WO1994010487A1

WO1994010487A1 - Electrovanne

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Publication number: WO1994010487A1
Application number: PCT/JP1993/001569
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Hayakawa; Masuhiro Kondo; Makoto Imaeda; Yuzo Imoto; Kenji Takeda
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1994-05-11
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Description

明細書電磁弁技術分野

本発明は、電磁弁に関するものであり、特に車両用アンチロックブレーキシステム（A B S ) のブレーキ油圧制御用に有用な電磁弁に関する。背景技術

A B Sのブレーキ油圧制御は、図 3 に示す周知のごとく、車輪が口ック傾向にあると、減圧電磁弁 1 0 2を開いて W Cの油圧をぬき、車輪速が復帰してくると、増圧電磁弁 1 0 1 を数 m sづっパルス的に開き WZCの油圧をパルス的に增圧させている。この時、增圧電磁弁 1 0 1 の流路断面積が大きいと、 1パルスごとの增圧量が大きくなるため、油圧脈動が大きくなるとともに、すぐに車輪のロックに至る。従来では、これを防止して油圧制御の増圧量を適量にするように、増圧電磁弁 1 0 1 内部に制御ォリフィスを設けることが考えられているしかし、この制御オリフィスは通常ブレーキ時には、 MZCと W/ Cの間の通路抵抗を増大する為、ブレーキの効き遅れが大きくなり、ブレーキフィーリングが悪化するという問題がある。

この問題に対する解決策として、特開昭 6 4 — 4 9 7 7 9号公報に開示される装置がある。この装置では、通常ブレーキ時には、永久磁石の保持器により可動子を保持して油圧弁部が大きく開いた状態にし、 A B S制御時には、一旦電磁力により可動子を上記保持器からはずしている。そして、 A B S制御時には、ブレーキ油が球形の封止部材を有する流入領域を流れる際に、封止部材に吸引効果を発生させるとともに、ブレーキ油が封止支持体に設けられた孔を流れる際に、可動子の上面と底面との間で圧力差を生じさせることにより可動子の底面に吸引効果を発生させている。これにより上記装置では、 A B S制御時には弁がフルストロークせず微小な範囲でストロ一クすることになるため、ブレーキ油圧の制御性をあげることができ、一方、通常ブレーキ時にはブレーキの効き遅れを無くすことができる。

しかしながら、上記装置では、通常ブレーキ時に可動子底面に吸引効果を発生させないための永久磁石の保持器が必要であり、また、 A B S制御時に保持器から引き離す電磁力が余分に必要となるため、構成が複雑になるとともに、体格が大きくなるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、構成要素を追加する事なく極めて簡素な構成にて、通常ブレーキ時には油圧制御弁の流路面積を大きくして効き遅れを回避し、 A B S制御時には流路面積を小さくして A B Sの制御性を良くすることができる電磁弁を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するために本発明の電磁弁は、電磁力の作用を受け移動する移動部材に押圧される球面形状を有する連通遮断部材とテ一パ面を有するシート部材との間を流体が流れた際に負圧を発生し、この負圧により前記連通遮断部材を前記テーパ面方向に吸引させるように構成された電磁弁において、

前記連通遮断部材及び前記移動部材は同空間内に配置されており、該空間空間から他の空間に流体が流出する際に、前記連通遮断部材と前記シート部材との間のみにて負圧を発生するように配置されていることを特徴とする。

上記構成により本発明の電磁弁では、機構を追加する事なしに、単に、ボール弁部の諸元を前記値の範囲に選定するだけで、通常ブレーキの効き遅れを回避し、 A B S制御中の增圧量を適度に制御でき、また、流路面積が小さな状態で作動するため、流量変動が小さくなり、油撃による油圧脈動も小さくする事ができ、油圧脈動によって発生する A B S作動音を低減する事ができる。図面の簡単な説明

