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JP2015040624A - 電磁弁とそれを用いたブレーキ液圧制御装置 - Google Patents

電磁弁とそれを用いたブレーキ液圧制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電磁弁のヨークを小型化した際の課題となっているバルブユニット挿通孔の歪による真円度の低下を抑制し、それによって、ヨークとバルブユニット間での磁気の伝達ロスを低減する。【解決手段】コイル２と、ヨーク３と、バルブユニットを備えた液圧制御用の電磁弁で、バルブユニットは、可動子の外周を覆う磁性体の筒状ガイドを有し、ヨーク３は、コの字状に成形されており、連結部３ａと折り曲げ部３ｂを有し、連結部３ａの両端の折り曲げ部３ｂの各々が筒状ガイドを挿入するバルブユニット挿通孔３ｃと連結部３ａに連なる側の幅を縮小する幅絞り部３ｄを有し、連結部３ａの幅Ｗがバルブユニット挿通孔形成部の幅Ｗ１よりも小さい。【選択図】図３

Description

この発明は、液圧制御用の電磁弁とそれを用いた車両用のブレーキ液圧制御装置に関する。
電磁弁に利用する電磁駆動装置の従来例として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された電磁駆動装置（電磁作動装置）は、円筒状保持部材の内部に磁性体の固定子や弁体である可動子などが組み込まれたバルブユニットと、そのバルブユニットの前記保持部材の外周に配置された電磁コイルと、磁路を構成するヨークを組み合わせたものである。
前記ヨークは、コの字状に折り曲げ成形されたものであって、電磁コイルの外周に沿わせる連結部の両端にバルブユニット挿通孔を有する折曲げ部を備えている。特許文献１の電磁駆動装置は、このようなヨークを用いることで軽量化や組み付け性を向上させている。
実開平５−６６９１４号公報
上記特許文献１の電磁駆動装置は、ヨークが小型化されると、折り曲げ部の基端が連なる前記連結部から前記バルブユニット挿通孔までの距離が短くなり、連結部の両端の折り曲げ部を曲げ加工した際に、バルブユニット挿通孔に歪が生じて孔の真円度が悪化する。
曲げの内側では、曲げ加工するブランク材に圧縮力が加わり、曲げの外側では逆に引っ張り力が加わる。折り曲げ部からバルブユニット挿通孔までの距離が近いと、その圧縮力と引っ張り力の影響が孔の形成部に波及してバルブユニット挿通孔が歪み易くなる。
その歪によってバルブユニット挿通孔の真円度が悪化すると、孔面に対するバルブユニットの円筒状保持部材の密着性が悪化し、ヨークとバルブユニット間における磁気の伝達ロスが大きくなる。
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電磁弁のヨークを小型化した際の課題となっているバルブユニット挿通孔の歪による真円度の低下を抑制し、それによって、ヨークとバルブユニット間での磁気の伝達ロスを低減することを課題としている。
上記の課題を解決するため、この発明においては、コイルと、ヨークと、前記コイルが発生させた磁力で磁性体の可動子を吸引して弁体を駆動するバルブユニットを備えた液圧制御用の電磁弁に以下の特徴部を付加した。
即ち、前記バルブユニットは、前記可動子の外周を覆う磁性体の筒状ガイドを有し、
前記ヨークは、コの字状に成形されており、前記コイルの外周に沿わせる連結部と前記コイルの端部に沿わせる連結部の両端の折り曲げ部を有し、かつ、前記連結部の両端の折り曲げ部の各々が前記筒状ガイドを挿入するバルブユニット挿通孔と前記連結部に連なる側の幅を縮小する幅絞り部を有し、前記連結部の幅がバルブユニット挿通孔形成部の幅よりも小さいものにした。
かかる電磁弁は、前記ヨークの前記幅絞り部を、端面視において前記コイルの外径よりも径方向外側に配置するのがよい。
