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【発明の名称】 電磁弁
【発明者】 【氏名】高山 利男

【氏名】松永 邦洋
【要約】 【課題】簡易な構成で組付性の向上を図ることができる電磁弁を提供する。

【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１０を変位させ、第１、第２弁２０，２２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２０，２２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】 有底筒状で開口部に蓋を嵌合したスリーブと、前記蓋に形成された第１ポートと、前記スリーブの外周部に一端部が開口し他端部がこのスリーブの中空部の中央部分、該中空部の底部側にそれぞれ開口する第２、第３ポートと、前記スリーブの中空部に軸方向に移動可能に収納された略筒状のスプールと、該スプール内の前記蓋側開口部分及び該スプール内の前記スリーブの底部側開口部分にそれぞれ移動可能に収納されて第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、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、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に設けた係止部を介して第１弁体を開弁方向に付勢する第１弁体開弁用付勢手段と、前記スリーブの底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、前記スリーブの底部の外側に配置され、電磁力により変位して係合部材を介して前記スプールを変位させる電磁付勢手段と、を備えたことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】 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記載の電磁弁。
【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、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、簡易な構成で組付性の向上を図ることができる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、有底筒状で開口部に蓋を嵌合したスリーブと、前記蓋に形成された第１ポートと、前記スリーブの外周部に一端部が開口し他端部がこのスリーブの中空部の中央部分、該中空部の底部側にそれぞれ開口する第２、第３ポートと、前記スリーブの中空部に軸方向に移動可能に収納された略筒状のスプールと、該スプール内の前記蓋側開口部分及び該スプール内の前記スリーブの底部側開口部分にそれぞれ移動可能に収納されて第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、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、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に設けた係止部を介して第１弁体を開弁方向に付勢する第１弁体開弁用付勢手段と、前記スリーブの底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、前記スリーブの底部の外側に配置され、電磁力により変位して係合部材を介して前記スプールを変位させる電磁付勢手段と、を備え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、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４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及び図２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。中空部本体７ａ及びソレノイド側中空部７ｂから中空部７が構成されている。
【０００８】蓋３には中空部７（中空部本体７ａ）に連通する１つのポート９ａが形成され、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９ｂ，９ｃが形成されている。側面部８に開口する２つのポート９ｂ，９ｃのうちポート９ｂは中空部本体７ａの軸方向の略中心部分に開口し、他の１つのポート９ｃはソレノイド側中空部７ｂに開口している。以下、便宜上、蓋３に形成されたポート９ａを第１ポート９ａ、側面部８に開口した２つのポート９ｂ，９ｃのうち前者（中空部本体７ａに開口するポート９ｂ）を第２ポート９ｂ、後者（ソレノイド側中空部７ｂに連通するポート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、増圧、減圧、液圧保持が可能なアンチロックブレーキ制御用の制御弁として機能できるようにしている。
【００１０】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）に移動可能に筒状のスプール１０が収納されている。スプール１０は、中空部本体７ａに沿って摺動する所定厚さのスプール本体１１と、スプール本体１１の一方の面部（図１左側）に直立されスプール本体１１に比して小径の延長筒部１２と、からなり、スプール本体１１がスリーブ本体底部５側（延長筒部１２が蓋３側）になるように配置されている。スプール本体１１には、その両面側に開口する通路（スプール本体通路）１１ａが形成されている。延長筒部１２には、一端側がスプール１０の孔（スプール孔）１３に連通し他端側が外周部に開口する通路（延長筒部通路）１２ａが形成されている。
