JP2020514639A - Solenoid valve, internal combustion engine with solenoid valve and method for manufacturing solenoid valve - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、耐腐食性が高められている点で優れている、流体を制御するための電磁弁（１）に関する。【解決手段】電磁弁（１）は、ニードルヘッド（３）を備えたバルブニードル（２）と、前記バルブニードル（２）の軸方向（Ｘ−Ｘ）で前記ニードルヘッド（３）に配置されたニードルシャフト（４）とを有しており、この場合、前記ニードルヘッド（３）がバルブシート（１５）において少なくとも１つの吐出孔（５）を開放および閉鎖し、この場合、前記バルブニードル（２）の少なくとも１つの表面がオーステナイト鋼より形成されている。【選択図】 図１The present invention relates to a solenoid valve (1) for controlling a fluid, which is excellent in that corrosion resistance is enhanced. SOLUTION: An electromagnetic valve (1) is arranged on a valve needle (2) having a needle head (3) and on the needle head (3) in an axial direction (XX) of the valve needle (2). A needle shaft (4), wherein the needle head (3) opens and closes at least one discharge hole (5) in the valve seat (15), in which case the valve needle (3) At least one surface of 2) is formed of austenitic steel. [Selection diagram]

Description

本発明は、良好な耐腐食性を有する電磁弁、並びにこのような電磁弁を製造するための方法に関する。さらに本発明は、腐食に対して保護された電磁弁を備えた内燃機関に関するものでもある。   The invention relates to a solenoid valve with good corrosion resistance, as well as a method for manufacturing such a solenoid valve. The invention also relates to an internal combustion engine with a solenoid valve protected against corrosion.

電磁弁、特に電磁弁のバルブニードルは、非常に良好な機械的特性および特に高い硬度に基づいて、大抵はマルテンサイト鋼より製造される。マルテンサイト鋼の欠点は、特に水分を含んだ制御しようとする媒体において腐食を招き、短時間で電磁弁の故障を招く、その高い腐食発生率にある。   Solenoid valves, especially the valve needles of solenoid valves, are usually manufactured from martensitic steel, because of their very good mechanical properties and especially high hardness. The disadvantage of martensitic steel lies in its high corrosion rate, which leads to corrosion, especially in the medium to be controlled containing water, which leads to failure of the solenoid valve in a short time.

これに対して、請求項１の特徴を有する本発明による電磁弁は、水分を含んだ媒体をガイドする場合でも、非常に良好な耐腐食性を有しているという点で優れている。このために、流体を制御するために設けられた電磁弁はバルブニードルを有している。バルブニードルは、特に少なくとも部分的にバルブハウジング内に配置されており、この場合、バルブニードルとハウジングとの間に、流体をガイドするための流体路が設けられている。つまり、バルブニードルは、制御しようとする流体に直に接触している。この場合、バルブニードルは、バルブシートで少なくとも１つの吐出孔を開放および閉鎖するニードルヘッドを有している。さらに、バルブニードルは、バルブニードルの軸方向に配置されたニードルシャフトを有しており、ニードルシャフトの一端部にニードルヘッドが配置されている。良好な腐食安定性を維持するために、バルブニードルの少なくとも１つの表面がオーステナイト鋼より形成されている。オーステナイト鋼は、水分を含む媒体と持続的に接触する場合でも高い耐腐食性を有しているという点で優れている。従って、本発明による電磁弁は、バルブニードルの少なくとも１つの表面にオーステナイト鋼を使用することによって、腐食による劣化に対して非常に良好に保護されるので、その機能が長期間に亘って維持されることが保証される。   On the other hand, the solenoid valve according to the present invention having the features of claim 1 is excellent in that it has very good corrosion resistance even when guiding a medium containing water. For this purpose, the solenoid valve provided for controlling the fluid has a valve needle. The valve needle is arranged at least partly in the valve housing, in which case a fluid channel is provided between the valve needle and the housing for guiding the fluid. That is, the valve needle is in direct contact with the fluid to be controlled. In this case, the valve needle has a needle head that opens and closes at least one discharge hole in the valve seat. Further, the valve needle has a needle shaft arranged in the axial direction of the valve needle, and the needle head is arranged at one end of the needle shaft. At least one surface of the valve needle is made of austenitic steel in order to maintain good corrosion stability. Austenitic steel is excellent in that it has high corrosion resistance even when it is in continuous contact with a medium containing water. Therefore, the solenoid valve according to the present invention is very well protected against deterioration due to corrosion by using austenitic steel on at least one surface of the valve needle, so that its function is maintained for a long period of time. Is guaranteed.

