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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Konfiguration eines elektromagnetischen Ventils zum Aktivieren einer Ventilkörpereinheit unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft.
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STAND DER TECHNIK
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Als ein Beispiel dieser Art von elektromagnetischem Ventil ist ein elektromagnetisches Ventil, das in einem Fahrzeug montiert ist, in der Patentliteratur 1 beschrieben. Dieses elektromagnetische Ventil ist derart ausgebildet, dass eine Ventilkörpereinheit und eine elektromagnetische Spule in einem Gehäuse untergebracht sind, die Ventilkörpereinheit einen Kolben aufweist, der in dem Gehäuse gleiten kann, und eine Ventilkammer und eine Federkammer über eine Kommunikationspassage, die den Kolben durchdringt, miteinander kommunizieren.
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ZITIERUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur: JP 2011-38542 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Ventilkörpereinheit, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, wird die Kommunikationspassage durch mechanische Bearbeitung eines Durchdringens des Kolbens bereitgestellt. Somit sind die Kosten hoch. Um die Kosten zu verringern, kann andererseits die Kommunikationspassage durch einen Nutabschnitt ausgebildet werden, der eine vertiefte Gestalt aufweist, die auf einer Außenumfangsfläche des Kolbens mittels beispielsweise Schmieden bereitgestellt wird. In diesem Fall ist jedoch das Außenprofil des Kolbens, der den Nutabschnitt aufweist, der die vertiefte Gestalt auf der Außenumfangsfläche des Kolbens aufweist, kein echter Kreis, und somit erhöht sich der Gleitwiderstand zwischen dem Kolben und dem Gehäuse, in dem der Kolben untergebracht ist. Daher kann die Ventilkörpereinheit nicht problemlos betrieben werden. Außerdem kann ein derartiges Problem in dem elektromagnetischen Ventil, das in dem Fahrzeug montiert ist, ebenso wie in einem elektromagnetischen Ventil, das in verschiedenen Arten von anderen Vorrichtungen anstelle des Fahrzeugs montiert ist, auftreten.
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Dementsprechend entstand die Erfindung im Hinblick auf die oben beschriebenen Aspekte, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine wirksame Technik zum Verringern der Kosten der Ventilkörpereinheit und zum Verbessern der Nutzung des elektromagnetischen Ventils zu schaffen, in dem die Ventilkörpereinheit unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft betrieben wird.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, ist das elektromagnetische Ventil gemäß der Erfindung derart ausgebildet, dass eine Ventilkörpereinheit und eine elektromagnetische Spule in einem Gehäuse untergebracht sind. Die Ventilkörpereinheit enthält einen Kolben, eine Stange, eine Hülse und eine Kommunikationspassage. Der Kolben weist auf seiner zylindrischen Außenumfangsfläche einen Nutabschnitt auf, wobei der Nutabschnitt sich entlang einer Richtung der Zylinderachse erstreckt, und ist als ein Element ausgebildet, das entlang der Richtung der Zylinderachse durch eine elektromagnetische Kraft, die von einer elektromagnetischen Spule erzeugt wird, betrieben wird. Die Stange ist an dem Kolben befestigt und als ein Element ausgebildet, das gegen einen Ventilsitz zum Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils stößt, wenn der Kolben bewegt wird, um das elektromagnetische Ventil zu schließen, und das Stoßen gegen den Ventilsitz aufhebt, wenn der Kolben bewegt wird, um das elektromagnetische Ventil zu öffnen. Die Hülse ist als ein zylindrisches Element ausgebildet, das die Außenumfangsfläche des Kolbens bedeckt, und ist einstückig mit dem Kolben ausgebildet. Die Kommunikationspassage wird durch den Nutabschnitt des Kolbens und eine Innenumfangsfläche der Hülse definiert und erstreckt sich in der Richtung der Zylinderachse. In diesem Fall werden die Kosten zum Ausbilden der Kommunikationspassage im Vergleich zu den Kosten zum Ausbilden der Kommunikationspassage durch durchdringendes Maschinenbearbeiten des Kolbens verringert. Außerdem kann die Kreisförmigkeit der Hülse durch Verwendung einer gewünschten Festigkeit für die zylindrische Hülse verbessert werden. Somit wird der Gleitwiderstand zwischen der Hülse und dem Gehäuse verringert. Als Ergebnis kann die Nutzung der Ventilkörpereinheit verbessert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils kann die Ventilkörpereinheit vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass die Bogenlänge der Öffnung des Nutabschnitts entlang der Umfangsrichtung des Kolbens kleiner oder gleich dem 20-Fachen der Dicke der Hülse entlang der radialen Richtung der Hülse ist. In diesem Fall kann, wenn ein Wert, der für die Dicke der Hülse geeignet ist, auf die Bogenlänge der Öffnung des Nutabschnitts festgelegt wird, die gewünschte Kreisförmigkeit der Hülse gewährleistet werden. Die Kreisförmigkeit der Hülse (die Differenz zwischen dem geometrischen echten Kreis des kreisförmigen Körpers und dem Kreis, der der Gestalt der Hülse entspricht) kann beispielsweise auf etwa 1 [µm] verringert werden. Wenn andererseits die Bogenlänge der Öffnung des Nutabschnitts das 20-Fache der Dicke der Hülse überschreitet, wird sich der Bogenabschnitt der Hülse entsprechend der Öffnung des Nutabschnitts wahrscheinlich derart verformen, dass er gerade wird. Somit ist es schwierig, die gewünschte Kreisförmigkeit der Hülse zu gewährleisten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils kann die Hülse vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material bestehen, und eine Abmessung, die größer oder gleich der Abmessung des Gleitzwischenraums zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse und dem Gehäuse ist, kann vorzugsweise auf die radiale Dicke der Hülse festgelegt werden. Dementsprechend wirkt die Magnetkraft, die von der elektromagnetischen Spule erzeugt wird, nicht auf die Hülse, die aus dem nichtmagnetischen Material besteht. Somit kann die Reibung (der Gleitwiderstand), die zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse und dem Gehäuse erzeugt wird, verringert werden. In diesem Fall kann ein Wert, der den Gleitzwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche der Hülse und dem Gehäuse erfüllt, auf die Dicke der Hülse festgelegt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventils ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse eine Ventilkammer, die in einem Bereich angeordnet ist, der einem Ende des Kolbens zur Unterbringung der Stange entspricht, und eine Federkammer aufweist, die in einem Bereich angeordnet ist, der dem anderen Ende des Kolbens zur Unterbringung einer Feder zum elastischen Vorspannen des Kolbens gegen die elektromagnetische Kraft, die von der elektromagnetischen Spule erzeugt wird, entspricht, und die Ventilkammer und die Federkammer kommunizieren über die Kommunikationspassage miteinander. Dementsprechend kann die Kommunikationspassage zur Kommunikation zwischen der Ventilkammer und der Federkammer in dem elektromagnetischen Ventil durch den Nutabschnitt des Kolbens und die Innenumfangsfläche der Hülse definiert werden.
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Wenn das erfindungsgemäße elektromagnetische Ventil ein elektromagnetisches Fahrzeugventil ist, das in einem Fahrzeug montiert ist, kann das elektromagnetische Ventil vorzugsweise derart angeordnet sein, dass die Richtung der Zylinderachse des Kolbens der horizontalen Richtung entspricht, wenn das elektromagnetische Ventil in dem Fahrzeug montiert ist. In diesem Fall weist der Kolben vorzugsweise einen Bedeckungsbereich, bei dem der Nutabschnitt von der Hülse bedeckt ist, und einen Nichtbedeckungsbereich auf, bei dem der Nutabschnitt von der Hülse nicht bedeckt ist, und der Nutabschnitt, der dem Nichtbedeckungsbereich entspricht, kommuniziert vorzugsweise mit einem Raum außerhalb der Hülse zumindest in der horizontalen Richtung (der ersten Richtung) und der Richtung (der zweiten Richtung) orthogonal zu der horizontalen Richtung. Dementsprechend wird der Bereich der Öffnung des Nutabschnitts zwischen dem Bedeckungsbereich und dem Nichtbedeckungsbereich des Kolbens vergrößert. Als Ergebnis können Gasblasen, die in dem Raum außerhalb der Hülse vorhanden sind, auf einfache Weise von dem Nutabschnitt, der dem Nichtbedeckungsbereich entspricht, durch das Fließen des hydraulischen Fluids zumindest in zwei Richtungen in die Kommunikationspassage eingeleitet werden, um die Gasblasen von dem Nutabschnitt, der dem Nichtbedeckungsbereich entspricht, auszulassen.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Wie es oben beschrieben wurde, können gemäß der Erfindung die Kosten der Ventilkörpereinheit verringert werden und die Nutzung der Ventilkörpereinheit in dem elektromagnetischen Ventil zum Öffnen und Schließen der Ventilkörpereinheit unter Verwendung der elektromagnetischen Kraft kann verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Systemdiagramm einer Bremssteuerungsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform dieser Anmeldung.
