JPH0434298Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、油空圧システムにおける流体の流路
を開閉する電磁弁に関する。

（従来の技術） 一般に、油空圧システムにおいては作動流体を
制御して作業目的の達成が図られるが、このよう
なシステムでは流体の流路を開閉する手段として
電磁弁が用いられる。

この種の油空圧システムは車両にも採用されて
おり、例えばエアサスペンシヨンシステムもその
１つである。本願ではエアサスペンシヨンシステ
ムに用いて好適な電磁弁を対象として考案を開示
する関係上、次にエアサスペンシヨンシステムの
概要を述べる。

一般に、エアサスペンシヨンは他のサスペンシ
ヨンに比して、車体・ばね系の固有振動を低く押
さえることができるので、大きな振動を吸収する
ほか、エアサスペンシヨン自体が減衰性を有する
ので地面からの細かい振動も吸収することがで
き、乗心地の向上を図ることができる。さらに、
荷重に関係なく常に車高の高さを一定に保つこと
が可能であるため、外観面の向上（例えば尻下り
によるライトアツプの適正化）やサスペンシヨン
におけるストロークの短縮が図られる利点があ
る。また、運転時において、通路面と走行状態の
程度に即応した適切なばね定数を選択することが
できる等の特徴を有する。

以上の機能をまとめると、次のように示され
る。

(a) 車高調整 (b) ばね定数切換 上記機能を有するエアサスペンシヨンシステム
としては、例えば実開昭60−51110号公報に記載
のものがある。このエアサスペンシヨンシステム
では、サブタンクとエアサスペンシヨンのメイン
チヤンバとの間にカツトバルブを設け、カツトバ
ルブの開閉によりばね定数を切換えている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の流路開閉用電
磁弁にあつては、単一の弁で作動流体（空気）の
流路を開閉する構成となつていたため、この弁が
流路を閉じているときその下流側、例えばエアサ
スペンシヨンに過大な負荷が作用すると、この過
大負荷に対応する圧力がリリーフされないから、
メインチヤンバの内圧が過大となる。したがつ
て、メインチヤンバを画成するローリングダイヤ
フラムに過大な力が加わつてエアサスペンシヨン
の安全上の信頼性を低下させていた。

一方、このような問題点を解決するために、例
えば実開昭60−85206号公報に記載のものも考え
られている。このものは、サブタンクとメインチ
ヤンバとの間のカットバルブをバイパスするリリ
ーフ弁を別個に設けて、エアサスペンシヨンに過
大な負荷が作用したとき、この過大負荷に対応す
る圧力をリリーフさせてメインチヤンバの内圧上
昇を抑えている。ところが、かかるものにあつて
も、リリーフ弁がカツトバルブとは別個に設けら
れていたので、システムとしての構成が複雑とな
り高価となるという新たな問題点を招来する。

（考案の目的） そこで本考案は、単一の電磁弁をメイン流路を
開閉する主弁およびバイパス流路を開閉する補助
弁により構成し、該補助弁にシールリツプからな
るリリーフ機構を設けることにより、簡単かつ安
価な構成で下流側圧力をリリーフできる流路開閉
用電磁弁を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案による流路開閉用電磁弁は上記目的達成
のため、流体の流路を開閉する流路開閉用電磁弁
において、前記電磁弁が、流体の上流側から下流
側に至るメイン流路を開閉する主弁と、流体の下
流側と上流側をバイパスするバイパス流路を開閉
する補助弁と、からなり、かつ上記補助弁が、主
弁と一体に作動する補助弁体および主弁の閉止時
に補助弁体に当接して常時は補助弁を閉止するシ
ールリツプを有するとともに、該シールリツプが
リリーフ機構を構成して、電磁弁が閉弁している
ときに下流側から所定値以上の圧力が加わると、
補助弁のシールリツプが弾性変形してリリーフ機
構およびバイパス流路を介して該圧力を上流側に
逃がすようにしている。

（作用） 本考案では、電磁弁が、メイン流路を開閉する
主弁およびバイパス流路を開閉する補助弁により
構成され、該補助弁にシールリツプからなるリリ
ーフ機構が設けられる。このため、電磁弁が閉弁
しているときにその下流側から所定値以上の過大
な圧力が加わると、補助弁のシールリツプが弾性
変形してリリーフ機構およびバイパス流路を介し
て該圧力が上流側に逃されるようにリリーフ作用
が行われる。したがつて、簡単かつ安価な構成で
過大圧力を逃すことができる。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本考案の一実施例を示す図であ
り、本考案をエアサスペンシヨンシステムに適用
した例を示している。

