電磁弁
【課題】流量が少ないときや差圧が小さいときでも圧力制御状態が安定する電磁弁を得る。
【解決手段】第１流路２９と第２流路３３との間にテーパ状の弁座２８を設けると共に、弁座２８の縮径側を第１流路２９に接続し、弁座２８に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部３８を有する弁体３６を摺動させて、閉鎖部３８の弁座２８への着離により第１流路２９と第２流路３３とを連通・遮断する。弁体３６はコイル４２への通電による電磁力により、弁座２８への着座方向の作用力を受けると共に、ばね３９の付勢力により弁座２８からの離間方向の作用力を受ける。閉鎖部３８に閉鎖部３８を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成した。閉鎖部３８は半球状に形成され、弁座２８に着座した閉鎖部３８の第１流路２９側に溝を形成し、溝は閉鎖部３８に周方向全周にわたって形成した。
【解決手段】第１流路２９と第２流路３３との間にテーパ状の弁座２８を設けると共に、弁座２８の縮径側を第１流路２９に接続し、弁座２８に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部３８を有する弁体３６を摺動させて、閉鎖部３８の弁座２８への着離により第１流路２９と第２流路３３とを連通・遮断する。弁体３６はコイル４２への通電による電磁力により、弁座２８への着座方向の作用力を受けると共に、ばね３９の付勢力により弁座２８からの離間方向の作用力を受ける。閉鎖部３８に閉鎖部３８を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成した。閉鎖部３８は半球状に形成され、弁座２８に着座した閉鎖部３８の第１流路２９側に溝を形成し、溝は閉鎖部３８に周方向全周にわたって形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を摺動させて、第１流路と第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁、特に、車輪のロック傾向を回避するアンチロックブレーキ回路への使用に適する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、第１流路と第２流路との間に弁座を設けると共に、弁体を摺動させて、弁体の弁座への着離により第１流路と第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁が種々知られている。例えば、特許文献１にあるように、コイルへの通電時に吸引される可動鉄心が有底筒状のスリーブ内に摺動自在に配置され、可動鉄心の端面に当接して弁体が設けられ、コイルへの通電により弁体を弁座に着座方向に摺動する。また、ばねの付勢力により弁体を弁座から離間方向に付勢すると共に、第１流路から流入する流体が弁体に弁座からの離間方向に作用する常開型のものが知られている。
【０００３】
また、このような構成の電磁弁では、コイルへの通電量を制御して、電磁弁の上下流間の差圧をリニアに調整する常開型の差圧制御電磁弁も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４７５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした従来のものでは、コイルへの通電量を制御して、電磁力とばね付勢力とを釣り合わせ、弁体と弁座との間の隙間の大小により差圧を調整する際、第１流路から第２流路に弁座を介して流れる流体が、開弁時に弁体の先端に流体力を与えながら流出するため、特に流量が少ないときや上下流間の差圧が小さいときに、流体力の小さな変動でも弁体が摺動して隙間が変化してしまい、圧力制御状態が不安定になったり、コイルへの通電量に対して差圧をリニアに調整できない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、流量が少ないときや差圧が小さいときでも圧力制御状態が安定する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】
【０００７】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、第１流路と第２流路との間にテーパ状の弁座を設けると共に、前記弁座の縮径側を前記第１流路に接続し、前記弁座に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部を有する弁体を摺動させて、前記閉鎖部の前記弁座への着離により前記第１流路と前記第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁において、前記閉鎖部に前記閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したことを特徴とする電磁弁がそれである。
【０００８】
前記弁体はコイルへの通電による電磁力により、前記弁座への着座方向の作用力を受けると共に、ばねの付勢力により前記弁座からの離間方向の作用力を受ける構成としてもよい。また、前記閉鎖部は半球状に形成され、前記弁座に着座した前記閉鎖部の前記弁座と前記閉鎖部との接触部よりも前記第１流路側に前記溝を形成した構成としてもよい。更に、前記溝は前記閉鎖部に周方向全周にわたって形成された構成でもよい。あるいは、前記溝を前記閉鎖部に複数形成した構成でもよい。
【０００９】
