CN102449361B - 电磁阀 - Google Patents

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Abstract

一种电磁阀(10)，包括：阀套(41)，在该阀套(41)的内部配置有能沿轴向自由移动的阀芯(60)；以及螺线管部(20)，该螺线管部(20)安装于阀套(41)的沿轴向的一端，施加使阀芯(60)沿轴向移动的力。在阀套(41)上形成有多个与形成于该阀套(41)内部的内部流路(47)适当连通的端口(51～54)，在多个端口中的至少排出端口(51)中，若将阀芯(60)沿轴向移动使得排出端口(51)与内部流路(47)之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1，将排出端口(51)的总流路截面积设为S0，则S1≥S0。

Description

电磁阀
技术领域
本发明涉及一种优选应用于例如液压装置等的液压控制的电磁阀。
背景技术
例如在下述专利文献1所示的液压控制用的滑阀式电磁阀中，为了提高控制液压的响应性，需要增加电磁阀的控制流量。因此，以往通过增大阀部的阀开量并增大其它的液压路径即阀套的各端口的流路截面积来应对。
不过，若增加控制中的流量，则可能会产生以下问题：随着流量的增加，流体力增加，使得控制变得不稳定，且随着通过阀部的污染量的增加，耐污染性会降低。
专利文献1：日本专利特开2007-285457号公报
发明的公开
发明所要解决的技术问题
本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种控制稳定性良好且耐污染性优异的电磁阀。
解决技术问题所采用的技术方案
为实现上述目的，本发明的电磁阀包括：阀套，在该阀套的内部配置有能沿轴向自由移动的阀芯(spool)；以及螺线管部，该螺线管部安装于上述阀套的沿轴向的一端，施加使上述阀芯沿轴向移动的力，在上述阀套上形成有多个与形成于该阀套内部的内部流路适当连通的端口，在多个端口中的至少排出端口中，若将上述阀芯沿轴向移动使得上述排出端口与上述内部流路之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1，将上述排出端口的总流路截面积设为S0，则S1≥S0。
在本发明的电磁阀中，由于设定成S1≥S0，因此控制稳定性良好，且耐污染性也优异。此外，在本发明的电磁阀中，由于设定成S1≥S0，因此最大通过流量的微调(设定)也容易。
作为优选，在形成有上述排出端口的上述阀套的阀座内周面形成有沿周向延伸的环状槽，使上述阀芯在轴向上移动，从而使形成于上述阀芯的大径部堵塞上述环状槽，藉此上述阀部分关闭，阻断上述排出端口与上述内部流路的连通。
如上所述，通过设置环状槽，能使从内部流路经由阀部分流向排出端口的流体的流动变得顺畅，且能使阀芯相对于阀套的轴向移动也变得顺畅。
作为优选，形成有一个以上上述排出端口，各排出端口的横截面呈圆形。在通过切削加工形成阀套后，通过钻孔加工等能容易地形成上述排出端口，阀套的制造变得容易。
作为优选，在多个端口中的至少输入端口中，与上述排出端口同样地，若将上述阀芯沿轴向移动使得上述输入端口与上述内部流路之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1’，将上述输入端口的总流路截面积设为S0’，则S1’≥S0’。
在本发明的电磁阀中，由于设定成S1’≥S0’，因此控制稳定性良好，且耐污染性也优异。此外，在本发明的电磁阀中，由于设定成S1’≥S0’，因此最大通过流量的微调(设定)也容易。
附图说明
图1是本发明一实施方式的电磁阀的侧视图。
图2是图1所示的电磁阀的剖视图。
图3是表示图2所示的阀部分的详细结构的主要部分放大剖视图。