まず、構成を説明する。第１図は本システムの
全体構成を示す図であり、図中、空気配管系は実
線で、電気制御系は破線で示している。同図にお
いて、１はコンプレツサであり、コンプレツサ１
はモータ２の駆動力を受けて回転し、エアフイル
タ３から大気を吸い込み加圧してドライヤ４を経
て配管５を介して４つのサスペンシヨン機構６
（他は番号を省略）にそれぞれエアーを供給する。
コンプレツサ１には並列に２位置２ポートのエキ
ゾーストバルブ１１が介装されており、エキゾー
ストバルブ１１が介装されており、エキゾースト
バルブ１１は非通電時図示の位置（Ｉ）にあつて
配管１２を遮断し、通電されると位置（）に切
り換わつて配管１２を連通しコンプレツサ１の吐
出側を大気に開放する。上記４つのサスペンシヨ
ン機構６（他は番号省略）はそれぞれフロントと
リアの各車輪に対応する位置に設けられており、
説明の都合上フロントの１つのサスペンシヨン機
構６についてその構成を述べるが、これは他のサ
スペンシヨン機構についても同様である。

サスペンシヨン機構６はサプライバルブ２１、
サブタンク２２、カツトバルブ２３およびエアサ
スペンシヨン２４により構成され、これらの間は
所定の配管で接続される。サプライバルブ２１は
エキゾーストバルブ１１と同様のタイプのものが
用いられ、配管５とサブタンク２２との間の連
通、遮断を行う。サブタンク２２とエアサスペン
シヨン２４との間にはカツトバルブ２３が介装さ
れており、カツトバルブ２３は非通電時図示位置
（Ｉ）にあつてサブタンク２２とエアサスペンシ
ヨン２４の間を連通してばね定数を低くし、通電
されると同間を遮断してばね定数を高くする。エ
アサスペンシヨン２４は空気圧によつて容積の変
化するメインチヤンバ２４ａを有し、メインチヤ
ンバ２４ａの空気圧によつて車高調整を行う。上
記各バルブ１１，２１，２３およびモータ２への
通電制御はコントローラ３１によつて行われてお
り、コントローラ３１には車両の各種状態を検出
しているセン群３２からの出力信号が入力され
る。

センサ群３２は車高センサ３３、蛇角センサ３
４、ブレーキセンサ３５、車速センサ３６および
アクセルセンサ３７等により構成される。車高セ
ンサ３３は車高を検出し、蛇角センサ３４はステ
アリングホイールの操舵方向およびその大きさを
検出する。ブレーキセンサ３５はブレーキが踏み
込まれたか否かを検出し、車速センサ３６を車速
を検出する。さらに、アクセルセンサ３７はアク
セルペダルが踏み込まれたか否かを検出する。コ
ントローラ３１は、例えばマイクロコンピユータ
からなり、内部に格納されているプログラムに従
つてセンサ群３２からのセンサ情報に基づき車高
調整やばね定数の可変調整に必要な処理値を演算
し、必要に応じて各バルブ１１，２１，２３およ
びモータ２への通電制御を行う。

そして、カツトバルブ２３は、コンプレツサ１
からドライヤ４、配管５、サプライバルブ２１お
よびサブタンク２２を経由してエアサスペンシヨ
ン２４のメインチヤンバ２４ａに至る流体として
の圧縮空気の流路を開閉する流路開閉電磁弁を構
成している。

ここで、本実施例ではカツトバルブ２３の構造
にそのポイントがあり、第２図によりそれを詳細
に説明する。第２図はカツトバルブ２３の断面図
を示し、同図において、カツトバルブ２３はその
軸線方向に移動可能なプランジヤ４１を有してお
り、プランジヤ４１には図中上方からアマチユア
４２、補助ピストン４３、スプリング受けリング
４４および主ピストン４５が順次固着されてい
る。なお、プランジヤ４１はその動きがよくわか
るようにその中心軸線を境に図中左側が開弁時、
右側が閉弁時の動きを示している。

