CN101103180A - 电磁驱动阀 - Google Patents

Abstract

一种电磁驱动阀(10)包括：阀打开侧移动元件(21)和阀关闭侧移动元件(31)，它们分别具有以可旋转的方式被支撑的支撑部(23，33)并绕支撑部(23，33)在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和具有线圈(42)的电磁体(40)，线圈(42)由单线圈实现，电磁体(40)布置在阀打开侧移动元件(21)和阀关闭侧移动元件(31)之间。在没有施加电磁力时，阀打开侧移动元件(21)和阀关闭侧移动元件(31)被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。形成阀打开侧移动元件(21)的材料的磁导率不同于形成阀关闭侧移动元件(31)的材料的磁导率。根据这种结构，提供了便于初始驱动的具有简化结构的电磁驱动阀。

Description

电磁驱动阀

技术领域

本发明一般涉及一种电磁驱动阀，更特别地涉及一种包括由单线圈实现的电磁体的电磁驱动阀。

背景技术

关于传统的电磁驱动阀，例如日本专利特开No.5-106414公开了一种旨在增加阀的初始驱动力的电磁驱动阀(专利文献1)。在专利文献1中公开的电磁驱动阀包括设在移动部中的移动线圈和卷绕在电磁铁芯周围的电磁感应圈。在初始驱动时，通过向移动线圈供电来产生阀的推力，并通过向电磁感应圈供电来将增强推力的磁力线施加到电磁线圈。

称为旋转驱动类型的电磁驱动阀包括：第一和第二移动元件，它们分别绕着以可旋转的方式被支撑的支撑部在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和电磁体，该电磁体布置在第一移动元件和第二移动元件之间。在电磁驱动阀开始移动之前，第一和第二移动元件位于阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置，并通过向第一和第二移动元件施加由电磁体产生的电磁力来引发电磁驱动阀的初始驱动。

如果电磁体由单线圈(连续式线圈)实现且如果向单线圈供电，则会将相同大小的电磁力施加到第一移动元件和第二移动元件。在这种情况下，第一和第二移动元件停在中间位置，没有成功执行电磁驱动阀的初始驱动。同时，虽然根据上述专利文献1，在电磁驱动阀中设有电磁感应圈以便增大初始驱动力，但结构可能变复杂或尺寸可能很大。

发明内容

本发明用来解决上述问题，本发明的目标是提供一种便于初始驱动的具有简化结构的电磁驱动阀。

根据本发明一个方面的电磁驱动阀包括：第一和第二移动元件，其分别具有以可旋转的方式被支撑的支撑部并绕支撑部在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和具有单线圈的电磁体，其布置在第一移动元件和第二移动元件之间。在没有施加电磁力时，第一和第二移动元件被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。由于向单线圈供电，沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置的方向的电磁力作用在第一和第二移动元件上，形成第一移动元件的材料的磁导率不同于形成第二移动元件的材料的磁导率。

注意，单线圈是指连续式线圈(在下文中单线圈具有相似的意思)。当向单线圈供电时，沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置的方向的电磁力同时作用在第一和第二移动元件上。阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置是指在阀打开位置和阀关闭位置之间当中的位置，那里离阀打开位置的距离等于离阀关闭位置的距离(在下文中中间位置具有相似的意思)。在中间位置，第一移动元件和电磁体之间的间隙在宽度上等于第二移动元件和电磁体之间的间隙。

根据如上构造的电磁驱动阀，在第一和第二移动元件的一个中磁通的流动较容易，而在第一和第二移动元件的另一个中磁通的流动较困难。因而，由于向单线圈供电，较大的电磁力被施加到磁通的流过较容易的移动元件，而较小的电磁力被施加到磁通的流过较困难的移动元件。因此，第一和第二移动元件开始从中间位置摆动，在开始朝着阀打开位置侧和阀关闭位置侧中的任一侧移动之前，它们已经被保持在该中间位置上。因而，根据本发明，能在结构简化的情况下方便电磁驱动阀的初始驱动。

电磁体还具有第一和第二芯部，单线圈卷绕在芯部周围，以使得磁通分别在第一和第二芯部与第一和第二移动元件之间穿过。优选地，如果形成第一移动元件的材料的磁导率大于形成第二移动元件的材料的磁导率，则形成第一芯部的材料的磁导率大于形成第二芯部的材料的磁导率。另一方面，如果形成第一移动元件的材料的磁导率小于形成第二移动元件的材料的磁导率，则形成第一芯部的材料的磁导率小于形成第二芯部的材料的磁导率。

根据如上构造的电磁驱动阀，由于形成于第一移动元件和第一芯部之间的磁路上的磁通流而产生施加到第一移动元件的电磁力，并且由于形成于第二移动元件和第二芯部之间的磁路上的磁通流而产生施加到第二移动元件的电磁力。因而，与形成第一和第二移动元件的材料的磁导率的大小一致，形成第一芯部的材料的磁导率不同于形成第二芯部的材料的磁导率，以便能进一步确保施加到第一移动元件的电磁力和施加到第二移动元件的电磁力之间的不同。

