JP2004169921A - 電磁式の弁 - Google Patents

Abstract

【解決手段】弁１０が弁部材１６、弁部材に結合された弁ドーム１８、弁ドーム内に縦軸方向運動可能に収容された接極子１９、接極子運動を座弁４６の閉鎖部材４５へ伝達するためのプランジャー３６から成っている。プランジャーが、弁部材の縦孔１７の全長にわたって半径方向のわずかな遊びで以て案内されていて、周壁に互いに分離された少なくとも２つの縦溝３９を備えている。プランジャーが中心の孔４０によって中空に形成されていて、かつ該孔内に案内されたピン状の閉鎖部材４５を保持している。閉鎖部材に、縦軸方向へ延びる縦溝５５が対称的に配置されており、該縦溝を介して、弁の開放に際して弁座から流出する液体が中心の孔４０内へ案内されて、接極子室３７の空気抜きのための循環流を生ぜしめるようになっている。
【効果】弁が、自動車の油圧ブレーキに使用でき、静粛に作動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁式の弁（殊に自動車の液圧式のブレーキ装置のための電磁式の弁）であって、弁部材、該弁部材に結合された弁ドーム、該弁ドーム内に縦軸方向運動可能に収容された接極子、前記弁ドームと反対の側に位置する弁室内に設けられた座弁、並びに、前記弁部材の縦孔内に縦軸方向運動可能に案内されていて接極子運動を前記座弁のほぼピン状の閉鎖部材へ伝達するためのプランジャーを備えており、該プランジャーが、前記座弁の弁座から到来する液体を、該プランジャーの少なくとも１つの通路を介して前記弁ドーム内へ導くようになっており、前記閉鎖部材が、前記プランジャーから分離されていて該プランジャーに案内された構成部分であり、該構成部分が縦軸方向で前記プランジャーに支えられており、該プランジャーが前記弁部材の縦孔と一緒に少なくとも１つの縦溝を形成しており、該縦溝が前記接極子の収容のための接極子室と前記弁室とを接続している形式のものに関する。

この種の電磁式の弁（電磁弁）は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３６５７６Ａ１号明細書により公知であって、例えば電気液圧式のブレーキ装置（EHB [elektrohydraulische Bremse]）において出口弁として用いられ、出口弁が液圧装置の、車輪に所属して配置された車輪ブレーキシリンダーの下流側に配置されている。出口弁は、弁部材、該弁部材に隣接する接極子室及び該接極子室内に縦軸方向運動可能に案内された接極子を備えている。接極子がプランジャーに結合されており、プランジャーが弁部材内を貫通していて弁の閉鎖部材を形成しており、閉鎖部材が弁室内に配置されていて、弁座部分内に設けられた座弁の弁座と協働するようになっている。このような電磁式の弁、即ち電磁弁において騒音発生を低く抑えるために、プランジャーが弁部材内に狭い遊びで案内されていて、かつ弁室と接極子室との接続のための互いに分離された複数の縦溝を形成しており、弁ドーム内にある空気が液体流れによって取り除かれる。該弁においては電気液圧式のブレーキ装置の出口弁として使用する場合に問題が生じており、即ち、空気抜きの不十分な状態では迅速な放圧、換言すればブレーキの迅速な緩めに際して大きな、従って不快な騒音が発生している。さらに、該弁は中実部材製のプランジャーで以て作動するものであり、該プランジャーの慣性質量が弁の迅速な制御過程にとって不都合に作用する。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３６５７６Ａ１号明細書