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2 ist eine Ansicht, die eine Querschnittskonfiguration eines elektromagnetischen Ventils 100 gemäß der Ausführungsform zeigt.
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3 ist eine Draufsicht, die eine Ventilkörpereinheit 110 zeigt, die in 2 gezeigt ist.
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4 ist eine Schnittansicht der Ventilkörpereinheit 110 entlang einer Linie A-A der 3.
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5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der 4.
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6 ist eine Ansicht, die einen Positionierungszustand der Ventilkörpereinheit 110 zeigt, wenn das elektromagnetische Ventil 100 in dem Fahrzeug montiert ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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Die in 1 gezeigte Bremssteuerungsvorrichtung 10 ist in einem Fahrzeug montiert, um eine Bremskraft, die auf Räder des Fahrzeugs ausgeübt wird, zu steuern, und weist eine Funktion zum unabhängigen Steuern der vier Räder entsprechend einer Betätigung eines Bremspedals 11, die von einem Fahrer erfolgt, auf. Das Bremspedal 11 weist einen Hubsensor 12 zum Erfassen eines Betätigungshubs des Bremspedals 11 auf und ist mit einem Masterzylinder 13 verbunden. Der Masterzylinder 13 ist mit einem Reservoirtank 14 zum Speichern eines hydraulischen Fluids (oder Bremsöls) verbunden und weist Ausgangskanäle 13a und 13b zum Ausgeben des hydraulischen Fluids entsprechend der Betätigung des Bremspedals 11 auf.
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Ein Hubsimulator 16 ist mit dem Ausgangskanal 13a des Masterzylinders 13 über ein elektromagnetisches Ventil 15 verbunden. Das elektromagnetische Ventil 15 wird erregt, so dass es geöffnet wird, wenn die Betätigung des Bremspedals 11, die von dem Fahrer erfolgt, erfasst wird. Der Hubsimulator 16 weist eine Funktion zum Erzeugen einer Reaktionskraft entsprechend der Betätigung des Bremspedals 11, die von dem Fahrer erfolgt, auf. Eine erste Hydraulikölleitung 17 für das rechte Vorderrad ist mit dem Ausgangskanal 13a verbunden. Die erste Hydraulikölleitung 17 ist mit einem Radzylinder 21 zum Ausüben der Bremskraft auf das rechte Vorderrad verbunden. Andererseits ist eine zweite Hydraulikölleitung 18 für das linke Vorderrad mit dem Ausgangskanal 13b verbunden. Die zweite Hydraulikölleitung 18 ist mit einem Radzylinder 22 zum Ausüben der Bremskraft auf das linke Vorderrad verbunden. Das elektromagnetische Ventil 15 und ein Hydraulikaktuator 60 werden jeweils von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 70 gesteuert.
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Ein erstes Master-Unterbrechungsventil 19 ist in der ersten Hydraulikölleitung 17 in dem Hydraulikaktuator 60 angeordnet, und ein zweites Master-Unterbrechungsventil 20 ist in der zweiten Hydraulikölleitung 18 in dem Hydraulikaktuator 60 angeordnet. Das erste Master-Unterbrechungsventil 19 unterbricht die Kommunikation zwischen dem Masterzylinder 13 und dem Radzylinder 21, wenn das Master-Unterbrechungsventil 19 erregt wird, so dass es geschlossen wird. Das zweite Master-Unterbrechungsventil 20 unterbricht die Kommunikation zwischen dem Masterzylinder 13 und dem Radzylinder 22, wenn das Master-Unterbrechungsventil 20 erregt wird, so dass es geschlossen wird. Andererseits bewirkt das erste Master-Unterbrechungsventil 19 eine Kommunikation des Masterzylinders 13 mit dem Radzylinder 21, wenn das Master-Unterbrechungsventil 19 nicht erregt wird, so dass es offen ist, oder der Erregungsgrad des Master-Unterbrechungsventils 19 verringert wird, so dass es sich öffnet. Das zweite Master-Unterbrechungsventil 20 bewirkt eine Kommunikation des Masterzylinders 13 mit dem Radzylinder 22, wenn das Master-Unterbrechungsventil 20 nicht erregt wird, so dass es offen ist, oder der Erregungsgrad des Master-Unterbrechungsventils 20 verringert wird, so dass es sich öffnet.