电磁驱动阀安装在内燃机上并用来控制燃烧室和排气口之间的连通。该电磁驱动阀还包括与第一和第二移动元件相连的从动阀，随着第一和第二移动元件从阀关闭位置移动到阀打开位置，从动阀从切断燃烧室和排气口之间的连通的位置移动到燃烧室中。优选地，形成第一移动元件的材料的磁导率大于形成第二移动元件的材料的磁导率。

根据如上构造的电磁驱动阀，当从动阀从阀关闭位置移动到阀打开位置时(在下文中，也简称为“当阀打开时”)，由内燃机膨胀冲程引起的燃烧室内的缸内压力施加到从动阀。这里，根据本发明，即使在电磁驱动阀开始移动之后，沿着朝向阀打开位置的方向施加到第一移动元件的电磁力也大于沿着朝向阀关闭位置的方向施加到第二移动元件的电磁力。因而，当阀打开时能获得足够大的电磁力，并且从动阀能更平稳地移动。

根据本发明另一个方面的电磁驱动阀包括：第一和第二移动元件，其分别具有以可旋转的方式被支撑的支撑部并绕支撑部在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和具有单线圈的电磁体，其布置在第一移动元件和第二移动元件之间。在没有施加电磁力时，第一和第二移动元件被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。由于向单线圈供电，磁通流过第一和第二移动元件，并且沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置的方向的电磁力作用在第一和第二移动元件上。在磁通通过的磁路上，第一移动元件的形状与第二移动元件不同。

根据如上构造的电磁驱动阀，第一和第二移动元件的形状在充当磁通通道的磁路上不同，以使得流过移动元件的磁通量可以不同。这里，由于向单线圈供电，较大的电磁力被施加到大磁通流过的移动元件，而较小的电磁力被施加到小磁通流过的移动元件。因此，第一和第二移动元件开始从中间位置摆动，在开始朝着阀打开位置侧和阀关闭位置侧中的任一侧移动之前，它们已经被保持在该中间位置。因而，根据本发明，能在结构简化的情况下方便电磁驱动阀的初始驱动。

优选地，当在与磁通流动的方向垂直的平面上切割第一和第二移动元件时，第一移动元件在磁通流过的磁路上的最小横截面积不同于第二移动元件在磁通流过的磁路上的最小横截面积。根据如上构造的电磁驱动阀，较大的磁通流过最小横截面积较大的移动元件，而较小的磁通流过最小横截面积较小的移动元件。

第一和第二移动元件还具有第一和第二表面，第一和第二表面各在单个表面上延伸，分别面对电磁体相应的相对表面并受到电磁力。优选地，第一表面的面积不同于第二表面的面积。根据如上构造的电磁驱动阀，不仅流动的磁通的量的不同而且被施加电磁力的移动元件表面的面积的不同有助于施加到第一移动元件的电磁力和施加到第二移动元件的电磁力之间的不同。

优选地，电磁体还具有第一和第二吸引与接触表面，第一和第二吸引与接触表面各在单个表面上延伸，分别面对第一和第二表面并吸引第一和第二移动元件。当第一表面的面积大于第二表面的面积时，第一吸引与接触表面的面积大于第二吸引与接触表面的面积。当第一表面的面积小于第二表面的面积时，第一吸引与接触表面的面积小于第二吸引与接触表面的面积。根据如上构造的电磁驱动阀，向移动元件施加电磁力的电磁体的吸引与接触表面面积的不同有助于施加到第一移动元件的电磁力和施加到第二移动元件的电磁力之间的不同。

电磁驱动阀安装在内燃机上并用来控制燃烧室和排气口之间的连通。该电磁驱动阀还包括与第一和第二移动元件相连的从动阀，随着第一和第二移动元件从阀关闭位置移动到阀打开位置，从动阀从切断燃烧室和排气口之间的连通的位置移动到燃烧室中。优选地，当在与磁通流动的方向垂直的平面上切割第一和第二移动元件时，第一移动元件在磁通流过的磁路上的最小横截面积大于第二移动元件在磁通流过的磁路上的最小横截面积。根据如上构造的电磁驱动阀，当阀打开时能获得足够大的电磁力，并且从动阀能更平稳地移动。

根据本发明又一个方面的电磁驱动阀包括：移动元件，其具有以可旋转的方式被支撑的支撑部并绕支撑部在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和具有单线圈的电磁体，其向移动元件施加电磁力。在没有施加电磁力时，移动元件被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。由于向单线圈供电，沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置的方向的电磁力作用在移动元件上。电磁驱动阀还包括致动器，其沿着使移动元件向阀打开位置和阀关闭位置中任一个移动的方向对保持在中间位置的移动元件施加力。

