DE112013006016T5

DE112013006016T5 - Elektromagnetisches Ventil und Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013006016T5
Application number: DE112013006016.7T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Saito; Chiharu Nakazawa; Masaki Misunou
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-09-03
Also published as: JP2014134240A; CN104919232A; WO2014109244A1; JP6025198B2; US20150336553A1; CN104919232B

Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht ein elektromagnetisches Ventil, das einen stabilen Durchfluss erreichen kann, während ein Stromverbrauch niedrig gehalten wird, und eine Bremsvorrichtung mit diesem elektromagnetischen Ventil vor. Das elektromagnetische Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Ventilelement, das durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung einer Spule erzeugt wird, axial beweglich ist, ein erstes elastisches Element, das das Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung vorspannt, und ein zweites elastisches Element auf, das in eine Richtung vorspannt, die dem Vorspannen des ersten elastischen Elements entgegen wirkt, wobei das erste elastische Element mit einer eingestellten Belastung, die größer als die des zweiten elastischen Elements ist, eingestellt ist.

Description

Titel der Erfindung
Elektromagnetisches Ventil und Bremsvorrichtung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil zum Steuern eines Durchflusses durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung einer Spule erzeugt wird, und auf eine Bremsvorrichtung mit diesem elektromagnetischen Ventil.
Hintergrund der Erfindung
Ein elektromagnetisches Ventil ist bekannt, das einen Durchfluss durch Einstellen seines Ventilöffnungsausmaßes nach Erregung einer Spule steuern kann, wie im Patentdokument 1 offenbart. Bei diesem elektromagnetischen Ventiltyp wird ein Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung durch eine Schraubenfeder vorgespannt. Durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule erzeugt wird, wird das Ventilelement in eine Ventilfließrichtung gezogen, um somit das Ventilöffnungsausmaß einzustellen und um dadurch den Durchfluss zu steuern.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische geprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2011-21670 .

