JPS63140186A

JPS63140186A - 流路開閉用電磁弁

Info

Publication number: JPS63140186A
Application number: JP61288523A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kanda; 神田　政徳; Minoru Suzuki; 稔鈴木; Tetsuya Okamura; 哲也岡村; Toshinao Tobisawa; 飛沢　俊尚
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1988-06-11
Also published as: US5010923A; FR2607571A1; FR2607571B1; GB2198814A; DE3740882C2; DE3740882A1; GB2198814B; DE3744811C2; GB8727983D0

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】（産業上の利用分野）本発明は、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ョンシステムもその１つである。本
願ではエアサスペンションシステムに用いて好適な電磁
弁を対象として発明を開示する関係上、次にエアサスペ
ンションシステムの概要を述べる。

−ａに、エアサスペンションは他のナスペンションに比
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
ョ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
るライトアンプの適正化）やサスペンションにおけるス
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、道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ョンシステムに用いら
れている従来の電磁弁としては、例えば実開昭６０−８
５２０６号公報に記載のものがある。この電磁弁は、例
えばエアサスペンションシステムのカットバルブに用い
られ、エアサスペンションのメインチャンバとサブタン
クの間を開閉制御している。

（発明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
っては、主弁（以下、主バルブという）のみで作動流体
（空気）の流路を開閉する構成となっていたため、主バ
ルブで流路を閉じたときバルブの前後に圧力差が生じる
と、その圧力差によって発生する荷重に対抗できるよう
なスプリング力やソレノイドの吸引力が必要となってい
た。したがって、必然的にスプリングやソレノイドが大
きくなって、これらの小型化、軽量化、省電力化が困難
であった。また、上記吸引力が大きいことから、バルブ
の作動音が大きいという問題点もあった。

（発明の目的）そこで本発明は、電磁弁を主弁および補助弁により構成
し、主弁の弁座部の有効受圧面積Ａ１と補助弁の弁座部
の有効受圧面積Ａｔとの関係がＡ１　鵬Ａｚとなるよう
に設定することにより、作動時に必要な力を少ないもの
として、スプリングやソレノイドの小型化、軽量化、省
電力化を図るとともに、作動音を小さくすることを目的
としている。

（問題点を解決するための手段）本発明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
電磁弁を主弁および補助弁により構成し、主弁の弁座部
の有効受圧面積Ａ、と補助弁の弁座部の有効受圧面積Ａ
ｔとの関係がＡ、＃Ａ２となるように設定している。

（作用）本発明では、電磁弁が主弁および補助弁により構成され
、主弁の弁座部の有効受圧面積ＡＩと補助弁の弁座部の
有効受圧面積Ａｔとの関係がＡ１＝　Ａ　ｚとなるよう
に設定される。この場合、電磁弁の前後に圧力差が生じ
ても補助弁により圧力差がバランスし、作動時の力が少
ないものとなる。

したがって、スプリングやソレノイドの小型化等が図ら
れる。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明の一実施例を示す図であり、本発明
をエアサスペンションシステムに適用した例を示してい
る。第１図は本システムの全体構成２　　図を示す図で
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、ｌはコンプレッサであり、コンプレッサ
１はモータ２の駆動力を受けて回転し、エアフィルタ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つのサスペンション機構６　（他１１番号を省
略）にそれぞれエアーを供給する。コンプレッサｌには
並列に２位置２ボートのエキゾーストバルブ１１が介装
されており、エキシースＩ・バルブ１１は非通電時Ｌ７
、の位置（Ｉ）にあって配管１２を遮断し、通電される
と位置（ＩＩ）に切り換わって配管１２を連通しコンプ
レッサ１の吐出側を大気に開放する。上記４つのサスペ
ンション機構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つのサスペンション機構６について
その構成を述べるが、これは他のサスペンション機構に
ついても同様である。

サスペンション機構６はサプライバルブ２１、サブタン
ク２２、カットバルブ２３およびエアサスペンション２
４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は前記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とエアサスペンション２４との間にはカ
ットバルブ２３が介装されており、カットバルブ２３は
非通電時図示位置（１）にあってサブタンク２２とエア
サスペンション２４の間を連通してばね定数を低くし、
通電されると同図を遮断してばね定数を高くする。エア
サスペンション２４は空気圧によって容積の変化するメ
インチャンバ２４ａを有し、メインチャンバ２４ａ内の
空気圧によって車高調整を行う。上記各バルブ１２．２
１．２３およびモータ２への通電制御はコントローラ３
１によって行われており、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サ群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、舵角センサ３４、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、舵角センサ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
は車速を検出する。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ュータからなり、内
部に格納されているプログラムに従ってセンサ群３２か
らのセンサ情報に基づき車高調整やぼね定数の可変調整
に必要な処理値を演算し、必要に応じて各バルブ１２．
２１．２３およびモータ２への通電制御ｆｌｌを行う。