根据如上构造的电磁驱动阀，基于从致动器施加到移动元件的力，由致动器施加到移动元件的力能有助于沿着朝向阀打开位置的方向施加到移动元件的电磁力和沿着朝向阀关闭位置的方向的电磁力之间的不同。因此，移动元件开始从中间位置摆动，在开始朝着阀打开位置侧和阀关闭位置侧中的任一侧移动之前，其已经被保持在该中间位置。因而，根据本发明，能在结构简化的情况下方便电磁驱动阀的初始驱动。

电磁驱动阀安装在内燃机上。优选地，通过在驱动内燃机时产生的能量来驱动致动器。根据如上构造的电磁驱动阀，用内燃机驱动致动器，以便电磁驱动阀可以具有简化的结构。

如上所述，根据本发明，能提供便于初始驱动的具有简化结构的电磁驱动阀。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的电磁驱动阀的横截面图；

图2是构成图1中的电磁体的阀打开侧芯部的透视图；

图3是图1中的电磁驱动阀的横截面图，其被从阀关闭位置驱动到阀打开位置；

图4是根据本发明第二实施例的电磁驱动阀的横截面图；

图5是在图4的电磁驱动阀的变型中采用的电磁体芯部的透视图；

图6是根据本发明第三实施例的电磁驱动阀的阀关闭侧移动元件的透视图；

图7是图6中的阀关闭侧移动元件的第一变型的透视图；

图8是图6中的阀关闭侧移动元件的第二变型的透视图；

图9是根据本发明第四实施例的电磁驱动阀的横截面图；

图10是根据本发明第五实施例的电磁驱动阀的横截面图；

图11是图10中的电磁驱动阀的变型的横截面图。

具体实施方式

将参考附图描述本发明的实施例。注意，相同或相应的元件在附图中具有相同的附图标记。

(第一实施例)

图1表示根据本发明第一实施例的电磁驱动阀。本实施例的电磁驱动阀用来实现如汽油机或柴油机的内燃机中的排气阀。注意，电磁驱动阀可以用来实现内燃机的进气阀，在这种情况下也如下文所述地构造电磁驱动阀。

参考图1，电磁驱动阀10是旋转驱动类型的电磁驱动阀，其由于电磁力和弹力的共同作用而被驱动。采用平行连杆机构作为电磁驱动阀的操作机构。

电磁驱动阀10包括从动阀14、阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31、电磁体40和扭力杆26与36，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31由于受到施加于其上的电磁力和弹力而摆动且设置成彼此隔开一个距离，电磁体40布置在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31之间并产生施加到这些移动元件上的电磁力，扭力杆26和36分别设在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31中并向这些移动元件施加弹力。

从动阀14由沿一个方向延伸的杆11和形成在杆11末端的伞形部12构成，未示出的阀引导件设在杆11周围，阀引导件以杆11可滑动的方式沿杆11延伸的方向引导杆11。当接收阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31的摆动运动时，从动阀14沿箭头101所示的杆11延伸的方向执行往复运动。

从动阀14安装在气缸盖18上，排气口16形成在气缸盖18中，阀座19设在气缸盖18的排气口16与燃烧室17连通的位置上。从动阀14的往复运动使伞形部12与阀座19紧密接触或移动离开阀座19，以便打开或关闭排气口16。

阀打开侧移动元件21由磁性材料形成，阀打开侧移动元件21具有支撑部23和连结部22，并从支撑部23朝连结部22延伸。相对的表面21a和21b形成在支撑部23和连结部22之间，充当阀打开侧移动元件21的摆动中心的中心轴线25限定在支撑部23中。沿着中心轴线25延伸的扭力杆26与支撑部23相连，未示出的盘形支撑底座通过扭力杆26以可旋转的方式支撑支撑部23。在连结部22中，与形成伞形部12的端部相对的杆11的尖端紧靠表面21a。

阀关闭侧移动元件31由磁性材料形成，并具有支撑部33、连结部32和表面31a与31b，它们分别对应于阀打开侧移动元件21的支撑部23、连结部22和表面21a与21b。表面21a与表面31a相对，彼此隔开一个距离。连结部32通过凸轮随动件或类似装置以可旋转的方式联接到杆11的中点，充当阀关闭侧移动元件31的摆动中心的中心轴线35限定在支撑部33中。沿着中心轴线35延伸的扭力杆36与支撑部33相连。

形成阀打开侧移动元件21的磁性材料的磁导率大于形成阀关闭侧移动元件31的磁性材料的磁导率。通常对磁性材料进行热处理以便充分地形成金属纹理并改善磁特性(磁场退火)。在本实施例中，不执行阀关闭侧移动元件31的热处理，以便阀打开侧移动元件21的磁导率不同于阀关闭侧移动元件31的磁导率。这里，由于不执行阀关闭侧移动元件31的热处理，所以生产成本降低。为了设定不同的磁导率，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31可以由具有彼此不同的成分的磁性材料形成。

