(57)【要約】【課題】  簡易な構成で弁開度の制御性を好適なものとすることが可能な電磁弁を提供すること。【解決手段】  プランジャ２０を、流路を横貫する方向に往復動可能に配置される外側プランジャ構成体２１と、該外側プランジャ構成体２１内にて軸方向にスライド可能に配設される内側プランジャ構成体２２とで構成する。そして、各プランジャ構成体２１，２２を並列に配置された別個のスプリング４１，４２にて個別に付勢する。さらに、外側プランジャ構成体２１を磁性体にて形成するとともに内側プランジャ構成体２２を非磁性体にて形成する。【選択図】図１
2016070343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドの電磁力に基づき弁開度を変更すべく第１位置と第２位置との間を往復動可能なプランジャを備える電磁弁であって、
前記プランジャは、流路を横貫する方向に往復動可能に配置される筒状の外側プランジャ構成体と、該外側プランジャ構成体内にて軸方向にスライド可能に配設される内側プランジャ構成体とを有するとともに、前記各プランジャ構成体の前記流路に露出する箇所が弁体として用いられ、
前記外側プランジャ構成体及び前記内側プランジャ構成体は並列に配置された別個のスプリングにて個別に前記第２位置側から前記第１位置側に常時付勢され、
前記外側プランジャ構成体及び前記内側プランジャ構成体の一方は磁性体にて形成されるとともに他方は非磁性体にて形成され、
前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体は前記ソレノイドの電磁力により前記スプリングの付勢力に抗して前記第１位置側から第２位置側に移動するよう構成され、
前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体には軸方向を臨む当接部が設けられるとともに前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体には該当接部と当接可能な被当接部が設けられ、
前記当接部及び被当接部は、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体が前記第１位置にあるときには互いに当接せず、該プランジャ構成体が前記ソレノイドの電磁力によって前記第１位置から前記第２位置側に所定距離以上移動したとき当接する位置に配置され、この当接によって、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体が前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体を前記第１位置側から前記第２位置側に従動させるよう構成される
ことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記各プランジャ構成体が最も第１位置側にあるときの前記各スプリングの付勢力は、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体を付勢するスプリングよりも前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体を付勢するスプリングのほうが大きいことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用ブレーキシステムなどにおいて、流体圧制御に用いられる電磁弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、そうした電磁弁として、プランジャを複数のプランジャ構成体にて構成し、電磁力の調整域を切り替えてプランジャの駆動態様（駆動するプランジャ構成体の数など）を変化させることで大きな流量差を確保しようとするものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０６２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の装置では、隣接する複数のプランジャ構成体がいずれも磁性体にて形成されているため、電磁力が生じた際にプランジャ同士が吸引し合って互いの動きを阻害し、これにより弁開度を所望の状態とすることが困難になるといった制御性の低下が懸念される。
【０００５】