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Außerdem ist ein Drucksensor 17a zum Erfassen eines Masterzylinderdrucks auf der Seite des rechten Vorderrads an der ersten Hydraulikölleitung 17 in dem Hydraulikaktuator 60 angeordnet. Ein Drucksensor 18a zum Erfassen eines Masterzylinderdrucks auf der Seite des linken Vorderrads ist an der zweiten Hydraulikölleitung 18 in dem Hydraulikaktuator 60 angeordnet. Die Betätigungskraft des Bremspedals 11 wird auf der Grundlage der Masterzylinderdrücke, die von den Drucksensoren 17a und 18a erfasst werden, erlangt.
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Der Hydraulikaktuator 60 weist eine Pumpe 26 auf, die von einem Motor 27 angetrieben wird, Ein Pumpeneinlass der Pumpe 26 ist mit einer Hydraulikölleitung 25 verbunden, die mit dem Reservoirtank 14 kommuniziert. Ein Pumpenausgang der Pumpe 26 ist mit einer Hydraulikölleitung 30 verbunden, die von der Hydraulikölleitung 25 abzweigt. Ein Akkumulator 31, ein Entlastungsventil bzw. Überdruckventil 32 und ein Drucksensor 33 sind in der Hydraulikölleitung 30 angeordnet. Der Akkumulator 31 wandelt eine Druckenergie des Bremsöls, die von der Pumpe 26 erzeugt wird, in Druckenergie eines Füllgases um und speichert die Druckenergie des Füllgases. Das Entlastungsventil 32 öffnet sich, um das Hochdruckbremsöl zu der Hydraulikölleitung 25 zurückzugeben, wenn der Druck des Akkumulators 31 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das Entlastungsventil 32 wird entsprechend dem Druck des Akkumulators 31 betrieben, der von dem Drucksensor 33 erfasst wird.
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Die Hydraulikölleitung 30 ist mit dem Radzylinder 21 über ein Druckverstärkungsventil 41 für das rechte Vorderrad, mit dem Radzylinder 22 über ein Druckverstärkungsventil 42 für das linke Vorderrad, mit dem Radzylinder 23 über ein Druckverstärkungsventil 43 für das rechte Hinterrad und mit dem Radzylinder 24 über ein Druckverstärkungsventil 44 für das linke Hinterrad verbunden. Diese Druckverstärkungsventile 41, 42, 43 und 44 erhöhen die Radzylinderdrücke, wenn die jeweiligen Druckverstärkungsventile 41, 42, 43 und 44 geöffnet sind. Andererseits erhöhten diese Druckverstärkungsventile 41, 42, 43 und 44 die Radzylinderdrücke nicht, wenn die jeweiligen Druckverstärkungsventile 41, 42, 43 und 44 geschlossen sind. Der Radzylinder 21 ist mit einem Druckverringerungsventil 51 für das rechte Vorderrad verbunden. Der Radzylinder 22 ist mit einem Druckverringerungsventil 52 für das linke Vorderrad verbunden. Der Radzylinder 23 ist mit einem Druckverringerungsventil 53 für das rechte Hinterrad verbunden. Der Radzylinder 24 ist mit einem Druckverringerungsventil 54 für das linke Hinterrad verbunden. Die Druckverringerungsventile 51, 52, 53 und 54 verringern die Radzylinderdrücke, wenn die jeweiligen Druckverringerungsventile 51, 52, 53 und 54 geöffnet sind. Andererseits verringern die Druckverringerungsventile 51, 52, 53 und 54 die Radzylinderdrücke nicht, wenn die jeweiligen Druckverringerungsventile 51, 52, 53, und 54 geschlossen sind. Der Druck des Radzylinders 21 wird von einem Drucksensor 21a erfasst. Der Druck des Radzylinders 22 wird von einem Drucksensor 22a erfasst. Der Druck des Radzylinders 23 wird von einem Drucksensor 23a erfasst. Der Druck des Radzylinders 24 wird von einem Drucksensor 24a erfasst.
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Im Folgenden wird eine Konfiguration eines elektromagnetischen Ventils 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform genauer mit Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben. Das elektromagnetische Ventil 100 kann für verschiedene elektromagnetische Ventile verwendet werden, die in einem Fahrzeug montiert sind, und kann beispielsweise als oben beschriebenes Druckverringerungsventil 51, 52 verwendet werden. Man beachte, dass das elektromagnetische Ventil 100 auch für die anderen Druckverringerungsventile 53 und 54 oder andere Öffnungs-/Schließventile verwendet werden kann. Das elektromagnetische Ventil 100 entspricht dem erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventil.