Zusammenfassung der Erfindung
Problem, das durch die Erfindung zu lösen ist
In dem Fall, in dem das Ventilelement durch ein elastisches Element, das eine relativ geringe Federsteifigkeit aufweist, wie zum Beispiel eine Schraubenfeder, vorgespannt wird, wie im Patentdokument 1 offenbart, tritt eine große Änderung bei der Position des Ventilelements bezüglich einer Änderung bei der elektromagnetischen Kraft auf, so dass das elektromagnetische Ventil dazu neigt, einen großen Fehler beim Ventilöffnungsausmaß zu bewirken, das heißt, einen großen Fehler zwischen dem tatsächlichen Durchfluss und dem Solldurchfluss. Wenn die Federsteifigkeit erhöht wird, um diesen Fehler zu reduzieren, ist es notwendig, die elektromagnetische Kraft zu erhöhen, sodass das elektromagnetische Ventil einen hohen Stromverbrauch benötigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches Ventil zu schaffen, das einen stabilen Durchfluss erreichen kann, während der Stromverbrauch niedrig gehalten wird. Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsvorrichtung mit diesem elektromagnetischen Ventil zu schaffen.
Einrichtung zum Lösen des Problems
Als Lösung des obigen Problems sieht die vorliegende Erfindung ein elektromagnetisches Ventil vor mit einem Ventilelement, das durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung einer Spule erzeugt wird, axial beweglich ist; mit einem ersten elastischen Element, das das Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung vorspannt; und mit einem zweiten elastischen Element, das in eine Richtung vorspannt, die dem Vorspannen des ersten elastischen Elements entgegen wirkt, wobei das erste elastische Element mit einer eingestellten Last, die größer als die des zweiten elastischen Elements ist, eingestellt ist.
Wirkungen der Erfindung
Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Fehler bezüglich des Solldurchflusses zu reduzieren, während ein Stromverbrauch niedrig gehalten wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Hydraulikkreislaufdiagramm einer Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht eines AUS-Schieberventils der Bremsvorrichtung als elektromagnetisches Ventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis zwischen einem Steuerstrom und einem Durchfluss des elektromagnetischen Ventils hinsichtlich eines Unterschieds bei der Federsteifigkeit.
4 ist eine Schnittansicht, die einen Vergleich zwischen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Vergleichsbeispiel darstellt.
5 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis zwischen einem Kolbenhub und einer Federkraft des elektromagnetischen Ventils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt.
6 ist eine Schnittansicht eines Kolbens und derr Umgebung eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittansicht eines Kolbens und der Umgebung eines elektromagnetischen Ventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Hydraulikkreislaufdiagramm einer Bremsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der Bremsvorrichtung ist ein Hydraulikkreislaufsystem in einer Hydrauliksteuerungseinheit 30 zwischen einem Hauptzylinder M/C und Radzylindern W/C vorgesehen, sodass die Hydrauliksteuerungseinheit 30 eine Hydraulikdrucksteuerung gemäß einer Hydraulikdruckanforderung zur regenerativen Kooperationssteuerung eines integrierten Reglers CU, der die gesamten Fahrzeug-Fahrbedingungen steuert, sowie gemäß einer Hydraulikdruckanforderung zur Fahrzeugdynamiksteuerung (VDC) oder eines Antiblockiersystems (ABS) einer Bremsenansteuerung BCU ausführt.
Die Hydrauliksteuerungseinheit 30 weist eine sog. X-Leitungsanordnung auf, die aus zwei Hydraulikkreisläufen gebildet wird: einen primären Bremshydraulikkreislauf und einen sekundären Bremshydraulikkreislauf. Der vordere linke Radzylinder W/C (FL) und der hintere rechte Radzylinder W/C (RR) sind mit dem primären Bremshydraulikkreislauf verbunden, während der vordere rechte Radzylinder W/C (FR) und der hintere linke Radzylinder W/C (RL) mit dem sekundären Bremshydraulikkreislauf verbunden sind. Die Hydrauliksteuerungseinheit 30 und die jeweiligen Radzylinder W/C sind mit Radzylinderanschlüssen 19 (19RL, 19FR, 19FL und 19RR) verbunden, die in einer oberen Fläche eines Gehäuses ausgebildet sind. Zahnradpumpen PP und PS (manchmal allgemein auch als ”Getriebepumpen P” bezeichnet) sind jeweils an den primären und sekundären Bremshydraulikkreisläufen als Tandemzahnradpumpeneinheit vorgesehen und jede wird durch einen Motor M angetrieben.
Die Hydrauliksteuerungseinheit 30 und der Hauptzylinder M/C sind mit Hydraulikleitungen 18P und 18S durch Hauptzylinderanschlüsse 20P und 20S verbunden, die in einer Verbindungsanschlussfläche des Gehäuses ausgebildet sind. Die Hydraulikleitungen 18 sind mit den Ansaugleitungen der Zahnradpumpen P durch Hydraulikleitungen 10P und 10S verbunden. Die EIN-Schieberventile 1P und 1S (manchmal allgemein als ”EIN-Schieberventile 1” bezeichnet) sind an den Hydraulikleitungen 10 angeordnet, wobei jedes von ihnen die Form eines drucklos geschlossenen Magnetventils aufweist. Ein Hauptzylinder-Drucksensor 22 und ein Temperatursensor 23 sind an einem Teil der Hydraulikleitung 18P zwischen dem Hauptzylinderanschluss 20P und der Hydraulikleitung 10P angeordnet. Die Radzylinder W/C sind mit den Abgabeseiten der Zahnradpumpen 1 durch Hydraulikleitungen 11P und 11S verbunden. Die Druckerhöhungsventile 3FL, 3RR, 3FR und 3RL (manchmal allgemein als ”Druckerhöhungsventile 3” bezeichnet) sind an den Hydraulikleitungen 11 angeordnet, wobei jedes von ihnen die Form eines drucklos offenen Magnetventils aufweist. Die Absperrventile 6P und 6S sind an Teilen der Hydraulikleitungen 11 zwischen den Druckerhöhungsventilen 3 und der Pumpeneinheit P angeordnet. Jedes der Absperrventile 6 ist eingerichtet, um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine Richtung von der Zahnradpumpe P zu den Druckerhöhungsventilen 3 zu ermöglichen, aber um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine entgegengesetzte Richtung zu verhindern.
Die Hydraulikleitungen 16FL, 16RR, 16FR und 16RL sind an jeweiligen Hydraulikleitungen 11 vorgesehen, um die Druckerhöhungsventile 3 zu umgehen. Die Absperrventile 9FL, 9RR, 9FR und 9RL sind an den Hydraulikleitungen 16 angeordnet. Jedes der Absperrventile 9 ist eingerichtet, um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine Richtung von den Radzylindern W/C zum Hauptzylinder M/C zu ermöglichen, aber um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine entgegengesetzte Richtung zu verhindern. Der Hauptzylinder M/C ist mit den Hydraulikleitungen 11 durch die Hydraulikleitungen 12P und 12S verbunden. Hier sind die Verbindungen der Hydraulikleitungen 11 und der Hydraulikleitungen 12 zwischen den Zahnradpumpen P und den Druckerhöhungsventilen 3 angeordnet. Die AUS-Schieberventile 2B und 2S (manchmal allgemein als ”AUS-Schieberventile 2” bezeichnet) sind an den Hydraulikleitungen 12 angeordnet, wobei jedes von ihnen die Form eines drucklos offenen Magnetventils aufweist. Die Hydraulikleitungen 17P und 17S sind an jeweiligen Hydraulikleitungen 12 vorgesehen, um somit die AUS-Schieberventile 2 zu umgehen. Die Absperrventile 8S und SP sind an den Hydraulikleitungen 12 angeordnet. Jedes der Absperrventile 8 ist eingerichtet, um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine Richtung von den Radzylindern W/C zum Hauptzylinder M/C zu ermöglichen, aber um einen Bremsflüssigkeitsfluss in eine entgegengesetzte Richtung zu verhindern.
Die Vorratsbehälter 15P und 15S sind an den Ansaugseiten der Zahnradpumpen P vorgesehen. Die Vorratsbehälter 15 und die Zahnradpumpen P sind miteinander durch Hydraulikleitungen 14P und 14S verbunden. Die Absperrventile 7P und 7S (manchmal allgemein als ”AUS-Schieberventile 2” benannt) sind zwischen den Vorratsbehältern 15 und den Zahnradpumpen P angeordnet. Die Radzylinder W/C sind mit den Hydraulikleitungen 14 durch die Hydraulikleitungen 13P und 13S verbunden. Hier sind die Verbindungen der Hydraulikleitungen 13 und Hydraulikleitungen 14 zwischen den Absperrventilen 7 und den Behältern 15 angeordnet. Die Druckreduzierventile 4FL, 4RR, 4FR und 4RL (manchmal allgemein als ”Druckreduzierventile 4” bezeichnet) sind an den Hydraulikleitungen 13 angeordnet, wobei jede von ihnen die Form eines drucklos geschlossenen Magnetventils aufweist.
In dem Fall, in dem eine Verstärkung des Hydraulikdrucks für die Radzylinder von irgendeinem der Räder während einer VDC-Steuerung angefordert wird, öffnet die Hydrauliksteuerungseinheit das EIN-Schieberventil 1, schließt das AUS-Schieberventil 2, öffnet das Druckerhöhungsventil 3, schließt das Druckreduzierventil 4 und treibt danach die Zahnradpumpe P an, sodass die Zahnradpumpe P die Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder W/C zum Radzylinder W/C durch das EIN-Schieberventil 1 ansaugt und abgibt und dadurch den Hydraulikdruck des Radzylinders W/C zur Steuerung eines Fahrzeugverhaltens erhöht. In dem Fall, in dem die Hydraulikdruckanforderung für eine regenerative Verbindungssteuerung des integrierten Reglers CU festgelegt ist, schließ die Hydrauliksteuerungseinheit die Druckerhöhungsventile 3 und öffnet die Druckreduzierventile 4 für die Radzylinder der Antriebsräder und treibt danach die Zahnradpumpen P an, sodass die Zahnradpumpen P die Bremsflüssigkeit von den Vorratsbehältern 15 zum Hauptzylinder M/C zurückführt. Während der regenerativen Verbindungssteuerung kann eine Verschlechterung des Pedalgefühls durch eine Abgleichsteuerung der AUS-Schieberventile 2 vermieden werden.
2 ist eine Schnittansicht des AUS-Schieberventils als elektromagnetisches Ventil gemäß der ersten Ausführungsform.
In diesem elektromagnetischen Ventil ist ein innerer Körper 101 aus einem magnetischen Werkstoff in einer zylindrischen Form hergestellt. Der innere Körper 101 weist einen ersten zylindrischen Bereich 110 auf, der sich in 2 nach oben erstreckt und eingerichtet ist, um als ein einen Magnetweg bildendes Teil zu dienen, mit einem Gesenkgeformten Bereich 120, der im Durchmesser vergrößert ist und am Gehäuse H durch Gesenkformen fixiert ist, und mit einem zweiten zylindrischen Bereich 130, der in eine Einsetzöffnung H1 des elektromagnetischen Ventils des Gehäuses H eingesetzt ist. Eine Durchgangsbohrung 111a ist durch einen inneren Umfang des ersten zylindrischen Bereichs 110 ausgebildet. Eine Durchgangsbohrung 113a ist durch einen inneren Umfang des zweiten zylindrischen Bereichs 130 mit einem Durchmesser, der etwas größer ist als der der Durchgangsbohrung 11a, ausgebildet. Eine konkav geneigte Fläche 111b ist auf einem oberen Ende des ersten zylindrischen Bereichs 110 ausgebildet, um sich konisch in Richtung der Durchgangsbohrung 111a zu verjüngen. Eine Mehrzahl von radialen Hydraulikleitungen 113b ist im zweiten zylindrischen Bereich 130 ausgebildet und wird mit einer ersten Hydraulikleitung L1 des Gehäuses H in Verbindung gebracht.
Ein Sitzelement 60 ist in der Durchgangsbohrung 113a des zweiten zylindrischen Bereichs 130 durch Presspassung angeordnet. Das Sitzelement 60 weist einen Ventilsitz 61 auf, der in einer konkaven Schalenform auf einer oberen Seite davon in 1 zum Kontakt mit einem vorderen Endbereich des nachstehend erwähnten Kolbens ausgebildet ist. Eine Hydraulikleitung 62 ist axial durch den Mittelpunkt des Ventilsitzes 61 ausgebildet. Eine Hydraulikleitung 63 ist im Sitzelement 61 mit einem Durchmesser, der größer als der der Flüssigkeitsleitung 62 ist, ausgebildet und wird mit einer zweiten Hydraulikleitung L2 des Gehäuses H in Verbindung gebracht.
Ein Filter f ist an einem äußeren Umfang des zweiten zylindrischen Bereichs 113b angeordnet, um somit die radialen Hydraulikleitungen 113b zu umschließen und um Verunreinigungen, etc. in der Bremsflüssigkeit zu verhindern, damit sie nicht am Kolben 40 oder Ventilsitz 61 anhaften können. Eine Topfmanschette 8 ist an einem Außenumfang des Sitzelements 60 angeordnet. In der ersten Ausführungsform führt die Topfmanschette 8 die Funktion eines Absperrventils durch Abdichten einer Flüssigkeitsleckage von der Hydraulikleitung L2 zur Hydraulikleitung L1 aus, wenn der Hydraulikdruck der Hydraulikleitung L2 größer als der Hydraulikdruck der Hydraulikleitung L1 ist, und durch Zulassen einer Flüssigkeitsleckage von der Hydraulikleitung L1 zur Hydraulikleitung L2, wenn der Hydraulikdruck der Hydraulikleitung L2 kleiner als der Hydraulikdruck der Hydraulikleitung L1 ist.
Zur Anwendung dieses elektromagnetischen Ventils als AUS-Schieberventil in der Bremshydrauliksteuerungseinheit ist die Hydraulikleitung L1 mit dem Hauptzylinder verbunden; und die Hydraulikleitung L2 mit den Radzylindern verbunden. Wenn der Druck des Hauptzylinders größer als der Druck der Radzylinder durch die Bremspedalniederdrückung des Fahrers festgelegt ist, ist durch diese Verbindung ein sicherer Schutz bei der Beaufschlagung des Hydraulikbremsflüssigkeitsdrucks auf die Radzylinder möglich, auch in einem geschlossenen Zustand des AUS-Schieberventils.
Ein zylindrisches Element 102 ist durch Schweißen an einer oberen Seite des ersten zylindrischen Bereichs 110 fixiert. Das zylindrische Element 102 weist einen kuppelförmigen oberen Wandbereich 102a und einen zylindrischen Bereich 102b auf, der fortlaufend von dem oberen Wandbereich 102a ausgebildet ist. Der zylindrische Bereich 102b ist auf dem ersten zylindrischen Bereich 110 angepasst, um somit einen äußeren Umfang des ersten zylindrischen Bereichs 110 zu umschließen, und ist mit dem ersten zylindrischen Bereich 110 durchgehend über seinen gesamten Umfang Lasergeschweißt. Sowohl das zylindrische Element 102 als auch der erste zylindrische Bereich 110 stehen von einer Fläche des Gehäuses H hervor. Ein Spulenzusammenbau 70 ist so angeordnet, um die äußeren Umfänge des zylindrischen Elements 102 und des ersten zylindrischen Bereichs 110 abzudecken. Der Spulenzusammenbau 70 weist eine Spule 71, eine Magnetspule 72, die um die Spule 71 herumgewickelt ist, und ein Joch 73 auf, das aus einem magnetischen Werkstoff in einem U-förmigen Querschnitt hergestellt ist, um einen äußeren Umfang der Magnetspule 72 abzudecken.
