DE10056201B4

DE10056201B4 - Elektromagnetisches Ventil

Info

Publication number: DE10056201B4
Application number: DE10056201A
Authority: DE
Inventors: Madoka Kariya Inami
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: JP2001143924A; US6409144B1; DE10056201A1

Abstract

Elektromagentisches Ventil aufweisend:
eine elektrische Spule (13), die um einen Kern (12) gewickelt ist,
eine Ummantelung (11), die aus magnetischem Material hergestellt ist;
ein Joch (14, 15), das aus magnetischem Material hergestellt ist, um einen magnetischen Kreis im Zusammenspiel mit der Ummantelung (11) auszubilden und um beiden in Längsrichtung weisenden Enden des Kerns (12) zugewandt zu sein;
einen Tauchkolben (16), der aus magnetischem Material hergestellt ist und in einem inneren Umfangsabschnitt des Jochs (14, 15) angeordnet ist, wobei der Tauchkolben (16) durch eine elektromagnetische Kraft in Längsrichtung bewegt wird, wenn Strom der elektrischen Spule (13) zugeführt wird, und wobei der Kern (12) und das Joch (14, 15) durch Spritzgießen miteinander einstückig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
ein äußerer Umfangsabschnitt des Jochs (14, 15) dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns (12) zugewandt und so ausgebildet ist, dass dieser eine eingearbeitete Rändelung (15c) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil, das zum Steuern eines hydraulischen Druckkreislaufes verwendet wird.

Ein herkömmlicher Elektromagnet, der für ein elektromagnetisches Ventil verwendet wird, ist wohl bekannt. Ein elektromagnetisches Ventil, bei dem die magnetische Effizienz verbessert wurde und welches kompakt gebaut ist, wird in der Offenlegungsschrift des japanischen Patents mit der Nr. Hei 10-299932 offenbart. Dieses herkömmliche elektromagnetische Ventil weist einen zylindrischen Kern, auf dessen äußeren Umfang eine elektrische Spule aufgewickelt ist, ein Joch, das bei axialen Enden in einer Längsrichtung der elektrischen Spule und einem inneren Umfangsabschnitt des Kerns angeordnet ist und einen magnetischen Kreis im Zusammenwirken mit einer Ummantelung bildet, die aus magnetischem Material hergestellt ist, und einen Tauchkolben auf, der in einem inneren Umfangsabschnitt des Joches angeordnet ist und sich gleitfähig innerhalb des Joches bewegt.

Der Kern wird durch Einsetzen des Fixkerns und des Tauchkolbens ausgebildet und wird an den inneren Umfangsseiten des Kerns gehalten. Das aus magnetischen Materialien hergestellte Joch ist an beiden Enden einer Längsrichtung der zylindrischen Spule, die auf dem Kern, der aus Kunstharz herstellt ist, aufgewickelt ist, und an einem inneren Umfangsabschnitt des Kerns angeordnet. Ein Raum zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des Kerns und des Jochs besteht nicht, da das Joch und der Kern durch Spritzgießen (2-Stufen-Formverfahren) einstückig hergestellt werden.

Bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen elektromagnetischen Ventil ist jedoch ein Außenumfang des Jochs, das dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns zugewandt ist, glatt, wobei eine Dicke eines zylindrischen Abschnitts des Kerns größer wird, um eine notwendige Festigkeit für das elektromagnetische Ventil zu gewährleisten. Deshalb ist man nicht dazu in der Lage, eine magnetische Effizienz über ein vorgegebenes Niveau zu verbessern, wodurch der Fall auftreten kann, dass der Kern durch einen Wärmeeinfluss des Jochs wegbricht.

Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes elektromagnetisches Ventil zu schaffen, welches unter Anderem eine verbesserte Stärke des magnetischen Flusses erzeugt, wodurch die vorstehend erwähnten herkömmlichen Nachteile vermieden werden.

Das heißt, dass ein Aspekt der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer verbesserten magnetischen Effizienz besteht.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Abbrechen des Kerns vom Joch durch Wärmeeinfluss zu verhindern.

Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung wird gemäß der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen leicht verständlich, wobei diese lediglich der Veranschaulichung dient und damit nicht beabsichtigt wird, die vorliegende Erfindung einzuschränken.
1 zeigt eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten hinteren Jochs.
1 zeigt eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der durch das elektromagnetische Ventil ausgebildete Elektromagnet ist von einer linearen Bauart, wobei der Elektromagnet eine Schubkraft, die proportional zu einem Wert eines Zuführstroms ist, auf einen Kolben 32 eines Kolbenventils 30 abgibt, das ein rechtes Ende eines Ventilgehäuses 31, wie in 1 gezeigt, an einer linken Seite davon verbindet.
Das elektromagnetische Ventil 10 weist eine zylindrische, metallische Ummantelung 11, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist, einen Kern 12, der aus Kunstharz hergestellt ist, wie beispielsweise einem nicht-magnetischen Material, eine elektrische Spule, die auf den Kern 12 aufgewickelt ist, ein vorderes Joch 14, das aus Metall hergestellt ist, wie beispielsweise einem magnetischen Material, und sich von einer linken Seite des Kerns 12 zu einem inneren Umfangsabschnitt des Kerns 12 bei einem linken Abschnitt von diesem erstreckt, ein hinteres Joch 15, das aus Metall hergestellt ist, wie beispielsweise einem magnetischen Material, und sich von einer rechten Seite des Kerns 12 zu dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns 12 bei einem rechten Abschnitt von diesem erstreckt, einen Tauchkolben 16, der an einem inneren Umfangsabschnitt des hinteren Jochs 15 angeordnet und aus einem magnetischen Material hergestellt ist, einen Schaft 17, der aus Metall eines nicht-magnetischen Materials hergestellt und mit dem Tauchkolben 16 auf einstückige Weise fixiert ist, und einen Verbinder 18 auf, der aus Kunstharz, wie beispielsweise aus einem isolierenden Material, hergestellt ist. Ein einstückiger Körper bestehend aus dem Tauchkolben 16 und dem Schaft 17 wird gleitfähig durch zwei Buchsen 19, 20 gestützt, die jeweils in dem inneren Umfangsabschnitt des jeweiligen Jochs 14, 15 fixiert sind und aus einem magnetischen Material hergestellt sind. Eine Nut 16a, die beide Enden des Tauchkolbens 16 verbindet, ist an einem äußeren Umfangsabschnitt des Tauchkolbens 16 ausgebildet.
Der Kern 12 und die Joche 14, 15 sind einstückig durch Spritzgießen ausgebildet, wobei ein Paar Anschlüsse 15a an beiden Enden eines Drahts an dem rechten Endabschnitt des hinteren Jochs 15 (1 stellt nur einen der Anschlüsse 15a dar) angeschlossen sind, der die elektrische Spule 13 bildet. Eine elektrische Isolierung zwischen dem hinteren Joch 15 und jedem Anschluss 15a wird durch eine isolierende Membran, die aus Kunstharzmaterial des Kerns 12 hergestellt ist, erreicht. Zusätzlich ist der Verbinder 18 in einen Öffnungsabschnitt bei einem rechten Ende, das in 1 gezeigt ist, an der Ummantelung 11 eingesetzt, wobei der Verbinder 18 an der Ummantelung 11 durch eine Verstemmbehandlung bei einem Verstemmabschnitt an einem Ende der Ummantelung 11 fixiert ist.
Ein Paar Anschlüsse 18a, die jeweils mit dem Paar Anschlüsse 15a des hinteren Jochs 15 verbunden sind, ist durch Spritzgießen an dem Verbinder 18 ausgebildet, der aus Kunstharz hergestellt ist. 1 stellt einen des Paars Anschlüsse 18a dar. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschluss 15a und dem Anschluss 18a wird durch Einsetzen des Anschlusses 18a in einen Schlitz des Anschlusses 15a hergestellt.
Ein zylindrischer Abschnitt des hinteren Jochs 15, der dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns 12 zugewandt ist, ist durch eine Nutenbehandlung entlang dessen Längsrichtung mit vier in Längsrichtung verlaufenden Nuten 15b ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist, wobei der zylindrische Abschnitt des Jochs 15 einer Rändelbehandlung an einem Rändelabschnitt 15c unterzogen wird, wie in 2 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der in Längsrichtung verlaufenden Nuten 15b vier, wobei die Anzahl aber nicht darauf beschränkt ist. Die Nuten 15b bewirken eine problemlose Umströmung mit Kunstharz, während ein Kunstharzformgebungsprozess ausgeführt wird. Auf ähnliche Weise ist ein zylindrischer Abschnitt des vorderen Jochs 14, der dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns 12 zugewandt ist, durch eine Nutenbehandlung in dessen Längsrichtung mit vier in Längsrichtung verlaufenden Nute 14b ausgebildet. Diese in Längsrichtung verlaufenden Nuten bilden einen in Längsrichtung verlaufenden konvexen Abschnitt an dem zylindrischen Abschnitt des inneren Umfangsabschnitts des Kerns, wenn der Kern 12 und die Joche 14, 15 durch Spritzgießen zu einem Stück vereint werden. Deshalb wird es ermöglicht, eine Dicke des Kerns 12, bei welcher der konvexe Abschnitt nicht ausgebildet ist, dünner zu gestalten als bei den vier Verstärkungsrippen ausbildenden konvexen Abschnitten des Kerns 12.
Ferner sind der zylindrische Abschnitt des inneren Umfangsabschnitts des Kerns und der Joche 14, 15 in der Längsrichtung und den Umfangsrichtungen durch eine konvexe und konkave Verbindung mittels der Rändelbehandlung verbunden, die an den Jochen 14, 15 vorgenommen wird, während das Spritzgießen bewirkt wird, wodurch der Kern 12 nicht von den Jochen 14, 15 durch eine Wärmebehandlung wegbricht.
1 stellt einen Zustand dar, bei welchem ein vorgegebener Strom der elektrischen Spule 13 des Elektromagneten 10 zugeführt wird. Wenn der vorgegebene Strom in der elektrischen Spule 13 des elektromagnetischen Ventils fließt, tritt ein magnetischer Fluss auf, wobei der magnetische Fluss von dem hintern Joch 15 zu dem vorderen Joch 14 über den Tauchkolben 16 fließt, wobei der Tauchkolben 16 in die nach links weisende Richtung gezogen wird, die in 1 gezeigt ist, nämlich durch eine elektromagnetische Kraft, wodurch der Kolben 32 in die nach links weisende Richtung gedrückt wird, wenn der Schaft 17 die Schubkraft in die nach links weisende Richtung aufnimmt, die proportional zu dem in der elektrischen Spule 13 fließenden Strom ist.
Erfindungsgemäß ist derin dem elektromagnetischen Ventil ausgebildete Elektromagnet 10 bei beiden Enden der in Längsrichtung verlaufenden zylindrischen, elektrischen Spule angeordnet, die auf den Kern 12, der aus Kunstharz hergestellt ist, und den inneren Umfangsabschnitt der elektrischen Spule aufgewickelt ist. Das aus magnetischem Material hergestellte Joch, das im Zusammenwirken mit der Ummantelung, die aus magnetischem Material hergestellt ist, den magnetischen Kreis ausbildet, der die elektrische Spule umhüllt, und der Kern sind einstückig durch Spritzgießen. Infolgedessen wird der konvexe Abschnitt durch Spritzgießen an dem inneren Umfangsabschnitt des zylindrischen Abschnitts des Kerns 12 bei der Nutenbehandlung, die an dem äußeren Umfangsabschnitt des Jochs ausgeführt wird, ausgebildet. Da der konvexe Abschnitt zu der verstärkten Rippe wird, wird dadurch die magnetische Effizienz verbessert. Des Weiteren wird die Verbindung des zylindrischen Abschnitts des inneren Umfangsabschnitts des Kerns 12 und der Joche 14, 15 durch die konvexe und konkave Verbindung mittels der Rändelbehandlung hergestellt, die an dem äußeren Umfangsabschnitt der Joche 14, 15 beim Spritzgießen ausgeführt wird, wodurch der Kern 12 von den Jochen 14, 15 durch die Wärmebehandlung nicht wegbricht.