また、前記閉鎖部は円錐状の先端部と、球状の後端部との間に形成した前記溝を有し、かつ、前記先端部を延長した仮想円錐面と前記後端部の球状面とが接する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電磁弁は、閉鎖部に閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したので、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなり、よって、流体力の変動による弁体の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定するという効果を奏する。
【００１１】
また、閉鎖部を半球状に形成することにより、シール性を確保すると共に、溝を容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の電磁弁の断面図である。
【図２】本第１実施形態の要部拡大説明図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た弁体の拡大図である。
【図４】本第１実施形態の別の形状の溝を備えた閉鎖部の拡大断面図である。
【図５】本第１実施形態の２つの溝を備えた閉鎖部を含む要部拡大図である。
【図６】図５の矢印Ｂ方向から見た弁体の拡大図である。
【図７】本第１実施形態の４つの溝を備えた閉鎖部を含む要部拡大図である。
【図８】図７の矢印Ｃ方向から見た弁体の拡大図である。
【図９】第２実施形態の要部拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は第１実施形態の電磁弁の断面図である。図１に示すように、１は装置本体で、装置本体１には収納孔２が形成されており、収納孔２に連接して外部に開口した大径孔４が形成されている。収納孔２にはマスタシリンダ６に接続された第１接続孔８が連通されており、大径孔４にはホイールシリンダ１０に接続された第２接続孔１２が連通されている。
【００１４】
収納孔２には弁本体１４が挿入されており、弁本体１４には軸方向に装着孔１６が形成されると共に、装着孔１６に連接して同軸上に摺動孔１８が貫通形成されている。装着孔１６は収納孔２に開口されており、装着孔１６には弁部材２０が圧入されると共に、フィルタ２２が挿入され、かしめ等により弁本体１４に保持されている。
【００１５】
装着孔１６の底部と弁部材２０との間には連通室２４が形成されている。また、弁部材２０には、摺動孔１８と同軸上に、収納孔２側に開口した流路孔２５が軸方向に形成されており、流路孔２５に連通して小流路孔２６が形成されている。小流路孔２６には弁座２８が接続されており、小流路孔２６は弁座２８を介して連通室２４に連通されている。弁座２８はテーパ状に形成されており、弁座２８の縮径側が小流路孔２６に接続され、連通室２４に向かって拡径している。本第１実施形態では、第１接続孔８、収納孔２、装着孔１６、流路孔２５、小流路孔２６により第１流路２９を構成している。
【００１６】
連通室２４に連通して貫通孔３０が弁本体１４の径方向に形成されており、連通室２４が貫通孔３０、弁本体１４に装着されたフィルタ３２、大径孔４を介して第２接続孔１２に接続されている。本第１実施形態では、第２接続孔１２、大径孔４、貫通孔３０、連通室２４により第２流路３３を構成している。尚、弁本体１４には、連通室２４から収納孔２への流体の流れを許容するチェック弁３４が配置されている。
【００１７】
摺動孔１８には弁体３６が摺動可能に挿入されており、弁座２８側の弁体３６には、小径部３７が形成されている。小径部３７の先端には閉鎖部３８が形成されており、弁体３６の摺動により、閉鎖部３８が弁座２８に着座可能に形成されている。弁体３６と弁部材２０との間にはコイルばね３９が小径部３７と同軸上に設けられており、弁体３６の閉鎖部３８を弁座２８から離間方向に付勢している。
【００１８】
弁本体１４には、内部が空洞のキャップ部材４０が嵌着されており、キャップ部材４０の外周にはコイル４２が設けられたボビン４４が装着されている。キャップ部材４０内には可動鉄心４６が弁体３６と同軸上で摺動可能に挿入されており、コイル４２に接続された電子制御回路４８からの励磁信号により、コイル４２が励磁されると、可動鉄心４６が弁本体１４に吸引される。吸引により可動鉄心４６が弁本体１４に向かって摺動して、弁体３６を弁座２８に着座方向に押して、弁体３６を弁座２８に着座させるように構成されている。
【００１９】
一方、弁体３６の先端側の閉鎖部３８は、弁座２８に対向して形成されている。閉鎖部３８は、図２に示すように、本第１実施形態では、半球状に形成されており、この半球状の閉鎖部３８には溝５２が形成されている。閉鎖部３８はテーパ状の弁座２８に着座した際、閉鎖部３８と弁座２８とは、接触部５４で線接触する。
【００２０】
溝５２は半球状の閉鎖部３８を窪ませて形成されると共に、溝５２は閉鎖部３８が弁座２８に着座した際に接触する接触部５４よりも小流路孔２６側に形成されている。また、本第１実施形態では、図３に示すように、溝５２は周方向の全周にわたってリング状に形成されており、溝５２は小流路孔２６から流入する流体に対向して形成されている。溝５２の底は平坦に形成され、閉鎖部３８の軸方向に直交する作用面５３が形成されている。
【００２１】
本第１実施形態では、閉鎖部３８は一定の半径による半球状に形成され、溝５２は、半球状の閉鎖部３８を窪ませて形成されている。溝５２は半球状の閉鎖部３８の途中に、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に形成されており、先端部３８ａに半球状の一部が残るように形成されている。そして、先端部３８ａの半球状の表面を延長すると、溝５２を間にして、後端部３８ｂの半球状の表面に接するように形成されている。
