JP3104424B2 - ソレノイドバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空油圧回路における切換
弁として用いられるソレノイドバルブに係り、特に、プ
ランジャ等のストロークを管理する技術の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用アンチロックブレーキ装置の油圧
回路など各種の空油圧回路における切換弁として、例え
ば特開昭６１−５９０８０号公報や実公平４−１０１４
１号公報等にも記載されているようにソレノイドバルブ
が多用されている。そして、このようなソレノイドバル
ブの一種に、（ａ）収容穴が形成されたハウジングと、
（ｂ）筒状を成して前記収容穴と同心に前記ハウジング
に一体的に配設される励磁コイルと、（ｃ）前記収容穴
内において前記ハウジングに一体的に固設されるスリー
ブと、（ｄ）前記収容穴内において前記スリーブと直列
に且つ軸方向の移動可能に配設されるとともに、上記励
磁コイルの励磁によりそのスリーブに接近する第１方向
へ吸引されるプランジャと、（ｅ）前記スリーブを軸方
向に貫通してその軸方向の移動可能に配設され、一端部
が前記プランジャに固定されるとともに、他端部に流体
通路を開閉制御する弁体が一体的に設けられたシャフト
と、（ｆ）前記シャフトを前記第１方向と反対の第２方
向へ付勢し、前記励磁コイルが非励磁状態のときは前記
プランジャを前記スリーブから離間させる付勢手段とを
備えたものがある。図４はそのようなソレノイドバルブ
の一例を示す断面図で、励磁コイル８０が励磁されてい
ない状態を示している。

【０００３】図４のソレノイドバルブにおいては、一端
部がプランジャ７０に圧入固定されたシャフト７２の他
端部には、シート部材７４の弁座７６に着座可能なボー
ル７８が一体的に設けられており、励磁コイル８０の励
磁によりプランジャ７０がスリーブ８２に接近する第１
方向、すなわち図４における下方向に吸引されると、ボ
ール７８が弁座７６に着座して流体通路を閉じる。この
時、プランジャ７０とスリーブ８２との間には所定の隙
間Δ₂ が存在し、ボール７８が弁座７６に確実に着座さ
せられるようになっている。また、励磁コイル８０が励
磁状態から非励磁状態に切り換えられると、付勢手段と
しての圧縮コイルスプリング８４の付勢力によりシャフ
ト７２が第２方向すなわち図４における上方向に移動さ
せられ、図のようにプランジャ７０がストッパ８６に当
接して第２方向の移動端が規定される。この非励磁状態
におけるプランジャ７０とスリーブ８２との間の隙間Δ
₁は、励磁によって両者間に所定の吸引作用が得られる
とともに、ボール７８と弁座７６との間の流通断面積が
オリフィス９６より大きくなるように定められており、
この隙間Δ₁ から前記隙間Δ₂ を差し引いた一定のスト
ロークでプランジャ７０は移動させられる。上記ストッ
パ８６はカバー９０に固設され、そのカバー９０はハウ
ジング８８の上端開口部にかしめ付けられるが、ストッ
パ８６をカバー９０に固設する際には、図４に示す寸法
Ｘおよび寸法Ｙ（プランジャ７０の軸方向長さ）を予め
測定し、それに基づいて前記隙間Δ₁ が得られるよう
に、ハウジング８８に対する当接面９２からストッパ８
６の先端面９４までの突き出し寸法Ｚが調整されてい
る。すなわち、Ｚ＝Ｘ−（Ｙ＋Δ₁ ）となるように、寸
法Ｘ，Ｙ，Δ₁ に基づいて突き出し寸法Ｚを調整してお
くのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のソレノイドバルブにおいては、ハウジングの
カバーに対するかしめ状態やカバーの撓み変形等によっ
て隙間Δ₁ が変化し、バルブの性能にばらつきが生じた
り使用中に変化したりするという問題があった。すなわ
ち、前記ハウジング８８のカバー９０に対するかしめが
弱いと、カバー９０とハウジング８８との間に隙間が生
じて隙間Δ₁ が大きくなり、スリーブ８２とプランジャ
７０との間の吸引作用が弱くなってバルブ性能が変化す
る一方、かしめ時の押え荷重が大き過ぎてカバー９０が
内側へ撓み変形し、開弁状態における隙間Δ₁ が小さく
なってボール７８と弁座７６との間の流通断面積がオリ
フィス９６より小さくなった場合には、流路抵抗がオリ
フィス９６より大きくなって流量が減少する。また、車
両用の油圧ブレーキ装置等において、ソレノイドバルブ
内が例えば３００ｋｇ／ｃｍ² 程度以上の高圧になり、
カバー９０が外側へ撓み変形して隙間Δ₁ が大きくなっ
た場合にも、上記のように吸引作用が弱くなる。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ソレノイドバルブの
性能のばらつきを防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めには、スリーブとシャフトとの間で第２方向の移動端
を規定するストッパを設ければ良く、本発明は、前記
（ａ）ハウジングと、（ｂ）励磁コイルと、（ｃ）スリ
ーブと、（ｄ）プランジャと、（ｅ）シャフトと、
（ｆ）付勢手段とを備えたソレノイドバルブにおいて、
（ｇ）前記シャフトが前記付勢手段の付勢力により前記
第２方向へ移動させられる際に、前記スリーブに当接さ
せられてそのシャフトおよび前記プランジャのその第２
方向の移動端を規定するストッパを、上記シャフトの他
端側に一体的に設けるとともに、（ｈ）そのストッパが
前記スリーブに当接させられた状態において、そのスリ
ーブと前記プランジャとの間の隙間が予め定められた所
定の寸法となるように、それらプランジャとシャフトと
が圧入固定されていることを特徴とする。

