JPH09250651A

JPH09250651A - 電磁弁

Info

Publication number: JPH09250651A
Application number: JP5917696A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Funabashi; 橋知彦舩
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】第１及び第２通路間に差圧が発生しても、弁
体を弁座から離脱させる力と弁体を弁座に着座させる力
の合成力を零にでき、ソレノイドを小型にできる電磁弁
を提供すること。【解決手段】ボデー１０と、ボデー内に設けられた第
１通路１１及び第２通路１２と、第１通路の周りに位置
するようボデーに設けられた弁座１４ａと、一端に弁座
に着脱可能な弁部１６ａを有し、第１通路及び第２通路
間を開閉する弁体１６と、弁体を弁座に着座させる方向
に付勢するスプリング１８と、弁体を弁座から離脱させ
る方向に作動させるソレノイド１９と、ボデーに形成さ
れ、弁体の他端を収容する圧力室２０と、弁体に形成さ
れ、圧力室を第１通路に連通させる連通路２１と、弁体
の外周部に接触するようボデーに設けられ、弁体の外周
部と協働して圧力室及び第２通路間を液密的に分離する
シール部材２３とを備え、シール部材のシール径を弁部
のシール径と等しくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、電磁弁に
関するもので、例えばアンチロックブレーキ機能やトラ
クションコントロール機能を有する車両用ブレーキ装置
に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、以前、この種の電磁弁とし
て、例えば特願平６−１７７２１４号を出願した。図４
を参照してその構成を説明する。

【０００３】同図に示すように、ボデー１００内には、
第１通路１０１，第２通路１０２及び第３通路１０３が
形成されている。ボデー１００には、互いに対向するよ
うに第１弁座１０４及び第２弁座１０５が固定されてい
る。第１弁座１０４は、第１通路１０１の先端部の周り
に配設され、第２弁座１０５は、第３通路１０３の先端
部の周りに配設されている。両弁座１０４及び１０５間
には、ボール１０６が両弁座１０４及び１０５に着脱可
能に配設され、ボール１０６は第１及び第２通路１０
１，１０２間を開閉すると共に第２及び第３通路１０
２，１０３間を開閉する。このボール１０６は、スプリ
ング１０７により第１弁座１０４に着座する方向に付勢
されている。ボデー１０６には、ボール１０６を第１弁
座１０４から離脱させる方向に作動させるソレノイド１
０８が取り付けられている。

【０００４】ソレノイド１０８への非通電時には、スプ
リング１０７の付勢力により、ボール１０６は第１弁座
１０４に着座し、第２弁座１０５から離脱している。結
果、第１及び第２通路１０１，１０２間は閉じ、第２及
び第３通路１０２，１０３間が開いている。一方、ソレ
ノイド１０８に通電すると、ボール１０６は第１弁座１
０４から離脱し、第２弁座１０５に着座する。結果、第
１及び第２通路１０１，１０２間が開き、第２及び第３
通路１０２，１０３間が閉じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したも
のでは、図５に示すように、力Ｆ１＝（第１通路１０１
の圧力Ｐ１）×（ボール１０６及び第１弁座１０４間の
シール径に対応する面積Ｓ１）がボール１０６を第１弁
座１０４から離脱させる方向に作用すると共に、力Ｆ２
＝（第２通路１０２の圧力Ｐ２）×（ボール１０６の最
大径に対応する面積Ｓ２）がボール１０６を第１弁座１
０４に着座させる方向に作用する。

【０００６】ここで、第１通路１０１の圧力Ｐ１が第２
通路１０２の圧力Ｐ２よりも非常に大きい場合には、ボ
ール１０６を第１弁座１０４から離脱させる力Ｆ１がボ
ール１０６を第１弁座１０４に着座させる力Ｆ２よりも
大きくなり、力Ｆ１から力Ｆ２を引いた合成力がボール
１０６を第１弁座１０４から離脱させる方向に作用す
る。そこで、その力に打ち勝つ分だけスプリング１０７
の設定荷重を大きくする必要があり、その分だけソレノ
イド１０８によるボール１０６への押圧力を大きくする
必要がある。