Das Innere des zylindrischen Elements 102 ist hohl ausgebildet. Ein magnetischer Anker 103 ist in einem hohlen Innenraum des zylindrischen Elements 102 angeordnet, um somit einen vertikalen Hub innerhalb des zylindrischen Elements 102 auszuführen. Der Anker 103 weist großen Durchmesserbereich 32, der im Durchmesser bis zu derselben Höhenposition wie ein oberes Teil des Jochs 73 groß ausgeführt ist, einen oberen Ankerbereich 35, der oberhalb des oberen Teils des Jochs 73 angeordnet ist und von einem oberen Ende 32a des großen Durchmesserbereichs 32 verjüngt ist, einen kleinen Durchmesserbereich 33, der unterhalb des oberen Teils des Jochs 73 angeordnet und fortlaufend von einem unteren Ende 32b des großen Durchmesserbereichs 32 ausgebildet ist, und einen Aussparungsbereich 34 auf, der im Wesentlichen im Mittelpunkt des kleinen Durchmesserbereichs 33 von einem unteren Ende 33a des kleinen Durchmesserbereichs 33 ausgebildet ist.
Ein im Wesentlichen zylindrisches Federeinbauteil 35b ist in einem oberen Ende des oberen Ankerbereichs 35 ausgebildet. Eine Schraubenfeder 50 ist in einem zusammengedrückten Zustand mit einer vorab eingestellten Belastung zwischen einem Boden 35c des Federeinbauteils 35b und einer Innenwand des oberen Wandbereichs 102a eingesetzt. In einem stromlosen Zustand wird eine obere Endkante 35a des oberen Ankerbereichs 35 mit der Innenwand des oberen Wandbereichs 102a in Kontakt gebracht. Eine Tellerfeder-Kontaktfläche 36 ist in einer konvexen Form auf einem Teil des Ankers zwischen dem unteren Ende 33a des kleinen Durchmesserbereichs 33 und dem Aussparungsbereich 34 ausgebildet. Hier ist der Neigungswinkel der Tellerfeder-Kontaktfläche 36 kleiner als der der konkav geneigten Fläche 111b ausgeführt.
Die Tellerfeder-Kontaktfläche 36 und die konkav geneigte Fläche 111b bilden ein konvex-konkaves Verhältnis. Eine Tellerfeder 51 ist in einem zusammengedrückten Zustand mit einer vorbestimmten eingestellten Last zwischen der Tellerfeder-Kontaktfläche 36 und der konkav geneigten Fläche 111b eingesetzt. Die Tellerfeder 51 ist innerhalb eines Zwischenraums, der zwischen der Tellerfeder-Kontaktfläche 36 und der konkav geneigten Fläche 111b infolge ihrer unterschiedlichen Neigungswinkel erzeugt ist, elastisch verformbar. Solange die Tellerfeder 51 innerhalb dieses Zwischenraums, der infolge der unterschiedlichen Neigungswinkel erzeugt ist, elastisch verformbar ist, kann die Tellerfeder 51 in einer verjüngten Form oder einer einfachen flachen ebenen Form sein. In dem Fall, in dem die Tellerfeder 51 mit einer verjüngten Fläche ausgebildet ist, kann die Neigungsrichtung der verjüngten Fläche jeweils in Abhängigkeit der gewünschten Federkennlinien angemessen eingestellt werden.
In der ersten Ausführungsform ist die Bedingung: f1 < f2 erfüllt, wobei f1 die eingestellte Belastung der Schraubenfeder 50; und f2 die eingestellte Belastung der Tellerfeder 51 ist. Folglich werden der Kolben 40 und der Anker 103 durch die Wirkung einer Vorspannkraft nach oben vorgespannt, die infolge eines Unterschieds zwischen f1 und f2 im stromlosen Zustand bewirkt wird, sodass der vordere Endbereich 43 des Kolbens 40 vom Ventilsitz 61 getrennt gehalten wird, um eine Verbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung L1 und der zweiten Hydraulikleitung L2 zu bilden (wie das drucklos offene Ventil).
Es ist möglich, wirksam einen magnetischen Weg durch Ausbilden des großen Durchmesserbereichs 32 bis zu der im Wesentlichen selben Höhe wie das Joch 73 zu bilden. Es ist auch möglich, einen Flächenkontakt des Ankers 103 mit einem Innenumfang des zylindrischen Elements 102 durch Ausbilden des kleinen Durchmesserbereichs 33 zu vermeiden. Eine Nut 31 ist axial in einem äußeren Umfang des Ankers 103 ausgebildet, um somit einen reibungslosen Flüssigkeitsfluss zu ermöglichen und um einen Flüssigkeitswiderstand während des Hubs zu unterdrücken, wenn der Anker 103 einen Hub innerhalb des zylindrischen Elements 102 ausführt.
Der Kolben 40 ist innerhalb des Aussparungsbereichs 34 des Ankers 103 und des ersten zylindrischen Bereichs 110 angeordnet. Der Kolben 40 weist zusätzlich zum vorderen Endbereich 43 einen Eingriffsbereich 44 auf, der mit dem Anker 103 durch Eingriff in den Aussparungsbereich 34 kombiniert ist, einen ersten Schaftbereich 41 auf, der im Durchmesser kleiner als der Eingriffsbereich 44 ausgeführt ist, und einen zweiten Schaftbereich 42 auf, der im Durchmesser kleiner als der erste Schaftbereich 41 ausgeführt ist. Der vordere Endbereich 43 ist kuppelförmig auf einem vorderen Ende des zweiten Schaftbereichs 42 ausgebildet und wird mit dem Ventilsitz 61 in Kontakt gebracht oder davon getrennt.
Die Öffnen/Schließen-Abläufe des oben strukturierten elektromagnetischen Ventils werden nachstehend erläutert.
Wenn der Spulenzusammenbau 70 mit einem vorbestimmten Strom unter Strom gesetzt wird, wird der magnetische Weg durch das Joch 73, dem Anker 103 und dem ersten zylindrischen Bereich 110 gebildet. Somit entsteht eine Anziehungskraft zwischen der unteren Endfläche des Ankers 103 und der oberen Endfläche des ersten zylindrischen Bereichs 110. Der Anker 103 wird durch die Wirkung der Anziehungskraft nach unten gezogen. Wenn der Kolben 40 durch den Anker 103 nach unten bewegt wird, wird der vordere Endbereich 43 des Kolbens 40 mit dem Ventilsitz 61 in Kontakt gebracht. Die Hydraulikleitung 62 ist vollständig geschlossen, wenn der vordere Endbereich 43 des Kolbens 40 über seinen gesamten Umfang mit dem Ventilsitz 61 in Kontakt gebracht wird. Folglich sind die erste Hydraulikleitung L1 und die zweite Hydraulikleitung L2 voneinander getrennt. Wenn die Anziehungskraft durch die PWM-Erregungssteuerung des Spulenzusammenbaus 70 proportional gesteuert wird, wird der Zwischenraum zwischen dem vorderen Endbereich 43 und dem Ventilsitz 61 (das heißt dem Querschnittsbereich der Hydraulikleitung) eingestellt, um einen gewünschten Durchfluss (Hydraulikdruck) zu erreichen.
[Verhältnis von Tellerfeder und Schraubenfeder]
Der Grund zur Verwendung der Tellerfeder wird nachstehend als Nächstes erläutert.
3 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis zwischen dem Steuerstrom und dem Durchfluss des elektromagnetischen Ventils hinsichtlich des Unterschieds bei der Federsteifigkeit darstellt.
Das elektromagnetische Ventil hat den Vorteil, dass der Durchfluss durch einen geringen Strom in dem Fall gesteuert werden kann, indem die Feder eine große Verformung bezüglich der Eingangskraft, d. h., einer geringen Federsteifigkeit, darstellt, z. B. im Fall der Schraubenfeder. Wenn der tatsächliche Steuerstrom von dem Soll-Steuerstrom abweicht, tritt jedoch eine große Änderung beim Durchfluss bezüglich einer Abweichung beim Steuerstrom auf. Das elektromagnetische Ventil weist somit ein Problem einer großen Änderung beim Durchfluss bezüglich einer Änderung beim Steuerstrom auf.
In dem Fall, in dem die Feder eine kleine Verformung bezüglich einer Eingangskraft, d. h. einer hohen Federsteifigkeit, darstellt, z. B. im Fall einer Anfangsverformung oder kurz vor dem maximalen Durchbiegungspunkt der Tellerfeder, andererseits tritt eine kleine Änderung beim Durchfluss als Reaktion auf eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerstrom und dem Soll-Steuerstrom auf. Das elektromagnetische Ventil hat somit den Vorteil einer kleinen Änderung beim Durchfluss bezüglich einer Änderung beim Steuerstrom, sodass die Steuergenauigkeit verbessert werden kann. Jedoch weist das elektromagnetische Ventil ein Problem auf, dass der Durchfluss durch einen großen Strom infolge seiner hohen Federsteifigkeit gesteuert werden muss.
Folglich ist das elektromagnetische Ventil gemäß der ersten Ausführungsform so strukturiert, dass: die Belastung der Tellerfeder 51 auf den Kolben 40 in eine Ventilöffnungsrichtung wirkt; und die Belastung der Schraubenfeder 50 auf den Kolben 40 in eine Ventilschließrichtung wirkt. Wenn die Belastung der Tellerfeder 51 größer als die Belastung der Schraubenfeder 50 eingestellt ist, ist es möglich, nicht nur den offenen Zustand des Ventils während einer Abschaltung aufrechtzuerhalten und die Ventil-Schließbetätigung auch durch Erregung mit einem geringen Strom auszulösen, sondern auch die Steuergenauigkeit durch Verringern der Änderung beim Durchfluss bezüglich der Änderung beim Steuerstrom zu verbessern. Diese Wirkungen werden nachstehend detaillierter bezüglich eines Vergleichsbeispiels erläutert.
[Vergleich von erster Ausführungsform und Vergleichsbeispiel]
Die Ventileigenschaften, die durch die Schraubenfeder 50 und die Tellerfeder 51 in der ersten Ausführungsform erreicht werden, werden nachstehend im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel erläutert. 4 ist eine Schnittansicht, die einen Vergleich zwischen der ersten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel darstellt. 5 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis des Kolbenhubs und der Federkraft des elektromagnetischen Ventils gemäß der ersten Ausführungsform und gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt. Insbesondere stellt 4(a) einen Querschnitt des Kolbens 40 und der Umgebung des elektromagnetischen Ventils gemäß der ersten Ausführungsform dar; und 4(b) stellt einen Querschnitt eines Kolbens und der Umgebung des elektromagnetischen Ventils gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. In der ersten Ausführungsform wirkt die Belastung der Tellerfeder 51 auf den Kolben 40 in die Ventilöffnungsrichtung; und die Belastung der Schraubenfeder 50 wirkt auf den Kolben 40 in die Ventilschließrichtung, wie oben erwähnt. Der offene Zustand des Ventils kann somit während der Abschaltung aufrechterhalten werden. Im Vergleichsbeispiel wirken im Gegensatz dazu sowohl eine Belastung der Tellerfeder als auch eine Belastung der Schraubenfeder auf den Kolben 40 in eine Ventilöffnungsrichtung, wie in 4(b) dargestellt.
5 stellt die Eigenschaften der elektromagnetischen Ventile gemäß der ersten Ausführungsform und gemäß dem Vergleichsbeispiel in dem Fall dar, indem die elastischen Moduli der Tellerfeder und der Schraubenfeder in der ersten Ausführungsform genauso wie diejenigen im Vergleichsbeispiel eingestellt sind. In 5 bezeichnen dünne durchgezogene Linien ein Verhältnis zwischen der Federkraft und dem Hubausmaß der Tellerfeder und ein Verhältnis zwischen der Federkraft und dem Hubausmaß der Schraubenfeder; bezeichnet eine Strichpunktlinie ein Verhältnis zwischen der gesamten Federkraft und dem Hubausmaß im Vergleichsbeispiel; und bezeichnet eine Zwei-Punkt-gestrichelte Linie ein Verhältnis zwischen der gesamten Federkraft und dem Hubausmaß in der ersten Ausführungsform. Die Schraubenfeder weist das elastische Verhalten auf, das die Federkraft linear bezüglich einer Zunahme beim Hubausmaß zunimmt, während die Tellerfeder das elastische Verhalten aufweist, dass die Zuwachsrate bei der Federkraft bezüglich einer Zunahme beim Hubausmaß in der Anfangsphase des Ventilschließens vom offenen Zustand des Ventils klein ist und bei Fortschreiten des Ventilschließens größer wird.
Im Vergleichsbeispiel wird das elastische Verhalten der Schraubenfeder zum elastischen Verhalten der Tellerfeder hinzugefügt, sodass die Federkraft, die auf den Kolben aufgebracht wird, zum Zeitpunkt des Ventilöffnens groß ist und mit Fortschreiten des Ventilschließens signifikant erhöht wird. Dies ergibt einen hohen Stromverbrauch und führt zur Vergrößerung der Spulengröße.
In der ersten Ausführungsform wird im Gegensatz dazu das elastische Verhalten der Schraubenfeder vom elastischen Verhalten der Tellerfeder abgezogen, sodass die Federkraft, die auf den Kolben aufgebracht wird, zum Zeitpunkt des Ventilöffnens klein ist und auf einen ausreichenden kleinen Wert als der des Vergleichsbeispiels während des Fortschreitens des Ventilschließens getrennt werden kann, und zwar aus dem Grund, dass die Federkraft der Schraubenfeder zunimmt, wenn die Federkraft der Tellerfeder mit Fortschreiten des Ventilschließens zunimmt.
Im Allgemeinen wird auf das Steuerungsansprechverhalten Wert gelegt, wenn die Ventilschließbetätigung aus dem offenen Zustand des Ventils ausgelöst wird; und wenn der geschlossene Zustand des Ventils näher kommt, wird Wert auf die Steuerungsgenauigkeit hinsichtlich der Tatsache Wert gelegt, dass der Durchfluss auch bei einer geringen Änderung beim Ventilöffnungsausmaß beeinflusst wird. In der ersten Ausführungsform wird der Änderungsgrad bei der Federkraft bezüglich dem Hubausmaß in der Umgebung des offenen Zustands des Ventils unter Verwendung des elastischen Verhaltens der Tellerfeder klein. Wenn der Durchfluss beträchtlich mit einer kleinen Änderung beim Steuerstrom geändert werden kann, ist es möglich, das Steuerungsansprechverhalten des Durchflusses sicherzustellen. In der Umgebung des geschlossenen Zustands des Ventils wird andererseits der Änderungsgrad bei der Federkraft bezüglich des Hubausmasses in der ersten Ausführungsform groß. Wenn der Durchfluss nicht stark geändert werden kann, außer mit einem großen Strom, ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Änderung beim Durchfluss bezüglich einer Änderung beim Steuerstrom eintritt und dadurch ist es möglich, die Steuerungsgenauigkeit des Durchflusses zu verbessern.
Wie oben beschrieben, sind die Betätigungen und Wirkungen der ersten Ausführungsform die Folgenden:

