CN106763990B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

电磁阀包括壳体(2)的端管状部(2a)内的阀腔室，设置在该阀腔室中的、可移动的以打开或关闭入口通道(11)的阀元件(7)，可滑动地支撑阀元件的支撑构件(6)，接触阀元件的端部以移动阀元件的轴(4)，以及延伸通过阀元件端部的不接触轴的一部分的压力释放通道(13)。阀元件的内腔室(23)在阀元件的打开状态下通过压力释放通道与排放通道(15)相连通，其中在打开状态下入口通道是打开的，以允许工作流体通过入口通道从上游通道(51)流至下游通道(53)。因此，通过限制用于驱动阀元件的必要力可以减小电磁阀的尺寸。

Description

电磁阀

技术领域

本说明书的内容涉及电磁阀，该电磁阀被用作切换工作流体通道中流路的装置。

背景技术

在专利文献(JP 2004-286097 A)中，所公开的电磁阀是能够切换工作流体流动的流路的装置。根据该专利文献的电磁阀，在其非通电时间，工作流体的压力使得球阀打开流入阀口并关闭排出阀口。在电磁阀通电时，螺线管部中的电磁力使得轴朝向球阀被驱动并按压该球阀。因此，球阀移动以打开排出阀口并关闭流入阀口。

在上述专利文献的电磁阀中，当工作流体的供给压力升高时，施加给球阀的压力随之升高。因此，用于驱动轴以关闭连通通道并导致流体从流入通道流到排出通道的必要力可能会变大。为了增强用于驱动轴的力，可能需要较大的螺线管部，并且电磁阀的整体尺寸可能会变大。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁阀，该电磁阀通过限制必要的阀驱动力能够减小装置尺寸。

根据本发明的一方面，电磁阀包括壳体、入口通道、阀元件、支撑构件、轴和电磁螺线管部。壳体包括适配到通道形成构件的安装孔的端管状部，以及位于该端管状部内侧上的阀腔室。该通道形成构件包括上游通道和下游通道，工作流体通过上游通道朝向电磁阀流动，通过下游通道流出电磁阀。入口通道位于端管状部的内侧上，上游通道和阀腔室通过入口通道彼此连通。阀元件设置在阀腔室中以打开状态或关闭状态打开或关闭入口通道，在打开状态下，工作流体被允许通过入口通道从上游通道流到下游通道，在关闭状态下，工作流体流被阻断。支撑构件包括固定在端管状部内侧上的连接部，延伸通过连接部的入口通道，具有从连接部的下游延伸的形状并在轴向方向上滑动地支撑阀元件的轴部。轴在轴向方向上按压并移动阀元件以使其处于关闭状态。电磁螺线管部在上游产生用于驱动轴的驱动力。阀元件包括：管状体，具有按压抵靠轴的底部并具有接触轴部的外表面的内表面；压力释放通道，延伸通过底部中不与轴接触的一部分；内腔室，设置在管状体内侧并在阀元件的打开状态下通过压力释放通道与排放通道相连通。

根据所述电磁阀，在工作流体经由入口通道从上游通道流至下游通道的打开状态下，阀元件的内腔室和排放通道经由延伸通过阀元件的底部的压力释放通道彼此连通。因此，阀元件的内腔室中的压力可以通过压力释放通道朝向排放通道被释放。因此，当工作流体的高供给压力通过入口通道作用在阀腔室中时，阀元件的内腔室中的压力也会升高。然而，阀元件的内腔室中的压力可通过压力释放通道被释放到下游，因此按压阀元件底部的压力在下游可以被限制。由于在下游按压阀元件的压力可以被限制，通过电磁线圈部产生的用于向上游驱动轴的力可以被减小。由于电磁螺线管部的驱动力可以被减小，流量特性可在不增大电磁阀的情况下得以保证。根据电磁阀，通过限制用于驱动阀元件的必要力，装置的尺寸减小可以被实现。

