JP2008546952A - 磁気弁内のアーマチュアストロークを緩衝する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、アーマチュア（４８）および電磁石（４４）を有する、操作部材（５２）を操作するための磁気弁（４０）に関する。アーマチュア（４８）のストロークが、伝達部材（５０）によって操作部材（５２）へ伝達される。アーマチュア（４８）は、磁気弁（４０）のハウジング（４２）のガイド（４６、６２、６４）内に収容されている。緩衝部材（１２）は、アーマチュア（４８）と伝達部材（５０）との間に配置されている。少なくとも１つの開口断面（２４）は、対称軸（１０）に対して垂直または同軸になるように、緩衝部材（１２）内に形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば自動車分野において操作装置として使用される、磁気弁内のアーマチュアストロークを緩衝する装置に関する。

ＤＥ１９６５０８６５Ａ１は、磁気弁を開示している。この磁気弁は、弁ニードルを有する燃料噴射装置の噴射弁を制御するために用いられ、その噴射弁の開放および閉鎖が磁気弁によって制御される。この磁気弁は、電磁石、アーマチュア、およびアーマチュアにより移動されて弁ばねにより噴射弁を閉鎖する方向に付勢される弁部材を有している。弁部材は、弁座と協働し、その場合にアーマチュアは第１および第２の部分に分離して形成されており、第１の部分は、復帰ばねの力に抗して慣性質量の作用を受けることで、第２の部分に対して噴射弁を閉鎖する方向に弁部材を移動可能である。第１の部分に液圧緩衝装置の一部が設けられており、この緩衝装置によって、第１の部分が動的に摺動する場合におけるアーマチュア部分の残振動を緩衝することができる。第１の部分は、アーマチュアボルトとして形成された第２の部分の上を滑動するように案内され、緩衝装置の他部は、磁気弁の固定位置に配置された部分に取り付けられている。磁気弁の固定位置に配置された部分は、アーマチュアボルトを案内するスライダである。

ＤＥ１０２４９１６１．５は、磁気弁のアーマチュアストロークを調節する装置を開示している。アーマチュアは、磁気弁を操作するために操作され、かつ軸方向ガイド内に配置され、磁気弁の本体に対して軸方向で調節可能なストッパジャケットを有している。ストッパジャケットによりアーマチュアストロークを軸方向で制限するための変位可能なストッパが形成されており、その場合に異なるねじピッチおよび等しいねじ方向を有する２つのねじ部分を備えた変位可能な調節部材が設けられている。この調節部材によって、ストッパジャケットの位置が調節可能であって、その場合に第１のねじ部分がストッパジャケットの対応する第１のねじ部分に嵌入し、第２のねじ部分が本体の対応する第２のねじ部分に嵌入する。

ＤＥ１０２４９４６４によれば、アーマチュアストロークは、ストッパジャケットと、本体に設けられたねじ部分とによって調節される。ＤＥ１９６５０８６５Ａ１によれば、アーマチュアストロークの緩衝は、液圧の緩衝装置によって行われる。

ＤＥ１０１３１１２５Ａ１によれば、緩衝される１部材からなるアーマチュア部材を有する磁気弁が知られている。磁気弁を用いて、燃料噴射装置の噴射弁が制御され、その噴射弁はノズルニードル／タペット配置を有しており、その開放および閉鎖が制御室の圧力供給／圧力除去によってもたらされ、その場合に磁気弁は電磁石およびアーマチュアを有している。アーマチュアは、弁ばねによって閉鎖方向に弁座へ向かって付勢されており、その弁座が制御室圧力を除去する閉鎖体によって開放され、または閉鎖される。アーマチュアは、ＤＥ１０１３１１２５Ａ１によれば、アーマチュアプレートおよびアーマチュアボルトを有する一体的な構成部品として形成されており、その場合にアーマチュアプレートの下側には、弁座内へのアーマチュアの下降運動を緩衝する部材が対応づけられている。

前述した従来技術によれば、アーマチュアの緩衝は、液圧で作用する緩衝装置によって、またはオイルで満たされた磁気弁の室内に配置されたばねによって行われる。その他、液圧の横断面（hydraulischen Querschnitte）によってアーマチュアの緩衝を発生させることも可能であって、横断面は切削加工によって形成されて、横断面を通してオイルが排除されことで、緩衝作用が生じる。液圧の横断面を表す孔は、偏心して設けられているので、比較的高い製造コストをもたらす。この孔は、液圧の緩衝を得るために、比較的肉厚の構成部品にも形成されるので、長さ対直径比が大きくなり、液圧の横断面により好ましい絞り機能を得ることができない。