従属請求項には本発明の好適な発展形態が記載されている。   The dependent claims describe preferred developments of the invention.

好適な発展形態によれば、ニードルヘッドの表面がオーステナイト鋼より形成されている。ニードルヘッドは、バルブシートにおける少なくとも１つの吐出孔の開放および閉鎖の機能を満たし、従って制御しようとする流体と永久的に接触する。何故ならば、特に単数または複数の吐出孔の閉鎖後に、流体自体がニードルヘッドから完全に遠ざけられないからである。従って、電磁弁の特に良好な腐食保護のために、ニードルヘッドの表面をオーステナイト鋼より形成することが有利である。   According to a preferred development, the surface of the needle head is made of austenitic steel. The needle head fulfills the function of opening and closing at least one discharge hole in the valve seat and thus is in permanent contact with the fluid to be controlled. This is because the fluid itself cannot be completely kept away from the needle head, especially after the closing of the discharge hole or holes. Therefore, for a particularly good corrosion protection of the solenoid valve, it is advantageous to form the surface of the needle head from austenitic steel.

ニードルヘッドの製造を容易にし、それと同時にニードルヘッドの耐腐食性を最大化するために、好適には、ニードルヘッドは全体的にオーステナイト鋼より形成されている。   In order to facilitate the manufacture of the needle head, while at the same time maximizing the corrosion resistance of the needle head, the needle head is preferably entirely made of austenitic steel.

ニードルヘッドと共に、ニードルシャフトも通常は、制御しようとする流体と永久的に直に接触している。従って、さらに好適な形式で、ニードルシャフトの表面がオーステナイト鋼より形成されている。   Together with the needle head, the needle shaft is also usually in direct permanent contact with the fluid to be controlled. Therefore, in a more preferred form, the surface of the needle shaft is made of austenitic steel.

ニードルシャフトの製造を容易にし、それと同時にニードルシャフトの耐腐食性を最大化するために、さらに好適には、ニードルシャフトが全体的にオーステナイト鋼より形成されている。   In order to facilitate the manufacture of the needle shaft and at the same time maximize the corrosion resistance of the needle shaft, more preferably the needle shaft is made entirely of austenitic steel.

バルブニードル全体の耐腐食性を最適化するために、ニードルシャフトの少なくとも１つの表面も、またニードルヘッドの表面もオーステナイト鋼より形成されていれば、特に有利である。さらに好適には、ニードルヘッドもニードルシャフトもオーステナイト鋼より成っている。これは、ニードルヘッドとニードルシャフトとの間の接続部形成も容易にし、この接続部形成は、素材結合式の接続、特に溶接結合によって非常に容易に製造可能である。   It is particularly advantageous if at least one surface of the needle shaft and also the surface of the needle head are made of austenitic steel in order to optimize the corrosion resistance of the entire valve needle. More preferably, both the needle head and the needle shaft are made of austenitic steel. This also facilitates the formation of the connection between the needle head and the needle shaft, which connection can be very easily manufactured by means of a material-bonded connection, in particular a welded connection.

オーステナイト鋼は、従来のマルテンサイト鋼と比較して、より低い機械的な耐負荷能力を有していてよい。高い機械的負荷にも対抗するために、電磁弁のオーステナイト鋼は好適な形式で“kolsterisiert「コールスタライジング処理」”されている。   Austenitic steels may have a lower mechanical load bearing capacity as compared to conventional martensitic steels. In order to withstand high mechanical loads, the austenitic steels of the solenoid valves are “kolsterisiert“ coal-stabilized ”” in a suitable manner.

機械的な特性、特に電磁弁の耐摩耗性は、さらに好適には、オーステナイト鋼がＤＬＣ膜によってコーティングされていることによって改善され得る。ＤＬＣ、つまり“diamond-like-carbon「ダイヤモンドライクカーボン」”は、特殊な構造を有する炭素を含有する膜であって、この膜は、良好な耐スクラッチ性および高い硬度を有する点で優れており、従って機械特性、特に電磁弁の表面特性の最適化のために非常に良好に適している。   The mechanical properties, in particular the wear resistance of the solenoid valve, can more preferably be improved by coating the austenitic steel with a DLC film. DLC, or "diamond-like-carbon", is a film containing carbon with a special structure, and this film is excellent in that it has good scratch resistance and high hardness. Therefore, it is very well suited for the optimization of mechanical properties, in particular the surface properties of solenoid valves.

