| 【発明の名称】 |
電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】高山 利男
【氏名】松永 邦洋
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| 【要約】 |
【課題】使用状況にかかわらず微妙な流量調整を行える簡易な構成の電磁弁を提供する。
【解決手段】スリーブ本体底部５の孔に沿って移動可能に係合部材３９を設け、スリーブ本体底部５の外側に比例ソレノイド機構６を設け、その可動子３６が係合部材３９を介してスプール２２を変位させ、第１、第２弁１０，１１の開閉モード調整を、ソレノイド３５への通電電流により行う。スリーブの両端部に形成したポートの間になるように可動子及びソレノイドを配置した従来技術に比して、ソレノイド３５及び可動子３６の配置を比較的余裕をもって行え、これに伴い、構成の簡易化及び組付性ひいては生産性の向上が図れる。ソレノイド３５への通電量を変えることにより第１、第２弁１０，１１の開度調整が可能となり、これにより流体流量の調整を図ることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１、第２、第３ポートを備えた中空のスリーブと、該スリーブの中空部における一端部、他端部側に配置されて第１、第２ポートの連通、遮断及び第２、第３ポートの連通、遮断をそれぞれ行う第１、第２弁体と、前記中空部における前記第１、第２弁体の間に軸方向に変位可能に配置され変位に伴い両端部で第１、第２弁体を押圧して開弁させるスプールと、第１、第２弁体を閉弁方向に付勢する第１、第２弁体閉弁用付勢手段と、スリーブの一端部に形成した軸方向に延びる孔に沿って移動する係合部材と、前記スリーブと前記スプールとの間に介装されてこのスプールを介して第１弁体を開弁方向に押圧する第１弁体開弁用付勢手段と、前記スリーブの一端部の外側に配置され係合部材を介してスプールを押圧する可動子を有し電磁力により該可動子をスリーブの軸方向に移動させる電磁付勢手段と、を備え、第３ポートはスリーブの他端部に設けると共に、第１、第２ポートはその一端が前記中空部、その他端がスリーブの外周部に開口するように設けたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 第１弁体とそのシート部、または第２弁体とそのシート部に、開弁時に流体の流れを絞る絞り部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】 電磁付勢手段は電流に比例した電磁力を発生することを特徴とする請求項１または２記載の電磁弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンチロックブレーキ制御装置などのブレーキ液圧制御装置に用いて好適な電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電磁弁の一例として特開平５−１１２２２９号公報に示す電磁弁がある。同公報の電磁弁は、両端部にポートを形成したスリーブに埋設するようにソレノイドを設けると共に、スリーブ内に可動子を収納し、可動子の両端部に設けた弁体を、前記ポートのスリーブ内側の開口部に形成したシート面に押し付けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従来技術は、スリーブ内が、弁体の外側（ポート側）より高圧となる状況で使用する場合、一旦、開弁すると弁体前後の差圧が低下し、弁体が開弁しやすくなる圧力バランスとなり、微妙な流量調整を行うことが難しかった。また、軸方向の両端側に形成したポート間になるように可動子及びソレノイドを配置しており、狭い領域に軸方向に移動する可動子及びソレノイドを配置する必要があることから複雑な構成となる上、組付性が劣り生産性が低下しやすいものになっている。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、使用状況にかかわらず微妙な流量調整を行える簡易な構成の電磁弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、第１、第２、第３ポートを備えた中空のスリーブと、該スリーブの中空部における一端部、他端部側に配置されて第１、第２ポートの連通、遮断及び第２、第３ポートの連通、遮断をそれぞれ行う第１、第２弁体と、前記中空部における前記第１、第２弁体の間に軸方向に変位可能に配置され変位に伴い両端部で第１、第２弁体を押圧して開弁させるスプールと、第１、第２弁体を閉弁方向に付勢する第１、第２弁体閉弁用付勢手段と