DE112016004204T5

DE112016004204T5 - Solenoidventil

Info

Publication number: DE112016004204T5
Application number: DE112016004204.3T
Authority: DE
Inventors: Toru Takeuchi
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2018-06-14
Also published as: JP6539171B2; CN107949739A; CN107949739B; JP2017057919A; WO2017047359A1; US20190145540A1

Abstract

Ein Solenoidventil (100, 110, 120) enthält ein Hauptventil (22), das konfiguriert ist zum Ändern des Verbindungsöffnungsgrads zwischen einem ersten Anschluss (220) und einem zweiten Anschluss (230), eine Steuerdruckkammer (42), die konfiguriert ist zum Vorspannen des Hauptventils (22) in einer Ventilschließrichtung, ein Hilfsventil (31), das konfiguriert ist zum Öffnen und Schließen eines ersten Verbindungsdurchgangs (23a) und eines zweiten Verbindungsdurchgangs (23b), die in dem Hauptventil (22) ausgebildet sind, einen Solenoidteil (60), der konfiguriert ist zum Verschieben des Hilfsventils (31), eine Rückdruckkammer (44) und eine Nebenrückstellfeder (35), die konfiguriert sind zum Vorspannen des Hilfsventils (31) in einer Ventilschließrichtung, und eine Druckkompensationseinheit (70, 80, 90), die konfiguriert ist zum Ändern der Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder (35), die auf das Hilfsventil (31) wirkt, in Entsprechung zu dem Druck in der Rückdruckkammer (44).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solenoidventil.
STAND DER TECHNIK
Allgemein wird in hydraulisch betriebenen Baumaschinen und Industriemaschinen ein Solenoidventil verwendet, das die Flussrate eines Hydrauliköls in Entsprechung zu einer elektromagnetischen Kraft steuert.
In JP2007-239996A wird ein Solenoidventil beschrieben, das ein Hauptventil zum Ändern eines Verbindungsöffnungsgrads zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, eine Steuerdruckkammer zum Vorspannen des Hauptventils in einer Ventilschließrichtung durch das Einführen von Hydrauliköl von dem ersten Anschluss und einen Solenoidteil zum Steuern des Drucks in der Steuerdruckkammer durch das Zulassen einer Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem zweiten Anschluss umfasst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In dem Solenoidventil von JP2007-239996A ist das Hauptventil mit einem Kolben und einer Tellerfeder versehen, die die Druckausgleichseinheit bilden. Dadurch wird der Aufbau des Hauptventils verkompliziert und werden die Herstellungskosten für das Solenoidventil erhöht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Aufbau eines Solenoidventils mit einer darin enthaltenen Druckausgleichseinheit zu vereinfachen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Solenoidventil für das Steuern der Flussrate eines Arbeitsfluids von einem ersten Anschluss zu einem zweiten Anschluss: ein Hauptventil, das konfiguriert ist zum Ändern des Verbindungsöffnungsgrads zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss; eine Steuerdruckkammer, die konfiguriert ist zum Vorspannen des Hauptventils in einer Ventilschließrichtung durch das Einführen des Arbeitsfluids von dem ersten Anschluss; einen Verbindungsdurchgang, der in dem Hauptventil ausgebildet ist, wobei der Verbindungsdurchgang konfiguriert ist zum Zulassen einer Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem zweiten Anschluss; ein Hilfsventil, das konfiguriert ist zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs; einen Solenoidteil, der konfiguriert ist zum Verschieben des Hilfsventils in Entsprechung zu einem zugeführten Strom; eine Rückdruckkammer, die mit der Steuerdruckkammer verbunden ist, wobei die Rückdruckkammer konfiguriert ist zum Vorspannen des Hilfsventils in einer Ventilschließrichtung; ein erstes Vorspannglied, das in der Rückdruckkammer aufgenommen ist, wobei das erste Vorspannglied konfiguriert ist zum Vorspannen des Hilfsventils in der Ventilschließrichtung; und eine Druckausgleichseinheit, die konfiguriert ist zum Ändern einer Vorspannkraft des ersten Vorspannglieds, die auf das Hilfsventil wirkt, in Entsprechung zu einem Druck in der Rückdruckkammer.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht eines Solenoidventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht eines Solenoidventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Schnittansicht eines Solenoidventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Solenoidventil 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Solenoidventil 100 von 1 ist in einer Baumaschine, einer Industriemaschine oder ähnlichem vorgesehen und steuert die Flussrate eines von einer nicht gezeigten Fluiddruckquelle zu einem Stellglied (einer Last) zugeführten Arbeitsfluids und die Flussrate des von dem Stellglied zu einem Tank oder ähnlichem ausgeführten Arbeitsfluids.
Das Solenoidventil 100 wird in ein nicht durchgängiges Einsteckloch 210 in einem Ventilblock 200 eingesteckt und darin fixiert. Der Ventilblock 200 umfasst einen ersten Anschluss 220, dessen eines Ende sich in der Bodenfläche des Einstecklochs 210 öffnet und dessen anderes Ende sich in der Außenfläche des Ventilblocks 200 öffnet und der mit der Fluiddruckquelle über einen nicht gezeigten Rohraufbau verbunden ist, und einen zweiten Anschluss 230, dessen eines Ende sich in der Seitenfläche des Einstecklochs 210 öffnet und dessen anderes Ende sich in der Außenfläche des Ventilblocks 200 öffnet und der mit dem Stellglied über einen nicht gezeigten Rohraufbau verbunden ist.
In dem Solenoidventil 100 wird ein Hydrauliköl als das Arbeitsfluid verwendet. Das Hydrauliköl fließt von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230. Das Hydraulikfluid ist jedoch nicht auf ein Hydrauliköl beschränkt und kann auch ein anderes nichtkomprimierbares Fluid oder komprimierbares Fluid sein.
Das Solenoidventil 100 umfasst ein Hauptventil 22, das den Verbindungsöffnungsgrad zwischen dem ersten Anschluss 220 und dem zweiten Anschluss 230 ändert, eine Hülse 12 in der Form eines hohlen zylindrischen Rohrs, die in dem Einsteckloch 210 fixiert ist und in die das Hauptventil 22 gleitbar eingesteckt ist, eine Steuerdruckkammer 42, die das Hauptventil 22 in der Ventilschließrichtung durch das Einführen des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 vorspannt, ein Hilfsventil 31, das den Verbindungsöffnungsgrad zwischen der Steuerdruckkammer 42 und dem zweiten Anschluss 230 ändert, einen Solenoidteil 60, der das Hilfsventil 31 in Entsprechung zu einem zugeführten Strom verschiebt, und eine Druckausgleichseinheit 70, die eine auf das Hilfsventil 31 wirkende Vorspannkraft in Entsprechung zu einem Druck in der Steuerdruckkammer 42 ändert.
Die Hülse 12 umfasst einen Gleithalteteil 12a, der die Außenumfangsfläche des Hauptventils 22 gleitbar hält, und einen Sitzteil 13, auf dem das Hauptventil 22 sitzt.
Zwei Sitzteile, nämlich ein erster Sitzteil 13a in der Form eines kreisrunden Lochs und ein stumpfkegelförmiger zweiter Sitzteil 13b, sind hintereinander an dem Innenumfang des Sitzteils 13 von der Seite des ersten Anschlusses 220 ausgebildet. Die Mittenachsen des ersten Sitzteils 13a und des zweiten Sitzteils 13b fallen mit einer Mittenachse der Hülse 12 zusammen.
Eine Vielzahl von Verbindungslöchern 12b, die eine Verbindung zwischen einem Raum in der Hülse 12 und dem zweiten Anschluss 230 zulassen, sind zwischen dem zweiten Sitzteil 13b und dem Gleithalteteil 12a ausgebildet und entlang des Umfangs voneinander beabstandet.
