JP2008281043A - 常開型電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、弁座部材の移動による流路の閉塞を防止することができる常開型電磁弁を提供することを主たる目的とする。
【解決手段】常開型電磁弁は、筒状のボディ部３１と、ボディ部３１内に圧入により固定される弁座部材６と、弁座部材６に対して当接・離間することで弁座部材６に形成された流路を遮断・開放する弁体５と、を備えている。そして、ボディ部３１の内面に、弁座部材６の上端面６ａと対向する対向部（段差部３１ｂ）を設け、対向部と弁座部材６の上端面６ａとの間の距離αを、弁体５のストローク量βよりも小さくなるように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状のボディ部内に可動コアと反対側から圧入により固定される弁座部材を備える常開型電磁弁に関する。

一般に、車両用のアンチロックブレーキ装置などの流体の流れを制御する装置には、電磁弁が適宜設けられている。このような電磁弁としては、従来、可動コアと、筒状のボディ部と、ボディ部内に可動コアと反対側から圧入により固定される弁座部材と、弁座部材に対して当接・離間することで弁座部材に形成された流路を遮断・開放する弁体部材とを備えた常開型電磁弁が知られている（特許文献１参照）。

具体的に、常開型電磁弁は、ボディ部の弁体部材側の端部の外周面に嵌合する有底筒状のガイド筒を有しており、このガイド筒の底面と前記した弁座部材との間には、弁座部材側から順に、スプリング、弁体部材および可動コアが配設されている。また、ボディ部の弁体部材側の端部の周囲には、可動コアを磁力によって移動させるための励磁コイルが配設されている。

そして、このような常開型電磁弁では、通常時においては、スプリングによって弁体部材および可動コアがガイド筒の底面側に押し付けられることで、弁体部材と弁座部材とが所定距離（ストローク量）だけ離間した状態となる。また、励磁コイルを励磁させて可動コアを磁力によって移動させると、この可動コアとともに弁体部材が、前記した所定のストローク量で移動して、弁座部材に当接するようになっている。

特開２００５−１３２３４７号公報

しかしながら、前記した従来技術では、弁座部材がボディ部の円筒状の内面に可動コアと反対側から圧入されているだけなので、閉弁時（励磁時）において弁座部材の弁体部材とは反対側が異常に高圧となると、弁座部材がガイド筒側に向かって弁体部材とともに移動するおそれがある。そして、このように弁座部材および弁体部材が移動していき、可動コアがガイド筒の底面と当接することで止まると、弁座部材と弁体部材とが閉弁状態のままとなり、その後開放できなくなるおそれがあった。

なお、この問題に対し、ボディ部の内面にストッパを設け、このストッパに当接するように弁座部材を圧入してセットすることで、弁座部材の弁体部材側への移動を防止することが考えられる。しかしながら、この場合、ストッパや弁体部材などの各部品の公差の集積の影響によって、弁体部材と弁座部材との間の距離を一定にすることができず、所定のストローク量を確保することができなくなるおそれがあった。

そこで、本発明は、弁座部材の移動による流路の閉塞を防止することができる常開型電磁弁を提供することを主たる目的とする。

前記課題を解決する本発明は、可動コアと、筒状のボディ部と、前記ボディ部内に前記可動コアと反対側から圧入により固定される弁座部材と、前記可動コアとともに移動し、前記弁座部材に対して当接・離間することで前記弁座部材に形成された流路を遮断・開放する弁体部材と、前記弁座部材と前記弁体部材とを離間させる方向に付勢する弾性部材と、前記弾性部材の付勢力に抗して前記可動コアを磁力により移動させる固定コアと、前記固定コアを励磁するコイルと、を備えた常開型電磁弁であって、前記ボディ部の内面に、前記弁座部材の前記弁体部材側の端面と非接触状態で対向する対向部を設け、前記対向部と前記弁座部材の端面との間の距離が、前記弁体部材のストローク量よりも小さくなるように設定されることを特徴とする。

ここで、「ストローク量」とは、初期のストローク量を意味する。

本発明によれば、仮に閉弁時において弁座部材の弁体部材とは反対側が異常に高圧となった場合であっても、弁座部材は、弁体部材のストローク量よりも短い距離だけ移動した後、対向部に当接して止まる。そのため、その後、固定コアの励磁を解除しても、弾性部材によって弁体部材と弁座部材とが初期のストローク量よりも短い距離ではあるが確実に離され、流路が確実に開放されることとなる。

