CN108779872B - 电磁阀及其制造方法 - Google Patents

Abstract

通过设置从柱塞(5)的与阀座一侧相对的面朝向橡胶构件(8)的内部突出的山形形状的山形部(5a)，使阀座抵接部(8a)的开闭方向的尺寸变化量变小，并能抑制特性变化。此外，能确保足以吸收在阀座抵接部(8a)与阀座碰撞时的冲击的橡胶变形量，并能抑制动作声。

Description

电磁阀及其制造方法

技术领域

本发明涉及将流体通路打开、关闭的电磁阀及其制造方法。

背景技术

电磁阀存在如下情况：因作为可动芯部的柱塞与周边部件发生碰撞而产生冲击声，该冲击声能作为动作声被用户听到。因而，作为吸收冲击的方法，提出一种在柱塞的前端部设置厚壁的橡胶制的弹性体的方法(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004－11741号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在将现有的电磁阀用于例如车辆的蒸散气体处理系统的冲洗阀(日文：パージバルブ)的情况下，存在如下技术问题：在橡胶制的弹性体会产生由车辆的使用环境变化、尤其是温度变化导致的尺寸变化以及由汽油等的膨胀浸润(日文：膨潤)导致的尺寸变化，从而使电磁阀主体的流量控制性能降低。

此外，若为了抑制动作声而增加弹性体的厚度，则容易受到使用环境的影响，因此，存在为了便于实际使用而限制弹性体的厚度，从而无法充分获得动作声抑制效果的技术问题。

本发明为解决上述这种技术问题而作，其目的在于，在抑制由温度和膨胀浸润等使用环境的影响导致的电磁阀特性变化的同时抑制动作声。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的电磁阀包括：螺线管部，上述螺线管部产生电磁吸引力；弹簧，上述弹簧朝与电磁吸引力相反的方向产生作用力；柱塞，上述柱塞在电磁吸引力和作用力的作用下朝将流体通路打开、关闭的方向往复移动；阀座，上述阀座设于流体通路；销，上述销对由电磁吸引力引起的柱塞的移动进行限制；橡胶构件，上述橡胶构件设于柱塞的与阀座一侧相对的面和与销一侧相对的面，并随着柱塞的往复移动而与阀座及销抵接；以及山形形状的山形部，上述山形部从柱塞的与阀座一侧相对的面朝向橡胶构件内部突出。

发明效果

根据本发明，通过设置从柱塞的与阀座一侧相对的面朝向橡胶构件内部突出的山形形状的山形部，从而能在抑制由使用环境的影响导致的电磁阀特性变化的同时抑制动作声。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电磁阀的结构例的剖视图。

图2A是表示实施方式1的电磁阀的柱塞和橡胶构件的结构例的剖视图，图2B和图2C是表示橡胶构件的挠曲量和尺寸变化量的图。

图3A是表示柱塞和橡胶构件的参考例的剖视图，图3B和图3C是表示橡胶构件的挠曲量和尺寸变化量的图。

图4是用于对实施方式1的电磁阀的制造方法进行说明的模具的剖视图。

图5A～图5D是表示本发明实施方式2的电磁阀中的橡胶构件和销的结构例的剖视图。

图6是表示实施方式2的电磁阀中的橡胶构件和销的结构例的剖视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图，对用于实施本发明的形态进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的电磁阀1的结构例的剖视图，其表示电磁阀1的闭阀状态。电磁阀1包括：螺线管部2，上述螺线管部2产生电磁吸引力；弹簧3，上述弹簧3朝与电磁吸引力相反的方向产生作用力；柱塞5，上述柱塞5在电磁吸引力和作用力的作用下朝将流体通路4打开、关闭的方向往复移动；阀座6，上述阀座6设于流体通路4；销7，上述销7对由电磁吸引力引起的柱塞5的移动进行限制；橡胶构件8，上述橡胶构件8随着柱塞5的往复移动而与阀座6及销7抵接；以及山形形状的山形部5a，上述山形部5a从柱塞5的与阀座6一侧相对的面朝向橡胶构件8的内部突出。

在实施方式1中，对使用电磁阀1作为蒸散气体处理系统的冲洗阀的示例进行说明。

在此，对蒸散气体处理系统进行简单说明。

在车辆中装设有蒸散气体处理系统，以防止大气污染。上述蒸散气体处理系统包括汽油箱、碳罐(日文：キャニスタ)、冲洗阀和进气歧管，各个部件通过配管连接。

汽油箱中产生的蒸散气体在碳罐中分离为汽油和空气，且仅将空气排出到大气中。由此防止蒸散气体流出至大气中。碳罐内的活性炭所吸附的汽油被在进气歧管中产生的负压抽吸而被导入到发动机并燃烧。此时，为了对从碳罐流向进气歧管的流量进行控制而使用冲洗阀、也就是电磁阀1。

