WO2021181995A1

WO2021181995A1 - 電磁弁および流体システム

Info

Publication number: WO2021181995A1
Application number: PCT/JP2021/005013
Authority: WO
Inventors: 史聖兼子; 菅野　正; 佐藤　裕; 昌弘久田
Original assignee: 浜名湖電装株式会社
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2021-09-16
Also published as: EP4119825A1; CN115280052A; US11953116B2; JP7385125B2; JP2021143746A; US20230003312A1

Abstract

バルブボディ（２１２、２１９）は、作動流体の流入通路（２２２）、作動流体の流出通路（２２３、２２４）、ノーマルクローズ弁座（２２９）をバイパスして流入通路（２２２）と流出通路（２２４）とを連通する圧力逃がし通路（２３２）を備える。圧力逃がし弁（２３３）は、圧力逃がし通路（２３２）に配置されている。圧力逃がし弁（２３３）は、流出通路（２２４）内の作動流体の圧力が流入通路（２２２）内の作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、及び所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき圧力逃がし通路（２３２）を閉じる。圧力逃がし弁（２３３）は、流出通路（２２４）内の作動流体の圧力が流入通路（２２２）内の作動流体の圧力より逃がし圧力以上の圧力差で高いとき、圧力逃がし通路（２３２）を開く。

Description

電磁弁および流体システム

関連出願の相互参照

　この出願は、２０２０年３月１３日に日本に出願された特許出願第２０２０－４４３２５号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。

　この開示は、作動流体の流路を開閉する電磁弁及び電磁弁および流体システムに関し、例えば、ウォッシャー液の流路の制御に用いて好適である。

　電磁弁によって作動流体の流路を開閉する場合がある。電磁弁は、作動流体の流路の切替に用いることができる。この場合、作動流体の漏れ出しを防止することが求められる。

　例えば、特許文献１には、電磁弁を用いてウォッシャー液の流路を切り替える構成が開示されている。この技術では、ウォッシャー液は、電磁弁への非通電状態にはウィンドガラスに流れ、電磁弁への通電時にはリアカメラに流れる。

特開２０１４－６６３０９号公報

　例えば、電磁弁の下流において作動流体の圧力が変動する場合がある。この場合、作動流体の漏れ出しを防止することが望ましい。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電磁弁および電磁弁を含む流体システムにはさらなる改良が求められている。

　この開示は、ノーマルクローズ配管内で作動流体の圧力が上昇しても、意図せぬ作動流体の流出を防ぐことを課題とする。

　この開示の第１は、通電時に励磁するコイルと、このコイルの磁気回路内に配置されるコアと、コイルの磁気回路内にこのコアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャと、このプランジャとともに移動する弁体と、弁体をノーマルクローズ弁座側に押圧するノーマルクローズ圧縮バネとを備えている。コイルの通電によるコイル励磁力で弁体の移動を行う電磁弁で、非通電時はノーマルクローズ弁座が弁体によって閉じられる。

　また、作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、流入通路と流出通路との間に形成され弁体が当接するノーマルクローズ弁座、このノーマルクローズ弁座をバイパスして流入通路と流出通路とを結ぶ圧力逃がし通路とを有するバルブボディも備えている。第１の開示では、ノーマルクローズ弁座が閉じている際にも、圧力逃がし通路によって流入通路と流出通路とを連通させることが可能である。

　第１の開示は、バルブボディ内で圧力逃がし通路部に圧力逃がし弁を配置している。この圧力逃がし弁は、流出通路内の作動流体の圧力が流入通路内の作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、および所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき圧力逃がし通路を閉じる。そして、流出通路内の作動流体の圧力が流入通路内の作動流体の圧力より逃がし圧力以上の圧力差で高いとき、圧力逃がし弁は圧力逃がし通路を開く。

　第１の開示では、圧力逃がし弁を開くことで、流出通路内の作動流体の圧力が所定の逃がし圧力以上高くなるのを防止することができる。

　この開示の第２は、流出通路として、ノーマルクローズ流出通路とノーマルオープン流出通路との二つを備えている。そして、バルブボディには、ノーマルクローズ弁座と、ノーマルオープン弁座が形成されている。

　第２の開示では、コイルの通電時に流入通路からの作動流体をノーマルクローズ流出通路に流し、コイル非通電時には作動流体をノーマルオープ流出流路に流す。これにより、コイルの通電、非通電で作動流体の流れを切り替えることができる。

　この開示の第３は、圧力逃がし通路の通路断面積が、流入通路及び流出通路の通路断面積に比べて小さくなっている。圧力逃がし通路は圧力の解放が可能であればよく、作動流体を多量に流す必要がない。通路断面積を小さくすることで、バルブボディの小型化が図れる。

　この開示の第４は、圧力逃がし弁の構造に関する。圧力逃がし弁は、圧力逃がし通路に形成された圧力逃がし弁座と、この圧力逃がし弁座の流入通路側に配置される圧力逃がし弁体と、この圧力逃がし弁体を圧力逃がし弁座側に押圧する圧力逃がしバネとを備えている。圧力逃がし弁体を圧力逃がし弁座に押圧するというシンプルな構造で、圧力逃がしが可能となる。

　この開示の第５も圧力逃がし弁の構造に関する。圧力逃がし通路が円管状であり、圧力逃がし弁体はこの円管状の圧力逃がし通路内を摺動する円柱状であり、かつ、この円柱状の圧力逃がし弁体の周面に圧力逃がし溝が形成されている。

　圧力逃がし弁体が圧力逃がし通路によってガイドされるので、圧力逃がし弁体の移動をスムーズにすることができる。圧力逃がし弁体が圧力逃がし弁座より離れた状態では、圧力逃がし溝で作動流体の圧力を解放することができる。