【０００７】

【作用および発明の効果】このようなソレノイドバルブ
においては、付勢手段の付勢力によりシャフトが第２方
向へ移動させられる際に、スリーブに当接させられてそ
のシャフトおよびプランジャの第２方向の移動端を規定
するストッパが、シャフトの他端側に一体的に設けられ
ているとともに、そのストッパがスリーブに当接させら
れた状態において、スリーブとプランジャとの間の隙間
が予め定められた所定の寸法となるように、プランジャ
とシャフトとが圧入固定されているため、ストッパをカ
バーに固設した図４の従来例のようにカバーのかしめ状
態の如何やカバーの撓み変形等に起因してプランジャお
よびスリーブ間の最大隙間寸法（Δ₁ ）がばらつくこと
がない。これにより、常に一定の吸引作用が得られるよ
うになるとともに、その隙間寸法のばらつきに起因する
弁***置の位置ずれにより流路抵抗が増大したりするこ
と等が防止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１は、本発明の一実施例であるソレノイ
ドバルブ１０を示す断面図であり、このソレノイドバル
ブ１０は、車両用油圧ブレーキ装置においてマスタシリ
ンダとホイルシリンダとの間に配設されるものである。
ハウジング１２は、図１の上側である一端側が略有底円
筒状を成すととともに、下側である他端側が図示しない
他のバルブハウジング等に組付け可能な連結形状とされ
ている。そのハウジング１２の一端側において図の上方
に開口して形成された段付きの収容穴１４の大径部１４
ａには、導線が所定回数巻回されて筒状に樹脂モールド
成形された励磁コイル１６がその収容穴１４と同心に一
体的に配設されている。そして、上記励磁コイル１６の
一方の側、すなわち図１における下側部分の付近におい
て、軸心位置に貫通孔１７を有して円柱状を成すスリー
ブ１８が、収容穴１４の中径部１４ｂ内に嵌合した状態
でハウジング１２に一体的に固設されている。一方、励
磁コイル１６の他方の側、すなわち図１における上側部
分の内側には、スリーブ１８と直列に且つ軸方向の移動
可能にプランジャ２２が配設されているとともに、ハウ
ジング１２の開口端には、収容穴１４を覆蓋する状態で
カバー２０がハウジング１２にかしめ付けられている。
ここで、ハウジング１２およびカバー２０はヨークとし
て、また、スリーブ１８は固定鉄芯、プランジャ２２は
可動鉄芯としてそれぞれ磁気回路を構成しており、上記
励磁コイル１６の励磁により発生した磁束によって、プ
ランジャ２２はスリーブ１８に接近する第１方向、すな
わち図１における下方向に吸引されるようになってい
る。

