专利名称：常开螺线管阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及常开型螺线管阀或电磁阀。
技术背景
专利文献JP2008-121721A显示了常开螺线管阀，包括位于柱塞后面的阻尼室 和布置在所述阻尼室和阀室之间的弹性构件，所述阀室接收阀元件并设计成限定节流通 道。弹性构件在阀刚刚打开之后通过变形增大节流通道的横截面尺寸，从而有助于工作 流体朝向阻尼室的流动，以抑制自激振动。发明内容
为了设计能够处理较大流量的螺线管阀，通常希望增大阀座直径和减小柱塞前 端的直径。然而，工作流体在阀座和柱塞之间的流动随着流量增大而变快，并且趋于产 生拉动柱塞的负压，引起柱塞振动。增加如上述专利文献中的阻尼室的缺陷在于阀尺寸 变大。因此，本发明的目的在于提供一种用于抑制振动和避免阀尺寸增大的螺线管阀。
根据本发明的一个方面，螺线管阀包括柱塞，其形成有径向分布的压力接收 部。
图1是根据本发明第一实施例的螺线管阀的剖视图。
图2是图1所示螺线管阀的柱塞前端和阀座部的放大剖视图。
图3是图2所示柱塞前端的放大图。
图4是用于显示根据第一实施例的柱塞的制造方法的视图。
图5是用于显示围绕柱塞前端的压力分布的视图。
图6是车轮制动分泵缸压力的时间图。
图7用于显示作用在根据第一实施例的螺线管阀柱塞上的流体动力的示意图。
图8是通过根据第一实施例的螺线管阀获得的车轮制动分泵缸压力的时间图。
图9是显示了根据第一实施例的柱塞的压力接收部的位置(高度)影响的视图。
具体实施方式
[第一实施例]
[螺线管阀的结构]根据本发明第一实施例的螺线管阀或电磁阀1是在汽车制动 系统中使用的常开阀。图1显示了螺线管阀1的截面。螺线管阀1包括在激励时产生 电磁力的螺线圈2;由磁性材料制成并且布置成由电磁力驱动的电枢3;与电枢3—起作 为一个单元移动的柱塞4;具有由柱塞4启闭的孔恥的阀座5;以及容纳柱塞4的阀体 10。
阀座5包括阀座部5a、弹簧接收(保持)部5d(作为基座，阀座部5a由此轴向伸出)和流体通道&。阀座部5a形成在阀座5的第一端部处，从第一端部轴向或纵向延 伸到第二端部。阀座部5a是漏斗形部分，具有逐渐变细为孔恥(阀孔)的凹部。弹簧 接收部5d围绕阀座部5a形成，并且布置成保持盘簧11的一端。流体通道&从孔恥轴 向延伸至阀座5的第二端部。
柱塞4是由树脂制成的非磁性构件，从与电枢3相连的第一端部延伸到第二端部 或前端4b。柱塞4包括弹簧接收(或保持)部4a，其形成在柱塞4的第一端部和第二端 部之间并且布置成保持盘簧U的另一端。柱塞4包括从第一端部延伸到弹簧接收部如的 基部，以及具有外圆周表面如并从弹簧接收部如朝向第二端部4b延伸的轴部。轴部是 从弹簧接收部如朝向第二端部4b逐渐变形的锥形部。柱塞4还包括具有前端或尖端4b 的前端部，其形成为用于抵靠阀座部5a的阀元件4b。阀元件4b是成形为类似半个球体 的半球部。柱塞4还包括形成在阀元件4b和弹簧接收部4a之间的压力接收部4c(其可 以相当于平坦部)，如下文更详细描述的那样。
阀体10是具有轴向贯穿延伸的孔IOa的管形构件。柱塞4和阀座5接收在阀体 10的孔IOa内。柱塞4的基部可在孔IOa中轴向滑动。
