(57)【要約】【課題】本発明は、弁体とリテーナを一体成形した弁体であって、弁座との当接に対し十分な硬度を有する弁体を備えた常開型電磁弁を提供する。【解決手段】常開型電磁弁１０は、弁体３０の軸部２４が、貫通孔２２の内面に摺接しかつ軸部２４の縦軸方向で離間して形成された複数の摺動部３１，３３と、複数の摺動部３１，３３の間に摺動部３１，３３よりも細い外径を有する括れ部３２と、を有している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電可能なコイルと、
前記コイルに通電することで励磁する固定コアと、
前記固定コアに形成された貫通孔の一方の開口部側に配置された弁座と、
前記貫通孔に挿入された弁体と、
前記弁体を押動させる可動コアと、を備え、
前記弁体は、前記弁座と当接する弁部と、該弁部から延在する略円柱状の軸部と、を有する常開型電磁弁において、
前記軸部は、前記貫通孔の内面に摺接しかつ前記軸部の縦軸方向で離間して形成された複数の摺動部と、前記複数の摺動部の間に前記摺動部よりも細い外径を有する括れ部と、を有することを特徴とする常開型電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の常開型電磁弁において、
前記弁体は、磁性材料で形成されることを特徴とする常開型電磁弁。
【請求項３】
請求項２記載の常開型電磁弁において、
前記複数の摺動部は、２つの摺動部であって、
前記２つの摺動部は、前記貫通孔の内面に摺接可能な範囲内で前記軸部の前記弁体との接続部分及び前記可動コアと当接する端部付近に形成されていることを特徴とする常開型電磁弁。
【請求項４】
請求項２または３記載の常開型電磁弁において、
前記弁体は、前記弁座と当接する縦断面円弧状のシール部と、前記シール部から前記プランジャ側へ向かって徐々に拡径する拡径部と、を有することを特徴とする常開型電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動液流路を開閉する弁体を備えた常開型電磁弁に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来、作動液体流路を開閉する電磁弁（ソレノイド・バルブ）として、通常時には開弁していると共にコイルの通電による固定コアの励磁により閉弁する常開型電磁弁（ノーマルオープン・バルブ）がある。このような常開型電磁弁は、作動液流路を開口形成する弁座と、この弁座に対し当接・離間移動可能な弁体を備えている。弁体は、弁座に当接することで作動液流路を遮蔽し、弁座から離れることで作動液流路を連通させることができる。一般に常開型電磁弁の弁体は球状で、細長い円柱形状のリテーナの先端にかしめて固定されている。
【０００３】
近年、弁体とリテーナを一体に成形された常開型電磁弁がある（例えば、特許文献１参照。）。この一体に成形された弁体３００は、おおよそ図４に示すように、弁部３４０と軸部２４０とからなり、さらに軸部２４０は、４つの摺動凸部３１０とその間に形成された流通溝２５０とを有する。弁体３００の材質は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂であり、射出成形によって成形される。弁体３００の摺動凸部３１０は、常開型電磁弁の固定コア（固定鉄心）に形成された貫通孔の内面に摺動案内される。しかしながら、常開型電磁弁の弁体は、弁座に対して当接・離間移動を繰り返すものであり、特に弁座に当接する弁部においては十分な硬度が要求されていた。
【０００４】
そこで、本発明者等は、このような弁体とリテーナを一体化した弁体を高い硬度の磁性材料を用いた常開型電磁弁の開発に着手した。磁性材料で形成された弁体は、硬度が得られる反面、励磁されると固定コアの貫通孔の内面に引き寄せられ、いわゆる弁体のふらつきが発生し、引き寄せられた弁体と貫通孔との摺動抵抗も大きくなった。このような弁体のふらつきは、磁性材料でない一般的なリテーナにおいても貫通孔とのクリアランスによって多少発生しており、磁性材料の弁体ほどではないものの、弁体の弁座への着座性（シール性）や作動性に影響がある。この弁体のふらつき防止のため、弁体と貫通孔の内面とのクリアランスを小さくすることが試みられたが、ふらつき防止対策になるものの、弁体の摺動抵抗が大きくなり、特に作動液の液圧が高くなったときに作動液が流動しにくいため、さらに弁体の摺動を妨げることになってしまった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４７５９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、弁体とリテーナを一体成形した弁体であって、弁座との当接に対し十分な硬度を有する弁体を備えた常開型電磁弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第一の態様に係る常開型電磁弁において、
通電可能なコイルと、
前記コイルに通電することで励磁する固定コアと、
前記固定コアに形成された貫通孔の一方の開口部側に配置された弁座と、
前記貫通孔に挿入された弁体と、
