(57)【要約】  【課題】 本発明は、負圧により大気を吸入するタイプの自動車用電磁弁において、簡易な構成で防水効果を増すことができ、設置スペースをとらないコンパクトな形状で、製作・組み付けが容易な電磁弁を提供することを目的とする。  【解決手段】  大気を吸い込む吸気口１１２に密着して接続するフィルタ２０を保持すると共に、フィルタ２０までの流体の流路を蛇行させる隔壁２１３，２１４を有する隔壁部材２１と、フィルタユニット３に侵入する水を旋回運動させるディフレクタ２５を、弁駆動部２と一体に形成する。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の吸気口と、気体の出入り用ポートとを備え、電磁力によって弁体を駆動し、ポート間の通路を開閉する弁駆動部と、前記吸気口にフィルタ装置を連結した電磁弁であって、
前記フィルタ装置は、前記吸気口に密着して接続可能なフィルタ部材と、
下向きに開口した空気取り入れ口を有するケースと、
空気取り入れ口の上部に設けられ、流入する流体の方向を変更し旋回運動させるディフレクタと、
ディフレクタを通過した空気を蛇行させるように前記フィルタ部材までの流路を形成する隔壁と、を有することを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記フィルタ装置が、前記フィルタ部材とディフレクタと隔壁が前記ケース内に一体に収納されたフィルタユニットであって、
前記ケースが周縁に空気取り入れ口を有する上部が閉じられた円筒状であり、ケースの中心線に対して同心状に前記フィルタ部材とディフレクタと隔壁が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記ディフレクタが、流入する流体の方向に対して傾斜する傾斜面を有する案内翼がケースの内周に沿って円周上に複数個並べられていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記ディフレクタが、流入する流体の方向に対して傾斜する傾斜面と、その傾斜面に対向する流体の流入方向に略平行な垂直面を有する略台形状の案内翼がケースの内周に沿って円周上に複数個並べられていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧により空気を吸入するタイプの自動車用電磁弁に関し、特に吸気口からの水の吸入を防止する防水構造を有する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にバス・トラックの排気ブレーキ等に使用される電磁弁では、正圧を扱うものと負圧を扱うものがあり、小型トラック等には負圧により空気を吸入するタイプの電磁弁が用いられることが多い。このような電磁弁は、ソレノイド部に水が入ると錆等によって動作不良が起こるので、負圧によって空気を吸入する吸気口にフィルタを備え付けたり、吸気口におよぶ流体の経路を迷路状にすることにより水の侵入を防止している。
【０００３】
このような従来の電磁弁として、例えば特許文献１には、図７に示されるように流体の通路を迷路状にして電磁弁への水の浸入を防止するものが記載されている。電磁ソレノイドバルブ１００は、それが取り付けられる機関内部の負圧をコントロールする手段として空気を吸入する吸入ポート１００ｃがあり、その吸入ポート１００ｃの端末には空気中の水、塵埃をろ過するフィルタ１０３を内包した換気装置１０２が取り付けられている。
【０００４】
換気装置１０２には、吸入された空気がフィルタに至る経路に、水塵埃侵入阻止壁１０２ｆ、１０２ｊが設けられ、また、フィルタ３を保護する保護カバー１０２ｂの端部と外筒１０２ｌを重なり合わせるようにし、空気の通路を迷路状にすることで空気中の水、塵埃の侵入を防止するようになっている。
【特許文献１】実公平２−１９５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、最近では他の部品（ＥＣＵ等）が大きくなり、本発明のような部品は被水条件の悪い場所に設置されることや、洗車時等の高圧洗浄器の使用により、水がフィルタ部分にまで入り込む恐れが生じてきた。従来から使用しているようなフィルタは、通常使用時の塵埃や空気中の水分程度は除去できるが、水そのものの吸い込みに対応できるようなフィルタの使用は空気の透過率が低下するため、フィルタのみで水の吸い込みに対処することは難しい。
【０００６】