在图1的示例中，电磁阀1的端口9与碳罐侧配管连接，端口10与进气歧管侧配管连接。螺线管部2由线圈2a和芯部2b等构成。上述螺线管部2通过向线圈2a通电而在芯部2b上产生电磁吸引力来拉近柱塞5，从而使橡胶构件8与阀座6分离而开阀。在开阀时，碳罐内的汽油在端口9、流体通路4、阀座6和端口10中流通，并朝进气歧管被抽吸，从而在发动机中燃烧。在线圈2a未通电时，弹簧3在其作用力下将柱塞5朝阀座6一侧按压，使橡胶构件8与阀座6抵接而闭阀。

作为冲洗阀使用的现有电磁阀通过改变打开时间与关闭时间的比例对流量进行控制。通过缩短此时的开闭时间的一个周期时间，从而能进行高精度的流量控制。另一方面，在短时间内反复进行开闭动作时，由于橡胶构件与阀座及销抵接时的碰撞而产生冲击声，并且上述冲击声会作为动作声而被车辆的乘坐者听到。

此外，作为冲洗阀使用的电磁阀在大多数情况下安装于发动机舱，因此，周边的环境温度高。因而，在橡胶构件中会产生由温度变化导致的尺寸变化。此外，由于控制流体中包含汽油，因此，会产生由汽油使橡胶构件膨胀并浸润于其中而导致的尺寸变化。当橡胶构件在开闭方向上的尺寸发生变化时，冲洗阀的流量特性会发生变化。

因而，在实施方式1中，为了实现抑制电磁阀1的动作声和抑制特性变化，以图1和图2A的方式构成柱塞5和橡胶构件8。

图2A是表示实施方式1的电磁阀1中的柱塞5和橡胶构件8的结构例的剖视图。图2B和图2C是表示图2A所示结构的橡胶构件8的挠曲量和尺寸变化量的图。在图2B和图2C中，挠曲量和尺寸变化量越多则表现得越白，挠曲量和尺寸变化量越少则表现得越黑。

如图2A所示，柱塞5是筒状的金属磁性体，在筒体的阀座6一侧的端面设有朝阀座6一侧突出的山形形状的山形部5a。橡胶构件8具有：阀座抵接部8a，上述阀座抵接部8a设于柱塞5的与阀座6一侧相对的面；以及销抵接部8b，上述销抵接部8b设于柱塞5的与销7一侧相对的面。柱塞5的山形部5a配置在橡胶构件8的阀座抵接部8a的内部。因弹簧3的作用力而使柱塞5朝闭阀方向移动时，上述阀座抵接部8a与阀座6抵接而闭阀。在因螺线管部2的电磁吸引力而使柱塞5朝开阀方向移动时，相反一侧的销抵接部8b与销7抵接而对柱塞5的移动进行限制。此外，橡胶构件8在阀座抵接部8a的侧面、也就是将山形部5a的斜面覆盖的面具有凹部8c。在图2A～图2C的示例中，凹部8c的截面呈半圆形状，并以遍及阀座抵接部8a侧面整周的方式形成。

图3A是作为帮助理解实施方式1的电磁阀1的参考例而示出柱塞105和橡胶构件108的结构例的剖视图。图3B和图3C是表示图3A所示结构的橡胶构件108的挠曲量和尺寸变化量的图。与图2B和图2C同样地，在图3B和图3C中，挠曲量和尺寸变化量越多则表现得越白，挠曲量和尺寸变化量越少则表现得越黑。

如图3A所示，参考例的柱塞105是筒状的金属磁性体，在筒体的阀座6一侧的端部设有橡胶构件108。上述橡胶构件108具有阀座抵接部108a和销抵接部108b。参考例的阀座抵接部108a的内部也全部由橡胶构成，且在侧面没有凹部8c。

橡胶构件8、108的挠曲量越多，则越容易吸收与阀座6及销7碰撞时的冲击，工作声抑制效果越好。若将图2B与图3B进行比较，则参考例的阀座抵接部108a的挠曲量与实施方式1的阀座抵接部8a的挠曲量大致相同。因而，阀座抵接部8a、108a能确保足以吸收与阀座6抵接时的冲击的橡胶构件8的挠曲量，并能抑制动作声。