この発明は、上記電磁弁を用いた下記のブレーキ液圧制御装置も併せて提供する。そのブレーキ液圧制御装置は、モータに駆動されるポンプを内蔵した液圧ユニットのハウジングの一面に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を低下させる減圧用電磁弁と前記ポンプから供給されるブレーキ液圧を前記ホイールシリンダに供給する増圧用電磁弁を組み付けている。
また、この発明を特徴づける構成として、前記減圧用電磁弁と前記増圧用電磁弁として上述したこの発明の電磁弁を前記ハウジングに偶数個組み付け、対をなす２個の電磁弁を並列に配置してその２個の電磁弁のそれぞれのヨークの前記幅絞り部間に空間部を形成し、その空間部に圧力センサなどの電子部品を組み付けている。
上記圧力センサは、前記ハウジングの内部の液圧通路に導入されたブレーキ液圧を検知するものであるが、前記空間部に組み付ける電子部品は、その圧力センサに限定されない。
この発明のブレーキ液圧制御装置は、前記電磁弁を、対をなす並列配置の第１群の２個と、その第１群の２個とは正反対向きにした並列配置の第２群の２個を１組とし、計４個の電磁弁の前記ヨークの前記幅絞り部間に主空間部を形成してその主空間部に電子部品を組み付けると好ましい。
また、この構造では、前記幅絞り部をヨークの両側面を切り欠く形状にして第１群と第２群の各２個の電磁弁の前記主空間部を形成する側とは反対側の幅絞り部間に副空間部を形成することができ、その副空間部に前記液圧ユニットに対して電子制御ユニットを連結するボルトや前記液圧ユニットの
ポンプ駆動用モータに対して電子制御ユニット側から電力を供給する給電用端子などの他部品を配置
するのも好ましい。
この発明の電磁弁は、ヨークの連結部の両端の折り曲げ部に幅絞り部を設けて前記連結部の幅をバルブユニット挿通孔形成部の幅よりも小さくしたので、折り曲げ部の曲げ加工がし易い。
これにより、折り曲げ部を曲げ加工するときのブランク材の歪が小さくなり、連結部の両端の折り曲げ部に設けられたバルブユニット挿通孔の真円度の悪化が抑制される。
そのために、バルブユニット挿通孔に対する前記筒状ガイドの密着性が高まり、ヨークとバルブユニット間での磁気の伝達ロスが減少して磁気効率が高まる。
また、バルブユニット挿通孔の真円度向上とヨーク両端のバルブユニット挿通孔の軸ずれ抑制により、ヨークに対するバルブユニットの組み付けも容易になる。
電磁弁のヨークに幅絞り部を設けることで、電磁弁をブレーキ液圧制御装置の液圧ユニットに組み付ける際に、２個の電磁弁を並列に配置してその２個の電磁弁のヨークの幅絞り部間に電子部品を組み付けるスペース（空間部）を確保することができる。
この発明のブレーキ液圧制御装置は、この発明の電磁弁を液圧ユニットに偶数個組み付け、対をなす並列配置の２個の電磁弁のそれぞれのヨークの幅絞り部間に空間部を形成してその空間部に圧力センサなどの電子部品が組み付けており、スペースの有効利用が図られて液圧ユニットとそれを含ませた液圧制御装置を小型化することが可能になる。
このほか、ヨークの折り曲げ部が易くなったことでその折り曲げ部を曲げ加工したときのスプリン
グバック量も小さくなり、ヨーク両端の折り曲げ部に設けるバルブユニット挿通孔の軸心のずれも抑えられる。この軸ずれ抑制の効果とバルブユニット挿通孔の真円度向上の効果が併せて発揮され、そのために、ヨークに対するバルブユニットの組み付け性も改善される。
なお、第１群と第２群の各２個（計４個）の電磁弁のヨークの幅絞り部間に主空間部を形成してその主空間部に電子部品を組み付けたものや、第１群と第２群の各２個の電磁弁の主空間部を形成する側とは反対側の幅絞り部間に副空間部を形成してそこに他部品を配置するものは、装置の小型化の効果がより高まる。
この発明の電磁弁の一例を示す断面図である。 図1の電磁弁に用いたコイルとヨークの組立体を示す断面図である。 図２のコイルとヨークの組立体の平面図である。 図２のコイルとヨークの組立体の右側面図である。 幅絞り部を有するヨークと幅絞り部の無いヨークに設けたバルブユニット挿通孔のばらつきの測定値を比較した図である。 この発明のブレーキ液圧制御装置の全体構成の概要を示す斜視図である。 図６のブレーキ液圧制御装置に含まれる液圧ユニットの電磁弁組み付け側の端面図である。 ２輪車用液圧ブレーキ装置の一例を示す回路図である。