また、前記対向部と前記弁座部材の端面との間の距離は、前記弁体部材のストローク量に関係する各部品の公差の集積よりも大きくなるように設定されるのが望ましい。

これによれば、対向部と弁座部材の端面との間の距離が各部品の公差の集積よりも大きくなるように設定されているので、例えば可動コアおよび弁体部材が公差の範囲内で最も短く製造されてしまった場合であっても、弁座部材と弁体部材との間が所定のストローク量となるように、弁座部材を弁体部材まで近付けることができる。すなわち、所定のストローク量となるように弁座部材を弁体部材に対して近付ける際に、対向部で弁座部材の移動が邪魔されることがないので、所定のストローク量を確実に確保することができる。

また、前記ボディ部には、前記固定コアが一体に設けられるのが望ましい。

これによれば、固定コアがボディ部に一体に設けられるので、部品点数を削減して、コストの低減を図ることができる。

本発明によれば、対向部と弁座部材の端面との間の距離が弁体部材のストローク量よりも小さくなるように設定されているので、弁座部材の移動による流路の閉塞を防止することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、実施形態に係る常開型電磁弁を示す縦断面図である。なお、以下の説明においては、常開型電磁弁１の基本構造を説明した後、本発明の特徴部分の構造を詳細に説明することとする。

図１に示すように、常開型電磁弁１は、アンチロックブレーキ装置などの基体Ｂに形成された流路Ｒの閉塞・開放を切り替えるための弁であり、主に、固定コア３、コイルユニット４、弁体５、弁座部材６、および可動コア７を備えて構成されている。
この常開型電磁弁１は、通常時は、弁体５が弁座部材６から離れており、下方（便宜上、上下は図１を基準とする）につながった流路Ｒ１から側部でつながった流路Ｒ２への作動液の流れを許容している。そして、コイルユニット４への通電により弁体５が弁座部材６に当接すると、流路Ｒが閉塞されて作動液の流れが遮断される。また、この状態からコイルユニット４への通電が遮断されると、リターンスプリング８１によって、弁体５が弁座部材６から離されて、流路Ｒが開放される。

固定コア３は、各部品を収容するハウジングを兼ねており、上下に貫通した孔を有する円筒状の部材である。固定コア３は、基体Ｂに装着されるボディ部３１と、ボディ部３１より細い外径で形成されて上方に延びたコア部３２とから構成されている。ボディ部３１の内部には、弁体５および弁座部材６が収容されている。

弁体５は、先端に半球状に形成されたシール部５１が形成され、このシール部５１に円柱状の軸部５２がつながっている。軸部５２の上には、軸部５２より大きな直径で大径部５３が形成され、軸部５２と大径部５３とは、テーパ形状からなる拡径部５２ａによりつながっている。すなわち、軸部５２から大径部５３に向けて徐々に拡径している。大径部５３の上には、さらに大きな径で鍔部５４が設けられている。鍔部５４の上には、接続ピン５５が上方に延びて形成されている。

弁座部材６は、扁平な円柱形状の部材であり、上面中央に、漏斗状の弁座面６１が形成され、この弁座面６１の底から上下に貫通する流入路６２が形成されている。この流入路６２は、常開型電磁弁１の下方から弁座部材６の上部の弁室８４に作動液が流入するための通路である。また、弁座部材６には、この流入路６２から径方向外側にずれた位置に上下に貫通する戻り流路６３が形成されている。戻り流路６３の下部には、ボール弁６４が配置されて、戻り流路６３とともにチェック弁を構成している。ボール弁６４は、ボディ部３１の下端の内径に圧入されたフィルタ８３により脱落が防止されている。
このような弁座部材６は、ボディ部３１の内周に可動コア７と反対側から圧入されて固定されている。

