(57)【要約】【課題】本発明は、弁座との着座径を小さくして、小型化が可能な弁体を備えた電磁弁を提供する。また、本発明は、弁体における作動音の発生を抑えた電磁弁を提供する。【解決手段】電磁弁の弁体３０は、弁座４０と当接する縦断面円弧状のシール部３６と、シール部３６から前記プランジャ２４側へ向かって徐々に拡径する拡径部３５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】
作動液流路を開閉する弁体と弁座と、
前記弁体と共に前記弁座に対して進退可能なプランジャと、を有する電磁弁において、
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電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁において、
前記弁体の拡径部は、前記シール部からプランジャ側へ向かって拡径するテーパ面を有することを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の電磁弁において、
前記弁体は、前記プランジャの先端に開口する接合部に圧入される接合軸部と、
前記接合軸部と前記拡径部を隔てて環状に突出するフランジ部と、を有することを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項３記載の電磁弁において、
前記接合軸部の最大径は、前記拡径部の最大径よりも小さいことを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項１〜４記載の電磁弁のいずれかにおいて、
前記電磁弁は、
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、を備える常開型電磁弁であって、
前記コイルに通電することで前記固定コアに吸着する可動コアを有し、
前記プランジャは、前記固定コアを貫通する弁孔に案内されて摺動するリテーナであり、
前記弁体は、前記弁座に対して付勢部材によって常時離間して配置され、
前記可動コアの吸着によって前記リテーナを押動して前記弁体を前記弁座と当接することを特徴とする電磁弁。
【請求項６】
請求項５記載の電磁弁において、
前記リテーナは、
軸方向に貫通して形成された貫通孔と、
前記貫通孔の両端に形成された前記弁体を接合可能な接合部と、を有し、
前記接合部は、前記リテーナの軸方向中心に対して対称形状であることを特徴とする電磁弁。
【請求項７】
請求項１〜４記載の電磁弁のいずれかにおいて、
前記電磁弁は、
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、を備える常閉型電磁弁であって、
前記プランジャは、可動コアであり、
前記可動コアと前記固定コアとの間に設けた付勢部材によって前記弁体を前記弁座に常時当接させ、
前記コイルに通電して前記可動コアを前記固定コアに吸着させることで、前記弁体を前記弁座から離間して配置させることを特徴とする電磁弁。
【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）は、通常時には閉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開弁する常閉型電磁弁（ノーマルクローズ・バルブ）と、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）とがある。このような電磁弁は、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とを備えている。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。
【０００３】
このような電磁弁として、図５に示すように、球状の弁体３００をプランジャ２４０の先端にかしめて取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。この球状の弁体３００は、近接・離反移動可能なプランジャ２４０（常閉型電磁弁の場合は可動コア。常開型電磁弁の場合はリテーナ。）の先端に設けた円形凹部２６０内に圧入され、さらにプランジャ２４０の先端を球状の弁体３００に対しかしめて結合するものである。このような電磁弁においては、弁体の小径化によって、弁座４２０への着座径が小さくなり、弁体を開閉するためのコイルの省電力化・小型化が可能となる。
【０００４】
しかしながら、球状の弁体３００を小径化しても弁体３００はプランジャ２４０の先端でかしめなければならないため、弁座体４００との干渉を考慮すると弁体３００の小径化にも技術的な限界があった。具体的には、球体である弁体３００をかしめるためには、プランジャ２４０の先端は、弁体３００の高さ方向の半分よりも大きく包み込まなければならず、さらにかしめるための十分な肉厚も必要となるため、弁体３００がある程度小さくなるとプランジャ２４０の先端が弁座体４００と干渉することになる。
【０００５】