本発明に基づく電磁式の弁においては、プランジャーが該プランジャーの両方の端部間を延びる孔（貫通孔）によって、管状の中空構造体を成しており、プランジャー内に案内された閉鎖部材が切欠き（凹設部）を有しており、該切欠きを介して液体、即ち圧力媒体が座弁の弁室からプランジャーの前記孔内へ流れるようになっている。これによって前記公知の弁に対して利点として、弁室内に液体の良好な流動状態（流れ案内）が得られる。弁の開放に際して弁座から流出する液体の一部分が、意図的に中空のプランジャー内へ、かつさらに接極子室内へ導かれる。閉鎖部材に設けられていて液体の流れ案内に役立つ切欠きは、該切欠きによって液体の流れを著しく妨げることのないように大きく形成されている。このようにして、中空のプランジャーが貫流されるのに対して、接極子室からは液体が空気を伴ってプランジャーの外周に沿って縦溝を介して出口へ導かれ、即ち案内される。これによって、接極子室の迅速な空気抜きが可能であり、その結果、弁の騒音発生が臨界条件、即ち例えば急速な流動条件での使用例の場合にも著しく低下させられる。さらにプランジャー及び閉鎖部材の中空構造は次のような利点をもたらし、即ちプランジャーの質量並びに閉鎖部材の質量が減少させられ、従って、制御過程にとって小さい質量慣性を考慮すればよい。さらにこのような手段は比較的簡単かつ経済的に実施でき、電磁弁の既存の構成部分が引き続き使用可能である。

従属請求項に記載の手段によって、請求項１に記載の電磁弁の有利な実施態様が可能である。特に請求項２及び３に記載の手段（構成）は、接極子の周りを循環する流れ（循環流）の形成を意図的に助成するものである。形成された循環流が液体の良好な貫流、ひいては接極子室の空気抜きを保証し、これによって電磁弁の作動の際の騒音の改善（減少）につながるものである。請求項４及び５に記載の手段によって、閉鎖部材の簡単な構造で良好な流れ案内が達成される。請求項６に記載の手段は、プランジャーの安価なかつ軽量の構造で液体のさらに良好な貫流を達成するものである。請求項７に記載の手段は、流れ案内にとって特に効果的である。請求項８に記載の手段によって、閉鎖部材が製作誤差の大きい場合でも確実に座弁の弁座内に位置でき、即ち弁座に確実に座着できるようになっている。弁ドームの空気抜きのために、請求項９に記載の手段が有利である。

本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。自動車の液圧式のブレーキ装置のための図１に示す電磁式の弁１０は、実質的に２つの構成ユニットから、即ち、弁ブロック１２の段付き孔１１内に取り付けられた液圧的な部分１３と該液圧的な部分に被せ嵌められた電気的な部分１４とから構成されている。

液圧部分１３が弁部材１６を有しており、弁部材が貫通する縦孔１７を備えている。電気部分１４の側で弁部材１６に弁ドーム１８が取り付けられている。弁ドーム（ドーム形部材）１８内に、接極子１９を縦軸方向運動可能に収容してあり、接極子（可動子）が縦軸方向（長手方向）に延びる溝２０を備えている。

弁ブロック１２の段付き孔１１内に弁座部材２２を収容してあり、弁座部材が外周に配置されたシールリング２３を備えている。シールリングが弁ブロック１２の流入孔２４と流出孔２５とを分離している。流入孔２４の側で弁座部材２２にフィルターディスク２６を配置してある。縦孔２７を備えた弁座部材２２が、スリーブ２８を用いて弁部材１６に結合されている。スリーブ２８が周壁に孔２９を備えている。

スリーブ２８が、弁部材１６と弁座部材２２との間を延びる弁室３１を取り囲んで、即ち画成している。弁室内にフィルタースリーブ３２を収容してあり、フィルタースリーブが弁部材１６の縦孔１７の直径の大きな孔区分３３内に係合して、即ち入り込んでいる。孔区分３３に続いて、中空円錐状若しくは漏斗状の移行部３４が縦孔１７の直径の小さな区分へ延びている。

