JP2011503460A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、磁石構成群と弁カートリッジとを有している電磁弁に関する。当該弁カートリッジはカプセルと、当該カプセルに接続されている弁挿入体（２９）と、当該カプセル内に可動に配置されている可動子を含んでおり、前記可動子は、閉成部材（７．１）と主シール部材（７．２）とを備えたプランジャ（７）を含んでいる。さらに前記弁カートリッジは、弁体（３０）を含んでおり、当該弁体は主弁座（３０．１）を備えており、前記弁挿入体（２９，２９’）内に押し込まれている。前記磁石構成群（２）によって生成された磁力は前記可動子を、戻しばね（２８）の力に対抗して軸方向に動かし、前記主シール部材（７．２）は密閉するように、前記主弁座（３０．１）内に侵入する。本発明では、前記弁体（３０，３０’）はボンネット形スリーブとして構成されており、当該スリーブの開放終端部は前記弁挿入体（２９）内に押し込まれており、前記戻しばね（２８）のためのばね支承部（２０）として作用し、当該ばね支承部は流体の流れ（３２）外に配置されており、当該流体の流れは、開放された主弁座（１０．１）と、ボンネット形スリーブとして構成された弁体（３０）内の少なくとも１つの半径方向流出孔（３０．２）との間に位置しており、貫通孔を備えた前記主弁座（３０．１）は、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０）のボンネット形終端部内側に配置されている。

Description

先行技術
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載された電磁弁に関する。

従来の電磁弁、殊に液圧ユニット用の電磁弁が図１に示されている。この電磁弁は例えば、アンチロックシステム（ＡＢＳ）またはトラクションコントロールシステム（ＡＳＲシステム）またはエレクトロニックスタビリティプログラムシステム（ＥＳＰシステム）において使用され得る。図１から分かるように、例えば無電流状態で開放されている調整弁として構成されている従来の電磁弁１は、磁束を形成するための磁石構成群２と弁カートリッジ５を含んでいる。磁石構成群は、ハウジングカバー２．１、巻線担体２．２、コイル巻線２．３およびカバーディスク２．４を含んでおり、弁カートリッジはカプセル５．１、このカプセルとシール溶接部を介して接続されている弁挿入体９、可動子６および戻しばね８を含んでいる。可動子６はプランジャ７を備えており、このプランジャは、主シール部材７．２を備えた閉成部材７．１を有している。巻線担体２．２上で巻かれている、磁石構成群２のコイル巻線２．３は電気的なコイルを形成する。これは電気的接続部２．５を介して駆動制御可能であり、磁束を形成する。弁挿入体９は、磁石構成群２からカバーディスク２．４を介して導入された磁束を軸方向に、エアギャップ３を介して、可動子６の方向に導く。電気的接続部２．５およびこれによって形成された磁束を介してコイル巻線２．３に通電することによって、可動子６は戻しばね８の力に対抗して、弁挿入体９に対して動かされる。

これに加えて、図示されていない流体ブロックを備えたかしめ締結フランジ９．１を介してかしめ締結される弁挿入体９はいわゆる弁体１０を収容する。この弁体は、主弁座１０．１を含んでおり、この主弁座内に、シールカロット（Dichtkalotte）として構成されている主シール部材７．２が、密閉するように埋没する。これによって電磁弁１の密閉機能が変換される。弁体１０は弁挿入体９内に押し込まれている。ここで主シール座１０．１は、弁体１０の上方に配置されている。戻しばね８は一方で、プランジャショルダー７．３に支持されており、他方では主弁座１０．１の領域において軸方向に、弁体１０上でばね支承部（Federauflage）１０．２に支持されている。このような配置によって戻しばね８に、開放されている弁状態において、液体流１２が流れる。これによって、調整されたばね力が変わってしまうことがある。

さらに、付加的な構成部材をばね支承部として設けることが知られている。このばね支承部上では、戻しばねが支持されており、これによって、戻しばね８が液体流１２外に配置される。しかしこのような構成では、エアギャップ３の調整時に、弁体１０と、主シール部材７．２を介して弁体１０の主弁座１０．１に接しているプランジャ７とをシフトさせることによって、戻しばね８の構造長も、位置が変わらないばね支承部とシフトされたプランジャショルダー７．３との間で変化し、ひいてはばね力が変化する。従って、エアギャップを調整した後に、ばね力を修正するためにばね支承部の位置を相応に整合調整することが必要となる。

さらに図１から分かるように、従来の電磁弁１は、中心からずれて配置されているリターン弁４と、プラスチック挿入体として構成されている弁構成部分とを有している。リターン弁は配向された貫流機能を実効し、弁構成部分は弁下方部分１１を構成し、図示されていない、取り囲んでいる流体ブロックに対する密閉、弁体１０に対する密閉およびリングフィルタ１３およびフラットフィルタ１４を収容するために用いられる。