前記弁体を押動させる可動コアと、を備え、
前記弁体は、前記弁座と当接する弁部と、該弁部から延在する略円柱状の軸部と、を有する常開型電磁弁において、
前記軸部は、前記貫通孔の内面に摺接しかつ前記軸部の縦軸方向で離間して形成された複数の摺動部と、前記複数の摺動部の間に前記摺動部よりも細い外径を有する括れ部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、常開型電磁弁の弁体の軸部と貫通孔の内面とのクリアランスを小さくして弁体の軸部のふらつきを防止しても、軸部の括れ部によって摺動面積を減らしたので、弁体の摺動抵抗を低減できる。さらに、軸部の括れ部によって作動液の流動を許容するため、軸部と貫通孔の内面とのクリアランスを小さくして作動液に高い液圧が発生したときも弁体はスムーズに移動することができる。
【０００９】
ここで、本発明の第一の態様に係る常開型電磁弁においては、
前記弁体は、磁性材料から形成されることができる。
【００１０】
このような構成とすることで、弁体が一体形成されていながら、弁座と当接されるのに十分な高硬度を得ることができる。また、軸部の括れ部によって固定コア側に引き寄せられる磁力の影響を低減させることにより、弁体を磁性材料で形成していても貫通孔と軸部の摺動抵抗を減らすことができる。
【００１１】
ここで、本発明の第一の態様に係る常開型電磁弁においては、
前記複数の摺動部は、２つの摺動部であって、
前記２つの摺動部は、前記貫通孔の内面に摺接可能な範囲内で前記軸部の前記弁体との接続部分及び前記可動コアと当接する端部付近に形成されることができる。
【００１２】
このような構成とすることで、軸部における貫通孔の内面に摺接可能な両端近傍において２つの摺動部によって貫通孔の内面に案内させることができるので、弁体の貫通孔に対する傾斜を最小限に抑えることができ、シール性能の低下を防止することができる。また、摺動部と貫通孔のクリアランスを小さくして弁体の位置精度を向上させても摺動部が少ないので、摺動抵抗を抑えることができ、弁体の作動性を低下させることがない。
【００１３】
ここで、本発明の第一の態様に係る電磁弁においては、
前記弁体は、前記弁座と当接する縦断面円弧状のシール部と、前記シール部から前記プランジャ側へ向かって徐々に拡径する拡径部と、を有することができる。
【００１４】
このような構成とすることで、シール部は、弁座との安定した着座性を有することができると共に、拡径部は、作動液の流体剥離による作動音を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁の縦断面図である。図２は、弁体の拡大縦断面図であり、図３は、その弁体の平面図である。
【００１７】
本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁１０は、例えば車両用アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の作動液流路を開閉するための図１に示すような常開型電磁弁１０がある。常開型電磁弁１０は、例えばアルミニウム製の基体１に形成された装着孔３にその一部を挿入され、環状の係止部材４によって固定される。常開型電磁弁１０は、基体１に対して複数の環状シール部材Ｃによって液密にシールされた固定コア２０と、固定コア２０の縦軸方向に貫通する弁孔２２内に収容される弁体３０と、弁体３０を押動する可動コア２８と、可動コア２８を固定コア２０に吸着させるためのコイル１２と、を有する。
【００１８】
固定コア２０は、例えば鉄や鉄合金等の磁性材料で形成された略円筒状の部材である。固定コア２０は、基体１に形成された作動液流路２に対して開口する流入口２１と流出口２３とを有し、流入口２１に第１フィルタ部材Ｆ１が装着されている。固定コア２０の弁孔２２の一方の開口端である流入口２１側には、円筒状の弁座体４０が嵌合固定されている。基体１の上面から突出した固定コア２０に対して、有底筒状の案内筒１８が溶接固定されるとともに、樹脂製のボビン１４に巻装されたコイル１２と、コイル１２の外側を覆うコイルケース１６とが取り付けられている。
【００１９】
弁体３０は、略円柱形の軸部２４と略円錐形状の弁部３４とを有する磁性材料例えばステンレスで形成され、固定コア２０の軸方向に貫通する弁孔２２内で進退自在に配置される。弁体３０の先端に形成された弁部３４とは反対側の他端には、案内筒１８内に配置された例えば鉄系金属の可動コア２８が当接して配置される。弁体３０の詳細構造は、図２に示される。軸部２４は、括れ部３２と、その両側に第１摺動部３１及び第２摺動部３３とが形成されている。第１摺動部３１及び第２摺動部の外径は、固定コア２０の弁孔２２の内径より多少小さく形成され、弁体３０を弁孔２２内で正確に摺動案内するため高い精度で加工され、小さなクリアランスを実現している。第１摺動部３１は、弁体３０の縦軸方向における弁部３４と軸部２４の接続部に形成され、第２摺動部３３は、軸部２４の他端部である可動コア２８側に形成される。このように弁体３０の長手方向の両端付近に摺動部が形成されるため、弁体３０が弁孔２２内で傾斜して配置することが防止でき、弁座４２に対して確実なシール性能を維持することができる。特に弁体３０と弁孔２２の内面とのクリアランスを小さくしても、括れ部３２によって摺動面積を減らしたので、弁体の摺動抵抗を低減できると共に、括れ部３２によって作動液の流動を許容するため、作動液に高い液圧が発生したときも弁体はスムーズに移動することができる。また、第１摺動部３１及び第２摺動部３３の外周壁面には、図２及び図３に示すように、内方に凹む複数例えば４つの流通溝２５が弁体３０の縦軸方向に延在して形成され、作動液を流通可能にしている。