また、図６に示すような弁体とプランジャを一体化したＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂製の弁体３０２も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようなプランジャと一体化した弁体３００は、円柱状の軸部３５０の先端に半球状のシール部３６０を形成するものである。しかしながら、このような弁体３００においては、固定コア内を摺動しながら進退移動するプランジャとしての加工精度と、弁座と当接することによるシール性及び作動音低減を考慮した弁体としての加工精度と、が要求されるため、両方の機能を備えるための加工管理が必要であり、その管理が大変であった。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７４５３３９号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４７５９７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、弁座との着座径を小さくして、小型化が可能な弁体を備えた電磁弁を提供することを目的とする。また、弁体における作動音の発生を抑えた電磁弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【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作動液流路を開閉する弁体と弁座と、
前記弁体と共に前記弁座に対して進退可能なプランジャと、を有する電磁弁において、
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。
【０００９】
本発明の第一の態様によれば、電磁弁の弁体が縦断面円弧状のシール部と徐々に拡径する拡径部とを有することで、プランジャに対して弁体先端が先細りする形状となり、したがって、弁座と当接するシール部の着座径を従来より小さくすることができる。特に、シール部近傍に弁座と干渉するかしめ部分がなくなったことで従来より着座径を小さくすることが可能になる。着座径を小さくできることで、弁体を進退させるために必要とされる駆動力を小さくすることができ、コイルの小型化やコイルに通電する消費電力量の削減が可能となる。また、拡径部が、シール部からプランジャ側へ向かって徐々に拡径する形状であるため、作動液がスムーズに流れることができ、流体剥離による流体作動音を防止することができる。
【００１０】
さらに、このような弁体に受ける作動液のスムーズな流れは、プランジャの進退方向と直行する方向のふらつきを防止するため、プランジャのふらつきによる弁体の受ける作動液の液圧の望ましくない変化を低減させることができる。このことは、特に、コイルへの電流制御等により、弁体と弁座との開弁圧（リリーフ圧）を調整して液圧を調整するような制御を行う場合、弁体を確実な精度で弁座に着座させることで、弁体の受ける液圧が安定するため、適正な液圧に制御することができる点で有利である。
【００１１】
ここで、本発明の第一の態様に係る電磁弁においては、
前記弁体の拡径部は、前記シール部からプランジャ側へ向かって拡径するテーパ面とすることができる。
【００１２】
このような構成とすることで、拡径部をテーパ面とすることで、微細な加工であっても容易に加工することができ、また、シール部から拡径部にかけて作動液がスムーズに流れることができるため、流体剥離による流体作動音も防止することができる。
【００１３】
さらに、このような弁体に受ける作動液のスムーズな流れは、プランジャの進退方向と直行する方向のふらつきを防止するため、プランジャのふらつきによる弁体の受ける作動液の液圧の望ましくない変化を低減させることができる。このことは、特に、コイルへの電流制御等により、弁体と弁座との開弁圧（リリーフ圧）を調整して液圧を調整するような制御を行う場合、弁体を確実な精度で弁座に着座させることで、弁体の受ける液圧が安定するため、適正な液圧に制御することができる点で有利である。
【００１４】
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、前記プランジャの先端に開口する接合部に圧入される接合軸部と、
前記接合軸部と前記拡径部を隔てて環状に突出するフランジ部と、を有することができる。
【００１５】
このような構成とすることで、弁体とプランジャとを別体で製造し、弁体の接合軸部をプランジャの接合部に圧入して一体化することができる。例えば常開型電磁弁においては、硬度の必要な弁体と、非磁性体のリテーナを別々の材質で構成することができる。また、弁体にフランジ部を形成することで、小さな弁体をプランジャに圧入する際に、フランジを押して圧入することができる。
【００１６】
ここで、本発明の第一の態様に係る電磁弁においては、
前記接合軸部の最大径は、前記拡径部の最大径よりも小さくすることができる。
【００１７】
このような構成とすることで、小さな弁体の圧入作業に際して、接合軸部と拡径部とを間違えてプランジャへ挿入することを防止できる。
【００１８】
ここで、本発明の第一の態様に係る電磁弁においては、
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、を備える常開型電磁弁であって、
前記コイルに通電することで前記固定コアに吸着する可動コアを有し、
前記プランジャは、前記固定コアを貫通する弁孔に案内されて摺動するリテーナであり、
前記弁体は、前記弁座に対して付勢部材によって常時離間して配置され、
前記可動コアの吸着によって前記リテーナを押動して前記弁体を前記弁座と当接することができる。
【００１９】
このような構成とすることで、常開型電磁弁のリテーナに設けられた弁体の着座径を小さくすることができる。
【００２０】
ここで、前記リテーナは、
