(57)【要約】【課題】シンプルな構造で消費電力の低減可能な電磁弁を提供する。【解決手段】電磁弁１０は、ソレノイド１５と、ボディ１２と、導入ポート１６から作動液を導出する導出ポート１８までの液圧通路と、弁座２２より導出ポート１８側に形成された弁室２４と、弁室２４内に一端側が挿入されて当接部が液圧通路を開閉可能にする弁開閉シャフト２６と、弁開閉シャフト２６の他端側が挿入されてソレノイド１５に電流が流れた場合に弁開閉シャフト２６を軸方向に移動させるように構成された駆動室２８と、ソレノイド１５と弁室２４との間に形成され、弁開閉シャフト２６に弁座２２に向かう方向への力が発生するように導入ポート１６から導入される作動液の液圧と同等の液圧を駆動室２８に導入する導入流路３８と、弁室２４と駆動室２８との間で弁開閉シャフト２６の周囲に密着するように配置され弁室２４側と駆動室２８側とを互いに分離するＯリング１００とを備える。【選択図】図１
2011158037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧回路を流れる作動液の液圧を制御するためのソレノイド駆動の電磁弁であって、
ソレノイドと、
ボディと、
前記ボディの内部に形成され、作動液を導入する導入口から作動液を導出する導出口までの液圧通路と、
前記液圧通路の途中に設けられた弁座より導出口側に形成された弁室と、
前記弁室内に一端側が挿入されると共に前記弁座に当接部が接離可能に構成されて前記液圧通路を開閉可能にする弁開閉シャフトと、
前記弁開閉シャフトの他端側が挿入されて前記ソレノイドに電流が流れた場合に発生する電磁力により前記弁開閉シャフトを軸方向に移動させるように構成された駆動室と、
前記弁開閉シャフトの軸方向において、前記ソレノイドと前記弁室との間の前記ボディに形成され、前記弁開閉シャフトに前記弁座に向かう方向への力が発生するように前記導入口から導入される作動液の液圧と同等の液圧を前記駆動室に導入する導入流路と、
前記弁開閉シャフトの移動方向に対して、前記弁室と前記駆動室との間で前記弁開閉シャフトの周囲に密着するように配置され前記弁室側と前記駆動室側とを互いに分離する分離部材と、
を備えることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記駆動室側で前記弁開閉シャフトが閉弁方向の力を受けるように前記導入流路から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積は、前記弁室側で前記弁開閉シャフトが前記弁座に当接したときに開弁方向の力を受けるように前記導入口から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトのシール面積より広いことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
更に前記弁開閉シャフトを閉弁方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記駆動室側で前記弁開閉シャフトが閉弁方向の力を受けるように前記導入流路から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積は、前記弁室側で前記弁開閉シャフトが開弁方向の力を受けるように前記導入口から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積より狭いことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。
【請求項５】
更に前記弁開閉シャフトを開弁方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の電磁弁。
【請求項６】