制动系统的壳体6包括用于接收螺线管阀1的阀接收孔6a。过滤器7、配备有第 一密封件8的阀座5和配备有第二密封件9的阀体10依次插入壳体6的阀接收孔6a中。 在本实例中，阀体10通过撑件(stalking)固定在壳体6上。柱塞4与电枢3连接并且插 入阀体10的孔IOa中。在本操作中，盘簧11围绕从弹簧接收部如延伸到阀元件4b的轴 部设置，并且布置在柱塞4的弹簧接收部如和阀座5的弹簧接收部5d之间，使得盘簧11 将柱塞4朝向电枢推动。因此，柱塞4由盘簧11沿远离阀座5的阀座部5a的方向(即， 阀打开方向)推动。
电枢3接收在具有半球形圆底的缸体12中。在本实例中，缸体12的开口端部通 过焊接固定到阀体10上。螺线圈2接收在由磁性材料制成的轭14中并且附接成使电枢 3由轭14围绕。在开阀状态下，通过由过滤器7、阀座5的流体通道&、孔5b、阀体10 的孔、穿过阀体10侧壁形成的通孔(以将流体从该孔传送到阀体外侧)以及形成在壳体 6中的流体通道构成的路径，工作流体从制动总泵缸供应给车辆制动系统的车轮制动分泵 缸。
[柱塞的结构]图2显示了柱塞4的阀元件4b和阀座5的阀座部5a的放大剖面 图。压力接收部4c是位于阀元件4b和弹簧接收部4a之间的中间位置处沿柱塞4的径向 方向延伸的平坦部。压力接收部如在阀元件4b的大直径部M和轴部的外圆周表面如 之间连续形成。压力接收部4c的外径Φ 1大于阀座部5a的孔径(或阀座直径)Φ2。此 外，压力接收部4c的外径Φ 1小于盘簧11的内径Φ3。从阀元件4b的前端到压力接收 部4c的高度h大致等于阀座部5a的阀座直径Φ2的1.5倍。
图3以放大比例尺显示了柱塞4的前端部，图4是用于解释形成柱塞4的过程的 视图。柱塞4是通过将树脂注入包括形状为柱塞4的腔室1 的模型或者成形模或成型 模具13中而形成的。树脂通过形成在模具13中的注射孔注入。模具13是可以分成第 一模具13a、第二模具1 和第三模具1 的模具。模具13具有第一和第二分分型线13f 和13g，模具13沿分型线分开。第一和第二模具13a和13b之间的第一分型线13f位于 压力接收部4c的位置。位于第二和第三模具13b和1 之间的第二分型线1 位于弹簧接收部如的位置。
[操作]为了增大螺线管阀的流量，通常希望增大阀座直径和减小柱塞前端的直 径。然而，在阀座和柱塞之间流动的工作流体的流速随着流量增大而变快。因此，负压 沿拉入或吸下柱塞的方向增大，并且增大了柱塞振动的可能性。
图5显示了当工作流体流过位于柱塞4的阀元件4b和阀座5的阀座部5a之间的 空间时出现的压力分布的视图。如图5所示，在阀元件4b和阀座部5a之间产生负压或 真空。通过该负压，柱塞4沿阀闭合方向朝向阀座5移动，从而减少流过阀元件4b和阀 座部5a之间空间的流体流量。随着流量减少，流速降低，负压变小，使得柱塞4沿阀开 启方向远离阀座5移动。通过重复该循环，柱塞4趋于振动。
图6是显示了在柱塞不具有压力接收部4c的情况下，车轮制动分泵缸的流体压 力的时间图。如图6所示，车轮制动分泵缸压力波动，这是因为工作流体的供应量由于 柱塞4的振动而变得不稳定。包括形成在电枢3后面的阻尼室和用于将工作流体供应给 阻尼室的流体通道的螺线管阀可以有效防止柱塞4的振动。然而，这种螺线管阀增大了 阀尺寸并使结构变得复杂。因此，根据第一实施例的柱塞4形成有用于防止振动的压力 接收部4c。压力接收部4c在阀元件4b和弹簧接收部4a之间的位置处径向延伸，并且尺 寸(或外径)小于盘簧11的内径。
图7是用于解释作用在柱塞4上的流体动力的视图。在图7中，为简单起见， 画阴影线从略。由于工作流体沿阀开启方向作用在柱塞4上的作用力F通过下列等式得 出。
权利要求
