CN105026813A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供电池阀。在壳体(101)内收纳有阀芯单元(110)以及电磁线圈(141)的电磁阀(100)中，阀芯单元(110)包括：在圆柱状的外周面具有沿圆柱轴向延伸的槽部(121)，通过由电磁线圈(141)产生的电磁力在圆柱轴向动作的插棒式铁心(120)；固定于插棒式铁心(120)，在插棒式铁心(120)的闭阀动作时与用于进行阀开闭的阀座(151)抵接，并且在插棒式铁心(120)的开阀动作时解除与阀座(151)的抵接的杆(111)；覆盖插棒式铁心(120)的外周面并与插棒式铁心(120)一体构成的圆筒状的套筒(122)；以及由插棒式铁心(120)的槽部(121)与套筒(122)的内周面划分形成并沿圆柱轴向延伸的连通路(125)。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及使用电磁力使阀芯单元动作的电磁阀的构造。

背景技术

在下述专利文献1中，作为这种电磁阀的一个例子公开了搭载于车辆的电磁阀。在该电磁阀中，在壳体收纳阀芯单元以及电磁线圈，阀芯单元具有在壳体内滑动的插棒式铁心(plunger)，经由贯通该插棒式铁心的连通路，阀室与弹簧室连通。

专利文献1：日本特开2011-38542号公报

在上述专利文献1所公开的阀芯单元中，因对插棒式铁心进行贯通加工来设置连通路而花费成本。另一方面，为了实现成本降低，也考虑通过锻造等的方法在插棒式铁心的外周面设置凹状的槽部，利用该槽部构成连通路。然而，在这种情况下，在外周面设置凹状的槽部的插棒式铁心的外形并非为真圆，与收纳该插棒式铁心的壳体之间的滑动阻力增加，因此成为妨碍阀芯单元的顺畅的动作的重要因素。另外，这样的问题主要在搭载于车辆的电磁阀中产生，在配置于车辆以外的各种设备的电磁阀中也会产生。

发明内容

因此，本发明正是鉴于上述情况而形成的，其目的之一在于针对使用电磁力使阀芯单元动作的电磁阀，提供可兼顾阀芯单元的成本降低与动作性提高的有效技术。

为了实现上述目的，本发明所涉及的电磁阀在壳体内收纳有阀芯单元以及电磁线圈。阀芯单元包括插棒式铁心、杆、套筒以及连通路。插棒式铁心在圆柱状的外周面具有沿圆柱轴向延伸的槽部，通过由电磁线圈产生的电磁力在圆柱轴向动作。杆固定于插棒式铁心，在插棒式铁心的闭阀动作时与用于进行阀开闭的阀座抵接，并且在插棒式铁心的开阀动作时解除与阀座的抵接。套筒为圆筒状的部件，覆盖插棒式铁心的外周面并与插棒式铁心一体构成。连通路由插棒式铁心的槽部与套筒的内周面划分形成并沿圆柱轴向延伸。在这种情况下，与通过对插棒式铁心的贯通加工来形成连通路的情况相比，能够抑制用于形成连通路的成本。另外，通过对圆筒状的套筒实施所希望的强度，能够提高套筒的真圆性，因此可抑制套筒与壳体之间的滑动阻力，其结果，能够实现阀芯单元的动作性提高。

在本发明所涉及的电磁阀的又一方式中，优选为，阀芯单元构成为：槽部在插棒式铁心的周方向上的开口圆弧长度为套筒在径向上的壁厚的20倍以下。在这种情况下，通过将槽部的开口圆弧长度设定为与套筒的壁厚相应的值，能够更为可靠地确保套筒的所希望的真圆性。例如，能够将套筒的真圆度(圆形体在几何学上相对于正圆偏差的大小)抑制为1[μm]左右。与此相对，如果槽部的开口圆弧长度高于套筒的壁厚的20倍，则套筒中的与槽部的开口部分对置的圆弧部分容易变形为直线状，不易确保套筒的所希望的真圆性。

在本发明所涉及的电磁阀的又一方式中，优选为，套筒由非磁性材料构成，并且套筒在径向上的壁厚被设定为该套筒的外周面与壳体之间的滑动间隙的尺寸以上。由此，电磁线圈的磁力不作用于由非磁性材料构成的套筒，因此能够抑制在套筒的外周面与壳体之间产生的摩擦(滑动阻力)。在这种情况下，能够将套筒的壁厚设定为同套筒的外周面与壳体之间的滑动间隙相应的值。

