JP4098082B2 - 電磁バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前段による電磁バルブと、電磁バルブの操作方法に関する。
【０００２】
特許文献１に記載されたようなタイプの従来の電磁バルブにおいて、磁気アーマチュアを収容するスリーブは、磁気損失を減少するために可能な限り薄い壁である。これは、アーマチュアがバルブの各作動によってスリーブの端部領域を連続的に打つので、液圧的応力(stress)に加えて、自動的に、その閉成された端部領域におけるスリーブの高い機械的応力を付加的に生じさせる。磁気アーマチュアの停止ノイズとは別に、この結果は、限定された耐久性とスリーブの薄壁条件である。
【特許文献１】
ドイツ特許（ＤＥ）１９９ ４０ ２６０ Ａ１。
【０００３】
従って、本発明の目的は、上述した欠点がない電磁バルブおよび電磁バルブの操作方法を提供することである。
本発明によれば、この目的は、請求項１と７の特徴部分によって示されたタイプの電磁バルブ用に達成される。
本発明の更なる特徴、利点および可能な応用は、実施例の記述から得ることができる。
【０００４】
電磁バルブは、自動化の要望に従った製造技術の観点から、好ましくは逆にされた部品(turned part)として構成されたカートリッジタイプの構造におけるバルブハウジング１０を備えている。バルブハウジング１０の頂部部分には、管状の磁気コア６が挿入されていて、これは、例えば、バルブハウジング１０の外側かしめ接合によって、バルブハウジング１０に液密に固定されている。好ましくは深絞り(deepdrawing)で作られ端部領域が閉成されたボウル(bowl)のように成形された非常に薄い壁のスリーブ２が、磁気コア６上に着座している。このスリーブ２は、その端部領域において重厚な端部プレート９を受けている。端部プレート９の下方でスリーブ２に移動可能に設けられた磁気アーマチュア８は、管状のバルブタペット４に結合されていて、これは、好ましくは押圧嵌合(press-fit)によって磁気アーマチュア８に固定されている。そのために、円筒状の磁気アーマチュア８は、その対称の軸線上に段状孔１１を備えていて、これは、バルブタペット４の接合領域において、横断する溝、チャンネルまたはねじ部を有していて、その結果、押圧嵌合の実際の寸法とおおむね(largely)独立したほとんど一定の押圧入(press-in)の力となる。磁気アーマチュア８と端部プレート９との間には、段状孔１１に確実に整列されるように部分的に案内されるリセットスプリング１が、磁気アーマチュアチャンバーに設けられている。
【０００５】
磁気アーマチュア８とバルブタペット４とを備えた接続部に隣接して、一様に管状のバルブ閉成部材５があり、これの外周であってバルブタペット４のまさしく外周は、磁気コア６の中央貫通孔１２に部分的に確実に案内されている。そのために、貫通孔１２は、拡大された底部にバルブ閉成部材５とブッシング７を収容する段状孔として構成されている。タペットをセンタリングしかつ案内するために、ブッシング７の内径はバルブタペット４の外径に適合されている。一方において、ブッシング７の外径は、押圧嵌合結合を確立するために、段状孔１１の拡大された部分の内径に一致されている。その目的のために、段状孔１１は、上述した押圧入の力の連続性のために、溝、チャンネル、ねじ部、あるいは類似の部材を備えている。磁気コア４内へのブッシング７の押圧入の深さは、バルブ閉成部材５用の所望のストロークが簡単な方法で調整されるように選択される。バルブスプリング３の影響下において、バルブ閉成部材５は開成された電磁気的に付勢されていない位置においてブッシング７の端面上に支持されている。適切には、バルブスプリング３は、下方からバルブハウジング１０の開口部に押し込まれ、またそれ故調整可能な弾性的停止部１３によって偏倚されていて、弾性的停止部１３用の押圧嵌合接続部は、上述したようなブッシング７用の押圧嵌合接続のための製造技術の観点から類似する。
【０００６】
その内径においてオフセット(offset)しているバルブ閉成部材５の管状の形状は、圧力補償の損失なしで、安全でコンパクトな収容と、バルブスプリング３の個々のスプリングの支持を可能にする。バルブ閉成部材５から離れた巻線の端部は、好ましくは深絞りされた薄い金属板によって作られたキャップ形状の弾性的停止部１３で、オリフィス(orifice)によって等しく中心あわせされている。弾性的停止部１３の上方に、環状の部材が押圧嵌合されているかまたはバルブハウジング１０にかしめられて保持されていて、この環状の部材は、バルブ座１４を円錐状の封止座の形状に受ける。バルブ閉成部材５のレベルにおいて、それゆえバルブ座１４の上方において、バルブハウジング１０は、圧力媒体入口チャンネル１５によって水平方向に進入(penetrate)されている。この圧力媒体入口チャンネル１５は、図におけるバルブの開成切り換え位置において、バルブハウジング１０の下方から垂直方向において開成する圧力媒体出口チャンネル１６に接続されている。