前記分離部材は、前記弁開閉シャフトの前記弁室に挿入される挿入部の外形より径方向外側に突出したフランジ部と前記弁室の外壁部とによって支持されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧回路の液圧の制御に用いる電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させて、ホイールシリンダにその液圧回路内の液圧を供給することにより車両の車輪に制動力を付与する車両用液圧ブレーキ装置が知られている。このような液圧ブレーキ装置には、そのホイールシリンダの手前に増圧弁や減圧弁等の電磁弁が設けられており、これらの電磁弁を開閉制御することによってホイールシリンダへの作動液の給排量を調整して液圧を制御し、各車輪に適切な制動力を付与している。
【０００３】
ところで、一般的な電磁弁は、電流が流れていない状態で弁体を弁座に対して当接、または、退避させるためのばねを備えている。ばねの付勢力は、電磁弁に電流が流れていない状態で弁体が不必要に動かないように設定されるため、ばねは、ある程度大きな復元力を発生している状態で電磁弁に組み付けられることになる。そのため、電磁弁の流路を開閉する際には、ばねの復元力を上回る力で弁体を移動させる駆動力を発生させるような電磁力が必要があり、電磁弁における消費電力の増大を招くことになる。特に、弁体の両側の領域の差圧が小さい場合、差圧が大きい場合と比べて消費電力はより大きなものとなる。
【０００４】
そこで、本出願人らは、弁体の移動方向の両端部のうち弁座側とは反対側の背面部に、弁室との間が分離されるように背面室を形成して、この背面室に電磁弁の導入口から導入される作動液の液圧と同じ液圧の作動液を導入する構造を提案している。この構造の電磁弁は、導入口から導入された作動液により弁体が弁座から離間する方向に力を受けても、それと同様の液圧を有する作動液が背面室に導入されるため、その作動液により弁体が弁座に向かう方向へ力を受ける。その結果、電磁弁の使用が想定される圧力範囲で作動液の液圧のみでは開弁しないようにするために必要な付勢力を小さくして、開弁の際にこの付勢力に逆らって吸引部で発生させる電磁力を小さくて済むようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した電磁弁の構造によれば、背圧室に作動液を導入しない構造に比べてソレノイドの消費電力低減が良好にできる。しかしながら、導入口から背圧室に作動液を導くための流路構造が従来の背圧室を持たない構造に比べて複雑になり流路設計の複雑化や加工コストの上昇等が懸念される。そのため、設計の簡略化や加工コストの軽減ができる電磁弁構造の提案が望まれている。また、背圧室の周囲には電流を流すことにより電磁力を発生して弁体に駆動力を発生させるソレノイドが配置されている。そのため、導入口から背圧室に作動液を導くための流路とソレノイドで発生する磁束の磁路が交錯する可能性が高く、流路の設計自由度、磁路の設計自由度を低下させる要因になっていた。また、流路と磁路が交錯すると磁束ロスが大きくなり、流路より空間部が増大して磁気抵抗が大きくなるため消費電力の低減率を低下させる要因にもなっていた。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シンプルな構造で消費電力の低減可能な電磁弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電磁弁は、液圧回路を流れる作動液の液圧を制御するためのソレノイド駆動の電磁弁であって、液圧回路を流れる作動液の液圧を制御するためのソレノイド駆動の電磁弁であって、ソレノイドと、ボディと、前記ボディの内部に形成され、作動液を導入する導入口から作動液を導出する導出口までの液圧通路と、前記液圧通路の途中に設けられた弁座より導出口側に形成された弁室と、前記弁室内に一端側が挿入されると共に前記弁座に当接部が接離可能に構成されて前記液圧通路を開閉可能にする弁開閉シャフトと、前記弁開閉シャフトの他端側が挿入されて前記ソレノイドに電流が流れた場合に発生する電磁力により前記弁開閉シャフトを軸方向に移動させるように構成された駆動室と、前記弁開閉シャフトの軸方向において、前記ソレノイドと前記弁室との間の前記ボディに形成され、前記弁開閉シャフトに前記弁座に向かう方向への力が発生するように前記導入口から導入される作動液の液圧と同等の液圧を前記駆動室に導入する導入流路と、前記弁開閉シャフトの移動方向に対して、前記弁室と前記駆動室との間で前記弁開閉シャフトの周囲に密着するように配置され前記弁室側と前記駆動室側とを互いに分離する分離部材と、を備える。