在本发明所涉及的电磁阀的又一方式中，优选为，壳体具备：阀室，该阀室设置在与插棒式铁心的一方的端部对置的对置区域，且收纳杆；以及滩簧室，该滩簧室设置在与插棒式铁心的另一方的端部对置的对置区域，且收纳弹簧，该弹簧克服由电磁线圈产生的电磁力对插棒式铁心进行弹性施力，这些阀室与弹簧室通过连通路相互连通。由此，能够将电磁阀中阀室与弹簧室相互连通的连通路由插棒式铁心的槽部与套筒的内周面划分形成。

本发明所涉及的电磁阀为搭载于车辆的车辆用电磁阀，在其搭载状态下被配置为插棒式铁心的圆柱轴向为水平方向。在这种情况下，插棒式铁心具备：由套筒覆盖槽部的覆盖区域；以及未由套筒覆盖槽部的非覆盖区域，与非覆盖区域对应的槽部至少在水平方向(第1方向)以及与水平方向交叉的交叉方向(第2方向)上与套筒的外侧空间连通。由此，使得插棒式铁心的覆盖区域与非覆盖区域之间的槽部的开口面积扩大。其结果，能够容易通过至少2个方向的工作液的流动将存在于套筒的外侧空间的气泡从非覆盖区域的槽部向连通路导入并排出。

如上所述，根据本发明，在使用电磁力进行阀芯单元的开闭动作的电磁阀中，能够兼顾阀芯单元的成本降低与动作性提高。

附图说明

图1是本实施方式的制动控制装置10的系统图。

图2是示出本实施方式的电磁阀100的剖面构造的图。

图3是图2中的阀芯单元110的俯视图。

图4是图3中的阀芯单元110的A-A线的剖视图。

图5是图4的局部放大图。

图6是示出电磁阀100的车辆搭载时的阀芯单元110的配置状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1所示的制动控制装置10为了控制对车轮赋予的制动力而被搭载于车辆，发挥根据驾驶员对于制动踏板11的踩踏操作独立控制4个车轮的功能。制动踏板11具有检测其踩踏行程的行程传感器12，并且连接于主缸13。主缸13连接于存积工作液(也称为“制动油”)的储液箱14，另一方面，具有根据制动踏板11的踩踏操作送出工作液的输出端口13a、13b。

在主缸13的一方的输出端口13a经由电磁阀15连接行程模拟器16。电磁阀15在检测到驾驶员对于制动踏板11的踩踏操作的情况下成为通电状态从而开阀。行程模拟器16发挥产生与驾驶员对于制动踏板11的踩踏操作相应的反作用力的功能。另外，在输出端口13a连接有右前轮用的第1液压管17。该第1液压管17连接于对右前轮赋予制动力的轮缸21。另一方面，在输出端口13b连接有左前轮用的第2液压管18。该第2液压管18连接于对左前轮赋予制动力的轮缸22。电磁阀15以及液压致动器60均由电子控制单元(ECU)70进行控制。

在液压致动器60中，在第1液压管17设置有第1主断油阀19，并且在第2液压管18设置有第2主断油阀20。这些第1主断油阀19以及第2主断油阀20在通电状态下闭阀，从而阻止主缸13与轮缸21或者轮缸22的连通。与此相对，这些第1主断油阀19以及第2主断油阀20在通电解除状态或者通电减少状态下开阀，由此使主缸13与轮缸21或者轮缸22连通。

另外，在液压致动器60中，在第1液压管17设置有用于检测右前轮侧的主缸压的压力传感器17a，另外在第2液压管18设置有用于检测左前轮侧的主缸压的压力传感器18a。依据由这些压力传感器17a以及压力传感器18a检测出的主缸压求出制动踏板11的踩踏操作力。

液压致动器60具有由马达27驱动的泵26。该泵26在连通于储液箱14的液压管25连接有泵吸入口，并且在从液压管25分支的液压管30连接有泵排出口。在液压管30设置有储压器31、安全阀32以及压力传感器33。储压器31将泵26所产生的制动油的压力能量转换为封入气体的压力能量并存积。安全阀32在储压器31的压力高于规定值时开阀，以便将高压的制动油向液压管25返回。该安全阀32根据由压力传感器33检测出的储压器31的压力工作。

