(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の弁体と、その弁体を収納する弁室と、前記弁体を接離させる前記弁室に対面した弁座と、前記弁体が前記弁座の座面から離れたときに前記弁室に連通する流入路と、前記流入路から前記弁室に流入した流体を下流に送り出す流出路を有し、
前記弁室の内面に、前記座面から離れた前記弁体を３点以上の箇所で支持する前記流入路の軸線に対して傾いた複数の壁面が含まれ、前記壁面のひとつが前記弁座に、他の壁面が弁室にそれぞれ形成されており、その複数の壁面に対する前記弁体の当接点を結ぶ直線が多角形を画き、その多角形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線上に前記流出路が開口している流体弁。
【請求項２】
前記流出路が、前記複数の壁面に対する弁体当接点を結ぶ直線で画かれる前記多角形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線に対し、その流出路の軸心が一致する位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の流体弁。
【請求項３】
前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位置にあるときにその弁体と前記弁室の内面との間に生じる流路の実質的な流路面積を、前記流出路の軸直角断面での流路面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体弁。
【請求項４】
前記複数の壁面に対する弁体の当接点が３点でありその３点を結ぶ直線で画かれる多角形が正三角形をなし、その正三角形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線に対し、流出路の軸心が一致する位置に前記流出路が配置されたことを特徴とする請求項１又は３に記載の流体弁。
【請求項５】
前記流出路が、前記流入路の軸線に対して傾きを持つ流路として形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体弁。
【請求項６】
前記流出路が、前記流入路の軸線に対して直角をなす流路として形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の流体弁。
【請求項７】
前記弁体を閉弁方向に付勢して前記弁座の座面に押し付ける付勢手段が含まれたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の流体弁。
【請求項８】
前記流入路から前記流出路に向う流体の流れを許容し、逆流を阻止する逆止弁として構成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の流体弁。
【請求項９】
動力で駆動されて液体を吸入・吐出するポンプを有し、そのポンプの吐出口に請求項１
〜８のいずれかに記載の流体弁を吐出弁として備えた液圧ポンプ。
【請求項１０】
磁気吸引力で作動させる弁体を弁座に接離させて通路を開閉する弁部を有し、その弁部
を経由する流体通路と並列配置の迂回路に請求項１〜８のいずれかに記載の流体弁が逆止弁として配置された電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両ブレーキ用液圧制御装置などに採用する流体弁とそれを用いた液圧ポンプ及び電磁弁に関する。ここで言う流体弁は、流体の流れ方向を一方向に規制する目的などで採用される球状の弁体を備えた弁である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、前掲の車両ブレーキ用液圧制御装置は、動力駆動の液圧ポンプを有している。その液圧ポンプには、吐出液の逆流を防止する目的で吐出口に逆止弁が組み込まれている。その逆止弁の従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
その特許文献１に開示された流体弁（チェック弁）は、弁室に収納された球状の弁体に、伝達部材を経由してコイルばねの力を加え、その力で弁体を弁座に着座させている。また、弁体が弁座の座面から離れたときに弁室に連通する流入路に対して、弁室に流入した流体を下流に送り出す流出路を直角向き（流入路の軸線に対して流出路の軸線が直角をなす向き）に形成している。そしてさらに、伝達部材経由で弁体に加えるコイルばねの力の印加点を、流入路の軸線の延長線上から流出路が形成される側とは反対側に偏らせている。
【０００４】
