DE10196576B4

DE10196576B4 - Solenoidventil

Info

Publication number: DE10196576B4
Application number: DE10196576T
Authority: DE
Inventors: Ichiro Fujisawa Hirata; Norio Fujisawa Uemura; Yoshinari Fujisawa Kasagi
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: DE10196576T1; WO2002018828A1; AU2001280160A1; JP4210775B2

Abstract

Ein Solenoidventil, mit
einem mittels magnetischer Kräfte hin- und herbewegbaren Tauchkolben, die durch Erregungsmittel erzeugt sind, und
einer Hülse, die einen Außenumfang des Tauchkolbens gleitend hält, um den Tauchkolben zu lagern, und
wobei die Hülse mit einer Innenumfangswandoberfläche zur Lagerung versehen ist, wobei ein zu einer Achse senkrechter Querschnitt der Innenumfangswandoberfläche kreisförmig ist, und
der Tauchkolben an seinem Außenumfang mindestens fünf oder mehr konvexe Oberflächenabschnitte in Form einer gekrümmten Oberfläche hat, die einen kleineren Krümmungsradius hat als ein Abstand zwischen der Achse und einer Oberfläche des Außenumfangs, wobei die konvexen Oberflächenabschnitte in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind, auf der Innenumfangswandoberfläche gleiten und sich in einer Axialrichtung erstrecken, und mit
einer Vielzahl von Nuten, die jeweils zwischen benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten ausgebildet sind und sich axial erstreckende Durchflusskanäle bilden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solenoidventil, das für die passende Drucksteuerung verschiedener Fluide oder dgl. verwendet wird.
Technischer Hintergrund
Ein herkömmliches Solenoidventil dieses Typs ist bspw. in 8 gezeigt. 8 ist eine Schnittansicht, die einen schematischen Aufbau eines Solenoidventils nach dem Stand der Technik zeigt.
Ein Solenoidventil 200 umfasst einen Solenoidabschnitt 200A und einen Ventilabschnitt 200B.
Der Ventilabschnitt 200B umfasst ein Steuerventil, das so aufgebaut ist, dass eine Öffnungsfläche des Ventils entsprechend einem Hub eines Steuerschiebers variiert wird, wobei ein Solenoid einen Hubbetrag des Steuerschiebers steuert, um eine Zuflussmenge und eine Abflussmenge steuern zu können.
Der Solenoidabschnitt 200A umfasst allgemein eine Spule 203, einen Tauchkolben 201, der ausgelegt ist, magnetisch durch eine Mittelsäule 202 beim Erregen der Spule 203 angezogen zu werden, und eine Stange 204, die mit dem Tauchkolben 201 verbunden ist, um den Antrieb des Tauchkolbens 201 auf den Ventilabschnitt 200B (konkret den Steuerschieber) zu übertragen.
Ferner sind ein erstes Lager 205 und ein zweites Lager 210 zur Verbesserung der Koaxialität des Tauchkolbens 201 und der Stange 204, die hin- und hergehen, eine den Tauchkolben 201 haltende Hülse 206 und dgl., eine obere Platte 207 und eine untere Platte 209, die einen magnetischen Pfad ausbilden, ein Gehäuse 208 und dgl. vorgesehen.
Der Tauchkolben 201 ist so konfiguriert, dass er in einer Richtung weg von der Mittelsäule 202 im Normalzustand angeordnet ist, d.h. in einem Zustand, in welchem der Spule 203 kein Strom zugeführt wird.
Zudem spannt allgemein ein Vorspannelement, wie Federn oder dgl., den Tauchkolben 201 in einer Richtung weg von der Mittelsäule 202 vor. In dem gezeigten Beispiel ist eine Feder zum Vorspannen des Steuerschiebers in Richtung des Solenoidabschnitts 200A vorgesehen, wodurch der Tauchkolben über den Steuerschieber von der Mittelsäule 202 weg beabstandet ist.
Elektrizität wird der Spule 203 zugeführt, um dadurch einen Magnetpfad auszubilden, so dass der Tauchkolben 201 durch die Mittelsäule 202 magnetisch angezogen wird.
Entsprechend können die Magnetkräfte gemäß einer Größe des der Spule 203 zugeführten Stroms gesteuert werden, so dass ein Bewegungsbetrags des Tauchkolbens 201 gesteuert wird, indem das Gleichgeweicht mit dem Vorspannelement, wie der Feder oder dergleichen gesteuert wird, wodurch es möglich ist, den Hubbetrag des Steuerschiebers zu steuern, um somit eine Durchflussratensteuerung eines Fluids, eine Drucksteuerung, wie eine hydraulischen Steuerung von verschiedenen Fluiden oder dgl. ausführen zu können.
Hierbei ist Koaxialität als eine fundamentale Vorraussetzung angegeben, die allgemein bei Solenoidventilen erforderlich ist. Der Grund dafür liegt darin, dass bei einer nichtausreichenden Koaxialität ein Tauchkolben und eine Stange wiederholt schräg zu einer Achse hin- und hergehen, wodurch örtli cher Verschleiß, d.h. es tritt stellenweise Verschleiß auf, erzeugt wird, was zu einer Verschlechterung der Steuerungseigenschaften, wie einer Hysterese führt, in der eine Änderung der Eigenschaften zwischen einem auswärtigen Weg und einem Rückweg, eine Abweichung des magnetischen Flusses in Richtung eines Tauchkolbens oder dgl. erzeugt wird.
Eine solche Koaxialität ist durch die Bemessung entsprechender Elemente bestimmt und je mehr Elemente mit der Zentrierung in Beziehung stehen, um so mehr setzt sich ein Fehler in Folge von Größentoleranzen der entsprechenden Elemente fort.
In dem Solenoidventil 200, das in 8 gezeigt ist, umfassen die mit der Zentrierung in Beziehung stehenden Elemente jene Elemente, die unmittelbar an den Tauchkolben 201, die Mittelsäule 202 und die Stange 204 anstoßen oder diese indirekt halten, und betreffen folglich neun Elemente, die den Tauchkolben 201, die Mittelsäule 202 und die Stange 204 selbst, das erste Lager 205, das zweite Lager 210, die Hülse 206, die obere Platte 207, die untere Platte 209 und das Gehäuse 208 umfassen.
Weil folglich die Abmessungen der neun Elemente genau überwacht werden müssen, ist dies eine deutliche Schwierigkeit zur Verbesserung der Genauigkeit der Koaxialität.
Um eine solche Schwierigkeit zu erleichtern, wurde ein Aufbau entwickelt, in dem eine den Tauchkolben haltende Hülse als Lager für den Tauchkolben selbst dient, um die Anzahl der mit der Zentrierung in Beziehung stehenden Elemente zu vermindern.
Während eine genaue Beschreibung unterbleibt, umfassen die mit der Zentrierung in Beziehung stehenden Elemente in diesem Fall fünf Elemente, d.h. einen Tauchkolben, eine Stange, eine Mittelsäule, eine Hülse und ein Stangenlager, so dass die Schwierigkeit bei der Dimensionsüberwachung abnimmt und es möglich ist, eine Verbesserung der Koaxialität herbeizuführen.
Weil ferner das Erfordernis von Lageraufbauten an beiden Endseiten eines Tauchkolbens wie in der in 8 gezeigten Anordnung beseitigt ist, ergibt sich ein Vorteil, dass eine Miniaturisierung in einer Axialrichtung erreicht werden kann.
Mit dem so aufgebauten Solenoidventil ist es erforderlich, dass ein Tauchkolben hervorragende Gleiteigenschaften relativ zu einem Innenumfang einer Hülse hat, die als ein Lager dient, um sanfte und stabile hin- und hergehende Bewegungen auszuführen, und dass Durchflusskanäle (Ölkanäle oder dgl.) an einer Außenumfangsfläche des Tauchkolbens vorgesehen sind, um Druckbelastungen an beiden Endseiten in Axialrichtung zu eliminieren und gute Gleiteigenschaften zu schaffen.
Dies wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt schematische Schnittansichten einer Konfiguration eines Tauchkolbens gemäß dem Stand der Technik, wobei (A) eine Schnittansicht im Schnitt durch eine Achse und (B) eine Schnittansicht im Schnitt in einer Richtung senkrecht zu der Achse (AA Querschnitt in (A) ist und einem ganzen Teil) entspricht.
Wie in der Figur gezeigt ist, ist ein Tauchkolben 301 nach dem Stand der Technik im Wesentlichen zylinderförmig und hat einen großdurchmessrigen Abschnitt 301a, der an einem Innenumfang einer Hülse gleitet, und eine Nut 301b, die als ein Durchflusskanal dient und durch spanende Bearbeitung (z.B. Fräsen) ausgebildet ist.
Somit gleiten der Innenumfang der Hülse und der Tauchkolben 301 relativ zueinander, während gekrümmte Oberflächen von im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser einander berühren, und eine Flüssigkeit (Öl) strömt durch den Durchflusskanal zu, so dass er nicht einer Druckbelastung ausgesetzt ist und das Gleiten ausgeführt wird, während eine Schmierung durch die Flüssigkeit bereitgestellt wird, wodurch passende hin- und hergehende Bewegungen ermöglicht sind.
Weil es erforderlich ist, einen vorbestimmten Spalt zwischen einem Innenumfangsdurchmesser der Hülse und einem Außenumfangsdurchmesser des Tauchkolbens vorzusehen, um ein sanftes Gleiten auszuführen, geht der Tauchkolben nicht tatsächlich so hin und her, dass er völlig koaxial mit der Hülse gehalten ist, sondern der großdurchmessrige Abschnitt 301a des Tauchkolbens und ein Innenumfang 302 der Hülse gleiten, während sie einander an einem Punkt im Querschnitt senkrecht zu einer Achse berühren.
Im Fall des Stands der Technik wird jedoch das folgende Problem hervorgerufen. Weil, wie oben beschrieben, der Tauchkolben relativ zu der Hülse gleitet, während sie einander an einem Punkt in einer Querschnittsrichtung senkrecht zu der Achse berühren, besteht der Nachteil, dass die Belastung zur Zeit des Gleitens groß werden kann und eine Gleitverschleißeigenschaft verschlechtert wird.
Weil ferner der Außendurchmesser des Tauchkolbens und der Innenumfangsdurchmesser der Hülse im Wesentlichen die gleiche Abmessung haben, ist ein Spalt in der Nähe der Gleitabschnitte sehr eng, was das Problem bedingt, dass, wenn Fremdkörper (Verunreinigungen) eintreten, diese darin gefangen gehalten werden und dadurch die Gleiteigenschaften verschlechtern.