公開公報ＤＥ１０２００５０４４６７２Ａ１号には例えば、磁石構成群、カプセル、可動子および弁挿入体を含んでいる電磁弁が記載されている。これは、磁石構成群によって導入された磁束を軸方向で、エアギャップを介して可動子の方向に導く。カプセルは下方領域を有しており、この下方領域はオーバーラップするように、弁挿入体に被せ嵌められている。上述した電磁弁のカプセルのオーバーラップ領域は、かしめ締結領域に向かって延長されており、ここでカプセルは、弁ブシュによって、流体ブロックとかしめ締結されている。さらに、シール座を備えたスリーブがカプセル内に挿入されており、このシール座は弁挿入体外に配置される。プランジャのための戻しばねは、シール座の領域内の流体の流れる領域外において、スリーブに支持されている、または、流体の流れる領域外で弁挿入体に支持されている。

本発明の開示
独立請求項１の特徴部分に記載された構成を有する本発明の電磁弁はこの従来技術に対して次のような利点を有している。すなわち、弁体がボンネット形スリーブとして構成されており、このスリーブの開放終端部が、弁挿入体内に押し込まれており、戻しばねのためのばね支承部として作用する。これは、流体の流れ外に配置されている。流体の流れは、開放されている主弁座と、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体内の少なくとも１つの半径方向流出孔との間に生じる。さらに、貫通孔を備えた主弁座は、スリーブとして構成された弁体のボンネット形終端部内側に配置されている。電磁弁の本発明のこの構成によって、ばね支承部としての付加的な構成部材を設けなくとも、戻しばねが、直接的に、電磁弁の貫流領域内に位置することがなくなる。すなわち、戻りばねは流体が流れる領域外に位置する。これによって有利には、戻しばねのばね力が流体の流れによって影響されなくなる。さらに、本発明の電磁弁のこの構成によって、有利には次のような場合にも戻しばねの調整された構造長が、プランジャシャルダーと弁体のばね支承部との間で変化することがない。すなわち、エアギャップを調整するために、可動子と弁体の弁挿入体と、主シール部材を介して弁体の主弁座に接しているプランジャとがその間で、弁挿入体内で、共に動かされる場合にも変化することがない。これによって、有利には、プロセスの複雑さが低減され、弁調整時の精度を高めることができる。

従属請求項に記載されている措置および発展形態によって、独立請求項１に記載されている電磁弁を有利に改善することができる。

ボンネット形状スリーブとして構成されている弁体の開放終端部に、リング状みぞがばね支承部として構成されるのは特に有利である。これは周方向に沿って全体的に、または部分的に構成されている。これによって付加的に、戻しばねを軸方向で支えるために、有利には、弁体の支持領域において戻しばねを半径方向に案内することが可能になる。択一的に、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体の開放終端部に、カラー部分がばね支承部として、一体的に成形される。これは周方向に沿って全体的に、または部分的に構成されている。この一体的に成形されたカラー部分も付加的に軸方向の支持のために有利には、弁体での支持領域における戻しばねの半径方向の案内を可能にする。

本発明の電磁弁の構成においては、ボンネット形スリーブとして構成された弁体の開放終端部に、案内手段が、プランジャを半径方向で案内するために一体的に成形されている。これは周方向に沿って全体的に、または部分的に構成されている。従って、ボンネット形スリーブとして構成された弁体の開放終端部に、戻しばねを半径方向で案内するおよび軸方向で支持するために一体的に成形されたカラー部分は例えば次のように構成される。すなわち、一体的に成形されたこのカラー部分が同時に、プランジャを半径方向で案内するための案内手段として作用するように構成される。

本発明の電磁弁の別の構成では、ボンネット形スリーブとして構成された弁体が弁挿入体内に押し込まれ、弁体の少なくとも１つの半径方向流出孔が、弁挿入体内の少なくとも１つの相応する半径方向流出孔とアライメントされる。弁体の流出孔の位置、数および形状は有利には、取り囲んでいる弁挿入体の流出孔と合うように調整されており、これによって流出孔が覆われてしまうのを回避することができる。

択一的な構成では、弁挿入体は短く構成される。この場合にはボンネット形スリーブとして構成された弁体が弁挿入体内に押し込まれ、少なくとも１つの半径方向流出孔が、弁挿入体によって覆われない。これによって有利には弁体の取り付けプロセスが容易になる。なぜなら、これはもはや、配向される必要がなく、さらに弁挿入体の流出孔に整合するように取り付けられる必要がないからである。