扭力杆26以使阀打开侧移动元件21绕着中心轴线25顺时针方向移动的方式向阀打开侧移动元件21施加弹力，扭力杆36以使阀关闭侧移动元件31绕着中心轴线35逆时针方向移动的方式向阀关闭侧移动元件31施加弹力。当未施加来自电磁体40的电磁力时，通过扭力杆26和36的弹力，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31被定位在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。

电磁体40以固定到未示出的盘形支撑底座的方式设在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31之间，电磁体40由线圈42和芯部41组成，该线圈42由单线圈形成，并且该线圈42卷绕在芯部41周围。芯部41由面对阀打开侧移动元件21的阀打开侧芯部41p和面对阀关闭侧移动元件31的阀关闭侧芯部41q组成。

阀打开侧芯部41p和阀关闭侧芯部41q分别具有与杆11平行地延伸的轴部41m和41n，线圈42首先卷绕在轴部41m周围和轴部41n周围。注意，卷绕线圈42的方法不局限于此。

阀打开侧芯部41p具有面对阀打开侧移动元件21的表面21a的吸引与接触表面41a，而阀关闭侧芯部41q具有面对阀关闭侧移动元件31的表面31a的吸引与接触表面41b。当阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31被扭力杆26和36的弹力保持在中间位置时，在表面21a和吸引与接触表面41a之间的间隙H1等于表面31a和吸引与接触表面41b之间的间隙H2。

图2表示构成图1中的电磁体的阀打开侧芯部。参考图2，阀打开侧芯部41p由磁性材料形成，在本实施例中，由多个电磁钢板44形成。沿与阀打开侧移动元件21从支撑部23朝连结部22延伸的方向垂直的方向(箭头102所示方向)堆叠多个电磁钢板44，多个堆叠的电磁钢板44通过焊接、铆接或类似方法彼此固定。电磁钢板44具有覆有树脂的表面，且电磁钢板44的厚度例如大约从0.2mm到0.5mm。

阀关闭侧芯部41q也由电磁钢板44形成，其数量与用于阀打开侧芯部41p的数量相同。阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31可以由除电磁钢板之外的磁性材料形成，例如磁粉的压块。

根据这种结构，电磁体40产生的电磁力和扭力杆26与36的弹力使阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31绕着中心轴线25和35摆动，这又导致从动阀14的往复运动。当阀打开侧移动元件21被吸引向电磁体40的吸引与接触表面41a时，杆11下降且从动阀14位于阀打开位置。另一方面，当阀关闭侧移动元件31被吸引向电磁体40的吸引与接触表面41b时，杆11升高且从动阀14位于阀关闭位置。

现在将描述在电磁驱动阀10的初始驱动时的操作。在电磁驱动阀10开始移动之前，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31保持在中间位置。这时，将沿图1中所示方向流动的电流供应到线圈42，然后，分别在阀打开侧芯部41p与阀打开侧移动元件21之间和在阀关闭侧芯部41q与阀关闭侧移动元件31之间形成磁路，并且磁通分别沿箭头201和202所示方向流过阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31，因而，同时产生将阀打开侧移动元件21吸引向吸引与接触表面41a的电磁力和将阀关闭侧移动元件31吸引向吸引与接触表面41b的电磁力。

这里，由于磁通在磁导率较大的阀打开侧移动元件21中比在磁导率较小的阀关闭侧移动元件31中更容易流动，所以流过阀打开侧移动元件21的磁通量大于流过阀关闭侧移动元件31的磁通量，因而，施加到阀打开侧移动元件21的电磁力大于施加到阀关闭侧移动元件31的电磁力。因此，由于向线圈42供电，所以阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31开始克服扭力杆36的弹力从中间位置朝阀打开位置摆动。之后，当励磁重复时，由于扭力杆26和36的自由摆动，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31的振幅逐渐变大，并且阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31不久就开始在阀打开位置和阀关闭位置之间的摆动运动。

图3表示图1中的电磁驱动阀，其被从阀关闭位置驱动到阀打开位置。参考图3，在电磁驱动阀10开始移动后，当从动阀14从阀关闭位置移向阀打开位置时，由于排气冲程而在燃烧室17内产生缸内压力，缸内压力以将伞形部12压在阀座19上的方式施加到从动阀14，如箭头111所示。因而，当阀打开时，大得足以克服缸内压力的吸引力将会施加到阀打开侧移动元件21。

相比之下，在本实施例中，当从动阀14从阀关闭位置移向阀打开位置时，能用较大的电磁力将阀打开侧移动元件21吸引向电磁体40，因而，当供应到线圈42的电流值被抑制时，从动阀14的运动可以是稳定的，因而可以减少能量消耗。在从动阀14实现排气阀的例子中，如果初始驱动时的摆动方向与从阀关闭位置到阀打开位置的方向相同，则能获得这种效果。

