特許 7553808 電磁弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】電磁弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20240911BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 305L

F16K31/06 305K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021004516

(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公開番号】P2022109149

(43)【公開日】2022-07-27

【審査請求日】2023-05-08

(73)【特許権者】

【識別番号】592056908

【氏名又は名称】浜名湖電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096998

【弁理士】

【氏名又は名称】碓氷 裕彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕

(72)【発明者】

【氏名】久田 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】兼子 史聖

(72)【発明者】

【氏名】菅野 正

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５１－０３８７２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０１－０４３２７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－０６６７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０４５８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４６４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６６３０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １／００－１／５４

１１／００－１１／２４

３１／０６－３１／１１

３９／００－５１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電時に励磁するコイルと、
このコイルの通電時磁気回路内に配置される磁性材製のコアと、
前記コイルの通電時磁気回路内にこのコアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャと、
このプランジャと当接して、前記プランジャと一体に移動する弁体と、
作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、前記流入通路とこの流出通路との間に形成され前記弁体が当接する弁座と、この弁座と前記流入通路との間に形成される弁室と、前記弁座と前記流出通路との間に形成される圧力室とを有するバルブボディと、
前記プランジャと当接して、前記プランジャを前記コアから離れる方向であって、前記弁体を前記弁座に接する方向に押圧するノーマルクローズ圧縮バネと、
前記弁体と当接して、前記弁体を前記弁座から離れる方向に押圧するノーマルオープン圧縮バネとを備え、
前記圧力室は前記流出通路に配置される流路絞り部によって前記弁体の直下に形成され、
前記弁体が前記弁座より離脱して、前記弁室より前記圧力室に流入する作動流体は、前記圧力室の前記流路絞り部にて流体流れが阻害され圧力回復して前記弁体の直下での圧力低下を低減することを特徴とする電磁弁。

【請求項2】

前記流路絞り部は前記バルブボディに一体成形されている
ことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。

【請求項3】

前記流路絞り部は流路絞り部材に形成され、この流路絞り部材が前記バルブボディに配置されて、前記バルブボディ内に前記圧力室を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁弁。

【請求項4】

通電時に励磁するコイルと、
このコイルの通電時磁気回路内に配置される磁性材製のコアと、
前記コイルの通電時磁気回路内にこのコアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャと、
このプランジャと当接して、前記プランジャと一体に移動する弁体と、
作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、前記流入通路とこの流出通路との間に形成され前記弁体が当接する弁座と、この弁座と前記流入通路との間に形成される弁室と、前記弁座と前記流出通路との間に形成される圧力室とを有するバルブボディと、
前記プランジャと当接して、前記プランジャを前記コアから離れる方向であって、前記弁体を前記弁座に接する方向に押圧するノーマルクローズ圧縮バネと、
前記弁体と当接して、前記弁体を前記弁座から離れる方向に押圧するノーマルオープン圧縮バネとを備え、
前記弁体が前記弁座より離脱して、前記弁室より前記圧力室に流入する作動流体は、前記圧力室にて流体流れが阻害され圧力回復し、
前記弁体は赤道部分に円環状のバネ受けを形成する球状であり、
前記プランジャは前記弁体の中心軸位置に当接し、
前記ノーマルオープン圧縮バネは前記弁体の前記バネ受けに当接する
ことを特徴とする電磁弁。

【請求項5】

前記バルブボディは、前記弁室と連通する第２流出通路と、この第２流出通路と前記弁室との間に形成される第２弁座とを備え、
前記第２弁座は前記弁座と対向して、前記弁体が前記弁座と接しているとき前記弁体は前記第２弁座より離脱し、前記弁体が前記弁座より離脱しているとき前記弁体は前記第２弁座と接する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれかに記載の電磁弁。

【請求項6】

前記弁座は、前記コイルの非励磁時に前記弁体が接するノーマルクローズ弁座であり、
前記第２弁座は、前記コイルの非励磁時に前記弁体が離脱するノーマルオープン弁座である
ことを特徴とする請求項５記載の電磁弁。

【請求項7】

前記弁体は球状であり、
前記ノーマルクローズ弁座と前記ノーマルオープン弁座とは対向配置され、
共に前記弁体の球状に対応した円弧状である
ことを特徴とする請求項６に記載の電磁弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作動流体の流路を開閉する電磁弁に関し、例えば、ウォッシャー液の流路の制御に用いて好適である。

【背景技術】

【0002】

本発明者等は、先に特許文献１を先行技術文献としてウォッシャー液等の流路の切り替えに用いる電磁弁を提案した（特願２０２０－４４３２５、特願２０２０－４４３２６）。この本発明者等が提案した電磁弁は、電磁部の体格を小型化できるものであるが、一方で、弁座が開いている際に、作動流体が弁座と弁体との狭い空間を流れる際に流速が上昇し弁体下流での流体圧力が低下する可能性も否定できなかった。