本発明の課題は、コスト的に極めて効果的に形成可能な、磁気弁内のアーマチュアストロークを緩衝する装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、例えばカップ状に形成可能な緩衝部材であって、アーマチュアに直接取り付けられ、またはアーマチュアに直接圧入され、またはアーマチュアと協働する軸に取り付け可能な緩衝部材が提案される。提案される緩衝部材は、その中に複数の機能が統合されていることを特徴としている。第１には、材料選択または幾何学配置によって、緩衝の調整を行うことができる。好ましくは、カップ状に形成された緩衝部材の底面には、例えば先端の丸い隆起部として結合部材が形成されている。カップ状に形成された緩衝部材の底厚が小さいことにより、底面に開口断面を形成する偏心した開口部が、例えば孔として形成され、例えばオイルのような液体が孔を通じて押し出される場合に、良好な絞り機能を実現することができる。本発明に基づいて提案される緩衝部材の長さ対直径比が小さいことにより、絞り機能を広い範囲内で調節することができ、極めて簡単かつ安価に実現することができる。

その他、本発明に基づいて提案される緩衝部材には、例えば緩衝部材の開放した側にリング状の突出部を形成することによって、ばね収容部の機能を統合することができる。代替的に、ばね部材を緩衝部材の底面にあてがうこともできる。さらに、本発明に基づいて提案される、例えばカップ状に形成された緩衝部材は、操作すべき弁ニードルから磁気弁のアーマチュアを磁気的に分離する機能をもたらす。

本発明に基づいて提案される緩衝部材は、打抜き処理または曲げ処理によって、または（プラスチックで形成する場合には）射出成形処理によって、極めて安価に形成することができる。本発明に基づいて提案される緩衝部材は、アーマチュアに直接、またはこのアーマチュアと協働する軸に圧接、圧入、溶接、または挟持によって固定することができる。

提案される緩衝部材は、前述した複数の機能以外にも、良好な絞り機能を特徴としている。というのは、底面に形成された開口断面では、小さな長さ対直径比が得られ、小さな絞り直径が極めて容易に実現されるためである。開口断面は、カップ状またはフード状に形成された緩衝部材のジャケット面にも形成することができる。開口断面は、孔またはスリットとして形成可能であり、開口断面を通じて、磁気弁の内部に含まれる、例えばオイルのような液体がオーバーフローし、緩衝作用をもたらす。これまで、開口断面を縦孔として偏心して形成する場合に生じていた高い製造コストは、本発明に基づいて提案される緩衝部材では著しく低下する。弁ニードルを磁気弁のアーマチュアから磁気的に分離する以外にも、さらに、ばね部材のばねを磁気弁のアーマチュアから磁気的に分離することが可能である。さらに、本発明に基づいて提案される緩衝部材では、その底面に結合点を極めて安価に形成することができる。さらに、アーマチュアと弁ニードルとの間の結合点、またはアーマチュアとアーマチュアに協働する軸との間の結合点を、本発明に基づいて提案される緩衝部材の底面に設けられた先端の丸い隆起部によって、または平坦面によって形成することができる。結合点の２つの実施例は、本発明に基づいて提案される、別体の構成部品を表す緩衝部材により実現される。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

図１には、本発明に基づいて提案される緩衝部材（Daempfungselement）が、斜視図で示されている。

緩衝部材１２は、略カップ状の幾何学配置を有しており（図２を参照）、対称軸１０に対して対称に構成されている。緩衝部材１２は、底面１４およびジャケット面（Mantelflaeche）１６を有している。緩衝部材１２の底面１４には、例えば孔として形成可能な複数の開口断面（Oeffnungsquerschnitte）２４が形成されている。代替的に、緩衝を発生させる、オーバーフローする（ueberstroemende）、例えばオイルのような液体のための開口断面２４をジャケット面１６に、または緩衝部材１２の底面１４およびジャケット面１６に形成することもできる。開口断面２４は、円形、楕円形、スリット状、矩形、方形、もしくは溝状、または他の任意の幾何学配置で形成することができる。さらに、緩衝部材１２の底面１４に結合箇所１８が形成されており、この結合箇所は、図１に示す緩衝部材１２の実施例では、先端の丸い隆起部として形成されている。緩衝部材１２の底面１４には、複数の開口断面２４が設けられている。これらは、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２が有する、調節すべき（einzustellende）絞り機能に応じて、偏心した開口部配置（図１の寸法ａ）の枠内で、底面１４に形成することができる。緩衝部材１２のジャケット面１６の上方には、隆起部２０が設けられており、それがばね収容部２２へ移行している。ばね収容部２２は、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２の開放した端部３２（図２による表示を参照）に、環状の段差部として配置されている。ばね収容部２２の環状面は、挿入されるばね部材に応じて、その直径を調整して形成することができる。