(1-1) Das elektromagnetische Ventil ist gekennzeichnet durch: den Spulenzusammenbau 70 mit der Spule 71, der Magnetspule 72 und dem Joch 73 (als Magnet); das zylindrische Element 102 (als zylindrisches Element), das an einem Innenumfang des Magneten angeordnet und aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt ist; den Anker 103 (als magnetisches Element), der innerhalb des zylindrischen Elements 102 durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule 70 erzeugt wird, axial beweglich ist; den inneren Körper 101 (als Körper), der benachbart zu einem Endbereich des Ankers 103 angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; den Kolben 40 (als Ventilelement), der im hohlen Teil angeordnet und durch eine axiale Bewegung des Ankers 103 axial beweglich ist; das Sitzelement 60, das die Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, sodass die Hydraulikleitung durch einen Kontakt mit dem Kolben 40 geschlossen werden kann; die Tellerfeder 51 (als erstes elastisches Element), die den Kolben 40 in die Ventilöffnungsrichtung vorspannt; und die Schraubenfeder 50 (als zweites elastisches Element), die den Anker 103 in die Richtung vorspannt, die dem Vorspannen der Tellerfeder 51 entgegenwirkt; wobei die Tellerfeder 51 mit einer eingestellten Belastung, die größer als die der Schraubenfeder 50 ist, eingestellt ist.