【００２２】
図２（イ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間隔が大きく、小流路孔２６から流入する流体の流速が速いときには、流体は閉鎖部３８の半球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部３８の先端部３８ａから後端部３８ｂに流れるように形成されている。
【００２３】
また、図２（ロ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間隔が小さく、小流路孔２６から流入する流体の流速が遅いときには、流体は閉鎖部３８の半球状の表面から、溝５２の作用面５３に突き当たるようにして流れ、弁体３６に弁座２８から離間方向に流体力が作用するように形成されている。
【００２４】
尚、作用面５３は閉鎖部３８の軸方向に直交して形成する場合に限らず、図４（イ）に示すように、作用面５３ａが閉鎖部３８の軸方向に鋭角をなすように形成してもよく、あるいは、図４（ロ）に示すように、作用面５３ｂが閉鎖部３８の軸方向に鈍角をなすように形成してもよい。また、作用面５３は平坦に限らず、曲面であってもよく、円弧状の溝５２を形成しても実施可能である。
【００２５】
次に、前述した本第１実施形態の電磁弁の作動について説明する。
まず、コイル４２を励磁することなく、コイルばね３９の付勢力により弁体３６を摺動させて、閉鎖部３８を弁座２８から離間させ、閉鎖部３８と弁座２８との間隔を開けると、第１流路２９と第２流路３３とが連通される。
【００２６】
これにより、ブレーキが踏み込まれると、マスタシリンダ６から第１接続孔８、収納孔２、装着孔１６、流路孔２５を介して小流路孔２６に流体が供給される。更に、図２（イ）に示すように、小流路孔２６から閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通ってコイルばね３９の間から連通室２４に流入する。流体は連通室２４から、貫通孔３０、フィルタ３２、大径孔４を介して第２接続孔１２に流出し、ホイールシリンダ１０に供給されて、制動される。また、ブレーキの踏込が解除されると、これとは逆に、ホイールシリンダ１０から第２流路３３、弁座２８、第１流路２９を介してマスタシリンダ６に流体が戻される。
【００２７】
小流路孔２６から閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通る際、弁座２８の上下流間の差圧は大きく、流体の流速が速い。よって、流体は図２（イ）に矢印で示すように、閉鎖部３８の半球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部３８の先端部３８ａから後端部３８ｂに流れる。よって、作用面５３に突き当たる流体による流体力は小さく、閉鎖部３８を弁座２８に着座させる際、コイル４２を励磁して、弁体３６を摺動させる電磁力が大きくなるのを抑制する。
【００２８】
また、電子制御回路４８は運転状態に基づいて、図示しない車輪のロック傾向を回避するアンチロックブレーキ制御を行う。その際、電子制御回路４８は、減圧制御、保持制御、増圧制御を行い、ホイールシリンダ１０の流体圧力を制御する。制御の切換は短時間で頻繁に行われる。
【００２９】
電子制御回路４８は保持制御等のアンチロックブレーキ制御を行なう際、コイル４２に励磁信号を出力して、コイル４２の電磁力により、可動鉄心４６を弁体３６に吸引し、可動鉄心４６により弁体３６をコイルばね３９の付勢力に抗して閉鎖部３８を弁座２８への着座する方向に押す。これにより、閉鎖部３８が弁座２８に着座して、第１流路２９と第２流路３３とを遮断して、閉弁する。よって、マスタシリンダ６とホイールシリンダ１０とが遮断されて、マスタシリンダ６の圧力を保持したままで、ホイールシリンダ１０の流体を逃がすことにより、ブレーキ圧力を減圧できる。
【００３０】
更に、電子制御回路４８はアンチロックブレーキ制御を行なう際、電子制御回路４８はコイル４２への励磁電流をスリップ率等に基づいて算出して、コイル４２に算出した励磁電流を出力する。
【００３１】
コイル４２は励磁電流に応じた電磁力により、可動鉄心４６を弁体３６に吸引し、可動鉄心４６により弁体３６をコイルばね３９の付勢力に抗して閉鎖部３８を弁座２８への着座方向に押す。
【００３２】
励磁電流に応じて可動鉄心４６が吸引され、コイルばね３９の付勢力と釣り合うと、図２（ロ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間に小さな隙間ができた状態となる。この隙間を通して、小流路孔２６から連通室２４に流体が流入する。
【００３３】
保持制御等の際には、弁座２８の上下流間の差圧が小さく、閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通る流体の流速も遅い。流体が小流路孔２６から連通室２４に流入する際、閉鎖部３８の先端部３８ａに沿って閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間に流入する。
【００３４】
そして、図２（ロ）の矢印で示すように、先端部３８ａから溝５２に入り込み、作用面５３に当たり、その際の流体力により弁体３６を弁座２８から離間方向に押す。流体は作用面５３に当たった後、後端部３８ｂと弁座２８との間の隙間から連通室２４に流入する。