図 1 は電磁弁 1 の全体構成を示す断面図である。図 2 は図 1 の要部拡大図である。図 3 は A B Sの油圧回路を示す図である。図 4 はと WZC油圧脈動の関係を示す特性図である。図 5 は Zと WZC油圧脈動の関係を示す特性図である。図 6 は流量と圧力損失のの関係を示す特性図である。図 7の（ a ) は従来技術における WZC圧力の変化を示すタィムチャートであり、同図（ b ) は実施例における WZ C圧力の変化を示すタイムチヤ一卜である。図 8 は MZC— WZC差圧と W ZC増圧量の関係を示す特性図である。図 9 は MZC— WZC差圧と WZC油圧脈動の関係を示す特性図である。図 1 0， 1 1及び図 1 4 乃至図 1 9 は他の実施例の構成を示す断面図である。図 1 2 はパラメ一夕 Kおよび Zの関連を示す特性図である。図 1 3 は圧力差と流量の関係を示す特性図である。図 2 0 は弁開度とスプリング荷重との関係を示す特性図である。図 2 1 乃至図 2 6及び図 2 9乃至図 3 2 は他の実施例の構成および作動を示す断面図である。図 2 7 は弁開度とスプリング荷重との関係を示す特性図である。図 2 8 は WZC圧力の変化を示す夕ィムチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

図 1 に本実施例の電磁弁 1 を示す。ヨーク 2の内側にコイル 3が設置され、リードワイヤ 4を介して通電可能となっている。コイル 3の内側には、非磁性体のスリーブ 5があり、磁性体であるコアステ一夕 6 に油密に固定されている。コアステ一夕 6 の内側には、ガイド 1 0 が圧入されている。スリーブ 5の上部内側には、可動鉄心であるブランジャ 8があり、その内部には非磁性体のシャフト 7が圧入されている。シャフト 7の外周は、ガイド 1 0の内面 1 0 a に対して、所定のすき間 1 0 eをもち、摺動可能となっている。コアステ一夕 1 0の下部内側には、シートバルブ 1 1 が圧入されており、ボール 1 3がシート面 1 1 aをふさぐことで、油路の開閉を行う。ボール 1 3の上部はシャフト 7の下部にある平面部 7 aに当接しており、シートバルブ 1 1 に設置されたスプリング 1 2 によって、シャフト 7および一体で動くプランジャ 8を上方に押しており、スリーブ 5の上部内側端面 5 a に当たっている。この時、シート面 1 1 a とボール 1 3の間は 0 . 2 mm以上あいている。

シャフト 7の下端部には、平面部 7 aがあり、ボール 1 3を下方のみに力を作用するようになっており、また、斜面 7 bにより、ボール 1 3の横方向の動きを規制しており、ボール 1 3力く、シャフト 7 とシート面 1 1 aから横方向に外れないようになつている。また、ガイド 1 0の最下端部には、フィルタ 1 8が設置され、ガイド 1 0の側面 1 O bにはフィルタ 1 6が設置されており、それぞれ、 M Z C及び W Z Cからの異物が電磁弁 1 内に進入するのを阻止している。また、電磁弁 1 は、ガイド部の凹部 6 a部に設置された C リング 1 4 によりハウジング 2 0 に固定されており、 0 リング 1 5 , 1 7 により油密にシ一ルされている。なお、図中 Aはシートバルブ 1 1 に形成された第 1 空間部、 Bはシャフト 7、プランジャ 8、及びボール 1 3を収納している第 2空間部、 Cは第 2空間部 Bから W Z Cにブレーキ油が流出する出口ポートである。

この電磁弁の油路構成は、軸方向から入って、半径方向に出る L字型になる為、電磁弁はハウジングに対して一方向取り付けができる構成になっている。次に上記構成である電磁弁 1 の作動を説明する。

図 1 のコイル 3 に電流を流すとヨーク 2、コアステ一夕 6、ガイド 1 0、プランジャ 8内に磁束が通り、プランジャ 8 とガイド 1 0が近接するように電磁力が発生し、スプリング力と油圧力に打ち勝って下方に動き、ボール 1 3がシ一卜面 1 1 aに当接し、 Mノ Cと W / C間の油路を遮断する。電流を切ると、電磁力が消失し、スプリング力、及び油圧力により最終的には元の位置に戻り、 M Z Cと W Z C間の油路を導通させる。