【0003】

弁座下流での流体圧力低下によっても弁体が弁座から離れた状態を維持するには、所定荷重以上の押圧力を維持するバネを弁体に付勢する必要がある。その結果、弁体やプランジャを移動させるために必要となるコイルの励磁力もバネの付勢力を上回る大きさにすることが求められる。ひいては、コイルを含む電磁弁の体格も大型化することとなり、一層の小型化を進める上での課題となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－６６３０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、上記点に鑑み、弁座下流での作動流体の圧力低下を抑制して、より小さいバネの押圧力で弁体が弁座から離脱した状態を維持することができる電磁弁の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１は、通電時に励磁するコイルと、このコイルの通電時磁気回路内に配置される磁性材製のコアと、コイルの通電時磁気回路内にこのコアと磁気間隙を介して対向配置されるプランジャと、このプランジャと当接して、プランジャと一体に移動する弁体とを備えている。

【0007】

また、本開示の第１は、作動流体の流入通路、作動流体の流出通路、流入通路とこの流出通路との間に形成され弁体が当接する弁座と、この弁座と流入通路との間に形成される弁室と、弁座と流出通路との間に形成される圧力室とを有するバルブボディも備えている。

【0008】

そして、本開示の第１では、プランジャと当接して、プランジャをコアから離れる方向であって、弁体を弁座に接する方向に押圧するノーマルクローズ圧縮バネと、弁体と当接して、弁体を弁座から離れる方向に押圧するノーマルオープン圧縮バネとを備え、弁体が弁座より離脱して弁室より圧力室に流入する作動流体は、圧力室にて流体流れが阻害され圧力回復するようにしている。

【0009】

弁体が弁座より離脱した際に、弁室より圧力室に流入する作動流体は、弁座と弁体との隙間を流れる際に流速が上がり弁体の下流で圧力低下することが懸念されるが、本開示の第１では、圧力室は流出通路に配置される流路絞り部によって弁体の直下に形成され、圧力室の流路絞り部にて流体流れを阻害しているので、圧力回復して弁体の直下での圧力低下を低減することができる。

【0010】

そのため、弁体が弁座側に引き込まれる力も小さくなり、弁体の開弁状態を維持するバネの押圧力も小さくできる。ひいては、バネの押圧力に抗してプランジャ及び弁体を移動させるコイルの励磁力も小さくできる。その結果、バネやコイルを小型化でき、電磁弁の一層の小型化を達成することが可能となる。

【0011】

本開示の第１では、圧力室に流出通路に流れる作動流体に流通抵抗を与える流路絞り部を形成している。弁座と弁体との隙間を流れる際に流速が上がり弁体の下流で圧力低下した作動流体は、この流路絞り部によって流体流れが阻害される。それにより、圧力室での作動流体の圧力回復が達成できる。

【0012】

本開示の他は、流路絞り部をバルブボディに一体成形している。一体成形することで部品点数の増加を防ぐことができる。

【0013】

本開示の他は、流路絞り部は流路絞り部材に形成され、この流路絞り部材がバルブボディに配置されて圧力室を形成する。流路絞り部材を設けるため部品点数は増加するが、流路絞り部の形成が容易となる。

【0014】

本開示の他は、弁体を赤道部分に円環状のバネ受けを形成する球状にしている。そして、プランジャは弁体の中心軸位置に当接し、ノーマルオープン圧縮バネは弁体のバネ受けに当接するようにしている。

【0015】

弁体を球状とすることで、弁体が多少傾いてもシール性が確保できる。その結果電磁弁を簡易な構成と出来、小型化に貢献する。

【0016】

本開示の他は、バルブボディに、弁室と連通する第２流出通路と、この第２流出通路と弁室との間に形成される第２弁座とを備えている。そして、第２弁座は弁座と対向して、弁体が弁座と接しているとき弁体は第２弁座より離脱し、弁体が弁座より離脱しているとき弁体は第２弁座と接する構成としている。

【0017】

本開示の他によれば、流入通路から流入した作動流体を流出通路側と第２流出通路側とに切り替える三方弁として機能させることができる。

【0018】

本開示の他では、弁座がコイルの非励磁時に弁体が接するノーマルクローズ弁座で、第２弁座がコイルの非励磁時に弁体が離脱するノーマルオープン弁座となっている。三方弁をコイルの非励磁時に流出通路が閉じる弁として利用できる。

【0019】

本開示の他は、弁体を球状とし、ノーマルクローズ弁座とノーマルオープン弁座とを対向配置し、共に弁体の球状に対応した円弧状としている。三方弁でノーマルクローズ弁座及びノーマルオープン弁座と弁体とのシール性を高めている。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】電磁弁の配管構成を説明する図である。