在橡胶构件8、108的尺寸变化方向与柱塞5往复移动的开闭方向相同的情况下，也就是在与图2C及图3C的纸面上下方向相同的情况下，尺寸变化会影响电磁阀1的流量特性。在参考例的橡胶构件108中，如图3C所示，阀座抵接部108a的尺寸变化方向B与影响特性的方向相同。若在参考例中为了抑制特性变化而使阀座抵接部108a的开闭方向的厚度比图示更薄，则动作声抑制效果会降低。这样，参考例的橡胶构件108无法同时满足动作声抑制效果和特性变化抑制效果。与此相对的是，在实施方式1的橡胶构件8中，如图2C所示，阀座抵接部8a的尺寸变化方向A与影响特性的方向不同，与参考例相比，朝影响特性的方向的尺寸变化较小。因而，在因能抑制由环境变化和膨胀浸润导致的尺寸变化以抑制电磁阀1的特性变化的同时，因能充分地确保吸收冲击的方向的变形，从而对于动作声抑制，也能获得充分的效果。

此外，在实施方式1中，通过在阀座抵接部8a的侧面设置凹部8c，能进一步减小向影响电磁阀1的流量特性的方向的阀座抵接部8a的尺寸变化量，并且能进一步增大阀座抵接部8a与阀座6碰撞时的挠曲量。因而，电磁阀1的特性变化抑制效果和动作声抑制效果得到提高。

另外，图示例的凹部8c的截面呈半圆形状，但也可以呈任意的截面形状。此外，图示例的凹部8c以遍及阀座抵接部8a的侧面整周的方式设置，但也可以以断断续续的方式设置。但是，若在凹部8c中存在角部，则应力会集中而容易产生龟裂，因此，优选像截面半圆形状那样形成为应力不集中的形状。

接着，对实施方式1的电磁阀1的制造方法进行说明。图4是表示用于对电磁阀1的制造方法进行说明的模具的一例的剖视图。模具主要具有作为芯部的第一模具20和作为型腔的第二模具21。在第一模具20与第二模具21之间形成有呈与柱塞5对应的形状的空间22和呈与橡胶构件8对应的形状的空间23。此外，在第二模具21的空间23中形成有与橡胶构件8的凹部8c对应的形状的底切部(日文：アンダーカット部)。

在由金属磁性体制造出柱塞5之后，柱塞5的一部分表面被粗加工而形成粗面5b，在粗面5b上涂覆有粘接剂5c。粗面5b至少形成于柱塞5的与阀座抵接部8a接触的部分，但除此之外，还能形成在柱塞5的与销抵接部8b接触的部分。此外，粘接剂5c被涂覆在形成于柱塞5的与阀座抵接部8a接触的部分的粗面5b上，但在与销抵接部8b接触的部分也形成有粗面的情况下，也能涂覆在该粗面上。然后，通过将柱塞5设置在空间22中，并如箭头C所示那样向空间23供给液体橡胶以填充空间23，从而成型出橡胶构件8的阀座抵接部8a、销抵接部8b和凹部8c。由此，成为橡胶构件8和柱塞5通过粘接剂5c粘接的状态，橡胶构件8不易发生变形，从而能使特性变化的抑制效果得到提高。

在橡胶构件8成型后，第二模具21朝与柱塞5的往复移动方向相同的箭头D的方向开模，并取出柱塞5与橡胶构件8的一体成型件。第一模具20和第二模具21是沿箭头D的方向开模的结构，因此，模具的结构简单，生产效率高。

另外，在第二模具21中具有用于成型橡胶构件8的凹部8c的底切部，但由于凹部8c会发生弹性变形，因此，第二模具21能朝箭头D的方向强行拉拔。因而，即使在通过模具成型在橡胶构件8的侧面设置凹部8c的情况下，也可以是与上述同样地将第一模具20和第二模具21沿箭头D的方向开模的简单的模具结构。由此，能在不影响生产效率的情况下成型出凹部8c。

如上所述，实施方式1的电磁阀1是包括以下构件的结构：螺线管部2，上述螺线管部2产生电磁吸引力；弹簧3，上述弹簧3朝与电磁吸引力相反的方向产生作用力；柱塞5，上述柱塞5在电磁吸引力和作用力的作用下朝将流体通路4打开、关闭的方向往复移动；阀座6，上述阀座6设于流体通路4；销7，上述销7对由电磁吸引力引起的柱塞5的移动进行限制；橡胶构件8，上述橡胶构件8设于柱塞5的与阀座6一侧相对的面以及与销7一侧相对的面，并随着柱塞5的往复移动而与阀座6及销7抵接；以及山形形状的山形部5a，上述山形部5a从柱塞5的与阀座6一侧相对的面朝向橡胶构件8内部突出。根据上述结构，阀座抵接部8a在开闭方向上的尺寸变化小，因此，能抑制特性变化。此外，能确保足以吸收阀座抵接部8a与阀座6碰撞时的冲击的橡胶构件8的挠曲量，并能抑制动作声。