【００１０】プランジャ２２には、スリーブ１８の貫通
孔１７を貫通して軸方向の移動可能に配設されたシャフ
ト２４の一端部が圧入固定されており、前記励磁コイル
１６の励磁状態に応じてシャフト２４がプランジャ２２
と共に図１の上下方向へ移動させられるようになってい
る。このシャフト２４の他端部にはボール２６が一体的
に固設されているとともに、シャフト２４の他端側、す
なわちスリーブ１８から下方へ突き出した部位において
円盤フランジ状のストッパ２８が一体に設けられてい
る。一方、ハウジング１２の連結形状部、すなわち図１
における下部には、円柱状のシート部材３０が嵌合孔３
１内に嵌合してスリーブ１８等と同心にかしめ固定され
ている。シート部材３０には、軸中心部に油路３２およ
びオリフィス３４が形成されているとともに、その上端
開口部には弁座３６が設けられ、上記ボール２６が着座
させられることにより開口部が閉塞されるようになって
いる。シャフト２４とシート部材３０との間には、一端
が上記ストッパ２８に係止されるとともに他端がシート
部材３０の座面３７に係止された圧縮コイルスプリング
３８が配設されており、シャフト２４を前記第１方向と
反対の第２方向、すなわち図１における上方向に付勢し
ている。このため、ストッパ２８のプランジャ２２側の
端面（図１における上面）４０が、スリーブ１８のプラ
ンジャ２２と反対側の端面（図１における下面）４２に
当接しており、シャフト２４およびプランジャ２２は、
第２方向の移動端が上記ストッパ２８により規定されて
いる。上記ボール２６は弁体に相当し、圧縮コイルスプ
リング３８は付勢手段に相当する。

【００１１】ハウジング１２には、シート部材３０の他
端側、すなわち図１における下端側に前記油路３２に通
じるポート４４が設けられているとともに、前記弁座３
６付近の側部にポート４６が設けられている。車両用油
圧ブレーキ装置にこのソレノイドバルブ１０が配設され
る場合、それらのポート４４および４６にマスターシリ
ンダ側の油路およびホイルシリンダ側の油路がそれぞれ
接続されることにより、励磁コイル１６の励磁，非励磁
の切換えによってそれらマスターシリンダおよびホイル
シリンダ間の油圧伝播状態が切り換えられる。

【００１２】すなわち、よく知られたアンチロックブレ
ーキシステムにおいて、励磁コイル１６が励磁状態とさ
れてプランジャ２２が圧縮コイルスプリング３８の付勢
力に抗してスリーブ１８へ接近するように吸引され、プ
ランジャ２２およびシャフト２４が閉弁方向（第１方
向）へ移動した際には、シャフト２４のボール２６がシ
ート部材３０の弁座３６に当接してポート４４とポート
４６との連通油路を閉じ、マスタシリンダからホイルシ
リンダへのブレーキ油圧の入力を遮断し、ホイルシリン
ダ油圧を一定に維持する。一方、励磁コイル１６が非励
磁状態とされてプランジャ２２に対する吸引力が解除さ
れた際には、圧縮コイルスプリング３８の付勢力によっ
てプランジャ２２およびシャフト２４が開弁方向（第２
方向）へ移動させられ、前記ストッパ２８がスリーブ１
８に当接する第２方向の移動端にプランジャ２２が位置
させられることにより、ボール２６と弁座３６との間に
所定の隙間が生じさせられ、ポート４４およびポート４
６間の流通が許容されてマスタシリンダからホイルシリ
ンダへの圧油供給、或いはホイルシリンダからマスタシ
リンダへの戻り油排出が行われるのである。なお、ハウ
ジング１２の下部におけるシート部材３０の近傍の部分
には、ポート４６側の速やかな油圧解除を促すための油
路４８およびチェック弁５０が設けられている。

【００１３】前記ストッパ２８は、スリーブ１８に当接
させられた状態においてボール２６と弁座３６との間の
流通断面積がオリフィス３４より大きくなる位置に設け
られている。また、この状態におけるスリーブ１８とプ
ランジャ２２との間の隙間Δ₁ は、上記ボール２６が弁
座３６に確実に着座できるようにそれ等の軸方向離間寸
法より大きく、且つ励磁コイル１６の励磁によってスリ
ーブ１８とプランジャ２２との間に所定の吸引作用が得
られるように予め定められる。プランジャ２２に対する
シャフト２４の圧入固定に際しては、スリーブ１８をハ
ウジング１２に組み付ける前に、スリーブ１８の貫通孔
１７内にシャフト２４を挿し通すとともに、図２に示す
ように、プランジャ２２とスリーブ１８との間に上記隙
間Δ₁ と等しい厚み寸法を有するスペーサ治具５２を挟
んだ状態で、加圧装置の圧入ヘッド５４によりストッパ
２８の前記端面４０の裏側から加圧することにより、シ
ャフト２４の一端部をプランジャ２２の圧入孔５６内に
圧入するようにすれば、隙間Δ₁ を容易に一定値に管理
することができる。圧入孔５６は、シャフト２４の径寸
法に対応して所定のしまりばめ状態のはめあいが得られ
るような予め定められた内径寸法とされている。なお、
上記スペーサ治具５２は、その平面図を示す図３から判
るように、図における左右方向の進退移動が可能なよう
にシャフト２４の径寸法に対応した切欠き５８を備えて
いる。また、このように圧入を行う場合、加圧装置にロ
ードセルを内蔵させてスペーサ治具５２の挟み過ぎを防
ぐように構成しても良い。