【００３５】
このように、閉鎖部３８を窪ませた溝５２を流体の流れ方向に対向して閉鎖部３８に形成したので、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体３６に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなる。よって、流体力の変動による弁体３６の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定する。従って、励磁電流に比例した流量を容易に得ることができる。コイル４２への通電量に対しても差圧をリニアに調整することができるようになる。
【００３６】
また、閉鎖部３８を半球状に形成することにより、シール性を確保すると共に、溝５２を容易に形成できる。尚、閉鎖部３８は半球状に限らず、回転放物線状の形状でもよく、あるいは、円錐状であってもよい。
【００３７】
前述した溝５２は、閉鎖部３８に周方向全周にわたって形成したが、これに限らず、図５、図６に示すように、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に、２つの溝６２，６３を同一平面上に、直線的に、かつ、対称の位置に形成してもよい。更に、図７、図８に示すように、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に、４つの溝６４〜６７を同一平面上に、直線的に、かつ、対称の位置に形成してもよい。
【００３８】
次に、前述した第１実施形態と異なる第２実施形態について、図９によって説明する。尚、前述した第１実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
第２実施形態では、第１実施形態の弁体３６の閉鎖部３８の形状が異なり、第２実施形態の弁体３６の閉鎖部７０は、先端が円錐状に形成された先端部７０ａを備えている。先端部７０ａよりも連通室２４側に閉鎖部７０を窪ませて溝５２が形成されている。
【００４０】
溝５２よりも連通室２４側の閉鎖部７０には、球状の曲面を有する後端部７０ｂが形成されている。先端部７０ａの円錐状の外周面を延長すると、その仮想円錐面がほぼ溝５２の外周縁で後端部７０ｂの半球状の外周に接するように、それぞれの円錐状と球状との形状が決定されている。
【００４１】
溝５２は閉鎖部７０が弁座２８に着座した際に接触する接触部５４よりも小流路孔２６側となるように形成されている。また、溝５２は周方向の全周にわたってリング状に形成されており、小流路孔２６からの流体に対向して形成されている。
【００４２】
第２実施形態の場合でも、第１実施形態と同様、図９（イ）に示すように、閉鎖部７０と弁座２８との間隔が大きく、小流路孔２６から流入する流体の流速が速いときには、流体は先端部７０ａの円錐状の外周面から後端部７０ｂの球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部７０の先端側から後方に向かって流れる。
【００４３】
また、図９（ロ）に示すように、閉鎖部７０と弁座２８との間隔が小さく、小流路孔２６から流入する流体の流速が遅いときには、流体は先端部７０ａの円錐状の表面から、溝５２に入り込み、作用面５３に突き当たるようにして流れ、弁体３６に弁座２８から離間方向に流体力が作用する。
【００４４】
よって、第１実施形態と同様、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体３６に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなる。よって、流体力の変動による弁体３６の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定する。従って、励磁電流に比例した流量を容易に得ることができる。
【００４５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００４６】
１…装置本体 ２…収納孔
４…大径孔 ６…マスタシリンダ
８…第１接続孔 １０…ホイールシリンダ
１２…接続孔 １４…弁本体
１８…摺動孔 ２０…弁部材
２４…連通室 ２５…流路孔
２６…小流路孔 ２８…弁座
２９…第１流路 ３０…貫通孔
３３…第２流路 ３４…チェック弁
３６…弁体 ３７…小径部
３８，７０…閉鎖部 ３８ａ，７０ａ…先端部
３８ｂ，７０ｂ…後端部 ３９…コイルばね
４２…コイル ４６…可動鉄心
４８…電子制御回路 ５２，６２，６３，６４〜６７…溝
５３，５３ａ，５３ｂ…作用面 ５４…接触部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を摺動させて、第１流路と第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁、特に、車輪のロック傾向を回避するアンチロックブレーキ回路への使用に適する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、第１流路と第２流路との間に弁座を設けると共に、弁体を摺動させて、弁体の弁座への着離により第１流路と第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁が種々知られている。例えば、特許文献１にあるように、コイルへの通電時に吸引される可動鉄心が有底筒状のスリーブ内に摺動自在に配置され、可動鉄心の端面に当接して弁体が設けられ、コイルへの通電により弁体を弁座に着座方向に摺動する。また、ばねの付勢力により弁体を弁座から離間方向に付勢すると共に、第１流路から流入する流体が弁体に弁座からの離間方向に作用する常開型のものが知られている。
