JPH06300159A - 電磁作動式の弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長い使用時間にわたって可動子の不変の切換
え特性を保証する 【構成】 ばねエレメント５のプレロードを調整するた
めに、受け６が、弁ケーシング１に対して相対的に可動
子３の運動方向１０に調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁作動式の弁であっ
て、該弁が弁ケーシングと、該弁ケーシング内に配置さ
れた環状に形成された少なくとも１つの電磁コイルとを
有しており、該電磁コイルが、電磁コイルの軸線方向で
往復運動可能な可動子を周面で取り囲んでおり、可動子
が一方の端面の領域で、ばねエレメントによって弾性的
に受けに支持されていて、該受けが、弁ケーシングの構
成部分を形成しており、可動子が他方の端面の領域では
シール体を備えており、該シール体が必要に応じて弁座
と係合するようになっている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような弁は例えばドイツ連邦共和国
特許出願公開第４０２２１４３号明細書に基づき公知で
ある。もっともこの場合注目すべき点は、可動子の切換
え特性が、使用時間の増大に伴って、例えばばねエレメ
ントの疲労(Setzungserscheinungen)やこの疲労から生
じるばね特性の変化により変わってしまうことがあるこ
とである。ばねエレメントが、収容壁における摩擦の増
大を生ぜしめるような傾斜位置に位置することにより、
弁の切換え動作もやはり不都合に変化してしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の弁を改良して、長い使用時間にわたる可
動子の不変の切換え特性を保証することである。さらに
弁が部品点数の少ない簡単な構造を有し、経済面で見れ
ば廉価に製造可能であることが望ましい。

【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、ばねエレメントのプレロードもし
くは予荷重を調整するために、受けが、弁ケーシングに
対して相対的に可動子の運動方向に調節可能であるよう
にした。

【０００５】

【発明の効果】本発明の構成では、ばねエレメントのプ
レロードの調整のために、受けが、弁ケーシングに対し
て相対的に可動子の運動方向に調節可能である。この場
合の利点は、全使用時間にわたって弁の切換え特性を所
定の許容誤差内に維持することができ、これによりこの
切換え特性が全使用時間にわたって、良好な使用特性を
不変のまま有することである。ばねとこのばねを少なく
とも部分的に取り囲むガイドとの摩擦の増大を招き、し
かもこれにより壁表面の摩耗を生ぜしめ、ひいては腐食
の危険を伴うばねエレメントの傾斜位置は、ばねエレメ
ントのプレロードが調節可能であることにより補償する
ことができる。さらに、これによりオンオフ比が常に等
しい値を有するという利点が得られる。電磁作動式の弁
のオンオフ比とは、全期間に対する弁の開放期間の関
係、つまり弁の開放期間と弁の閉鎖期間との関係を意味
する。

【０００６】本発明の有利な構成は、請求項２以下に記
載されている。

【０００７】本発明の有利な構成によれば、受けが、弁
ケーシング内に定置に収容されたホルダを有していてよ
く、該ホルダが、可動子の運動方向に延びる貫通開口を
備えており、ホルダが、貫通開口内部に配置された相対
的に運動可能な調節エレメントを摩擦接続的および／ま
たは形状接続的に取り囲んでいる。ホルダの軸線方向長
さの部分領域において、このホルダは電磁コイルによっ
て取り囲まれていてよい。所望のばねプレロードのでき
る限り正確な調節を達成するために、調節エレメント
は、できる限りスムーズに運動方向で調節可能であるの
が望ましい。

【０００８】このばねエレメントは、圧縮コイルばねと
して形成されてよい。長い使用時間にわたってリラクセ
ーション現象が殆ど生じないように、金属材料から成る
圧縮コイルばねが使用されると有利である。この圧縮コ
イルばねは可動子とは反対側で、この圧縮コイルばねの
軸線方向長さの少なくとも一部の領域でホルダの貫通開
口によって外側で案内されている。

【０００９】できる限りスムーズかつ正確に調節可能な
ばねプレロードを得るために、ホルダが貫通開口の領域
でねじ山を有し、調節エレメントがねじとして構成され
てよい。許容範囲を僅かに超えただけの切換え特性の変
化は、受けのねじ山ピッチが対応して構成されているこ
とにより微調整によって補償される。中間嵌めによりホ
ルダの貫通開口に差し込まれた例えばピンのような、別
の形式で構成された調節エレメントはあまり適していな
い。それというのは微調整は、静摩擦から滑り摩擦への
突然の移行によって行なうことはできないからである。

【００１０】ねじは、隣接する圧縮コイルばねの方向
に、ねじのねじ山に対して相対的に減じられた直径を備
えたガイドピンを有していてよく、圧縮コイルばねはこ
のガイドピンの外側を少なくとも第１の端面の領域で取
り囲んでいる。このような構成により、圧縮コイルばね
の内側の案内の他に、弁の一層簡単な組付けが可能にな
る。組付け時におけるばねエレメントの傾動の危険は最
小限になる。

【００１１】このような点に関する別の改善は、ガイド
ピンが、周方向に延びて半径方向に突出したスナップ縁
部を備えており、スナップ縁部が外周面の領域で、ねじ
ヘッドとは反対側に組付け傾斜部を備えており、圧縮コ
イルばねの少なくとも１つの巻き条が、スナップ縁部に
形状接続的に背後から係合して、スナップ縁部によって
制限された溝状の凹部にスナップ結合されていることに
より達成される。このような構成により、このねじと圧
縮コイルばねとを、弁の外部で既に前組付けすることが
できる。前組付けされたユニットを形成する両構成部分
は、形状接続的に互いに固定されている。このようなユ
ニットは、ホルダの貫通開口への組付け時に差し込まれ
る。この圧縮コイルばねはねじによって、前規定された
値に合わせてプレロードをかけられる。そればかりか、
フック(Widerhaken)状に構成され、しかも隣接する前記
圧縮コイルばねの第１の巻き条に形状接続的に背後から
係合したスナップ縁部は、例えば可動子に固定されたシ
ール体を取り替えたい場合の取外しをも簡単にする。

【００１２】このねじはポリマー材料から成っていてよ
い。この場合の利点は、このねじが一体成形されたスナ
ップ縁部と共に簡単にかつ廉価に製造可能であることで
ある。自滑性の特性を有するポリマー材料を使用する
と、長い使用時間後にもスムーズかつ正確なばねプレロ
ードの調節が可能になる。これにより、例えば接触腐食
を生ぜしめる、高められた摩擦による問題は効果的に補
償される。

【００１３】可動子は受けに向いた側に、エラストマー
材料から成る被覆体を備えていてよく、この被覆体は、
ばね支持体および／またはばねガイドとして構成されて
いる。このような構成によって組付け時および／または
運転時におけるばねエレメントの傾動現象の危険はさら
に減じられる。

【００１４】この被覆体は、圧縮コイルばねの外側を第
２の端面の領域で円錐状に取り囲んで、これに対応して
構成された前記可動子の凹部に固定されていてよい。こ
の場合の利点は、組付け時に可動子に対するばねエレメ
ントの正確なセンタリングが保証されることである。被
覆体の材料を選択する際に留意すべき点は、エラストマ
ー材料が、使用されたばねエレメントのばね剛性を１．
５〜２０倍、有利には１０〜１５倍だけ上回るようなば
ね剛性を有していることである。これにより、弁の切換
え特性が専らばねエレメントの弾性的な可撓性により影
響されることが保証され、これにより、予め正確に前規
定可能な運転特性が達成される。

【００１５】これとは異なる構成によれば、被覆体がほ
ぼピン状に受けの方向に突出して構成されて、圧縮コイ
ルばねによって第２の端面の領域で外側を取り囲まれて
いてよい。このような構成においても可動子に対するば
ねエレメントの正確な配属が保証される。可動子の製造
は、内側の加工が回避されることにより簡単に行なうこ
とが可能である。

【００１６】この被覆体は、一体的に構成された円形の
衝撃緩衝体を備えていてよく、この衝撃緩衝体は軸線方
向で見て、可動子とホルダとの間に配置されている。こ
れらの衝撃緩衝体はリミット緩衝装置を形成し、受けに
対して相対的に運動可能な可動子の極端な変位時におけ
る当接ノイズを阻止する。受けのずれは衝撃緩衝体によ
って、両者の衝撃的な当接が生じた場合でも回避するこ
とができる。

【００１７】可動子は、運動方向に延びる貫通孔によっ
て貫通されていてよく、この貫通孔は、被覆体のエラス
トマー材料によって完全に充填されており、被覆体とシ
ール体とは一体的に互いに内外に移行するように構成さ
れている。この場合の利点は、エラストマー材料から成
る被覆体とシール体とを１つの工具で、しかも１作業過
程で一方の側において一緒に射出成形することができる
ことである。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説
明する。

【００１９】図１および図２には、それぞれ電磁作動式
の弁の一部が示されている。この弁は弁ケーシング１に
よって取り囲まれている。この弁は環状の電磁コイル２
を有しており、この電磁コイルには、接続部２６を介し
て電流が供給されるようになっている。この電磁コイル
２に対して軸線方向に隣接して、往復運動可能な可動子
３が配置されている。この可動子は、第１の端面４の領
域で、圧縮コイルばね１４として構成されたばねエレメ
ント５によって受け６に支持されている。可動子３の第
２の端面７には、シール体８が配置されている。このシ
ール体は、必要に応じて弁座９と係合することができ
る。この実施例では受け６は２つの部分から構成され
て、弁ケーシング１に定置に結合されたホルダ１１と、
調節エレメント１３として形成されたねじ１５とから成
っている。このねじ１５は、この実施例ではポリマー材
料、例えばＰＴＦＥから成っている。

【００２０】これにより、ねじ山を潤滑するための二次
的な潤滑剤は不要となる。この圧縮コイルばね１４は第
１の端面１７の領域において内側および外側で案内され
る。内側の案内は、ねじ１５のガイドピン１６によって
行なわれる。これに対して、外側の案内は、ホルダ１１
の貫通開口１２によって形成されている。圧縮コイルば
ね１４の最後の巻き条はスナップ縁部１８によって形状
接続的に貫通係合されている。このスナップ縁部１８は
ねじ１５のガイドピン１６と一体的に互いに内外に移行
するように構成されている。このような構成により、ね
じ１５と圧縮コイルばね１４とは、前組付け可能なユニ
ットとして弁に一緒に挿入することができる。これによ
り組付けが著しく簡単になる。

【００２１】図１には、圧縮コイルばね１４の第２の端
面２３が、可動子３の円錐形の凹部に外側で保持されて
いる。この凹部は、エラストマー材料から成る被覆体２
２を備えている。この実施例では、可動子３と被覆体２
２とシール体８とは、これらの部分のいくつかを互いに
上下に重ねることができるように構成されている。この
ことは、簡単な在庫管理のために極めて有利である。軸
線方向で見て受け６のホルダ１１と可動子３との間に
は、衝撃緩衝体２４がリミット緩衝装置として設けられ
ている。これらの衝撃緩衝体は被覆体２２と一体的に互
いに内外に移行するように構成されている。この実施例
では、被覆体２２とシール体８とは製造に起因して同一
の材料から成っている。エラストマーは、可動子３の一
方の側にだけ一緒に射出成形され、貫通孔２５を完全に
貫通し、次いでエラストマー製の被覆体２２とシール体
８とを形成する。

【００２２】これとは異なる実施例が図２に示されてい
る。圧縮コイルばね１４は、第２の端面２３の領域にお
いて内側で、円錐台形の突起によって案内されている。
この突起は衝撃緩衝体２４およびシール体８と一体的に
互いに内外に移行するように構成されている。

【００２３】図３には、図１および図２に示したよう
な、ばねプレロードを調節するためのねじ１５が単独部
品として示されている。できる限りコンパクトな構造形
式を得るために、ねじヘッド１９は例えば６角形孔とし
て構成されている。このガイドピン１６はスナップ縁部
１８を備えている。このスナップ縁部は、ねじヘッド１
９とは反対側で組付け傾斜部２０を備えている。スナッ
プ縁部１８によって制限された溝状の凹部２１には、使
用された圧縮コイルばね１４の１つの巻き条が接触して
いる。このように構成された組付け傾斜部２０のフック
作用(Widerhakeneffect)により、ばね巻き条のスナップ
結合が簡単に行なわれ、しかも両部分が互いに分離しに
くくなる。簡単かつ廉価な製造を可能にするために、こ
のねじ１５は自滑性のプラスチック、例えばＰＴＦＥか
ら成っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】ばねエレメントが軸線方向に延びる部分領域で
可動子によって取り囲まれている、本発明の第１実施例
を示した図である。

【図２】ばねエレメントが、可動子に結合された円錐台
形の突起によって内側で案内されている、本発明の第２
実施例を示した図である。

【図３】図１および図２に示した、ばねプレロードを調
整するためのねじを単独部品として示した図である。

【符号の説明】

１ 弁ケーシング、 ２ 電磁コイル、 ３ 可動子、
４ 端面、 ５ ばねエレメント、 ６ 受け、 ７
端面、 ８ シール体、 ９ 弁座、 １０運動方
向、 １１ ホルダ、 １２ 貫通開口、 １３ 調節
エレメント、１４ 圧縮コイルばね、 １５ ねじ、
１６ ガイドピン、 １７ 第１の端面、 １８ スナ
ップ縁部、 １９ ねじヘッド、 ２０ 組付け傾斜
部、 ２１ 凹部、 ２２ 被覆体、 ２３ 第２の端
面、 ２４ 衝撃緩衝体、 ２５貫通孔、 ２６ 接続
部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁作動式の弁であって、該弁が弁ケー
   シングと、該弁ケーシング内に配置された環状に形成さ
   れた少なくとも１つの電磁コイルとを有しており、該電
   磁コイルが、電磁コイルの軸線方向で往復運動可能な可
   動子を周面で取り囲んでおり、可動子が一方の端面の領
   域で、ばねエレメントによって弾性的に受けに支持され
   ていて、該受けが、弁ケーシングの構成部分を形成して
   おり、可動子が他方の端面の領域ではシール体を備えて
   おり、該シール体が必要に応じて弁座と係合するように
   なっている形式のものにおいて、ばねエレメント（５）
   のプレロードを調整するために、受け（６）が、弁ケー
   シング（１）に対して相対的に可動子（３）の運動方向
   （１０）に調節可能であることを特徴とする、電磁作動
   式の弁。
2. 【請求項２】 受け（６）が、弁ケーシング（１）内に
   定置に収容されたホルダ（１１）を有しており、該ホル
   ダが、可動子（３）の運動方向（１０）に延びる貫通開
   口（１２）を備えており、ホルダ（１１）が、貫通開口
   （１２）内部に配置された相対的に運動可能な調節エレ
   メント（１３）を摩擦接続的および／または形状接続的
   に取り囲んでいる、請求項１記載の弁。
3. 【請求項３】 ばねエレメント（５）が圧縮コイルばね
   （１４）として構成されている、請求項１記載の弁。
4. 【請求項４】 ホルダ（１１）が、貫通開口（１２）の
   領域でねじ山を有しており、調節エレメント（１３）が
   ねじ（１５）として構成されている、請求項２または３
   記載の弁。
5. 【請求項５】 ねじ（１５）が、隣接する圧縮コイルば
   ね（１４）の方向に、ねじのねじ山に対して相対的に減
   じられた直径を備えたガイドピン（１６）を有してお
   り、圧縮コイルばね（１４）がこのガイドピン（１６）
   の外側を、少なくとも圧縮コイルばねの第１の端面（１
   ７）の領域で取り囲んでいる、請求項３または４記載の
   弁。
6. 【請求項６】 ガイドピン（１６）が、周方向で延びか
   つ半径方向に突出したスナップ縁部（１８）を備えてお
   り、該スナップ縁部（１８）が外周面の領域で、ねじヘ
   ッド（１９）とは反対側に組付け傾斜部（２０）を備え
   ており、圧縮コイルばね（１４）の少なくとも１つの巻
   き条がスナップ縁部（１８）に形状接続的に背後から係
   合して、該スナップ縁部（１８）によって制限された溝
   状の凹部（２１）にスナップ結合されている、請求項５
   記載の弁。
7. 【請求項７】 ねじ（１５）がポリマー材料から成って
   いる、請求項４から６までのいずれか１項記載の弁。
8. 【請求項８】 可動子（３）が、受け（６）に向いた側
   に、エラストマー材料から成る被覆体（２２）を備えて
   おり、該被覆体（２２）が、ばね支持体および／または
   ばねガイドとして構成されている、請求項１から７まで
   のいずれか１項記載の弁。
9. 【請求項９】 被覆体（２２）が、圧縮コイルばね（１
   ４）の外側を第２の端面（２３）の領域で円錐状に取り
   囲んでおり、対応して構成された前記可動子（３）の凹
   部に固定されている、請求項８記載の弁。
10. 【請求項１０】 被覆体（２２）が、ほぼピン状に受け
    （６）の方向に突出して構成されていて、圧縮コイルば
    ね（１４）によって第２の端面（２３）の領域で外側を
    取り囲まれている、請求項８記載の弁。
11. 【請求項１１】 被覆体（２２）が、一体的に構成され
    た円形の衝撃緩衝体（２４）を備えており、該衝撃緩衝
    体が、軸線方向で見て可動子（３）とホルダ（１１）と
    の間に配置されている、請求項８から１０までのいずれ
    か１項記載の弁。
12. 【請求項１２】 可動子（３）が、運動方向（１０）に
    延びる貫通孔（２５）によって貫通されており、該貫通
    孔（２５）が、被覆体（２２）のエラストマー材料によ
    って完全に充填されており、被覆体（２２）とシール体
    （８）とが一体的に互いに内外に移行するように構成さ
    れている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の
    弁。