　この開示の第６も、圧力逃がし弁の構造に関する。圧力逃がし弁として、先端にスリットを形成したダックビルバルブを用いる。よりシンプルな構造で圧力逃がし弁を構成することができる。

　この開示の第７は、電磁弁を含む流体システムである。流体システムは、作動流体のタンクと、このタンクから作動流体を吸引して高圧の作動流体を吐出するポンプと、このポンプからの作動流体が流れる配管と、この配管に配置され配管内の作動流体の圧力が解放圧以上のとき配管を開き、解放圧力未満のとき配管を閉じるストップ弁と、上記電磁弁とを備える。電磁弁は、ポンプとストップ弁との間に配置されている。

　そして、ストップ弁の解放圧力より、電磁弁の圧力逃がし弁の逃がし圧力の方が小さくなるように設定されている。この流体システムでは、配管内の作動流体の圧力を常に解放圧力未満とすることができる。この結果、作動流体の意図しない漏れ出しを防止できる。

電磁弁の配管構成を説明する図である。第１実施形態の電磁弁の断面図である。図２図示電磁弁の斜視図である。図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。図２図示弁体の斜視図である。図２図示弁体の上面図である。図２図示圧力逃がし弁体の斜視図である。図２図示圧力逃がし弁体の上面図である。第２実施形態の電磁弁の断面図である。第３実施形態の電磁弁の断面図である。図１０図示ダックビルバルブの斜視図である。第４実施形態の電磁弁の断面図である。図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。第５実施形態の電磁弁の断面図である。第６実施形態の電磁弁の断面図である。第７実施形態の電磁弁の断面図である。第８実施形態の電磁弁の断面図である。電磁弁の他の配管構成を説明する図である。第９実施形態の電磁弁の断面図である。

　第１実施形態
　第１実施形態は、図１に示す流体システムである。流体システムは、配管１０２における作動流体の挙動を制御する。流体システムは、作動流体の圧力を含む挙動を制御する制御装置を提供する。図１は、車両のウォッシャーシステムにおける流体システムを示す。図１に図示される流体システムは、電磁弁２００（ＥＭＶ）として流路の切り替えを行う三方弁を用いている。図１において、タンク１１０のウォッシャー液は、ポンプ１２０によって加圧され、電磁弁２００に供給される。

　ウォッシャー液を噴出するノズル１００（ＮＺＬ）の手前には、一定圧で開くストップ弁１０１が配置されている。ストップ弁１０１は、電磁弁２００とノズル１００との間の配管１０２に配置されている。ストップ弁１０１は、配管１０２内の作動流体の圧力が解放圧力以上のとき配管を開く。ストップ弁１０１は、配管１０２内の作動流体の圧力が解放圧力未満のとき配管を閉じる。ストップ弁１０１は、バネなど解放圧力を設定する設定部材を有する。ストップ弁１０１により、ウォッシャー液は配管１０２内に閉じ込められ、次回作動時の応答性を向上させることができる。

　特開２０１４－６６３０９号公報に示される電磁弁は、図１に示す電磁弁２００として使用可能である。電磁弁２００に通電されない状態で閉じている配管（以下ノーマルクローズ配管１０２ａ）内のウォッシャー液は、電磁弁２００とストップ弁１０１との間に閉じ込められる。

　そのため、配管１０２の温度が上昇すると、ノーマルクローズ配管１０２ａ内の空気やウォッシャー液が膨張し、内圧が上昇する。特開２０１４－６６３０９号公報の電磁弁は、ノーマルクローズ配管がリアカメラに接続されているので、内圧の上昇がストップ弁１０１の設定された解放圧力より高くなると、ストップ弁１０１が開いてウォッシャー液がリアカメラに垂れるという懸念がある。

　一方で、図１に図示されるノーマルクローズ配管１０２ａのノズル１００はリアウィンドガラス１３０対向し、ウォッシャー液をリアウィンドガラス１３０（ＲＷＧ）に噴出する。ノーマルオープン配管１０２ｂのノズルは、ウォッシャー液をカメラ１３１（ＣＡＭ）に噴出する。特開２０１４－６６３０９号公報と異なり、この開示では、電磁弁２００の非通電時には、ポンプ１２０からのウォッシャー液がカメラ１３１に吹き付けられる。これは、使用頻度がカメラ１３１の方がリアウィンドガラス１３０より多いためである。

　図２、図３、および図４に示すように、電磁弁２００は樹脂製のコイルボビン２０４の周囲に銅線からなるコイル２０５が多数回巻装されている。コイルボビン２０４の内周にはスリーブ２１０を介してステータ２１１が配置されている。なお、スリーブ２１０は非磁性材で、例えばＳＵＳ３０４が用いられている。一方、ステータ２１１は磁性材で、例えばＳＵＳ４３０が用いられている。

　また、コイルボビン２０４の外周は樹脂製の外殻２２０によって覆われている。外殻２２０は、コネクタ２０２と一体に形成されている。コネクタ２０２内には一対の端子２２１が埋込成形されており、一対の端子２２１はコイル２０５のプラス側及びマイナス側にそれぞれ接続されている。

　コイルボビン２０４の内側には、磁性材製のコア２０６が配置されている。コア２０６は上端が閉じた円筒形状である。コア２０６の開口端部は凹状のテーパ形状である。

　このコア２０６のテーパ形状部と対向してプランジャ２０９が配置されている。プランジャ２０９は円柱形状である。プランジャ２０９の上端は、コア２０６のテーパ形状に対応する凸状のテーパ形状である。プランジャ２０９はテーパ形状の上端に連続して肩部２０９ａを有しており、この肩部２０９ａにワッシャ２０８が係合している。ワッシャ２０８は、例えばＳＵＳ３０４等の非磁性材料である。ワッシャ２０８は、磁性材製のコア２０６とプランジャ２０９とが通電終了後の残留磁力によって吸引したままとなることを防止する。なお、プランジャ２０９はステータ２１１の円筒状部２１１ａによってガイドされている。プランジャ２０９は、図２の上下方向に移動可能である。