附图说明

依据下述说明、所附权利要求和附图将更好的理解本发明及其附加的目标、特征和优势，其中：

图1是示出根据本公开的示例实施例所述的电磁阀的剖面图；

图2是示出根据示例实施例所述的电磁阀的一部分的剖面图；和

图3是示出根据示例实施例所述的电磁阀的阀元件的下游端部的剖面图。

具体实施方式

将参照图1至图3说明根据示例实施例所述的电磁阀1。图1示出了电磁阀1的整体常规结构，该电磁阀1例如安装在汽车的自动变速***中。电磁阀1可切换用于控制换挡变速箱的油路。电磁阀1包括容纳在壳体2中的流路控制部和一体化连接到流路控制部的电磁螺线管部3。

流路控制部包括壳体2，该壳体2为管状，并在安装孔52的轴向方向上延伸。位于壳体2的一端的端管状部2a适配到且固定到安装孔52，该安装孔52形成了自动变速装置内部的圆柱形道或形成了邻近该自动变速装置的通道形成构件5的内部的圆柱形通道。通道形成构件5形成了上游通道51，该上游通道51是油流入通道，校正压力下的油(作为工作流体的例子)流过该油流入通道。上游通道51与入口通道11相连通。上游通道51通过入口通道11与阀腔室22相连通。

壳体2包括轴容纳部26，该轴容纳部26在轴向方向上位于固定在安装孔52上的端管状部2a的相对侧。轴容纳部26在轴向方向上可移动地容纳轴4，并连接到电磁螺线管部3。轴容纳部26的外侧适配到电磁螺线管部3的内侧。如图1所示，电磁阀1被连接到自动变速器。电磁阀1以这样的状态安装，其中壳体2的端管状部2a适配到通道形成构件5的安装孔52，且流出口12和下游通道53彼此相连。

在壳体2的内部，过滤室21设置在靠近壳体2端部的位置处。过滤室21是电磁阀1的空间，自动变速装置中的油首先流入该空间。过滤构件8安装在过滤室21内侧以覆盖通道的整个横截面，并过滤作为工作流体的油。

过滤构件8具有圆板形状，并位于油流的端管状部2a内部的最上游部分。过滤构件8包括网格部，该网格部位于入口通道11的上游，并朝向入口通道11。过滤构件8包括框架部，该框架部围绕网格部的整个圆周。网格部例如通过蚀刻圆板构件的中心部分制成。其余未被蚀刻的残留部分构成了围绕网格部的框架部。可替代地，过滤构件8可通过粘接或焊接相互独立的网格部和框架部制成。

支撑构件6是管状构件，并且一体化包括固定在端管状部2a的内侧上的作为固定部的连接部60以及杆状的、从连接部60的中心部分与连接部60同轴向下游延伸的轴部61。连接部60提供有入口通道11，该入口通道11在轴向方向延伸通过连接部60。轴部61支撑阀元件7，使得阀元件7在轴向方向上滑动。

连接部60具有从轴部61的上游端部径向向外突出的法兰形状。换言之，连接部60从轴部61的基部径向向外延伸。连接部60的外周与端管状部2a的内表面相接触。连接部60通过部分模锻端管状部2a的内壁固定到端管状部2a。因此，多个固定部件设置在端管状部2a的内壁上，以便将连接部60固定到壳体2上。入口通道11的数目是一个或多个，并且入口通道11在径向方向上位于多个固定部件的内侧，并在轴向方向上延伸通过连接部60。

连接部60包括第一阀座60a，阀元件7的上游端部74能够与之接触。第一阀座60a是对应于连接部60的轴部61的基部的外周的表面。邻近轴部61的第一阀座60a的内侧具有作为上游阀口的入口通道11。因此，当上游端部74接触第一阀座60a时，上游端部74的端面的整个圆周接触第一阀座60a。因此，入口通道11呈现在上游端部74和第一阀座60a之间的环形接触部的内侧，从而入口通道11被关闭。相应的，当上游端部74接触第一阀座60a时，入口通道11被关闭以阻断流体从上游通道51流到阀腔室22。

入口通道11的数目和入口通道11的端部开口的形状是不受限制的，只要入口通道11位于接触上游端部74的连接部60的环形接触部的内侧。入口通道11的横截面可以为矩形、圆形、圆弧状或狭缝状。