Es ist in dieser Konfiguration möglich, einen geringen Stromverbrauch durch Ausnutzen der Eigenschaft der Tellerfeder 51 als erstes elastisches Element und durch Verringern der Federkraft, die auf das Ventilelement unter Verwendung der Schraubenfeder 50 aufgebracht wird, als zweites elastisches Element zu erreichen.

(1-2) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-1) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder 50 in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem zylindrischen Element 102 und dem Anker 103 eingestellt ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine einfache Montage der Schraubenfeder 50 zum Zeitpunkt des Einsetzens des Ankers 103 in das zylindrische Element 102 zu ermöglichen.

(1-3) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-1) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder 50 in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem Federeinbauteil 35b (des anderen Endbereichs) des Ankers 103 und des zylindrischen Elements 102 eingestellt ist.

(1-4) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-3) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Federeinbauteil 35b (als Aussparungsteil) im anderen Endbereich des Ankers 103 ausgebildet ist, um somit darin die Schraubenfeder 50 einzubauen.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine Reduzierung bei der axialen Größenordnung durch eine teilweise Montage der Schraubenfeder 50 in das Federeinbauteil 35b zu ermöglichen.

(1-5) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-1) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass: der Anker 103 und der Kolben 104 miteinander kombiniert sind; und die Tellerfeder 51 in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem inneren Körper 101 und einer Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 eingesetzt ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine Anordnung der Tellerfeder 51 durch einen einfachen Einsetzvorgang des Ankers 103 und des Kolbens 104 in das zylindrische Element 102, durch Einsetzen der Tellerfeder 51 und danach durch Fixieren des inneren Körpers 101 zu ermöglichen.

(1-6) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-5) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder 51 tellerförmig ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine Reduzierung bei der axialen Größenordnung im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Schraubenfeder verwendet wird, zu ermöglichen.

(1-7) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-6) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass: der innere Körper 101 die konkav geneigte Fläche 111b (als geneigte Fläche) aufweist, die der Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 zugewandt ist, sodass die Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 und die geneigte Fläche 111b des inneren Körpers ein konvex-konkaves Verhältnis bilden; und die Tellerfeder 51 in einem zusammengedrückten Zustand mit einem Außenumfang der Tellerfeder 51, der mit dem inneren Körper 101 in Kontakt ist, und einem Innenumfang der Tellerfeder 51, der mit dem Anker 103 in Kontakt ist, eingestellt ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, den Anziehungsbereich zwischen dem Anker 103 und dem inneren Körper 101 zum Verbessern einer Steuerbarkeit sicherzustellen und eine einfache Anordnung der Tellerfeder 51 zum selben Zeitpunkt zu ermöglichen.