【０００９】
この態様によると、導入口から導入された作動液により弁開閉シャフトが弁座から離間する方向に力を受けても、それと同様の液圧を有する作動液が導入流路から駆動室に流入するため、流入した作動液により弁開閉シャフトが弁座に向かう方向へ力を受ける。そのため、導入口から導入される作動液の液圧の高低にかかわらず、弁開閉シャフトには互いに打ち消し合う逆方向の力が働く。したがって、導入される作動液の液圧が高圧であっても、弁座に対して弁開閉シャフトを移動させる方向へ働く力は、駆動室に作動液を流入させない場合と比較して小さくて済む。その結果、電磁弁の使用が想定される圧力範囲で作動液の液圧のみでは弁開閉シャフトが弁座に対して移動しないようにするために必要な付勢力を小さくできるので、弁開閉シャフトを移動させる際にこの付勢力に逆らう力を発生させるためにソレノイドに流す電流が少なくて済み、電磁弁での消費電力を低減することができる。このとき、駆動室に作動液を導入するための導入流路がソレノイドと弁室との間のボディに形成されている。つまり、導入流路は、ソレノイドで発生する磁束の磁路と交錯することなく導入口から導入される作動液の液圧と同等の液圧の作動液を駆動室に導入して、弁開閉シャフトに弁座に向かう方向への力が発生するようにすることができる。その結果、流路が磁路と交錯する場合と比べてソレノイドの磁束ロスが低減され、弁開閉シャフトに同じ駆動力を与えようとする場合に必要な消費電力をさらに低減できる。また、導入流路は、ソレノイドと弁室との間のみで完結させることができるので、流路設計の簡略化ができると共に、設計自由度の向上に寄与できる。
【００１０】
また、分離部材が弁開閉シャフトの移動方向に対して、弁室と駆動室との間で弁開閉シャフトの周囲に密着するように配置されて、弁室側と駆動室側とを互いに分離しているので、弁開閉シャフトが移動しても弁室と駆動室の液圧状態を安定性を容易に維持できる。また、弁開閉シャフトを密着する分離部材で支持するので、分離部材による摩擦力により弁開閉シャフトに作動液の液圧が作用したときの自励振動を抑制しやすい。また、分離部材により弁室と駆動室とを分離しているので、導入口から導出口へ流れる作動液による噴流の影響が駆動室側に伝わることが防止でき、作動液の流体力の乱れを抑制できる。その結果、弁開閉シャフトの自励振動の抑制にさらに寄与できる。
【００１１】
前記駆動室側で前記弁開閉シャフトが閉弁方向の力を受けるように前記導入流路から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積は、前記弁室側で前記弁開閉シャフトが前記弁座に当接したときに開弁方向の力を受けるように前記導入口から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトのシール面積より広くしてもよい。この態様によると、同等の液圧が駆動室と弁室に作用しているので弁開閉シャフトは、駆動室側で受ける圧力の方が大きくなり開弁方向の力を受けない。つまり、弁室と駆動室に同等の液圧が供給されていれば弁開閉シャフトは弁座を自己シール可能な常閉型の電磁弁を構成できる。このとき、弁開閉シャフトの加圧面積とシール面積の差を小さくすれば、閉弁時の付勢力が小さくなるので、弁開閉シャフトを閉弁時の付勢力に逆らい開弁方向に移動させるためのソレノイドの消費電力を低減できる。
【００１２】
更に前記弁開閉シャフトを閉弁方向に付勢する付勢部材を備えてもよい。これにより、例えば、弁開閉シャフトの加圧面積とシール面積の差が非常に小さい場合でも、何らかの衝撃や外力で開弁することをより確実に防止することができる。
【００１３】
