(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周りに流体の流入口が形成され、その一端が流体の流出口をなす中空のバルブハウジングと、電気的な力により進退しつつ前記流入口と流出口との間の流路を開閉するよう前記バルブハウジングの中空部内に延びるプランジャーを備えたアマチュアを含むブレーキシステム用ソレノイドバルブにおいて、
前記バルブハウジング内に進退自在に設けられ、その中央部に長手方向に貫通する所定直径の第１オリフィスが形成され、前記プランジャーがその内部に進入され前記第１オリフィスを開閉するよう前記プランジャーと隣接する側に所定深さのプランジャー進入部が形成されたスプールと、
該スプールが進退する際前記スプールの端部と接したり離隔しつつ前記第１オリフィスと別に前記流出口の開閉がなされるよう前記バルブハウジングの中空部の内面に段差を有するよう形成され、中央に前記第１オリフィスの内径より大きい第２オリフィスが形成されたバルブシート部と、
前記スプールを前記プランジャー側に加圧するスプール復元バネと、を備え、
前記プランジャー進入部の内面と前記プランジャーの外面との間には前記プランジャーの進退を所定区間許容しつつ前記プランジャーが所定区間以上に進退する際前記スプールが前記プランジャーにより引っ張られるよう相互かかる係止手段が設けられることを特徴とするブレーキシステム用ソレノイドバルブ。
【請求項２】
前記係止手段は、前記プランジャー進入部の内面に前記スプールの長手方向に所定幅を有するよう形成された係止溝と、該係止溝にかかるよう前記プランジャーの外面から突出された係止爪と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキシステム用ソレノイドバルブ。
【請求項３】
前記バルブシート部側の前記スプール外面には前記スプール復元バネの設置のための空間を形成させると同時に、前記スプールが前記バルブシート部から離隔する際流体の流れが可能なように前記バルブハウジングの中空部内径より小外径を有するよう成形されたバネ結合部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のブレーキシステム用ソレノイドバルブ。
【請求項４】
前記スプールのプランジャー進入部には前記第１オリフィスと前記流入口が連通されるよう半径方向に貫通された一つ以上の連通流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のブレーキシステム用 ソレノイドバルブ。
【請求項５】
前記スプールと接する前記バルブシート部には変形を抑制できるよう前記バルブシート部より剛性が大きい材質の補強部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のブレーキシステム用ソレノイドバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブレーキシステム用ソレノイドバルブに係り、さらに詳しくは大きい制動圧がかかった状態でもバルブの開閉が容易であり、流路の開度を大きくすることができるよう流路が２段階に順次開閉されるブレーキシステム用ソレノイドバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用アンチロックブレーキシステムは、輪側に加わる制動圧の断続及び調節の可能なようにブレーキ油圧ラインの中途に設けられるもので、制御信号に応じて流路を開閉する多数のソレノイドバルブを備える。
このようなブレーキシステム用ソレノイドバルブは、図１に示した通り、モジュレータブロック１３のバルブ結合孔１４が押込設置され、流体の流れのための入口３と出口４を有する中空のバルブハウジング１を備える。
バルブハウジング１の一端にはその内部に設けられるアマチュア５が進退できるよう円筒形のスリーブ６が結合され、スリーブ６の開放された端部にはスリーブ６の開放された部分を閉鎖すると同時に、アマチュア５を進退させるためのバルブコア７が結合される。またアマチュア５は進退運動を通してバルブシート８のオリフィス８ａを開閉するようその一端に一体に設けられたプランジャー５ａがバルブハウジング１の中空部２内に設けられたバルブシート８側に延びる。