阀元件7在轴向方向上通过电磁阀1的操作被控制在打开状态或关闭状态的位置处，从而打开或关闭入口通道11。在阀元件7的打开状态下，工作流体被允许通过入口通道11从上游通道51流动到下游通道53。在阀元件7的关闭状态下，工作流体的流动被阻断。

阀元件7是一管状体，并且包括在阀元件7的下游侧接触下游阀口25的底部71。形成管状体的阀元件7包括上游端部74，该上游端部74在阀元件7的相对底部71的上游侧具有开口。底部71的周缘部是下游端部73。底部71设有压力释放通道13，压力释放通道13延伸通过底部71的一部分，且该部分不是底部71中与轴4接触的中部。当下游阀口25被关闭时，压力释放通道13提供通道，通过该通道，设置在轴部61和底部71之间的阀元件7内侧的内腔室23与下游阀口25相连通。

壳体2包括阀腔室22，该阀腔室22与入口通道11的下游侧相连通。下游阀口25位于阀腔室22的下游端侧，并在阀腔室22的下游端侧打开。壳体2包括内排出通道14，该内排出通道14位于下游阀口25的下游，并与外排出通道15(排放通道)相连通。因此，阀腔室22通过下游阀口25与内排出通道14相连通。壳体2还包括流出口12，该流出口12与阀腔室22相连通，并从阀腔室22的侧面延伸，以与轴向方向相交叉。流出口12被连接到下游通道53，该下游通道53被用作油流出通道，该油流出通道形成在通道形成构件5上并连接到变速器的阀。

壳体2包括第二阀座24，阀元件7的下游端部73能够接触到该第二阀座24。第二阀座24对应于下游阀口25的周缘部。一旦阀元件7的下游端部73接触第二阀座24，下游阀口25被关闭，从阀腔室22到内排出通道14的流体流被阻断。阀腔室22是位于入口通道11和下游阀口25之间的空间，并容纳阀元件7和支撑构件6的轴部61。

过滤构件8例如通过多个固定部件被一体化固定到支撑构件6的连接部60。多个固定部件在圆周方向上以固定间隔围绕网格部布置。多个固定部件经由模锻工艺通过将从接触框架部的连接部60的端面突出的多个突起部变形获得。因此，过滤构件8和连接部60以这样的状态整合，其中多个突起部***到框架部的多个孔中。因此，过滤构件8和连接部60位于端管状部2a的内部。连接部60包括围绕支撑构件6的中心轴间隔布置的多个固定部件。

阀元件7包括与轴部61同轴的管状壁部72。管状壁部72的内壁表面与轴部61的外壁表面相接触。管状壁部72在轴向方向上相对于轴部61是可滑动的，同时管状壁部72的内壁表面和轴部61的外壁表面之间保持接触。在阀元件7的下游端部73与第二阀座24接触时，阀元件7的上游端部74与第一阀座60a相分离。换言之，阀元件7处于打开状态，其中工作流体被允许通过入口通道11从上游通道51流向下游通道53。已通过上游通道51的工作流体通过入口通道11流入阀腔室22。

在该状态下，阀腔室22中的压力随着工作流体的流入会升高。因此，阀腔室22中的流体压力作用在阀元件7上，从而使流体压力也作用在阀元件7的内腔室23中。作用在内腔室23上的压力也作用在阀腔室22的阀元件7的管状壁部72的侧表面上，并进一步通过管状壁部72和轴部61之间的可滑动部分作用在内腔室23上。因此，支撑构件6在轴向方向上引导阀元件7的往复运动，该阀元件7接收来自轴4或流体压力的作用力。阀元件7包括延伸通过底部71的压力释放通道13。因此，作用在内腔室23上的压力通过压力释放通道13释放到内排出通道14。这样，内腔室23的内部压力的升高可以被限制。因此，即使当高的流体压力作用于阀腔室22中，阀元件7在轴向方向上接收的压力可以被减小。

如图3所示，下游端部73包括压力接收部73a，该压力接收部73a位于接触第二阀座24的下游端，并具有在下游方向上逐渐减小的直径尺寸。接触第二阀座24的下游端部73的一部分的直径尺寸R11小于位于下游端部73上游的管状壁部72的直径尺寸R1。朝向第二阀座24的压力接收部73a具有沿轴向方向的横截面，使得半径沿下游方向(即径向向外的突出度)减小。沿轴向方向的压力接收部73a的横截面具有表面线，该表面线为倾斜直线或曲线。此外，接触第二阀座24的阀元件7的下游端面的直径尺寸R11大于或等于管状壁部72的内直径尺寸R2，如图3所示。