図２による表示は、図１に示す緩衝部材１２を切断線II−IIに沿った断面で示している。

図２による表示から明らかなように、緩衝部材１２は対称軸１０に対して対称に形成されており、その開放した端部３２にばね収容部２２を形成する環状面を有している。略カップ状に構成された緩衝部材１２は、例えば、打抜き処理または曲げ処理の方法で、または深絞り処理（tiefziehen）の方法で形成することができる。緩衝部材１２は、略一定の材料厚を有している。先端が丸く形成された結合箇所１８の両側では、底面１４およびジャケット面１６に開口断面２４が設けられており、それらは偏心した開口部配置３０（図１の寸法ａを参照）で緩衝部材１２の底面１４に形成されている。図２に先端の丸い隆起部として示されている結合箇所１８の代わりに、底面１４を平坦な構成で形成することができる。底面１４の部材厚は、参照符号２８で示されており、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２の軸方向の長さは、参照符号２６で示されている。

本発明に基づいて提案される緩衝部材１２は、打抜き部品、または曲げ部品として形成することができる。好ましくは、磁化が不能な、または磁化が困難な材料が選択されるので、緩衝部材１２によって磁気的な分離を得ることができる。これについては、後で詳細に説明する。

図１および図２に示す緩衝部材１２は、緩衝調整部としての機能以外に、ばね収容部としての機能を有している。というのは、緩衝部材１２の開放した端部３２に環状に形成されたばね収容部２２で、図１および図２には示されていないばね部材を支持することができるからである。さらに、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２は、緩衝部材１２の底面１４の先端の丸い隆起部によって得られる結合箇所１８としての機能を有している。その他、図１および図２に示す本発明に基づいて提案される緩衝部材１２によって、アーマチュアとアーマチュアによって操作すべき操作部材との間の磁気的な分離機能が得られる。本発明に基づいて提案される緩衝部材１２は、好ましくは別体の単一構成部品（Einzelbauteil）として形成される。

本発明に基づいて提案される、別体の構成部品として形成された緩衝部材１２は、その底面１４が小さな部材厚２８を有することによって、良好な絞り機能を提供する。というのは、開口断面２４の直径に比較して底面１４の部材厚２８が小さいことによって、長さ対直径比を小さくすることができるためである。さらに、小さな絞り直径（Blendendurchmesser）が得られ、かつ簡単な方法で底面１４内に偏心した孔配置３０を実現することができる。

図３による表示から、アーマチュアに取り付けられた緩衝部材を有する磁気弁が明らかにされる。

磁気弁４０は、ハウジング４２を有しており、その中に電磁石４４が収容されている。その他、磁気弁４０のハウジング４２内には、アーマチュアガイド４６が配置されており、それがアーマチュア４８を包囲している。弁ニードル５０側の端面では、アーマチュア４８に本発明に基づいて提案される緩衝部材１２が取り付けられている。アーマチュア４８に接する緩衝部材１２のシート部（Sitz）６６には、アーマチュアが摩擦結合、形状結合、または材料結合で固定されている。

材料による結合は、溶接によって行うことができ、それに対して相補形状の結合は挟持によって形成することができる。アーマチュア４８と緩衝部材１２との間のプレス嵌めは、アーマチュア４８と緩衝部材１２との間の摩擦による結合可能性を示している。

アーマチュア４８の弁ニードル５０側の端面での緩衝部材１２の組込み位置に基づいて、アーマチュア４８の端面と緩衝部材１２の底面１４との間には、緩衝部材１２のジャケット面１６によって中空室が形成される。緩衝部材１２の底面１４に形成された結合箇所１８が、弁ニードル５０の端面と接触し、弁ニードル自体は弁ニードル軸受５４内で案内されている。弁ニードル５０を介して、例えばフラットシート５２などを操作することができる。