【０００７】
電磁バルブは、この例において、液圧的に圧力バランスされていて、そのために、同心的なスプリング負荷された封止リング１７がバルブ閉成部材５に設けられ、磁気コア６の端面に対して下方から押圧されている。液圧抵抗を減少するために、圧力補償孔１９は、バルブの軸線に対称で平行に、磁気アーマチュア８を通って延びている。圧力媒体出口チャンネル１６または圧力媒体入口チャンネル１５内に流れる圧力流体は、バルブ閉成部材５、バルブタペット４、および磁気アーマチュア８に進入して、磁気アーマチュアチャンバー内に、また、スリーブ２の端部領域に、圧力補償孔１９を通って妨害なしで伝搬するので、有利には、圧力と温度の差に無関係に、電磁バルブのほとんど均一な切り換え特性曲線が確実になる。
【０００８】
以下の説明は、本発明の本質的な態様を有する電磁バルブの操作のモードを表わしている。図１に示されたものにおいて、電磁バルブは電磁気的に付勢されていない基本的な開成位置を採用していて、圧力媒体入口チャンネル１５と圧力媒体出口チャンネル１６との遮断されない圧力媒体接続は、バルブ閉成部材５がバルブ座１４から持上げられていることよって確実にされている。この基本的位置において、バルブ座１４から離間したバルブ閉成部材５の端面は、バルブスプリング３の影響によってブッシング７の前端部に支持されている。ブッシング７は、バルブの開成位置において、バルブタペット４に固定された磁気アーマチュア８が、バルブストロークＸに対応する割合によって磁気コア６から離間されるような方法で磁気コア６の貫通孔１２に調整される。バルブの開成位置において、磁気コア６から離間した磁気アーマチュア８の端面は、スリーブ２のデモ形状(demo-shaped)部分で端部プレート９から規定された軸線的距離によって同様に離間され、消勢後に磁気アーマチュア８が減速(slow down)するために、磁気アーマチュア８のいわゆるダンピング(damping)ストロークＹが与えられるが、これは以下の記述において詳細に参照される。
【０００９】
しかしながら、まず第１に、バルブが電磁気的に付勢された場合、バルブ閉成部材５は、磁気アーマチュア８とバルブタペット４との影響によって、ブッシング７から離れてバルブ座１４と当接するように移動する。この作動中、リセットスプリング１は自動的に減じられ(relieve)、バルブスプリング３は、電磁気的付勢の作動解除（非磁性化）後に磁気コイル１８の磁界が崩壊するまでバルブストロークＸに比例して偏倚される。以後、リセットスプリング１に比べてより強固なバルブスプリング３は、バルブ開成の意味において作動状態になり、バルブ閉成部材５、バルブタペット４、および磁気アーマチュア８を、初期の弱いリセットスプリング１に対抗して端部プレート９の方向へ加速する。バルブ閉成部材５、バルブタペット４、および磁気アーマチュア８から成る全体のかたまり(mass)の加速は、バルブ閉成部材５がブッシング７に対して支持されるために移動するまでのみ都合よく行なわれるので、最初、バルブタペット４と磁気アーマチュア８とに作用されたバルブスプリング３の力は、ブッシング７に支持されるようになるバルブ閉成部材５にのみ作用する。
【００１０】
従って、バルブ閉成部材５のかたまりによって減少された磁気アーマチュアとバルブタペットとのかたまりのみが、そのかたまりの慣性によって、ストロークを比例的に上げるリセットスプリング１の力に対抗して、端部プレート９の方向へ移動しつづける。リセットスプリング１の圧縮の増加と、磁気アーマチュアチャンバー内の圧力媒体の粘着性のダンピング(viscous damping)を考慮して、磁気アーマチュア８とバルブタペット４とは、バルブタペット４がバルブ閉成部材５に対して再び支持される例示の非作動位置内へ戻る磁気アーマチュア８とバルブタペット４との移動の方向の引き続く反転（リセットスプリング１によって開始された）によって、ダンピングストロークＹ中に端部プレート９の少し前で、または、極めて好ましくない条件下（空操作(dry operation)、あわ立った流体）で端部プレート９に直接停止するまで減速を経験する。
【００１１】
電磁バルブの上述した詳細から、加速された全てのかたまりの特有の減速は、都合のよい方法でバルブのノイズをかなり減少するのに貢献するのみでなく、スリーブの機械的応力をかなり減少することもまた明らかになる。従って、磁気回路の可能な最小のリダクタンス(reductance)の観点から都合のよい効果を有する最小のスリーブ壁厚さが達成される。さらに、開示されたバルブ構造は、大規模な製造の実現が容易で、とくにバルブストロークＸの高度に正確な製造と調整を可能にする磁気バルブ構造を可能にし、配置の例と最初に述べたブッシング７の結合方法とに言及される。自由に選択可能なダンピングストロークＹが、粘着性のダンピング特性を回避するのが可能であるということについて述べることもまた価値があり、これは、圧力媒体の操作温度に強く依存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２方向／２位置シートバルブとして構成された電磁バルブの断面を示す図である。