【０００７】一方、第２通路１０２の圧力Ｐ２が第１通
路１０１の圧力Ｐ１以上の場合には、ボール１０６を第
１弁座１０４に着座させる力Ｆ２がボール１０６を第１
弁座１０４から離脱させる力Ｆ１よりも大きくなり、力
Ｆ２から力Ｆ１を引いた合成力がボール１０６を第１弁
座１０４に着座させる方向に作用する。そこで、この力
に打ち勝つ分だけソレノイド１０８によるボール１０６
への押圧力を大きくする必要がある。

【０００８】このように、ソレノイド１０８によるボー
ル１０６の作動力を大きくする必要があるため、ソレノ
イド１０８が大型になるという問題点がある。

【０００９】故に、本発明は、第１及び第２通路間に差
圧が発生しても、弁体を弁座から離脱させる力と弁体を
弁座に着座させる力の合成力を零にでき、ソレノイドを
小型にできる電磁弁を提供することを、技術的課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために、請求項１の発明に係る電磁弁は、ボデー
と、ボデー内に設けられた第１通路及び第２通路と、第
１通路の周りに位置するようボデーに設けられた弁座
と、一端に弁座に着脱可能な弁部を有し、第１通路及び
第２通路間を開閉する弁体と、弁体を弁座に着座させる
方向に付勢するスプリングと、弁体を弁座から離脱させ
る方向に作動させるソレノイドと、ボデーに形成され、
弁体の他端を収容する圧力室と、弁体に形成され、圧力
室を第１通路に連通させる連通路と、弁体の外周部に接
触するようボデーに設けられ、弁体の外周部と協働して
圧力室及び第２通路間を液密的に分離するシール部材と
を備え、シール部材のシール径を、弁部のシール径と等
しくしたものである。

【００１１】請求項１の発明の作用を以下に示す。

【００１２】ソレノイドへの非通電時には、スプリング
の付勢力により弁体が弁座に着座しており、第１及び第
２通路間が閉じている。一方、ソレノイドへ通電する
と、弁体が弁座から離脱し、第１及び第２通路間が開
く。

【００１３】ここで、ソレノイドへの非通電時に第１及
び第２通路間の差圧により弁体に作用する力について考
える。第１通路の圧力をＰ１，第２通路の圧力をＰ２と
すると、圧力室は第１通路に連通しているので、圧力室
の圧力もＰ１となる。また、シール部材のシール径は、
弁部のシール径に等しいので、弁部のシール径に相当す
る円の面積をＳとすると、シール部材のシール径に相当
する円の面積もＳとなる。従って、弁体に作用する力の
総和（合成力）は、（第１通路の圧力Ｐ１）×（弁部の
シール径に相当する円の面積Ｓ）〔弁体を弁座から離脱
させる力〕−（圧力室の圧力Ｐ１）×（シール部材のシ
ール径に相当する円の面積Ｓ）〔弁体を弁座に着座させ
る力〕＝０となる。尚、シール部材のシール径は、弁部
のシール径に等しいので、第２通路の圧力Ｐ２による弁
体に作用する力は、零となる。

【００１４】このように、第１及び第２通路間に差圧が
発生しても、弁体を弁座から離脱させる力と弁体を弁座
に着座させる力との合成力は零となる。従って、スプリ
ングの設定荷重を小さくでき、またソレノイドによる弁
体の作動力を小さくできる。結果、ソレノイドを小型に
できる。

【００１５】請求項１において、請求項２に示すよう
に、弁体の他端に第２弁部を設け、ボデーの第２弁部に
対向する位置に第２弁部が着脱するための第２弁座を設
け、第２弁座の内周部に第３通路を設け、第２弁部が第
２弁座に着脱することで第３通路及び圧力室間を開閉す
るようにすると、好ましい。

【００１６】請求項２によれば、簡単な構成で第２通路
を第１通路及び第３通路に選択的に連通させることがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの出
願の実施形態に係る３方向電磁弁を説明する。

