JP2013515931A - 電磁弁および電磁弁の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ケーシング（３）と、磁極コア（５）と、少なくとも部分的にケーシング（３）に収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャ（６）とを有する電磁弁において、ケーシング（３）が、内周壁（２２）および底壁（１５）を有する一体的なケーシングポット（１４）として構成されており、ケーシングポット（１４）に、前記磁極コア（５）は所望の軸線方向位置まで軸線方向に圧入して配置されており、磁極コア（５）の第１端面（１９）が底壁（１５）に向かい合っており、磁極コア（１５）の第１端面（１９）とは反対側の第２端面（２０）が磁気アーマチャ（６）に向かい合っている電磁弁に関する。さらに、このような電磁弁を製造するための方法が提案される。

Description

本発明は、ケーシングと、磁極コアと、少なくとも部分的にケーシングに収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャとを有する電磁弁に関する。本発明はさらにこのような電磁弁の製造方法に関する。

このような形式の電磁弁は既知である。このような電磁弁は、様々な媒体のための制御および調整弁として、特に自動車のブレーキ回路のための油圧弁として使用される。従来技術では、非通電時に閉鎖された実施形態が、例えば、いわゆる流出弁として既知である。これらの流出弁は磁極コアを備え、磁極コアは、端面が開かれたジャケットに部分的に挿入され、端面が開かれたこのジャケットに終端領域で溶接されている。

磁極コアには電磁コイルが巻きつけられ、電磁コイルは、磁極コアによって整列された電磁場によって電磁弁の作動を可能する。磁極コアは、ケーシング内に少なくとも部分的に収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャに作用し、これにより、磁気アーマチャの軸線方向の操作が得られる。ケーシングは、磁極コアに向かい合ったケーシング端部にケーシングカバーを備える。ケーシングカバーは磁気アーマチャに包囲係合しており、特に端面に、媒体のための貫通開口を備える。この貫通開口は、例えば、磁気アーマチャの端面で保持された閉鎖ボールによって非通電状態で閉鎖されている。磁気アーマチャと磁極コアとの間には、この閉鎖を確保するために圧縮コイルばねが配置されており、この場合、閉鎖ボールは貫通開口にシール状態で載置される。磁極コアと磁気アーマチャとの間には、作業空間が作業ギャップとして構成されており、コイル圧縮ばねのばね作用に抗して磁場が作用した場合に磁気アーマチャを磁極コアの方向に移動させることができ、これにより、閉鎖ボールは媒体のための貫通開口を解放する。磁極コアは、ケーシングスリーブの端部で、気密性を得るために周方向に３６０°、好ましくは、３６０°よりも多く延在する溶接継ぎ目によって保持される。これにより、磁極コアが抜け落ちるか、もしくはケーシングスリーブ内で変位することが防止される。溶接は、必要な技術精度および必要な処理時間の観点からコスト高である。すなわち、特に磁極コアは、ケーシングスリーブ内の正確に規定された位置に配置し、溶接時には、所望の規定された弁開放をもたらすことができるように正確に保持する必要がある。ケーシングスリーブ内における磁極コアの位置調節が不正確な場合、不都合な弁機能が生じる。

上述の欠点は、有利には、ケーシング、磁極コア、および少なくとも部分的にケーシング内に収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャとを有する提案された電磁弁によって防止される。ケーシングは、内周壁および底壁を有する一体的なケーシングポットとして構成されており、ケーシングポットに、磁極コアが所望の軸線方向位置まで軸線方向に圧入して配置されており、磁極コアの第１端面は底壁に向かい合っており、磁極コアの第１端面とは反対側の第２端面は磁気アーマチャに向かい合っている。したがって、ケーシングは、両側が開いたケーシングスリーブとして構成されているのではなく、いわばカプセルの形式でケーシングポットとして構成されており、磁極コアは、正常な弁機能のために必要な所望の軸線方向位置まで開口から軸線方向に押し込まれ、圧入される。したがって、従来技術とは異なり、磁極コアは、磁極コアを収容するために設けられたケーシングスリーブの開口内に外側から（部分的に）押し込まれ、そこで溶接なしに固定されるのではなく、ケーシングの弁閉鎖側のカバーを形成または収容する向かい合った側から挿入される。この場合、磁極コアは、所望の軸線方向位置をとるまでケーシングポット内に押し込まれる。この位置で、磁極コアはケーシングポットによって保持される。

好ましくは、内周壁は、磁極コアの外周壁に対して直径減寸部を有している。ケーシングの内周壁の領域、および磁極コアの外周壁の領域をそれぞれの直径に関して観察した場合、磁極コアの外周壁に向いた内周壁（内側）の直径は所定の直径減寸部を有している。このようにして、磁極コアは予荷重をもってケーシングポット内に押し込まれ、この直径減寸部およびこれにより得られる予荷重によって所望の軸線方向位置に確実に保持される。付加的な溶接または圧着は不要である。