以下、この発明の電磁弁の実施の形態を添付図面の図１〜図５に基づいて説明し、さらに、その電磁弁を用いたこの発明のブレーキ液圧制御装置の実施の形態を添付図面の図６〜図８に基づいて説明する。
図１に示した電磁弁１は、コイル２と、ヨーク３と、バルブユニット４を組み合わせて構成されている。
コイル２は、ボビン２ａに銅線２ｂを巻きつけたものであって、電力を供給するコイル端子２ｃを備えている。
ヨーク３は、磁性体のブランク材をコの字状に曲げ加工したものであって、コイル２の外周に沿わせる連結部３ａと、コイル２の端部に沿わせる折り曲げ部３ｂを有する。
折り曲げ部３ｂは、連結部３ａの両端に設けられおり、連結部３ａの両端の対向した折り曲げ部３ｂのそれぞれに、バルブユニット挿通孔３ｃ（図２、図３参照）が設けられている。
また、このヨーク３の各折り曲げ部３ｂの連結部３ａに連なる側（基端側）に、図３に示した幅絞り部３ｄを設けている。その幅絞り部３ｄは、コイル２の外径よりも径方向外側に配置されており、コイル２が発生させる磁束が折り曲げ部３ｂに乗り移り易くなっている。
その幅絞り部３ｄの設置によって連結部３ａの図３に示した幅ｗが縮小され、その幅ｗがヨークのバルブユニット挿通孔形成部（折り曲げ部３ｂの幅を縮小していない部分）の幅ｗ１よりも小さくなっている。
バルブユニット４は、各々が磁性体の可動子５および固定子６と、可動子５に駆動される弁体７と、その弁体を接離させる弁座８と、可動子５の外周を覆う磁性体の筒状ガイド９と、可動子５を閉弁方向に付勢する復帰スプリング１０と、底壁と周壁にポート１１ａ、１１ｂを設けた有底筒状のホルダ１１を組み合わせたものを図１に例示した。
１２は、ホルダ１１の内部に組み込んだシートであり、このシートに弁座８と、ポート１１ａ、１１ｂ間を連通させる通路孔１２ａが設けられている。
固定子６は、図１においてヨーク３の上側の折り曲げ部３ｂに設けられたバルブユニット挿通孔３ｃに、その孔の内面に密着するように挿入されている。
また、筒状ガイド９は、図１においてヨーク３の下側の折り曲げ部３ｂに設けられたバルブユニッ
ト挿通孔３ｃにその孔の内面に接するように挿入されている。
ホルダ１１も磁性体で形成されており、このホルダ１１の上側の一部は筒状ガイド９に圧入されている。
このように構成した例示の電磁弁１は、コイル２に励磁電流を流すと、磁束が発生し、その磁束がヨーク３を通して流れて可動子５が発生した磁力によって固定子６に吸引され、弁体７が弁座８から離反して弁部が開き、ポート１１ａ、１１ｂが連通する。
また、コイルへの通電を止めると、可動子５が復帰スプリング１０に押し戻されて弁部が閉じる。
例示の電磁弁１は、ヨーク３の２箇所の折り曲げ部３ｂに幅絞り部３ｄを設けたことによってバルブユニット挿通孔３ｃの真円度が幅絞り部の無い従来品に比べて良くなる。
幅絞り部を有するヨークと、幅絞り部の無いヨークに設けられたバルブユニット挿通孔の内径のばらつき状態を図５に示す。
内径のばらつきは、孔深さ方向（板厚方向）に０．２ｍｍ刻みでバルブユニット挿通孔３ｃの内径を測定して求めた。測定点は、各深さ位置とも周方向等分点の６箇所の直径を求めてその６箇所の測定データの平均値を図５に記載した。
ヨークは、金属であり、特に鉄製であると好ましく、板厚＝２．０ｍｍ、バルブユニット挿通孔形成部の幅ｗ１＝１０ｍｍ〜（幅絞り部の無いものは全体が幅ｗ１）、連結部の幅ｗ＝１７ｍｍ、両端の折り曲げ部間の距離Ｌ＝１３ｍｍ
、折り曲げ部の内径側の曲げ半径ｒ＝５．３ｍｍである。
図５から判るように、幅幅絞り部のあるヨークに設けたバルブユニット挿通孔の孔径は、ばらつき（最大値と最小値の差）が、幅絞り部の無いヨークのばらつきに比べて半減している。これから、幅絞り部を設けることの有効性を確認できる。
なお、電磁弁には、弁部を単に開閉するものと、可動子５をコイル２に流す電流の大きさに応じた位置に動かして弁部の開度を制御するものがある。この発明を適用する電磁弁は、どちらのタイプのであってもよい。