　コア２０６内には、プランジャ２０９をコア２０６から引き離す方向に付勢するノーマルクローズ圧縮バネ２０７が配置されている。コイルボビン２０４の外殻２２０の更に外周に、ヨーク２０１が配置されている。ヨーク２０１は磁性材の鋼製である。コイル２０５への通電時に、ヨーク２０１、コア２０６、プランジャ２０９、及びステータ２１１によって磁気回路が形成される。

　以上の構成によって、電磁部２３０が構成されている。電磁部２３０はＯリング２１３を介して流路部２４０と結合されている。流路部２４０は、バルブボディを提供している。バルブボディは、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とに分かれている。

　アッパボディ２１２には、ポンプ１２０からの高圧のウォッシャー液が流入する流入通路２２２と、カメラ１３１に向かうノーマルオープン配管１０２ｂと接続されるノーマルオープン流出通路２２３が形成されている。流入通路２２２及びノーマルオープン流出通路２２３の端部の外周は、配管１０２の接続が容易になるようにテーパ形状である。テーパ形状の端部には肩部２２４が形成され、配管１０２の抜け止めを図っている。

　アッパボディ２１２には弁室２２５が形成されている。弁室２２５は連通穴２２６を介して流入通路２２２と連通している。弁室２２５は、ノーマルオープン弁座２２７を介してノーマルオープン流出通路２２３と連通している。

　アッパボディ２１２の上部には、電磁部２３０との接続部２４１が形成されている。接続部２４１は円管形状で、内部にプランジャ２０９が配置されている。また、接続部２４１の上部は広がっている。接続部２４１は、Ｏリング２１３を受ける面２４２を提供すると共に、ヨーク２０１と係止する肩部２４３を提供している。

　ロアボディ２１９には、リアウィンドガラス１３０に向かうノーマルクローズ配管１０２ａと接続されるノーマルクローズ流出通路２２８が形成されている。端部がテーパ形状であり、肩部２２４が形成されているのは、上述の流入通路２２２及びノーマルオープン流出通路２２３と同様である。このノーマルクローズ流出通路２２８と、流入通路２２２及びノーマルオープン流出通路２２３とは共に内径が３ミリメートル程度の大きさである。

　ロアボディ２１９には、弁室２２５に突出する円筒状のノーマルクローズ弁座２２９が形成されている。ノーマルオープン弁座２２７とノーマルクローズ弁座２２９との間の弁室２２５に弁体２１４が配置されている。弁体２１４は、電磁的に操作される可動弁体である。弁体２１４は、所定の体積を占める立体形状をもつ。弁体２１４は、ノーマルオープン弁座２２７とノーマルクローズ弁座２２９とに択一的に着座可能な２つのシール面を有している。弁体２１４は、軸方向の両端にシール面を有する両面弁体である。弁体２１４は、球状である。なお、ノーマルオープン弁座２２７とノーマルクローズ弁座２２９とは凹状のテーパ形状であり、ともに内径は５ミリメートル弱である。

　弁体２１４は、図５及び図６に示すように、直径が７ミリメートル強の球状である。弁体２１４は、赤道部分に円環状のバネ受け２１４ａを有する。バネ受け２１４ａは、弁体２１４の球状表面から１ミリメートル弱突出している。弁体２１４は、バネ受け２１４ａと共に耐水性ゴムにより一体成形され、表面にコーティングがされている。このゴム材料は、Ｏリング２１３と同様である。コーティング材料は、フッ素やモリブデンといったゴムの表面融解防止や弁体と相手弁座の着座性を向上させる物質である。

　円筒状のノーマルクローズ弁座２２９の外周には、ノーマルオープン圧縮バネ２３１が配置されている。ノーマルオープン圧縮バネ２３１の内径はノーマルクローズ弁座２２９の外径より多少大きい。ノーマルオープン圧縮バネ２３１は、ノーマルクローズ弁座２２９によって保持されている。ノーマルオープン圧縮バネ２３１は、弁体２１４のバネ受け２１４ａに係合して、弁体２１４をノーマルオープン弁座２２７側に向けて付勢している。

　この結果、弁体２１４には、プランジャ２０９を介して受けるノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力とノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力の双方が加わる。ここで、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力に比して、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力は充分に大きい。この結果、コイル２０５の非通電時には、弁体２１４はノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられ、ノーマルクローズ流出通路２２８を閉じる。

　ロアボディ２１９には、ノーマルクローズ弁座２２９をバイパスして流入通路２２２とノーマルクローズ流出通路２２８とを結ぶ圧力逃がし通路２３２が形成されている。また、アッパボディ２１２にも、圧力逃がし通路２３２が形成されている。圧力逃がし通路２３２の内径は２ミリメートル程度である。圧力逃がし通路２３２は内部断面が円形の円形通路である。圧力逃がし通路２３２は、円管状でもある。

　アッパボディ２１２には、この圧力逃がし通路２３２を開閉する圧力逃がし弁２３３が配置されている。圧力逃がし弁２３３は、圧力逃がし弁座２１８と、圧力逃がし弁体２１７と、圧力逃がしバネ２１６を含む。圧力逃がし弁座２１８は、弁体２１４と同様の表面にフッ素コーティングしたゴム材料製である。圧力逃がし弁座２１８は、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とによって挟持されている。