【００１８】図１に示す３方向電磁弁において、ボデー
１０内には、第１通路１１，第２通路１２及び第３通路
１３が形成されている。第１通路１１は、車輪を制動す
る車輪ブレーキシリンダ（図示せず）に接続され、第２
通路１２は、高圧ブレーキ液を蓄えるためのアキュムレ
ータ（図示せず）に接続され、第３通路１３は、ブレー
キペダル（図示せず）の操作力に対応するブレーキ液圧
を発生するマスタシリンダ（図示せず）に接続されてい
る。第１通路１１は、第２通路１２と平行に延びる大径
通路１１ａと、大径通路１１ａに接続された空間１１ｂ
と、大径通路１１ａと直交するよう空間１１ｂに接続さ
れた小径通路１１ｃとを有する。第３通路１３は、第１
通路１１の小径通路１１ｃと同方向に延び、大径通路１
３ａと、大径通路１３ａに接続された小径通路１３ｂと
を有する。

【００１９】ボデー１０内には、第１弁座シート１４及
び第２弁座シート１５が固定されている。第１弁座シー
ト１４には前述した第１通路１１の小径通路１１ｃが形
成され、第２弁座シート１５には前述した第３通路１３
の小径通路１３ｂが形成されている。第１弁座シート１
４には、第１通路１１の小径通路１１ｃの先端部の周り
に位置するよう第１弁座１４ａが設けられ、第２弁座シ
ート１５にも、第３通路１３の小径通路１３ｂの先端部
の周りに位置するよう第２弁座１５ａが設けられてい
る。これら第１及び第２弁座１４ａ，１５ａは互いに対
向している。

【００２０】第１及び第２弁座シート１４及び１５間に
は、棒状の弁体１６が摺動自在に配設されている。弁体
１６は、その摺動方向（軸方向）に延在しており、一端
（図示上端）に第１球状弁部（弁部）１６ａを，他端
（図示下端）に第２球状弁部（第２弁部）１６ｂを有す
る。第１球状弁部１６ａは、第１弁座１４ａに着脱可能
であり、第１及び第２通路１１，１２間を開閉する。第
２球状弁部１６ｂは、第２弁座１５ａに着脱可能であ
り、第１及び第３通路１１，１３間を開閉する。つま
り、弁体１６は、第１通路１１を第２通路１２及び第３
通路１３に選択的に連通させる。

【００２１】第１及び第２弁座シート１４，１５間に
は、リテーナ部材１７が取り付けられ、リテーナ部材１
７及び弁体１６の傘部１６ｃ間には、スプリング１８が
配設されている。このスプリング１８は、第１球状弁部
１６ａを第１弁座１４ａに着座させる方向に弁体１６を
付勢する。尚、リテーナ部材１７にも、第２通路１２の
一部が形成されている。

【００２２】ボデー１０には、ソレノイド１９が取り付
けられている。ソレノイド１９は、ボビン１９ａと、ボ
ビン１９ａに巻回されたコイル１９ｂと、コイル１９ｂ
の外周及び内周に設けられた第１ヨーク１９ｃ及び第２
ヨーク１９ｄと、空間１１ｂに対向するようボデー１０
に固定された固定コア１９ｅと、固定コア１９ｅと対向
しそれとの間に磁気ギャップを形成する可動コア１９ｆ
と、一端が可動コア１９ｆに圧入され他端が第１球状弁
部１６ａを押圧するロッド１９ｇと、可動コア１９ｆを
固定コア１９ｅから離れる方向に付勢するスプリング１
９ｈと、固定コア１９ｅ及び可動コア１９ｆを支持する
ようボデー１０に固定されたスリーブ１９ｉと、ボデー
１０に圧入されたスリーブ１９ｉの抜け止め用のリング
１９ｊと、コイル１９ｂに電気的に接続された端子１９
ｋとを備えている。

【００２３】コイル１９ｂへの通電時には、固定コア１
９ｅ及び可動コア１９ｆ間に吸引力が発生し、これによ
り、ロッド１９ｇが第１球状弁部１６ａを第１弁座１４
ａから離脱させる方向に押圧し、弁体１６をその方向に
作動させる。