アマチュア５とバルブコア７との間にはアマチュア５が常にオリフィス８ａを閉鎖した状態を維持するようアマチュア５に弾性復元力を付する復元バネ９が設けられ、スリーブ６とバルブコア７の外側にはアマチュア５を進退させる励磁コイル１０が設けられる。
このような構成のソレノイドバルブは、励磁コイル１０に電源が印加される際バルブコア７とアマチュア５との間に磁気力が発生し、この磁気力によりアマチュア５がバルブコア７側に移動しつつバルブシート８のオリフィス８ａを開ける。そして励磁コイル１０に電源が印加されない時は磁気力が解除され、復元バネ９の弾性によりアマチュア５が元通りに復帰しつつオリフィス８ａが閉まる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成の従来のソレノイドバルブは、アマチュア５のプランジャー５ａがオリフィス８ａを閉鎖した状態で入口３側の圧力が大きい場合、入口３側と出口４側の圧力差によりアマチュア５の初期動作を円滑にすることができないため、アマチュア５を動作させオリフィス８ａを開けるのに大きい磁気力が要求される短所があった。
また、通常のブレーキシステムにおいて、ソレノイドバルブの開閉動作を通して迅速な圧力上昇を得るためにはオリフィス８ａの断面積(流路の開度)を大きくして通過流量を増やすべきであるが、従来のソレノイドバルブはオリフィス８ａの断面積を大きくするほど入口３側と出口４側の圧力差によりバルブを開けるのに大きい力が要求されるため、バルブの開閉動作が不安定になる短所があった。従って、従来はアマチュア５に大きい力(磁気力)が加えられるようにしてバルブの開閉を円滑にする場合もあったが、この場合バルブの動作騒音が大きいのみならず、大きい磁気力を発生させるため励磁コイル１０の体積が大きくなるべき問題点があった。
【０００４】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的はバルブが２段階に順次開閉されるようにしてバルブの流入口に大きい制動圧がかかった状態でも小さい力で容易に開閉できるのみならず、流路の開度を大きくして油圧ラインの迅速な圧力上昇を可能にするブレーキシステム用ソレノイドバルブを提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明に係るブレーキシステム用ソレノイドバルブは、周りに流体の流入口が形成されその一端が流体の流出口をなす中空のバルブハウジングと、電気的な力により進退しつつ前記流入口と流出口との間の流路を開閉するよう前記バルブハウジングの中空部内に延びるプランジャーを備えるアマチュアを備えるブレーキシステム用ソレノイドバルブにおいて、前記バルブハウジング内に進退自在に設けられ、その中央部に長手方向に貫通する所定直径の第１オリフィスが形成され、前記プランジャーがその内部に進入され前記第１オリフィスを開閉するよう前記プランジャーと隣接する側に所定深さのプランジャー進入部が形成されたスプールと、該スプールが進退する際前記スプールの端部と接したり離隔しつつ前記第１オリフィスと別に前記流出口の開閉がなされるよう前記バルブハウジングの中空部の内面に段差を有するよう形成され、中央に前記第１オリフィスの内径より大きい第２オリフィスが形成されたバルブシート部と、前記スプールを前記プランジャー側に加圧するスプール復元バネと、を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、前記プランジャー進入部の内面と前記プランジャーの外面との間には前記プランジャーの進退を所定区間許容しつつ前記プランジャーが所定区間以上に進退する際前記スプールが前記プランジャーにより引っ張られるよう相互かかる係止手段が設けられ、前記係止手段は前記プランジャー進入部の内面に前記スプールの長手方向に所定の幅を有するよう形成された係止溝と、該係止溝にかかるよう前記プランジャーの外面から突出された係止爪と、を備えることを特徴とする。