プランジヤ４１の両端に位置するアマチユア４
２、スプリング受けリング４４および主ピストン
４５はそれぞれねじ結合によりプランジヤ４１に
固定される。そして、スプリング受けリング４４
は、主ピストン４５のロツクナツトとして機能す
る。アマチユア４２の上部には消音ゴム４２ａが
設けられている。また、アマチユア４２の側方に
はソレノイドケース４６に包持されたソレノイド
コイル４７が配設されており、ソレノイドコイル
４７はコントローラ３１によりリード線４８を介
して通電制御される。なお、リード線４８の導入
部はシールゴム４９によりシールされており、ま
た、ソレノイドコイル４７の周囲はキヤツプ５
０，５１によつて覆われている。アマチユア４２
の図中下方にはプランジヤシリンダ５２が設けら
れ、プランジヤシリンダ５２はボデイ５３に固定
される。プランジヤシリンダ５２の周囲には２ケ
所においてシールゴム５４，５５が配設されてい
る。プランジヤシリンダ５２は補助ゴム５６、補
助リング５７と共に補助室５８を画成しており、
補助室５８はサブタンク２２と管路５９、通路６
０および孔６１を介して連通している。これらの
プランジヤ４１、補助ピストン４３、プランジヤ
シリンダ５２、補助ゴム５６および補助リング５
７は補助弁６２を構成する。補助ゴム５６の軸線
に沿つた中心部には連通孔５６ｃが設けられてい
る。

補助ゴム５６の上部にはシールリツプ５６ａが
形成されており、シールリツプ５６ａはメインチ
ヤンバ２４ａの内圧が過大となつたとき、リリー
フ機構としての機能を有するとともに、補助ピス
トン４３に当接する際、その当接音を吸収する。
また、補助弁６２においてはこのシールリツプ５
６ａが形成された部分の直径が弁座部の有効受圧
面積A₂となる。一方、補助ゴム５６の下部には
消音突起５６ｂが形成されており、消音突起５６
ｂはカツトバルブ２３の開弁時スプリング受けリ
ング４４に当接し、その当接音を吸収する。スプ
リング受けリング４４にはスプリング６３の一端
が当接しており、スプリング６３の他端は弁座シ
ート部６４に当接している。スプリング６３はプ
ランジヤ４１を図中上方向（カツトバルブ２３の
開弁方向）に付勢する。主ピストン４５の下部に
は消音ゴム６５が設けられており、消音ゴム６５
は主ピストン４５が弁座シート部６４に着座する
ときの音を吸収する。上記プランジヤ４１、スプ
リング受けリング４４、主ピストン４５、ボデイ
５３、スプリング６３、弁座シート部６４および
消音ゴム６５は主弁６６を構成する。主弁６６に
おいては主ピストン４５の消音ゴム６５の部分の
直径が弁座部の有効受圧面積A₁となり、このA₁
と前記A₂とはA₁≒A₂となる関係に設定される。
弁座シート部６４の周囲にはゴム６７が設けら
れ、その下部にはプラグ６８がねじ結合によりボ
デイ５３に固定されている。即ち、ゴム６７は、
弁座シート部６４をボデイ５３に緩衝的に支持し
て、弁座シート部６４の振動を抑制しつつ、弁座
シート部６４と、ボデイ５３との間をシールする
機能を持つ。主弁６６は主室６９を画成してお
り、主室６９は管路７０および通路７１を介して
サブタンク２２と連通可能である。なお、主室６
９の右サイドは盲プラグ７２によつて閉止され、
左サイドはコネクタ７３内に形成された通路７４
および管路７５を介してエアサスペンシヨン２４
に連通している。コネクタ７３はボデイ５３に螺
合するホース固定用の金具７６を有しており、金
具７６の先端側には防水用のＯリング７７と、気
密用のＯリング７８とが押入れされている。金具
７６の内部には管路７５としてのスチール管７５
ａが貫通しており、スチール管７５ａの先端部は
つば状に形成され、前記Ｏリング７８に接してい
る。また、スチール管７５ａの外側はゴムホース
７５ｂで覆われており、ゴムホース７５ｂの端部
はホースかしめ用金具７５ｃによつてかしめられ
ている。

そして、流路開閉電磁弁であるカツトバルブ２
３は主弁６６および補助弁６２からなり、これら
のうち主弁６６は流体としての圧縮空気の上流側
から下流側、すなわちサブタンク２２からメイン
チヤンバ２４ａに至るメイン流路３９を開閉する
機能を有し、該メイン流路３９は管路７０、通路
７１、主室６９、通路７４および管路７５により
構成される。また、補助弁６２は、プランジヤ４
１を介して主弁６６と一体に作動する補助弁体、
すなわち補助ピストン４３および主弁６６の閉止
時に補助ピストン４３に当接して常時は補助弁６
２を閉止するシールリツプ５６ａを有し、上述の
下流側と上流側をバイパスするバイパス流路４０
を開閉する機能を有する。さらに、該バイパス流
路４０は管路７５、通路７４、主室６９、連通孔
５６ｃ、補助室５８、孔６１、通路６０および管
路５９により構成されている。

