(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は制御可能な弁に関し、軸方向作業エアギャップ（ＸＡ）が、弁閉塞部材（２）と共同する磁石電機子（１３）の側方に配置されており、側方とは弁閉部材（２）とは別の側であり、作動用駆動装置（１）の電気作動において、弁閉塞部材（２）は作動用駆動装置（１）により第１の弁座面（３）へと移動可能である。【選択図】図１
2008506910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動用駆動装置と、作動用駆動装置により作動可能な弁閉塞部材と、を具備し、弁閉塞部材は、弁ハウジング内で第１あるいは第２の弁座に選択的に当接されるように移動可能であり、第１の弁座と第２の弁座とは直列に配置されており、弁閉塞部材により第１及び第２の弁開口断面とを互いに反比例して変化させることが可能である、特に調節可能な緩衝装置用の電気的に制御可能な弁において、
電気作動用駆動装置（１）の軸方向作動エアギャップ（ＸＡ）が、弁閉塞部材（２）と共同する磁石電機子（１３）の側方に配置されており、側方とは弁閉塞部材（２）とは別の側であり、作動用駆動装置（１）の電気作動において、弁閉塞部材（２）は作動用駆動装置（１）により第１の弁座面（３）へと移動可能である、ことを特徴とする弁。
【請求項２】
弁閉塞部材（２）は、液圧について圧力平衡状態にはなく、作動用駆動装置（１）が電気的に作動されていない状態で、弁閉塞部材（２）と作動用駆動装置（１）との間に配置されている圧縮ばね（９）と相互作用され、液圧を規定するために、第２の弁座面（３’）に当接された状態に保持される、
ことを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項３】
弁副組体の液圧作用可能な複数の端面が互いに異なる大きさを有するために、弁閉塞部材（２）は液圧について圧力平衡状態にはなく、弁副組体は、弁閉塞部材（２）と、弁閉塞部材（２）に接続されている段差付ピストン（１２）と、延長部（７）により弁閉塞部材（２）に嵌合されている磁石電機子（１３）と、により形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の弁。
【請求項４】
弁閉塞部材（２）は、液圧について圧力平衡状態にはなく、作動用駆動装置（１）が電気的に作動されている状態で、液圧を規定するために、弁閉塞部材（２）と作動用駆動装置（１）との間に介設されている圧縮ばね（９）の作用に抗して、第１の弁座面（３）に当接された状態に保持される、
ことを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項５】
第１の制限オリフィス（Ｓ１）は、第１の弁座面（３）と弁閉塞部材（２）との間に配置されており、第１の制限オリフィス（Ｓ１）の制限断面は、第２の弁座面（３’）と弁閉塞部材（２）との間に配置されている第２の制限オリフィス（Ｓ２）よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弁。
【請求項６】
液体が弁を介して流れる際に生成される液圧の流れの力が、弁閉塞部材（２）の幾何学的形態、第２の弁座面（３’）の幾何学的形態、及び、磁石電機子（１３）の幾何学的形態によって、少なくとも部分的に補償される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弁。
【請求項７】
弁閉塞部材（２）は、第１の弁座面（３）へと傾斜する肩部のように形成されている幾何学的形態を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の弁。
【請求項８】
第２の弁座面（３’）は、円錐状弁座面として形成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の弁。
【請求項９】