そして、前記バルブシート部側の前記スプール外面には前記スプール復元バネの設置のための空間を形成させると同時に、前記スプールが前記バルブシート部から離隔される際流体の流れが可能なように前記バルブハウジングの中空部の内径より小外径を有するよう形成されたバネ結合部が備えられることを特徴とする。  また、前記スプールのプランジャー進入部には前記第１オリフィスと前記流入口が連通されるよう半径方向に貫通された一つ以上の連通流路が形成されることを特徴とする。
そして、前記スプールと接する前記バルブシート部には変形が抑制されうるよう前記バルブシート部より剛性が大きい材質の補強部材が設けられることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る望ましい実施例を詳述する。
本発明に係るブレーキシステム用ソレノイドバルブは、図２に示した通り、内部に多数の流路２０ａ、２０ｂが形成されたモジュレータブロック２０のバルブ結合孔２１に押込設置され、流入口３１ａと流出口３１ｂがモジュレータブロック２０内の流路２０ａ、２０ｂとそれぞれ連通される中空のバルブハウジング３１と、を備える。
バルブハウジング３１の外面には円筒形の中空のスリーブ３２が結合され、バルブ結合孔２１の外側に延びるスリーブ３２の開放された側の端部にはマグネチックバルブコア３３が結合される。すなわち、スリーブ３２は上部にバルブコア３３が結合されることにより閉鎖される。また、スリーブ３２の内部にはバルブハウジング３１の流路を開閉できるよう上下に進退自在な円筒形のアマチュア３４が設けられる。この際、アマチュア３４は上部がスリーブ３２の内面に摺動自在に支持され、下部が上部の直径より小直径のプランジャー３４ａよりなってバルブハウジング３１の中空部３１ｃの内部に延びる。そして、プランジャー３４ａの下端には流路の開閉のための開閉ボール３４ｂが結合される。
また、スリーブ３２とバルブコア３３の外側にはスリーブ３２内のアマチュア３４を進退させるために励磁コイル３５が設けられ、スリーブ３２内のアマチュア３４の上部とバルブコア３３との間には励磁コイル３５に電源が印加されない時アマチュア３４をバルブハウジング３１側に押さえて移動させるようアマチュア３４を弾持する復元バネ３６が設けられる。そして、アマチュア３４のプランジャー３４ａが進入されるバルブハウジング３１の中空部３１ｃ内にはバルブの流路が２段階に順次開閉されるよう中空部３１ｃ内を進退するスプール４０が設けられる。
【０００８】
スプール４０は、図３及び図４に示した通り、その外面がバルブハウジング３１の中空部３１ｃの内面に摺動自在に支持され、流体の流れが可能なように中央が上下長手方向に貫通された円筒形に設けられる。また、スプール４０の中央部には流体の流れ制御及びバルブの開閉のための所定直径の第１オリフィス４１が形成され、第１オリフィス４１の上側にはプランジャー３４ａが進退する際プランジャー３４ａの下端の開閉ボール３４ｂが第１オリフィス４１を開閉できるよう所定深さプランジャー３４ａの進入を許容するプランジャー進入部４２が形成される。この際、プランジャー進入部４２の内面とプランジャー３４ａの外面が相互密着したまま摺動自在に支持されうるよう、プランジャー進入部４２は内径がプランジャー３４ａの外径にほぼ対応する大きさに設けられる。また、プランジャー進入部４２にはバルブハウジング３１の流入口３１ａに流れ込まれる流体が第１オリフィス４１側に流れうるよう半径方向に貫通された連通流路４３が形成される。
【０００９】
また、スプール４０の下端と近接するバルブハウジング３１の中空部３１ｃ内にはスプール４０が進退する際スプール４０の下端と接したり離隔されることにより、前述した第１オリフィス４１と別に流出口３１ｂの開閉がなされるようにするバルブシート部３７が設けられる。該バルブシート部３７は中空部３１ｃの内面に一体に形成される段差型の爪よりなり、中央に第１オリフィス４１より内径が大直径より形成された第２オリフィス３８を備える。