O-Ringe 51, 52 sind jeweils an den Außenumfängen des Sitzteils 13 und des Gleithalteteils 12a angeordnet, um dazwischen die Verbindungslöcher 12b einzuschließen. Verbindungsteile zwischen den Verbindungslöchern 12b und dem zweiten Anschluss 230 werden durch diese O-Ringe 51, 52 gedichtet, die zwischen der Hülse 12 und dem Einsteckloch 210 komprimiert werden. Insbesondere wird eine Verbindung des ersten Anschlusses 220 mit dem zweiten Anschluss 230 durch einen Zwischenraum zwischen der Hülse 12 und dem Einsteckloch 210 durch den an dem Außenumfang des Sitzteils 13 vorgesehen O-Ring 51 verhindert.
Das Hauptventil 22 ist ein zylindrisches Glied, das derart in der Hülse 12 angeordnet ist, dass eine Endfläche 22e auf der Seite des Sitzteils 13 positioniert ist und ein Gleitteil 22c gleitbar an dem Gleithalteteil 12a gehalten wird.
Ein zylindrisches Spulenventil 22a, das gleitbar in den ersten Sitzteil 13a eingesteckt wird, ist auf der Seite der einen Endfläche 22e des Hauptventils 22 ausgebildet, und ein stumpfkegelförmiges Sitzventil 22b, das auf dem zweiten Sitzteil 13b zu sitzen kommt, ist zwischen dem Spulenventil 22a und dem Gleitteil 22c ausgebildet.
An der einen Endfläche 22e des Hauptventils 22 ist eine Vertiefung 22g, die mit dem ersten Anschluss 220 verbunden ist, auf der gleichen Achse wie das Spulenventil 22a ausgebildet. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 22d, deren eine Enden sich in einer Gleitfläche gegen den ersten Sitzteil 13a öffnen und deren andere Enden sich in der Innenumfangsfläche der Vertiefung 22g öffnen, sind in dem Spulenventil 22a ausgebildet und entlang des Umfangs voneinander beabstandet.
Jedes Durchgangsloch 22d wird durch den ersten Sitzteil 13a geschlossen und allmählich geöffnet, wenn sich das Spulenventil 22a in einer Trennungsrichtung des Sitzventils 22b und des zweiten Sitzteils 13b bewegt. Dabei ändert sich die Fläche jedes von dem ersten Sitzteil 13a freiliegenden Durchgangslochs 22d in Entsprechung zu einer Bewegungsgröße des Spulenventils 22a. Wie vorstehend beschrieben kann die Flussrate des von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 fließenden Hydrauliköls gesteuert werden, indem die Öffnungsfläche jedes Durchgangslochs 22d geändert wird.
Jedes Durchgangsloch 22d ist derart angeordnet, dass es auch dann nicht vollständig durch den ersten Sitzteil 13a geschlossen wird, wenn das Sitzventil 22b in einen Kontakt mit dem zweiten Sitzteil 13b kommt. Die Öffnungsfläche jedes Durchgangslochs 22d ist also an einer Ventilschließposition, wo das Sitzventil 22b in Kontakt mit dem zweiten Sitzteil 13b kommt, am kleinsten und vergrößert sich allmählich, wenn das Sitzventil 22b in einer Ventilöffnungsrichtung verschoben wird.
Es ist zu beachten, dass jedes Durchgangsloch 22d angeordnet sein kann, um durch den ersten Sitzteil 13a geschlossen zu werden, bis das Sitzventil 22b zu einem bestimmten Grad von dem zweiten Sitzteil 13b getrennt wird. In diesem Fall kann die Flussrate des Hydrauliköls auf im Wesentlichen null gesetzt werden, bis das Hauptventil 22 bis zu einem bestimmten Grad verschoben wird.
Eine andere Endfläche 22f des Hauptventils 22 ist der Steuerdruckkammer 42 zugewandt, die durch das Hauptventil 22, die Hülse 12 und den Solenoidteil 60 definiert wird.
Der Ventilblock 200 umfasst weiterhin einen Druckeinführdurchgang 240, der den ersten Anschluss 220 mit der Steuerdruckkammer 42 verbindet. Der Druckeinführdurchgang 240 ist mit der Steuerdruckkammer 42 über ein Einführloch 41 verbunden, das in der Hülse 12 ausgebildet ist und als eine Öffnung dient. Ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Rückflusses des zu der Steuerdruckkammer 42 eingeführten Hydrauliköls zu dem ersten Anschluss 220 kann in dem Druckeinführdurchgang 240 vorgesehen sein.
Wenn also der Druck des ersten Anschlusses 220 größer ist als der Druck in der Steuerdruckkammer 42, wird das Hydrauliköl in dem ersten Anschluss 220 zu der Steuerdruckkammer 42 über den Druckeinführdurchgang 240, ein Rückschlagventil 241 und das Einführloch 41 eingeführt. Wenn dagegen der Druck in der Steuerdruckkammer 42 größer ist als der Druck des ersten Anschlusses 220 wird der Fluss des Hydrauliköls von der Steuerdruckkammer 42 zu dem ersten Anschluss 220 durch das Rückschlagventil 241 blockiert.
Eine Hauptrückstellfeder 24 ist in einem komprimierten Zustand zwischen dem Hauptventil 22 und dem Solenoidventil 60 in der Steuerdruckkammer 42 vorgesehen.
Eine Vorspannkraft der Hauptrückstellfeder 42 wirkt in einer das Hauptventil 22 schließenden Richtung. Weiterhin wirkt der Druck des ersten Anschlusses 220 auf eine Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1 in Entsprechung zu einem Querschnitt in dem zweiten Sitzteil 13b des Hauptventils 22 in einer das Hauptventil 22 öffnenden Richtung. Weiterhin wirkt der Druck in der Steuerdruckkammer 42 auf eine Ventilschließdruckempfangsfläche A2 in Entsprechung zu einem Querschnitt in dem Gleitteil 22c in einer das Hauptventil 22 schließenden Richtung. Das Hauptventil 22 wird also in der Ventilöffnungsrichtung verschoben, wenn eine Schubkraft aufgrund des Drucks des ersten Anschlusses 220, der auf die Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1 wirkt, eine aus der Schubkraft aufgrund des Druck in der Steuerdruckkammer 42, der auf die Ventilschließdruckempfangsfläche A2 wirkt, und aus der Vorspannkraft der Hauptrückstellfeder 24 resultierende Kraft überschreitet, und wird in der Ventilschließrichtung verschoben, wenn die oben genannte Schubkraft unter die oben genannte resultierende Kraft fällt.
Das Hauptventil 22 umfasst weiterhin einen ersten Verbindungsdurchgang 23a und einen zweiten Verbindungsdurchgang 23b, die als ein Verbindungsdurchgang dienen, der eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 42 und dem zweiten Anschluss 230 zulässt.
Der erste Verbindungsdurchgang 23a ist ein Durchgangsloch, das derart in dem Hauptventil 22 ausgebildet ist, dass seine Mittenachse mit derjenigen des Hauptventils 22 zusammenfällt, wobei sich sein eines Ende in der anderen Endfläche 22f öffnet und sich sein anderes Ende in der Vertiefung 22g öffnet. Der erste Verbindungsdurchgang 23a kann also während der Verarbeitens der Vertiefung 22g des Hauptventils 22 ausgebildet werden. Weil ein Stopfen 25 an einem Öffnungsende des ersten Verbindungsdurchgangs 23a auf der Seite der Vertiefung 22g eingebettet ist, sind der erste Verbindungsdurchgang 23a und der erste Anschluss 220 nicht miteinander verbunden.
Der zweite Verbindungsdurchgang 23b ist in einer Radialrichtung des Hauptventils 22 ausgebildet und weist ein mit dem ersten Verbindungsdurchgang 23a verbundenes Ende und ein sich in der Außenumfangsfläche des Hauptventils 22 öffnendes Ende auf. Das andere Ende des zweiten Verbindungsdurchgangs 23b ist derart angeordnet, dass es stets mit den Verbindungslöchern 12b in einem Bereich, in dem das Hauptventil 22 in der Axialrichtung verschoben wird, verbunden ist.
Ein stumpfkegelförmiger Nebensitzteil 23c ist an einem Öffnungsende des ersten Verbindungsdurchgangs 23a auf der Seite der Steuerdruckkammer 42 ausgebildet. Das durch den Solenoidteil 60 anzutreibende Hilfsventil 31 sitzt auf dem Nebensitzteil 23c.