1.一种常开螺线管阀，包括在激励时产生磁场的螺线圈；由磁性材料制成的包围所述螺线圈的轭；由磁性材料制成的电枢，其由所述轭围绕并且布置成在螺线圈受到激励时沿螺线圈 的轴向方向移动；由非磁性材料制成并布置成随电枢的运动一起移动的柱塞；包括阀座部的阀座构件，所述阀座部形成有通过朝向和远离该阀座部移动的柱塞的 前端部进行启闭的流体通道；和盘簧，其布置在柱塞的弹簧接收部和阀座构件之间并围绕所述柱塞，并且布置成沿 朝向电枢的方向推动柱塞；所述柱塞包括平坦部，该平坦部在柱塞前端部和弹簧接收部之间的位置处沿柱塞的 径向方向延伸，该平坦部面向阀座部，并且其外周尺寸设置成使平坦部的外径小于盘簧 的内径。
2.如权利要求1所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞的前端部包括半球形端部，所 述柱塞的平坦部连续地形成在前端部的大直径部和柱塞的外圆周表面之间，所述平坦部 从形成在平坦部和大直径部之间的内角部延伸到形成在平坦部和外圆周表面之间的外角 部，并且所述内角部和外角部形成为使内角部的曲率半径小于或等于R0.03，或者外角部 的曲率半径小于或等于R0.1。
3.如权利要求1所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞的前端部为半球形，所述柱塞 的平坦部连续地形成在柱塞的前端部的大直径部和柱塞的外圆周表面之间，所述平坦部 从形成在平坦部和大直径部之间的内角部延伸到形成在平坦部和外圆周表面之间的外角 部，所述内角部为弯曲的以具有小于或等于R0.03的曲率半径，所述外角部为弯曲的以具 有小于或等于R0.1的曲率半径。
4.如权利要求3所述的常开螺线管阀，其中，所述平坦部的外径大于阀座部的孔的孔 径，所述柱塞的前端部抵靠所述阀座部的孔。
5.如权利要求4所述的常开螺线管阀，其中，从柱塞的前端部到平坦部的长度等于阀 座部的孔径乘以1.5。
6.如权利要求4所述的常开螺线管阀，其中，从柱塞的前端部到平坦部的长度等于阀 座部的孔径乘以1.2。
7.如权利要求1所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞是树脂模制件。
8.如权利要求7所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞是利用在平坦部的位置处具有 分型线的模具通过树脂注入成型制造而成的树脂模制件。
9.一种常开螺线管阀，包括由盘簧沿阀开启方向推动的树脂模制柱塞；电磁驱动所述柱塞的驱动部；和包括流体通道和阀座部的阀座构件，所述流体通道由柱塞前端部进行启闭，所述阀 座部布置成使柱塞前端部抵靠该阀座部，从而关闭流体通道；所述柱塞包括流体压力接收部，该流体压力接收部在柱塞的前端部和柱塞的弹簧接 收部之间的位置处沿径向方向延伸，该流体压力接收部面向阀座部，并且外径小于盘簧的内径。
10.如权利要求9所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞的前端部为半球形，所述柱 塞的压力接收部连续地形成在半球形前端部的大直径部和柱塞的外圆周表面之间，并且 形成在压力接收部和大直径部之间的角部的曲率半径小于或等于R0.03。
11.如权利要求10所述的常开螺线管阀，其中，形成在平坦部和外圆周表面之间的角 部的曲率半径小于或等于R0.1。