本発明の課題は、簡易な構成で弁開度の制御性を好適なものとすることが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】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ソレノイドの電磁力に基づき弁開度を変更すべく第１位置と第２位置との間を往復動可能なプランジャを備える電磁弁であって、
前記プランジャは、流路を横貫する方向に往復動可能に配置される筒状の外側プランジャ構成体と、該外側プランジャ構成体内にて軸方向にスライド可能に配設される内側プランジャ構成体とを有するとともに、前記各プランジャ構成体の前記流路に露出する箇所が弁体として用いられ、
前記外側プランジャ構成体及び前記内側プランジャ構成体は並列に配置された別個のスプリングにて個別に前記第２位置側から前記第１位置側に常時付勢され、
前記外側プランジャ構成体及び前記内側プランジャ構成体の一方は磁性体にて形成されるとともに他方は非磁性体にて形成され、
前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体は前記ソレノイドの電磁力により前記スプリングの付勢力に抗して前記第１位置側から第２位置側に移動するよう構成され、
前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体には軸方向を臨む当接部が設けられるとともに前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体には該当接部と当接可能な被当接部が設けられ、
前記当接部及び被当接部は、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体が前記第１位置にあるときには互いに当接せず、該プランジャ構成体が前記ソレノイドの電磁力によって前記第１位置から前記第２位置側に所定距離以上移動したとき当接する位置に配置され、この当接によって、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体が前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体を前記第１位置側から前記第２位置側に従動させるよう構成されることを要旨とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、、外側プランジャ構成体及び内側プランジャ構成体の一方を磁性体にて形成するとともに他方を非磁性体にて形成したため、ソレノイドが電磁力を発した際に外側プランジャ構成体と内側プランジャ構成体との間に互いを吸引しあう磁力が発生しない。そうした吸引が生じると各プランジャ構成体の動きが阻害されて所望の弁開度とすることが困難になるといった制御性の低下が懸念されるが、本発明によれば、そうした制御性への悪影響は生じなくなる。
【０００８】
また、外側プランジャ構成体と内側プランジャ構成体とを並列に配置した別個のスプリングで個別に付勢しているため、これらプランジャ構成体のうち磁性体にて形成されたプランジャ構成体のみ移動させるときと非磁性体にて形成されたプランジャ構成体を従動させるときとでスプリング全体のばね定数を異ならせることができる。よって、駆動するプランジャ構成体の数を切り替える時の電磁力の差を大きくすることができるため、細かな電磁力調整が不要になり、電磁力制御のためのシステムをより簡素なものとすることができる。
【０００９】
また、流路を横貫する方向に往復動可能にプランジャ（流路に露出する箇所が弁体）を配置したため、例えば、特許文献１に開示されるような、弁体の往復動方向に向けてその全長にわたって該弁体の周面上を流体が通過する態様と比較して、流体の通過に伴う弁体の発振を抑えることができる。また、流路における流体の主流方向とプランジャの往復動方向とが異なるため、弁体に作用する流体力の変動が弁開度と電磁力の大きさとの関係に与える影響を小さくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記各プランジャ構成体が最も第１位置側にあるときの前記各スプリングの付勢力は、前記磁性体にて形成されたプランジャ構成体を付勢するスプリングよりも前記非磁性体にて形成されたプランジャ構成体を付勢するスプリングのほうが大きいことを要旨とする。
【００１１】