Das Hilfsventil 31 ist ein zylindrisches Glied, an dessen einem Ende ein Nebensitzventil 31a ausgebildet ist, das geformt ist, um in einen Kontakt mit dem Nebensitzteil 23c zu kommen. Weiterhin ist das andere Ende mit einem kreisförmigen Federsitz 36 gekoppelt.
Wenn das Nebensitzventil 31a und der Nebensitzteil 23c in Kontakt miteinander kommen, wird die Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 42 und dem ersten Verbindungsdurchgang 23a blockiert. Wenn dagegen das Nebensitzventil 31a von dem Nebensitzteil 23c getrennt wird und ein Zwischenraum zwischen dem Nebensitzventil 31a und dem Nebensitzteil 23c gebildet wird, sind die Drucksteuerkammer 42 und der erste Verbindungsdurchgang 23a verbunden. Das Hydrauliköl in der Steuerdruckkammer 42 wird also zu dem zweiten Anschluss 230 über die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 23a, 23b ausgeführt. Obwohl das Hydrauliköl zu der Steuerdruckkammer 42 über den Druckeinführdurchgang 240 eingeführt wird, wird der Einfluss des Hydrauliköls in die Steuerdruckkammer 42 durch das Einführloch 41 beschränkt. Daraus resultiert, dass sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 vermindert.
Die Größe des Zwischenraums zwischen dem Nebensitzventil 31a und dem Nebensitzteil 23c wird eingestellt, indem die Position des Hilfsventils 31 in der Axialrichtung geändert wird. Weil die Axialposition des Hilfsventils 31 durch den Solenoidteil 60 gesteuert wird, wird die Größe dieses Zwischenraums durch den Solenoidteil 60 gesteuert.
Der Solenoidteil 60 umfasst eine Spule 62, die eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, wenn Strom zugeführt wird, und ein Solenoidrohr 14 in der Form eines unten geschlossenen Rohrs, an dessen Außenumfang die Spule 62 vorgesehen ist.
Das Solenoidrohr 14 umfasst einen Einsteckteil 14a, der in das Einsteckloch 210 des Ventilblocks 200 eingesteckt wird, und einen kleindurchmessrigen Teil 14b, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Einsteckteil 14a und außerhalb des Einstecklochs 210 angeordnet ist. Das Solenoidrohr 14 greift schraubend in die Hülse 12 in dem Einsteckteil 14a ein. Die Kopplung zwischen dem Solenoidrohr 14 und der Hülse 12 ist nicht auf eine Schraubkopplung beschränkt und kann auch eine Passkopplung sein.
Ein als ein Dichtungsglied dienender O-Ring 53 ist an dem Außenumfang des Einsteckteils 14a angeordnet. Die Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Einstecklochs 210 wird durch den O-Ring 53 blockiert, der zwischen dem Solenoidrohr 14 und dem Einsteckloch 210 komprimiert wird. Dadurch wird ein Lecken des Hydrauliköls aus dem Einsteckloch 210 nach außen verhindert und wird ein Eindringen von Wasser, Staub und ähnlichem von außen in das Einsteckloch 210 verhindert.
Ein Befestigungsloch 16 ist locker auf den Außenumfang des kleindurchmessrigen Teils 14b gepasst. Das Befestigungsglied 16 wird an dem Ventilblock 200 über eine nicht gezeigte Schraube befestigt, indem ein Innenumfangsteil an dem Einsteckteil 14a gesperrt wird. Durch das Befestigen des Befestigungsglieds 16 an dem Ventilblock 200 wird das Solenoidventil 100 an dem Ventilblock 200 fixiert.
Ein Kolben 33 für die Anziehung zu der Spule 62 und ein Kolben 71, der die weiter unten beschriebene Druckausgleichseinheit 70 bildet, sind gleitbar in dem Solenoidrohr 14 aufgenommen. Der Kolben 33 ist derart angeordnet, dass ein Ende 33a der Steuerdruckkammer 42 zugewandt ist. Eine Rückdruckkammer 44 wird durch ein anderes Ende 33b des Kolbens 33 und den Kolben 71 in dem Solenoidrohr 14 definiert.
Der Kolben 33 enthält ein Durchgangsloch 33c, das sich durch eine Axialmitte erstreckt, und eine Vielzahl von Verbindungslöchern 33d, die um das Durchgangsloch 33c herum ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung erstrecken. Auf diese Weise werden die Rückdruckkammer 44 und die Steuerdruckkammer 42 durch die Vielzahl von Verbindungslöchern 33d miteinander verbunden. Weiterhin wird das Hilfsventil 31 locker in das Durchgangsloch 33c von der Seite des anderen Endes 33b her eingesteckt und an dem Kolben 33 über den Federsitz 36 gesperrt.
Weiterhin ist eine Nebenrückstellfeder 35, die als ein erstes Vorspannglied dient und in einem komprimierten Zustand zwischen dem Federsitz 36 und dem Kolben 71 angeordnet wird, in der Rückdruckkammer 44 angeordnet. Auf diese Weise werden das Hilfsventil 31 und der Kolben 33 in einer Richtung, in der das Nebensitzventil 31a auf dem Nebensitzteil 23c zu sitzen kommt, durch eine Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 und den Druck in der Rückdruckkammer 44 vorgespannt.
Weiterhin ist ein C-förmiger Stoppring 37 an der Innenumfangsfläche des Solenoidrohrs 14 gesperrt. Der Stoppring 37 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass der Kolben 33 austritt, indem er durch die Nebenrückstellfeder 35 zurückgedrückt wird, nachdem der Kolben 33 in dem Solenoidrohr 14 montiert wurde.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Druckausgleichseinheit 70 beschrieben.
Die Druckausgleichseinheit 70 umfasst den Kolben 71, der in dem Solenoidrohr 14 vorgesehen ist, ein Drückglied 73, das den Kolben 71 drückt, indem es in einen Kontakt mit dem Kolben 71 kommt, Tellerfedern 74, die als ein zweites Vorspannglied zum Vorspannen des Drückglieds 73 zu dem Kolben 71 dienen, und ein Einstellglied 75, das mit den Tellerfedern 74 zwischen dem Drückglied 73 und dem Einstellglied 75 angeordnet ist.
Das Drückglied 73 umfasst einen scheibenförmigen Körperteil 73a, einen Stangenteil 73b, der sich von dem Körperteil 73a erstreckt und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Körperteil 73a, und einen Vorsprung 73c, der von dem Körperteil 73a zu einer Seite gegenüber dem Stangenteil 73b vorsteht. Der Stangenteil 73b wird gleitbar durch ein Durchgangsloch 14d in einem Endteil 14c des Solenoidrohrs 14 gehalten, wobei sein Ende in Kontakt mit dem Kolben 71 ist. Eine Vielzahl von Tellerfedern 74 sind derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung mit dem Außenumfang des Vorsprungs 73c überlappen. Diese Tellerfedern 74 sind zwischen dem Körperteil 73a des Drückglieds 73 und dem Einstellglied 75 eingeschlossen.
Das Einstellglied 75 ist ein scheibenförmiges Glied und umfasst einen Außengewindeteil 75a, der an der Außenumfangsfläche ausgebildet ist, und eine Vertiefung 75b, die an einer dem Vorsprung 73c zugewandten Position ausgebildet ist. Die Tiefe der Vertiefung 75b ist derart gesetzt, dass die zwischen dem Drückglied 73 und dem Einstellglied 75 angeordneten Tellerfedern 74 auch dann nicht maximal kontrahiert werden, wenn ein Endteil des Vorsprungs 73c in Kontakt mit der unteren Fläche der Vertiefung 75b ist. Das heißt, dass der Vorsprung 73c des Drückglieds 73 als ein Beschränkungsteil funktioniert, der eine Kontraktionsgröße der Tellerfedern 74 beschränkt.
An dem Endteil 14c des Solenoidrohrs 14, das den Stangenteil 73b hält, ist eine hohle, zylindrische Hülse 72 entlang der Axialrichtung fixiert, um das Drückglied 73 zu umschließen. Das Einstellglied 75 greift schraubend in die Innenumfangsfläche der Hülse 72 beweglich in der Axialrichtung über den Außengewindeteil 75a ein. Die Tellerfedern 74 sind in dem zwischen dem Drückglied 73 und dem Einstellglied 75 eingeschlossenen Zustand in der Hülse 72 aufgenommen.