根据本发明第一实施例的电磁驱动阀10包括：充当第一和第二移动元件的阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31，其分别具有以可旋转的方式被支撑的支撑部23和33并绕支撑部23和33在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和具有由单线圈实现的线圈42的电磁体40，其布置在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31之间。在没有施加电磁力时，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置。由于向线圈42供电，沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置的方向的电磁力作用在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31上，形成阀打开侧移动元件21的材料的磁导率不同于形成阀关闭侧移动元件31的材料的磁导率。

根据如上构造的电磁驱动阀10，尽管线圈42由单线圈实现，也能简单地通过向线圈42供电来开始阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31的摆动运动，因而，能实现在控制不复杂的情况下方便初始驱动。另外，采用由单线圈实现的线圈42，所以与为阀打开和阀关闭提供两个电磁体的例子相比，能将用于电磁体的昂贵部件的数量减到一半。此外，由于只需要向线圈42供电，所以如同电磁体的情况那样，也能将设在EDU(电子驱动器单元)中的电路元件的数量减到一半，其中每个线圈需要一个电路元件。因而，能实现在生产电磁驱动阀10中相当大地减少成本。

除了阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31之外，阀打开侧芯部41p可以由磁导率较大的磁性材料形成，而阀关闭侧芯部41q可以由磁导率较小的磁性材料形成。这里，例如，可以不在阀关闭侧芯部41q中执行用于消除变形的热处理(矫正退火)，该变形是在通过焊接或铆接固定芯部41时在芯部41中引起的。

根据这种结构，能在流过阀打开侧移动元件21的磁通量和流过阀关闭侧移动元件31的磁通量之间设定较大的差值，因而，在初始驱动时，能迅速并可靠地使阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31开始在阀打开位置和阀关闭位置之间摆动。

(第二实施例)

图4表示根据本发明第二实施例的电磁驱动阀。根据本实施例的电磁驱动阀基本上以与第一实施例中的电磁驱动阀10相似的方式构造，因而，将不对重复结构进行重复说明。

参考图4，在本实施例中，提供了阀关闭侧移动元件51代替图1中的阀关闭侧移动元件31，阀关闭侧移动元件51的磁导率等于阀打开侧移动元件21的磁导率。阀关闭侧移动元件51形成为使得阀关闭侧移动元件51沿与表面31a垂直的方向的长度，即阀关闭侧移动元件51的厚度B2，小于阀打开侧移动元件21沿与表面21a垂直的方向的长度，即阀打开侧移动元件21的厚度B1。这里，在向线圈42供电时形成的磁路上，当阀打开侧移动元件21在与箭头201所示方向垂直的平面上被切割时阀打开侧移动元件21的最小横截面积A1大于当阀关闭侧移动元件51在与箭头202所示方向垂直的平面上被切割时阀关闭侧移动元件51的最小横截面积A2。

磁通(Ф)被表示为Ф＝B×A，其中B代表磁通密度，A代表移动元件的横截面积。这里，磁通饱和更可能发生在横截面积较小的阀关闭侧移动元件51中，因而，流过阀打开侧移动元件21的磁通大于流过阀关闭侧移动元件51的磁通，并且施加到阀打开侧移动元件21的电磁力大于施加到阀关闭侧移动元件51的电磁力。因此，由于向线圈42供电，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件31开始克服扭力杆36的弹力从中间位置朝阀打开位置摆动。

根据如上构造的本发明第二实施例的电磁驱动阀，能获得与第一实施例中相似的效果。另外，阀关闭侧移动元件51的重量较轻，所以能扩大电磁驱动阀能够工作的频率范围。因而，电磁驱动阀能适应的发动机速度得到改善，并且可以改善如输出或燃料效率的发动机性能。

图5表示在图4中的电磁驱动阀的变型中采用的电磁体的芯部。参考图5，在本变型中，除了图4中所示的电磁驱动阀的结构之外，芯部41形成为使得形成阀打开侧芯部41p的堆叠的电磁钢板44的数量大于形成阀关闭侧芯部41q的堆叠的电磁钢板44的数量。这里，在向线圈42供电时形成的磁路上，当阀打开侧芯部41p在与箭头201所示方向垂直的平面上被切割时阀打开侧芯部41p的最小横截面积A3大于当阀关闭侧芯部41q在与箭头202所示方向垂直的平面上被切割时阀关闭侧芯部41q的最小横截面积A4。注意，随着阀关闭侧芯部41q的吸引与接触表面41b的面积的减小，可以使阀关闭侧移动元件51沿中心轴线35延伸方向的长度，即阀关闭侧移动元件51的宽度较小。