【符号の説明】
１……リセットスプリング
２……スリーブ
３……バルブスプリング
４……バルブタペット
５……バルブ閉成部材
６……磁気コア
７……ブッシング
８……磁気アーマチュア
９……端部プレート
１０……バルブハウジング
１１……段状孔
１２……貫通孔
１３……弾性的停止部
１４……バルブ座
１５……圧力媒体入口チャンネル
１６……圧力媒体出口チャンネル
１７……封止リング
１８……磁気コイル
１９……圧力補償孔

Claims (7)

1. バルブタペット（４）および磁気アーマチュア（８）と当接し協同して作動するバルブ閉成部材（５）を収容するバルブハウジング（１０）を有する電磁バルブであって、
   前記バルブ閉成部材（５）はバルブ座（１４）上に当接するように移動可能であり、前記磁気アーマチュア（８）は磁気コア（６）に当接するように移動可能であり、前記磁気アーマチュア（８）が軸線的に移動可能に案内される前記磁気コア（６）に保持されたスリーブ（２）を有し、同様に、前記バルブ閉成部材（５）が、前記バルブハウジング内においてバブルスプリング（３）の影響に対抗して、少なくとも１つの圧力媒体入口チャンネル（１５）と圧力媒体出口チャンネル（１６）との間の圧力媒体接続を閉成できる切り換え位置に適合するために前記磁気アーマチュア（８）を付勢する目的のため、前記スリーブ（２）の周囲に配置された磁気コイル（１８）を有していて、
   リセットスプリング（１）が前記スリーブ（２）内に配置されていて、前記バルブ閉成部材（５）が前記バブルスプリング（３）の影響下で前記バルブ座（１４）から離間して移動する電磁気的付勢の終了後において前記磁気アーマチュア（８）の減速をもたらす電磁バルブにおいて、
   前記電磁バルブは、液圧的にバランスされていて、そのために、貫通孔（１２）内にガイドされている前記バルブ閉成部材（５）は、その外部側面の周縁部において封止リング手段（１７）によって前記貫通孔（１２）に関して封止されていること、及び、前記バルブ閉成部材（５）、前記磁気アーマチュア（８）、および前記バルブタペット（４）は、円筒状であり、前記リセットスプリング（１）を収容している磁気アーマチュアチャンバー内に開口している圧力補償孔を備えていること、を特徴とする電磁バルブ。
2. 付勢されていない開成されたバルブ切り換え位置において、前記リセットスプリング（１）の作用によって前記バルブタペット（４）が前記バルブ閉成部材（５）に再び当接するまで、前記バルブタペット（４）は前記バルブ閉成部材（５）と離間されていることを特徴とする請求項１記載の電磁バルブ。
3. 前記リセットスプリング（１）と比較してより強固なバルブスプリング（３）によって、付勢されていない開成されたバルブ切り換え位置における前記バルブ閉成部材（５）は前記磁気コア（６）に挿入されたブッシング（７）に当接していて、前記ブッシング（７）を貫通して前記バルブタペット（４）が前記バルブ閉成部材（５）に向かって延びていることを特徴とする請求項１または２記載の電磁バルブ。
4. 電磁的に付勢されていない開成されたバルブ切り換え位置における前記磁気アーマチュア（８）は、前記リセットスプリング（１）を備えた前記スリーブ（２）の閉成された端部領域から離間されていることを特徴とする請求項１記載の電磁バルブ。
5. 前記リセットスプリング（１）は、前記磁気アーマチュア（８）と前記スリーブ（２）の端部領域に配置され前記スリーブ（２）の内側輪郭に適合する端部プレート（９）との間で圧縮されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の電磁バルブ。
6. 前記端部プレート（９）と前記磁気アーマチュア（８）との間に、軸線的距離（Ｙ）が備えられており、この距離は、消磁と前記バルブスプリング（３）による開成されたバルブ切り換え位置の方向への前記磁気アーマチュア（８）の加速後の前記磁気アーマチュア（８）の最大減速距離に対応していることを特徴とする請求項５記載の電磁バルブ。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の電磁バルブの操作方法であって、前記操作方法は、
   電磁気的付勢の終了後において、
   ａ）前記バルブタペット（４）が前記バルブ閉成部材（５）から持ち上がるように、前記バルブ閉成部材（５）が前記バルブタペット（４）より早く停止し、
   ｂ）前記リセットスプリング（１）によって前記磁気アーマチュア（８）が前記スリーブ（２）の端部の方向に減速させられ、前記スリーブの端部の前で停止し、次いで、前記バルブ閉成部材（５）への当接を再開するためにその移動の方向を反転する、
   ことを特徴とする電磁バルブの操作方法。

Images