JP6148792B2

JP6148792B2 - 改善された開放特性および閉鎖特性を有する電磁弁

Info

Publication number: JP6148792B2
Application number: JP2016508052A
Authority: JP
Inventors: クノルプ，ミヒャエル; クロマー，ラルフ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: US9903328B2; US20160025051A1; CN105121828A; EP2986839B1; WO2014170049A1; KR102179015B1; EP2986839A1; KR20150142694A; CN105121828B; JP2016524098A; DE102013206958A1

Description

本発明は、改善された開放特性、およびそれと同時に改善された閉鎖特性を有する、流体特に燃料を制御するための電磁弁に関する。

電磁弁は、例えば様々な構成の従来技術による噴射弁として公知である。ハウジングの可動子の領域内に非磁性の分離部つまり非磁性の領域を有する電磁噴射弁は、同じ条件下で、このような形式の磁気回路の分離を有していない弁より迅速に開放することが分かった。しかしながら、磁気回路の分離によって閉鎖時間は悪化する。

これに対して、請求項１の特徴部を有する、本発明による流体を制御するための電磁弁は、電磁弁の開放時間も閉鎖時間も改善され、電磁弁は特に簡単かつ安価に製造可能である、という利点を有している。これによって、特に大量生産が可能である。これは本発明によれば、電磁弁が、可動子と内極と磁石磁束帰路とを備えた磁気回路を有していることによって、得られる。この場合、磁気回路は、磁気回路を遮断するための非磁性の分離部材と、少なくとも１つの磁性のウエブとを有しており、この磁性のウエブは、弁の軸方向に延在していて、非磁性の分離部材において磁気回路を閉鎖する。これによって、磁性のウエブは、非磁性の分離部材に配置された磁気的なバイパスの作用を有する。

従属請求項には、本発明の好適な実施態様が記載されている。

好適な形式で、磁性のウエブは、非磁性の分離部材の半径方向内側に配置されている。従って、非磁性の分離部材の内側面にも磁性のウエブが配置されたことによって、磁性の分離部材よりも硬い領域が形成される。

特に好適には、磁性のウエブは磁性の分離部材と一体的に構成されている。特に好適には、一体的な構成部分は、磁性のウエブと、非磁性の分離部材、この場合ＭＩＭ構成部分（ｍｅｔａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄｉｎｇ−Ｂａｕｔｅｉｌ）とを含有している。これによって磁性のウエブは、使用に応じて個別に構成することができる。

さらに好適には、磁気回路の磁性のウエブは内極と接触している。この場合、特に好適には、磁性のウエブと内極との間に、摩擦締結式の結合部、特に緊締結合部が形成されている。

本発明のさらに好適な実施態様によれば、磁性のウエブと非磁性の分離部材と、磁気回路の部分であるハウジング部分とが、一体的な構成部分として設けられている。特に好適には、この一体的な構成部分はＭＩＭ構成部分である。さらに好適には、この一体的な構成部分において、ハウジング部分はフェライトより成っていて、非磁性の分離部材がオーステナイトより成っていて、磁性のウエブがマルテンサイトより成っている。この場合、特に好適には、フェライトより成るハウジング部分は、マルテンサイトより成る磁性のウエブよりも強い磁性を有する。

好適には、複数の磁性のウエブおよび非磁性の分離部材は、一定の内径を有するスリーブの形を有している。選択的に、磁性のウエブおよび非磁性の分離部材は、同様にスリーブ状の基本形状を有しているが、磁性のウエブは非磁性の円筒形の分離部材から半径方向内方に突き出して構成されている。

さらに好適には、できるだけ迅速な閉鎖時間を得るために、非磁性の分離部材の横断面は、磁性の絞り装置の横断面よりも大きい。

本発明による電磁弁は、特に好適には、燃料噴射弁、特に燃焼室内に直接噴射するための燃料噴射弁である。この場合、好適には、燃料は弁の可動子を通ってガイドされる。

本発明の第１実施例による電磁弁の概略的な断面図である。図１に示した電磁弁の磁気回路の一部の概略的な斜視図である。図１に示した磁気回路の一部の拡大断面図である。第２実施例による磁気回路の一部の概略的な斜視図である。