(1-8) Das elektromagnetische Ventil ist gekennzeichnet durch: den Spulenzusammenbau 70 mit der Spule 71, der Magnetspule 72 und dem Joch 73 (als Magnet); das zylindrische Element 102 (als zylindrisches Element), das an einem Innenumfang des Magneten angeordnet und aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt ist; den Anker 103 (als magnetisches Element), der innerhalb des zylindrischen Elements 102 durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule 70 erzeugt wird, axial beweglich ist; den inneren Körper 101 (als Körper), der benachbart zu einem Endbereich des Ankers 103 angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; den Kolben 40 (als Ventilelement), der im hohlen Teil angeordnet und durch eine axiale Bewegung des Ankers 103 axial beweglich ist; das Sitzelement 60, das die Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, sodass die Hydraulikleitung durch einen Kontakt mit dem Kolben 40 geschlossen werden kann; die Schraubenfeder 50 (als elastisches Element), die benachbart zum anderen Endbereich des Ankers 103 angeordnet und eingestellt ist, um den Anker 103 zum inneren Körper 101 vorzuspannen; und die Tellerfeder 51 (als Tellerelement), die elastisch verformbar zwischen dem einen Endbereich des Ankers 103 und des inneren Körpers 101 angeordnet und mit einer eingestellten Belastung, die größer als die der Schraubenfeder 50 ist, eingestellt ist.

(1-9) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-8) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder 50 in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem zylindrischen Element 102 und dem Anker 103 eingestellt ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine einfache Montage der Schraubenfeder 50 zum Zeitpunkt des Einsetzens des Ankers 103 in das zylindrische Element 102 zu ermöglichen.
Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-8) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Federeinbauteil 35b (als Aussparungsteil) im anderen Endbereich des Ankers 103 ausgebildet ist, um somit darin die Schraubenfeder 50 einzubauen.
In dieser Konfiguration ist es möglich, eine Reduzierung bei der axialen Größenordnung durch eine teilweise Montage der Schraubenfeder 50 in das Federeinbauteil 35b zu ermöglichen.

(1-11) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-10) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass: das zylindrische Element 102 schalenförmig ist; und die Schraubenfeder 50 als elastisches Element verwendet wird, dass ein Ende, das am Boden des zylindrischen Elements 102 (schalenförmiges Element) gehalten wird, und das andere Ende, das am Boden 35c des Federeinbauteils 35b gehalten wird, aufweist.

(1-12) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-8) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder 51 tellerförmig ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine Reduzierung bei der axialen Größenordnung im Vergleich zum Fall, bei dem eine Schraubenfeder verwendet wird, zu ermöglichen.

(1-13) Das elektromagnetische Ventil der obigen Konfiguration (1-8) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass: der innere Körper 101 die konkav geneigte Fläche 111b (als geneigte Fläche) aufweist, die der Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 zugewandt ist, sodass die Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 und die geneigte Fläche 111b des inneren Körpers ein konvexes-konkaves Verhältnis bilden; und die Tellerfeder 51 in einem zusammengedrückten Zustand mit einem Außenumfang der Tellerfeder 51, die mit dem inneren Körper 101 in Kontakt ist, und einem Innenumfang der Tellerfeder 51, der mit dem Anker 103 in Kontakt ist, eingestellt ist.

(1-14) Die Bremsvorrichtung umfasst: den Hauptzylinder M/C oder die Pumpe P (als Hydraulikdruckquelle), die eingerichtet ist, um den Hydraulikdruck des Radzylinders W/C zu steuern; und das AUS-Schieberventil 2, dadurch gekennzeichnet, dass: das AUS-Schieberventil 2 aufweist: den Spulenzusammenbau 70 mit der Spule 71, der Magnetspule 72 und dem Joch 73 (als Magnet); das zylindrische Element 102 (als zylindrisches Element), das an einen Innenumfang des Magnet angeordnet und aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt ist; den Anker 103 (als magnetisches Element), der innerhalb des zylindrischen Elements 102 durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule 70 erzeugt wird, axial beweglich ist; den inneren Körper 101 (als Körper), der benachbart zum einen Endbereich des Ankers 103 angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; den Kolben 40 (als Ventilelement), der im hohlen Teil angeordnet und durch eine axiale Bewegung des Ankers 103 axial beweglich ist; das Sitzelement 60, das die Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, sodass die Hydraulikleitung durch einen Kontakt mit dem Kolben 40 geschlossen werden kann; die Tellerfeder 51 (als erstes elastisches Element), die den Kolben 40 in die Ventilöffnungsrichtung vorspannt; und die Schraubenfeder 50 (als zweites elastisches Element), die den Anker 103 in die Richtung vorspannt, die dem Vorspannen der Tellerfeder 51 entgegenwirkt; wobei die Tellerfeder 51 mit einer eingestellten Belastung, die größer als die der Schraubenfeder 50 ist, eingestellt ist.

(1-15) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-14) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder 51 tellerförmig ist.

(1-16) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-15) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der innere Körper 101 die konkav geneigte Fläche 111b (als geneigte Fläche) aufweist, die einer Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 zugewandt ist, sodass die Fläche des einen Endbereichs des Ankers 103 und die geneigte Fläche 111b des inneren Körpers 101 ein konkav-konvexes Verhältnis bilden.

In dieser Konfiguration ist es möglich, den Anziehungsbereich zwischen dem Anker 103 und dem inneren Körper 101 zum Verbessern der Steuerbarkeit sicherzustellen.

(1-17) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-15) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder 51 (Tellerelement) eben und tellerförmig ist.

(1-18) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-17) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder 51 in einem zusammengedrückten Zustand mit einem Außenumfang der Tellerfeder 51, die mit dem inneren Körper 101 in Kontakt ist, und einem Innenumfang der Tellerfeder 51, die mit dem Anker 103 in Kontakt ist, eingestellt ist.

In dieser Konfiguration ist es möglich, eine einfache Anordnung der Tellerfeder 51 zu ermöglichen.

(1-19) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-14) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das AUS-Schieberventil 2 die Position des Ventilelements durch Erregung der Magnetspule 72 mit einem Strom gemäß einer Druckdifferenz zwischen einem hohen hydraulischen Bremsflüssigkeitsdruck, der stromaufwärts des Kolben 40 anliegt, und einem niedrigen hydraulischen Bremsflüssigkeitsdruck, der stromabwärts des Kolbens 40 anliegt, einstellt.

In dieser Konfiguration ist es möglich, das Verhältnis zwischen dem Hub des Kolbens 40 und dem Erregungsstrom zum Verbessern der Steuerbarkeit zu stabilisieren.

(1-20) Die Bremsvorrichtung der obigen Konfiguration (1-14) ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das AUS-Schieberventil so angeordnet ist, dass der hohe hydraulische Bremsflüssigkeitsdruck auf den Kolben 40 in Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird.