請求項２の発明によれば、例えば、磁性体にて形成されたプランジャ構成体が最も第１位置側にあるときにこれを付勢するスプリングの付勢力が、非磁性体にて形成されたプランジャ構成体が最も第１位置側にあるときにこれを付勢するスプリングの付勢力以上である態様と比較して、駆動するプランジャ構成体の数を切り替える時の電磁力の差をより大きくすることができるため、細かな電磁力調整が不要となるメリットが更に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の電磁弁につき両プランジャ構成体がともに第１位置にある状態を示す断面図。
【図２】同じく内側プランジャ構成体のみ第１位置にある状態を示す断面図。
【図３】同じく両プランジャ構成体がともに第２位置にある状態を示す断面図。
【図４】変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態により具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施形態によって限定されるものではない。
図１は本実施形態の電磁弁１０につき、プランジャ２０を構成する２つのプランジャ構成体２１，２２がともに第１位置にあって電磁弁１０全体にかかる弁開度が最小である状態を示す断面図である。また、図２は一方のプランジャ構成体のみ第１位置にあって上記弁開度が中間的な値である状態を示す断面図である。図３は２つのプランジャ構成体２１，２２がともに第２位置にあって上記弁開度が最大である状態を示す断面図である。なお、図１〜３において、それぞれ（ａ）は電磁弁１０をプランジャの往復動方向と直交する方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
【００１４】
電磁弁１０は、例えば車両用ブレーキシステムの液圧制御ユニットに組み込まれて作動流体であるブレーキフルードの流量を制御するものとして用いられる。電磁弁１０は、上記の液圧制御ユニットのバルブブロック５０に形成された流路５１を横貫する方向にプランジャ２０が往復動するよう配置された状態でバルブブロック５０に組み込まれている。
【００１５】
プランジャ２０の外周側には、該プランジャ２０を駆動するための単一のソレノイド３０が設けられている。ソレノイド３０は円筒状ボビンを用いたソレノイドコイル３１及び固定子３２を備えており、これらがケーシング３３により一体化されてなる。ソレノイド３０は固定子３２と反対側の端部がバルブブロック５０に固定されている。
【００１６】
プランジャ２０は、バルブブロック５０において流路５１を横貫する方向（本実施形態では流路５１に直交する方向）に延びるよう形成された孔５２、及びこの孔５２と同軸上にて連通するコイル内孔３４の内周面に沿って往復動するようこれら孔３４，５２内に収容されている。
【００１７】
プランジャ２０は、複数（本実施形態では２つ）のプランジャ構成体によって構成されている。すなわち、プランジャ２０は、円筒状の外側プランジャ構成体２１と、円柱状の内側プランジャ構成体２２とからなる。外側プランジャ構成体２１は、上述の孔３４，５２の内周面に沿って往復スライド可能に配設されている。内側プランジャ構成体２２は、外側プランジャ構成体２１内にて該構成体２１の内周面に沿って軸方向（往復動方向）に往復スライド可能に配設されている。
【００１８】
各プランジャ構成体２１，２２は、流路５１側の端部（図の下方の端部）が流路５１内に露出するようになっており、この露出する箇所はそれぞれ弁体２１ａ，２２ａとして用いられる。本実施形態の電磁弁１０では、図示しないＥＣＵ等のコントローラによる電力のデューティ比制御などを通じてソレノイド３０の発する電磁力を制御することでプランジャ２０すなわち弁体２１ａ，２２ａを駆動し弁開度を調節する。
【００１９】
外側プランジャ構成体２１は、コイル内孔３４に収容される部分（図の上側部分）の外径及び内径が、同順に、バルブブロック５０の孔５２内周面と摺動する部分（図の下側部分）の外径及び内径よりも大きく設定された段付形状とされている。この内径差により生じる図面上方を臨む面２１ｂは後述する当接部を構成する。
内側プランジャ構成体２２は、その弁体２２ａと反対側の端部に他部より外径の大きいフランジを有する形状とされており、その外径差により生じる図面下方を臨む面２２ｂは後述する被当接部を構成する。
【００２０】
外側プランジャ構成体２１及び内側プランジャ構成体２２は、各プランジャ構成体２１，２２とソレノイド３０の固定子３２との間にて並列に配置された別個のスプリング４１，４２にて同順に個別に常時付勢されている。図１は、このスプリング４１，４２の付勢力によって、各プランジャ構成体２１，２２が、それぞれの弁開度を最小とする第１位置に配置された状態を示している。図１の状態では、各プランジャ構成体２１，２２を、これら構成体からなるプランジャ２０全体の弁開度が最大となる（両弁体２１ａ，２２ａが流路５１の流量を最大とする）第２位置（図３における位置）側に移動させるための電磁力が、ソレノイド３０において生じていない。この状態では、外側プランジャ構成体２１において当接部を構成する面２１ｂと内側プランジャ構成体２２において被当接部を構成する面２２ｂとの間には所定の大きさの隙間が確保されるようになっている。