图4是表示图3的详细结构的示意立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式对本发明进行说明。
如图1及图2所示，本发明实施方式的电磁阀10是滑阀式的电磁阀，例如是用于对汽车的自动变速器等的液压进行控制的构件。
电磁阀10具有作为电磁驱动部的螺线管部(线性螺线管(linearsolenoid))20、阀主体40和止动器45。在阀主体40的沿轴向Z的一端(后端)安装有螺线管部20，在阀主体40的沿轴向Z的另一端(前端)安装有止动器45。螺线管部20在壳体21的内部具有线圈22、柱塞24及杆26。
线圈22以埋入在壳体21的内周侧安装的树脂成形件23的内部的方式一体成形，从突出于壳体21外部的连接器28朝线圈22供给控制电压。线圈22根据控制电压产生期望强度、期望方向的磁场，从而在柱塞24及杆26上产生轴向z的驱动力，该驱动力被传递至阀芯60，成为使阀芯60在轴向上移动的力。
在树脂成形件23的内周侧，沿轴向固定有边环25及中心支柱27。在上述边环25的内周，可沿轴向自由移动地配置有柱塞24，在中心支柱27的内周，可沿轴向自由移动地配置有杆26。柱塞24与杆26连结成可自由装拆，杆26的前端与阀芯60的阀芯轴61的后端接触。
在阀芯60的前端安装着弹簧42的后端，该弹簧42安装于止动器45内部，在弹簧42的弹力的作用下，阀芯60一直被向柱塞24的杆26的方向按压。另外，止动器45铆接固定于阀主体40的阀套41的前端。
阀套41的材质没有特别限定，例如可列举出铝、铁、树脂等。止动器45的材质没有特别限定，例如可列举出铁、不锈钢、树脂等。
在阀套41上，作为贯穿周壁的开口，从阀套41的前端侧朝向后端侧依次形成有排出端口51、控制端口52、输入端口53及反馈端口54。如图1所示，排出端口51、控制端口52及输入端口53在阀套41的圆周方向上分别成对形成，只有反馈端口54形成一个。
各端口51、52、53、54的流路截面为圆形，较为理想的是，它们的内径D0均相同，考虑到加工性，最好在Φ1mm以上。特别地，排出端口51的内径D0具体由后述排出端口51的总流路截面积S0与阀部分的最大开口面积S1的关系来确定。输入端口53也同样。
输入端口53是供由泵从未图示的箱体供给的控制流体(例如工作油)流入的端口。排出端口51是朝未图示的自动变速器等流体需求方(负载)供给控制流体的端口。反馈端口54与控制端口52在电磁阀10的外部连通，从而使从控制端口52流出的控制流体的一部分流入反馈端口54。
阀芯60以沿轴向Z能自由移动的方式配置于阀套41的轴中心，沿阀芯轴61的轴向Z，从前端侧依次形成有圆柱状的大径部即第一滑盘(land)63～第三滑盘65。如图3所示，第一滑盘63构成能使排出端口51与阀套41的内部流路46之间开闭的阀部分。阀套41的内部流路46是形成于阀套41与阀芯轴61之间的流路。
第二滑盘64构成使输入端口53与内部流路46之间开闭的阀部分。此外，第三滑盘65构成使反馈端口54与内部流路46之间开闭的阀部分。
如图3及图4所示，在形成有排出端口51的阀套41的阀座内周面47上，形成有沿周向延伸的环状槽44。较为理想的是，环状槽44的内周面的内径D2比阀座内周面47的内径D1大110～140％左右。在其它端口52～54也同样地形成有与排出端口51对应形成的环状槽44。
使阀芯60在轴向上移动，使得形成于阀芯60的第一滑盘63堵住环状槽44，藉此阀部分关闭，阻断排出端口51与内部流路46的连通。更具体而言，由于阀芯60在阀套41的内部沿轴向Z移动，因此第一滑盘63的外周面63a沿着阀套41的阀座内周面47滑动移动，第一滑盘63的后端63b与环状槽的后端侧面44b之间的距离W在0以下。即，形成于阀芯60的第一滑盘63堵住环状槽44，藉此阀部分关闭，阻断排出端口51与内部流路46的连通。