Ferner ist aus der DE 39 33 331 A1 ein elektromagnetisches Kraftstoffventil bekannt, das einen kreiszylinderförmigen Anker hat. Der Ankerdurchmesser ist an den Durchmesser einer Führungsbohrung angepasst und am Außenumfang des Ankers sind Längsnuten eingebracht, die vom Kraftstoff durchströmt sind.

Schließlich ist aus der DE 39 04 447 A1 ein Magnetanker bekannt, der einen ähnlichen Aufbau hat wie der Anker aus der DE 39 33 331 A1 , wobei hier die Längsnuten in Umfangsrichtung sehr breit ausgeführt sind, so dass sich etwa gleich breite Umfangswand- und Nutabschnitte am Umfang abwechseln.

Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Solenoidventil vorzuschlagen, das eine gleichmäßige Verstellung des Ankers gewährleistet und gegen Verschmutzungen unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird mit Solenoidventilen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 4 gelöst.

Beschreibung der Erfindung

Um die Aufgabe zu lösen, ist mit der Erfindung ein Solenoidventil geschaffen, das einen Tauchkolben zum Hin- und Herbewegen mittels Magnetkräften, die durch Erregungsmittel erzeugt sind, und eine Hülse hat, die einen Außenumfang des Tauchkolbens gleitend hält, um diesen zu tragen, wobei die Hülse mit einer Innenumfangswandoberfläche für die Lagerung versehen ist, wobei die Innenumfangswandoberfläche senkrecht zu einer Achse und im Querschnitt kreisförmig ist, und wobei der Tauchkolben an seinem Außenumfang eine Vielzahl konvexer Oberflächenabschnitte in der Form gekrümmter Oberflächen hat, die einen kleineren Krümmungsradius haben als ein Abstand zwischen der Achse und einer Oberfläche des Außenumfangs, wobei die konvexen Oberflächenabschnitte auf der Innenumfangswandoberfläche gleiten und sich in Axialrichtung erstrecken, und wobei eine Vielzahl von Nuten vorgesehen ist, die jeweils zwischen benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten ausgebildet sind und sich axial erstreckende Durchflusskanäle ausbilden.

Weil eine gekrümmte Oberfläche mit einem kleineren Krümmungsradius als ein Abstand zwischen der Achse und einer Oberfläche des Außenumfangs, d.h, eine gekrümmte Oberfläche mit einem kleineren Krümmungsradius als ein Durchmesser des Innenumfangs der Hülse das Gleiten ausführt, führen zwei benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte das Gleiten aus, weil Gleiten auf lediglich einem konvexen Oberflächenabschnitt instabil ist. Dies bedeutet, dass das Gleiten nicht an einem Punkt, wie im Stand der Technik, ausgeführt wird, sondern an zwei Punkten im Querschnitt senkrecht zu einer Achse. Weil dadurch eine Last auf einen Zweipunkt-Kontakt verteilt wird, ist der Gleitverschleiß verglichen mit einem Einpunkt-Kontakt vermindert.

Weil zudem eine gekrümmte Oberfläche mit einem kleineren Krümmungsradius als ein Durchmesser des Innenumfangs der Hülse das Gleiten ausführt, können Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte vergleichsweise groß gemacht werden, um den Eintritt eines Fluids zu erleichtern, so dass die Schmiereigenschaften gut gemacht werden, und, falls Fremdmaterialien eintreten, können diese leicht in die Durchflusskanäle entkommen.

Vorzugsweise sind die konvexen Oberflächenabschnitte in einer Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und an einer ungeraden Anzahl von Orten vorgesehen.

Weil die konvexen Oberflächenabschnitte und die Nutabschnitte in einer Positionsbeziehung angeordnet sind, die symmetrisch bezüglich einer dazwischen angeordneten Achse ist, ist eine Außenumfangsfläche an der gegenüberliegenden Seite in einer Mittenposition (Nutabschnitt) zwischen den beiden konvexen Oberflächenabschnitten mit einer Achse dazwischen am weitesten von dem Innenumfang der Hülse in einem Zustand entfernt, in welchem benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte das Gleiten ausführen, und die Abschnitte bilden die konvexen O berflächenabschnitte, wodurch ein Spiel unterdrückt werden kann.