特許文献１のチェック弁は、上記の構造により、受圧面に働く圧力差を受けて開弁位置に動いた弁体が前記コイルばねの力で弁室の流出路形成側の壁面に押し付けられる。このときの弁体は、弁座と、弁室の壁面と、コイルばねの力を受けた伝達部材に３点で接触する。そのような接触状態を作り出すことで弁体の脈動による振動を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０６８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のチェック弁は、弁体が、流出路の軸線と平行な面上において、弁座、弁室の壁面及び伝達部材に接触する。加えて、伝達部材はボールなどを用いた可動部材であり、弁室に導入される流体圧が急激に変動するとその可動部材が変位するなどの虞もある。そのために、開弁位置での弁体の固定が安定せず、弁体の振動抑制が不十分になる虞がある。
【０００７】
特許文献１のチェック弁は、上記の理由により、ピストンポンプの脈動に対しても不安が残る。また、ポンプの吐出量が増加し、チェック弁を通過する流体の量が増加することで、弁体の周りの流体の流れが乱れ、弁体が振動する可能性が高くなる。その振動が激しいと、弁体や弁座に打痕(傷)がつき、弁部のシール性が失われることがある。
【０００８】
この発明は、弁体の振動が効果的に抑制されてポンプの吐出弁として用いたときに脈動を増幅することがなく、また、振動に起因した騒音も防止されるようにするために、チェック弁を通過する流体の量が増加するに伴い、弁体の周りの流体の流れが乱れやすくなる場合も弁体の開弁位置での支持が安定してなされるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、流体弁を、球状の弁体と、その弁体
を収納する弁室と、前記弁体を接離させる前記弁室に対面した弁座と、前記弁体が前記弁
座の座面から離れたときに前記弁室に連通する流入路と、その流入路から前記弁室に流入
した流体を下流に送り出す流出路を有し、
前記弁室の内面に、前記座面から離れた前記弁体を３点以上の箇所で支持する前記流入
路の軸線に対して傾いた複数の壁面が含まれ、前記壁面のひとつが前記弁座に、他の壁面が弁室にそれぞれ形成されており、その複数の壁面に対する前記弁体の当接点を結ぶ直線が多角形を画き、その多角形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線上に前記流出路が開口しているものにした。
【００１０】
ここで言う弁体の当接点とは、弁体が弁室の壁面に点接触する箇所とは限らない。壁面が平面であれば弁体の当接は点に近い状態になるが、壁面の形状次第では弁室の複数の壁面に対して弁体が線接触或いは面接触することもある。そのような状況で弁体が弁室の壁面に当接する場合には接触部の中心を接触点と考え、その接触点を直線で結んだときに多角形が画かれる位置に支持面となる壁面を設置する。なお、この発明では、流入路側を上流、流出路側を下流と考える。
【００１１】
この流体弁の好ましい形態を以下に列挙する。
（１）前記流出路が、前記複数の壁面に対する弁体当接点を結ぶ直線で画かれる前記多角
形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の壁面に３点以上の箇所で支持される
位置にあるときの弁体中心を結ぶ線に対し、その流出路の軸線が一致する位置に配置され
たもの。
（２）前記弁体が開弁位置（座面から離れて複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位
置）にあるときにその弁体の外周と前記弁室の内面との間に生じる流路の実質的な流路面
積を、前記流出路の軸直角断面での流路面積（以下では単に流出路の流路面積と言う）よ
りも小さくしたもの。
（３）前記複数の壁面に対する弁体当接点が３点でありその３点を結ぶ直線で画かれる多
角形が正三角形をなし、その正三角形の中心と前記弁体が前記座面から離れて前記複数の
壁面に３点で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線に対し、流出路の軸心が一致
する位置に前記流出路が配置されたもの。
（４）前記流出路が、前記流入路の軸線に対して傾きを持つ流路として形成されたもの。
（５）前記流出路が、前記流入路の軸線に対して直角をなす流路として形成されたもの。
（６）前記弁体を閉弁方向に付勢して前記弁座の座面に押し付ける付勢手段が含まれたも
の。
（７）前記流入路から前記流出路に向う流体の流れを許容し、逆流を阻止する逆止弁とし
て構成されたもの。
【００１２】
この発明は、上述した流体弁を吐出弁として吐出口に備えた液圧ポンプと、
磁気吸引力で作動させる弁体を弁座に接離させて通路を開閉する弁部を有し、その弁部を経由する流体通路と並列配置の迂回路に上述した流体弁を逆止弁として配置した電磁弁も併せて提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の流体弁は、座面から離れて開弁位置に動いた弁体が、弁室の内面に設けられた複数の壁面に対して３点以上の箇所で押し当てられる。このときの壁面に対する弁体の当接点は、流出路と交差する面（仮想の面であり、弁室から流出路に向う流体の流れの方向に対して対面する）上に形成される。
【００１４】
また、流出路を、弁体の当接点を結ぶ直線で画かれる多角形の中心と弁体が複数の壁面に３点以上の箇所で支持される位置にあるときの弁体中心を結ぶ線上に開口させることで、弁室に流入した流体が弁体を流出路側に押す力が発生する。