ここで、弁に作用する力について説明する。先ず、鵜沢により、「平板円形弁の特性について」（日本機械学会論文集、第 2部、 2 6巻 1 6 5号（昭和 3 5 — 5 ) 、 P 6 9 1 〜P 6 9 7 ) に於いて、平板円形弁に関しては弁に作用する流体の力を計算し、開いた弁に流体的な吸引作用が生じ、弁が、微小に開いた状態で安定的につり合う事を理論的に説明している。この流体的な吸引作用は、ベルヌーィの定理により、弁の弁座部の流速が速い部分の圧力は、弁の上面の部分の圧力より下がる事によって、弁の上下面の差圧ができ、発生する事に起因する。また、大島により「球形ポぺット弁におけるキヤビテーシヨンと弁特性」（油圧と空気圧、第 2 3巻、第 3号、 P 3 0 2〜P 3 0 8 ) に於いて、球形弁の圧力分布を測定し、球形弁でも、弁座部近辺で、弁に作用するの圧力が、弁のまわりの背圧よりも低下する事を示している。これにより、弁が、弁座の方向、つまり、弁が閉じる方向に力の成分が発生する事が証明されている。

本実施例は、これらの事実に基づき、平板円形弁で生じている現象を、 A B Sの油圧制御弁に適用したものである。つまり、 A B S用電磁弁に於いて、特に重要な項目である、簡素で、かつ流体のシール性に優れるボールと円錐テーパ面の弁座について、積極的に流体の吸引作用を利用したものである。これにより本実施例では、弁が閉じる方向の力を積極的に利用することにより、弁が A B S制御中のある差圧範囲で弁がフルストロークしない微小ストローク状態、つまり、弁の流路面積が小さい状態で、パルス的に増圧することができ、增圧量が大きくならずに良好な A B S制御が可能となる。

図 2に、本実施例の電磁弁のボール弁部の拡大図を示す。弁諸元は、ボール径： D、シート角 ø、弁座穴径： d l 、シート径： d2 (= D COS Φ ) 、シート端面径： d3 で表される。 d l は通常ブレーキの効き遅れがない程度の直径（A B S用電磁弁では、 00.7 mm 以上とするのが望ましい）を選定する。 d2 は、 d2 = d 1 + Sで表され、 Sは加工上角部がだれて、ボールがシールする上で、問題がない程度の大きさ（例えば、 S > 0.03mm) にする。この時 d2 は、 d2 > 0.76 mmとなる。シート角 øは d 2 を固定した場合、ボール径 Dにより、 φ = C0S — ¹ ( d 2 ZD) の関係式から、一義的に決まる。スプリング 1 2のセット荷重は小さいほうが弁が開く方向の力が小さくて好ましいが、実験で確認した結果、 1 5 0 g〜 9 0 0 gの範囲内で、設定するのが良い。

図 3は、本発明電磁弁を增圧用電磁弁 1 0 1 として使用した場合の油圧回路を示す。電磁弁をパルス的に開閉すると図中の P部の圧力（ WZC圧力）がパルス的に增圧する際に、図 7のように油圧脈動が生じる。この油圧脈動により、配管振動や車両のブレーキトルク変動を発生させ、 A B S作動時に作動音が発生する。

図 4 は、 d 3 = ø 2.8 mm とした場合について、シート径に対するボール径の比： K = DZd2 をパラメータにとり、 MZCと WZCの差圧が 1 2 0 kgf/cm² の場合の油圧脈動の実験結果を示す。これにより、 K > 2. 2で急激に油圧脈動が増大するので、 Κ > 2. 2 とするのが好ましい。