Vorzugsweise sind die Querschnitte der Durchflusskanäle, die durch die Nuten und die Innenumfangswandoberfläche gebildet und senkrecht zu der Achse sind, mit Abmessungen und einer Form gewählt, um Abmessungen und Form eines Gitters eines Filters zu überdecken, durch den in einem Fluid, das in den Körper des Solenoidventils fließt, enthaltene Verunreinigungen außerhalb des Körpers des Solenoidventils entfernt werden bevor es einströmt.

Folglich ist die Größe von Verunreinigungen, die in einem in den Körper des Solenoidventils einströmendes Fluids enthalten sind, durch den Filter auf eine Größe beschränkt, die das Gitter des Filters passieren kann. Weil die Querschnitte der Durchflusskanäle so bemessen und geformt sind, das sie die Abmessungen und die Form des Gitters des Filters überdecken, ist ein Steckenbleiben von Verunreinigungen in den Durchflusskanälen verhindert.

Vorzugsweise sind die an dem Außenumfang des Tauchkolbens vorgesehenen konvexen Oberflächenabschnitte und Nuten durch Gesenkformen erhalten, der Tauchkolben ist an einer Endfläche, die einer Pressrichtung zur Zeit des Gesenkformens gegenüberliegt, mit einer einwärts ausgebildeten Aussparung versehen und eine Bodenfläche dieser Aussparung bildet jenen Abschnitt, der durch einen Auswerferstift gedrückt wird, um den Tauchkolbenkörper nach dem Gesenkformen aus dem Gelenk zu entnehmen. Auch wenn folglich ein Grat an diesem Abschnitt (gepresster Abschnitt) erzeugt wird, der durch einen Auswerferstift gedrückt wird, wenn ein Tauchkolbenkörper aus einem Gelenk durch den Auswerferstift heraus gedrückt wird, wird der Grat lediglich an einer Bodenfläche der Aussparung gebildet, so dass die Gesamtlänge des Tauchkolbens dadurch nicht beeinträchtigt wird.

Ferner schafft die Erfindung ein Solenoidventil mit einem Tauchkolben zum Hin- und Herbewegen mittels magnetischer Kräfte, die durch Erregungsmittel erzeugt werden, und einer Hülse, die gleitend einen Außenumfang des Tauchkolbens trägt, um diesen zu lagern, wobei die Hülse mit einer Innerumfangswandoberfläche für die Lagerung versehen ist, wobei die Innenumfangswandoberfläche senkrecht zu einer Achse und im Querschnitt kreisförmig ist, und wobei ein auf der Innenumfangswandoberfläche gleitender Abschnitt des Tauchkolbens einen Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung hat und die Außenumfangsform eines Polygons hat.

Hierbei umfasst "Polygon" den Fall, in welchem die entsprechenden Ecken abgerundet sind.

Mit dieser Konfiguration trägt die innere Wandoberfläche der Hülse, die einen kreisförmigen Querschnitt hat, gleitend den Tauchkolben, der einen Querschnitt hat, dessen Außenumfangsform polygonal ist. Weil der Tauchkolben instabil wird, wenn das Gleiten an lediglich einer Ecke auftritt, erfolgt das Gleiten an zwei benachbarten Ecken. Dies bedeutet, dass das Gleiten nicht an einem Punkt, wie im Stand der Technik, sondern an zwei Punkten eines Querschnitts senkrecht zu einer Achse erfolgt. Weil dadurch eine Last auf einen Zweipunkt-Kontakt verteilt wird, ist der Gleitverschleiß verglichen mit einem Einpunkt-Kontakt vermindert.

Weil ferner das Gleiten an Ecken ausgeführt wird, können Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte vergleichsweise groß gemacht werden, um den Eintritt eines Fluids zu erleichtern, so dass die Schmiereigenschaft gut gemacht wird, und, falls Fremdmaterialien eintreten, können diese leicht in die Durchflusskanäle entkommen.

Vorzugsweise ist die Außenumfangsfläche ein Polygon mit einer ungeraden Anzahl von Scheiteln. Insbesondere ist die Außenumfangsform vorzugsweise ein im Wesentlichen regelmäßiges Neuneck.

Entsprechend sind die Ecken und die ebenen Flächenabschnitte am Außenumfang des Tauchkolbens in einer Positionsbeziehung angeordnet, die bezüglich einer Achse symmetrisch ist, so dass Spiel vermindert werden kann. Zudem können Durchflusskanäle, die durch die ebenen Oberflächenabschnitte am Außenumfang des Tauchkolbens und die Innenumfangswandoberfläche der Hülse gebildet sind, mit einer passenden Querschnittsflächengröße gewählt werden, in einem Fall, wenn das Gleichgewicht zwischen der Versorgung eines magnetischen Pfads und der Ausstoß von Fremdmaterialien berücksichtigt wird. Im Fall der spanenden Bearbeitung eines Tauchkolbens werden die ebenen Oberflächenabschnitte des Tauchkolbens eingespannt. Es ist vorzuziehen, eine Dreipunkt-Einspannung auszuführen, wobei es in diesem Fall erforderlich ist, die Außenumfangsform als ein Polygon (regelmäßiges Polygon) auszubilden, welches eine Anzahl von Scheiteln hat, die ein Vielfaches von 3 beträgt, wobei ein regelmäßiges Neuneck eine solche Bedingung vorteilhaft erfüllt.

Vorzugsweise sind Querschnitte von Durchflusskanälen, die durch planare Abschnitte an dem Außenumfang des Tauchkolbens und der Innenumfangswandoberfläche der Hülse gebildet sind und zur Axialrichtung senkrecht sind, mit Abmessungen und Form so gewählt, dass sie Abmessungen und Form eines Gitters eines Filters abdecken, durch den in einem Fluid, das in einem Körper des Solenoidventils fließt, enthaltene Verunreinigungen außerhalb des Körpers des Solenoidventils vor dem Einströmen entfernt werden.