根据这种结构，能在流过阀打开侧移动元件21的磁通量和流过阀关闭侧移动元件51的磁通量之间设定较大的差值，因而，在初始驱动时，能迅速并可靠地使阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件51开始在阀打开位置和阀关闭位置之间摆动。另外，由于能通过调节堆叠的电磁钢板44的数量可以合适地单独控制芯部的最小横截面积，所以能以低成本容易地获得如上效果。

(第三实施例)

图6表示根据本发明第三实施例的电磁驱动阀的阀关闭侧移动元件。根据本实施例的电磁驱动阀基本上以与第一实施例中的电磁驱动阀10相似的方式构造，因而，将不对重复结构进行重复说明。

参考图6，在本实施例中，提供了阀关闭侧移动元件61代替图1中的阀关闭侧移动元件31，阀关闭侧移动元件61的磁导率等于阀打开侧移动元件21的磁导率。多个凹槽62形成在阀关闭侧移动元件61的表面31a中，多个凹槽62沿中心轴线35延伸的方向延伸，并且它们从支撑部33朝结合部32以规定间隔形成。

根据这种结构，在向线圈42供电时形成的磁路上，当阀打开侧移动元件21在与箭头201所示方向垂直的平面上被切割时阀打开侧移动元件21的最小横截面积A1大于当阀关闭侧移动元件61在与箭头202所示方向垂直的平面上被切割时阀关闭侧移动元件61的最小横截面积A5。另外，因为面对电磁体40的吸引与接触表面41b并受到很大电磁力的表面31a的面积由于凹槽62的存在而减小，所以电磁体40吸引阀关闭侧移动元件61的力能变得更小，因此，由于向线圈42供电，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件61开始克服扭力杆36的弹力从中间位置朝阀打开位置摆动。

图7表示图6中的阀关闭侧移动元件的第一变型。参考图7，在本变型中，凹槽62不仅形成在阀关闭侧移动元件61的表面31a上而且也形成在阀关闭侧移动元件61的表面31b上。根据这种结构，在向线圈42供电时形成的磁路上，当阀关闭侧移动元件61在与箭头202所示方向垂直的平面上被切割时阀关闭侧移动元件61的最小横截面积A6进一步地小于上述最小横截面积A5。可以仅在阀关闭侧移动元件61的表面31b中形成凹槽62。

图8表示图6中的阀关闭侧移动元件的第二变型。参考图8，在本变型中，多个环形孔64形成为进入阀关闭侧移动元件61的表面31a指定深度。多个孔64沿中心轴线35延伸的方向和沿从支撑部33朝连结部32的方向形成并对齐，孔64也可以形成在表面31b中，或可以仅形成在表面31b中。可选地，孔64能以穿透阀关闭侧移动元件61的方式形成。

根据如上构造的本发明第三实施例的电磁驱动阀，能获得与第一实施例中相似的效果。另外，在本实施例中，与使阀关闭侧移动元件51的厚度较小的第二实施例相比，设置凹槽62或孔64的位置的自由度更高，因而，将凹槽62或孔64设在对刚性的影响较小的位置，使得阀关闭侧移动元件61的耐用性或可靠性能得到改善。

(第四实施例)

图9表示根据本发明第四实施例的电磁驱动阀。根据本实施例的电磁驱动阀基本上以与第一实施例中的电磁驱动阀10相似的方式构造，因而，将不对重复结构进行重复说明。

参考图9，在本实施例中，提供了阀关闭侧移动元件66代替图1中的阀关闭侧移动元件31，阀关闭侧移动元件66的磁导率等于阀打开侧移动元件21的磁导率。当不施加电磁体40的电磁力时，由于扭力杆26和36的弹力，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66位于图9中的中性位置，中性位置是指相对于阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置，沿从动阀14的往复运动方向以规定距离更靠近阀打开位置的位置。

这里，在初始驱动时，阀打开侧移动元件21的表面21a和电磁体40的吸引与接触表面41a之间的间隙H3小于阀关闭侧移动元件66的表面31a和电磁体40的吸引与接触表面41b之间的间隙H4。一般而言，电磁力趋向于与空气间隙的平方成反比，因而，当向线圈42供电时，施加到阀打开侧移动元件21的电磁力大于施加到阀关闭侧移动元件31的电磁力。因此，由于向线圈42供电，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66开始克服扭力杆36的弹力从中性位置朝阀打开位置摆动。

在根据本发明第四实施例的电磁驱动阀中，在没有施加电磁力时，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66被保持在阀打开位置和阀关闭位置之间的中性位置。由于向线圈42供电，沿着朝向阀打开位置和阀关闭位置移动阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66的方向的电磁力作用在阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66上。中性位置是指从阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置偏向阀打开位置和阀关闭位置中的任一个的位置。

根据如上构造的本发明第四实施例的电磁驱动阀，能获得与第一实施例中相似的效果。另外，由于阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件66可以具有相同的形状，所以部件类型的数量能减少，并且能以低成本构造电磁驱动阀。