液压管30经由右前轮用增压阀41、左前轮用增压阀42、右后轮用增压阀43以及左后轮用增压阀44的各阀与轮缸21、轮缸22、轮缸23以及轮缸24的各轮缸连接。这些增压阀41、42、43、44均在开阀状态下将轮缸压增压，另一方面在闭阀状态下不将轮缸压增压。轮缸21、轮缸22、轮缸23以及轮缸24分别与右前轮用减压阀51、左前轮用减压阀52、右后轮用减压阀53以及左后轮用减压阀54的各阀连接。这些减压阀51、52、53、54均在开阀状态下将轮缸压减压，另一方面在闭阀状态下不将轮缸压减压。轮缸21、轮缸22、轮缸23以及轮缸24的压力分别由压力传感器21a、压力传感器22a、压力传感器23a以及压力传感器24a检测。

以下，参照图2～图5对本实施方式的电磁阀100的结构进行详细说明。该电磁阀100可作为搭载于车辆的各种电磁阀使用，例如能够应用于前述的减压阀51、52。此外，在其他减压阀53、54或另外的开闭阀中当然也可以应用该电磁阀100。该电磁阀100与本发明的“电磁阀”相当。

如图2所示，在电磁阀100中，在壳体101收纳阀芯单元110以及电磁单元140。阀芯单元110通过电磁单元140(电磁线圈141)的电磁力动作。阀芯单元110具有杆111、插棒式铁心120以及套筒122，在该阀芯单元110的动作方向亦即长边方向上延伸。该阀芯单元110与本发明的“阀芯单元”相当。

杆111具有被插入固定在设置于插棒式铁心120的嵌合孔120a的插入部111a，由此固定于插棒式铁心120。另外，该杆111在与插入部111a相反一侧具有能够与用于进行阀开闭的阀座(后述的阀座151)抵接的半球状的前端部111b。因此，杆111在插棒式铁心120的闭阀动作时与阀座抵接，并且在插棒式铁心120的开阀动作时解除与阀座的抵接。该杆111与本发明的“杆”相当。

插棒式铁心120由磁性材料构成，将形成于壳体101内的空间划分为阀室112与弹簧室113。在这种情况下，壳体101在与插棒式铁心120的一方的端部对置的对置区域具有阀室112，在与插棒式铁心120的另一方的端部对置的对置区域具有弹簧室113。在阀室112配置有杆111以及座150，另一方面在弹簧室113配置有弹簧130。该插棒式铁心120通过弹簧130的反弹力以使杆111朝座150的阀座151接近的方式即朝阀芯单元110的闭阀方向D1被弹性施力。另外，套筒122通过覆盖插棒式铁心120而形成使阀室112与弹簧室113相互连通的连通路125，具体情况将在后文中叙述。在此所述的插棒式铁心120以及套筒122分别与本发明的“插棒式铁心”以及“套筒”相当。

座150具有设置在与杆111的前端部111b对置的对置部位的阀座151、以及与阀座151连通的流通路152，并固定于壳体101。在电磁单元140的工作停止状态下，利用弹簧130的反弹力，成为使杆111的前端部111b抵接于阀座151的闭阀状态。在该闭阀状态下，流通路152中的工作油的流动被切断。另一方面，在电磁单元140的工作状态下，在杆111的前端部111b克服弹簧130的反弹力而离开阀座151的开阀状态下，形成从座150的流通路152经由阀室112向壳体101的流通路101a流出的工作油的流动。即，对阀芯单元110施力的方向在弹簧130与电磁单元140中处于互为相反方向的关系。

电磁单元140包括电磁线圈141、线圈磁轭142(coil yoke)以及扣环磁轭(ring yoke)143。电磁线圈141为配置在壳体101的外侧的螺线管。线圈磁轭142被配置为包围电磁线圈141，扣环磁轭143固定于壳体101。这些线圈磁轭142以及扣环磁轭143均为磁性体。由此，电磁线圈141通过作为磁性体的线圈磁轭142以及扣环磁轭143围起。在这种情况下，通过向电磁线圈141通电，使得电磁单元140成为工作状态，产生将阀芯单元110的插棒式铁心120克服弹簧130的反弹力向开阀方向D2施力的磁通(电磁力)。其结果，插棒式铁心120向开阀方向D2动作。另一方面，通过停止电磁线圈141的通电，使得电磁单元140成为非工作状态，阀芯单元110的插棒式铁心120通过弹簧130的反弹力朝闭阀方向D1动作。该电磁线圈141与本发明的“电磁线圈”相当。