Folglich ist die Größe von Verunreinigungen, die in einem in den Körper des Solenoidventils einströmenden Fluid enthalten sind, auf eine Größe begrenzt, die das Gitter des Filters passieren kann. Weil die Querschnitte der Durchflusskanäle so bemessen und geformt sind, dass sie Abmessungen und Form des Gitters des Filters abdecken, ist ein Steckenbleiben von Verunreinigungen in den Durchflusskanälen vermieden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines Solenoidventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 sind schematische Schnittansichten einer Konfiguration eines Tauchkolbens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand gleitender Abschnitte zwischen einem Tauchkolben und einem Innenumfang einer Hülse zeigt;
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer an dem Tauchkolben vorgesehenen Nut zeigt;
5 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Tauchkolben gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
6 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil des Herstellungsvorgangs für einen Tauchkolben gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;
7 sind schematische Schnittansichten einer Konfiguration eines Tauchkolbens nach dem Stand der Technik; und
8 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konstruktion eines Solenoidventils nach dem Stand der Technik zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beispielhaft nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Jedoch ist der Bereich der Erfindung nicht auf Abmessungen, Materialien, Konfigurationen und relative Positionen der Bestandteile beschränkt, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben sind, sofern nichts anderes ausdrücklich beschrieben ist.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein Solenoidventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 erläutert. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konstitution eines Solenoidventils gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. 2 zeigt schematisch Schnittansichten einer Konfiguration eines Tauchkolbens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ((A) ist eine Schnittansicht durch eine Achse geschnitten und (B) ist eine Schnittansicht in einer Richtung senkrecht zu der Achse geschnitten (BB Querschnitt in (A) und entsprechend einem gesamten Teil). 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand eines Tauchkolbens und eines Innenumfangs einer Hülse zeigt. 4 zeigt ein Konfigurationsbeispiel einer an dem Tauchkolben vorgesehenen Nut. 5 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil des Herstellungsvorgangs eines Tauchkolbens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt.
Ein Solenoidventil 100 umfasst einen Solenoidabschnitt 100A und einen Ventilabschnitt 100B.
Der Ventilabschnitt 100B umfasst ein Steuerventil, das so aufgebaut ist, dass ein Steuerschieber 15 in einer Ventilhülse 16 vorgesehen ist, um darin reziprokieren zu können, und weil eine Fläche einer Ventilöffnung, die in der Ventilhülse 16 ausgebildet ist, entsprechend einem Hub des Steuerschiebers 15 variiert wird, steuert ein Solenoid einen Hubbetrag des Steuerschiebers, um eine Zuflussmenge und eine Abflussmenge steuern zu können.
Der Solenoidabschnitt 100A umfasst allgemein eine Spule 3, einen Tauchkolben 1, der ausgelegt ist, bei Erregung der Spule 3 durch eine Mittelsäule magnetisch angezogen zu werden, eine Hülse 4, die als ein Lager für den Tauchkolben 1 dient, und eine Stange 7, die mit dem Tauchkolben 1 verbunden ist, um den Antrieb des Tauchkolbens 1 auf den Steuerschieber 15 zu übertragen.
Zudem sind ein Spulenträger 6, um den die Spule 3 gewickelt ist, eine Beilagscheibe 8 zur Vereinfachung der Trennung des Tauchkolbens 1 von der Mittelsäule 2, ein Gehäuse 9, eine Dichtung 10 zur Verhinderung der Leckage von Fluid zur Seite der Spule 3 aus dem Inneren des Ventilabschnitts 100B, eine obere Platte 11, die einen magnetischen Pfad bildet, und eine Bügelplatte 12 vorgesehen, die ebenfalls einen magnetischen Pfad ausbildet und zur Befestigung eines Solenoidventilkörpers in einer vorbestimmten Position dient.
Ferner sind ein Lager 13 für die Stange 7, eine Feder 14 zum Vorspannen eines an dem Steuerschieber 15 befestigten Sprengrings 18, um dadurch den Tauchkolben 1 in einer Richtung weg von der Mittelsäule 2 über die Stange 7 zusammen mit dem Steuerschieber 15 vorzuspannen, und ein Verbinder 17 vorgesehen, der mit Anschlüssen 17a zum Zuführen von Elektrizität zu der Spule 3 versehen ist.
Zudem sind die Spule 3 und der Spulenträger 6 zum Zusammenbau vergossen, um eine gegossene Spulenunterbaugruppe 5 (Assy) zu bilden.
Der Tauchkolben 1 ist so konfiguriert, dass er in einer Richtung weg von der Mittelsäule 2 in einem Normalzustand, d.h. in einem Zustand in welchem der Spule 3 keine Elektrizität zugeführt wird, positioniert ist, d.h. die Feder 14 in dem Ausführungsbeispiel drückt den Steuerschieber 15 in Richtung zu dem Solenoidabschnitt 100A über den Sprengring 18, wodurch der Tauchkolben 1 von der Mittelsäule 2 getrennt ist.
Somit wird der Spule 3 Elektrizität zugeführt, um dadurch einen magnetischen Pfad (ein magnetischer Pfad, der durch das Gehäuse 9, die obere Platte 11, den Tauchkolben 1, die Mittelsäule 2 und die Bügelplatte 12 gebildet ist) auszubilden, so dass der Tauchkolben 1 magnetisch durch die Mittelsäule 2 angezogen wird.
Entsprechend können die Magnetkräfte gemäß einer Größe des der Spule 3 zugeführten Stroms gesteuert werden, so dass ein Bewegungsbetrag des Tauchkolbens 1 gesteuert ist, indem ein Gleichgewicht mit der zugeordneten Vorspannkraft, die durch die Feder 14 erzeugt wird, gesteuert wird, wodurch es möglich ist, einen Hubbetrag des Steuerschiebers 15 zu steuern, um eine Steuerung einer Durchflussrate eines Fluids, eine Drucksteuerung, wie eine Hydrauliksteuerung verschiedener Fluide oder dgl. zu ermöglichen.
Weil hier der Tauchkolben 1 durch die Hülse 4 in diesem Ausführungsbeispiel gelagert ist, umfassen die mit der Zentrierung in Beziehung stehenden Elemente fünf Elemente, d.h. den Tauchkolben 1, die Stange 7, die Mittelsäule 2, die Hülse 4 und das Stangenlager 13, so dass die Schwierigkeiten bei der Abmessungsüberwachung vergleichsweise gering sind und eine Verbesserung der Koaxialität erreicht werden kann.
Weil zudem das Erfordernis für Lageraufbauten an beiden Endseiten des Tauchkolbens 1 vermieden ist, ergibt sich der Vorteil, dass eine Miniaturisierung in einer axialen Richtung erreicht werden kann.
Nachfolgend wird eine genauere Erläuterung des Tauchkolbens 1 gegeben.
Der Tauchkolben 1 ist im Wesentlichen zylinderförmig, was es gestattet, dass die Stange 7 in ein Loch 1b an seiner Innenumfangsseite eingesetzt werden kann und dass seine Außenumfangsseite gleitend durch die Hülse 4, wie oben beschrieben ist, gehalten werden kann, wodurch ein großdurchmessriger Abschnitt 1a geschaffen wird, der einen Gleitabschnitt bildet.
Der großdurchmessrige Abschnitt 1a hat eine Vielzahl von konvexen Oberflächenabschnitten 1d und eine Vielzahl von Nutabschnitten 1e, wie in 2(B) gezeigt ist, wobei diese Abschnitte abwechselnd angeordnet sind und er eine Querschnittsform ähnlich Blütenblättern oder einer Blüte hat.
Die konvexen Oberflächenabschnitte 1d erstrecken sich axial und die Abstände zwischen den Spitzenenden (am weitesten von einer Achse entfernt) der entsprechenden konvexen Oberflächenabschnitte 1d und der Achse sind gleich groß gewählt.