図 5は、シート面の長さに関するパラメ一夕： Z = d3 / d 2 について油圧脈動を評価した場合である。これによれば、 Z〉 l . 9 とするのが好ましい。図 6 は、 d 1 = ø 0.7 mm 、 d 2 = ø 1.0 mm で、 a) D = ø 1.5 mm 、及び、 b) d 1 = ø 0.7 mm 、 d 2 = ø 1, 0 mm, D = ø 5.0 mmの電磁弁を O F F状態（ノーマル · オープン）の状態での、電磁弁の差圧— 流量特性を示したものである。これによれば、電磁弁が O F F状態では、ボール弁はフルストロークしており、弁のストローク量が最初から大きい為、弁を引き戻すまでの流体の吸引効果はなく弁座部の流路面積は絞られる事はない。従って、本実施例効果の範囲内の電磁弁（b ) は、本実施例効果の範囲外の電磁弁（a) と、同等な流量特性を示しており、これにより、通常ブレーキの効き遅れがない事がわかる。図 7 は、パルス的に增圧し、その時の W/Cの 3パルス分の增圧量を測定したものである。図 7 ( a ) は従来のボール弁仕様の電磁弁の場合であり、図 7 ( b ) は、本実施例範囲のボール弁仕様の電磁弁によるものである。これによれば、本実施例の電磁弁構成に於いて、特に、機構を追加する事なしに、単に、ボール弁部の諸元を前記値の範囲に選定するだけで、通常ブレーキの効き遅れを回避し、 A B S制御中の增圧量を適度に制御でき、また、流路面積が小さな状態で作動するため、流量変動が小さくなり、油撃による油圧脈動も小さくする事ができ、油圧脈動によつて発生する A B S作動音を低減する事ができる。

図 8、図 9 は、本実施例の効果の特徴を更に示すものである。つまり、 MZCと WZCの差圧： A P = PM/C - P W/C に対する W/Cの増圧量（図 8 ) と脈動（図 9 ) を図 7から読み取ったものである。本実施例効果のない電磁弁（図中（a) ) は增圧量がオリフィスの開口面積によって決まり、差圧が大きくなるにつれて増圧量も大きくなつてしまう。これに対して、本発明の電磁弁（図中（b) ) では、差圧が大きくなると、ボール弁に作用する吸着力が増大し、オリフィス 1 9の開口部 1 9 aの開口面積より、弁座部 2 1 の開口面積が小さい状態になり、増圧量が頭うちなり、 M / C圧と W C圧の差圧が大きくなつても、 WZCの增圧量を概略一定とする事ができる。この事により、 MZC圧を A B S制動中に変えるようなブレーキの踏み方をしても、 W/C圧の增圧量は MZC圧の絶対値によって変化しない為、安定した A B S制御ができ、また、一般的には、増圧量が大きいと油圧脈動も大きくなる為、 MZC圧が大きい場合の A B S作動音も小さくなるという優れた特性をもつ。

以上、説明したように、本実施例により、何の付加機構も追加する事なしに、ボール弁の仕様を本発明の範囲内にする事のみで、通常ブレーキの効き遅れを回避し、かつ、 A B S制御時の增圧量を適量にし、 A B S作動音も低弒する事ができ、簡素で、高性能な電磁弁が供給可能となる。

(他の実施例）

図 1 0はシャフト 7の下端部 7 cにボール 1 3を固定するとともに、シートバルブ形状を変えた場合である。すなわち、シートバルブ 1 1のシ一卜面 1 1 aの外周に平面部 1 1 bがある場合である。この場合、シート外形： d3 は図に示すようにとる。また、この場合スプリング 1 2は、シャフト 7の下端部 7 dで支持されている。

図 1 1 はロッド 2 3の他端を球面 2 3 aに加工し、シャフト 7の穴 7 dに圧入した場合である。この構成により、比較的大きなボール径相当のものが、シャフト 7に結合でき、シャフト径を細くでき、可動部重量が下がると共に、ガイドの内径が小さくなり、電磁力の吸引面積を大きくとれ、応答性が上がるという長所がある。

図 1 2は、前述の実施例におけるパラメ一夕 K及び Zの関連を表したものである。前述の実施例では、 K > 2. 2、 Ζ > 1. 9が望ましいと述べたが、図 9を用いて考察すると、図 4及び図 5より油圧脈動が特に小さくなる。 Κ= 3. 5〜 5以上、 Ζ = 2. 8〜 3以上の値を使用すると、本発明の効果は更に上がるので、領域 I より、領域 II、 mの範囲を推奨範囲とする。これは、実用的には弁座穴径 , に応じて d ₂ = 0. 6 6〜 l mm ( > d , + S ) 、ボール径 D = 0 3. 5〜0 5 mm近くに設定した場合、特に有効である。

また、 Dが d ₃ に対して著しく大きい場合、即ち K > Zの場合は、 Κを大きくしても効果は Κ ^ Ζと変わらないので、 Ζに対し Κをむやみに大きくしても効果が増大するものではない。