前記駆動室側で前記弁開閉シャフトが閉弁方向の力を受けるように前記導入流路から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積は、前記弁室側で前記弁開閉シャフトが開弁方向の力を受けるように前記導入口から導入される作動液が作用する前記弁開閉シャフトの加圧面積より狭くしてもよい。この態様によると、同等の液圧が駆動室と弁室に作用しているので弁開閉シャフトは、弁室側で受ける圧力の方が大きくなり閉弁方向の力を受けない。つまり、弁室と駆動室に同等の液圧が供給されていれば弁開閉シャフトは弁座を閉弁しない常開型の電磁弁を構成できる。このとき、弁開閉シャフトの加圧面積とシール面積の差を小さくすれば、閉弁時の付勢力が小さくなるので、弁開閉シャフトを開弁時の付勢力に逆らい閉弁方向に移動させるためのソレノイドの消費電力を低減できる。
【００１４】
更に前記弁開閉シャフトを開弁方向に付勢する付勢部材を備えてもよい。これにより、例えば、弁開閉シャフトの駆動室側の加圧面積と弁室側の加圧面積の差が非常に小さい場合でも、何らかの衝撃や外力で閉弁することをより確実に防止することができる。この付勢部材も付勢力の小さなスプリングで構成することができる。
【００１５】
前記分離部材は、前記弁開閉シャフトの前記弁室に挿入される挿入部の外形より径方向外側に突出したフランジ部と前記弁室の外壁部とによって支持されてもよい。これにより分離部材の配置状態を維持する配置溝をボディに形成する必要がなくなり、分離部材の配置構造を簡略化できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シンプルな構造で消費電力の低減可能な電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る常閉型の電磁弁の概略構成を模式的に示した断面図である。
【図２】実施の形態に係る電磁弁のシール部材の近傍の構造を説明する説明図である。
【図３】実施の形態に係る常開型の電磁弁の概略構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。実施の形態で説明する電磁弁は、液圧を制御する液圧回路であれば適用することが可能であり、例えば、車両用の電子制御式ブレーキシステムの液圧回路に用いると好適である。また、以下の説明では便宜的に図示の状態を基準に各構成の位置関係を表現することがあるが、あくまでもその位置関係は相対的なものである。
【００１９】
図１は、実施の形態に係る電磁弁の概略構成を模式的に示した断面図である。電磁弁１０は、液圧回路を流れる作動液の液圧を制御するために駆動される。電磁弁１０は、内部に弁部が設けられたボディ１２とソレノイドコイル１４とが一体に設けられて構成されている。図１は、電磁弁の一例として、ソレノイドコイル１４に電流が流れていないときに閉弁する常閉型の電磁弁の構造を示している。
【００２０】
ボディ１２は、円筒形状であり、その一方の端面には作動液、例えばブレーキフルード、を上流側（一次圧側）から導入する導入口として機能する導入ポート１６が設けられている。また、ボディ１２の長手方向で導入ポート１６より中央寄りの側部にはその作動液を下流側（二次圧側）へ導出する導出口として機能する導出ポート１８が設けられている。これら導入ポート１６と導出ポート１８とを連通する液圧通路には、弁孔２０が設けられている。弁孔２０の導出ポート１８側の開口部はテーパ形状に形成され、そのテーパ面によって弁座２２が構成されている。
【００２１】
ボディ１２内の弁座２２と導出ポート１８との間には弁室２４が形成されており、弁室２４の内部には弁体部２６ａが一体となった弁開閉シャフト２６の一端側が挿入される姿勢で配設されている。弁体部２６ａは、当接部が弁座２２のテーパ形状に対応して先細り形状となっており、弁座２２に対して導出ポート１８側から弁体部２６ａが接離可能に配置されている。
【００２２】