【００２０】
弁体３０の先端に形成された弁部３４は、第１摺動部３１より細い外径の円錐台形状の拡径部３５と、該拡径部の先端に形成された略半球状のシール部３６とで構成される。第１摺動部３１から弁部３４へと縮径する段差に形成された第１摺動部３１の端面３７は、付勢部材である座ばね５０の当接部になる。
【００２１】
図１に示すように、弁座体４０は、略円筒状であって、小径の第１開口部４４と、大径の第２開口部４６とを有する。第２開口部４６は、固定コア２０の流入口２１に開口し、弁座体４０は、固定コア２０の弁孔２２に嵌合固定される。弁座体４０の第１開口部４４には、弁体３０のシール部３６が着座する弁座４２が形成される。弁座４２は、弁座体４０の外側に向かって拡径するテーパ面で形成され、弁体３０の先端に形成された縦断面円弧状のシール部３６が当接することで、第１開口部４４を閉鎖する。
【００２２】
弁体３０のシール部３６は、図２に示されるように、略半球状であるが、弁座４２に当接した部分で着座径を形成するので、弁座４２と当接する部分の形状が重要である。したがって、シール部３６における弁座４２と当接する部分は、縦断面形状が弧状に形成されるが、シール部３６の先端は、縦断面形状が円弧状でなくてもよい。また、拡径部３５は、縦断面円弧状のシール部３６の端部から第１摺動部３１の端面３７へ向かって単一のテーパ面で拡径して形成されるが、作動液の流れがスムーズになる範囲で複数の角度を有するテーパ面によって形成してもよいし、大きな円弧によって形成してもよい。シール部３６から拡径部３５にかけてこのように形成されることで、第１開口部４４から流入する作動液による流体剥離現象に起因する作動音を低減することもできる。
【００２３】
本実施の形態に係る常開型電磁弁１０の動作について説明すると、コイル１２が通電しない状態では、図１に示すように弁体３０は、座ばね５０によって可動コア２８側に付勢され、弁座４２から離間して配置される。したがって、この通常状態で作動液は、流入口２１から第１開口部４４を通過して、流出口２３へと流れる。コイル１２に通電して励磁すると、可動コア２８側から固定コア２０側へ向かって磁束がはしり、可動コア２８が固定コア２０側に吸引されてリテーナ２４の端部を押し、この吸引力が座ばね５０と作動液の液圧を上回ることで弁体３０は、弁座４２に着座して流路を塞ぐ。このとき、コイル１２の磁束は、可動コア２８から弁体３０に向かって同様に走り、発生した磁力は、固定コア２０から磁性材料の弁体３０へも影響を及ぼす。しかし、弁孔２２の内壁面と軸部２４の括れ部３２との間に形成された空間によって磁束が走りにくくなり、磁力が減衰される。したがって、弁体３０が固定コア２０に引き寄せられる力が減るため、弁体３０を高硬度を有する磁性材料で形成しても弁体３０と弁孔２２の摺動抵抗をほとんど増加させることがない。
【００２４】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００２５】
例えば、付勢部材として座ばね５０やばね部材６６が用いられているが、これに限らず弾性部材であれば適宜採用することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、第１摺動部３１及び第２摺動部３３に形成された流通溝２５は、摺動する面よりも狭い幅であるが、逆に流通溝２５の方が広い幅に形成してもよい。
【００２７】
さらに、弁体３０の軸部２４の２箇所に摺動部３１，３３を形成したが、この摺動部３１，３３の間に別の摺動部を必要に応じて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る常開型電磁弁の縦断面図である。
【図２】弁体の拡大縦断面図である。
【図３】弁体の第２摺動部側から見た平面図である。
【図４】従来の電磁弁の弁体を示す側面図（ａ）及び横断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１  基体
２  作動液流路
３  装着孔
４  係止部材
１０  常開型電磁弁
１２  コイル
１４  ボビン
１６  コイルケース
１８  案内筒
２０  固定コア
２１  流入口
２２  弁孔
２３  流出口
２４  軸部
２５  流通溝
２８  可動コア
３０  弁体
３１  第１摺動部
３２  括れ部
３３  第２摺動部
３５  拡径部
３６  シール部
３７  端面
４０  弁座体
４２  弁座
５０  座ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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