【００１４】上記のようにしてプランジャ２２およびシ
ャフト２４とサブアッセンブリ状態とされたスリーブ１
８は、前記励磁コイル１６の組付けに先立って収容穴１
４の中径部１４ｂ内に挿入され、下端部が中径部１４ｂ
の底部６０に当接する状態でハウジング１２の一部がか
しめられることにより、ハウジング１２に一体的に固設
されている。また、前記シート部材３０は、スリーブ１
８がハウジング１２に固設された後において、プランジ
ャ２２とスリーブ１８との隙間が零の状態としてシャフ
ト２４先端のボール２６に弁座３６が当接するまでシー
ト部材３０をハウジング１２内へ圧入するとともに、前
記隙間Δ₁ から前記流通断面積を確保できる所定のスト
ロークを差し引いた閉弁時の隙間Δ₂ と同じ寸法だけ更
にシート部材３０を圧入し、その状態でハウジング１２
にかしめ固定する。このシート部材３０の圧入は、セン
サ等によりプランジャ２２の位置を計測しながら行われ
る。これにより、開弁状態におけるボール２６と弁座３
６との間の寸法が、各部材の寸法誤差やばらつき等に拘
らず上記隙間Δ₁ からΔ₂ を差し引いた一定の寸法に高
い精度で管理される。

【００１５】なお、本実施例ではストッパ２８からボー
ル２６の先端までの寸法が短く、その間の寸法誤差が殆
ど生じないことから、そのボール２６の第２方向の移動
端がハウジング１２に対して高い精度で規定される。こ
のため、上記シート部材３０を、前記スリーブ１８等を
ハウジング１２に組み付ける前に、前記中径部１４ｂの
底部６０から弁座３６までの寸法が予め定められた一定
寸法、すなわちストッパ２８の端面４０からボール２６
の先端までの寸法に上記所定のストローク（Δ₁ −
Δ₂ ）を加えた寸法となるように、図示しない治具等に
より底部６０を基準として位置決めした状態でハウジン
グ１２にかしめ固定するようにしても、シャフト２４の
プランジャ２２に対する圧入寸法の相違やシャフト２
４，スリーブ１８の長さ寸法のばらつきに拘らず、開弁
状態におけるボール２６と弁座３６との間の離間寸法を
高い精度で管理することができる。

【００１６】このように本実施例のソレノイドバルブ１
０は、シャフト２４の他端側に円盤フランジ状のストッ
パ２８が一体に設けられ、そのストッパ２８の端面４０
がスリーブ１８の端面４２に当接することによりシャフ
ト２４およびプランジャ２２の第２方向の移動端が規定
されるとともに、ストッパ２８がそのスリーブ１８に当
接させられた状態においてスリーブ１８とプランジャ２
２との間に所定の隙間Δ₁ が形成されるように、シャフ
ト２４とプランジャ２２とが圧入固定されているため、
ストッパをカバーに固設した図４の従来装置に比較し
て、カバー２０のかしめ状態の如何や撓み変形等に起因
してその隙間Δ₁ が変化することがない。

【００１７】すなわち、例えば、ハウジング１２に対す
るカバー２０のかしめが弱くてそれらの間に隙間が生じ
たり、かしめ時の押え荷重が過大でカバー２０が変形し
たりすることがあっても、スリーブ１８とプランジャ２
２との隙間Δ₁ はなんら影響されることがないのであ
り、また、マスタシリンダからの油圧がハウジング１２
内に作用してカバー２０が外側へ撓み変形しても、隙間
Δ₁ が変化することはないのである。これにより、常に
一定の吸引作用が得られるようになる。また、このよう
に隙間Δ₁ が一定に維持されることから、その隙間Δ₁
のばらつきに起因して開弁状態におけるボール２６と弁
座３６との間の隙間が変化し、それ等の間の流路抵抗が
変化することもない。