在本实施例中，虽然从动阀14的初始位置没有位于阀打开位置和阀关闭位置之间的中间位置，但该事实本身不影响发动机性能。然而，在某些情况下，应该适当地考虑设在发动机活塞顶面上的凹入部的形状。

(第五实施例)

图10表示根据本发明第五实施例的电磁驱动阀。根据本实施例的电磁驱动阀基本上以与第一实施例中的电磁驱动阀10相似的方式构造，因而，将不对重复结构进行重复说明。

参考图10，在本实施例中，提供了阀关闭侧移动元件70代替图1中的阀关闭侧移动元件31，阀关闭侧移动元件70的磁导率等于阀打开侧移动元件21的磁导率。液压缸71与阀打开侧移动元件21相连，液压缸71通过供油管77与油盘75相连。在供油管77的路线上，从液压缸71开始顺序地布置着单向阀72、蓄压器73和液压泵74。液压泵74是伴随发动机的泵，并且例如由油泵或动力转向泵实现。当发动机正在运行时，蓄压器73将液压泵74中产生的液压积聚起来。

在初始驱动时，液压缸71由积聚在蓄压器73中的液压驱动，并且它使阀打开侧移动元件21朝着电磁体40移动，这样，沿着朝向阀打开位置的方向施加到阀打开侧移动元件21的电磁力得到辅助。因此，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件70开始克服扭力杆36的弹力从中间位置朝阀打开位置摆动。

图11表示图10中的电磁驱动阀的变型。参考图11，在本变型中，气缸81与阀关闭侧移动元件70相连，气缸81通过供气管86与发动机的进气口84相连。在供气管86的路线上，从气缸81开始顺序地布置着单向阀82和稳压箱83。当发动机正在运行时，稳压箱83将进气口84中产生的负压积聚起来。

在初始驱动时，积聚在稳压箱83中的负压驱动气缸81，并且它使阀关闭侧移动元件70朝着电磁体40移动，方向与朝着阀关闭位置的电磁力的方向相反的力被施加到阀关闭侧移动元件70。因此，阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件70开始克服扭力杆36的弹力从中间位置朝阀打开位置摆动。

根据如上构造的本发明第五实施例的电磁驱动阀，能获得与第一实施例中相似的效果。另外，通过利用液压或发动机中产生的负压，不必提供新的动力源，并且电磁驱动阀能具有简化的结构。此外，由于电磁体40中的能量消耗能减小并且产生的热也小，所以可以不必进行电磁体40的冷却。

为了电磁驱动阀的初始驱动，可以与伴随发动机的泵分开地提供图10中的液压泵74。图11中的供气管86可以与用于电磁驱动阀初始驱动的负压泵而不是进气口84相连。液压缸71或气缸81使移动元件移动的方向最终可以是使阀打开侧移动元件21和阀关闭侧移动元件70从中间位置向阀关闭位置摆动的方向。

根据本实施例的电磁驱动阀可以是包括移动元件和电磁体的旋转驱动类型的电磁驱动阀，电磁体具有分别布置在移动元件上方和下方的阀关闭芯部和阀打开芯部，且通过将单线圈卷绕在芯部周围而形成电磁体。

在第一到第五实施例中描述的电磁驱动阀的结构可以适当地组合起来以构成新的电磁驱动阀。

应该懂得，这里公开的实施例在各个方面都是示例性的而非限制性的，本发明的范围由权利要求的项而不是上面的说明限定，本发明的范围是用来包括在等价于权利要求的项的范围和意义内的任何变型。

工业适用性

本发明主要涉及包含在例如汽油机、柴油机等等的内燃机内的电磁驱动阀。

Claims (10)

1.一种电磁驱动阀，包括：

第一和第二移动元件(21，31)，它们分别具有被可旋转地支撑的支撑部(23，33)并绕所述支撑部(23，33)在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和

具有单线圈(42)的电磁体(40)，其布置在所述第一移动元件(21)和所述第二移动元件(31)之间；其中

在没有施加电磁力时，所述第一和第二移动元件(21，31)被保持在所述阀打开位置和所述阀关闭位置之间的中间位置，且由于电流供给到所述单线圈(42)，沿着朝向所述阀打开位置和所述阀关闭位置的方向的电磁力作用在所述第一和第二移动元件(21，31)上，并且

形成所述第一移动元件(21)的材料的磁导率不同于形成所述第二移动元件(31)的材料的磁导率。

2.如权利要求1所述的电磁驱动阀，其中

所述电磁体(40)还包括第一和第二芯部(41p，41q)，所述单线圈(42)卷绕在所述芯部周围，以使得磁通分别在所述第一和第二芯部(41p，41q)与所述第一和第二移动元件(21，31)之间穿过，