【図2】第１実施形態の電磁弁の断面図である。

【図3】図２図示電磁弁の斜視図である。

【図4】図２図示電磁弁の圧力室を示す断面図である。

【図5】図２図示弁体の斜視図である。

【図6】図２図示圧力逃がし弁体の斜視図である。

【図7】第２実施形態の電磁弁の断面図である。

【図8】第３実施形態の電磁弁の断面図である。

【図9】図８図示流路絞り部材の断面図である。

【図10】図８図示流路絞り部材の斜視図である。

【図11】弁体の他の形状を示す斜視図である。

【図12】第４実施形態の流路絞り部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
第１実施形態は、図１に示すような配管１０２の配置であり、電磁弁２００として流路の切り替えを行う三方弁を用いている。ノーマルクローズ配管１０２ａのノズル１００はリアウィンドガラス１３０に対向し、ウォッシャー液をリアウィンドガラス１３０に噴出する。ノーマルオープン配管１０２ｂのノズルは、ウォッシャー液をカメラ１３１に噴出する。本開示では、電磁弁２００の非通電時には、ポンプ１２０からのウォッシャー液がカメラ１３１に吹き付けられる。これは、使用頻度がカメラ１３１の方がリアウィンドガラス１３０より多いためである。

【0022】

図２及び図３に示すように、電磁弁２００は樹脂製のコイルボビン２０４の周囲に銅線からなるコイル２０５が多数回巻装されている。コイルボビン２０４の内周にはスリーブ２１０を介してステータ２１１が配置される。なお、スリーブ２１０は非磁性材で、例えばＳＵＳ３０４が用いられる。一方、ステータ２１１は磁性材で、例えばＳＵＳ４３０が用いられる。

【0023】

また、コイルボビン２０４の外周は樹脂製の外郭２２０によって覆われている。外郭２２０は、コネクタ２０２と一体に形成されている。コネクタ２０２内には一対の端子２２１が埋込成形されており、一対の端子２２１はコイル２０５のプラス側及びマイナス側にそれぞれ接続している。

【0024】

コイルボビン２０４の内側には、磁性材製のコア２０６が配置されている。コア２０６は上端が閉じた円筒形状をしており、開口端部はテーパ形状をしている。

【0025】

このコア２０６のテーパ形状部と対向してプランジャ２０９が配置されている。プランジャ２０９は円柱形状で、上端はコア２０６のテーパ形状に対応するテーパ形状となっている。プランジャ２０９はテーパ形状の上端に連続して肩部２０９ａを有しており、この肩部２０９ａにワッシャが係合している。ワッシャは、例えばＳＵＳ３０４等の非磁性材料で、磁性材製のコア２０６とプランジャ２０９が通電終了後の残留磁力によって吸引したままとなるのを防止する。なお、プランジャ２０９はステータ２１１の円筒状部２１１ａによってガイドされ、図２の上下方向に移動する。

【0026】

コア２０６内には、プランジャ２０９をコア２０６から引き離す方向に付勢するノーマルクローズ圧縮バネ２０７が配置される。コイルボビン２０４の外郭２２０の更に外周に、ヨーク２０１が配置される。ヨーク２０１は磁性材の鋼製で、コイル２０５通電時に、このヨーク２０１とコア２０６、プランジャ２０９及びステータ２１１によって磁気回路が形成される。

【0027】

以上の構成によって、電磁部２３０が構成される。この電磁部２３０はＯリング２１３を介して流路部２５０と結合する。流路部２５０は、バルブボディを備え、バルブボディは、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とに分かれる。

【0028】

アッパボディ２１２には、ポンプ１２０からの高圧のウォッシャー液が流入する流入通路２２２と、カメラ１３１に向かうノーマルオープン配管１０２ｂと接続されるノーマルオープン流出通路２２３が形成されている。このノーマルオープン流出通路２２３が第２流出通路に相当する。流入通路２２２及びノーマルオープン流出通路２２３の端部の外周は、配管１０２の接続が容易になるようテーパ形状となっている。テーパ形状の端部には肩部２２４が形成され、配管１０２の抜け止めを図っている。

【0029】

アッパボディ２１２には弁室２２５が形成されており、弁室２２５は連通穴２２６を介して流入通路２２２と連通している。弁室２２５は、また、ノーマルオープン弁座２２７を介してノーマルオープン流出通路２２３と連通している。このノーマルオープン弁座２２７が第２弁座に相当する。

【0030】

アッパボディ２１２の上部には、電磁部２３０との接続部２５１が形成されている。接続部２５１は円管形状で、内部にプランジャ２０９が配置される。また、接続部２５１の上部は広がって、Ｏリング２１３を受ける上面２５２を形成すると共に、ヨーク２０１と係止する係止肩部２５３を形成する。

【0031】

ロアボディ２１９には、リアウィンドガラス１３０に向かうノーマルクローズ配管１０２ａと接続されるノーマルクローズ流出通路２２８が形成されている。このノーマルクローズ流出通路２２８が流出通路に相当する。ノーマルクローズ流出通路２２８の端部がテーパ形状となり、肩部２２４が形成されるのは、上述の流入通路２２２と同様である。このノーマルクローズ流出通路２２８と、流入通路２２２及びノーマルオープン流出通路２２３は共に内径が３ミリメートル程度の大きさである。

【0032】

ロアボディ２１９には、弁室２２５に突出する円筒状のノーマルクローズ弁座２２９が形成されている。このノーマルクローズ弁座２２９が弁座に相当する。ノーマルオープン弁座２２７とノーマルクローズ弁座２２９との間の弁室２２５に球状の弁体２１４が配置される。なお、ノーマルオープン弁座２２７とノーマルクローズ弁座２２９とはテーパ形状であり、ともに内径は５ミリメートル弱である。