図 1 3は、前述の実施例における圧力差、流量特性である。

ただし、この特性は図 6に示す実験時よりもスプリングの荷重を小さな値に設定してある。

( a ) は例えば図 2のボール弁を取り除き、弁座穴（径 d , ) のみの特性である。（ b ) は、ボール及びスプリングを設置した場合の実験結果の一例である。これによれば、前に述べた図 6 と同様に通常ブレーキ時でボールがスプリングによって、弁座に対して離れているのでボールの吸着（吸引）はおこらず、ボールとシートの間で油路が絞られる事はないが、 A B S制御が開始されると、ボールがシート方向に移動するため、 A B S中に電磁力によってボールが閉じた状態から開く場合は、開いた瞬間に吸引がおこり、ボールとシートの間で油路が絞られるようになる。つまり弁は全開せずに、圧力差が大きくなつても流量はほぼ一定に保たれ、前に述べた図 8に示すように MZ Cと W/Cの圧力差に依らす一定の增圧特性になる。

ここで注目すべき事は、一般の流量制御機能は、前述のように、一定流量を制御する為、図 1 3 ( c ) のような特性となるのに対し、本発明の場合には、（b ) のようになる為、 A B S制御中の增圧量極めて小さくなり、油圧脈動も低減される優れた効果を有する。

次に、ボールと単純テーパシートの弁に対して、更なる改良についけ説明する。

まず、弁の形状に関する寸法は

受圧径 d ₂ ( = D c o s 0 ) のとき

受圧面積 A ₂ = ;r Z 4 d ₂ ² 弁の代表径 d ₄ (ボールのみの場合 = D )

この時の

吸着面積 A _{4 f}= 7Γ 4 d ₄ ²

実吸着面積 A ₄ = A ₄,- A 2

吸着面積/受圧面積比 B -A d ZAz

となる。

相対的に、吸着力を増すためには

1 ) 弁下面の流即を挙げべルヌーィの法則によって圧力を下げる。

2 ) 弁の実吸着面積を上げる（A₄ を大きくする）。

のが有効である。

図 1 4 は弁下面の流速を上げるため、シート形状を d _{2 f} ( > d 2 ) より外側を、ボール 1 3をつつむような滑らかな球の凹面形状にしたものである。この図は曲率を一定としたが、任意曲面でも良い。図 1 5 は、球凹面 1 l _h をスプリング 1 2で押さえる事により、圧入等め精度のいる加工がなくなり、また、抜ける心配もなく、更に生産性が向上する。図 1 6 は、シー卜形状を 3段とし、 d _{2 f} ( > d ₂ ) より ø . (く 0 ) 、 d ₂, ( > d _{2 f}) より 0 _b (く ¾ ) の角度でボール 1 3 をつつむようなシート形状にしている。この図 1 6 は、 3段にテーパ角を変えているが、更に段数を増しても良い（ただし、シート面にボールがあたたった時に、 φ 、 φ . の面があたらないようにする。）。図 1 7 は、スプリング 1 2をシート 1 1 f と外側シートバルブ 1 1 p との間に挿入した場合であり、ボール 1 3を支持するスプリング 1 2の内径 d s に依存しないで大きなシート外形 d ₃ を確保する事ができる。また、図 1 8のようにすれば、シート部を円筒上に突出した形状を取らずに構成できるため、更に有効吸着面積の増大が可能となる次に、シート径 d ₂ を同じにして、有効吸着面的面積を上げることを考えてみる。単純には、ボール径 Dを大きくすれば良いが、 d 2 = D c o s

の関係がある為

Φ = c o s ―、 ( d 2 /D )

よりシート角 øを大きくする必要がある。しかし、シート角 øを大きくしすぎると、

0 = th= t a n^_1 ( l /// )

ただし、 φ _th =限界摩擦角

=摩擦係数

となり、ボールがシート斜面を滑り込まなくなる。

すなわち、ボール 1 3が図中下方向向に移動して弁を閉じる際において、ボール 1 3の中心がシート 1 1の中心からずれて接地すると、ボール 1 3はシート 1 1のシート面をすベることができず、接地のずれを修正することができない。従って、シート角 øをあまり小さくできず、これに伴ってボール径 Dもあまり大きくすることができない。