【０００３】
また、このような構成の電磁弁では、コイルへの通電量を制御して、電磁弁の上下流間の差圧をリニアに調整する常開型の差圧制御電磁弁も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４７５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした従来のものでは、コイルへの通電量を制御して、電磁力とばね付勢力とを釣り合わせ、弁体と弁座との間の隙間の大小により差圧を調整する際、第１流路から第２流路に弁座を介して流れる流体が、開弁時に弁体の先端に流体力を与えながら流出するため、特に流量が少ないときや上下流間の差圧が小さいときに、流体力の小さな変動でも弁体が摺動して隙間が変化してしまい、圧力制御状態が不安定になったり、コイルへの通電量に対して差圧をリニアに調整できない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、流量が少ないときや差圧が小さいときでも圧力制御状態が安定する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】
【０００７】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、第１流路と第２流路との間にテーパ状の弁座を設けると共に、前記弁座の縮径側を前記第１流路に接続し、前記弁座に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部を有する弁体を摺動させて、前記閉鎖部の前記弁座への着離により前記第１流路と前記第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁において、前記閉鎖部に前記閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したことを特徴とする電磁弁がそれである。
【０００８】
前記弁体はコイルへの通電による電磁力により、前記弁座への着座方向の作用力を受けると共に、ばねの付勢力により前記弁座からの離間方向の作用力を受ける構成としてもよい。また、前記閉鎖部は半球状に形成され、前記弁座に着座した前記閉鎖部の前記弁座と前記閉鎖部との接触部よりも前記第１流路側に前記溝を形成した構成としてもよい。更に、前記溝は前記閉鎖部に周方向全周にわたって形成された構成でもよい。あるいは、前記溝を前記閉鎖部に複数形成した構成でもよい。
【０００９】
また、前記閉鎖部は円錐状の先端部と、球状の後端部との間に形成した前記溝を有し、かつ、前記先端部を延長した仮想円錐面と前記後端部の球状面とが接する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電磁弁は、閉鎖部に閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したので、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなり、よって、流体力の変動による弁体の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定するという効果を奏する。
【００１１】
また、閉鎖部を半球状に形成することにより、シール性を確保すると共に、溝を容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の電磁弁の断面図である。
【図２】本第１実施形態の要部拡大説明図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た弁体の拡大図である。
【図４】本第１実施形態の別の形状の溝を備えた閉鎖部の拡大断面図である。
【図５】本第１実施形態の２つの溝を備えた閉鎖部を含む要部拡大図である。
【図６】図５の矢印Ｂ方向から見た弁体の拡大図である。
【図７】本第１実施形態の４つの溝を備えた閉鎖部を含む要部拡大図である。
【図８】図７の矢印Ｃ方向から見た弁体の拡大図である。
【図９】第２実施形態の要部拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は第１実施形態の電磁弁の断面図である。図１に示すように、１は装置本体で、装置本体１には収納孔２が形成されており、収納孔２に連接して外部に開口した大径孔４が形成されている。収納孔２にはマスタシリンダ６に接続された第１接続孔８が連通されており、大径孔４にはホイールシリンダ１０に接続された第２接続孔１２が連通されている。
【００１４】
収納孔２には弁本体１４が挿入されており、弁本体１４には軸方向に装着孔１６が形成されると共に、装着孔１６に連接して同軸上に摺動孔１８が貫通形成されている。装着孔１６は収納孔２に開口されており、装着孔１６には弁部材２０が圧入されると共に、フィルタ２２が挿入され、かしめ等により弁本体１４に保持されている。
【００１５】
装着孔１６の底部と弁部材２０との間には連通室２４が形成されている。また、弁部材２０には、摺動孔１８と同軸上に、収納孔２側に開口した流路孔２５が軸方向に形成されており、流路孔２５に連通して小流路孔２６が形成されている。小流路孔２６には弁座２８が接続されており、小流路孔２６は弁座２８を介して連通室２４に連通されている。弁座２８はテーパ状に形成されており、弁座２８の縮径側が小流路孔２６に接続され、連通室２４に向かって拡径している。本第１実施形態では、第１接続孔８、収納孔２、装着孔１６、流路孔２５、小流路孔２６により第１流路２９を構成している。