Wenn die Axialposition des Einstellglieds 75 geändert wird, wird der Kolben 71 in der Axialrichtung über die Tellerfedern 74 und das Drückglied 73 verschoben. Bei dieser Verschiebung ändert sich die Kompressionsgröße der Nebenrückstellfeder 35 und kann die Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, eingestellt werden. Wie zuvor geschrieben, funktioniert das Einstellglied 75 auch als ein Einstellglied für das Einstellen der Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt.
Weil die Federkonstante der Tellerfeder 74 größer gesetzt ist als diejenige der Nebenrückstellfeder 35, wird die Tellerfeder 74 beim Einstellen der Anfangslast nicht früher komprimiert als die Nebenrückstellfeder 35. Es können verschiedene elastische Glieder wie etwa eine Spiralfeder anstelle der Tellerfedern 74 verwendet werden, wenn diese elastischen Glieder eine größere Federkonstante aufweisen als die Nebenrückstellfeder 35.
Das Drückglied 73 und ähnliches sind derart angeordnet, dass sie in der Axialrichtung von dem Solenoidrohr 14 vorstehen und werden durch eine an der Hülse 72 befestigte Abdeckung 63 bedeckt. Weil die Glieder der Druckausgleichseinheit 70 wie oben beschrieben außerhalb des Solenoidrohrs 14 vorgesehen sind, können die Tellerfedern 74 einfach ausgetauscht werden und kann eine Einstellung der Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35 einfach vorgenommen werden, indem die Abdeckung 63 entfernt wird.
Im Folgenden wird der Betrieb des Solenoidventils 100 beschrieben.
Wenn kein Strom an der Spule 62 angelegt wird, werden das Hilfsventil 31 und der Kolben 33 durch die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 gedrückt, sitzt das Nebensitzventil 31a des Hilfsventils 31 auf dem Nebensitzteil 23c auf und wird die Steuerdruckkammer 42 geschlossen. Deshalb wird der Druck in der Steuerdruckkammer 42 gleich dem Druck des ersten Anschlusses 220 und wirkt ein Druck gleich dem Druck des ersten Anschlusses 220 auf die Ventilschließdruckempfangsfläche A2.
Weil dabei die Größe der Ventilschließdruckempfangsfläche A2 größer gesetzt ist als die Größe der Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1, überschreitet die aus der Schubkraft aufgrund des Drucks in der Steuerdruckkammer 42, der auf die Ventilschließdruckempfangsfläche A2 wirkt, und aus der Vorspannkraft der Hauptrückstellfeder 24 resultierende Schubkraft die Schubkraft aufgrund des Drucks des ersten Anschlusses 220, der auf die Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1 wirkt, und wird das Hauptventil 22 in einer den Sitzteil 13 schließenden Richtung vorgespannt. Wenn sich wie oben beschrieben die Spule 62 in einem nicht-leitenden Zustand befindet, wird der Fluss des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 blockiert.
Wenn dagegen ein Strom zu der Spule 62 zugeführt wird, überschreitet der Kolben 33 die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 und wird zu der Spule 62 durch eine durch den Solenoidteil 60 erzeugte Schubkraft gezogen. Dann wird das Hilfsventil 31 zusammen mit dem Kolben 33 verschoben, wodurch das Nebensitzventil 31a von dem Nebensitzteil 23c getrennt wird und ein Zwischenraum zwischen dem Nebensitzventil 31a und dem Nebensitzteil 23c gebildet wird. Das Hydrauliköl in der Steuerdruckkammer 42 geht durch den ersten Verbindungsdurchgang 23a, den zweiten Verbindungsdurchgang 23b und die Verbindungslöcher 12b durch diesen Zwischenraum hindurch und wird zu dem zweiten Anschluss 230 ausgeführt.
Weil der Einfluss des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 in die Steuerdruckkammer 42 durch das als eine Öffnung dienende Einführloch 41 beschränkt wird, vermindert sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 aufgrund der Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 42 und dem zweiten Anschluss 230. Dann wird das Hauptventil 22 in einer den Sitzteil 13 öffnenden Richtung verschoben, bis die aus der Schubkraft aufgrund des Drucks in der Steuerdruckkammer 42, der auf die Ventilschließdruckempfangsfläche A2 wirkt, und der Vorspannkraft der Hauptrückstellfeder 24 resultierende Schubkraft und die Schubkraft aufgrund des Drucks des ersten Anschlusses 220, der auf die Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1 wirkt, ausgeglichen sind. Daraus resultiert, dass das Hydrauliköl von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 durch Zwischenräume zwischen den Durchgangslöchern 22d und dem ersten Sitzteil 13a und zwischen dem Sitzventil 22b und dem zweiten Sitzteil 13b und den Verbindungslöchern 12b fließt.
Wenn der zu der Spule 62 zugeführte Strom vergrößert wird, wird das Nebensitzventil 31a weiter von dem Nebensitzteil 23c getrennt. Daraus resultiert, dass die von der Steuerdruckkammer 42 zu dem zweiten Anschluss 230 ausgeführte Menge des Hydrauliköls größer wird und sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 weiter vermindert. Dann bewegt sich das Hauptventil 22 weiterhin in der den Sitzteil 13 öffnenden Richtung in Entsprechung zu einer Reduktion des Drucks in der Steuerdruckkammer 42, sodass sich die von dem ersten Sitzteil 13a freiliegenden Flächen der Durchgangslöcher 22d des Spulenventils 22a vergrößern. Daraus resultiert, dass sich die Flussrate des von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 fließenden Hydrauliköls vergrößert.
Wie oben beschrieben, wird die Flussrate des von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 fließenden Hydrauliköls gesteuert, indem der zu der Spule 62 zugeführte Strom vergrößert und verkleinert wird und die Verschiebungsgröße des Hauptventils 22 gesteuert wird.
Wenn die Stromzufuhr zu der Spule 62 gestoppt wird, wird die Schubkraft für das Anziehen des Kolbens 33 aufgehoben. Deshalb wird der Kolben 33 in der Richtung für ein Sitzen des Nebensitzventils 31a auf dem Nebensitzteil 23c durch die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 gedrückt. Wenn das Nebensitzventil 31a des Hilfsventils 31 auf dem Nebensitzteil 23c sitzt, wird das Hydrauliköl in dem ersten Anschluss 220 in die Steuerdruckkammer 42 durch das Einführloch 41 eingeführt und vergrößert sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42, sodass er gleich dem Druck des ersten Anschlusses 220 wird.
Wenn der Druck in der Steuerdruckkammer 42 gleich dem Druck des ersten Anschlusses 220 wird, fällt die Schubkraft aufgrund des Drucks des ersten Anschlusses 220, der auf die Ventilöffnungsdruckempfangsfläche A1 wirkt, unter die aus der Schubkraft aufgrund des Drucks in der Steuerdruckkammer 42, der auf die Ventilschließdruckempfangsfläche A2 wirkt, und aus der Vorspannkraft der Hauptrückstellfeder 24 resultierende Kraft. Deshalb wird das Hauptventil 22 in der den Sitzteil 13 schließenden Richtung vorgespannt. Daraus resultiert, dass das Hauptventil 22 in der den Sitzteil 13 schließenden Richtung verschoben wird und der Fluss des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230 blockiert wird.
Im Folgenden wird der Betrieb der Druckausgleichseinheit 70 beschrieben.
Wenn sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 nicht vergrößert, während sich die Spule 62 in dem nicht-leitenden Zustand befindet, vergrößert sich auch der Druck in der Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist. Wenn dabei eine Vorspannkraft aufgrund des Drucks in der Rückdruckkammer 44, der auf den Kolben 71 wirkt, die Vorspannkraft der Tellerfedern 74 überschreitet, wird der Kolben 71 in einer die Rückdruckkammer 44 erweiternden Richtung verschoben.