そこで、ボール径 Dを特に大きくせずに実吸着面積を増大させる方法とて、以下の方法がある。

図 8は、ボール 1 3にホルダ 1 2 bを取り付け、ホルダ 1 2 bを介してボールを押し上げる場合である。この場合、有効な吸着径 1₄ を大きくとれるので吸着効果が増大する。この場合の d ₄ はホルダ 1 2のシート 1 1 に面する部分 1 2 eとボールを包絡する形状とする。図 1 9は、ボール 1 3をシャフト下端圧入後、かしめた場合である。この場合、シャフト下端部 7 f とシート面 1 1 f はボールが着座している時の両者のすき間は可能な限り小さいほど良い。

これまで説明に用いたスプリングは、弁の開閉全ストロークに於いて作用する構成であつたが、図 2 0の特性のようにボールがシートする近辺のみにスプリングからの荷重を受けるようにする事で、流量制御に大きな影響を与える事なくシート時のスプリング荷重を任意に設定することができる。従って、低温時等電磁弁の摺動部の粘性抵抗が大きくなつても、セッ卜荷重を大きくすれば、確実に弁を開く力が作用するので、電磁弁の作動が更に確実になるという優れた点を有する。ここで、スプリング荷重が作用する弁開度 X , は 0 . 1 m m以下で良いが、推奨値は 2 0 〜 5 0 程度である。

以下、具体的構成を図 2 1乃至図 2 3 に示す。図 2 1 は、電磁弁を作動する前の状態を示す。シャフト 7の端面のホルダ 7 aがガイド径部 7 bで圧入され、その内側に環状のヮッシャ 5 0が設置されている。ヮッシャ 5 0 は、スプリング 1 2によりガイド 1 0の端面 1 0 aに当接している。ボール 1 3 はホルダ 7 aに固定されている。そして、図示しないコイルに電流を流すと図 2 1 の状態から図 2 2を経て、図 2 3の状態でシールするようになる。この時、ガイドの端面 1 0 a とヮッシャ 5 0 との間は X , だけすき間があく。次に電流を切ると図 2 3 に於いて、スプリング 1 2 によりヮッシャ 5 0を介してシャフト 7 を押すので、ヮッシャ 5 0がガイド端面 1 0 a に接すると図 2 3 の状態になる。ヮッシャ 5 0がガイド 1 0 に当接すると、 X , ストロークするシャフト 7に対して、スプリング荷重は作用しなくなり、ボール 1 3及びシャフト 7が不必要にストロークしないようにする事ができる。

図 2 4 は図 2 1乃至図 2 3のシャフト 7 とホルダ 7 aを一体化した場合であり、同様の効果を得る。図 2 5 は同筒状ホルダ 2 3内でボールが自由に移動可能な状態でありスプリング 1 2がホルダ 2 3の傾斜 2 3 aを介して、ボール 1 3を押し、ホルダの端面 2 3 bがガイドの端面 1 0 aに当接するとボール 1 3 にスプリング荷重がかからなくなるため、図 2 1乃至図 2 3 と同様な効果を得ることができる。図 2 6 は、ボール 1 3 に環状ホルダ 3 3を一体固着した場合である。この場合は、ヮッシャ 5 0を押すスプリング 1 2 aの他にボール 1 3を押すスプリング 1 2 bが設置してある。

図 2 6 の特性は図 2 7 に示すように、 0〜 X , の間はスプリング 1 2 a とスプリング 1 2 bの荷重が作用し、 X , 以上では、スプリング 1 2 bのみが作用するようになる。この時、スプリング 1 2 bの荷重は図 2 7の破線の特性を維持するレベルのスプリングにすれば、流量制御上問題はない。また、図 2 1乃至図 2 3、図 2 4、図 2 5 の構成に対しても同様なスプリングを設定する事が可能である。

今まで述べてきた弁の吸着減少を利用したものはあくまで、弁の開度を絞る事によって、弁に流れる流量を制限し、流量変化量を低減する事によって、弁の開閉によって生じる油圧配管の油圧脈動を低減するものであった。