軸方向に貫通して形成された貫通孔と、
前記貫通孔の両端に形成された前記弁体を接合可能な接合部と、を有し、
前記接合部は、前記リテーナの軸方向中心に対して対称形状とすることができる。
【００２１】
このような構成とすることで、前記リテーナのどちらの端にも同じ形状の接合部が形成されるので、リテーナの向きを確認することなく弁体を圧入する作業を行うことができる。したがって、リテーナに対して弁体を圧入する作業が簡略化できると共に、接合部のない側に弁体を誤って組付することを防止することができる。
【００２２】
本発明の第一の態様に係る電磁弁においては、
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、を備える常閉型電磁弁であって、
前記プランジャは、可動コアであり、
前記可動コアと前記固定コアとの間に設けた付勢部材によって前記弁体を前記弁座に常時当接させ、
前記コイルに通電して前記可動コアを前記固定コアに吸着させることで、前記弁体を前記弁座から離間して配置させることができる。
【００２３】
このような構成とすることで、常閉型電磁弁の可動コアに設けられた弁体の着座径を小さくすることができる。
【００２４】
【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。
【００２５】
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、弁体及び弁座体の拡大縦断面図である。図３は、リテーナの他の実施態様を示す縦断面図である。図４は、本発明の一実施の形態に係る常閉型電磁弁の縦断面図である。
【００２６】
本発明の一実施の形態に係る電磁弁は、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内に収容されるプランジャとしてのリテーナ２４と、リテーナ２４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。
【００２７】
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に対して開口する第１開口部２１と第２開口部２３とを有し、第１開口部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第１開口部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共に、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。
【００２８】
リテーナ２４は、円柱形状で、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。リテーナ２４の先端には略円錐形状の弁体３０が固定され、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。リテーナ２４の先端の詳細構造は、図２に示される。リテーナ２４の外周壁面には、流通溝２５が形成され、作動液を流通可能にしている。リテーナ２４の先端に形成された凹入する断面円形の接合部２６には、弁体３０の接合軸部３３が圧入固定されている。リテーナ２４と弁体３０を別部材で形成するため、高硬度が必要な弁体３０と非磁性体とすることが望ましいリテーナ２４の材質を変えることができる。また、リテーナ２４と弁体３０は、それぞれ別体で加工するため、それぞれに要求される高精度の加工を達成することができる。
【００２９】
弁体３０は、円柱状の接合軸部３３と、環状に突出するフランジ部３４と、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。接合軸部３３は、圧入部３２と、該圧入部３２よりも多少小さい外径を有するガイド部３１からなり、弁体３０をリテーナ２４に圧入する際に、小さい外径のガイド部３１によって挿入を案内させることで、容易に圧入作業を行うことができる。接合軸部３３の最大径は、拡径部３５の最大径よりも小さく形成されているため、弁体３０の組み付け作業において、拡径部３５を間違えて接合部２６に圧入することを防止できる。弁体３０は、フランジ部３４がリテーナ２４に当接するまで押し込まれる。この圧入作業に際して、フランジ部３４は、シール部３６側の面で圧入治具を受けることができるので、作業性がよい。また、常開型電磁弁１０にリテーナ２４を組み付けると、弁体３０のフランジ部３４は、付勢部材である座ばね５０の当接部になる。
【００３０】
弁座体４０は、略円筒状であって、小径の第１弁座体開口部４４と、大径の第２弁座体開口部４６とを有する。第２弁座体開口部４６は、固定コア２０の第１開口部２１に開口して固定コア２０の弁孔２２に嵌合固定される。弁体４０の第１弁座体開口部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弁座体開口部４４を閉鎖する。
【００３１】
弁体３０のシール部３６は、図２の縦断面図に示されるように、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、縦断面形状が設計通りの精密な円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の端部からフランジ部３４へ向かって拡径したテーパ面に形成されるが、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。拡径部３５のテーパ面は、拡径部３５の開き角度が例えば４０度に形成される。