　圧力逃がし弁体２１７は樹脂製である。圧力逃がし弁体２１７は、円柱形状である。圧力逃がし弁体２１７は、アッパボディ２１２に形成された圧力逃がしガイド２３４に沿って移動可能に配置されている。圧力逃がし弁体２１７の外径も、圧力逃がしガイド２３４の内径も共に５ミリメートル強である。圧力逃がし弁体２１７は、圧力差に応答して変位する圧力応答型の可動弁体である。

　圧力逃がし弁体２１７の外周には、図７及び図８に示すように、圧力逃がし溝２１７ａが３か所形成されている。圧力逃がし溝２１７ａは半径０．３ミリメートル程度の半円形である。圧力逃がし弁体２１７の上面には、圧力逃がしバネ２１６を受ける圧力逃がしバネ受け２１７ｂが、円柱状に突出形成されている。圧力逃がし弁体２１７は円形の圧力逃がし通路２３２内を摺動する円柱形状の弁体である。円柱形状の圧力逃がし弁体２１７の外周面に圧力逃がし溝２１７ａが形成されている。

　従って、圧力逃がしバネ２１６は、この圧力逃がしバネ受け２１７ｂとアッパボディ２１２の圧力逃がし通路２３２の下端に形成されたバネ受けによって挟持されている。圧力逃がしバネ２１６は、圧力逃がし弁体２１７を圧力逃がし弁座２１８側に向けて押圧する。圧力逃がしバネ２１６の設定圧力（逃がし圧力）は、５キロパスカル程度である。圧力逃がしバネ２１６は、逃がし圧力を設定する設定部材を提供する。逃がし圧力は、ストップ弁１０１の設定圧力（解放圧力）の半分程度である。よって、解放圧力より、逃がし圧力の方が小さい。

　次に、上記構造の電磁弁２００の組み立て方法を説明する。まず、電磁部２３０の組立方法を説明する。電磁弁２００の組立方法は、（ｉ）電磁部２３０の組立工程と、（ｉｉ）流路部２４０の組立工程と、（ｉｉｉ）電磁部２３０と流路部２４０とを連結する連結工程を含む。これらの工程は、（ｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｉ）の順によって実行することができる。

　電磁部２３０の組立工程は、コイルボビン２０４の外周にコイル２０５を多数回巻装し、一対の端子２２１をコイル２０５の両端に接続し、その状態で、外殻２２０とコネクタ２０２とを樹脂でモールド成形する。樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）を用いる。次いで、コイルボビン２０４の内周にスリーブ２１０を介してコア２０６とステータ２１１とを配設する。その後、外殻２２０の外周にヨーク２０１を配置する。こうして電磁部２３０が組み立てられる。

　連結工程において、アッパボディ２１２の上面２４２に、Ｏリング２１３を配置する。次に、ヨーク２０１の下端がアッパボディ２１２の肩部２４３にかぶせられる。次に、ヨーク２０１の下端の縁は、アッパボディ２１２の肩部２４３を包むようにカシメ加工される。図４は、カシメ加工後の状態を示す。カシメ加工は、ヨーク２０１の縁のうち、コネクタ２０２が位置する部分を除く１８０度以上の円弧範囲にわたって実行される。この結果、ヨーク２０１の縁は、肩部２４３を包み込む。

　このヨーク２０１のカシメによって、アッパボディ２１２の上端がステータ２１１の下端と当接する。カシメによって、Ｏリング２１３はステータ２１１の下端とアッパボディ２１２の上面２４２との間に挟まれ圧縮されて変形する。

　電磁弁２００の組立方法は、流路部２４０の組立工程を含む。流路部２４０組立工程は、圧力逃がし弁２３３を組み立てる工程と、電磁的に操作される弁構造を組み立てる工程とを含む。これら２つの工程は、同じ方向における組立作業によって実行される。第１の工程は、アッパボディ２１２の圧力逃がしガイド２３４に圧力逃がしバネ２１６と圧力逃がし弁体２１７とを配置する。その後、圧力逃がしガイド２３４の開口部に圧力逃がし弁座２１８を配置する。第２の工程は、ノーマルオープン弁座２２７上に弁体２１４を配置し、ノーマルオープン圧縮バネ２３１をバネ受け２１４ａに当たるように配置する。第１の工程と第２の工程とに共通の工程は、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とを組み合わせる。このとき、圧力逃がしバネ２１６とノーマルオープン圧縮バネ２３１とは、所定の圧縮状態におかれる。

　アッパボディ２１２のフランジ２１２ａとロアボディ２１９のフランジ２１９ａとは、互いに当接状態におかれる。組立工程は、フランジ２１２ａとフランジ２１９ａとの間を溶着する溶着工程を含む。

　この開示によれば、電磁部２３０を組み立てた後に、流路部２４０を組み立てている。このため、流路部２４０は、複数種類の流路部から選択することができる。この結果、流路部２４０が異なる複数種類の電磁弁において、共通の電磁部２３０を用いることができる。例えば、アッパボディ２１２以降の部品形状を選択でき、電磁部２３０の共通化を図ることができる。第２実施形態以降で説明するが、流路部２４０は、流入通路２２２やノーマルオープン流出通路２２３、ノーマルクローズ流出通路２２８の方向を変更する場合がある。更には、ノーマルオープン流出通路２２３を廃止して２方弁とする場合もある。このように流路部２４０の種類が変更されても、電磁部２３０は同一のものを共通使用することが可能である。

　次に、この開示における流体システムおよび電磁弁２００の作動を説明する。なお、流体システムは、利用者の操作に応答して、電磁弁２００およびポンプ１２０を電気的に制御する電気的な制御回路を備えることができる。