如图3以及图4所示，插棒式铁心120构成为圆柱状且在其外周面120b具有沿圆柱轴向延伸的多个(图4中为两个)的槽部121。该圆柱轴向与阀芯单元110的移动方向(闭阀方向D1以及开阀方向D2)一致。槽部121遍及插棒式铁心120的全长形成。套筒122为覆盖插棒式铁心120的外周面120b且与插棒式铁心120一体构成的圆筒状的部件。典型地通过压入将插棒式铁心120以及套筒122形成一体化。该套筒122构成为圆柱轴向的长度比插棒式铁心120短，因此插棒式铁心120具有：由套筒122覆盖槽部121的覆盖区域123和未由套筒122覆盖槽部121的非覆盖区域124。其结果，通过插棒式铁心120中的与覆盖区域123对应的槽部121和套筒122的内周面122a划分形成沿插棒式铁心120的圆柱轴向延伸的前述的连通路125。该连通路125与本发明的“连通路”相当。另一方面，插棒式铁心120中的与非覆盖区域124对应的槽部121未被套筒122的内周面122a覆盖，因此维持槽状的形态。

另外，在对这种阀芯单元进行设计时，希望得到抑制阀芯单元与壳体之间的滑动阻力并且以低成本形成前述的连通路125那样的连通路的技术。因此，在本实施方式的阀芯单元100中，利用插棒式铁心120的槽部121与套筒122的内周面122a划分形成连通路125。在这种情况下，与通过插棒式铁心120的贯通加工形成连通路125的情况相比，能够抑制用于形成连通路125的成本。另外，通过对圆筒状的套筒122实施所希望的强度，能够提高套筒122的真圆性，因此抑制了套筒122与壳体101之间的滑动阻力，其结果，能够实现阀芯单元110的动作性提高。

另外，如图5所示，在本实施方式的阀芯单元100中，优选满足槽部121在插棒式铁心120的周方向上的开口圆弧长度为套筒122在径向上的壁厚的20倍以下的条件。在此，当插棒式铁心120的外径为d[mm]、槽部121的开口角度为θ[rad]、套筒122的壁厚为t[mm]时，槽部121的开口圆弧长度L[mm]为d×θ/2。因此，在满足上述的条件的情况下，L/t＝(d×θ)/(2×t)≤20这样的关系成立。由于该关系成立，从而能够将槽部121的开口圆弧长度L设定为与套筒122的壁厚t相应的值。由此，能够抑制覆盖插棒式铁心120的套筒122的变形，能够确保套筒122的所希望的真圆性。例如，能够将套筒122的真圆度(圆形体在几何学上相对于正圆偏差的大小)抑制为1[μm]左右。与此相对，如果槽部121的开口圆弧长度L高于套筒122的壁厚t的20倍，则套筒122中的与槽部121的开口部分对置的圆弧部分容易变形为直线状，不易确保套筒122的所希望的真圆性。此外，在搭载于车辆的电磁阀的情况下，插棒式铁心120的外径d优选为6～20[mm]左右。

进而，在本实施方式的阀芯单元110中，优选为套筒122由非磁性材料(典型地为不锈钢材料)构成，并且当将套筒122的外周面122b与壳体101的内周面101b之间的滑动间隙的尺寸形成为s[mm]的情况下，优选为t≥s这样的关系成立。由此，电磁线圈141的磁力不作用于由非磁性材料构成的套筒122，因此能够抑制在套筒122的外周面122b与壳体101的内周面101b之间产生的摩擦(滑动阻力)。在这种情况下，滑动间隙s的尺寸被设定为可抑制套筒122的滑动时的晃动的值，另一方面能够将套筒122的壁厚t设定为与该滑动间隙s的尺寸相应的值。