In dieser Konfiguration ist es möglich, das Verhältnis zwischen dem Kolbenhub und dem Erregerstrom zum Verbessern der Steuerbarkeit zu stabilisieren, ohne dass der Ventilöffnungsvorgang durch die Druckdifferenz beeinflusst wird.
[Zweite Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachstehend erläutert. Die zweite Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselbe Anordnung der ersten Ausführungsform auf. Die folgende Erläuterung wird für Unterschiede der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform abgegeben.
6 ist eine Schnittansicht eines Kolbens und der Umgebung mit einem elektromagnetischen Ventil gemäß der zweiten Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform ist das Federeinbauteil 35b im oberen Wandbereich 102a des Ankers 103 ausgebildet. In der zweiten Ausführungsform wird dagegen eine Schraubenfeder 50a an einer seitlichen Fläche eines mittleren Teils des Ankers 103 gehalten.
In der zweiten Ausführungsform weist insbesondere der Anker 103 einen kleinen Durchmesserbereich 321, einen eingeschränkten Bereich 322, der im Durchmesser kleiner als der kleine Durchmesserbereich 321 ausgeführt ist, einen großen Durchmesserbereich 331, der mit dem eingeschränkten Bereich 322 verbunden ist und im Durchmesser größer als der kleine Durchmesserbereich 321 ausgeführt ist, und einen gestuften Bereich 332 auf, der an einem Verbindungsbereich zwischen dem eingeschränkten Bereich 322 und dem großen Durchmesserbereich 331 ausgebildet ist. Ferner weist das zylindrische Element 102 einen zylindrischen Bereich 102b1 mit kleinem Durchmesser auf, indem der kleine Durchmesserbereich 321 einen Hub ausführt, einen zylindrischen Bereich 102b2 mit großem Durchmesserbereich auf, in dem der große Durchmesserbereich 331 einen Hub ausführt, und einen eingeschränkten Bereich 102b3 auf, der mit dem zylindrischen Bereich 102b1 mit kleinen Durchmesser und dem zylindrischen Bereich 102b2 mit großem Durchmesserbereich miteinander verbunden ist. Der eingeschränkte Bereich 102b3 ist angeordnet, um den gestuften Bereich 332 bei Betrachtung in axialer Richtung zu überlappen. Die Schraubenfeder 50a ist in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem gestuften Bereich 332 und dem eingeschränkten Bereich 102b3 eingestellt. Es ist somit möglich, dieselben Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform zu erhalten.
[Dritte Ausführungsform]
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Nächstes nachstehend erläutert. Die dritte Ausführungsform weist im Wesentlichen dieselbe Anordnung wie die erste Ausführungsform auf. Die nachfolgende Erläuterung wird für Unterschiede der dritten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform abgegeben.
7 ist eine Schnittansicht eines Kolbens und seiner Umgebung mit einem elektromagnetischen Ventil gemäß der dritten Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform ist das Federeinbauteil 35b im oberen Wandbereich 102a des Ankers 103 ausgebildet. In der dritten Ausführungsform wird dagegen eine Schraubenfeder 50b an einem vorderen Endteil des Ankers 103 gehalten.
In der dritten Ausführungsform weist insbesondere der innere Körper 101 einen durchmesserreduzierten gestuften Bereich 121 auf, der unterhalb der Durchgangsbohrung 111a ausgebildet ist, um so einen Durchgang des ersten Schaftbereichs 41 des Kolbens 40 dadurch zu ermöglichen und den Kolben 40 festzuhalten. Eine Durchgangsbohrung 121a ist im Mittelpunkt des durchmesserreduzierten gestuften Bereichs 121 ausgebildet. Eine Haltefläche 121b ist auf einer Fläche des durchmesserreduzierten gestuften Bereichs 121, der dem Sitzelement 60 zugewandt ist, ausgebildet.
Ferner ist ein ringförmiger, plattenförmiger Feder-Haltebereich 42a an einer Position zwischen dem ersten Schaftbereich 41 und dem zweiten Schaftbereich 42 in der Umgebung des vorderen Endes des Kolbens 40 mit einem Durchmesser, der größer als der des ersten Schaftbereichs 41 ist, ausgebildet. Die Haltefläche 121b ist angeordnet, um das Federhalteteil 42a bei Betrachtung in axialer Richtung des Kolbens 40 zu überlappen. Die Schraubenfeder 50b ist einem zusammengedrückten Zustand zwischen der Haltefläche 121b und dem Federhalteteil 42a eingestellt, sodass die Federkraft der Schraubenfeder 50b in die Ventilschließrichtung wirkt. Somit ist es möglich, dieselben Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung ist bezüglich der obigen spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden, aber nicht darauf begrenzt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen in den Ausführungsformen sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich.
Es ist machbar, die Tellerfeder in irgendeiner Form auszuführen, die ein gewünschtes Elastizitätsmodul darstellen kann, obwohl die Tellerfeder in den obigen Ausführungsformen ringförmig, flach tellerförmig ist. Die Tellerfeder kann z. B. alternativ mit einer variierenden Dicke oder mit einer Neigung ausgebildet werden.
Es ist machbar, irgendein elastisches Element mit Ausnahme der Schraubenfeder (z. B. ein Gummi- oder Kunstharzelement) vorzusehen, obwohl die Schraubenfeder in den obigen Ausführungsformen vorgesehen ist. Eine Tellerfeder kann z. B. anstatt der Schraubenfeder als zweites elastisches Element vorgesehen werden, sodass die Tellerfedern in Reihe angeordnet sind und eingestellt sind, um das Verhältnis einer vorgespannten Belastung als erste und zweite elastische Elemente zu erfüllen.
Obwohl das elektromagnetische Ventil als AUS-Schieberventil der Bremsvorrichtung in den obigen Ausführungsformen verwendet wird, ist es machbar, das elektromagnetische Ventil als ein drucklos offenes Ventil einzusetzen, wobei eine Proportionalsteuerung erforderlich ist, wie z. B. ein Druckerhöhungs-/Regulierventil eines Break-by-Wire-Systems.
Bezugszeichenliste

1: EIN-Schieberventil
2: AUS-Schieberventil
3: Druckerhöhungsventil
4: Druckreduzierventil
15: Vorratsbehälter
19: Radzylinderanschluss
20: Hauptzylinderanschluss
30: Hydrauliksteuerungseinheit
32: großer Durchmesserbereich
33: kleiner Durchmesserbereich
34: Aussparungsbereich
35: oberer Ankerbereich
35a: obere Endkante
35b: Federeinbauteil
35c: Boden
36: Tellerfeder-Kontaktfläche
40: Kolben
42a: Federhalteteil
43: vorderer Endbereich
50: Schraubenfeder
50a: Schraubenfeder
50b: Schraubenfeder
51: Tellerfeder
60: Sitzelement
61: Ventilsitz
70: Spulenzusammenbau
71: Spule
72: Magnetspule
73: Joch
101: innerer Körper
102: zylindrisches Element
103: magnetischer Anker
110: erster zylindrischer Bereich
111a: Durchgangsbohrung
111b: konkav geneigte Fläche
121: durchmesserreduzierter gestufter Bereic
121a: Durchgangsbohrung
121b: Haltefläche
130: zweiter zylindrischer Bereich
M: Motor
M/C: Hauptzylinder
P: Zahnradpumpe
W/C: Radzylinder