弁部材１６の縦孔１７内に、ピン状で中空のプランジャー（ロッド若しくは押し棒）３６を収容してある。プランジャー３６が、接極子１９を受容する接極子室３７から弁室３１内へ延びている。プランジャー３６は、弁部材内に縦孔１７の直径の小さな区分の全長にわたって半径方向の狭い遊びで以て縦軸方向運動可能に案内されている。プランジャー３６を個別部品として斜視図で示す図３から明らかなように、プランジャー３６は横断面でほぼ規則的な四角形形状、即ち正方形形状を有しており、該四角形形状の面取りされた若しくは丸み付けされたリブ（角隅部又は稜線部）３８が案内のために役立っている。プランジャー３６の側面が、リブ３８によって互いに分離され（仕切られ）た４つの縦溝３９を有しており、縦溝（縦通路）がプランジャー３６に沿って弁室３１から出発して接極子室３７まで延びている。縦溝３９は一様なピッチ（割り出し）でプランジャー３６に配置されていて、横断面で凹状に湾曲されている。図１及び図３から明らかなように、プランジャー３６が、中心線に沿って貫通する孔４０を有しており、該孔が弁側の端部４１から接極子側の端部４２まで延びて、これによってプランジャー３６に管状の特性を与えている。特に図３から明らかなように、プランジャー３６は接極子側の端部４２に、互いに対称的に配置されて端面へ向かって開いた２つの流出溝４３を有しており、該流出溝が、中心の孔４０内を上方へ流れる圧力媒体を半径方向に接極子室３７内へ導く。このような構造に基づき、プランジャー３６は最小の寸法で押し出し成形品として容易に製造される。

弁ドームと反対の側の弁室３１内に、座弁４６の閉鎖部材４５を配置してある。弁室３１及び閉鎖部材４５が図２に拡大して詳細に示してある。さらに図４に閉鎖部材４５が斜視図で示してある。座弁４６が、弁座部材２２に形成された中空円錐形の弁座４７を有しており、該弁座が弁座部材２２の縦孔２７に連通している。閉鎖部材４５が弁座部材２２に向かって、直径の小さい円柱状の区分４８を有しており、該区分がシャープな縁を介して、弁座４７に対応して配置されたボール部分（球部分）４９へ移行している。閉鎖部材４５が弁座と反対の側に案内ピン５１を備えており、該案内ピンがプランジャー３６に対して同軸的に延びていて、プランジャー内に半径方向の大きな遊びで以て係合している。特に図２及び図４に詳細に示してあるように、閉鎖部材４５は区分４８に隣接して円錐形の区分５２を有しており、該区分が肩部５３を介してつば部（フランジ部）５４へ移行しており、該つば部が案内ピン５１に隣接している。閉鎖部材４５は、全周にわたって対称的に分配された４つの縦溝５５を有しており、該縦溝（縦通路）が円錐形の区分５２、つば部５４及び案内ピン５１の領域を延びている。プランジャー３６が弁室３１内へ、少なくとも中空円錐状の移行部３４、即ち漏斗状の縮小部の領域内に入り込んでおり、弁室３１が縦溝５５を介してプランジャー３６の中心の孔４０と流れにとって良好に連通されている。

弁室３１内にさらに、コイル圧縮ばねから成る戻しばね５７を配置してあり、該戻しばねが一方で弁座部材２２に支えられかつ他方で閉鎖部材４５の肩部５３に支えられて初ばね力（所期応力）を生ぜしめている。戻しばね５７の作用下で閉鎖部材４５とプランジャー３６と接極子１９とが互いに力伝達可能に支え合って、即ち互いに密接に接触（当接）している。図１では座弁４６が開放位置を占めており、該開放位置では閉鎖部材４５がプランジャー３６を介して接極子１９を弁ドーム１８に、即ちストッパーに当接させている。

弁１０の電気的な部分１４が、弁ブロック１２から突出する弁部材１６並びに弁ドーム１８及び接極子１９を取り巻いている。電気的な部分１４が巻枠５８及び電気的な巻線（コイル）５９から成っており、該巻線が、ヨークリングプレート６１を備えていて磁束を導くケーシング６０によって取り囲まれている。弁部材１６が電気的な部分１４と関連して弁１０の磁極コアを成している。