　ノズル１００からカメラ１３１に向けてウォッシャー液を噴出する場合、電磁弁２００には通電しない。そのため、弁体２１４はノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力をプランジャ２０９を介して受けて、ノーマルクローズ弁座２２９を閉じている。

　ポンプ１２０の運転が開始されると、配管１０２を介して高圧のウォッシャー液が電磁弁２００に送られる。送られたウォッシャー液は流入通路２２２に流入し、次いで、連通穴２２６、弁室２２５、ノーマルオープン弁座２２７を経由してノーマルオープン流出通路２２３より流出する。

　電磁弁２００のウォッシャー液はノーマルオープン配管１０２ｂを経由してノズル１００より噴射される。ウォッシャー液の圧力は４００キロパスカル程度まで上がるので、ストップ弁１０１の解放圧力（１０キロパスカル程度）はほとんど問題とならない。

　カメラ１３１の洗浄が終了すると、ポンプ１２０の運転が停止される。ポンプ停止に伴い配管１０２内の圧力は大気圧となるので、配管１０２はストップ弁１０１によって閉じられる。ストップ弁１０１が閉じることで、噴射終了時の液切れを良くすることができる。加えて、ストップ弁１０１は、空気の逆流を阻止し、配管１０２内にウォッシャー液を貯めることができる。この結果、次回の作動時において、ウォッシャー液が迅速に噴射される。言い換えると、ウォッシャー液の噴射装置としての応答性を良くすることができる。

　リアウィンドガラス１３０にウォッシャー液を噴射する場合、電磁弁２００に通電する。通電によりコイル２０５が励磁され、ヨーク２０１、コア２０６、プランジャ２０９、ステータ２１１を通る磁気回路が形成される。コア２０６のテーパ形状部とプランジャ２０９のテーパ形状部との間の磁気間隙が磁力によって狭まり、プランジャ２０９はノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力に反してコア２０６側に移動する。

　プランジャ２０９の移動に伴い、弁体２１４はノーマルオープン圧縮バネ２３１によって押し上げられて、ノーマルオープン弁座２２７を閉じる。なお、電磁弁２００の以上の動作は、ポンプ１２０の運転開始前に行われる。そのため、弁体２１４にはポンプ１２０からの高圧ウォッシャー液圧力は加わっておらず、弁体２１４の移動が妨げられることはない。

　弁体２１４は球状であり、ノーマルオープン弁座２２７も弁体２１４に対応した凹状のテーパ形状である。言い換えると、弁体２１４とノーマルオープン弁座２２７との表面は、互いに自己調心機能を発揮する回転体表面である。よって、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の伸長に伴い、弁体２１４の中心軸が多少ずれたとしても、ノーマルオープン弁座２２７を確実にシールすることができる。特に、弁体２１４はゴム製であるので、自身の弾力性でノーマルオープン弁座２２７に密着でき、シール性を一層高めることができる。

　電磁弁２００に通電して流路の切替を行った後に、ポンプ１２０の運転を開始する。ポンプ１２０からの高圧のウォッシャー液は流入通路２２２に流入し、次いで、連通穴２２６、弁室２２５、ノーマルクローズ弁座２２９を経由してノーマルクローズ流出通路２２８より流出する。流出したウォッシャー液は、ノーマルクローズ配管１０２ａからストップ弁１０１を経由してノズル１００よりリアウィンドガラス１３０に噴射される。

　リアウィンドガラス１３０の洗浄が終了すると、ポンプ１２０の運転が停止される。ノーマルクローズ配管１０２ａの圧力がストップ弁１０１の解放圧力以下に下がるとストップ弁１０１も閉じる。引き続き、電磁弁２００への通電も終了する。コア２０６とプランジャ２０９との間に非磁性材製のワッシャ２０８が介在しているので、通電終了と共に、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７によりプランジャ２０９は押し下げられる。

　ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力の方がノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力より大きいので、弁体２１４はノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられる。ノーマルクローズ弁座２２９も弁体２１４の球形に対応したテーパ形状であるので、上記のノーマルオープン弁座２２７と同様、確実にシールすることができる。

　この実施形態によれば、弁体２１４を両凸の立体形状としている。さらに、弁体２１４は、ノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９のテーパ形状内に収まるように配置されている。したがって、弁体２１４用のガイドを設ける必要がなく、弁体２１４の組付け作業が容易となる。即ち、ノーマルオープン圧縮バネ２３１やウォッシャー液流れの影響で弁体２１４の軸芯が多少ずれたとしても、弁体２１４のずれはノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９の範囲内である。したがって、弁体２１４は、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７やウォッシャー液圧力によってノーマルオープン弁座２２７若しくはノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられる。ノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９は共にテーパ形状であるので、弁体２１４は、テーパ形状によって案内される。この結果、弁体２１４は、その全周においてノーマルオープン弁座２２７若しくはノーマルクローズ弁座２２９と当接する。

　ポンプ１２０の運転が終了した状態で周囲温度が上昇すると、配管１０２内のウォッシャー液や空気が膨張する。ノーマルオープン配管１０２ｂは、ストップ弁１０１によって閉じられているが、ノーマルオープン弁座２２７が開いているため、膨張に伴う圧力はポンプ１２０側に解放されて過度に高くなることはない。しかし、ノーマルクローズ配管１０２ａは、ノーマルクローズ弁座２２９とストップ弁１０１の両方が閉じている。このため、ノーマルクローズ配管１０２ａ内にウォッシャー液が閉じ込められることとなる。そのため、ウォッシャー液や空気の膨張によりノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力が過剰に上昇する恐れがある。

　圧力がストップ弁１０１の解放圧力以上となれば、ノーマルクローズ配管１０２ａ内のウォッシャー液がノズル１００からリアウィンドガラス１３０に漏れ出る恐れがある。しかしながら、この実施形態によると、圧力逃がし弁２３３が開いて圧力を解放するので、ウォッシャー液の漏洩は確実に阻止できる。

　ノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力は、逃がし圧力より高くなると、圧力逃がしバネ２１６の付勢力に打ち勝って圧力逃がし弁体２１７を持ち上げる。その結果、圧力逃がし弁座２１８が開き、圧力逃がし通路２３２が開かれる。ノーマルクローズ流出通路２２８は、圧力逃がし弁体２１７の圧力逃がし溝２１７ａ、圧力逃がしガイド２３４を経由して、流入通路２２２と連通する。

　圧力逃がし弁２３３の逃がし圧力は、ストップ弁１０１の解放圧力の半分程度である。したがって、ストップ弁１０１が開く前に、圧力逃がし弁２３３が開くことにより、ノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力上昇を抑えることができる。

　ここで、圧力逃がし通路２３２は、閉じ込められたウォッシャー液の圧力を解放するものであるので、圧力逃がし通路２３２内をウォッシャー液が多量に流れるものではない。圧力逃がし通路２３２の通路断面積は、流入通路２２２及び流出通路２２３、２２８の通路断面積に比べて小さい。従って、圧力逃がし溝２１７ａのように流路断面積（通路断面積）が小さい部分があっても、作動に不良は生じない。図７や図８では圧力逃がし溝２１７ａを３か所形成したが、これは軸芯周りに対称形状としてバランスを図ったものである。必要な流路断面積を提供できる場合には、圧力逃がし溝２１７ａの数は１つでよい。

　また、圧力逃がし弁体２１７はガイド２３４によって保持されているので、圧力逃がしバネ２１６の設定圧が小さくても、圧力逃がし弁座２１８との間のシールは確実になされる。

　第２実施形態
　第２実施形態では、図９に示すように、圧力逃がし弁座２１８をロアボディ２１９の上面に形成している。圧力逃がし弁座２１８は、特別な部材ではなくバルブボディによって提供されている。ロアボディ２１９はポリフェニレンサルファイド等の樹脂製であるので、圧力逃がし弁体２１７をゴム材料製としてシール性を確保している。即ち、第２実施形態の圧力逃がし弁体２１７は、第１実施形態の圧力逃がし弁座２１８と同様の表面にコーティング処理を行ったゴム材料製である。

　第３実施形態
　第３実施形態では、図１０に示すように、圧力逃がし弁２３３として、ダックビルバルブを用いている。ダックビルバルブは、図１１に示すように、円筒状ボディの上端部分にテーパ部２４４を有している。ダックビルバルブは、先細りとなった円筒形状を有している。ダックビルバルブは、先端にスリット２４５を有している。スリット２４５は、円筒形状の変形によって開閉可能である。ダックビルバルブはゴム材料製である。

　流入通路２２２の圧力がノーマルクローズ流出通路２２８の圧力より高い時は、テーパ部２４４に圧力を受けて、スリット２４５は閉じる。逆に、ノーマルクローズ流出通路２２８の圧力が高くなれば、スリット２４５を開いてウォッシャー液を流入通路２２２側に逃がすことにより、圧力の上昇を防ぐことができる。

　また、第３実施形態では、ノーマルクローズ流出通路２２８を、流入通路２２２やノーマルオープン流出通路２２３と並行に形成している。配管１０２の取り回しに自由度を持たせている。

　更に、第３実施形態では、弁体２１４を円盤状にしてプランジャ２０９と一体に形成している。弁体２１４の上面には、ノーマルオープン弁座２２７と当接してシールを保つゴム材料製のシール部材２４６が配置されている。弁体２１４の下面には、ノーマルクローズ弁座２２９と当接してシールを保つゴム材料製のシール部材２４７が配置されている。弁体２１４をプランジャ２０９と一体に形成したため、第１実施形態や第２実施形態で用いたノーマルオープン圧縮バネ２３１は廃止されている。

　第４実施形態
　図１２及び図１３に示すように、第４実施形態では圧力逃がし通路２３２を弁室２２５に開口させている。即ち、ガイド２３４の一部が開いて弁室２２５と連通している。弁室２２５は、ノーマルクローズ弁座２２９より流入通路２２２側に形成されている。したがって、ノーマルクローズ流出通路２２８側の圧力が逃がし圧力以上に高くなった際には、圧力逃がし弁２３３が開いて流入通路２２２側に圧力を解放することができる。

　第４実施形態も、第３実施形態と同様、弁体２１４を円盤状としている。ただ、第３実施形態では弁体２１４をプランジャ２０９と一体形成したのに対し、第４実施形態では弁体２１４をリング状としてプランジャ２０９にカシメ固定している。

　また、第４実施形態では圧力逃がし通路２３２を流入通路２２２に開口させる必要がないので、流入通路２２２は図１２の断面位置より紙面奥側に位置させている。かつ、ノーマルオープン流出通路２２３も図１２の紙面奥方向に位置して、ノーマルオープン流出通路２２３が流入通路２２２に対して直交する形状としている。このようにすることで、配管１０２の取り回し自由度を高めている。

　第５実施形態
　第５実施形態では、図１４に示すように、圧力逃がし弁２３３のガイド２３４をロアボディ２１９に形成している。圧力逃がし通路２３２をノーマルクローズ弁座２２９に開口させ、ガイド２３４は弁室２２５に開口させている。圧力逃がし弁座２１８をロアボディ２１９の圧力逃がし通路２３２周囲に形成して、圧力逃がし弁体２１７及び圧力逃がしバネ２１６を水平方向に配置している。