此外，根据实施方式1，在形成为阀座抵接部8a的侧面具有凹部8c的情况下，能使特性变化+的抑制效果和动作声的抑制效果进一步提高。

此外，根据实施方式1，在将凹部8c的截面形状设为半圆形状的情况下，应力不会朝凹部8c集中，能使耐久性提高。

此外，实施方式1的电磁阀1的制造方法是如下的方法：将粘接剂5c涂覆在设于柱塞5的山形部5a之后，通过模具成型使橡胶构件8与柱塞5一体成型。由此，能制造出实现了动作声抑制效果和特性变化抑制效果的电磁阀1。此外，由于柱塞5与橡胶构件8被粘接剂5c更牢固地固定，因此，橡胶构件8不易发生变形，能使特性变化抑制效果得到提高。

此外，根据实施方式1，在将凹部8c设置于橡胶构件8侧面的情况下，能通过沿与柱塞5的往复移动方向相同的箭头D方向开模的第一模具20和第二模具21，在橡胶构件8的侧面成型出凹部8c并强行拉拔，因此，模具结构简单。

另外，在实施方式1中，为了在模具成型时通过一次橡胶填充同时成型出阀座抵接部8a和销抵接部8b，在柱塞5的山形部5a中形成孔以作为填充路径，但根据阀座抵接部8a和销抵接部8b的制造方法，无需山形部5a的孔。但是，与阀座抵接部8a和销抵接部8b个别地固定于柱塞5的结构相比，穿过山形部5a的孔将阀座抵接部8a与销抵接部8b连接的结构中的橡胶构件8更不易从柱塞5上剥离，耐久性高。

实施方式2

在实施方式1中，主要对抑制橡胶构件8与阀座6碰撞时的动作声的结构进行说明。在实施方式2中，对抑制橡胶构件8与销7碰撞时的动作声的结构进行说明。

在实施方式2中，销7为树脂制。一般来说，销7为金属制，但通过设为树脂制，从而使橡胶构件8的销抵接部8b与销7碰撞时的冲击得到缓和，并能使动作声得到抑制。构成销7的树脂构件能根据电磁阀1的使用环境相适地选择PPS(聚苯硫醚)或尼龙等。另外，除了销7为树脂制之外，实施方式2的电磁阀1的结构与图1所示的电磁阀1的结构相同，因此，省略图示和说明。

此外，销7或橡胶构件8的形状也可以以如下的方式变形。

图5A～图5D是表示本发明实施方式2的电磁阀1中的销7和橡胶构件8的结构例的剖视图。图5A～图5D中电磁阀1的除了销7和橡胶构件8之外的结构与图1所示的电磁阀1的结构相同，因此，省略图示和说明。如图5A～图5D所示，在实施方式2中，销7的与橡胶构件8抵接的面和橡胶构件8的与销7抵接的面中的至少一方形成为凸形30或凹形31。

在图5A的示例中，在销7的与橡胶构件8抵接的面形成有凸形30。在图5B的示例中，在橡胶构件8的与销7抵接的面形成有凸形30。在图5C的示例中，在销7的与橡胶构件8抵接的面形成有凸形30，在橡胶构件8的与销7抵接的面也形成有凸形30。通过在销7或橡胶构件8上形成凸形30，从而使销抵接部8b与销7碰撞时容易发生变形，并能使动作声抑制效果得到提高。

在图5D的示例中，在销7的与橡胶构件8抵接的面形成有凹形31，在橡胶构件8的与销7抵接的面也形成有凹形31。虽然省略图示，但既可以仅在销7的与橡胶构件8抵接的面形成有凹形31，也可以相反地仅在橡胶构件8的与销7抵接的面形成有凹形31。通过在销7或橡胶构件8上形成凹形31，从而使销抵接部8b与销7碰撞时容易发生变形，并能使动作声抑制效果得到提高。

