CN101235906A

CN101235906A - 电磁阀

Info

Publication number: CN101235906A
Application number: CNA2008100049915A
Authority: CN
Inventors: 高桥道雄; 驹场孝明; 下野拓洋
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Autoliv Nissin Brake Systems Japan Co Ltd
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: JP4734264B2; CN101235906B; EP1953434A2; EP1953434A3; US20080185548A1; US7938381B2; EP1953434B1; EP1953434A8; JP2008190550A

Abstract

一种电磁阀具有固定铁心、可动铁心、使固定铁心和可动铁心彼此吸引的线圈、阀体、以及包括漏斗形阀座表面和入口通道的阀座件。通过相对于阀座表面退回/前进阀体，流道可关闭。阀体包括半球形密封部和从密封部朝向可动铁心延伸的杆部，密封部在杆部侧的端部的直径大于杆部在密封部侧的端部的直径。空间限定在位于从阀座表面的小直径端部延伸到大直径端部的延伸线上的区域内。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，其包括用来打开和关闭流体的流道的阀体。

背景技术

一般地，电磁阀(螺线管操纵阀)配置为具有线圈、固定铁心和可动铁心，且通过电流流过线圈产生磁场，以吸引可动铁心朝向固定铁心，从而打开和关闭阀。

例如，电磁阀包括设置在圆柱形阀座件(一种阀座件)的上部内的漏斗状阀座表面，以朝上径向放大，和具有半球形末端表面的阀体，阀体挤压阀座表面以关闭流体从下面向上流动的流道(参见JP-A-2004-360750的图2)。

附带地，在电磁阀中，阀体的动作很大程度上影响电磁阀的性能。例如，当朝向阀体流动的流体的流动不稳定时，就会出现阀体产生操纵噪音的情况。此外，担心阀体的不稳定运动引起液压装置内的流体压力的脉动。

在JP-A-2004-360750中公开的电磁阀中，根据这些情况，阀体采取了一种形状，其中向上径向放大的锥形表面从其半球形末端面连续延伸。通过采取上述的形状，期望当电磁阀打开时，从下面向上流动的流体沿阀体的锥形表面流动。

然而，如图3中所示，当采用类似于JP-A-2004-360750中公开的阀体结构时，因为从在下面的入口通道62朝向阀体5流动的流体被吸引朝向阀体5和阀座表面61两者，在一侧(例如图3A中的右手侧)上，流体沿阀体5流动，而在另一侧(例如图3A中的左手侧)上，担心流体从阀体5分离，从而导致沿阀座表面61流动。

此外，当采用如图3B中所示的其中杆部52平滑地连接到半球形末端(密封部51)的阀体5时，担心流体沿阀体5或沿阀座表面61流动变得不确定。

在类似那些上述的其中流体的流动倾向于变得不确定的阀体中，当其实际中装配到电磁阀时，一些操作正常而另一些不能。由于此原因，即使存在较小的生产错误或装配错误，也可能出现要求的性能不能展现，且电磁阀的性能被导致改变较大。