【００１６】
連通室２４に連通して貫通孔３０が弁本体１４の径方向に形成されており、連通室２４が貫通孔３０、弁本体１４に装着されたフィルタ３２、大径孔４を介して第２接続孔１２に接続されている。本第１実施形態では、第２接続孔１２、大径孔４、貫通孔３０、連通室２４により第２流路３３を構成している。尚、弁本体１４には、連通室２４から収納孔２への流体の流れを許容するチェック弁３４が配置されている。
【００１７】
摺動孔１８には弁体３６が摺動可能に挿入されており、弁座２８側の弁体３６には、小径部３７が形成されている。小径部３７の先端には閉鎖部３８が形成されており、弁体３６の摺動により、閉鎖部３８が弁座２８に着座可能に形成されている。弁体３６と弁部材２０との間にはコイルばね３９が小径部３７と同軸上に設けられており、弁体３６の閉鎖部３８を弁座２８から離間方向に付勢している。
【００１８】
弁本体１４には、内部が空洞のキャップ部材４０が嵌着されており、キャップ部材４０の外周にはコイル４２が設けられたボビン４４が装着されている。キャップ部材４０内には可動鉄心４６が弁体３６と同軸上で摺動可能に挿入されており、コイル４２に接続された電子制御回路４８からの励磁信号により、コイル４２が励磁されると、可動鉄心４６が弁本体１４に吸引される。吸引により可動鉄心４６が弁本体１４に向かって摺動して、弁体３６を弁座２８に着座方向に押して、弁体３６を弁座２８に着座させるように構成されている。
【００１９】
一方、弁体３６の先端側の閉鎖部３８は、弁座２８に対向して形成されている。閉鎖部３８は、図２に示すように、本第１実施形態では、半球状に形成されており、この半球状の閉鎖部３８には溝５２が形成されている。閉鎖部３８はテーパ状の弁座２８に着座した際、閉鎖部３８と弁座２８とは、接触部５４で線接触する。
【００２０】
溝５２は半球状の閉鎖部３８を窪ませて形成されると共に、溝５２は閉鎖部３８が弁座２８に着座した際に接触する接触部５４よりも小流路孔２６側に形成されている。また、本第１実施形態では、図３に示すように、溝５２は周方向の全周にわたってリング状に形成されており、溝５２は小流路孔２６から流入する流体に対向して形成されている。溝５２の底は平坦に形成され、閉鎖部３８の軸方向に直交する作用面５３が形成されている。
【００２１】
本第１実施形態では、閉鎖部３８は一定の半径による半球状に形成され、溝５２は、半球状の閉鎖部３８を窪ませて形成されている。溝５２は半球状の閉鎖部３８の途中に、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に形成されており、先端部３８ａに半球状の一部が残るように形成されている。そして、先端部３８ａの半球状の表面を延長すると、溝５２を間にして、後端部３８ｂの半球状の表面に接するように形成されている。
【００２２】
図２（イ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間隔が大きく、小流路孔２６から流入する流体の流速が速いときには、流体は閉鎖部３８の半球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部３８の先端部３８ａから後端部３８ｂに流れるように形成されている。
【００２３】
また、図２（ロ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間隔が小さく、小流路孔２６から流入する流体の流速が遅いときには、流体は閉鎖部３８の半球状の表面から、溝５２の作用面５３に突き当たるようにして流れ、弁体３６に弁座２８から離間方向に流体力が作用するように形成されている。
【００２４】
尚、作用面５３は閉鎖部３８の軸方向に直交して形成する場合に限らず、図４（イ）に示すように、作用面５３ａが閉鎖部３８の軸方向に鋭角をなすように形成してもよく、あるいは、図４（ロ）に示すように、作用面５３ｂが閉鎖部３８の軸方向に鈍角をなすように形成してもよい。また、作用面５３は平坦に限らず、曲面であってもよく、円弧状の溝５２を形成しても実施可能である。
【００２５】
次に、前述した本第１実施形態の電磁弁の作動について説明する。
まず、コイル４２を励磁することなく、コイルばね３９の付勢力により弁体３６を摺動させて、閉鎖部３８を弁座２８から離間させ、閉鎖部３８と弁座２８との間隔を開けると、第１流路２９と第２流路３３とが連通される。
【００２６】
これにより、ブレーキが踏み込まれると、マスタシリンダ６から第１接続孔８、収納孔２、装着孔１６、流路孔２５を介して小流路孔２６に流体が供給される。更に、図２（イ）に示すように、小流路孔２６から閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通ってコイルばね３９の間から連通室２４に流入する。流体は連通室２４から、貫通孔３０、フィルタ３２、大径孔４を介して第２接続孔１２に流出し、ホイールシリンダ１０に供給されて、制動される。また、ブレーキの踏込が解除されると、これとは逆に、ホイールシリンダ１０から第２流路３３、弁座２８、第１流路２９を介してマスタシリンダ６に流体が戻される。
【００２７】