Ferner haben die konvexen Oberflächenabschnitte 1d die Form einer sanft gekrümmten Oberfläche und ein Krümmungsradius der gekrümmten Außenumfangsfläche ist in einem Querschnitt senkrecht zu der Achse kleiner gewählt als die Abstände zwischen den Spitzenenden der konvexen Oberflächenabschnitte 1d und der Achse. Dadurch sind die Abstände zwischen Spitzenenden der konvexen Oberflächenabschnitte 1d und der Achse um den Betrag eines Spalts kleiner als ein Innenumfangsdurchmesser der Hülse 4, so dass der Krümmungsradius der gekrümmten Au ßenumfangsflächen zwangsläufig kleiner wird als der Innenumfangsdurchmesser der Hülse 4.
Beispielsweise wird angenommen, dass die Abstände zwischen den Spitzenenden der konvexen Oberflächenabschnitte 1d und der Achse 5 mm betragen und ein Krümmungsradius in der Nähe der Spitzenenden der konvexen Oberflächenabschnitte 1d 3 mm beträgt. Ferner hat der Innenumfang der Hülse 4 einen Radius, der um den Betrag eines Spalts größer ist als 5 mm.
Die Spitzenenden der konvexen Oberflächenabschnitte 1d sind gleitend an der Innenumfangsoberfläche der Hülse 4 angeordnet. Die sich axial erstreckenden Nutabschnitte 1e sind jeweils zwischen den benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten 1d vorgesehen und Durchflusskanäle sind zwischen den Nutabschnitten 1e und der Innenumfangsoberfläche der Hülse 4 begrenzt.
Wenn der Tauchkolben 1 auf dem Innenumfang der Hülse 4 in dem auf obige Weise aufgebauten Solenoidventil 100 gleitet, geht der Tauchkolben 1 nicht so hin und her, dass er vollständig koaxial mit der Hülse 4 gehalten ist, weil ein Spalt für sanftes Gleiten vorgesehen ist, wie im Hinblick auf den Stand der Technik beschrieben wurde.
In dem Ausführungsbeispiel ist abweichend von dem Stand der Technik ein Krümmungsradius (Außenumfangsdurchmesser) der Gleitoberflächenabschnitte nicht im Wesentlichen gleich einem Krümmungsradius (Innenumfangsdurchmesser) der Innenumfangsoberfläche der Hülse und ein Krümmungsradius der konvexen Oberflächenabschnitte 1d, die die Gleitoberflächenabschnitten bilden, ist kleiner als ein Krümmungsradius (Innenumfangsdurchmesser) der Hülse 4, so dass ein sehr instabiles Gleiten auf einem Punkt in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse nicht wirklich ausgeführt wird, sondern benachbarte konvexe Oberflächenabschnitte 1d das Gleiten ausführen, während sie an zwei Punkten berühren, wie in 3(A) gezeigt ist.
Entsprechend wird eine Last verteilt, verglichen mit dem Fall des Kontakts in einem Punkt in einem Querschnitt senkrecht zur Achse, wie beim Stand der Technik, und das Lastaufkommen auf die Gleitabschnitte ist vermindert, so dass eine Gleitverschleißeigenschaft verbessert ist.
Zudem gleiten, wie im Stand der Technik, die gekrümmten Oberflächen aneinander, während sie einander berühren und eine Flüssigkeit (Öl) strömt durch Durchflusskanäle ein, so dass sie nicht einer Druckbelastung ausgesetzt ist und das Gleiten ausgeführt wird, während eine Schmierung durch die Flüssigkeit bereitgestellt wird, wodurch passende hin- und hergehende Bewegungen möglich sind.
In dem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Krümmungsradius der konvexen Oberflächenabschnitte 1d kleiner als ein Krümmungsradius (Innenumfangsdurchmesser) der Hülse 4 und somit strömt ein Fluid leicht von den durch die Nutabschnitte 1e ausgebildeten Durchflusskanälen zu den Gleitabschnitten, um eine im Vergleich zum Stand der Technik hervorragende Schmierung zu schaffen und somit die Gleiteigenschaft zu verbessern.
Ferner ist ein Krümmungsradius der konvexen Oberflächenabschnitte 1d kleiner als ein Krümmungsradius (Innenumfangsdurchmesser) der Hülse 4 und Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte sind, verglichen mit dem Stand der Technik, groß, so dass, auch wenn Fremdmaterialien (Verunreinigungen) in die Nähe der Gleitabschnitte eintreten, die Fremdmaterialien leicht in die Durchflusskanäle entkommen können, um somit eine Verschlechterung der Gleiteigenschaft verhindern zu können, die durch die Fremdmaterialien hervorgerufen wird.
Auf diese Weise ist die Gleitfähigkeit des Tauchkolbens verbessert, so dass eine Steuerbarkeit des Fluids, wie eine hydraulische Steuerung oder dgl. verbessert ist.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes konkretes Beispiel erläutert.
Es ist vorzuziehen, dass die konvexen Oberflächenabschnitte 1d in einer Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und an einer ungeraden Anzahl von Orten vorgesehen sind.
Weil somit die konvexen Oberflächenabschnitte 1d und die Nutabschnitte 1e gleichmäßig verteilt und in ungerader Anzahl von Orten vorgesehen sind, sind sie in einer Positionsbeziehung angeordnet, die mit einer dazwischen angeordneten Achse symmetrisch ist (siehe 2(B)).
Entsprechend gleitet der Tauchkolben 1, wobei die benachbarten konvexen Oberflächenabschnitte 1d an zwei Punkten berühren und eine Außenumfangsfläche, die dem Nutabschnitt 1e in einer Mittenposition zwischen den beiden Punkten mit einer Achse dazwischen gegenüberliegt, ist am weitesten entfernt von dem Innenumfang der Hülse gemacht, so dass ein solcher Abschnitt ein konvexer Oberflächenabschnitt 1d gemacht wird, wodurch bewirkt wird, dass der Spalt so klein wie möglich wird, um Spiel zu unterdrücken.
Während 2(B) ein Beispiel zeigt, in welchem die Nutabschnitte 1e eine gekrümmte Oberfläche haben, die sanft mit den konvexen Oberflächenabschnitten 1d verbunden ist und einen Krümmungsradius R2 gleich einem Krümmungsradius R1 der konvexen Oberflächenabschnitte 1d hat, sind die Nutabschnitte nicht darauf beschränkt, sondern können rechteckförmige Nutabschnitte 1g gemäß 4(A) oder dreieckförmige Nutabschnitte 1h gemäß 4(B) sein.
Es ist hier wünschenswert, dass ein zu einer Achse senkrechter Querschnitt der Durchflusskanäle, die durch die Nutabschnitte 1e und einen Innenumfang der Hülse 4 begrenzt sind, so dimensioniert und geformt ist, dass er verhindert, dass in einem durch die Durchflusskanäle strömenden Fluid enthaltene Verunreinigungen hängenbleiben.
In einem Fall, in welchem beispielsweise ein Filter zum Entfernen von in einem Fluid enthaltenen Verunreinigungen in einem Durchflusskanal zum Zuführen des Fluids in das Solenoidventil 100 eingebaut ist, um diese Anforderung zu erfüllen, sind lediglich Verunreinigungen, die kleiner sind als eine Maschenweite des Filters in dem Fluid enthalten, das in das Solenoidventil 100 fließt.
Entsprechend können Abmessungen und Form eines Querschnitts der Durchflusskanäle senkrecht zu einer Achse so ausgelegt sein, dass sie Abmessungen und Form einer Maschenweite des Filters abdecken, wodurch verhindert werden kann, dass Verunreinigungen aufgefangen werden und in den Durchflusskanälen hängenbleiben, die durch die Nutabschnitte 1e und den Innenumfang der Hülse 4 begrenzt sind.
Somit kann eine stabile Gleiteigenschaft aufrecht erhalten werden.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel des Solenoidventils 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel erläutert.
Wenn Motoren von Kraftfahrzeugen oder dgl., in welchen Nockenwellen gedreht werden, um Lufteinlass- und Abgasventile des Motors zu öffnen und zu schließen, kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden und eine hohe Abgasreinigung erzielt werden, indem die Zeitsteuerung der Ventile gemäß einem Betriebszustand (hohe Geschwindigkeit/niedrige Geschwindigkeit) passend gesteuert wird.
Eine solche Steuerung der Ventilzeiten kann ausgeführt werden, indem Nockenwellen in einer Drehrichtung zur Phasenänderung verlagert werden und eine Technik zur Ausführung solcher Verlagerung mit Solenoidventilen ist eine bekannte Technik.
Hierbei wird eine hydraulische Steuerung unter Verwendung von Solenoidventilen ausgeführt, um Nockenwellen in einer Drehrichtung zu verlagern und es ist bekannt, dass ein Solenoidventil in einem Pfad eines Durchflusskanals für ein Motoröl als Einbauraum oder dgl. eingebaut ist und Motoröl verwendet wird.