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Wie es in 2 gezeigt ist, sind das elektromagnetische Ventil 100, eine Ventilkörpereinheit 110 und eine elektromagnetische Einheit 140 in einem Gehäuse 101 untergebracht. Die Ventilkörpereinheit 110 wird durch die elektromagnetische Kraft, die von der elektromagnetischen Einheit 140 (eine elektromagnetische Spule 141) erzeugt wird, betrieben. Die Ventilkörpereinheit 110 weist eine Stange 111, einen Kolben 120 und eine Hülse 122 auf und erstreckt sich in der Längsrichtung, die der Betriebsrichtung der Ventilkörpereinheit 110 entspricht. Die Ventilkörpereinheit 110 entspricht der erfindungsgemäßen Ventilkörpereinheit.
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Die Stange 111 weist einen Einführungsteil 111a auf, der in ein Montageloch 120a, das in dem Kolben 120 angeordnet ist, einzuführen und an diesem zu befestigen ist, und wird durch Einführen des Einführungsteils 111a in das Montageloch 120a an dem Kolben 120 befestigt. Die Stange 111 weist einen halbkugelförmigen Spitzenendteil 111b auf der dem Einführungsteil 111a gegenüberliegenden Seite auf, und der Spitzenendteil 111b kann gegen einen Ventilsitz (ein später beschriebener Ventilsitz 151) stoßen, um das elektromagnetische Ventil zu öffnen und zu schließen. Dementsprechend stößt die Stange 111 gegen den Ventilsitz, wenn der Kolben 120 bewegt wird, um das elektromagnetische Ventil zu schließen, und die Stange 111 hebt das Stoßen gegen den Ventilsitz auf, wenn der Kolben 120 bewegt wird, um das elektromagnetische Ventil zu öffnen. Die Stange 111 entspricht der erfindungsgemäßen Stange.
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Der Kolben 120 besteht aus einem magnetischen Material und unterteilt einen Raum, der in dem Gehäuse 101 ausgebildet ist, in Ventil- und Federkammern 112 und 113. In diesem Fall weist das Gehäuse 101 die Ventilkammer 112 in einem Bereich auf, der einem Ende des Kolbens 120 entspricht, und weist die Federkammer 113 in einem Bereich auf, der dem anderen Ende des Kolbens 120 entspricht. Die Stange 111 und ein Sitz 150 sind in der Ventilkammer 112 angeordnet, und eine Feder 130 ist in der Federkammer 113 angeordnet. Der Kolben 120 wird in einer Schließrichtung D1 der Ventilkörpereinheit 110 durch eine Federkraft der Feder 130 derart elastisch vorgespannt, dass sich die Stange 111 dem Ventilsitz 151 des Sitzes 150 annähert. Wie es später genauer beschrieben wird, bedeckt eine Hülse 122 den Kolben 120, um eine Kommunikationspassage 125 zur Kommunikation zwischen der Ventilkammer 112 und der Federkammer 113 auszubilden. Der Kolben 120 und die Hülse 122 entsprechen jeweils dem erfindungsgemäßen Kolben und der erfindungsgemäßen Hülse.
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Der Sitz 150 weist den Ventilsitz 151, der an einem Abschnitt angeordnet ist, der dem Spitzenendteil 111b der Stange 111 gegenüberliegt, und eine Fließpassage 152 auf, die mit dem Ventilsitz 151 kommuniziert, und ist an dem Gehäuse 101 befestigt. Wenn die Aktivierung der elektromagnetischen Einheit 140 gestoppt wird, stößt der Spitzenendteil 111b der Stange 111 gegen den Ventilsitz 151, um das elektromagnetische Ventil durch die Federkraft der Feder 130 zu schließen. Wenn das elektromagnetische Ventil geschlossen ist, ist der Fluss des Hydrauliköls in der Fließpassage 152 unterbrochen. Wenn andererseits die elektromagnetische Einheit 140 aktiviert wird und der Spitzenendteil 111b der Stange 111 von dem Ventilsitz 151 gegen die Federkraft der Feder 130 wegbewegt wird, um das elektromagnetische Ventil zu schließen, ist der Fluss des Hydrauliköls derart ausgebildet, dass das Hydrauliköl von der Fließpassage 152 des Sitzes 150 durch die Ventilkammer 112 in die Fließpassage 101a des Gehäuses 101 fließt. Mit anderen Worten, die Richtung der Vorspannung der Ventilkörpereinheit 110 durch die Feder 130 ist entgegengesetzt zu der Richtung der Vorspannung der Ventilkörpereinheit 110 durch die elektromagnetische Einheit 140.