　作動は第４実施形態と同様である。ノーマルクローズ流出通路２２８側の圧力が流入通路２２２側の圧力より逃がし圧力以上高くなると、ノーマルクローズ流出通路２２８内のウォッシャー液が、圧力逃がし通路２３２、ガイド２３４及び弁室２２５を経由して、流入通路２２２側に流れ、圧力の解放を行う。

　第６実施形態
　上述の実施形態では、流入通路２２２をアッパボディ２１２に形成していたが、第６実施形態は、図１５に示すように、流入通路２２２をロアボディ２１９に形成している。そのため、圧力逃がし通路２３２も全てロアボディ２１９で形成される。ロアボディ２１９は、圧力逃がし通路２３２を閉じる密栓２５２を備える。

　第６実施形態では、ガイド２３４が水平方向に形成され、圧力逃がし弁座２１８はロアボディ２１９のノーマルクローズ流出通路２２８の周囲に形成されている。ガイド２３４に圧力逃がし弁体２１７及び圧力逃がしバネ２１６が挿入された後、ガイド２３４はバネ受けを兼ねたストッパ２５１で閉じられる。

　なお、第６実施形態では、圧力逃がし弁体２１７は球状である。また、弁体２１４は、第３実施形態と同様にプランジャ２０９に一体成形されている。第６実施形態では、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とをフランジを用いずに溶着している。

　第７実施形態
　第７実施形態は、図１６に示すように、圧力逃がし弁座２１８とガイド２３４とをロアボディ２１９に形成している。圧力逃がし弁体２１７を球状とし、圧力逃がし弁体２１７にはバネ受け２５３を介して圧力逃がしバネ２１６の付勢力が加わる。また、圧力逃がしバネ２１６の他方の端部はアッパボディ２１２により支持されている。

　第６実施形態と同様に、圧力逃がし弁２３３をロアボディ２１９に配置しているが、密栓２５２やストッパ２５１を用いない構造である。

　第８実施形態
　第８実施形態も、図１７に示すように、圧力逃がし弁座２１８とガイド２３４とをロアボディ２１９に形成している。第８実施形態では、圧力逃がし弁体２１７を先端が丸くなった筒状とし、側面に圧力逃がし溝２１７ａを形成している。

　また、圧力逃がし弁体２１７の後端には、低い突出部分によって段付き形状が形成されている。段付き形状は、圧力逃がしバネ２１６のバネ受け２１７ｂとなる肩部を提供する。圧力逃がしバネ２１６の他方の端部は、第７実施形態と同様、アッパボディ２１２により支持される。

　第９実施形態
　上述の実施形態は、流出通路としてノーマルクローズ流出通路２２８とノーマルオープン流出通路２２３とを備える三方弁であったが、第９実施形態は流出通路がノーマルクローズ流出通路２２８のみのオンオフ二方弁である。図１９に第９実施形態を示すが、ノーマルオープン流出通路２２３を省いた点を除き、電磁弁２００の構造は第１実施形態と同様である。

　二方弁は、図１８に示すように、ノーマルクローズ配管１０２ａが複数ある流体システムに用いると効果的である。ウォッシャー液で洗浄すべきセンサが複数存在するような事例である。なお、図１８では、一つの配管１０２をノーマルオープン配管１０２ｂとして、ポンプ１２０の作動時にはウォッシャー液が常時ノズル１００に流れるようにしている。これに代えて、ノーマルオープン配管１０２ｂを廃止してもよい。逆に、ノーマルオープン配管１０２ｂを複数としてもよい。

　また、図１８ではノーマルクローズ配管１０２ａを４本としているが、この本数は用途に応じて増減し、１本とすることも可能である。

　他の実施形態
　以上の実施形態では、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とを溶着したが、ボルト固定やクリップ止め等他の固定方法を用いても良い。

　また、バルブボディはアッパボディ２１２とロアボディ２１９との２部材で構成する構造に限らない。３部材以上で構成してもよい。

　また、作動流体としてウォッシャー液を用いたが、水やオイル等他の液体を作動流体としてもよい。

　この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。

　この明細書に説明した複数の実施形態は、以下に列挙する複数の技術的思想を開示している。技術的思想１は、電磁弁を提供する。電磁弁は、通電時に励磁するコイル（２０５）と、前記コイルの通電時に形成される磁気回路内に配置される磁性材製のコア（２０６）と、前記磁気回路内に前記コアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャ（２０９）と、前記プランジャとともに移動する弁体（２１４）と、作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、前記流入通路と前記流出通路との間に形成され前記弁体が当接するノーマルクローズ弁座（２２９）、このノーマルクローズ弁座をバイパスして前記流入通路と前記流出通路とを連通する圧力逃がし通路（２３２）とを有するバルブボディ（２１２、２１９）と、前記弁体を前記ノーマルクローズ弁座側に押圧するノーマルクローズ圧縮バネ（２０７）と、前記バルブボディ内において前記圧力逃がし通路に配置され、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の前記作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、および所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき前記圧力逃がし通路を閉じ、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の前記作動流体の圧力より前記逃がし圧力以上の圧力差で高いとき前記圧力逃がし通路を開く圧力逃がし弁（２３３）とを備える。

　技術的思想２は、技術的思想１に記載の電磁弁において、前記流出通路は、ノーマルクローズ流出通路（２２８）とノーマルオープン流出通路（２２３）との二つであり、前記バルブボディは、前記流入通路と前記ノーマルクローズ流出通路との間に形成される前記ノーマルクローズ弁座（２２９）と、前記流入通路と前記ノーマルオープン流出通路との間に形成されるノーマルオープン弁座（２２７）とを有する。技術的思想３は、技術的思想１または技術的思想２に記載の電磁弁において、前記圧力逃がし通路の通路断面積は、前記流入通路及び前記流出通路の通路断面積に比べて小さい。