当形成所述第一移动元件(21)的材料的磁导率大于形成所述第二移动元件(31)的材料的磁导率时，形成所述第一芯部(41p)的材料的磁导率大于形成所述第二芯部(41q)的材料的磁导率，并且

当形成所述第一移动元件(21)的材料的磁导率小于形成所述第二移动元件(31)的材料的磁导率时，形成所述第一芯部(41p)的材料的磁导率小于形成所述第二芯部(41q)的材料的磁导率。

3.如权利要求1所述的电磁驱动阀，安装在内燃机上并用来控制燃烧室(17)和排气口(16)之间的连通，还包括与所述第一和第二移动元件(21，31)相连的从动阀(14)，随着所述第一和第二移动元件(21，31)从所述阀关闭位置移动到所述阀打开位置，所述从动阀从切断所述燃烧室(17)和所述排气口(16)之间的连通的位置移动到所述燃烧室(17)中；其中

形成所述第一移动元件(21)的材料的磁导率大于形成所述第二移动元件(31)的材料的磁导率。

4.一种电磁驱动阀，包括：

第一和第二移动元件(21，31)，它们分别具有被可旋转地支撑的支撑部(23，33)并绕所述支撑部(23，33)在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；和

具有单线圈(42)的电磁体(40)，其布置在所述第一移动元件(21)和所述第二移动元件(31)之间；其中

在没有施加电磁力时，所述第一和第二移动元件(21，31)被保持在所述阀打开位置和所述阀关闭位置之间的中间位置，且由于电流供给到所述单线圈(42)，磁通流过所述第一和第二移动元件(21，31)，沿着朝向所述阀打开位置和所述阀关闭位置的方向的电磁力作用在所述第一和第二移动元件(21，31)上，并且

在所述磁通通过的磁路上，所述第一移动元件(21)在形状上不同于所述第二移动元件(31)。

5.如权利要求4所述的电磁驱动阀，其中

当在与所述磁通流动的方向垂直的平面上切割所述第一和第二移动元件(21，31)时，所述第一移动元件(21)在所述磁通流过的所述磁路上的最小横截面积不同于所述第二移动元件(31)在所述磁通流过的所述磁路上的最小横截面积。

6.如权利要求5所述的电磁驱动阀，其中

所述第一和第二移动元件(21，31)还具有第一和第二表面(21a，31a)，所述第一和第二表面各在单个表面上延伸，分别面对所述电磁体(40)相应的相对表面并接收所述电磁力，并且

所述第一表面(21a)的面积不同于所述第二表面(31a)的面积。

7.如权利要求6所述的电磁驱动阀，其中

所述电磁体(40)还具有第一和第二吸引与接触表面(41a，41b)，所述第一和第二吸引与接触表面各在单个表面上延伸，分别面对所述第一和第二表面(21a，31a)并吸引所述第一和第二移动元件(21，31)，并且

当所述第一表面(21a)的面积大于所述第二表面(31a)的面积时，所述第一吸引与接触表面(41a)的面积大于所述第二吸引与接触表面(41b)的面积，并且当所述第一表面(21a)的面积小于所述第二表面(31a)的面积时，所述第一吸引与接触表面(41a)的面积小于所述第二吸引与接触表面(41b)的面积。

8.如权利要求4所述的电磁驱动阀，安装在内燃机上并用来控制燃烧室(17)和排气口(16)之间的连通，还包括与所述第一和第二移动元件(21，31)相连的从动阀(14)，随着所述第一和第二移动元件(21，31)从所述阀关闭位置移动到所述阀打开位置，所述从动阀从切断所述燃烧室(17)和所述排气口(16)之间的连通的位置移动到所述燃烧室(17)中；其中

当在与所述磁通流动的方向垂直的平面上切割所述第一和第二移动元件(21，31)时，所述第一移动元件(21)在所述磁通流过的所述磁路上的最小横截面积大于所述第二移动元件(31)在所述磁通流过的所述磁路上的最小横截面积。

9.一种电磁驱动阀，包括：

移动元件(21，31)，其具有被可旋转地支撑的支撑部(23，33)并绕所述支撑部(23，33)在阀打开位置和阀关闭位置之间执行摆动运动；

具有单线圈(42)的电磁体(40)，其向所述移动元件(21，31)施加电磁力，在没有施加所述电磁力时，所述移动元件(21，31)被保持在所述阀打开位置和所述阀关闭位置之间的中间位置，并且由于电流供给到所述单线圈(42)，沿着朝向所述阀打开位置和所述阀关闭位置的方向的电磁力作用在所述移动元件(21，31)上；和

致动器(71)，其沿着使所述移动元件(21，31)向所述阀打开位置和所述阀关闭位置中任一个位置移动的方向、向被保持在所述中间位置的所述移动元件(21，31)施加力。

10.如权利要求9所述的电磁驱动阀，安装在内燃机上，其中

通过在驱动所述内燃机时产生的动力来驱动所述致动器(71)。

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