【００３２】
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弁座体開口部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。さらに、このような弁体３０のシール部３６から拡径部３５への作動液のスムーズな流れは、リテーナ２４の進退方向と直行する方向のふらつきを防止するため、シール部３６の受ける作動液の液圧の望ましくない変化を低減させることができる。特に、コイルへの電流制御等により、弁体と弁座との開弁圧（リリーフ圧）を調整して液圧を調整するような制御を行う場合、弁体を確実な精度で弁座に着座させることで、弁体の受ける液圧が安定するため、適正な液圧に制御することができる。
【００３３】
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及びリテーナ２４は、座ばね５０によって弁座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、第１開口部２１から第１弁座体開口部４４を通過して、第２開口部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。
【００３４】
図３に本発明の他の実施形態に係るリテーナ２４の縦断面図を示す。リテーナ２４は、その軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔は、その両端部分において弁体３０を圧入可能な接合部２６が形成され、接合部２６は、前記リテーナの軸方向中心に対して対称形状である。このような対称形状の接合部２６を両端に有することで、小さな部品であるリテーナ２４の組み付け作業において、接合孔２６の形成された端部の確認作業が不要となり、組付作業が簡略化できる。
【００３５】
本発明の他の実施態様に係る常閉型電磁弁６０について、図４を参照しながら説明する。なお、常開型電磁弁１０と同様の部材については、同じ符号で説明する。
【００３６】
常閉型電磁弁６０は、薄肉円筒状のボディ６１の約半分を基体１の装着孔３内で複数の環状シール部材Ｃによって液密に挿入され、係止部材４によって抜け止め固定されている。ボディ６１は、基体１に形成された作動液流路２に対して開口する第１開口部２１と第２開口部２３とを有し、第１開口部２１に第１フィルタ部材Ｆ１が装着されている。ボディ６１の第１開口部２１側には、円筒状の弁座体４０が圧入固定されている。基体１の上面から突出したボディ６１の外側には、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。また、基体１の上面から突出したボディ６１の内側の上端には磁性材料の固定コア６２が溶接され、その下方には付勢部材例えばばね部材６６を介してプランジャとしての可動コア６４が進退可能に配置されている。
【００３７】
可動コア６４は、一方の端部に形成された凹部内にばね部材６６を装着し、他方の端部に弁体３０が圧入されている。可動コア６４と弁体３０との接合構造及び弁体３０の構造は、常開型電磁弁１０のリテーナ２４と弁体３０の接合構造と同じであるので、説明は省略する。
【００３８】
本実施の形態に係る常閉型電磁弁６０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４に示すように弁体３０及び可動コア６４は、ばね部材６６によって弁体３０が弁座４２に当接して配置される。したがって、この通常状態で作動液は、第１開口部２１と第２開口部２３が連通しておらず、作動液は流れない。コイル１２に通電して励磁すると、ばね部材６６のばね力に抗して可動コア６４が固定コア６２側に吸引されて、弁体３０が弁座４２から離間配置される。したがって、コイル１２が通電した状態で、作動液は、第１開口部２１から第２開口部２３へと流れる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【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】弁体及び弁座体の拡大縦断面図である。
【図３】リテーナの他の実施態様を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る常閉型電磁弁の縦断面図である。
【図５】従来の電磁弁の弁体取付け構造を示す部分縦断面図である。
【図６】従来の電磁弁の弁体の正面図である。
【符号の説明】
１  基体
１０  常開型電磁弁
１２  コイル
２０  固定コア
２８  可動コア
３０  弁体
３３  接合軸部
３４  フランジ部
３５  拡径部
３６  シール部
４０  弁座体
４２  弁座
５０  座ばね
６０  常閉型電磁弁
６１  ボディ
６２  固定コア
６４  可動コア
６６  ばね部材
２４０  プランジャ
３００、３０２  弁体
３５０  軸部
３６０  シール部
４００  弁座体
【図１】
2004360750.tif 000003
【図２】
2004360750.tif 000004
【図３】
2004360750.tif 000005
【図４】
2004360750.tif 000006
【図５】
2004360750.tif 000007
【図６】
2004360750.tif 000008