CN102985736A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

一种电磁阀，其包括：阀体，其具有阀座；螺线管支承体，其与该阀体接合；阀芯，其能够落座于阀座；插棒式铁心，其支承该阀芯并能够自如滑动地支承于螺线管支承体；阀弹簧，其对阀芯向落座于阀座的方向施力；以及螺线管，其安装于螺线管支承体，并在通电时克服阀弹簧的作用力而使插棒式铁心向阀芯的全开侧动作，其中，利用具有圆锥状线圈部（29）和圆筒状线圈部（30）的单一的螺旋弹簧构成阀弹簧（28），所述圆筒状线圈部（30）从该圆锥状线圈部（29）的小径端（29b）以与该小径端相同的直径延伸，将该圆筒状线圈部（30）的弹簧常数设定得大于圆锥状线圈部（29）的弹簧常数。由此，能够提供以简单的结构赋予阀弹簧两条折线负荷特性并能够不受各部件的制作误差的影响而提高阀芯的开闭响应性的电磁阀。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀的改进，所述电磁阀包括：阀体，其具有阀座；螺线管支承体，其与该阀体接合；阀芯，其能够落座于所述阀座；插棒式铁心，其支承该阀芯，并且该插棒式铁心能够自如滑动地支承于所述螺线管支承体；阀弹簧，其围绕该插棒式铁心并对所述阀芯向落座于所述阀座的方向施力；以及螺线管，其安装于所述螺线管支承体，并在通电时克服所述阀弹簧的作用力而使所述插棒式铁心动作，从而使所述阀芯全开。

背景技术

专利文献1公开了一种电磁阀，在所述电磁阀中，利用线径和线圈径均一、仅线圈螺距不均一的螺旋弹簧构成阀弹簧，使阀弹簧的负荷特性成为与螺线管的吸引力特性对应的非线形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭53-22128号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，在根据对螺线管通电、不通电而使阀芯全开、全闭的打开-关闭型的电磁阀中，在阀芯的全闭位置，为了确保良好的开阀响应性，要求阀弹簧的弹簧常数尽量小，以便不受各部件的制作误差的影响而赋予阀芯稳定的比较小的设定负荷，在阀芯的全开位置，为了确保良好的闭阀响应性，要求阀弹簧的弹簧常数尽量大，以便赋予阀芯比较大的闭阀负荷。为了满足这种要求，优选阀弹簧的负荷特性成为图4所示那样的两条折线特性，利用专利文献1所述的那样的非线形特性很难满足这种要求。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种电磁阀，其以简单的结构赋予阀弹簧两条折线负荷特性，并能够不受各部件的制作误差的影响而提高阀芯的开闭响应性。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明为一种电磁阀，其包括：阀体，其具有阀座；螺线管支承体，其与该阀体接合；阀芯，其能够落座于所述阀座；插棒式铁心，其支承该阀芯，并且该插棒式铁心能够自如滑动地支承于所述螺线管支承体；阀弹簧，其围绕该插棒式铁心并对所述阀芯向落座于所述阀座的方向施力；以及螺线管，其安装于所述螺线管支承体，并在通电时克服所述阀弹簧的作用力而使所述插棒式铁心向所述阀芯的全开侧动作，所述电磁阀的第一特征在于，利用具有圆锥状线圈部和圆筒状线圈部的单一螺旋弹簧构成所述阀弹簧，所述圆筒状线圈部从所述圆锥状线圈部的小径端以与该小径端相同的直径延伸，所述圆筒状线圈部的弹簧常数设定得大于所述圆锥状线圈部的弹簧常数。

此外，本发明的第二特征在于，在第一特征的基础上，在所述阀芯的中间开度位置，所述圆锥状线圈部压缩变形成一平面状，并与支承圆锥状线圈部的大径端的弹簧座紧密接触。另外，所述弹簧座与后述的本发明的实施方式中的轭15的下端板15b对应。

并且，本发明的第三特征在于，在第二特征的基础上，所述圆锥状线圈部配合在弹簧定位孔中，所述弹簧定位孔以与所述插棒式铁心构成同心状的方式形成于所述螺线管支承体，并且所述圆筒状线圈部以同心状配置在所述插棒式铁心的外周。