弁を開閉速度を遅くする方法として、流体の粘性抵抗を利用する事が有効である。その構成としては、図 1 で示されるプランジャの上下の部屋の連通穴をやめ、プランジャ 8、スリーブ 5間のクリアランスを小さくする方法又はガイド 1 0 、シャフト 7間のクリアランスを小さくする方法があり、図 2 8 に示すように実験的にも油圧脈動の低減に有効な結果で出ており、有効な手段である。

更に、低温時に粘性係数の増大による粘性抵抗が増大し過ぎる場合は、プランジャ 8 に対しては図 2 8 に示すように、プランジャ 8 の上下の連通穴を流体の温度による粘性の依存のないオリフィス絞り 8 e にし、プランジャ 8、スリーブ 5壁面の粘性による剪断抵抗分の影響をなくす為に、外周面に円筒状の突起 8 c , 8 dをつけプランジャ 8 とスリーブ 5 のクリアランスを保ち、なお、かつプランジャ 8 の上下面の流体を遮断するのが好ましい。

また、図 3 0のようにシャフト 7の外周に同様な突起 7 。あるいは 7 dを設け突起 7 c， 7 dとガイド内径部 1 0 aでオリフィス絞りとする事も可能である。シャフト 7 に突起をつけるのは、プランジャ 8 につけるより有効である。この理由は、プランジャ 8 に突起をつけると磁気回路上の空隙長さが大きくなる為、磁気の損失が多くなるのに対してシャフト 7 には、そのような制約条件はなく、また、シャフト 7 の調心性を向上するという利点があるからである。突起形状としては断面が三角形である必要はなく、粘性の影響を受けない形状にすれば良い。

さらに他の方法を図 3 1 に示す。これは、ホール 1 3 とガイド 1 0 の内面 1 0 dで絞る方法である。この方法のメリッ卜は、ボール 1 3 は普通ベアリング球であり精度が確保されているから、ガイド内径のみを精度よく加工すれば良い事、及び、ボール 1 3がシャフト 7 に対し自由に動ける場合はシャフト 7 とガイド内形部 1 0 aのクリアランスが大きい場合でも、ボール 1 3 はシートに対して確実に案内されるため、半径方向の不要な動きを防止し、更に流量制御性能が向上するという特徴がある。図 3 1 においては、ボール 1 3 とガイド 1 0のクリアランス 1 は 0 . 1 m m以下が好ましい。

前述したように、ボール 1 3 とシート 1 1 間の限界摩擦角 ø _{t h}はボールとシート間の摩擦係数によると述べたが、図 3 2 に示すように、シャフト 7 とボール 1 3間の摩擦係数〃 ' をボール 1 3 とシート 1 1 間の摩擦係数〃より小さくしておけば、ボール 1 3 はシャフト 7 の B 点で滑りが生じ、シート A点でころがるので、シート角度 øを大きくしても、ボール 1 3がシート 1 1 の上をこじる事なく移動でき、シールが確実にできるという長所が出る。この事は、シート形 d ₂ を維持しながらボール形 Dを大きくして、シート角 øが大きくなつても確実なシールができ、受圧面積、即ち執拗吸引力を大きくせずに、ボール形を大きくし、吸着面積を増大させる事ができ、シャフト 7、ホール 1 3、シート 1 1 のみの簡素な構成で大きな効果を得ることができる o

ここで、シャフト 7 とボール 1 3間の摩擦係数 ' を下げる手段として、シャフト 7のボール当たり面にテフロン形等の低摩擦材をコ一ティングしても良く、又は、シャフト 7 自体を低摩擦係数（ ^ 0 . 1 4 ) の樹脂材料にすれば、上に述べた効果の他に、可能部分を軽量化する事になり電磁石作動時の振動も低減できという波及効果もある。また、図 3 2ではボール 1 3 はシャフトの平面部 7 aで接しているが、斜面 7 bに当てても同等の効果が得られる。

