JP5340395B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、請求項１に記載の上位概念を形成する特徴を備える電磁弁、特に自動車のスリップ制御可能な液圧式ブレーキ装置のホイールブレーキのブレーキ圧を制御するための電磁弁、すなわち、電磁弁、特に自動車のスリップ制御可能な液圧式ブレーキ装置のホイールブレーキのブレーキ圧を制御するための電磁弁であって、少なくとも１つの流入部と、少なくとも１つの流出部と、移動可能に案内されるタペットを備える弁インサートと、前記タペットにより制御可能な制御横断面を備える弁ボディと、前記弁インサートにアンカー固定され可動子室を画成するカプセルと、前記タペットを操作する、前記可動子室内に可動に収容される可動子と、該可動子を操作するための電気的に制御可能な電磁コイルとを備え、前記可動子室と前記流出部との間に第１の液圧的に有効な接続が存在し、該第１の液圧的に有効な接続が前記弁インサートに前記タペットの案内領域において形成されている電磁弁に関する。この種の電磁弁は、例えば、本件出願人の先の特許出願である出願番号ＤＥ１０２００７０５３１３４．８号において既に公知である。

自動車のスリップ制御可能な液圧式ブレーキ装置とは、以下、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、アンチスリップレギュレーションシステム（ＡＳＲ）、エレクトロニックスタビリティプログラム（ＥＳＰ）と解する。これらのコントロールシステムでは、少なくとも１つのホイールブレーキのブレーキ圧が、例えばそれぞれのホイールを支配するスリップ率に基づいて、電磁弁により開ループ制御あるいは閉ループ制御可能である。これらの電磁弁の制御は、このためにセンサ信号を評価する電子式の制御装置によってなされる。

これらのコントロールシステムにおいて使用される電磁弁には、２つの原理的な形態が公知である。切換弁として形成されており、２つの不連続の位置（基本位置及び切換位置）に切り換えられる電磁弁が使用されるか、又は電磁弁は、開放位置と閉鎖位置との間で任意の中間位置を取ることができる連続弁（＝比例弁）である。本発明は、切換弁においても、連続弁においても、同様に使用可能である。

ＤＥ１０２００７０５３１３４．８号に記載の電磁弁は、主要な構成部材として、とりわけ、弁インサートを有する。弁インサートには、それぞれ、少なくとも１つの流入部及び１つの流出部が形成されている。弁インサートは、コスト上の理由から、金属薄板帯材の巻き加工により製造されている。この金属薄板帯材の両端は、この場合、略間隙なしに互いに当接している。この理由は、場合によっては存在する間隙が、電磁弁の磁気回路内における不都合な障害となる場合があり、それゆれに回避すべきものであるからである。

流入部と流出部との間の液圧的な接続を制御するために、制御横断面を形成する弁ボディが存在している。制御横断面は、引用した従来技術においては、弁座として形成されている。弁座は、タペットにより制御可能である。タペットは、このために弁インサート内に移動可能に収容されている。タペットの操作は、間接的に、可動子室内に可動に配置されている可動子によりなされる。可動子室は、片側で閉鎖され弁インサートに固定されたカプセルにより画成されている。

カプセル、可動子、タペット及び弁ボディを備える弁インサートは、いわゆる弁カートリッジを形成する。この弁カートリッジには、環状に形成される電子制御可能なコイルが被せ嵌められる。このコイルの作動により、可動子に、電磁弁の閉鎖方向で作用する磁力が加えられる。この閉鎖力に抗して、可動子を基本位置に向かって付勢する機械的なばね力及び液圧的な力が、開放方向で作用する。磁力がこの開放力より高くなると直ちに、可動子は、作業行程を実施する。可動子の運動は、タペットに伝達され、タペットは、これにより弁座を閉鎖する。コイルの電気的な作動の取り消しにより、タペットは、ばね力によって戻され、電磁弁は、再びその開弁位置あるいは通流位置を占める。