并且，本发明的第四特征在于，在第三特征的基础上，覆盖所述螺线管的外周和轴向两端的轭埋设于所述螺线管支承体，该轭的一端板作为支承所述圆锥状线圈部的大径端的弹簧座而露出于所述弹簧定位孔。

发明效果

根据本发明的第一特征，阀弹簧的弹簧负荷特性成为如下所述的两条折线负荷特性：在阀芯开阀初期，依赖于圆锥状线圈部的低弹簧常数，在阀芯的中间开度以后，依赖于圆筒状线圈部的高弹簧常数。因此，在阀芯开阀初期，伴随着阀芯开阀的阀弹簧的负荷的增加变得缓慢，因此能够不受各部件的制作误差的影响而使阀弹簧的针对阀芯的比较小的闭阀负荷稳定，能够始终使螺线管通电时的阀芯的开阀响应性良好。在阀芯的预定的中间开度以后，由于能够使阀弹簧对阀芯的闭阀负荷骤增，因此能够使阀芯全开状态下的螺线管通电切断时的阀芯的闭阀响应性良好。并且，由于阀弹簧具有圆锥状线圈部，从而能够使阀弹簧的伸缩姿态稳定并防止压曲，因此能够始终发挥适当的弹簧负荷特性。

根据本发明的第二特征，在阀芯的预定的中间开度位置，圆锥状线圈部被压缩变形成一平面状而与弹簧座紧密接触，之后，圆锥状线圈部成为非动作状态，另一方面，仅圆筒状线圈部动作，能够可靠地使阀弹簧的针对阀芯的闭阀负荷骤增，因此能够使阀芯全开状态下的螺线管通电切断时的阀芯的闭阀响应性更加良好。

根据本发明的第三特征，阀弹簧始终保持为与插棒式铁心构成同心状，由于在其伸缩中不会对插棒式铁心施加侧向推力，因此插棒式铁心的滑动变得顺畅，能够有助于阀芯的开闭响应性的进一步的提高。

根据本发明的第四特征，轭的一端板兼用作用于圆锥状线圈部的弹簧座，能够有助于简化结构。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电磁阀的纵剖视图。（第一实施例）

图2是图1中的2部分的放大图。（第一实施例）

图3是与图2对应的作用说明图。（第一实施例）

图4是图2中的阀弹簧的负荷特性线图。（第一实施例）

标号说明

V：电磁阀；

5：阀体；

6：螺线管支承体；

10：阀座；

14：螺线管；

15：轭；

15b：轭的一端板（弹簧座）；

20：弹簧定位孔；

21：插棒式铁心；

24：阀芯；

28：阀弹簧；

29：圆锥状线圈部；

30：圆筒状线圈部。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

首先，在图1中，安装于未图示的发动机的节气门体T具有与发动机的进气口相连的进气道1，开闭该进气道1从而控制发动机的进气道量的蝶型的节流阀2被轴支承于节气门体T。此外，旁路3与节气门体T连接，该旁路3绕过节气门体T而将进气道1的上游和下游部之间连通，在该旁路3的中途插入安装有本发明的电磁阀V。该电磁阀V为常闭型，通过打开该电磁阀V能够使旁路3导通。

根据图1和图2对该电磁阀V详细地进行说明。

电磁阀V具备：支承于节气门体T或发动机的阀体5；和利用螺栓7与该阀体5接合的螺线管支承体6。为了规定该阀体5与螺线管支承体6彼此的接合位置，凸出地设置在螺线管支承体6的下表面的定位筒部9与形成于阀体5的上表面的圆形凹部8嵌合，在该嵌合部安装有密封部件22。

此外，在阀体5形成有从所述圆形凹部8的底面中心部呈环状地隆起的阀座10，所述旁路3的上游部3a与开口于圆形凹部8的阀座10外侧的底面的入口孔11连接，所述旁路3的下游部3b与阀座10内的阀孔12连接。