、スリーブの一端部に形成した軸方向に延びる孔に沿って移動する係合部材と、前記スリーブと前記スプールとの間に介装されてこのスプールを介して第１弁体を開弁方向に押圧する第１弁体開弁用付勢手段と、前記スリーブの一端部の外側に配置され係合部材を介してスプールを押圧する可動子を有し電磁力により該可動子をスリーブの軸方向に移動させる電磁付勢手段と、を備え、第３ポートはスリーブの他端部に設けると共に、第１、第２ポートはその一端が前記中空部、その他端がスリーブの外周部に開口するように設けたことを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、第１弁体とそのシート部、または第２弁体とそのシート部に、開弁時に流体の流れを絞る絞り部を設けたことを特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、電磁付勢手段は電流に比例した電磁力を発生することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の電磁弁１を図１ないし図５に基づいて説明する。この電磁弁１（３位置電磁弁）は、図示しないアンチロックブレーキ制御装置などのブレーキ液圧制御装置に設けられ、流体通路が形成されたマニホールドなど（ハウジング）に、プラグ等と同様に差し込まれるように構成され、ユニット化されたものになっている。
【０００７】図１ないし図３において、電磁弁１は、有底のスリーブ本体２及び該スリーブ本体２の開口部に嵌合される有底筒状の蓋３からなるスリーブ４と、スリーブ本体２の底部（スリーブ本体底部）５の外側に保持される比例ソレノイド機構６（電磁付勢手段）と、を備えている。スリーブ本体底部（スリーブの一端部）５には、スリーブ本体２における蓋３とスリーブ４との間の空間（中空部本体）７ａに連接する穴（ソレノイド側中空部）７ｂが形成されている。蓋３は、開口部をソレノイド側中空部７ｂに向けて〔すなわち、底部（蓋底部）３ａを外側に向けて〕配置されており、蓋３の穴（蓋側中空部）７ｃが中空部本体７ａに連通している。本実施の形態では、蓋側中空部７ｃ、中空部本体７ａ及びソレノイド側中空部７ｂにより中空部７が構成されている。
【０００８】スリーブ本体２にはその側面部８（外周部）に開口しかつ中空部７に連通する２つのポート９ａ，９ｂが形成され、また、蓋底部３ａには中空部７に連通する１つのポート９ｃが形成されている。側面部８に開口する２つのポート９ａ，９ｂのうちポート９ａはソレノイド側中空部７ｂに連通し、他の１つのポート９ｂは中空部本体７ａの軸方向の略中心部分に開口している。以下、便宜上、側面部８に開口した２つのポート９ａ，９ｂのうち前者（ソレノイド側中空部７ｂに連通するポート９ａ）を第１ポート９ａ、後者（中空部本体７ａに開口するポート９ｂ）を第２ポート９ｂ、蓋底部３ａに形成されたポート９ｃを第３ポート９ｃという。
【０００９】本実施の形態では、電磁弁１はアンチロックブレーキ制御装置に用いられるようになっており、第１ポート９ａにマスタシリンダ（図示省略）、第２ポート９ｂにホイールシリンダ（図示省略）、第３ポート９ｃに低圧室（図示省略）が接続され、アンチロックブレーキ制御における増圧、減圧、液圧保持の機能を果たすようにしている。
【００１０】ソレノイド側中空部７ｂ、蓋側中空部７ｃには、第１、第２ポート９ａ，９ｂの連通、遮断及び第２、第３ポート９ｂ，９ｃの連通、遮断をそれぞれ行う第１、第２弁１０，１１が設けられている。第１弁１０は、ソレノイド側中空部７ｂにおける中空部本体７ａ側の開口部に設けられ中央部に孔（第１弁座孔）１２を形成した弁座（第１弁座）１３と、第１弁座１３に対応してソレノイド側中空部７ｂの底（ソレノイド側中空部底１４）側に配置されて軸方向の変位により第１弁座孔１２を開閉する（第１、第２ポート９ａ，９ｂの連通、遮断を行う）弁体（第１弁体）１５と、から大略構成されている。ソレノイド側中空部底１４と第１弁体１５との間には第１バネ１６（第１弁体閉弁用付勢手段）が介装されており、第１弁体１５を閉弁方向に付勢している。
【００１１】第２弁１１は、蓋側中空部７ｃにおける開口部に設けられ中央部に孔（第２弁座孔）１７を形成した弁座（第２弁座）１８と、第２弁座１８及び蓋底部３ａの間で第２弁座１８側に配置されて軸方向の変位により第２弁座孔１７を開閉する（第２、第３ポート９ｂ，９ｃの連通、遮断を行う）弁体（第２弁体）１９と、から大略構成されている。蓋底部３ａと第２弁体１９との間には第２バネ２０（第２弁体閉弁用付勢手段）が介装されており、第２弁体１９を閉弁方向に付勢している。第２弁座１８における中空部本体７ａ側には、第２弁座孔１７を頂点として略円錐形状となる（中空部本体７ａ側になるに従って径が大きくなる）円錐シート面２１が形成されている。