別の好ましい実施形態では、磁極コアは、第１端面から第２端面まで延在する少なくとも１つの圧力補償通路を備える。第１端面から第２端面まで延在する圧力補償通路は、例えば磁極コアを通る孔として、制御または接続すべき媒体によって両側から磁極コアの周辺還流を誘起し、したがって、磁極コアは一方側のみを媒体によって加圧されることはない。まさに自動車のブレーキシステム、例えばＡＢＳまたはＥＳＰ装置の油圧弁では、このような圧力補償通路なしには長い作動継続時間にわたって媒体内に部分的に極めて高い圧力が生じ、磁極コアがケーシングポットの底壁に向けて不都合に軸線方向に変位される場合があり、これにより、磁極コアと磁気アーマチャとの間の作業空間に不都合な変更が生じ、弁の機能に好ましくない影響が及ぼされる場合がある。これに対して、圧力補償通路によって、磁極コアの両端面に同じ圧力比が形成され、これにより、磁極コアは軸線方向に一様な圧力を加えられ、このような圧力が両端面に作用する。これにより、磁極コアの軸線方向変位は媒体による加圧によって効果的に防止される。

好ましくは、圧力補償通路は、外周壁に位置する溝、または外周壁の幾何学形状の変化態様であり、例えば、ケーシングの内周壁と、外周壁における圧力補償通路を形成した領域との間に所定の空間を生じさせる平坦部である。このようにして、有利には磁極コア内に孔を設ける必要性が回避され、加工ステップが省略される。

さらに、ケーシングと、磁極コアと、少なくとも部分的にケーシングに収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャとを備える電磁弁を製造するための方法が提供される。この場合、ケーシングは内周壁と底壁とを有する一体的なケーシングポットとして構成され、磁極コアの第１端面が底壁に向かい合うように磁極コアがケーシングポットに所望の軸線方向位置まで軸線方向に圧入され、磁気アーマチャは、磁気アーマチャが磁極コアにおける第１端面とは反対側の第２端面に向かい合うようにケーシングに押し込まれる。したがって、磁極コアの第１端面は底壁に向かい合い、自身と底壁との間の容積を閉じ込めるようにケーシングポットに押し込まれ、第１端面とは反対側の第２端面は磁気アーマチャに向かい合っている。

好ましくは、磁気アーマチャによって磁極コアはケーシングに軸線方向に圧入される。このようにして、磁極コアおよび磁気アーマチャはいずれも少ないプロセスでケーシング内に挿入され、１つの作業過程のみが必要となる。

特に好ましくは、磁極コアは、磁気アーマチャにおける磁極コアに向いていない方の側に位置する弁素子が選択可能な軸線方向開放位置をとるところまで、磁気アーマチャによってケーシングに圧入される。弁素子は、磁気アーマチャにおける磁極コアに向いていない方の端面に、例えば閉鎖ボールとして配置されている。この弁素子は、ケーシング閉鎖素子に設けられた、媒体を還流させるための開口を開閉する。弁の機能は、所望の程度に開放が行われるように、すなわち、単位時間あたり所定の容積流が通過できるように適宜決定される。これは磁気アーマチャの開放行程により決定され、開放行程はケーシング内における磁極コアの位置により決定される。すなわち、磁極コアと磁気アーマチャとの間には作業空間が設けられ、この作業空間は、磁気アーマチャによる弁の開放時に磁極コアの方向に負荷される。提案された形式で磁気アーマチャにより磁極コアが圧入される場合、所望の軸線方向開放位置を極めて簡単に調節することができ、磁極コアは磁気アーマチャによって所望の軸線方向開放位置に到達するために必要な分だけケーシング内に圧入され、ちょうどその瞬間に圧入は終了する。このようにして、調節作業および後からの作業を行うことなしに所望の弁機能が確保される。