此外，流体沿阀体5的流动到达远至绕阀体5的底座缠绕用于偏置阀体5的返回弹簧81的一部分，从而施加力到返回弹簧81。因此，这引起电磁阀的可控性恶化的问题。

发明内容

根据上面所述，本发明将要解决的技术问题是如何提供一种电磁阀，其可稳定在阀座表面和阀体之间流动的流体的流动，且其可实现操作噪音的抑制和电磁阀自身的性能的稳定性。

以解决此技术问题为目的，根据本发明的一方面，提供了一种电磁阀，其包括：

固定铁心；

设置为相对于所述固定铁心前进和后退的可动铁心；

产生磁场的线圈，其导致所述固定铁心和可动铁心彼此吸引；

设置为与所述可动铁心一起移动的阀体；和

阀座件，其包括

漏斗形阀座表面，其通过与所述阀体抵靠而关闭流道；和

形成在所述阀座表面的底部内的入口通道，

其中流体从所述入口通道朝向所述阀体侧流动，

通过所述阀体相对于所述阀座表面的退回和前进，所述流道打开和关闭，

所述阀体包括：

半球形密封部；和

从所述密封部朝向所述可动铁心延伸的杆部，

其中所述密封部的在所述杆部侧的端部的直径大于所述杆部的在所述密封部侧的端部的直径，和

流体流出进入的空间限定在位于从所述阀座表面的小直径端部延伸到大直径端部的延伸线上的区域内。

因而，根据本发明，阀体的半球形密封部的面对杆部的端部的直径大于杆部，且因而在密封部和杆部之间形成高度差(例如台阶等)。因此，即使在阀体和阀座表面之间已流过之后已经到达的流体试图沿阀体流动，流体不能在产生高度差的部分处跟随杆部，因此流体的流动以确定的方式离开阀体。由于此原因，流体必然沿阀座表面流动，从而流体的流动变得稳定。

另外，如上所述，沿阀座表面的大直径端部侧的方向，设置有流体沿阀座表面流动进入的空间，流体能够肯定地与阀体分离，以允许沿阀座表面流动。

此外，在电磁阀中，阀体优选地包括大直径部，其设置为与杆部相比更靠近可动铁心，且其与杆部相比具有更大的直径；和直径扩展部，其直径从杆部朝向大直径部逐渐增加。由于此直径扩展部，从阀座表面流出的流体的流动决不会被扰乱，从而使得可能获得流体的稳定流动。

另外，因为流体沿阀座表面的流动不施加任何不必要的力给绕阀体的底座缠绕的返回弹簧的一部分，用于偏压阀体，所以电磁阀的可控制性可得到改善。

在本发明的电磁阀是通过使线圈通电可动铁心沿阀关闭方向移动阀体的常开电磁阀的情况下，本发明变得特别有利。

另外，通过包括形成为与阀体分离、且适合于将可动铁心的运动传到阀体的保持器，阀体的可操作性可得到增加。

在本发明的电磁阀中，阀体和可动铁心可彼此构成整体。

根据本发明的电磁阀，可能稳定在阀座表面和阀体之间流过的流体的流动，以抑制电磁阀的操作噪音且稳定电磁阀自身的性能。

附图说明

图1为示出了根据本发明的实施例的常开电磁阀的垂直剖面图；

图2A为示出了阀座件和阀体保持彼此分开以打开阀的状态的放大视图；

图2B为示出了当阀座件和阀体保持彼此分开时流体的流动的放大视图；

图为3A为示出了流体在传统的常开电磁阀中的阀座表面和阀体之间流过的流动示意图；

图3B为示出了流体在作为参考的常开电磁阀中的阀座表面和阀体之间流过的流动示意图；

图4为第一修改实施例的常开电磁阀的垂直剖面图；和

图5为示出了第二修改实施例的常闭电磁阀的横截面图。

具体实施方式

(实施例)

接下来参考必要的附图，对本发明的实施例进行详细描述。在将提及的附图中，图1是根据本发明的实施例的常开电磁阀的垂直剖面图；图2A示出了阀体远离阀座件以形成其间的开口的状态的放大视图；且图2B是示出了当阀体远离阀座件时流过该开口的流体的流动放大视图。

如图1所示，常开电磁阀1是用来切换在防抱死制动系统的基体B内形成的流道R的打开和关闭的阀，且其配置为主要包括固定铁心3、线圈单元4、阀体5、阀座件6和可动铁心7。

在此常开电磁阀1中，阀体5通常地远离阀座件6，以允许流体从连接到下侧(为方便起见，上/向上或下/向下都基于图1确定)的流道R1流到连接到阀的侧部的流道R2。于是，当阀体5通过通电的线圈单元4开始邻近阀座件6时，流道R关闭，从而中断流体的流动。

此外，在此实施例的常开电磁阀中，当在流道R1内的流体的压力和在流道R2内的流体的压力之间的差值等于或大于预定值时，由于压力差产生的流体的流动克服施加到阀体5的阀闭合力，从而使得流道R打开。也就是，常开电磁阀1是线性电磁阀(压差控制阀)，其根据流过线圈单元4用于励磁的电流的值能控制阀体5的闭合力。