【００１２】スリーブ本体２の中空部本体７ａには軸方向（図１左右方向）に移動可能にスプール２２が収納されている。スプール２２は、中空部本体７ａに沿って摺動する所定厚さの円柱状のスプール本体２３と、スプール本体２３の一方の面部（図１右側）の中央部に突出形成された略半球状の突出部（第１突出部）２４と、第１突出部２４に直立され第１弁座孔１２を通して第１弁体１５を押圧可能な第１ピン２５と、スプール本体２３の他方の面部（図１左側）に直立されスプール本体２３に比して小径の軸部（スプール軸部）２６と、スプール軸部２６の先端部に突出形成され頂部が略半球状をなす軸状の突出部（第２突出部）２７と、第２突出部２７に直立され第２弁座孔１７と通して第２弁体１９を図１左方向に押圧可能な第２ピン２８と、から大略構成されている。
【００１３】スプール本体２３には、その両面側に開口する通路（スプール通路）２９が形成されている。蓋３の開口側先端部とスプール本体２３との間には、第３バネ１０ａ（第１弁体開弁用付勢手段）が介装されており、スプール２２を第１弁体１５側に押圧して第１弁１０を開弁する方向に付勢している。上述したように第２ピン２８が第２弁体１９を押圧することにより第２弁体１９が開弁するが、この際、第２弁座１８の円錐シート面２１に第２突出部２７の先端部（略半球形状）が接近することで、両者により形成される通路の面積が徐々に小さくなり（絞られ）、開弁時に流体の通過流量が急激に増加しないようにしており、本実施の形態では、当該円錐シート面２１及び第２突出部２７により絞り部３０を構成している。
【００１４】比例ソレノイド機構６は、スリーブ本体２に外方に突出して形成された筒部（スリーブ突出筒部）３１に一端側が嵌装された筒部（スリーブ取付筒部）３２と、スリーブ取付筒部３２の他端側に嵌挿された固定子３３（コア）と、スリーブ取付筒部３２及び固定子３３に嵌装して保持される環状のヨーク部３４と、ヨーク部３４内に配置されて図示しないバッテリからの電流供給により電流に比例した大きさの電磁力を発生するソレノイド３５と、スリーブ突出筒部３１の孔（符号省略）及び固定子３３に形成された凹部３３ａに図１左右方向に移動可能に収納された筒状の可動子３６とから大略構成されている。スリーブ取付筒部３２の基端側の外周にはスリーブ本体２の突出部分（符号省略）にかしめられた弾性材料製のシール部材３７が嵌装されており、スリーブ取付筒部３２外に流体が漏れるのを防止している。シール部材３７は弾性材料に限らず、金属等他の材料であってもよい。
【００１５】スリーブ本体底部５には、同心状に３つの孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃが形成されており、この孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃに挿通して軸方向（図１左右方向）に移動可能に係合部材３９が設けられている。係合部材３９は、可動子３６の図１左方向への変位により押されてスプール２２を図１左方向（第１弁１０の閉弁方向、第２弁１１の開弁方向）に押圧し、これにより第１、第２弁１０，１１の開閉モードを切換えるようにしている。
【００１６】係合部材３９は図２に示すように中空部本体７ａに摺動する大きさの略リング状の係合部材本体４０と、係合部材本体４０に直立された３本の軸部（係合部材軸部）４１ａ，４１ｂ，４１ｃとからなっている。係合部材３９における係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃが設けられた面部には径方向に延びる凹部４２が形成されている。また、係合部材本体４０の外周部のうち凹部４２に対向した部分は平坦面４３とされており、凹部４２が第１ポート９ａ側に配置され、後述の孔４４，４４を該凹部４２と対向させて係合部材３９を位置決めしやすいようにしている。
【００１７】係合部材３９は、係合部材本体４０を中空部本体７ａにおける底部とスプール２２との間に収納し、かつ係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを、図３に示すようにスリーブ本体底部５に形成された３つの孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃに挿通して配置されている。この場合、係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの先端部はスリーブ突出筒部３１内に突出して可動子３６に当接し、かつ係合部材本体４０はスプール２２に当接している。スリーブ本体底部５には前記３つの孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃに並ぶように前記２つの孔４４が形成されており、この２つの孔４４及び可動子３６に形成された孔３６ａを通して可動子３６の両面側が第１ポート９ａに連通し、第１弁１０の開閉にかかわらず可動子３６の両面側が同等圧になる（可動子３６の両面側に圧力差を生じさせない）ようにしている。