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Die elektromagnetische Einheit 140 enthält eine elektromagnetische Spule 141, ein Spulenjoch 142 und ein Ringjoch 143. Die elektromagnetische Spule 141 ist ein Solenoid, der außerhalb des Gehäuses 101 angeordnet ist. Das Spulenjoch 142 ist die elektromagnetische Spule 141 umgebend angeordnet und das Ringjoch 143 ist an dem Gehäuse 101 befestigt. Das Spulenjoch 142 und das Ringjoch 143 sind jeweils Magnetkörper. Dementsprechend wird die elektromagnetische Spule 141 jeweils von dem Spulenjoch 142 und dem Ringjoch 143, die Magnetkörper sind, umschlossen. Wenn in diesem Fall die elektromagnetische Spule 141 erregt wird, gelangt die elektromagnetische Einheit 140 in einen aktivierten Zustand, und es wird ein Magnetfluss (elektromagnetische Kraft) zum Vorspannen des Kolbens 120 der Ventilkörpereinheit 110 in der Öffnungsrichtung D2 gegen die Federkraft der Feder 130 erzeugt. Als Ergebnis bewegt sich der Kolben 120 in der Öffnungsrichtung D2. Wenn andererseits die Erregung der elektromagnetischen Spule 141 gestoppt wird, gelangt die elektromagnetische Einheit 140 in einen nicht aktivierten Zustand, und der Kolben 120 der Ventilkörpereinheit 110 wird durch die Federkraft der Feder 130 in der Schließrichtung D1 bewegt. Die elektromagnetische Spule 141 entspricht der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Spule.
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Wie es in den 3 und 4 gezeigt ist, weist der Kolben 120 mehrere Nutabschnitte 121 (in 4 zwei Nutabschnitte 121) auf der zylindrischen Außenumfangsfläche 120b auf, und jeder der Nutabschnitte 121 weist eine zylindrische Gestalt auf und erstreckt sich in einer Richtung entlang einer Zylinderachse. Die Richtung der Zylinderachse entspricht der Richtung der Bewegung (der Öffnungs- und Schließrichtung D1 und D2) der Ventilkörpereinheit 110. Der Nutabschnitt 121 ist über der gesamten Länge des Kolbens 120 ausgebildet. Die Hülse 122 bedeckt die Außenumfangsfläche 120b des Kolbens 120 und ist ein zylindrisches Element, das einstückig mit dem Kolben 120 vorhanden ist. Typischerweise werden der Kolben 120 und die Hülse 122 durch Einpressen des Kolbens 120 in die Hülse 122 miteinander integriert. Die Hülse 122 ist derart ausgebildet, dass die Länge der Hülse 122 in der Richtung der Zylinderachse kürzer als die Länge des Kolbens 120 in der Richtung der Zylinderachse ist. Dementsprechend weist der Kolben 120 einen Bedeckungsbereich 123, bei dem die Nutabschnitte 121 von der Hülse 122 bedeckt sind, und einen Nichtbedeckungsbereich 124 auf, bei dem die Nutabschnitte 121 von der Hülse 122 nicht bedeckt sind. Als Ergebnis wird jede der oben beschriebenen Kommunikationspassagen 125, die sich in der Richtung der Zylinderachse des Kolbens 120 erstrecken, durch einen Abschnitt des Nutabschnitts 121, der dem Bedeckungsbereich 123 des Kolbens 120 entspricht, und der Innenumfangsfläche 122a der Hülse 122 definiert. Die Kommunikationspassage 125 entspricht der erfindungsgemäßen Kommunikationspassage. Andererseits wird die Vertiefung des Nutabschnitts 121 in dem Nichtbedeckungsbereich 124 des Kolbens 120 aufrechterhalten, da der Abschnitt des Nutabschnitts 121, der dem Nichtbedeckungsbereich 124 entspricht, von der Innenumfangsfläche 122a der Hülse 122 nicht bedeckt ist.
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Für den Entwurf dieser Art von Ventilkörpereinheit wird eine Technik zum Ausbilden einer Kommunikationspassage wie beispielsweise der Kommunikationspassage 125, die oben beschrieben wurde, mit niedrigen Kosten bei gleichzeitiger Verringerung eines Gleitwiderstands zwischen der Ventilkörpereinheit und dem Gehäuse benötigt. Dementsprechend wird die Kommunikationspassage 125 in der erfindungsgemäßen Ventilkörpereinheit 100 durch den Nutabschnitt 121 des Kolbens 120 und die Innenumfangsfläche 122a der Hülse 122 definiert. In diesem Fall sind die Kosten zum Ausbilden der Kommunikationspassage 125 niedriger als die Kosten zum Ausbilden der Kommunikationspassage 125 mittels durchdringende Maschinenbearbeitung des Kolbens 120. Außerdem kann die Kreisförmigkeit der Hülse 122 durch Ausbilden der zylindrischen Hülse 122 mit einer gewünschten Festigkeit erhöht werden. Somit kann der Gleitwiderstand zwischen der Hülse 122 und dem Gehäuse 101 verringert werden. Als Ergebnis kann die Nutzbarkeit der Ventilkörpereinheit 110 verbessert werden.