【００１５】
従って、流体の流れを受けて流出路の軸線方向に押された弁体を押圧方向前方を遮る向きの面で受け止めるような状況が作り出され、また、弁体を受け支える壁面は固定された面であって流体圧の変動による変位が起こらず、このために、弁体の開弁位置での支持が安定し、弁体の振動が効果的に抑制される。この作用で、弁体の振動による脈動の増幅や、騒音の発生が防止される。
【００１６】
この流体弁は、弁体を当接させる弁室の壁面の流入路の軸線に対する傾きの角度を制御することで、弁体当接点を結ぶ直線で画かれる多角形の中心の位置を変動させることができる。その多角形の中心位置の設定に自由度を生じさせるため、及び開弁位置に移動した弁体に楔効果を付与可能となすために弁体を当接させる弁室の壁面を流入路の軸線に対して傾けた。
【００１７】
なお、上記において好ましいとした形態の作用・効果は後に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の流体弁の一例を示す断面図
【図２】図１のII−II線に沿った方向の断面図
【図３】参考例の流体弁を示す断面図
【図４】図３のIII−III線に沿った断面図
【図５】この発明の流体弁の他の例を示す断面図
【図６】参考例の流体弁の他の例を示す断面図
【図７】この発明の液圧ポンプの回路図
【図８】この発明の電磁弁の回路図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面の図１，図２，図５，図７，図８に基づいて、この発明の流体弁とそれを用いた液圧ポンプ及び電磁弁の実施の形態を説明する。図３、図４、図６は参考例である。
【００２０】
図１及び図２は、この発明の流体弁の第１の形態を示している。この流体弁１０は、逆止弁として利用されるものであって、球状の弁体１と、その弁体１を収納する弁室２と、弁体１を接離させる弁座３と、弁体１が弁座３の座面３ａから離れたときに弁室２に連通する流入路４と、その流入路４から弁室２に流入した流体を下流に送り出す流出路５とで構成されている。
【００２１】
例示の流体弁１０は、弁室２に対面させる弁座３をハウジング６に一体形成したが、ハウジングと別体の弁座をハウジングに取り付けることも可能である。また、ハウジング６にケース７を固定し、そのケース７とハウジング６の一部とで弁室２を作り出したが、弁室２はハウジング６に一体に形成されたものであってもよい。
【００２２】
弁室２には、開弁位置に移動した（座面３ａから離れた）弁体１を３点以上の箇所で支持する複数の壁面が設けられている。図示の流体弁は、弁体１を図２に示すＡ、Ｂ，Ｃの３点で支持するものにしており、上記壁面はＦ１、Ｆ２、Ｆ３の３面が存在する。それ等の壁面に対する弁体当接点Ａ、Ｂ，Ｃを結ぶ直線は三角形を画く（図２参照）。その三角形の中心ＤＯと弁体１が開弁位置（図２の鎖線位置）にあるときの弁体中心ＢＯを結ぶ線上に流出路５が形成されている。
【００２３】
その流出路５は、前記三角形の中心ＤＯと開弁位置の弁体中心ＢＯを結ぶ線とその流出路の軸線Ｌ２が一致するように形成すると好ましく、そうすることで、弁室に流入した流体が弁体を複数の壁面に押し付ける方向と弁室から流出路に向う流体の流れ方向を一致させて壁面に対する弁体の押し付けをより安定させることができる。
【００２４】
弁室の壁面に対する弁体の当接点は４箇所以上あってもよく、その当接点を結ぶ直線で画かれる多角形が正多角形（図示のものは正三角形）であると、支持点の配置がバランスよくなされて弁体の支持安定性がよりよくなる。
【００２５】
例示の流体弁における壁面Ｆ１は、弁座３に形成されている。また、他の２つの壁面Ｆ２、Ｆ３はケース７に形成されている。壁面Ｆ１は、弁座の座面３ａを延長した面で構成されているが、全壁面がケース７に形成されていてもよい。
【００２６】
壁面Ｆ１は、図１において上側が流入路の軸線Ｌ１から離れる方向に傾き、壁面Ｆ２、Ｆ３は、図１において壁面Ｆ１が傾いた方向とは反対向きに傾いている。また、その壁面Ｆ２、Ｆ３は、さらに、図２において逆Ｖ字をなすように傾き、これにより、壁面Ｆ１，Ｆ２、Ｆ３間に、図１の右側よりも流出路５のある左側が狭くなる空間ができ、その空間に弁体１が押し込まれることで弁体１を所定箇所に位置決めする作用が生じる。この発明ではそれを楔効果と言う。この楔効果によって、開弁位置（図２の鎖線位置）にある弁体が、径方向に振れることがより効果的に抑制される。
【００２７】
図１の流体弁は、開弁位置にある弁体１と弁室２の内面との間に生じる流路８（図２）の総流路面積が流出路５の流路面積よりも小さい。そのために、弁室２の流体圧と流出路５の流体圧に差が生じ、その圧力差が弁体に有効に作用して弁体１を壁面Ｆ１〜Ｆ３に押し付ける力が大きくなる。従って、開弁位置での弁体保持がより安定する。
【００２８】
上述したように、弁体１を３点で弁室の壁面に当接させる構造は、弁体を当接させる壁面の数を最小限に抑えることができ、製造面、コスト面で有利になる。また、各壁面を上述した方向に傾けてそれらの壁面に押し当てられる弁体に楔効果を生じさせることも容易である。