次に、作用を説明する。

本実施例によるエアサスペンシヨンシステムは
車高調整、ばね定数切換の各制御を行い、このと
き制御態様に応じてカツトバルブ２３の開閉が行
われる。一例として車高調整の場合を述べると、
車高センサ３３により常に車高が測定され、コン
トローラ３１により車高が基準車高となるように
修正される。車高が基準車高より高いときは、カ
ツトバルブ２３が開状態に維持されつつエキゾー
ストバルブ１１とサプライバルブ２１が共に開い
てエアサスペンシヨン２４およびサブタンク２２
内の空気が抜かれて車高が下げられる。一方、車
高が低いときは、コンプレツサ１がON、サプラ
イバルブ２１が開となつて高圧の空気がエアサス
ペンシヨン２４とサブタンク２２に送り込まれて
車高が高められる。この場合、カツトバルブ２３
はソレノイドコイル４７への非通電時スプリング
６３によりプランジヤ４１を第２図中上へ移動さ
せて主弁６６を開き、ソレノイドコイル４７に通
電されるとソレノイド力F_SOLによりアマチユア４
２を吸引して主弁６６を閉じる。

そして、カツトバルブ２３が閉鎖され、エアサ
スペンシヨン２４のメインチヤンバ２４ａとサブ
タンク２２とは確実に遮断される。エアサスペン
シヨン２４のばね定数はハード状態であり、エア
サスペンシヨン２４に外部から過大な負荷が作用
するとメインチヤンバ２４ａの内圧上昇ととも
に、バイパス流路４０の下流側の主室６９および
主室６９と連通する連通孔５６ｃの内圧がそれぞ
れ上昇する。メインチヤンバ２４ａの気密は主弁
６６と補助弁６２のシールリツプ５６ａとで保た
れているが、連通孔５６ｃの内圧が所定の圧力を
越えると、シールリツプ所定圧力の超過分に対応
する空気が補助室５８に放出され、補助室５８か
ら孔６１、通路６０および管路５９を経てサブタ
ンク２２へ放出される。すなわち、エアサスペン
シヨン２４のばね定数２４がハード状態であると
きに、エアサスペンシヨン２４に過大な負荷が加
わると、この過大負荷に対応する圧力がシールリ
ツプ５６ａに作用し、該シールリツプ５６ａを押
し開く。そしてリリーフ機構としてのシールリツ
プ５６ａおよびバイパス流路４０を介して該圧力
が上流側に逃される。また、シールリツプ５６ａ
は一種の逆止弁としての機能を有しており、メイ
ンチヤンバ２４ａの内圧がサブタンク２２の内圧
よりも低下することがあつても、カツトバルブ２
３の上流側の空気すなわち、サブタンク２２の空
気が管路５９、通路６０および孔６１を経て補助
室５８へ流入することはない。

以上のリリーフ作用について第３，４図を用い
て従来例と比較しながら説明する。

第３図において、２４は前記エアサスペンシヨ
ンであり、エアサスペンシヨン２４はインシユレ
ータ８０、アウターシエル８１、ローリングダイ
ヤフラム８２、ピストンロツド８３およびストラ
ツトチユーブ８４等から成る。アウターシエル８
１、ローリングダイヤフラム８２により前記メイ
ンチヤンバ２４ａが画成され、アウターシエル８
１はその中心部をストラツトチユーブ８４に嵌挿
されたピストンロツド８３に固定される。ピスト
ンロツド８３の端部はインシユレータ８０に設け
られたベアリング８５によつて嵌挿固定され、ピ
ストンロツド８３は回動自在に支持される。イン
シユレータ８０にはボルト８６が固着され、イン
シユレータ８０は図示されない車両にボルト８６
によつて固着される。Cbはバツフアクリアラン
スであり、図中矢印Ａ方向にバウンドが加わる
と、そのバウンド力に応じてバツフアクリアラン
スCbは減少し、エアサスペンシヨンのストロー
ク量は増加する。第４図において、横軸はエアサ
スペンシヨンのストロークを、縦軸はエアサスペ
ンシヨンの支持荷重とメインチヤンバ内圧をパラ
メータとしている。点Ｏから点Ｑまでの範囲は定
常ロール、スカツト、ダイブ、バウンシング、ピ
ツチング等によつて発生するストローク量の実用
領域、点Ｑを越える範囲は過大負荷によつて発生
するストローク量の過大負荷領域をそれぞれ示し
ている。なお、点Ｐは前述のバツフアクリアラン
スCbに、点Ｒはフルバウンド時のストローク量
にそれぞれ対応している。実用領域では、支持荷
重およびメインチヤンバ内圧ともに、従来例と本
実施例との差はほとんど認められない。しかし、
実用領域を越えた過大負荷領域での、メインチヤ
ンバ内圧は、従来例ではストローク量の増加に伴
つて上昇を続けるのに対し、本実施例では点Ｑを
通過するころから徐々に飽和して約10Kg／cm²の圧
力で一定となる。すなわち、実用領域から過大負
荷領域に移行する過程で前述のシールリツプ５６
ａによるリリーフ機構が働くことにより、メイン
チヤンバ２４ａの内圧上昇が抑えられる。一方、
支持荷重は同一のストローク量に対して従来例の
方が本実施例に比して重くなつており、見方を変
えれば、同一荷重によるストローク量は本実施例
の方が従来例に比して大きくなることを意味して
いる。これは、メインチヤンバ２４ａからサブタ
ンク２２へ、エアーが逃げている状態にあること
を示している。