以下に本発明の好適な実施例を添付の図面を用いて詳しく説明する。図面中、同じ若しくは機能的に同じ部分は、それぞれ同じ構成部分を示す。

以下に、図１〜図３を参照しながら、第１実施例による、流体を制御するための電磁弁１について具体的に説明する。

図１に示されているように、電磁弁１は、弁座３の吐出孔４を開閉する、閉鎖側に球を有するニードル弁として構成された閉鎖部材２を有している。

電磁弁１はさらに、可動子６と内極７と磁石磁束帰路８とを備えた磁気回路５を有している。磁石磁束帰路８は、この実施例では、電磁弁のハウジング１４の一部であって、ハウジング１４は複数の部分より構成されている。この場合、２つのハウジング部分１５，１６は磁気回路５の部分である。

電磁弁１はさらに、コイル９を有しており、このコイル９は、給電時に可動子６を引き寄せる。コイル９の給電終了後に、リターンエレメント１７が可動子６を再び初期位置へ戻す。この場合、図１は、電磁弁１の開放された状態を示す。この開放された状態で可動子６が内極７に当接する。閉鎖部材の往復運動を生ぜしめるために、可動子６は公知の形式で閉鎖部材２に接続されている。

電磁弁１の磁気回路５はさらに、非磁性の分離部材１０を有しており、この分離部材１０はこの実施例ではスリーブ状である。非磁性の分離部材１０は、磁気回路の磁気的な分離を可能にし、磁気回路の弁を開放するためにコイルを操作する際に迅速に可動子６を介して閉鎖されるように保証するので、非常に迅速な電磁弁の開放時間が得られる。しかしながら、非磁性の分離部材１０は、この非磁性の分離部材１０によって長くなる、電磁弁１の閉鎖時間に関連して問題がある。

そこで本発明によれば、複数の磁性のウエブ１３が設けられており、このウエブ１３は、ハウジング１４、正確にはハウジング部分１６と内極７との間の接続を形成する。このウエブ１３は、非磁性の分離部材の磁気的な架橋を提供する。

第１実施例によれば、全部で４つの磁性のウエブ１３が形成されており、これらのウエブ１３は、非磁性の分離部材１０の内側に配置されている。４つのウエブ１３は、内周面に沿って同じ間隔で設けられている。ウエブ１３の幅は周方向で見て、隣接し合う２つのウエブ１３間の中間室と同じである。

非磁性の分離部材１０は、この実施例ではオーステナイトより成っていて、ウエブ１３は弱い磁性のマルテンサイトより成っている。これに対して、ハウジング部分１６はフェライトより成っていて、ウエブ１３よりも強い磁性を有している。ハウジング部分１６と非磁性の分離部材１０とウエブ１３とは、ＭＩＭ構成部分として設けられた一体的な構成部分を形成する。ウエブ１３は、構成部分の円筒形の滑らかな内周面が得られるように、スリーブ状の非磁性の分離部材１０に配置されている。ウエブ１３は、マルテンサイトより製造されているので、非磁性の分離部材１０の硬度よりも高い硬度を有している。

さらに本発明によれば、非磁性の分離部材１０とウエブ１３とハウジング部分１６とを含有する、磁気回路の一体的な構成部分と内極７との間に緊締結合部２１が形成されている。

特に図３から分かるように、磁性のウエブ１３は、ウエブ１３の第１の部分領域が内極７と接触し、ウエブ１３の第２の部分領域が可動子６と接触するように、設けられている。これによって、ウエブ１３は追加的に、可動子のためのガイド機能を行う。従って、ウエブ１３の部分領域は可動子６のためのガイドとして設けられている。ウエブ１３は分離部材１０よりも硬いので、これによって摩耗の減少も得られる。

ウエブ１３を設けたことによって、構成部分の内周面に全面的に設けられた領域と比較して、磁束は減少される。これによって特に迅速な開放時間が可能であり、この場合、弁の閉鎖時間に不都合な影響を及ぼすことはない。従って、非磁性の分離部材１０と比較して、より硬い磁性のウエブは、可動子６をガイドする際、および内極７を構成部分内に押し込む際に、利点を提供する。ウエブ１３は部分的にのみ設けられているので、磁束は、構成部分の内周面に設けられた磁性のリングと比較して著しく減少される。

従って、弁の軸線方向Ｘ−Ｘに延在する磁性のウエブ１３を設けたことによって、非磁性の分離部材１０の磁気的な架橋が得られる。これにより、電磁弁の閉鎖時間が著しく改善され、これによって電磁弁の迅速な開放時間が損なわれることはない。この場合、非磁性の分離部材１０の横断面は、磁性のウエブ１３の横断面よりも数倍大きい。