また、バルブシート部３７側のスプール４０の外面には、常にスプール４０をアマチュア３４側に加圧するスプール復元バネ５０が設けられるよう外径がバルブハウジング３１の中空部３１ｃの内径より小サイズに縮小される段差型のバネ結合部４５が設けられる。この際、スプール復元バネ５０はバネ結合部４５の外面に挟み込まれる通常のコイル型圧縮バネで構成され、上端がスプール４０に支持され、下端がバルブシート部３７の上面に支持される。このような構成は、バルブハウジング３１の中空部３１ｃの内面とスプール４０のバネ結合部４５の外面との間にスプール復元バネ５０の設けのための空間を形成させると同時に、スプール４０が上昇した時バルブハウジング３１の流入口３１ａを通して流れ込まれる流体がバネ結合部４５の外側の空間を通して第２オリフィス３８側に直接に流れるようにしたものである(図６参照)。
【００１０】
ここで、前述したスプール復元バネ５０の弾性はアマチュア３４を押さえる復元バネ３６の弾性より小さくする。これは、励磁コイル３５に電源が印加されない時復元バネ３６の弾性によりプランジャー３４ａとスプール４０が下降しつつ第１オリフィス４１と第２オリフィス３８が閉鎖できるようにしたものである。また、本発明はプランジャー３４ａが所定区間以上上昇する際スプール４０がプランジャー３４ａにより上部に引っ張られながらスプール４０の下端がバルブシート部３７から離隔できるようするため、前述したプランジャー進入部４２の内面とプランジャー３４ａの外面との間に係止手段が設けられる。特に、この係止手段はプランジャー進入部４２内に進入されたプランジャー３４ａの進退を所定区間許容する一方、プランジャー３４ａが所定区間以上に上昇する際スプール４０がプランジャー３４ａにより上部に引っ張られるよう構成される。このための構成として、プランジャー進入部４２の内面にはスプール４０の長手方向に所定幅(Ｗ)を有するよう係止溝４４が形成され、プランジャー３４ａにはプランジャー３４ａが上昇する際係止溝４４に係止するよう外面に突出された係止爪３４ｃが形成される。そして、このような係止爪３４ｃが形成されたプランジャー３４ａをスプール４０のプランジャー進入部２に結合させる時は通常の熱間押込工程を通してプランジャー３４ａをプランジャー進入部４２内に強制に押し込まれるようにするが、一応プランジャー３４ａがプランジャー進入部４２内に進入されれば係止爪３４ｃが係止溝４４内に位置するので、所定区間(係止溝の上下幅ほど)進退自在な状態の結合をなす。このような結合を円滑にするため、係止爪３４ｃの外面が丸い曲面よりなされることが望ましい。
【００１１】
次はこのような構成の本発明に係るブレーキシステム用ソレノイドバルブの開閉動作を説明する。
励磁コイル３５に電源が印加されない時は図４に示した通り、復元バネ３６がスプール復元バネ５０の弾性を克服してアマチュア３４をスプール４０側に押えるので、プランジャー３４ａの下端の開閉ボール３４ｂを通して第１オリフィス４１が閉鎖され、スプール４０の下端を通して第２オリフィス３８が閉鎖された状態を維持する。
このような状態で励磁コイル３５に電源が印加されれば、アマチュア３４とバルブコア３３との間に発生する磁気力によりアマチュア３４がバルブコア３３側に移動しつつバルブの流路が開く。この際、バルブハウジング３１の流入口３１ａ側に高い制動圧がかかる状態なので、スプール４０に作用する圧力も大きくて、図５に示した通りスプール４０よりプランジャー３４ａの上昇が先になされながら開閉ボール３４ｂが第１オリフィス４１と離隔される。すなわち第１オリフィス４１が先に開きながら流入口３１ａに流れ込まれた流体が第１オリフィス４１を通して流出口３１ｂ側に流れる。
【００１２】
そして、スプール４０の第１オリフィス４１を通して流れる流体が所定量流出口３１ｂ側に流れて流入口３１ａ側と流出口３１ｂ側の圧力差が小さくなれば、図６に示した通り、プランジャー３４ａの係止爪３４ｃを通してスプール４０に伝えられる上昇力とスプール復元バネ５０の弾性によりスプール４０が２次に上昇しつつスプール４０の下端がバルブシート部３７から離隔される。すなわち、この際は流入口３１ａに流れ込まれた流体が大直径の第２オリフィス３８を介して流出口３１ｂ側に流れるので、流路が大きく拡張しつつ流体の流れが円滑になって流出口３１ｂ側の油圧ラインの迅速な圧力上昇が可能になる。