小流路孔２６から閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通る際、弁座２８の上下流間の差圧は大きく、流体の流速が速い。よって、流体は図２（イ）に矢印で示すように、閉鎖部３８の半球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部３８の先端部３８ａから後端部３８ｂに流れる。よって、作用面５３に突き当たる流体による流体力は小さく、閉鎖部３８を弁座２８に着座させる際、コイル４２を励磁して、弁体３６を摺動させる電磁力が大きくなるのを抑制する。
【００２８】
また、電子制御回路４８は運転状態に基づいて、図示しない車輪のロック傾向を回避するアンチロックブレーキ制御を行う。その際、電子制御回路４８は、減圧制御、保持制御、増圧制御を行い、ホイールシリンダ１０の流体圧力を制御する。制御の切換は短時間で頻繁に行われる。
【００２９】
電子制御回路４８は保持制御等のアンチロックブレーキ制御を行なう際、コイル４２に励磁信号を出力して、コイル４２の電磁力により、可動鉄心４６を弁体３６に吸引し、可動鉄心４６により弁体３６をコイルばね３９の付勢力に抗して閉鎖部３８を弁座２８への着座する方向に押す。これにより、閉鎖部３８が弁座２８に着座して、第１流路２９と第２流路３３とを遮断して、閉弁する。よって、マスタシリンダ６とホイールシリンダ１０とが遮断されて、マスタシリンダ６の圧力を保持したままで、ホイールシリンダ１０の流体を逃がすことにより、ブレーキ圧力を減圧できる。
【００３０】
更に、電子制御回路４８はアンチロックブレーキ制御を行なう際、電子制御回路４８はコイル４２への励磁電流をスリップ率等に基づいて算出して、コイル４２に算出した励磁電流を出力する。
【００３１】
コイル４２は励磁電流に応じた電磁力により、可動鉄心４６を弁体３６に吸引し、可動鉄心４６により弁体３６をコイルばね３９の付勢力に抗して閉鎖部３８を弁座２８への着座方向に押す。
【００３２】
励磁電流に応じて可動鉄心４６が吸引され、コイルばね３９の付勢力と釣り合うと、図２（ロ）に示すように、閉鎖部３８と弁座２８との間に小さな隙間ができた状態となる。この隙間を通して、小流路孔２６から連通室２４に流体が流入する。
【００３３】
保持制御等の際には、弁座２８の上下流間の差圧が小さく、閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間を通る流体の流速も遅い。流体が小流路孔２６から連通室２４に流入する際、閉鎖部３８の先端部３８ａに沿って閉鎖部３８と弁座２８との間の隙間に流入する。
【００３４】
そして、図２（ロ）の矢印で示すように、先端部３８ａから溝５２に入り込み、作用面５３に当たり、その際の流体力により弁体３６を弁座２８から離間方向に押す。流体は作用面５３に当たった後、後端部３８ｂと弁座２８との間の隙間から連通室２４に流入する。
【００３５】
このように、閉鎖部３８を窪ませた溝５２を流体の流れ方向に対向して閉鎖部３８に形成したので、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体３６に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなる。よって、流体力の変動による弁体３６の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定する。従って、励磁電流に比例した流量を容易に得ることができる。コイル４２への通電量に対しても差圧をリニアに調整することができるようになる。
【００３６】
また、閉鎖部３８を半球状に形成することにより、シール性を確保すると共に、溝５２を容易に形成できる。尚、閉鎖部３８は半球状に限らず、回転放物線状の形状でもよく、あるいは、円錐状であってもよい。
【００３７】
前述した溝５２は、閉鎖部３８に周方向全周にわたって形成したが、これに限らず、図５、図６に示すように、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に、２つの溝６２，６３を同一平面上に、直線的に、かつ、対称の位置に形成してもよい。更に、図７、図８に示すように、閉鎖部３８の先端部３８ａと後端部３８ｂとの間に、４つの溝６４〜６７を同一平面上に、直線的に、かつ、対称の位置に形成してもよい。
【００３８】
次に、前述した第１実施形態と異なる第２実施形態について、図９によって説明する。尚、前述した第１実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
第２実施形態では、第１実施形態の弁体３６の閉鎖部３８の形状が異なり、第２実施形態の弁体３６の閉鎖部７０は、先端が円錐状に形成された先端部７０ａを備えている。先端部７０ａよりも連通室２４側に閉鎖部７０を窪ませて溝５２が形成されている。
【００４０】
溝５２よりも連通室２４側の閉鎖部７０には、球状の曲面を有する後端部７０ｂが形成されている。先端部７０ａの円錐状の外周面を延長すると、その仮想円錐面がほぼ溝５２の外周縁で後端部７０ｂの半球状の外周に接するように、それぞれの円錐状と球状との形状が決定されている。
【００４１】
溝５２は閉鎖部７０が弁座２８に着座した際に接触する接触部５４よりも小流路孔２６側となるように形成されている。また、溝５２は周方向の全周にわたってリング状に形成されており、小流路孔２６からの流体に対向して形成されている。
【００４２】
第２実施形態の場合でも、第１実施形態と同様、図９（イ）に示すように、閉鎖部７０と弁座２８との間隔が大きく、小流路孔２６から流入する流体の流速が速いときには、流体は先端部７０ａの円錐状の外周面から後端部７０ｂの球状の表面に沿って流れ、溝５２を飛び越えるようにして、閉鎖部７０の先端側から後方に向かって流れる。