【0033】

ロアボディ２１９のノーマルクローズ弁座２２９の下流には圧力室２４０が形成されている。圧力室２４０は、図４に示すように、円筒状のノーマルクローズ弁座２２９の内周に形成され、圧力室２４０とノーマルクローズ流出通路２２８との間には流路絞り部２４１が形成されている。従って、圧力室２４０に流入したウォッシャー液は、流路絞り部２４１内周に設けられた流路絞り部２４１よりノーマルクローズ流出通路２２８に流出する。流路絞り部２４１は、内径は２ミリメートル程度の孔である。

【0034】

弁体２１４は、図５に示すように、直径が７ミリメートル強の球状であり、赤道部分に円環状のバネ受け２１４ａが１ミリメートル弱突出している。弁体２１４は、バネ受け２１４ａと共に耐水性ゴムにより一体成形され、表面にコーティングがされている。このゴム材料は、Ｏリング２１３と同様である。コーティング材料は、フッ素やモリブデンといったゴムの表面融解防止や弁体と相手弁座の着座性を向上させる物質である。

【0035】

円筒状のノーマルクローズ弁座２２９の外周には、ノーマルオープン圧縮バネ２３１が配置されている。このノーマルオープン圧縮バネ２３１の内径はノーマルクローズ弁座２２９の外径より多少大きく、ノーマルクローズ弁座２２９の外周によって保持されている。そして、このノーマルオープン圧縮バネ２３１は、弁体２１４のバネ受け２１４ａに係合して、弁体２１４をノーマルオープン弁座２２７側に付勢する。

【0036】

この結果、弁体２１４には、プランジャ２０９を介して受けるノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力とノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力の双方が加わることとなる。ここで、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力に比して、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力は充分に大きいので、コイル２０５の非通電時には、弁体２１４はノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられ、ノーマルクローズ流出通路２２８を閉じる。

【0037】

ロアボディ２１９には、ノーマルクローズ弁座２２９をバイパスして流入通路２２２とノーマルクローズ流出通路２２８とを結ぶ圧力逃がし通路２３２が形成されている。また、アッパボディ２１２にも、圧力逃がし通路２３２が形成されている。圧力逃がし通路２３２の内径は２ミリメートル程度である。

【0038】

アッパボディ２１２には、この圧力逃がし通路２３２を開閉する圧力逃がし弁２３３が配置されている。圧力逃がし弁２３３は、圧力逃がし弁座２１８と、圧力逃がし弁体２１７と、圧力逃がしバネ２１６からなる。圧力逃がし弁座２１８は、弁体２１４と同様の表面にフッ素コーティングしたゴム材料製で、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とで挟持される。

【0039】

圧力逃がし弁体２１７は樹脂製で、円柱形状をしており、アッパボディ２１２に形成された圧力逃がしガイド２３４に沿って移動可能である。圧力逃がし弁体２１７の外径も、圧力逃がしガイド２３４の内径も共に５ミリメートル強である。

【0040】

圧力逃がし弁体２１７の外周には、図６に示すように、圧力逃がし溝２１７ａが３か所形成されている。圧力逃がし溝２１７ａは半径０．３ミリメートル程度の半円形である。圧力逃がし弁体２１７の上面には、圧力逃がしバネ２１６を受ける圧力逃がしバネ受け２１７ｂが、円柱状に突出形成されている。

【0041】

従って、圧力逃がしバネ２１６は、この圧力逃がしバネ受け２１７ｂとアッパボディ２１２の圧力逃がし通路２３２の下端に形成されたバネ受けによって挟持され、圧力逃がし弁体２１７を圧力逃がし弁座２１８側に押圧する。この圧力逃がしバネ２１６の設定圧力（逃がし圧力）は、５キロパスカル程度で、ストップ弁１０１の設定圧力（解放圧力）の半分程度である。

【0042】

次に、上記構造の電磁弁２００の組み立て方法を説明する。

【0043】

まず、電磁部２３０を説明する。コイルボビン２０４の外周にコイル２０５を多数回巻装し、一対の端子２２１をコイル２０５の両端に接続し、その状態で、外郭２２０とコネクタ２０２とを樹脂でモールド成形する。樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイトを用いる。次いで、コイルボビン２０４の内周にスリーブ２１０を介してコア２０６とステータ２１１とを配設する。その後、外郭２２０の外周にヨーク２０１を配置する。

【0044】

アッパボディ２１２の上面２５２にＯリング２１３を配置し、コア２０６内部にノーマルクローズ圧縮バネ２０７を配置し、ステータ２１１内径にプランジャ２０９を配置した後、ヨーク２０１の下端をアッパボディ２１２の係止肩部２５３に向けてカシメる。カシメは、コネクタ２０２が位置する部分を除いてヨーク２０１の全周でカシメを行う。

