁弁装置の
構成部材と同一であり、改変された部材乙こは３００番
台の符号を付している。図示のごとく、本実施例の電磁
弁装置では、ステータコア３００から延出している結合
管３０４に、緩衝及び気密性を高めるためのゴムホース
３０６を介して大気フィルタ３０８が取り付けられる構
成である。

本発明の電磁弁装置は、この様に構成を適宜改変し、適
用されるシステム、例え−は搭載される内燃機関の取り
付はスペースに適合させるなど、極めて汎用性に優れる
側面をも有する。

発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したように本発明の電磁弁装置
は、単一の本体乙こ１つの摺動体を内蔵し、該摺動体の
２つの安定な当接位置により、２つの圧力源と２つの負
荷とを交亙乙こ接続することかできる電磁弁装置である
。

従って装置構成が極めて小型化され、また励磁の制ｉ卸
も１回線でよいため簡便である。しかも、その内部に存
在する可動部材は唯一摺動体のみであり、装置の信頼性
が高く、保守も極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の電磁弁装置の断面図、第２図は
同実施例の作動説明図、第３図は第２の実施例の電磁弁
装置の断面図、第４図は第２の実施例の摺動体に作用す
る力の説明図、第５図は第３の実施例の電磁弁装置の断
面図、をそれぞれ示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　弁本体に形成された嵌合孔内に摺動自在に嵌合され
   た摺動体を、励磁コイルの励磁状態により前記嵌合孔の
   一端に当接する第１安定位置及び他端に当接する第２安
   定位置に切換制御することで、前記嵌合孔に穿設される
   複数のポートの連通状態を制御する電磁弁装置において
   、 前記摺動体が第１安定位置にあるとき該摺動体が当接す
   る前記嵌合孔の当接面に穿設される第１ポートと、 前記嵌合孔の摺動面に所定間隔で突設される一対の弁座
   と、 該一対の弁座により挾まれた前記嵌合孔の摺動面に穿設
   される第２ポートと、 前記一対の弁座の突設位置より前記摺動体が第１安定位
   置にあるとき当接する前記嵌合孔の一端側に穿設される
   第３ポートと、 前記一対の弁座の突設位置より前記摺動体が第２安定位
   置にあるとき当接する前記嵌合孔の他端側に穿設される
   第４ポートと、 前記摺動体の摺動面に、前記一対の弁座の突設される所
   定間隔よりも広い間隔で、かつその一対の弁座を挟み込
   む位置に突設され、該摺動体が第１または第２安定位置
   にあるときその一対の弁座の１つと当接し、前記第２ポ
   ートと第３ポートまたは第２ポートと第４ポートとを連
   通させる一対の弁と、 前記摺動体を貫通して穿設され、該摺動体が第１安定位
   置にあるとき前記第１ポートに連結し、該第１ポートと
   前記第４ポートとを連通する貫通孔と、 を備えることを特徴とする電磁弁装置。