【００４３】
また、図９（ロ）に示すように、閉鎖部７０と弁座２８との間隔が小さく、小流路孔２６から流入する流体の流速が遅いときには、流体は先端部７０ａの円錐状の表面から、溝５２に入り込み、作用面５３に突き当たるようにして流れ、弁体３６に弁座２８から離間方向に流体力が作用する。
【００４４】
よって、第１実施形態と同様、流量が少ないときや差圧が小さいとき、弁体３６に流体力が作用し、釣り合う電磁力が大きくなる。よって、流体力の変動による弁体３６の摺動が小さくなり、圧力制御状態が安定する。従って、励磁電流に比例した流量を容易に得ることができる。
【００４５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００４６】
１…装置本体 ２…収納孔
４…大径孔 ６…マスタシリンダ
８…第１接続孔 １０…ホイールシリンダ
１２…接続孔 １４…弁本体
１８…摺動孔 ２０…弁部材
２４…連通室 ２５…流路孔
２６…小流路孔 ２８…弁座
２９…第１流路 ３０…貫通孔
３３…第２流路 ３４…チェック弁
３６…弁体 ３７…小径部
３８，７０…閉鎖部 ３８ａ，７０ａ…先端部
３８ｂ，７０ｂ…後端部 ３９…コイルばね
４２…コイル ４６…可動鉄心
４８…電子制御回路 ５２，６２，６３，６４〜６７…溝
５３，５３ａ，５３ｂ…作用面 ５４…接触部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路と第２流路との間にテーパ状の弁座を設けると共に、前記弁座の縮径側を前記第１流路に接続し、前記弁座に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部を有する弁体を摺動させて、前記閉鎖部の前記弁座への着離により前記第１流路と前記第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁において、
前記閉鎖部に前記閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁体はコイルへの通電による電磁力により、前記弁座への着座方向の作用力を受けると共に、ばねの付勢力により前記弁座からの離間方向の作用力を受けることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記閉鎖部は半球状に形成され、前記弁座に着座した前記閉鎖部の前記弁座と前記閉鎖部との接触部よりも前記第１流路側に前記溝を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項４】
前記溝は前記閉鎖部に周方向全周にわたって形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項５】
前記溝を前記閉鎖部に複数形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項６】
前記閉鎖部は円錐状の先端部と、球状の後端部との間に形成した前記溝を有し、かつ、前記先端部を延長した仮想円錐面と前記後端部の球状面とが接することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項１】
第１流路と第２流路との間にテーパ状の弁座を設けると共に、前記弁座の縮径側を前記第１流路に接続し、前記弁座に対向し先端に向かって縮径する閉鎖部を有する弁体を摺動させて、前記閉鎖部の前記弁座への着離により前記第１流路と前記第２流路とを連通・遮断可能な電磁弁において、
前記閉鎖部に前記閉鎖部を窪ませた溝を流体の流れ方向に対向して形成したことを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁体はコイルへの通電による電磁力により、前記弁座への着座方向の作用力を受けると共に、ばねの付勢力により前記弁座からの離間方向の作用力を受けることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記閉鎖部は半球状に形成され、前記弁座に着座した前記閉鎖部の前記弁座と前記閉鎖部との接触部よりも前記第１流路側に前記溝を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項４】
前記溝は前記閉鎖部に周方向全周にわたって形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項５】
前記溝を前記閉鎖部に複数形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電磁弁。
【請求項６】
前記閉鎖部は円錐状の先端部と、球状の後端部との間に形成した前記溝を有し、かつ、前記先端部を延長した仮想円錐面と前記後端部の球状面とが接することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電磁弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３２０８（Ｐ２０１２−１３２０８Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３０９９（Ｐ２０１０−１５３０９９）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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