阀元件7包括下游端部73上的压力接收部73a，使得直径尺寸R1大于直径尺寸R11。阀腔室22中的压力在下游阀口25被关闭的情况下会变高，此时，这样的结构有助于控制阀元件7，使得下游端部73不强烈按压第二阀座24。换言之，该结构有助于控制，使得按压在第二阀座24上的力被减小。

比燃料蒸汽具有更高压力的油作为工作流体在电磁阀1中流动。为了限制流体的泄漏，电磁阀1包括O环密封件27，该O环密封件27安装在端管状部2a的外周，并位于流出口12和壳体2的与电磁螺线管部3相对的第一端之间。进一步，电磁阀1包括O环密封件28，该O环密封件28安装在端管状部2a的外周，并位于流出口12和壳体2的连接到电磁螺线管部3的第二端之间。O环密封件27和O环密封件28中的每一个是适配到形成在端管状部2a的整个圆周上的槽中的环状密封件。

阀元件7在轴向方向上通过轴4的按压力被移动，其中轴4在轴向方向上通过电磁螺线管部3进行移动。阀元件7在与围绕下游阀口25的第二阀座24接触的打开状态和与第一阀座60a接触的关闭状态之间切换。在关闭状态下，流出口12与上游通道51之间的连通被阻断，轴4的端部41按压底部71以打开下游阀口25。这样，下游通道53和外排出通道15之间的连通在阀元件7的关闭状态下是被允许的。在打开状态下，流出口12与上游通道51之间的连通是被允许的，且阀元件7与第二阀座24接触以关闭下游阀口25。这样，下游通道53与外排出通道15之间的连通被阻断。

设置在壳体2的第二端上的电磁螺线管部3包括磁轭31、绕线架34、线圈32、可移动元件33、轴4、弹簧45和连接器35。绕线架34由树脂制成，并具有大致圆柱形中空形状。绕线架34布置在磁轭31的内部。线圈32围绕线圈架34的外周表面缠绕。磁轭31由磁性材料制成。磁轭31支撑绕线架34的内周侧，并覆盖线圈32的外周侧。磁轭31与绕线架34同轴。绕线架34与壳体2同轴，并且容纳壳体2的一部分，该部分可滑动地支撑轴4。磁轭31、可移动元件33和轴4与壳体2均是同轴的，类似于绕线架34。

可移动元件33由磁性材料制成，并具有圆柱形中空形状。可移动元件33由磁轭31支撑，并在轴向方向上往复运动。在电磁螺线管部3中，可移动元件33和磁轭31构成磁路。

轴4的大直径部44被固定到可移动元件33的底侧上的端面，并与可移动元件33同轴。轴4和可移动元件33能够在轴向方向上作为整体的单独构件一起往复。轴4一体化地包括具有相对小直径的、与下游阀口25同轴的端部41，以及经由台阶部43可滑动地适配到轴容纳部26的大直径部44。内排出通道14被连接到形成在壳体2的第二端中的外排出通道15。外排出通道15在壳体2内与内排出通道14成直角延伸，并位于在轴容纳部26与壳体2的第一端之间，邻近轴容纳部26。外排出通道15是设置在壳体2中的排放通道，被用作排放口。

作为施力构件例子的弹簧45被***下游阀口25的外缘与台阶部43之间。弹簧45始终施加按压轴4朝向可移动元件33的推力。因此，当电磁螺线管部3未通电时，轴4通过弹簧45的弹簧力被按压。这样，轴4的端部41与底部71相分离。由于流体压力，阀元件7打开入口通道11，并且阀元件7关闭下游阀口25。在该状态下，上游通道51与下游通道53之间的连通是被允许的。上游通道51中的油通过入口通道11、阀腔室22和流出口12，从而流向下游通道53。