Weil sich die Nebenrückstellfeder 35 aufgrund einer Verschiebung des Kolbens 71 dehnt, vermindert sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, in Entsprechung zu der Dehnungsgröße. Das heißt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, wenn sich der Druck in der Rückdruckkammer 44 vergrößert. Dabei ist die Federkennlinie der Tellerfeder 74 derart gesetzt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 in Entsprechung zu der Vergrößerung der Vorspannkraft aufgrund des Drucks in der Rückdruckkammer 44, der auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, sodass also eine aus diesen Vorspannkräften resultierende Kraft konstant fixiert ist. Die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, weist also stets eine fixe Größe auf.
Wie oben beschrieben, funktioniert die Druckausgleichseinheit 70, um die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, auch dann bei einer im Wesentlichen fixierten Größe zu halten, wenn sich der Druck in der Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist, etwa aufgrund einer Vergrößerung des Druck des zu dem ersten Anschluss 220 zugeführten Hydrauliköls vergrößert. Indem die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 mit der im Wesentlichen fixierten Größe wirkt, gehalten wird, wird das Hilfsventil 31 konstant angetrieben und wird auch das Hauptventil 22 entsprechend geöffnet, wenn ein konstanter Strom zu der Spule 62 zugeführt wird. Weil also die Druckausgleichseinheit 70 vorgesehen ist, wird eine Vergrößerung der Schubkraft, die für das Anziehen des Hilfsventils 31 erforderlich ist, unterdrückt und kann eine stabile Flussrate des Hydrauliköls in Entsprechung zu dem zugeführten Strom erhalten werden.
Und wenn sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 anormal vergrößert oder momentan plötzlich vergrößert, können die Tellerfedern 74 brechen, weil sie über eine zuvor gesetzte Kontraktionsgröße hinaus komprimiert werden. In dieser Ausführungsform kann ein Brechen der Tellerfedern 74 verhindert werden, weil der Vorsprung 73c des Drückglieds 73 in Kontakt mit der unteren Fläche der Vertiefung 75b kommt, um einen maximal kontrahierten Zustand der Tellerfedern 74 in diesem Fall zu verhindern. Es ist zu beachten, dass der Beschränkungsteil, der die Kontraktionsgröße der Tellerfedern 74 beschränkt, nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist und zum Beispiel eine Verschiebung des Kolbens 71 zu dem Drückglied 73 beschränken kann. Der Beschränkungsteil kann eine beliebige Konfiguration aufweisen, solange ein maximal kontrahierter Zustand der Tellerfedern 74 unterdrückt wird.
Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden die folgenden Funktionen und Effekte erhalten.
In dem Solenoidventil 100 kann die Druckausgleichseinheit 70 die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, durch eine einfache Betätigung zum Expandieren/Kontrahieren der Rückdruckkammer 44 in Entsprechung zu dem Druck in der Steuerdruckkammer 42 ändern, ohne dass das Hauptventil 22 mit einem zusätzlichen Glied versehen werden muss. Das Hauptventil 22 kann also eine einfache Form aufweisen, wobei die Vorspannkraft, die auf das Hilfsventil 31 über die einfach konfigurierte Druckausgleichseinheit 70 wirkt, in Entsprechung zu dem Druck in der Steuerdruckkammer 42 geändert werden kann. Daraus resultiert, dass der Aufbau des Solenoidventils 100 mit der darin enthaltenen Druckausgleichseinheit 70 vereinfacht werden kann.
Und weil es nicht länger erforderlich ist, die Tellerfedern 74 mit einem relativ großen Außendurchmesser an dem Hauptventil 22 vorzusehen, kann der Außendurchmesser des Hauptventils 22 und der Steuerdruckkammer 42 kleiner vorgesehen werden. Der Außendurchmesser der Hülse 12 wird also kleiner, und die Montagefähigkeit des Solenoidventils 100 kann verbessert werden. Und wenn der Außendurchmesser der Hülse 12 kleiner wird, wird die in Kontakt mit dem Ventilblock 200 kommende Fläche der Hülse 12 kleiner und wird die Axialkraft für das Fixieren des Solenoidventils 100 kleiner. Deshalb können die Steifigkeit des Befestigungsglieds 16 und die Stärke der Befestigungsschraube reduziert werden. Und weil es außerdem nicht länger erforderlich ist, ein Gleitglied und ähnliches in dem Hauptventil 22 anzuordnen, wird die Verarbeitung des Hauptventils 22 vereinfacht und können die Herstellungskosten reduziert werden.
Und weil die Druckausgleichseinheit 70 außerhalb des Solenoidrohrs 14 vorgesehen ist, können die Tellerfedern 74 einfach ausgetauscht werden und kann eine Einstellung der Anfangslast der Nebenrückstellfedern 35 einfach vorgenommen werden. Und weil der Installationsraum für die Vorspanneinrichtung im Vergleich zu einem Fall, in dem die Tellerfedern 74 an dem Hauptventil 22 vorgesehen sind, nicht beschränkt wird, kann ein elastisches Glied wie etwa eine Spiralfeder mit einem hohen Freiheitsgrad für den Entwurf anstelle der Tellerfedern 74 verwendet werden.
<Zweite Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Solenoidventil 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 beschrieben. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform, wobei ähnliche Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch gleiche Bezugszeichen angegeben und hier nicht nochmals beschrieben werden.
Die Grundkonfiguration des Solenoidventils 110 ist derjenigen des Solenoidventils 100 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich. Das Solenoidventil 110 unterscheidet sich vor allem dadurch von dem Solenoidventil 100, dass ein elastischer Gummikörper 84 als ein zweites Vorspannglied in einer Druckausgleichseinheit 80 verwendet wird.
Die Druckausgleichseinheit 80 des Solenoidventils 110 umfasst den elastischen Gummikörper 84, einen Kolben 81, der in einem Solenoidrohr 14 vorgesehen ist, ein Drückglied 83, das den Kolben 81 drückt, indem es in Kontakt mit dem Kolben 81 kommt, und ein Einstellglied 85, das mit dem elastischen Gummikörper 84 zwischen dem Drückglied 83 und dem Einstellglied 85 angeordnet ist.
Das Drückglied 83 umfasst einen scheibenförmigen Körperteil 83a, einen Stangenteil 83b, der sich von dem Körperteil 83a erstreckt und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Körperteil 83a, und einen Vorsprung 83c, der von dem Körperteil 83a zu der Seite gegenüber dem Stangenteil 83b vorsteht. Der Stangenteil 83b wird gleitbar durch ein Durchgangsloch 14d in einem Endteil 14c des Solenoidrohrs 14 gehalten, wobei sein Ende in Kontakt mit dem Kolben 81 ist.
Der elastische Gummikörper 84 ist zwischen dem Drückglied 83 und dem Einstellglied 85 angeordnet und mit einer kreisrunden Ringform ausgebildet, wobei ein Einsteckloch 84a, in das der Vorsprung 83c eingesteckt wird, in der Mitte des elastischen Körpers 84 ausgebildet ist. Indem der Vorsprung 83c des Drückglieds 83 in das Einsteckloch 84a eingesteckt wird, wird eine Radialbewegung des elastischen Gummikörpers 84 beschränkt. Die Länge des Vorsprungs 83c ist derart gesetzt, dass der elastische Gummikörper 84 zwischen dem Drückglied 83 und dem Einstellglied 85 auch dann nicht maximal kontrahiert wird, wenn ein Endteil des Vorsprungs 83c in Kontakt mit dem Einstellglied 85 kommt. Der Vorsprung 83c des Drückglieds 83 funktioniert also als ein Beschränkungsteil, der die Kontraktionsgröße des elastischen Gummikörpers 84 beschränkt.
Der elastische Gummikörper 84 ist aus Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk oder einem elastischen Elastomer wie etwa Silikonkautschuk ausgebildet, das eine hervorragende Wiederherstellungskraft bei einer Kompression aufweist. Weil der elastische Gummikörper an einer der Luft ausgesetzten Position ohne Kontakt mit dem Hydrauliköl angeordnet ist, ist der elastische Gummikörper 84 vorzugsweise aus einem Elastomer mit einer hervorragenden Wetterbeständigkeit ausgebildet.