運転条件下で、このように形成された電磁弁の内部は、完全に、制御したい圧力媒体で充填されている。しかし、この圧力媒体には、ガス（空気）が溶解している場合がある。このガスは、所定の運転条件下で圧力媒体から分離して、気泡を形成する場合がある。気泡は主に可動子室内に集合する。特に連続弁の場合、気泡は、タペットの振動を惹起する恐れがあり、この振動は、ノイズとして知覚可能であり、かつ電磁弁の運転特性を不都合に変化させる。確かに、公知の電磁弁では、可動子室と流出部との間に、弁インサート内でのタペットの案内部を介した、第１の液圧的に有効な接続が存在しているが、この接続は、盲孔状に終端しているので、可動子室の圧力流れは生じ得ない。

したがって、従来技術に記載の電磁弁では、一度可動子室内に集合した気泡を電磁弁の弁カートリッジから再除去することが極めて困難となるという問題がある。

発明の利点
これとは異なり、請求項１の特徴を備える電磁弁、すなわち、電磁弁、特に自動車のスリップ制御可能な液圧式ブレーキ装置のホイールブレーキのブレーキ圧を制御するための電磁弁であって、少なくとも１つの流入部と、少なくとも１つの流出部と、移動可能に案内されるタペットを備える弁インサートと、前記タペットにより制御可能な制御横断面を備える弁ボディと、前記弁インサートにアンカー固定され可動子室を画成するカプセルと、前記タペットを操作する、前記可動子室内に可動に収容される可動子と、該可動子を操作するための電気的に制御可能な電磁コイルとを備え、前記可動子室と前記流出部との間に第１の液圧的に有効な接続が存在し、該第１の液圧的に有効な接続が前記弁インサートに前記タペットの案内領域において形成されている電磁弁のものにおいて、前記可動子室を前記流出部に接続する少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続が設けられており、該第２の液圧的に有効な接続が、前記タペットの案内領域から離れて形成されていることを特徴とする、電磁弁は、可及的簡単に実現可能な構造的な手段で、可動子室の通流可能性が改善され、これにより、場合によっては存在する気泡の除去が改善されているという利点を有する。本発明は、このために、第１の液圧的に有効な接続とは別の、可動子室を流出部に接続する少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続を設け、この第２の液圧的に有効な接続を弁インサート内におけるタペットのための案内領域から離して配置することを提案する。この第２の液圧的に有効な接続は、弁インサート内におけるタペットの案内部に形成される上述の第１の液圧的な接続と相俟って、１つの閉鎖された流動経路を形成する。この閉鎖された流動経路は、流入部から弁ボディを通り、タペットの案内部を介して可動子室内に、そして可動子室から直接的な経路で流出部へと戻る。これにより、第２の液圧的に有効な接続は、可動子室の通流を保証している。これにより、場合によっては存在する気泡は、比較的に容易に導出される。これにより、上述の不都合な効果、例えば運転ノイズ又は電磁弁の運転特性の変化は、少なくとも大幅に回避される。

提案する第２の液圧的に有効な接続は、構造的に比較的簡単に、ひいては安価に、弁インサートの軸方向長さの一部にわたって弁インサートの外周面に沿って延在する、外向きに開いた少なくとも１つの長手方向溝により実現される。この長手方向溝は、長手方向溝の横断面形状（弓形、三角形、長方形又は多角形の横断面）及び／又は深さに関して、広い範囲で構造的に変更可能であり、それゆえ、弁及び機能に基づいて形成される。

本発明のその他の利点又は有利な態様は、従属請求項及び以下の説明から看取される。すなわち、好ましくは、前記少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続が、前記弁インサートの外周部と前記カプセルの内周部との間に形成されている。好ましくは、前記少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続が、外方に向かって開いた少なくとも１つの長手方向溝を有しており、該長手方向溝が、前記弁インサートの軸方向で延在している。好ましくは、前記長手方向溝が、前記弁インサートの外周部及び／又は前記カプセルの内周部に形成されている。好ましくは、前記長手方向溝が、前記弁インサートの、前記可動子側の端面から、前記弁インサートの壁を貫通し前記電磁弁の流出部を形成する少なくとも１つの横方向孔の高さまで延在している。好ましくは、前記長手方向溝が、弓形、長方形、三角形又は多角形の横断面を有する。好ましくは、前記長手方向溝が、前記カプセルと前記弁インサートとの間の圧力密のフランジ結合部の、前記弁インサートに形成される環状溝の溝深さよりも深い溝深さを有する。好ましくは、前記長手方向溝が、前記可動子室と前記流出部との間のダイレクトかつ直接的な接続を形成する。好ましくは、前記電磁弁が、非通電状態で開弁する連続弁として形成されている。