別の好適な発展形態によれば、バルブニードルを少なくとも部分的に包囲する構成部分、特にバルブハウジングもオーステナイト鋼より形成されている。   According to another preferred development, the component at least partially surrounding the valve needle, in particular the valve housing, is also made of austenitic steel.

同様に本発明によれば、前記電磁弁を有する内燃機関も開示される。本発明による電磁弁を使用することによって、持続的に安定した信頼できる走行性能が得られると共に内燃機関の耐腐食性も改善され得る。   Similarly, according to the present invention, an internal combustion engine having the solenoid valve is also disclosed. By using the solenoid valve according to the present invention, a stable and reliable running performance can be obtained continuously and the corrosion resistance of the internal combustion engine can be improved.

さらに本発明によれば、電磁弁を製造するための方法も記載される。製造しようとする電磁弁は、ニードルヘッドと、バルブニードルの軸方向でニードルヘッドに配置されたニードルシャフトとを備えたバルブニードルを有している。ニードルヘッドは、バルブシートで少なくとも１つの吐出孔を開放および閉鎖する機能を有している。本発明の方法によれば、バルブニードルの少なくとも１つの表面をオーステナイト鋼から形成するステップが意図されている。バルブニードルの少なくとも１つの表面をオーステナイト鋼から形成することによって、一般的な標準プロセスを使用して、電磁弁の耐腐食性が著しく改善され得る。特に、ニードルヘッドの少なくとも１つの表面および／またはニードルシャフトの表面がオーステナイト鋼から形成され、この場合、ニードルヘッドおよび／またはニードルシャフトが全体的にオーステナイト鋼から形成されてもよい。これによって、製造プロセスが軽減される。何故ならば、１つの材料、つまりオーステナイト鋼だけを処理すればよいからである。   Further according to the invention, a method for manufacturing a solenoid valve is also described. The solenoid valve to be manufactured has a valve needle with a needle head and a needle shaft arranged on the needle head in the axial direction of the valve needle. The needle head has the function of opening and closing at least one discharge hole in the valve seat. According to the method of the invention, the step of forming at least one surface of the valve needle from austenitic steel is contemplated. By forming at least one surface of the valve needle from austenitic steel, the corrosion resistance of the solenoid valve can be significantly improved using common standard processes. In particular, at least one surface of the needle head and / or the surface of the needle shaft may be made of austenitic steel, in which case the needle head and / or needle shaft may be entirely made of austenitic steel. This reduces the manufacturing process. This is because only one material, namely the austenitic steel, needs to be processed.

本発明による電磁弁のために記載された利点、好適な効果および発展形態は、本発明による内燃機関にも、また電磁弁を製造するための本発明による方法にも適用される。   The advantages, preferred effects and developments described for the solenoid valve according to the invention apply both to the internal combustion engine according to the invention and to the method according to the invention for producing the solenoid valve.

オーステナイト鋼の硬度を改善し、ひいては電磁弁の全体的な機械的な安定性を改善するために、オーステナイト鋼は好適な形式でコールスタライジング処理される。   In order to improve the hardness of the austenitic steel and thus the overall mechanical stability of the solenoid valve, the austenitic steel is coal-stallised in a suitable manner.

さらに、電磁弁の耐摩耗性は、この方法が特にオーステナイト鋼にＤＬＣ膜を被着するステップを有していることによって、さらに高められ得る。   In addition, the wear resistance of the solenoid valve can be further enhanced by the fact that the method comprises the step of depositing a DLC film, in particular on austenitic steel.

本発明の一実施例による電磁弁の概略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention.

以下に本発明の好適な実施例を、添付の図面を用いて詳しく説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１に示されているように、電磁弁１はバルブニードル２を有している。バルブニードル２は、ニードルヘッド３と、バルブニードル２の軸方向Ｘ−Ｘでニードルヘッド３に配置されたニードルシャフト４とを有している。ニードルシャフト４とニードルヘッド３とは、溶接結合１４によって素材結合式に互いに結合されている。   As shown in FIG. 1, the solenoid valve 1 has a valve needle 2. The valve needle 2 has a needle head 3 and a needle shaft 4 arranged on the needle head 3 in the axial direction XX of the valve needle 2. The needle shaft 4 and the needle head 3 are connected to each other by a welded connection 14 in a material connection manner.