An dem Endteil 14c des Solenoidrohrs 14, das den Stangenteil 83b hält, ist eine hohle, zylindrische Hülse 82 entlang einer Axialrichtung derart fixiert, dass sie das Drückglied 83 umgibt. Das scheibenförmige Einstellglied 85 greift schraubend in die Innenumfangsfläche der Hülse 82 beweglich in der Axialrichtung über einen Außenumfangsteil 85a an der Außenumfangsfläche des Einstellglieds 85 ein. Der elastische Gummikörper 84 ist in der Hülse 82 aufgenommen und zwischen dem Drückglied 83 und dem Einstellglied 85 eingeschlossen.
Wenn die Axialposition des Einstellglieds 85 geändert wird, wird der Kolben 81 in der Axialrichtung über den elastischen Gummikörper 84 und das Drückglied 83 verschoben. Gemäß dieser Verschiebung ändert sich eine Kompressionsgröße einer Nebenrückstellfeder 35 und kann eine Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35, die auf ein Hilfsventil 31 wirkt, eingestellt werden. Wie oben beschrieben, funktioniert das Einstellglied 85 auch als ein Einstellglied zum Einstellen der Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt.
Weil die Federkonstante des elastischen Gummikörpers 84 größer gesetzt ist als diejenige der Nebenrückstellfeder 35 wird der elastische Gummikörper 84 beim Einstellen der Anfangslast nicht früher komprimiert als die Nebenrückstellfeder 35.
Das Drückglied 83 und ähnliches, die angeordnet sind, um in der Axialrichtung von dem Solenoidventil 14 vorzustehen, werden durch eine an der Hülse 82 befestigte Abdeckung 63 bedeckt. Weil die Glieder der Druckausgleichseinheit 80 wie oben beschrieben außerhalb des Solenoidrohrs 14 vorgesehen sind, kann der elastische Gummikörper 84 einfach ausgetauscht werden und kann eine Einstellung der Anfangslast der Nebenrückstellfeder 85 einfach vorgenommen werden, indem die Abdeckung 63 entfernt wird.
Der Betrieb des Solenoidventils 110 wird nicht beschrieben, weil er gleich dem Betrieb des Solenoidventils 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist.
Im Folgenden wird der Betrieb der Druckausgleichseinheit 80 beschrieben.
Wenn sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 vergrößert, während sich eine Spule 62 in einem nicht-leitenden Zustand befindet, vergrößert sich auch der Druck in einer Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist. Wenn dabei eine Vorspannkraft aufgrund des Drucks in der Rückdruckkammer 44, der auf den Kolben 81 wirkt, eine Vorspannkraft des elastischen Gummikörpers 84 überschreitet, wird der elastische Gummikörper 84 durch das Drückglied 83 komprimiert und verformt. Dann wird der Kolben 81 in einer die Rückdruckkammer 44 erweiternden Richtung in Entsprechung zu der Verformungsgröße des elastischen Gummikörpers 84 verschoben.
Weil sich die Nebenrückstellfeder 35 aufgrund einer Verschiebung des Kolbens 81 dehnt, vermindert sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, in Entsprechung zu dieser Dehnungsgröße. Das heißt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, wenn sich der Druck in der Rückdruckkammer 44 vergrößert. Dabei ist die Federkennlinie des elastischen Gummikörpers 84 derart gesetzt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 in Entsprechung zu der Vergrößerung der Vorspannkraft durch den Druck in der Rückdruckkammer 44, der auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, sodass also die aus diesen Vorspannkräften resultierende Kraft konstant fixiert ist. Die Vorspannkraft in einer Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, weist also stets eine fixe Größe auf.
Wie oben beschrieben, funktioniert die Druckausgleichseinheit 80, um die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, auch dann bei einer im Wesentlichen fixierten Größe zu halten, wenn sich der Druck in der Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist, etwa aufgrund einer Vergrößerung des Drucks des zu dem ersten Anschluss 220 zugeführten Hydrauliköls vergrößert. Indem die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 mit der im Wesentlichen fixierten Größe wirkt, gehalten wird, wird das Hilfsventil 31 konstant angetrieben und wird auch das Hauptventil 22 entsprechend geöffnet, wenn ein konstanter Strom zu der Spule 62 zugeführt wird. Weil also die Druckausgleichseinheit 80 vorgesehen ist, ist eine für das Anziehen des Hilfsventils 31 erforderliche Schubkraft unabhängig von einer Druckänderung in der Steuerdruckkammer 42 fixiert. Auf diese Weise kann eine stabile Flussrate des Hydrauliköls in Entsprechung zu einem zu der Spule 62 zugeführten Strom erhalten werden.
Und wenn sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 anormal vergrößert oder momentan plötzlich vergrößert, kann der elastische Gummikörper 84 brechen, weil er über eine zuvor gesetzte Kontraktionsgröße hinaus komprimiert wird. In dieser Ausführungsform kann ein Brechen des elastischen Gummikörpers 84 verhindert werden, weil der Vorsprung 83c des Drückglieds 83 in Kontakt mit dem Einstellglied 85 kommt, um einen maximal kontrahierten Zustand des elastischen Gummikörpers 84 in einem derartigen Fall zu verhindern. Es ist zu beachten, dass der Beschränkungsteil, der die Kontraktionsgröße des elastischen Gummikörpers 84 beschränkt, nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist und zum Beispiel eine Verschiebung des Kolbens 81 zu dem Drückglied 83 beschränken kann. Der Beschränkungsteil kann eine beliebige Konfiguration aufweisen, solange ein maximal kontrahierter Zustand des elastischen Gummikörpers 84 unterdrückt wird.
Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform werden die folgenden Funktionen und Effekte zusätzlich zu den Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erhalten.
In dem Solenoidventil 110 wird der elastische Gummikörper 84 als das zweite Vorspannglied in der Druckausgleichseinheit 80 verwendet. Weil die Form des elastischen Gummikörpers 84 frei gewählt werden kann, können die anderen Glieder der Druckausgleichseinheit 80 wie etwa das Drückglied 83 und das Einstellglied 85 frei entworfen werden und kann der Freiheitsgrad für den Entwurf des Solenoidventils 110 verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass die Form des elastischen Gummikörpers 84 nicht auf die kreisrunde Ringform beschränkt ist, solange ein Brechen aufgrund einer Kompression verhindert wird. Zum Beispiel kann der elastische Gummikörper 84 mit einer Scheibenform ausgebildet werden. Weiterhin kann der elastische Gummikörper 84 derart beschaffen sein, dass eine Vielzahl von elastischen Gummikörpern mit jeweils verschiedenen elastischen Eigenschaften in der Axialrichtung übereinander geschichtet sind. Weiterhin können die elastischen Eigenschaften geändert werden, indem das interne Material des elastischen Gummikörpers 84 verschieden vorgesehen wird oder ein Raum in seinem Inneren vorgesehen wird.
<Dritte Ausführungsform>
Im Folgenden wird ein Solenoidventil 120 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 beschrieben. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform, wobei ähnliche Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden und hier nicht nochmals beschrieben werden.
Die Grundkonfiguration des Solenoidventils 120 ist derjenigen des Solenoidventils 100 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich. Das Solenoidventil 120 unterscheidet sich von dem Solenoidventil 100 vor allem dadurch, dass der Kolben 71 der Druckausgleichseinheit 70 entlang der Rückdruckkammer 44 mit der darin aufgenommenen Nebenrückstellfeder 35 in dem Solenoidventil 100 gleitet, während ein Kolben 91 entlang eines Gleitlochs 14e in einem Endteil 14c eines Solenoidrohrs 14 in dem Solenoidventil 120 gleitet.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Druckausgleichseinheit 90 des Solenoidventils 120 beschrieben.
Die Druckausgleichseinheit 90 umfasst den zylindrischen Kolben 91, der in dem Solenoidrohr 14 vorgesehen ist, ein Drückglied 93, das den Kolben 91 drückt, indem es in Kontakt mit dem Kolben 91 kommt, Tellerfedern 94, die als ein zweites Vorspannglied für das Vorspanen des Drückglieds 93 zu dem Kolben 91 dienen, ein Einstellglied 95, das mit den Tellerfedern 94 zwischen dem Drückglied 93 und dem Einstellglied 95 angeordnet ist, und eine Hülse 92, die gleitbar das Drückglied 93 hält und schraubend in das Einstellglied 95 eingreift.