【0045】

このヨーク２０１のカシメによって、アッパボディ２１２の上端がステータ２１１の下端と当接し、Ｏリング２１３はステータ２１１の下端とアッパボディ２１２の上面２５２によって圧縮されて変形する。

【0046】

流路部２５０は、アッパボディ２１２の圧力逃がしガイド２３４に圧力逃がしバネ２１６と圧力逃がし弁体２１７を配置する。その後、圧力逃がしガイド２３４の開口部に圧力逃がし弁座２１８を配置する。また、ノーマルオープン弁座２２７上に弁体２１４を配置し、ノーマルオープン圧縮バネ２３１をバネ受け２１４ａに当たるように配置する。

【0047】

その状態で、アッパボディ２１２のフランジ２１２ａとロアボディ２１９のフランジ２１９ａとを当接させて、両者間を溶着する。

【0048】

本開示によれば、電磁部２３０を組み立てた後に流路部２５０を組み立てているので、アッパボディ２１２以降の部品形状を選択でき、電磁部２３０の共通化を図ることができる。第２実施形態以降で説明するが、流路部２５０は、流入通路２２２やノーマルオープン流出通路２２３、ノーマルクローズ流出通路２２８の方向を変更する場合がある。更には、ノーマルオープン流出通路２２３又はノーマルクローズ流出通路２２８を廃止して２方弁とする場合もある。このように流路部２５０が変更されても、電磁部２３０は同一のものを共通使用することが可能である。

【0049】

本開示によれば、プランジャ２０９と弁体２１４とを分離し、プランジャ２０９は電磁部２３０に配置し、弁体２１４を流路部２５０に配置している。そのため、上記のように電磁部２３０を組み立てた後に流路部２５０の組み立てが可能となり、組み立て性も向上する。

【0050】

次に、本開示の電磁弁２００の作動を説明する。

【0051】

ノズル１００からカメラ１３１に向けてウォッシャー液を噴出する際には、電磁弁２００には通電しない。そのため、弁体２１４にはノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力がプランジャ２０９を介してかかり、ノーマルクローズ弁座２２９を閉じている。

【0052】

ポンプ１２０の運転を開始すると、配管１０２を介して高圧のウォッシャー液が電磁弁２００に送られる。送られたウォッシャー液は流入通路２２２に流入し、次いで、連通穴２２６、弁室２２５、ノーマルオープン弁座２２７を介してノーマルオープン流出通路２２３より流出する。

【0053】

この間、弁体２１４はノーマルクローズ圧縮バネ２０７の押圧力とウォッシャー液の圧力を受けてノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられる。ここで、弁体２１４の位置に多少のずれが生じたとしても、弁体２１４のノーマルクローズ弁座２２９との当接面は球面形状であり、ノーマルクローズ弁座２２９はテーパ形状であるので、常に中心軸が一致する方向にガイドされる。そのため、弁体２１４は、ノーマルクローズ弁座２２９に確実に当接して、十分なシール性能を発揮する。

【0054】

電磁弁２００を通過したウォッシャー液は、ノーマルオープン配管１０２ｂ介してノズル１００より噴射される。ウォッシャー液の圧力は４００キロパスカル程度まで上がるので、ストップ弁１０１の解放圧力（１０キロパスカル程度）はほとんど問題とならない。

【0055】

カメラ１３１の洗浄が終了すると、ポンプ１２０を停止させる。ポンプ停止に伴い配管１０２内の圧力は大気圧となるので、配管１０２はストップ弁１０１によって閉じられる。ストップ弁１０１が閉じることで、噴射終了の液切れを良くすることができる。かつ、配管１０２内にウォッシャー液を貯めることができ、次回作動時の応答性を良くすることができる。

【0056】

リアウィンドガラス１３０にウォッシャー液を噴射する際には、電磁弁２００に通電する。通電によりコイル２０５が励磁し、ヨーク２０１、コア２０６、プランジャ２０９、ステータ２１１に磁気回路が形成される。コア２０６のテーパ形状部とプランジャ２０９のテーパ形状部との間の磁気間隙が磁力によって狭まり、プランジャ２０９はノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力に反してコア２０６側に移動する。

【0057】

プランジャ２０９の移動に伴い、弁体２１４はノーマルオープン圧縮バネ２３１によって押し上げられて、ノーマルオープン弁座２２７を閉じる。なお、電磁弁２００の以上の動作は、ポンプ１２０の運転開始前に行われる。そのため、弁体２１４にはポンプ１２０からの高圧ウォッシャー液圧力は加わっておらず、弁体２１４の移動が妨げられることはない。

【0058】

ここで、プランジャ２０９は弁体２１４の球面形状部に離脱可能に当接する構造であるので、弁体２１４はプランジャ２０９の移動時に多少ずれる可能性がある。換言すれば、本開示は弁体２１４の多少のずれを許容する構成である。しかしながら、弁体２１４は球状をしており、ノーマルオープン弁座２２７も弁体２１４に対応したテーパ形状であるので、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の伸長に伴い多少ずれたとしても、ノーマルオープン弁座２２７を確実にシールすることができる。特に、弁体２１４はゴム製であるので、自身の弾力性でノーマルオープン弁座２２７に密着でき、シール性を一層高めることができる。