本発明の一実施の形態を図面に示し、以下の説明において詳説する。冒頭で既に説明したように、本発明に係る電磁弁は、弁カートリッジ、及び弁カートリッジに被せ嵌め可能な環状のコイルを有する。本発明は、弁カートリッジに形成されており、弁カートリッジは、唯一の図面に縦断面図で示されている。

弁カートリッジの縦断面図である。

実施の形態の説明
図面に示した弁カートリッジ１００は、弁カートリッジ１００の中心的な構成部材として、弁インサート１０を有する。弁インサート１０は、筒状の構成部材であり、導磁性の材料から、例えば中実の材料ブロックの切削加工又は金属薄板ブランクの巻き加工によって製造されている。弁インサート１０の内部には、タペット１２が軸方向で可動に案内されている。このために、タペット１２は、タペット１２の一方の端部に第１の案内区分１２．１を有する。第１の案内区分１２．１の外寸は、弁インサート１０の内径に合わせて調整されている。案内区分１２．１は、部分的に弁インサート１０の端面側の端部から突出している。案内区分１２．１には、弁インサート１０の内部に向かって、閉鎖体区分１２．２が続いている。閉鎖体区分１２．２は、指状に、タペット１２の、案内区分１２．１に対向して位置する端部まで延在している。タペット１２の外径は、何度かにわたって減径されており、球欠部１２．３において終端している。この球欠部１２．３は、弁インサート１０内に位置し、弁座１４．１を制御する。

弁ボディ１４は弁座１４．１を形成している。この弁ボディ１４は、カップ状に形成されており、弁インサート１０の開放端に少なくとも部分的に圧入されている。弁カートリッジ１００の図示の基本位置で、タペット１２の球欠部１２．３は、弁座１４．１から持ち上げられている。この状態は、ばね１６の形の戻し部材により生じる。ばね１６は、タペット１２に、案内区分１２．１から閉鎖体区分１２．２への、直角の肩部１２．４として形成される移行部において作用し、この移行部に対向して、やはり弁インサート１０の内部に固定される支持リング１８に支持されている。弁インサート１０内におけるこの支持リング１８の位置は、この弁インサート１０の長手方向軸線の方向で変更可能である。これにより、タペット１２に作用するばね１６の力及び電磁弁の作業ストロークは、調節可能である。

図示の基本位置において、略タペット１２の球欠部１２．３の位置の高さに、複数の横方向孔２０が弁インサート１０に形成されている。これらの横方向孔２０は、弁インサート１０の壁を貫通し、弁インサート１０の外周において環状のフィルタ部材２２によって覆われる。これらの横方向孔２０は、相俟って１つの、弁カートリッジ１００からの流出部を形成する。横方向孔２０とばね１６の支持リング１８との間には、軸方向の間隔が存在する。これにより、ばね１６は、支持リング１８共々、弁座が開弁したときに生じる、弁カートリッジ１００を通る圧力媒体流れの外にあって、流動特性に影響を及ぼさない。

フィルタ部材２２は、フィルタ部材２２の可動子側の端面２２．１で、圧力媒体に密に弁インサート１０にアンカー固定されたカプセル２４の半径方向鍔２４．１に当接している。弁インサート１０へのカプセル２４のアンカー固定は、例えばフランジ結合部２６によってなされる。フランジ結合部２６を形成するために、弁インサート１０は、水平方向に取り巻くように延びる環状溝２６．１を有しており、この環状溝２６．１内に、フランジ付け作業工程によって、カプセル２４の壁の材料が押し込まれる。