さらに、磁極コアおよび磁気アーマチャは同じ押込み方向にケーシング内に挿入される。

他の有利な実施形態が従属請求項およびこれらの組み合わせにより得られる。

次に本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。

本発明による電磁弁をケーシングと共に示す図である。 磁気アーマチャによって所望の軸線方向位置までケーシング内に磁極コアを圧入した状態を示す図である。

図１は、電磁弁１、すなわち、非通電時に閉鎖された流出弁２を示す。電磁弁１はケーシング３を備え、ケーシング３は、ケーシング３の縦方向に第１端部４の領域に配置された磁極コア５、および、磁極コア５に軸線方向に続く磁気アーマチャ６を包囲し、磁気アーマチャ６は、非通電状態で、磁気アーマチャ６を軸線方向に移動させるための隙間程度の作動空間７の分だけ圧縮コイルばね８の作用によって磁気アーマチャ６から離間保持されており、圧縮コイルばね８は、一方では磁極コア５で保持され、他方では磁気アーマチャ６に設けられた縦方向孔９の底部２９で支持される。磁気アーマチャ６は、圧縮コイルばね８を収容するための縦方向孔９とは反対側の端部１０に閉鎖ボール１１を備え、閉鎖ボール１１は、図示のような電磁弁１の非通電状態でケーシング３の内部に設けられた弁開口１２を、この弁開口１２を包囲する弁座１３で閉鎖する。

ケーシング３は一体的なケーシングポット１４によって形成されており、ケーシングポット１４は、ケーシング３の第１端部４では閉じられており、第１端部４の反対の第２端部１６には拡開された開口１７を備え、この開口１７は、磁極コア５、磁気アーマチャ６および他の弁構成素子の挿入後にケーシングカバー１８によって閉じられる。この場合、弁座１３はケーシングカバー１８に設けられている。したがって、ケーシング３、すなわち、磁気アーマチャ６は部分的にのみ、すなわち、ケーシングカバー１８がケーシングポット１４に接続するところまでケーシングポット１４に収容されている。これに対して、磁極コア５はケーシングポット１４によって完全に包囲係合されている。この場合、磁極コア５は、ケーシングポットの底壁１５に向かい合った第１端面１９と、第１端面１９とは反対側の第２端面２０とを備え、第２端面２０は磁気アーマチャ６に向かい合っている。磁極コア５は、磁極コア５の外周壁２１によって画定された実質的に円形に近い、好ましくは円形の横断面を有する。磁極コア５の外周壁２１は、ハウジングポット１４の内周壁２２に接触している。この場合、内周壁２２は、磁極コア５、特に磁極コア５の外周壁２１に対して直径減少部を備え、これにより、磁極コア５は内周壁２２のこの領域で予荷重によって保持されている。磁極コア５は、さらに軸線方向に延在する圧力補償通路２３を備え、圧力補償通路２３は、ここでは外周壁２１の内部に軸線方向に設けた溝２４として構成されている。溝２４の代わりに、磁極コア５の軸線方向に第１端面１９から第２端面２０に延在し、中央（電磁弁１の縦軸線２５）の方向に外周壁２１の幾何学形状とは異なる、すなわち、引っ込んだあらゆる形状を用いてもよい。同様に、第１端面１９から第２端面２０に延在するここで示さない複数の孔であってもよい。

媒体２６が電磁弁１の切換によって供給され磁気アーマチャ６を流れ、第２端面２０の領域で磁極コア５を加圧する。圧力補償通路２３はこの媒体２６を磁極コア５の第１端面１９とケーシング３の底壁１５との間の領域に流入させ、これにより、磁極コア５が両側で、すなわち、第１端面１９および第２端面２０を媒体２６が還流し、これにより、両端面１９，２０に等しい圧力が加えられるようにする役割を果たす。このようにして、媒体２６によって一方側、すなわち、第２端面２０の領域のみが加圧されることにより、既に述べた外周壁２１とケーシング３の内周壁２２との間の予荷重によって保持された磁極コア５が軸線方向に不都合に変位することが極めて有利に防止される。これにより、磁極コア５とハウジング３とを溶接することも、これらの部分を付加的に圧着することも不要となる。

図２は、電磁弁１の組付け、すなわち、ケーシング３の内部への磁極コア５の挿入を示している。このために磁極コア５は、ケーシング３、すなわち、ケーシングポット１４の第２端部１６で軸線方向に挿入され、磁気アーマチャ６によって押込み方向Ｒに、すなわち、軸線方向に底壁１５に向けてケーシング３の内部に移動させられる。第２端部１６の領域で、ケーシング３は第１端部４の領域におけるよりも幾分広幅な直径を有し、これにより、磁気アーマチャ６を介して力を加えることにより磁極コア５を容易に挿入することができる。磁極コア５は、磁気アーマチャ６に向いた側、すなわち、実質的に第２端面２０の領域に直径拡大部を有し、この直径拡大部は、ケーシング３の第１端部４の下方に軸線方向に延在するほぼ上端の直径減少部に対応する。このようにして、磁極コア５の最大限の進入深さが構造的に規定される。磁極コア５は、上端２７の領域ではケーシング３の内周壁２２の直径よりもわずかに大きい直径を有している。このように磁極コア５の外周壁２１に対して内周壁２２の直径が小さいことにより、予荷重が生じ、この予荷重に抗して、磁極コアは、軸線方向に所望の終端位置および組込み最終位置２７に押し込まれる。挿入方向Ｒへの押込みが停止されるやいなや、このような予荷重により磁極コアは自動的に保持される。挿入方向Ｒへの押込みは、適宜な押込み工具２８によって磁気アーマチャの端部１０の領域で磁気アーマチャに力を加えることにより行われ、押込み工具２８は、磁気アーマチャ６の端部１０の領域を、好ましくはリング状に包囲し、磁極コア５および磁気アーマチャ６を、ケーシング３の縦軸線２５にちょうど揃うように前進させる。この場合に磁気アーマチャ６および磁極コア５に作用する力Ｆは、外周壁２１と内周壁２２との間の直径減少部によって誘起される予荷重を克服する程度に大きい。