また、図１の電磁弁１は、常閉（ノーマルクローズ）型であるが、この発明を適用する電磁弁は、常開（ノーマルオープン）型であってもよい。さらに、常開型の電磁弁は、弁部と並列な通路を有し、その通路に作動液の流れを一方向に規制するチェック弁を組み込んだものであってもよい。
次に、添付図面の図６〜図８に基づいて、この発明の電磁弁を用いたブレーキ液圧制御装置の実施の形態を説明する。
２輪車用液圧ブレーキ装置の一例の回路図を図８に示す。同図の１３，１４は、ブレーキレバー（
図示せず）の操作力を受けて作動するマスタシリンダ、１５，１６は前輪と後輪のホイールシリンダ、１７は、電子制御装置からの指令に基づいて各ホイールシリンダの液圧を調整するブレーキ液圧制御装置である。
図示のブレーキ液圧制御装置１７は、液圧ユニット２０と電子制御装置（ＥＣＵ）の含まれた電子制御ユニット４０を有する。
液圧ユニット２０は、ホイールシリンダ１５，１６のブレーキ液圧を低下させる減圧用の電磁弁２２−１，２２−２と、ホイールシリンダ１５，１６のブレーキ液圧を高める増圧用のチェック弁内臓の電磁弁２３−１，２３−２と、ホイールシリンダ１５，１６から排出されたブレーキ液を一時的に蓄える低圧リザーバ２４−１，２４−２と、ホイールシリンダ１５，１６から排出されたブレーキ液を汲み上げてマスタシリンダからホイールシリンダに至る液圧路に還流させるポンプ２５−１，２５−２と、そのポンプを駆動するモータ２６と、ホイールシリンダの液圧を検知する圧力センサ２７を有する。
図示のブレーキ液圧制御装置１７は、一系統のブレーキ液圧のみを圧力センサ２７で検出するようにしているが、前、後輪の各系統に圧力センサを設置して両系統のホイールシリンダ圧を検出する構造にすることも可能である。
上記ブレーキ液圧制御装置の全体構成の概要を図６に示す。図示のブレーキ液圧制御装置１７は、液圧ユニット２０と電子制御ユニット４０を組み合わせて構成されている。
電子制御ユニット４０は、基板収容ケース４１と、そのケースの開口を液密に閉鎖する蓋（図示せず）と、基板収容ケース４１に収容される回路基板４２を組み合わせて構成されている。
図１は、構造をわかりやすくするために、回路基板４２を想像線にして表した。この回路基板４２
には、電子制御用の回路を作り出すＩＣチップ（ＥＣＵ）などが実装され、必要な電気回路も作りこまれている。
図には、基板の電源回路に電気的に接続して回路基板４２で支持する電磁弁のコイル２と、基板収
容ケース４１の本体ケース４１ａに植設された電気端子４３，４４，４５を示した。
液圧ユニット２０は、アルミニウム合金などからなるハウジング２１の内部に前輪と後輪に対応させた２系統の増、減圧用の液圧路を形成し、さらに、モータ２６に駆動されるポンプ（図８の２５）や前後輪のブレーキ液圧の増減制御を行う電磁弁２２−１，２２−２、２３−１，２３−２を組み付けたものである。
電磁弁２２−１，２２−２、２３−１，２３−２は、図７に示すように、前記ハウジング２１の一面側（モータ２６を固定した面とは反対側の面）に組み付けられている。
各電磁弁２２−１，２２−２、２３−１，２３−２は、折り曲げ部に幅絞り部３ｄのあるヨーク３を用いている。減圧用の電磁弁２２−１，２２−２は図1で説明した電磁弁１と同一構造の弁である。増圧用の電磁弁２３−１，２３−２は、チェック弁を内蔵した常開型であり、バルブユニットの構造が図1の電磁弁１とは異なる。ヨークは図１の電磁弁と同様、幅絞り部３ｄを設けたものが用いられている。
電磁弁２２−１，２２−２を対にして並列に配置し、さらに、電磁弁２３−１，２３−２も対にして並列に配置している。その配置は、第１群の電磁弁２２−１，２２−２に対して第２群の電磁弁２３−１，２３−２が正反対向き、かつ、ヨークの幅絞り部を設けた側が互いに突き合わされる向きになるようにしている。
その配列により、計４個の電磁弁のヨークの幅絞り部間に主空間部２８が生じており、その主空間
部２８に圧力センサ２７を配置している。これにより、電磁弁２２−１と２２−２間の間隔と２３−１と２
３−２の間の間隔が詰まり、液圧ユニット２０とブレーキ液圧制御装置１７を小型化することが可能に
なっている。