Herkömmlicherweise wird ein Solenoidventil zum Ausführen einer EIN/AUS-Steuerung verwendet, um eine Steuerung über zwei Zustände bei hoher Geschwindigkeit und bei niedriger Geschwindigkeit auszuführen. In den letzten Jahren wurden Solenoidventile mit linearer Steuerfähigkeit verwendet, um eine hochpräzise Steuerung auszuführen.
Hier wird es möglich, das Solenoidventil gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung als ein solches linear gesteuertes Solenoidventil für die Ventilzeitsteuerung (VTC) zu verwenden. Im Fall der Verwendung eines Motoröls, wie oben beschrieben ist, sind Fremdstoffe wie Eisenpulver oder dgl. in großen Mengen in einem Motoröl enthalten und es wird ein Fluid in vergleichsweise schlechtem Zustand verwendet. Weil das Solenoidventil gemäß dem Ausführungsbeispiel zulässt, dass Fremdstoffe in die Durchflusskanäle fließen und es dennoch eine hervorragende Gleiteigenschaft hat, kann es vorzugsweise auch unter solchen Bedingungen verwendet werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 6 ein Verfahren zur Herstellung eines Tauchkolbens 1 beschrieben, der ein Bestandteil des Solenoidventils 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist. Die Vielzahl von konvexen Oberflächenabschnitten 1d und die Vielzahl von Nutabschnitten 1e an dem großdurchmessrigen Abschnitt 1a des Tauchkolbens 1 können durch Gesenkformen hergestellt werden, indem er mit Gesenken 50, 51 geklemmt und in einer mit einem Pfeil P in der Figur angedeuteten Richtung gepresst wird. Ferner ist das Gesenk 51 mit strichpunktierten Linien für die Erläuterung des nachfolgenden Herstellungsprozesses angedeutet.
Ferner bezeichnet 1f in der Figur einen Abschnitt, der in einem spanenden Vorgang nach dem Gesenkformen gefräst oder geschnitten wird.
Um einen Körper des Tauchkolbens 1 nach Ausführen des Gesenkformens aus dem Gesenk zu entnehmen, ist es erforderlich, einen Auswerferstift 52 zu verwenden, um gegen eine Endfläche auf einer in Richtung des Pfeils P gegenüberliegenden Seite zu drücken (zu schlagen), nachdem das Gesenk 51 entfernt ist.
Hier ist der Tauchkolben gemäß dem Ausführungsbeispiel an seiner Endfläche auf der der Pfeilrichtung P gegenüberliegenden Seite mit einer Aussparung 1c versehen, die gegenüber einer äußeren Endoberfläche einwärts ausgebildet ist, und eine Bodenfläche der Aussparung 1c dient als ein Abschnitt, der durch Auswerferstift 52 gepresst wird. Während allgemein ein Grat gebildet wird, wenn man mit dem Auswerferstift 52 drückt, dient die Bodenfläche der Aussparung 1c in diesem Ausführungsbeispiel als ein Abschnitt, der gepresst wird, so dass ein Grat B1 und ein Grat B2 lediglich in der Aussparung gebildet werden, wie in einer vergrößerten Ansicht (P) in 6 gezeigt ist, und folglich keinen Einfluss auf die Gesamtlänge des Tauchkolbens 1 haben.
Eine Gesamtlänge eines Tauchkolbens muss genau überwacht werden, falls ein Hub des Tauchkolbens einen Einfluss auf die Steuerung eines Solenoidventils hat und so ist es normalerweise erforderlich, einen Fräs- oder Schneidvorgang zum Ent graten vorzusehen, wenn der Grat einen Einfluss hat. Weil der Grat in diesem Ausführungsbeispiel keinen Einfluss auf die Gesamtlänge eines Tauchkolbens hat, kann ein solcher Bearbeitungsschritt weggelassen werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein Solenoidventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Weil sich das Solenoidventil gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich im Aufbau des Tauchkolbens von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, wird nur der Tauchkolben genau beschrieben und eine Erläuterung anderer Bestandteile unterbleibt.
5 ist eine schematische Schnittansicht im Schnitt in einer Richtung senkrecht zu einer Achse eines Tauchkolbens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zudem ist die Schnittansicht im Schnitt durch die Achse des Tauchkolbens gemäß diesem Ausführungsbeispiel gleich 2(A), die in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Folglich ist 5 eine Schnittansicht entsprechend dem Schnitt BB in 2(A).
Ein großdurchmessriger Abschnitt 1'a des Tauchkolbens gemäß diesem Ausführungsbeispiel, der einen relativ zu der Hülse 4 gleitenden Abschnitt bildet, hat eine Außenumfangsform eines Polygons (eines regulären Neunecks in dem gezeigten Beispiel) im Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung.
Ein Abstand zwischen einer Achse und einer Ecke 1'd ist so gewählt, dass er um einen Spalt kleiner ist als der Abstand zu dem Innenumfang der Hülse 4. Entsprechend sind die Ecken 1'd angeordnet, um an der Innenumfangsfläche der Hülse 4 zu gleiten.
Ferner sind Durchflusskanäle zwischen den ebenen Oberflächenabschnitten 1'e zwischen den Ecken 1'd und der Innenumfangsoberfläche der Hülse 4 begrenzt.
Der Tauchkolben ist in der obigen Weise aufgebaut, wodurch ein sehr instabiles Gleiten auf lediglich einem Punkt in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, nicht wirklich ausgeführt wird, sondern benachbarte Ecken 1'd führen das Gleiten aus, während sie in zwei Punkten berühren.
Entsprechend wird, verglichen mit dem Fall des Kontakts an einem Punkt im Querschnitt senkrecht zu einer Achse, wie im Stand der Technik, eine Last verteilt und die Belastung auf den Gleitabschnitten ist vermindert, so dass eine Gleitverschleißeigenschaft verbessert ist.
Weil ferner die Ecken 1'd an der Innenumfangswandoberfläche der Hülse 4 in dem Ausführungsbeispiel gleiten, fließt ein Fluid von den zwischen den ebenen Oberflächenabschnitten 1'e und der Innenumfangsfläche der Hülse 4 begrenzten Durchflusskanälen leicht zu den Gleitabschnitten und bewirkt eine verglichen mit dem Stand der Technik hervorragende Schmierung, um somit die Gleiteigenschaften zu verbessern.
Ferner sind die Ecken 1'd zum Gleiten auf der Innenumfangswandoberfläche der Hülse gestaltet und so sind Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte verglichen mit dem Stand der Technik groß, so dass, auch wenn Fremdstoffe in die Nähe der Gleitabschnitte eintreten, die Fremdstoffe leicht in die Durchflusskanäle entkommen und somit verhindert werden kann, dass eine Verschlechterung der Gleiteigenschaften auftritt, die durch Fremdstoffe hervorgerufen ist.
Auf diese Weise ist die Gleiteigenschaft des Tauchkolbens verbessert, so dass die Steuerbarkeit des Fluids, wie eine hydraulische Steuerung oder dgl. verbessert ist.
Ferner ist der Querschnitt ein im Wesentlichen regelmäßiges Polygon und das Polygon hat eine ungerade Anzahl von Scheiteln (ein im Wesentlichen regelmäßiges Neuneck in dem gezeigten Beispiel), wodurch die Ecken 1'd und die ebenen Oberflächenabschnitte 1'e in einer Positionsbeziehung angeordnet sind, die bezüglich einer Achse symmetrisch ist.
Entsprechend gleitet der Tauchkolben, wobei die benachbarten Ecken 1'd an zwei Punkten berühren und so ist eine Außenumfangsfläche, die den ebenen Oberflächenabschnitten 1'e in einer Mittenposition zwischen den zwei Punkten mit der Achse dazwischen gegenüberliegt am weitesten von dem Innenumfang der Hülse entfernt, so dass die Abschnitte die Ecken 1'd sind, wodurch ein Effekt erzielt wird, dass die Spalte so klein wie möglich gemacht werden, um Spiel zu unterdrücken.
Es ist ferner wünschenswert, dass die Ecken 1'd eine R-Form annehmen und R muss passend sein, weil der Verschleiß erhöht wird, wenn R zu klein gemacht wird.
Nachfolgend werden die Durchflusskanäle genauer beschrieben, die zwischen den ebenen Oberflächenabschnitten 1'e und der Innenumfangsfläche der Hülse 4 begrenzt sind.