【0059】

また、ノーマルオープン圧縮バネ２３１は、弁体２１４赤道部の円環状のバネ受け２１４ａに当接しているので、常に所定の押圧力を維持することができる。即ち、ノーマルオープン圧縮バネ２３１が弁体２１４の球面形状部分に当接したのでは、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の径のばらつきにより弁体２１４の中心部分に当接した方が周辺部分に当接した場合より、より多く圧縮されることとなる。それに対し、本例では円環状部分にノーマルオープン圧縮バネ２３１が当接するため、径のばらつきに拘わらず、装着状態でのノーマルオープン圧縮バネ２３１の長さを一定に保つことができる。

【0060】

電磁弁２００に通電して流路の切り替えを行った後に、ポンプ１２０の運転を開始する。ポンプ１２０からの高圧のウォッシャー液は流入通路２２２に流入し、次いで、連通穴２２６、弁室２２５、ノーマルクローズ弁座２２９を介してノーマルクローズ流出通路２２８より流出する。流出したウォッシャー液は、ノーマルクローズ配管１０２ａからストップ弁１０１を介してノズル１００よりリアウィンドガラス１３０に噴射される。

【0061】

この間、弁体２１４をノーマルオープン弁座２２７側に押し上げる力は、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力である。コイル２０５の励磁力Ｆｓはノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力に抗するのみで、プランジャ２０９と弁体２１４とは別体であるので、弁体２１４の押し上げには働かない。そして、電磁弁２００の小型化を図るためには、ノーマルオープン圧縮バネ２３１を含めてバネの圧縮力やコイル２０５の励磁力はできる限り小さくする必要がある。

【0062】

このバネの圧縮力は、例えばノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力が１．６ニュートン程度であり、コイル２０５の励磁力Ｆｓはノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力との合計がノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力に打ち勝つ大きさで、例えば１．３ニュートン程度である。そして、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力はノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力の半分の０．８ニュートン程度である。

【0063】

一方で、ポンプ１２０から送出されるウォッシャー液は毎分２．５リットル程度の流量で、弁室２２５ではかなり高速で流れている。例えば、毎秒９．５メートル程度の速さで流れる場合もある。更に、ノーマルクローズ弁座２２９を通過する際にはノーマルクローズ弁座２２９と弁体２１４との間の隙間を通ることになるので、ウォッシャー液の流速は一層早くなる。その結果、弁体２１４の直下でのウォッシャー液圧力は低下する。このウォッシャー液の圧力低下は弁体２１４をノーマルクローズ弁座２２９が閉じる方向に作用する。

【0064】

ノーマルオープン弁座２２７が閉じている場合には、ノーマルオープン流出通路２２３は大気圧である。そのため、弁室２２５内のウォッシャー液圧力ＰＡは、基本的にはノーマルオープン弁座２２７を閉じる方向に作用する。ただ、ノーマルオープン圧縮バネ２３１のバネ力が弱いことと、弁体２１４直下でウォッシャー液圧力が低下すること、及び連通穴２２６より弁室２２５に流入するウォッシャー液の流れが弁体２１４をノーマルオープン弁座２２７を開く方向（図２で弁体２１４を押し下げる方向）に働くので、弁体２１４が図２で下方に移動してノーマルオープン弁座２２７を開く可能性がある。

【0065】

弁体２１４が少しでもノーマルオープン弁座２２７を開くと、弁室２２５とノーマルオープン流出通路２２３との圧力バランスが崩れ、ノーマルオープン弁座２２７をより開く方向に作用する。その結果、ウォッシャー液がノーマルオープン流出通路２２３に流れることとなる。これでは、意図しない状態でウォッシャー液がカメラ１３１に吹き付けられることとなる。

【0066】

本開示では、このような意図しないノーマルオープン弁座２２７の開弁を防ぐ為、弁体２１４の下流に圧力室２４０を形成している。圧力室２４０は流路絞り部２４１によってウォッシャー液の流れを阻害しているので、弁体２１４直下の圧力低下を低減できる。本例では、例えば、流路絞り部２４１を設けない場合に比べて圧力室２４０の圧力が３倍程度となるように、流路絞り部２４１の径を定めている。そのため、弁室２２５内の圧力に対する圧力室２４０の圧力ＰＢを一定の差圧以内に保持することができる。その結果、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力もこの差圧（ＰＡ―ＰＢ）を上回ればよく、必要以上に大きな圧縮力とする必要もなくなる。本例では、差圧（ＰＡ－ＰＢ）を５０キロパスカル程度となるように設定しているので、ノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力の方が上回っている。

【0067】

ノーマルオープン圧縮バネ２３１の圧縮力が小さく設定できれば、ノーマルオープン圧縮バネ２３１に抗して弁体２１４をノーマルクローズ弁座２２９に押し付けるノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力も小さく設定できる。そして、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力が小さくなれば、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力に反してプランジャ２０９を移動させる励磁力も弱くて良くなる。その結果、コイル２０５の巻き数も少なくでき、コイルボビン２０４、ヨーク２０１、ステータ２１１等の部材の薄肉化も図れる。これらの効果によって、電磁弁２００の小型化が達成できる。