弁座部材６の上面と弁体５の鍔部５４との間には、弁体５を弁座部材６から離間させる付勢力を発生させる弾性部材の一例としてのリターンスプリング８１が配置されている。

ボディ部３１の側壁には、複数の貫通穴３３が形成され、ボディ部３１の内外を連通している。この貫通穴３３が配置されている部分の外側には、筒状のフィルタ８５が嵌合しており、貫通穴３３を通る作動液中の異物を除去している。
ボディ部３１は、基体Ｂの装着穴Ｂ１に挿入され、その外周部に形成された溝３１ａに対して装着穴Ｂ１の周囲を径方向内側に向けてかしめることで固定されている。また、ボディ部３１の下端は、装着穴Ｂ１のうち、一回り小径に形成された圧入部Ｂ２に圧入されて固定されている。

コア部３２の内部（詳しくは、コア部３２の上端からボディ部３１の肉厚となった上部にかかる部分）には、リテーナ５６を駆動させるのに最小限のクリアランスを持つ程度の直径の円形断面からなる貫通孔３４が形成されている。そして、この貫通孔３４内には、可動コア７と弁体５とを一体的に動作させるための棒状のリテーナ５６が配置され、このリテーナ５６が貫通孔３４によって摺動自在にガイドされるようになっている。

リテーナ５６は、下端面に有底円筒状の接続穴５７が形成され、この接続穴５７に弁体５の接続ピン５５が圧入されて弁体５と一体的に動くようになっている。リテーナ５６は、リターンスプリング８１により弁体５とともに上方に付勢されているため、リテーナ５６の上面５８は、可動コア７の下端面７１と当接している。

リテーナ５６の側面には、複数（１つのみ図示）の溝５９が全長にわたって形成されている。この溝５９は、リテーナ５６が上下動したときに、リテーナ５６の上下にある作動液を移動可能とすることでリテーナ５６の動きをスムーズにしている。なお、リテーナ５６は、コイル通電時に後述する可動コア７が固定コア３に磁力で引き付けられることで可動コア７と一体的に下方へ移動し、コイル通電遮断時にリターンスプリング８１の復帰力により可動コア７と一体的に上方へ移動するようになっている。ここで、リテーナ５６および弁体５は、弁体部材の一例に相当する。

固定コア３は、磁性体からなり、コイルユニット４により励磁されると、リターンスプリング８１の付勢力に抗して可動コア７を引き付けて弁を閉じる機能を果たす。

可動コア７は、リテーナ５６の上部に配置された磁性体からなる円柱状の部材である。可動コア７の側面には、全長にわたって形成された溝７３が形成されており、可動コア７が上下動したときに、可動コア７の上下にある作動液を移動可能とすることで、可動コア７の動きをスムーズにしている。

コア部３２には、有底円筒状のガイド筒８６が嵌合および溶接により固定されている。可動コア７は、このガイド筒８６内に収容され、上下の進退動作がガイドされている。

コイルユニット４は、樹脂製のボビン４１にコイル４２が巻かれて構成され、ボビン４１の外側には、磁路を形成するヨーク４３が配置されている。

次に、本発明の特徴部分である弁座部材６周りの構造について説明する。参照する図面において、図２は、弁座部材回りの構造を示す拡大断面図である。

図２に示すように、ボディ部３１のうち弁座部材６が取り付けられる部分には、ボディ部３１の内面から内側へ迫り出した対向部の一例としての段差部３１ｂが形成されている。そして、この段差部３１ｂの段差面（下面）は、弁座部材６の上端面６ａに対向しており、その間の距離αは、弁体５の初期のストローク量βよりも小さく設定されている。さらに、距離αは、弁体５のストローク量に関係する各部品の公差の集積よりも大きくなるように設定されている。ここで、「弁体５のストローク量に関係する各部品」とは、例えば、弁体５、リテーナ５６、可動コア７、ガイド筒８６および固定コア３を示す。また、「公差」とは、弁体５、リテーナ５６および可動コア７に関しては、その全長における基準寸法よりもマイナス側（最小許容寸法側）の公差をいい、ガイド筒８６および固定コア３に関しては、これら２部品を取り付けたときのガイド筒８６の底部（可動コア７との当接部）から固定コア３の段差部３１ｂの段差面までの距離における基準寸法よりもプラス側（最大許容寸法側）の公差をいう。すなわち、弁体５の初期のストローク量αの増加に影響を及ぼす公差をいう。