【００１１】スプール孔１３は、延長筒部１２の開口部（蓋側スプール開口部）１０ａからスプール本体１１の開口部（底部側スプール開口部）１０ｂに向けて、内径が３段階に大きくなっている。それぞれの部分を、以下、第１、第２、第３スプール孔１３ａ，１３ｂ，１３ｃという。また、第１、第２スプール孔１３ａ，１３ｂの形成によりスプール孔１３の内方に突出する段差部を第１段差部１４といい、第２、第３スプール孔１３ｂ，１３ｃの形成によりスプール孔１３の内方に突出する段差部を第２段差部１５という。第２段差部１５に係合するように第２スプール孔１３ｂには、環状のバネ受け１６が保持されている。第３スプール孔１３の底部側スプール開口部１０ｂ側部分には環状溝（符号省略）が形成されており、この環状溝には環状の抜け止め１７が固着されている。
【００１２】第２スプール孔１３ｂ及び第３スプール孔１３ｃ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弁体１８，１９が移動可能に収納されている。第１弁体１８は第２スプール孔１３ｂに沿って摺動する第１弁体摺動部１８ａと、第１弁体摺動部１８ａに直立して先端側が第１スプール孔１３を通してスプール１０の外方に突出する軸部（第１弁体軸部）１８ｂとからなっている。蓋３における中空部７側部分には、第１弁体１８と共に第１弁２０を構成する着座部（第１弁座）２１が形成されており、第１弁体軸部１８ｂの離・着座により、第１ポート９ａと中空部７との遮断、連通を行うようにしている。
【００１３】第２弁体１９は、第３スプール孔１３ｃにおける第２段差部１５と抜け止め１７との間の部分に摺動可能に配置された第２弁体摺動部１９ａと、第２弁体摺動部１９ａに直立して先端側が底部側スプール開口部１０ｂを通してスプール１０の外方に突出する軸部（第２弁体軸部）１９ｂとからなっている。第２弁体軸部１９ｂの先端部は半球状に形成されている。ソレノイド側中空部７ｂには、第２弁体１９と共に第２弁２２を構成する、孔２３ａを形成した着座部（第２弁座）２３が嵌合されており、第２弁体軸部１９ｂの離・着座により、第３ポート９ｃと中空部７との遮断、連通を行うようにしている。
【００１４】バネ受け１６と第１弁体１８との間には第１バネ２４（第１弁体閉弁用付勢手段）が介装されており、第１弁体１８を第１弁座２１側（閉弁方向）に付勢している。バネ受け１６と第２弁体１９との間には第２バネ２５（第２弁体閉弁用付勢手段）が介装されており、第２弁体１９を第２弁２２座側（閉弁方向）に付勢している。蓋３とスプール本体１１との間には、第３バネ２６（第１弁体開弁用付勢手段）が介装されており、スプール１０を第１段差部１４を介して第１弁体１８から離間する方向（図１右方向、第１弁体１８の開弁方向）に付勢している。
【００１５】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。
【００１６】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、３つの孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃに挿入される３本の軸部（係合部材軸部）４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び係合部材軸部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを一端側で保持する図示しない保持板を備え、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１０を図１左方向（第１弁２０の閉弁方向、第２弁２２の開弁方向）に押圧し、これにより第１、第２弁２０，２２の開閉モードを切換えるようにしている。
【００１７】スリーブ本体底部５には、図２に示すように前記３つの孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃに並ぶように前記２つの孔４２が形成されており、この２つの孔４２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２０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２６のバネ力によりスプール１０を図１右方に押圧し、さらに係合部材３９を介して可動子３６を同方向に押圧している。この際、第１段差部１４に第１弁体摺動部１８ａが係合して、第１弁体１８は第１弁座２１から離間（第１弁２０が開弁）し、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（ホイルシリンダ）とが連通するようになっている。また、第２弁体１９は第２バネ２５のバネ力により第２弁座２３に着座（第２弁２２が閉弁）し、第２ポート９ｂと第３ポート９ｃは遮断した（第２弁２２が閉弁した）状態になっている。
【００１９】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、係合部材３９を介して可動子３６に押圧されて変位するスプール１０の変位量（ストローク）に応じて、第１弁２０及び第２弁２２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。
【００２０】

【００２１】第１表においてＳ0 はスプール１０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１０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２０が閉弁する（図３）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１０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２２が開弁する（図４）位置、Ｓ3 は位置Ｓ2 を越えた所定のストローク位置を示す。
【００２２】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１０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２０は開弁し、第２弁２２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（ホイルシリンダ）とが中空部本体７ａを介して連通する一方、第２ポート９ｂ（ホイルシリンダ）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ルシリンダに供給されるようになっている。このとき、まずスプール１０のストロークがストロークＳ0 の位置にある場合は、第２弁２２は、第２弁体１９が第２バネ２５のバネ力によって着座部２３に押圧されて、閉弁されている。スプール１０は、第２バネ２５のバネ力によって第１ポート９ａ側方向の付勢力を受け、第３バネ２６のバネ力によって第３ポート９ｃ側方向の付勢力を受けている。これにより、スプール１０は、第３バネ２６のバネ力と第２バネ２５のバネ地からとの差力（第３バネ２６のバネ力＞第２バネ２５のバネ力）によって、第３ポート９ｃ側方向へ付勢位置されている。