また、上述した従来の電磁弁において空気の通路を迷路状にするタイプの防水構造であっても、その迷路の層を重ねたり、より複雑にすることで効果を増すことはできるが、製作の手間やコストがかかるため、量産性が良くない。そこで本発明は、簡易な構成で防水効果を増すことができ、設置スペースをとらないコンパクトな形状で、製作・組み付けが容易な電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、空気の吸気口と、気体の出入り用ポートとを備え、電磁力によって弁体を駆動し、ポート間の通路を開閉する弁駆動部と、前記吸気口にフィルタ装置を連結した電磁弁であって、前記フィルタ装置は、前記吸気口に密着して接続可能なフィルタ部材と、下向きに開口した空気取り入れ口を有するケースと、空気取り入れ口の上部に設けられ、流入する流体の方向を変更し旋回運動させるディフレクタと、ディフレクタを通過した空気を蛇行させるように前記フィルタ部材までの流路を形成する隔壁と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記フィルタ装置が、前記フィルタ部材とディフレクタと隔壁が前記ケース内に一体に収納されたフィルタユニットであって、前記ケースが周縁に空気取り入れ口を有する上部が閉じられた円筒状であり、ケースの中心線に対して同心状に前記フィルタ部材とディフレクタと隔壁が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記ディフレクタが、流入する流体の方向に対して傾斜する傾斜面を有する案内翼がケースの内周に沿って円周上に複数個並べられていることを特徴とする。
【００１０】
そして、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記ディフレクタが、流入する流体の方向に対して傾斜する傾斜面と、その傾斜面に対向する流体の流入方向に略平行な垂直面を有する略台形状の案内翼がケースの内周に沿って円周上に複数個並べられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、空気の吸気口に空気中の塵埃等をろ過するフィルタ装置が取り付けられており、そのフィルタ装置を介して前記吸気口に吸入される空気は、隔壁を縫うような経路で通過し、空気中の水や塵埃を除去する効果を増すことができる。また、流体を旋回運動させるディフレクタを設け、高圧洗浄器を用いた洗車等で水が侵入してきても、旋回運動の慣性力で流れを変更し、フィルタ部材に到達させない構造にすることで、弁駆動部に水が入って動作不良が起こることを防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、フィルタ部材とディフレクタと隔壁を有するフィルタ装置を、ケース内に一体に収納したフィルタユニットとし、フィルタ部材とディフレクタと隔壁を同心状にバランスよくコンパクトにすることで、取り付け工数や取り付けスペースを削減することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ディフレクタを、流入する流体の方向に対して傾斜する傾斜面を有する案内翼が円周上に複数個並べられたものとすることで、簡単な構成でフィルタユニットに侵入してきた流体を円周方向に旋回させることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、ディフレクタの形状を、前記の傾斜面とその傾斜面に対向する垂直面を有する略台形状の案内翼を円周上に複数個設置し、傾斜面と垂直面によって形成されるスリットを流体が通過することで、流速を増加しつつ円周方向の回転力を与えるので、効率をよく流体の方向を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施態様を図面を参照して説明する。図１〜４に示されるように、電磁弁１は電磁力によって弁体を駆動してポートを流れる流体を制御する弁駆動部２と、水や塵埃を除去するフィルタ装置であるフィルタユニット３から構成されている。そして、電磁弁１は、図１に示されるようにフィルタユニット３を車体の上下方向上側に位置するように設置されている。
【００１６】
前記弁駆動部２は、略円筒状のソレノイド４とそのソレノイド４から半径方向外側に向けて突出するターミナル５を樹脂材料で覆ったものに、ソレノイド４の端部から空気が出入する第１ポート６と第２ポート７を一体に成形した形状のソレノイドユニット１０と、固定鉄心であるコア１１および可動鉄心であるプランジャー１２を主な構成部品としている。
【００１７】
前記第１ポート６と第２ポート７は、ソレノイド４の下端側に段差をもって円周方向に略直角に開いた位置関係で形成されており、各ポートは自動車のエアタンクや排気ブレーキのエアシリンダー等に接続する。第１ポート６のソレノイド４側内部の通気口６１はソレノイド４の中心軸上に位置する略円形状の通気口で、第２ポート７のソレノイド４側の通気口７１は前記第１ポート６の通気口６１の側方に通気口６１と同心（ソレノイド４の中心軸と同心）の円弧で形成される略扇形をしている。なお、各ポートや通気口の配置等は本実施態様に限定されるものではなく、接続する機器等の配置や仕様によって変更することは可能である。
【００１８】