螺线管支承体6是合成树脂制成的。在该螺线管支承体6埋设有：线圈架13；螺线管（solenoid）14，其卷绕于线圈架13；轭15，其包围该螺线管14的外周并弯曲到线圈架13的上下两端侧；圆柱状的固定铁心16，其从线圈架13的上端到线圈架13的中间部嵌装于线圈架13的中空部，并一体地铆接结合于轭15的上端板15a；以及供电端子17，其与螺线管14相连，该供电端子17配置成使末端部处于一体地凸出地设置于螺线管支承体6的上部一侧面的连接器18内。

在轭15的下端板15b设置有与线圈架13的中空部相连的、与之同径或直径比其稍大的透孔19，与该透孔19相连的直径比该透孔19大的弹簧定位孔20设置在定位筒部9的中心部。上述线圈架13、透孔19、弹簧定位孔20和阀座10配置在同一轴线上。

作为贯通透孔19而与固定铁心16的下端面对置的可动铁心的插棒式铁心21能够自如滑动地嵌装在线圈架13的中空部的下部。该插棒式铁心21的下端部向定位筒部9的下方凸出，在该插棒式铁心21下端部，如图2明示的那样，形成有朝向下方分阶段地缩径的第一第二和第三小径部21a、21b、21c，它们的轴向长度随着从第一小径部21a朝向第三小径部21c而增加。直径比阀座10大的圆板状的弹簧座23能够自如滑动地与第一小径部21a配合，能够座于阀座10的圆板状的阀芯24在第二小径部21b的全长的范围与第二小径部21b配合。直径比阀孔12足够小的保持部件25通过压入而固定于直径最小的第三小径部21c，阀芯24利用该保持部件25而被保持在第二小径部21b上。阀芯24是橡胶等弹性材料制成，并且在其上端面形成有用于赋予阀芯24良好的挠性的环状槽26。

在螺线管支承体6与弹簧座23之间压缩设置有对阀芯24向落座于阀座10的方向施力的阀弹簧28，在阀芯24落座于阀座10时，在固定铁心16与插棒式铁心21之间设置有与阀芯24的开阀行程对应的一定的间隙g。

如图2明示的那样，上述阀弹簧28由具有圆锥状线圈部29和圆筒状线圈部30的单一的螺旋弹簧构成，所述圆筒状线圈部30从该圆锥状线圈部29的小径端29b以与小径端29b相同的直径延伸，该圆锥状线圈部29配置成使其大径端29a与所述弹簧定位孔20的内周面配合并支承于轭15的下端板15b，圆筒状线圈部30以同心状配置在插棒式铁心21的外周、并且使其下端与弹簧座23抵接。

这样，由圆锥状线圈部29和圆筒状线圈部30构成的阀弹簧28由线径均一的一根线材构成，圆筒状线圈部30的弹簧常数设定得大于圆锥状线圈部29的弹簧常数。此外，弹簧常数低的圆锥状线圈部29在阀芯24开阀途中整体压缩变形成一平面状而与轭15的下端板紧密接触（参照图3（a））。

下面，对该实施方式的作用进行说明。

在发动机暖机运转时，通过对螺线管14通电，插棒式铁心21克服阀弹簧28的作用力而吸附于固定铁心16，成为使阀芯24从阀座10离开的全开状态（参照图3（b）），由此使旁路3的上游部3a与下游部3b之间导通，因此能够通过该旁路3而向发动机提供快速空转用的进气。此外，在暖机运转完毕后，通过切断对螺线管14的通电，插棒式铁心21成为利用阀弹簧28的作用力而使阀芯24落座于阀座10的全闭状态（参照图2），由于将旁路3的上游部3a与下游部3b之间切断，因此能够通过空转开度的节流阀2周围而向发动机提供通常的空转用的进气。

另外，如前述那样，阀弹簧28由单一螺旋弹簧构成，所述单一螺旋弹簧在弹簧常数低的圆锥状线圈部29的小径端29b具有与该小径端29b同径且弹簧常数高的圆筒状线圈部30，因此，该弹簧负荷特性如图4所示那样地成为如下所述的两条折线负荷特性：在阀芯24开阀初期，依赖于圆锥状线圈部29的低弹簧常数，在阀芯24的中间开度以后，依赖于圆筒状线圈部30的高弹簧常数。