连接器35与线圈32的外表面一同形成，并位于磁轭31的横向侧上。连接器35设置为用于使线圈32通电。连接器35内部的端子35a电连接到线圈32。电磁螺线管部3经由连接器35通过将端子35a电连接到电流控制器能够控制流经线圈32的电流。

当电磁螺线管部3的线圈32通电时，在由磁轭31和可移动元件33形成的磁路中产生磁通。这样，可移动元件33在轴向方向上朝向壳体2的第一端被吸引，而轴4抵抗弹簧45的推力朝向壳体2的第一端移动。此时，阀元件7在上游方向上被轴4按压，从而打开下游阀口25并关闭入口通道11。在该状态下，上游通道51与下游通道53之间的连通被关闭，下游通道53与外排出通道15之间的连通是被允许的。上游通道51中的油通过流出口12、阀腔室22、下游阀口25和内排出通道14，并流向外排出通道15。因此，线圈32激发的切换控制(即开/关控制)能够切换控制(即开/关控制)油排出通道中的工作流体的压力。因此，用于控制被控对象的工作流体的压力和流量可被控制。

接着，将对示例实施例的电磁阀1提供的作用和效果进行说明。电磁阀1包括壳体2，该壳体2包括适配到通道形成构件5的安装孔52的端管状部2a。通道形成构件5包括上游通道51和下游通道53，工作流体通过上游通道51朝向电磁阀1流动，工作流体通过下游通道53流出电磁阀1。壳体2还包括端管状部2a内侧的阀腔室22。电磁阀1包括入口通道11，上游通道51通过入口通道11与阀腔室22连通；设置在阀腔室22中的阀元件7；滑动地支撑阀元件7的支撑构件6；在上游移动阀元件7的轴4；和驱动轴4的电磁螺线管部3。阀元件7以打开状态或关闭状态打开或关闭入口通道11，在打开状态下，工作流体被允许通过入口通道11从上游通道51流到下游通道53，在关闭状态下，工作流体的流动被阻断。支撑构件6包括连接部，入口通道11延伸通过连接部60，连接部60被固定在端管状部2a的内侧，轴部61从连接部60的下游延伸，并支撑阀元件7使其在轴向方向上是可滑动的。阀元件7包括管状体，该管状体包括接触支撑构件6的轴部61的外壁表面的内壁表面和通过轴4按压的底部71。阀元件7包括延伸通过底部71的一部分的压力释放通道13，该部分不与轴4接触。内腔室23在阀元件7的打开状态下通过压力释放通道13与外排出通道15相连通。

当工作流体的高供给压力通过入口通道11作用在阀腔室22上时，压力通过阀元件7和支撑构件6之间的滑动部被分至阀元件7的内侧和外侧。因此，电磁阀1能够维持阀腔室22中的高压力。

在阀元件7的打开状态下，工作流体通过入口通道11从上游通道51流至下游通道53，阀元件7的内腔室23经由延伸通过阀元件7的底部71的压力释放通道13与外排出通道15相连通。因此，内腔室23中的压力可通过压力释放通道13被释放到外排出通道15。当工作流体的供给压力通过入口通道11作用在阀腔室22上时，内腔室23中的压力升高。然而，压力可通过压力释放通道13被释放到下游。因此，按压阀元件7下游底部71的压力可以被减小。由于按压阀元件7的压力可被减小，用于在上游驱动轴4的电磁螺线管部3的阀驱动力可以被减小。由于电磁螺线管部3的阀驱动力可以被减小，从而流率特性可在不增大电磁阀1尺寸的情况下得以保证。根据电磁阀1，流率特性的劣化可以被限制，并且包括电磁阀1的小型化装置可以通过降低必要的阀驱动力来实现。进一步，根据电磁阀1，不仅可以避免尺寸扩大，而且还可降低用于驱动阀元件7的必要电流。因此，能量消耗可被减少。

阀元件7被这样构造：在打开状态下接触第二阀座24的下游端部73的接触部的直径尺寸R11小于在关闭状态下关闭入口通道11的上游端部74的直径尺寸R1。直径尺寸R11被构造为大于或等于管状壁部72的内直径尺寸R2。