【００２３】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１０のストロークはストロークＳ1 〜Ｓ2 となり、図３に示すように第１弁２０は閉弁し、第２弁２２は閉弁した状態（第２モード）であり、第２ポート９ｂ（ホイルシリンダ）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。ここで、スプール１０のストロークがストロークＳ0 からストロークＳ1 に達するまでの移動に伴い、第３バネ２６のバネ力は増加するのに対し、第２バネ２５のバネ力は減少する。したがって、スプール１０には、第３バネ２６のバネ力と第２バネ２５のバネ力との差力（第３バネ２６のバネ力＞第２バネ２５のバネ力）がかかり、スプール１０の移動に伴い、第３バネ２６のバネ力と第２バネ２５のバネ力との差力は増大する。なお、第１バネ２４のバネ力はスプール１０の移動には影響を及ぼさない。そして、ストロークＳ1 に達すると、第１弁２０の第１弁体１８も第１弁座２１に当接するようになる。そのため、スプール１０のストロークＳ0 〜Ｓ2 においては、スプール１０は、第１バネ２４のバネ力によって第３ポート９ｃ側方向の付勢力を受け、第３バネ２６のバネ力によっても第３ポート９ｃ側方向の付勢力を受け、第２バネ２５のバネ力によって第１ポート９ａ側方向の付勢力を受ける。したがって、スプール１０は、第１バネ２４のバネ力と第３バネのバネ力の合計力と第２バネ２５のバネ力との差力に対抗して移動するようになる。しかし、第１バネ２４のバネ力は第１ポートが低圧側であるため、小さいバネ力である。
【００２４】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１０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４に示すように第１弁２０は閉弁し、第２弁体１９が抜け止め１７を介して図１左方向に移動して第２弁２２は開弁した状態（第３モード）となり、第２ポート９ｂ（ホイルシリンダ）は、中空部本体７ａ、スプール本体通路１１ａ及びソレノイド側中空部７ｂを介して第３ポート９ｃ（低圧室）に連通し、これにより、ホイルシリンダの減圧が行われる（減圧モードを構成する）。スプール１０には、スプール１０のストロークがストロークＳ2 に達すると、第２バネ２５のバネ力が作用しなくなる。したがって、スプール１０のストロークＳ2 〜Ｓ3 においては、第１バネ２４のバネ力と第３バネ２６のバネ力の合計力に対抗して移動するようになる。この結果、本来、一のバネで構成してもよい第１バネ２４と第２バネ２５とを別個にバネを形成したことにより、第１バネ２４のバネ力を小さくでき、スプール１０のストロークＳ2 〜Ｓ3 の区間でも、高圧側をシールする第２バネ２５に対抗してスプール１０を移動させなくても済むので、ソレノイドの必要電磁力を提言することもできる。
【００２５】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。
【００２６】また、本実施の形態では、スプール１０を、第１、第２弁２０，２２（第１弁体１８及び第１弁座２１、第２弁体１９及び第２弁座２３）と同軸線方向に設け、かつ可動子３６を、第２弁２２に対して軸線方向で第１弁２０から離間する側に、配置し、係合部材３９を介してスプール１０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１０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の形状を大きくすることを回避できる。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１０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。
【００２７】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（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。
【００２８】上記実施の形態では、電磁付勢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１０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２０または第２弁２２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、電磁付勢手段は、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。
【００２９】上記実施の形態では、比例ソレノイド機構６がスプール１０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１０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６を用いるようにしてもよい。
【００３０】
【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、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。
【出願人】 【識別番号】０００００３０５６
【氏名又は名称】トキコ株式会社
【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）
【公開番号】 特開２０００−２８３３１９（Ｐ２０００−２８３３１９Ａ）
【公開日】 平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３）
【出願番号】 特願平１１−９４１２１