JP6302598B2 - 電磁弁のための弁アーマチャおよび電磁弁のための弁カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項１の上位概念部に記載した電磁弁のための弁アーマチャ、および独立請求項１４の上位概念部に記載した電磁弁のための所属の弁カートリッジに関する。

従来技術によれば、無電流状態で開放または閉鎖する電磁弁が公知であり、この電磁弁は、例えば吸入弁または吐出弁として車両ブレーキシステムの液圧ユニット内で使用される。液圧ユニットを介して、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）またはトラクションスリップ制御システム（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）内で開ループ制御過程および／または閉ループ制御過程が、対応するホイールブレーキキャリパ内の圧力上昇若しくは圧力低下のために実行される。このような電磁弁は、磁石構造群と弁カートリッジとを有しており、この弁カートリッジは、磁心と、この磁心に接続されたガイドスリーブと、ガイドスリーブ内でリターンスプリングの力に抗して閉鎖位置と開放位置との間で軸方向に可動にガイドされた、閉鎖部材を備えた弁アーマチャと、ガイドスリーブに接続された、弁シートを備えた弁スリーブとを有している。弁シートは、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間に配置されている。閉鎖部材は、閉鎖位置で弁シートと気密に協働して、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間の流体の流れを遮断する。開放位置で、閉鎖部材は弁シートから引き離されて、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間の流体の流れを可能にする。磁石構造群に給電することによって磁力が発生し、この磁力は、無電流状態で開放する電磁弁では、弁アーマチャを閉鎖部材と共に、閉鎖部材が対応する弁シートにぶつかってこの弁シートをシールするまで、開放位置から閉鎖位置へ移動させる。無電流状態で、リターンスプリングは弁アーマチャを閉鎖部材と共に移動させ、閉鎖部材を弁シートから引き離し、弁シートを開放する。無電流状態で閉鎖する電磁弁では、磁石構造群に給電することによって、弁アーマチャは閉鎖部材と共に閉鎖位置から開放位置へ移動せしめられ、閉鎖部材は弁シートから離れて、弁シートを開放する。電流が遮断されると、リターンスプリングは磁石可動子を閉鎖部材と共に、閉鎖部材が弁シートにぶつかってバルブシートをシールするまで、弁シートの方向に移動する。前記電磁弁は、例えば鋼球として構成された、焼入れされた閉鎖体を有する閉鎖部材が、同様に焼入れされた鋼より成る弁シートにぶつかると、いわゆる閉鎖騒音を発生する。

特許文献１には、スリップ制御された、液圧式の車両ブレーキ装置のための、例えば無電流状態で閉鎖する電磁弁について記載されている。電磁弁は、部分的に弁ブロックの段付けされた孔内に配置された、弁カートリッジとも称呼される液圧部分と、電気的な部分とを有しており、この電気的な部分は、概ね磁石構造群より形成されていて、この磁石構造群は、弁ブロックから突き出す弁カートリッジの部分に被せ嵌められている。磁石構造群は、電気的な巻線を備えたコイル体と、磁束をガイドするコイル周壁と、磁束をガイドする環状ディスクとを有している。液圧式の部分はガイドスリーブを有しており、このガイドスリーブはその、電気的な部分に対面する端部が、圧入されかつ水密に溶接された磁心によって閉鎖されている。ガイドスリーブ内に長手方向摺動可能な可動子が収容されており、この可動子はリターンスプリングによって磁心で支えられている。可動子は、磁心とは反対側に、凹部内に配置された球状の閉鎖体を有している。磁心とは反対側の端部でガイドスリーブ内に、円筒形の周壁および底部を備えたカップ形の弁スリーブが圧入されている。弁スリーブは底部に、貫通孔並びに中空円錐形の弁シートを有していて、この弁シートは閉鎖体と共に座付き弁を形成している。この座付き弁によって、弁スリーブの底部の貫通孔と、弁スリーブの周壁に設けられた少なくとも１つの貫通孔との間の流体接続部が、切換え可能に構成されている。また、弁スリーブの周壁の外側に、流体の流れから汚れ粒子をろ過するための半径方向フィルタが配置されている。このガイドスリーブは、固定ブシュによって弁ブロックの段付き孔内でかしめられていてよい。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００７０５１５５７号明細書

これに対して、独立請求項１の特徴を有する、電磁弁のための本発明による弁アーマチャ、および独立請求項１４の特徴を有する、電磁弁のための対応する弁カートリッジは、弁アーマチャを改良したことによって、閉鎖時に発生する閉鎖騒音が減少され、最適な場合ほぼ完全に防止することさえできる、という利点を有している。閉鎖体と弁アーマチャとの間に弾性的な減衰部材を設けたことによって、閉鎖体が弁シートにぶつかる際の衝撃は減衰されるので、このシステム内の固体伝播音は好適な形式で減少され得る。

従って、本発明の実施形態は、電磁弁の閉鎖時に発生する好ましくない騒音が減少され、最善な場合には完全に避けられることによって、車両のＮＶＨ特性（ＮＶＨ：Noise Vibration Harshness「ノイズバイブレーションハーシュネス」、ドイツ語：Geraeusch「騒音」, Vibration「振動」, Rauheit「ハーシュネス」）を改善するために寄与する。これによって、車両ブレーキシステムはEin-Box-System（ワンボックスシステム）として構成することができ、液圧ユニットを車両のスプラッシュボードに直にねじ固定することができる。何故ならば、好ましくない閉鎖騒音が車内に達することがないからである。

本発明の実施形態によれば、一端部に凹部が配置されていて、この凹部が、弁シートと協働する、閉鎖体を有する閉鎖部材を収容する、電磁弁のための弁アーマチャが提供されている。本発明によれば、閉鎖体と凹部との間に、閉鎖体が弁シートにぶつかる際に発生する衝撃を減衰する弾性的な減衰部材が配置されている。

また、磁心と、該磁心に接続されたガイドスリーブと、該ガイドスリーブ内でリターンスプリングの力に抗して閉鎖位置と開放位置との間で軸方向に可動にガイドされ、かつ閉鎖部材に連結された本発明による弁アーマチャと、ガイドスリーブに接続された、弁シートを備えた弁スリーブとを有する、電磁弁のための弁カートリッジが提案されており、前記弁シートは、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間に配置されている。閉鎖部材は、閉鎖位置で弁シートと気密に協働して、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間の流体の流れを遮断するようになっている。開放位置において閉鎖部材は弁シートから引き離されていて、少なくとも１つの第１の流れ開口と少なくとも１つの第２の流れ開口との間の流体の流れを可能にする。

従属請求項に記載した手段および発展形態によって、独立請求項１に記載した、電磁弁のための弁アーマチャの好適な改善が可能である。

特に好適には、弾性的な減衰部材がエラストマーディスクとして構成されている。これによって、弾性的な減衰部材を簡単かつ安価に製造することができる。弾性的な減衰部材の減衰特性を調整させるために、好適な形式で、ディスク状の減衰部材に追加的な切欠が設けられていてよい。

本発明による弁アーマチャのさらに好適な実施態様によれば、閉鎖部材がプラスチック射出成形部品、例えばポリエーテルエーテルケトン部品（ＰＥＥＫ部品）として構成されていてよい。これによって、好適な形式で追加的な減衰作用が得られる。

本発明による弁アーマチャのさらに好適な実施態様によれば、閉鎖部材が保持手段によって凹部内に保持されていてよい。保持手段は、凹部の縁部に設けられた例えば点状または環状のかしめ加工部または縁曲げ加工部として構成されていてよい。

これによって、閉鎖部材および弾性的な減衰部材は、弁アーマチャを取り付ける前に、紛失することなしに弁アーマチャ内に保持されている。

本発明による弁アーマチャの別の好適な実施態様によれば、凹部が盲穴として構成されていてよく、この場合、減衰部材が盲穴の底部に配置されている。また、閉鎖部材は基体を有していてよく、この基体の寸法は、凹部の寸法に適合されている。基体は、例えば円柱体または直方体または立方体として構成されていてよい。これによって、閉鎖部材は概ね遊び無しに凹部内でガイドされ得る。また、閉鎖体は基体に一体成形されていてよい。閉鎖体は例えば球冠として構成されていてよい。弁シートは例えば中空円錐台として構成されていてよい。

本発明による弁アーマチャの別の好適な実施態様によれば、基体が弾性的な減衰部材として構成されていてよい。弾性的な減衰部材として構成された基体は、閉鎖体を収容する収容部を有していてよい。閉鎖体は、例えば熱間加工を介して基体の収容部内に保持されていてよい。選択的に、閉鎖体はクリップ固着を介して基体の収容部内に保持されてよい。

本発明の第１実施例による弁アーマチャを有する電磁弁のための、本発明の１実施例による弁カートリッジの概略的かつ遠近法的な断面図である。 本発明の第２実施例による弁アーマチャの概略的かつ遠近法的な断面図である。

本発明の実施例が図面に示されていて、以下の記述において詳しく説明されている。図面中、同じ若しくは類似の機能を実行する構成部材若しくは要素には同じ符号が付けられている。

図１から読み取れるように、電磁弁のための本発明による弁カートリッジ１の図示の実施例は、磁心２と、この磁心２に接続されたガイドスリーブ４と、このガイドスリーブ４内において閉鎖位置と開放位置との間でリターンスプリング７の力に抗して矢印方向で軸方向に可動にガイドされた、閉鎖部材１４に連結された弁アーマチャ１０と、ガイドスリーブ４に接続された、弁シート６．１を備えた弁スリーブ６とを有しており、前記弁シート６．１は、少なくとも１つの第１の流れ開口６．２とすくなとも１つの第２の流れ開口６．３との間に配置されている。軸方向に可動な弁アーマチャ１０は、詳細に図示していない磁石構造群に給電されると、つまり、電気接続部を介して磁石構造群のコイル巻線に電流が印加されると、発生された磁力によってガイドスリーブ４内でリターンスプリング７の力に抗して移動する。弁アーマチャ１０若しくは閉鎖部材１４の最大可能なストロークは、磁心２と弁アーマチャ１０との間のエアギャップ３によって予設定される。図１からさらに明らかなように、閉鎖部材１４は、図示の閉鎖位置で弁シート６．１と気密に協働し、少なくとも１つの第１の流れ開口６．２と少なくとも１つの第２の流れ開口６．３との間の流体の流れを遮断する。詳細に図示していない開放位置で、閉鎖部材１４は弁シート６．１から引き離されていて、少なくとも１つの第１の流れ開口６．２と少なくとも１つの第２の流れ開口６．３との間の流体の流れを可能にする。

図１および図２からさらに明らかなように、弁アーマチャ１０，１０Ａの端部に凹部１２，１２Ａが配置されていて、この凹部は、弁シート６．１と協働する、閉鎖体１４．１，１４．１Ａを備えた閉鎖部材１４，１４Ａを少なくとも部分的に収容する。本発明によれば、閉鎖体１４．１，１４．１Ａと凹部１２，１２Ａとの間に弾性的な減衰部材１６，１６Ａが配置されており、この減衰部材１６，１６Ａは、閉鎖体１４．１，１４．１Ａが弁シート６．１にぶつかる際に発生する衝撃を減衰する。

図１に示した本発明による弁アーマチャ１０の第１実施例では、弾性的な減衰部材１６がエラストマーディスクとして構成されている。エラストマーディスクとして構成された減衰部材１６は、弁アーマチャ１０の凹部１２内に嵌め込まれている。減衰部材は、減衰特性を変えるために追加的に切欠を備えていてよい。追加的な減衰作用を得るために、閉鎖部材１４はプラスチック射出成形部品、例えばＰＥＥＫ部品として構成されていてよい。図１からさらに明らかなように、閉鎖部材１４は、凹部１２の縁部に設けられた環状のかしめ加工部または縁曲げ加工部として構成された保持手段１８によって、凹部１２内で保持されている。選択的に、凹部１２の縁部の複数箇所に、点状のかしめ加工部または縁曲げ加工部が設けられていてよい。閉鎖部材１４を凹部１２内で保持するために、例えば凹部１２の縁部に均一に分配して配置された３つの箇所に、点状のかしめ加工部または縁曲げ加工部が保持手段１８として設けられていてよい。

図１からさらに明らかなように、凹部１２は図示の実施例では盲穴として構成されており、この盲穴の底部に減衰部材１６が配置されている。閉鎖部材１４は図示の第１実施例では円筒形の基体１４．２を有しており、この基体１４．２の寸法は凹部１２の寸法に適合されている。また、球冠状の閉鎖体１４．１は基体１４．２に一体成形されている。もちろん、凹部１２および閉鎖部材１４のために別の適切な幾何学形状を使用してもよい。従って、基体１４．２は例えば直方体または立方体として構成されていてもよく、閉鎖体１４．１は例えば円錐形または円錐台として構成されていてもよい。

図２に示した本発明による弁アーマチャ１０Ａの第２実施例では、閉鎖部材１４Ａの基体１４．２Ａが弾性的な減衰部材１６Ａとして構成されている。基体１４．２Ａは、例えば弾性的なプラスチック射出成形部品として構成されていてよい。この場合、基体１４．２Ａは、閉鎖体１４．１Ａを収容する収容部１４．３Ａを有している。閉鎖体１４．１Ａは例えば球、円錐または円錐台として、好適には焼入れされた鋼より製造されてよい。閉鎖体１４．１Ａは、例えば熱間加工またはクリップ固着を介して基体１４．２Ａの収容部１４．３Ａ内で保持されてよい。第１実施例と同様に、凹部１２Ａは、図示の第２実施例では、やはり盲穴として構成されている。閉鎖部材１４Ａは、第１実施例と同様に、凹部１２Ａの縁部に形成された環状のかしめ加工部または縁曲げ加工部と構成された保持手段１８Ａによって凹部１２Ａ内で保持されている。選択的に、凹部１２Ａの縁部の複数個所に点状のかしめ加工部または縁曲げ加工部が設けられていてよい。

図１からさらに明らかなように、第１または第２実施例による弁アーマチャ１０，１０Ａを有する弁カートリッジ１は、ガイドスリーブ４を介して、詳細に図示していない流体ブロックの相応の収容孔内でかしめられていてよい。また、弁スリーブ６内の少なくとも１つの第２の流れ開口６．３の領域内に、流体の流れから汚れ粒子をろ過するために半径方向フィルタ８が配置されている。

図示の実施例は、無電流状態で閉鎖する電磁弁のための弁カートリッジ１に関する。しかしながら、本発明による弁アーマチャ１０，１０Ａは、閉鎖時の騒音を減衰するために、無電流状態で開放する電磁弁の詳細に図示していない弁カートリッジのためにも使用することができる。

本発明の実施形態は、閉鎖部材の閉鎖体と弁アーマチャの凹部との間に弾性的な減衰部材を使用することによって、閉鎖体が弁シートにぶつかる際の衝撃を好適な形式で減衰し、それによって車両内の固体伝播音を低減する、電磁弁のための弁カートリッジおよび弁アーマチャを提供する。

１ 弁カートリッジ
２ 磁心
４ ガイドスリーブ
６ 弁スリーブ
６．１ 弁シート
６．２ 第１の流れ開口
６．３ 第２の流れ開口
７ リターンスプリング
８ 半径方向フィルタ
１０，１０Ａ 弁アーマチャ
１２，１２Ａ 凹部
１４，１４Ａ 閉鎖部材
１４．１，１４．１Ａ 閉鎖体
１４．２，１４．２Ａ 基体
１４．３Ａ 収容部
１６，１６Ａ 減衰部材
１８，１８Ａ 保持手段

Claims (14)

1. 電磁弁のための弁アーマチャ（１０）であって、前記弁アーマチャ（１０）の一端部に凹部（１２）が配置されており、該凹部（１２）が、弁シート（６．１）と協働する、閉鎖体（１４．１，１４．１Ａ）を備えた閉鎖部材（１４，１４Ａ）を収容する形式のものにおいて、
   前記閉鎖体（１４．１，１４．１Ａ）と前記凹部（１２，１２Ａ）との間に、前記閉鎖体（１４．１，１４．１Ａ）が前記弁シート（６．１）にぶつかる際に発生する衝撃を減衰する弾性的な減衰部材（１６，１６Ａ）が配置されていることを特徴とする、電磁弁のための弁アーマチャ。
2. 前記弾性的な減衰部材（１６）がエラストマーディスクとして構成されていることを特徴とする、請求項１記載の弁アーマチャ。
3. 前記弾性的な減衰部材（１６）が切欠を有していることを特徴とする、請求項２記載の弁アーマチャ。
4. 前記閉鎖部材（１４，１４Ａ））がプラスチック射出成形部品として構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項記載の弁アーマチャ。
5. 前記閉鎖部材（１４，１４Ａ）が保持手段（１８，１８Ａ）によって前記凹部（１２，１２Ａ）内に保持されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の弁アーマチャ。
6. 前記保持手段（１８，１８Ａ）が、前記凹部（１２，１２Ａ）の縁部に設けられた点状または環状のかしめ加工部または縁曲げ加工部として構成されていることを特徴とする、請求項５記載の弁アーマチャ。
7. 前記凹部（１２，１２Ａ）が盲穴として構成されており、前記減衰部材（１６，１６Ａ）が前記盲穴の底部に配置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項記載の弁アーマチャ。
8. 前記閉鎖部材（１４，１４Ａ）が基体（１４．２，１４．２Ａ）を有しており、該基体（１４．２，１４．２Ａ）の寸法が前記凹部（１２，１２Ａ）の寸法に適合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項記載の弁アーマチャ。
9. 前記閉鎖体（１４．１）が前記基体（１４．２）に一体成形されていることを特徴とする、請求項８記載の弁アーマチャ。
10. 前記基体（１４．２Ａ）が弾性的な減衰部材（１６Ａ）として構成されていることを特徴とする、請求項８記載の弁アーマチャ。
11. 前記基体（１４．２Ａ）が、前記閉鎖体（１４．１Ａ）を収容する収容部（１４．３Ａ）を有していることを特徴とする、請求項１０記載の弁アーマチャ。
12. 前記閉鎖体（１４．１Ａ）が、熱間加工を介して前記基体（１４．２Ａ）の前記収容部（１４．３Ａ）内で保持されていることを特徴とする、請求項１１記載の弁アーマチャ。
13. 前記閉鎖体（１４．１Ａ）が、クリップ固着を介して前記基体（１４．２Ａ）の前記収容部（１４．３Ａ）内で保持されていることを特徴とする、請求項１１記載の弁アーマチャ。
14. 電磁弁のための弁カートリッジ（１）であって、磁心（２）と、該磁心（２）に接続されたガイドスリーブ（４）と、該ガイドスリーブ（４）内でリターンスプリング（７）の力に抗して閉鎖位置と開放位置との間で軸方向に可動にガイドされ、かつ閉鎖部材（１４，１４Ａ）に連結された弁アーマチャ（１０，１０Ａ）と、前記ガイドスリーブ（４）に接続された、弁シート（６．１）を備えた弁スリーブ（６）とを有しており、前記弁シート（６．１）が、少なくとも１つの第１の流れ開口（６．２）と少なくとも１つの第２の流れ開口（６．３）との間に配置されており、前記閉鎖部材（１４，１４Ａ）が、前記閉鎖位置で前記弁シート（６．１）と気密に協働して、少なくとも１つの前記第１の流れ開口（６．２）と少なくとも１つの前記第２の流れ開口（６．３）との間の流体の流れを遮断するようになっており、この際、前記閉鎖部材（１４，１４Ａ）が前記開放位置で前記弁シート（６．１）から引き離されていて、少なくとも１つの前記第１の流れ開口（６．２）と少なくとも１つの前記第２の流れ開口（６．３）との間の流体の流れを可能にする形式のものにおいて、
    前記弁アーマチャ（１０，１０Ａ）が、請求項１から１３までのいずれか１項の記載に従って構成されていることを特徴とする、電磁弁のための弁カートリッジ。

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