磁石電機子（１３）は、弁閉塞部材（２）へと向かう円錐状端面を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に対応する、特に調節可能な緩衝装置用の電気的に制御可能な弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１９６２４８９８Ｃ２号明細書は、緩衝装置において用いられる電気的に制御可能な複数の弁を開示している。これら複数の弁は、１つの初段階弁と１つの主段階弁とからなる弁副組体を形成する。初段階弁を電気的に作動させるために作動磁石が設けられており、作動磁石は弁ハウジング内で弁開口断面を可変に調節するための弁ピストンに接続されており、弁ピストンの弁シール面は弁ハウジング内で弁座と共同する。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９６２４８９８Ｃ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、圧力制御及び圧力規定機能が可能な限り簡単で機能的に信頼できる手段により確保されるような、特に緩衝装置用の弁を可能な限り少ない労力により形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に従い、この目的は、請求項１の特徴部により、上述したタイプの電磁弁について達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明のさらなる特徴及び効果を様々な作動位置にある弁についての以下の一実施形態の説明から理解することが可能である。
【０００６】
最初に、全ての図に関連する本発明の弁の主要な形態を図１を例として説明する。
【０００７】
図１は、電気的に作動可能で、一方向に作動される弁の縦断面図であり、この弁は好ましくは車両の緩衝装置の調整のために用いられる。弁は、プランジャータイプの形態の磁石電機子１３と弁コイル５とから形成されている電気作動用駆動装置１を有する。磁石電機子１３は、テーパ状延長部７により弁閉塞部材２に連結されている。弁閉塞部材２は、基本的に段差付ピストンの外形を有し、２つの端面により、弁ハウジング４内で径方向に対して互いに整列されている２つの弁座面３，３’に選択的に当接されるように、移動可能である。２つの弁座面３，３’は、弁ハウジング４に形成されている環状溝６の側面により形成され、環状溝の幅ｂ、環状溝の直径ｄ４は、弁閉塞部材２を収容するために、また、入口チャンネル１１からの液体の通過のために、弁閉塞部材２の幅ａ、外径ｄ２よりも大きくなるように選択されている。第１の制御エッジ３を形成するための環状溝６の右側面に孔部８が隣接しており、孔部８の直径ｄ１は弁閉塞部材２の直径ｄ２よりも小さく、孔部８は磁石電機子１３をガイドする。孔部８とテーパ状延長部７との間に設けられている環状チャンバにより、第１の孔部８へと径方向に開口している出口チャンネル１０への液体の通過が確保されている。
【０００８】
入口チャンネル１１は、第２の弁座面３’の上流で、弁閉塞部材２と弁閉塞部材２に連結されている段差付ピストン１２との間で、弁ハウジング４内へと開口している。磁石電機子１３と同様に、段差付ピストン１２は、弁ハウジング４内で精密にガイドされるプランジャーピストンとして形成されており、段差付ピストン１２と磁石電機子１３との間に配置されている弁閉塞部材２は、２つの弁座面３，３’間で精密に移動可能である。弁ハウジング４内で金属シールされている（ｓｅａｌｉｎｇ  ｍｅｔａｌｌｉｃａｌｌｙ）段差付ピストン１２及び磁石電機子１３の外周面に沿う漏れ流について圧力補償を可能とするために、段差付ピストン１２、弁閉塞部材２、延長部７、磁石電機子１３から形成されている一体型弁副組体は、弁副組体において長手方向に延びている貫通孔１４を有する。
【０００９】
加えて、電気的に作動されていない状態で弁閉塞部材２を第２の弁座面３’に位置決め可能とするために、磁石電機子１３と弁ハウジング４との間に圧縮ばね９が介設されている。通常、複数のエッジの接触によってのみ、弁座面３，３’と弁座部材２との間のシール作用が達成される。