さらに、シャフト 7 の下端をボール 1 3 の形状にあわせることによつて、ボール 1 3からシャフト 7 に受ける面圧を下げ、耐久性の向上が可能となる。なお、プランジャはシャフ卜を介してボールを押すが、プランジャがボールを直接押して良い。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる電磁弁は、増圧制御を行う油圧機器の流量制御弁として有効であり、特に A B S用の 2位置弁、 3位置弁として用いた場合、油圧脈動を抑えた増圧を行うことができるため、 A B Sの制御性を良くすることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 電磁力の作用を受け移動する移動部材に押圧される球面形状を有する連通遮断部材とテ一パ面を有するシート部材との間を流体が流れた際に負圧を発生し、この負圧により前記連通遮断部材を前記テーパ面方向に吸引させるように構成された電磁弁において、

前記連通遮断部材及び前記移動部材は同空間内に配置されており、該空間空間から他の空間に流体が流出する際に、前記連通遮断部材と前記シート部材との間のみにて負圧を発生するように配置されていることを特徴とする電磁弁。

2 . 前記電磁弁は、前記移動部材の一端と他端とが同じ流体圧を受けるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の電磁弁。

3 . テーパ面を有したシート部材と、

前記シート部材内部に形成された第 1空間部と、

前記シート部材を収納する収納部材と、

前記シート部材と前記収納部材との空間にて形成された第 2空間部前記収納部に設けられて、前記第 2空間部に連通する出口ポートと前記シート部材に対向する面が球面であって、前記テーパ面において前記第 1空間部と前記第 2空間部との間を連通あるいは遮断する連通遮断部材と、

前記連通遮断部材を前記シート部材から離反する方向に付勢する付勢手段と、

前記第 2空間部内に収納され、電磁力の作用を受けて前記収納部材と摺動することにより前記連通遮断部材を押圧し、該連通遮断部材を前記シート部材と接近する方向に移動させる移動部材とを備え、前記テーパ面及び前記連通遮断部材は、前記連通遮断部材が所定のストローク範囲内では、前記第 1 空間部から前記第 2空間部に流体が流入する際に、前記テーパ面と前記連通遮断部材との間で負圧を発生し、この負圧により前記連通遮断部材が前記テーパ面方向に吸引されるように構成され、

前記移動部材は、前記第 2空間部から前記出口ポートに流体が流入する際に、その一端と他端とが同じ流体圧を受けるように配置されていることを特徵とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

4 . 前記連通遮断部材は前記移動部材の下端に固定されていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

5 . 前記シート部材のテーパ面は、前記連通遮断部材とのシート箇所より外側では、前記連通遮断部材をつつむような球の凹面形状となつていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

6 . 前記シ一ト部材のテーパ面は、多段形状となっていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

7 . 前記付勢手段は前記シート部材内部に収納されていることを特徵とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

8 . 前記連通遮断部材を収納するホルダを供え、前記付勢手段は前記ホルダを介して前記連通遮断部材を付勢することを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

9 . 前記付勢手段は、前記連通遮断部材が前記シート部材にシートする付近においてのみ前記連通遮断部材を付勢するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

1 0 . 前記移動部材には該移動部材の摺動速度を'减少させる摺動速度弒少部材が備えられていることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

1 1 . 前記連通遮断部材と前記移動部材間の摩擦係数は前記連通遮断部材と前記シート部材のテーパ面間の摩擦係数より小さな値であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

1 2. 電磁弁の諸元を、シート部材のテ一パ面における弁座穴径： d l 、シート径： d 2 、連通遮断部材の球面径： D、シート角： ø ( Φ =C0S — ¹ ( d 2 /D) ) 、シート端面径： d 3 とした場合、シート径に対する連通遮断部材の球面径の比： K = DZ d 2 を K > 2. 2 とし、かつ、シート部材のテーパ面における弁座面の長さに関するパラメータ： Z = d 3 / d 2 を Z > 1. 9 としたことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電磁弁。

1 3. 前記弁座穴径 d 1 を d 1 > ø 0.7 mm 、前記シート径 d 2 を d 2 > 0.76龍としたことを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の電磁弁。

1 4. 前記弁座穴径 d l > ø 0.76mmとしたことを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の電磁弁。

1 5. 付勢手段はスプリングであり、そのセッ卜荷重は 1 5 0 g 力、ら 9 0 0 g の値に設定したことを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の電磁弁。

1 6. 前記電磁弁はアンチロックブレーキ用の増圧用の弁であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の電磁弁。