図示の構造では、第１群と第２群の各２個の電磁弁２２−１と２２−２及び２３−１と２３−２の主空間部２８を形成する側とは反対側の幅絞り部間に副空間部２９が形成されている。その副空間部２９には、液圧ユニットのハウジング２１に対して電子制御ユニットの基板収容ケース４１を連結する締結ボルト３０を配置しており、これによって、ブレーキ液圧制御装置１７が更に小型化されている。
図７の３１は、電子制御ユニット４０内の給電回路とモータ２６をつなぐ給電用端子（モータ端子）である。給電用端子３１は、ハウジング２１に貫通孔３２を設けてその貫通孔に通している。その
貫通孔３２と締結ボルト３０の位置を入れ替えて、副空間部２９に給電用端子３１を配置することも可能である。
なお、液圧ユニットのハウジング２１に組み付けられた電磁弁や圧力センサなどは、電子制御ユニット４０のケースで覆って保護される。
１ 電磁弁
２ コイル
２ａ ボビン
２ｂ 銅線
２ｃ コイル端子
３ ヨーク
３ａ 連結部
３ｂ 折り曲げ部
３ｃ バルブユニット挿通孔
３ｄ 幅絞り部
４ バルブユニット
５ 可動子
６ 固定子
７ 弁体
８ 弁座
９ 筒状ガイド
１０ 復帰スプリング
１１ ホルダ
１１ａ、１１ｂ ポート
１２ シート
１２ａ 通路孔
１３，１４ マスタシリンダ
１５，１６ ホイールシリンダ
１７ ブレーキ液圧制御装置
２０ 液圧ユニット
２１ ハウジング
２２−１，２２−２ 減圧用の電磁弁
２３−１，２３−２ 増圧用の電磁弁
２４−１，２４−２ 低圧リザーバ
２５ ポンプ
２６ モータ
２７ 圧力センサ
２８ 主空間部
２９ 副空間部
３０ 締結ボルト
３１ 給電用端子
４０ 電子制御ユニット
４１ 基板収容ケース
４１ａ 本体ケース
４２ 回路基板
４３，４４，４５ 電気端子
ｗ ヨークの連結部の幅
ｗ１ ヨークのバルブユニット挿通孔形成部の幅

Claims (5)

  1. コイルと、ヨークと、前記コイルが発生させた磁力で磁性体の可動子を吸引して弁体を駆動するバルブユニットを備えた液圧制御用の電磁弁であって、
    前記バルブユニットは、前記可動子の外周を覆う磁性体の筒状ガイドを有し、
    前記ヨークは、コの字状に成形されており、前記コイルの外周に沿わせる連結部と前記コイルの端部に沿わせる連結部の両端の折り曲げ部を有し、かつ、前記連結部の両端の折り曲げ部の各々が前記筒状ガイドを挿入するバルブユニット挿通孔と前記連結部に連なる側の幅を縮小する幅絞り部を有し、前記連結部の幅がバルブユニット挿通孔形成部の幅よりも小さい電磁弁。
  2. 前記ヨークの前記幅絞り部を、端面視において前記コイルの外径よりも径方向外側に配置した請求項１に記載の電磁弁。
  3. モータに駆動されるポンプを内蔵した液圧ユニットのハウジングの一面に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を低下させる減圧用電磁弁と前記ポンプから供給されるブレーキ液圧を前記ホイールシリンダに供給する増圧用電磁弁を組み付けたブレーキ液圧制御装置であって、
    前記減圧用電磁弁と前記増圧用電磁弁として請求項１又は２に記載の電磁弁を前記ハウジングに偶数個組み付け、対をなす２個の電磁弁を並列に配置してその２個の電磁弁のそれぞれのヨークの前記幅絞り部間に空間部を形成し、その空間部に電子部品を組み付けたブレーキ液圧制御装置。
  4. 前記電磁弁を、対をなす並列配置の第１群の２個と、その第１群の２個とは正反対向きにした並列配置の第２群の２個を１組とし、計４個の電磁弁の前記ヨークの前記幅絞り部間に主空間部を形成してその主空間部に前記電子部品を組み付けた請求項３に記載のブレーキ液圧制御装置。
  5. 前記電磁弁のヨークの前記幅絞り部をヨークの両側面を切り欠く形状にして第１群と第２群の各２
    個の電磁弁の前記主空間部を形成する側とは反対側の幅絞り部間に副空間部を形成し、その副空間部に他部品を配置した請求項４に記載のブレーキ液圧制御装置。

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