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Wie es in 5 gezeigt ist, ist es vorteilhaft, wenn in der Ventilkörpereinheit 100 gemäß dieser Ausführungsform eine Bogenlänge einer Öffnung des Nutabschnitts 121 entlang der Umfangsrichtung des Kolbens 120 kleiner oder gleich dem 20-Fachen der radialen Dicke der Hülse 122 ist. Wenn der Außendurchmesser des Kolbens 120 mit d [mm] angegeben ist, der Öffnungswinkel des Nutabschnitts 121 mit θ [rad] angegeben ist und die Dicke der Hülse 122 mit t [mm] angegeben ist, ist die Bogenlänge L [mm] der Öffnung des Nutabschnitts 121 gleich d·θ/2. Wenn die oben beschriebene Bedingung erfüllt ist, gilt daher die Beziehung L/t = (d·θ)/(2·t) ≤ 20. Wenn diese Beziehung gilt, kann die Bogenlänge L der Öffnung des Nutabschnitts 121 derart bestimmt werden, dass die Bedingung für die Dicke t der Hülse 122 erfüllt ist. Dementsprechend kann eine Verformung der Hülse 122, die den Kolben 120 bedeckt, verhindert werden, und es kann eine gewünschte Kreisförmigkeit der Hülse 122 gewährleistet werden. Die Kreisförmigkeit der Hülse 122 (die Differenz zwischen dem Kreis, der durch die Außenfläche des Zylinderkörpers definiert wird, und dem geometrisch echten Kreis) kann auf etwa 1 [µm] verringert werden. Wenn andererseits die Bogenlänge L der Öffnung des Nutabschnitts 121 das 20-Fache der Dicke t der Hülse 122 überschreitet, wird sich der Bogenabschnitt der Hülse 122, der der Öffnung des Nutabschnitts 121 gegenüberliegt, wahrscheinlich derart verformen, dass er allgemein eine gerade Gestalt aufweist. Daher ist es schwierig, die gewünschte Kreisförmigkeit der Hülse 122 zu gewährleisten. Man beachte, dass in dem elektromagnetischen Ventil, das in dem Fahrzeug montiert ist, der Außendurchmesser d des Kolbens 120 vorzugsweise etwa 6 bis 20 [mm] beträgt.
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Außerdem kann die Hülse 122 in der Ventilkörpereinheit 110 gemäß dieser Ausführungsform vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material (typischerweise rostfreiem Material) bestehen, und es ist vorteilhaft, wenn die Beziehung t ≥ s erfüllt ist, wenn die Abmessung des Gleitleerraums zwischen der Außenumfangsfläche 122b der Hülse 122 und der Innenumfangsfläche 101b des Gehäuses 101 mit s [mm] angegeben ist. Dementsprechend wirkt die Magnetkraft, die von der elektromagnetischen Spule 141 erzeugt wird, nicht auf die Hülse 122, die aus dem nichtmagnetischen Material ausgebildet ist. Daher kann eine Reibung (der Gleitwiderstand), die zwischen der Außenumfangsfläche 122b der Hülse 122 und der Innenumfangsfläche 101b des Gehäuses 101 erzeugt wird, verringert werden. In diesem Fall kann ein Wert, der die Bedingung der Abmessung des Gleitleerraums s erfüllt, für die Dicke t der Hülse 122 festgelegt werden, während ein Wert zum Verhindern eines Flatterns der Hülse 122, wenn die Hülse 122 gleitet, auf die Abmessung des Gleitleerraums s festgelegt werden kann.