前記のソレノイド４、ターミナル５等が一体化されたソレノイドユニット１０には、有底円筒状で金属製のカバー８が被さるようになっている。カバー８の円筒側壁には前記ターミナル５が嵌め合わされる略Ｕ字状のスリット８１が形成されており、そのスリット８１に対して円筒の中心軸に回転対称位置の側壁には自動車の車体取付用のブラケット９が溶接等の固定方法で取り付けられている。
【００１９】
カバー８の開口縁には４つの引掛り片８２がカバー８から延出するように形成されており、前記ソレノイドユニット１０にカバー８を被せた後に引掛り片８２の先端を半径方向に折り曲げ組み付けられる。カバー８の底面には、円筒形の略中心に円形孔８３が穿設されており、その円形孔８３には略円筒状の軟鋼部材であるコア１１が軸方向に垂直に立設され、かしめによって固定されている。コア１１には吸入された空気が通る通気孔１１１が軸に沿って形成され、そのかしめれている反対側の端部は穴直径が拡張された段付形状に加工されている。そして、この段付部分には後述するスプリング１３が挿入され、組み付けられる。
【００２０】
前記コア１１は、外周直径が前記ソレノイド４の中心軸孔４１にちょうど挿入されるように設定されており、固定鉄心の機能を有している。そして、前記中心軸孔４１には前記コア１１と軸方向に直列に弁体であるプランジャー（可動鉄心）１２が組み付けられ、上述したスプリング１３がプランジャー１２を固定鉄心であるコア１１から離反する方向に付勢している。
【００２１】
プランジャー１２は、空気の流路を確保するためにソレノイド４の中心軸孔４１の円形断面に僅かな隙間をもって内接する略六角形断面の柱状部材で、軸方向の両端にはそれぞれゴム製の第１シール部材１４および第２シール部材１５が前記六角柱状の本体に固着されている。第１シール部材１４は、前記コア１１の通気孔１１１を閉塞可能に当接し、中央部分には前記スプリング１３のコイル内径に嵌る円錐形状の突起１４１が形成されている。また、もう一方の第２シール部材１５は、第１ポート６の弁駆動部内部側の通気口６１を閉塞可能な面積をもって取り付けられている。
【００２２】
そして、コア１１とカバー８のかしめ部分である円形孔８３付近から水等の侵入を防止するために、コア１１の外周囲を囲って前記ソレノイド４とカバー８の底で作られる空間には、リング状のゴム部材１６を挿入し、弁駆動部２が組み付けられている。
【００２３】
次にフィルタユニット３について説明する。図５は本発明の電磁弁１のフィルタユニット３の分解斜視図である。フィルタユニット３は、フィルタ部材２０と隔壁部材２１と仕切りプレート２２およびケース２３によって構成され、隔壁部材２１がプッシュナット２４および接着剤によって前記弁駆動部２に取り付けられ、フィルタ部材２０が挿入された後に、その隔壁部材２１にケース２３が係合して組み付けられている。本実施態様においてはフィルタユニット３を順次、弁駆動部２に組付ける構成となっているが、予めプッシュナット２４に相当する弾性部材を隔壁部材２１に組付けておくことや、隔壁部材２１の接続部分を弁駆動部に係合できる形状に成形しておき、フィルタユニットの組み立て後に弁駆動部２と組み合わせることもできる。
【００２４】
フィルタ部材２０は、前記コア１１のかしめ側の吸気口１１２に当接する円柱状のウレタンフォーム材で形成されており、図６に示されるように、隔壁部材２１の軸まわりの円筒状の保持部２１１に挿入されている。そしてフィルタユニット３が弁駆動部２に組み付けられているときには、後述するケース２３の支持棒部２３１と前記コア１１の吸気口１１２に挟まれるように保持される。
【００２５】
図５、６を参照し、前記フィルタ部材２０を保持する隔壁部材２１の円筒状保持部２１１は、弁駆動部２と接続する側の一端に前記コア１１が挿入される孔２１２が穿設された底面を有し、保持部２１１の側壁には軸方向の中央付近から上下両端方向に向かって末広がりな隔壁が設けられている。隔壁のうち軸方向で弁駆動部２から離れる上方向へ広がる第１隔壁２１３は、縦断面がお椀形状をしており、その底に当たる部分（保持部２１１の側壁との接合部分）は、円周方向で一定角度毎に空気が通過可能に底部分が省かれている。
【００２６】
また、もう一方の第２隔壁２１４は、保持部２１１の側壁と同心で前記弁駆動部２のカバー８と略同一の外周径の円筒部２１４ａと、その円筒部２１４ａと保持部２１１を連結する略円錐状の傾斜部２１４ｂから構成されている。そして、円筒部２１４ａと傾斜部２１４ｂとの連結部分にはフィルタユニット３内に侵入した流体の流れを変更するディフレクタ２５が設けられ、また、ケース２３を固定する係合爪２１４ｃが略９０°間隔で設けられている。
【００２７】
前記ディフレクタ２５は、図５に示されるように、軸方向に対して傾斜する傾斜面２５１ａと、軸方向と略平行な垂直面２５１ｂとを有した略台形状の案内翼２５１が円周上に複数個並べられたもので、下方から流体が流入してくると、前記傾斜面２５１ａと垂直面２５１ｂの間を通過することで流速を速めつつ軸に対して旋回させる。
【００２８】