カプセル２４は、弁インサート１０を包囲する開放端と、丸屋根状に湾曲した、弁インサート１０とは反対側に位置する閉鎖端とを有する。弁インサート１０及びカプセル２４によって、中空の可動子室２８が画成される。可動子室２８内には、磁石可動子あるいはアーマチュア３０が可動に収容されている。この磁石可動子３０は、タペット１２の、弁インサート１０から突出した端部に当接しており、タペット１２の操作の用に供する。

弁カートリッジ１００の流入部３２は、弁カートリッジ１００の、可動子３０とは反対側に位置する端部に存在する。この流入部３２は、ソケット部分３４に形成されている。ソケット部分３４は、有利には射出成形技術でプラスチック材料から製造されている。ソケット部分３４は、フィルタ部材２２をカプセル２４の半径方向鍔２４．１に当接させた状態に保持しており、かつ中央に配置されて突出した、流入部３２が貫設されたドーム３４．１を有している。このドーム３４．１でもって、ソケット部分３４は、弁ボディ１４の、可動子とは反対側に位置する開放端に突入しており、ソケット部分３４の壁を圧力媒体密に弁ボディ１４の内径部に圧着させている。ドーム３４．１は、流入部３２が流動方向で弁座１４．１の略直前において開口するように突出している。

さらに、流入部の側方には、ソケット部分３４内に、逆止弁３６が存在している。この逆止弁３６は、圧力媒体通路３８を制御する。圧力媒体通路３８は、横方向孔２０により形成される流出部から流入部３２に通じており、ソケット部分３４自体に形成されている。このために、逆止弁３６は、弁部材として球３６．１を有している。球３６．１は、球面座３６．２と協働する。球面座３６．２及び球３６．１は、流出部内の圧力が弁カートリッジ１００の流入部３２内を支配する圧力より高い場合にのみ、圧力媒体通路３８が開放されるように、互いに相対的に配置されている。

タペット１２が弁座１４．１から持ち上げられたときに流入部３２を通して弁インサート１０の内部に流入する圧力媒体は、支持リングに設けられた貫通した軸方向溝１８．１を介して、かつタペット１２に設けられた軸方向溝１２．５を通して、可動子室２８内に流入して、可動子室２８内に配置される可動子３０の周囲を流動することができる。これにより、弁カートリッジ１００は、運転条件下で完全に圧力媒体で満たされている。軸方向溝１２．５，１８．１は、第１の液圧的に有効な圧力媒体接続を、可動子室２８と、弁カートリッジ１００の、横方向孔２０により形成される流出部との間に形成する。

本発明では、少なくとも１つの第２の液圧的に有効な圧力媒体接続が存在している。第２の液圧的に有効な圧力媒体接続は、可動子室２８を流出部（横方向孔２０）に接続している。この少なくとも１つの第２の液圧的に有効な圧力媒体接続は、第１の液圧的な接続とは別に、タペット１２の案内部から離れて配置されており、具体的には、有利には弁インサート１０の外周部とカプセル２４の内周部との間に配置されている。第２の液圧的に有効な圧力媒体接続は、弁インサート１０の長手方向軸線の方向で延び、この弁インサート１０の可動子側の端面から略横方向孔２０の高さまで延在する、半径方向で開いた長手方向溝４０として形成されている。この長手方向溝４０は、カプセル２４の内面に形成されていても、弁インサート１０の外面に形成されていても、両構成部材にともに形成されていてもよい。長手方向溝４０は、広範な範囲にわたってカプセル２４により覆われ、これにより、弁カートリッジ１００の周囲に対してシールされている。長手方向溝４０の横断面は、弓形、長方形、三角形又は多角形に形成可能である。長手方向溝４０の深さは、弁インサート１０に設けられた、フランジ結合部２６を形成する環状溝２６．１の深さより深く、これにより、フランジ結合部２６が存在するにもかかわらず、液圧的に有効な通流を可動子室２８と流出部（横方向孔２０）との間に形成する。長手方向溝４０の横断面は、弁又は機能に基づいて寸法設定可能である。電磁弁の磁気特性にできる限り影響を及ぼさないように、この横断面を必要最小限の大きさに形成することが提案される。ただし、長手方向溝４０の横断面は、長手方向溝４０の液圧的な有効性を満たすために、本実施の形態では約０．２ｍｍ^２である最小サイズを下回るべきではない。長手方向溝４０は、可動子室２８を流出部にダイレクトかつ直接的に、すなわち可及的最短の経路で、かつ弁カートリッジ１００内の、圧力媒体を案内する他の領域に切れ込んだり、横切ったりすることなしに、接続する。

長手方向溝４０により形成される第２の圧力媒体接続は、上述の第１の圧力媒体接続と相俟って、流入部３２から、弁ボディ１４に設けられた弁座１４．１を通り、タペット１２の案内部を介して可動子室２８内に流入し、この可動子室２８を貫流して、直接、流出部（横方向孔２０）に流れ戻る、閉鎖された圧力媒体経路を形成しており、これにより、液圧的に有効である。これにより、可動子室２８の貫流が形成され、場合によっては可動子室内に存在する気泡の導出を保証する。

発明の基本思想から逸脱することなしに、本発明の変形又は有利な発展が可能であることは自明である。

Claims (9)

1. 電磁弁であって、少なくとも１つの流入部（３２）と、少なくとも１つの流出部（２０）と、移動可能に案内されるタペット（１２）を備える弁インサート（１０）と、前記タペット（１２）により制御可能な制御横断面（１４．１）を備える弁ボディ（１４）と、前記弁インサート（１０）にアンカー固定され可動子室（２８）を画成するカプセル（２４）と、前記タペット（１２）を操作する、前記可動子室（２８）内に可動に収容される可動子（３０）と、該可動子（３０）を操作するための電気的に制御可能な電磁コイルとを備え、前記可動子室（２８）と前記流出部（２０）との間に第１の液圧的に有効な接続が存在し、該第１の液圧的に有効な接続が前記弁インサート（１０）に前記タペット（１２）の案内領域において形成されている電磁弁において、
   前記可動子室（２８）を前記流出部（２０）に接続する少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続が設けられており、該第２の液圧的に有効な接続は、前記タペット（１２）の案内領域から離れて、前記弁インサート（１０）の外周部と前記カプセル（２４）の内周部との間に形成されていることを特徴とする、電磁弁。
2. 前記少なくとも１つの第２の液圧的に有効な接続が、半径方向で開いた少なくとも１つの長手方向溝（４０）を有しており、該長手方向溝（４０）が、前記弁インサート（１０）の軸方向で延在している、請求項１記載の電磁弁。
3. 前記長手方向溝（４０）が、前記弁インサート（１０）の外周部及び／又は前記カプセル（２４）の内周部に形成されている、請求項２記載の電磁弁。
4. 前記長手方向溝（４０）が、前記弁インサート（１０）の、前記可動子（３０）側の端面から、前記弁インサート（１０）の壁を貫通し前記電磁弁の流出部を形成する少なくとも１つの横方向孔（２０）の高さまで延在している、請求項２又は３記載の電磁弁。
5. 前記長手方向溝（４０）が、弓形、長方形、三角形又は多角形の横断面を有する、請求項２から４までのいずれか１項記載の電磁弁。
6. 前記長手方向溝（４０）が、前記カプセル（２４）と前記弁インサート（１０）との間の圧力密のフランジ結合部（２６）の、前記弁インサート（１０）に形成される環状溝（２６．１）の溝深さよりも深い溝深さを有する、請求項２から５までのいずれか１項記載の電磁弁。
7. 前記長手方向溝（４０）が、前記可動子室（２８）と前記流出部（２０）との間のダイレクトかつ直接的な接続を形成する、請求項２から６までのいずれか１項記載の電磁弁。
8. 前記電磁弁が、非通電状態で開弁する連続弁として形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の電磁弁。
9. 電磁弁が、自動車のスリップ制御可能な液圧式ブレーキ装置のホイールブレーキのブレーキ圧を制御するための電磁弁である、請求項１から８までのいずれか１項記載の電磁弁。

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