Der Kolben 91 umfasst einen Federaufnahmeteil 91a, mit dem ein Ende einer Nebenrückstellfeder 35 gesperrt ist, und einen Gleitteil 91b, der mit einem kleineren Durchmesser als der Federaufnahmeteil 91a ausgebildet ist und gleitbar in dem Gleitloch 14e in dem Endteil 14c des Solenoidrohrs 14 gehalten wird. Das Gleitloch 14e, das den Gleitteil 91b des Kolbens 91 gleitbar hält, ist ein Durchgangsloch, dessen eines Ende sich in einer Rückdruckkammer 44 öffnet und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Rückdruckkammer 44 und der Außendurchmesser der Nebenrückstellfeder 35. Der Gleitteil 91b ist derart angeordnet, dass sein Ende von dem Solenoidrohr 14 freiliegt.
Ein O-Ring 96 ist an dem Außenumfang des Gleitteils 91b vorgesehen. Ein Lecken des Hydrauliköls aus der Rückdruckkammer 44 nach außen wird durch den O-Ring 96 verhindert, der durch den Gleitteil 91b und das Gleitloch 14e komprimiert wird.
Eine Endseite der Hülle 92 wird in den Endteil 14c des Solenoidrohrs 14, wo der Gleitteil 91b freiliegt, eingesteckt und mit diesem gekoppelt. Die Hülse 92 ist mit einem Gleitloch 92a versehen, um das Drückglied 93 gleitbar an einer dem Gleitteil 91b zugewandten Position zu halten. Die Hülse 92 umfasst einen Gewindeteil, in den das Einstellglied 95 schraubend eingreift, an der Innenumfangsfläche auf der anderen Endseite.
Das Drückglied 93 umfasst einen scheibenförmigen Körperteil 93a, der in der Hülse 92 aufgenommen wird, einen Stangenteil 93b, der sich von dem Körperteil 93a erstreckt und einen kleineren Durchmesser aufweist als der Körperteil 93a, und einen Vorsprung 93c, der von dem Körperteil 93a zu einer Seite gegenüber dem Stangenteil 93b vorsteht. Der Stangenteil 93b wird gleitbar durch das Gleitloch 92a der Hülse 92 gehalten, wobei sein Ende in einen Kontakt mit dem Gleitteil 91b des Kolbens 91 kommt.
Weil die Aufbauten und Funktionen der anderen Glieder denjenigen des Solenoidventils 100 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, werden sie hier nicht nochmals beschrieben.
Im Folgenden wird der Betrieb der Druckausgleichseinheit 90 beschrieben.
Wenn sich der Druck in einer Steuerdruckkammer 42 vergrößert, während sich eine Spule 62 in einem nicht-leitenden Zustand befindet, vergrößert sich auch der Druck in der Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist. Wenn dabei eine Vorspannkraft aufgrund des Drucks in der Rückdruckkammer 44, der auf den Kolben 91 wirkt, eine Vorspannkraft der Tellerfedern 94 überschreitet, wird der Kolben 91 in der Richtung nach links in 3 verschoben.
Weil sich die Nebenrückstellfeder 35 bei einer Verschiebung des Kolbens 91 dehnt, vermindert sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, in Entsprechung zu der Dehnungsgröße. Das heißt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, wenn sich der Druck in der Rückdruckkammer 44 vergrößert. Dabei ist die Federkennlinie der Tellerfedern 94 derart gesetzt, dass sich die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 in Entsprechung zu der Vergrößerung der Vorspannkraft aufgrund des Drucks in der Rückdruckkammer 44, der auf das Hilfsventil 31 wirkt, vermindert, sodass also eine aus diesen Vorspannkräften resultierende Kraft konstant fixiert ist. Die Vorspannkraft in der Ventilschließrichtung, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, weist also eine fixierte Größe auf.
Wie oben beschrieben funktioniert die Druckausgleichseinheit 90 ähnlich wie die Druckausgleichseinheit 70 des Solenoidventils 100 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Wenn vorgefertigte Artikel als die Tellerfedern 94 verwendet werden, muss eine zu den Tellerfedern 94 zu übertragende Kraft in Entsprechung zu den Eigenschaften der vorgefertigten Artikel gesetzt werden. Zum Beispiel muss in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Außendurchmesser des Kolbens 71 geändert werden und muss der Innendurchmesser der Rückdruckkammer 44, die ein nicht-durchgängiges Loch ist, geändert werden, um die zu dem Tellerfedern 74 übertragene Kraft zu ändern. Und weil der Innendurchmesser der Rückdruckkammer 44 größer gesetzt ist als der Außendurchmesser der Nebenrückstellfeder 35, ist eine drastische Entwurfsänderung erforderlich, um die zu den Tellerfedern 74 zu übertragende Kraft zu reduzieren.
Im Gegensatz dazu wird in der Druckausgleichseinheit 90 eine zu den Tellerfedern 94 zu übertragende Kraft durch eine Querschnittfläche des Gleitteils 91b des Kolbens 91, auf den der Druck in der Rückdruckkammer 44 wirkt, bestimmt. Die zu den Tellerfedern 94 zu übertragende Kraft kann also angemessen geändert werden, indem lediglich der Außendurchmesser des Gleitteils 91b und der Innendurchmesser des Gleitlochs 14e geändert werden. Weil der Außendurchmesser des Gleitteils 91b und der Innendurchmesser des Gleitlochs 14e im Gegensatz zu der Rückdruckkammer 44 nicht beschränkt sind, können diese Dimensionen frei gewählt werden. Dadurch kann der Freiheitsgrad beim Entwurf des Solenoidventils 120 verbessert werden und können kostengünstige, vorgefertigte Artikel verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten des Solenoidventils 120 reduziert werden können.
Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform werden die folgenden Funktionen und Effekte zusätzlich zu den Funktionen und Effekten der ersten Ausführungsform erhalten.
In dem Solenoidventil 120 kann die zu den Tellerfedern 94 zu übertragende Kraft geändert werden, indem lediglich der Außendurchmesser des Gleitteils 91b des Kolbens 91 geändert wird. Also auch wenn vorgefertigte Artikel als die Tellerfedern 94 verwendet werden, kann eine auf die Tellerfedern 94 wirkende Kraft entsprechend gesetzt werden. Dadurch kann der Freiheitsgrad beim Entwurf des Solenoidventils 120 verbessert werden und können die Herstellungskosten des Solenoidventils 120 reduziert werden, weil kostengünstige vorgefertigte Artikel verwendet werden können.
Es ist zu beachten, dass in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform die Tellerfedern 94 als das zweite Vorspannglied in der Druckausgleichseinheit 90 verwendet werden. Statt dessen kann ein elastischer Gummikörper als das zweite Vorspannglied wie in der zweiten Ausführungsform verwendet werden. Weiterhin funktioniert in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform der Vorsprung 93c des Drückglieds 93 als der Beschränkungsteil zum Beschränken der Kontraktionsgröße der Tellerfedern 94. Statt dessen kann die Kontraktionsgröße der Scheibenfedern 94 auch durch den Kontakt des Federaufnahmeteils 91a des Kolbens 91 mit der Innenfläche des Solenoidrohrs 14 beschränkt werden, wenn die Tellerfedern 94 um mehr als eine vorbestimmte Größe kontrahiert werden.
Die Konfigurationen, Funktionen und Effekte der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden zusammengefasst.