固定铁心3还用作外壳，其容纳各个部件，且为具有垂直通孔的圆柱形件。固定铁心3由主体部31和芯部32组成，主体部31安装在基体B内，芯部32的外径比主体部31的外径小且向上延伸。阀体5和阀座件6容纳在主体部31的内部。

在阀体5中，形成为半球形的密封部51在阀体5的末端形成，且圆柱形杆部52连接到如此形成的密封部51。具有比杆部52更大直径的较大直径部53在杆部52上形成。杆部52和较大直径部53形成一形状，其中杆部52和较大直径部53通过由锥形形状组成的直径扩展部52a连接在一起。也就是，阀体5的直径从杆部52朝向较大直径部53逐渐增大。具有比较大直径部53更大直径的凸缘部54也设置在较大直径部53上。连接销55在凸缘部54上形成，以从那里向上延伸。

阀座件6是扁平的圆柱形部件，且漏斗形阀座表面61在其上表面的中心内形成，入口通道62在阀座表面61的底部内形成以垂直地通过底部。此入口通道是流体从常开电磁阀1下面流入限定上面的阀座件6的阀室84内所穿过的通道。此外，返回流道63在阀座件6内形成，以在从入口路经62径向向外偏置的位置垂直地穿过阀座件6。球阀64设置在返回流道63的下部内，以与返回流道63一起组成止回阀。通过压配合在主体部31的下端处的内直径内的过滤器83，防止了球阀64脱离或落下。

如上所述配置的阀座件6压配合在主体部31的内圆周内，用于固定到位。

用于产生偏置力以保持阀体5远离阀座件6的返回弹簧81设置在凸缘部54和阀体5的上表面之间。

多个通孔33在主体部31的侧壁内形成，以在主体部31的内部和外部之间建立连通。圆柱形过滤器85在主体部31的形成通孔33的一部分的外部安装，以去除容纳在通过主体部31的流体内的杂质。

主体部31插入到基体B内的安装孔B1内，且于是通过绕安装孔B1的圆周填塞(caulking)而固定到位。此外，主体部31的下端压配合到形成为更小直径的安装孔B1的压配合部B2内。

圆柱形表面34具有比阀室84的直径更小的直径，且其在芯部32的内部形成，在圆柱形表面34内，用于整体操作可动铁心7和阀体5的杆状保持器56设置成与阀体5分开。连接孔57形成在保持器56的下端面内，且此连接孔57配合在阀体5的连接销55上，从而保持器56与阀体5一起移动。因为保持器56通过返回弹簧81向上与阀体5一起偏置，所以保持器56的上表面58被导致邻接可动铁心7的下端面71。

多个凹槽59(仅示出了其中的一个)形成在保持器56的侧表面内，以沿其整个长度延伸。当保持器56垂直移动时，这些凹槽59允许储藏在保持器56的上方或下方的流体从中流过，以获得保持器56的平滑运动。

芯部32的上端部35形成有与圆柱形表面34相比稍微大的内径。该内径的尺寸使得允许下面将描述的可动铁心7上的凸起部72配合在其内。也就是可容纳凸起部72的末端的凹进部36形成在芯部32的上表面上。固定铁心3由磁性材料制成，并且当固定铁心3通过线圈单元4励磁时，固定铁心3用来吸引可动铁心7以关闭阀。

可动铁心7是由磁性材料制成的圆柱形部件，其设置在保持器56的上部上。凹槽73形成在可动铁心7的侧表面上，以沿其整个长度延伸，从而允许当可动铁心7垂直移动时，储藏在可动铁心7的上方或下方的流体从中流过，以获得可动铁心7的平滑运动。

可动铁心7的下端面71的中心部被导致沿圆形轮廓突出，以形成凸起部72。如上所述，此凸起部72面对固定铁心3的上表面上的凹进部36，且其尺寸可适合配合在凹进部36内。

凸起部72和凹进部36的形状和其间的位置关系使得改善作为线性电磁阀的常开电磁阀的功能。也就是当通过电流流过线圈42，可动铁心7移动且凸起部72和凹进部36接近彼此时，它们被如此成形和定位，以在可动铁心7和固定铁心3彼此吸引时，根据可动铁心7和固定铁心3之间的距离的改变，减小可动铁心7和固定铁心3吸引彼此的磁力的改变。