Weil ein magnetischer Pfad zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbens und der Innenumfangsfläche der Hülse 4 ausgebildet ist, ist es wünschenswert, dass die Abstände zwischen den ebenen Oberflächenabschnitten 1'e und der Innenumfangsoberfläche der Hülse 4 so klein wie möglich wird, um zu berücksichtigen, dass ein Bedarf besteht, eine Behinderung der Zufuhr des magnetischen Flusses zu vermeiden.
Währendessen ist es, um eine gute Gleiteigenschaft zu erreichen, wünschenswert, dass die Querschnittsfläche der Durchflusskanäle so groß wie möglich ist, so dass ein Fluid (Öl) zur Schmierung dient und ein Anhaften des Öls nicht auftritt.
Ferner sind Abmessungen und eine Form wünschenswert, die verhindert, dass in dem durch die Durchflusskanäle fließenden Fluid enthaltene Verunreinigungen hängenbleiben.
Beispielsweise sind, falls ein Filter zur Entfernung von in einem Fluid enthaltenden Verunreinigungen in einem Durchflusskanal zum Einführen des Fluids in das Solenoidventil 100 eingebaut ist, nur Verunreinigungen in dem in das Solenoidventil 100 fließenden Fluid enthalten, die kleiner sind als eine Maschenweite des Filters. Entsprechend sind Abmessungen und eine Form eines zu einer Achse senkrechten Querschnitts der Durchflusskanäle so gewählt, dass sie Abmessungen und eine Form der Maschenweite des Filters abdecken, wodurch verhindert werden kann, dass Verunreinigungen in den Durchflusskanälen gefangen werden und hängenbleiben.
Angesichts obiger Punkte besteht ein Bedarf der Festlegung der Dimensionen und der Form der Durchflusskanäle. Weil zudem die Querschnittsform in diesem Ausführungsbeispiel ein regelmäßiges Polygon ist, sind Dimensionen und Form der Durchflusskanäle hauptsächlich in Abhängigkeit davon bestimmt, welches regelmäßige Polygon übernommen wird und welche R-Abmessung der Ecken vorliegt.
Es ist ferner wünschenswert, dass der Tauchkolben in diesem Ausführungsbeispiel durch Ziehen geformt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Schlitzarbeiten oder dgl., wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, entfallen.
Es ist ferner möglich, den Tauchkolben durch spanende Bearbeitung zu formen. In diesem Fall, in welchem spanende Arbei ten ausgeführt werden, muss ein Einspannen zum Fixieren des Tauchkolbens ausgeführt werden, wobei die ebenen Oberflächenabschnitte 1'e fixiert werden müssen, um nicht durch das Aufspannen Kratzer an den Ecken 1'd zu verursachen, die die Gleitabschnitte bilden.
Weil hier eine Dreipunkt-Aufspannung (drei Klauen in 120°-Richtungen) für eine genaue Bearbeitung geeignet ist, muss der Querschnitt senkrecht zur Achse eine Außenumfangsform eines Polygons (regelmäßiges Polygon) annehmen, das Scheitel in einer Anzahl eines Vielfachen von 3 hat.
Wie oben beschreiben wurde, muss berücksichtigt werden, dass der Querschnitt des Tauchkolbens senkrecht zur Achse eine Außenumfangsform eines Polygons mit einer ungeraden Anzahl von Scheiteln annehmen sollte, um ein Spiel zu verhindern, dass die Durchflusskanäle mit einer passenden Größe ihrer Querschnittsfläche im Hinblick auf die Zuführung von magnetischem Fluss und der Schmierung gemacht werden sollten, und dass ein regelmäßiges Polygon mit Scheiteln in einer Anzahl eines Vielfachen von 3 im Hinblick auf die Fräsarbeiten verwendet werden sollte.
Angesichts dieser Punkte ist es optimal, ein Neuneck anzuwenden.
Weil ferner die obige Bedingung notwendigerweise einen Wahlbereich von R an den Ecken 1'd bestimmt und der Abrieb erhöht wird, wenn R zu klein gewählt wird, ist es wünschenswert, dass R so groß wie möglich in dem Bereich gewählt wird, der obige Bedingung erfüllt.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie zuvor beschrieben wurde, schafft die Erfindung die Vielzahl konvexer Oberflächenabschnitte und die Vielzahl von Nut abschnitten an dem Außenumfang des Tauchkolbens, so dass, weil der Tauchkolben relativ zu der Innenumfangsoberfläche der Hülse an zwei Punkten im Querschnitt senkrecht zu der Achse gleitet, eine Belastung der Gleitabschnitte vermindert ist und die Gleitverschleißeigenschaften und die Steuereigenschaften verbessert sind.
Weil ferner die gekrümmten Oberflächen einen kleineren Krümmungsradius als der Durchmesser der Innenumfangsfläche der Gleithülse haben, können Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte vergleichsweise groß gemacht werden, um einen Eintritt von Fluid zu erleichtern und eine gute Schmierung bereitzustellen, und weil Fremdmaterialien leicht in die Durchflusskanäle entkommen können, wenn Fremdmaterialien eintreten, ist die Gleiteigenschaft verbessert und die Steuereigenschaften sind verbessert.
Wenn die konvexen Oberflächenabschnitte gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt und an einer ungeraden Anzahl von Orten vorgesehen sind, kann Spiel unterdrückt werden.
Wenn Abmessungen und eine Form eines Querschnitts senkrecht zu einer Achse der Durchflusskanäle, die zwischen den Nuten und der Innenumfangswandoberfläche begrenzt sind, so gewählt sind, dass sie Abmessungen und Form einer Maschenweite des Filters zum Entfernen von in einem Fluid enthaltenen Verunreinigungen abdecken, kann eine stabile Gleiteigenschaft ohne Anlagern von Verunreinigungen in den Durchflusskanälen aufrechterhalten werden.
Wenn eine einwärts ausgebildete Aussparung an der Endfläche des Tauchkolbens an einer gegenüberliegenden Seite zur Richtung des Pressens beim Gesenkformen vorgesehen ist und die Bodenfläche der Aussparung zu einem Abschnitt gemacht wird, der durch einen Auswerferstift beaufschlagt wird, so dass der Tauchkolbenkörper nach dem Gesenkformen aus dem Gesenk ent nommen werden kann, hat ein Grat keinen Einfluss auf die Gesamtlänge eines Tauchkolbens, auch wenn ein Grat durch den Auswerferstift erzeugt wird, und es ist eine stabile Steuerung möglich ohne einen Fräsvorgang zu benötigen.
Auch in einem Fall, in welchem die Außenumfangsform eines Querschnitts des Tauchkolbens senkrecht zur Axialrichtung als ein Polygon ausgebildet ist, gleitet der Tauchkolben relativ zu der Innenumfangsoberfläche der Hülse an zwei Punkten im Querschnitt senkrecht zu der Achse, so dass die Belastung an den Gleitabschnitten vermindert ist, um die Gleitverschleißeigenschaft zu verbessern und die Steuerungseigenschaften zu verbessern.
Weil ferner das Gleiten an den Ecken ausgeführt wird, können Spalte in der Nähe der Gleitabschnitte vergleichsweise groß gemacht werden, um den Zutritt eines Fluids zu erleichtern, um eine gute Schmierung bereitzustellen, und weil Fremdmaterialien leicht in die Durchflusskanäle entkommen können, wenn Fremdmaterialien eintreten, sind die Gleiteigenschaften und die Steuerungseigenschaften verbessert.
Wenn die Außenumfangsform im Wesentlichen ein Neuneck ist, sind die Ecken und die ebenen Flächenabschnitte in eine Positionsbeziehung gebracht, die bezüglich einer Achse symmetrisch ist, so dass ein Spiel vermindert werden kann, dass die Durchflusskanäle mit einer passenden Größe der Querschnittsfläche gewählt werden können und dass eine Dreipunkt-Einspannung im Fall von spanenden Arbeiten ausgeführt werden kann.
Wenn Abmessungen und eine Form eines Querschnitts senkrecht zu einer Achse der Durchflusskanäle, die durch die ebenen Oberflächenabschnitte an dem Außenumfang des Tauchkolbens und die Innenumfangswandoberfläche der Hülse begrenzt sind, so gewählt sind, dass sie Abmessungen und eine Form einer Ma schenweite eines Filters zum Entfernen von in einem Fluid enthaltenden Verunreinigungen abdecken, kann eine stabile Gleiteigenschaft aufrechterhalten werden, ohne dass sich Verunreinigungen in den Durchflusskanälen ansammeln.