【００２１】
本実施形態では、外側プランジャ構成体２１が磁性体（鉄系金属など）にて形成されるとともに内側プランジャ構成体２２が非磁性体（樹脂やアルミニウム合金など）にて形成されている。すなわち、本実施形態では、磁性体にて形成された外側プランジャ構成体２１がソレノイド３０の電磁力によりスプリング４１の付勢力に抗して前記第１位置側から第２位置側に移動し得るよう構成されている。
【００２２】
上述したように、各プランジャ構成体２１，２２を上記第１位置から上記第２位置側に移動させるための電磁力を生じさせていない状態では、外側プランジャ構成体２１において当接部を構成する面２１ｂと内側プランジャ構成体２２において被当接部を構成する面２２ｂとが当接せず、両者間には所定の大きさの隙間が確保される。この状態からソレノイド３０に電磁力を生じさせ、その電磁力により外側プランジャ構成体２１が上記第２位置側に移動しようとする力がスプリング４１の付勢力よりも大きくなると外側プランジャ構成体２１が上記第１位置から第２位置側に移動する。
【００２３】
そして、外側プランジャ構成体２１の第１位置からの移動距離が所定の大きさに達すると、外側プランジャ構成体２１の面２１ｂと内側プランジャ構成体２２の面２２ｂとが当接する（図２の状態）。このとき、外側プランジャ構成体２１の弁体２１ａは流路５１に突出せず孔５２内に収容され、内側プランジャ構成体２２の弁体２２ａのみ流路５１内に配置される。この状態では、外側プランジャ構成体２１による弁開度は最大となり、内側プランジャ構成体２２による弁開度は最小となる。このとき、プランジャ２０全体としての弁開度は最大と最小との間の大きさとなり、本実施形態では、このときのプランジャ２０全体としての弁開度が、最大と最小との真ん中よりも小さくなるよう両プランジャ構成体２１，２２の弁体２１ａ，２２ａの外径を設定している。
【００２４】
この図２の状態から更に電磁力を増加させ、その電磁力により外側プランジャ構成体２１が上記第２位置側に移動しようとする力がそのときのスプリング４１の付勢力とスプリング４２の初期荷重（内側プランジャ構成体２２が上記第１位置にあるときのスプリング４２の付勢力）との合計よりも大きくなると、外側プランジャ構成体２１の面２１ｂが内側プランジャ構成体２２の面２２ｂを押し上げ、内側プランジャ構成体２２が上記第２位置に向けて従動する。これにより、両プランジャ構成体２１，２２が上記第２位置へと移動することとなる。図３は、両プランジャ構成体２１，２２の弁体２１ａ，２２ａが流路５１に突出せず孔５２内に収容されて上記第２位置に達した状態である。この状態では、外側プランジャ構成体２１による弁開度、及び内側プランジャ構成体２２による弁開度がともに最大となり、プランジャ２０全体としての弁開度も最大となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、図２の状態と図３の状態とを切り替える際の電磁力差を大きくするために、各プランジャ構成体２１，２２が上記第１位置にあるときの各スプリング４１，４２の付勢力（初期荷重）に関して、外側プランジャ構成体２１を付勢するスプリング４１よりも内側プランジャ構成体２２を付勢するスプリング４２のほうを大きく設定している。更に、ばね定数に関しても、外側プランジャ構成体２１を付勢するスプリング４１よりも内側プランジャ構成体２２を付勢するスプリング４２のほうを大きく設定している。
【００２６】
本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
（１）外側プランジャ構成体２１を磁性体にて形成するとともに内側プランジャ構成体２２を非磁性体にて形成したため、ソレノイド３０が電磁力を発した際に外側プランジャ構成体２１と内側プランジャ構成体２２との間に互いを吸引しあう磁力が発生しない。そうした吸引が生じると各プランジャ構成体の動きが阻害されて所望の弁開度とすることが困難になるといった制御性の低下が懸念されるが、本実施形態によれば、そうした制御性への悪影響は生じなくなる。
【００２７】