底部的圆柱形引导管86从外侧安装在芯部32上，且通过焊接的方式固定在那里。可动铁心7容纳在引导管86内，以关于垂直前进和后退运动而被引导。

线圈单元4包括由树脂制成的线圈管41和绕其形成的线圈42，且磁轭(yoke)43设置在线圈管41的外侧上，用于形成磁通道。

接下来将详细描述阀座件6和阀体5。

如图2A所示，在阀体5内密封部51的面对杆部52的端部的直径Ds形成为比杆部52的直径Da稍大。由于此原因，尽管它是适中的，但是在密封部51连接到杆部52的部分处形成了台阶。

密封部51形成为半球形。此外，阀座表面61形成为漏斗形状，其径向放大具有恒定的倾斜度。

在阀座表面61的沿从较小直径侧指向较大直径侧(较大直径端部61a)的延伸方向(由箭头61D指明)上没有设置任何部件邻接较大直径端部61a，但形成了空间(阀室84)，使得流体可自由地沿箭头61D指明的方向流出。当然，尽管上面已经描述，返回弹簧81设置在与较大直径端部61a分开预定距离的位置处，返回弹簧81是这样的，细弹簧钢丝绕成螺旋形，在丝的匝之间设置有间隙，其足够宽以排除流体朝向箭头61D所指示的方向流动的中断的可能性。

下面将描述上述配置的常开电磁阀1的功能和优点。

在常开电磁阀1中，阀体5通过返回弹簧81通常地保持与阀座表面61分开，且流体允许自由地从流道R1流到流道R2。

于是，当线圈42通电时，固定铁心3和可动铁心7被依次励磁而导致吸引彼此，从而密封部51被导致邻接阀座表面61，并且流道R1和流道R2彼此切断。然而，阀关闭力由被导致流动以使线圈42通电的电流的数量确定，并且当流道R1内的流体的压力和流道R2内的流体的压力之间的差别超过由阀关闭力确定的致动压差时，流体向上推动阀体5，从而流体允许从流道R1流向流道R2。也就是常开电磁阀充当线性电磁阀(压差控制阀)。

当流体流动时，流体在阀体5的密封部51和阀座表面61之间流过后，从入口通道62流入阀室84，如图2B所示。当此发生时，因为流体是液体的形式，所以流体试图沿物体的表面流动。也就是，流体试图沿阀体5的密封部51和阀座表面61两者流动。

在本实施例的常开电磁阀1中，因为其中面对杆部52设置的密封部51的端部形成有比杆部52更大的直径的结构，尽管台阶的形状是适中的，台阶形成在从密封部51的球形表面到杆部52的表面限定的区域上。即，该区域是密封部51连接到杆部52的部分。

由于此结构，沿密封部51的表面流动的流体在面对杆部52设置的密封部51的端部处流动离开阀体5，并且沿阀座表面61连续流动。于是，流体沿阀座表面61流动，同时径向扩大且还在阀座表面61的较大直径端部61a处流动离开阀座表面61，沿较大直径端部61a的方向(参见图2A中的箭头61D)流出进入空间开口。

当此发生时，因为在密封部51和阀座表面61之间流过后流入空间的流体的流动不撞击绕在阀体5的底座上的返回弹簧81的部分81a，因此没有流体扰乱返回弹簧81的动作这种情况出现，从而使得可能正确地控制电磁阀。

到此为止已经描述了与传统阀体相比较的功能和优点。图3A示出了流体在传统的通常电磁阀的阀座表面和阀体之间流过的流动示意图。图3B示出了流体在参考阀体和阀座表面的结构的常开电磁阀中的阀座和阀体之间流过的流动示意图。应注意到对与图1和2中所示的那些相似的部件将给出相似的参考标号。