Claims

Elektromagnetisches Ventil, umfassend: – einen Magneten mit einer gewickelten Spule; – ein zylindrisches Element, das in einem Innenumfang des Magneten angeordnet und aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist; – ein magnetisches Element, das innerhalb des zylindrischen Elements durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule erzeugt wird, axial beweglich ist; – einen Körper, der benachbart zu einem Endbereich des magnetischen Elements angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; – ein Ventilelement, das in dem hohlen Teil angeordnet und durch eine axiale Bewegung des magnetischen Elements axial beweglich ist; – ein Sitzelement, das eine Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, so dass die Hydraulikleitung durch Kontakt mit dem Ventilelement geschlossen werden kann; – ein erstes elastisches Element, das das Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung vorspannt; und – ein zweites elastisches Element, das das magnetische Element in eine Richtung, die dem Vorspannen des ersten elastischen Elements entgegen wirkt, vorspannt, – wobei das erste elastische Element mit einer eingestellten Belastung, die größer als die des zweiten elastischen Elements ist, eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, wobei das zweite elastische Element in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem zylindrischen Element und dem magnetischen Element eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, wobei das zweite elastische Element in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem zylindrischen Element und dem anderen Endbereich des magnetischen Elements eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 3, wobei ein Aussparungsbereich im anderen Endbereich des magnetischen Elements ausgebildet ist, um so darin das zweite elastische Element einzubauen.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 1, – wobei das elektromagnetische Element und das Ventilelement miteinander kombiniert sind; und – wobei das zweite elastische Element in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem Körper und dem einen Endbereich des magnetischen Elements eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 5, wobei das zweite elastische Element ein Scheibenelement ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 6, – wobei der Körper eine geneigte Fläche aufweist, der einer Fläche des einen Endbereichs des magnetischen Elements zugewandt ist, so dass die Fläche des einen Endbereichs des magnetischen Elements und die geneigte Fläche des Körpers in einem konvex-konkaven Verhältnis stehen; und – wobei das Scheibenelement in einem zusammengedrückten Zustand mit einem äußeren Umfang des Scheibenelements, das mit dem Körper in Kontakt ist, und einem inneren Umfang des Scheibenelements, das mit dem magnetischen Element in Kontakt ist, eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil, umfassend: – einen Magneten mit einer gewickelten Spule; – ein zylindrisches Element, das in einem Innenumfang des Magneten angeordnet und aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist; – ein magnetisches Element, das innerhalb des zylindrischen Elements durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule erzeugt wird, axial beweglich ist; – einen hohlen Körper, der benachbart zu einem Endbereich des magnetischen Elements angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; – ein Ventilelement, das in dem hohlen Raum des Körpers angeordnet und durch eine axiale Bewegung des magnetischen Elements axial beweglich ist; – ein Sitzelement, das eine Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, so dass die Hydraulikleitung durch Kontakt mit dem Ventilelement geschlossen werden kann; – ein elastisches Element, das benachbart zum anderen Endbereich des magnetischen Elements angeordnet und eingestellt ist, um das magnetische Element zum Körper vorzuspannen; und – ein Scheibenelement, das zwischen dem einen Endbereich des magnetischen Elements und dem Körper elastisch verformbar angeordnet und mit einer eingestellten Belastung, die größer als die des elastischen Elements ist, eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 8, wobei das zweite elastische Element in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem zylindrischen Element und dem anderen Endbereich des magnetischen Elements eingestellt ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 8, wobei ein Aussparungsbereich im anderen Endbereich des magnetischen Elements ausgebildet ist, um so darin das zweite elastische Element einzubauen.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 10, – wobei das zylindrische Element schalenförmig ist; und – wobei das elastische Element eine Schraubenfeder ist, die ein Ende aufweist, das an einem Boden des zylindrischen Elements gehalten wird, und das andere Ende aufweist, das am Boden des Aussparungsbereichs gehalten wird.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 8, wobei das Scheibenelement flach-tellerförmig ist.
Elektromagnetisches Ventil gemäß Anspruch 8, – wobei der Körper eine geneigte Fläche aufweist, der einer Fläche des einen Endbereich des magnetischen Elements zugewandt ist, so dass die Fläche des einen Endbereichs des magnetischen Elements und die geneigte Fläche des Körpers in einem konvex-konkaven Verhältnis stehen; und – wobei das Scheibenelement in einem zusammengedrückten Zustand mit einem äußeren Umfang des Scheibenelements, der mit dem Körper in Kontakt ist, und einem inneren Umfang des Scheibenelements, der mit dem magnetischen Element in Kontakt ist, eingestellt ist.
Bremsvorrichtung, umfassend: eine Hydraulikdruckquelle, die eingerichtet ist, um einen Hydraulikdruck eines Radzylinders zu steuern; und ein elektromagnetisches Ventil, wobei das elektromagnetische Ventil aufweist: – einen Magneten mit einer gewickelten Spule; – ein zylindrisches Element, das in einem inneren Umfang des Magneten angeordnet und aus einem nichtmagnetischen Werkstoff mit einem geschlossenen Ende ausgebildet ist; – ein magnetisches Element, das innerhalb des zylindrischen Elements durch die Wirkung einer elektromagnetischen Kraft, die nach Erregung der Spule erzeugt wird, axial beweglich ist; – einen Körper, der einstückig am anderen offenen Endbereich des zylindrischen Elements fixiert ist und aus einem magnetischen Werkstoff mit einem hohlen Teil ausgebildet ist; – ein Ventilelement, das im hohlen Teil angeordnet und durch eine axiale Bewegung des magnetischen Elements axial beweglich ist; – ein Sitzelement, das eine Hydraulikleitung aufweist, die darin ausgebildet ist, so dass die Hydraulikleitung durch einen Kontakt mit dem Ventilelement geschlossen werden kann; – ein erstes elastisches Element, das angeordnet ist, um das Ventilelement in eine Richtung vorzuspannen, die das Ventilelement vom Sitzelement trennt; und – ein zweites elastisches Element, das zwischen dem magnetischen Element und dem geschlossenen Endbereich des zylindrischen Elements angeordnet ist, um das magnetische Element zum Körper vorzuspannen, – wobei das erste elastische Element mit einer eingestellten Belastung, die größer als die des zweiten elastischen Elements ist, eingestellt ist.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das zweite elastische Element ein Scheibenelement ist.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Körper eine geneigte Fläche aufweist, die einer Fläche eines Endbereiches des magnetischen Elements zugewandt ist, sodass die Fläche des einen Endbereichs des magnetischen Elements und die geneigte Fläche des Körpers in einem konkav-konvexen Verhältnis stehen.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Scheibenelement flach-tellerförmig ist.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das Scheibenelement in einem zusammengedrückten Zustand mit einem äußeren Umfang des Scheibenelements, der mit dem Körper in Kontakt ist, und einem inneren Umfang des Scheibenelements, der mit dem magnetischen Element in Kontakt ist, eingestellt ist.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das elektromagnetische Ventil die Position des Ventilelements durch Erregung des Magneten mit einem Strom gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem hohen hydraulischen Bremsflüssigkeitsdruck, der stromaufwärts des Ventilelements vorhanden ist, und dem niedrigen hydraulischen Bremsflüssigkeitsdruck, der stromabwärts vom Ventilelement vorhanden ist, einstellt.
Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei das elektromagnetische Ventil angeordnet ist, sodass der hohe hydraulische Bremsflüssigkeitsdruck auf das Ventilelement in eine Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird.