JP3691877B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネットケーシングを備えた電磁弁であって、マグネットケーシングの内室に、マグネットコアと、該マグネットコアを取り囲むマグネットコイルとが配置されており、該マグネットコアが可動子と共働し、該可動子が、弁座のための弁部材として働く突き棒と堅く結合されており、圧力媒体を通すための少なくとも１つの孔を有する接続部材が設けられており、該接続部材に弁座が一体に構成されており、さらに弁座と、マグネットコアの、可動子に向かい合っている端面との間に、ある規定された間隔が存在している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のオートマチック伝動装置において使用されるこのような形式の電磁石は、マグネットコイルによって取り囲まれたマグネットコアを有しており、このマグネットコアには、旋削品として構成された接続部材が接続されている。この接続部材には、圧力媒体のための通路及び接続部並びに弁座が構成されている。マグネットコアの、弁座とは反対の側には、可動子が配置されており、この可動子は、マグネットコアを貫通していて弁座に作用する突き棒と結合されている。突き棒は、マグネットコアに配置されている軸受において案内されている。さらに突き棒は、可動子において該可動子に設けられた孔にストッパのところまで圧入されている。電磁弁の正確な特性線のためには、作業空隙と弁座との間の間隔及び弁座側の可動子下側面と弁座との間の間隔が、基準となるので、突き棒の長さ及び接続部材の長さは、極めて正確にひいてはかなりの手間をかけて切削加工によって製造されねばならない。さらに、突き棒を案内する軸受は、作業空隙の比較的近くに配置されているので、このことにより、強磁性の汚染粒子が作業空隙に沈積することが促進される。そしてこれによって、電磁弁の耐用寿命中における該電磁弁の特性線の精度が損なわれてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の電磁弁を改良して、簡単に製造可能でかつ改善された機能特性を有する電磁弁を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、弁座と、マグネットコアの、可動子に向かい合っている端面との間における間隔が、前組立て可能な構成ユニットによって規定されており、この場合該構成ユニットが、マグネットコアと、プラスチック製の射出成形品として成形された接続部材とから成っており、しかもマグネットコアに、弁座を有する接続部材が射出成形されている。
【０００５】
【発明の効果】
このように構成された本発明による電磁弁は、公知のものに対して次のような利点を有している。すなわち本発明による電磁弁では、機能尺度としての基準となる、作業空隙と弁座との間における間隔を、高い精度をもってかつ安価に製造することが可能である。
【０００６】
本発明の別の有利な構成は、特許請求の範囲の請求項２以下に記載されている。可動子における突き棒の特別な構成及び配置形式によって、可動子下側面と弁座との間における間隔を簡単かつ正確に調節することができる。
【０００７】
接続部材及び弁座をプラスチックから構成することによって、弁座及び圧力媒体通路の有利な幾何学形状を、簡単に得ることが可能である。
【０００８】
作業空隙と突き棒を案内する軸受との間における間隔が比較的大きいと、特に有利であり、このように構成されていると、作業空隙における強磁性の汚染粒子の沈積が減じられ、ひいては特性線の精度が長時間にわたって高められる。また電磁弁の特に簡単な基本調節は、可動子に載設している押込み可能なカバーによって可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
例えば圧力制限弁もしくは過圧弁として自動車のオートマチック伝動装置において使用されている電磁弁１０は、ほぼスリーブ状のマグネットケーシング１１を有している。マグネットケーシング１１の内室１２には、マグネットコイル１３が配置されている。マグネットコイル１３は、同様にほぼスリーブ状のマグネットコア１４を有している。マグネットコア１４は円筒形の凹設部１５を有しており、この凹設部１５の底部１６は、可動子１７のためのストッパ面として働く。可動子１７は、マグネットコア１４の凹設部１５内に突入する円筒形の延長部１８を有している。延長部１８の下側面１９と可動子１７との間には、磁気回路のための作業空隙２１が構成されている。
【００１１】
可動子１７の、延長部１８とは反対側に位置する上側面２２には、リング状の隆起部２３が構成されている。この隆起部２３はダイヤフラムばね２４と結合されており、このダイヤフラムばね２４は、可動子１７の上側面２２に対して平行にかつ該上側面２２から間隔をおいて配置されている。ダイヤフラムばね２４は、マグネットケーシング１１に構成されたリング溝２６に嵌め込まれており、このリング溝２６にはまた、マグネットケーシング１１を密に閉鎖しかつ深絞り部材として構成された弁カバー２８が係合している。
【００１２】
弁カバー２８はスリーブ状の延長部２９を有しており、この延長部２９には調節球３１がかしめ固定されている。調節球３１は、可動子１７に構成された凹設部３３に支持されているコイルばね３２に作用している。調節球３１及びコイルばね３２は、可動子１７の基本調整のために働き、これによってマグネット回路の製造誤差を相殺することができる。
【００１３】
可動子１７には孔３４が構成されており、この孔３４には突き棒３５が押し込まれている。突き棒３５、コイルばね３２及び調節球３１はすべて、可動子１７の共通の対称軸線３７に配置されている。突き棒３５は、規格機械部品として使用される単純な嵌合ピンである。後でさらに詳しく述べるように、可能な限り小さな直径ｄを有する突き棒３５は、マグネットコア１４に配置されている滑り軸受３８において案内されている。滑り軸受３８は、マグネットコア１４の下側半部に、つまり作業空隙２１から可能な限り大きな間隔をおいて位置している。作業空隙２１と滑り軸受３８との間の間隔は有利には次のような大きさに、すなわち、突き棒３５の下側範囲４１の案内がぎりぎりちょうど保証されるような大きさに選択されている。
【００１４】
作業空隙２１と滑り軸受３８との間には、可動子室３９が構成されている。突き棒３５は弁球４２に作用し、この弁球４２は、滑り軸受３８の下に構成された弁室４３に配置されており、かつ接続部材４５に構成された弁座４６と共働する。弁座４６からは、対称軸線３７と整合して、接続部材４５に構成された圧力媒体通路４８が延びており、この圧力媒体通路４８は、絞り４７を介してポンプＰと接続されている。圧力媒体通路４８もしくは弁座４６の上には該圧力媒体通路４８に対して直角に、戻し通路４９が接続部材４５に構成されており、この戻し通路４９は弁室４３に開口している。図示の実施例では、戻し通路４９及び圧力媒体通路４８は円筒形に構成されているが、しかしながら使用例に応じて、別の通路形状、例えば円錐台形状の戻し通路４９及び圧力媒体通路４８が、有利なこともある。
【００１５】
弁球４２は、接続部材４５に一体に構成された球ケージ５１において案内されている。この球ケージ５１は、少なくとも戻し通路４９に向かって圧力媒体のための開口５２を有している。
【００１６】
プラスチック製の接続部材４５は、図２に簡単化して示されているように以下に記載のように製造することができる：
図示されていない相応に成形された射出成形型工具に、マグネットケーシング１１とマグネットコイル１３とマグネットコア１４とが挿入される。次いで３つの工具プランジャ５３，５４，５５が射出成形型工具内に進入する。工具プランジャ５３は、電磁弁１０の底部５７のための閉鎖体として働き、圧力媒体通路４８の所望の形状に相応した延長部５８を有している。工具プランジャ５４は戻し通路４９を構成する。複数回段付けされた工具プランジャ５５は、可動子１７及びマグネットコア１４の凹設部１５の範囲において、マグネットケーシング１１の内室１２を完全に満たしており、かつそのほぼ円筒形の延長部５９でマグネットコア１４の内室に突入している。工具プランジャ５３及び５５は、互いに弁座４６の高さにおいて接触しており、この場合弁座４６は、両プランジャ５３と５５との間における移行部６１に成形される。このようにして準備されたプランジャ工具に、次いでプラスチックが射出され、プラスチックはこの際に接続部材４５を所望のように成形する。同時にプラスチックによって、マグネットコイル１３の外側とマグネットケーシング１１の内側とが満たされ、かつ接続コネクタ６４が一体成形される。この接続コネクタ６４には、マグネットコイル１３のための接続舌片６５が配置されている。
【００１７】
上に述べたような製造方法によって、電磁弁１０の機能もしくは特性線の精度に対して責任のある、凹設部１５の底部１６と弁座４６もしくは移行部６１との間の間隔ａは、単に工具プランジャ５５の延長部５９の寸法精度によってしか影響を受けないことになる。すなわち、マグネットコア１４の長さ精度とは無関係に、プラスチック製の接続部材４５によって常に前記間隔ａが構成されるということである。
【００１８】
接続部材４５が製造もしくは射出成形された後で、電磁弁１０の残りの部分を組み立てるもしくは取り付けることができる。この場合に重要なことは、略示された可動子１７の下側面１９と弁座４６もしくは移行部６１との間における、同様に電磁弁１０の機能もしくは特性線の精度にとって重要な間隔ｂが、可動子１７内への突き棒３５の相応な深さの押込みによって調節可能である、ということである。押込み深さはこの場合１つの突き棒と別の突き棒との間で最小の差異しか生ぜしめない。それというのは、突き棒３５も弁球４２も、精度の高い安価に製造可能な中実部品だからである。
【００１９】
過圧弁もしくは圧力制限弁として働く電磁弁１０の作用形式は下記の通りである：
圧力媒体通路４８において、電磁弁１０によって調節される系圧が所定の値を上回るやいなや、弁球４２は弁座４６から持ち上がり、戻し通路４９からタンクＴへの圧力媒体のための経路を開放し、これによって系圧は所望のように制限される。系圧は、マグネットコイル１３の相応な制御もしくは給電によって調節される。制御は次のように行われる。すなわちこの場合、給電量が上昇すると、可動子１７は突き棒３５及び弁球４２をもってより強く弁座４６に押し付けられ、つまりコイルばね３２のばね力は弁座４６の方向に向かって強くなる。
【００２０】
耐用寿命中におけるこのような電磁弁１０の特性線の精度は、主として次のことによって、すなわち圧力媒体によって流れ込むどれだけの強磁性粒子が、作業空隙２１において、最も高い磁界強度の箇所として沈積するかによって、左右される。この沈積は一方では、突き棒３５の各ストローク時に周囲と交換される圧力媒体の量によって左右され、かつ他方では、滑り軸受３８と作業空隙２１との間の間隔によって左右される。圧力媒体の交換量は電磁石１０では次のことによって、すなわち、ストロークが所定されている場合には突き棒３５の直径ｄが可能な限り小さく選択されていることによって、つまりストローク毎に交換される圧力媒体量（ストローク・ｄ／４・π）が最小になることによって、減じられる。また他方では、マグネットコア１４の、弁球４２に向けられた半部に、滑り軸受３８が配置されていることによって、可能な限り大きな可動子室３９が得られ、ひいては滑り軸受２８と作業空隙２１との間における大きな間隔が得られる。これによって、滑り軸受２８を通して可動子室３９内に流れ込んだ強磁性の粒子は、有利に、滑り軸受２８に沈積する。
【００２１】
さらに補足的に述べると、弁球４２における強磁性粒子の沈積は、この弁球４２が例えば銅又すずによってメッキされることによって、又は高級鋼もしくはガラス球が使用されることによって、減じることが可能である。
【００２２】
電磁弁１０の構造もしくは製造から分かるように、特性線のための基準となる寸法ａ及びｂは、簡単かつ安価に、極めて正確に製造もしくは調節することができる。したがって多くの使用例のために、調節球３１を用いたコイルばね３２のプレロードの付加的な調節可能性は不要である。もちろん、調節球３１の代わりに、相応に構成された調節ねじを配置することも可能である。あまり嵩張らない調節可能性が必要な場合には、図３に示されているように、非磁性の弁カバー２８ａを次のように、すなわち該弁カバーの下側面６６が可動子１７ａのリング状の範囲６７に平らに接触するように、構成するとよい。しかしながらこのように構成されている場合でも、弁カバー２８ａの上側面６８を押し込むことにより、可動子１７ａを突き棒３５と共に弁座４６に向かってシフトさせることによって、ある程度の調整は可能である。
【００２３】
さらに付け加えて述べれば、弁部材として働く弁球４２の代わりに、突き棒３５によって相応に操作される第２の突き棒を使用することも可能である。さらにまた、突き棒３５及び弁球４２の代わりに、相応に構成された一体の突き棒を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電磁弁を示す縦断面図である。
【図２】電磁弁の製造工程を明らかにするための原理図である。
【図３】図１に示された電磁弁とは異なった実施例による電磁弁を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 電磁弁、 １１ マグネットケーシング、 １２ 内室、 １３ マグネットコイル、 １４ マグネットコア、 １５ 凹設部、 １６ 底部、 １７，１７ａ 可動子、 １８ 延長部、 １９ 下側面、 ２１ 作業空隙、 ２２ 上側面、 ２３ 隆起部、 ２４ ダイヤフラムばね、 ２６ リング溝、 ２８，２８ａ 弁カバー、 ２９ 延長部、 ３１ 調節球、 ３２ コイルばね、 ３３ 凹設部、 ３５ 突き棒、 ３７ 対称軸線、 ３８ 滑り軸受、 ３９ 可動子室、 ４１ 下側範囲、 ４２ 弁球、 ４３ 弁室、 ４５ 接続部材、 ４６ 弁座、 ４７ 絞り、 ４８ 圧力媒体通路、 ４９ 戻し通路、 ５１ 球ケージ、 ５２ 開口、 ５３，５４，５５ 工具プランジャ、 ５７ 底部、 ５８ 延長部、 ５９ 延長部、 ６１ 移行部、 ６４ 接続コネクタ、 ６５ 接続舌片、 ６６ 下側面、 ６７ リング状の範囲、 ６８ 上側面

Claims (8)

1. マグネットケーシング（１１）を備えた電磁弁であって、マグネットケーシング（１１）の内室に、マグネットコア（１４）と、該マグネットコアを取り囲むマグネットコイル（１３）とが配置されており、該マグネットコア（１３）が可動子（１７，１７ａ）と共働し、該可動子（１７，１７ａ）が、弁座（４６）のための弁部材として働く突き棒（３５）と堅く結合されており、圧力媒体を通すための少なくとも１つの孔（４８，４９）を有する接続部材（４５）が設けられており、該接続部材（４５）に弁座（４６）が一体に構成されており、さらに弁座（４６）と、マグネットコア（１４）の、可動子（１７，１７ａ ）に向かい合っている端面との間に、ある規定された間隔（ａ）が存在している形式のものにおいて、この間隔（ａ）が、前組立て可能な構成ユニットによって規定されており、この場合該構成ユニットが、マグネットコア（１４）と、プラスチック製の射出成形品として成形された接続部材（４５）とから成っており、しかもマグネットコア（１４）に、弁座（４６）を有する接続部材（４５）が射出成形されていることを特徴とする電磁弁。
2. 突き棒（３５）が弁部材（４２）に作用し、該弁部材（４２）が、接続部材（４５）に構成されたガイドケージ（５１）内において案内されている、請求項１記載の電磁弁。
3. 弁部材が弁球（４２）である、請求項２記載の電磁弁。
4. 突き棒（３５）が軸受（３８）において滑動可能に案内されており、この場合軸受（３８）が、マグネットコア（１４）の、弁座（４６）に向けられた範囲に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電磁弁。
5. 可動子（１７ａ）の、突き棒（３５）とは反対側の端面（６７）に、マグネットケーシング（１１）と結合されたカバー（２８ａ）が配置されており、該カバー（２８ａ）が、前記端面（６７）に少なくとも部分的に接触している、請求項１から４までのいずれか１項記載の電磁弁。
6. マグネットケーシング（１１）に、マグネットコイル（１３）とマグネットコア（１４）とを挿入して、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁弁（１０）を製造する方法であって、マグネットコア（１４）に、弁座（４６）を有する接続部材（４５）を射出成形し、この際に射出成形によって、弁座（４６）と、マグネットコア（１４）の、弁座（４６）とは反対側の端面（１６）との間に、マグネットコア（１４）の長さ製造誤差とは無関係に常に一定である規定された間隔（ａ）を構成することを特徴とする、電磁弁を製造する方法。
7. マグネットコア（１４）に接続部材（４５）を射出成形するために、弁座（４６）を構成する２つの工具プランジャ（５３，５５）を成形型工具内に挿入し、そのうちの第１の工具プランジャ（５５）を、マグネットコア（１４）を完全に貫通させて、弁座（４６）の高さにまで到達させ、第２の工具プランジャ（５３）はその延長部（５８）の端面で、第１の工具プランジャ（５５）に接触させ、これにより、両工具プランジャ（５３，５５）の間に、弁座（４６）を構成する移行範囲（６１）を形成する、請求項６記載の方法。
8. 接続部材(４５)において圧力媒体通路（４９）を形成する第３の工具プランジャ（５４）を成形型工具に挿入する、請求項７記載の方法。

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