バルブニードル２は、バルブハウジング６によって包囲されていて、この場合、バルブハウジング６とバルブニードル２との間に、流体をガイドするための流体路７が設けられている。   The valve needle 2 is surrounded by a valve housing 6, in which case a fluid path 7 for guiding fluid is provided between the valve housing 6 and the valve needle 2.

バルブニードル２を初期位置に戻すために、バルブニードル２にリセット部材１１が接続されている。この場合、図１は、この実施例では電磁弁１の閉鎖された位置である、電磁弁１の初期位置を示す。この場合、バルブニードル２はバルブシート１５上に載っていて、これによって吐出孔５との接続が遮断されている。これによって、この実施例ではバルブボールとして構成されたニードルヘッド３は、電磁弁１の初期位置で吐出孔５を閉鎖する。   A reset member 11 is connected to the valve needle 2 to return the valve needle 2 to the initial position. In this case, FIG. 1 shows the initial position of the solenoid valve 1, which in this embodiment is the closed position of the solenoid valve 1. In this case, the valve needle 2 rests on the valve seat 15, which interrupts the connection with the discharge hole 5. As a result, the needle head 3, which in this embodiment is embodied as a valve ball, closes the discharge hole 5 at the initial position of the solenoid valve 1.

電磁弁１はさらに、磁石可動子１０と内極１２とを有している。さらにコイル１３が設けられており、このコイル１３は電流供給時に磁石可動子１０を内極１２の方向に引き寄せる。   The solenoid valve 1 further includes a magnet mover 10 and an inner pole 12. Further, a coil 13 is provided, and this coil 13 draws the magnet mover 10 toward the inner pole 12 when supplying current.

図１に示した実施例では、ニードルシャフト４の表面およびニードルヘッド３の表面がオーステナイト鋼より形成されている。これによって、バルブニードル２の非常に良好な耐腐食性が得られる。従って、溶接結合１４も簡単かつ頑丈に構成することができる。特に、ニードルヘッド３およびニードルシャフト４は全体的にオーステナイト鋼から形成されている。   In the embodiment shown in FIG. 1, the surface of the needle shaft 4 and the surface of the needle head 3 are made of austenitic steel. This gives a very good corrosion resistance of the valve needle 2. Therefore, the welded joint 14 can also be constructed simply and robustly. In particular, the needle head 3 and the needle shaft 4 are entirely made of austenitic steel.

バルブニードル２はさらに、第１の可動子ストッパ８および第２の可動子ストッパ９を有している。この場合、磁石可動子１０は、第１の可動子ストッパ８と第２の可動子ストッパ９との間に配置されている。この場合、バルブニードル２に、磁石可動子１０のためのガイド領域１６が設けられている。   The valve needle 2 further has a first mover stopper 8 and a second mover stopper 9. In this case, the magnet mover 10 is arranged between the first mover stopper 8 and the second mover stopper 9. In this case, the valve needle 2 is provided with a guide region 16 for the magnet armature 10.

好適には、バルブニードル２のその他の構成部分、特にバルブハウジング６も、オーステナイト鋼より製造されている。この構成は、特に水を含んだ流体に対しても、持続的な特に高い耐腐食性を提供する。   The other components of the valve needle 2, in particular the valve housing 6, are also preferably made of austenitic steel. This configuration offers a particularly high resistance to corrosion, especially against fluids containing water.

機械安定性および特に硬度特性を改善するために、使用されたオーステナイト鋼は“kolsterisiert「コールスタライジング処理」”されている。さらに、オーステナイト鋼の耐摩耗性は、ＤＬＣコーティングによって高められてよい。   In order to improve the mechanical stability and especially the hardness properties, the austenitic steels used are “kolsterisiert“ coal starizing ”.” Furthermore, the wear resistance of austenitic steels may be enhanced by DLC coatings.