次に、閉弁時に弁座部材６の下側が異常に高圧となった場合における段差部３１ｂの作用について説明する。参照する図面において、図３は、弁座面に弁体が当接した状態を示す拡大断面図（ａ）と、弁座部材が段差部に当接した状態を示す拡大断面図（ｂ）と、図３（ｂ）の状態から開弁されたときの状態を示す拡大断面図（ｃ）である。

図３（ａ）に示すように、弁体５が弁座部材６の弁座面６１に当接する閉弁時において、弁座部材６の下側が異常に高圧となった場合には、弁座部材６へ上方に向かう力が加えられ、弁座部材６が上方に移動する。そして、このように移動する弁座部材６は、図３（ｂ）に示すように、段差部３１ｂと当接することで、弁体５のストローク量βよりも短い距離αだけ移動してから止められることとなる。そのため、その後、コイル通電を遮断すると、図３（ｃ）に示すように、リターンスプリング８１の復帰力によって、弁体５が弁座部材６から距離（β−α）だけ離されて、確実に流路が開放される。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
段差部３１ｂと弁座部材６の上端面６ａとの間の距離αが弁体５のストローク量βよりも小さくなるように設定されているので、弁座部材６の移動による流路の閉塞を防止することができる。

段差部３１ｂと弁座部材６の上端面６ａとの間の距離αが各部品の公差の集積よりも大きくなるように設定されているので、例えば可動コア７、弁体５およびリテーナ５６が最も短く製造されてしまった場合であっても、弁座部材６と弁体５との間が所定のストローク量となるように、弁座部材６を弁体５まで近付けることができる。すなわち、所定のストローク量となるように弁座部材６を弁体５に対して近付ける際に、段差部３１ｂで弁座部材６の移動が邪魔されることがないので、所定のストローク量を確実に確保することができる。
コア部３２がボディ部３１に一体に設けられるので、部品点数を削減して、コストの低減を図ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、対向部としてボディ部３１に一体に形成される段差部３１ｂを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばボディ部３１とは別体となる部品を対向部として採用してもよい。

前記実施形態では、コア部３２とボディ部３１とを一体に構成したが、本発明はこれに限定されず、別体であってもよい。
前記実施形態では、リテーナ５６と弁体５を別体としたが、本発明はこれに限定されず、一体としてもよい。

実施形態に係る常開型電磁弁を示す縦断面図である。 弁座部材回りの構造を示す拡大断面図である。 弁座面に弁体が当接した状態を示す拡大断面図（ａ）と、弁座部材が段差部に当接した状態を示す拡大断面図（ｂ）と、図３（ｂ）の状態から開弁されたときの状態を示す拡大断面図（ｃ）である。

符号の説明

１ 常開型電磁弁
３ 固定コア
４ コイルユニット
５ 弁体（弁体部材）
６ 弁座部材
６ａ 上端面
７ 可動コア
３１ ボディ部
３１ｂ 段差部（対向部）
３２ コア部
４２ コイル
５６ リテーナ（弁体部材）
６１ 弁座面
６２ 流入路
８１ リターンスプリング（弾性部材）
８６ ガイド筒

Claims (3)

1. 可動コアと、
   筒状のボディ部と、
   前記ボディ部内に前記可動コアと反対側から圧入により固定される弁座部材と、
   前記可動コアとともに移動し、前記弁座部材に対して当接・離間することで前記弁座部材に形成された流路を遮断・開放する弁体部材と、
   前記弁座部材と前記弁体部材とを離間させる方向に付勢する弾性部材と、
   前記弾性部材の付勢力に抗して前記可動コアを磁力により移動させる固定コアと、
   前記固定コアを励磁するコイルと、を備えた常開型電磁弁であって、
   前記ボディ部の内面に、前記弁座部材の前記弁体部材側の端面と非接触状態で対向する対向部を設け、
   前記対向部と前記弁座部材の端面との間の距離が、前記弁体部材のストローク量よりも小さくなるように設定されることを特徴とする常開型電磁弁。
2. 請求項１に記載の常開型電磁弁において、
   前記対向部と前記弁座部材の端面との間の距離は、前記弁体部材のストローク量に関係する各部品の公差の集積よりも大きくなるように設定されることを特徴とする常開型電磁弁。
3. 請求項１または請求項２に記載の常開型電磁弁において、
   前記ボディ部に、前記固定コアが一体に設けられることを特徴とする常開型電磁弁。
   

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