如图3A所示，当阀体5的末端(密封部51)形成半球形形状，且锥形形状52b以平滑地延伸到密封部的方式形成时，流体的不同的流动将取决于时间和位置。即流体在右手半部分内如箭头所示沿阀体5流动，同时在左手半部分内，流体沿阀座表面61流动。也就是，因为密封部51和锥形形状52b在彼此连接处平滑地延伸到彼此，因此流体试图沿阀座表面61流动，同时流体试图沿阀体5流动，流体沿阀体5或阀座表面61流动临时变化且没有被确定。

此外，因为沿锥形形状52b流动的流体继续沿直线流动，以撞击绕阀体5的底座缠绕的返回弹簧81的上部81a，因此不必要的外力施加到返回弹簧81，且此外该外力以不确定的方式施加到那里。由于此原因，返回弹簧81的操作性能不稳定，这使得难于控制常开电磁阀1。

图3B中示出的例子是这样的，阀体5的位于其末端的密封部51形成半圆形形状，且圆柱形杆部52连续且平滑地连接到密封部。此外，在此例子中，流体在阀体5的右手侧沿阀体5流动，同时流体在阀体5的左手侧沿阀座表面61流动。且以此方式，流体不同的流动取决于时间和位置。也就是，由于密封部51连续地连接到杆部52，因为流体在一侧试图沿阀座表面61流动，且流体在另一侧试图沿阀体5流动，所以流体是沿阀体5还是沿阀座表面61流动临时变化且没有被确定。

此外，如图3A中示出的情况一样，因为沿杆部52流动的流体继续沿阀体5以同样的方式流动，以撞击绕阀体5的底座缠绕的返回弹簧81的上部81a，因此不必要的外力施加到返回弹簧81，且此外该外力以不确定的方式施加到那里。由于这些现象，返回弹簧81的操作性能不稳定，这使得难于控制常开电磁阀1。

然而，在本发明的实施例的常开电磁阀1中，因为面向杆部52设置的密封部51的端部被制造地比杆部52的直径更大，因此流体肯定地远离阀体5流动，且肯定地沿阀座表面61流动。因而，流体的流动变得比传统例子的那些流动更稳定，从而还可能由阀体5和流体产生的操作噪声可被抑制。此外，由于流体的流动易于稳定，因此即使具有较小的生产误差，阀体的操作也不会因而受到影响，且可获得电磁阀自身性能的稳定性。

此外，由于流体的流动变得稳定，因此流体的压力改变或所谓的脉动受到抑制。

另外，因为没有不必要的力施加到绕阀体5的底座缠绕的返回弹簧81的部件81a，所以返回弹簧81的操作性能变得稳定，从而可能合适地控制常开电磁阀1。

另外，在本实施例的常开电磁阀1中，因为设置直径扩展部52a，其中阀体5的直径从杆部52朝向较大直径部53逐渐增加，所以从阀座表面61流动的流体的流动不被扰乱，从而使得可能实现流体的稳定流动。

虽然到此为止已经对本发明的实施例进行了描述，但是本发明不是限制于所描述的实施例但通过必要的修改可实现。

例如，虽然在本实施例中，阀体5和可动铁心7配置为分开的元件，且设置保持器56以使得它们整体移动，但是是否设置保持器56是任意的，且阀体5和可动铁心7可配置为整体单元。

另外，阀体5的杆部52的形状可以是任何形状，例如除了圆柱体，还有多边形棱柱，只要杆部52的外径小于面对杆部52设置的密封部51的部件的直径。

此外，对阀座表面61的角度没有强加特别的限制，只要阀座表面61被允许抵靠密封部51以关闭阀。

(第一修改实施例)

另外，虽然在实施例中本发明应用到线性电磁阀，其中根据被导致流过线圈42的电流的值改变致动压差，但是本发明可应用到致动压差不改变的常开电磁阀中。例如，图4示出了常开电磁阀的另外的实施例的垂直剖面图。

在如图4所示的常开电磁阀1’中，仅其不同于图1中示出的常开电磁阀的部件将被描述。在常开电磁阀1’中，省略了设置在常开电磁阀1中的凸起部72和凹进部36，且因而可动铁心7的下端面71形成平面，且固定铁心3的上端面也形成平面。此外，孔65设置在形成在阀座件6的中心处的入口通道62内，用于收缩入口通道62。