隔壁部材２１は上述のとおり、弁駆動部２に接着材とプッシュナット２４によって取り付けられているが、回転方向の外力に対しては接着剤のみの固着手段によるため固定が外れる可能性がある。そこでカバー８の底面に略円形の突起８４を設け、前記円筒部２１４ａの端末の一部を切り欠いて係合させ、回転方向の外力に対する強度を高めている。
【００２９】
隔壁部材２１の前記第１隔壁２１３の上端には、円形薄板状の仕切りプレート２２が取り付けられる。仕切りプレート２２は、中心に前記保持部２１１が挿通する円形孔２２１が穿設されており、その周りには円形孔２２１と同心の円弧で構成される扇孔２２２が円周を４分割するように設けられている。そして、ケース２３が取り付けられると、ケース２３の抑え片２３２と第１隔壁２１３の端部に挟持される。
【００３０】
ケース２３は、円筒の一端を球状に閉じた形状をしており、円筒の内径は前記カバー８の外周径よりも２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの隙間を開け、空気取り入れ口となっている。この隙間が狭いと高圧洗浄等で水が当たる場合ではない通常の使用時でも、周りに水滴が付着しているとその水滴を吸ってしまい、隙間が広いと水が直接入り易くなる。
【００３１】
球状の内壁には、内壁を中心方向に張出して段付部分を構成した押え片２３２が等間隔に複数個設けられている。また、その中央からは円筒の軸方向に前記フィルタ部材２０を押える支持棒部２３１が形成され、円筒側壁部には前記隔壁部材２１の係合爪２１４ｃが引掛る長方形の係合孔２３３が穿設されている。そして、ケース２３は、隔壁部材２１を覆うように嵌め込まれ、４箇所の係合孔２３３に対応する係合爪２１４ｃが係止することで固定される。
【００３２】
ケース２３の球状に閉じていない円筒端部の円周縁の一部は、軸方向に斜めに延出されており、その延出部２３４には円筒外側に膨らんだリブ２３４ａが設けられている。延出部の斜めにカットされた形状は、ケース２３の外側から垂れ落ちてきた水がその方向に落ちていくようにするためのもので、垂れてくる水が凍結し吸気ができなくなることを防止する。また、リブ２３４ａは、垂れた水が凍結してもその部分でカバー８との隙間を拡張することで最低限の吸気量を確保することができる。
【００３３】
次に電磁弁１の防水機能について説明する。電磁弁１の作動により、吸入される空気は、図３の図中の実線矢印で示されるように隔壁部材２１の隔壁部によって蛇行した流路を通ってフィルタ部材２０に到達する。従来技術と同様に、フィルタ部材を介して吸気口１１２に吸入される空気は、隔壁部材２１に設けられた第１隔壁２１３，２１４及び仕切りプレート２２を縫うような経路を通過することで、空気中の水、塵埃を除去する効果を増すことができる。
【００３４】
また、洗車等の高圧洗浄器から放出された水が本発明の電磁弁１の下方から当てられると、フィルタ部に侵入した水は図中の破線矢印で示されるように、ディフレクタ２５によって旋回運動の慣性力でケース２３の内壁にむかって外周方向に流れを変更される。そして、第１隔壁２１３とケース２３によって形成される空間によって、それ以上内部に侵入することを阻止され、フィルタ部材２０まで到達することを防止する。
【００３５】
第１隔壁２１３とケース２３によって形成される空間に入った水は、下向きに開口した空気取り入れ口からフィルタユニットの外に排出されることになるが、高圧洗浄器から出された一方向からの水は、ディフレクタ２５によって円周方向に回転し斜め方向に移動するため、円周方向に角度をずらして効率よく排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ視平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】弁駆動部を示す分解斜視図である。
【図５】フィルタ部の内部を説明する分解斜視図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】従来の電磁弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    電磁弁
２    弁駆動部
３    フィルタユニット
４    ソレノイド
４１  中心軸孔
５    ターミナル
６    第１ポート
７    第２ポート
８    カバー
１０  ソレノイドユニット
１１  コア
１１１  吸気口
１２  プランジャー
１３  スプリング
２０  フィルタ
２１  隔壁部材
２１３，２１４  隔壁部
２１４ａ  円筒部
２１４ｃ  係合爪
２２  仕切りプレート
２３  ケース
２５  ディフレクタ
【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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