弁１０が、電気的な巻線５９へ電流を供給して磁力を接極子１９に作用させることによって操作可能である。磁力が接極子１９を弁部材１６に向けて運動させる。接極子の該運動が中空のプランジャー３６を介して閉鎖部材４５に伝達される。これによって、座弁４６が図示の開放位置から閉鎖位置へ切り換えられ、該閉鎖位置で球部分４９が弁座４７に接触し、若しくは電流制御によって任意の中間位置へ移動可能である。座弁４６を開いた状態では、弁ブロック１２の流入孔２４が流出孔２５に接続されている。この場合、圧力媒体が流入孔２４から弁座部材２２の縦孔２７、弁座４７、弁室３１、フィルタースリーブ３２並びに、スリーブ２８の孔２９を経て流出孔２５へ流れるようになっている。弁ドーム１８の接極子室３７がプランジャー３６の外周の縦溝３９並びに中央の孔４０を介して、液体で満たされた弁室３１に連通されている。

特にブレーキ装置内に液体を初めて充填する際には、空気が弁ドーム１８の接極子室３７内に存在している。このような空気は弁ドーム１８から以下に述べる方法で押し出される。

座弁４６を開くと、弁座４７から流出する液体噴流が弁室３１内に達し、その際に相対して位置する漏斗状の移行部３４にも向かって流れる。この場合に、縦溝５５が弁の開放に際して、弁座４７から流出する液体噴流の少なくとも一部分を案内して、プランジャー３６の孔４０内への液体の流入を可能にする。縦溝５５の横断面が、十分な液体（圧力媒体）をプランジャー３６の孔４０内へ流入させ得るように十分に大きく形成されている。液体がプランジャー３６の孔４０を経てプランジャー３６の接極子側の端部に達して、そこで半径方向に延びる流出溝４３を経て接極子室３７内に到達する。プランジャー３６の対称的に配置された２つの流出溝４３が、接極子１９の周りを循環する流れ（循環流若しくは環状流）の形成を助成する。このような流れによって、接極子室３７が良好に環流洗浄され、ひいては良好に空気抜きされる。次いで、接極子室３７からの空気は四角棒状のプランジャー３６の外周壁の４つの縦溝３９を介して弁室３１内へ、さらに流出孔２５へ送られる。循環流の形成によって貫流の改善が保証され、ひいては弁内の無空気状態の急速な達成、即ち急速な空気抜きが保証され、その結果、騒音特性が著しく改善される。循環流の形成は、閉鎖部材４５の縦溝５５によって形成された、プランジャーの中心の孔４０への開口が比較的小さい直径に設定され、特に弁座４７の外径より小さい寸法並びに戻しばね５７の直径より小さい寸法に設定され、その結果、液体噴流のパルスが循環流に良好に活用されることによってさらに助成される。

弁１０の作動にとってさらに、プランジャー３６の質量を中心の孔４０によって著しく減少させてあること、並びに閉鎖部材の縦溝５５も構造を軽くすることに基づき有利であり、即ち、小さい質量慣性は弁１０の迅速な制御過程にとって有利である。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、本発明の枠（技術思想）を逸脱することなく種々の変更を可能にするものである。例えばプランジャーにとって四角形状の代わりに三角形状若しくは六角形状を用いることも可能である。接極子が有利には円周方向に分配された例えば４つの溝を有している。さらに閉鎖部材４５の縦溝５５並びにプランジャー３６の流出溝４３が、特に構造及び数に関して変更されてもよい。

電磁式の弁の縦断面図 図１の弁の弁室の領域の拡大断面図 図１の弁のプランジャーの斜視図 図１の弁の閉鎖部材の斜視図

符号の説明

１０ 弁、 １１ 孔、 １２ 弁ブロック、 １３ 液圧式の部分、 １４ 電気的な部分、 １６ 弁部材、 １７ 縦孔、 １８ 弁ドーム、 １９ 接極子、 ２０ 溝、 ２２ 弁座部材、 ２３ シールリング、 ２４ 流入孔、 ２５ 流出孔、 ２６ フィルターディスク、 ２７ 縦孔、 ２８ スリーブ、 ２９ 孔、 ３１ 弁室、 ３２ フィルタースリーブ、 ３３ 孔区分、 ３４ 移行部、 ３６ プランジャー、 ３７ 接極子室、 ３９ 縦溝、 ４０ 孔、 ４１，４２ 端部、 ４３ 流出溝、 ４５ 閉鎖部材、 ４６ 座弁、 ４７ 弁座、 ４８ 区分、 ４９ ボール部分、 ５１ 案内ピン、 ５２ 区分、 ５３ 肩部、 ５４ つば部、 ５５ 縦溝、 ５７ 戻しばね、 ５８ 巻枠、 ５９ 巻線、 ６０ ケーシング、 ６１ ヨークリングプレート