（２）外側プランジャ構成体２１と内側プランジャ構成体２２とを並列に配置した別個のスプリング４１，４２で個別に付勢しているため、外側プランジャ構成体２１のみ移動させるときと内側プランジャ構成体２２を従動させるときとでスプリング４１，４２全体のばね定数を異ならせることができる。よって、駆動するプランジャ構成体２１，２２の数を切り替える時の電磁力の差を大きくすることができるため、細かな電磁力調整が不要になり、電磁力制御のためのシステムをより簡素なものとすることができる。
【００２８】
（３）流路５１を横貫する方向に往復動可能にプランジャを配置したため、例えば、特許文献１に開示されるような、弁体の往復動方向に向けてその全長にわたって該弁体の周面上を流体が通過する態様と比較して、流体の通過に伴う弁体の発振を抑えることができる。また、流路５１における流体の主流方向とプランジャ２０の往復動方向とが異なるため、弁体２１ａ，２１ａに作用する流体力の変動が弁開度と電磁力の大きさとの関係に与える影響を小さくすることができる。
【００２９】
（４）各プランジャ構成体２１，２２が上記第１位置にあるときの各スプリング４１，４２の付勢力に関して、外側プランジャ構成体２１を付勢するスプリング４１よりも内側プランジャ構成体２２を付勢するスプリング４２のほうを大きく設定した。これによれば、例えば、外側プランジャ構成体が上記第１位置側にあるときにこれを付勢するスプリング４１の付勢力が、内側プランジャ構成体２２が上記第１位置にあるときにこれを付勢するスプリング４２の付勢力以上である態様と比較して、駆動するプランジャ構成体２１，２２の数を切り替える時の電磁力の差をより大きくすることができるため、細かな電磁力調整が不要となるメリットが更に好適なものとなる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した、例えば以下のような形態として実施することもできる。
・外側プランジャ構成体２１にかかるスプリング４１の初期荷重やばね定数を、内側プランジャ構成体２２にかかるスプリング４２のそれと同じ又はそれより大きくしてもよい。
【００３１】
・図２の状態でプランジャ２０全体の弁開度が最大と最小との真ん中以上の大きさになるよう両プランジャ構成体２１，２２の外径を設定してもよい。
・プランジャ２０の往復動方向は、流路５１に対して横貫する方向であればよく、必ずしも直交する方向でなくてもよい。
【００３２】
・内側プランジャ構成体を磁性体にて形成し、外側プランジャ構成体を非磁性体にて形成してもよい。この場合、例えば、内側プランジャ構成体にて外側プランジャ構成体を従動し得るように当接部及び被当接部を形成するとともに、図４に示すように、外側プランジャ構成体２６の弁体２６ａにスリット２６ｂを形成し、内側プランジャ構成体２７の弁体２７ａにてそのスリット２６ｂが開閉されるように形成する。
【００３３】
・３つ以上のプランジャ構成体にてプランジャを構成してもよい。この場合、例えば、内側プランジャ構成体（第１の内側プランジャ構成体）を筒状に形成してその内側に更に別の内側プランジャ構成体（第２の内側プランジャ構成体）をスライド移動可能に設け、上記第１の内側プランジャ構成体が第１位置から所定距離以上第２位置側に移動したとき上記第２の内側プランジャ構成体が第１位置から第２位置側に従動するようにする。
【００３４】
・本発明を常開タイプ（スプリングがプランジャを弁開度最大側に常時付勢するタイプ）の電磁弁に適用してもよい。この場合、弁開度が最大となる位置が第１位置となり、弁開度が最小となる位置が第２位置となる。
【００３５】
・ソレノイド３０の制御態様については、各プランジャ構成体につき弁開度を最大と最小との２値で切り替えるようにしてもよいし、各プランジャ構成体につき弁開度を最大と最小との間で多段階あるいは無段階に制御してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０    電磁弁
２０    プランジャ
２１    外側プランジャ構成体
２１ａ  弁体
２１ｂ  当接部
２２    内側プランジャ構成体
２２ａ  弁体
２２ｂ  被当接部
２６    外側プランジャ構成体
２６ａ  弁体
２７    内側プランジャ構成体
２７ａ  弁体
３０    ソレノイド
４１    スプリング
４２    スプリング
５１    流路
【図１】
2016070343.tif 000003
【図２】
2016070343.tif 000004
【図３】
2016070343.tif 000005
【図４】
2016070343.tif 000006