此外，在如上所述配置的常开电磁阀1’中，在阀体5通常地保持远离阀座表面61，以允许流体从入口通道62流入到阀室84中的情况下，线圈42被暂时地通电，使得阀体5与阀座表面61抵靠，如同常开电磁阀1一样，流体从入口通道62流出，穿过阀体5和阀座表面61的密封部51之间的微小间隙流入阀室84。当此情况发生时，如常开电磁阀1一样，因为流体必然地沿阀座表面61流动，所以阀体5的操作被稳定，且不会出现产生不必要的操作噪声的情况。

(第二修改实施例)

此外，本发明不仅能应用到常开电磁阀中，还可应用到通常关闭的常闭电磁阀中。

例如图5示出了常闭电磁阀的横截面图。应注意到在图5中，与图1中相类似的部件将给予类似的参考标号，且将省略其详细描述。

如图5所示，常闭电磁阀1”是例如在防抱死制动系统的基体B内形成的流道R的打开和关闭之间切换，且配置为主要包括外壳102、固定铁心103、线圈单元4、阀体5和阀座件106。

外壳102大致上形成圆柱形状，且阀座件106压配合在外壳102的内部。开口102a形成在外壳102的侧壁内，且流道R在如此形成的开口102a和在外壳102的下端敞开的开口之间形成。

引导管121形成圆柱形状，且固定铁心3通过配合和焊接固定到引导管121的上部，同时外壳102通过配合和焊接固定到引导管121的下端部。

阀体5连接到在可动铁心107的下端内形成的连接孔107a，以与可动铁心107一起操作。移动铁心107在其垂直前进和退回时由引导管121引导。

凹槽107b沿可动铁心107的整个长度在其上形成，使得储藏在可动铁心107的上方和下方内的流体允许从中垂直流过。底孔107c形成在可动铁心107的上表面内，且返回弹簧181设置在如此形成的孔107c内。返回弹簧181通常在固定铁心103和可动铁心107之间产生偏压力，以通常地朝向阀座件106的阀座表面161推动可动铁心107和阀体5。也就是流道R通常关闭。

而且如实施例所示，在如上面所述配置的常闭电磁阀1”中，阀体5的密封部51的在杆部52侧的端部直径(图2中Ds)形成为比杆部52的直径(图2中Da)更大，因而在杆部52连接到密封部51的部分处形成台阶。

由于此原因，从入口通道162流入阀室84内的流体必然地远离阀体5流动，且沿阀座表面161流动。因而，流体的流动变得稳定，从而使得可能获得操作噪音的减小，获得电磁阀的可控制性和稳定性能的改善。

虽然本发明结合示例性的实施例进行了描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是可不脱离本发明得到各种改变和修改，因此本发明的目的是在所附权利要求书中覆盖所有落入本发明的精神和范围内的改变和修改。

Claims

1.一种电磁阀，包括：

固定铁心；

设置为相对于所述固定铁心前进和后退的可动铁心；

设置为与所述可动铁心一起移动的阀体；和

阀座件，其包括

漏斗形阀座表面，其通过与所述阀体抵靠而关闭流道；和形成在所述阀座表面的底部内的入口通道，

其中流体从所述入口通道朝向所述阀体侧流动，

所述阀体包括：

半球形密封部；和

从所述密封部朝向所述可动铁心延伸的杆部，

2.如权利要求1所述的电磁阀，

其中所述阀体包括：

大直径部，其设置为与所述杆部相比更靠近所述可动铁心，且其与所述杆部相比具有更大的直径；和

直径扩展部，其直径从所述杆部朝向所述大直径部逐渐增加。

3.如权利要求1所述的电磁阀，

其中所述电磁阀是常开电磁阀，在该电磁阀中，通过使所述线圈通电，所述可动铁心沿阀关闭方向移动所述阀体。

4.如权利要求1所述的电磁阀，还包括：

保持器，其形成为与所述阀体分离，且其适合于将所述可动铁心的运动传到所述阀体。

5.如权利要求1所述的电磁阀，其中

所述阀体和所述可动铁心彼此构成整体。