図４は、図２に示した磁石磁束帰路８の一体的な構成部分を示し、この場合、第２実施例によるウエブ２３は非磁性の分離部材１０から半径方向内方に突き出している。これによって、第２実施例のウエブ２３は、非磁性の分離部材１０の内周面から内方にやや段付けされている。この一体的な構成部分も、好適な形式によりＭＩＭ法で製造される。第２実施例によるウエブ２３は、好適な形式で非磁性の分離部材１０の内周面から約０．２ｍｍだけ内方に突き出している。第２の実施例の別の利点は、非磁性の分離部材が円筒形のスリーブとして設けられていて、この円筒形のスリーブは、例えばＭＩＭ法における差し込み部材として設けることもできるという点にある。これによって、円筒形のスリーブは、幾何学的に簡単な構成部分として非常に安価に製作することができる。

１電磁弁
２閉鎖部材
３弁座
４吐出孔
５磁気回路
６可動子
７内極
８磁石磁束帰路
９コイル
１０非磁性の分離部材
１３磁性のウエブ
１４ハウジング
１５，１６ハウジング部分
１７リターンエレメント
２１緊締結合部
２３磁性のウエブ

Claims

流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）には、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する複数の磁性のウエブ（１３；２３）が、該非磁性の分離部材（１０）の周方向に間隔を有して並ぶ状態で配置されている、
流体を制御するための電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３）が、前記非磁性の分離部材（１０）の半径方向内側に配置されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の電磁弁。
流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）に、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する少なくとも１つの磁性のウエブ（１３；２３）が配置されており、
前記磁性のウエブ（１３）が、前記非磁性の分離部材（１０）の半径方向内側に配置されている、
流体を制御するための電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３；２３）が前記非磁性の分離部材（１０）と一体的に構成されている
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３）と、前記非磁性の分離部材（１０）と、前記磁気回路（５）の部分であるハウジング部分（１６）とが、一体的な構成部分として設けられている
ことを特徴とする、請求項４に記載の電磁弁。
流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）に、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する少なくとも１つの磁性のウエブ（１３；２３）が配置されており、
前記磁性のウエブ（１３）と、前記非磁性の分離部材（１０）と、前記磁気回路（５）の部分であるハウジング部分（１６）とが、一体的な構成部分として設けられている、
流体を制御するための電磁弁。
前記ハウジング部分（１６）がフェライトより成っていて、前記非磁性の分離部材がオーステナイトより成っていて、前記磁性のウエブ（１３；２３）がマルテンサイトより成っている
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の電磁弁。
前記ハウジング部分（１６）は前記磁性のウエブ（１３；２３）よりも強い磁性を有する
ことを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３）が前記可動子（６）と接触し、前記可動子（６）のためのガイドを形成する
ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の電磁弁。
流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）に、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する少なくとも１つの磁性のウエブ（１３；２３）が配置されており、
前記磁性のウエブ（１３）が前記可動子（６）と接触し、前記可動子（６）のためのガイドを形成する、
流体を制御するための電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３；２３）が前記内極（７）と接触している
ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電磁弁。
流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）に、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する少なくとも１つの磁性のウエブ（１３；２３）が配置されており、
前記磁性のウエブ（１３；２３）が前記内極（７）と接触している、
流体を制御するための電磁弁。
前記非磁性の分離部材（１０）が、一定の内径を有する円筒形のスリーブの形を有していて、且つ、前記複数の磁性のウエブ（１３；２３）の前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）の一端が連結されて一定の内径を有する円筒形のスリーブの形になっている、
または、
前記磁性のウエブ（２３）が、非磁性の円筒形の分離部材（１０）から半径方向内方に突き出している
ことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電磁弁。
前記磁性のウエブ（１３；２３）と前記内極（７）との間に、摩擦締結式の結合部が形成されている
ことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の電磁弁。
流体を制御するための電磁弁において、
弁座（３）の少なくとも１つの吐出孔（４）を開閉する閉鎖部材（２）を有しており、可動子（６）と内極（７）と磁石磁束帰路（８）とを備えた磁気回路（５）を有しており、
コイル（９）を有しており、
前記可動子（６）が前記閉鎖部材（２）と協働するようになっており、
前記磁気回路（５）が、この磁気回路（５）を遮断するための非磁性の分離部材（１０）を有しており、
前記非磁性の分離部材（１０）に、前記弁の軸線方向（Ｘ−Ｘ）に延在する少なくとも１つの磁性のウエブ（１３；２３）が配置されており、
前記磁性のウエブ（１３；２３）と前記内極（７）との間に、摩擦締結式の結合部が形成されている、
流体を制御するための電磁弁。