ボディ１２には、弁開閉シャフト２６の他端側が挿入される駆動室２８が形成されている。駆動室２８のうち長手方向で弁室２４から遠ざかる側の端部側には、ソレノイド１５が配置されている。ソレノイド１５は、第１吸引部３０、第２吸引部３２、ソレノイドコイル１４とで構成される。第１吸引部３０は、ボディ１２の内部で駆動室２８の端部側に固定されている円筒状の部材である。同様に、第２吸引部３２は、駆動室２８の中央付近に固定されている円筒状の部材である。また、ソレノイドコイル１４は、ボディ１２に外挿される部品であり、電磁コイル３４と、この電磁コイル３４を内部に収容するケース３４ａで構成されている。
【００２３】
本実施の形態において、第１吸引部３０および第２吸引部３２は、弁開閉シャフト２６の弁体部２６ａとは逆側の端部に形成された動作ブロック３６と共に磁気回路を構成する。ソレノイド１５の電磁コイル３４に電流が流れた場合に発生する電磁力により第１吸引部３０は、対面する動作ブロック３６の端面部３６ａを吸引して動作ブロック３６を弁座２２から離間させる方向、つまり弁開閉シャフト２６を開弁させる方向に移動させる力を発生する。同様に、ソレノイド１５の電磁コイル３４に電流が流れた場合に発生する電磁力により第２吸引部３２は、対面する動作ブロック３６の端面部３６ｂを吸引して動作ブロック３６を弁座２２に接近させる方向、つまり弁開閉シャフト２６を閉弁させる方向に移動させる力を発生する。図１の電磁弁１０の場合、第１吸引部３０による吸引力の方が第２吸引部３２による吸引力より大きくなるように設定されている。つまり、第１吸引部３０による吸引力を弱めるように作用する第２吸引部３２を形成している。その結果、弁開閉シャフト２６がソレノイド１５の動作により開弁方向に移動するときに発生する振動を減衰させて開弁状態を早急に安定させる自励振動抑制構造を形成している。
【００２４】
なお、本実施形態の第１吸引部３０、第２吸引部３２は、円筒の一部が動作ブロック３６側に突出した形状になっている。このような形状にすることで、第１吸引部３０および第２吸引部３２と動作ブロック３６と距離を縮小できる。その結果、動作ブロック３６に対する吸引効率を向上できる。
【００２５】
弁開閉シャフト２６の軸方向において、ソレノイド１５と弁室２４との間のボディ１２には、導入ポート１６から弁室２４に向かって導入される作動液の液圧と同等の液圧を駆動室２８に導入する導入流路３８に連通する駆動ポート４０が形成されている。駆動ポート４０と導入ポート１６は共通の共通流路４２を介して上流側（一次圧側）から作動液としてのブレーキフルードが供給される。なお、本実施の形態において、同等の液圧とは、同一の液圧に加え、実質的に同じ液圧であればよく、いずれかが流路抵抗等により多少変動していてもよいことを意味する。
【００２６】
また、弁開閉シャフト２６の移動方向に対して、弁室２４と駆動室２８との間には、弁開閉シャフト２６の周囲に密着するように配置されて、弁室２４側と駆動室２８側とを互いに分離する分離部材として機能するＯリング１００が配置されている。Ｏリング１００を弁開閉シャフト２６の周囲に密着するように弁室２４と駆動室２８との間で配置することにより弁開閉シャフト２６が弁室２４と駆動室２８との両方を跨いで挿入されている場合でも両者における作動液の漏れを防止できる。また、Ｏリング１００により駆動室２８側と弁室２４の分離が良好にできるので、開弁時に弁孔２０から弁座２２を介した噴流の影響が駆動室２８側に伝わることを防止できる。そのため、開弁時に弁開閉シャフト２６が噴流により振動することを防止できる。また、Ｏリング１００によって弁室２４の近傍で駆動室２８と分離が可能になるので、駆動ポート４０をＯリング１００を挟んで弁室２４に近い位置に形成できる。そのため、駆動ポート４０をソレノイド１５と弁室２４との間に容易に配置可能となり、駆動室２８へ作動液を導入するための流路が複雑化してしまうということが防止できる。また、駆動室２８へ作動液を導入するための流路がソレノイド１５の磁束の磁路と交錯してしまうことを容易に回避でいるので、磁束ロスを抑制できる。そのため、ソレノイド１５において従来と同様の駆動力を発生させようとする場合の消費電力を低減することができる。また、Ｏリング１００の近傍まで駆動室２８の形成が可能になるので、駆動ポート４０から駆動室２８に至るまでの導入流路３８の距離を短くできるので、加工が容易であると共に、ボディ１２の小型化が容易にできる。なお、図１に示すように、弁室２４に近い位置にＯリング１００を弁開閉シャフト２６の周囲に密着するように配置することにより、Ｏリング１００の摩擦抵抗を利用して自励振動の防止効果を向上することができる。