【0068】

特に、電磁弁２００は自動車のバックドアの内部のように極狭い空間に配置されることがあり、そのような場合には、電磁弁２００の体格を極力小型化することが求められる。本開示によれば、このような小型化のニーズに応えることができる。

【0069】

なお、弁体２１４がノーマルオープン弁座２２７に押し付けられている状態では、上述のように、弁体２１４の球面形状部がノーマルオープン弁座２２７のテーパ形状に当接するので、軸心が一致する方向にガイドされる。その結果、弁体２１４はノーマルオープン弁座２２７に確実に当接して、十分なシール性能を発揮する。

【0070】

リアウィンドガラス１３０の洗浄が終了すると、ポンプ１２０の運転を停止し、ノーマルクローズ配管１０２ａの圧力がストップ弁１０１の解放圧力以下に下がるとストップ弁１０１も閉じる。かつ、電磁弁２００への通電も終了する。コア２０６とプランジャ２０９との間に非磁性材製のワッシャが介在しているので、通電終了と共に、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７によりプランジャ２０９は押し下げられる。

【0071】

ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の付勢力の方がノーマルオープン圧縮バネ２３１の付勢力より大きいので、弁体２１４はノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられる。ノーマルクローズ弁座２２９も弁体２１４の球面形状に対応したテーパ形状であるので、上記の通り、確実にシールすることができる。

【0072】

このように、本開示によれば、弁体２１４をプランジャ２０９と離脱可能に当接させるとともに、弁体２１４を球状にし、ノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９のテーパ形状内に収まるように配置しているので、弁体２１４用のガイドを設ける必要がなく、弁体２１４の組付けが容易となる。即ち、ノーマルオープン圧縮バネ２３１やウォッシャー液流れの影響で弁体２１４の軸芯が多少ずれたとしても、弁体２１４のずれはノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９の範囲内であるので、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７やウォッシャー液圧力によってノーマルオープン弁座２２７若しくはノーマルクローズ弁座２２９に押し付けられる。そして、ノーマルオープン弁座２２７及びノーマルクローズ弁座２２９は共にテーパ形状しているので、テーパ形状によって案内されて、弁体２１４はその全周でノーマルオープン弁座２２７若しくはノーマルクローズ弁座２２９と当接することとなる。

【0073】

ポンプ１２０の運転が終了した状態で周囲温度が上昇すると、配管１０２内のウォッシャー液や空気が膨張する。ノーマルオープン配管１０２ｂはストップ弁１０１によって閉じられていても、ノーマルオープン弁座２２７が開いているため、圧力はポンプ１２０側に解放されて高くなることはない。しかし、ノーマルクローズ配管１０２ａは、ノーマルクローズ弁座２２９とストップ弁１０１の双方が閉じているため、ノーマルクローズ配管１０２ａ内にウォッシャー液が閉じ込められることとなる。そのため、ウォッシャー液や空気の膨張によりノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力が上昇する恐れがある。

【0074】

圧力がストップ弁１０１の解放圧力以上となれば、ノーマルクローズ配管１０２ａ内のウォッシャー液がノズル１００からリアウィンドガラス１３０に垂れ出る恐れもある。しかしながら、本開示では、圧力逃がし弁２３３が開いて圧力を解放するので、ウォッシャー液の漏洩は確実に阻止できる。

【0075】

ノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力が逃がし圧力より高くなれば、圧力逃がしバネ２１６の付勢力に打ち勝って圧力逃がし弁体２１７を持ち上げる。その結果、圧力逃がし弁座２１８が開き、圧力逃がし通路２３２が開かれる。ノーマルクローズ流出通路２２８は、圧力逃がし弁体２１７の圧力逃がし溝２１７ａ、圧力逃がしガイド２３４を介して、流入通路２２２と連通する。

【0076】

そして、圧力逃がし弁２３３の逃がし圧力は、ストップ弁１０１の解放圧力の半分程度であるので、ストップ弁１０１が開く前に、圧力逃がし弁２３３が開いて、ノーマルクローズ配管１０２ａ内の圧力上昇を抑えることができる。

【0077】

ここで、圧力逃がし通路２３２は、閉じ込められたウォッシャー液の圧力を解放するものであるので、圧力逃がし通路２３２内をウォッシャー液が多量に流れるものではない。従って、圧力逃がし溝２１７ａのように流路断面積が小さい部分があっても、作動に不良は生じない。図６では圧力逃がし溝２１７ａを３か所形成したが、これは軸芯周りに対称形状としてバランスを図ったものであり、流路断面積では圧力逃がし溝２１７ａの数は１つでよい。

【0078】

また、圧力逃がし弁体２１７はガイド２３４によって保持されているので、圧力逃がしバネ２１６の設定圧が小さくても、圧力逃がし弁座２１８との間のシールは確実になされる。