【００１８】この電磁弁１では、非通電状態（図１）では、第３バネ１０ａのバネ力が第１バネ１６のバネ力に抗してスプール２２ひいては第１ピン２５を図１右方向に付勢し、第１ピン２５に第１弁体１５を押圧させている。この状態では、第１ピン２５による第１弁体１５の押圧により第１弁１０は開弁し、ソレノイド側中空部７ｂ、スプール通路２９及び中空部本体７ａを介して第１ポート９ａ（マスタシリンダ）と第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）とが連通するようになっている。また、第２弁１１の第２弁体１９は第２バネ２０により第２弁座１８に押し付けられており、第３ポート９ｃに対して第１ポート９ａ及び第２ポート９ｂの連通が遮断した（第２が閉弁した）状態になっている。そして、ソレノイド３５に供給される電流値に応じて可動子３６が変位し、可動子３６に押圧されて変位するスプール２２の変位量（ストローク）に応じて、第１弁１０及び第２弁１１の開閉モードが第１表に示すように切換えられるようになっている。
【００１９】
【００２０】第１表においてＳ0 はスプール２２の初期位置、Ｓ1 はソレノイド３５に第１所定値の電流を流して可動子３６ひいてはスプール２２が初期位置Ｓ0 から所定量（第１所定量）図１左方向に変位して第１弁１０が閉弁する（図４）位置、Ｓ2 はソレノイド３５に第２所定値〔（第２所定値）＞（第１所定値）〕の電流を流して可動子３６ひいてはスプール２２が初期位置Ｓ0 から第２所定量〔（第２所定量）＞（第１所定量）〕図１左方向に変位して第２弁１１が開弁する（図５）位置、Ｓ3 は位置Ｓ2 を越えた所定のストローク位置を示す。
【００２１】上述したように構成した電磁弁１では、ソレノイド３５に通電しないとき及び電流値が第１所定値に達しない間は、スプール２２のストロークはストロークＳ0 〜Ｓ1 となり、図１に示すように第１弁１０は開弁し、第２弁１１は閉弁した状態（第１モード）であり、第１ポート９ａ（マスタシリンダ）と第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）とが連通する一方、第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）と第３ポート９ｃ（低圧室）とは遮断されている。これにより、マスタシリンダからのブレーキ液圧がホイールシリンダに供給されるようになっている。
【００２２】ソレノイド３５に通電する電流値が第１所定値に達し、その後第２所定値に達する前は、スプール２２のストロークはストロークＳ1 〜Ｓ2 となり、図４に示すように第１弁１０は閉弁し、第２弁１１は閉弁した状態（第２モード）であり、第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）は第１ポート９ａ（マスタシリンダ）及び第３ポート９ｃ（低圧室）の双方に遮断された状態になっており、ホイールシリンダの液圧が保持される（液圧保持モードを構成する）ようにしている。
【００２３】また、ソレノイド３５に通電する電流値が第２所定値に達した後は、スプール２２のストロークはストロークＳ2 を越えた位置（第１表Ｓ2 〜Ｓ3 ）となり、図５に示すように第１弁１０は閉弁し、第２弁１１は開弁した状態（第３モード）となって、第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）は第３ポート９ｃ（低圧室）に連通し、これにより、ホイールシリンダの減圧が行われる（減圧モードを構成する）。この第２弁１１の開弁は、上述したように第２ピン２８が第２弁体１９を押圧することにより行われるが、絞り部３０を設けたことにより、第２弁１１の開弁時に第２弁座１８の円錐シート面２１に第２突出部２７の先端部（略半球形状）が接近して通路の面積が徐々に小さくなる。このため、第３ポート９ｃ（低圧室）が第２ポート９ｂ（ホイールシリンダ）に比して低圧の使用状況においても、第２弁１１の開弁時に流体の通過流量が急激に増加するようなことが回避され、ひいては微妙な流量調整を図ることが可能となる。