本発明の電磁弁の別の構成では、弁体は、ボンネット形終端部との密閉のために、プレス領域で流体ブロックによってプレスされている。すなわち、弁体は金属的な密閉のために、電磁弁の流体接続部の間の箇所で、流体ブロック内に押し込まれる。これによって、弁カートリッジの複雑さが低減され、コストを省くことができる。電磁弁コンポーネントの複雑さをさらに低減させるために、弁挿入体を、１つの部分として成形された、スリットが入れられたスリーブとして構成することができる。これは例えば、薄板条片を巻くことによって製造される。

有利な、以下で説明する本発明の実施形態並びに、本発明をより良く理解するための上述した従来の実施例を図示する。図面では、同一の、ないしは同様の機能を実施するコンポーネントないし部材に同じ参照番号が付与されている。

従来の電磁弁の概略的な断面図 電磁弁の、発明にとって重要な領域の第１の実施例の概略的な断面図 電磁弁の、発明にとって重要な領域の第２の実施例の概略的な断面図 電磁弁の、発明にとって重要な領域の第３の実施例の概略的な断面図

図２〜４から分かるように、本発明の電磁弁の弁体３０，３０’はボンネット形スリーブとして構成されており、弁体の開放終端部は、弁挿入体２９，２９’内に押し込まれており、戻しばね２８に対するばね支承部２０，２０’として作用する。このばね支承部は、流体束３２，３２’外に配置されており、この上に、プランジャショルダー７．３を備えたプランジャ７が配置される。流体束３２，３２’は例えば、開放されている主弁座３０．１と、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体３０，３０’内の少なくとも１つの半径方向流出孔３０．２との間に生じる。さらに、図２〜４から分かるように、貫通孔を備えた主弁座３０．１は、スリーブとして構成されている弁体３０，３０’のボンネット形終端部内側に配置されている。さらに、図示されていない磁石構成群によって形成された磁石力によって、戻しばね２８の力に対抗して軸方向に動かされる、図示されていない可動子は、第１の閉成部材７．１および主シール部材７．２を備えているプランジャ７を動かし、これによって、主シール部材７．２は密閉作用を伴って、主弁座３０．１内に侵入する。本発明の電磁弁の磁石構成群は、図１に示された、従来の電磁弁１の磁石構成群２と同じように構成されている。

図２からさらに分かるように、ボンネット形スリーブとして構成さている弁体３０は、本発明の第１の実施例では、次のように弁挿入体２９内に押し込まれている。すなわち、弁体３０の半径方向流出孔３０．２が、一致する、弁挿入体２９内の半径方向流出孔２９．１とアライメントされるように押し込まれている。弁体３０の半径方向流出孔３０．２の位置、数および形状は有利には、取り囲んでいる弁挿入体２９の流出孔２９．１と合うように調整されており、これによって弁体３０の半径方向流出孔３０．２が覆われることが回避される。

さらに図３から分かるように、本発明の第２の実施例では、弁挿入体２９’が短くされており、半径方向流出孔無く構成されている。ここでは、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体３０が、この短い弁挿入体２９’内に押し込まれ、弁体３０の半径方向流出孔３０．２は、短い弁挿入体２９’によって覆われることはない。これによって、弁体３０の押し込み過程は、本発明の第１の実施例と比較して、有利には容易になる。なぜならこれはもはや配向される必要は無く、かつ弁挿入体２９’内の半径方向流出孔に合わせて押し込まれる必要もないからである。

戻しばね２８を半径方向に案内し、軸方向で支えるために、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体３０の開放終端部に、例えば、図示されていないリング状みぞをばね支承部２０として構成することができる。これは周方向に沿って全体的に、または部分的に構成される。

さらに図４から分かるように、本発明の第３の実施例では、図３に示されている第２の実施例と同じように、弁挿入体２９’が短く構成されており、半径方向流出孔が設けられていない。ここでは、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体３０’がこの短い弁挿入体２９’内に押し込まれており、これによって、弁体３０’の半径方向流出孔３０．２が、短い弁挿入体２９’によって覆われることがない。本発明の第２の実施例とは異なり、戻しばね２８を半径方向に案内し、軸方向で支えるためのボンネット形スリーブとして構成された弁体３０’の開放終端部に、カラー部分３０．３がばね支承部２０’として、一体的に成形されている。これは、周方向に沿って全体的に、または部分的に構成されている。戻しばね２８を半径方向に案内し、軸方向で支えるためのボンネット形スリーブとして構成された弁体３０’の開放終端部に一体的に成形されたカラー部分３０．３は同時に、プランジャ７を半径方向に案内するための案内手段３０．４として構成されている。

さらに図４から分かるように、本発明の第２ないし第３の実施例の弁体３０’は、ボンネット形終端部との金属的な密閉のために、押し込み領域４１で、電磁弁の流体接続部の間で、流体ブロック４０によってプレスされている。これによって、弁カートリッジの複雑さが低減され、コストが省かれる。