図３に示す組込み位置における緩衝部材１２によって、フラットシート５２を操作するための弁ニードル５０と磁気弁４０のアーマチュア４８との間の磁気的な分離が得られる。さらに、緩衝部材１２の底面１４に先端の丸い隆起部として形成されている結合箇所１８によって、この結合箇所が極めて安価に実現される。

図４は、磁気弁のアーマチュア内に圧入された緩衝部材を示している。

図４の表示から明らかなように、磁気弁４０のアーマチュア４８は、弁ニードル５０側の端部に、図３の実施例に比較して大きな直径で形成された孔を有している。アーマチュア４８の孔内には、緩衝部材１２が圧入されている。図４の実施例では、緩衝部材１２は、図１および図２の表示に比較して、隆起部２０およびばね収容部２２なしで形成されている。

緩衝部材１２のシート部６６は、図４の実施例では、アーマチュア４８の内部にあり、図３に示すようにアーマチュア４８の外周面にはない。

この実施例でも、シート部６６は、例えばプレス嵌めのような摩擦結合によって、例えば挟持のような形状結合によって、または、例えば溶接結合のような材料結合によって形成することができる。

図５に示す表示から明らかな磁気弁では、アーマチュアに本発明に基づいて提案される緩衝部材１２が取り付けられており、緩衝部材によりばね部材が支持されている。

図５による表示から明らかなように、緩衝部材１２に環状に形成されたばね収容部２２には、ばね部材６０が支持されている。緩衝部材１２にリング状に形成されるばね収容部２２は、ばね部材６０の巻き直径に応じて、その直径を調整して形成することができるので、ばね部材６０が緩衝部材１２に設けられたばね収容部２２の下側に確実に添接することが保証される。ばね部材６０の反対側の端部は、図５に示すように、弁ニードル軸受５４の端面で支持することができる。代替的に、ばね収容部２２とは反対側に位置する、ばね部材６０の他方の端部は、磁気弁４０の下方部分の軸受収容部５８で支持されることもできる。

図５に示す緩衝部材１２は、同様に、シート部６６でアーマチュア４８に接合されている。緩衝部材１２のアーマチュア４８との接合は、例えば溶接のような材料による接合方法により行うことができ、その他、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２は、開放した端部３２でアーマチュア４８の端面に圧接され、またはアーマチュア４８に挟持されることができる。

図５に示す磁気弁４０は、図３に示す磁気弁４０に略同一であり、同様にハウジング４２、電磁石４４、アーマチュアガイド４６、およびアーマチュア４８を有している。弁ニードル軸受５４内で案内される弁ニードル５０を介して、フラットシート５２が操作される。図３および図５に示すフラットシート５２の代わりに、他の操作部材を（例えば圧力制御弁のために）、弁ニードル５０を介して電磁石４４を用いて操作することもできる。

図６による表示から、アーマチュアに本発明に基づいて提案される緩衝部材１２が固定されている磁気弁の他の実施例が明らかにされる。

図３〜図５に示す磁気弁４０とは異なり、図６に示す磁気弁４０の実施例に基づくアーマチュア４８は、複数に分離して形成されており、第１の軸受リング６２と第２の軸受リング６４との間でジャケット（Huelse）によって包囲されている。アーマチュア４８の弁ニードル５０側の端面には、カップ状に形成された緩衝部材１２がシート部６６で取り付けられている。シート部６６は、プレス嵌めによって、材料による結合によって、または挟持などによって、形成することができる。緩衝部材１２の底面１４に形成されている結合箇所１８は、図６に示す実施例では、先端の丸い隆起部として形成されており、それが弁ニードル５０の上方の端面に添接している。弁ニードル５０には、操作すべき操作機構としてフラットシート５２が接続されている。弁ニードル軸受５４は、軸受収容部５８の孔内に収容されており、その軸受収容部が磁気弁４０のハウジング４２によって包囲されている。第１の軸受リング６２および第２の軸受リング６４によって、アーマチュア４８は、一方でアーマチュアガイド４８内に、他方で軸受収容部５８内に軸承されている。

図３〜図６による表示から明らかなように、好ましくは磁化が不能な材料、または磁化が困難な材料から形成される、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２によって、アーマチュア４８と弁ニードル５０との間の磁気的な分離、およびばね部材６０とアーマチュア４８との間の磁気的な分離（図５に示す表示を参照）を簡単な方法で実現することができる。本発明に基づいて提案される緩衝部材１２は、特に、ばね収容部２２、緩衝調整、弁ニードル５０に対する結合箇所１８、および磁気的に分離という機能が一体化されていることを特徴としている。さらに、本発明に基づいて提案される緩衝部材１２には、良好な絞り機能が備えられている。というのは、底面１４の小さな部材厚により、緩衝部材１２で極めて良好な長さ対直径比が得られ、かつ小さな直径の開口断面２４により、偏心した開口部配置３０が極めて簡単に得られるためである。