【００２７】
ところで、図１の弁開閉シャフト２６の形状の場合、導入流路３８を介して駆動室２８に導入された作動液は、弁開閉シャフト２６に弁座２２に向かう方向への力が発生するように作用する。つまり、駆動室２８に導入された動作液の液圧は、弁開閉シャフト２６において弁座２２側に臨む面の面積と第１吸引部３０側に臨む面の面積に作用する。図１に示すように、弁座２２側に臨む面の面積と第１吸引部３０側に臨む面の面積の差分は、面積Ａであり、この面積Ａが駆動室２８側で弁開閉シャフト２６が閉弁方向の力を受けるように作動液が作用する加圧面積Ａとなる。言い換えれば、一次側液圧Ｐin×加圧面積Ａにより定まる力が閉弁圧として弁開閉シャフト２６に作用する。
【００２８】
一方、弁開閉シャフト２６には、弁体部２６ａの当接部に導入ポート１６から弁孔２０を介して作動液の液圧が作用する。この場合、弁開閉シャフト２６が弁孔２０の端部に密着してシールするシール面積Ｓに導入ポート１６から導入される作動液の液圧が作用して、弁開閉シャフト２６を弁座２２から離間させる方向の力を発生させる。言い換えれば、一次側液圧Ｐin×シール面積Ｓにより定まる力が開弁圧として弁開閉シャフト２６に作用する。
【００２９】
図１の電磁弁１０の場合、駆動室２８側で導入流路３８から導入される作動液が作用する加圧面積Ａは、弁室２４側で導入ポート１６から導入される作動液が作用するシール面積Ｓより広く設定されている。これにより、弁開閉シャフト２６に対して閉弁方向に作用する作動液と開弁方向に作用する作動液の液圧が同等であれば、受圧する面積の広い駆動室２８側で閉弁方向に作用する力が開弁方向に作用する力より大きくなる。つまり、弁開閉シャフト２６は全体として開弁方向の力を受けないことになる。その結果、弁開閉シャフト２６は弁座２２を自己シール可能な常閉型の電磁弁となる。このとき、加圧面積Ａとシール面積Ｓの差を小さくすれば、弁開閉シャフト２６が弁座２２に付勢される閉弁時の付勢力が小さくなる。その結果、閉弁状態の弁開閉シャフト２６をその閉弁力に逆らい開弁方向に移動させるためのソレノイド１５の吸引力（駆動力）を低減できる。電磁力による吸引力は、電磁コイル３４のコイルの巻き数×電流に比例するため、電磁コイル３４の低電圧化や小型化が図られる。つまり、ソレノイド１５の消費電力化、および小型化ができる。
【００３０】
また、シール面積Ａと加圧面積Ｓとの差をより小さくすることで、弁開閉シャフト２６が弁座２２から離間し開弁し始めるのに必要な電磁力が、導入ポート１６における液圧に依存せずに僅かで済む。そのため、開弁量がほぼ電磁コイル３４に流す制御電流に比例することとなり、液圧センサを用いずに液圧を制御することが可能となる。その結果、電磁弁１０を用いた液圧回路全体のコストの低減が図られる。
【００３１】
なお、導出ポート１８においては、導出される液圧が弁室２４内で弁開閉シャフト２６に作用する。弁開閉シャフト２６は軸方向に移動するので、図１の場合は弁開閉シャフト２６の当接部のうち弁孔２０の端部開口を封止するシール面積Ｓ以外の部分、すなわち（加圧面積Ａ−シール面積Ｓ）の面積に導出ポート１８の二次側液圧Ｐoutが作用する。電磁弁１０の下流側の液圧ブレーキ装置等が正常に動作している場合、二次側液圧Ｐoutは、一次側液圧Ｐinと同じになるか低くなる。したがって、Ａ＞Ｓ、Ｐin≧Ｐoutの場合の場合、Ｐout×（Ａ−Ｓ）という開弁圧が弁開閉シャフト２６に加えられる。ただし、開弁圧がＰin×Ｓ＋Ｐout×（Ａ−Ｓ）になった場合でも、Ａ＞Ｓ、Ｐin≧Ｐoutの場合は、開弁圧が閉弁圧であるＰin×Ａを越えることはない。したがって、加圧面積Ａとシール面積Ｓとの面積比をＰin×Ａ≧Ｐin×Ｓ＋Ｐout×（Ａ−Ｓ）が成り立ちように選択すれば、弁開閉シャフト２６は弁座２２を自己シール可能な常閉型の電磁弁となる。