第一滑盘63的外周面63a的外径在阀座内周面47的内径D1以下，但大致与阀座内周面47的内径D1相等。在本实施方式中，将第一滑盘63的外周面63a的外径设定成与阀座内周面47的内径D1相等。
在本实施方式中，若将阀芯60沿轴向移动使得排出端口51与内部流路46之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1，将一对排出端口51的总流路截面积设为S0，则S1≥S0。此外，S1/S0的值优选为1.0～3.0，更优选为1.7～2.3。若S1/S0的值过小，则发明的效果小，若S1/S0的值过大，则排出端口51的内径变得过小，流路阻力增大，为了关闭阀部分，阀芯60的轴向移动量变得过大，因此不理想。
在本实施方式中，阀部分的开口面积S1能用π×D1×Wmax表示。其中，Wmax是第一滑盘63的后端63b与环状槽的后端侧面44b之间的距离W的最大值。此外，将一对排出端口51的总流路截面积设为S0，并将各排出端口51的内径设为D0时，S0＝2×π×(D0/2)2。
此外，对于输入端口53也同样，若将阀芯60沿轴向移动使得输入端口53与内部流路46之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1’，将输入端口53的总流路截面积设为S0’，则S1’≥S0’。此外，S1’/S0’的值优选为1.0～3.0，更优选为1.7～2.3。
此外，第一滑盘63的外径与第二滑盘64的外径大致相同，但第三滑盘65的外径比第一滑盘63和第二滑盘64的外径小。这是为了利用经由反馈端口54被导入阀套41内部的控制流体的压力FB，沿轴向Z将阀芯60朝螺线管部20侧按压而设定的。其结果是，即便供给来的控制流体的压力(输入压力)Po存在变动，也能防止控制流体的输出压力产生变动。
阀芯60的沿轴向Z的前端与弹簧42抵接，沿轴向Z的后端与杆26抵接。因此，在阀芯60上，除了因来自反馈端口54的控制流体的压力FB而产生的按压力之外，还作用有弹簧42的按压力和经由杆26传递来的因柱塞24的动作而产生的按压力。在这些按压力的作用下，阀芯60在阀套41内沿轴向Z滑动移动。
在采用上述结构的电磁阀10中，在弹簧42的按压力、在因供给到线圈22的电流而产生的磁场的电磁力的作用下柱塞24按压阀芯60的力、因来自反馈端口54的控制流体的压力FB而使阀芯60受到的按压力达到平衡的位置上，阀芯60静止。另外，在图2中，符号Pc表示控制端口52处的流体压力，符号D表示排出端口51处的流体压力。
阀芯60在阀套41内部的轴向位置被上述力控制，使排出端口51、控制端口52、输入端口53和反馈端口54开闭以得到所期望的状态。另外，从控制端口52流向排出端口51的控制流体的量由第一滑盘63的后端63b与环状槽的后端侧面44b之间的距离W决定。
在如上所述构成的电磁阀10中，通过从未图示的控制电路朝螺线管部20的线圈22供给电流，使线圈22产生期望强度、期望方向的磁场，并利用该磁场的电磁力使柱塞24移动。
在增大供给到线圈22的电流量，以对柱塞24作用较大的电磁力时，阀芯60在阀主体40的阀套41中朝弹簧42侧移动。当阀芯60在阀套41内朝弹簧42侧移动时，图3所示的距离W变大，从控制端口52流向排出端口51的控制流体的量增大。
另一方面，在相对地减小供给到线圈22的电流量，以减小作用于柱塞24的电磁力时，阀芯60在阀套41中朝螺线管部20侧移动。当阀芯60在阀套41内朝螺线管部20侧移动时，图3所示的距离W变小，从控制端口52流向排出端口51的控制流体的量减少。
在本实施方式的电磁阀10中，如上所述，由于设定成S1≥S0、S1’≥S0’，因此控制稳定性良好，且耐污染性也优异。此外，在本实施方式的电磁阀10中，由于设定成S1≥S0、S1’≥S0’，因此最大通过流量的微调(设定)也容易。