【００１８】一方、上記隙間Δ₁ は、シャフト２４とプ
ランジャ２２との圧入寸法によって調整されるため、図
４の従来装置のように個々のバルブ毎に寸法ＸおよびＹ
を測定して突き出し寸法Ｚを調整する場合に比較して、
その調整作業を容易且つ迅速に行うことができる。すな
わち、ストッパ２８の端面４０がスリーブ１８の端面４
２に当接した状態において、プランジャ２２とスリーブ
１８との間に隙間Δ₁が形成されるようにシャフト２４
をプランジャ２２に圧入固定すれば良いため、それ等の
スリーブ１８，プランジャ２２，シャフト２４の長さ寸
法にばらつきがあっても、それを考慮する必要が全くな
いのである。特に、本実施例ではスペーサ治具５２をプ
ランジャ２２とスリーブ１８との間に介挿して、シャフ
ト２４をプランジャ２２に圧入固定するようにしている
ため、その隙間Δ₁ の調整作業、言い換えればスリーブ
１８とシャフト２４とプランジャ２２との組付作業が一
層容易となる。

【００１９】また、本実施例のソレノイドバルブ１０に
おいては、ストッパ２８がシャフト２４に一体に設けら
れるため、図４の従来装置のようにストッパ８６を別体
に用意する必要がないとともに、そのストッパ８６を圧
入固定するための嵌合部をカバー２０に設ける必要がな
い。

【００２０】また、シャフト２４にストッパ２８が設け
られることから、圧縮コイルスプリング３８の一端部を
そのストッパ２８に係止することが可能となり、図４の
従来例のように専用の係止部（図４の段付き部９８）を
廃止できるとともに、シャフト２４に段付き加工を施す
場合に比較して大きな径の圧縮コイルスプリング３８を
採用できる利点がある。

【００２１】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００２２】例えば、前述の実施例においては、シート
部材３０の弁座３６に当接可能なボール２６が弁体とし
てシャフト２４の他端部に設けられていたが、これ以外
にも、入出力ポート間を移動させられるスプール等が弁
体として用いられる場合であっても良い。

【００２３】また、前述の実施例においては、圧縮コイ
ルスプリング３８がストッパ２８とシート部材３０との
間に介挿されていたが、シャフト２４に専用の係止部を
設けたりシート部材３０の替わりにハウジング１２に係
止したりしても良いし、シャフト２４を第２方向へ付勢
する他の付勢手段を採用することもできる。

【００２４】また、前記実施例では車両用の油圧ブレー
キ装置に用いられるソレノイドバルブ１０について説明
したが、他の空油圧回路に用いられるソレノイドバルブ
にも本発明は同様に適用され得る。油路４８およびチェ
ック弁５０は必要に応じて適宜設けられれば良い。

【００２５】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるソレノイドバルブを示
す断面図である。

【図２】図１のソレノイドバルブにおけるプランジャと
シャフトとを圧入固定する工程を説明する図である。

【図３】図２の工程に用いられるスペーサ治具を示す平
面図である。

【図４】従来のソレノイドバルブの一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１０：ソレノイドバルブ １２：ハウジング １４：収容穴 １６：励磁コイル １８：スリーブ ２２：プランジャ ２４：シャフト ２６：ボール（弁体） ２８：ストッパ ３８：圧縮コイルスプリング（付勢手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−151080（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−78110（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−48686（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−93677（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−32956（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】収容穴が形成されたハウジングと、 筒状を成して前記収容穴と同心に前記ハウジングに一体
   的に配設される励磁コイルと、 前記収容穴内において前記ハウジングに一体的に固設さ
   れるスリーブと、 前記収容穴内において前記スリーブと直列に且つ軸方向
   の移動可能に配設されるとともに、前記励磁コイルの励
   磁により該スリーブに接近する第１方向へ吸引されるプ
   ランジャと、 前記スリーブを軸方向に貫通して該軸方向の移動可能に
   配設され、一端部が前記プランジャに固定されるととも
   に、他端部に流体通路を開閉制御する弁体が一体的に設
   けられたシャフトと、 前記シャフトを前記第１方向と反対の第２方向へ付勢
   し、前記励磁コイルが非励磁状態のときは前記プランジ
   ャを前記スリーブから離間させる付勢手段とを備えたソ
   レノイドバルブにおいて、 前記シャフトが前記付勢手段の付勢力により前記第２方
   向へ移動させられる際に、前記スリーブに当接させられ
   て該シャフトおよび前記プランジャの該第２方向の移動
   端を規定するストッパを、該シャフトの他端側に一体的
   に設けるとともに、 該ストッパが前記スリーブに当接させられた状態におい
   て、該スリーブと前記プランジャとの間の隙間が予め定
   められた所定の寸法となるように、該プランジャと前記
   シャフトとが圧入固定されていることを特徴とするソレ
   ノイドバルブ。