根据电磁阀1，在打开状态下，通过入口通道11流入到阀腔室22的工作流体提供了按压上游端部74的下游端面的压力和按压下游端部73的上游端面的压力。由于直径尺寸R11小于直径尺寸R1，按压上游端部74的下游端面的压力变得大于按压下游端部73的上游端面的压力。通过直径尺寸R11接近直径尺寸R1，可增强关闭下游阀口25的功能。通过直径尺寸R11接近内直径尺寸R2，可增强减小下游端部73向下游按压第二阀座24的压力的功能。

本说明书中的内容不限于所列举的实施例。本公开包括由本领域技术人员基于这些示例所做出的实施例和变型。例如，本公开不限于在实施例中所示的组件或元件的组合，可以实施各种各样的修改。本公开可基于多种组合来实现。本公开能够具有可添加到这些实施例中的附加部分。本公开包括一种省略了实施例中的组件或元件的实施。本公开包括一个实施例和另一实施例之间的组件或元件的置换或组合。所公开的技术范围并不限于这些实施例所描述的。

上述实施例中的电磁阀1可以不包括O环密封件27或O环密封件28，只要在某种程度上能够保持密封性能。

流经上述实施例的电磁阀1中的工作流体可以采用油以外的具有高粘度的另一种液体。

上述实施例的O环密封件27或O环密封件28是密封件的例子，适用于电磁阀1的密封件并不限于这种具有圆形横截面的橡胶。例如，用于密封件的材料可以是除了橡胶以外的弹性形变材料，并且它的横截面形状可以是矩形。

在上述实施例中，压力释放通道13的数目或形状并不局限于特定数量或者形状，只要压力释放通道13被设置在底部71的接触轴4的一部分以外的位置。压力释放通道13的通道横截面形状可以例如是矩形、圆形、类圆弧形或类狭缝形。

额外的优点和变型对于本领域技术人员将是容易想到的。因此，本公开在更广泛的方面并不局限于所示和所描述的具体细节、代表性装置和示例性实施例。

Claims (3)

1.一种电磁阀，其特征在于，所述电磁阀包括：

壳体(2)，所述壳体(2)包括适配到通道形成构件(5)的安装孔(52)的端管状部(2a)，以及位于所述端管状部的内侧的阀腔室(22)，所述通道形成构件包括上游通道(51)和下游通道(53)，工作流体通过所述上游通道(51)朝向所述电磁阀流动，通过所述下游通道(53)流出所述电磁阀；

入口通道(11)，所述入口通道(11)位于所述端管状部的内侧上，所述上游通道和所述阀腔室通过所述入口通道彼此连通；

阀元件(7)，所述阀元件(7)设置在所述阀腔室中以打开状态或关闭状态打开或关闭所述入口通道，在打开状态下，工作流体被允许通过所述入口通道从所述上游通道流到所述下游通道，在关闭状态下，工作流体的流动被阻断；

支撑构件(6)，所述支撑构件(6)包括固定在所述端管状部内侧的连接部(60)，入口通道延伸通过所述连接部；以及轴部(61)，所述轴部(61)具有从所述连接部下游延伸的形状并在轴向方向上可滑动地支撑所述阀元件；

轴(4)，所述轴(4)在轴向方向上按压并移动所述阀元件以使其处于关闭状态；和

电磁螺线管部(3)，所述电磁螺线管部(3)产生用于向上游驱动轴的驱动力，其中，

所述阀元件包括：管状体，所述管状体具有按压抵靠所述轴的底部(71)，并具有接触所述轴部外表面的内表面；内腔室(23)，所述内腔室设置在所述轴部和所述底部之间的所述阀元件的内侧；以及压力释放通道(13)，在所述阀元件的打开状态下，通过所述压力释放通道，管状体的所述内腔室与排放通道(15)相连通。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀元件包括下游端部(73)和上游端部(74)，所述下游端部(73)包括底部并具有接触部，所述接触部在打开状态下与设置在壳体上的阀座(24)接触，所述上游端部(74)在关闭状态下关闭所述入口通道，并且

所述下游端部的接触部的直径尺寸(R11)小于所述上游端部的直径尺寸(R1)，并等于或大于所述管状体的内直径尺寸(R2)。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，

所述压力释放通道延伸通过所述底部中不与所述轴接触的一部分。

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