電磁弁コンポーネントの複雑さをさらに低減させるために、弁挿入体２９，２９’が１つの部分として構成された、スリットが入れられたスリーブとして構成される。これは例えば、薄板条片を巻くことによって製造される。本発明の電磁弁は例えば、無電流状態で開放されるまたは閉成される２ポート２位置弁として構成されていてよい。

本発明の電磁弁は有利には、ばね支承部としての付加的な構成部材を用いること無く、電磁弁の流体が流れる領域から、非貫流領域への戻しばねの移動を実現する。これによって、戻しばねのばね力は有利にはもはや、流体の流れによって影響されない。さらに、電磁弁の本発明の構成によって、有利には次のような場合にも戻しばねの調整された構造長が、弁体のプランジャショルダーとばね支承部との間で変わることがない。すなわちエアギャップを調整するために、可動子と弁体の弁挿入体と、主シール部材を介して弁体の主弁座に接するプランジャがその間で、弁挿入体内で、共に動かされる場合にも変わることがない。これによって有利には、プロセスの複雑さが低減され、弁調整時の高い精度が実現される。

Claims (10)

1. 磁石構成群（２）と弁カートリッジ（５）とを有している電磁弁であって、
   当該弁カートリッジはカプセル（５．１）と、当該カプセル（５．１）に接続されている弁挿入体（２９，２９’）と、当該カプセル（５．１）内に可動に配置されている可動子（６）と弁体（３０，３０’）とを含んでおり、
   前記可動子は、第１の閉成部材（７．１）と主シール部材（７．２）とを備えたプランジャ（７）を含んでおり、前記弁体は主弁座（３０．１）を備えており、前記弁挿入体（２９，２９’）内に押し込まれており、
   前記磁石構成群（２）によって生成された磁力は前記可動子（６）を、戻しばね（２８）の力に対抗して軸方向に動かし、前記主シール部材（７．２）は密閉するように、前記主弁座（３０．１）内に侵入する形式のものにおいて、
   前記弁体（３０，３０’）はボンネット形スリーブとして構成されており、当該スリーブの開放終端部は前記弁挿入体（２９，２９’）内に押し込まれており、前記戻しばね（２８）のためのばね支承部（２０，２０’）として作用し、当該ばね支承部は流体の流れ（３２，３２’）外に配置されており、当該流体の流れは、開放された主弁座（３０．１）と、ボンネット形スリーブとして構成された弁体（３０，３０’）内の少なくとも１つの半径方向流出孔（３０．２）との間に位置しており、
   ここで貫通孔を備えた前記主弁座（３０．１）は、ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０，３０’）のボンネット形終端部内側に配置されている、
   ことを特徴とする電磁弁。
2. ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０）の開放終端部に、前記戻しばね（２８）を半径方向に案内するため、および軸方向で支持するために、周方向に沿って全体的にまたは部分的に構成されているリング状みぞがばね支承部（２０）として構成されている、請求項１記載の電磁弁。
3. ボンネット形スリーブとして構成された弁体（３０’）の開放終端部に、前記戻しばね（２８）を半径方向に案内するため、および軸方向で支持するために、周方向に沿って全体的にまたは部分的に構成されているカラー部分（３０．３）がばね支承部（２０’）として構成されている、請求項１記載の電磁弁。
4. ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０’）の開放終端部に、周方向に沿って全体的にまたは部分的に構成されている、前記プランジャ（７）を半径方向に案内するための案内手段（３０．４）が、一体的に成形されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁弁。
5. ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０’）の開放終端部に、前記戻しばね（２８）を半径方向に案内するため、および軸方向で支持するために、一体的に成形されている前記カラー部分（３０．３）は、同時に、前記プランジャ（７）を半径方向に案内するための案内手段（４）として構成されている、請求項４記載の電磁弁。
6. 前記ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０）は前記弁挿入体（２９）内に押し込まれ、前記弁体（３０）の少なくとも１つの半径方向流出孔（３０．２）が、弁挿入体（２９）内の少なくとも１つの一致する半径流出孔（２９．１）とアライメントされる、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁弁。
7. 前記弁挿入体（２９’）は短く構成されており、
   ボンネット形スリーブとして構成されている弁体（３０，３０’）が前記弁挿入体（２９）内に押し込まれており、前記少なくとも１つの半径方向流出孔（３０．２）は弁挿入体（２９’）によって覆われない、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁弁。
8. 前記弁体（３０’）は金属的な密閉のために、押し込み領域（４１）で流体ブロック（４０）によってプレスされている、請求項１から７までいずれか１項記載の電磁弁。
9. 前記弁挿入体（２９，２９’）は１つの部分として構成された、スリットが入れられたスリーブとして構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の電磁弁。
10. 前記１つの部分として構成された、スリットが入れられたスリーブとして構成されている弁挿入体（２９，２９’）は、薄板条片を巻くことによって製造される、請求項９記載の電磁弁。

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