１ 電磁弁
２ バルブニードル
３ ニードルヘッド
４ ニードルシャフト
５ 吐出孔
６ バルブハウジング
８ 第１の可動子ストッパ
９ 第２の可動子ストッパ
１０ 磁石可動子
１１ リセット部材
１２ 内極
１３ コイル
１４ 素材結合、溶接結合
１５ バルブシート 1 Solenoid Valve 2 Valve Needle 3 Needle Head 4 Needle Shaft 5 Discharge Hole 6 Valve Housing 8 First Mover Stopper 9 Second Mover Stopper 10 Magnet Mover 11 Reset Member 12 Inner Pole 13 Coil 14 Material Bonding, Welding Bonding 15 valve seat

Claims (12)

流体を制御するための電磁弁において、
バルブニードル（２）が設けられていて、該バルブニードル（２）が、ニードルヘッド（３）と、前記バルブニードル（２）の軸方向（Ｘ−Ｘ）で前記ニードルヘッド（３）に配置されたニードルシャフト（４）とを有しており、前記ニードルヘッド（３）がバルブシート（１５）において少なくとも１つの吐出孔（５）を開放および閉鎖するようになっており、
前記バルブニードル（２）の少なくとも１つの表面がオーステナイト鋼より形成されている、電磁弁。 In a solenoid valve for controlling fluid,
A valve needle (2) is provided, the valve needle (2) being arranged on the needle head (3) and on the needle head (3) in the axial direction (XX) of the valve needle (2). A needle shaft (4), the needle head (3) opening and closing at least one discharge hole (5) in the valve seat (15),
A solenoid valve, wherein at least one surface of the valve needle (2) is made of austenitic steel. 前記ニードルヘッド（３）の表面がオーステナイト鋼より形成されていることを特徴とする、請求項１記載の電磁弁。   2. The solenoid valve according to claim 1, wherein the surface of the needle head (3) is made of austenitic steel. 前記ニードルヘッド（３）が全体的にオーステナイト鋼より形成されていることを特徴とする、請求項１記載の電磁弁。   2. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that the needle head (3) is entirely made of austenitic steel. 前記ニードルシャフト（４）の表面がオーステナイト鋼より形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁弁。   4. The solenoid valve according to claim 1, wherein the surface of the needle shaft (4) is made of austenitic steel. 前記ニードルシャフト（４）が全体的にオーステナイト鋼より形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁弁。   4. The solenoid valve according to claim 1, wherein the needle shaft (4) is entirely made of austenitic steel. 前記オーステナイト鋼がコールスタライジング処理されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁弁。   The solenoid valve according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the austenitic steel has been subjected to a coal starizing treatment. 前記オーステナイト鋼がＤＬＣ膜によってコーティングされていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の電磁弁。   The solenoid valve according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the austenitic steel is coated with a DLC film. 前記バルブニードル（２）を少なくとも部分的に包囲する構成部分、特にバルブハウジング（６）が、オーステナイト鋼より形成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の電磁弁。   8. Component according to claim 1, characterized in that the component at least partially surrounding the valve needle (2), in particular the valve housing (6), is made of austenitic steel. solenoid valve. 内燃機関であって、請求項１から８までのいずれか１項記載の電磁弁（１）を有する、内燃機関。   Internal combustion engine, comprising an electromagnetic valve (1) according to any one of claims 1 to 8. 電磁弁（１）を製造するための方法であって、バルブニードル（２）を有していて、該バルブニードル（２）が、ニードルヘッド（３）と、前記バルブニードル（２）の軸方向（Ｘ−Ｘ）で前記ニードルヘッド（３）に配置されたニードルシャフト（４）とを備えており、前記ニードルヘッド（３）がバルブシート（１５）で少なくとも１つの吐出孔（５）を開放および閉鎖するようになっている方法において、前記方法が、前記バルブニードル（２）の少なくとも１つの表面をオーステナイト鋼より形成するステップを有している、電磁弁（１）を製造するための方法。   A method for manufacturing a solenoid valve (1), comprising a valve needle (2), the valve needle (2) comprising a needle head (3) and an axial direction of the valve needle (2). (XX) with a needle shaft (4) arranged in the needle head (3), the needle head (3) opening at least one discharge hole (5) in the valve seat (15). And a method adapted to close, the method comprising the step of forming at least one surface of the valve needle (2) from austenitic steel. . 前記オーステナイト鋼をコールスタライジング処理することを特徴とする、請求項１０記載の方法。   The method according to claim 10, characterized in that the austenitic steel is subjected to a coal-stallizing treatment. 前記オーステナイト鋼にＤＬＣ膜を被着するステップを有することを特徴とする、請求項１０または１１記載の方法。   Method according to claim 10 or 11, characterized in that it comprises the step of depositing a DLC film on the austenitic steel.
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