ここで、本実施例ではカットバルブ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図はカットバルブ２３の断面図を示し、同図において
、カットバルブ２３はその軸線方向に移動可能なプラン
ジャ４１を有しており、プランジャ４１には図中上方か
らアマチュア４２、補助ピストン４３、スプリング受は
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、プランジャ４１はその動きがよ（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。

プランジャ４１の両端に位置するアマチュア４２、スプ
リング受はリング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ャ４１に固定される。

そして、スプリング受はリング４４は主ピストン４５の
ロックナツトとして機能する。アマチュア４２の上部に
は消音ゴム４２ａが設けられている。また、アマチュア
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の周囲はキャップ５０．５１によって覆われてい
る。アマチュア４２の図中下方にはプランジャシリンダ
５２が設けられ、プランジャシリンダ５２はボディ５３
に固定される。プランジャシリンダ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
ランジャシリンダ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にはサブ
タンク２２からの圧縮空気が管路５９、通路６０および
孔６１を介して供給される。これらのプランジャ４１、
補助ピストン４３、プランジャシリンダ５２、補助ゴム
５６および補助リング５７は補助弁６２を構成する。

補助ゴム５６の上部には断面が２又状となったリップ形
状の消音突起５６ａが形成されており、消音突起５６ａ
は補助ピストン４３に当接する際、消音突起５６ａを弾
性変形させながら徐々に当接するため、その当接音を吸
収する。また、補助弁６２においてはこの消音突起５６
ａ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の下部にも形状は異なるも
のの同様の消音突起５６ｂが形成されており、消音突起
５６ｂは力、トバルブ２３の開弁時スプリング受はリン
グ４４に当接する。スプリング受はリング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
はプランジャ４１を図中上方向（カットバルブ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４
５が弁座シート部６４に着座するときの音を吸収する。

上記プランジャ４１、スプリング受はリング４４、主ピ
ストン４５、ボディ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Ａ、となり、このＡ、
と前記Ａ２とはＡ　ｌ′ｉ　Ａ　２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がねし結合によりボディ５３
に固定されている。即ち、ゴム６７は弁座シート部６４
をボディ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とボディ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６９の右サイドは盲プラグ７２によって閉止
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ョン２４に連通
している。

コネクタ７３は第３図にその拡大した図を示すように、
ボディ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０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７５ａが貫通し
ており、スチール管７５ａの先端部はっは状に形成され
、前記Ｏリング７８に接している。また、スチール管７
５ａ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によって
かしめられている。

次に、作用を説明する。

本実ｊｆＥ　例によるエアサスペンションシステムは車
高調整、ばね定数切換の各制御を行い、このとき制御態
様に応じてカットバルブ２３の開閉が行われる。−例と
して車高調整の場合を述べると、センサ群３３により常
に車高が測定され、コンｌ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、カットバルブ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
エアサスペンション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
、コンプレッサｌがＯＮ、サプライバルブ２１が開とな
って高圧の空気がエアサスペンション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、カッ
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によりプランジャ４１を第２図中上方へ移動
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Ｆ５゜、によりアマチュア４２を吸
引して主弁６６を閉じる。

このようなカットバルブ２３の作動につき、その効果に
ついて考察する。

従来のカットバルブではバルブ上流側の圧力をＰ４、下
流側の圧力をＰｇとすると、バルブ開時は次式■が、バ
ルブ閉時は次式■が成り立つ。

Ｆｓｐ＞　（Ｐｇ　　Ｐ＋　）ｘＡ＋　　＋＋＋＋■但
し、Ｐｇ　＞ｐ。

Ａ、：バルブの有効受圧面積Ｆｓｏｔ　＞Ｆｓｐ＋　（Ｐ＋　　Ｐｚ　）ｘＡ＋　　
・＋・＋＋＋■但し、Ｐ、＞Ｐ。

■、０式から明らかであるように、閉弁時のソレノイド
力Ｆ、。１は上、下流側の圧力差にスプリング力Ｆｓｐ
を加えた大きさの力（荷重）が必要で、前述したように
この荷重に対抗するため、大きなスプリング力やソレノ
イドの吸引力を必要としている。