以上のように、本実施例の場合では、過大負荷
領域でのメインチヤンバ２４ａの内圧が約10Kg／
cm²に保たれる。したがつて、耐久性の点で問題と
なるローリングダイヤフラムの破壊圧力が約20
Kg／cm²としても、破壊に至るまでの余裕が十分に
あり、またメインチヤンバ内圧の変化幅が小さい
こともあつてローリングダイヤフラムの耐久性や
エアサスペンシヨンとしての安全上の信頼性が格
段と向上する。また、リリーフ機構を構成するた
めに必要な部材は補助ゴム５６のシールリツプ５
６ａのみであるため、従来のようにカツトバルブ
２３とは別にリリーフ弁を設けるなどの複雑な構
成を必要としない。したがつて、リリーフ機構を
簡単かつ安価に構成することができる。なお、本
実施例では、主弁６６の受圧面積A₁と補助弁６
２の受圧面積A₂との関係をA₁≒A₂となるように
設定しているので、カツトバルブ２３を開弁する
ときに必要なスプリング力を小さくでき、ソレノ
イド力F_SOLはスプリング力より若干大きい程度で
よい。したがつて、スプリング６３やソレノイド
コイル４７の小型化、軽量化、ソレノイドコイル
４７の省電力化が図ることができるとともに、作
動音も小さくすることができる。

また、本実施例は流路開閉用電磁弁をエアサス
ペンシヨンシステムのカツトバルブに適用した例
であるが、本考案はこれに限るものではない。要
は流路開閉用電磁弁の下流側の過大負荷に対応す
る圧力のリリーフを必要とする油空圧システムで
あればどのようなシステムにも適用できる。

（効果） 本考案によれば、電磁弁を、メイン流路を開閉
する主弁およびバイパス流路を開閉する補助弁に
より構成し、該補助弁にシールリツプからなるリ
リーフ機構を設け、電磁弁が閉弁しているときそ
の下流側から所定値以上の過大な圧力が加わると
シールリツプが弾性変形してリリーフ機構および
バイパス流路を介して該圧力を上流側へ逃すよう
にしている。このため、簡単かつ安価な構成で下
流側の過大な圧力をリリーフすることができ、エ
アサスペンシヨンシステム等に用いて好適な電磁
弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案に係る流路開閉用電磁弁の
一実施例を示す図であり、第１図はその全体構成
図、第２図はその電磁弁の断面図、第３図はその
エアサスペンシヨンの部分断面図、第４図はその
リリーフ機構の作用を説明するための図である。 ６……サスペンシヨン機構、２２……サブタン
ク、２３……カツトバルブ（流路開閉電磁弁）、
２４……エアサスペンシヨン、２４ａ……メイン
チヤンバ、３２……センサ群、３９……メイン流
路、４０……バイパス流路、４３……補助ピスト
ン（補助弁体）、５６ａ……シールリツプ（リリ
ーフ機構）、６２……補助弁、６６……主弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体の流路を開閉する流路開閉用電磁弁におい
   て、前記電磁弁が、流体の上流側から下流側に至
   るメイン流路を開閉する主弁と、流体の下流側と
   上流側をバイパスするバイパス流路を開閉する補
   助弁と、からなり、かつ上記補助弁が、主弁と一
   体に作動する補助弁体および主弁の閉止時に補助
   弁体に当接して常時は補助弁を閉止するシールリ
   ツプを有するとともに、該シールリツプがリリー
   フ機構を構成して、電磁弁が閉弁しているときに
   下流側から所定値以上の圧力が加わると、補助弁
   のシールリツプが弾性変形してリリーフ機構およ
   びバイパス流路を介して該圧力を上流側に逃がす
   ようにしたことを特徴とする流路開閉用電磁弁。