本発明に基づいて提案される緩衝部材の斜視図である。 図１に示す緩衝部材を切断線II−IIに沿って示す断面図である。 磁気弁のアーマチュア上に取り付けられた、図１の表示に基づく緩衝部材を示している。 磁気弁のアーマチュア内へ圧入された緩衝部材を示している。 弁ニードルの軸受に支持されたばね部材を有する、本発明に基づいて提案される緩衝部材を示している。 磁気弁の二重に軸承されたアーマチュア内に支持される、本発明に基づいて提案される緩衝部材を示している。

符号の説明

１０ 対称軸
１２ 緩衝部材
１４ 底面
１６ ジャケット面
１８ 結合箇所
２０ 隆起部
２２ ばね収容部
２４ 開口断面
２６ 軸方向長さ
２８ 底厚
３０ 偏心した開口部配置
３２ 開放した端部
４０ 磁気弁
４２ ハウジング
４４ 電磁石
４６ アーマチュアガイド
４８ アーマチュア
５０ 弁ニードル
５２ フラットシート
５４ 弁ニードル軸受
５６ アーマチュア軸
５８ 軸受収容部
６０ ばね部材
６２ 第１の軸受リング
６４ 第２の軸受リング
６６ シート部、緩衝部材
寸法ａ 偏心

Claims (13)

1. アーマチュア（４８）および電磁石（４４）を有する、操作部材（５２）を操作するための磁気弁（４０）であって、前記アーマチュア（４８）のストロークが伝達部材（５０）によって前記操作部材（５２）へ伝達され、かつ前記アーマチュア（４８）が前記磁気弁（４０）のハウジング（４２）のガイド（４６、６２、６４）内に移動可能に収容されている、前記磁気弁において、
   前記アーマチュア（４８）と前記伝達部材（５０）との間に緩衝部材（１２）が配置されており、前記緩衝部材内に少なくとも１つの開口断面（２４）が、前記緩衝部材の対称軸（１０）に対して垂直または同軸に形成されていることを特徴とする、磁気弁。
2. 前記ハウジング（４２）内の前記アーマチュア（４８）を囲む空間が、液体によって充填されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。
3. 前記緩衝部材（１２）が、略カップ状に形成されており、略等しい材料厚（２８）で形成された底面（１４）およびジャケット面（１６）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。
4. 前記底面（１４）が少なくとも１つの開口断面（２４）を有しており、または、前記緩衝部材（１２）の対称軸（１０）に対して偏心して配置された幾つかの開口断面（２４）を有していることを特徴とする、請求項３に記載の磁気弁。
5. 前記緩衝部材（１２）の前記ジャケット面（１６）が、少なくとも１つの開口断面（２４）または幾つかの開口断面（２４）を有していることを特徴とする、請求項３に記載の磁気弁。
6. 前記開口断面（２４）の平均直径に対する前記底面（１４）の材料厚（２８）の比が、１より小さく、好ましくは０．５であることを特徴とする、請求項３に記載の磁気弁。
7. 前記緩衝部材（１２）が、磁化が不能、または磁化が困難な材料から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。
8. 前記緩衝部材（１２）の前記底面（１４）に、結合箇所（１８）が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の磁気弁。
9. 前記結合箇所（１８）が、先端の丸い隆起部として、または平坦面として形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の磁気弁。
10. ばね収容部（２２）が、前記緩衝部材（１２）の開放した端部（３２）に環状面として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。
11. ばね部材（６０）が、前記緩衝部材（１２）の前記底面（１４）にあてがわれていることを特徴とする、請求項３に記載の磁気弁。
12. 前記緩衝部材（１２）が、シート部（６６）で前記アーマチュア（４８）または前記伝達部材（５０）に摩擦結合、形状結合または材料結合で固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。
13. 前記緩衝部材（１２）が、前記アーマチュア（４８）を前記伝達部材（５０）から、または前記アーマチュア（４８）をばね部材（６０）から磁気的に分離することを特徴とする、請求項１に記載の磁気弁。

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