【００１０】
作動用駆動装置１が電磁的に作動された場合に、弁閉塞部材２と弁座面３，３’との共同により、環状溝６の領域で、２つの可変調節可能な弁開口断面Ａ１，Ａ２が得られ、これら弁開口断面Ａ１，Ａ２を介して制御された液体流が流れる。
【００１１】
可変な第２の弁開口断面Ａ２は、第１の弁開口断面Ａ１の上流に、第１の弁開口断面Ａ１に直列に配置されており、両弁開口断面Ａ１，Ａ２は、夫々、第１の弁閉塞部材２により、互いに反比例して開閉される。
【００１２】
第１の弁開口断面Ａ１の領域には制限オリフィスＳ１が設けられており、制限オリフィスＳ１の制限断面は第２の弁開口断面Ａ２の領域に設けられている制限オリフィスＳ２よりも小さい。制限オリフィスＳ１，Ｓ２は、２つの弁座面３，３’あるいは弁閉塞部材２の２つの端面に切欠として刻まれている。弁閉塞部材２が移動されて第１あるいは第２の弁座面３’に当接されている場合に、体積流Ｑに応じて（図４に示される特性群（ｆａｍｉｌｙ  ｏｆ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）の領域Ｉ）、制限オリフィスＳ１，Ｓ２により、所望の方式で圧力ｐの増大を規定することが可能である。
【００１３】
図４に示される特性群、即ち、弁の所望の機能を実現するために、弁副組体の液圧作用面はばね及び磁石の力を考慮して異なる寸法に設定されなければならず、このために、寸法について、段差付ピストン１２の外径ｄ３は、弁閉塞部材２の外径ｄ２よりも小さいが、孔部の直径ｄ１よりも大きい。
【００１４】
本発明の主要事項は、電気作動用駆動装置１の軸方向作業ギャップＸＡが弁閉塞部材２と共同する磁石電機子１３の側方に配置されており、この側方は弁閉塞部材２とは別の側であり、弁閉塞部材２は、作動用駆動装置１が電気的に作動されている場合に、第２の弁座面３’での停止位置から第１の弁座面３へと移動可能である、ことにある。
【００１５】
弁副組体の互いに異なる複数の実効直径のために、弁閉塞部材２は、液圧について圧力平衡状態になく、図４に示される特性群は、弁閉塞部材２と作動用駆動部材２との間に介設されている圧縮ばね９を考慮することで達成される。
【００１６】
流れの観点から好ましい磁石電機子１３の形態を考慮して、液体が弁を介して流れる際に発生する液圧の流れ力が、弁座面３，３’と相互作用する弁閉塞部材２の図示されている幾何学的形態により、少なくとも部分的に補償される。
【００１７】
互いに異なる複数の弁位置と対応する特性曲線とが以下で図１乃至図４を参照して例として説明される。
【００１８】
図１は、本発明の特徴を有する弁を第１の圧力制御位置で示し、ここで、励磁電流は、弁ハウジング４に嵌合されている弁コイル５の最大作動用電流に対応する。最大励磁電流ｉｍａｘにより、磁石電機子１３は、弁閉塞部材２を復帰ばねの作用に抗して第１の弁座面３に保持し、最初、液体流は、高圧ｐ下、制限オリフィスＳ１のみを介して入口チャンネル１１から出口チャンネル１０へと流れる。特性群の領域Ｉにおける特性曲線の曲線形状（ｃｏｕｒｓｅ）は制限オリフィスＳ１の作用によって達成される。弁を介する規定の液体流Ｑから始まり、圧力ｐは、弁副組体の端面への液圧の作用により、磁石の力の作用に抗して弁閉塞部材２が第１の弁座面３から引き離されるまで高くなり、そして、図４において、続く特性曲線の曲線形状は単調になっている（特性群の領域ＩＩ、特性曲線ｉｍａｘ）。
【００１９】
図１と異なり、図２は制御位置にある弁を示しており、ここで、励磁電流は、弁コイル５の最小作動用電流に対応している。最小作動用電流ｉｍｉｎにより、磁石電機子１３は弁閉塞部材２を圧縮ばね９の作用に抗して適切な中間位置まで移動させ、この中間位置では、部材２が両弁座面３，３’から引き離されており、両流れ断面Ａ１，Ａ２が開かれ最大の液体の通過を可能とする。この圧力制御位置では、圧力制御特性曲線ｉｍｉｎは図４のグラフにより示されるように生成され、図４のグラフから体積流Ｑの増大に伴う圧力の単調な増大が理解される。