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Das oben beschriebene elektromagnetische Ventil 100 kann in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sein. In dem Fall jedoch, in dem das elektromagnetische Ventil 100 ein elektromagnetisches Fahrzeugventil ist, das in einem Fahrzeug montiert ist, wie es in 6 gezeigt ist, kann das elektromagnetische Ventil 100 vorzugsweise derart angeordnet sein, dass die Richtung entlang der Zylinderachse des Kolbens 120 der horizontalen Richtung X entspricht (der Kolben 120 ist seitwärts angeordnet), wenn das elektromagnetische Ventil 100 in dem Fahrzeug montiert ist. In diesem Fall kommuniziert ein Abschnitt des Nutabschnitts 121, der dem Nichtbedeckungsbereich 124 des Kolbens 120 entspricht, mit der Federkammer 113 (ein Raum außerhalb der Hülse 122) vorzugsweise zumindest sowohl in der horizontalen Richtung X (im Folgenden auch als „erste Richtung“ bezeichnet) als auch in einer Richtung Y (im Folgenden auch als „zweite Richtung“ bezeichnet), die orthogonal zu der horizontalen Richtung ist. Dementsprechend wird der Öffnungsbereich des Nutabschnitts 121 zwischen dem Bedeckungsbereich 123 und dem Nichtbedeckungsbereich 124 des Kolbens 120 erhöht. Als Ergebnis können durch Fließen von Hydraulikfluid entlang mindestens zwei Richtungen (der ersten und zweiten Richtung) Gasblasen, die in der Federkammer 113 vorhanden sind, auf einfache Weise von dem Abschnitt des Nutabschnitts 121, der dem Nichtbedeckungsbereich 124 entspricht, in die Kommunikationspassage 125 eingeleitet werden, die dem Bedeckungsbereich 123 des Nutabschnitts 121 entspricht, wodurch Gasblasen in die Ventilkammer 112 ausgelassen werden. In diesem Fall ist in 6 die Route der Gasblasen, die entlang der ersten Richtung X fließen, durch einen Pfeil R1 angegeben, und die Route der Gasblasen, die entlang der zweiten Richtung Y fließen, ist durch einen Pfeil R2 angegeben.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene typische Ausführungsform beschränkt, und es sind verschiedene Anwendungen und Modifikationen möglich. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen können beispielsweise unter Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsform verwirklicht werden.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform sind zwei Kommunikationspassagen 125 in der Ventilkörpereinheit 110 angeordnet. Die Anzahl der Kommunikationspassagen gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf zwei begrenzt. Eine Kommunikationspassage 125 oder drei oder mehr Kommunikationspassagen 125 können in der Ventilkörpereinheit 110 angeordnet sein. Insbesondere wenn die Anzahl der Kommunikationspassagen 125 groß ist, können die Kosten im Vergleich zu dem Fall verringert werden, in dem die Kommunikationspassagen durch die durchdringende Maschinenbearbeitung ausgebildet werden.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Kommunikationspassage 125 zur Kommunikation zwischen der Ventilkammer 112 und der Federkammer 113 durch den Nutabschnitt 121 des Kolbens 120 und die Innenumfangsfläche 122a der Hülse 122 definiert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch für eine Konfiguration der Kommunikationspassage 125 verwendet werden, die eine andere Funktion als die Funktion der Kommunikationspassage 125 aufweist.
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Außerdem wird gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Hülse 122 verwendet, die aus einem nichtmagnetischen Material besteht. Nach Bedarf kann jedoch die Hülse 122 aus einem magnetischen Material bestehen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform weist der Kolben 120 den Bedeckungsbereich 123, bei dem der Nutabschnitt 121 von der Hülse 122 bedeckt ist, und den Nichtbedeckungsbereich 124 auf, bei dem der Nutabschnitt 121 von der Hülse 122 nicht bedeckt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kolben 120 jedoch eine Konfiguration ohne den Nichtbedeckungsbereich 124 aufweisen, mit anderen Worten, eine Konfiguration, bei der der Nutabschnitt 121 von der Hülse 122 vollständig bedeckt ist.
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Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die gewünschte Festigkeit der Hülse 122 durch geeignetes Auswählen des Materials der Hülse 122 und Ähnlichem gewährleistet werden kann, die Bogenlänge L der Öffnung des Nutabschnitts 121 größer als das 20-Fache der Dicke t der Hülse 122 sein.
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Außerdem sind in der oben beschriebenen Ausführungsform die Druckverringerungsventile 51 und 52 der Bremssteuerungsvorrichtung 10 beispielsweise das elektromagnetische Ventil 100, das in dem Fahrzeug montiert ist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch für ein elektromagnetisches Ventil für ein Antiblockierbremssystem (ABS), das in dem Fahrzeug installiert ist, oder ein elektromagnetisches Ventilverwendet werden, das in verschiedenen anderen Vorrichtungen anstelle des Fahrzeugs installiert ist.