【００２４】図２を参照して本発明の要部について説明
する。

【００２５】第２弁座シート１５内には、弁体１６の第
２球状弁部１６ｂを収容する圧力室２０が形成されてい
る。この圧力室２０は、弁体１６に形成された連通路２
１，２２を介して第１通路１１の小径通路１１ｃに連通
している。連通路２１は図示左右方向に延在し、連通路
２２は図示上下方向に延在している。第２弁座シート部
材１５及びリテーナ部材１７間には、円環状のシール部
材２３が固定されている。このシール部材２３の内周部
は、弁体１６の外周部と接触しており、弁体１６の外周
部と協働して第２通路１２及び圧力室２０間を液密的に
分離している。シール部材２３のシール径（即ちシール
部材の内径）Ｄ２は、第１球状弁部１６ａのシール径Ｄ
１に等しく、弁体１６のシール部材１６と摺接する部分
の外径も第１球状弁部１６ａのシール径Ｄ１に等しい。
シール部材２３は、テフロン樹脂にカーボンを含浸させ
た材料から形成されている。

【００２６】次に、図１〜図３を参照して上記の３方向
電磁弁の作用について説明する。

【００２７】コイル１９ｂへの非通電時には、固定コア
１９ｅ及び可動コア１９ｆ間に吸引力が作用しないた
め、スプリング１９ｈの付勢力によりロッド１９ｇは図
１及び図２に示す弁体１６を押圧しない位置に存在す
る。従って、スプリング１８の付勢力により弁体１６の
第１球状弁部１６ａが第１弁座１４ｅに着座しており、
第１及び第２通路１２は閉じている。このとき、弁体１
６の第２球状弁部１６ｂが第２弁座１５ａから離脱して
いるので、圧力室２０及び第３通路１３間は開いてお
り、結果、第１及び第３通路１１，１３間は開いてい
る。従って、マスタシリンダのブレーキ液が第３通路１
３，圧力室２０及び第１通路１１を介して車輪ブレーキ
シリンダに付与される。

【００２８】一方、コイル１９ｂへ通電すると、固定コ
ア１９ｅ及び可動コア１９ｆ間に吸引力が作用するた
め、ロッド１９ｇが弁体１６の第１球状弁部１６ａに向
けて移動し、第１球状弁部１６ａを押圧する。結果、図
３に示すように、弁体１６の第１球状弁部１６ａが第１
弁座１４ｅから離脱し、第１及び第２通路１２が開く。
このとき、弁体１６の第２球状弁部１６ｂが第２弁座１
５ａに着座し、圧力室２０及び第３通路１３間を閉じ、
第１及び第３通路１１，１３間を閉じる。従って、アキ
ュムレータ内の高圧ブレーキ液が第２通路１２及び第１
通路１１を介して車輪ブレーキシリンダに付与される。

【００２９】ここで、コイル１９ｂへの非通電時に弁体
１６に作用する力（但しスプリング１８による付勢力を
除く）について考える。第１通路１１の圧力（車輪ブレ
ーキシリンダ圧）をＰ１，第２通路１２の圧力（アキュ
ムレータ圧）をＰ２とすると、圧力室２０が連通路２
１，２２を介して第１通路１１に連通しているので、圧
力室２０の圧力もＰ１となる。また、シール部材２３の
シール径Ｄ２は、第１球状弁部１６ａのシール径Ｄ１に
等しいので、第１球状弁部１６ａのシール径Ｄ１に相当
する円の面積をＳとすると、シール部材２３のシール径
Ｄ２に相当する円の面積もＳとなる。すると、弁体１６
を第１弁座１４ａから離脱させる力Ｆ１は、（第１通路
１１の圧力Ｐ１）×（第１球状弁部１６ａのシール径に
相当する円の面積Ｓ）となり、弁体１６を第１弁座１４
ａに着座させる力Ｆ２は、（圧力室２０の圧力Ｐ１）×
（シール部材２３のシール径に相当する円の面積Ｓ）と
なる。従って、弁体１６に作用する力の総和（合成力）
は、〔弁体１６ａを第１弁座１４ａから離脱させる力Ｆ
１〕−〔弁体１６を第１弁座１４ａに着座させる力Ｆ
２〕＝０となる。尚、シール部材２３のシール径Ｄ２
は、第１球状弁部１６ａのシール径Ｄ１に等しいので、
第２通路１２の圧力Ｐ２による弁体に作用する力は、零
となる。

【００３０】このように、コイル１９ｂの非通電時にア
キュムレータ圧が車輪ブレーキシリンダ圧よりも大きい
場合やその逆の場合のように、第１及び第２通路１１，
１２間に差圧が発生しても、弁体１６には差圧による力
が発生しない。従って、スプリング１８の設定荷重を小
さくでき、またソレノイド１９による弁体１６の作動力
を小さくできる。結果、ソレノイド１９を小型にでき
る。

【００３１】また、コイル１９ｂへ通電して第２球状弁
部１６ｂが第２弁座１５ａに着座した後には、固定コア
１９ｅ及び可動コア１９ｆ間の吸引力が両者間の磁気ギ
ャップが小さくなる分だけ大きくなるため、第１通路１
１の圧力（車輪ブレーキシリンダ圧）と第３通路１３の
圧力（マスタシリンダ圧）間に差圧が発生しても、弁体
１６を第２球状弁部１６ｂに着座した状態に確実に維持
できる。更に、第２球状弁部１６ｂのシール径を小さく
できるため、第２球状弁部１６ｂが第２弁座１５ａに着
座している際における上記差圧による弁体１６に作用す
る力を小さくできる。

【００３２】尚、本実施形態では３方向電磁弁について
説明したが、本発明はこれに限定される必要がなく、２
方向電磁弁にも適用可能である。また、本発明の電磁弁
は、アンチスキッド制御装置，ブレーキトラクション制
御装置，車両旋回時に車両の安定性及びコーストレース
性を確保するようにオーバーステア抑制制御及びアンダ
ーステア抑制制御を行う制動操舵制御装置，前後制動力
配分制御装置等に適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ボデー内に弁体の弁部
と反対側の端部を収容する圧力室を形成し、それを弁体
に形成した連通路を介して第１通路と連通させ、弁体の
外周部に弁体と協働して第２通路及び圧力室間を液密的
に分離するシール部材を設け、シール部材のシール径を
弁体の弁部のシール径と同等にしたので、第１及び第２
通路間に差圧が発生しても、弁体を弁座から離脱させる
力と弁体を弁座に着座させる力との合成力を零にでき
る。従って、スプリングの設定荷重を小さくでき、また
ソレノイドによる弁体の作動力を小さくできる。結果、
ソレノイドを小型にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施形態に係る３方向電磁弁の断面
図である。

【図２】ソレノイド非通電時における図１の要部拡大図
である。

【図３】ソレノイド通電時における図１の要部拡大図で
ある。

【図４】従来技術に係る３方向電磁弁の断面図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０ボデー１１第１通路１２第２通路１３第３通路１４ａ第１弁座（弁座）１５ａ第２弁座１６弁体１６ａ第１球状弁部（弁部）１６ｂ第２球状弁部（第２弁部）１８スプリング１９ソレノイド２０圧力室２１，２２連通路２３シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボデーと、前記ボデー内に設けられた第１通路及び第２通路と、前記第１通路の周りに位置するよう前記ボデーに設けら
れた弁座と、一端に前記弁座に着脱可能な弁部を有し、前記第１通路
及び第２通路間を開閉する弁体と、前記弁体を前記弁座に着座させる方向に付勢するスプリ
ングと、前記弁体を前記弁座から離脱させる方向に作動させるソ
レノイドと、前記ボデーに形成され、前記弁体の他端を収容する圧力
室と、前記弁体に形成され、前記圧力室を前記第１通路に連通
させる連通路と、前記弁体の外周部に接触するよう前記ボデー内に設けら
れ、前記弁体の外周部と協働して前記圧力室及び前記第
２通路間を液密的に分離するシール部材とを備え、前記シール部材のシール径は、前記弁部のシール径と等
しくされてなる電磁弁。
【請求項２】請求項１において、前記弁体の前記他端に第２弁部が設けられ、前記ボデーの前記第２弁部に対向する位置に前記第２弁
部が着脱するための第２弁座が設けられ、前記第２弁座の内周部に第３通路が設けられ、前記第２弁部が第２弁座に着脱することで前記第３通路
及び前記圧力室間を開閉する電磁弁。