　技術的思想４は、技術的思想１ないし３に記載の電磁弁において、前記圧力逃がし弁は、前記圧力逃がし通路に形成された圧力逃がし弁座（２１８）と、前記圧力逃がし弁座の前記流入通路側に配置される圧力逃がし弁体（２１７）と、前記圧力逃がし弁体を前記圧力逃がし弁座側に押圧する圧力逃がしバネ（２１６）と、を備える。技術的思想５は、技術的思想４に記載の電磁弁において、前記圧力逃がし通路は円管状であり、前記圧力逃がし弁体は前記円管状の前記圧力逃がし通路内を摺動する円柱状であり、前記円柱状の前記圧力逃がし弁体の周面に圧力逃がし溝（２１７ａ）が形成されている。

　技術的思想６は、技術的思想１から３のいずれかに記載の電磁弁において、前記圧力逃がし弁は、先端にスリット（２４５）を形成したダックビルバルブであり、前記ダックビルバルブは、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、および所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき前記スリットを閉じ、前記流出通路内の作動流体の圧力が前記流入通路内の作動流体の圧力より前記逃がし圧力以上の圧力差で高いとき前記スリットを開く。

　技術的思想７は、技術的思想１から６のいずれかに記載の電磁弁を備える流体システムである。流体システムは、前記作動流体のタンク（１１０）と、前記タンクから前記作動流体を吸引して高圧の前記作動流体を吐出するポンプ（１２０）と、前記ポンプからの前記作動流体が流れる配管（１０２）と、前記配管に配置されており、前記配管内の前記作動流体の圧力が解放圧力以上のとき前記配管を開き、前記配管内の前記作動流体の圧力が前記解放圧力未満のとき前記配管を閉じるストップ弁（１０１）と、前記電磁弁（２００）とを備える。前記電磁弁は、前記ポンプと前記ストップ弁の間における前記配管に配置されており、前記ストップ弁の前記解放圧力より、前記圧力逃がし弁の前記逃がし圧力の方が小さい。

Claims

　通電時に励磁するコイル（２０５）と、
　前記コイルの通電時に形成される磁気回路内に配置される磁性材製のコア（２０６）と、
　前記磁気回路内に前記コアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャ（２０９）と、
　前記プランジャとともに移動する弁体（２１４）と、
　作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、前記流入通路と前記流出通路との間に形成され前記弁体が当接するノーマルクローズ弁座（２２９）、このノーマルクローズ弁座をバイパスして前記流入通路と前記流出通路とを連通する圧力逃がし通路（２３２）とを有するバルブボディ（２１２、２１９）と、
　前記弁体を前記ノーマルクローズ弁座側に押圧するノーマルクローズ圧縮バネ（２０７）と、
　前記バルブボディ内において前記圧力逃がし通路に配置され、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の前記作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、および所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき前記圧力逃がし通路を閉じ、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の前記作動流体の圧力より前記逃がし圧力以上の圧力差で高いとき前記圧力逃がし通路を開く圧力逃がし弁（２３３）と、
　を備えることを特徴とする電磁弁。
　前記流出通路は、ノーマルクローズ流出通路（２２８）とノーマルオープン流出通路（２２３）との二つであり、
　前記バルブボディは、
　前記流入通路と前記ノーマルクローズ流出通路との間に形成される前記ノーマルクローズ弁座（２２９）と、
　前記流入通路と前記ノーマルオープン流出通路との間に形成されるノーマルオープン弁座（２２７）とを有する
　ことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
　前記圧力逃がし通路の通路断面積は、前記流入通路及び前記流出通路の通路断面積に比べて小さいことを特徴とする請求項１もしくは２記載の電磁弁。
　前記圧力逃がし弁は、
　前記圧力逃がし通路に形成された圧力逃がし弁座（２１８）と、
　前記圧力逃がし弁座の前記流入通路側に配置される圧力逃がし弁体（２１７）と、
　前記圧力逃がし弁体を前記圧力逃がし弁座側に押圧する圧力逃がしバネ（２１６）と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の電磁弁。
　前記圧力逃がし通路は円管状であり、
　前記圧力逃がし弁体は前記円管状の前記圧力逃がし通路内を摺動する円柱状であり、
　前記円柱状の前記圧力逃がし弁体の周面に圧力逃がし溝（２１７ａ）が形成されていることを特徴とする請求項４記載の電磁弁。
　前記圧力逃がし弁は、先端にスリット（２４５）を形成したダックビルバルブであり、
　前記ダックビルバルブは、前記流出通路内の前記作動流体の圧力が前記流入通路内の作動流体の圧力より低いとき、同等のとき、および所定の逃がし圧力未満の圧力差で高いとき前記スリットを閉じ、前記流出通路内の作動流体の圧力が前記流入通路内の作動流体の圧力より前記逃がし圧力以上の圧力差で高いとき前記スリットを開くことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の電磁弁。
　前記作動流体のタンク（１１０）と、
　前記タンクから前記作動流体を吸引して高圧の前記作動流体を吐出するポンプ（１２０）と、
　前記ポンプからの前記作動流体が流れる配管（１０２）と、
　前記配管に配置されており、前記配管内の前記作動流体の圧力が解放圧力以上のとき前記配管を開き、前記配管内の前記作動流体の圧力が前記解放圧力未満のとき前記配管を閉じるストップ弁（１０１）と、
　請求項１ないし６いずれか記載の前記電磁弁（２００）とを備え、
　前記電磁弁は、前記ポンプと前記ストップ弁の間における前記配管に配置されており、
　前記ストップ弁の前記解放圧力より、前記圧力逃がし弁の前記逃がし圧力の方が小さいことを特徴とする流体システム。