【００３２】
なお、発明者らは、試験を繰り返した結果、図１の電磁弁１０で自己ソール機能を有する常閉型の電磁弁を構成する場合、シール面積Ｓと加圧面積Ａの面積比Ｓ／Ａは、０．７から０．８とすることが好ましいという結論に達した。このような面積比とすることで、電磁弁１０の通常使用状態において、作動液の液漏れを伴うことなく、また、ソレノイド１５の消費電力の低減を効果的に達成できることを確認した。
【００３３】
なお、図１の電磁弁１０の場合、駆動室２８における動作ブロック３６の端面部３６ａとボディ１２の内壁面との間に弁開閉シャフト２６を閉弁方向に付勢する付勢部材として機能するスプリング４４を配置している。このスプリング４４は、例えば、弁開閉シャフト２６の加圧面積Ａとシール面積Ｓの差が非常に小さく自己シール力が小さい場合に、そのシール力を補う付勢力を発生する。したがって、何らかの衝撃や外力で自己シール力以上の開弁方向の力が付与されてしまった場合でも開弁することをより確実に防止するようにしている。また、共通流路４２を介した一次側の作動液の導入が停止した場合、前述の自己シール力は作用しないことになるが、この場合でもスプリング４４の付勢力により弁開閉シャフト２６は閉弁状態を維持可能となり、例えば導出ポート１８側からの作動液の逆流を防止することができる。なお、本実施の形態における電磁弁１０の閉弁動作は主として自己シールによって行うので、スプリング４４の付勢力は、補助的な付勢力であればよくソレノイド１５により弁開閉シャフト２６を開弁方向に移動させるときの大きな負荷にはならないようにしている。
【００３４】
また、一次側の作動液の導入がある場合の別の実施例においては、スプリング４４を省略して、シール面積Ｓを加圧面積Ａより小さくすることにより発生する自己シール力によってのみソレノイド１５の非通電時に閉弁状態を維持するようにしてもよい。
【００３５】
図２（ａ）は、図１に示す電磁弁１０のボディ１２にけるＯリング１００の支持構造を説明する概略断面図である。この場合、Ｏリング１００は、弁室２４と駆動室２８との間に形成された円環状の支持溝４６によって支持されているので、支持溝４６におけるＯリング１００の支持性能は高い。また、Ｏリング１００は、弁開閉シャフト２６が駆動室２８側から弁室２４側に挿入される前の形状が支持溝４６の内径方向に突出した状態になっている。そして、弁開閉シャフト２６が駆動室２８側から弁室２４側に挿入されることによりＯリング１００が圧縮変形させられて支持溝４６の形状に沿うような状態になるので、弁開閉シャフト２６の静止および移動にかかわらず駆動室２８と弁室２４との間を良好に分離できる。一方、支持溝４６は完全な溝形状となるので、加工に多少手間がかかると共の支持溝４６にＯリング１００を配置する組立作業も多少煩雑になる傾向があるため、Ｏリング１００の支持構造の改良が望まれる。
【００３６】
図２（ｂ）は、他の実施の形態におけるＯリング１００の支持構造を説明する概略断面図である。図２（ｂ）の場合も弁室２４と駆動室２８との間にＯリング１００を支持する。ただし、図２（ｂ）の場合、弁室２４の上部に形成されたフランジ４８にＯリング１００が載置される。フランジ４８に載置されたＯリング１００は、弁開閉シャフト２６に形成された肩部５０によって押さえつけられている。この場合、ボディ１２側はフランジ４８を形成するだけなので、支持溝４６を形成する場合に比べ加工が容易である。また、ボディ１２にＯリング１００を組み付ける場合もフランジ４８にＯリング１００を載置するのみで、支持溝４６にＯリング１００を配置する場合に比べ、目視しやすく組立作業も容易になる。また、Ｏリング１００は弁開閉シャフト２６の挿入状態において、径方向に圧縮されていると共に、弁開閉シャフト２６の移動距離は弁座２２を開弁させる程度の僅かな距離である。したがって、弁開閉シャフト２６の移動動作によってＯリング１００の姿勢や封止状態が大きく変化することはなく、封止状態は支持溝４６を用いる場合と同等であるとの試験結果を発明者らは得ている。