Das Solenoidventil 100, 110, 120 enthält das Hauptventil 22, das den Verbindungsöffnungsgrad zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen 220, 230 ändert, die Steuerdruckkammer 42, die das Hauptventil 22 in der Ventilschließrichtung durch das Einführen des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 vorspannt, die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 23a, 23b, die in dem Hauptventil 22 ausgebildet sind und eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 42 und dem zweiten Anschluss 230 zulassen, das Hilfsventil 31, das die ersten und zweiten Verbindungsdurchgänge 23a, 23b öffnet und schließt, den Solenoidteil 60, der das Hilfsventil 31 in Entsprechung zu dem zugeführten Strom verschiebt, und die Rückdruckkammer 44, die mit der Steuerdruckkammer 42 verbunden ist und das Hilfsventil 31 in der Ventilschließrichtung vorspannt, die Nebenrückstellfeder 35, die in der Rückdruckkammer 44 aufgenommen ist und das Hilfsventil 31 in der Ventilschließrichtung vorspannt, und die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90, die die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, in Entsprechung zu dem Druck in der Rückdruckkammer 44 ändert.
In dieser Konfiguration kann die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, in Entsprechung zu dem Druck in der Rückdruckkammer 44 ändern, ohne dass ein zusätzliches Glied 22 an dem Hauptventil 22 vorgesehen werden muss. Das Hauptventil 22 kann also eine einfache Form aufweisen, und die auf das Hilfsventil 31 wirkende Vorspannkraft kann durch die einfach konfigurierte Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 geändert werden. Daraus resultiert, dass der Aufbau des Solenoidventils 100, 110, 120 mit der darin enthaltenen Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 vereinfacht werden kann.
Weiterhin enthält die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 den Kolben 71, 81, 91, der beweglich in der Rückdruckkammer 44 aufgenommen wird, und die Nebenrückstellfeder 35, die in einem komprimierten Zustand zwischen dem Hilfsventil 31 und dem Kolben 71, 81, 91 in der Rückdruckkammer 44 angeordnet ist.
In dieser Konfiguration kann die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, durch eine einfache Betätigung zum Verschieben des in der Rückdruckkammer 44 aufgenommenen Kolbens 71, 81, 91 ändern, ohne dass ein zusätzliches Glied an dem Hauptventil 22 vorgesehen werden muss. Dadurch kann der Aufbau des Solenoidventils 100, 110, 120, mit der darin enthaltenen Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 vereinfacht werden.
Weiterhin umfasst die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 die Tellerfedern 74, 94 oder den elastischen Gummikörper 84, die den Kolben 71, 81, 91 gegen den Druck der Rückdruckkammer 44 und die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 vorspannen.
In dieser Konfiguration kann die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 die Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, durch eine einfache Betätigung zum Verschieben des Kolbens 71, 81, 91 gegen die Vorspannkraft der Tellerfedern 74, 94 des elastischen Gummikörpers 81 ändern, ohne dass hierfür ein zusätzliches Glied an dem Hauptventil 22 vorgesehen werden muss. Dadurch kann der Aufbau des Solenoidventils 100, 110, 120 mit der darin enthaltenen Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 vereinfacht werden.
Weiterhin enthält das Solenoidventil 100, 110, 120 auch das Einstellglied 75, 85, 95, das die Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35, die auf das Hilfsventil 31 wirkt, einstellt, wobei die Tellerfedern 74, 94 oder der elastische Gummikörper 84 zwischen dem Einstellglied 75, 85, 95 und dem Kolben 71, 81, 91 angeordnet sind.
In dieser Konfiguration weist der Kolben 71, 81, 91 die zwei Funktionen zu einer Verschiebung durch das Einstellglied 75, 85, 95, um die Anfangslast der Nebenrückstellfeder 35 einzustellen, und zum Ändern der Vorspannkraft der Nebenrückstellfeder 35 in Entsprechung zu dem Druck in der Steuerdruckkammer 42 auf. Daraus resultiert, dass der Aufbau des Solenoidventils 100, 110, 120 mit der darin enthaltenen Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 vereinfacht werden kann.
Weiterhin sind die Tellerfedern 74, 94 oder der elastische Gummikörper 84 aus einem oder mehreren Gliedern ausgebildet, die eine Vorspannkraft in Entsprechung zu einer Kontraktionsgröße aufweisen, und umfasst die Druckausgleichseinheit 70, 80, 90 weiterhin den Vorsprung 73c, 83c, 93c, der die Kontraktionsgröße der Tellerfedern 74, 94 oder des elastischen Gummikörpers 84 beschränkt.
Weil in dieser Konfiguration der Vorsprung 73c, 83c, 93c des Drückglieds 73, 83, 93 in Kontakt mit dem Einstellglied 75, 85, 95 kommt, wird ein maximal kontrahierter Zustand der Tellerfedern 74, 94 oder des elastischen Gummikörpers 84 verhindert. Also auch wenn sich der Druck in der Steuerdruckkammer 42 anormal vergrößert oder momentan plötzlich vergrößert, kann ein Brechen der Tellerfedern 74, 94 oder des elastischen Gummikörpers 84 verhindert werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind als Anwendungsbeispiele für die vorliegende Erfindung zu verstehen, wobei der Erfindungsumfang nicht auf die spezifischen Aufbauten der hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
Zum Beispiel steuert das Solenoidventil 100, 110, 120 in den oben beschriebenen Ausführungsformen den Fluss des Hydrauliköls von dem ersten Anschluss 220 zu dem zweiten Anschluss 230, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und das Solenoidventil auch ein bidirektionales Flusssteuerventil sein kann, das den Fluss des Hydrauliköls von dem zweiten Anschluss 230 zu dem ersten Anschluss 220 steuern kann.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-182855 , die am 16. September 2015 am japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007239996 A [0003, 0004]
JP 2015182855 [0118]

Claims

Solenoidventil zum Steuern der Flussrate eines Arbeitsfluids, das von einem ersten Anschluss zu einem zweiten Anschluss fließt, umfassend: ein Hauptventil, das konfiguriert ist zum Ändern des Verbindungsöffnungsgrads zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, eine Steuerdruckkammer, die konfiguriert ist zum Vorspannen des Hauptventils in einer Ventilschließrichtung durch das Einführen des Arbeitsfluids von dem ersten Anschluss, einen Verbindungsdurchgang, der in dem Hauptventil ausgebildet ist, wobei der Verbindungsdurchgang konfiguriert ist zum Zulassen einer Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und dem zweiten Anschluss, ein Hilfsventil, das konfiguriert ist zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs, einen Solenoidteil, der konfiguriert ist zum Verschieben des Hilfsventils in Entsprechung zu einem zugeführten Strom, eine Rückdruckkammer, die mit der Steuerdruckkammer kommuniziert, wobei die Rückdruckkammer konfiguriert ist zum Vorspannen des Hilfsventils in einer Ventilschließrichtung, ein erstes Vorspannglied, das in der Rückdruckkammer aufgenommen ist, wobei das Vorspannglied konfiguriert ist zum Vorspannen des Hilfsventils in der Ventilschließrichtung, und eine Druckausgleichseinheit, die konfiguriert ist zum Ändern der Vorspannkraft des ersten Vorspannglieds, die auf das Hilfsventil wirkt, in Entsprechung zu einem Druck in der Rückdruckkammer.
Solenoidventil nach Anspruch 1, wobei: die Druckausgleichseinheit einen Kolben umfasst, der beweglich in der Rückdruckkammer aufgenommen wird, und das erste Vorspannglied in einem komprimierten Zustand zwischen dem Hilfsventil und dem Kolben in der Rückdruckkammer angeordnet ist.
Solenoidventil nach Anspruch 2, wobei: die Druckausgleichseinheit ein zweites Vorspannglied umfasst, das konfiguriert ist zum Vorspannen des Kolbens gegen den Druck in der Rückdruckkammer und die Vorspannkraft des ersten Vorspannglieds.
Solenoidventil nach Anspruch 3, das weiterhin umfasst: ein Einstellglied, das konfiguriert ist zum Einstellen der Anfangslast des ersten Vorspannglieds, die auf das Hilfsventil wirkt, wobei das zweite Vorspannglied zwischen dem Einstellglied und dem Kolben angeordnet ist.
Solenoidventil nach Anspruch 3, wobei: das zweite Vorspannglied aus einem Glied ausgebildet ist, das konfiguriert ist zum Vorsehen einer Vorspannkraft in Entsprechung zu einer Kontraktionsgröße, und die Druckausgleichseinheit weiterhin einen Beschränkungsteil umfasst, der konfiguriert ist zum Beschränken der Kontraktionsgröße des zweiten Vorspannglieds.