【００２０】
図３は、弁を弁が電気的に作動されていない位置（励磁電流ｉ＝０）、あるいは、作動可能でない位置（フェイルセーフ位置）で示す。この状態で、弁閉塞部材２は、圧縮ばね９の作用下、最初、第２の弁座面３’に当接されており、この結果、第２の弁開口面積Ａ２は、制限オリフィスＳ２を介する液体流を除いて、ほぼ閉塞されている。制限効果により、図４に示されるように、最初に、領域Ｉにおいて、急激に増大する特性曲線の曲線形状が生成される。液体流の増大に伴い、弁副組体の端面に作用する液圧が、弁閉塞部材２が圧縮ばね９の作用に抗して液圧の作用後に弁座面３，３’から引き離されるまで増大し、この結果、圧力／体積流特性曲線は、図４において、領域ＩＩにおける励磁電流ｉ＝０のように、加圧された複数の弁座面の形態を特徴付ける曲線形状を示す。
【００２１】
図４のグラフについて、所望の曲線群が励磁電流Ｉの大きさに対応する弁閉塞部材２の複数の位置によって示され、３つの特性曲線の曲線形状が図１乃至図３を例として例示的に図示されている。各場合について、圧力ｐの増大はグラフの縦軸にプロットされており、体積流Ｑは横軸に沿ってプロットされている。制限オリフィスＳ１が制限オリフィスＳ２よりも小さいため、ｉ＝０の状態についての特性曲線に対するｉ＝ｉｍａｘについての特性曲線の急激な上昇が達成される。最大の流れ断面Ａ１，Ａ２がｉ＝ｉｍｉｎの状態で２つの制限オリフィスＳ１，Ｓ２の領域で得られ、これにより、特に調整されていない、従って、特性曲線の単調な曲線形状が、弁を介する最大の液体の通過を示していることになる。これは、ここで述べられているように特に緩衝装置に弁を用いる場合には、急激に増大する特性曲線の曲線形状により緩衝装置の効果が増大されることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の基礎となる特徴を有する弁を第１の圧力制御位置で示す縦断面図であり、ここで、励磁電流は弁閉塞部材を作動させるための弁コイルの最大作動用電流ｉｍａｘに対応し、従って、所望の液体流が高液圧下で弁を通過し、このために、第１の弁開口断面Ａ１を制限オリフィスＳ１を除いて閉塞し、第１の弁開口断面Ｓ１の上流に配置されている第２の弁開口断面Ａ２を完全に開放する。
【図２】図１の弁を別の圧力制御位置で示し、ここで、励磁電流は最小作動用電流ｉｍｉｎに対応し、従って、所望の液体流が低液圧下で弁を流れ、このために、弁閉塞部材を中間位置にすることで、両弁開口断面Ａ１，Ａ２の大きな面を開放する。
【図３】図１の弁を弁が電気的に駆動されていない位置（励磁電流ｉ＝０）、あるいは、作動可能でない位置（フォールセーフ位置）で示し、所望の不変に調節された弁により圧力及び流れを規定するように、第１の弁開口断面Ａ１は完全に開放され、第２の弁開口断面Ａ２は制限オリフィスＳ１を除いて閉塞される。
【図４】図１乃至図３に対応する弁切替位置に基づく液体流を表現する特性群を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１…作動用駆動装置、２…弁閉塞部材、３…弁座面、３’…弁座面、４…弁ハウジング、５…弁コイル、６…環状溝、７…延長部、８…孔部、９…圧縮ばね、１０…出口チャンネル、１１…入口チャンネル、１２…段差付ピストン、１３…磁石電機子、１４…貫通孔、Ａ１…第１の弁開口断面、Ａ２…第２の弁開口断面、Ｓ１…第１の制限オリフィス、Ｓ２…第２の制限オリフィス、ＸＡ…軸方向エアギャップ。
【図１】
2008506910.tif 000003
【図２】
2008506910.tif 000004
【図３】
2008506910.tif 000005
【図４】
2008506910.tif 000006
【国際調査報告】
2008506910.tif 000007
2008506910.tif 000008
2008506910.tif 000009
2008506910.tif 000010