Claims (10)

1. 電磁式の弁であって、弁部材（１６）、該弁部材に結合された弁ドーム（１８）、該弁ドーム内に縦軸方向運動可能に収容された接極子（１９）、前記弁ドーム（１８）と反対の側に位置する弁室（３１）内に設けられた座弁（４６）、並びに、前記弁部材（１６）の縦孔（１７）内に縦軸方向運動可能に案内されていて接極子運動を前記座弁のほぼピン状の閉鎖部材（４５）へ伝達するためのプランジャー（３６）を備えており、該プランジャーが前記座弁（４６）の弁座（４７）から到来する液体を該プランジャー（３６）の少なくとも１つの通路（４０）によって前記弁ドーム（１８）内へ導くようになっており、前記閉鎖部材（４５）が、前記プランジャー（３６）から分離されていて該プランジャー（３６）に案内された構成部分であり、該構成部分が縦軸方向で前記プランジャー（３６）に支えられており、該プランジャーが前記弁部材（１６）の縦孔（１７）と一緒に少なくとも１つの縦溝（３９）を形成しており、該縦溝が前記接極子（１９）の収容のための接極子室（３７）と前記弁室（３１）とを接続している形式のものにおいて、プランジャー（３６）が該プランジャーの一方の端部（４１）から他方の端部（４２）へ延びる孔（４０）によって、管状の中空構造体を成しており、プランジャー（３６）内に案内された閉鎖部材（４５）が切欠き（５５）を有しており、該切欠きを介して液体が座弁の弁室（３１）からプランジャー（３６）の前記孔（４０）内へ流れるようになっていることを特徴とする電磁式の弁。
2. プランジャー（３６）が、接極子（１９）に向いた側の端部（４２）に半径方向へ延びる流出開口（４３）を有している請求項１記載の電磁式の弁。
3. 流出開口が、互いに対称的に配置されて端部の端面に向かって開いた２つの流出溝（４３）として形成されている請求項２記載の電磁式の弁。
4. 閉鎖部材（４５）の切欠きが、縦軸方向に延びる縦溝（５５）として形成されており、該縦溝が閉鎖部材（４５）の周囲に対称的に分配されている請求項１から３のいずれか１項記載の電磁式の弁。
5. 縦溝（５５）が閉鎖部材（４５）の円錐形の区分（５２）からつば部（５４）を経て案内ピン（５１）内まで延びている請求項４記載の電磁式の弁。
6. プランジャー（３６）が横断面で、中心に孔（４０）を備えた正方形の形状を有しており、プランジャーの、縦溝（３９）を画成する側壁が凹状に丸み付けされている請求項１から５のいずれか１項記載の電磁式の弁。
7. 弁室（３１）が弁座（４７）と反対の側で、断面で見てくさび形の縮小部（３４）を介してプランジャー（３６）の縦溝（３９）内へ移行している請求項１から６のいずれか１項記載の電磁式の弁。
8. 閉鎖部材（４５）が、プランジャー（３６）に対して同軸的に延びている案内ピン（５１）で以てプランジャー（３６）内に半径方向の大きな遊びを置いて受容されている請求項１から７のいずれか１項記載の電磁式の弁。
9. 接極子（１９）が縦軸方向に延びる溝（２０）を備えている請求項１から８のいずれか１項記載の電磁式の弁。
10. 縦溝（５５）によって形成されてプランジャー（３６）の孔（４０）に通じる開口が、戻しばね（５７）の直径より小さい寸法に設定され、殊に弁座４７の外径にほぼ相当する寸法に設定されている請求項４から９のいずれか１項記載の電磁式の弁。

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