上述的电磁阀100，在为能够以各种朝向进行配置而又被搭载于车辆的车辆用电磁阀的情况下，优选为如图6所示被配置为在其搭载状态下插棒式铁心120的圆柱轴向成为水平方向X(横置配置)。在这种情况下，优选为，与插棒式铁心120的非覆盖区域124对应的槽部121至少在水平方向X(也称为“第1方向”)以及与水平方向交叉的交叉方向Y(也称为“第2方向”)上与弹簧室113(套筒122的外侧空间)连通。由此，插棒式铁心120的覆盖区域123与非覆盖区域124之间的槽部121的开口面积被扩大。其结果，能够容易地将存在于弹簧室113的气泡通过至少2个方向(第1方向X以及第2方向Y)的工作液的流动从非覆盖区域124的槽部121向覆盖区域123的连通路125导入并向阀室112排出。在这种情况下，在图6中，用箭头R1表示沿第1方向X流动的气泡的路径，用箭头R2表示沿第2方向Y流动的气泡的路径。

本发明并不仅仅局限于上述的典型的实施方式，可考虑各种应用及变形。例如，还可以实施应用上述实施方式的如下各方式。

在上述实施方式中，对于在阀芯单元110设置2个连通路125的情况进行了记载，而在本发明中，连通路125的数目并不局限为2个，可以在阀芯单元110设置1个或者3个以上的连通路125。特别是，连通路125的数目越多，与通过贯通加工形成该连通路的情况相比，成本降低优点越高。

在上述实施方式中，对于利用插棒式铁心120的槽部121与套筒122的内周面122a划分形成将阀室112与弹簧室113相互连通的连通路125的情况进行了记载，不过也可以将本发明应用于可起到与连通路125不同作用的连通路的结构中。

在上述实施方式中，对于使用由非磁性材料构成的套筒122的情况进行了记载，不过也可以根据需要利用磁性材料形成套筒122。

在上述实施方式中，对于插棒式铁心120具有由套筒122覆盖槽部121的覆盖区域123和未由套筒122覆盖槽部121的非覆盖区域124的情况进行了记载，不过在本发明中，插棒式铁心120可以是没有非覆盖区域124的构造，即槽部121被套筒122完全覆盖的构造。

在本发明中，在能够通过套筒122的材料选定等确保所希望的强度的情况下，可以构成为使槽部121的开口圆弧长度L高于套筒122的壁厚t的20倍。

在上述实施方式中，作为搭载于车辆的电磁阀100例示出制动控制装置10的减压阀51、52，不过也可以将本发明应用于搭载于车辆的防抱死制动系统(ABS)用的电磁阀、装配于车辆以外的各种设备的电磁阀的结构中。

Claims (5)

1.一种电磁阀，该电磁阀在壳体内收纳有阀芯单元以及电磁线圈，

其中，

所述阀芯单元包括：

插棒式铁心，该插棒式铁心在圆柱状的外周面具有沿圆柱轴向延伸的槽部，通过由所述电磁线圈产生的电磁力在所述圆柱轴向动作；

杆，该杆固定于所述插棒式铁心，在所述插棒式铁心的闭阀动作时与用于进行阀开闭的阀座抵接，并且在所述插棒式铁心的开阀动作时解除与所述阀座的抵接；

圆筒状的套筒，该套筒覆盖所述插棒式铁心的外周面并与所述插棒式铁心一体构成；以及

连通路，该连通路由所述插棒式铁心的所述槽部与所述套筒的内周面划分形成并沿所述圆柱轴向延伸。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其中，

所述阀芯单元构成为：所述槽部在所述插棒式铁心的周方向上的开口圆弧长度为所述套筒在径向上的壁厚的20倍以下。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其中，

所述套筒由非磁性材料构成，并且所述套筒在径向上的壁厚被设定为该套筒的外周面与所述壳体之间的滑动间隙的尺寸以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁阀，其中，

所述壳体具备：

阀室，该阀室设置在与所述插棒式铁心的一方的端部对置的对置区域，且收纳所述杆；以及

弹簧室，该弹簧室设置在与所述插棒式铁心的另一方的端部对置的对置区域，且收纳弹簧，该弹簧克服由所述电磁线圈产生的电磁力对所述插棒式铁心进行弹性施力，

所述阀室与所述弹簧室通过所述连通路相互连通。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电磁阀，其中，

所述电磁阀为搭载于车辆的车辆用电磁阀，在其搭载状态下被配置为所述插棒式铁心的所述圆柱轴向为水平方向，

所述插棒式铁心具备：

由所述套筒覆盖所述槽部的覆盖区域；以及

未由所述套筒覆盖所述槽部的非覆盖区域，

与所述非覆盖区域对应的所述槽部至少在所述水平方向以及与所述水平方向交叉的交叉方向上与所述套筒的外侧空间连通。