ケーシングカバー１８によりケーシング３が閉鎖された後に閉鎖ボール１１が図１に示した弁座１３をちょうど開放保持し、図１に示した媒体２６の貫流を可能にするために必要とされるような軸線方向位置をケーシング３に対してとるところまで磁気アーマチャ６がケーシング３の内部に収容されるまで、押込み工具２８による押込みが行われる。このようにして、磁極コア５の軸線方向位置の調節は、さらなる調節または調整作業を必要とせずに、磁気アーマチャ６に結合された閉鎖ボール１１が弁の開放に必要な軸線方向位置をとることによって直接に得られる。押込み工具２８によって磁気アーマチャ６に加えられる力Ｆによる押込みは、単純に、閉鎖ボール１１が必要とされる所望の軸線方向位置に到達した瞬間に終了する。予荷重により、磁極コア５は到達した組込み位置２７に保持され、磁気アーマチャ６と磁極コア５との接触時に電磁弁１の開放された作動位置が得られる。この場合、組付けは全体として挿入方向Ｒに行われる。磁極コア５および磁気アーマチャ６の挿入終了後、図１に示したケーシングカバー１８が被せ嵌められ、これにより、電磁弁１は完成する。

Claims (8)

1. ケーシング（３）と、磁極コア（５）と、少なくとも部分的にケーシング（３）に収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャ（６）とを有する電磁弁において、
   前記ケーシング（３）が、内周壁（２２）および底壁（１５）を有する一体的なケーシングポット（１４）として構成されており、該ケーシングポット（１４）に前記磁極コア（５）が所望の軸線方向位置まで軸線方向に圧入して配置されており、前記磁極コア（５）の第１端面（１９）が前記底壁（１５）に向かい合っており、前記磁極コア（１５）の前記第１端面（１９）とは反対側の第２端面（２０）が前記磁気アーマチャ（６）に向かい合っていることを特徴とする、電磁弁。
2. 前記内周壁（２２）が、前記磁極コア（５）の外周壁（２１）に対して直径減少部を有している、請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記磁極コア（５）が、前記第１端面（１９）から前記第２端面（２０）まで延在する少なくとも１つの圧力補償通路（２３）を備える、請求項１または２に記載の電磁弁。
4. 前記圧力補償通路（２３）が、外周壁（２１）に位置する溝である、請求項１から３までのいずれか一項に記載の電磁弁。
5. ケーシング（３）と、磁極コア（５）と、少なくとも部分的にケーシング（３）に収容され、変位可能に支承された磁気アーマチャ（６）とを備える電磁弁を製造するための方法において、
   前記ケーシングを、内周壁（２２）と底壁（１５）とを有する一体的なケーシングポット（１４）として構成し、前記磁極コア（５）の第１端面（１９）が前記底壁（１５）に向かい合うように前記磁極コア（５）を前記ケーシングポット（１４）に所望の軸線方向位置まで軸線方向に圧入し、前記磁気アーマチャ（６）が前記磁極コア（５）における前記第１端面（１９）とは反対側の第２端面（２０）に向かい合うように前記磁気アーマチャ（６）を前記ケーシング（３）に押し込むことを特徴とする、電磁弁を製造するための方法。
6. 前記磁気アーマチャ（６）によって前記磁極コア（５）を前記ケーシング（３）に軸線方向に圧入する、請求項５に記載の方法。
7. 前記磁気アーマチャ（６）における前記磁極コア（５）に向いていない方の側に位置する弁素子が選択可能な軸線方向開放位置をとるところまで、前記磁気アーマチャ（６）によって前記磁極コア（５）を前記ケーシング（３）に圧入する、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記磁極コア（５）および前記磁気アーマチャ（６）を同じ押込み方向（Ｒ）にハウジング（３）に挿入する、請求項５から７までのいずれか一項に記載の方法。

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