【0079】

（第２実施形態）
上述の実施形態は、流出通路としてノーマルクローズ流出通路２２８（流出通路）とノーマルオープン流出通路２２３（第２流出通路）とを備える三方弁であったが、第３実施形態は流出通路がノーマルクローズ流出通路２２８のみのオンオフ二方弁である。図７に第２実施形態を示すが、ノーマルオープン流出通路２２３を省いた点を除き、電磁弁２００の構造は第１実施形態と同様である。

【0080】

二方弁は、ノーマルクローズ配管１０２ａが複数ある場合に効果的である。ウォッシャー液で洗浄すべきセンサが複数存在するような事例である。二方弁もコイル２０５の非励磁時には、ノーマルクローズ圧縮バネ２０７の圧縮力で弁体は弁座（ノーマルクローズ弁座２２９）を閉じている。

【0081】

図７はコイル２０５の励磁状態を示すが、第１実施形態と同様に、ノーマルクローズ弁座２２９を通ったウォッシャー液は圧力室２４０で圧力回復を行う。即ち、ウォッシャー液の流れは流路絞り部２４１で阻害され、必要以上の圧力低下は来さない。よって、第１実施形態と同様、電磁弁２００の小型化を達成することが可能である。

【0082】

（第３実施形態）
第１実施形態では、圧力室２４０を区画する流路絞り部２４１をロアボディ２１９に一体形成していた。そのため、部品点数を増やさないというメリットがあったが、一方で、流路絞り部２４１を形成するための金型が複雑となるというデメリットもあった。

【0083】

第３実施形態では、図８ないし図１０に示すように、流路絞り部材２４３を別部材として形成し、この流路絞り部材２４３をロアボディ２１９に組み込むようにしている。流路絞り部材２４３の流路絞り孔２４２を通過することでウォッシャー液の流れが阻害され圧力室２４０の圧力低下を回復している。圧力室２４０はこの流路絞り部材２４３の流路絞り部２４１の上流に形成される。なお、流路絞り部材２４３の内、流路絞り孔２４２下流は、ノーマルクローズ流出通路２２８となる。

【0084】

（第４実施形態）
以上の実施形態では、圧力室２４０におけるウォッシャー液の圧力回復を流路絞り部２４１により行ったが、ウォッシャー液の流れを阻害して圧力の大幅な低減を防止できれば他の手段を用いてもよい。例えば、ノーマルクローズ流出通路２２８に異物による目詰まりが無いようなフィルタを配置してフィルタにより圧力室２４０を区画形成してもよい。図１２に示すように、流路絞り部材２４３を別部材として、複数のフィルタ孔２４２ａを流路絞り部２４１に形成するフィルタ構造としても良い。また、ノーマルクローズ流出通路２２８をノーマルクローズ弁座２２９下流で屈曲させてウォッシャー液の流れを阻害しても圧力室２４０は形成できる。

【0085】

（他の実施形態）
上述の実施形態では、アッパボディ２１２とロアボディ２１９とを溶着したが、ボルト固定やクリップ止め等他の固定方法を用いても良い。また、アッパボディ２１２とロアボディ２１９との接合にフランジ２１２ａ及び２１９ａを用いることは効果的であるが、フランジがなくても両者の結合は可能である。

【0086】

上述の実施形態では、流入通路２２２とノーマルオープン流出通路２２３とを直線状に配置したが、直交させてもよく、他の角度で交差するようにしてもよい。流入通路２２２とノーマルクローズ流出通路２２８との関係も同様である。直交させずに並行配置とすることも可能であり、他の角度で交差させてもよい。

【0087】

上述の実施形態では弁体２１４を球状としたが、図１１に示すように、ノーマルオープン弁座２２７と当接する上面２１４ｂ、及びノーマルクローズ弁座２２９と当接する下面２１４ｃを共に半球状とし、間に円筒部２１４ｄを備える形状としてもよい。かつ、間に円筒部２１４ｄを形成する実施形態では、円筒部にバネ受け２１４ａを形成しても良い。

【0088】

弁体２１４の形状を球面とすることは望ましいが、必ずしも球面を有する形状には限定されない。テーパ面としても良く、また、平面とすることも可能である。また、ノーマルクローズ弁座２２９やノーマルオープン弁座２２７の形状もテーパ状に限らず、弁体２１４をガイド可能な円弧形状としてもよい。

【0089】

また、作動流体としてウォッシャー液を用いたが、水やオイル等他の液体を作動粒体としてもよい。

【0090】

この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。

【符号の説明】

【0091】

２０５・・・コイル
２０６・・・コア
２０７・・・・ノーマルクローズ圧縮バネ
２０９・・・プランジャ
２１４・・・弁体
２２２・・・流入通路
２２３・・・ノーマルオープン流出通路
２２５・・・弁室
２２７・・・ノーマルオープン弁座
２２８・・・ノーマルクローズ流出通路
２２９・・・ノーマルクローズ弁座
２３１・・・ノーマルオープン圧縮バネ
２４０・・・圧力室
２４１・・・流路絞り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】