これに対して、本実施例のカットバルブ２３の場合、補
助弁６２に着目すると、補助室５８には常にサブタンク
２２からの空気が供給されており、このカは主弁６６の
上流側の圧力（図中下側で通路７１の圧力）と等しい。

したがって、カー／　）バルブ２３を開弁するときに必
要なスプリング力Ｆｓｐは、主弁６６と補助弁６２の有
効受圧面積が略等しい（Ａ＋＃Ａ２）から、アマチュア
４２等に作用するフリクションに抗する程度でよい。一
方、カットバルブ２３を閉弁するときに必要なソレノイ
ド力Ｆ５゜、はスプリング力Ｆｓｐより若干大きい程度
でよい。これは従来のような前記■、０式に比べて名刀
が大幅に小さくてよいことを意味している。したがって
、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の省電力化を図ることがで
きるとともに、作動音も小さくすることができる。また
、作動音については特に消音用の弾性部材として消音ゴ
ム４２ａ、消音ゴム６５、補助ゴム５６の消音突起５６
ａ、５６ｂを設けているため、より一層その大きさを小
さくすることができる。

さらに、消音突起５６ａの作用について詳細に説明すれ
ば、２又状のリップ形状で形成されているため、補助ピ
ストン４３と当接する際、リップ先端から徐々に弾性的
に接し、当接音を極めて小さくできる。そして、補助ピ
ストン４３が当接した後は、エアサスペンション２４の
エアチャンバ２４ａの内圧が大きく変化しても、２又状
のリップでシールしているため、エアチャンバ内の圧力
はリップ部を補助ピストン側へ押圧するように作用し、
シール性を大巾に向上させる機能を持つ。また、本実施
例ではコネクタ７３についてその防水用の０リング７７
をエアシール用のＯリング７８の外側方向に配置してい
るため、第３図に示すような水の侵入に対してこれが０
リング７７で阻止されてＯリング７８には到らない。そ
のため、０リング７８のシール面が錆等から有効に保護
され、気密性が向上する。因みに、従来はＯリング７８
のみが装着されていたが、０リング７７の増加はコスト
的に極めて僅かなもので、それよりもむしろ防錆処理向
上の効果の方が大きい。

なお、０リング７７．７８の装着態様は第３図の例に限
らず、例えば第４図に示すように、管路７５のスチール
管７５ｄの先端部のつば部の後方に０リング仕切り用の
壁７５ｅを設けて、２つの０リング７７．７８を隔てる
ようにしてもよい。このようにすれば、エアシール用の
０リング７７がねじれるのを防ぎ、また、コネクタ７３
の装着後にスチール管７５ｄが回転してもＯリング７７
がその周方向にねじられるという事態を防（ことができ
、気密性の向上を図ることができる。

（効果）本発明によれば、電磁弁を主弁および補助弁により構成
し、主弁の弁座部の有効受圧面積Ａ１と補助弁の弁座部
の有効受圧面積Ａ２との関係がＡ１＃Ａ２となるように
設定しているので、電磁弁の前後の圧力差を補助弁によ
ってバランスさせて作動時の力を少ないものとすること
ができ、スプリングやソレノイドの小型化、軽量化、省
電力化を図るとともに、作動音を小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る流路開閉用電磁弁をエアサス
ペンションシステムに適用した場合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図はそのカット
バルブの断面図、第３図はそのカットバルブのコネクタ
部分接続状態を示す要部断面図、第４図はそのカントバ
ルブのコネクタ部分の他の接続状態を示す要部断面図で
ある。６・・・・・・サスペンション機構、２２・・・・・・サブタンク、２３・・・・・・カットバルブ、２４・・・・・・エアサスペンション、２４ａ・・・・
・・メインチャンバ、３２・・・・・・センサ群、６２・・・・・・補助弁、６６・・・・・・主弁。

Claims

【特許請求の範囲】

流体の流路を開閉する流路開閉用電磁弁において、前記
電磁弁を主弁および補助弁により構成し、主弁の弁座部
の有効受圧面積Ａ＿１と補助弁の弁座部の有効受圧面積
Ａ＿２との関係がＡ＿１≒Ａ＿２となるように設定した
ことを特徴とする流路開閉用電磁弁。