12.如权利要求11所述的常开螺线管阀，其中，所述压力接收部的外径大于所述阀座 部的孔的内径，所述柱塞的前端部抵靠所述阀座部的孔。
13.如权利要求12所述的常开螺线管阀，其中，从柱塞的前端部到压力接收部的长度 等于阀座部的孔内径乘以1.5。
14.如权利要求12所述的常开螺线管阀，其中，从柱塞的前端部到压力接收部的长度 等于阀座部的孔内径乘以1.2。
15.如权利要求9所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞是利用在压力接收部的位置 处具有分型线的模具通过树脂注入成型制造而成的树脂模制件。
16.—种常开螺线管阀，包括在受到激励时产生磁场的螺线圈；由磁性材料制成的包围所述螺线圈的轭；由磁性材料制成的电枢，其由所述轭围绕并且布置成在螺线圈受到激励时沿螺线圈 的轴向方向移动；由非磁性材料制成并布置成随电枢的运动一起移动的柱塞；包括阀座部的阀座构件，所述阀座部形成有通过朝向和远离该阀座部移动的柱塞的 前端部进行启闭的孔；和盘簧，其布置在柱塞的弹簧接收部和阀座构件之间并围绕所述柱塞，并且布置成沿 远离阀座部的阀开启方向推动柱塞；所述柱塞包括压力接收部，该压力接收部在柱塞的前端部和弹簧接收部之间的位置 处沿柱塞的径向方向延伸并且面向阀座部。
17.如权利要求16所述的常开螺线管阀，其中，所述柱塞包括从弹簧接收部延伸到前 端部的轴部，所述柱塞的轴部和前端部以及所述阀座构件的阀座部设置在所述盘簧中。
18.如权利要求17所述的常开螺线管阀，其中，所述压力接收部包括环形肩部表面， 该环形肩部表面轴向面向所述阀座部并且从与前端部的外圆周表面形成内凹角部的内周 径向向外延伸到与轴部的外圆周表面形成外突角部的外周。
19.如权利要求16或17所述的常开螺线管阀，其中，所述压力接收部包括肩部表 面，该肩部表面轴向面向阀座部并且从限定肩部表面内周的假想内圆柱面径向向外延伸 到同轴地围绕内圆柱面并限定肩部表面外周的假想外圆柱面，所述前端部从肩部表面内 周轴向伸出到假想内圆柱面内的尖端。
20.如权利要求16或17所述的常开螺线管阀，其中，所述阀座构件的阀座部伸到面 对柱塞的压力接收部的环形顶端并且包括凹锥面，所述凹锥面围绕所述孔形成并由所述 环形顶端围绕，并且从圆形内周径向向外延伸并且终止于圆形外周，所述柱塞包括前端 部和压力接收部，所述前端部包括抵靠在阀座部的凹锥面上以在阀关闭位置关闭所述孔的半球形外凸尖端，所述压力接收部包括从直径大于凹锥面的圆形内周直径的圆形内周径向向外延伸到直径大于锥面的圆形外周直径的圆形外周的环形肩部表面。
全文摘要
一种螺线管阀，包括在受到激励时产生磁场的螺线圈；由磁性材料制成的包围所述螺线圈的轭；由磁性材料制成的电枢，其由所述轭围绕并且布置成在螺线圈受到激励时沿螺线圈的轴向方向移动；随电枢一起移动的柱塞；包括阀座部的阀座构件，所述阀座部形成有通过柱塞的前端部进行启闭的阀孔；和盘簧，其布置在柱塞的弹簧接收部和阀座构件之间并围绕所述柱塞，并且布置成朝向正常位置推动柱塞。柱塞包括压力接收部(例如平坦部)，其在柱塞的前端部和弹簧接收部之间的位置处沿径向方向延伸并且面向阀座部。
文档编号F16K47/04GK102022578SQ201010283618
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月10日 优先权日2009年9月17日
发明者吉田启悟, 土井谕志, 斋田宪宏, 横田忠治 申请人:日立汽车系统株式会社