【００２９】
図３の流体弁は、流出路５の弁室側開口回りに４つの壁面Ｆ１〜Ｆ４を形成し（図４参照）、その壁面Ｆ１〜Ｆ４に弁体１を当接させるようにしており、弁体の当接点がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４箇所に形成される。ここでは、それ等の当接点を直線で結んで画かれる多角形が正方形になるようにし、その正方形の中心と弁体１が開弁位置にあるときの弁体中心ＢＯを結ぶ線と同軸上に流出路５を配置している。
【００３０】
また、周方向に定ピッチで配置した壁面Ｆ１〜Ｆ４は、流出路５と同心の円錐面に沿う方向に傾けており、先に説明した楔効果も得られる。
【００３１】
なお、図５に示すように、この発明の流体弁には、弁体１を閉弁方向に付勢して弁座の座面３ａに押し付ける付勢手段（図のそれはコイルばね）９が含まれていてもよい。その付勢手段９があると、流体弁を流入路の軸線が垂直でない姿勢で使用することが可能になる。
【００３２】
流出路５は、流入路４の軸線Ｌ１に対して直角をなす図１の流路に限定されない。軸線
Ｌ１に対して９０°以外の角度での傾きを有する流路として形成されていてもよい。図３に示すように流入路４の軸線Ｌ１と流出路５の軸線Ｌ２が同軸上に配置されたものや、図６に示すように、流出路５が流入路４と平行位置に配置されたものは、本発明から除外する。
【００３３】
前記流出路５が、流入路４の軸線Ｌ１に対して９０°或いはそれ以外の角度での傾きを持つ流路として形成されたものは、図５の付勢手段９の組み込みスペースを確保しやすい。
一般に、乱流による弁体の振動を抑制する上で、流路径を大きくして、流路面積を増やすことで、乱流自体の発生を抑えるところを、本発明の流体弁は、流路内の流れが乱流となっても開弁時の弁体位置を安定させて振動による音の発生、脈動の増幅の低減を、流体弁その他の体格を大きくすることなく、実現できる。
【００３４】
以上説明したこの発明の流体弁は流入路から流出路に向う流体の流れを許容し、逆流を阻止する逆止弁として、或いは、液圧ポンプにおいて吐出した液体のポンプ室への逆流を阻止する吐出弁（これも逆止弁）として使用することができる。
【００３５】
図７は、動力で駆動されて液体を吸入・吐出する液圧ポンプであり、吐出口に上述した流体弁１０を吐出弁として備えている。この液圧ポンプ１１は、ピストンポンプでもよいが、歯車ポンプなどの定量ポンプであるとこの発明の効果が顕著に発揮される。
【００３６】
脈動が敬遠される用途では、液圧ポンプとして、ギヤポンプ、ベーンポンプ、スクリューポンプなどの定量ポンプが用いられる。その定量ポンプを使用しても、流量の増加により乱流域に達すると、乱流による流れの渦化が発生し、さらに流れが増えることで、渦が細かくなり、弁体が微振動し、それが増幅されて弁体が激しく振動することがある。これでは、弁部の耐久性に対する悪影響や騒音の発生が避けられず、高価な定量ポンプを使用する意味が薄れる。この発明の流体弁を吐出弁として備えることで、定量ポンプの利点が生かされる。
【００３７】
図８は、磁気吸引力で作動させる弁体を弁座に接離させて通路を開閉する弁部（図示せず）を有し、その弁部を経由する流体通路と並列配置の迂回路１２ａに上述した流体弁１０が逆止弁として配置された電磁弁である。この電磁弁１２も発明品である。電磁弁でも、逆止弁を開弁させて流れる液体の流れが速いと乱流の発生が懸念される。この発明の流体弁を逆止弁として使用することで、その乱流に対する性能の安定化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明の流体弁は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの電子制御機能を備えた車両用ブレーキ液圧制御装置の回路構成部品やブレーキ液圧制御装置以外の液圧装置の回路構成部品として有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１          弁体
２          弁室
３          弁座
３ａ        座面
４          流入路
５          流出路
６          ハウジング
７          ケース
８          流路
９          付勢手段
１０        流体弁
１１        液圧ポンプ
１２        電磁弁
１２ａ      迂回路
Ｆ１〜Ｆ４    弁体を当接させる弁室の壁面
Ａ〜Ｄ      壁面に対する弁体の当接点
ＤＯ         三角形の中心
ＢＯ         弁体中心
Ｌ１        流入路の軸線
Ｌ２        流出路の軸線
【図１】
0005487832.tif 000002
【図２】
0005487832.tif 000003
【図３】
0005487832.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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