此外，在本实施方式中，通过设置环状槽44，能使从内部流路47经由阀部分流向排出端口51的流体的流动变得顺畅，且能使阀芯60相对于阀套41的轴向移动也变得顺畅。此外，各端口51～54的横截面呈圆形。在通过铝的切削加工形成阀套41后，通过钻孔加工等能容易地形成上述端口51～54，阀套41的制造变得容易。
本发明并不限定于上述实施方式，也能在本发明的范围内进行各种改变。例如，阀主体40的端口51～54的配置并不限定于图中所示的方式，也可采用各端口51～54的轴向位置交错的电磁阀。此外，各端口51～54的数量并无特别限定。
实施例
以下，基于更详细的实施例对本发明进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。
实施例1
使图1～图4所示的电磁阀10的输入端口53与作为液压装置的液压供给部分连接，使控制端口52与控制对象(离合器)连接，使排出端口51与大气压(外部空间)连接，并使反馈端口54与控制端口52连接。输入端口压力Po为2MPa，控制端口压力Pc为0～2MPa，排出端口压力D为大气压，反馈端口压力FB为0～2MPa。
排出端口的S1为17.4mm2，S0为8.3mm2，可以确认S1≥S0。此外，输入端口的S1’为17.4mm2，S0’为8.3mm2，可以确认S1’≥S0’。
工业上的可利用性
本发明的电磁阀应用于液压装置等的液压控制是优选的。

Claims (3)

1.一种电磁阀，包括：
阀套，在该阀套的内部配置有能沿轴向自由移动的阀芯；以及
螺线管部，该螺线管部安装于所述阀套的沿轴向的一端，施加使所述阀芯沿轴向移动的力，其特征在于，
在所述阀套上形成有多个与形成于该阀套内部的内部流路适当连通的端口，
在多个端口中，至少包括控制端口和反馈端口，所述控制端口与反馈端口在所述电磁阀的外部连通，
所述阀芯的沿轴向的前端与弹簧抵接，沿轴向的后端与杆抵接，在所述阀芯上，除了因来自所述反馈端口的控制流体的压力而产生的按压力之外，还作用有所述弹簧的按压力和经由所述杆传递来的因柱塞的动作而产生的按压力，
所述阀芯沿轴向移动，以使所述弹簧的按压力、在因供给到线圈的电流而产生的磁场的电磁力的作用下所述柱塞按压所述阀芯的力、因来自所述反馈端口的控制流体的压力而使所述阀芯受到的按压力达到平衡，
在所述多个端口中的至少排出端口中，
若将所述阀芯沿轴向移动使得所述排出端口与所述内部流路之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1，将所述排出端口的总流路截面积设为S0，则S1≥S0，
在形成有所述排出端口的所述阀套的阀座内周面形成有沿周向延伸的环状槽，
使所述阀芯在轴向上移动，从而使形成于所述阀芯的大径部（63）堵塞所述环状槽（44），藉此所述阀部分关闭，阻断所述排出端口与所述内部流路的连通，
所述开口面积（S1）能用π×D1×Wmax表示，其中，所述D1是所述大径部的外径，所述Wmax是所述大径部（63）的后端（63b）与所述环状槽（44）的后端侧面（44b）之间的距离（W）的最大值。
2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，
所述排出端口形成有一个以上，各排出端口的横截面呈圆形。
3.如权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，
在多个端口中的至少输入端口中，
若将所述阀芯沿轴向移动使得所述输入端口与所述内部流路之间的阀部分的开度达到最大限度时阀部分的开口面积设为S1’，将所述输入端口的总流路截面积设为S0’，则S1’≥S0’。
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