Claims

Ein Solenoidventil, mit einem mittels magnetischer Kräfte hin- und herbewegbaren Tauchkolben, die durch Erregungsmittel erzeugt sind, und einer Hülse, die einen Außenumfang des Tauchkolbens gleitend hält, um den Tauchkolben zu lagern, und wobei die Hülse mit einer Innenumfangswandoberfläche zur Lagerung versehen ist, wobei ein zu einer Achse senkrechter Querschnitt der Innenumfangswandoberfläche kreisförmig ist, und der Tauchkolben an seinem Außenumfang mindestens fünf oder mehr konvexe Oberflächenabschnitte in Form einer gekrümmten Oberfläche hat, die einen kleineren Krümmungsradius hat als ein Abstand zwischen der Achse und einer Oberfläche des Außenumfangs, wobei die konvexen Oberflächenabschnitte in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind, auf der Innenumfangswandoberfläche gleiten und sich in einer Axialrichtung erstrecken, und mit einer Vielzahl von Nuten, die jeweils zwischen benachbarten konvexen Oberflächenabschnitten ausgebildet sind und sich axial erstreckende Durchflusskanäle bilden.
Solenoidventil nach Anspruch 1, wobei Durchflusskanalquerschnitte, die durch die Nuten und die Innenumfangswandoberfläche gebildet sind, um senkrecht zur Axialrichtung zu sein, mit Abmessungen und einer Form gewählt sind, um Abmessungen und eine Form eines Gitters eines Filters abzudecken, durch den in einem in einen Körper des Solenoidventils fließenden Fluid enthaltene Verunreinigungen außerhalb des Körpers des Solenoidventils vor dem Einströmen entfernt werden.
Solenoidventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die konvexen Oberflächenabschnitte und die Nuten, die an dem Außenumfang des Tauchkolbens ausgebildet sind, durch Gesenkformen erhalten sind, der Tauchkolben an einer Endfläche, die einer Richtung des Pressens zur Zeit des Gesenkformens gegenüberliegt, mit einer einwärts ausgebildeten Aussparung versehen ist, und eine Bodenfläche der Aussparung jenen Abschnitt bildet, der durch einen Auswerferstift gedrückt wird, um einen Tauchkolbenkörper nach dem Gesenkformen aus dem Gesenk zu entnehmen.
Ein Solenoidventil, mit einem mittels magnetischer Kräfte hin- und herbewegbaren Tauchkolben, die durch Erregungsmittel erzeugt sind, und einer Hülse, die einen Außenumfang des Tauchkolbens gleitend trägt, um den Tauchkolben zu lagern, und wobei die Hülse mit einer Innenumfangswandoberfläche für die Lagerung versehen ist, wobei ein Querschnitt senkrecht zu einer Achse der Innenumfangswandoberfläche kreisförmig ist, und ein auf der Innenumfangswandoberfläche gleitender Abschnitt des Tauchkolbens eine Außenumfangsform eines regelmäßigen Polygons in einem Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung hat, das fünf oder mehr Scheitel mit ungerader Anzahl hat.
Solenoidventil nach Anspruch 4, wobei die Außenumfangsform im Wesentlichen ein Neuneck ist.
Solenoidventil nach Anspruch 4 oder 5, wobei Durchflusskanalquerschnitte, die durch ebene Abschnitte am Außenumfang des Tauchkolbens und der Innenumfangswandoberfläche der Hülse gebildet sind, um senkrecht zur Axialrichtung zu sein, mit Abmessungen und einer Form gewählt sind, um Abmessungen und eine Form eines Gitters eines Filters abzudecken, durch den in einem in einen Körper des Solenoidventils fließenden Fluid enthaltene Verunreinigungen außerhalb des Körpers des Solenoidventils vor dem Einströmen entfernt werden.