【００３７】
なお、図１に示す電磁弁１０は、ソレノイド１５に通電されていないときに弁開閉シャフト２６が閉弁状態となる常閉型の電磁弁である。別の実施例では、ソレノイド１５に通電されていないときに弁開閉シャフト２６が開弁状態となる常開型の電磁弁を構成することもできる。つまり、上述したＯリング１００の配置や導入流路３８の位置、駆動ポート４０、導入ポート１６、導出ポート１８で構成する３ポート構造、第１吸引部３０や第２吸引部３２を含むソレノイド１５の構成は、常開型の電磁弁にも適用できる。図３は常開型の電磁弁１０Ａの概略構成を模式的に示した断面図である。なお、基本構成は、図１に示す常閉型の電磁弁１０と同じであり、ここでは、図１の構成と相違する部分のみを説明する。
【００３８】
常開型の電磁弁１０Ａの場合、シール面積Ｓを加圧面積Ａより大きくすることにより共通流路４２から一次圧を導入すると弁開閉シャフト２６は閉弁方向の力より開弁方向の力を強く受けることになる。つまり、電磁弁１０Ａの加圧面積Ａとシール面積Ｓとの面積比をＰin×Ａ≦Ｐin×Ｓ＋Ｐout×（Ａ−Ｓ）が成り立ちように選択すれば、弁開閉シャフト２６は弁座２２から離間するようになり常開型の電磁弁１０Ａとなる。この場合もシール面積Ｓと加圧面積Ａとの差を小さくすれば、開弁時の開弁力が小さくなるので、弁開閉シャフトを開弁力に逆らい閉弁方向に移動させるためのソレノイドの消費電力が低減できる。
【００３９】
また、この場合でもＯリング１００の配置や導入流路３８の位置、駆動ポート４０、導入ポート１６、導出ポート１８で構成する３ポート構造、第１吸引部３０や第２吸引部３２を含むソレノイド１５の構成は、常閉型の電磁弁１０と同じである。したがって、常閉型の電磁弁１０と同様に、流路構造の簡略化や短縮化、磁束ロスの低減化や消費電力の低減化、振動の迅速な減衰、部品形状のシンプル化による加工の簡略化や組立作業の簡略化など、常閉型と常開型で同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、常閉型の電磁弁１０の場合、駆動室２８における動作ブロック３６の端面部３６ａとボディ１２の内壁面との間に弁開閉シャフト２６を閉弁方向に付勢する付勢部材として機能するスプリング４４を配置している。これに対し、常開型の電磁弁１０Ａは、駆動室２８における動作ブロック３６の端面部３６ｂとボディ１２の内壁面との間に弁開閉シャフト２６を開弁方向に付勢する付勢部材として機能するスプリング４４を配置している。このように開弁方向の付勢力を発生するスプリング４４を配置することにより、例えば、弁開閉シャフト２６の駆動室２８側の加圧面積Ａと弁室側のシール面積Ｓの差が非常に小さい場合でも、何らかの衝撃や外力で閉弁することをより確実に防止することができる。つまり、スプリング４４による付勢力をＦspとすると、Ｐin×Ａ≦Ｐin×Ｓ＋Ｐout×（Ａ−Ｓ）＋Ｆspが成り立ちように選択すればよい。この場合、加圧面積Ａ≧シール面積Ｓの場合でもスプリング４４の付勢力Ｆspを適宜選択すれば、容易に上述の関係を実現できる。その結果、スプリング４４の配置場所を変更するのみで、常閉型の電磁弁１０と常開型の電磁弁１０Ａを実質的に同じ部品で構成できる。つまり、構成部品の汎用性を向上させることができる。
【００４１】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  電磁弁、  １２  ボディ、  １４  ソレノイドコイル、  １５  ソレノイド、  １６  導入ポート、  １８  導出ポート、  ２２  弁座、  ２４  弁室、  ２６  弁開閉シャフト、  ２８  駆動室、  ３０  第１吸引部、  ３２  第２吸引部、  ３８  導入流路、  ４０  駆動ポート、  ４２  共通流路、  ４８  フランジ、  １００  Ｏリング。
【図１】
2011158037.tif 000003
【図２】
2011158037.tif 000004
【図３】
2011158037.tif 000005