此外，也可以在销抵接部8b的侧面设置凹部8d。

图6是表示本发明实施方式2中的销7和橡胶构件8的结构例的剖视图。图6中的电磁阀1的除了销7和橡胶构件8之外的结构与图1所示的电磁阀1的结构相同，因此，省略图示和说明。如图6所示，在实施方式2中，在销抵接部8b的侧面形成有凹部8d。通过形成凹部8d，从而使销抵接部8b与销7碰撞时容易发生变形，并能使动作声抑制效果得到提高。

图示例的凹部8d的截面呈半圆形状，但也可以呈任意的截面形状。此外，图示例的凹部8d以遍及销抵接部8b的侧面整周的方式设置，但也可以以断断续续的方式设置。但是，若在凹部8d中存在角部，则应力会集中而容易产生龟裂，因此，优选如截面半圆形状那样形成为应力不集中的形状。

此外，能在图4所示的第一模具20的空间23中形成底切部以模具成型出凹部8d，还能强行拉拔。

另外，在实施方式2中，在将销7设为树脂制的情况下，在销7或橡胶构件8上形成凸形30或凹形31的情况下，或是在销抵接部8b的侧面形成凹部8d的情况下，与实施方式1的结构相比，能使动作声抑制效果得到提高，因此，能与提高的效果对应地减小销抵接部8b的开闭方向的厚度。通过使销抵接部8b的厚度减小，能在维持与实施方式1同等的动作声抑制效果的情况下提高特性变化的抑制效果。

另外，本发明能在其发明的范围内进行各实施方式的自由组合、或是各实施方式的任意构成要素的变形、抑或是在各实施方式中省略任意的构成要素。

(工业上的可利用性)

本发明的电磁阀在抑制由使用环境导致的电磁阀的特性变化的同时抑制动作声，因此，适合应用于在车辆这种环境变化大且用户容易听到动作声的场合中使用的电磁阀中。

(符号说明)

1 电磁阀；2 螺线管部；2a 线圈；2b 芯部；3 弹簧；4 流体通路；5、105 柱塞；5a山形部；5b 粗面；5c 粘接剂；6 阀座；7 销；8、108 橡胶构件；8a、108a 阀座抵接部；8b、108b 销抵接部；8c、8d 凹部；9、10 端口；20 第一模具；21 第二模具；22、23 空间；30 凸形；31 凹形。

Claims (8)

1.一种电磁阀，包括：

螺线管部，所述螺线管部产生电磁吸引力；

弹簧，所述弹簧朝与所述电磁吸引力相反的方向产生作用力；

柱塞，所述柱塞在所述电磁吸引力和所述作用力的作用下朝将流体通路打开、关闭的方向往复移动；

阀座，所述阀座设于所述流体通路；

销，所述销对由所述电磁吸引力引起的所述柱塞的移动进行限制；以及

橡胶构件，所述橡胶构件设于所述柱塞的与所述阀座一侧相对的面和与所述销一侧相对的面，并随着所述柱塞的往复移动而与所述阀座及所述销抵接，

其特征在于，

所述电磁阀还包括山形形状的山形部，所述山形部从所述柱塞的与所述阀座一侧相对的面朝向所述橡胶构件内部突出。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

所述橡胶构件在侧面具有凹部。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，

所述凹部的截面呈半圆形状。

4.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

所述销为树脂制。

5.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

所述销的与所述橡胶构件抵接的面和所述橡胶构件的与所述销抵接的面中的至少一方是凸形或凹形。

6.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

对从车辆的碳罐流向发动机的蒸散气体流量进行控制。

7.一种电磁阀的制造方法，其中，所述电磁阀包括：

螺线管部，所述螺线管部产生电磁吸引力；

弹簧，所述弹簧朝与所述电磁吸引力相反的方向产生作用力；

柱塞，所述柱塞在所述电磁吸引力和所述作用力的作用下朝将流体通路打开、关闭的方向往复移动；

阀座，所述阀座设于所述流体通路；

销，所述销对由所述电磁吸引力引起的所述柱塞的移动进行限制；

橡胶构件，所述橡胶构件设于所述柱塞的与所述阀座一侧相对的面和与所述销一侧相对的面，并随着所述柱塞的往复移动而与所述阀座及所述销抵接；以及

山形形状的山形部，所述山形部从所述柱塞的与所述阀座一侧相对的面朝向所述橡胶构件内部突出，

其特征在于，

将粘接剂涂覆在设于所述柱塞的所述山形部之后，通过模具成型使所述橡胶构件与所述柱塞一体成型。

8.如权利要求7所述的电磁阀的制造方法，其特征在于，

通过朝与所述柱塞的往复移动方向相同的方向开模的模具，从而在所述橡胶构件的侧面成型出凹部，并强行拉拔。