【００２４】スリーブの両端部に形成したポートの間になるように可動子及びソレノイドを配置した従来技術では、狭い領域に軸方向に移動する可動子及びソレノイドを配置することから複雑な構成が強いられるものになっていたが、これに比して、本実施の形態で、スリーブ４の外部に比例ソレノイド機構６を有しており、構成の簡易化及び組付性ひいては生産性の向上を図ることできる。
【００２５】また、本実施の形態では、スプール２２を、第１、第２弁１０，１１（第１弁体１５及び第１弁座１３、第２弁体１９及び第２弁座１８）と同軸線方向に設け、かつ可動子３６を、第１弁１０に対して軸線方向で第２弁１１から離間する側に、配置し、係合部材３９を介してスプール２２が可動子３６と接続されており、可動子３６の径寸法がスプール２２の径寸法に影響されることがなく、その分、可動子３６ひいては比例ソレノイド機構６形状を大きくすることを回避することができる。すなわち、特開平９−２８０４０９号公報の図１０に示される電磁弁では、可動子の内周にスプールを挿入するようにして両者を一体に固定しているため、スプールの径寸法を大きくすることに伴い、可動子を大きくする必要があり、電磁弁全体の大型化を惹起することになるが、これに比して、本実施の形態では、上述したように、スプール２２の径寸法を大きくする場合にも、可動子３６の大型化を招くことが避けられる。
【００２６】本実施の形態では、上述したように電磁弁１はアンチロックブレーキ制御装置に用いられるようになっており、第１ポート９ａにマスタシリンダ（図示省略）、第２ポート９ｂにホイールシリンダ（図示省略）、第３ポート９ｃを低圧室（図示省略）が接続されアンチロックブレーキ制御（図示省略）における増圧、減圧、液圧保持の機能を果たすようになっているが、第１ポート９ａを外部液圧源のリザーバ（低圧室）に、第２ポート９ｂをホイールシリンダに、第３ポート９ｃを外部液圧源（高圧源）における高圧のブレーキ液を生成または蓄えるポンプまたはアキュムレータに接続し、ブレーキバイワイヤ方式のブレーキ装置のブレーキ液圧制御装置として機能させる（この場合、電磁力発生手段は比例ソレノイド機構であることが望まれる）ようにすることも可能である。
【００２７】上記実施の形態では、電磁力発生手段が比例ソレノイド機構６である場合を例にしており、発生する電磁力の大きさひいてはスプール２２の位置を電流値により調整することが可能になり、これにより、第１弁１０または第２弁１１の開度調整を行って流体流量を容易に調整することができる。なお、電磁力発生手段は、比例ソレノイド機構６に限らず、上述した大きさの電磁力を発生できる電磁石など他の装置であってもよい。
【００２８】上記実施の形態では、比例ソレノイド機構６がスプール２２を押圧するいわゆるプッシュ式のものを例にしたが、これに代えてスプール２２を引っ張るようにしたいわゆるプル式の比例ソレノイド機構を用いるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、第１弁体及び第２弁体による開閉モード（第１ポートと第２ポートとの連通、遮断及び第２ポートと第３ポートとの連通、遮断）の調整を、スリーブの外側に配置した電磁付勢手段の可動子が係合部材を介してスプールを変位させることにより行っており、スリーブの両端部に形成したポートの間になるように可動子及びソレノイドを配置した従来技術に比して、電磁付勢手段及びその可動子の配置を比較的余裕をもって行え、これに伴い、構成の簡易化及び組付性ひいては生産性の向上を図ることできる。請求項２記載の発明は、開弁時に流体の流れを絞る絞り部を設けているので、開弁時に流体の通過流量が急激に増加するようなことが回避され、ひいては微妙な流量調整を図ることが可能となる。請求項３記載の発明は、電磁付勢手段は電流に比例した電磁力を発生するので、発生する電磁力の大きさひいてはスプールの位置を電流値により調整することが可能になり、これにより、第１弁または第２弁の開度調整を行って流体流量を調整することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０５６
【氏名又は名称】トキコ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３１日（１９９９．３．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８６１８
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３３１８（Ｐ２０００−２８３３１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９２７１７ |
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