このように本発明はアマチュア３４とスプール４０の順次上昇による２段階動作を通してバルブの流路が開くので、流入口３１ａ側と流出口３１ｂ側の大きな圧力差が存する状況下でも小さい力でバルブが開けられるので励磁コイル３５の体積を縮められ、第２オリフィス３８を通して流路が大きく拡張されるため、流出口３１ｂ側の油圧ラインの迅速な圧力上昇が可能になる。
また、本発明は流入口３１ａ側と流出口３１ｂ側の圧力差が小さい状況でアマチュア３４が開く方向に動作する場合、スプール復元バネ４３の弾性によりスプール４１の下端が早速開くので流路の開放がさらに迅速になされる。
【００１３】
一方、図７は本発明に係るブレーキシステム用ソレノイドバルブの他の実施例を示した図であって、バルブの頻繁な開閉動作によるバルブシート部３７の変形を抑制するためにスプール４０の下端とバルブシート部３７との間に剛性が大きな材質よりなる補強部材６０がさらに設けられる。そして、スプール復元バネ５０の下端が補強部材の上面に支持されるようにしたものである(ここでは補強部材を除いた残り構成は前述した実施例と同一なので、同一部分に対する説明は省く)。
補強部材６０は、中央に第２オリフィス３８と同サイズの貫通された流路を備え、その外面が中空部３１cの内面に押込固定されるよう構成される。また、補強部材６０はバルブシート部３７の変形抑制のためにバルブシート部３７より大きい耐磨耗性と剛性を有するよう熱処理された金属材質よりなる。このような構成はバルブの頻繁な開閉動作及び流体の圧力による衝撃によってもバルブ開閉部の変形が抑制されることによりバルブの耐久性が大幅に向上されるようにした。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係るブレーキシステム用ソレノイドバルブは、アマチュアの下部に設けられるスプールを通してバルブが２段階に順次開閉されるため、流入口側に大きい制動圧がかかった状態でも小さい力でバルブの開閉が容易になされる効果がある。
また、本発明は小さい力でもバルブの開閉が可能なので、アマチュアの動作のための励磁コイルの体積を縮められる効果がある。
そして、本発明はスプールの上昇動作を通して流入口に流れ込んだ流体が大直径の第２オリフィスを介して流出口側に直接に流れるため、流出口側の油圧ラインの迅速な圧力上昇が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のソレノイドバルブの構成を示した断面図である。
【図２】本発明に係るソレノイドバルブの構成を示した断面図である。
【図３】本発明に係るソレノイドバルブのスプールの構成を示した分解斜視図である。
【図４】本発明に係るソレノイドバルブ流路の順次的な開閉動作を詳細に示した断面図である。
【図５】本発明に係るソレノイドバルブ流路の順次的な開閉動作を詳細に示した断面図である。
【図６】本発明に係るソレノイドバルブ流路の順次的な開閉動作を詳細に示した断面図である。
【図７】本発明に係るソレノイドバルブの他の実施例を示した断面図である。
【符号の説明】
２０: モジュレータブロック
２１: バルブ受入れ溝
３１: バルブハウジング
３１ａ: 流入口
３１ｂ: 流出口
３２: スリーブ
３３: バルブコア
３４: アマチュア
３４ａ: プランジャー
３４ｃ: 係止爪
３５: 励磁コイル
３６: 復元バネ
３７: バルブシート部
３８: 第２オリフィス
４０: スプール
４１: 第１オリフィス
４２: プランジャー進入部
４３: 連通流路
４４: 係止溝
４５: バネ結合部
５０: スプール復元バネ
６０: 補強部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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