因此，在阀芯24开阀初期，伴随着阀芯24开阀的阀弹簧28的负荷的增加缓慢，由此能够不受各部件的制作误差的影响而使阀弹簧28的针对阀芯24的比较小的闭阀负荷稳定，因此能够使螺线管14通电时的阀芯24的开阀响应性始终良好。此外，在阀芯24的预定的中间开度位置，如图3（a）所示，圆锥状线圈部29压缩变形成一平面状并与轭15的下端板紧密接触，这之后圆锥状线圈部29成为非动作状态，而只有圆筒状线圈部30动作，能够使阀弹簧28的针对阀芯24的闭阀负荷骤增，因此能够使阀芯24全开状态下的螺线管14通电切断时的阀芯24的闭阀响应性良好。

并且，阀弹簧28的圆锥状线圈部29的大径端29a被支承于作为弹簧座的轭15的下端板15b，从而能够使阀弹簧28的伸缩姿态稳定并防止压曲，因此能够始终发挥适当的弹簧负荷特性。

并且，圆锥状线圈部29与弹簧定位孔20配合，所述弹簧定位孔20以与线圈架13和插棒式铁心21构成同心状的方式形成于螺线管支承体6，并且圆筒状线圈部30以同心状配置在插棒式铁心21的外周，从而阀弹簧28始终保持成与插棒式铁心21为同心状，由于在阀弹簧28伸缩中不会对插棒式铁心21施加侧向推力，因此插棒式铁心21的滑动变得顺畅，能够有助于阀芯24的开闭响应性的进一步提高。

此外，由于埋设于螺线管支承体6的轭15的下端板15b作为支承圆锥状线圈部29的大径端29a的弹簧座而配置成露出于螺线管支承体6的弹簧定位孔20，因此轭15的下端板15b兼用作用于圆锥状线圈部29的弹簧座，能够有助于简化结构。

本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。例如，在本发明的第一和第二特征中，也可以使阀弹簧28翻转成与实施方式上下相反而将圆锥状线圈部29配置在阀芯24侧、将圆筒状线圈部30配置在轭15侧。

Claims (4)

1.一种电磁阀，其包括：阀体（5），其具有阀座（10）；螺线管支承体（6），其与该阀体（5）接合；阀芯（24），其能够落座于所述阀座（10）；插棒式铁心（21），其支承该阀芯（24），并且该插棒式铁心（21）能够自如滑动地支承于所述螺线管支承体（6）；阀弹簧（28），其围绕该插棒式铁心（21）并对所述阀芯（24）向落座于所述阀座（10）的方向施力；以及螺线管（14），其安装于所述螺线管支承体（6），并在通电时克服所述阀弹簧（28）的作用力而使所述插棒式铁心（21）向所述阀芯（24）的全开侧动作，

所述电磁阀的特征在于，

利用具有圆锥状线圈部（29）和圆筒状线圈部（30）的单一螺旋弹簧构成所述阀弹簧（28），所述圆筒状线圈部（30）从所述圆锥状线圈部（29）的小径端（29b）以与该小径端（29b）相同的直径延伸，所述圆筒状线圈部（30）的弹簧常数设定得大于所述圆锥状线圈部（29）的弹簧常数。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，

在所述阀芯（24）的中间开度位置，所述圆锥状线圈部（29）压缩变形成一平面状，并与支承圆锥状线圈部（29）的大径端（29a）的弹簧座（15b）紧密接触。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，

所述圆锥状线圈部（29）配合在弹簧定位孔（20）中，所述弹簧定位孔（20）以与所述插棒式铁心（21）构成同心状的方式形成于所述螺线管支承体（6），并且所述圆筒状线圈部（30）以同心状配置在所述插棒式铁心（21）的外周。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，

覆盖所述螺线管（14）的外周和轴向两端的轭（15）埋设于所述螺线管支承体（6），该轭（15）的一端板（15b）作为支承所述圆锥状线圈部（29）的大径端（29a）的弹簧座而露出于所述弹簧定位孔（20）。

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