Claims

Elektromagentisches Ventil aufweisend: eine elektrische Spule (13), die um einen Kern (12) gewickelt ist, eine Ummantelung (11), die aus magnetischem Material hergestellt ist; ein Joch (14, 15), das aus magnetischem Material hergestellt ist, um einen magnetischen Kreis im Zusammenspiel mit der Ummantelung (11) auszubilden und um beiden in Längsrichtung weisenden Enden des Kerns (12) zugewandt zu sein; einen Tauchkolben (16), der aus magnetischem Material hergestellt ist und in einem inneren Umfangsabschnitt des Jochs (14, 15) angeordnet ist, wobei der Tauchkolben (16) durch eine elektromagnetische Kraft in Längsrichtung bewegt wird, wenn Strom der elektrischen Spule (13) zugeführt wird, und wobei der Kern (12) und das Joch (14, 15) durch Spritzgießen miteinander einstückig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Umfangsabschnitt des Jochs (14, 15) dem inneren Umfangsabschnitt des Kerns (12) zugewandt und so ausgebildet ist, dass dieser eine eingearbeitete Rändelung (15c) aufweist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Jochs mit einer eingearbeiteten Nut (15b) versehen ist, um zumindest eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut auf dem äußeren Umfangsabschnitt auszubilden.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, wobei das Joch ein vorderes Joch (14) und ein hinteres Joch (15) hat.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, das eine nicht-magnetische Kolbenstange hat, die mit dem Tauchkolben einstückig verbunden ist, um sich mit dem Tauchkolben zu bewegen.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 4, das ein an einem Ende der Ummantelung positioniertes Schieberventil hat, wobei das Schieberventil (30) einen Schieber hat, der bei Bewegung der Kolbenstange mit der Kolbenstange in Eingriff bringbar ist.